一种多层封装的大功率LED结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多层封装的大功率LED结构，包括：散热基板(21)、LED芯片(1)、封装结构(2)；所述散热基板(21)上焊接有LED芯片(1)，所述LED芯片(1)上具有封装结构(2)，所述封装结构(2)具有多个封装层，所述封装结构(2)中至少一个封装层具有荧光粉；其中，所述LED芯片(2)从下到上依次包括：蓝宝石衬底层(11)、N型AlGaN层(12)、多量子阱层(13)、P型AlGaN层(14)、P型GaN层(15)、P电极(16)，所述N型AlGaN层(12)表面还设有阴极电极(17)。本实用新型专利技术的多层封装的大功率LED结构的荧光粉与LED芯片分离，解决了高温引起的荧光粉的量子效率下降的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多层封装的大功率LED结构
本技术属于半导体封装领域，具体涉及一种多层封装的大功率LED结构。
技术介绍
LED具有寿命长、发光效率高、显色性好、安全可靠、色彩丰富和易于维护的特点。现在，LED多采用GaN基蓝光灯芯加黄色荧光的方式产生白光，以实现照明。然而，现有的大功率LED封装中，荧光粉一般是直接涂覆在芯片表面上的。由于芯片对于后向散射的光线存在吸收作用，因此，这种直接涂覆的方式将会降低封装的取光效率。另外，将荧光粉直接涂覆在芯片上，芯片产生的高温会使荧光粉的量子效率显著下降，从而严重影响到封装的流明效率。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本技术提供了一种荧光粉与LED芯片分离、荧光粉量子效率高、流明效率高的多层封装的大功率LED结构。为了实现上述技术目的，本技术采用的技术方案是：一种多层封装的大功率LED结构，包括：散热基板、LED芯片、封装结构；所述散热基板上焊接有LED芯片，所述LED芯片上具有封装结构，所述封装结构具有多个封装层，所述封装结构中至少一个封装层具有荧光粉；其中，所述LED芯片从下到上依次包括：蓝宝石衬底层、N型AlGaN层、多量子阱层、P型AlGaN层、P型GaN层、P电极，所述N型AlGaN层表面还设有阴极电极。进一步地，所述封装结构包括：第一封装层、第二封装层、第三封装层、第四封装层、若干第一球形透镜、若干第二球形透镜；所述第一封装层位于所述散热基板之上，所述第一球形透镜至少一部分嵌入所述第一封装层中，所述第二封装层位于所述第一球形透镜未嵌入部分和所述第一封装层之上；所述第三封装层位于所述第二封装层之上，所述第二球形透镜至少一部分嵌入所述第三封装层中，所述第四封装层位于所述第二球形透镜未嵌入部分和所述第三封装层之上；其中，所述第二封装层、所述第三封装层、所述第四封装层中至少一层具有荧光粉。进一步地，所述第一封装层、所述第二封装层、第三封装层、所述第四封装层、所述第一球形透镜、所述第二球形透镜均为硅胶结构。进一步地，相邻两个第一球形透镜之间的间距为10μm-200μm，相邻两个第二球形透镜之间的间距为10μm-200μm。进一步地，所述第一球形透镜、第二球形透镜的直径为10μm-200μm。进一步地，所述LED芯片的灯芯为紫外灯芯。本技术的有益效果是：1、本技术的多层封装的大功率LED结构的荧光粉与LED芯片分离，解决了高温引起的荧光粉的量子效率下降的问题。2、本技术的多层封装的大功率LED结构采用两个球形透镜、多层封装结构，多次折射使LED光源收敛性更好，解决了光源照明亮度不够集中的技术问题，不需要进行二次整形，工艺简单，成本低。3、本技术的多层封装的大功率LED结构采用不同折射率的硅胶，并在硅胶中形成透镜，解决了LED芯片发光分散的问题，使得光源发出的光能够更加集中，同时，采用双层球形透镜的方式能够使提高光源利用率。附图说明图1为本技术实施例提供的一种多层封装的大功率LED结构示意图。图2为本技术实施例提供的封装结构示意图。图3为本技术实施例提供的球形透镜矩形阵列示意图。图4为本技术实施例提供的球形透镜菱形阵列示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本技术的范围。实施例一一种多层封装的大功率LED结构，包括：散热基板21、LED芯片1、封装结构2；所述散热基板21上焊接有LED芯片1，所述LED芯片1上具有封装结构2，所述封装结构2具有多个封装层，所述封装结构2中至少一个封装层具有荧光粉；其中，所述LED芯片1从下到上依次包括：蓝宝石衬底层11、N型AlGaN层12、多量子阱层13、P型AlGaN层14、P型GaN层15、P电极16，所述N型AlGaN层12表面还设有阴极电极17。本技术的多层封装的大功率LED结构的荧光粉与LED芯片分离，解决了高温引起的荧光粉的量子效率下降的问题。在一个具体实施方式中，所述封装结构2包括：第一封装层22、第二封装层24、第三封装层25，第四封装层27，若干第一球形透镜23、若干第二球形透镜26；所述第一封装层22位于所述散热基板21之上，所述第一球形透镜23至少一部分嵌入所述第一封装层22中，所述第二封装层24位于所述第一球形透镜23未嵌入部分和所述第一封装层22之上；所述第三封装层25位于所述第二封装层24之上，所述第二球形透镜26至少一部分嵌入所述第三封装层25中，所述第四封装层27位于所述第二球形透镜26未嵌入部分和所述第三封装层25之上；其中，所述第二封装层24、所述第三封装层25、所述第四封装层27中至少一层具有荧光粉。具体的，所述第一封装层22、所述第二封装层24、第三封装层25、所述第四封装层27、所述第一球形透镜23、所述第二球形透镜26均为硅胶结构。本技术的多层封装的大功率LED结构采用两个球形透镜、多层封装结构，多次折射使LED光源收敛性更好，解决了光源照明亮度不够集中的技术问题，不需要进行二次整形，工艺简单，成本低。在一个具体实施方式中，所述第一封装层22折射率、所述第二封装层24折射率、所述第三封装层25折射率、所述第四封装层27折射率依次增大；且所述第一球形透镜23折射率大于所述所述第二球形透镜26折射率，第二球形透镜26折射率大于所述第四封装层27折射率。本技术的多层封装的大功率LED结构采用不同折射率的硅胶，并在硅胶中形成透镜，解决了LED芯片发光分散的问题，使得光源发出的光能够更加集中，同时，采用双层球形透镜的方式能够使提高光源利用率。在具体实施中，为了简化操作流程，可以将第二封装层与第三封装层设置为相同材料，以便减少一次涂覆流程，本专利技术的工艺采用不同折射率的硅胶，并在硅胶中形成透镜，解决了LED芯片发光分散的问题，使得光源发出的光能够更加集中，提高光源利用率。在本实施例中，第四封装层折射率为1.4-1.6。例如可以选择甲基(1.41折光率)硅橡胶、苯基高折(1.54光折射率)有机硅橡胶。硅胶层折射率从下向上依次增大是为了抑制全反射，因为全反射会导致出射光变少，全反射到内部的光会被吸收变为无用的热量。并且最外层的折射率不要太大，因为最外面一层硅胶的折射率太大，就会在外层与空气之间形成打的折射率差，全反射效应严重，不利于透光。一般的，球形透镜硅胶的材质可选择聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲脂、玻璃；四层封装层材料可以选择环氧树脂、改性环氧树脂、有机硅材料等，当采用环氧树脂类材料时，需要与芯片隔离，以防氧化。上述材料的折射率可以根据具体成分进行调节，以便适应不同应用场景。为了保证光从透镜出射后为聚拢状态，而不会发散，中间的硅胶层在两倍焦距以内，才能在第二层透镜中起到再一次聚焦的作用，否则光线反而更发散了，聚焦的效果降低。为了焦距计算简单，设透镜的上下两层硅胶折射率相似均为n1，透镜的折射率为n2，R为球形透镜的半径，x为上下两层球形透镜之间的距离，则焦距计算公式如下：球形，凸凸镜：焦距f＝R/[2(n2-n1)]，则0≤x≤R/(n2-n1)；一般上下两层球之间的距离应小于焦距f的两倍以下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多层封装的大功率LED结构，其特征在于，包括：散热基板(21)、LED芯片(1)、封装结构(2)；所述散热基板(21)上焊接有LED芯片(1)，所述LED芯片(1)上具有封装结构(2)，所述封装结构(2)具有多个封装层，所述封装结构(2)中至少一个封装层具有荧光粉；其中，所述LED芯片(1)从下到上依次包括：蓝宝石衬底层(11)、N型AlGaN层(12)、多量子阱层(13)、P型AlGaN层(14)、P型GaN层(15)、P电极(16)，所述N型AlGaN层(12)表面还设有阴极电极(17)。

【技术特征摘要】
1.一种多层封装的大功率LED结构，其特征在于，包括：散热基板(21)、LED芯片(1)、封装结构(2)；所述散热基板(21)上焊接有LED芯片(1)，所述LED芯片(1)上具有封装结构(2)，所述封装结构(2)具有多个封装层，所述封装结构(2)中至少一个封装层具有荧光粉；其中，所述LED芯片(1)从下到上依次包括：蓝宝石衬底层(11)、N型AlGaN层(12)、多量子阱层(13)、P型AlGaN层(14)、P型GaN层(15)、P电极(16)，所述N型AlGaN层(12)表面还设有阴极电极(17)。2.根据权利要求1所述的多层封装的大功率LED结构，其特征在于，所述封装结构(2)包括：第一封装层(22)、第二封装层(24)、第三封装层(25)，第四封装层(27)，若干第一球形透镜(23)、若干第二球形透镜(26)；所述第一封装层(22)位于所述散热基板(21)之上，所述第一球形透镜(23)至少一部分嵌入所述第一封装层(22)中，所述第二封装层(24)位于所述第一球形透镜(23)未嵌入部分和所述第一封装层(22)之上；所述第三封...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉文方，
申请(专利权)人：西安科锐盛创新科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61