CN104241502B - 一种led封装结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种LED封装结构，包括：一半导体发光元件、一封装载体、一透明基板和一透明胶材；其中，所述封装载体为凹形；所述透明基板位于所述封装载体的中部，所述透明基板与所述封装载体的下部形成第一腔体；所述发光元件固着于所述透明基板上，所述发光元件的电极通过所述透明基板中的第一电学连接材料与所述封装载体上的第二电学连接材料连接；所述透明胶材填充于所述封装载体内部。本发明提供了一种光效更高，性能更可靠的LED封装结构。

Description

一种LED封装结构

技术领域

本发明涉及半导体技术，尤其涉及一种LED封装结构。

背景技术

发光二极管(Light-Emitting Diode，简称LED)是一种能将电能转化为光能的半导体电子元件。

现有的LED封装结构通常是将半导体发光元件固定在封装载体底部，但是，常用的发光元件具有双面发光的特性，发光元件向封装载体底部的方向发出的光被封装载体阻隔，不能直接向发光元件的正面发射出去，发光元件的光转化效率受限。

发明内容

本发明提供一种LED封装结构，用于解决现有技术中的问题，而提供一种光效更高，性能更可靠的封装结构。

本发明提供的一种LED封装结构，包括：

一半导体发光元件、一封装载体、一透明基板和一透明胶材；

其中，所述封装载体为凹形；

所述透明基板位于所述封装载体的中部，所述透明基板与所述封装载体的下部形成第一腔体；

所述发光元件固着于所述透明基板上，所述发光元件的电极通过所述透明基板中的第一电学连接材料与所述封装载体上的第二电学连接材料连接；所述透明胶材填充于所述封装载体内部。

进一步的，所述第二电学连接材料包括电学接触层，所述电学接触层位于所述封装载体与所述透明基板的接触面。

进一步的，所述封装载体的下部的内表面上覆盖有反射层。

进一步的，所述透明基板具有一个或多个第一通孔，用于连通所述第一腔体和由所述透明基板与所述封装载体的上部形成的第二腔体，以使在填充所述透明胶材时，所述透明胶材通过所述第一通孔渗入并填满所述第二腔体。

进一步的，所述第一电学连接材料包括位于所述透明基板的上表面上的焊线层，所述发光元件的电极引线与所述焊线层形成电学连接。

进一步的，所述透明基板具有第二通孔，位于所述封装载体与所述透明基板的接触面的上方，所述第一电学连接材料穿设于所述第二通孔与所述第二电学连接材料形成电学连接。

进一步的，所述透明胶材中混合有波长转换材料；所述混合有波长转换材料透明胶材用于使所述发光元件发出的原色光经过所述波长转换材料产生与原色光波长相异的变色光。

进一步的，所述封装载体的下部的内表面的形状为长方体或半球形。

进一步的，所述封装载体的底部设一开口。

进一步的，所述封装载体的侧壁具有一凸台，所述透明基板搭接于所述凸台，所述封装载体与所述透明基板的接触面为所述凸台的上表面。

进一步的，所述透明基板具有第二通孔，位于所述封装载体与所述透明基板的接触面的上方，所述第一电学连接材料穿设于所述第二通孔与所述第一电学连接材料形成电学连接。

本实施例的LED封装结构通过在封装载体的中部设置透明基板，并将发光元件设置在透明基板上，使得发光元件产生的光可以穿过透明基板射出，提高发光元件的发光效率，本发明提供了一种光效更高，性能更可靠的LED封装结构。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种LED封装结构实施例一的结构剖面示意图；

图2A为本发明提供的一种LED封装结构实施例二的结构剖面示意图；

图2B为本发明提供的一种LED封装结构实施例二的结构俯视图；

图2C为本发明提供的一种LED封装结构实施例二的又一结构剖面示意图；

图3A为本发明提供的一种LED封装结构实施例三的结构示意图；

图3B为图3A所示结构在封装过程中的示意图。

附图标记说明：

1：封装载体； 2：发光元件； 3：透明基板；

4：透明胶体； 11：第二电学连接材料； 111：电学接触层；

12：反射层； 13：凸台； 14：底板；

21：电极引线； 31：第一电学连接材料； 311：焊线层；

32：第一通孔； 33：第二通孔。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

图1为本发明提供的一种LED封装结构实施例一的结构剖面示意图。

如图1所示，本发明的LED封装结构，包括：一半导体发光元件2、一封装载体1、一透明基板3和一透明胶材4；其中，所述封装载体1为凹形；所述透明基板3位于所述封装载体1的中部，所述透明基板3与所述封装载体1的下部形成第一腔体；所述发光元件2固着于所述透明基板3上，所述发光元件2的电极通过所述透明基板中的第一电学连接材料31与所述封装载体上的第二电学连接材料11连接；所述透明胶材4填充于所述封装载体1内部。

举例来说，所述发光元件2可以采用透明胶水固着于透明基板3的上表面。

在本实施例所列举的封装结构中，发光元件2被设置在透明基板上，发光元件2产生的光可以穿过透明基板3射出，因此，本实施例提供的LED封装结构能够提高发光元件的发光效率。

可选的，所述透明胶材4中可以混合有波长转换材料；所述混合有波长转换材料透明胶材用于使所述发光元件2发出的原色光经过所述波长转换材料产生与原色光波长相异的变色光，例如，荧光粉激发后可以产生白光。则发光元件2自背面发出的原色光，穿透透明基板后即被直接激发，因此，本实施例所列举的封装结构可以大幅度的提高原色光的激发效率。

进一步地，所述封装载体1的下部的内表面上可以覆盖有反射层12。例如，可以在封装载体下部的内表面上预镀金属反射层。

在本实施例所列举的封装结构中，发光元件2由于被设置在透明基板3上，发光元件2产生的光可以穿过透明基板3射出，避免了由于发光元件2直接设置在反射层12上造成的吸收衰减问题，特别是当发光元件的尺寸越大或者发光强度越大时，吸光效应越明显，这是因为，发光元件2产生的原色光经过发射层12被反射回发光元件2内部，一部分光在材料内部因多次反射而被吸收耗散，转化为热能。因此，本实施例的封装结构可以极大的提高LED封装结构的发光效率。

并且，本实施例所列举的封装结构中，发光元件2不需要吸收因发射层反射回发光元件内部产生的热能，延长了发光元件的使用寿命，提高了LED封装结构的可靠性。

同时，由于反射层材料通常具备一定的化学活泼性，在使用过程中受到发光元件热量的影响容易被氧化或者硫化，导致反射率下降，进而导致封装器件光通量以及光效的降低，而在本实施例所列举的封装结构中，由于发光元件2不会直接与封装载体1下部内表面的反射层12接触，大幅度降低了发光元件2产生热量对反射层的影响，延缓了反射层老化的周期，因此，本实施例的封装结构提高了LED封装结构的可靠性。

另外，依据本发明所提供的一种LED发光装置封装结构，由于可正反两面发光的发光元件2，其底部射出的光线可直接穿过透明基板3，再经由凹形空腔上反射层12的反射。由于发光元件的实际占据的面积很小，凹形空腔的反射面要远大于发光元件面积，因此，最大程度的避免了由发光元件2背面发出的光被反射层12反射回发光元件2而导致的光在发光元件内部被吸收和耗散。

可选的，发光元件2的正负电极通过通过正负电极引线21与透明基板3的第一电学材料31连接，所述第一电学材料31分为与所述正电极和负电极对应的两部分且相互隔离。

进一步地，所述第一电学连接材料31包括位于所述透明基板3的上表面上的焊线层311，所述发光元件2的电极引线21与所述焊线层311形成电学连接。

可选的，所述第二电学连接材料11可以包括一电学接触层111，所述电学接触层111位于所述封装载体1与所述透明基板3的部分或全部接触面。

需要说明的是，所述第一电学连接材料、第二电学连接材料、电学接触层，均具有与发光导体2的正负极分别对应的两部分区域，可选的，其两部分可以在所述封装结构内对称分布，可参考图1所示，此处不再赘述。

可选的，所述封装载体具备常规的焊接引脚以及内部引线(图中未示出)。

在本实施例所列举的封装结构中，上述电学连接除了实现基本的电路导通作用之外，由于发光元件2工作时产生的热量会沿着透明基板上的焊线层111、第一电学连接材料31、第二电学连接材料11传导，减少了发光元件2内部聚集的热量和传递给发射层12的热量，因此，本实施例所列举的封装结构提高了LED封装结构的可靠性。

可选的，所述封装载体可以是不透明的，也可以是透明的。当所述封装载体的底部为透明的，则可以仅在所述封装载体1下部的侧壁内表面设置反射层，而不必在下部的底面内表面设置反射层。这样，发光元件2从背面发出的光可以直接从底部射出，达到双面发光的效果。

可选的，所述透明胶体4可以为环氧树脂或硅胶，这种材料在常态下为粘稠状液体，经过高温处理后可以固化，例如采用高温烘烤的方式，就可以使LED封装结构固化成型。需要说明的是，所述透明胶材4应充满所述封装载体1和所述透明基板3隔出的第一腔体和第二腔体，也就是说，所述透明胶体4在烘烤固化前由封装载体和透明基板限定的组合形状定型后再进行烘烤固化。

进一步的，所述透明基板3可以具有一个或多个第一通孔32，用于连通所述第一腔体和由所述透明基板与所述封装载体的上部形成的第二腔体，以使在填充所述透明胶材4时，所述透明胶材4可以通过所述第一通孔32渗入并填满所述第二腔体。因此，本实施例所列举的封装结构易于实现，工艺难度低，是一种低复杂度高可靠性的LED封装结构。

本实施例的LED封装结构通过在封装载体的中部设置透明基板，并将发光元件设置在透明基板上，使得发光元件产生的光可以穿过透明基板射出，提高发光元件的发光效率，本发明提供了一种光效更高，性能更可靠的LED封装结构。

实施例二

图2A为本发明提供的一种LED封装结构实施例二的结构剖面示意图；图2B为本发明提供的一种LED封装结构实施例二的结构俯视图；图2C为本发明提供的一种LED封装结构实施例二的又一结构剖面示意图。

如图2A-2C所示，与图1所示结构不同之处在于，所述封装载体的侧壁可以具有一凸台13，所述透明基板3搭接于所述封装载体的凸台13，则所述封装载体1与所述透明基板3的接触面为所述凸台13的上表面。

可选的，所述凸台可以在所述封装载体侧壁上对称设置，或者可以设置环形凸台，相当于所述封装载体内壁一周均设置凸台结构。

在本实施例所列举的封装结构中，采用凸台的方式，使得在生产过程中对透明基板在封装结构中部的位置能够更准确且更容易的设置，进一步简化了生产工艺。

可选的，所述透明基板3具有第二通孔33，位于所述封装载体1与所述透明基板3的接触面的上方，所述第一电学连接材料31穿设于所述第二通孔33与所述第二电学连接材料11形成电学连接。

在本实施例所列举的封装结构中，通过在所述透明基板设置第二通孔，并将第一电学连接材料穿设于第二通孔与第二电学连接材料实现电学连接，第一电学材料还可以进一步传导发光元件通过透明基板传导的热量，散热效果更好，进一步减少了发光元件2内部聚集的热量和传递给发射层12的热量，因此，本实施例所列举的封装结构提高了LED封装结构的可靠性。

可选的，所述封装载体1的下部的内表面的形状可以是长方体，可参考图2A所示；所述封装载体1的下部的内表面的形状也可以为半球形，例如可以是凹形半圆球面，可参考图2C所示，也可以是凸形半圆球面；所述封装载体1的下部的内表面的形状还可以是其他形状，本发明不做限制。

在本实施例所列举的封装结构，所述封装载体1的下部的内表面的不同形状与所述封装载体1内表面反射层所涂覆的反射材料相配合，可以获得不同的光学反射效果，以适用于不同的场合的应用。

本实施例的LED封装结构通过在封装载体的侧壁设置凸台，透明基板3搭接于所述凸台13，使得在生产过程中对透明基板在封装结构中部的位置能够更准确且更容易的设置，进一步简化了生产工艺。

实施例三

图3A为本发明提供的一种LED封装结构实施例三的结构剖面示意图；图3B为图3A所示结构在封装过程中的示意图。

如图3A所示，与图1-图2C所示装置不同的是，所述封装载体1的底部可以开设一开口。

可选的，所述第二腔体的形状可以为棱台或圆台。

本实施例所列举的封装结构，在所述封装载体1的底部开设一开口，使得发光元件从背面射出的光直接从底部射出，达到了双面发光的效果，极大的提高了发光元件发光效率。

需要说明的是，可参考图3B，所述封装载体的侧壁和底板可以是一个整体，也可以是由可相互分离的部件组成的。所述开口可以是采用具有可分离的底板部件的封装载体1，在灌装透明胶体4定型固化后剥离封装载体下部的底板14形成，剥离方法可以是物理剪切、或者是采用化学或加热的方式破坏封装载体底部与侧壁的粘接剂。

可选的，所述开口也可以是直接采用不具有底板的可分离部件的封装载体1，在向所述封装载体的第一腔体填充所述透明胶体时，所述开口可以搭接一底板，以使所述透明胶体充满所述封装载体。

在本实施例列举的封装结构中，所述开口可以采用这两种方式得到，因此，这种结构是易获得的，制造方法简单。

本实施例的LED封装结构，通过在所述封装载体1的底部开设一开口，使得发光元件从背面射出的光直接从底部射出，达到了双面发光的效果，极大的提高了发光元件发光效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种LED封装结构，其特征在于，包括：

一半导体发光元件、一封装载体、一透明基板和一透明胶材；

其中，所述封装载体为凹形；

所述透明基板位于所述封装载体的中部，所述透明基板与所述封装载体的下部形成第一腔体；

所述发光元件固着于所述透明基板上，所述发光元件的电极通过所述透明基板中的第一电学连接材料与所述封装载体上的第二电学连接材料连接；所述透明胶材填充于所述封装载体内部；

所述封装载体的下部的内表面上覆盖有反射层；

所述第一电学连接材料包括位于所述透明基板的上表面上的焊线层，所述发光元件的电极引线与所述焊线层形成电学连接。

2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述第二电学连接材料包括电学接触层，所述电学接触层位于所述封装载体与所述透明基板的接触面。

3.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述透明基板具有一个或多个第一通孔，用于连通所述第一腔体和由所述透明基板与所述封装载体的上部形成的第二腔体，以使在填充所述透明胶材时，所述透明胶材通过所述第一通孔渗入并填满所述第二腔体。

4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述透明胶材中混合有波长转换材料；所述混合有波长转换材料透明胶材用于使所述发光元件发出的原色光经过所述波长转换材料产生与原色光波长相异的变色光。

5.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述封装载体的下部的内表面的形状为长方体或半球形。

6.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述封装载体的底部设一开口。

7.根据权利要求1-6任一项所述的封装结构，其特征在于，所述封装载体的侧壁具有一凸台，所述透明基板搭接于所述封装载体的凸台，则所述封装载体与所述透明基板的接触面为所述凸台的上表面。

8.根据权利要求7所述的封装结构，其特征在于，所述透明基板具有第二通孔，位于所述封装载体与所述透明基板的接触面的上方，所述第一电学连接材料穿设于所述第二通孔与所述第一电学连接材料形成电学连接。