專利名稱：發(fā)光二極管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及發(fā)光技術領域，尤其涉及一種具有藍色芯片和紅色芯片的發(fā)光二極管。
背景技術：
LED (Light Emitting Diode)，即發(fā)光二極管，是一種半導體固體發(fā)光器件。它是 利用固體半導體芯片作為發(fā)光材料。當兩端加上正向電壓，半導體中的少數截流子和多數 截流子發(fā)生復合，放出過剩的能量而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出紅、橙、黃、綠、青、藍、紫、白色 的光。LED光源由于具有高節(jié)能、壽命長、利于環(huán)保等優(yōu)點，實際上，自LED問世以來，LED的 應用面越來越廣泛，其環(huán)保節(jié)能之優(yōu)點使得LED被視為21世紀之主要照明光源之一。為了在照明市場占得一席之地，不同封裝類型的白光LED在市場上不斷出現。隨 著LED的大量應用，LED的需要量逐漸增大，然而如何提高LED的光效以及如何解決高功率 LED的散熱問題一直都是LED開發(fā)的一個重要課題。就照明模塊而言，發(fā)光功率、散熱性能 以及出光效率都是設計者所關心的焦點。在以往的LED結構中，發(fā)光芯片設置于支架上，發(fā)光芯片通常用金線與引腳導電 連接。發(fā)光芯片一般采用藍光芯片，然后覆蓋紅色熒光粉和黃色熒光粉，通過藍光芯片激發(fā) 紅色熒光粉和黃色熒光粉分別發(fā)出紅色和黃色，再與藍光混合形成白光出射。在這種LED 結構中，通過熒光粉的搭配，能調配出不同演色性的產品，但光輸出會下降不少，光效會變 差。因為如果需要提高產品演色性的話，就要加入一定比例的光效低的紅色熒光粉進去，所 以產品的整體光效就會變差，而且紅色熒光粉的價格極其昂貴，無形之中大大增加發(fā)光二 極管的制造成本。

實用新型內容有鑒于此，有必要提供一種高光效、成本低的發(fā)光二極管。一種發(fā)光二極管，其包括基底、設置于基底上的紅色發(fā)光芯片和藍色發(fā)光芯片、以 及封裝所述紅色發(fā)光芯片和藍色發(fā)光芯片的封裝體，發(fā)光二極管還包括覆蓋所述藍色發(fā)光 芯片的熒光粉，所述封裝體覆蓋在所述熒光粉和紅色發(fā)光芯片上，所述封裝體直接結合于 所述紅色發(fā)光芯片上。進一步地，所述紅色發(fā)光芯片與所述封裝體之間緊密貼合。進一步地，所述基底具有凹槽，所述藍色發(fā)光芯片置于所述凹槽內，所述紅色發(fā)光 芯片置于所述基底的高于所述凹槽的表面。進一步地，所述基底具有兩個以上的凹槽，相鄰兩個凹槽之間構成相對凹槽的凸 起，所述藍色發(fā)光芯片分成兩組以上的藍色芯片，每組藍色芯片置于對應一凹槽內，每個凸 起上具有與每組藍色芯片中的芯片相對應數量的紅色發(fā)光芯片，并分布于所述凸起表面。 具體地，所述熒光粉分成至少兩部分，每部分熒光粉覆蓋對應一組藍色芯片。每組藍色芯片 包括至少兩個藍色發(fā)光芯片，每個凸起上具有至少兩個紅色發(fā)光芯片。[0010]進一步地，所述封裝體是經模壓成型的半球形或球冠形膠體，或者是透鏡。進一步地，所述基底為鋁基底，所述紅色發(fā)光芯片和藍色發(fā)光芯片貼合于所述鋁基底。進一步地，所述基底為鋁基底，所述紅色發(fā)光芯片和藍色發(fā)光芯片為串聯聯接，所 述基底周邊設置有正負焊盤，所述串聯聯接的首尾兩芯片分別電性連接至所述正負焊盤。發(fā)光二極管還包括置于基底上、環(huán)繞所述紅色發(fā)光芯片和藍色發(fā)光芯片的反射 杯，所述反射杯具有中空空間，所述封裝體填充于所述反射杯的中空空間。在所述發(fā)光二極管中，在藍色發(fā)光芯片上覆蓋有熒光粉，而封裝體直接結合于所 述紅色發(fā)光芯片，即紅色發(fā)光芯片并未覆蓋有熒光粉，這樣通過熒光粉激發(fā)藍色發(fā)光芯片 發(fā)光，再與部分射出熒光粉的藍光和紅色發(fā)光芯片發(fā)出的紅光混合，形成白光。一方面，紅 色發(fā)光芯片發(fā)出的紅光直接與藍色發(fā)光芯片激發(fā)發(fā)光混合，光輸出效率高，即提高發(fā)光二 極管的光效，另一方面，可避免現有技術中紅色發(fā)光芯片被熒光粉覆蓋，其發(fā)出的光經過熒 光粉而造成的光損，提高光利用率。另外，由于不采用熒光粉覆蓋紅色發(fā)光芯片，極大降低 制造成本。
以下結合附圖描述本實用新型的實施例，其中

圖1是本實用新型第一實施例提供的發(fā)光二極管俯視示意圖；圖2是圖1中發(fā)光二極管沿II-II線的剖視示意圖；圖3是本實用新型第二實施例提供的發(fā)光二極管俯視示意圖；圖4是圖3中發(fā)光二極管沿IV-IV線的剖視示意圖。
具體實施方式
以下基于附圖對本實用新型的具體實施例進行進一步詳細說明。應當理解，此處 所描述的具體實施例僅僅作為實例，并不用于限定本實用新型的保護范圍。請參閱圖1和2，顯示本實用新型第一實施例的發(fā)光二極管10，其包括基底11、設 置于基底11上的紅色發(fā)光芯片12和藍色發(fā)光芯片13、以及封裝所述紅色發(fā)光芯片12和藍 色發(fā)光芯片13的封裝體15，發(fā)光二極管10還包括覆蓋藍色發(fā)光芯片13的熒光粉16，封裝 體15覆蓋在熒光粉16和紅色發(fā)光芯片12上，封裝體15直接結合于紅色發(fā)光芯片12上?；?1可以是導熱性基底，例如鋁基底，以便散熱，根據實際需要，基底11的形狀 可以是方形或圓柱形，圖示為圓柱形，具體根據實際需要而定，不限于此。基底11具有一頂 面110，該頂面110為一平面。進一步，基底11具有凹槽14，藍色發(fā)光芯片12置于凹槽14 內，紅色發(fā)光芯片13置于基底11的高于凹槽14的表面，即本實施例的平整的頂面110，凹 槽14凹設于頂面110。紅色發(fā)光芯片13和藍色發(fā)光芯片12貼合于鋁基底11，與鋁基底11 緊密接觸，以利于散熱。在圖示的實施例中，基底11具有兩個以上的凹槽14，相鄰兩個凹槽14之間構成相 對凹槽14的凸起，凸起相當于是凹槽14的槽壁，或者是相鄰兩個凹槽14之間的隔墻，藍色 發(fā)光芯片12分成兩組以上的藍色芯片，每組藍色芯片置于對應一凹槽14內，每個凸起上具 有與每組藍色芯片中的芯片相對應數量的紅色發(fā)光芯片13，即每個凸起上的紅色發(fā)光芯片13的數量與每組藍色芯片中的芯片數量相匹配(例如一個紅色發(fā)光芯片13對兩個以上藍 色芯片，反之亦然)或相同，并分布于凸起的表面(即本實施例的平整的頂面110)，即凸起 有多少，紅色發(fā)光芯片13就分成同樣組數分布于凸起的表面。具體地，每個凹槽14內的一 組藍色芯片共同覆蓋有一層熒光粉16，即熒光粉16分為兩部分，每部分熒光粉覆蓋對應一 個凹槽14內的一組藍色芯片，并完全覆蓋同一凹槽14內的所有藍色芯片，凹槽14的深度 大于藍色發(fā)光芯片12的高度，由此熒光粉16可以是填平或填滿凹槽14，當然也可以是僅覆 蓋藍色發(fā)光芯片12而未填滿凹槽14的情形。熒光粉16不限于為成兩部分，具體的數量與 藍色發(fā)光芯片12的組數相對應或相同，即為兩部分以上。在圖示的實施例中，每部分熒光 粉16填平對應的凹槽14，凹槽14內填充的熒光粉16的頂部高度大致與頂面110平齊，這 樣，紅色發(fā)光芯片13的位置高于熒光粉16，通過這種結構設置，可提高發(fā)光均勻性和光效。 如圖所示，每組藍色芯片包括至少兩個藍色發(fā)光芯片12，每個凸起上具有至少兩個紅色發(fā) 光芯片13。作為示例，具體如圖1所示，凹槽14的數量為兩個，凹槽14為狹長形溝槽，每個凹 槽14內均勻間隔地放置有四個藍色發(fā)光芯片12，這樣，兩個凹槽之間構成的凸起也是狹長 形，凸起上對應地放置有四個紅色發(fā)光芯片13。當然，可以理解的是，實際應用中，凹槽數 量、藍色發(fā)光芯片12的數量、凸起的數量、紅色發(fā)光芯片13的數量以及它們的布置并不局 限于圖示中的設置，具體根據實際需要，例如色溫、亮度等而變化。本實施例中，藍色發(fā)光芯片12置于凹槽14內，與鋁基底11直接接觸，藍色發(fā)光芯 片12發(fā)光時產生的熱量直接從鋁基底11散發(fā)出去，有利于降低藍色發(fā)光芯片12的工作溫 度，保證其發(fā)光效率。另外，在鋁基底11開設凹槽14以容納藍色發(fā)光芯片12，也方便進行 單獨點熒光膠。如圖2所示，凹槽14的截面可以是錐形或梯形，這樣點熒光膠時可將膠限 制在凹槽14內，防止膠溢流走失，凹槽14大小足夠放置藍色發(fā)光芯片12即可，因而，這種 結構既能保證完全覆蓋藍色發(fā)光芯片12，又節(jié)省用膠，且操作簡便。紅色發(fā)光芯片13直接由封裝體15覆蓋，與封裝體15之間緊密貼合，而沒有覆蓋 熒光粉，這樣，紅色發(fā)光芯片13發(fā)出的光不經過熒光粉，直接經由封裝體15出射。一方面， 紅色發(fā)光芯片13發(fā)出的紅光直接與藍色發(fā)光芯片12激發(fā)熒光粉而發(fā)出的光混合，光輸出 效率高，即提高發(fā)光二極管的光效，另一方面，可避免現有技術中紅色發(fā)光芯片被熒光粉覆 蓋，其發(fā)出的光經過熒光粉而造成的光損，提高光利用率。另外，由于不采用熒光粉覆蓋紅 色發(fā)光芯片，極大降低發(fā)光二極管10的制造成本。如圖1所示，藍色發(fā)光芯片12和紅色發(fā)光芯片13為串聯聯接，以圖1中兩組藍色 發(fā)光芯片12和一組紅色發(fā)光芯片13為例，四個藍色發(fā)光芯片12串聯聯接，四個紅色發(fā)光 芯片13串聯聯接，外端的紅色發(fā)光芯片13和藍色發(fā)光芯片12通過焊墊17相連，如圖所示， 所有芯片12和13都是串聯在一起?；?1周邊設置有正負焊盤18，串聯聯接的藍色發(fā) 光芯片12和紅色發(fā)光芯片13與基底11上的正負焊盤18電性連接，例如首尾兩芯片分別 電性連接至正負焊盤18，再通過正負焊盤18與外部控制電路連接，從而將藍色發(fā)光芯片12 和紅色發(fā)光芯片13進行串聯控制，而不是分別控制。通過這種串聯聯接控制，能降低發(fā)光 二極管10的使用條件，比如在應用時，需要3000k的低色溫的產品，可方便計算出所需要匹 配的紅色發(fā)光芯片13數量及藍色發(fā)光芯片12數量及其熒光粉16的配量，并且，在安裝時， 只需要將正負焊盤18聯接至外部控制電路連接，按規(guī)格電流去驅動就可以了，而不需要復雜的分別控制及復雜的連接和驅動方式。如圖2所示，封裝體15是模壓(molding)成型的半球形或球冠形膠體，膠體材質 可以是但不限于環(huán)氧樹脂或硅膠等，其通過模壓成型的方式形成，并直接成型在基底11的 頂面110上，與基底11的頂面110直接平面式相接觸，相對于有反射杯時的多面接觸，可避 免反射杯反射光時的光損失，提高光出射效率，提高LED的發(fā)光強度。另外，由于是半球形 或球冠形膠體，可增大藍色發(fā)光芯片12和紅色發(fā)光芯片13的出射角度。因此，本實施例不 采用反射杯去擋住點膠，這樣就減小光出來時碰到其它物體(如反射杯)而造成光損。由 于是采用半球形或球冠形膠體，這樣，藍色發(fā)光芯片12和紅色發(fā)光芯片13具有較高的光輸 出效率，提高發(fā)光二極管10的光效，增加發(fā)光二極管10的亮度。另外，通過模壓成型的方 式可利用成熟的模壓技術，便于工業(yè)上大批量生產。封裝體15也可以是一透鏡，其通過如上所述的模壓成型方式直接在設有芯片的 基底上形成，或者是直接將預先模壓成型的透鏡蓋設于設有芯片的基底上。另外，封裝體15的面積小于基底11的面積，從而在基底11多出的部分兩側分別 設置上述的多個外部焊盤18。另外，在該多出的部分兩側還分別設置一個定位缺口 112，該 兩個定位缺口 112的對稱地分布于基底11邊緣，定位缺口 112也可以是定位孔的形式，并 不限于圖示的結構。通過定位缺口 112，使得發(fā)光二極管10在安裝時可以靈活地對整個產 品進行對位調節(jié)，從而確保每一個產品同外部裝置靈活可靠的裝配。請參閱圖3和4，為本實用新型第二實施例的發(fā)光二極管20的結構示意圖。該發(fā) 光二極管20的結構與上面實施例的發(fā)光二極管10的結構基本相同，圖3和4與圖1和2 相同的元件采用相同的標號，在此不再贅述。兩個實施例的LED主要不同之處在于第二實 施例采用反射杯22。封裝體15是通過點膠方式形成的，因此設置反射杯22來擋住點膠。反射杯22的材質可以是高導熱性材料，如金屬或金屬合金，如鋁或鍍銀的金屬， 或者其它可塑性材料，例如聚鄰苯二甲酰胺(英文縮寫為PPA)。反射杯22為一個反射性環(huán) 狀結構，置于基底11上并環(huán)繞紅色發(fā)光芯片13和藍色發(fā)光芯片12，其內有貫穿的中空空 間，如圖所示形成收容封裝體15的圓臺形空間，即封裝體15填充于反射杯22的中空空間。 同樣地，反射杯22面積小于基底11的面積，至少在一個方向上短于基底11，從而在基底11 多出的部分兩側分別設置上述的多個外部焊盤18以及定位缺口 112，以便于外部電路連接 及安裝定位。在上述各實施例中，在藍色發(fā)光芯片12上覆蓋有熒光粉16，而封裝體15直接結合 于紅色發(fā)光芯片13，即紅色發(fā)光芯片13并未覆蓋有熒光粉16，這樣通過熒光粉16激發(fā)藍 色發(fā)光芯片12發(fā)出的光，再與部分射出熒光粉的藍光和紅色發(fā)光芯片發(fā)出的紅光混合，形 成白光。一方面，紅色發(fā)光芯片13發(fā)出的紅光直接與藍色發(fā)光芯片12激發(fā)發(fā)光混合，光輸 出效率高，即提高發(fā)光二極管10的光效，另一方面，可避免現有技術中紅色發(fā)光芯片被熒 光粉覆蓋，其發(fā)出的光經過熒光粉而造成的光損，提高光利用率。另外，由于不采用熒光粉 覆蓋紅色發(fā)光芯片，極大降低制造成本。另外，通過設置凹槽形式，一方面，增強散熱性能，另一方面，大大減少覆蓋藍色發(fā) 光芯片所需的熒光粉用量，由此進一步降低生產成本。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種發(fā)光二極管，其包括基底、設置于基底上的紅色發(fā)光芯片和藍色發(fā)光芯片、以及 封裝所述紅色發(fā)光芯片和藍色發(fā)光芯片的封裝體，其特征在于，還包括覆蓋所述藍色發(fā)光 芯片的熒光粉，所述封裝體覆蓋在所述熒光粉和紅色發(fā)光芯片上，所述封裝體直接結合于 所述紅色發(fā)光芯片上。
2.如權利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述紅色發(fā)光芯片與所述封裝體之 間緊密貼合。
3.如權利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述基底具有凹槽，所述藍色發(fā)光芯 片置于所述凹槽內，所述紅色發(fā)光芯片置于所述基底的高于所述凹槽的表面。
4.如權利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述基底具有兩個以上的凹槽，相鄰 兩個凹槽之間構成相對凹槽的凸起，所述藍色發(fā)光芯片分成兩組以上的藍色芯片，每組藍 色芯片置于對應一凹槽內，每個凸起上具有與每組藍色芯片中的芯片相對應數量的紅色發(fā) 光芯片，并分布于所述凸起表面。
5.如權利要求4所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述熒光粉分成至少兩部分，每部分 熒光粉覆蓋對應一組藍色芯片。
6.如權利要求4所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述每組藍色芯片包括至少兩個藍 色發(fā)光芯片，每個凸起上具有至少兩個紅色發(fā)光芯片。
7.如權利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述封裝體是模壓成型的半球形或 球冠形膠體，或者是透鏡。
8.如權利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述基底為鋁基底，所述紅色發(fā)光芯 片和藍色發(fā)光芯片貼合于所述鋁基底。
9.如權利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述基底為鋁基底，所述紅色發(fā)光芯 片和藍色發(fā)光芯片為串聯聯接，所述基底周邊設置有正負焊盤，所述串聯聯接的首尾兩芯 片分別電性連接至所述正負焊盤。
10.如權利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，還包括置于基底上、環(huán)繞所述紅色 發(fā)光芯片和藍色發(fā)光芯片的反射杯，所述反射杯具有中空空間，所述封裝體填充于所述反 射杯的中空空間。
專利摘要本實用新型涉及一種發(fā)光二極管，其包括基底、設置于基底上的紅色發(fā)光芯片和藍色發(fā)光芯片、以及封裝所述紅色發(fā)光芯片和藍色發(fā)光芯片的封裝體，發(fā)光二極管還包括覆蓋所述藍色發(fā)光芯片的熒光粉，所述封裝體覆蓋在所述熒光粉和紅色發(fā)光芯片上，所述封裝體直接結合于所述紅色發(fā)光芯片上。在上述發(fā)光二極管中，在藍色發(fā)光芯片上覆蓋有熒光粉，而封裝體直接結合于所述紅色發(fā)光芯片，即紅色發(fā)光芯片并未覆蓋有熒光粉，如此可提高發(fā)光二極管的光輸出效率，既提高發(fā)光二極管的光效，還降低制造成本。
文檔編號H01L25/075GK201820755SQ201020259998
公開日2011年5月4日 申請日期2010年7月15日 優(yōu)先權日2010年7月15日
發(fā)明者黃建中 申請人:弘凱光電(深圳)有限公司