專利名稱：發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光器件領(lǐng)域，特別涉及一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED，Light Emitting Diode)由于具有壽命長(zhǎng)、耗能低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于各種領(lǐng)域，尤其隨著其照明性能指標(biāo)日益大幅提高，LED在照明領(lǐng)域常用作發(fā)光裝置。其中，以氮化鎵(GaN)為代表的III-V族化合物由于具有帶隙寬、發(fā)光效率高、電子飽和漂移速度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，在高亮度藍(lán)光發(fā)光二極管、藍(lán)光激光器等光電子器件領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力，引起了人們的廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)的熒光粉涂覆方式為點(diǎn)粉模式，即熒光粉與膠體的混合物填充到LED芯片支架碗杯內(nèi)，然后加熱固化。這種涂覆方式熒光粉量難以控制，并且由于各處激發(fā)光不同，使得白光LED容易出現(xiàn)黃斑或者藍(lán)斑等光色不均勻現(xiàn)象。為此，Lumileds公司提出了保形涂覆熒光粉的涂覆方式，它們?cè)诘寡bLED芯片表面涂覆一層厚度均勻性一致的保形熒光粉， 提高了白光LED的光色穩(wěn)定性。保形涂覆技術(shù)具有優(yōu)異的均勻性和可控性，是目前功率型L ED生產(chǎn)中形成均勻一致熒光粉的理想工藝，但技術(shù)難度大。這些涂覆方式都是將LED芯片與熒光粉直接接觸。有研究者的光學(xué)模擬結(jié)果表明，這種熒光粉與LED芯片直接接觸的近場(chǎng)激發(fā)方法，增加了激發(fā)光的背散射損耗，降低了器件的取光效率。澳大利亞的Sommer采用數(shù)值模擬的方法模擬Lumileds的熒光粉保形涂覆結(jié)構(gòu)，結(jié)果顯示這種涂覆方法并不能提供更好的角度均勻性。隨著對(duì)白光LED光學(xué)模擬的深入，熒光粉遠(yuǎn)場(chǎng)激發(fā)的方案顯示了更多的優(yōu)越性。 美國(guó)Rensselear工學(xué)院LRC(照明研發(fā)中心)的科學(xué)家們研發(fā)出一種光子散射萃取工藝 (SPE)，據(jù)稱是固態(tài)照明的突破性技術(shù)。通過(guò)在LED芯片表面布置一個(gè)聚焦透鏡，并將涂有發(fā)光粉的玻璃片置于距LED芯片一定位置，通過(guò)修整LED透鏡的幾何形狀來(lái)提取回向散射的光子，使被吸入LED內(nèi)部典型光子轉(zhuǎn)為可視光溢出，這樣即提高器件的可靠性，又提高了光效(達(dá)60% )。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法，實(shí)現(xiàn)熒光粉的遠(yuǎn)場(chǎng)激發(fā)，即提高了器件的可靠性，又提高了光效。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，包括基板；設(shè)置于所述基板上的LED芯片；設(shè)置于所述LED芯片表面的膠體；以及聚焦透鏡，所述聚焦透鏡的內(nèi)壁設(shè)置有熒光粉，所述聚焦透鏡設(shè)置于所述膠體上。可選的，在所述發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)中，所述聚焦透鏡為玻璃或樹脂。可選的，在所述發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)中，所述膠體為樹脂或硅膠。
可選的，在所述發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)中，所述聚焦透鏡為半球形或橢球形。根據(jù)本發(fā)明的另一面，還提供一種發(fā)光二極管封裝方法，包括形成聚焦透鏡，所述聚焦透鏡的內(nèi)壁設(shè)置有熒光粉；提供基板，所述基板上設(shè)有LED芯片，所述LED芯片表面設(shè)有膠體；在所述膠體表面安裝聚焦透鏡?？蛇x的，在所述發(fā)光二極管封裝方法中，形成聚焦透鏡的步驟包括形成聚焦透鏡陣列；在所述聚焦透鏡陣列的內(nèi)壁形成熒光粉；以及切割所述聚焦透鏡陣列，形成若干個(gè)獨(dú)立的聚焦透鏡?？蛇x的，在所述發(fā)光二極管封裝方法中，通過(guò)刷涂、噴涂或旋轉(zhuǎn)涂敷的方式在所述聚焦透鏡陣列的內(nèi)壁形成熒光粉?？蛇x的，在所述發(fā)光二極管封裝方法中，所述聚焦透鏡為玻璃或樹脂?？蛇x的，在所述發(fā)光二極管封裝方法中，所述膠體為樹脂或硅膠，通過(guò)固化的方式使所述聚焦透鏡固定在所述膠體表面。本發(fā)明通過(guò)在LED芯片表面涂覆膠體，并將一個(gè)內(nèi)壁形成有熒光粉的聚焦透鏡置于LED芯片之上并與膠體固化，實(shí)現(xiàn)熒光粉的遠(yuǎn)場(chǎng)激發(fā)，通過(guò)此種方式，可很好地控制熒光粉的形狀與厚度，色度易控，光斑性好，保證了發(fā)光器件色溫的一致性。進(jìn)一步地，可通過(guò)優(yōu)化聚焦透鏡幾何形狀，如焦距及孔徑等，提取回向散射的光子，使被吸入LED芯片內(nèi)部的光子轉(zhuǎn)為可見(jiàn)光溢出，即提高了器件的可靠性，又提高了光效。


圖1為現(xiàn)有的基于SPE技術(shù)的LED封裝結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例的發(fā)光二極管封裝方法的流程示意圖；圖3至圖7為本發(fā)明較佳實(shí)施例的發(fā)光二極管封裝方法制作過(guò)程中的器件剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。請(qǐng)參考圖2，其為本發(fā)明較佳實(shí)施例的發(fā)光二極管封裝方法的流程示意圖。所述發(fā)光二極管封裝方法包括如下步驟S21 形成聚焦透鏡，所述聚焦透鏡的內(nèi)壁設(shè)置有熒光粉；S22 提供基板，所述基板上設(shè)有LED芯片，所述LED芯片表面設(shè)有膠體；S23 在所述膠體表面安裝聚焦透鏡。需要說(shuō)明的是，可以先進(jìn)行步驟S21，再進(jìn)行步驟S22，亦可以反之，S卩，先進(jìn)行步驟S22，再進(jìn)行步驟S21，或兩者同時(shí)進(jìn)行。本發(fā)明通過(guò)在LED芯片表面涂覆膠體，并將一個(gè)內(nèi)壁形成有熒光粉的聚焦透鏡置于LED芯片之上并與膠體固化，實(shí)現(xiàn)熒光粉的遠(yuǎn)場(chǎng)激發(fā)。通過(guò)此種方式，可很好地控制熒光粉的形狀與厚度，色度易控，光斑性好，保證了發(fā)光器件色溫的一致性，并可通過(guò)優(yōu)化聚焦透鏡幾何形狀，如焦距及孔徑等，提取回向散射的光子，使被吸入LED芯片內(nèi)部的光子轉(zhuǎn)為可見(jiàn)光溢出，即提高了器件的可靠性，又提高了光效。下面結(jié)合圖3至圖7更詳細(xì)的介紹的本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝方法。如圖3所示，首先，形成聚焦透鏡陣列100，所述聚焦透鏡陣列100的材料為玻璃或樹脂。如圖4所示，在所述聚焦透鏡陣列100的內(nèi)壁形成熒光粉110，可通過(guò)刷涂、噴涂或旋轉(zhuǎn)涂敷的方式在所述聚焦透鏡陣列100的內(nèi)壁形成熒光粉110，可根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的熒光粉，且其厚度也可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，此處不再贅述。如圖5所示，切割所述聚焦透鏡陣列，形成若干個(gè)獨(dú)立的聚焦透鏡101，所述聚焦透鏡101為半球形或橢球形，可根據(jù)實(shí)際的器件需要設(shè)置相應(yīng)的聚焦透鏡，本發(fā)明并不限定聚焦透鏡的形狀和尺寸。如圖6所示，LED芯片200上基板300，并進(jìn)行固晶、打引線，點(diǎn)膠體400，所述膠體 400可以為硅膠或樹脂。如圖7所示，在所述膠體400表面安裝聚焦透鏡101，本實(shí)施例中，由于所述膠體 400為硅膠或樹脂，因此可通過(guò)固化的方式使所述聚焦透鏡101固定在所述膠體400表面。 至此，即可完成發(fā)光二極管的封裝過(guò)程。綜上，本發(fā)明通過(guò)在LED芯片200表面涂覆膠體400，并將一個(gè)內(nèi)壁形成有熒光粉 110的聚焦透鏡101置于LED芯片200之上并與膠體400固化，實(shí)現(xiàn)熒光粉的遠(yuǎn)場(chǎng)激發(fā)。通過(guò)此種方式，可很好地控制熒光粉的形狀與厚度，色度易控，光斑性好，保證了發(fā)光器件色溫的一致性。進(jìn)一步地，可通過(guò)優(yōu)化聚焦透鏡幾何形狀，如焦距及孔徑等，提取回向散射的光子，使被吸入LED芯片內(nèi)部的光子轉(zhuǎn)為可見(jiàn)光溢出，即提高了器件的可靠性，又提高了光效。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括 基板；設(shè)置于所述基板上的LED芯片； 設(shè)置于所述LED芯片表面的膠體；以及聚焦透鏡，所述聚焦透鏡的內(nèi)壁設(shè)置有熒光粉，所述聚焦透鏡設(shè)置于所述膠體上。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述聚焦透鏡為玻璃或樹脂。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述膠體為樹脂或硅膠。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述聚焦透鏡為半球形或橢球形。
5.一種發(fā)光二極管封裝方法，其特征在于，包括 形成聚焦透鏡，所述聚焦透鏡的內(nèi)壁設(shè)置有熒光粉；提供基板，所述基板上設(shè)有LED芯片，所述LED芯片表面設(shè)有膠體； 在所述膠體表面安裝聚焦透鏡。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管封裝方法，其特征在于，形成聚焦透鏡的步驟包括 形成聚焦透鏡陣列；在所述聚焦透鏡陣列的內(nèi)壁形成熒光粉；以及切割所述聚焦透鏡陣列，形成若干個(gè)獨(dú)立的聚焦透鏡。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管封裝方法，其特征在于，通過(guò)刷涂、噴涂或旋轉(zhuǎn)涂敷的方式在所述聚焦透鏡陣列的內(nèi)壁形成熒光粉。
8.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管封裝方法，其特征在于，所述聚焦透鏡為玻璃或樹脂。
9.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管封裝方法，其特征在于，所述膠體為樹脂或硅膠，通過(guò)固化的方式使所述聚焦透鏡固定在所述膠體表面。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法，本發(fā)明通過(guò)在LED芯片表面涂覆膠體，并將一個(gè)內(nèi)壁形成有熒光粉的聚焦透鏡置于LED芯片之上并與膠體固化，實(shí)現(xiàn)熒光粉的遠(yuǎn)場(chǎng)激發(fā)，通過(guò)此種方式，可很好地控制熒光粉的形狀與厚度，色度易控，光斑性好，保證了發(fā)光器件色溫的一致性，并可通過(guò)優(yōu)化聚焦透鏡幾何形狀，如焦距及孔徑等，提取回向散射的光子，使被吸入LED芯片內(nèi)部的光子轉(zhuǎn)為可見(jiàn)光溢出，即提高了器件的可靠性，又提高了光效。
文檔編號(hào)H01L33/50GK102496673SQ20111043668
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者張汝京, 肖德元 申請(qǐng)人:映瑞光電科技(上海)有限公司