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CN102148319A - 一种大功率白光led光源封装结构 - Google Patents

一种大功率白光led光源封装结构 Download PDF

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CN102148319A
CN102148319A CN2011100366156A CN201110036615A CN102148319A CN 102148319 A CN102148319 A CN 102148319A CN 2011100366156 A CN2011100366156 A CN 2011100366156A CN 201110036615 A CN201110036615 A CN 201110036615A CN 102148319 A CN102148319 A CN 102148319A
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China
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led
cap
light source
packaging structure
power white
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CN2011100366156A
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Inventor
钟信才
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Foshan Electrical and Lighting Co Ltd
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Foshan Electrical and Lighting Co Ltd
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
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Abstract

本发明公开了一种大功率白光LED光源封装结构，它能使荧光粉远离LED芯片、而封装结构和工艺又简单易行，该封装结构可以提高大功率LED的发光效率，降低其热阻，改善其散热性能。该封装结构中，LED蓝光芯片通过焊接层固定在基板上，焊接层两侧分设引出焊点，LED蓝光芯片正负极通过电极引线分别与邻近引出焊点固定连接，LED荧光帽将LED蓝光芯片、两根电极引线覆盖并固定在基板上，密封环匹配套合在LED荧光帽外周并将其帽沿的部分引出焊点压紧固定密封。

Description

一种大功率白光LED光源封装结构
技术领域
本发明涉及半导体发光器件封装技术领域，特别涉及一种大功率白光LED光源封装结构。
背景技术
近年来，长期用于显示领域的半导体光源正以新型固体光源的角色逐步进入照明领域。与传统光源相比，半导体光源有节能、高效、体积小、寿命长、响应速度快、驱动电压低、抗震动等优点。随着封装技术的发展，其制造成本的不断降低，发光亮度的不断提高，半导体光源在照明领域展现了广泛的应用前景。
半导体照明的核心是利用半导体发光技术实现白光。目前蓝光LED芯片+黄色荧光粉转换成白光LED技术占有主导地位。而实现白光的方法，大多数是将荧光粉和环氧树脂混合均匀直接涂敷在芯片上。这种方法的缺点是散热性能较差，随着LED工作时温度的升高，荧光粉量子效率降低，出光减少，辐射波长也会发生变化，从而引起白光LED色温、色度的变化；且由于荧光粉体和芯片紧贴，使得LED芯片发射的光和芯片激发荧光粉发出的光经散射返回到芯片被芯片吸收而损失，导致光的取出效率降低。此外，传统的荧光粉涂敷工艺在荧光粉调配过程中和点涂在芯片上时存在的人为因素对产品质量的一致性有一定的影响，使荧光粉的涂敷厚度和形状不能精确控制，也导致出射光色彩不一致，出现偏蓝光或偏黄光。目前，已有一些白光LED的封装采用了荧光粉与LED芯片非接触式的封装方法，而在荧光粉与LED芯片之间充以保护性气氛或注入透明胶体以使之隔离。这种方法克服了荧光粉与LED芯片紧密接触造成的问题，但工艺要求高，不利于批量生产，且在散热性能和发光效率等方面尚有进一步改善的空间。
其次，在目前常用的传统封装结构中，基本都是采用芯片、铝基板、导热铜片、主散热体等四层结构构成一个大功率LED光源。而每一层之间都需要导热胶作为中间介质。因此，导热胶的导热系数就会直接影响到产品的散热性能，使得传导热阻很大。另外，还由于多层结构的材质各不相同，在正常使用过程中尤其是恶劣环境的影响，各层介质的热胀冷缩系数也不一样，各组件本身因冷热变化的变形，严重影响到散热的效果。
LED光源由于是单向性光源，现有封装结构的LED光源无法应用于传统的照明灯具上，成为LED照明应用的一个难题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种荧光粉远离LED芯片的、结构和工艺简单易行的大功率白光LED光源封装结构，该封装结构可以提高大功率LED的发光效率，降低其热阻，改善其散热性能。
本发明所提出的技术解决方案是这样的：
一种大功率白光LED光源封装结构，包括LED蓝光芯片、基板、密封环，LED蓝光芯片通过焊接层固定在基板上，基板上的焊接层两侧分别敷设有引出焊点，LED蓝光芯片的正、负电极通过电极引线分别与相邻的引出焊点点焊牢固连接，设有LED荧光帽，该LED荧光帽将所述LED蓝光芯片和两根电极引线覆盖并固定安装在所述基板上，密封环匹配套合在LED荧光帽外周并将LED荧光帽帽沿及邻近帽沿的部分引出焊点压紧、固定密封。
所述LED荧光帽由荧光粉与硅胶合成后再涂在由有机玻璃板材预制压成帽状体的内表面，成为LED荧光帽，在帽底部设有帽沿。
所述荧光粉优选高折射率纳米荧光粉；所述有机玻璃优选光学级有机玻璃。
所述LED荧光帽的形状为平顶圆柱形或平顶方柱形或半球形或蜡烛灯泡壳形。所述基板为铝板。所述焊接层是由铝板通过LED蓝光芯片直接贴装工艺形成。
与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：
(1)由于采用LED荧光帽取代了荧光粉封装，使大功率白光LED芯片与荧光粉分离，解决了荧光粉由于温升所引起的荧光粉量子效率降低、出光减少、辐射波长发生变化从而引起白光LED色温、色度的变化，以及在较高温度下荧光粉加速老化等问题，提高了发光效率和器件的寿命。
(2)由于采用铝板COB封装工艺结构，降低了器件的热阻。
(3)LED荧光帽比传统封装的球面荧光粉涂敷层出光角度大。由于LED荧光帽的光源结构和配光提供了高性价比的配光方法。LED白光荧光帽采用内壁涂有纳米荧光粉膜、帽底为帽沿的设计，使之比现有封装的球面荧光粉涂敷层的出光角度大，可以接近180°角度，能够适用于照明行业传统反射灯杯的灯具上，从而，解决了业界使用LED光源所出现的难题。
(4)以LED荧光帽的组件装配方式取代荧光粉的直接涂敷或荧光粉与芯片之间充填保护性气体或注胶的方法，可以做到结构简单，工艺简化，减少人为操作因素的影响，保证了工艺重复性和产品一致性，提高了产品质量和生产效率。
本发明适用于各种类型、规格的白光LED封装。LED荧光帽可以覆盖多个芯片，更换不同色温的LED荧光帽，可封装出各种色温的LED白光光源。
附图说明
图1是本发明一个实施例的大功率白光LED光源封装结构示意图。
具体实施方式
通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。
参见图1所示，一种大功率白光LED光源封装结构，该大功率白光LED光源由基板6、LED蓝光芯片1、LED荧光帽7和密封环4组成，基板6采用铝板，LED蓝光芯片1通过焊接层3固定在基板6上，基板6上的焊接层3左右两侧分别敷设有引出焊点5，LED蓝光芯片1的正、负电极通过电极引线2分别与相邻的引出焊点点焊牢固连接，所述电极引线2采用金线，LED荧光帽将LED蓝光芯片1和两根电极引线2覆盖并固定在基板6上，密封环4匹配套合在LED荧光帽7外周并将LED荧光帽7的帽沿及邻近帽沿的部分引出焊点5压缩、固定密封，成为大功率白光LED光源封装结构。
所述LED荧光帽7是先用光学级有机玻璃板材通过模具压制成多种形状的帽状体，帽底部设有帽沿，然后用高折射率纳米荧光粉与硅胶混合成荧光胶体，并将这些荧光胶体涂在所述帽状体的内表面干燥固化后成为LED荧光帽7。LED荧光帽7的形状可以采用平顶圆柱形或平顶方柱形或半球形或蜡烛灯泡壳形等。LED蓝光芯片1是通过焊接层3采用直接贴装工艺(铝板COB封装工艺)安装在铝基板6上的。

Claims (6)

1.一种大功率白光LED光源封装结构，包括LED蓝光芯片、基板、密封环，LED蓝光芯片通过焊接层固定在基板上，基板上的焊接层两侧分别敷设有引出焊点，LED蓝光芯片的正、负电极通过电极引线分别与相邻的引出焊点点焊牢固连接，其特征在于：设有LED荧光帽，该LED荧光帽将所述LED蓝光芯片和两根电极引线覆盖并固定安装在所述基板上，密封环匹配套合在LED荧光帽外周并将LED荧光帽帽沿及邻近帽沿的部分引出焊点压紧、固定密封。
2.根据权利要求1所述的大功率白光LED光源封装结构，其特征在于：所述LED荧光帽由荧光粉与硅胶合成后再涂在由有机玻璃板材预制压成帽状体的内表面，成为LED荧光帽，在帽底部设有帽沿。
3.根据权利要求2所述的大功率白光LED光源封装结构，其特征在于：所述荧光粉采用高折射率纳米荧光粉；所述有机玻璃采用光学级有机玻璃。
4.根据权利要求2所述大功率白光LED光源封装结构，其特征在于：所述LED荧光帽的形状为平顶圆柱形或平顶方柱形或半球形或蜡烛灯泡壳形。
5.根据权利要求1所述的大功率白光LED光源封装结构，其特征在于：所述基板为铝板。
6.根据权利要求1所述的大功率白光LED光源封装结构，其特征在于：所述焊接层是由铝板通过LED蓝光芯片直接贴装工艺形成。
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