CN202513204U - 一种白光表面贴装发光二极管封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种白光表面贴装发光二极管封装结构，该白光表面贴装发光二极管封装结构，自下而上包括支架、碗杯和蓝光LED芯片，碗杯设置在支架上，蓝光LED芯片设置在碗杯底中央，蓝光LED芯片通过金线与支架电性连接；其特征是：蓝光LED芯片上涂覆有一层由折射率为1.5的透明硅胶与荧光粉混合的荧光胶，荧光胶涂覆层的上表面为平面状，荧光胶涂覆层上涂覆有一层折射率为1.4的透明硅胶，透明硅胶涂覆层的外表面呈凸透镜状。本实用新型使光由折射率高的荧光胶层射向低折射率的硅胶层，再通过凸透镜结构射向空气，相比较常规平面结构出光，提高了光的出射效率。

Description

一种白光表面贴装发光二极管封装结构

技术领域

本实用新型涉及一种白光表面贴装发光二极管（SMD LED）的封装结构，属于半导体发光器件制造技术领域。

背景技术

发光二极管（LED）以其采用恒流驱动，具有节能环保、体积小、低功耗、使用寿命长达几万小时而大获发展。贴片式LED（SMD LED）是一种新型表面贴装式半导体发光器件，具有散射角大、发光均匀性好、可靠性高等优点，发光颜色包括红、黄、蓝、绿、白等各种颜色，且在电路板的双面均可进行器件焊接。

目前，市场上常用的SMD LED应用形式有PCB型和反射型两种，其中PCB型是直接在线路板上进行封装，反射型主要表现为Top LED和Sideview LED。相比其它发光器件，SMD LED在同等亮度下，耗电最小，可大量降低能耗。根据其封装外型，有圆顶状的、平顶型及超小型的，而120°的超广视角使得这类 LED 成为汽车内部的面板、按钮或普通背光照明的理想之选。如今SMD LED已被广泛应用在手机、无线电话通信、办公设备、工业设备和家用电器、公共场所装饰照明、寝室照明等领域。随着今后工艺和材料的发展，SMD LED将具有更高的发光效率。

如图1所示，现有常规白光SMD LED封装结构，自下而上包括支架1、碗杯2和蓝光LED芯片3，碗杯2设置在支架1上，蓝光LED芯片3设置在碗杯2的底中央，蓝光LED芯片3通过金线4与支架1进行电性连接。但是现有常规SMD LED主要是通过将荧光粉和折射率为1.4的硅胶材料混合成荧光胶5后，在已经进行电性连接的蓝光LED芯片3的表面做一层荧光胶涂覆，常规结构的涂覆荧光胶上表面6呈平面状，再烘烤成型。该折射率为1.4的硅胶材料，具有结合力强、可靠性高等优点，由于荧光胶涂覆的结构为平面状，因而相比折射率为1.5的硅胶材料混合荧光粉后的出光效率几乎相等，所以业界广泛采用此折射率为1.4的硅胶制备荧光胶封装平面状SMD LED。

中国专利CN202004043U公开一种贴片式白光LED器件，是将InGaN芯片贴装于线路板上，陶瓷支架具有反光杯结构，荧光粉均匀涂覆在芯片周围的支架反光杯结构中。透明硅胶体位于荧光粉层的上部，且透明硅胶体外罩住反光杯结构，该器件有效增强了贴片LED的散热效果和可靠性。中国专利CN202025798U公开一种新型SMD发光二极管支架及采用该支架的LED，该支架的塑胶座内设置有一开口的封装腔，部分正、负极导电脚外露在封装腔内，LED芯片固定在封装腔底部设置的碗杯内，碗杯内填充有覆盖LED芯片的荧光胶，封装胶填充在封装腔内，封装腔的开口处设置有溢胶槽，该LED从提高封装结合的牢固度出发，进行SMD LED支架结构优化。以上所述这两种新型SMD LED封装结构，虽都采用荧光粉层上加封装填充胶体的方式，但并未涉及如何进一步提高出射光强方面的问题。

中国专利CN201796953U提出了一种SMD的白光LED封装结构，是提供一种阶梯状的碗杯，包括靠近LED芯片的第一阶段的荧光胶层和远离LED芯片的第二阶段的非荧光透明胶层，该封装结构中阶梯状的碗杯能提高产品防水性能，荧光胶层与非荧光透明胶层的配合也能在一定程度上提高亮度，但并未突出声明荧光胶中的透明胶与非荧光透明胶层之间折射率的对应关系，及并未对光的出射做进一步的优化设计，不能最大限度的提高光的出射效率。

发明内容

针对现有SMD LED（表面贴装发光二极管）封装技术及结构存在的不足，本实用新型提供一种能够提高光出射效率的白光表面贴装发光二极管封装结构。

本实用新型的白光表面贴装发光二极管封装结构，自下而上包括支架、碗杯和蓝光LED芯片，碗杯设置在支架上，蓝光LED芯片设置在碗杯底中央，蓝光LED芯片通过金线与支架电性连接；蓝光LED芯片上涂覆有一层由折射率为1.5的透明硅胶与荧光粉混合的荧光胶，荧光胶涂覆层的上表面为平面状，荧光胶涂覆层上涂覆有一层折射率为1.4的透明硅胶，透明硅胶涂覆层的外表面呈凸透镜状。

所述荧光胶的涂覆厚度至少盖过蓝光LED芯片上表面，涂覆面积覆盖整个碗杯底面积。

所述透明硅胶的涂覆面积完全覆盖荧光胶，涂覆厚度不高于碗杯的上端边沿。

上述白光表面贴装发光二极管封装结构的封装方法，包括以下步骤：

（1）固晶、焊线：采用绝缘胶将蓝光LED芯片固定在支架上的碗杯内，经150℃烘烤及1.5小时固化，然后再将蓝光LED芯片与支架进行电性连接；

（2）配制荧光胶，将荧光粉与折射率为1.5的透明硅胶按一定比例混合制得荧光胶，经脱真空后涂覆在碗杯内并盖过蓝光LED芯片表面，涂覆层上表面呈平面状，再经120℃烘烤1小时固化；

（3）将折射率为1.4的透明硅胶经均匀混合脱泡处理后，在荧光胶上表面进行涂覆，透明硅胶涂覆层与荧光胶完全接合，且外表面并呈凸透镜状；透明硅胶优选的折射率为1.4，与SMD LED支架具有较好的结合力，且可靠性高。

（4）将步骤（3）制得的白光SMD LED在100℃烘烤1小时，得到白光表面贴装发光二极管成品。

本实用新型采用折射率低、结合力好、可靠性高的透明硅胶作为上涂覆层，满足了常规SMD LED应用的要求，其次，先涂覆一层由折射率为1.5的透明硅胶混粉的荧光胶，再在此荧光胶表面涂覆呈凸透镜结构的常规用透明硅胶，光由折射率高的荧光胶层射向低折射率的硅胶层，再通过凸透镜结构射向空气，相比较常规平面结构出光，提高了光的出射效率。

附图说明

图1 是现有常规白光SMD LED封装结构的示意图。

图2 是本实用新型的白光表面贴装发光二极管封装结构的示意图。

图3 是现有常规白光SMD LED的出光效果示意图。

图4 是本实用新型的白光SMD LED的出光效果示意图。

图中，1、支架；2、碗杯；3、蓝光LED芯片；4、金线；5、常规荧白光SMD LED封装结构荧光胶；6、常规结构的涂覆荧光胶上表面；7、由折射率为1.5的透明硅胶与荧光粉混合的荧光胶；8、折射率为1.4的透明硅胶；9、透明硅胶涂覆层外表面。

具体实施方式

实施例

如图2示，本实用新型的白光表面贴装发光二极管与现有结构一样之处是，自下而上也包括支架1、碗杯2和蓝光LED芯片3，碗杯2设置在支架1上，蓝光LED芯片3设置在碗杯2的底中央，蓝光LED芯片3通过金线4与支架1电性连接。不同之处是，本实用新型在常规白光SMD LED的封装结构基础上，先在蓝光LED芯片3上涂覆一层由折射率为1.5的透明硅胶混合荧光粉的荧光胶7，涂覆结构为平面状，经过烘烤固化后再在该结构上表面涂覆一层折射率为1.4的透明硅胶8，透明硅胶涂覆层外表面9呈凸透镜状。

本实用新型的白光表面贴装发光二极管封装结构的封装步骤如下：

 1）固晶、焊线，采用绝缘胶将蓝光LED芯片3固定在支架1上的碗杯2内，经150℃烘烤1.5小时固化，然后再将蓝光LED芯片3与支架1进行电性连接；

2）配制荧光胶，将荧光粉与折射率为1.5的透明硅胶按一定比例制得荧光胶，经脱真空后涂覆盖过LED芯片表面，涂覆结构呈平面状，再经120℃烘烤1小时。

3）将折射率为1.4的透明硅胶经均匀混合脱泡处理后，在荧光胶上表面进行涂覆，涂覆结构为与荧光胶完全接合，并呈凸透镜状；

优选的折射率为1.4的透明硅胶与SMD LED支架具有较好的结合力，且可靠性高。

4）将步骤3）制得的新型白光SMD LED进行100℃烘烤1小时，得到LED成品。

本实用新型制备的白光SMD LED产品，光由折射率高的荧光胶层射向较低折射率的硅胶层，再通过凸透镜结构射向空气，相比较常规平面结构下的出光，本实用新型的结构能够有效提高光出射效率。如图3和图4所示，以入射方向处于荧光胶与空气两层介质的临界角α的光束为例，图3中常规平面结构下的出光光束将不能透过荧光胶射向空气，而在图4中本实用新型的结构中则能有效出射，提高了光的出射效率。

Claims (2)

1.一种白光表面贴装发光二极管封装结构，自下而上包括支架、碗杯和蓝光LED芯片，碗杯设置在支架上，蓝光LED芯片设置在碗杯底中央，蓝光LED芯片通过金线与支架电性连接；其特征是：蓝光LED芯片上涂覆有荧光胶层，荧光胶涂覆层的上表面为平面状，荧光胶涂覆层上涂覆有一层折射率为1.4的透明硅胶，透明硅胶涂覆层的外表面呈凸透镜状。

2.根据权利要求1所述白光表面贴装发光二极管封装结构，其特征是：所述荧光胶的涂覆厚度至少盖过蓝光LED芯片上表面，涂覆面积覆盖整个碗杯底面积。

3. 根据权利要求1所述白光表面贴装发光二极管封装结构，其特征是：所述透明硅胶的涂覆面积完全覆盖荧光胶，涂覆厚度不高于碗杯的上端边沿。

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