CN213071129U - 一种光谱调光封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光谱调光封装结构，其特征在于：包括至少一第一CSP芯片，所述第一CSP芯片包括紫光芯片，以及包覆在紫光芯片外表面的第一封装层；至少一第二CSP芯片，所述第二CSP芯片包括蓝光芯片，以及包覆在蓝光芯片外表面的第二封装层；以及用于封装第一、二CSP芯片的外封装层；若干至少设置于第一封装层且不位于第二封装层内的蓝色荧光粉颗粒；若干仅设置于第二封装层内的黄绿色荧光粉颗粒；若干设置于外封装层和/或至少一个第二封装层中的红色荧光粉颗粒。本实用新型的光谱调光封装结构光效更高、光谱完整度。

Description

一种光谱调光封装结构

技术领域

本实用新型涉及一种光源，特别涉及一种光谱调光封装结构。

背景技术

高品质LED照明应具备高显色指数、高光效、对人眼安全与舒适等特点。从技术上讲，实现全光谱LED主要有两种方案。

第一种方案是蓝光芯片激发多色荧光粉，通过改善荧光粉提高显色指数。技术上需要获得高激发效率的青色荧光粉，以及进一步提升黄粉、绿粉、红粉的激发效率，同时提升相关的封装技术。该方式的优点在于技术难度相对较小，但依然存在短波长蓝光的发光强度较强，无法补偿480nm附件的光谱强度，光谱的连续性不足，因而与太阳光之间存在很大差异。

第二种方案是紫光芯片激发多色荧光粉，实现连续光谱，但能够实现最大限度地接近太阳光谱，但是这种方案光效较低，成本较高。

目前人们越来越关注健康照明，即希望发光光谱更宽，显色指数更高。相较于多波长激发，单一波长激发光的发光光谱较窄，显色指数较低，不能满足宽光谱高显色指数的需求。通过荧光粉技术创新来提高LED封装光效、改善光色品质，是LED荧光粉技术发展的趋势。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够有效增加光谱连续性，补全480nm附近的光谱，提高整体光效的光谱调光封装结构；并可降低紫光激发峰强度与减少短波长蓝光激发峰强度。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种光谱调光封装结构，其创新点在于：包括

至少一设置在基板上的第一CSP芯片，所述第一CSP芯片包括紫光芯片，以及包覆在紫光芯片外表面的第一封装层；

至少一设置在基板上第二CSP芯片，所述第二CSP芯片包括蓝光芯片，以及包覆在蓝光芯片外表面的第二封装层；

一外封装层，所述外封装层用于将第一CSP芯片、第二CSP芯片整体封装在基板上；

若干蓝色荧光粉颗粒，所述蓝色荧光粉颗粒至少设置于第一封装层内，且不位于第二封装层内；

若干黄绿色荧光粉颗粒，所述黄绿色荧光粉颗粒仅设置于第二封装层内；

若干红色荧光粉颗粒，所述红色荧光粉颗粒设置于外封装层和/ 或至少一个第二封装层中；

限定第一封装层的折射率为n1，第二封装层的折射率为n2，外封装层的折射率为n3，n3≥n1＞n2。

优选的，所述第二CSP芯片至少有两个，所述黄绿色荧光粉颗粒与红色荧光粉颗粒分别位于不同第二CSP芯片的第二封装层中。

优选的，所述设置有红色荧光粉颗粒的第二CSP芯片位于第一CSP芯片和设置有黄绿色荧光粉颗粒的第二CSP芯片之间。

优选的，所述外封装层的上表面具有若干间隔设置的弧形凸起与弧形凹坑，所述弧形凸起位于各第一CSP芯片和第二CSP芯片的顶面正上方，所述弧形凹坑位于相邻的第一CSP芯片与第二CSP芯片之间；所述弧形凸起的最高点不低于第一CSP芯片和第二CSP芯片的上表面，所述弧形凹坑的最低点不高于第一CSP芯片和第二CSP芯片的上表面。

优选的，所述弧形凸起的最高点不低于第一CSP芯片和第二CSP 芯片的上表面40微米；所述弧形凹坑的最低点不高于第一CSP芯片和第二CSP芯片的上表面80微米。

优选的，所述蓝光芯片的峰值波长为430-460nm，所述紫光芯片的峰值波长为390-420nm。

优选的，各所述第一CSP芯片和第二CSP芯片电连接形成一个电路，且有一个第一CSP芯片和第二CSP芯片相互串联；当所述电路中存在并联的时候，并联的每个支路芯片总数相等，且支路间第一CSP 芯片数量及连接方式均相同，支路间第二CSP芯片及连接方式均相同。

本实用新型的优点在于：

本实用新型中，通过在第一CSP芯片、第二CSP芯片和外封装层中选择相应峰值波长的荧光粉颗粒分布，并结合光学折射率来控制光的传播，使得第一CSP芯片的蓝光尽量少的进入到第二CSP芯片，避免450nm～480nm的蓝光被黄绿色荧光粉颗粒吸收，特别是480nm左右的蓝光；而第一CSP芯片、第二CSP芯片一部分角度的光可避免进入外封装层发生全反射，光效更高、光谱完整度高。

第一CSP芯片仅采用480nm附近的蓝粉包裹在紫光芯片的除电极面以外的5个发光面，可以最大限度利用紫光芯片激发产生的 480nm荧光光谱，同时可以最大限度地限制紫光的出射。第二CSP 芯片包含了所有的黄绿色荧光粉颗粒，而外层封装层不含黄绿色荧光粉颗粒。第二CSP芯片包含了50％以上的红色荧光粉颗粒，而外封装层含有其余的红色荧光粉颗粒，同时在外封装层内根据需要可以加入其余的480nm附近的蓝色荧光粉。第一封装层的折射率为n1，第二封装层的折射率为n2，外封装层的折射率为n3，且满足n3≥n1＞n2。采用第一CSP芯片和第二CSP芯片是一颗或多颗串联，如有需要，串联后再并联。这种封装形式具有以下优点：

1.可以最大限度限制紫光峰值。

2.可以最大效率地利用紫光芯片激发产生尽量多的480nm附近的长波长蓝色荧光。

3.第二封装层折射率n2同时小于第一封装层折射率n1和外封装层的折射率n3，可以最大限度地增加480nm附近长波长蓝光的出射。

4.上表面整体成型有弧形凸起与弧形凹坑，减少了第一CSP芯片、第二CSP芯片之间的光波导通路，从而减少了第二封装层对长波长 480nm蓝光的吸收；且弧形结构有利于第一、二CSP芯片各自光束的出射。

5.可以最大限度地降低有害的400-460nm的短波长蓝光。由于白光形成需要蓝绿红三基色。而本方案可以产生丰富的长波长蓝光，同时第二CSP芯片中的短波长蓝光可以由其中的黄绿红粉独立调节出射强度，因此可以最大限度地利用有益的480nm附近的长波长蓝光替代有害的400-460nm短波长蓝光。

6.由于紫光和蓝光芯片各自的电压随电流变化关系存在很大差异，因此，当电路中存在并联的时候，控制并联的每个支路芯片总数相等，且支路间第一、二CSP芯片数量及连接方式相同，避免需要功率变化时合成的光谱、色温、色点不稳定。

7.该封装体在不同出射角度下的色温分布更均匀。

附图说明

图1为本实用新型光谱调光封装结构示意图。

图2为本实用新型实施例一的光谱调光封装结构示意图。

图3为本实用新型实施例一的光谱调光封装结构的光谱图。

图4为本实用新型实施例二的光谱调光封装结构示意图。

图5为本实用新型实施例二的光谱调光封装结构的光谱图。

图6为本实用新型实施例二封装结构的色温空间分布图。

图7为本实用新型实施例三的光谱调光封装结构示意图。

图8为本实用新型实施例三的光谱调光封装结构的光谱图。

图9为本实用新型实施例三封装结构的色温空间分布图。

图10为本实用新型实施例四的光谱调光封装结构示意图。

图11为本实用新型实施例五的光谱调光封装结构示意图。

图12为本实用新型实施例五的光谱调光封装结构的光谱图。

图13为本实用新型实施例五封装结构的色温空间分布图。

图14为本实用新型对比例一的光谱调光封装结构示意图。

图15为本实用新型对比例一的光谱调光封装结构的光谱图。

图16为本实用新型对比例二的光谱调光封装结构示意图。

图17为本实用新型对比例二的光谱调光封装结构的光谱图。

图18为本实用新型对比例三的光谱调光封装结构示意图。

图19为本实用新型对比例二的光谱调光封装结构的光谱图。

图20为本实用新型各第一、二CSP芯片电连接的其中一种方式示意图。

具体实施方式

本实用新型中的光谱调光封装结构，如图1所示，包括

至少一设置在基板4上的第一CSP芯片，第一CSP芯片包括紫光芯片11，以及包覆在紫光芯片11外表面的第一封装层12；

至少一设置在基板4上第二CSP芯片，第二CSP芯片包括蓝光芯片21，以及包覆在蓝光芯片21外表面的第二封装层22；

一外封装层5，该外封装层5用于将第一CSP芯片、第二CSP芯片整体封装在基板4上；

若干蓝色荧光粉颗粒6，蓝色荧光粉颗粒6至少设置于第一封装层12内，且不位于第二封装层22内；蓝色荧光粉颗粒的峰值波长在 470～500nm；

若干黄绿色荧光粉颗粒7，黄绿色荧光粉颗粒7仅设置于第二封装层22内；理由是：由于黄绿色荧光粉颗粒7吸收短波长如450nm 的蓝光，但是同样会吸收长波长如480nm的蓝光，而紫光吸收较少，所以采用黄绿色荧光粉颗粒7积聚于第二封装层22内而非外封装层 5内的方式，可最大程度降低第一CSP芯片发出的蓝光被黄绿色荧光粉颗粒吸收，特别是480nm左右的蓝光，避免光谱中480nm左右区间的凹陷，同时进一步降低光谱中紫光的比例。

若干红色荧光粉颗粒8，红色荧光粉颗粒8设置于外封装层5和 /或至少一个第二封装层22中；

限定第一封装层12的折射率为n1，第二封装层22的折射率为 n2，外封装层5的折射率为n3，n3≥n1＞n2。

作为本实用新型具体的实施方式：第二CSP芯片至少有一个，且红色荧光粉颗粒8至少设置于第二封装层中22，且第二封装层22中的红色荧光粉颗粒8占所有红色荧光粉颗粒总质量的50～100wt％。

即整个封装结构中，尽量将大部分甚至全部的红色荧光粉颗粒8 置于第二CSP芯片的第二封装层22内。避免外封装层5中存在大量的红色荧光粉颗粒吸收紫光。当然，作为优选，红色荧光粉颗粒8最好是大部分置于第二封装层22内，少部分位于外封装层5内，这样可避免红色荧光粉颗粒8全部包裹在蓝光芯片的表面，造成不同角度下色温一致性差的问题。作为进一步的优选，在外封装层内的红色荧光粉颗粒8含量占总红色荧光粉颗粒的20～30wt％，在第二封装层22 内的红色荧光粉颗粒8含量占总红色荧光粉颗粒的70～80wt％，其可以解决不同角度下，色温一致性差的问题。

作为本实用新型另一具体的实施方式：第二CSP芯片至少有两个，黄绿色荧光粉颗粒7与红色荧光粉颗粒8分别位于不同第二CSP 芯片的第二封装层22中，在COB封装中有利于通过直接控制只含黄绿色荧光粉颗粒7的第二CSP芯片与只含红色荧光粉颗粒8的第二CSP芯片数量，来达到光谱调节目的。

此外，便于将设置有红色荧光粉颗粒的第二CSP芯片位于第一CSP 芯片和设置有黄绿色荧光粉颗粒的第二CSP芯片之间，减少了第一 CSP芯片发出的450nm～480nm蓝光进入含黄绿色荧光粉颗粒的第二封装层的量，使得第一CSP芯片发出的蓝光尽量少的被黄绿色荧光粉颗粒吸收，提升光谱的完整度。

本实用新型中，外封装层5的上表面可选择整体成型有若干间隔设置的弧形凸起5a与弧形凹坑5b，弧形凸起5a位于各第一CSP芯片和第二CSP芯片的顶面正上方，弧形凹坑5b位于相邻的第一CSP 芯片与第二CSP芯片之间。且弧形凸起5a的最高点高于第一CSP芯片和第二CSP芯片的上表面，弧形凹坑5b的最低点低于第一CSP芯片和第二CSP芯片的上表面。当然，弧形凹坑5b的最低点是需要高于基板4的，以便保护基板4上表面。

通常，弧形凸起的最高点不低于第一CSP芯片和第二CSP芯片的上表面40微米；弧形凹坑的最低点不高于第一CSP芯片和第二CSP 芯片的上表面80微米。

此外，弧形凸起5a的外表面分别在第一CSP芯片、第二CSP芯片顶面的投影轮廓均是完全覆盖并超过第一CSP芯片、第二CSP芯片顶面边缘的。

该方式可减少了第一CSP芯片、第二CSP芯片之间的光波导通路，紫光芯片激发蓝粉发出的光进入含有黄绿色荧光粉颗粒的第二封装层的量会减少；且外封装层顶面的波导表面受到破坏，不利于形成持续的全反射，有利于第一、二CSP芯片各自光束的出射。

此外，本实用新型的封装结构中，各第一CSP芯片和第二CSP芯片电连接形成一个电路，且有一个第一CSP芯片和第二CSP芯片相互串联；当该电路中存在并联的时候，并联的每个支路芯片总数相等，且支路间第一CSP芯片数量及连接方式均相同，支路间第二CSP芯片及连接方式均相同。图20展示了其中一种连接方式，该电路中包括两条相互并联的主支路Z1、Z2，两个主支路Z1、Z2具有相同数量以及相同连接方式的第一CSP芯片1和第二CSP芯片2，且当主支路Z1 或Z2上存在两个相互并联的分支路F11、F12时，若分支路F11上有两颗串联的第二CSP芯片2，那么分支路F12也只有两颗第二CSP芯片2，且分支路F12上的两颗第二CSP芯片2也串联连接。

外封装层5的顶面还可以设置有微结构。

本实用新型光谱调光封装结构的制作方法如下：

S1：各芯片的制作，

制作第一CSP芯片，第一CSP芯片包括紫光芯片，以及包覆在紫光芯片外表面的第一封装层；在第一封装层内添加蓝色荧光粉颗粒；

制作第二CSP芯片，第二CSP芯片包括蓝光芯片，以及包覆在蓝光芯片外表面的第二封装层；

本步骤S1中制作第二CSP芯片分为三种方式：

第一种：所有第二CSP芯片的第二封装层内均只添加黄绿色荧光粉颗粒，不含红色荧光粉颗粒；

第二种：所有第二CSP芯片的第二封装层内均同时添加黄绿色荧光粉颗粒与红色荧光粉颗粒；

第三种：至少一第二CSP芯片的第二封装层内只添加黄绿色荧光粉颗粒，其余第二CSP芯片的第二封装层内只添加红色荧光粉颗粒；

控制第一CSP芯片的第一封装层折射率n1大于第二CSP芯片的第二封装层折射率n2；

S2：色温的预控制，

将第一CSP芯片、第二CSP芯片固晶到基板上对应的位置；

点亮第一CSP芯片，得到第一CSP芯片点亮后其对应在CIE色度图上的色点位置，记作A点(X1；Y1)；

同时点亮所有的第二CSP芯片，得到所有第二CSP芯片点亮后其对应在CIE色度图上的色点位置或混合色点位置，记作B点(X2；Y2)；

同时点亮所有芯片，得到所有芯片点亮后其对应在CIE色度图上的混合色点位置，记作C点(X3；Y3)；

S3：外封装层的制作，分为步骤S3a与步骤S3b两步：

S3a：首先，根据最终光谱调光封装结构色温要求，查找该最终色温在CIE色度图普朗克轨迹上对应的色点坐标，记作D点(X4；Y4)；

通过已知的C点(X3；Y3)、D点(X4；Y4)，来得到外封装层对应在CIE色度图上的色点位置E点(X5；Y5)的具体坐标值或坐标范围；

S3b：然后，根据需要选择在外封装层的封装材料内添加蓝色荧光粉颗粒与红色荧光粉颗粒，或只添加蓝色荧光粉颗粒，或只添加红色荧光粉颗粒；

再根据该E点(X5；Y5)的坐标值或坐标范围控制蓝色荧光粉颗粒与红色荧光粉颗粒各自的峰值波长与粉量来制作外封装层，且控制外封装层的折射率n3≥n1；

若选择在外封装层的封装材料内只添加蓝色荧光粉颗粒时，需要先判断E点(X5；Y5)的具体坐标值或坐标范围是否落在蓝色荧光粉颗粒峰值波长范围对应的色坐标范围之内，若未落在蓝色荧光粉颗粒峰值波长范围对应的色坐标范围之内；则根据已知的A点(X1；Y1)、B 点(X2；Y2)为参考，重新调整第一封装层和第二封装层内各种荧光粉颗粒的峰值波长和粉量，然后再重复S3a，使得E点(X5；Y5)的具体坐标值或坐标范围落在蓝色荧光粉颗粒峰值波长范围对应的色坐标范围之内；

若选择在外封装层的封装材料内只添加红色荧光粉颗粒时，需要先判断E点(X5；Y5)的具体坐标值或坐标范围是否落在红色荧光粉颗粒峰值波长范围对应的色坐标范围之内，若未落在红色荧光粉颗粒峰值波长范围对应的色坐标范围之内，则根据已知的A点(X1；Y1)、B 点(X2；Y2)为参考，重新调整第一封装层和第二封装层内各种荧光粉颗粒的峰值波长和粉量，然后再重复S3a，使得E点(X5；Y5)的具体坐标值或坐标范围落在红色荧光粉颗粒峰值波长范围对应的色坐标范围之内；

S4:测试。

实施例一

本实施例如图2所示，均包括

一设置在基板4上的第一CSP芯片，第一CSP芯片包括紫光芯片 11，以及包覆在紫光芯片11外表面的第一封装层12；

一设置在基板4上的第二CSP芯片，第二CSP芯片包括蓝光芯片 21，以及包覆在蓝光芯片21外表面的第二封装层22；

一外封装层5，该外封装层5用于将第一CSP芯片、第二CSP芯片整体封装在基板4上。

限定第一封装层12的折射率为n1，第二封装层22的折射率为 n2，外封装层5的折射率为n3，n3≥n1＞n2。

本实施例中，

黄绿色荧光粉颗粒7仅设置于第二封装层22内；

蓝色荧光粉颗粒6同时设置于第一封装层12与外封装层5内；在第一封装层12内的蓝色荧光粉颗粒6含量占总蓝色荧光粉颗粒的 70wt％，外封装层内的蓝色荧光粉颗粒6含量占总蓝色荧光粉颗粒的 30wt％。

红色荧光粉颗粒8同时设置于外封装层5与第二封装层22中，且在外封装层内的红色荧光粉颗粒8含量占总红色荧光粉颗粒的 70wt％，在第二封装层22内的红色荧光粉颗粒8含量占总红色荧光粉颗粒的30wt％。

本实施例中，紫光芯片11的峰值波长为407～412nm，蓝光芯片21的峰值波长为452.5-455nm，蓝色荧光粉颗粒6的峰值波长为480nm，黄绿色荧光粉颗粒7的峰值波长为565nm，红色荧光粉颗粒 8的峰值波长为660nm。

本实施例中，

第一CSP芯片:尺寸为10mil X 21mil的紫光芯片，波长407-412 nm，蓝色荧光粉颗粒采用峰值波长为480nm的荧光粉，第一封装层内的荧光粉与胶体的重量比例为3.5：1，硅胶折射率n1＝1.54；

第二CSP芯片:尺寸为13mil X 30mil的蓝光芯片，峰值波长为 452.5-455nm，封装层荧光粉为峰值波长565nm的黄绿色荧光粉颗粒和峰值波长为660nm的红色色荧光粉颗粒。第二封装层22内的的荧光粉和硅胶的重量比例为6:1,硅胶折射率n2＝1.42；

外封装层5：外层封装层硅胶折射率n3＝1.54，荧光粉为峰值波长660nm的红色荧光粉和峰值波长为480nm的蓝色荧光粉，外封装层5中的荧光粉与硅胶比例为1：100。

图3示出了本实施例封装结构的光谱图，从图中可以看出当外封装层内的红色荧光粉颗粒8含量占总红色荧光粉颗粒的70wt％时，整体封装体的光效为：83.49(lm/W)，但是与常规技术方案相比，光谱在470-480nm之间的凹陷明显减少，紫光峰值明显减少。

实施例二(3.1)

本实施例与实施例一结构基本相同，如图4所示，均包括基板4、外封装层5、第一CSP芯片、第二CSP芯片、蓝色荧光粉颗粒6、黄绿色荧光粉颗粒7、红色荧光粉颗粒8。

第一CSP芯片设置在基板4上，第一CSP芯片包括紫光芯片11，以及包覆在紫光芯片11外表面的第一封装层12；

第二CSP芯片设置在基板4上，第二CSP芯片包括蓝光芯片21，以及包覆在蓝光芯片21外表面的第二封装层22；

外封装层5将第一CSP芯片、第二CSP芯片整体封装在基板4上。

限定第一封装层12的折射率为n1，第二封装层22的折射率为 n2，外封装层5的折射率为n3，n3≥n1＞n2。

黄绿色荧光粉颗粒7仅设置于第二封装层22内。

蓝色荧光粉颗粒6同时设置于第一封装层12与外封装层5内；在第一封装层12内的蓝色荧光粉颗粒6含量占总蓝色荧光粉颗粒的 70wt％，外封装层内的蓝色荧光粉颗粒6含量占总蓝色荧光粉颗粒的 30wt％。

红色荧光粉颗粒8同时设置于外封装层5与第二封装层22中。不同之处在于：本实施例中，

外封装层5的上表面设置有微结构，且在外封装层内的红色荧光粉颗粒8含量占总红色荧光粉颗粒的30wt％，在第二封装层22内的红色荧光粉颗粒8含量占总红色荧光粉颗粒的70wt％。

本实施例中，紫光芯片11的峰值波长为390～420nm，蓝光芯片 21的峰值波长为452nm，蓝色荧光粉颗粒6的峰值波长为480nm，黄绿色荧光粉颗粒7的峰值波长为555nm，位于外封装层5中的红色荧光粉颗粒的峰值波长为660nm，位于第二封装层22中的红色荧光粉颗粒的峰值波长为660nm。

本实施例中，第一CSP芯片:尺寸为10mil X 21mil的紫光芯片，波长407-412nm，蓝色荧光粉颗粒采用峰值波长为480nm的荧光粉，第一封装层内的荧光粉与胶体的重量比例为3.5：1,硅胶折射率 n1＝1.54；

第二CSP芯片:尺寸为13mil X 30mil的蓝光芯片，峰值波长为 452.5-455nm，封装层荧光粉为峰值波长565nm的黄绿色荧光粉颗粒和峰值波长为660nm的红色荧光粉颗粒。第二封装层22内的荧光粉和硅胶的重量比例为13:1,硅胶折射率n2＝1.42；

外封装层5：外层封装层硅胶折射率n3＝1.54，荧光粉为峰值波长660nm的红色荧光粉颗粒和峰值波长为480nm的蓝色荧光粉颗粒，外封装层5中的荧光粉与硅胶比例：1：160。

图5示出了本实施例封装结构的光谱图，图6为本实施例封装结构的色温空间分布图。从图中可以看出红粉更多的包裹在蓝光CSP表面的优点，可以减少红粉对于短波长紫光的吸收，整体封装体的光效为：81.13(lm/W)，从光谱上可以看到，480nm的蓝光不被吸收，没有严重的凹陷；光源的色温一致性更好。

实施例三(3.2)

本实施例与实施例二结构基本相同，如图7所示，均包括基板4、外封装层5、第一CSP芯片、第二CSP芯片、蓝色荧光粉颗粒6、黄绿色荧光粉颗粒7、红色荧光粉颗粒8。

所采用的芯片规格、参数完全相同，蓝色荧光粉颗粒6、黄绿色荧光粉颗粒7、红色荧光粉颗粒8的峰值波长以及在第一封装层、第二封装层、外封装层中的含量也均与实施例二相同。

唯一不同之处在于：外封装层5的上表面整体成型有具有若干间隔设置的弧形凸起5a与弧形凹坑5b，弧形凸起5a位于各第一CSP 芯片和第二CSP芯片的顶面正上方，弧形凹坑5b位于相邻的第一CSP 芯片与第二CSP芯片之间。且弧形凸起5a的最高点高于第一CSP芯片和第二CSP芯片的上表面，弧形凹坑5b的最低点低于第一CSP芯片和第二CSP芯片的上表面。弧形凸起5a的外表面分别在第一CSP 芯片、第二CSP芯片顶面的投影轮廓均是完全覆盖并超过第一CSP芯片、第二CSP芯片顶面边缘的。

本实施例中，弧形凸起5a的最高点刚好高于第一CSP芯片和第二CSP芯片的上表面40μm；弧形凹坑5b的最低点刚好低于第一CSP 芯片和第二CSP芯片的上表面80μm。

图8示出了本实施例封装结构的光谱图，图9为本实施例封装结构的色温空间分布图。

从图中可以看出波浪形的表面结构，减少了光的全反射，有助于光的出射，从而可以提高封装体的出光效率。红粉更多的在CSP表面的优点，减少红粉对于紫光的吸收，整体封装体的光效为：89.96 (lm/W)，从光谱上可以看到，480nm的蓝光不被吸收，没有严重的凹陷；光源的色温一致性更好。

实施例四(3.3)

本实施例与实施例二结构基本相同，所采用的芯片规格、参数完全相同，蓝色荧光粉颗粒6、黄绿色荧光粉颗粒7、红色荧光粉颗粒8的峰值波长与实施例三也相同。不同之处在于：红色荧光粉颗粒8 并非同时设置于外封装层5与第二封装层22中，其只设置在第二封装层22内，即外封装层5内只有含有蓝色荧光粉颗粒。

实施例五

如图11所示，本实施例的光谱调光封装结构采用COB封装形式，其包括：

10颗设置在基板4上的第一CSP芯片，第一CSP芯片包括紫光芯片11，以及包覆在紫光芯片11外表面的第一封装层12；

15颗设置在基板4上的第二CSP芯片，第二CSP芯片包括蓝光芯片21，以及包覆在蓝光芯片21外表面的第二封装层22；

一外封装层5，该外封装层5用于将第一CSP芯片、第二CSP芯片整体封装在基板4上；

若干蓝色荧光粉颗粒6，蓝色荧光粉颗粒6仅设置于第一封装层 12内；

若干黄绿色荧光粉颗粒7，黄绿色荧光粉颗粒7仅设置于第二封装层22内；

若干红色荧光粉颗粒8，红色荧光粉颗粒8同时设置于外封装层 5与第二封装层22中。

本实施例中，紫光芯片11的峰值波长为407-412nm，蓝光芯片 21的峰值波长为452.5-455nm，蓝色荧光粉颗粒6的峰值波长为480 nm，黄绿色荧光粉颗粒7的峰值波长为565nm，红色荧光粉颗粒8 的峰值波长为660nm。

本实施例中，黄绿色荧光粉颗粒7与红色荧光粉颗粒8分别位于不同的第二CSP芯片的第二封装层22中。且设置有红色荧光粉颗粒的第二CSP芯片位于第一CSP芯片和设置有黄绿色荧光粉颗粒的第二 CSP芯片之间，用于阻隔第一CSP芯片中蓝光进入含黄绿色荧光粉颗粒的第二封装层的通路。

本实施例中，限定第一封装层12的折射率为n1，第二封装层22 的折射率为n2，其中，设置有黄绿色荧光粉颗粒的第二封装层22a 的折射率记作n2a，设置有红色荧光粉颗粒的第二封装层22b的折射率记作n2b；外封装层5的折射率为n3，n3≥n1＞n2a＞n2b。

本实施例中，第一CSP芯片:尺寸为10mil X 21mil的紫光芯片，波长407-412nm，封装层折射率1.54，蓝色荧光粉颗粒采用峰值波长为480nm的荧光粉，荧光粉与胶体的重量比例为3.5：1，硅胶折射率n1＝1.54；

第二CSP芯片:尺寸为13mil X 30mil的蓝光芯片，峰值波长为 452.5-455nm；黄绿色荧光粉颗粒的峰值波长565nm，红色荧光粉颗粒的峰值波长为660nm。

设置有黄绿色荧光粉颗粒的第二封装层22a内的荧光粉颗粒和硅胶的重量比例为10:1,硅胶折射率n2a＝1.42；

设置有红色荧光粉颗粒的第二封装层22b内的荧光粉颗粒和硅胶的重量比例为12:1,硅胶折射率n2b＝1.40。

外封装层5：外层封装层硅胶折射率n3＝1.54，荧光粉为峰值波长660nm的红色荧光粉，外封装层5中的荧光粉与硅胶比例为1：130。

图12示出了本实施例封装结构的光谱图，图13为本实施例封装结构的色温空间分布图。从图中可以看出红粉更多的在CSP表面的优点，减少了红粉对于紫光吸收，整体封装体的光效为：95.51(lm/W)，从光谱上可以看到，480nm的蓝光不被吸收，没有明显的凹陷；光源的色温一致性更好。

对比例一

本实施例为对比实施例，如图14所示，其包括基板4，以及设置在基板4上的两颗紫光芯片11，在紫光芯片11外设置有用于封装的外封装层5，蓝色荧光粉颗粒6、黄绿色荧光粉颗粒7、红色荧光粉颗粒8均设置在外封装层5内，紫光芯片11的峰值波长为 390～420nm，蓝色荧光粉颗粒6、黄绿色荧光粉颗粒7、红色荧光粉颗粒8的峰值波长分别为480nm、602nm、660nm。

本实施例中，紫光芯片尺寸为10mil X 21mil，峰值波长为407-412 nm，外封装层5内的荧光粉颗粒为峰值波长为480nm的蓝色荧光粉颗粒，峰值波长565nm的黄绿色荧光粉颗粒和峰值波长为660nm的红色荧光粉颗粒。外封装层5内的的荧光粉颗粒和硅胶的重量比例为 3:16,硅胶折射率n＝1.54。

从图14、15可以看出，由于短波长荧光粉产生的短波长荧光再一次激发长波长荧光粉而被再吸收，即：存在红色荧光粉对蓝、绿荧光的二次吸收问题，因此整体封装体的光效：53.38(lm/W)，相对较低。同时光谱成分不饱满，光谱缺失严重。

对比例二

本实施例为对比实施例，如图16所示，其包括基板4，以及设置在基板4上的两颗蓝光芯片21，在蓝光芯片21外设置有用于封装的外封装层5，蓝色荧光粉颗粒6、黄绿色荧光粉颗粒7、红色荧光粉颗粒8均设置在外封装层5内，蓝光芯片21的峰值波长为 390～420nm，蓝色荧光粉颗粒6、黄绿色荧光粉颗粒7、红色荧光粉颗粒8的峰值波长分别为480nm、565nm、660nm。

本实施例中，芯片尺寸为13mil X 30mil的蓝光芯片，蓝光芯片峰值波长为452.5-455nm，外封装层5内的荧光粉颗粒为峰值波长为480nm 的蓝色荧光粉颗粒，峰值波长565nm的黄绿色荧光粉颗粒和峰值波长为660nm的红色荧光粉颗粒。外封装层5内的荧光粉颗粒和硅胶的重量比例为3:16，硅胶折射率n＝1.54。

如图17所示，虽然采用蓝光芯片激发混合荧光粉带来的光效为 98.48(lm/W)，但是由于蓝光芯片对于蓝粉的激发效率极低，同时激发的蓝光以及黄绿光又会被红粉吸收，从而导致光谱成分缺失严重，尤其480nm附近光谱缺失严重。

对比例三

本实施例如图18所示，均包括

一设置在基板4上的第一CSP芯片，第一CSP芯片包括紫光芯片 11，以及包覆在紫光芯片11外表面的第一封装层12；

一设置在基板4上的第二CSP芯片，第二CSP芯片包括蓝光芯片 21，以及包覆在蓝光芯片21外表面的第二封装层22；

一外封装层5，该外封装层5用于将第一CSP芯片、第二CSP芯片整体封装在基板4上。

还包括若干蓝色荧光粉颗粒6、若干黄绿色荧光粉颗粒7、若干红色荧光粉颗粒8。

蓝色荧光粉颗粒6仅设置于第一封装层12内；

黄绿色荧光粉颗粒7仅设置于外封装层5内。

红色荧光粉颗粒8仅设置于第二封装层22内。

本实施例中，

第一CSP芯片:尺寸为10mil X 21mil的紫光芯片，波长407-412 nm，封装层折射率1.54，蓝色荧光粉颗粒采用峰值波长为480nm的荧光粉颗粒，第一封装层内的荧光粉颗粒与胶体的重量比例为3.5： 1,硅胶折射率n1＝1.54；

第二CSP芯片:尺寸为13mil X 30mil的蓝光芯片，峰值波长为 452.5-455nm，封装层荧光粉颗粒为峰值波长为660nm的红色荧光粉颗粒。第二封装层内的的荧光粉颗粒和硅胶的重量比例为10:1，硅胶折射率n2＝1.42；

外封装层：外层封装层硅胶折射率n3＝1.54，荧光粉颗粒为峰值波长660nm的红色荧光粉颗粒和峰值波长为480nm的蓝色荧光粉颗粒，外封装层中的荧光粉为峰值波长565nm的黄绿色荧光粉颗粒，外封装层中的黄绿色荧光粉颗粒与硅胶重量比例为：1：120。

如图19所示，虽然采用紫光芯片来激发蓝色荧光粉，蓝光芯片激发红粉CSP，再在外部整体封装层内点胶黄绿粉，带来的光效为 80.12(lm/W)，但是由于最外层封装层中的黄绿粉会吸收短波长如450nm的蓝光，但是同样会吸收长波长如480nm的蓝光，所以在光谱中480nm的光谱存在明显凹陷。

Claims (7)

1.一种光谱调光封装结构，其特征在于：包括

至少一设置在基板上的第一CSP芯片，所述第一CSP芯片包括紫光芯片，以及包覆在紫光芯片外表面的第一封装层；

至少一设置在基板上第二CSP芯片，所述第二CSP芯片包括蓝光芯片，以及包覆在蓝光芯片外表面的第二封装层；

一外封装层，所述外封装层用于将第一CSP芯片、第二CSP芯片整体封装在基板上；

若干蓝色荧光粉颗粒，所述蓝色荧光粉颗粒至少设置于第一封装层内，且不位于第二封装层内；

若干黄绿色荧光粉颗粒，所述黄绿色荧光粉颗粒仅设置于第二封装层内；

若干红色荧光粉颗粒，所述红色荧光粉颗粒设置于外封装层和/或至少一个第二封装层中；

限定第一封装层的折射率为n1，第二封装层的折射率为n2，外封装层的折射率为n3，n3≥n1＞n2。

2.根据权利要求1所述的光谱调光封装结构，其特征在于：

所述第二CSP芯片至少有两个，所述黄绿色荧光粉颗粒与红色荧光粉颗粒分别位于不同第二CSP芯片的第二封装层中。

3.根据权利要求2所述的光谱调光封装结构，其特征在于：

所述设置有红色荧光粉颗粒的第二CSP芯片位于第一CSP芯片和设置有黄绿色荧光粉颗粒的第二CSP芯片之间。

4.根据权利要求3所述的光谱调光封装结构，其特征在于：所述外封装层的上表面具有若干间隔设置的弧形凸起与弧形凹坑，所述弧形凸起位于各第一CSP芯片和第二CSP芯片的顶面正上方，所述弧形凹坑位于相邻的第一CSP芯片与第二CSP芯片之间；

所述弧形凸起的最高点不低于第一CSP芯片和第二CSP芯片的上表面，所述弧形凹坑的最低点不高于第一CSP芯片和第二CSP芯片的上表面。

5.根据权利要求4所述的光谱调光封装结构，其特征在于：所述弧形凸起的最高点不低于第一CSP芯片和第二CSP芯片的上表面40微米；所述弧形凹坑的最低点不高于第一CSP芯片和第二CSP芯片的上表面80微米。

6.根据权利要求1所述的光谱调光封装结构，其特征在于：所述蓝光芯片的峰值波长为430-460nm，所述紫光芯片的峰值波长为390-420nm。

7.根据权利要求1所述的光谱调光封装结构，其特征在于：各所述第一CSP芯片和第二CSP芯片电连接形成一个电路，且有一个第一CSP芯片和第二CSP芯片相互串联；当所述电路中存在并联的时候，并联的每个支路芯片总数相等，且支路间第一CSP芯片数量及连接方式均相同，支路间第二CSP芯片及连接方式均相同。

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