一種led封裝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種LED封裝，至少包括：支架、晶片、焊線(xiàn)、密封部件，所述支架用于支撐所述晶片和焊線(xiàn)；所述晶片用于發(fā)出能夠有效激發(fā)熒光粉或者量子點(diǎn)的光；所述焊線(xiàn)用于把所述晶片和支架導(dǎo)通；所述密封部件內(nèi)部分布有量子點(diǎn)，位于從晶片發(fā)射出的光的路徑中并具有透鏡形狀，用于包裹所述晶片和支架。本實(shí)用新型LED封裝可以通過(guò)改變量子點(diǎn)的尺寸大小來(lái)控制量子點(diǎn)的發(fā)射光譜；具有很好的光穩(wěn)定性；具有寬的激發(fā)譜和窄的發(fā)射譜，有效的改善LED的顯色指數(shù)；發(fā)光效率比較高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種LED封裝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種LED封裝技術(shù)，尤其涉及一種量子點(diǎn)LED的封裝形式。
【背景技術(shù)】
[0002]LED英文全稱(chēng)是Light Emitting Diode,中文名稱(chēng)是發(fā)光二極管(臺(tái)灣地區(qū)稱(chēng)為發(fā)光二極體)，是把電能轉(zhuǎn)換成光能的半導(dǎo)體光電器件，包含可見(jiàn)光(Visible)與不可見(jiàn)光(Invisible)，屬光電半導(dǎo)體的新一代照明光源，主要優(yōu)點(diǎn):高效低功耗、節(jié)能環(huán)保、響應(yīng)快、壽命長(zhǎng)。
[0003]LED (發(fā)光二極管)封裝是指發(fā)光晶片的封裝，相比集成電路封裝有較大不同。LED的封裝不僅要求能夠保護(hù)燈芯，而且還要能夠透光。所以L(fǎng)ED的封裝對(duì)封裝材料有特殊的要求。
[0004]發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過(guò)渡層，稱(chēng)為P-N結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱(chēng)LED。LED生產(chǎn)原材料(晶片、支架、膠水，熒光粉)。晶片:LED發(fā)光的核心,單向?qū)ㄌ匦?。紅、橙、黃、黃綠晶片分二元(GaAs)、三元(AlGaAs)、四元材質(zhì)(AlGaInP)。藍(lán)、綠晶片為藍(lán)寶石為基板InGaN/Sapphire。支架:鐵作為主要原料，在外鍍上鎳及銀制作成的支撐晶片和焊線(xiàn)的原料。膠水:SMD LED的封膠選用散熱效果好的雙組分硅膠(硅膠A與硅膠B)，低端產(chǎn)品也可以選用環(huán)氧A/B膠，配比一般為1:1。熒光粉只有在封裝白光LED時(shí)才使用熒光粉，熒光粉是應(yīng)用高科技把稀土提純、打磨成球粒狀的化學(xué)材料，白光LED使用的熒光粉有日本日亞專(zhuān)利的YAG和歐司朗(德國(guó)西門(mén)子獨(dú)資)專(zhuān)利的TAG。
[0005]LED封裝的流程是:1、擴(kuò)晶，把排列的密密麻麻的晶片弄開(kāi)一點(diǎn)便于固晶。2、固晶，在支架底部點(diǎn)上導(dǎo)電/不導(dǎo)電的膠水(導(dǎo)電與否視晶片是上下型PN結(jié)還是左右型PN結(jié)而定)然后把晶片放入支架里面。3、短烤，讓膠水固化焊線(xiàn)時(shí)晶片不移動(dòng)。4、焊線(xiàn)，用金線(xiàn)把晶片和支架導(dǎo)通。5、前測(cè)，初步測(cè)試能不能亮。6、灌膠，用膠水把晶片和支架包裹起來(lái)。
7、長(zhǎng)烤，讓膠水固化。8、后測(cè)，測(cè)試能亮與否以及電性參數(shù)是否達(dá)標(biāo)。9、分光分色，把顏色和電壓大致上一致的產(chǎn)品分出來(lái)。10、包裝。
[0006]目前傳統(tǒng)LED存在的問(wèn)題:
[0007]1.光譜波峰比較寬，色純度做的不是很好；
[0008]2.LED高顯色指數(shù)很難做到；
[0009]3.熒光粉的效率比較低。
[0010]量子點(diǎn)(英語(yǔ):Quantum Dot)又可稱(chēng)為納米晶，是一種由II 一 VI族或III 一 V族元素組成的納米顆粒。是把導(dǎo)帶電子、價(jià)帶空穴及激子在三個(gè)空間方向上束縛住的半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)。量子點(diǎn)的電子運(yùn)動(dòng)在三維空間都受到了限制，因此有時(shí)被稱(chēng)為“人造原子”、“超晶格”、“超原子”或“量子點(diǎn)原子”，是20世紀(jì)90年代提出來(lái)的一個(gè)新概念。這種約束可以歸結(jié)于靜電勢(shì)(由外部的電極，摻雜，應(yīng)變，雜質(zhì)產(chǎn)生)，兩種不同半導(dǎo)體材料的界面(例如:在自組量子點(diǎn)中)，半導(dǎo)體的表面(例如:半導(dǎo)體納米晶體)，或者以上三者的結(jié)合。量子點(diǎn)具有分離的量子化的能譜。所對(duì)應(yīng)的波函數(shù)在空間上位于量子點(diǎn)中，但延伸于數(shù)個(gè)晶格周期中。一個(gè)量子點(diǎn)具有少量的(1-100個(gè))整數(shù)個(gè)的電子、空穴或空穴電子對(duì)，即其所帶的電量是元電荷的整數(shù)倍。量子點(diǎn)的粒徑一般介于I?IOnm之間，由于電子和空穴被量子限域，連續(xù)的能帶結(jié)構(gòu)變成具有分子特性的分立能級(jí)結(jié)構(gòu)，受激后可以發(fā)射熒光?；诹孔有?yīng)，量子點(diǎn)在太陽(yáng)能電池，發(fā)光器件，光學(xué)生物標(biāo)記等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。科學(xué)家已經(jīng)實(shí)用新型許多不同的方法來(lái)制造量子點(diǎn)，并預(yù)期這種納米材料在二十一世紀(jì)的納米電子學(xué)(nanoelectronics)上有極大的應(yīng)用潛力。
[0011](I)量子點(diǎn)的發(fā)射光譜可以通過(guò)改變量子點(diǎn)的尺寸大小來(lái)控制。通過(guò)改變量子點(diǎn)的尺寸和它的化學(xué)組成可以使其發(fā)射光譜覆蓋整個(gè)可見(jiàn)光區(qū)。以CdTe量子為例，當(dāng)它的粒徑從2.5nm生長(zhǎng)到4.0nm時(shí)，它們的發(fā)射波長(zhǎng)可以從510nm紅移到660nm。
[0012](2)量子點(diǎn)具有很好的光穩(wěn)定性。量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度比最常用的有機(jī)熒光材料“羅丹明6G”高20倍，它的穩(wěn)定性更是“羅丹明6G”的100倍以上。因此，量子點(diǎn)可以對(duì)標(biāo)記的物體進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的觀(guān)察，這也為研究細(xì)胞中生物分子之間長(zhǎng)期相互作用提供了有力的工具。
[0013](3)量子點(diǎn)具有寬的激發(fā)譜和窄的發(fā)射譜。使用同一激發(fā)光源就可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同粒徑的量子點(diǎn)進(jìn)行同步檢測(cè)，因而可用于多色標(biāo)記，極大地促進(jìn)了熒光標(biāo)記在中的應(yīng)用。而傳統(tǒng)的有機(jī)熒光染料的激發(fā)光波長(zhǎng)范圍較窄，不同熒光染料通常需要多種波長(zhǎng)的激發(fā)光來(lái)激發(fā)，這給實(shí)際的研究工作帶來(lái)了很多不便。此外，量子點(diǎn)具有窄而對(duì)稱(chēng)的熒光發(fā)射峰，且無(wú)拖尾，多色量子點(diǎn)同時(shí)使用時(shí)不容易出現(xiàn)光譜交疊。
[0014](4)量子點(diǎn)具有較大的斯托克斯位移。量子點(diǎn)不同于有機(jī)染料的另一光學(xué)性質(zhì)就是寬大的斯托克斯位移，這樣可以避免發(fā)射光譜與激發(fā)光譜的重疊，有利于熒光光譜信號(hào)的檢測(cè)。
[0015](5)量子點(diǎn)的突光壽命長(zhǎng)。有機(jī)突光染料的突光壽命一般僅為幾納秒(這與很多生物樣本的自發(fā)熒光衰減的時(shí)間相當(dāng))。而量子點(diǎn)的熒光壽命可持續(xù)數(shù)十納秒(20ns-50ns)，這使得當(dāng)光激發(fā)后，大多數(shù)的自發(fā)熒光已經(jīng)衰變，而量子點(diǎn)熒光仍然存在，此時(shí)即可得到無(wú)背景干擾的熒光信號(hào)。
[0016]但是量子點(diǎn)LED (QD-LED)的有機(jī)結(jié)構(gòu)對(duì)大氣環(huán)境很敏感，比如，濕度、溫度以及電化學(xué)降解對(duì)于QD-LED的壽命有著直接的影響。因此，量子點(diǎn)LED具有的這些優(yōu)缺點(diǎn)促使科研人員對(duì)其展開(kāi)了各種研究，比如，研究器件結(jié)構(gòu)的組成和通過(guò)改變電子傳輸層從而來(lái)調(diào)節(jié)器件的穩(wěn)定性等。
[0017]總而言之，量子點(diǎn)具有激發(fā)光譜寬且連續(xù)分布，而發(fā)射光譜窄而對(duì)稱(chēng)，顏色可調(diào)，光化學(xué)穩(wěn)定性高，熒光壽命長(zhǎng)等優(yōu)越的熒光特性，是一種理想的熒光探針。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0018]本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種具有激發(fā)光譜寬且連續(xù)分布，而發(fā)射光譜窄而對(duì)稱(chēng)，顏色可調(diào)，光化學(xué)穩(wěn)定性高，熒光壽命長(zhǎng)等優(yōu)越的熒光特性的LED封裝。[0019]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種LED封裝，至少包括:支架、晶片、焊線(xiàn)、密封部件:
[0020]所述支架用于支撐所述晶片和焊線(xiàn)；
[0021]所述晶片用于發(fā)出能夠有效激發(fā)熒光粉或者量子點(diǎn)的光；
[0022]所述焊線(xiàn)用于把所述晶片和支架導(dǎo)通；
[0023]所述密封部件內(nèi)部分布有量子點(diǎn)，位于從晶片發(fā)射出的光的路徑中并具有透鏡形狀，用于包裹所述晶片和支架。
[0024]進(jìn)一步，所述密封部件為一層，為載體中分布有量子點(diǎn)。
[0025]進(jìn)一步，所述密封部件為二層，從內(nèi)向外依次為載體、量子點(diǎn)與載體混合。
[0026]進(jìn)一步，所述密封部件為三層，從內(nèi)向外依次為載體、量子點(diǎn)與載體混合、載體或者是阻礙空氣水分的一層密封膠體。
[0027]進(jìn)一步，所述密封部件為四層，從內(nèi)向外依次為載體、熒光粉與載體混合、量子點(diǎn)與載體混合、載體或者是阻礙空氣水分的一層密封膠體。
[0028]進(jìn)一步，所述密封部件內(nèi)部還分布有熒光粉。
[0029]進(jìn)一步，所述支架為鐵鍍上鎳及銀制成；所述焊線(xiàn)為金線(xiàn)；所述晶片為藍(lán)色或者紫外晶片；所述量子點(diǎn)為具有核殼結(jié)構(gòu)的CdSe/ZnS和CdSe/CdS/ZnS納晶量子點(diǎn)，或聚三苯胺(Poly-Tro)、八羥基喹啉鋁(Alq3);所述載體為硅膠、PC、PMMA、玻璃；所述密封膠體為
聚對(duì)二甲苯。
[0030]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0031]I)量子點(diǎn)的發(fā)射光譜可以通過(guò)改變量子點(diǎn)的尺寸大小來(lái)控制?？梢宰龅礁鱾€(gè)LED混光；
[0032]2)量子點(diǎn)具有很好的光穩(wěn)定性。
[0033]3)量子點(diǎn)具有寬的激發(fā)譜和窄的發(fā)射譜。有效的改善LED的顯色指數(shù)；對(duì)于應(yīng)用端的可以有效的改善液晶顯示色域，改善畫(huà)面品質(zhì)；
[0034]4)量子點(diǎn)的量子效應(yīng)比較高，發(fā)光效率比較高；
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的LED封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例二的LED封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例三的LED封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例四的LED封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下文中將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。
[0040]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0041]實(shí)施例一:[0042]本實(shí)用新型提供了如附圖1所示的一種LED封裝，至少包括:支架1、晶片3、焊線(xiàn)
4、密封部件2。支架I用于支撐晶片3和焊線(xiàn)4 ;晶片3用于發(fā)出能夠有效激發(fā)熒光粉6或者量子點(diǎn)5的光；焊線(xiàn)4用于把晶片3和支架I導(dǎo)通；密封部件2內(nèi)部分布有量子點(diǎn)5，位于從晶片3發(fā)射出的光的路徑中并具有透鏡形狀，用于包裹晶片3和支架I。密封部件2為一層，為載體中分布有熒光粉6和/或量子點(diǎn)5。支架I為鐵鍍上鎳及銀制成；焊線(xiàn)4為金線(xiàn)；晶片3為藍(lán)色或者紫外晶片，不限于舉例，只要有效的激發(fā)熒光粉6或者量子點(diǎn)5材料就好；量子點(diǎn)5為具有核殼結(jié)構(gòu)的CdSe/ZnS和CdSe/CdS/ZnS納晶量子點(diǎn)，或聚三苯胺(poly-Tro)、八羥基喹啉鋁(Alq3);載體為硅膠、PC、PMMA、玻璃。密封膠體為聚對(duì)二甲苯膠水。
[0043]封裝的流程:將熒光粉或者量子點(diǎn)的材料一種或者混合與載體充分混合，將晶片固晶，載體與熒光粉混合物灌膠于支架上，長(zhǎng)烤固化膠體，制作為量子點(diǎn)的LED。這種LED封裝方式是將熒光粉或者量子點(diǎn)直接封裝到LED支架里面。
[0044]實(shí)施例二:
[0045]本實(shí)用新型提供了如附圖2所示的一種LED封裝。
[0046]與實(shí)施例一不同的是，密封部件為二層，從內(nèi)向外依次為載體21、突光粉或者量子點(diǎn)與載體混合22。晶片3可以是藍(lán)色或者紫外晶片，不限于舉例，只要有效的激發(fā)熒光粉6或者量子點(diǎn)5材料就好。
[0047]封裝的流程:將熒光粉或者量子點(diǎn)的材料一種或者混合被激發(fā)材料，與載體充分混合，將晶片固晶，將載體點(diǎn)入LED支架內(nèi)，長(zhǎng)烤固化膠體，將熒光粉或者量子點(diǎn)的材料一種或者混合與載體充分混合物點(diǎn)入LED上面，烘烤，根據(jù)需要制作配制熒光粉或者量子點(diǎn)比例，制作為所需的量子點(diǎn)LED。這種LED封裝方式是2層組成，第一層為載體，第二層為熒光粉和/或量子點(diǎn)與載體混合。
[0048]本實(shí)施例分層制作量子點(diǎn)LED的優(yōu)點(diǎn):有效地把晶片的溫度隔絕，改善量子點(diǎn)的穩(wěn)定性。
[0049]實(shí)施例三:
[0050]本實(shí)用新型提供了如附圖3所示的一種LED封裝。
[0051]與實(shí)施例一不同的是，密封部件為三層，從內(nèi)向外依次為載體21、突光粉和/或量子點(diǎn)與載體混合22、載體或者是阻礙空氣水分的一層密封膠體23。晶片3可以是藍(lán)色或者紫外晶片，不限于舉例，只要有效的激發(fā)熒光粉或者量子點(diǎn)材料就好。
[0052]封裝的流程:將熒光粉或者量子點(diǎn)的材料一種或者混合被激發(fā)材料，與載體充分混合，將晶片固晶，將載體點(diǎn)入LED支架內(nèi)，長(zhǎng)烤固化膠體，將熒光粉和/或量子點(diǎn)的材料一種或者混合被激發(fā)材料，與載體充分混合物點(diǎn)入LED上面，烘烤，在此一層上加上載體或者是阻礙空氣水分的一層密封膠體，烘烤，根據(jù)需要制作配制熒光粉或者量子點(diǎn)比例，制作為所需的量子點(diǎn)LED。
[0053]本實(shí)施例分層制作量子點(diǎn)LED的優(yōu)點(diǎn):
[0054]1.底層載體有效的把晶片的溫度隔絕，改善量子點(diǎn)的穩(wěn)定性。
[0055]2.頂層載體有效的保護(hù)熒光材料或者量子點(diǎn)材料被空氣中物質(zhì)破壞性能。
[0056]實(shí)施例四:
[0057]本實(shí)用新型提供了如附圖4所示的一種LED封裝。[0058]與實(shí)施例一不同的是，密封部件為四層，從內(nèi)向外依次為載體21、熒光粉與載體混合22、量子點(diǎn)與載體混合23、載體或者是阻礙空氣水分的一層密封膠體24。晶片3可以是藍(lán)色或者紫外晶片，不限于舉例，只要有效的激發(fā)熒光粉或者量子點(diǎn)材料就好。
[0059]封裝的流程:將熒光粉或者量子點(diǎn)的材料一種或者混合被激發(fā)材料，與載體充分混合，將晶片固晶，將載體點(diǎn)入LED支架內(nèi)，長(zhǎng)烤固化膠體，將熒光粉或者量子點(diǎn)的材料一種或者混合被激發(fā)材料，與載體充分混合物點(diǎn)入LED上面，烘烤，在此一層上加上載體，烘烤，根據(jù)需要制作配制熒光粉或者量子點(diǎn)比例，制作為所需的量子點(diǎn)LED。
[0060]本實(shí)施例分層制作量子點(diǎn)LED的優(yōu)點(diǎn):
[0061]1.底層載體有效的把晶片的溫度隔絕，改善熒光粉或者量子點(diǎn)材料的穩(wěn)定性。
[0062]2.頂層載體有效的保護(hù)熒光材料或者量子點(diǎn)材料被空氣中物質(zhì)破壞性能；
[0063]3.突光材料或者量子點(diǎn)材料分開(kāi)來(lái)點(diǎn)膠,有效的防止相互干擾。
[0064]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種LED封裝，至少包括:支架、晶片、焊線(xiàn)、密封部件，其特征在于: 所述支架用于支撐所述晶片和焊線(xiàn)； 所述晶片用于發(fā)出能夠有效激發(fā)熒光粉或者量子點(diǎn)的光； 所述焊線(xiàn)用于把所述晶片和支架導(dǎo)通； 所述密封部件內(nèi)部分布有量子點(diǎn)，位于從晶片發(fā)射出的光的路徑中并具有透鏡形狀，用于包裹所述晶片和支架。
2.如權(quán)利要求1所述的一種LED封裝，其特征在于: 所述密封部件為一層，為載體中分布有量子點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種LED封裝，其特征在于: 所述密封部件為二層，從內(nèi)向外依次為載體、量子點(diǎn)與載體混合。
4.如權(quán)利要求1所述的一種LED封裝，其特征在于: 所述密封部件為三層，從內(nèi)向外依次為載體、量子點(diǎn)與載體混合、載體或者是阻礙空氣水分的一層密封膠體。
5.如權(quán)利要求1所述的一種LED封裝，其特征在于: 所述密封部件為四層，從內(nèi)向外依次為載體、熒光粉與載體混合、量子點(diǎn)與載體混合、載體或者是阻礙空氣水分的一層密封膠體。
6.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的一種LED封裝，其特征在于: 所述密封部件內(nèi)部還分布有熒光粉。
7.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的一種LED封裝，其特征在于: 所述支架為鐵鍍上鎳及銀制成；所述焊線(xiàn)為金線(xiàn)；所述晶片為藍(lán)色或者紫外晶片；所述量子點(diǎn)為具有核殼結(jié)構(gòu)的CdSe/ZnS和CdSe/CdS/ZnS納晶量子點(diǎn)，或聚三苯胺、八羥基喹啉鋁；所述載體為硅膠、PC、PMMA、玻璃；所述密封膠體為聚對(duì)二甲苯。
8.如權(quán)利要求6所述的一種LED封裝，其特征在于: 所述支架為鐵鍍上鎳及銀制成；所述焊線(xiàn)為金線(xiàn)；所述晶片為藍(lán)色或者紫外晶片；所述量子點(diǎn)為具有核殼結(jié)構(gòu)的CdSe/ZnS和CdSe/CdS/ZnS納晶量子點(diǎn)，或聚三苯胺、八羥基喹啉鋁；所述載體為硅膠、PC、PMMA、玻璃；所述密封膠體為聚對(duì)二甲苯。
【文檔編號(hào)】H01L33/52GK203481269SQ201320544713
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】劉國(guó)旭, 李文兵, 孫國(guó)喜, 范振燦 申請(qǐng)人:易美芯光（北京）科技有限公司