CN202275866U

CN202275866U - 一种led光源的封装结构

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Publication number: CN202275866U
Application number: CN2011200402586U
Authority: CN
Inventors: 李自力; 云丹平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-01-30
Filing date: 2011-01-30
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2021-01-30

Abstract

一种LED光源封装结构，其在LED芯片与透光外薄壳之间充入耐高温、耐氧化、耐老化的液态透明硅油与荧光粉的混合物，或者只充入液态透明硅油，同时荧光粉涂覆在透光外薄壳的内表面。解决了目前固体实芯封装时，因热胀冷缩而导致芯片与封装材料的界面分离以及导致电极引线断裂的问题；同时使用液态透明硅油增加了热对流、热传导的散热。此外液态透明硅油和荧光粉始终处于流动状态，各部分老化均匀，使光性能稳定。解决了固体实芯封装时，最靠近LED芯片的界面因长期承受高温劣化和强光化学老化而产生遮光和吸光老化层，光衰大为减少的问题。

Description

一种LED光源的封装结构

技术领域：

本实用新型属于一种光电子器件，为一种LED光源的封装结构。

背景技术：

目前的LED光源的封装全部采用环氧树脂或硅胶胶体这类固体透光材料。

对于采用环氧树脂类硬性材料实芯封装的LED光源有以下缺点：1)由于环氧树脂导热性不好，使芯片热量不能通过环氧树脂有效地散发，加重了芯片温升。2)环氧树脂与芯片的热膨胀系数差别大，当温度高时会崩断作为电极引出线的细小金线而导致失效。3)环氧树脂与芯片的热膨胀系数差别大甚至导致芯片与环氧树脂分离，出现真空气隙，使出光率大大下降。4)固体实芯封装的LED光源中，与LED芯片接触的界面的环氧树脂层长期承受更高温度的老化和更强的光辐射的老化，易于产生高温劣化及光学老化层从而遮挡和吸收光线，并且这是一个恶性循环的不可逆过程。

对于采用硅橡胶类软性材料实芯封装的LED光源有以下缺点：1)由于硅胶热传导性不好，使芯片热量不能通过硅胶胶体有效地散发，加重了芯片温升。2)硅胶胶体固体实芯封装的LED光源中，与LED芯片接触的界面的硅橡胶层长期承受更高温度的老化和更强的光辐射的老化，易于产生高温劣化及光学老化层从而遮挡和吸收光线并且这是一个恶性循环的不可逆过程。

LED光源是一种划时代的光源。现正处于高速发展阶段，目前存在的以上几个问题急需解决。

发明内容：

本实用新型专利对以上问题提出了解决方案：把目前的LED光源结构中的实芯封装结构改成与芯片直接接触的部分是液体的透明硅油或者是荧光粉与液态透明硅油均匀自由混合体。

方案一是：一种LED光源的封装结构，包括芯片基座与透光外壳，所述芯片基座与成型的透光外壳之间采用环氧树脂密封连接；在所述芯片与成型的透光外壳之间有一空间，并在所述空间内充入液态透明硅油和荧光粉。

所述荧光粉不是直接涂在LED芯片上，所述荧光粉与液态透明硅油均匀自由混合后充入LED芯片与透光外壳之间。温度最高的LED芯片直接与液态透明硅油相接触，而不是与环氧树脂或硅胶胶体相接触。

方案二是：一种LED光源的封装结构，包括芯片基座与透光外壳，所述芯片基座与成型的透光外壳之间采用环氧树脂密封连接；在所述芯片与成型的透光外壳之间有一空间，并在所述空间内充入液态透明硅油；且荧光粉涂于所述透光外壳的内表面，或者荧光粉在与所述透光外壳均匀混合后成型。

所述荧光粉不是直接涂在LED芯片上，而是涂覆在所述透光外壳的内表面，把所述荧光粉与温度最高的LED芯片隔开一定距离，使所述荧光粉的热稳定性提高，热衰退减小。

液态透明硅油可以是高真空油扩散泵用的有机硅油，例如日本苯甲基有机硅油HIVAC-F5，英国Oilstore高真空泵油，美国DOWCORNING 705，国产牌号274、275等。液态透明硅油的透光率很高，其折光率约为1.55-1.57，与环氧树脂或硅胶的折光率相当。

因此，上述两个方案的液态透明硅油所起的效果是：

①所述液态硅油与LED芯片的无热膨胀系数差别问题，不会因热胀冷缩而可能导致像固体实芯封装时材料与LED芯片分离导致光输出减少，或导致电极引线断裂。用液体硅油使可靠性大大提高。

②由于液态透明硅油的流动性，它不会像环氧树脂薄或硅胶胶体那样，其最靠近LED芯片的那部分长期承受更高温度的老化和更强的光辐射的老化。液体硅油各部分轻度且均匀老化，使光通量维持率提高。

③液态硅油的流动性使得LED芯片上的热量可通过液态硅油的热对流和热传导，把LED芯片的热量传递给透光薄壳或金属反光碗，然后再传递给大气，而不单纯靠引线和热沉来散热，使芯片的散热效率大为提高，使芯片温度下降，对LED的光电性能很有利。

④与高温热源LED芯片相接触的液态硅油和荧光粉始终处于流动状态，各部分硅油或荧光粉经受LED芯片高温和光照机会等同，老化机会等同均匀，自身整体温度均匀且大大降低，且不会产生固定老化遮光层，从而光效可较大提高，光衰可大为减小，光电性能稳定性大大提高。

⑤液体硅油的折光率约1.5-1.6与固体环氧树脂或胶体硅胶相当或弱高一些，对提取LED芯片光输出有利。另如果加入纳米荧光粉，液体硅油的折光率可进一步提高至1.8，可使芯片光输出大大提高。

⑥该封装结构不但适用于单颗芯片的大小功率LED光源的封装，而且由于无热胀冷缩问题和无固态、胶态遮光层问题，特别适合于多芯片集成的大电流、大功率LED光源的封装。

⑦配不同形式的反光碗可获得所需的配光性能的光输出。

⑧原来常规环氧树脂薄或硅胶胶体封装中，荧光粉直接涂在LED芯片上，导致发光点很小，光源亮度太高，不易符合光生物安全标准要求。本发明的效果是发光面积增大，在光源发光量不变或增强的情况下其亮度下降，更易符合光生物安全标准要求。

附图说明：

图1是现有一种常规LED封装结构示意图，其中：1为基座，2为单颗或多颗集成LED芯片，3为荧光粉，4为硅胶实芯透光体；

图2是现有一种常规LED封装结构示意图，其中：1为基座，2为单颗或多颗集成LED芯片，3为荧光粉，4为硅胶实芯透光体；

图3是本实用新型LED封装结构示意图，其中：1为基座，2为单颗或多颗集成LED芯片，3为荧光粉，5为液态透明硅油，6为透光外壳；

图4是本实用新型LED封装结构示意图，其中：1为基座，2为单颗或多颗集成LED芯片，3为荧光粉，5为液态透明硅油，6为透光外壳；

图5是本实用新型LED封装结构示意图，其中：1为基座，2为单颗或多颗集成LED芯片，3为荧光粉，5为液态透明硅油，6为透光外壳，8为金属反光碗，9为反光膜；

图6是本实用新型LED封装结构示意图，其中：1为基座，2为单颗或多颗集成LED芯片，3为荧光粉，5为液态透明硅油，6为透光外壳，8为金属反光碗，9为反光膜；

图7是本实用新型LED封装结构示意图，其中：1为基座，2为单颗或多颗集成LED芯片，3为荧光粉，5为液态透明硅油，6为透光外壳；

图8是本实用新型LED封装结构示意图，其中：1为基座，2为单颗或多颗集成LED芯片，3为荧光粉，5为液态透明硅油，6为透光外壳。

具体实施方式：

说明书中附图1-2是现有常规LED封装结构示意图。附图3-8是本实用新型LED封装结构示意图。其基座1与LED芯片2的结构和工序、工艺与图1-2中现有传统LED封装结构示意图的相同；其它不同之处的具体实施方式按类别描述如下：

1)针对图3和图7其具体实施方式主要是：把荧光粉3与粘结剂按比例调成粉浆，喷涂或刷涂在环氧树脂、有机玻璃等所制作成型的透光外壳6的内表面，再把透光外壳6与现有常规工艺制成的基座1和LED芯片2组合成一体放入夹具中，并在基座1和透光外壳6之间的连接缝上涂环氧树脂胶，一起放入加热成型炉中完成抽气和固化等工序。透光外壳6在靠近基座1的边沿位置处开有小孔，再把液态透明硅油5从透光外壳6上的小孔注入其内，用真空机抽除液态透明硅油5中含有的空气后，用融化态环氧树脂、有机玻璃密封小孔即可。

2)针对图4和图8其具体实施方式主要是：把环氧树脂、有机玻璃等所制作成型的透光外壳6与现有常规工艺制成的基座1和LED芯片2组合成一体放入夹具中，并在基座1和透光外壳6之间的连接缝上涂环氧树脂胶，一起放入加热成型炉中完成固化工序。透光外壳6在靠近基座1的边沿位置处开有小孔，把荧光粉与液态透明硅油5按比例调合成透光液体后，再从透光外壳上的小孔注入其内，用真空机抽除液态透明硅油5中含有的空气后，用融化态环氧树脂、有机玻璃密封小孔即可。

3)针对图5其具体实施方式主要是：把荧光粉与粘结剂按比例调成粉浆，喷涂或刷涂在环氧树脂、有机玻璃等所制作成型的透光外壳6的内表面，再把它与带反光层9的金属反光碗8一起和现有常规工艺制成的基座1和LED芯片2组合成一体放入夹具中，并分别在基座1和透光外壳6之间、透光外壳6与金属反光碗8之间的连接处涂环氧树脂胶，一起放入加热成型炉中完成固化等工序。透光外壳6在靠近金属反光碗8的边沿位置处开有小孔，再把液态透明硅油5从透光外壳6上的小孔注入其内，用真空机抽除液态透明硅油5中含有的空气后，用融化态环氧树脂、有机玻璃密封小孔即可。

4)针对图6其具体实施方式主要是：把环氧树脂、有机玻璃等所制作成型的透光外壳6与现有常规工艺制成的基座1和LED芯片2组合成一体放入夹具中，并分别在基座1和透光外壳6之间、透光外壳6与反光碗8之间的连接处涂环氧树脂胶，一起放入加热成型炉中完成固化工序。透光外壳6在靠近金属反光碗8的边沿位置处开有小孔，把荧光粉与液态透明硅油5按比例调合成透光液体后，再从透光外壳6上的小孔注入其内，用真空机抽除液态透明硅油5中含有的空气后，用融化态环氧树脂、有机玻璃密封小孔即可。

Claims

1.一种LED光源的封装结构，所述结构包括芯片基座与透光外壳，其特征在于：

所述芯片基座与成型的透光外壳之间采用环氧树脂密封连接；在所述芯片与成型的透光外壳之间有一空间，并在所述空间内充入液态透明硅油；且荧光粉涂于所述透光外壳的内表面。

2.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述液态透明硅油是高真空油扩散泵用的有机硅油。

3.如权利要求2所述的封装结构，其特征在于：所述有机硅油为日本苯甲基有机硅油HIVAC-F5，或者英国Oilstore高真空泵油，或者美国DOWCORNING 705，或国产牌号274、275。