TWM391722U - Packing structure of white light-emitting diode with high efficiency - Google Patents

Description

M391722 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本新型係有關於一種LED封裝結構，其特別有關 於一種披覆榮光膠層於封装_材料上之高效率白光 封裝結構。 【先前技術】 發光二極體（Light Emitting Diodes, LK))乃是利用半導體等 魯 固體材料製作而成的光源系統，有別於真空或充填少量特殊氣體 下操作的熱熾燈或各種氣體放電燈等傳統光源。白光LED光源與 傳統光源相比較之下，其具有諸多優點，如：耗電量低、體積小、 反應速度快、高效率、環保及可平面封料優勢；此外，在節能 方面’其可使用的哥命長達60年，是傳統電燈泡的1〇〇倍；而就 消耗的能量而言，枝LED只有傳統電燈泡的職。@此，自高 功率與高亮度led成功發展以來，白光LED已被公認為2ι世 籲紀最具潛力之環保照明光源。目前，白光LED的發光效率已達 60-801m/W以上’在學術實驗方面更已達到1〇〇1_。戴至目前 為止’發光二極_發展有兩大方向，—毅提供高均勻度的白 光’另-為疋對南责度的要求。然而，由於單顆娜亮度低於一 般照明需求’因此期望藉由蟲晶成長、晶粒製作及封裝技術的改 良來提高光電轉換效率及外部光取出率，使⑽的應用範圍更加 廣泛。 傳統的LED封裝結構1〇〇，如第！圖係繪示一傳統的哪封 M391722 裝結構100。發光元件130固定於一内壁塗佈有反射金屬層12〇 的反射凹杯110中’並以金屬線(未繪示於圖上)連接發光元件的正 負極’外層以環氧樹脂(Epoxy)層140包覆封裝，其中該環氧樹脂 層係由一螢光粉150所混合而成。由於此種設計無法使光線集 中，光的發射角度分散，因此會有許多光線未被充分利用到，提 高亮度的效果有限。 有鑑於此，本創作之創作人乃細心研究，提出一種高效率白光 鲁 LED封裝結構，主要係藉由彼覆螢光膠層、透鏡層以及反射層 之應用，以形成高效率白光LED。其中，該螢光膠層係以塗佈法、 轉印法、網印法及喷霧法形成於該透光基板之一面，用以達成— 均勻之螢光膠膜層，並經由收集該反射層之反射光源，可與該螢 光膠層混合形成高效率白光LED。需注意’本創作之該透鏡層具 有散熱之特性。 【新型内容】 Φ 本創作之主要目的在提供-種高效率白光LED封裝結構，藉 由一凹槽内壁塗佈金屬反射層及透鏡層之填充物，用以改善傳統 白光LED封裝結構之發光效率、散熱及壽命問題。 本創作提供一種白光LED封裝結構，其主要包含：一透光基 板；一螢光膠層； 一第一焊線；—每 層，一發光晶片；一第一焊線；一第一導電支架； —第二導電支架；一封裝基座；一反射層；以及一 透鏡層所組成。純光膠層倾覆於該透絲板之—面，而該發 光晶片係固定於該透光基板之另

4 。亥第一導電支架係設置於該透光基板之一側，而該第二導電支架 系。又置於5玄透光基板之另一側。其中，該第一焊線係用以電性連 接。亥第一導電支架與該發光晶片之正極，而該第二焊線係用以電 ί"生連接忒第一導電支架與該發光晶片之負極。需注意，該封裝基 座具有一半圓形凹槽，且其側邊係與該第一導電支架及該第二導 電支架連接，用以封裝該發光晶片。最後，將該反射層係披覆於 。亥半圓形凹槽之内壁，可提升該發光晶片之光使用率，而該透鏡 層係用以填滿該凹槽，並提供—良好導熱效果。其巾，該反射層 可藉由反射該發光晶片所發出的光，進而與該螢光膠層反應，以 形成白光。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下 文特舉數個較佳實施例’並配合所附圖式，作詳細說明如下。 【實施方式】 雖然本創作可表現為不同形式之實施例 ，但附圖所示者及於 下文中說明者係為本創作可之較佳實施例，並請了解本文所揭示 者係考量為本創作之一範例，且並非意圖用以將本創作限制於圖 示及/或所描述之特定實施例中。 現請參考第2圖，其顯示根據本創作實施例之一種高效率 白光LED封裝結構2〇〇之示意圖。本創作所提出之高效率白光 LED封裝結構2〇〇包含：一透光基板21〇 ; 一螢光膠層22〇 ; 一第 一導電支架230 ; —第一焊線24〇 ; 一反射層25〇 ; 一透鏡層26〇 ; 一發光晶片270 ; 一封裴基座280 ; —第二焊線290 ;及一第二導 M391722 、. \ 電支架23卜其中，第一導電支架23〇及第二導電支架231系以導 包性佳之金屬如金、銀、銅、鐵、鋁及導電金屬合金所組成之一 族群，係分別固定於透光基板210之兩側，用以與其他導電物連 接。此外，透光基板210之材料可為玻璃材料及塑膠材料之一。 螢光膠層220係由一螢光材料與一封膠體所混合而成，覆 盍於透光基板210之一面，並經一熱處理過程，使螢光膠層22〇 與透光基板210能緊密結合。其中，螢光材料之吸收及放射波段 鲁係在254nm到570nm之間，其係為一黃色紀紹石權石(YAG)、一 黃色轼!呂石權石(TAG)、-黃色石夕酸鹽(Silicate)、一硫化物 和一氮化物(Nitrate)之任一組合。 發光晶片270係固定於透光基板21〇之另一面，其包含正 負兩極，並以一第一焊線24〇電性連接於第一導電支架2%與發 光晶片270之正極，而第二焊線290則是用以電性連接第二導電 支架231與該發光晶片27〇之負極。此外，發光晶片27〇更包含 -承祕板，且基板所使狀㈣可為㈣石基板、玻璃基板及 • 塑膠基板之一。 其中，本創作之封裝基座280内部具有一半圓形凹槽，且 封裝基座280之側邊係、與該第一導電支架23〇及該第二導電支架 231連接。為了提升發光晶片270之光使用率’將反射層250披覆 於該半圓形凹槽之内壁，並利用透鏡層填滿該凹槽，以提供 一良好導熱效果。其中，反射層25〇可藉由反射發光晶片27〇所 發出的光，進而與螢光膠層220反應，以形成白光。 需注意，反㈣250係賴-層具有高反轉之金屬材料 6 M391722 於半圓形⑽内壁上，其蘭自於銀、金、奴金屬合金之一。 ’购卜編私㈣細旨灌注於 裝二座―80之半圓形凹槽内壁’其係選自於熱固型轉與熱塑 i錄之-。透鏡層細之材料係選自環氧樹 烯（Polystyrene ; Ps)、煉日主 W來本乙 ,Δ ,.)丙烯h _ 丁 —烯·苯乙烯聚合物 utadene_%r⑽；夠、聚甲基丙稀醆甲西匕 (Polymethl methacylate ； PMMA)，^ A (Αο^Π^Ιπ) .

⑽贿e)或上述之任意組合。需注意，透鏡層勘之材料需經由 -熱處理過程’方可使封裝基座28 知7^曰曰片270及透光基板 此夠緊讀合。此外，透絲板加、螢光膠層⑽、透鏡層 260的折射率需愈接近愈好，主要原因為較接近之折射率可避二 光在封裝體内的損耗’進而提高封裝體之外部絲出率。

較佳地，本創作所選用之螢光材料係為 :::C:〇〇5GdaXA W 表為m紹、鎵以及氧。需注意，Gd(|L)取代量a 係"於〇與3之間，Ga (鎵)取代量b係介於G與5之間，且營光 材料之顆粒大小係介於丨至3微米之間。此外，用於營光膠層挪 之材料’其激發光譜需在240〜500奈米範圍内，而激發主峰曰位置 在43〇奈米；發射光譜在45〇〜600奈米範圍内，而發射主峰位置 在512奈米，所得之發光效率為60%。 、曰接著’將已經如規偶合劑處理過的螢級料以各種比率適量 地混煉於環氧_巾’並以喷霧法塗佈至透綠板21G之—面里 以形成—均勻之螢光膠層220。為了使螢光勝層22〇與透光基板 7 M391722 s. v 210能緊密結合， 熱處理30分鐘， 光膠層220。 將塗佈完成之螢光膠層220置入8(TC之烘箱中 即可得到厚度介於80微米至100微米之間的螢 另外，利用表面黏著技術(Surface Mount Technology ; SMT)在 透光基板210之另—面印上環氧化物黏躍後，將發光波長為· 奈米的發光晶片270放置於環氧化物黏膠上。接著，再以365奈 米的UV光照射％氧化物，使其固化，即可將發光晶片挪固定 於透光基板210上。 • 其中，封裝基座係由射出成形製備成型，且其内部呈有一 半圓形凹槽。於較佳實施辦，所選用的反射層25〇材料為銀， 主要係由濺鑛方式製作於半_凹财，以作為反射層膝透鏡 層260的材料係選用環氧樹脂，利用點膠方式將環氧樹脂注 圓形凹槽中。 + 最後’將已製備好之發光晶片27〇、螢光膠層22〇及透光基板 210組裝至封裝基座28〇 ±。經由後段包裝和測試後，即可完成整 •個白光咖裝置。在本實施例中，主要係藉由反射層250之金^ 反射效果將光線反射，使光線集中於透鏡層26〇的半徑範圍内， 並經由混合螢光膠層220之反應形成白光向外部射出。因此，本 創作之高效率白光LED封裝結構，除了可使姐均勻集中在中央 部份外，亦增加白光LED裝置之整體出光量。 、 由上述本創作之較佳實施例可知，應用本創作具有下列優點。 1.提高亮度、增加光線投射距離：本創作之高效率白光咖 封裝結構利用反射層250之反射效果增強發光晶片27〇的發光亮 8 M391722 =^藉由透鏡層260之集中光束效果，使發光晶片27G射出之 、中’轴達顺高亮度、增加光線投射距離的效果。 ^廣泛的制層面：本創作之高效率白光咖封裝結構除具 封裝體之外部絲出率的效果外，亦由於其適用於表面黏 者衣矛王、人工及機械組裝製程。因此，能與現有之封裝技術銜接， 因而擴大其應用層面。 • 軸本創作已以前述較佳實施觸示，然其並相以限定本 _ ^作’任何蘭此技藝者’在不麟本創作之精神和範圍内，當 可作各種之更域修改。如上述的觸，都可以作各型 ’: 而不a破展此創作的精神。因此本創作之保護範圍當視 後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖顯示為傳統的LED封裝結構示意圖；以及 鲁 第2圖顯不為本創作之高效率白光LED封裝結構示意圖。 【主要元件符號說明】 1〇〇傳統的LED封裝結構 110反射凹杯 120反射金屬層 130發光元件 140環氧樹脂層 150螢光粉 9 M391722 \ . χ 200高效率白光LED封裝結構 210透光基板 220螢光膠層 230第一導電支架 240第一焊線 250反射層 260透鏡層 270發光晶片 280封裝基座 290第二焊線 231第二導電支架

Claims (1)

1. /、、申5青專利乾圍： 1. 一種高效率白光LED封裝結構，其包含： 一螢光膠層，係披覆於一透光基板之一面； 一發光晶片，係固定於該透光基板之另一面，且其具有正負兩 極； 一第一導電支架，係設置於該透光基板之一側； 一第二導電支架，係設置於該透光基板之另一側； -第-谭線，用以電性連接該第—導電支架與該發光晶片之正 極； -第二焊線’用以電性連接該第二導電支架與該發光晶片之負 極； ' -封裝具有-半_凹槽1其側邊係與該第—導電支 架及該第二導電支架連接，肋縣該發光晶片； -反射層’係觀於辭_凹槽之内壁，可提升該發光晶片 之光使用率；以及 -透鏡層’用以填滿該凹槽，並提供—良好導熱效果； 其甲該反射層可藉由反射該發光晶片所發出的光，進而與該螢 光膠層反應，以形成白光。 2. 如請柄1所述之域結構，其巾贿祕層係由-螢光材料 及'^封膠體所混合而成。 3. 如請求項丨所述之雜結構，其中鱗光基板之材料係選自於 玻璃材料及塑膠材料之一。 ' M391722 \ . V- 4. 如請求項1所述之卿'結構，其找反細緑-具有高反射 率之金屬材料所形成，其係選自於銀、金、财金屬合金之-。 5. 如明求項1所述之封|結構，其中該透鏡層係、由—具有高透光 性之導熱樹脂所形成，其係選自於熱固型塑膠與熱塑型塑膠之 —〇 • 6.如°月求項1所述之封裝結構，其中該透鏡層之材料係選自環氧 树月日(Epoxy)、聚笨乙稀(p〇iyStyrene ; ps)、丙稀晴_丁二烯-苯 鲁 乙稀聚合物(Acrylonitrile-Butadene-Styrene ; ABS)、聚甲基丙稀 酸甲酯(Polymethl methacylate ; PMMA)、壓克力(Acrylicresin)、 矽膠(Silicone)或上述之任意組合。 12