CN105932139A - 一种led封装结构及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种LED封装结构，包括散热基板、布置在所述散热基板上的LED芯片以及密封所述LED芯片的透明罩体，所述透明罩体与所述散热基板之间形成密闭空间，其特征在于：所述散热基板内部具有散热通道，所述散热通道与所述密闭空间相连通，并且所述散热通道和所述密闭空间填充满流体，所述流体包括两种互不相溶的液体，即密度相对较大的液体和密度相对较小的液体，其中所述密度相对较大的液体分散有荧光粉，并包围所述LED芯片。并公开了该LED封装结构的形成方法，本发明实现了防止了引线和焊接点的氧化以及荧光胶脂的老化，并且保证了封装结构的散热效果，优化了出光均匀性。

Description

一种LED封装结构及其形成方法
技术领域
本发明涉及固态照明材料领域，具体涉及一种LED封装结构及其形成方法。
背景技术
LED是一种固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。与传统的白炽灯、荧光灯相比，白光LED具有耗电小、发光效率高、使用寿命长、节能环保等优点，因此其不仅可以在日常照明领域得到广泛的应用，而且可以进入显示设备领域。
目前的LED封装主要是COB（chip on board）封装结构，即将LED通过打线固定在基板上，再利用荧光胶脂进行封装，但是其具有以下缺点：1）荧光胶脂在复杂的户外(长期阳光暴晒、紫外线、酸性雨水、冰雹、鸟类粪便酸碱腐蚀)或长期较高的温度等条件下，存在容易老化等问题，这将严重的影响到采用此方案的器件使用寿命；2）水汽极易进入封装体内，氧化打线（引线）或焊接点，造成LED失效；3）LED工作时产生大量的热量无法及时有效的散去，加速老化，减少LED使用寿命；4）荧光胶脂易氧化，且荧光粉在胶脂（硅脂或环氧树脂等）分布不均匀，且荧光粉用量较大。
发明内容
基于解决上述封装中的问题，本发明提供了一种LED封装结构，包括散热基板、布置在所述散热基板上的LED芯片以及密封所述LED芯片的透明罩体，所述透明罩体与所述散热基板之间形成密闭空间，其特征在于：所述散热基板内部具有散热通道，所述散热通道与所述密闭空间相连通，并且所述散热通道和所述密闭空间填充满流体，所述流体包括两种互不相溶的液体，即密度相对较大的液体和密度相对较小的液体，其中所述密度相对较大的液体分散有荧光粉，并包围所述LED芯片。
在本发明的一实施例中，所述密度相对较小的液体分散有金属颗粒，其中所述金属颗粒的粒径为5-500nm。
在本发明的一实施例中，所述散热通道与所述密闭空间通过多个连通孔相连通。
在本发明的一实施例中，所述散热基板还具有流体入口，所述流体入口连通所述散热通道。
在本发明的一实施例中，所述透明罩体的形状为半球形、椭球形或方形。
在本发明的一实施例中，所述散热基板的材料为陶瓷、高分子散热材料或金属材料。
本发明还提供了一种LED封装结构的形成方法，包括以下步骤：
（1）提供一个散热基板，所述散热基板内部具有散热通道和流体入口，所述流体入口与所述散热通道相连通；
（2）将LED芯片布置在所述散热基板上；
（3）用透明罩体罩住所述LED芯片，并在所述透明罩体与所述散热基板之间形成密闭空间；
（4）通过所述流体入口先灌入第一流体，使得所述第一流体完全浸没所述LED芯片
（5）通过所述流体入口再灌入第二流体，以使得所述第一和第二流体填充满所述散热通道和所述密闭空间，其中第一流体和第二流体互不相溶，且第一流体的密度大于第二流体的密度；
（6）利用插塞塞住所述流体入口，得到最终的LED封装结构。
在本发明的一实施例中，所述插塞为弹性插塞，其材质优选为橡胶。
在本发明的一实施例中，所述LED芯片采用覆晶方式布置在所述散热基板上。
在本发明的一实施例中，所述流体为分散了金属颗粒和荧光粉的液体。
本发明的优点如下：
1)利用不易氧化的流体包围LED芯片，防止水汽等侵入，保护焊接点和引线；
2)利用流体分散荧光粉，出光均匀，且无需大量使用荧光粉，同时避免了荧光胶脂易氧化的弊端；
3)利用散热通道和密闭空间的流体热传导，及时的将热量传至散热基板外部，提高LED使用寿命；
4)先利用第一流体中的荧光粉激发出既定波长的出光，再利用两种流体的界面散射以及第二流体的粒子散射，增强出光的均匀性。
附图说明
图1-4为本发明的LED封装结构的形成过程的示意图；
图5为本发明的LED封装结构的剖面图；
图6为本发明的LED封装结构的俯视图。
具体实施方式
参见图5、6，本发明的LED封装结构包括散热基板1、布置在所述散热基板1上的LED芯片5以及密封所述LED芯片5的透明罩体6，所述透明罩体6与所述散热基板1之间形成密闭空间，所述散热基板1内部具有散热通道2，所述散热通道2与所述密闭空间相连通，并且所述散热通道2和所述密闭空间填充满流体8，所述流体8包括两种互不相溶的流体（或液体），即密度相对较大的第一流体（或液体）8a和密度相对较小的第二流体（或液体）8b，其中所述密度相对较大的第一流体8a分散有荧光粉，并包围所述LED芯片5和填充所述散热通道2。其中，所述透明罩体6可以是玻璃或者塑料等，其形状为半球形、椭球形或方形，所述散热通道2与所述密闭空间通过多个连通孔4相连通。所述密度相对较小的液体分散有金属颗粒，其中所述金属颗粒的粒径为5-500nm。所述散热基板还具有流体入口3，所述流体入口3连通所述散热通道2，并且利用插塞7来塞住流体入口，该插塞最好是弹性的，以适应流体工作和非工作状态的热胀冷缩的作用。所述散热基板1的材料为陶瓷、高分子散热材料或金属材料，其上布置有导电图案9以引出端子。LED芯片可以是一个也可以是多个，并且可以通过覆晶方式固定于散热基板1上，也可以通过引线10固定于散热基板1上（参见附图6），其中引线10电连接至导电图案9上。此外，在散热基板1的下表面还可以设置一额外的散热器，例如鳍型散热器等。
工作时，LED芯片5正面发出的光先通过第一流体8a，经第一流体中荧光粉的激发透射既定波长的光，再经过第一流体8a和第二流体8b界面的散射，透射到第二流体中，经过第二流体中的颗粒散射（第二流体为胶体或者分散有金属颗粒），得到出光均匀，颜色可选的LED光，利用不易氧化的流体包围LED芯片，防止水汽等侵入，保护焊接点和引线，利用流体分散荧光粉，出光均匀，且无需大量使用荧光粉，同时避免了荧光胶脂易氧化的弊端，利用散热通道和密闭空间的流体热传导，及时的将热量传至散热基板外部，提高LED使用寿命。
参照图1-5，其示意了LED封装结构的形成方法，包括以下步骤：
（1）参考图1，提供一个散热基板1，所述散热基板1内部具有散热通道2和流体入口3，所述流体入口3与所述散热通道2相连通；
（2）参考图2，将LED芯片5布置在所述散热基板1上；
（3）参考图3，用透明罩体6罩住所述LED芯片5，并在所述透明罩体6与所述散热基板1之间形成密闭空间；
（4）参考图4，通过所述流体入口3先灌入第一流体8a，使得所述第一流体8a完全浸没所述LED芯片5；
（5）参考图5，通过所述流体入口3再灌入第二流体8b，以使得所述第一和第二流体8a、8b填充满所述散热通道2和所述密闭空间，其中第一流体8a和第二流体8b互不相溶，且第一流体8a的密度大于第二流体8b的密度；
（6）利用插塞7塞住所述流体入口3，得到最终的LED封装结构。
其中，所述插塞为弹性插塞，其材质优选为橡胶，所述LED芯片采用覆晶方式布置在所述散热基板上，所述流体为分散了金属颗粒和荧光粉的液体。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种LED封装结构，包括散热基板、布置在所述散热基板上的LED芯片以及密封所述LED芯片的透明罩体，所述透明罩体与所述散热基板之间形成密闭空间，其特征在于：所述散热基板内部具有散热通道，所述散热通道与所述密闭空间相连通，并且所述散热通道和所述密闭空间填充满流体，所述流体包括两种互不相溶的液体，即密度相对较大的液体和密度相对较小的液体，其中所述密度相对较大的液体分散有荧光粉，并包围所述LED芯片。
2.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于：所述密度相对较小的液体分散有金属颗粒，其中所述金属颗粒的粒径为5-500nm。
3.根据权利要求1或2所述的LED封装结构，其特征在于：所述散热通道与所述密闭空间通过多个连通孔相连通。
4.根据权利要求1或2所述的LED封装结构，其特征在于：所述散热基板还具有流体入口，所述流体入口连通所述散热通道。
5.根据权利要求1或2所述的LED封装结构，其特征在于：所述透明罩体的形状为半球形、椭球形或方形。
6.根据权利要求1或2所述的LED封装结构，其特征在于：所述散热基板的材料为陶瓷、高分子散热材料或金属材料。
7.一种LED封装结构的形成方法，包括以下步骤：
提供一个散热基板，所述散热基板内部具有散热通道和流体入口，所述流体入口与所述散热通道相连通；
将LED芯片布置在所述散热基板上；
用透明罩体罩住所述LED芯片，并在所述透明罩体与所述散热基板之间形成密闭空间；
通过所述流体入口先灌入第一流体，使得所述第一流体完全浸没所述LED芯片
通过所述流体入口再灌入第二流体，以使得所述第一和第二流体填充满所述散热通道和所述密闭空间，其中第一流体和第二流体互不相溶，且第一流体的密度大于第二流体的密度；
利用插塞塞住所述流体入口，得到最终的LED封装结构。
8.根据权利要求7所述的LED封装结构的形成方法，其特征在于：所述插塞为弹性插塞，其材质优选为橡胶。
9.根据权利要求7所述的LED封装结构的形成方法，其特征在于：所述LED芯片采用覆晶方式布置在所述散热基板上。
10.根据权利要求7所述的LED封装结构的形成方法，其特征在于：所述流体为分散了金属颗粒和荧光粉的液体。
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