[发明专利]一种LED灯封装结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学晶体的散热处理技术，更具体地，涉及一种LED灯封装结构及其制备方法。

背景技术

LED的发光部分是由p型和n型半导体构成的pn结管芯，当注入pn结的少数载流子与多数载流子复合时，就会发出可见光、紫外光或近红外光。但pn结区发出的光子是非定向的，即向各个方向发射有相同的几率，因此，并不是管芯产生的所有光都可以释放出来，这主要取决于半导体材料质量、管芯结构及几何形状、封装内部结构与包封材料，应用要求提高LED的内、外部量子效率。

常规Φ5mm型LED封装是将边长0.25mm的正方形管芯粘结或烧结在引线架上，管芯的正极通过球形接触点与金丝，键合为内引线与一条管脚相连，负极通过反射杯和引线架的另一管脚相连，然后其顶部用环氧树脂包封。反射杯的作用是收集管芯侧面、界面发出的光，向期望的方向角内发射。顶部包封的环氧树脂做成一定形状，有这样几种作用：保护管芯等不受外界侵蚀；采用不同的形状和材料性质(掺或不掺散色剂)，起透镜或漫射透镜功能，控制光的发散角；管芯折射率与空气折射率相关太大，致使管芯内部的全反射临界角很小，其有源层产生的光只有小部分被取出，大部分易在管芯内部经多次反射而被吸收，易发生全反射导致过多光损失，选用相应折射率的环氧树脂作过渡，提高管芯的光出射效率。用作构成管壳的环氧树脂须具有耐湿性，绝缘性，机械强度，对管芯发出光的折射率和透射率高。选择不同折射率的封装材料，封装几何形状对光子逸出效率的影响是不同的，发光强度的角分布也与管芯结构、光输出方式、封装透镜所用材质和形状有关。若采用尖形树脂透镜，可使光集中到LED的轴线方向，相应的视角较小；如果顶部的树脂透镜为圆形或平面型，其相应视角将增大。

LED组件的内部量子效率，其实就是组件本身的电光转换效率，主要与组件本身的特性、组件的垒晶组成及封装结构等相关。而组件的取出效率则指的是组件内部产生的光子，在经过组件本身的吸收、折射、反射后，实际在组件外部可测量到的光子数目。因此，关于取出效率的因素包括了组件材料本身的吸收、组件的几何结构、组件及封装材料的折射率差及组件结构的散射特性等。而组件的内部量子效率与组件的取出效率的乘积，就是整个组件的发光效果，也就是组件的外部量子效率。早期组件发展集中在提高其内部量子效率，主要方法是通过提高垒晶的质量及改变垒晶的结构，使电能不易转换成热能，进而间接提高LED的发光效率，从而可获得70％左右的理论内部量子效率，但是这样的内部量子效率几乎已经接近理论上的极限。

发明内容

为克服上述的现有缺陷，本发明提出一种LED灯封装结构及其制备方法。

根据本发明的一个方面，提出了一种LED灯封装结构，包括：支架、晶粒、固晶胶和固晶位，其中，固晶位位于支架底部表面上，其上通过涂覆的固晶胶固定晶粒；该支架表面涂覆经过表面镀层处理的高反射率纳米玻璃。

其中，高反射率纳米玻璃包括高挥发性透明溶剂与经过表面镀层处理的高反射率纳米玻璃。其中，纳米玻璃表面镀层为类聚硅烷，高反射镀层的厚度为10-200纳米。其中，纳米玻璃粒径为50-300纳米。

根据本发明的另一方面，提出了一种LED灯封装结构的制备方法，包括：步骤1，使用电子束直写方式制作光刻掩膜板，光刻掩膜板涂布负型光刻胶并置于深紫外光曝光系统中进行深紫外光曝光制程，之后进行显影制程，通过反应性离子蚀刻对光刻掩膜板进行蚀刻，以镍铁合金电镀液进行电铸，然后进行剥膜制程，再以翻模方式制作金属屏蔽层；步骤2，将高反射率纳米玻璃溶液点入支架或基板，经烘烤后去除溶剂，高反射镀层纳米玻璃沉积于支架或基板上。

其中，步骤2中，以高挥发性的透明溶剂与表面镀层处理的高反射率纳米玻璃在行星式搅拌机进行均匀高速搅拌，其转速为5000-10000rpm，产生高反射率纳米玻璃溶液。

其中，步骤2中，纳米玻璃表面镀层为类聚硅烷，高反射镀层的厚度为10-200纳米。

其中，步骤2还包括：步骤21，以点胶机将红胶点入支架的固晶位与第二焊点之上，之后经烘烤；步骤22，将高反射率纳米玻璃溶液以点胶机点入支架，经烘烤后去除溶剂，高反射镀层纳米玻璃沉积于支架上；步骤23，去除红胶，恢复固晶位与第二焊点。

其中，步骤2中，纳米玻璃粒径为50-300纳米。

本发明将纳米玻璃与挥发性溶剂混合后，涂布于基板或支架的适当位置上，经加热挥发溶剂后，纳米玻璃均匀沉积于基板或支架表面，并充当性质优越的反射层，防止漏光，增加外部量子效率。

附图说明

图1是高反射率纳米玻璃支架或基板示意图；