一种LED芯片的封装模块及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种LED芯片的封装模块及其制备方法，LED芯片的封装模块包括四颗LED芯片、基板、固晶层、引线和一次光学透镜；四颗LED芯片通过固晶层分别键合在基板上，四颗LED芯片的发光面均为1/4圆扇形，四颗LED芯片呈圆周分布键合到基板上，四颗LED芯片发光面组成圆形；一次光学透镜将四颗LED芯片、基板、固晶层、引线密封在基板上。二次光学系统直接安装在一次光学透镜上，四颗1/4圆扇形发光面的LED芯片组合得到圆形发光面，与二次光学系统完全匹配。本发明专利技术具有能实现LED芯片发光与光学系统的最大化耦合、提高光源模块的出光效率、制备方法简单、易实现、结构简单、成本低廉的优点，解决了LED芯片封装模块与同轴光学系统之间的光耦合效率问题。

【技术实现步骤摘要】
一种LED芯片的封装模块及其制备方法
本专利技术涉及半导体发光器件领域，尤其是涉及一种LED芯片的封装模块及其制备方法。
技术介绍
是一种基于P-N结电致发光原理制成的半导体发光器件，具有电光转换效率高、使用寿命长、环保节能、体积小等优点，被誉为21世纪绿色照明光源，如能应用于传统照明领域将得到十分显著的节能效果，这在全球能源日趋紧张的当今意义重大。大功率LED制造产业链主要包括外延生长、芯片制造、封装和应用四个环节。封装环节是连接上游芯片和下游应用的中间纽带，具有机械保护、电信号连接、光学参数调控和散热等关键功能。封装环节的质量直接决定着LED模块的最终光学性能和可靠性。在LED封装模块中，光学调控是不可或缺部分，它直接影响着LED的出光光型和效率，是实现照明应用需求的关键环节。传统的LED封装模块中，LED芯片的发光面为方形，而光学系统为轴对称形状，为了实现LED出光调控，光学系统的尺寸需大于LED芯片的发光面尺寸，如图1-2所示。或者，LED芯片的发光面尺寸大于光学系统的尺寸，则会造成芯片部分出光不能从光学系统耦合输出，如图3-4所示。LED芯片的发光面与光学系统不匹配造成了光学系统的耦合面积或者LED芯片的发光面积浪费的问题。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种能实现LED芯片发光与光学系统的最大化耦合、提高光源模块出光效率的LED芯片的封装模块。本专利技术的第二个目的在于提供一种LED芯片的封装模块的制备方法。本专利技术的第一个目的是这样实现的：一种LED芯片的封装模块，特征是：包括四颗LED芯片、基板、固晶层、引线和一次光学透镜；四颗LED芯片通过固晶层分别键合在基板上，每颗LED芯片的引线将该颗LED芯片的电极与基板上的电路固定连接，四颗LED芯片的发光面均为1/4圆扇形，四颗LED芯片呈圆周分布键合到基板上，四颗LED芯片发光面组成圆形；一次光学透镜将四颗LED芯片、基板、固晶层、引线密封在基板上。其中，本专利技术还包括二次光学系统，所述二次光学系统直接安装在所述一次光学透镜上，四颗1/4圆扇形发光面的LED芯片组合得到圆形发光面，与二次光学系统完全匹配。其中，所述四颗LED芯片为具有相同波长的芯片。其中，所述四颗LED芯片为具有不同发光波长的芯片。其中，本专利技术还包括由荧光粉和硅胶构成的混合物层，所述混合物层涂覆在至少在一颗LED芯片的上表面上，混合物层能实现LED芯片出白光。本专利技术的第二个目的是这样实现的：一种LED芯片的制备方法，具体实施步骤如下：A、准备四颗LED芯片，四颗LED芯片的发光面均为1/4圆扇形；B、通过固晶层将四颗LED芯片键合在基板上，以使四颗LED芯片与基板固定连接；C、通过引线实现四颗LED芯片的电极和基板上的电路固定连接；D、将混合物层涂覆在LED芯片的上表面，加热以使混合物层固化；E、安装一次光学透镜，一次光学透镜将四颗LED芯片、固晶层、引线密封在基板上，实现LED芯片的保护。其中，本专利技术还包括安装二次光学系统，所述二次光学系统直接安装在所述一次光学透镜上，四颗1/4圆扇形发光面的LED芯片组合得到圆形发光面，与二次光学系统完全匹配。其中，所述四颗LED芯片具有相同波长的芯片。其中，所述四颗LED芯片具有不同发光波长的芯片。其中，本专利技术还包括由荧光粉和硅胶构成的混合物层，所述混合物层涂覆在至少在一颗LED芯片的上表面上，混合物层能实现LED芯片出白光。本专利技术的LED封装模块包括四颗LED芯片、基板、固晶层、引线、混合物层、一次光学透镜和二次光学系统，它采用四颗1/4圆扇形发光面的LED芯片组合成为具有圆形发光面的封装模块，并将这四颗LED芯片以圆周分布形式键合在基板上，使得四合一发光面组成圆形，一次光学透镜将四颗LED芯片、固晶层、引线密封在基板上；二次光学系统直接安装在一次光学透镜上，四颗1/4圆扇形发光面的LED芯片组合得到圆形发光面，与二次光学系统完全匹配，实现了LED芯片发光与光学系统的最大化耦合，提高了光源模块的出光效率。因此，本专利技术具有能实现LED芯片发光与光学系统的最大化耦合、提高光源模块的出光效率、制备方法简单、易实现、结构简单、成本低廉的优点，解决了LED芯片封装模块与同轴光学系统之间的光耦合效率问题。附图说明图1为第一种传统LED封装模块的结构示意图，图中：11为光学透镜，12为LED芯片；图2为图1中LED芯片与光学透镜耦合示意图，图中：13为基板；图3为第二种传统LED封装模块的结构示意图，图中：21为光学透镜，22为LED芯片；图4为图3中LED芯片与光学透镜耦合示意图，图中：23为基板；图5为一种LED芯片的封装模块的实施例1的正视图；图6为一种LED芯片的封装模块的实施例1的俯视图；图7为一种LED芯片的封装模块的实施例1的LED芯片的结构示意图；图8为实施例1的LED封装模块与二次光学系统耦合的正视图；图9为实施例1的LED封装模块与二次光学系统耦合的三维图；图10为一种LED芯片的封装模块的实施例2的正视图；图11为一种LED芯片的封装模块的实施例2的俯视图；图12为一种LED芯片的封装模块的实施例2的LED芯片的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。一种四合一的LED芯片的封装模块，包括四颗LED芯片、基板、固晶层、引线和一次光学透镜，四颗LED芯片通过固晶层分别键合在基板上，引线的两端分别与LED芯片的电极和基板上的电路固定连接，四颗LED芯片发光面均为1/4圆扇形，四颗LED芯片呈圆周分布键合到基板上，四颗LED芯片发光面组成圆形，四颗LED芯片发光面组成圆形，一次光学透镜将四颗LED芯片、固晶层、引线密封在基板上，四颗LED芯片合成的圆形发光面可以与二次光学系统完全匹配。进一步地，所述的四颗LED芯片可以是具有相同波长的芯片，可以是具有不同发光波长的芯片。比如，四颗白光LED组合成的白光光源模组，或由1颗白光LED芯片、1颗红光LED芯片、1颗绿光LED芯片和1颗蓝光LED芯片组成，白光LED芯片色温范围为1000K~10000K，红光LED芯片峰值波长范围为600nm~660nm，绿光LED芯片峰值波长范围为500nm~550nm，蓝光LED芯片峰值波长范围为440nm~490nm；四颗LED芯片可以为串联连接，也可以为并联连接，四路电流单路驱动或者多路驱动。进一步地，所述的一次光学透镜为球帽透镜或平面透镜的一种。进一步地，球帽透镜和平面透镜的材料为硅胶、环氧树脂、PC塑料或玻璃中的一种。进一步地，一次光学透镜的制备方法为模顶成型、球磨或注塑中的一种。进一步地，所述的基板为陶瓷基板、铜基板、铝基板或金属核印刷电路板中的一种。进一步地，LED芯片键合到基板的固晶层为银胶、锡膏或金锡焊料中的一种。进一步地，所述的二次光学系统为球帽透镜、自由曲面透镜或反光杯中的一种。进一步地，在芯片上还有混合物层，所述混合物层涂覆在至少一个LED芯片的上表面上。一种制备四合一的LED芯片的封装模块的制备方法，具体实施步骤如下：1、准备四颗LED芯片，四颗LED芯片的发光面均为1/4圆扇形；2、通过固晶层将四颗LED芯片键合在基板上，以使四颗LED芯片与基板固定连接；3、通过引线实现四颗LED芯片的电极和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED芯片的封装模块，其特征在于：包括四颗LED芯片、基板、固晶层、引线和一次光学透镜；四颗LED芯片通过固晶层分别键合在基板上，每颗LED芯片的引线将该颗LED芯片的电极与基板上的电路固定连接，四颗LED芯片的发光面均为1/4圆扇形，四颗LED芯片呈圆周分布键合到基板上，四颗LED芯片发光面组成圆形；一次光学透镜将四颗LED芯片、基板、固晶层、引线密封在基板上。

【技术特征摘要】
1.一种LED芯片的封装模块，其特征在于：包括四颗LED芯片、基板、固晶层、引线和一次光学透镜；四颗LED芯片通过固晶层分别键合在基板上，每颗LED芯片的引线将该颗LED芯片的电极与基板上的电路固定连接，四颗LED芯片的发光面均为1/4圆扇形，四颗LED芯片呈圆周分布键合到基板上，四颗LED芯片发光面组成圆形；一次光学透镜将四颗LED芯片、基板、固晶层、引线密封在基板上。2.根据权利要求1所述的LED芯片的封装模块，其特征在于：还包括二次光学系统，所述二次光学系统直接安装在所述一次光学透镜上，四颗1/4圆扇形发光面的LED芯片组合得到圆形发光面，与二次光学系统完全匹配。3.根据权利要求1所述的LED芯片的封装模块，其特征在于：所述四颗LED芯片为具有相同波长的芯片。4.根据权利要求1所述的LED芯片的封装模块，其特征在于：所述四颗LED芯片为具有不同发光波长的芯片。5.根据权利要求1所述的LED芯片的封装模块，其特征在于：还包括由荧光粉和硅胶构成的混合物层，所述混合物层涂覆在至少在一颗LED芯片的上表面上，混合物层能实现LED芯片出白光。6.一种LED芯片的制备方法，其特征在于：具体...

【专利技术属性】
技术研发人员：王光绪，郭醒，陈芳，刘军林，李树强，江风益，
申请(专利权)人：南昌大学，南昌黄绿照明有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36