CN109841721A - 发光二极管封装体及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发光二极管封装体及其制造方法，发光二极管封装体包括：分开配置的第一引线以及第二引线；壳体，支撑第一引线以及第二引线，包括使第一引线以及第二引线中任一个以上的上表面一部分露出的腔室；发光二极管芯片，配置于腔室内；第一波长部，配置于发光二极管芯片的上部，对由发光二极管芯片释放的光进行波长转换；以及第二波长部，以覆盖腔室的底面的方式配置，并对由发光二极管芯片释放的光进行波长转换，第一波长部的平均厚度与第二波长部的平均厚度不同。由于能够将发光二极管封装体所包含的荧光体的量以配置在发光二极管芯片上的荧光体的量为基准确定，因此能够对决定由发光二极管芯片释放的光的色坐标的荧光体的量进行数值控制。

Description

发光二极管封装体及其制造方法

技术领域

本发明涉及发光二极管封装体及其制造方法，更详细而言，涉及对由发光二极管芯片释放的光进行波长转换而向外部释放的发光二极管封装体。

背景技术

对照明装置以及显示装置的背光灯等这样的器件广泛使用白色发光二极管。通常通过对释放短波长的光的发光二极管芯片、和用于对由发光二极管芯片释放的光的一部分进行波长转换而转换为长波长的光的荧光体进行封装，来实现白色发光元件。

作为一例，白色发光元件包括释放青色光的青色发光二极管芯片，作为用于对青色光进行波长转换而转换为白色光的荧光体，利用钇铝石榴石(YAG)或者硅酸盐(silicate)系列的单一荧光体，或者利用将KSF系列的红色荧光体和beta-SiAlO_n系列的绿色荧光体混合而成的荧光体。

如上所述，通过将释放青色光的发光二极管芯片和荧光体组合而制造白色发光元件，但此时，为了将由制造出的白色发光元件释放的白色光的色温设定为所期望的色温，需要调节所利用的荧光体的量。

以往，准备将量相互不同的多个荧光体分别与硅树脂等调配而成的多个模制材料，将所准备的多个模制材料填充至发光二极管封装体而制造多个发光二极管封装体。这样制造的多个发光二极管封装体，由于所包含的荧光体的量相互不同，所以各发光二极管封装体能够释放具有相互不同的色温的白色光。

可以在以上述方式制造的多个发光二极管封装体中筛选释放所期望的色坐标的白色光的发光二极管封装体，并将筛选出的发光二极管封装体所包含的荧光体的量设定为基准而大量生产发光二极管封装体。

但是，在这样制造发光二极管封装体时，由于无法确认各发光二极管封装体所包含的荧光体被包含了多少量，所以有可能导致由大量制造出的发光二极管封装体释放的白色光的色坐标不均匀。

另外，为了筛选释放所期望的色坐标的白色光的发光二极管封装体，需要经过制造多个发光二极管封装体的过程，因此存在工序繁杂的问题。

发明内容

本发明所要解决的问题在于，提供能够设定发光二极管封装体内所包含的荧光体的分布以及荧光体的量的基准的发光二极管封装体及其制造方法。

根据本发明的一实施例的发光二极管封装体可以包括：相互分开配置的第一引线以及第二引线；壳体，支撑上述第一引线以及第二引线，并包括使上述第一引线以及第二引线中任意一个以上的上表面一部分露出的腔室；发光二极管芯片，配置于上述壳体的腔室内；第一波长部，配置于上述发光二极管芯片的上部，并对由上述发光二极管芯片释放的光进行波长转换；以及第二波长部，以覆盖上述腔室的底面的方式配置，并对由上述发光二极管芯片释放的光进行波长转换，上述第一波长部的平均厚度与第二波长部的平均厚度相互不同。

此时，上述第一波长部的平均厚度与第二波长部的平均厚度的比率可以为1:1.5至1:3。或者，上述第一波长部的平均厚度与第二波长部的平均厚度的比率可以为1:2。

并且，上述壳体可以包括上述腔室的内侧面由倾斜面形成的面，上述第二波长部可以以覆盖上述倾斜面的至少一部分的方式配置。

此处，以覆盖上述倾斜面的方式配置的第二波长部可以配置成：在与上述腔室的底面相邻的位置处的平均厚度比上述第一波长部的平均厚度厚，并且在与上述腔室的上部相邻的位置处的平均厚度比上述第一波长部的平均厚度薄。

另外，以覆盖上述倾斜面的方式配置的第二波长部可以配置成：随着从上述腔室的底面朝向上方，覆盖上述倾斜面的第二波长部的平均厚度变薄。

另一方面，根据本发明的一实施例的发光二极管封装体可以包括：相互分开配置的第一引线以及第二引线；壳体，支撑上述第一引线以及第二引线，并包括使上述第一引线以及第二引线中任意一个的上表面一部分露出的腔室；发光二极管芯片，配置于上述壳体的腔室内；以及波长部，以覆盖上述发光二极管芯片的方式配置于上述腔室内，并对由上述发光二极管芯片释放的光进行波长转换，上述腔室的侧面由倾斜面形成，上述波长部配置成：随着从上述倾斜面的下部朝向上部而变薄的方式覆盖上述倾斜面。

此时，上述波长部可以包括：第一波长部，配置于上述发光二极管芯片的上部；以及第二波长部，以覆盖上述腔室的底面和倾斜面的方式配置，上述第一波长部的平均厚度以及第二波长部的平均厚度相互不同。

此处，上述第一波长部的平均厚度与第二波长部的平均厚度的比率可以为1:1.5至1:3。或者，上述第一波长部的平均厚度与第二波长部的平均厚度的比率可以为1:2。

又一方面，根据本发明的一实施例的发光二极管封装体的制造方法可以包括：在基底上配置多个发光二极管芯片的步骤；在上述多个发光二极管芯片上分别以相互不同的厚度形成波长部的步骤，该波长部包括用于对由上述多个发光二极管芯片释放的光进行波长转换的荧光体；通过由形成有上述相互不同的厚度的波长部的多个发光二极管芯片释放的光，来筛选释放所期望的色坐标的发光二极管芯片的步骤；以及利用在筛选出的上述发光二极管芯片的上部形成的波长部的厚度，来计算发光二极管封装体所包含的荧光体的量的步骤。

并且，上述发光二极管封装体可以包括具有腔室的壳体、和配置于上述腔室内的发光二极管芯片，上述发光二极管封装体的制造方法还可以包括：利用估算出的上述荧光体的量，以覆盖上述发光二极管芯片的方式在上述腔室内形成波长部的步骤。

此时，在形成上述波长部的步骤中，可以使配置于上述发光二极管芯片的上部的波长部的平均厚度、与以覆盖上述腔室的底面的方式配置的波长部的平均厚度相互不同地形成。

此处，配置于上述发光二极管芯片的上部的波长部的平均厚度、与以覆盖上述腔室的底面的方式配置的波长部的平均厚度的比率可以为1:1.5至1:3。或者，配置于上述发光二极管芯片的上部的波长部的平均厚度、与以覆盖上述腔室的底面的方式配置的波长部的平均厚度的比率可以为1:2。

并且，在计算上述荧光体的量的步骤中，可以基于数学式1来计算，上述数学式1为(a+2b)H，此时，a为发光二极管芯片的上部面积，b为腔室底面的面积，H为配置于发光二极管芯片的上部的波长部的平均厚度。

另外，在上述发光二极管封装体中，上述壳体的腔室的内侧面可以为倾斜面，在计算上述荧光体的量的步骤中，可以基于数学式2来计算，上述数学式2为(a+2b+c)H，此时，a为发光二极管芯片的上部面积，b为腔室底面的面积，c为倾斜面的面积，H为配置于发光二极管芯片的上部的波长部的平均厚度。

根据本发明，具有如下效果，即，能够将发光二极管封装体所包含的荧光体的量以配置在发光二极管芯片上的荧光体的量作为基准来确定，从而能够对决定由发光二极管芯片释放的光的色坐标的荧光体的量进行数值控制。

尤其具有如下效果，即，针对发光二极管封装体所包含的荧光体的量，能够利用配置于发光二极管芯片的上部的荧光体的量与配置于发光二极管芯片的周边的荧光体的量的比率，对荧光体的量进行数值控制，从而能够更简单地制造释放所期望的色坐标的发光二极管封装体。

附图说明

图1是示出根据本发明的一实施例的发光二极管封装体的剖面的图。

图2是截取图1的区域A的图。

图3是截取图1的区域B的图。

图4是示出对根据本发明的一实施例的发光二极管封装体所包含的荧光体的量进行计算而制造的方法的流程图。

图5是示出为了在图4的流程图中形成波长部并且进行色坐标检测而利用多个发光二极管芯片的一例的图。

附图标记的说明

100：发光二极管封装体；110：壳体；121：第一引线；123：第二引线；130：发光二极管芯片；140：波长部；141：第一波长部；143：第二波长部；US：底部；CS：倾斜部；BA：基底。

具体实施方式

参照附图对本发明的优选的实施例进行具体说明。

图1是示出根据本发明的一实施例的发光二极管封装体的剖面的图。并且，图2是截取图1的区域A的图，图3是截取图1的区域B的图。

参照图1至图3，根据本发明的一实施例的发光二极管封装体100包括壳体110、第一引线121、第二引线123、发光二极管芯片130、第一波长部141以及第二波长部143。

壳体110形成发光二极管封装体100的外形，并支撑发光二极管芯片130、第一引线121以及第二引线123。壳体110与第一引线121以及第二引线123的一部分结合而支撑第一引线121以及第二引线123。此时，第一引线121和第二引线123以相互分开的状态被配置，可以在第一引线121和第二引线123之间填补壳体110。

并且，壳体110不以覆盖第一引线121以及第二引线123整体的方式形成，而是以一面敞开的方式形成。即，如图1所示，壳体110可以具有一面敞开的腔室，可以使第一引线121以及第二引线123的一部分向腔室的底面露出。在本实施例中，将腔室的底面定义为底部US。另外，由壳体110的形状形成的腔室的内侧面可以具有倾斜度，将腔室的内侧面定义为倾斜部CS。

在本实施例中，壳体110可以由合成树脂等形成，且可以通过注塑成型来制造。

这样，第一引线121以及第二引线123的一部分可以在壳体110的底部US露出，并且可以在露出的第一引线121或者第二引线123上安装发光二极管芯片130。

第一引线121和第二引线123以相互分开的状态被配置，通过壳体110来固定位置。在本实施例中，第一引线121以及第二引线123分别可以具有至少一面为平坦的面，且平坦的面可以向壳体110的腔室露出。在本实施例中，第一引线121可以具有比第二引线123相对宽的面积，且可以在具有宽面积的第一引线121安装发光二极管芯片130。

第一引线121以及第二引线123是为了将从外部供给的电源传递至发光二极管芯片130而具备的，为此可以使用金属这样的导电性材质。在本实施例中，第一引线121以及第二引线123可以分别通过导线来与发光二极管芯片130电连接，根据需要也可以与发光二极管芯片130直接电接触。

并且，在本实施例中，第一引线121以及第二引线123可以向壳体110的外部延伸而与配置于外部的端子电连接，根据需要，第一引线121以及第二引线123也可以向壳体110的外部露出，从而使向外部露出的第一引线121以及第二引线123分别起到端子的作用。

在本实施例中，可以具备一个以上的发光二极管芯片130，可以将其安装于第一引线121以及第二引线123中任意一个。发光二极管芯片130能够通过利用第一引线121以及第二引线123供给的电源来发光，由发光二极管芯片130释放的光能够向外部释放。这样的发光二极管芯片130可以包括n型半导体层、p型半导体层以及活性层。

n型半导体层、活性层以及p型半导体层可以分别包括III-V族系列的化合物半导体，作为一例，可以包括(Al，Ga，In)N这样的氮化物半导体。在本实施例中，对在n型半导体层上部形成活性层并在活性层上部形成p型半导体层的例子进行说明，但根据需要，可以调换n型半导体层和p型半导体层的位置。

n型半导体层可以包括n型杂质，p型半导体层可以包括p型杂质。活性层可以夹设于n型半导体层与p型半导体层之间，并包括多重量子阱构造(MQW)。并且，对于活性层，可以调节其组成比，以能够释放所期望的峰值波长的光。

另外，虽然在本实施例中未在图中示出，但根据需要，发光二极管芯片130可以包括与p型半导体层电连接的p型电极、和与n型半导体层电连接的n型电极。并且，虽然没有进行特别限定，但作为一例，n型电极可以通过贯通活性层以及p型半导体层的导通孔(via)而与n型半导体层电连接。

第一波长部141以及第二波长部143对由发光二极管芯片130释放的光进行波长转换而向发光二极管封装体100的外部释放。第一波长部141以及第二波长部143分别通过将多个荧光体与硅树脂等调配而成的模制材料填充于壳体110的腔室内而形成。并且，随着时间的推移，在模制材料内调配的荧光体向下部沉淀而形成第一波长部141以及第二波长部143。图1中示出的是在模制材料填充于壳体110的腔室内的状态下荧光体向下部沉淀而形成第一波长部141以及第二波长部143的图。由此，可以在所示出的第一波长部141以及第二波长部143的上部配置硅树脂。

并且，虽然未图示，但在配置于第一波长部141以及第二波长部143的上部的硅树脂中可能残留有一部分荧光体。在本实施例中，对于第一波长部141以及第二波长部143，在将配置于相应位置的模制材料的体积作为100％时，荧光体在模制材料内可以为10％～90％，优选荧光体可以为50％～70％。

由此，能够利用第一波长部141以及第二波长部143的厚度来计算模制材料内的荧光体量。这是因为在本实施例所涉及的发光二极管封装体100内，第一波长部141以及第二波长部143所形成的位置的面积是固定的，所以能够仅利用第一波长部141以及第二波长部143的厚度来计算出发光二极管封装体100所包含的荧光体的量。此时，第一波长部的厚度T1是以覆盖发光二极管芯片的方式配置的第一波长部的厚度的平均值，第二波长部的厚度T2是以覆盖底部US的方式配置的第二波长部的厚度的平均值。

在本实施例中，第一波长部141配置于发光二极管芯片130的上部，第二波长部143配置于在发光二极管封装体100的腔室内的除发光二极管芯片130以外的其它位置。

在本实施例中，若限定为发光二极管芯片130向上部释放光而进行说明，则向发光二极管芯片130的上部释放的光能够被第一波长部141转换波长而被释放。并且，若由发光二极管芯片130释放的光的一部分向腔室的底部US或者倾斜部CS行进，则能够在底部US以及倾斜部CS被反射而向外部释放，此时，第二波长部143能够对所入射的光进行波长转换而向外部释放。

如图3所示，第二波长部143配置于壳体110的腔室的底面即底部US，另外还配置于腔室的侧面即倾斜部CS。此时，配置于倾斜部CS的第二波长部143由于倾斜部CS，而能够以随着从上部向下部，第二波长部143的厚度变厚的方式配置。在本实施例中，第二波长部143的剖面可以在倾斜部CS处具有三角形形状。

另外，如图2所示，在本实施例中，第一波长部141的厚度T1以及第二波长部143的厚度T2可以相互不同。在底部US上配置的第二波长部143的厚度T2形成得越厚，由发光二极管芯片130释放的光与在底部US反射的光的色温偏差会越大。因此，根据配置于发光二极管芯片130的上部的第一波长部141的厚度T1、与配置于底部US的第二波长部143的厚度T2的比率使色温偏差最小化，为了提高经由荧光体的光转换比率，需要调整第一波长部141以及第二波长部143的厚度。在本实施例中，可以形成为第一波长部141的厚度与第二波长部143的厚度的比率为1:1.5至1:3，优选可以形成为大致1:2的比率。

此处，对于第一波长部141以及第二波长部143的形成，如上所述，若将通过荧光体和硅树脂等的调配来制成的模制材料涂覆在壳体110的腔室内，则随着时间的推移，荧光体会因重力而下沉。此时，可以根据需要利用离心力提高荧光体的沉淀速度，从而人为地控制第一波长部141的厚度与第二波长部143的厚度的比率。

由此，在本实施例中，若配置于发光二极管芯片130的上部的第一波长部141的厚度已被确定，则通过数值计算还可以确定第二波长部143的厚度。

在本实施例中，仅对配置于发光二极管芯片130上的第一波长部141、和配置于底部US上的第二波长部143进行了说明，但可以根据需要，在发光二极管芯片130的侧面也配置其它的波长部。即使进行了这种设定，也可以在本实施例中，随着第一波长部141的厚度与第二波长部143的厚度的比率的被确定，而释放由发光二极管封装体100释放的光的色温均匀的光。

图4是示出对根据本发明的一实施例的发光二极管封装体所包含的荧光体的量进行计算而制造的方法的流程图，图5是示出为了在图4的流程图中形成波长部并且进行色坐标检测而利用多个发光二极管芯片的一例的图。

参照图4，为了按照本实施例来制造释放所期望的色温的发光二极管封装体100，如图5所示将多个发光二极管芯片130配置在基底BA上(S101)。此时，基底BA被形成为能够向多个发光二极管芯片130供给电源，配置在基底BA上的多个发光二极管芯片130分别与基底BA电连接而能够通过被供给的电源来发光。

并且，在配置在基底BA上的多个发光二极管芯片130的各上部形成波长部140(S103)。此时，在该步骤中，形成在各发光二极管芯片130上的波长部140的厚度H可以互相不同。

使像这样分别配置有相互不同的厚度的波长部140的多个发光二极管芯片130发光，而检测所释放的光的色坐标(S105)。由此，由多个发光二极管芯片130释放的光能够分别释放具有相互不同的色坐标的光。此时，使用者筛选释放所期望的色温的光的发光二极管芯片130。

因此，通过筛选释放所期望的色温的光的发光二极管芯片，确定能够释放相应色温的波长部140的厚度(S107)。这能够通过在步骤(S103)中将厚度相互不同的波长部140配置于各发光二极管芯片130，并筛选释放所期望的色温的光的发光二极管芯片130，来确定波长部140的厚度。

根据像上述那样确定波长部140的厚度H，能够计算制造如图1所示的发光二极管封装体100时所利用的荧光体的量(S109)。作为一例，将图1中的发光二极管芯片130的上表面宽度假定为a，将未安装发光二极管芯片130的底部US的宽度假定为b，将倾斜部CS的宽度假定为c。此时，配置于底部US的波长部140的厚度约为配置于发光二极管芯片130的上部的波长部140厚度H的两倍，另外，配置于倾斜部CS的波长部140的最大厚度也约为配置于发光二极管芯片130的上部的波长部140厚度H的两倍。此处，将配置于倾斜部CS的波长部140的最大厚度与配置于倾斜部CS的波长部140的高度视为相同也无妨。因此，发光二极管封装体100所包含的波长部140的体积可以为(a+2b+c)H。此处，H是配置于发光二极管芯片130的上部的波长部140的厚度。

如上所述，为了制造释放所期望的色坐标的发光二极管封装体100，不是通过制造多个发光二极管封装体100来检测各自的色坐标，而是在发光二极管芯片130上配置波长部140，由此能够计算释放所期望的色坐标的荧光体的量，因此能够减少查找所期望的色坐标的采样工序。

如上所述，对本发明的具体说明虽然是通过参照附图的实施例来实现的，但上述实施例仅仅是对本发明的优选例进行列举说明而已，因此不应理解本发明仅局限于上述实施例，本发明的权利范围应被理解为随附的请求范围及其等效的概念。

Claims (17)

1.一种发光二极管封装体，其特征在于，

包括：

相互分开配置的第一引线以及第二引线；

壳体，支撑所述第一引线以及第二引线，并包括使所述第一引线以及第二引线中任意一个以上的上表面一部分露出的腔室；

发光二极管芯片，配置于所述壳体的腔室内；

第一波长部，配置于所述发光二极管芯片的上部，并对由所述发光二极管芯片释放的光进行波长转换；以及

第二波长部，以覆盖所述腔室的底面的方式配置，并对由所述发光二极管芯片释放的光进行波长转换，

所述第一波长部的平均厚度与第二波长部的平均厚度相互不同。

2.根据权利要求1所述的发光二极管封装体，其特征在于，

所述第一波长部的平均厚度与第二波长部的平均厚度的比率为1:1.5至1:3。

3.根据权利要求1所述的发光二极管封装体，其特征在于，

所述第一波长部的平均厚度与第二波长部的平均厚度的比率为1:2。

4.根据权利要求1所述的发光二极管封装体，其特征在于，

所述壳体包括所述腔室的内侧面由倾斜面形成的面，

所述第二波长部以覆盖所述倾斜面的至少一部分的方式配置。

5.根据权利要求4所述的发光二极管封装体，其特征在于，

以覆盖所述倾斜面的方式配置的第二波长部配置成：在与所述腔室的底面相邻的位置处的平均厚度比所述第一波长部的平均厚度厚，并且在与所述腔室的上部相邻的位置处的平均厚度比所述第一波长部的平均厚度薄。

6.根据权利要求4所述的发光二极管封装体，其特征在于，

以覆盖所述倾斜面的方式配置的第二波长部配置成：随着从所述腔室的底面朝向上方，覆盖所述倾斜面的第二波长部的平均厚度变薄。

7.一种发光二极管封装体，其特征在于，

包括：

相互分开配置的第一引线以及第二引线；

壳体，支撑所述第一引线以及第二引线，并包括使所述第一引线以及第二引线中任意一个的上表面一部分露出的腔室；

发光二极管芯片，配置于所述壳体的腔室内；以及

波长部，以覆盖所述发光二极管芯片的方式配置于所述腔室内，并对由所述发光二极管芯片释放的光进行波长转换，

所述腔室的侧面由倾斜面形成，

所述波长部配置成：以随着从所述倾斜面的下部朝向上部而变薄的方式覆盖所述倾斜面。

8.根据权利要求7所述的发光二极管封装体，其特征在于，

所述波长部包括：

第一波长部，配置于所述发光二极管芯片的上部；以及

第二波长部，以覆盖所述腔室的底面和倾斜面的方式配置，

所述第一波长部的平均厚度与第二波长部的平均厚度相互不同。

9.根据权利要求8所述的发光二极管封装体，其特征在于，

所述第一波长部的平均厚度与第二波长部的平均厚度的比率为1:1.5至1:3。

10.根据权利要求8所述的发光二极管封装体，其特征在于，

所述第一波长部的平均厚度与第二波长部的平均厚度的比率为1:2。

11.一种发光二极管封装体的制造方法，其特征在于，包括：

在基底上配置多个发光二极管芯片的步骤；

在所述多个发光二极管芯片上分别以相互不同的厚度形成波长部的步骤，该波长部包括用于对由所述多个发光二极管芯片释放的光进行波长转换的荧光体；

通过由形成有所述相互不同的厚度的波长部的多个发光二极管芯片释放的光，来筛选释放所期望的色坐标的发光二极管芯片的步骤；以及

利用在筛选出的所述发光二极管芯片的上部形成的波长部的厚度，来计算发光二极管封装体所包含的荧光体的量的步骤。

12.根据权利要求11所述的发光二极管封装体的制造方法，其特征在于，

所述发光二极管封装体包括具有腔室的壳体、和配置于所述腔室内的发光二极管芯片，

所述发光二极管封装体的制造方法还包括：利用计算出的所述荧光体的量，以覆盖所述发光二极管芯片的方式在所述腔室内形成波长部的步骤。

13.根据权利要求12所述的发光二极管封装体的制造方法，其特征在于，

在形成所述波长部的步骤中，使配置于所述发光二极管芯片的上部的波长部的平均厚度、与以覆盖所述腔室的底面的方式配置的波长部的平均厚度相互不同地形成。

14.根据权利要求13所述的发光二极管封装体的制造方法，其特征在于，

配置于所述发光二极管芯片的上部的波长部的平均厚度、与以覆盖所述腔室的底面的方式配置的波长部的平均厚度的比率为1:1.5至1:3。

15.根据权利要求13所述的发光二极管封装体的制造方法，其特征在于，

配置于所述发光二极管芯片的上部的波长部的平均厚度、与以覆盖所述腔室的底面的方式配置的波长部的平均厚度的比率为1:2。

16.根据权利要求11所述的发光二极管封装体的制造方法，其特征在于，

在计算所述荧光体的量的步骤中，基于数学式1来计算，

所述数学式1为(a+2b)H，

此时，a为发光二极管芯片的上部面积，b为腔室底面的面积，H为配置于发光二极管芯片的上部的波长部的平均厚度。

17.根据权利要求12所述的发光二极管封装体的制造方法，其特征在于，

在所述发光二极管封装体中，所述壳体的腔室的内侧面为倾斜面，

在计算所述荧光体的量的步骤中，基于数学式2来计算，

所述数学式2为(a+2b+c)H，

此时，a为发光二极管芯片的上部面积，b为腔室底面的面积，c为倾斜面的面积，H为配置于发光二极管芯片的上部的波长部的平均厚度。