CN202616230U - 发光二极管封装结构 - Google Patents

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黄苡叡
林素慧
林科闯
陶青山
吴俊毅
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Abstract

本实用新型公开了一种发光二极管的封装结构，其包括：包括：复数个发光二极管芯片水平排列；硅胶层，将所述芯片以等间距方式排列在一起，并在每个发光二极管芯片的上方形成透镜结构；荧光粉层，其位于所述透镜结构上方；保护层，位于所述荧光粉层之上，将所述荧光粉层全部覆盖。本实用新型免除支撑基板结构，采用芯片级透镜结构，大幅度减少硅胶的使用量，并且导入了远程荧光粉概念（Remote-Phosphor）可以有效减少热对荧光粉所产生的效率低下的问题，有利于光学上的光型应用及增加散热效果。

Description

发光二极管封装结构
技术领域
本发明属于发光二极管照明领域，其具体涉及一种芯片级发光二极管封装。
背景技术
发光二极管（英文为Light Emitting Diode，简称LED）是利用半导体的P-N结电致发光原理制成的一种半导体发光器件。LED具有环保、亮度高、功耗低、寿命长、工作电压低、易集成化等优点，是继白炽灯、荧光灯和高强度放电（英文缩写为HID）灯（如高压钠灯和金卤灯）之后的第四代新光源。近年来，由于材料及技术的突破，发光二极管的发光亮度已经有了非常多的提升，尤其是白光发光二极管的出现，更使得发光二极管渐渐的取代目前传统照明设备。
传统的发光二极管的封装技术主要有COB封装（即chip On board）和PLCC封装 (Plastic Leaded Chip Carrier)。请参考附图1和2。图1所示为采用COB封装的发光二极管的结构示意图，其在LED阵列120的COB光引擎上设计光学透镜。采用此种封装方式，需要使用大量价格昂贵的硅胶及环形密封圈（O-Ring），且在生产过程中打线良率不佳。图2所示为采用PLCC封装的发光二极管的结构示意图，其将LED芯片放置在支架内部。采用此种封装方式，光学设计上需解决混光问题，同时也是需要使用较多的硅胶，且散热效果不佳。
发明内容
本发明旨在提出一种芯片级发光二极管封装结构，其免除支撑基板结构，采用芯片级透镜结构，大幅度减少硅胶的使用量，并且导入了远程荧光粉概念（Remote-Phosphor）可以有效减少热对荧光粉所产生的效率低下的问题，有利于光学上的光型应用及增加散热效果。
本发明解决技术问题的方案为：发光二极管封装结构，包括：复数个发光二极管芯片水平排列；硅胶层，将所述芯片以等间距方式排列在一起，并在每个发光二极管芯片的上方形成透镜结构；荧光粉层，其位于所述透镜结构上方；保护层，位于所述荧光粉层之上，将所述荧光粉层全部覆盖。
在本发明中，所述发光二极管封装结构免除基板结构，所述复数个发光二极管芯片通过硅胶层粘结；所述硅胶层的厚度随着光型的设计改变可为5um~1500um；所述荧光粉层的厚度随着色温的调控可为1um~100um；所述保护层的材料可为透明非导体材料，如硅胶，氧化铝，氧化钛等，其厚度小于2000um。
发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其它优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。 
虽然在下文中将结合一些示例性实施及使用方法来描述本发明，但本领域技术人员应当理解，并不旨在将本发明限制于这些实施例。反之，旨在覆盖包含在所附的权利要求书所定义的本发明的精神与范围内的所有替代品、修正及等效物。 
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。
图1为现有技术中采用COB封装的发光二极管的结构示意图。
 图2为现有技术中采用PLCC封装的发光二极管的结构示意图。
图3为根据本发明实施的发光二极管封装结构示意图。
图4~图11为图3所示的发光二极管封装结构的制作过程截面图。
图中各标号表示：
       100：COB封装结构；110：基板；120：LED芯片；130：荧光粉层；140：硅胶透镜；150：环形密封圈（O-Ring）；200：PLCC封装结构；210：基板；220：LED支架；240：胶硅透镜；310：临时基板；230：LED芯片；330：荧光粉层；331：带透镜状荧光粉层；340：硅胶层；341：带透镜状硅胶层；351：保护层。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。 
如图3所示，一种芯片级的发光二极管封装结构，包括：LED芯片阵列320，硅胶层341，荧光粉层331，保护层351。其中，LED芯片320等间距水平排列，通过硅胶层341粘结在一起。硅胶层341的厚度随着光型的设计改变可为5um~1500um，其填满各个LED芯片间的间隙，且在每个LED芯片对应的地方形成一个透镜结构。荧光粉层331形成于所述带透镜结构的硅胶层341上，厚度随着色温的调控可为1um~100um。保护层351形成位于所述荧光粉层331上，其材料为可为透明非导体材料，如硅胶，氧化铝，氧化钛等，厚度小于2000um。
所述的发光二极管的封装结构可通过下面步骤形成：将LED芯片排列中临时基板→刮刀涂布少量硅胶→烘烤→刮刀涂布荧光粉→烘烤→涂布硅胶→烘烤芯片级透镜封装定型→移除临时基板。下面结合附图4~11进行具体说明。
如图4所示，提供一临时基板310，将LED芯片320等间距水平排列在所述基板上310。
如图5所示，在LED芯片320上刮刀涂布一硅胶层340，其填满各个芯片间的空隙，并覆盖所有芯片。
如图6所示，烘烤硅胶层340，在每个芯片的上方形成透镜结构341。烘烤过后因有机溶剂的挥发与硅胶的收缩从而产生透镜结构。
如图7所示，在硅胶层341上刮刀涂布一层荧光粉330。
如图8所示，烘烤使荧光粉330产生透镜形状331。
如图9所示，在荧光粉层331上刮刀涂布一层保护层350。
如图10所示，烘考使LED透镜封装结构定型。
如图11所示，移除临时基板310，完成封装结构。
在本发明中，相较于传统封装结构中的硅胶透镜结构，采用芯片级硅胶透镜结构，大幅减少昂贵的硅胶使用量。首先，在LED芯片上涂布硅胶用于固定LED芯片，将硅胶烘烤后在每个LED芯片对应的上方产生透镜结构，再藉由透镜结构覆盖上荧光粉层，而使荧光粉产生具有曲面形状的荧光粉层结构。由于荧光粉层331位于硅胶透镜层341之后，避免LED芯片散发的热对荧光粉产生影响进而导致荧光粉转换效率降低的问题。另外，本发明采用芯片级封装技术使得占用面积大幅缩小，有利于光学机构的设计与光型的匹配设计。

Claims (7)

1.发光二极管封装结构，包括：
复数个发光二极管芯片水平排列；
硅胶层，将所述芯片以等间距方式排列在一起，并在每个发光二极管芯片的上方形成透镜结构；
荧光粉层，其位于所述透镜结构上方；
保护层，将所述荧光粉层全部覆盖。
2.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述芯片级发光二极管封装结构没有基板支撑，所述复数个发光二极管芯片通过硅胶层粘结。
3.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述硅胶层的厚度为5um~1500um。
4.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述荧光粉层的厚度1um~100um。
5.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述保护层的材料为透明非导体材料。
6.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述保护层的材料为硅胶、氧化铝或氧化钛。
7.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述保护层的厚度小于2000um。
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