具有有平坦表面的密封体的LED包装件制造技术

公开了紧凑且高效发光的LED包装件，并且该包装件可包括在包装件密封体内折射和/或反射光的具有平坦表面的密封体。包装件可包括具有一个以上的LED(52)的基台(54)，以及位于LED和基台上的毯转换材料层(56)。密封体(58)可以位于基台上、位于LED上方，并且在密封体内反射的光将到达转换材料，光在此被吸收并且被全方向发射。当与具有半球形密封体或者透镜的常规包装件相比较时，反射光现可溢出密封体，从而允许有效的发射和更宽阔的发射轮廓。在特定实施方式中，LED包装件提供更高的芯片面积与LED包装件面积之比。通过使用具有平坦表面的密封体，LED包装件可提供各种特性与LED包装件比率之间独特的尺度关系，实现对不同应用的更大灵活性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有有平坦表面的密封体的LED包装件 本申请要求于2012年6月11日提交的美国临时专利申请序列号61/658, 271、于 2012年6月15日提交的美国临时专利申请序列号61/660,231以及于2012年9月2日提 交的美国临时专利申请序列号61/696, 205的权益。
本专利技术涉及固态光发射器，具体地，涉及能够从具有较小覆盖区的装置产生具有 较宽发射图案的高效光发射的发光二极管（LED)包装件。
技术介绍
住宅和商用设施中通常使用白炽或者基于灯丝的灯或者灯泡作为光源。然而，这 些灯是高度低效的灯源，且损失95%之多的输入能量，主要以热量或者红外能量的形式。白 炽灯的一种常见替代品，即所谓的紧凑型荧光灯（CFL)在将电转换成光的方面更为有效， 但需要使用有毒材料，这种材料及其各种化合物能够引起慢性和急性中毒并且导致环境污 染。提高灯或者灯泡的效率的一种解决方案是使用诸如发光二极管（LED或者多个LED)等 固态装置而非金属灯丝来产生光。 通常，发光二极管包括夹持在相对掺杂质的层之间的半导体材料的一个以上的活 性层。当横越掺杂质的层施加偏压时，孔和电子被注入到活性层中，在此，孔和电子重新结 合以产生光。光被从LED的活性层并且从LED的各个表面发射。 为了使用电路或者其他类似布置中的LED芯片，已知将LED芯片装入包装件中以 提供环境和/或机械保护、颜色选择、光调焦等。LED包装件还包括用于将LED包装件电连 接至外部电路的电引线、接触或者迹线。在图1中所示的典型LED包装件10中，单一LED 芯片12通过焊接粘合或者导电环氧树脂安装在反射杯13上。一条或者多条焊线11将LED 芯片12的欧姆接触连接至引线15A和/或15B，引线15A和/或15B可被附接至反射杯13 或者与反射杯13集成。反射杯可被填充包含诸如磷光体等波长转换材料的密封体材料16。 通过可响应地发射第二波长的光的磷光体可吸收由LED发射的第一波长的光。然后，整个 组件则被密封在洁净的保护树脂14中，其可被模制成透镜形状以校准从LED芯片12发射 的光。尽管反射杯13可在向上方向上导向光，然而，当反射光时，可能出现光损耗（即，由 于实际反射体表面小于100%的反射率，所以通过反射杯可能吸收一些光）。此外，因为通 过引线15A、15B很难提取热量，所以热保持对于诸如图Ia中所示的包装件10等是一个问 题。 图2中所示的常规LED包装件20可能更为适合产生更多热的高功率操作。在LED 包装件20中，一个以上的LED芯片22安装在诸如印刷电路板（PCB)载体等载体、基板或者 基台23上。安装在基台23上的金属反射体24包围LED芯片22并且将由LED芯片22发 射的光反射远离包装件20。反射体24还对LED芯片22提供机械保护。LED芯片22上的 欧姆接触与基台23上的电迹线25A、25B之间存在一条或者多条焊线连接27。然后，安装的 LED芯片22覆盖有密封体26,密封体26可对芯片提供环境和机械保护，同时，还作用于透 镜。通常，金属反射体24通过焊料或者环氧树脂粘合剂附接至载体。 通过包括一种或者多种磷光体的转换材料可涂敷在诸如图2中的LED包装件20 上发现的LED芯片1，且磷光体吸收LED光中的至少一些。LED芯片可发射不同波长的 光，因此，其发射来自LED和磷光体的光的组合。通过多种不同的方法可使用磷光体涂敷 LED芯片，且均题为WaferLevelPhosphorCoatingMethodandDevicesFabricated UtilizingMethod的Chitnis等人的美国专利申请序列号11/656, 759和11/899, 790中 描述了一种合适的方法。可替代地，通过诸如电泳沉积（EPD)等其他方法可涂敷LED，且题 为CloseLoopElectrophoreticDepositionofSemiconductorDevices，'的Tarsa等 人的美国专利申请第11/473, 089中描述了一种合适的EH)方法。 图3中所示的另一常规常规LED包装件30包括位于基台34上的LED32,且半球 形透镜36形成在基台34上方。通过可转换来自LED的所有或者大部分光的转换材料可涂 敷LED32。半球形透镜36被布置成使光的全内反射最小化。相比较于LED32,透镜被制 作地相对较大，使得LED32近似透镜下的点光源。因此，到达透镜36的表面的LED光量被 最大化，以使第一通道上从透镜36发射的光量最大化。这可能产生相对较大的装置，其中， 自LED至透镜边缘的距离为最大，并且基台边缘可延伸至密封体的边缘之外。此外，通常， 这些装置产生对于宽发射面积应用并不总是理想的兰伯特伊恩（lambertIan)发射图案。 在一些常规包装件中，发射轮廓可以为120度半极大处全宽度（FWHM)。 已经开发了结合与LED分离或者距离LED遥远的转换材料使用诸如LED等固态 光源的灯。题为HighOutputRadialDispersingLampUsingaSolidStateLight Source的Tarsa等人的美国专利第6, 350, 041号中公开了这种布置。该专利中所描述的 灯可包括通过分离器将光发射至具有磷光体的分配器的固态光源。通过磷光体或者其他转 换材料将至少一些光转换成不同的波长，分配器可将光分散成希望的图案和/或改变其颜 色。在一些实施方式中，分离器将光源与分配器间隔开足够的距离，使得当光源携带室内 照明所需的高电流时，来自光源的热量将不被传递至分配器。题为LightingDevice的 Negley等人的美国专利第7, 614, 759号中描述了额外的远程磷光体技术。
技术实现思路
本专利技术整体涉及紧凑且有效发光的LED包装件，并且可包括具有在包装件密封体 内折射和/或反射光的平坦表面的密封体。包装件还可包括具有一个以上的LED的基台和 位于一个以上的LED上的毯转换材料层。毯转换材料还可覆盖基台的至少一部分。密封体 可位于基台上、LED上方以及毯转换材料的至少一部分上方。例如，由于来自平坦或者其他 形状密封体表面的全内反射，所以在密封体内反射的一些光可到达转换材料，在此，光被散 射或吸收并且转换，然后被全方向发射。这允许反射光从密封体溢出。例如，当与具有半球 形密封体或者透镜的常规包装件相比较时，可允许有效发射和更宽阔的发射轮廓。在特定 实施方式中，LED包装件提供更高的芯片面积与LED包装件面积比。通过使用具有平坦表 面的密封体，LED包装件可提供各种包装件特性之间的独特尺度关系，从而能够在不同应用 中使用包装件时提供更大灵活性，例如，用于替代线性荧光灯的线性LED灯。独特的尺度关 系可包括：密封体的高度、宽度以及距LED芯片边缘的距离；多芯片实施方式中LED芯片之 间的距离、LED外延面积对包装件面积、每包装件覆盖区的更宽阔的发射图案；每包装件覆 盖区的更大输出功率、由包装件发射的改进的不同颜色的混合或者混成或者均匀性。 根据本专利技术的一些LED包装件实施方式可包括位于基台上的LED光源以及覆盖 LED光源和基台的顶表面的转换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明包装件，包括：固态光源，位于基台上；波长转换材料层，覆盖所述固态光源以及所述基台的顶表面；密封体，位于所述转换材料层上方，所述密封体具有一个以上的平坦表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.11 US 61/658,271;2012.06.15 US 61/660,231;1. 一种照明包装件，包括： 固态光源，位于基台上； 波长转换材料层，覆盖所述固态光源以及所述基台的顶表面； 密封体，位于所述转换材料层上方，所述密封体具有一个以上的平坦表面。2. 根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述固态光源包括一个以上的发光二极 管（LED)。3. 根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述固态光源包括一个以上的固态激光 器。4. 根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述密封体包括平坦的顶表面和平坦的 侧表面。5. 根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述密封体包括水平平坦表面和垂直平 坦表面。6. 根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述平坦表面引起所述光源的至少一些 光的TIR。7. 根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述光源包括单一 LED。8. 根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述光源包括多个LED芯片。9. 根据权利要求8所述的照明包装件，其中，所述LED芯片串联连接。10. 根据权利要求8所述的照明包装件，其中，所述LED芯片中的至少一些并联连接。11. 根据权利要求8所述的照明包装件，其中，所述LED芯片以串联和并联的组合连接。12. 根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述密封体包括平顶和具有平坦表面的 垂直侧壁。13. 根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述密封体形状选自包括立方体、棱镜、 圆柱、三角形、五角形、六角形以及八角形的组。14. 根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述密封体包括在3至12的范围内编号 的水平表面和垂直表面。15. 根据权利要求1所述的照明包装件，包括大于120°半极大处全宽度的发射图案。16. 根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述一个以上的平坦表面包括具有大于 从LED光源发射的光的波长的均方根（RMS)尺寸的特性。17. 根据权利要求1所述的照明包装件，进一步包括极性指示器。18. 根据权利要求17所述的照明包装件，其中，所述极性指示器位于所述基台的顶表 面或底表面上或者位于所述基台的顶表面和底表面上。19. 据权利要求1所述的照明包装件，具有比不具有平坦表面的密封体的相似包装件 更宽的发射轮廓。20. 根据权利要求1所述的照明包装件，具有小于12mm平方的基台覆盖区面积。21. 根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述基台的覆盖区与一个以上的LED的 覆盖区的比率在刚刚超过1至约20的范围内。22. 根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述基台的覆盖区与一个以上的LED的 覆盖区的比率在约2. 5的范围内。23. 根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述基台具有约1比1的覆盖区比率，且 对应的高度比率在约0. 5至5的范围内。24. 根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述光源包括一个以上的LED，进一步包 括位于所述基台上并且位于所述密封体下方的多个模粘结垫，所述一个以上的LED被安装 至所述模粘结垫。25. 根据权利要求24所述的照明包装件，其中，所述一个以上的LED包括被串联安装至 所述模粘结垫的多个LED。26. 根据权利要求24所述的照明包装件，其中，所述LED芯片被并联安装至所述模粘结 垫。27. 根据权利要求24所述的照明包装件，其中，所述LED光源包括以串联和并联的组合 安装至所述模粘结垫的多个LED芯片。28. 根据权利要求1所述的照明包装件，进一步包括位于所述基台的背侧上的两个以 上的焊接垫。29. 根据权利要求1所述的照明包装件，其中，所述固态光源包括紫至UV发光源。30. 根据权利要求29所述的照明包装件，其中，所述波长转换材料层将所述紫至UV光 中的至少一些转换成蓝光和/或黄光。31. 根据权利要求29所述的照明包装件，其中，所述波长转换材料层包括红色、绿色以 及蓝色磷光体的组合。32. -种发射器包装件，包括： 固态光源，位于基台上； 密封体，位于所述基台上，所述密封体具有一个以上的平坦表面；以及 波长转换材料层，覆盖所述固态光源以及所述基台的顶表面；极性指示器，位于所述基 台的底表面上。33. 根据权利要求32所述的发射器包装件，其中，所述固态光源选自由LED和激光器组 成的组。34. 根据权利要求33所述的发射器包装件，进一步包括位于所述基台上的一个以上的 接触垫。35. 根据权利要求33所述的发射器包装件，其中，所述极性指示器位于一个以上的所 述接触垫内或者位于一个以上的所述接触垫上。36. 根据权利要求33所述的发射器包装件，其中，所述极性指示器位于所述接触垫中 一个的边缘之一的中间处附近。37. 根据权利要求33所述的发射器包装件，其中，所述极性指示器位于所述接触垫中 的一个的拐角处。38. 根据权利要求33所述的发射器包装件，其中，所述极性指示器包括凹口。39. 根据权利要求33所述的发射器包装件，其中，所述凹口具有选自包括V形、U形、I 形、W形、方型、矩形、加号形、减号形以及星形的组的形状。40. 根据权利要求33所述的发射器包装件，其中，通过固态制造设备中的摄像头可见 所述极性指示器。41. 根据权利要求33所述的发射器包装件，其中，所述极性指示器被布置成使得通过 LED载带中的孔能看见。42. 根据权利要求33所述的发射器包装件，进一步包括一个以上的模粘结垫。43. 根据权利要求42所述的发射器包装件，其中，所述极性指示器在所述模粘结垫内 或者在所述模粘结垫上。44. 根据权利要求42所述的发射器包装件，其中，所述极性指示器沿着所述模粘结垫 中的一个的边缘。45. 根据权利要求42所述的发射器包装件，其中，所述极性指示器包括凹口。46. 根据权利要求42所述的发射器包装件，其中，所述极性指示器具有选自包括V形、 U形、I形、W形、方型、矩形、加号形、减号形以及星形的组的形状。47. -种发射器包装件，包括： 固态光源，位于基台上； 密封体，位于所述基台上，所述密封体具有一个以上的平坦表面，其中，所述包装件发 射比不具有平坦表面的密封体的相似包装件更宽的发射轮廓。48...

【专利技术属性】
技术研发人员：西奥多·洛韦斯，埃里克·J·塔尔萨，斯滕·海克曼，贝恩德·凯勒，杰西·赖尔策，霍莫泽·本杰明，
申请(专利权)人：克利公司，
类型：发明
国别省市：美国;US