[发明专利]一种大功率白光LED光源封装结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体发光器件封装技术领域，特别涉及一种大功率白光LED光源封装结构。

背景技术

近年来，长期用于显示领域的半导体光源正以新型固体光源的角色逐步进入照明领域。与传统光源相比，半导体光源有节能、高效、体积小、寿命长、响应速度快、驱动电压低、抗震动等优点。随着封装技术的发展，其制造成本的不断降低，发光亮度的不断提高，半导体光源在照明领域展现了广泛的应用前景。

半导体照明的核心是利用半导体发光技术实现白光。目前蓝光LED芯片+黄色荧光粉转换成白光LED技术占有主导地位。而实现白光的方法，大多数是将荧光粉和环氧树脂混合均匀直接涂敷在芯片上。这种方法的缺点是散热性能较差，随着LED工作时温度的升高，荧光粉量子效率降低，出光减少，辐射波长也会发生变化，从而引起白光LED色温、色度的变化；且由于荧光粉体和芯片紧贴，使得LED芯片发射的光和芯片激发荧光粉发出的光经散射返回到芯片被芯片吸收而损失，导致光的取出效率降低。此外，传统的荧光粉涂敷工艺在荧光粉调配过程中和点涂在芯片上时存在的人为因素对产品质量的一致性有一定的影响，使荧光粉的涂敷厚度和形状不能精确控制，也导致出射光色彩不一致，出现偏蓝光或偏黄光。目前，已有一些白光LED的封装采用了荧光粉与LED芯片非接触式的封装方法，而在荧光粉与LED芯片之间充以保护性气氛或注入透明胶体以使之隔离。这种方法克服了荧光粉与LED芯片紧密接触造成的问题，但工艺要求高，不利于批量生产，且在散热性能和发光效率等方面尚有进一步改善的空间。

其次，在目前常用的传统封装结构中，基本都是采用芯片、铝基板、导热铜片、主散热体等四层结构构成一个大功率LED光源。而每一层之间都需要导热胶作为中间介质。因此，导热胶的导热系数就会直接影响到产品的散热性能，使得传导热阻很大。另外，还由于多层结构的材质各不相同，在正常使用过程中尤其是恶劣环境的影响，各层介质的热胀冷缩系数也不一样，各组件本身因冷热变化的变形，严重影响到散热的效果。

LED光源由于是单向性光源，现有封装结构的LED光源无法应用于传统的照明灯具上，成为LED照明应用的一个难题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种荧光粉远离LED芯片的、结构和工艺简单易行的大功率白光LED光源封装结构，该封装结构可以提高大功率LED的发光效率，降低其热阻，改善其散热性能。

本发明所提出的技术解决方案是这样的：

一种大功率白光LED光源封装结构，包括LED蓝光芯片、基板、密封环，LED蓝光芯片通过焊接层固定在基板上，基板上的焊接层两侧分别敷设有引出焊点，LED蓝光芯片的正、负电极通过电极引线分别与相邻的引出焊点点焊牢固连接，设有LED荧光帽，该LED荧光帽将所述LED蓝光芯片和两根电极引线覆盖并固定安装在所述基板上，密封环匹配套合在LED荧光帽外周并将LED荧光帽帽沿及邻近帽沿的部分引出焊点压紧、固定密封。

所述LED荧光帽由荧光粉与硅胶合成后再涂在由有机玻璃板材预制压成帽状体的内表面，成为LED荧光帽，在帽底部设有帽沿。

所述荧光粉优选高折射率纳米荧光粉；所述有机玻璃优选光学级有机玻璃。

所述LED荧光帽的形状为平顶圆柱形或平顶方柱形或半球形或蜡烛灯泡壳形。所述基板为铝板。所述焊接层是由铝板通过LED蓝光芯片直接贴装工艺形成。

与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

(1)由于采用LED荧光帽取代了荧光粉封装，使大功率白光LED芯片与荧光粉分离，解决了荧光粉由于温升所引起的荧光粉量子效率降低、出光减少、辐射波长发生变化从而引起白光LED色温、色度的变化，以及在较高温度下荧光粉加速老化等问题，提高了发光效率和器件的寿命。

(2)由于采用铝板COB封装工艺结构，降低了器件的热阻。

(3)LED荧光帽比传统封装的球面荧光粉涂敷层出光角度大。由于LED荧光帽的光源结构和配光提供了高性价比的配光方法。LED白光荧光帽采用内壁涂有纳米荧光粉膜、帽底为帽沿的设计，使之比现有封装的球面荧光粉涂敷层的出光角度大，可以接近180°角度，能够适用于照明行业传统反射灯杯的灯具上，从而，解决了业界使用LED光源所出现的难题。

(4)以LED荧光帽的组件装配方式取代荧光粉的直接涂敷或荧光粉与芯片之间充填保护性气体或注胶的方法，可以做到结构简单，工艺简化，减少人为操作因素的影响，保证了工艺重复性和产品一致性，提高了产品质量和生产效率。