[发明专利]应用远距式荧光粉层的LED封装结构及其制成方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED封装技术领域，尤其涉及一种厚度均匀的荧光粉结构制备，特别涉及一种应用远距式荧光粉层的LED封装结构及其制成方法。

背景技术

LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。LED的特点非常明显，寿命长、光效高、低辐射与低功耗。白光LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率可超过150lm/W（2010年）。

LED封装是指发光芯片的封装，相比集成电路封装有较大不同。LED的封装不仅要求能够保护灯芯，而且还要能够透光。所以LED的封装对封装材料有特殊的要求。目前常见的封装结构是芯片外围封装荧光粉和硅胶，硅胶主要用于保护LED芯片及关联电子元器件，荧光粉主要用于激发白光（一般蓝光LED芯片出光通过黄色荧光粉激发得到白光）。根据散热设计、出光效率、光色指数、可靠性的要求，封装结构各式各样。

典型的白光LED封装结构是：在LED支架上、反光杯内固定芯片并完成电气连接，在反光杯空腔灌封荧光粉，荧光粉涂布于芯片外围。在荧光粉外围灌封硅胶，芯片发出的蓝光被荧光粉激发变为白光，白光或直接向支架外散射，或经过反光杯壁反射出光。

传统封装结构中，荧光粉采用近距式。即荧光粉直接涂布于芯片外围。这意味着光线从芯片发出即触及荧光粉，这种出光模式有两种缺点：1、部分光线被荧光粉直接反射回芯片，这部分光扰乱了芯片发出的光。2、芯片发热直接传导至荧光粉层，加速荧光粉的升温，直接损害减少荧光粉寿命，造成LED灯可靠性问题。

最新的远距式荧光粉涂布技术针对这两个问题改变了芯片、荧光粉层的封装设计，将芯片与荧光粉层隔离，芯片与荧光粉层之间或为其他透光材料，或为真空等。远距式荧光粉层涂布并不罕见，各国都有相关技术专利申请，远距式荧光粉层涂布技术并没有绝对严格的技术标准，行业上对芯片和荧光粉层进行隔离封装的技术都可以成为远距式荧光粉层涂布。

现有荧光粉涂布技术的常见缺陷：第一，常见的支架LED芯片封装是把过量的荧光胶不加控制地灌封到反光杯中，以达到发出白光的效果。这种工艺主要的缺点是耗费大量荧光粉，而且造成荧光粉在芯片周围的分布不均，严重影响白光LED色温的均匀性，致使白光LED的亮度和光斑都不能达到预期效果。另一种工艺则通过喷绘、光刻、薄膜技术等半导体工艺，采用平铺形式，将荧光粉均匀涂覆在晶片表面。对于工厂批量生产销售，完全保形涂抹技术需要过大的实现代价。还有一种工艺是对荧光粉的涂覆略加控制，只在芯片周围涂覆荧光粉，但由于没有理想的工艺，往往得到厚度不均匀、形状不规则的荧光粉层。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种LED封装结构。

具体的技术方案如下：

一种LED封装结构，包括基板、LED芯片和荧光粉层，LED芯片固定于基板上，所述荧光粉层为具有凹形空腔的罩状结构，荧光粉层黏合于基板上，所述荧光粉层与基板形成闭合空腔，所述LED芯片被罩于凹形空腔内，所述凹形空腔的体积大于LED芯片的体积，所述荧光粉层与所述LED芯片之间空隙为真空。

在其中一个实施例中，所述凹形空腔的形状为圆柱形、半球形或多边柱形。

本发明还提供一种用于上述LED封装结构的荧光粉层。

具体的技术方案如下：

一种用于上述LED封装的荧光粉层，该荧光粉层为具有凹形空腔的罩状结构，所述荧光粉层的厚度均匀。

在其中一个实施例中，所述凹形空腔的形状为圆柱形、半球形或多边柱形。

本发明还提供上述荧光粉层的制备方法。

具体的技术方案如下：

上述用于LED封装的荧光粉层的制备方法，包括如下步骤：采用形状相互配合的公模和母模进行制备，所述母模至少设有一个凹形空腔，所述公模设有与所述凹形空腔相配合的凸形结构，将荧光胶注入母模中的凹形空腔，将公模扣合于母模，当公模与母模扣合时，所述公模的凸形结构与所述凹形空腔的内壁之间的距离>0，固化脱模后，即得具有凹形空腔罩状结构的荧光粉层。

本发明还提供制备上述荧光粉层的模具。

具体的技术方案如下：

一种制备上述荧光粉层的模具，该模具为一对形状相互配合的公模和母模，公模上至少有一个凸形结构，母模上至少有一个凹形空腔，公模的每个凸形结构和母模的每个凹形空腔一一对应，公模的凸形结构与母模凹形空腔的内壁之间的距离>0。

本发明还提供上述LED封装结构的制备方法。