CN102130239A - 全方位采光的led封装方法及led封装件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种全方位采光的LED封装方法及LED封装件。本发明使用透明固晶胶把LED芯片和电极固牢在一片或多片透明玻璃或透明胶片上，然后将固定有LED芯片、电极及焊线的透明支架直立安装在一透明容器内。当二极管通电时，直立透明支架上的LED芯片的正面可正常发光，而LED芯片的底部也可透过透明玻璃或透明胶片发出更亮的光线。本发明可消除现有封装技术中因供电导线的关系不能把发光二极管最亮的一面向外展示的限制，提高了发光二极管出光率。

Description

全方位采光的LED封装方法及LED封装件
技术领域
本发明一般地涉及发光二极管即LED的封装技术。更具体地，本发明涉及通过使用透明固晶胶将LED芯片和电极固在透明玻璃或透明胶片上的封装方法，以及使用该方法的LED封装件。
背景技术
发光二极管(LED)是一种由半导体材料制成的、能直接将电能转变成光能的发光显示器件，其具有低耗电、高亮度的优势，因此广泛用于各种电子电路、家电、仪表等设备中作为指示灯和显示板。并且，与普通白炽灯相比，发光二极管具有体积小、发热量低、耗电量小、寿命长、反应速度快、环保等优点，因此也可广泛用于照明。
现有的发光二极管是用一片约厚0.12mm的半导体薄片附在一透明硅片上制成的，其光源分为正面及底面，因底面没有印刷供电导线遮挡，故底面的亮度比正面的亮度高出约20％。
在传统技术中，所有的LED芯片都是平放固定在一平面板材上，并在LED芯片上印刷供电线路图，同时努力设计各种反光技术，把芯片底部所发出的光线反射到前面去。但由于存在印刷供电导线，无论反射技术多好，其反射的光线都会被印刷供电导线遮挡，故现有封装技术的出光率只达70％。换句话说，现有的封装技术不能把最亮的一侧发光面向外展示，只能采用反光方法反射底部的光线，影响出光率。
中国专利申请200810220159.9(公开号CN101442098)公开了一种功率型发光二极管，其包括垂直安装在反光罩内的LED芯片，且LED芯片的正电极和负电极分别与正电极支架和负电极支架固定连接。这种结构虽然在一定程度上能够提高LED芯片的出光率，但由于正负电极支架具有相对较大的宽度，仍会阻挡一部分光线，故并未彻底解决前述问题。另外，在该现有技术中，LED芯片是通过环氧树脂固定在反光罩中的，其发出的热量不易耗散，而过热造成的环氧树脂老化也会进一步降低该发光二极管的出光率。
因此，如果发光二极管的正面和底面都能够正常发光而在垂直于正面和底面的主光路上完全不被遮挡，则可极大程度改进发光二极管的出光率。本发明致力于解决该问题，提出了全方位采光的发光二极管封装技术。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种全方位采光的LED封装方法，其包括：利用透明固晶胶将至少一个LED芯片和至少两个电极固牢在透明支架上；利用焊线实现LED芯片和电极的电连接；将固定有LED芯片、电极及焊线的透明支架直立固定在透明容器内。
在进一步的实施方式中，透明支架直立安装在透明容器内的基座上。在此实施方式中，可以通过以下步骤以铸模方式实现透明支架的直立安装：将透明支架和电源线置于模具中，使透明支架上的电极紧贴电源线；以及在电极和电源线的接触位置周围浇注塑性材料并固化形成基座。作为替代，可以通过以下步骤以卡接方式实现透明支架的直立安装：将电源线与基座一体成形，其中电源线的一端嵌入基座；在基座中部形成凹槽以暴露出电源线，该凹槽的尺寸被设置为能够紧密地卡接带有电极的透明支架；以及将透明支架***凹槽，使电极与电源线之间形成电连接。
在进一步的实施方式中，通过在透明容器内灌封并固化透明材料来直立固定透明支架。
在进一步的实施方式中，可以在透明容器内填充绝缘透明液体，以加快散发LED芯片产生的热量。此外，还可以在透明容器的内表面涂覆一层荧光粉，以防止芯片产生的热量直接传导至荧光粉，避免荧光粉因受热而分解和老化，相应地避免了光衰和色差。
在进一步的实施方式中，透明支架可以是厚约0.4mm至5mm的透明玻璃或透明胶片，焊线可以是金线或合金供电导线，且透明容器可以是圆形或方形容器。
在进一步的实施方式中，透明支架包括成Y形的三个平面分支，相邻平面分支间的夹角优选是120度。
在进一步的实施方式中，透明支架包括成十字形的四个平面分支，相邻平面分支间的夹角优选是90度。
根据本发明的另一个方面，提供一种全方位采光的LED封装体，其包括：透明支架；通过透明固晶胶固牢在透明支架上的至少一个LED芯片和至少两个电极；焊线，用于实现LED芯片和电极的电连接；以及透明容器；其中固定有LED芯片、电极及焊线的透明支架被直立固定在透明容器内。
在进一步的实施方式中，该LED封装体还可以包括位于透明容器内的基座。在此实施方式中，透明支架可以以铸模方式或卡接方式直立安装在基座上。
在进一步的实施方式中，可以通过在透明容器内灌封并固化透明材料来直立固定透明支架。
在进一步的实施方式中，该LED封装体还可以包括填充在透明容器内的绝缘透明液体，和/或涂覆在透明容器的内表面的一层荧光粉。
在进一步的实施方式中，透明支架可以是厚约0.4mm至5mm的透明玻璃或透明胶片，焊线可以是金线或合金供电导线，且透明容器可以是圆形或方形容器。
在进一步的实施方式中，透明支架包括成Y形的三个平面分支，相邻平面分支间的夹角优选是120度。进一步优选地，在每个平面分支的同一侧设置相同数量的LED芯片。
在进一步的实施方式中，透明支架包括成十字形的四个平面分支，相邻平面分支间的夹角优选是90度。进一步优选地，在每个平面分支的同一侧设置相同数量的LED芯片。
本发明的优点在于，通过利用透明固晶胶将LED芯片固定在直立透明支架上，且利用焊线电连接芯片和分离的电极，LED芯片在通电时可实现正面和背面的近乎无遮挡发光，从而得到最大可能的出光率。
附图说明
图1示意性显示根据本发明第一实施例的透明支架。
图2示意性显示根据本发明第一实施例的LED封装件的截面图。
图3示意性显示图2的本发明的LED封装件的立体图，其中部分容器被切除以显示内部结构。
图4A示意性显示根据本发明第二实施例的透明支架立体图。
图4B示意性显示根据本发明第二实施例的透明支架平面图。
图5A示意性显示根据本发明第三实施例的透明支架立体图。
图5B示意性显示根据本发明第三实施例的透明支架平面图。
具体实施方式：
下面参考附图对本发明进行详细的描述。首先参考图1，其示意性显示了根据本发明的第一实施例的透明支架。如图1所示，该透明支架的主体是一片或多片透明材料4，例如透明玻璃或透明胶片，其厚度约为0.4mm至5mm。一个或多个LED芯片2及一个或多个电极3通过透明固晶胶1固定在该透明玻璃或透明胶片的一侧上。芯片与芯片之间以及芯片与电极之间通过焊线5实现电互联，该焊线优选为常规键合金线，当然也可以是其他金属或合金供电导线。应该理解，虽然图示了两个串联的LED芯片，但本发明并不局限于此，例如单一芯片以及两个或更多个并联的LED芯片的实施方式也在预期之中。通过这种实施方式，即LED芯片借助焊线而不是直接与电极实现电连接，LED芯片的双面均可实现无遮挡发光，从而得到近乎100％的出光率。
图2和图3图示说明了本发明的发光二极管封装件的一种实施方式。与常规水平安装方式不同的是，在此处将固定有LED芯片2、正负电极3以及焊线5的透明支架4直立安装在透明容器7内的基座8上，使正负电极3分别与正负电源线6紧密接触。当二极管通电时，直立透明支架上的LED芯片的正面可正常发光，而LED芯片的底部也可透过透明玻璃或透明胶片发出更亮的光线，由此可以消除现有封装技术中因供电导线的关系不能把发光二极管最亮的一面向外展示的限制，提高发光二极管的出光率。
透明支架的直立安装可以通过以下铸模方式实现：将透明支架和电源线置于模具中，使透明支架上的电极紧贴电源线，然后在接触位置周围浇注塑性材料并固化形成基座，从而得到电极与电源线之间的稳固电连接。作为替代，也可以通过卡接方式实现透明支架的直立安装，例如将电源线与基座形成为一体，并在基座中部形成凹槽以暴露出电源线的一侧，该凹槽的尺寸被设置为能够紧密地卡接带有电极的透明支架，从而当***透明支架时，电极与电源线之间可以形成稳固的电连接。通过这种方式，透明支架和基座可以分别利用标准工艺批量形成，且可以快速组装。
应该注意，前述基座并不是本发明所必需的，任何能将透明支架直立固定在透明容器内的手段都可以使用。例如，可以通过在透明容器内灌封并固化透明材料来直立固定透明支架。
作为选择，可以在透明容器7内填充绝缘透光液体，以加快散发LED芯片产生的热量。另外，根据实际发光需要，可以在透明容器7的内表面涂覆一层荧光粉，从而制成不同颜色的发光二极管。通过将荧光粉涂覆在透明容器上而不是直接涂覆在LED芯片上，可以防止芯片产生的热量直接传导至荧光粉，避免荧光粉因受热而分解和老化，相应地避免了光衰和色差。
虽然图3中显示了圆形透明容器，但应该理解，方形或其他形状的透明容器也是适用的。另外，该透明容器可以使用透明塑料或玻璃等材料制成。
图4A和图4B示意性显示了根据本发明的第二实施例的透明支架。与第一实施例中透明支架为单一平板不同，该实施例中的透明支架4包括形成Y形结构的三个平面分支。这三个平面分支优选围绕中心均匀分布，即彼此之间的夹角为120°，但对称或成一定角度的非对称分布的其他实施方式也是可预见的。
从图4A的立体图中可以看出，在每一个平面分支上利用透明固晶胶固定有一个LED芯片，且在任意两个平面分支上固定有两个电极(即正电极和负电极)。为了简化，图中仅显示了芯片与电极之间的焊线电连接，芯片之间的串联焊线并未显示。当然，为了焊接方便，也可以在每个平面分支上设置一个LED芯片和分别与其正负极连接的两个电极(即正电极和负电极)，从而在未图示的基座内，正负电源线分别与三个正电极和三个负电极相连接。进一步地，也可以将图1所示的透明支架用作本实施例中的一个平面分支，即在每个平面分支上有多个串联LED芯片。
从图4B的平面图中可以看出，每个LED芯片被设置在每个平面分支的同一侧，每个芯片正面发出的光线可以与另一个芯片背面发出的、穿过透明材料的光线交叉补充，并且垂直于芯片表面的主光路不会被相邻芯片遮挡。因此，与第一实施例中的双向发光相比，该实施例可以实现六个方向的发光，得到的光分布更加均匀，且同样可得到最大可能的出光率。
图5A和图5B示意性显示了根据本发明的第三实施例的透明支架。与第二实施例中透明支架为Y形三分支结构不同，该实施例中的透明支架包括形成十字形结构的四个平面分支。这四个平面分支优选围绕中心均匀分布，即彼此之间的夹角为90°，但对称或成一定角度的非对称分布的其他实施方式也是可预见的。
从图5A的立体图中可以看出，在每一个平面分支上利用透明固晶胶固定有一个LED芯片，且在任意两个平面分支上固定有两个电极(即正电极和负电极)。为了简化，图中仅显示了芯片与电极之间的焊线电连接，芯片之间的串联焊线并未显示。当然，为了焊接方便，也可以在每个平面分支上设置一个LED芯片和分别与其正负极连接的两个电极(即正电极和负电极)，从而在未图示的基座内，正负电源线分别与四个正电极和四个负电极相连接。进一步地，也可以将图1所示的透明支架用作本实施例中的一个平面分支，即在每个平面分支上有多个串联LED芯片。
从图4B的平面图中可以看出，每个LED芯片被设置在每个平面分支的同一侧，每个芯片正面发出的光线可以与另一个芯片背面发出的、穿过透明材料的光线交叉补充，并且垂直于芯片表面的主光路不会被相邻芯片遮挡。因此，与第二实施例中的六向发光类似，该实施例可以实现四个方向的均匀光分布，且同样可得到最大可能的出光率。
虽然已经具体参考附图的实施方式详细地描述了本发明，但是本领域技术人员理解其它实施方式可以取得相同的结果。本发明的变化和修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且包含在本申请的范围内。

Claims (25)

1.一种全方位采光的LED封装方法，其包括：
利用透明固晶胶将至少一个LED芯片和至少两个电极固定在透明支架上；
利用焊线实现所述LED芯片和所述电极的电连接；
将固定有所述LED芯片、所述电极及所述焊线的所述透明支架直立固定在透明容器内。
2.如权利要求1所述的LED封装方法，其中所述透明支架直立安装在所述透明容器内的基座上。
3.如权利要求2所述的LED封装方法，其中通过以下步骤以铸模方式实现所述透明支架的直立安装：
将所述透明支架和所述电源线置于模具中，使所述透明支架上的所述电极紧贴所述电源线；以及
在所述电极和所述电源线的接触位置周围浇注塑性材料并固化形成所述基座。
4.如权利要求2所述的LED封装方法，其中通过以下步骤以卡接方式实现所述透明支架的直立安装：
将所述电源线与所述基座一体成形，其中所述电源线的一端嵌入所述基座；
在所述基座中部形成凹槽以暴露出所述电源线，该凹槽的尺寸被设置为能够紧密地卡接带有所述电极的所述透明支架；以及
将所述透明支架***所述凹槽，使所述电极与所述电源线之间形成电连接。
5.如权利要求1所述的LED封装方法，其中通过在所述透明容器内灌封并固化透明材料来直立固定所述透明支架。
6.如权利要求1所述的LED封装方法，其还包括：
在所述透明容器内填充绝缘透明液体。
7.如权利要求1所述的LED封装方法，其还包括：
在所述透明容器的内表面涂覆一层荧光粉。
8.如权利要求1-7中任一项所述的LED封装方法，其中所述透明支架是厚约0.4mm至5mm的透明玻璃或透明胶片。
9.如权利要求1-7中任一项所述的LED封装方法，其中所述焊线是金线或合金供电导线。
10.如权利要求1-7中任一项所述的LED封装方法，其中所述透明容器是圆形或方形容器。
11.如权利要求1-7中任一项所述的LED封装方法，其中所述透明支架包括成Y形的三个平面分支，相邻平面分支间的夹角是120度。
12.如权利要求1-7中任一项所述的LED封装方法，其中所述透明支架包括成十字形的四个平面分支，相邻平面分支间的夹角是90度。
13.一种全方位采光的LED封装体，其包括：
透明支架；
通过透明固晶胶固牢在所述透明支架上的至少一个LED芯片和至少两个电极；
焊线，用于实现所述LED芯片和所述电极的电连接；以及
透明容器；
其中固定有所述LED芯片、所述电极及所述焊线的所述透明支架被直立固定在所述透明容器内。
14.如权利要求13所述的LED封装体，其还包括位于所述透明容器内的基座。
15.如权利要求14所述的LED封装体，其中所述透明支架以铸模方式或卡接方式直立安装在所述基座上。
16.如权利要求13所述的LED封装体，其中通过在所述透明容器内灌封并固化透明材料来直立固定所述透明支架。
17.如权利要求13所述的LED封装体，其还包括填充在所述透明容器内的绝缘透明液体。
18.如权利要求13所述的LED封装体，其还包括涂覆在所述透明容器的内表面的一层荧光粉。
19.如权利要求13-18中任一项所述的LED封装体，其中所述透明支架是厚约0.4mm至5mm的透明玻璃或透明胶片。
20.如权利要求13-18中任一项所述的LED封装体，其中所述焊线是金线或合金供电导线。
21.如权利要求13-18中任一项所述的LED封装体，其中所述透明容器是圆形或方形容器。
22.如权利要求13-18中任一项所述的LED封装体，其中所述透明支架包括成Y形的三个平面分支，相邻平面分支间的夹角是120度。
23.如权利要求22所述的LED封装体，其中在每个所述平面分支的同一侧设置相同数量的LED芯片。
24.如权利要求13-18中任一项所述的LED封装体，其中所述透明支架包括成十字形的四个平面分支，相邻平面分支间的夹角是90度。
25.如权利要求24所述的LED封装体，其中在每个所述平面分支的同一侧设置相同数量的LED芯片。
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