[发明专利]一种高光效发光二极管及其封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管，具体涉及一种可提高出光效率的发光二极管 及其封装方法。

背景技术

随着节能半导体照明产业发展日趋成熟，发光二极管的应用也变得越 来越广泛。发光二极管利用半导体材料电子与空穴复合时能量带位阶的改 变，以发光的形式释放能量，具有体积小、寿命长、驱动电压低、反应速 度快、耐震性能好等优点，常应用在户外信息看板、汽车车灯、交通标志、 照明等领域。

发光二极管发光效率直接关系到发光二极管的亮度，业界提高发光二 极管亮度一般有两种方式：第一种是提升发光二极管芯片的光电转换效率 或者增加芯片个数或者芯片面积，第二种是提升发光二极管的光学利用率 或者减少发光损失。发光二极管的发光效率越高节能效果就越好。目前发 光二极管芯片的内量子效率已经达到80％，但由于发光二极管封装技术、 结构、材料的限制，其封装外量子效率仅为40％左右，还有极大的提升空 间。

现有的发光二极管特别是功率型发光二极管通常有三种封装形式，第 一种是采用仿流明结构，如图1所示；第二种是TOP结构，采用PPA反 射胶杯支架封装，如图2所示；第三种是平面陶瓷封装结构，如图3所示。

第一种是采用仿流明支架结构，包括胶体底座40’、装设在胶体底座 40’上的发光芯片30’以及凸透镜90’，虽然装设凸透镜具有光效高的优点， 但该发光二极管的工艺复杂且胶体底座40’反射面小，牺牲了封装腔底部 光反射。

第二种是采用PPA反射胶杯支架封装的TOP结构，包括反射胶杯50’、 发光芯片30’以及出射平面26’，虽然，该种TOP型发光二极管增加了发 光芯片底部的平面光反射，但是，因为发光芯片周围封装有胶体，发光芯 片发出的光线在临界出射平面26’处，属于光密物质到光疏物质的传输， 部分光线B’在临界出射平面26’处发生全反射，发生全反射的部分光线B’ 折回封装胶体，并在接下来的逐次反射中消耗殆尽。因此，影响了整个发 光二极管的出光效率。

第三种是平面陶瓷基板加凸透镜90’的封装结构，该种封装结构出光 率较高，但平面陶瓷基板反光效率并非理想，且封装的工艺较复杂，成本 较高，加工难度大。

因此，亟待一种新型发光二极管结构既能够提高出光效率同时又可简 化封装工艺以及降低制作成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是弥补上述现有技术的不足，提供一种可提 高出光效率的发光二极管及其封装方法。

本发明的技术问题是通过以下技术方案予以解决的：一种高光效发光 二极管，包括基板、安装在基板上的至少一发光芯片、至少一第一电极、 至少一第二电极以及透明封装体，所述第一电极、第二电极与发光芯片电 性连接，所述透明封装体包覆所述电极与发光芯片。在所述发光芯片和透 明封装体之间封装一反光杯，所述反光杯具有反射曲面，部分发光芯片产 生的光线在透明封装体和空气临界处发生全反射折回透明封装体，所述反 射曲面用于将折回的光线反射出透明封装体。

优选的，所述反光杯的反射曲面上进一步设置有用来提高反射率的反 光层或者增加漫反射的糙化层。

为了防止过电损害，如ESD或者雷击，所述发光芯片与瞬态电压抑制 芯片反向并联。

具体来说，所述反光杯在反射曲面的背面设置支撑体，所述支撑体紧 贴基板并且开有罩设瞬态电压抑制芯片的收容槽。

优选的，所述反光杯顶缘设置用来扩大出光范围的弧形突出部。

进一步的结构还包括在所述透明封装体顶部进一步设置凸透镜。

为了实现降低热阻的目的，用于散热的基板上延伸设置若干用于增加 散热面积的支脚；同时将LED支架塑封体设置成黑色体，利用黑体吸收热 量及热辐射的散热作用来降低整个LED支架的热阻，通过尽可能的吸收发 光芯片的热量和尽可能的发散热量两个方面入手，进一步降低热阻。

本发明还涉及一种高光效发光二极管的封装方法，包括以下步骤：

采用具有模腔的LED支架，所述模腔底部为基板；

在基板上贴装发光芯片；

在模腔内嵌入反光杯，所述反光杯具有反射曲面，所述反光杯底部开 设用来显露发光芯片的开孔；

焊接发光芯片电极连线；

于反光杯内的模腔中注入液态硅胶，加热固化。