本发明专利技术涉及LED芯片领域，公开了一种LED晶粒，包括发光层、N型半导体层、活性层、P型半导体层、衬底、缓冲层、热沉、正电极以及负电极；发光层下方设有N型半导体层，N型半导体层下方设有活性层，活性层下方设有P型半导体层，P型半导体层下方设有衬底，衬底下方设有热沉。本发明专利技术在热沉上加入结构特殊的缓冲层，缓冲层内设有孔洞，经过孔洞将热量散到热沉中去，经过热沉散热；而采用环状半导体层，可以增加发光率；在封装结构中，采用矩阵式连接，可以节省密封体材料，并且上下两个密封体将LED晶粒矩阵包覆，可以防水。
【技术实现步骤摘要】
LED晶粒与封装结构
本专利技术涉及LED芯片领域，尤其涉及了一种LED晶粒与封装结构。
技术介绍
目前，LED晶粒结构存在以下不足:1、LED晶粒工作时，散热方面主要是通过底部的衬底散热，散热性能并不十分理想。导电方面，是通过正电极、负电极分别连接金线，金线再连接PCB板上的线路层但是此种结构会影响出光效率，使得此种结构的LED晶粒的导电性能不好。2、LED晶粒在后续封装时，必须通过导线与PCB板上的线路层连接，这就涉及到在LED晶粒的正电极、负电极上打金线，在打金线的过程中，由于原始晶粒结构，使得LED晶粒封装时工序复杂。 并且现有的LED晶粒的应用中，有数据表明，当LED晶粒的温度每升高20 V，发光二极管光源发光效能就要降低5%。可见，为了提升发光二极管光源发光能效，必须要使LED晶粒在较低的温度下进行工作。 研究表明，LED晶粒产生的90%的热量都是向下传导，因此封装技术中，导热基板的散热十分重要。然前述发光二极管光源采用的LED晶粒采用固晶胶粘结至导热基板，固晶胶往往具有较低的导热性，因此散热效果很差。 为了改善LED晶粒的散热问题，有人提出将LED晶粒与导热基板直接键合。众所周知，LED晶粒包括蓝宝石或碳化硅衬底和生长于衬底上的外延发光体。相对于前述采用固晶胶粘接方式，发光二极管的散热不会受到固晶胶的制约，散热效果有了一定程度的改善，然，蓝宝石或碳化硅衬底的导热能力依然不够突出。 一种改进的LED晶粒将外延发光体通过分子键合和的方式直接连接至导热基板上。如此以来，LED晶粒的散热能力得到了大大提高。然而，由于外延发光体和导热基板的热膨胀系数存在巨大差异，键合至导热基板的外延发光体和导热基板二者膨胀和收缩的过程极不匹配，因此极易发生外延发光体裂片的现象。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中散热效果差以及发光能效低等缺点，提供了一种LED晶粒与封装结构。 为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决: LED晶粒，包括发光层、N型半导体层、活性层、P型半导体层、衬底、缓冲层、热沉、正电极以及负电极； 所述发光层下方设有N型半导体层，N型半导体层下方设有活性层，活性层下方设有P型半导体层，所述P型半导体层下方设有衬底，所述衬底下方设有热沉； 所述N型半导体层、活性层、P型半导体层以及衬底均为环状体且三者内部柱状孔的直径相同，所述热沉为上台阶与下台阶组成的梯台柱状一体结构，所述缓冲层设置在上台阶的上端，所述上台阶套在N型半导体、活性层以及P型半导体层的内部柱状孔内部； 正电极延伸设置在所述P型半导体层与热沉下台阶的一侧，所述正电极与所述P型半导体层的端部、所述衬底的端部直接接触连接；所述负电极延伸设置在N型半导体层与热沉下台阶的一侧，所述负电极与所述N型半导体层的端部、所述衬底的端部直接接触连接。 作为优选，所述缓冲层为散热材料缓冲层，所述缓冲层内设有密集的孔洞。在热沉上方设有缓冲层，缓冲层可以将发光层发出的热量引导至热沉中，经过热沉散出热量。 作为优选，所述缓冲层采用陶瓷缓冲层，所述孔洞设置在缓冲层竖直方向上，所述孔洞的直径为0.陶瓷制成的缓冲层散热效果更加好，在缓冲层上设有密集的孔洞，发光层散发出的热可以经过缓冲层的孔洞散到热沉上去，经过热沉散热。而直径为0.5mm-1mm的孔洞是考虑到缓冲层的制作工艺，经过多次试验，0.之间的孔洞做工更为方便，并且散热效果好。 作为优选，所述正电极与衬底以及热沉下台阶之间设有第一绝缘层，所述负电极与P型半导体层以及衬底以及热沉下台阶之间设有第二绝缘层。 作为优选，所述N型半导体层、活性层、P型半导体层以及衬底之间的柱状孔与热沉的上台阶形成夹角，所述夹角不超过10度。将N型半导体层、活性层、P型半导体层以及衬底作为一个整体，并且四者内部柱状孔的斜边与热沉的上台阶的中心形成不超过10度的角度，并且是从上至下与上台阶形成的角度，经过试验证明，角度不超过10度，并且N型半导体层、活性层、P型半导体层以及衬底的柱状孔的斜边从上到下是在同一条直线上，并且最下方与下台阶形成角度，此种散热效果达到了最佳。 封装结构，所述若干个LED晶粒矩阵式排列设置在铜底座上，所述铜底座预先设置好安装LED晶粒的内凹安装部，内凹安装部内设置为绝缘内壁，内凹安装部底端印刷有电极引出电路，所述电极引出电路的正电极连接LED晶粒的负电极，所述电极引出电路的负电极连接LED晶粒的正电极，所述铜底座(12)的内凹安装部下方印刷有电极引出电路，并且与内凹安装部底端印刷有电极引出电路相互串联。 作为优选，在所述铜底座上方设有第一密封体，所述第一密封体向下延伸至铜底座周端，所述铜底座下方设有第二密封体，第二密封体延伸至铜底座的第一密封体处的外端。 作为优选，所述第一密封体上端结构为半球状结构，所述第一密封体为环氧树脂密封体。 作为优选，所述第二密封体为绝缘材料密封装置。 作为优选，所述第二密封体设有出线孔，出线孔内设有软导线，软导线连接铜底座下方印有的电极引出电路。第二密封体设有出线孔，出线孔内设有软导线，防水，在这样的情况下，若是不小心进水或者溅上水，不会发生短路等情况，引起不必要的麻烦。 本专利技术由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果: 本专利技术在热沉上加入结构特殊的缓冲层，缓冲层内设有孔洞，经过孔洞将热量散到热沉中去，经过热沉散热；而采用环状半导体层，可以增加发光率；在封装结构中，采用矩阵式连接，可以节省密封体材料，并且上下两个密封体将LED晶粒矩阵包覆，可以防水。 【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1是本专利技术的LED晶粒的结构图； 图2是热沉的结构图； 图3是缓冲层的截面图； 图4是LED晶粒矩阵式排列图； 图5是封装结构图。 标号说明:1 一发光层、2— N型半导体层、3—活性层、4一P型半导体层、5—衬底、 6—缓冲层、7—热沉、8—正电极、9一负电极、10—第一绝缘层、11 一第二绝缘层、12—铜底座、13—第一密封体、14 一第二密封体、61 一孔洞、71 一上台阶、72—下台阶。 【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。 实施例1: LED晶粒，如图1，2所述，包括发光层1、N型半导体层2、活性层3、P型半导体层 4、衬底5、缓冲层6、热沉7、正电极8以及负电极9 ; 发光层I下方设有N型半导体层2，N型半导体层2下方设有活性层3，活性层3下方设有P型半导体层4，P型半导体层4下方设有衬底5，衬底5下方设有热沉7 ； N型半导体层2、活性层3、P型半导体层4以及衬底5均为环状体且三者内部柱状孔的直径相同，热沉7为上台阶71与下台阶72组成的梯台柱状一体结构，缓冲层6设置在上台阶71的上端，上台阶71套在N型半导体2、活性层3以及P型半导体层4的内部柱状孔本文档来自技高网...
【技术保护点】
LED晶粒，其特征在于：包括发光层(1)、N型半导体层(2)、活性层(3)、P型半导体层(4)、衬底(5)、缓冲层(6)、热沉(7)、正电极(8)以及负电极(9)；所述发光层(1)下方设有N型半导体层(2)，N型半导体层(2)下方设有活性层(3)，活性层(3)下方设有P型半导体层(4)，所述P型半导体层(4)下方设有衬底(5)，所述衬底(5)下方设有热沉(7)；所述N型半导体层(2)、活性层(3)、P型半导体层(4)以及衬底(5)均为环状体且三者内部柱状孔的直径相同，所述热沉(7)为上台阶(71)与下台阶(72)组成的梯台柱状一体结构，所述缓冲层(6)设置在上台阶(71)的上端，所述上台阶(71)套在N型半导体(2)、活性层(3)以及P型半导体层(4)的内部柱状孔内部；正电极(8)延伸设置在所述P型半导体层(4)与热沉(7)下台阶(72)的一侧，所述正电极(8)与所述P型半导体层(4)的端部、所述衬底(5)的端部直接接触连接；所述负电极(9)延伸设置在N型半导体层(2)与热沉(7)下台阶(72)的一侧，所述负电极(9)与所述N型半导体层(2)的端部、所述衬底(5)的端部直接接触连接。
【技术特征摘要】
1.LED晶粒，其特征在于:包括发光层(I)、N型半导体层(2)、活性层(3)、P型半导体层(4)、衬底(5)、缓冲层(6)、热沉(7)、正电极⑶以及负电极(9)； 所述发光层(I)下方设有N型半导体层(2)，N型半导体层(2)下方设有活性层(3)，活性层(3)下方设有P型半导体层(4)，所述P型半导体层(4)下方设有衬底(5)，所述衬底(5)下方设有热沉(7)； 所述N型半导体层(2)、活性层(3)、P型半导体层(4)以及衬底(5)均为环状体且三者内部柱状孔的直径相同，所述热沉(7)为上台阶(71)与下台阶(72)组成的梯台柱状一体结构，所述缓冲层(6)设置在上台阶(71)的上端，所述上台阶(71)套在N型半导体(2)、活性层(3)以及P型半导体层(4)的内部柱状孔内部； 正电极(8)延伸设置在所述P型半导体层(4)与热沉(7)下台阶(72)的一侧，所述正电极(8)与所述P型半导体层(4)的端部、所述衬底(5)的端部直接接触连接；所述负电极(9)延伸设置在N型半导体层(2)与热沉(7)下台阶(72)的一侧，所述负电极(9)与所述N型半导体层(2)的端部、所述衬底(5)的端部直接接触连接。2.根据权利要求1所述的LED晶粒，其特征在于:所述缓冲层(6)为散热材料缓冲层，所述缓冲层(6)内设有密集的孔洞(61)。3.根据权利要求2所述的LED晶粒，其特征在于:所述缓冲层(6)采用陶瓷缓冲层，所述孔洞(61)设置在缓冲层(6)竖直方向上，所述孔洞(61)的直径为0.5mm-lmm。4.根据权利要求1所述的LED晶粒，其特征在于:所述正电极(8)与衬底(5)以及热沉(7)下台阶(72)之间设有第一绝缘层...
【专利技术属性】
技术研发人员：洪宽，王伟，宋姚，胡永久，
申请(专利权)人：浙江中博光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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