专利名称：一种rgb三色led的封装结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种LED封装结构技术，具体涉及一种RGB三色LED的封装结构。
背景技术：
LED具有体积小，低压直流，绿色环保，寿命长，显色性高等优点，在照明领域有着广宽的应用前景。近年来，LED固体灯照明相关技术得到了快速发展，特别是平板灯具，因为发光面积大，光线柔和，没有刺眼的眩光，正在迅速代替白炽灯在室内照明的应用。平板灯需要侧面LED模块作为光源，光线由LED发出，耦合进平板灯的导光板，然后被均匀地漫反射从而实现大面积的平板照明。面板照明不伤害眼睛，属于健康照明，因此是室内照明重要发展方向。目前，平板灯侧入射的LED模组，一般是采用单颗蓝光LED芯片，在上面涂以一定厚度的黄色荧光粉，从荧光粉发出的黄光加上透射出来的蓝光混合而得所需要的白光，色温取决于黄光与蓝光的比例。显然，一旦LED封装好之后，色温就固定下来了，再也无法改变，这色温恒定的状况与普通白炽灯是一样。并且面板在较大尺寸下，由于LED光源出射光束是圆对称性，需要耦合进去的发光面板是一块二维的平板，即使加大侧边LED的密度，大尺寸的面板的发光均匀性和发光亮度仍难以令人满意。很明显，不管是色温问题还是光耦合进面板及之后的光强分布问题，归根结底是LED的封装问题。传统的功率型LED封装结构如图1所示。它包括热沉铝基板1，固晶胶2，荧光粉3，芯片4，金丝5，透镜6，电极7。热沉铝基板I用刨槽方式做出碗状反射器，在LED发光芯片4涂上固晶胶2贴在碗状的反射器内，芯片焊上金丝5后，在上面涂抹荧光粉，使得可以出射白光，最后是灌胶成透镜6，透镜既有提高LED的出光率的作用，又有保护内部的芯片的作用。这类的LED封装产品，色温是恒定，工作过程中不可调整；出射光线是正面对称大角度出射，对于需要导光板的灯具来说，光耦合效率低，容易得到正向中心位置光强高，然后随着角度偏离与距离增加，光强将迅速降低。光强分布不均匀是研制这类型灯具的难点之一，也直接影响到大尺寸的面板灯具的推广与应用。
发明内容
本发的目的在于克服现有LED封装技术中存在的缺点与不足，提供一种RGB三色LED的封装结构，该封装结构把RGB三色LED芯片封装成一体。本发明的目的通过以下技术方案实现:一种RGB三色LED的封装结构，包括热沉铝基板、RGB三色LED芯片和硅胶透镜；所述热沉铝基板上设有反射槽和电极片，所述RGB三色LED芯片通过固晶胶固定在反射槽的底平面上，LED芯片的正负电极通过金线与热沉铝基板上的电极片连接；所述硅胶透镜覆于反射槽和RGB三色LED芯片上方；所述RGB三色LED芯片的出光侧面倾斜于反射槽的槽形方向。优选的，所述反射槽具有沿槽形方向的两个抛物线形的内侧面，所述RGB三色LED芯片设于该抛物线形的焦点上。优选的，所述RGB三色LED芯片，各LED芯片的底面对角线位于反射槽底平面的半
高线上。优选的，所述RGB三色LED芯片的出光侧面与反射槽的槽形方向之间的夹角为45度。优选的，所述RGB三色LED芯片，各LED芯片沿反射槽的槽形方向等间距排列。优选的，所述RGB三色LED芯片，各LED芯片之间独立控制。RGB三色LED芯片封装成一体使得RGB三色的光强在一个LED灯珠内可分别控制，红绿蓝三色光强比例可大范围随意调整，也就是说LED灯珠的色温可根据需要随意调整。与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果:(I)本发明通过采用RGB三色LED芯片封装于一体得到白色光，不使用荧光粉，克服荧光粉长期使用波长改变，发光效率降低等问题。LED芯片发出的RGB三色光线没有波长转变这一环节，直接混合得到白光，光能量没有额外的损耗，得到充分的利用，并且长期稳定。(2)本发明的LED亮度色温可根据需要大范围内随意调整。(3)本发明封装尺寸与单个管芯利用荧光法实现白光发射的封装尺寸相同，而本发明内部封装有三个管芯，因此本发明的LED亮度远远高于现有单个管芯普通荧光粉LED的亮度。(4)本发明对LED发射的光向加入了控制结构，对不利于导光板均勻光强分布的垂直于板面的大角度方向的光线，改变为有利于导光板光强均匀分布的平面光。
图1为现有技术中带突光粉的白光LED封装结构不意图。图2为本发明的LED芯片在反射槽底部平面上摆放示意的俯视图。图3为本发明的LED芯片在侧向抛物线形的反射曲面摆放示意的剖面图。图4为本发明的LED芯片以45度角摆放的立体结构示意图。图5为本发明LED封装结构的横向剖面图。图6为本发明LED封装结构的纵向剖面图。
具体实施例方式下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。如图2所示，为本实施例一种RGB三色LED芯片封装一体的结构，LED芯片摆放方式的俯视图。其中，8是热沉铝基板反射槽的底部平面，11是红光LED芯片，10是绿光LED芯片，9是蓝光LED芯片，即RGB三色LED芯片。芯片可选用散热要求相对较小的小尺寸的背光源的芯片，如大小可以为10X23mil (毫英寸)，芯片的对角线于长方形的摆放平面半高线重合，芯片之间最近的两点距离为大于等于llmil，使得芯片光滑的长侧面发射的光束没有受到附近芯片的阻挡；如果芯片长侧面存在不平整的表面结构，存在更大角度的出射光线，也因为是大角度入射到另一个芯片表面而产生高反射，能量将损失很少地掠表面而过。热沉铝基板反射槽的底部平面8总长度为120mil，即约为3mm。按照上面的方案摆放好芯片，并且用固晶胶把芯片烘干固定。对于正面表发射的光线，因为芯片一般都采用了 ITO掩膜，表面颗粒化等技术处理，出射光束的角度大小基本相同，可达到120度。三颗LED芯片间距很小，光束张开的角度又基本相同，因此上表面出射的三色光线混合得很充分的，耦合到导光板后进一步混合再发散照明，RGB三色混合成白色的效果是很好的。如图3所示，为LED芯片固定在热沉铝基板反射槽的底部平面上的横向剖面。其中，12为热沉铝基板，13为LED芯片，14是以此横剖面图上LED芯片中心为焦点的抛物线，用作对LED芯片侧面发射出来垂直于LED灯珠长边侧面的光线，即平行于此横剖面方向的光线，反射为竖直向上的方向，反光面进行了抛光使得更有效控制高反射。对于芯片侧面发射的低于O度或大于180度的下半个光锥的光线，将被反光槽底平面反射上来；对于平行于LED灯珠长边侧面的底平面上方的光线，将不作任何限制，光线将以垂直或近似垂直通过的硅胶封装的透镜曲面，能量最大程度地发射出去。图4是本发明的LED芯片摆放45度角立体的结构示意图。其中，15为用作热沉和反光的热沉铝基板，16为倾斜摆放的LED芯片，17为经过抛光的高反射面。其中反射面结构高度约为0.5mm，下面的热沉铝片厚度为0.3mm。整个铝材结构长度约为3mm，宽度约为
1.4mm,高度约为0.8mm,图5是本发明LED封装结构的横向剖面图，其中，18是热沉铝基板，19是LED芯片，20是侧面的抛物线型反射面，21是金丝，22是电极，23是灌封LED的硅胶。用固定胶固定LED芯片在反射槽底平面上，电极焊上金丝，并连接到热沉铝基板上的电极片。在反射槽内灌封硅胶，保护芯片及内部结构，提高LED的出光率。图6是本发明LED纵向剖面结构示意图，其中，24是热沉铝基板，25是电极，26是硅胶透镜。RGB三色在灯珠封装结构内就得到充分的混合，混合光线经过正上方的透射曲面或者侧边的反射曲面后再出射。对于芯片上表面，LED芯片一般都采用了 ITO掩膜，表面颗粒化等技术处理，出射光束的大小基本相同，可达到120度。三颗LED芯片间距很小，光束张开的角度又基本相同，因此上表面出射的三色光线混合得很充分的；对于芯片的侧边，光束大小也约是120度。由于芯片侧边与铝片热沉反射槽有一个倾斜角，发射的光束对于反射槽来说可分为垂直分量和平面分量，光线的垂直分量，将被反射槽侧边的抛物线形反射曲面反射变成竖直向上；光线的平面分量，反射后不改变原来的出射角度。对于侧向发射的光束，在平面下方的半束光线，也就是低于O度或大于180度的约具有60度张角的半束光椎，光线将被底平面反射上来。因此，灯珠发射的是0-180度RGB三色均匀混合的准平面光线。上述为本发明RGB三色LED封装结构的具体实施过程，但本发明的实施方式并不受所述实施的限制，如LED芯片摆放顺序，有左到右的芯片可以是绿光、蓝光、红光芯片，也可以是三色芯片任意其他顺序；芯片大小也可以是其他尺寸；电极连接位也可以调整到LED的短边方向上。其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种RGB三色LED的封装结构，其特征在于，包括热沉铝基板、RGB三色LED芯片和硅胶透镜；所述热沉铝基板上设有反射槽和电极片，所述RGB三色LED芯片通过固晶胶固定在反射槽的底平面上，LED芯片的正负电极通过金线与热沉铝基板上的电极片连接；所述硅胶透镜覆于反射槽和RGB三色LED芯片上方；所述RGB三色LED芯片的出光侧面倾斜于反射槽的槽形方向。
2.根据权利要求1所述的RGB三色LED的封装结构，其特征在于，所述反射槽具有沿槽形方向的两个抛物线形的内侧面，所述RGB三色LED芯片设于该抛物线形的焦点上。
3.根据权利要求1所述的RGB三色LED的封装结构，其特征在于，所述RGB三色LED芯片，各LED芯片的底面对角线位于反射槽底平面的半高线上。
4.根据权利要求1所述的RGB三色LED的封装结构，其特征在于，所述RGB三色LED芯片的出光侧面与反射槽的槽形方向之间的夹角为45度。
5.根据权利要求1所述的RGB三色LED的封装结构，其特征在于，所述RGB三色LED芯片，各LED芯片沿反射槽的槽形方向等间距排列。
6.根据权利要求1所述的RGB三色LED的封装结构，其特征在于，所述RGB三色LED芯片，各LED芯片之间独立控制。
全文摘要
本发明公开了一种RGB三色LED的封装结构，包括热沉铝基板、RGB三色LED芯片和硅胶透镜；所述热沉铝基板上设有反射槽和电极片，所述RGB三色LED芯片通过固晶胶固定在反射槽的底平面上，LED芯片的正负电极通过金线与热沉铝基板上的电极片连接；所述硅胶透镜覆于反射槽和RGB三色LED芯片上方；所述RGB三色LED芯片的出光侧面倾斜于反射槽的槽形方向，实现了RGB三色LED芯片封装于一体。本发明封装的LED，具有色温根据要求随意调整，并且可准平面大角度出光，光耦合效率高，光强分布的均匀性高等优点。
文档编号H01L25/075GK103187410SQ20131009248
公开日2013年7月3日 申请日期2013年3月21日 优先权日2013年3月21日
发明者邓云龙, 文尚胜, 陈颖聪 申请人:华南理工大学