專利名稱：一種透鏡注熒光膠的led燈及其封裝方法
技術領域：
本發明涉及發光二極管(LED Light Emitting Diode)封裝技術，具體涉及一種在 透鏡空腔內注熒光膠的LED燈及其封裝方法。
背景技術：
目前制作白光LED燈的主要方法是在藍光LED晶片表面涂覆黃色熒光粉，經藍光 激發發出黃光，與透過的藍光混合而呈現白光。傳統的大功率LED封裝方法主要有兩種，一 種是成型透鏡注膠，另一種是透鏡模壓成型。成型透鏡注膠工藝是先固晶、焊線后，在LED晶片表面點熒光膠，然后蓋上透鏡， 再向透鏡內注膠，最后固化成型。透鏡模壓成型工藝是在封裝過程中形成透鏡，圖2為采用傳統點粉封裝的LED燈 結構示意圖，在申請號為200710030627. 1的中國專利中提出了一種大功率LED燈的封裝工 藝，這種方法封裝白光LED燈時，先將散熱板與電極固定于基座內，用一種黏著膠將LED晶 片粘貼固定在散熱板中心處，使晶片位于基座1與導熱板形成的碗杯內，然后金線5使晶片 2與基座1的電極連接，再在上述碗杯內涂覆熒光膠3，使晶片2完全被熒光膠3覆蓋，將一 個空心的透鏡模型4蓋在基座1上的透鏡安裝位置，然后由透鏡模型4邊緣與基座1接觸 處的注入孔向透鏡模型4內注入硅膠，再烘烤使硅膠成型，形成硅膠透鏡，最后剝掉透鏡模 型。以上兩種LED燈封裝方法都是基于點膠工藝完成的，是通過將熒光膠放在某種小 的容器內，通過控制出膠時間來控制出膠量，最終靠膠的自身流動和表面張力成型，此方法 對包裹在晶片上方和四周的熒光膠層厚度的一致性不能控制，導致晶片正上方以及四周的 熒光膠厚度不一，晶片呈180°發光，經由晶片發出的光線射向厚度不一的熒光膠時，就會 導致封裝出的LED燈顏色均勻性差別很大。
發明內容
本發明要解決的技術問題在于，克服現有點熒光膠技術之不足，提供一種易于控制熒光膠厚度的LED燈封裝工藝、采用這種工藝制成的LED燈。鑒于以上問題，本發明提供了一種通過在透鏡空腔內注熒光膠的發光二極管 (LED)燈，包括LED晶粒、基座、封裝膠、熒光膠、透鏡，其中，所述LED晶粒固定于所述基座 上，所述透鏡罩住所述LED晶粒與所述基座形成一容納封裝膠的腔體，所述透鏡內部有一 用于填充熒光膠的腔層，所述透鏡還設有注膠孔；所述LED晶粒上覆蓋有通過所述注膠孔 向所述腔體內注入的固化成型的封裝膠，所述腔層內有通過所述注膠孔注入的固化成型的 熒光膠。進一步地，所述腔層具有均勻厚度。進一步地，所述腔層的正投影面積不小于所述透鏡正投影面積的60%。進一步地，所述基座為平面結構，所述透鏡靠近所述LED晶粒的一側的面具有凹槽，罩住所述LED晶粒與所述基座形成一腔體；或者所述基座具有碗杯，所述LED晶粒置于 所述碗杯中，所述透鏡靠近所述LED晶粒的一側的面具有凹槽，罩住所述LED晶粒與所述基 座形成一腔體。 進一步地，所述凹槽為球面或拱形凹槽，所述腔層為球面或拱形結構。進一步地，所述基座具有碗杯，所述LED晶粒置于所述碗杯中，所述透鏡靠近所述 LED晶粒的一側的面為平面結構，所述透鏡罩住所述LED晶粒與所述基座形成一腔體；所述 腔層為平面結構或拱形結構。進一步地，所述透鏡上設置有兩個注膠孔和兩個排氣孔，其中包括一用于注入封 裝膠的注膠孔和一排出多余膠體的排氣孔，均與所述腔體連通，以及一用于注入熒光膠的 注膠孔和一排出多余膠體的排氣孔，均與所述腔層連通。鑒于以上問題，本發明還提供了一種通過在透鏡空腔內注熒光膠的LED封裝方 法，應用于包括LED晶粒、基座、封裝膠、熒光膠、透鏡的LED燈，包括將所述LED晶粒固定 于所述基座上，所述透鏡罩住所述LED晶粒與所述基座形成一容納封裝膠的腔體，所述透 鏡內部設有一用于填充熒光膠的腔層，所述透鏡還設有注膠孔；從所述透鏡的注膠孔向所 述腔體注入封裝膠覆蓋所述LED晶粒，并從所述透鏡的注膠孔向所述腔層注入熒光膠，固 化成型后完成LED封裝。進一步地，所述用于填充熒光膠的腔層被設置為均勻厚度；所述腔層設置為其正 投影面積不小于所述透鏡正投影面積的60%。進一步地，所述基座為平面結構，所述透鏡靠近所述LED晶粒的一側的面設置有 一凹槽，罩住所述LED晶粒與所述基座形成一腔體；或者所述基座設置有碗杯，將所述LED 晶粒置于所述碗杯中，所述透鏡靠近所述LED晶粒的一側的面設置有凹槽，罩住所述LED晶 粒與所述基座形成一腔體。進一步地，將所述凹槽設置為球面或拱形凹槽，將所述腔層設置為球面或拱形結 構。進一步地，所述基座設置有碗杯，將所述LED晶粒置于所述碗杯中，所述透鏡靠近 所述LED晶粒的一側的面為平面結構，罩住所述LED晶粒與所述基座形成一腔體；所述腔層 為平面結構或拱形結構。進一步地，所述透鏡上設置有兩個注膠孔和兩個排氣孔，其中包括一用于注入封 裝膠的注膠孔和一排出多余膠體的排氣孔，均與所述腔體連通，以及一用于注入熒光膠的 注膠孔和一排出多余膠體的排氣孔，均與所述腔層連通。本發明較同類型其他LED燈具有如下優點在上述本發明中，先將封裝膠注膠孔注入膠體，并從封裝膠排氣孔排出多余的膠 體，然后從熒光膠注膠孔注入熒光膠，并從熒光膠排氣孔排出多余的熒光膠，由于透鏡中用 于填充熒光膠的空腔厚度可根據需要調整，熒光膠的處理方式可實現熒光膠的均勻涂覆， 當空腔厚度調整為均勻厚度時，經由LED發出的光線射向熒光膠時會將熒光粉均勻激發， LED的色溫一致性可大大提高，LED光斑色度均勻。同時熒光膠與晶片之間有封裝膠間隔 開，當LED點亮，晶片發熱時，可降低熱對熒光粉性能的衰減影響，從而降低LED的光衰，延 長LED壽命。
圖1是現有技術中產品的示意圖；圖2是采用傳統點熒光膠封裝的LED結構示意圖；圖3是本發明第一實施例的剖面圖；圖4是本發明第二實施例的剖面圖；圖5是本發明第三實施例的剖面圖；圖6是本發明第一、二、三實施例的頂視圖。圖7是本發明注熒光膠透鏡的右視圖；圖8是本發明注熒光膠透鏡的前視圖。
具體實施例方式以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發明的實施方式，藉此對本發明如何應用 技術手段來解決技術問題并達成技術功效的實現過程能充分理解并據以實施。本發明的核心所述透鏡罩住所述LED晶粒形成一容納封裝膠的腔體，所述透鏡 內部具有一用于填充熒光膠的腔層，所述透鏡還具有注膠孔；所述LED晶粒上覆蓋有通過 所述注膠孔向所述腔體內注入的固化成型的封裝膠，所述腔層內有通過注膠孔注入的固化 成型的熒光膠。所述整個腔層的厚度可調整為一致的均勻厚度。所述透鏡設置有兩個注膠孔和兩個排氣孔，其中用于注入封裝膠的注膠孔和排出 多余膠體的排氣孔連通腔體，用于注入熒光膠的注膠孔和排出多余膠體的排氣孔連通腔層。所述封裝膠，一般包括硅膠、環氧樹脂或者硅樹脂；所述熒光膠，一般為熒光物 質與硅膠、環氧樹脂或者硅樹脂中一個或多個的混合物；所述透鏡為透明的半球形或者其 他形狀，其材質一般包括如硅膠、環氧樹脂、聚碳酸酯等有機材料或如玻璃等無機材料。LED晶粒可以是一顆或者多顆。以下參照
本發明的實施例。圖3是本發明第一實施例的剖面圖，圖6是本發明第一實施例的頂視圖。本實施 例包括基座1，LED晶粒2，封裝膠3，熒光膠4，透鏡5，金線6，熒光膠注膠孔7，熒光膠排氣 孔8，封裝膠注膠孔9，封裝膠排氣孔10，熒光膠腔體11。先將一顆LED晶粒2通過銀膠或其它黏著膠粘接在基座1的固晶位置，然后用金 線6將LED晶粒1與基座1實現電氣連接，將透鏡5安裝到基座1的相應位置上，所述透鏡 5罩住所述LED晶粒2，由于透鏡5有凹槽，扣罩住所述LED晶粒2后形成一腔體以容納封 裝膠，同時所述透鏡靠近所述LED晶粒的面(即凹槽靠近所述腔體的表面)設有一用于填 充熒光膠的薄層空腔(膠道)，成型為一平面結構；所述透鏡還設有熒光膠注膠孔7，熒光膠排氣孔8，封裝膠注膠孔9，封裝膠排氣孔 10 ；使用點膠設備從封裝膠注膠孔9注入適量的封裝膠體，多余的膠體從封裝膠排氣孔10 排出，然后從熒光膠注膠孔7注入適量的熒光膠體，多余的膠體從熒光膠排氣孔8排出，最 后固化成型，即完成LED的封裝，固化后所述LED晶粒上覆蓋有固化成型的封裝膠，所述薄 層空腔內有固化成型的熒光膠。
圖4是本發明第二實施例的剖面圖，圖6是本發明第二實施例的頂視圖。本實施例與第一實施例的區別在于，所述透鏡靠近所述LED晶粒的面設有一用于填充熒光膠的薄 層空腔(膠道)，其成型為一拱形結構，LED晶粒2通過倒裝焊接在基座1的固晶位置。圖5是本發明第三實施例的剖面圖，圖6是本發明第三實施例的頂視圖。本實施 例與第一、二實施例的區別在于，透鏡5為一平面結構。需要說明的是，上述實施例中，透鏡用于填充熒光膠的空腔厚度可根據需要調整， 當空腔的厚度為均勻的厚度時，經由LED燈發出的光線射向熒光膠時會將熒光粉均勻激 發，LED的色溫一致性可大大提高，LED燈光斑均勻。所述腔層的正投影面積不小于所述透 鏡正投影面積的60%，以保證所述LED晶粒的出光能全部通過所述腔層。另外，對于本方案，基座可以為平面結構，這就要求透鏡靠近LED晶粒的一側的面 具有凹槽，可以罩住LED晶粒與基座形成一腔體；所述基座也可以具有碗杯，所述LED晶粒 置于所述碗杯中，此時透鏡靠近所述LED晶粒的一側的面依然可以設置有凹槽，罩住所述 LED晶粒與所述基座形成一腔體；對于上述情況，凹槽可以為球面或拱形凹槽，腔層也可以為球面或拱形結構。對于本方案，基座可以具有碗杯，LED晶粒置于所述碗杯中，而透鏡靠近所述LED 晶粒的一側的面還可以為平面結構，透鏡罩住所述LED晶粒與所述基座形成一腔體；對于上述情況，腔層也可以為平面結構或拱形結構。對應上述LED產品結構，本發明還提出了通過在透鏡空腔內注熒光膠的LED封裝 方法，應用于上述的包括基座、LED晶粒、基座、金線、封裝膠、熒光膠、透鏡的LED，具體包括 如下操作所述LED晶粒固定于基座上，并通過導線完成電氣連接；將所述透鏡罩在所述LED晶粒上，所述透鏡靠近所述LED晶粒的面設有一用于填 充熒光膠的厚度均勻的薄層空腔；從所述透鏡的注膠孔注入封裝膠體覆蓋所述LED晶粒，再從所述透鏡的注膠孔向 所述薄層空腔注入熒光膠體，固化成型后完成LED封裝。本發明的方法的操作步驟與前述LED產品的結構特征對應，可參照之前的產品部 分的說明，不再一一贅述。另外，本發明應用于上述LED燈，還提出了一種支持熒光膠注入的透鏡，參考圖7 和圖8，分別為本發明注熒光膠透鏡的右視圖和前視圖，所述透鏡上設有一用于填充熒光膠 的厚度均勻的薄層空腔，還設有用于注入熒光膠的注膠孔和排除多余熒光膠的排氣孔。所述透鏡上設置有兩個注膠孔和兩個排氣孔，其中用于注入封裝膠的注膠孔9和 排出多余膠體的排氣孔10與所述透鏡與基板形成的腔體連通，用于注入熒光膠的注膠孔7 和排出多余膠體的排氣孔8位于所述透鏡的薄層空腔的位置，與所述薄層空腔(膠道)連通。雖然本發明所揭露的實施方式如上，然而所述的內容并非用以直接限定本發明的 保護范圍。任何本發明所屬技術領域中技術人員，在不脫離本發明所揭露的精神和范圍的 前提下，可以在實施的形式上及細節上作些許的更動。本發明的保護范圍，仍須以所附的權 利要求書所界定的范圍為準。
權利要求
一種透鏡注熒光膠的發光二極管(LED)燈，其特征在于，包括LED晶粒、基座、封裝膠、熒光膠、透鏡，其中，所述LED晶粒固定于所述基座上，所述透鏡罩住所述LED晶粒與所述基座形成一容納封裝膠的腔體，所述透鏡內部有一用于填充熒光膠的腔層，所述透鏡還設有注膠孔；所述LED晶粒上覆蓋有通過所述注膠孔向所述腔體內注入的固化成型的封裝膠，所述腔層內有通過所述注膠孔注入的固化成型的熒光膠。
2.如權利要求1所述的LED燈，其特征在于，所述腔層具有均勻厚度。
3.如權利要求2所述的LED燈，其特征在于，所述腔層的正投影面積不小于所述透鏡正投影面積的60%。
4.如權利要求3所述的LED燈，其特征在于，所述基座為平面結構，所述透鏡靠近所述LED晶粒的一側的面具有凹槽，罩住所述LED 晶粒與所述基座形成一腔體；或者所述基座具有碗杯，所述LED晶粒置于所述碗杯中，所述透鏡靠近所述LED晶粒的一側 的面具有凹槽，罩住所述LED晶粒與所述基座形成一腔體。
5.如權利要求4所述的LED燈，其特征在于，所述凹槽為球面或拱形凹槽，所述腔層為球面或拱形結構。
6.如權利要求3所述的LED燈，其特征在于，所述基座具有碗杯，所述LED晶粒置于所述碗杯中，所述透鏡靠近所述LED晶粒的一側 的面為平面結構，所述透鏡罩住所述LED晶粒與所述基座形成一腔體；所述腔層為平面結構或拱形結構。
7.如權利要求5或6所述的LED燈，其特征在于，所述透鏡上設置有兩個注膠孔和兩個排氣孔，其中包括一用于注入封裝膠的注膠孔和 一排出多余膠體的排氣孔，均與所述腔體連通，以及一用于注入熒光膠的注膠孔和一排出 多余膠體的排氣孔，均與所述腔層連通。
8.—種透鏡注熒光膠的LED封裝方法，其特征在于，應用于包括LED晶粒、基座、封裝 膠、熒光膠、透鏡的LED燈，包括將所述LED晶粒固定于所述基座上，所述透鏡罩住所述LED晶粒與所述基座形成一容 納封裝膠的腔體，所述透鏡內部設有一用于填充熒光膠的腔層，所述透鏡還設有注膠孔；從所述透鏡的注膠孔向所述腔體注入封裝膠覆蓋所述LED晶粒，并從所述透鏡的注膠 孔向所述腔層注入熒光膠，固化成型后完成LED封裝。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述用于填充熒光膠的腔層被設置為均勻厚度；所述腔層設置為其正投影面積不小于所述透鏡正投影面積的60%。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述基座為平面結構，所述透鏡靠近所述LED晶粒的一側的面設置有一凹槽，罩住所 述LED晶粒與所述基座形成一腔體；或者所述基座設置有碗杯，將所述LED晶粒置于所述碗杯中，所述透鏡靠近所述LED晶粒的 一側的面設置有凹槽，罩住所述LED晶粒與所述基座形成一腔體。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，將所述凹槽設置為球面或拱形凹槽，將所述腔層設置為球面或拱形結構。
12.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述基座設置有碗杯，將所述LED晶粒置于所述碗杯中，所述透鏡靠近所述LED晶粒的 一側的面為平面結構，罩住所述LED晶粒與所述基座形成一腔體； 所述腔層為平面結構或拱形結構。
13.如權利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述透鏡上設置有兩個注膠孔和兩個排氣孔，其中包括一用于注入封裝膠的注膠孔和 一排出多余膠體的排氣孔，均與所述腔體連通，以及一用于注入熒光膠的注膠孔和一排出 多余膠體的排氣孔，均與所述腔層連通。
全文摘要
本發明公開了一種透鏡注熒光膠的LED燈及其封裝方法，其中LED燈包括LED晶粒、基座、封裝膠、熒光膠、透鏡，其中，所述LED晶粒固定于所述基座上，所述透鏡罩住所述LED晶粒與所述基座形成一容納封裝膠的腔體，所述透鏡內部有一用于填充熒光膠的腔層，所述透鏡還設有注膠孔；所述LED晶粒上覆蓋有通過所述注膠孔向所述腔體內注入的固化成型的封裝膠，所述腔層內有通過所述注膠孔注入的固化成型的熒光膠。本發明特殊的熒光膠的處理方式可實現熒光膠的均勻涂覆，LED光斑均勻，顏色一致性好。同時熒光膠與晶片之間有封裝膠間隔開，當晶片發熱時，可降低熱對熒光粉性能的衰減影響，延長LED壽命。
文檔編號F21V9/10GK101826590SQ201010153988
公開日2010年9月8日 申請日期2010年4月20日 優先權日2010年4月20日
發明者梁毅 申請人:北京朗波爾光電股份有限公司