[实用新型]一种LED封装结构

说明书

技术领域

本实用新型属于发光二极管(LED)封装技术领域，具体涉及一种LED封装结构。

背景技术

发光二极管(LED)是一种半导体制造技术加工的电致发光器件，被广泛应用于各种领域，包括背光单元、汽车、电信号、交通信号灯、以及照明装置等，被誉为替代荧光灯和白炽灯的第四代照明光源。

当前市场上主流的商品化白光LED是采用蓝光LED芯片加上黄色荧光粉、绿色荧光粉、红色荧光粉一种或多种来实现，具体的，LED芯片在电流驱动下发出的蓝光激发荧光粉，使其产生其它波段的可见光，这些可见光跟蓝光混合后形成了白光。

LED封装的一个关键问题在于荧光粉必须均匀地涂敷在LED芯片表面，否则会出现光色不均匀的光斑现象。对于典型的LED封装结构，如图1所示，LED芯片放置在支架的反光杯内，支架作为电极实现电连接，同时提供了导热通道，在反光杯内涂敷光转换层，依据涂敷量的差异，表面可成平面、凹面或者凸面，然而，该结构的缺陷在于荧光粉厚度的不均匀性，中心处荧光粉少，侧面的荧光粉多；如图2所示，在从中心点0°到±90°处，蓝光的强度越来越小，黄光的强度越来越大，表现为空间色温的一致性差，即中心色温高、侧面色温低。

针对上述的荧光粉涂敷不均匀的缺陷，Lumileds公司推出保型涂敷结构(如图3所示)，荧光粉可均匀地覆盖在芯片上表面，较好的解决了光色不均匀的问题。然而，该结构仍然不能根本解决蓝光在光转换层中传播路径存在光程差问题，尤其是LED芯片侧面的光转换层不能很好地覆盖LED芯片，在芯片顶角处荧光粉相对少，导致侧面的蓝光过多，色温空间分布有很大的差异(如图4所示)；而且，LED芯片侧面的蓝光与其激发荧光粉发出的其它可见光不能充分混合成白光，导致其白光亮度更低。

LED封装的另一个关键技术是散热，若温度过高，会同时影响荧光粉的发光效率。而荧光粉一般与LED芯片直接接触，LED芯片发出的光直接激发荧光粉，LED芯片本身的一部分热量会加载到荧光粉上，而荧光粉在光转换过程中也会产生很多热量，这些热量均会提高荧光粉自身的温度。而LED芯片的导热系数低，不能有效传导荧光粉的热量，则更多的热量加载到荧光粉上，必然造成荧光粉的失效严重，最后影响整个LED封装器件的寿命。

实用新型内容

本实用新型为弥补现有技术的不足，一方面提供了一种LED封装结构，其改进了LED芯片外围的光转换层的分布，使LED芯片发出的蓝光与光转换层激发出的可见光能均匀混合，减小了0°角到90°角的色温差，有效提高了LED器件的空间色温均匀性，并且，其避免了光转换层和LED芯片的直接接触，从而有效解决了光转换层受热失效的问题。

本实用新型为达到其目的，采用的技术方案如下：

一种LED封装结构，包括有LED芯片、LED载体、光转换层和外保护层，所述LED芯片设于所述LED载体上，其特征在于：

还包括有透明硅胶层，所述透明硅胶层被包覆于所述光转换层和所述LED芯片之间；

位于所述透明硅胶层上方的所述光转换层的厚度从中心区到四周逐渐减小，位于所述透明硅胶层侧壁的所述光转换层的厚度从上往下逐渐增大；

所述外保护层包覆所述光转换层。

进一步的，位于所述LED芯片上方的最中心区域的第一透明硅胶层呈平台状，位于所述LED芯片上方的其它区域的第二透明硅胶层呈四周高、中间低的斜坡状；所述第二透明硅胶层的最低位置不低于所述第一透明硅胶层的位置；位于所述LED芯片侧壁的第三透明硅胶层呈向外张开的斜坡状。

进一步的，位于所述LED芯片上方的第四透明硅胶层的表面向下凹陷且呈半球状，位于所述LED芯片侧壁的第五透明硅胶层呈向外张开的斜坡状。

进一步的，位于所述LED芯片上方的第六透明硅胶层呈四周高、中间低的斜坡状且表面呈X字型，位于所述LED芯片侧壁的第七透明硅胶层呈向外张开的斜坡状。

进一步的，所述LED芯片为正装芯片、倒装芯片或者垂直芯片中的一种。

进一步的，所述光转换层中的光转换材料为发射波长在500～600nm之间的绿色荧光粉、红色荧光粉或者黄色荧光粉中的一种。

进一步的，所述外保护层的形状为半球形、方形、椭圆形、菲涅尔形、蜂窝形、花生形、圆锥形、正六边形、或者柿饼形中的一种。

本实用新型另一个方面提供了一种LED封装结构的制备方法，其与前述的LED封装结构对应，有效地解决了LED器件空间色差大、以及光转换层受热失效的问题，且其采用专门的生产设备，使用机械化生产，封装步骤简单，可实现大规模生产，其特征在于，包括以下步骤：