CN108682732A - Led封装结构及led芯片封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种LED封装结构及LED封装方法，LED封装结构包括：基底，设置有晶杯；LED芯片，固设于所述晶杯的底部；封装胶层，设置于所述基底上，且包覆所述LED芯片；及光效调节层，设置于所述封装胶层的背离所述基底的一侧，所述光效调节层的远离所述封装胶层的端面上设置有多个凸棱，多个所述凸棱相互间隔设置，使得所述凸棱之间形成多个凹槽，所述LED芯片发出的光经过封装胶层后，进入到所述光效调节层内，随后从所述凸棱或所述凹槽内射出。上述LED封装结构及LED封装方法，相当于把面罩安装在了LED封装结构上，缓解了COB封装方式的LED模组由于间距太小，不便装配固定面罩导致的对比度降低，以及表面光滑导致的反光现象。
Description
技术领域
本发明涉及LED封装领域，特别是涉及一种LED封装结构及LED芯片封装方法。
背景技术
LED显示屏被广泛用于户外及户内的广告显示，尤其是超大的广告显示屏，由于传统的液晶显示面板在超大面积的显示时成本过高，因而通常都是LED显示屏，然而，LED显示屏的显示效果仍然需要向传统的液晶显示面板靠拢，对于LED显示屏而言，显示的分辨率直接与LED的间距相关，越小的间距越有利于呈现良好的显示效果。COB封装有利于实现超小间距，然而采用传统封装工艺封装的LED模组，存在反光现象，且不利于提升对比度。
发明内容
基于此，有必要针对采用传统封装工艺封装的LED模组，存在反光现象，且不利于提升对比度问题，提供一种LED封装结构及LED芯片封装方法。
一种LED封装结构，包括：
基底，设置有晶杯；
LED芯片，固设于所述晶杯的底部；
封装胶层，设置于所述基底上，且包覆所述LED芯片；及
光效调节层，设置于所述封装胶层的背离所述基底的一侧，所述光效调节层的远离所述封装胶层的端面上设置有多个凸棱，多个所述凸棱相互间隔设置，使得所述凸棱之间形成多个凹槽，所述LED芯片发出的光经过封装胶层后，进入到所述光效调节层内，随后从所述凸棱或所述凹槽内射出。
在其中一个实施例中，所述凸棱的高度相等或不等。
在其中一个实施例中，当多个LED芯片封装形成LED模组时，所述凸棱沿着LED阵列的行方向延伸，沿着LED阵列的列方向，所述凸棱的高度随着与LED芯片距离的增大而逐渐增高。
在其中一个实施例中，沿着LED阵列的列方向，在与所述晶杯相对应的区域，所述凸棱的高度相等。
在其中一个实施例中，所述晶杯两侧的凸棱的高度高于与所述晶杯区域相对应的凸棱的高度。
在其中一个实施例中，所述光效调节层的远离所述封装胶层的端面上设置有第一区域，所述第一区域与所述晶杯相对应，所述第一区域未设置所述凸棱。
在其中一个实施例中，所述光效调节层为所述封装胶层的一部分。
上述LED封装结构，通过在封装胶层上设置光效调节层，光效调节层的背离所述封装胶层的端面设置多个凸棱，多个凸棱相互间隔设置，并在凸棱之间形成凹槽，从而，LED芯片发出的光经光效调节层射出时，从凸棱或凹槽射出，不同的出射光具有不同出射角度，不仅可以避免光线的相互干扰，而且，由于设置有凸棱，当反射光或者外界光线照射到显示屏时，也不会产生反光现象，同时可以提高对比度。
一种LED芯片封装方法，包括以下步骤：
S210：提供一基底，将LED芯片固设于基底上的预设位置；
S230：灌注封装胶，在基底上制作形成封装胶层；
S250：在封装胶层完全固化之前，于封装胶层上成型光效调节层，所成型的光效调节层具有多个凸棱；
在其中一个实施例中，所述光效调节层的成型具体包括：在封装胶层完全固化之前，使用预设模具压铸所述封装胶层的背离所述基底的一侧，在封装胶层的背离所述基底的一侧成型所述凸棱，形成光效调节层。
在其中一个实施例中，所述在封装胶层完全固化之前，于封装胶层上成型光效调节层，所成型的光效调节层具有多个凸棱之后，还包括步骤：
S260：将光效调节层上与基底的晶杯对应区域的凸棱消除。
上述LED封装方法，通过在封装胶层上成型光效调节层，光效调节层压铸成型有多个凸棱，多个凸棱之间相互间隔形成凹槽，从而使得光效调节层具有类似面罩的效果，相当于把面罩安装在了LED封装结构上，缓解了COB封装方式的LED模组由于间距太小，不便装配固定面罩导致的对比度降低，以及表面光滑导致的反光现象。
附图说明
图1为本发明一实施例的LED封装结构的剖面结构示意图；
图2为本发明一实施例的LED封装结构的基底的结构示意图；
图3为本发明又一实施例的LED封装结构的剖面结构示意图；
图4为本发明又一实施例的LED封装结构的局部结构放大图；
图5为本发明又一实施例的LED封装结构的剖面结构示意图；
图6为本发明一实施例的LED芯片封装方法的剖面结构示意图；
图7为本发明又一实施例的LED芯片封装方法的剖面结构示意图；
图8为本发明又一实施例的LED芯片封装方法的剖面结构示意图；
图9为本发明又一实施例的LED芯片封装方法的剖面结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，图1示例性的示出了本发明一实施例的LED封装结构10的结构示意图，所述LED封装结构10包括基底110、LED芯片120、封装胶层130及光效调节层140，所述LED芯片120固设于所述基底110上，所述封装胶层130设置于所述基底110上，且包覆所述LED芯片120，将所述LED芯片120固定于所述基底110，所述光效调节层140设置于所述封装胶层130的背离所述基底110的一侧。
所述基底110设置有晶杯110a，所述LED芯片120固设于所述晶杯110a的底部。在具体的实施例中，可以于所述晶杯110a的底部设置焊盘，焊盘上设置固定位，LED芯片120固设于固定位，并通过键线与基底110上的电路实现电连接。所述晶杯110a的截面形状可以是矩形，也可以是等腰梯形，
请继续参阅图2，在一些实施例中，所述基底110包括第一基底111和第二基底113，所述第一基底111固定连接于所述第二基底113，所述LED芯片120设置于所述第一基底111上，所述第二基底113上设置有若干通孔113a，所述通孔113a与所述LED芯片120对应设置，当所述第一基底111与所述第二基底113层叠固定时，所述第一基板封住所述通孔113a的一端，所述LED芯片120收容于所述通孔113a内，使得所述通孔113a形成晶杯110a。通过设置第一基底111和第二基底113，可以便于在第一基底111上固定LED芯片120。本领域技术人员可以理解的是，所述第一基底111与所述第二基底113之间可以通过粘合的方式固定，同时，为了避免LED芯片120发出的光进入到第一基底111和第二基底113之间，使相邻的LED芯片120之间产生光干扰，粘合材质可以采用吸光或反光材料。当然，第一基底111与第二基底113的固定方式不限于为粘合，还可以是其他的固定方式，当采用其他固定方式时，可以于第一基底111与第二基底113之间填充吸光或反光材料，同样可以避免相邻的LED芯片120之间产生光干扰。
在具体的实施例中，所述LED芯片120可以是正装LED芯片120，也可以是倒装LED芯片120。
所述封装胶层130设置于所述基底110上，且完全包覆所述LED芯片120，用于保护和固定LED芯片120。在图示的实施例中，所述封装胶层130恰好填充于所述晶杯110a内，可以理解，在其他的实施例中，所述封装胶层130也可以溢出所述晶杯110a外，而覆盖于所述基底110的表面。
所述光效调节层140设置于所述封装胶层130上，包括相对设置的第一端面140a和第二端面140b，所述第一端面140a为靠近所述封装胶层130的端面，并与所述封装胶层130固定，所述第二端面140b为远离所述封装胶层130的端面，所述第二端面140b上设置有多个凸棱141，多个所述凸棱141相互间隔设置，使得所述凸棱141之间形成多个凹槽143，所述LED芯片120发出的光经过封装胶层后，进入到所述光效调节层140内，随后从所述凸棱141或所述凹槽143内射出。通过在所述第二端面140b上设置凸棱141，从而LED芯片120的光从所述光效调节层140射出时，从凸棱141或设凹槽143射出，使得射出的光线具有不同的出射角，不仅可以避免光线的相互干扰，而且，由于第二端面140b上设置有凸棱141，当反射光或者外界光线照射到显示屏时，由于反射的角度各不相同，因此反射光线不会集中于一个小区域，因而不会产生反光现象。
所述凸棱141的高度可以是相等或不等。请参阅图3及图4，当多个LED芯片120封装形成LED模组时，所述凸棱141沿着LED阵列的行方向(X方向)延伸。沿着LED阵列的列方向(Y方向)，所述凸棱141的高度随着与LED芯片120距离的增大而逐渐增高，从而有利于提升对比度。在特定的实施例中，沿着LED阵列的列方向的剖面，在与所述晶杯110a相对应的区域，所述凸棱141的高度相等，从而使得出射光具有较好的均匀度，再将晶杯110a两侧的凸棱141的高度设置为高于与晶杯110a区域相对应的凸棱141的高度，一方面，可以降低相邻的LED芯片120之间的相互干扰，另一方面，可以减小外界光线对LED芯片120出光效果的影响，有利于提升对比度。在特定的实施例中，所述第二端面140b上设置有第一区域145，所述第一区域145与所述晶杯110a相对应，所述第一区域145未设置所述凸棱141。当然，为了便于在所述光效调节层140上成型所述凸棱141，所述第一区域145也可以设置凸棱141。
所述光效调节层140可以是所述封装胶层130的一部分。换句话说，封装胶层130可以包括光效调节层140。例如，光效调节层140可以与封装胶层130采用相同的材料，在制作成型封装胶层130后，在封装胶层130上直接压铸形成光效调节层140。
光效调节层140还可以与封装胶层130一体成型。
在一些实施例中，所述LED封装结构10还包括粘合层(图未示)，所述粘合层粘附于所述LED芯片120上，用以加强封装胶层与LED芯片120的粘合，避免封装胶层130与LED芯片120之间出现缝隙，从而影响出光效果。所述封装胶层130的材质可以是环氧树脂或硅胶，所述粘合层为无色粘合剂，所述无色粘合剂有助于增强环氧树脂或硅胶与LED芯片120材料之间的粘合。可以理解，为了增强封装胶层130与基底110之间的粘合度，所述晶杯110a的底部也可以形成粘合层。
请参阅图5，在一些实施例中，所述LED封装结构10还包括荧光调节层150，所述荧光调节层150包覆所述LED芯片120四周，所述封装胶层130再包覆所述荧光调节层150四周，所述荧光调节层150内均匀分布有荧光粉，以对LED的出光进行调节。在特定的实施例中，为了使LED具有良好的出光均匀度，所述荧光调节层150大体呈一球形。
上述LED封装结构10，通过在封装胶层130上设置光效调节层140，光效调节层140的背离所述封装胶层130的端面设置多个凸棱141，多个凸棱141相互间隔设置，并在凸棱141之间形成凹槽143，从而，LED芯片120发出的光经光效调节层140射出时，从凸棱141或凹槽143射出，不同的出射光具有不同出射角度，不仅可以避免光线的相互干扰，而且，由于设置有凸棱141，当反射光或者外界光线照射到显示屏时，也不会产生反光现象，同时可以提高对比度。
请参阅图6，本发明一实施例还提供一种LED芯片封装方法，包括以下步骤：
S210：提供一基底，将LED芯片固设于基底上的预设位置；
当基底为一块设置有晶杯的PCB板时，将LED芯片于晶杯底部放置固定，当LED芯片为正装结构时，同步搭好键线。当基底包括第一基底和第二基底时，将LED芯片放置固定于第一基底上，并在固定好芯片后，将第一基底与第二基底相互固定，第一基底与第二基底固定后，LED芯片恰好收容于第二基底的通孔内。同时，为了避免第一基底与第二基底之间的缝隙导致串光，可以在第一基底与第二基底之间填充反光或吸光材料。
S230：灌注封装胶，在基底上制作形成封装胶层；
基底上设置有晶杯，往晶杯内灌注封装胶，使灌封胶填满晶杯，灌封胶冷却固化后，即可形成封装胶层。可以理解的是，当需要在基底的表面形成封装胶层时，基底需要使用配套的模具，以阻止灌封胶溢出，使灌封胶在基底的表面成型。
S250：在封装胶层完全固化之前，于封装胶层上成型光效调节层；
光效调节层的材质可以硅胶或环氧树脂胶，当灌封胶半固化之后，即可在封装胶层上涂覆一层硅胶层或环氧树脂层，当硅胶层或环氧树脂层半固化之后，且完全固化之前，使用模具压铸所述硅胶层或环氧树脂层，在硅胶层或环氧树脂层上压铸形成多个凸棱，使得光线调节层最终成型。所述半固化是指灌封胶、硅胶或环氧树脂处于聚合状态，且能够承受一定的压力而产生形变，但不会因为承受压力而由聚合状态变为流动状态，经过干燥或者晾干之后，灌封胶、硅胶或环氧树脂完全硬化，完全硬化状态即完全固化。
本领域技术人员可以理解的是，光效调节层可以是封装胶层的一部分，此时，可以无需在封装胶层上涂覆硅胶层或环氧树脂层，而可以直接在封装胶层完全固化之前，使用预制模具压铸所述封装胶层，即可直接在封装胶层的背离所述基底的一侧直接成型凸棱，从而形成光效调节层。
请参阅图7，在一些实施例中，在步骤S210和S230之间，还可以包括步骤：
S220：在LED芯片上及晶杯底部涂覆粘合剂，成型粘合层；
通过粘合层，加强封装胶层与LED芯片的粘合，避免封装胶层与LED芯片之间出现缝隙，从而影响出光效果。为了避免对LED芯片的发光造成影响，粘合剂为无色粘合剂。同时，为了能够使封装胶层的灌封胶与LED芯片保持充分的粘合，灌封胶可以采用硅胶或环氧树脂，因此，所使用的粘合剂可以是有助于增强环氧树脂或硅胶与LED芯片材料之间的粘合。
请参阅图8，在一些实施例中，在步骤S210和S230之间，还可以包括步骤：
S240：在基底的晶杯内填充荧光胶，成型荧光调节层；
所成型的荧光调节层应将LED芯片完全包覆在荧光调节层内，荧光调节层内均匀分布有荧光粉，以对LED芯片的出光进行调节，从而使LED的出光更均匀。在特定的实施例中，成型荧光调节层后，还可以包括对荧光调节层的切割，以将荧光调节层的形状切割成预设的形状，例如球形。
本领域技术人员可以理解的是，在同时具有粘合层及荧光调节层时，可以先在基底上成型粘合层，再于粘合层上成型荧光调节层。
请参阅图9，在一些实施例中，在步骤S250之后，还可以包括步骤：
S260：将光效调节层上与基底的晶杯对应区域的凸棱消除；
在具体的实施例中，消除的方式可以是物理消除或化学消除，物理消除可以是激光切割，化学消除可以是腐蚀，当然，消除方式不限于激光切割或腐蚀，还可以是其他的消除方式。将光效调节层上与基底的晶杯对应区域的凸棱消除，有助于提高成型的LED模组的出光均匀性。
上述LED封装方法，通过在封装胶层上成型光效调节层，光效调节层压铸成型有多个凸棱，多个凸棱之间相互间隔形成凹槽，从而使得光效调节层具有类似面罩的效果，相当于把面罩安装在了LED封装结构上，缓解了COB封装方式的LED模组由于间距太小，不便装配固定面罩导致的对比度降低，以及表面光滑导致的反光现象。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种LED封装结构，其特征在于，包括：
基底，设置有晶杯；
LED芯片，固设于所述晶杯的底部；
封装胶层，设置于所述基底上，且包覆所述LED芯片；及
光效调节层，设置于所述封装胶层的背离所述基底的一侧，所述光效调节层的远离所述封装胶层的端面上设置有多个凸棱，多个所述凸棱相互间隔设置，使得所述凸棱之间形成多个凹槽，所述LED芯片发出的光经过封装胶层后，进入到所述光效调节层内，随后从所述凸棱或所述凹槽内射出。
2.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述凸棱的高度相等或不等。
3.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，当多个LED芯片封装形成LED模组时，所述凸棱沿着LED阵列的行方向延伸，沿着LED阵列的列方向，所述凸棱的高度随着与LED芯片距离的增大而逐渐增高。
4.根据权利要求3所述的LED封装结构，其特征在于，沿着LED阵列的列方向，在与所述晶杯相对应的区域，所述凸棱的高度相等。
5.根据权利要求4所述的LED封装结构，其特征在于，所述晶杯两侧的凸棱的高度高于与所述晶杯区域相对应的凸棱的高度。
6.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述光效调节层的远离所述封装胶层的端面上设置有第一区域，所述第一区域与所述晶杯相对应，所述第一区域未设置所述凸棱。
7.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述光效调节层为所述封装胶层的一部分。
8.一种LED芯片封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S210：提供一基底，将LED芯片固设于基底上的预设位置；
S230：灌注封装胶，在基底上制作形成封装胶层；
S250：在封装胶层完全固化之前，于封装胶层上成型光效调节层，所成型的光效调节层具有多个凸棱。
9.根据权利要求8所述的LED芯片封装方法，其特征在于，所述光效调节层的成型具体包括：在封装胶层完全固化之前，使用预设模具压铸所述封装胶层的背离所述基底的一侧，在封装胶层的背离所述基底的一侧成型所述凸棱，形成光效调节层。
10.根据权利要求8所述的LED芯片封装方法，其特征在于，所述在封装胶层完全固化之前，于封装胶层上成型光效调节层，所成型的光效调节层具有多个凸棱之后，还包括步骤：
S260：将光效调节层上与基底的晶杯对应区域的凸棱消除。
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