[发明专利]LED发光二极管芯片的封装结构

说明书

技术领域

本发明属于电子发光器件技术领域，涉及一种LED发光二极管，尤其涉及LED发光二极管芯片的封装结构。

背景技术

在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能，这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管。LED是基于电致发光原理的固体半导体光源，具有色彩丰富、体积小巧、高亮度、寿命长、工作电压低、使用安全、响应速度快、0-100％可调光输出、耐冲击防震动、无紫外线和红外线辐射等许多优点。因此应用范围在逐渐的扩大，具有良好的应用前景。LED发光二极管产品封装结构类型自上世纪九十年代以来，LED芯片及材料制作技术的研发取得多项突破，透明衬底梯形结构、纹理表面结构、芯片倒装结构，采用不同封装结构形式与尺寸，不同发光颜色的管芯及其双色、或三色组合方式，可生产出多种系列，品种、规格的产品。原来的LED有很多光线因折射而无法从LED芯片中照射到外部，而新开发的LED在芯片表面涂了一层折射率处于空气和LED芯片之间的硅类透明树脂，并且通过使透明树脂表面带有一定的角度，从而使得光线能够高效照射出来，此举可将发光效率大约提高到了原产品的2倍。进入21世纪后，LED的高效化、超高亮度化、全色化不断发展创新，红、橙LED光效已达到100Im/W，绿LED为501m/W，单只LED的光通量也达到数十Im。LED芯片和封装不再沿龚传统的设计理念与制造生产模式，在增加芯片的光输出方面，研发不仅仅限于改变材料内杂质数量，晶格缺陷和位错来提高内部效率，同时，如何改善管芯及封装内部结构，增强LED内部产生光子出射的几率，提高光效，解决散热，取光和热沉优化设计，改进光学性能，加速表面贴装化SMD进程更是产业界研发的主流方向。

现在常规的LED发光二极管是由LED发光芯片、电极金线、支架和一层透明罩构成，LED发光芯片与透明罩之间还充填透明树脂，发光芯片和透明树脂直接接触。由于LED发光芯片的光折射率和透明树脂的光折射率对比较大，LED发光芯片和透明树脂直接接触影响了LED发光二极管出光效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种LED发光二极管芯片的封装结构，克服现有LED发光二极管因其LED发光芯片的光折射率和透明树脂的光折射率对比较大而导致出光效率降低的缺点，实现不仅可以提高同功率下的LED发光二极管的亮度，而且由于出光效率的提高可减少光子的热转化，从而减少芯片的热效应，减轻LED发光二极管的热负荷。

本发明是通过以下技术方案实现的，LED发光二极管芯片的封装结构，包括LED支架、LED发光芯片、电极金线和一层透明罩，所述的LED支架分成两脚，其中一脚的顶部设有碗杯，所述的LED发光芯片设置于碗杯内，所述的透明罩罩盖碗杯和部分支架，所述的透明罩内充填有透明树脂，所述的碗杯的杯口设置有透明介质。

所述的透明介质的光折射率介于LED发光芯片与透明树脂的光折射率之间。

本发明是对现有LED发光二极管结构的改进，通过在LED发光芯片与透明树脂间设置光折射率介于其二者之间的透明过渡介质层，这种结构的改变一方面提高了芯片出光效率，有利于实现LED发光二极管的高亮度；同时，由于出光效率的提高减少了光子的热转化，从而减少了芯片的热效应，减轻了LED发光二极管的热负荷，本发明结构简单，同功率LED发光二极管相比，出光效率提高显著，极具竞争力，具有显著的经济效益和社会效益，可替代现有LED发光二极管。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图中，1、LED支架，2、LED发光芯片，3、电极金线，4、透明罩，5、碗杯，6、透明树脂，7、透明介质。

结合附图和实施例进一步说明本发明，一种LED发光二极管芯片的封装结构，由LED支架1、LED发光芯片2、电极金线3、透明罩4、碗杯5、透明树脂6和透明介质7构成，所述的LED支架1分成阴、阳极两脚，阴极脚的顶部焊接有碗杯5，所述的LED发光芯片2设置于碗杯5内，所述的发光芯片2通过电极金线3与LED支架1的阳极脚连接，所述的碗杯5的杯口覆盖有透明介质7，所述的透明介质7的光折射率介于LED发光芯片2与透明树脂6的光折射率之间，所述的透明罩4罩盖碗杯5和部分支架1，所述的透明罩4内充填有透明树脂6。以发光颜色为红色和黄色的LED发光芯片2为例，LED发光芯片2透光层(GaP)的光折射率为3.4，透明树脂6的光折射率为1.6，覆盖碗杯5杯口的透明介质7的光折射率为2.2时，能有效提高LED发光芯片的出光效率。