[发明专利]一种发光半导体芯片的封装结构及其封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及照明技术领域，特别是一种照明用的发光半导体芯片的封装结构及其封装方法。

背景技术

发光半导体芯片(LED)裸露在外发光时，容易被氧化而影响其使用寿命。为保护发光半导体芯片，需要在生产过程中对发光半导体芯片进行封装，并要求发光半导体芯片封装后能够透光，显然，发光半导体芯片的封装效果的好坏直接影响LED灯的使用寿命以及出光效果。

目前常见的一种发光半导体芯片封装方式为：将发光半导体芯片放置于支架上，然后在发光半导体芯片表面点涂荧光粉，再对发光半导体芯片上进行封胶(环氧树脂)并固化。另外，考虑到发光半导体芯片工作时会产生较大的热量，并且环氧树脂的散热性差，而发光半导体芯片的工作温度超过一定数值后，其寿命将陡降，甚至在几个小时内就不能工作了，因此，为保证发光半导体芯片工作温度正常，需要支架下表面对应发光半导体芯片位置处设置较大体积的散热器；此封装方法能够在保证发光半导体芯片正常工作及透光的同时，在一定程度上保护发光半导体芯片不被氧化。但尚有不足之处：1、封胶后，发光半导体芯片只能从其下方散热，需要使用较大体积的散热器来保证其工作温度正常，而以金属制作的较大体积的散热器需要较高的制造成本，且由于散热器体积较大，其制成品的安装存在物理条件的限制，限制了其使用范围。2、将荧光粉直接涂覆在芯片表面，由于光散射的存在，其出光效率低。3、荧光粉涂层用环氧树脂灌封后其散热性能较差，长时间受到紫外光辐射，容易出现温度猝灭和老化等情况，降低发光效率。同时，由于荧光粉与环氧树脂的折射率不匹配，从而降低了荧光粉对光线的折射效果。4、封胶(环氧树脂)操作时，对胶量的控制较为困难，如对胶体高度、点胶位置均有严格的要求，否则会影响出光效果；另外，环氧树脂会在使用过程中变稠，产生荧光粉沉淀而导致出光色差的问题。5、环氧树脂的散热性以及耐热性较差，往往在半导体芯本身的寿命到达之前，环氧树脂就出现变色情况，影响出光效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发光半导体芯片的封装结构，能有效对发光半导体芯片进行散热，发光半导体的出光效果好，且不易受潮或氧化，使用寿命长，成本低，适用范围广。

本发明的目的在于提供一种发光半导体芯片的封装方法，其封装工艺简单，封装成本低，便于产品的大批量生产。

本发明所述的发光半导体芯片的封装结构，包括发光半导体芯片、灯罩，所述的发光半导体芯片固定在发光半导体芯片托架上；所述灯罩与发光半导体芯片托架固定连接并形成封闭空腔，发光半导体芯片位于空腔中。

本发明所述的发光半导体芯片的封装方法，包括如下步骤：

A、将变光材料与透光的导热材料混合，通过传统的制造工艺一次成型灯罩，或者在已成型的透光灯罩的表面喷涂变光材料；

B、将发光半导体芯片固定在发光半导体芯片托架上；

C、将灯罩与固定有发光半导体芯片中的发光半导体芯片托架联接；

D、对灯罩下部进行加热，使其熔化缩口并紧贴在发光半导体芯片托架外壁，形成密封空腔，同时将密封空腔抽真空或者往密封空腔填充惰性气体，或者在密封空腔中注入可变色气体。

本发明所述的发光半导体芯片的封装方法，包括如下步骤：

A、将变光材料与透光的导热材料混合，通过传统的制造工艺成型透盖，或者在已成型的透光透盖的表面喷涂变光材料；

B、将发光半导体芯片固定在发光半导体芯片托架上；

C、将灯杯下部与固定有发光半导体芯片的发光半导体芯片托架固定连接；

D、将透盖与灯杯上端的开口对接，并固定连接形成密封空腔，同时将密封空腔抽真空，或者往密封空腔填充惰性气体，或者在密封空腔中注入可变色气体。

本发明的有益效果在于：首先，灯罩与发光半导体芯片托架之间形成封闭空腔，使发光半导体芯片与外界及氧气隔绝，不易受潮或被氧化，而不需通过环氧树脂进行灌封，使得发光半导体芯片可以从各个方向散热，极大地改善了发光半导体芯片的散热环境，从而可以不采用散热器即可保证发光半导体芯片工作温度正常，因此其制造成本低，体积可以根据需要调整，有利于产品的推广使用且应用范围可以更加广阔；其次，由于密封空腔为真空或填充有惰性气体，因此其防氧化性更好，且能满足防潮的需要，相应的发光半导体芯片的使用寿命更长；再者，由于变光材料渗入或外涂在灯罩上，其与发光半导体芯片表面分离，散热性好，不存在光散射情况，因此其出光效果更好；最后，本发明的封装工艺简单，有利于该产品的大规模生产。

附图说明

图1是本发明的灯罩与发光半导体芯片托架密封之前的一种结构示意图；

图2是本发明封装后的一种结构示意图；