具有远离荧光结构的蝙蝠翼透镜制造技术

本发明专利技术提供了一种具有远离荧光结构的蝙蝠翼透镜及其制造方法。LED发射器使用具有荧光材料的模制透镜，该荧光材料内嵌在圆环沟槽中，从而生成蝙蝠翼光束图案。在具有连接在其上的LED管芯的封装基板的上方模制透镜以后，模制、注入荧光材料，或者将荧光材料涂布在圆环沟槽中。将模制透镜成形，从而通过顶表面将由一个或多个LED管芯发出的大部分光穿过荧光材料反射到侧表面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及半导体器件，更具体地，涉及半导体发光二极管(LED)。
技术介绍
本文所使用的发光二极管(LED)为半导体光源，用于生成具有特定波长或波长范围内的光。传统上，将LED用于指示灯，并且不断增加地用于显示器。当在通过相反掺杂的半导体化合物层所形成的p-n结上施加电压时，LED发光。可以通过改变半导体层的带隙并通过在P-n结内制造活性层而使用不同材料生成不同波长光。传统上，通过在生长基板上生长发光结构来制造LED。将发光结构及其下层生长基板分离为独立LED管芯。在分离以前或以后的某点处，将电极或导电焊盘添加至LED管芯中的每个，从而允许通过该结构导电。然后，通过添加封装基板、可选荧光材料、以及诸如透 镜和反射器的光学器件来封装LED管芯,从而变成光发射器。光发射器规格通常识别通过光发射器所输出的专用辐射图案。通用光束图案为用于在交通信号应用中照射平面、或者用于显示器的背光单元中的蝙蝠翼光束图案。可以通过具有在坎德拉(candela)分布曲线中的两个大致相等的波峰和在波峰之间的约O度处的波谷来限定蝙蝠翼光束图案。将光发射器设计为满足这些规格。虽然现有的光发射器的设计能够满足蝙蝠翼光束图案的要求，但是不能在每一方面完全满足。更容易制造的可靠的和更有效的设计是人们继续的追求。
技术实现思路
本专利技术的一方面包括光发射器，包括一个或多个发光二极管(LED)管芯；封装基板，接合至一个或多个LED管芯的一个侧面；电连接件，在一个或多个LED管芯和位于封装基板上的端子之间；模制透镜，与一个或多个LED管芯直接接触，接合至封装基板；以及荧光材料，以圆环柱体嵌入模制透镜中。光发射器通过模制透镜输出蝙蝠翼光束图案。本专利技术的另一方面包括制造光发射器的方法。该方法包括将一个或多个发光二极管(LED)管芯接合至封装基板；电连接一个或多个LED管芯和位于封装基板上的端子；在封装基板和一个或多个LED管芯的上方模制透镜，其中，透镜包括圆环沟槽，并且通过荧光材料填充该圆环沟槽。模制透镜的顶表面或顶表面的一部分可以涂覆有高反射率材料。该方法进一步包括通过高反射率材料涂覆模制透镜的顶表面。其中，在封装基板和LED管芯的上方模制透镜，包括将透镜铸模置于封装基板和一个或多个LED管芯的上方；将透镜胶添加在透镜铸模中；固化模制透镜。其中，添加透镜胶包括排空在透镜铸模内部的空间。其中，通过荧光材料填充环形沟槽包括注入荧光粉和胶混合物并且固化荧光粉和胶混合物。该方法进一步包括将封装基板切割成多个光发射器。其中，电连接一个或多个LED管芯和封装基板包括串联连接一个以上的LED管芯，并且将LED管芯的端部连接至位于封装基板上的端子。该方法进一步包括使用与第一突光材料不同的第二突光材料形成突光兀件。圆环沟槽和随后的荧光圆环柱体可以具有均匀或变化的圆环。圆柱壁部分可以厚于其他部分。该壁可以向内线性倾斜或者以曲线方式倾斜。模制透镜连同可选的高反射表面反射通过一个或多个LED透镜所发出的，横向穿过圆环荧光柱体的光。以下，参照相关附图讨论本专利技术的这些和其他特征。附图说明当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以更好地理解本专利技术的多方面。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各种部件没有被按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增加或减少。 图I为示出根据本专利技术的各个方面制造光发射器的方法的流程图。图2A至图2F示出了根据各种实施例在各个制造阶段的光发射器的截面图。图3A至图3C示出了本专利技术的各种实施例的实例的截面图和顶视图。图4A至图4C示出了本专利技术的各种实施例的实例的截面图和顶视图。图5A至图5C示出了本专利技术的各个实施例的实例的截面图和顶视图。具体实施例方式据了解为了实施各种实施例的不同部件，以下专利技术提供了许多不同的实施例或示例。以下描述元件和布置的特定示例以简化本专利技术。当然这些仅仅是示例并不打算限定。例如，以下描述中一部件形成在另一部件上方或上可包括其中一部件和另一部件以直接接触形成的实施例，并且也可包括其中额外的部件形成插入到一部件和另一部件中的实施例，使得这些部件不直接接触。当然，描述确定地陈述了部件是否直接接触。再者，本专利技术可在各个示例中重复参照数字和/或字母。该重复是为了简明和清楚，而且其本身没有规定所述各种实施例和/或结构之间的关系。通常，本文还将LED封装称作光发射器，该LED封装包括接合至封装基板的LED管芯；突光材料层；以及一些光学兀件，例如，透镜和/或反射器。以多种方式将LED管芯电连接至位于封装基板上的电路。专利技术人已知的一种连接方法包括将管芯的生长基板部接合至封装基板；并且形成电极焊盘，将该电极焊盘连接至位于管芯上的发光结构中的P型半导体层和η型半导体层，然后将来自电极焊盘的引线接合至位于封装基板上的接触焊盘。另一种连接方法包括翻转LED管芯并且使用焊料凸块将位于发光结构上的电极焊盘直接连接至封装基板。这种方法被称作覆晶封装(flip-chip package)。又一种连接方法包括使用混合连接器。可以将一个半导体层(例如，P型层)引线接合至封装基板，同时在去除生长基板以后，可以将其他层(η型层)焊接或金属接合至封装基板。LED封装可以包括一种或多种荧光材料，通常将该荧光材料直接施加在LED管芯的上方。传统的施加一种或多种荧光材料的方法包括将浓缩的粘稠流体介质(例如，液体胶)的荧光材料喷涂在LED管芯的表面上，所生成的光穿过该管芯的表面。当粘稠流体固定或固化的时候，荧光材料变成LED封装的一部分。然而，喷涂荧光材料的剂量和均匀性难以控制。此外，将荧光材料设置为紧密接近LED管芯并且经受热循环，该热循环随着时间减少光输出和改变颜色输出，使荧光材料劣化。将诸如反射器和透镜的光学元件用于将辐射图案，或光束图案成形。通常将若干光学元件用于实现期望图案，例如，蝙蝠翼光束图案。透镜可以由塑料、环氧树脂、或者硅树脂制成，并且通过将其边缘粘贴至封装基板而接合至封装基板。通常，将透镜制造为与LED管芯分离并且具体尺寸和形状可用。传统的蝙蝠翼光发射器使用两个透镜实现蝙蝠翼图案。第一透镜(或称初级光学器件)为直接接合或直接形成在LED芯片上的透明透镜。第一透镜通常为半椭球体，并且基本上用于从LED管芯提取尽可能多的光。第二透镜(或称二级光学器件)安装并接合至第一透镜的上方，并且用于成形光束图案。因此，使用专利技术人已知的该方法，可以通过改变第二透镜设计而不是改变LED封装的其他部分来生成各种光束图案。通过LED管芯所生成的光穿过蓝宝石生长基板，一层或多层荧光材料，穿过第一透镜(可能地，第一透镜和第二透镜之间的间隙)，并且最后穿过用于将蝙蝠翼图案成形的第二透镜。多个界面可以均少量 减少光输出，但是共同地，大幅减少来自LED管芯的光输出。使用结合初级光学器件和二级光学器件的专利技术人已知的蝙蝠翼光发射器存在制造、成本、以及设计的几个问题。因为第二透镜与LED封装的剩余部分隔离，所以在装配期间，将第二透镜安装在第一透镜的上方。这些光学元件的对准影响生成的光束图案，因此，对准公差非常小。低公差提出了制造问题并且影响成品率。蝙蝠翼光发射器的成本包括两个透镜，致使蝙蝠翼光发射器比其他光发射器(生成其他光束图案)更昂贵。因为LED管芯变的更有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光发射器，包括：一个或多个发光二极管LED管芯；封装基板，接合至所述一个或多个LED管芯的一侧；电连接件，位于所述一个或多个LED管芯与所述封装基板上的端子之间；模制透镜，接合至所述封装基板，与所述一个或多个LED管芯直接接触，所述模制透镜被配置为以蝙蝠翼图案传输来自所述一个或多个LED管芯的光；以及以圆环柱体形状将荧光材料内嵌在所述模制透镜中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈静谊，汤友圣，杨皓宇，陈信宏，石子文，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：