LED封装结构及封装成型方法技术

本发明专利技术提供一种LED封装结构及封装成型方法，该LED封装结构包括：一LED支架；一LED芯片，固定于LED支架的表面；两条金属线，用于LED支架与LED芯片的连接；多层硅胶层，封盖于LED支架、LED芯片和两条金属线上。通过本发明专利技术的LED封装方法得到的封装结构，可以有效的改善LED的光斑和光型，使LED出光均匀，减少光功率损失，提高外量子效率和LED可靠性，降低光衰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体
，特别是指一种发光二极管(LED)封装结构及封装方法。
技术介绍
LED(light emitting diode),即发光二极管,作为新型高效固体光源,具有长寿命、节能、绿色环保等显著优点，是人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次飞跃，被认为是第3代的照明新技术，其经济和社会意义巨大。LED封装是将外引线连接到LED芯片的电极上，以便于与其它器件连接。LED封装保护芯片不受水，空气等物质的侵蚀，还可以提高LED芯片的出光效率。实现白光LED的一个关键技术就是荧光粉的涂覆工艺，荧光粉涂层的厚度可控性和均匀性直接影响LED的出光亮度、色度一致性，甚至白光出光效率。目前荧光粉的涂覆主要还是采用传统的灌封工艺，直接在芯片表面点涂荧光粉胶，即将荧光粉粉末与胶体(如硅胶或环氧树脂等)按一定配比混合，搅拌均匀，然后用细针头类工具将其涂覆于芯片表面。这种方法及涂层存在明显的结构缺陷，除中心到边缘的结构性非均匀外，在实际操作中，无论手动或机器操作，同一批次的LED管之间，荧光粉层在形部偏黄或偏蓝的不均匀性光斑出现。要克服上述缺陷，改善功率白光LED的光斑空间分布均匀性以及白光LED管间色度、亮度的均匀一致性，就必须改变现有荧光粉涂层的形状和工艺，使荧光粉层厚度均匀化，这样才能得到均匀一致的出射白光。另外，LED芯片在点亮时产生大量的热，使用传统的灌封工艺，荧光粉与芯片表面直接接触，影响荧光粉的可靠性，从而影响整个LED封装的可靠性。此外，LED芯片材料的折射系数通常在2. O以上，空气介质的折射系数为1，如果它们之间只有一层硅胶或环氧树脂过渡，导致封装材料折射系数单一，由于LED透镜的全反射角小，使很大一部分光线不能折射出透镜而是反射回透镜内，产生很大的光功率损失，降低了外量子效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种LED的封装结构及封装成型方法，通过该LED封装方法得到的封装结构，可以有效的改善LED的光斑和光型，使LED出光均匀，减少光功率损失，提高外量子效率和LED可靠性，降低光衰。本专利技术提供一种LED封装结构，其包括一 LED 支架；一 LED芯片，固定于LED支架的表面；两条金属线，用于LED支架与LED芯片的连接； 多层娃胶层，封盖于LED支架、LED芯片和两条金属线上。本专利技术还提供一种LED封装结构成型方法，其包括以下步骤步骤I :将LED芯片与LED支架电气连接；步骤2 :将连接好的LED芯片与LED支架卡入注胶板，倒置放入第一模具中，通过注胶板上的注胶孔向模具中注满硅胶，烘烤脱模，形成第一硅胶层；步骤3 :重复步骤2，在第一硅胶层上制备硅胶层，形成多层硅胶层，完成LED封装成型方法。本专利技术的有益效果是，在所述LED封装结构中，首先采用硅胶作为封装体材料，比环氧树脂具有更好的散热性能，使LED点亮后产生的热量能够高效散出，大大改善散热性能，提高可靠性，减小光衰。该方法荧光粉涂覆均匀，并且远离芯片表面，从荧光粉层向外实现折射率由高到低的多层硅胶结构，改善LED的光斑和光型，使LED出光均匀，减少光功率损失，提高外量子效率和LED可靠性，降低光衰。该封装结构尤其适合大功率LED芯片的封 装。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明，其中图I是本专利技术LED封装方法一实施例的结构示意图；图2是本专利技术的方法流程图；图3、图4是本专利技术制备多层硅胶层60的结构示意图。具体实施例方式请参阅图1，本专利技术提供一种LED封装结构，其包括LED支架I ;LED芯片2 ;两条金属线3，用于LED支架I与LED芯片2的连接；多层硅胶层60，封盖于LED支架1、LED芯片2和两条金属线3上。LED支架I可以是散热性能好的材料，如铜、铁、银或铝等金属材料或者氮化铝，氧化铝等陶瓷材料，表面做好正负电极结构，方便两根金属线3与LED芯片2电气连接。LED芯片2，固定于LED支架I的表面；LED芯片2可以是固体半导体芯片，其发光材料可以是蓝光GaN或GaInN材料，也可以是能发出红光，绿光，紫外光的其他发光材料。两条金属线3，用于LED支架I与LED芯片2的连接；金属线3—般为金线或铝线，直径为10-70微米，起到导电连接的作用。多层硅胶层60，封盖于LED支架1、LED芯片2和两条金属线3上，该多层硅胶层60的层数为3-6层。如图I所示，所述的多层硅胶层60的层数为5层时，该多层硅胶层60包括第一娃胶层61和依次封盖于其上的第二娃胶层62、第三娃胶层63、第四娃胶层64和第五硅胶层65。形成第一硅胶层61可以为任意折射率的硅胶，形状可以设成半球形，方形等对光提取和光场分布有益的形状，厚度可以是十几微米到几百毫米，覆盖在LED芯片2上，起到保护LED芯片2和两根金属线3，支撑隔离第二硅胶层62的作用。第二硅胶层62覆盖在第一硅胶层61上，可以为任意折射率的硅胶，形状可以与第一硅胶层61相同或者不同，厚度可以是十几微米到几百毫米，第二硅胶层62内混有荧光粉，荧光粉可以是黄色荧光粉，红色荧光粉，绿色荧光粉等任何可以被LED芯片2激发的荧光粉，粒径为几个纳米到几十微米，荧光粉与硅胶按所需比例混合均匀，LED芯片2发出的光与突光粉被LED芯片2激发发出的光混合形成整个LED封装最后得到的光。由于第二娃胶层62的形状厚度可控，通过调节第二硅胶层62内混有荧光粉的浓度，可实现均匀的色温和光场分布，改善LED的光斑空间分布均匀性以及LED管间色度、亮度的均匀一致性。另外，由于第二硅胶层62内混有的荧光粉与LED芯片2不直接接触，LED芯片2在点亮时产生的热，对荧光粉的可靠性影响较小，从而提高整个LED封装的可靠性。第三娃胶层63、第四娃胶层64和第五娃胶层65为高折射率的娃胶,它们与第一硅胶层61和第二硅胶层62的形状相同或者不同，厚度可以是十几微米到几百毫米。第三娃胶层63、第四娃胶层64和第五娃胶层65依次封盖与第一娃胶层61和第二娃胶层62之上，折射率由内向外逐渐降低，可采用道康宁公司生产的OE系列硅胶，它们的折射系数分别为1.53、1.50、1.43。折射率由内向外逐渐降低，可以提高光提取效率，从而提高外量子效率。请参阅图2，图3及图4，本专利技术在上述实施例的基础上还提供所述LED的封装结构的封装成型方法，其包括以下步骤步骤I :将LED芯片2固定在LED支架I上，并将LED芯片2通过两条金属线3与LED支架I实现电气连接。步骤2 :如图3所示，将完成LED芯片2电气连接的LED支架I插入注胶板7中，将其倒置放在第一注胶模具51上，通过注胶板7中的注胶孔4向第一注胶模具51内注满硅胶，然后整体放入烘箱烘烤，待硅胶固化后，取下第一注胶模具51，形成第一硅胶层61。步骤3 :重复步骤2，在第一硅胶层61上制备硅胶层，形成多层硅胶层60，完成LED封装成型方法。该多层硅胶层60的层数为3-6层，所述的多层硅胶层60的层数为5层时，该多层娃胶层60包括第一娃胶层61和依次封盖于其上的第二娃胶层62、第三娃胶层63、第四娃胶层64和第五娃胶层65。第三娃胶层63、第四娃胶层64和第五娃胶层65为高折射率的硅胶，折射率由内向外逐渐降低，图4所示为利用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢鹏志，杨华，王晓彤，王琳琳，李璟，伊晓燕，王军喜，王国宏，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：