CN207664062U - Led芯片封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种LED芯片封装结构，包括绿光芯片、蓝光芯片、挡光层及荧光层，所述挡光层包括第一透光基体及与所述第一透光基体混合的挡光粉，用于覆盖所述绿光芯片的出光面，遮挡部分绿光，所述荧光层包括第二透光基体及与所述第二透光基体混合的红色荧光粉，用于覆盖所述蓝光芯片的出光面，使部分蓝光用于激发所述红色荧光粉发出红光。

Description

LED芯片封装结构

技术领域

本实用新型涉及LED背光技术领域，特别是涉及LED芯片封装结构。

背景技术

LED作为一种新兴固体光源，具有显著的节能和寿命优势，已广泛应用于照明和显示领域。而随着LED背光技术的不断发展，消费者对LED色域的范围要求越来越高，对可以实现高色域的LED需求不断增加。

传统的LED背光技术中，一般采用多颗蓝、绿光的芯片组合，同时点涂红色荧光胶的方式来实现背光源所需要的白色光谱。该技术中需要多颗蓝、绿光芯片的组合来实现背光源所需要的白色光谱，结构复杂，不容易实现。而且，该技术在单路控制的条件下很难实现背光源所需求的白光光谱，往往需要采用双路控制，一路控制绿光芯片，另一路控制蓝光芯片。而双路控制又往往会造成配套的PCB板的结构复杂，需要使用两个电源，不利于应用。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种可以单路控制、结构简单，容易实现的LED芯片封装结构及其制备方法。

一种LED芯片封装结构，包括绿光芯片、蓝光芯片、挡光层及荧光层，所述挡光层包括第一透光基体及与所述第一透光基体混合的挡光粉，用于覆盖所述绿光芯片的出光面，遮挡部分绿光，所述荧光层包括第二透光基体及与所述第二透光基体混合的红色荧光粉，用于覆盖所述蓝光芯片的出光面，使部分蓝光用于激发所述红色荧光粉发出红光。

在其中一个实施例中，所述挡光粉为直径5nm-50nm的白色二氧化硅粉末。

在其中一个实施例中，还包括混光层，所述混光层位于所述挡光层及所述荧光层外部，所述混光层包括第三透光基体及与所述第三透光基体混合的混光粉，所述绿光芯片的部分绿光能够进入所述混光层，所述蓝光芯片的部分蓝光及所述荧光层的红光能够进入所述混光层，红、蓝、绿三色光能够在所述混光层中混匀混合。

在其中一个实施例中，所述混光粉为直径2um-10um的白色二氧化硅粉末。

在其中一个实施例中，所述第一透光基体及所述第二透光基体中的至少一种，以及所述第三透光基体为封装胶，用于形成芯片封装层。

在其中一个实施例中，所述LED芯片封装结构为芯片级封装结构，包括绿光芯片级封装芯片、蓝光芯片级封装芯片及所述混光层；

所述绿光芯片级封装芯片包括所述绿光芯片及所述挡光层，所述挡光层的所述第一透光基体为封装胶，用于封装所述绿光芯片；

所述蓝光芯片级封装芯片包括所述蓝光芯片及所述荧光层，所述荧光层的所述第二透光基体为封装胶，用于封装所述蓝光芯片；

所述混光层的所述第三透光基体为封装胶，将所述绿光芯片级封装芯片与所述蓝光芯片级封装芯片共同封装为所述芯片级封装结构。

在其中一个实施例中，还包括多个焊盘，所述多个焊盘用于分别与所述绿光芯片及所述蓝光芯片的正、负电极固定连接，并暴露于所述芯片级封装结构表面。

在其中一个实施例中，所述绿光芯片及所述蓝光芯片之间串联连接，且所述绿光芯片与所述蓝光芯片相邻设置的电极极性相反。

在其中一个实施例中，所述绿光芯片及所述蓝光芯片之间并联连接，且所述绿光芯片与所述蓝光芯片相邻设置的电极极性相同。

通过挡光层可以控制绿光芯片达到背光源需求的绿光光谱，同时通过荧光层可以控制蓝光芯片激发出的红光光谱，再配合蓝光芯片自身发出的蓝光光谱，可以精确得到背光源需求的蓝光、红光光谱，可以实现在单路控制的条件下只需要两颗芯片就能够达到背光源需求的白光光谱的目的，且可以使LED芯片封装结构的色域大于100％。该LED芯片封装结构的结构简单，制作成本低，容易实现。同时该LED芯片封装结构可以采用单路控制进而能够简化后期配套使用的PCB板的结构，便于应用。

附图说明

图1为本实用新型一实施例LED芯片封装结构的剖视示意图；

图2为图1的LED芯片封装结构的仰视示意图；

图3为本实用新型另一实施例LED芯片封装结构的仰视示意图；

图4为本实用新型另一实施例LED芯片封装结构剖视示意图；

图5为本实用新型另一实施例LED芯片封装结构俯视示意图；

图6为本实用新型另一实施例LED芯片封装结构剖视示意图；

图7为本实用新型另一实施例LED芯片封装结构俯视示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及技术效果更加清楚明白，以下结合附图对本实用新型的具体实施例进行描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1及图2，本实用新型实施例提供一种LED芯片封装结构10，包括绿光芯片100、蓝光芯片200、挡光层300及荧光层400。挡光层300可以包括第一透光基体及与第一透光基体混合的挡光粉，用于覆盖绿光芯片100的出光面，遮挡部分绿光。荧光层400可以包括第二透光基体及与第二透光基体混合的红色荧光粉，用于覆盖蓝光芯片200的出光面，使部分蓝光用于激发红色荧光粉发出红光。

通过挡光层300可以控制绿光芯片100达到背光源需求的绿光光谱，同时通过荧光层400可以控制蓝光芯片200激发出的红光光谱，再配合蓝光芯片200自身发出的蓝光光谱，可以精确得到背光源需求的蓝光、红光光谱，可以实现在单路控制的条件下只需要两颗芯片就能够达到背光源需求的白光光谱的目的，且可以使LED芯片封装结构10的色域大于100％。该LED芯片封装结构10的结构简单，制作成本低，容易实现。同时该LED芯片封装结构10可以采用单路控制进而能够简化后期配套使用的PCB板的结构，便于应用。

挡光层300中挡光粉的含量与荧光层400中红色荧光粉的含量可以根据实际需要调整，只要使绿光、蓝光和红光光量能够混合形成背光源需求的白光光谱即可。

优选的，挡光层300中的挡光粉可以为直径5nm-50nm的白色二氧化硅(SiO₂)粉末，具有遮挡光的作用。

可选的，荧光层400中红色荧光粉可以为碱土金属硫化物、氮化物以及氯酸盐中的一种或多种。

可选的，蓝光芯片200的发射波长为440nm-470nm。红色荧光粉的激发波长为620nm-650nm。绿光芯片100的发射波长为500nm-545nm。

优选的，芯片封装结构10还可以包括混光层500。混光层500位于挡光层300及荧光层400外部。混光层500可以包括第三透光基体及与第三透光基体混合的混光粉。绿光芯片100的另一部分绿光能够进入混光层500，蓝光芯片200的另一部分蓝光及荧光层400的红光能够进入混光层500，红、蓝、绿三色光在混光层500中均匀混合。混光层500的设置可以使红、绿、蓝三色光混合的更加均匀，进而使使用芯片封装结构10的背光模组呈现的出光效果更好。

优选的，混光层500中的混光粉可以为直径2um-10um的白色二氧化硅(SiO₂)粉末，具有混合光线的作用。

优选的，挡光层300、荧光层400及混光层500中的至少一种的透光基体为封装胶。封装胶可以用于形成芯片封装层。挡光层300、荧光层400及混光层500中的透光基体的种类可以相同也可以不同。可选的，第一透光基体、第二透光基体及第三透光基体均为封装胶。封装胶具体可以为环氧树脂或者硅胶。

可选的，蓝光芯片200与绿光芯片100在同一水平面上，两者间隔排布。优选的，绿光芯片100与蓝光芯片200相邻设置的电极极性相反。在图2的实施例中，绿光芯片100的负极与蓝光芯片200的正极相邻设置。在该实施例中，蓝光芯片200与绿光芯片100的正、负电极优选为串联。

可选的，绿光芯片100与蓝光芯片200相邻设置的电极极性相同。在图3的实施例中，蓝光芯片200的正电极与绿光芯片100的正电极相邻设置，蓝光芯片200的负电极与绿光芯片100的负电极相邻设置。在该实施例中，蓝光芯片200与绿光芯片100的正、负电极优选为并联。

蓝光芯片200与绿光芯片100可以为正装芯片也可以为倒装芯片。优选的，蓝光芯片200与绿光芯片100均为倒装芯片，可以避免使用键合线进行焊线而出现断线死灯的风险。更优选的，蓝光芯片200与绿光芯片100均采用芯片级封装(Chip Scale Package，CSP)。LED芯片封装结构10优选为芯片级封装结构，包括绿光芯片级封装芯片(绿光CSP芯片)、蓝光芯片级封装芯片(蓝光CSP芯片)及混光层500。绿光CSP芯片包括绿光芯片100及挡光层300，挡光层300的第一透光基体可以为封装胶，用于封装绿光芯片100。蓝光CSP芯片包括蓝光芯片200及荧光层400，荧光层的第二透光基体可以为封装胶，用于封装蓝光芯片200。混光层500的第三透光基体可以为封装胶，将绿光芯片级封装芯片与蓝光芯片级封装芯片共同封装为芯片级封装结构。芯片级封装可以实现无支架、无焊线，封装工艺简单，稳定性好，相比较量子点膜和量子点管具有成本低廉的优势。

LED芯片封装结构10还可以包括多个焊盘600。多个焊盘600可以分别与蓝光芯片200及绿光芯片100的正、负电极分别固定连接，并暴露于芯片级封装结构的表面。

当绿光芯片100和/或蓝光芯片200为正装芯片时，芯片封装结构10还可以包括连接于绿光芯片100和/或蓝光芯片200正、负两个电极的键合线，使绿光芯片及蓝光芯片能够与其他部件实现电性连接。可选的，连接于绿光芯片100的键合线封装在挡光层300内，并有端部漏出可以连接外部电路。可选的，连接于蓝光芯片200的键合线封装在荧光层400内，并有端部漏出可以连接外部电路。

请参阅图4，本实用新型实施例还提供另一种LED芯片封装结构20，包括前面提到的任一LED芯片封装结构10及LED支架700。芯片封装结构10设置在LED支架700上。

LED支架700包括至少两个金属功能区及绝缘带760。金属功能区之间通过绝缘带760相互绝缘。LED芯片封装结构10固定在金属功能区上，金属功能区能够使绿光芯片100及蓝光芯片200之间形成串联或者并联电路。

当绿光芯片100与蓝光芯片200之间的电路连接方式是串联时，LED支架700包括至少三个金属功能区，分别可以为第一金属功能区710、第二金属功能区720及第三金属功能区730。可选的，蓝光芯片200的正、负电极分别连接于第一金属功能区710及第二金属功能区720，绿光芯片100的正、负电极分别连接于第二金属功能区720及第三金属功能区730。当然，绿光芯片100和蓝光芯片200的位置可也以互换。

请参阅图5，当绿光芯片100与蓝光芯片200之间的电路连接方式是并联时，LED支架700包括至少两个金属功能区，分别可以第四金属功能区740及第五金属功能区750。绿光芯片100及蓝光芯片200的正、负电极分别连接于第四金属功能区740及第五金属功能区750。并联的电路连接方式可以使LED支架700的金属功能区减少至两个，简化LED支架700的结构。

LED支架700可以为平板型或者杯型。当LED支架700为杯型支架时，混光层500可填充于杯型空间中，混光层500的顶部与支架的顶部平齐。优选的，LED支架700为杯型，包括底壁与侧壁770。金属功能区及绝缘带760位于支架的底壁，且不同的金属功能区之间被绝缘带760隔开。侧壁770可以为筒状绝缘侧壁。

请参阅图6，LED支架700还可以包括杯型支架及绝缘挡板780。绝缘挡板780位于杯型支架内部，高度低于杯型支架侧壁770的高度，也可以绝缘挡板780的高度低于杯型支架的深度。绝缘挡板780的设置可以将杯型支架分为并排的两个容纳空间，可以为第一容纳空间及第二容纳空间。蓝光芯片200与绿光芯片100分别位于绝缘挡板780的两侧。可选的，绿光芯片100固定在第一容纳空间内，蓝光芯片200固定在第二容纳空间内。

优选的，挡光层300及荧光层400分别填充于两个容纳空间内。优选的，挡光层300及荧光层400的顶面与绝缘挡板780的顶部平齐。可选的，挡光层300可以填充于第一容纳空间内，荧光层400可以填充于第二容纳各空间内，混光层500覆盖挡光层300与荧光层400，填充于杯型支架中高于绝缘挡板780的空间。

在其中一个实施例中，金属功能区包括第一金属功能区710、第二金属功能区720及第三金属功能区730，绝缘挡板780固定在第二金属功能区720上。

请参阅图7，在另一个实施例中，金属功能区包括第四金属功能区740、第五金属功能区750，绝缘挡板780同时固定在两个金属功能区上，且横跨两个金属功能区之间的绝缘带760。

当芯片为倒装芯片时，芯片可以通过导电胶固定在LED支架700的金属功能区上，或者通过金属焊料焊接固定在LED支架700的金属功能区上。导电胶可以为银胶。金属焊料可以为锡膏或者金锡合金。芯片横跨在绝缘带760上，且正、负两个电极分别固定在绝缘带760两侧的金属功能区上。例如，蓝光芯片200可以横跨固定在第一金属功能区710及第二金属功能区720上，绿光芯片100可以横跨固定在第二金属功能区720与第三金属功能区730上。当然蓝光芯片200与绿光芯片100的位置可以互换。又例如，蓝光芯片200及绿光芯片100可以分别横跨固定在第四金属功能区740与第五金属功能区750上。

当芯片为正装芯片时，芯片可以通过键合线800与LED支架700的金属功能区固定连接。例如，通过键合线800将蓝光芯片200正极与第一金属功能区710电性相连，并通过键合线800将蓝光芯片200的负极与第二金属功能区720电性相连；同时通过键合线800将绿光芯片100正极与第二金属功能区720相连，并通过键合线800将绿光芯片100负极与第三金属功能区730电性相连。键合线800嵌入挡光层300或荧光层400中。

本实用新型实施例还提供一种LED芯片封装结构10的制备方法，包括：

S110，在绿光芯片100的出光面上形成挡光层300，挡光层300包括第一透光基体及与第一透光基体混合的挡光粉，用于覆盖绿光芯片100的出光面，遮挡部分绿光；

S120，在蓝光芯片200的出光面上形成荧光层400，荧光层400包括第二透光基体及与第二透光基体混合的红色荧光粉，用于覆盖蓝光芯片200的出光面，使部分蓝光用于激发红色荧光粉发出红光；

S130，在挡光层300及荧光层400外部形成混光层500，混光层500包括第三透光基体及与第三透光基体混合的混光粉，绿光芯片100的另一部分绿光能够进入混光层500，蓝光芯片200的另一部分蓝光及荧光层400的红光能够进入混光层500，红、蓝、绿三色光能够在混光层500中均匀混合。

在其中一个实施例中，步骤S110在绿光芯片100的出光面上形成挡光层300的步骤包括：

S112，使用挡光胶覆盖绿光芯片100的出光面，挡光胶包括第一透光基体溶液及与第一透光基体溶液混合的挡光粉；以及

S114，固化挡光胶。

在其中一个实施例中，步骤S120在蓝光芯片200的出光面上形成荧光层400的步骤包括：

S122，使用荧光胶覆盖蓝光芯片200的出光面，荧光胶包括第二透光基体溶液及与第二透光基体溶液混合的红色荧光粉；以及

S124，固化荧光胶。

在其中一个实施例中，步骤S130在挡光层300及荧光层400外部形成混光层500的步骤包括：

S132，使用混光胶覆盖挡光层300及荧光层400，混光胶包括第三透光基体溶液及与第三透光基体溶液混合的混光粉；以及

S134，固化混光胶。

本实用新型实施例还提供另一种LED芯片封装结构20的制备方法，包括：

S210，在绿光芯片100的出光面上形成挡光层300，挡光层300包括第一透光基体及与第一透光基体混合的挡光粉，用于覆盖绿光芯片100的出光面，遮挡部分绿光；

S220，在蓝光芯片200的出光面上形成荧光层400，荧光层400包括第二透光基体及与第二透光基体混合的红色荧光粉，用于覆盖蓝光芯片400的出光面，使部分蓝光用于激发红色荧光粉发出红光；

S230，将绿光芯片100及蓝光芯片200固定在LED支架700上；

S240，在挡光层300及荧光层400外部形成混光层500，混光层500包括第三透光基体及与第三透光基体混合的混光粉，绿光芯片100的另一部分绿光能够进入混光层500，蓝光芯片200的另一部分蓝光及荧光层400的红光能够进入混光层500，红、蓝、绿三色光能够在混光层500中均匀混合。

在其中一个实施例中，LED支架700为杯型支架，步骤S240中在挡光层300及荧光层400外部形成混光层500的步骤包括：

S242，将混光胶填充于杯型支架中，使混光胶覆盖挡光层300及荧光层400，混光胶包括第三透光基体溶液及与第三透光基体溶液混合的混光粉；以及

S244，固化混光胶。

本实用新型实施例还提供一种LED芯片封装结构20的制备方法，包括：

S310，提供包括绝缘挡板780及杯型支架的LED支架700，绝缘挡板780将杯型支架分为并排的第一容纳空间及第二容纳空间，绝缘挡板780的高度小于杯型支架的深度；

S320，将绿光芯片100固定在第一容纳空间内，蓝光芯片200固定在第二容纳空间内；

S330，在第一容纳空间内形成挡光层300，挡光层300包括第一透光基体及与第一透光基体混合的挡光粉，用于填充第一容纳空间，覆盖绿光芯片100的出光面，遮挡部分绿光；

S340，在第二的容纳空间内形成荧光层400，荧光层400包括第二透光基体及与第二透光基体混合的红色荧光粉，用于填充第二容纳空间，覆盖蓝光芯片200的出光面，使部分蓝光用于激发红色荧光粉发出红光；

S340，在挡光层300及荧光层400外部形成混光层500，混光层500包括第三透光基体及与第三透光基体混合的混光粉，绿光芯片100的另一部分绿光能够进入混光层500，蓝光芯片200的另一部分蓝光及荧光层400的红光能够进入混光层500，红、蓝、绿三色光能够在混光层500中均匀混合。

在其中一个实施例中，步骤S330中在第一容纳空间内形成挡光层300的步骤包括：

S332，将挡光胶填充于第一容纳空间内，使挡光胶覆盖绿光芯片100的出光面，挡光胶包括第一透光基体溶液及与第一透光基体溶液混合的挡光粉；以及

S334，固化挡光胶。

在其中一个实施例中，步骤S340中在第二容纳空间内形成荧光层400的步骤包括：

S342，将荧光胶填充于第二容纳空间内，使荧光胶覆盖蓝光芯片200的出光面，荧光胶包括第二透光基体溶液及与第二透光基体溶液混合的红色荧光粉；以及

S344，固化荧光胶。

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实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种LED芯片封装结构，包括绿光芯片及蓝光芯片，其特征在于，还包括挡光层及荧光层，所述挡光层包括第一透光基体及与所述第一透光基体混合的挡光粉，用于覆盖所述绿光芯片的出光面，遮挡部分绿光，所述荧光层包括第二透光基体及与所述第二透光基体混合的红色荧光粉，用于覆盖所述蓝光芯片的出光面，使部分蓝光用于激发所述红色荧光粉发出红光。

2.根据权利要求1所述的LED芯片封装结构，其特征在于，所述挡光粉为直径5nm-50nm的白色二氧化硅粉末。

3.根据权利要求1所述的LED芯片封装结构，其特征在于，还包括混光层，所述混光层位于所述挡光层及所述荧光层外部，所述混光层包括第三透光基体及与所述第三透光基体混合的混光粉，所述绿光芯片的另一部分绿光能够进入所述混光层，所述蓝光芯片的另一部分蓝光及所述荧光层的所述红光能够进入所述混光层，红、蓝、绿三色光能够在所述混光层中均匀混合。

4.根据权利要求3所述的LED芯片封装结构，其特征在于，所述混光粉为直径2um-10um的白色二氧化硅粉末。

5.根据权利要求3所述的LED芯片封装结构，其特征在于，所述第一透光基体及所述第二透光基体中的至少一种，以及所述第三透光基体为封装胶，用于形成芯片封装层。

6.根据权利要求3所述的LED芯片封装结构，其特征在于，所述LED芯片封装结构为芯片级封装结构，包括绿光芯片级封装芯片、蓝光芯片级封装芯片及所述混光层；

所述绿光芯片级封装芯片包括所述绿光芯片及所述挡光层，所述挡光层的所述第一透光基体为封装胶，用于封装所述绿光芯片；

所述蓝光芯片级封装芯片包括所述蓝光芯片及所述荧光层，所述荧光层的所述第二透光基体为封装胶，用于封装所述蓝光芯片；

所述混光层的所述第三透光基体为封装胶，将所述绿光芯片级封装芯片与所述蓝光芯片级封装芯片共同封装为所述芯片级封装结构。

7.根据权利要求6所述的LED芯片封装结构，其特征在于，还包括多个焊盘，所述多个焊盘用于分别与所述绿光芯片及所述蓝光芯片的正、负电极固定连接，并暴露于所述芯片级封装结构表面。

8.根据权利要求1-7任一项所述的LED芯片封装结构，其特征在于，所述绿光芯片及所述蓝光芯片之间串联连接，且所述绿光芯片与所述蓝光芯片相邻设置的电极极性相反。

9.根据权利要求1-7任一项所述的LED芯片封装结构，其特征在于，所述绿光芯片及所述蓝光芯片之间并联连接，且所述绿光芯片与所述蓝光芯片相邻设置的电极极性相同。