一种高品质全色彩半导体光源

技术领域

本发明涉及一种高品质全色彩半导体光源，属于半导体光电领域。

背景技术

LED半导体光源作为第四代光源，具有优异的节能环保、低成本、长寿命、小体积等特点，因而在照明、显示等领域被广泛研究与应用。近年来，随着人们对光品质要求的不断提高，以及不同应用场景对光源选择的多样性需求，未来需要更多光色和高品质光源来满足日益增长的照明应用需求。

现有主流LED照明光源主要以LED蓝光(B)芯片激发黄色荧光粉制备而成，激发产生的黄光(Y)与剩余的蓝光混合得到某一色温的白光，方法简单且成本低。但是现有LED照明光源的色温固定，且主要集中在白光色温段的区间或单色彩照明，对于其它任意色彩的照明光源相对匮乏，因此对需特定色彩照明的场景，现主流光源已无法满足。

为了得到任意色彩光源，可借鉴LED显示屏原理通过红(R)、绿(G)、蓝(B)芯片混光实现，但由于LED芯片所得光线的光谱分布较窄，因此所得的混合光源显色性较低、光品质差；或者可通过短波长芯片激发红、绿、黄等荧光粉实现，但所得光源光效低，色差大，且荧光粉在封装胶水中若未能及时硬化易沉淀至胶水底部，如图1所示，工艺性差，在批量化生产中一直都未能有效解决，鉴于LED芯片为表面出光方式致使荧光粉无法有效激发，导致产品性能下降。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种高品质全色彩半导体光源，该光源通过将红、绿、蓝三种芯片封装在一起，可获得全色彩光源，同时添加荧光粉封装，鉴于荧光粉光谱分布较宽且可由蓝色芯片直接激发，因此可提高光源的显色性能，同时为了提升蓝光芯片对荧光粉的激发均匀性，将蓝光芯片设置在LED光源的中心位置，在此基础上，对LED芯片采取透明胶水在下、加荧光粉胶水在上的两层封装结构，且透明胶水上表面高于LED芯片，最终所得光源在提高光源可靠性的同时可有效解决荧光粉沉淀导致的激发失效问题，从而得到高品质全色彩光源。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：半导体光源包含LED发光单元、LED支架、封装胶水等，其中LED发光单元包含红光LED芯片、绿光LED芯片和蓝光LED芯片；LED支架包含金属焊盘、引脚和外引线框；封装胶水包含透明胶水和加荧光粉胶水。将LED芯片与支架引脚进行电气连接，后将LED芯片采用透明胶水在下、加荧光粉胶水在上的两层封装结构进行封装，且透明胶水上表面高于LED芯片。

进一步的，LED芯片为正装或倒装结构，其中正装芯片采用引线键合、倒装芯片采用导电材料连接至支架引脚上。

进一步的，LED支架为四引脚或六引脚的表贴结构。

进一步的，LED蓝光芯片分布在光源的中心位置，LED红光芯片与LED绿光芯片分布在LED蓝光芯片的周围。

进一步的，封装胶水的主体材料为透明硅树脂或硅胶。

进一步的，荧光粉种类包含红色荧光粉、黄色荧光粉、黄绿色荧光粉、绿色荧光粉中的任意一种或几种。

进一步的，加荧光粉胶水由透明胶水添加荧光粉所得，荧光粉添加含量与种类取决于半导体光源色彩坐标的选择。

进一步的，LED芯片采用透明胶水在下、加荧光粉胶水在上的两层封装结构，两层胶水之间紧密接触，透明胶水上表面高于LED芯片且低于LED支架碗杯上表面，加荧光粉胶水上表面不低于LED支架碗杯上表面。

进一步的，两层封装结构对应两次封装工艺，透明胶水封装完硬化后再进行加荧光粉胶水封装硬化。

有益效果：通过以上技术方案得到的半导体光源，可达到如下效果：

(1)光源可实现全色彩光色，适用于任何场景的应用需求。

(2)添加荧光粉封装，由于荧光粉光谱分布较宽且可由蓝色芯片直接激发，可提高光源显色性。

(3)蓝光芯片设置在LED光源中心处，对荧光粉的激发均匀，光品质好。

(4)对LED芯片采取透明胶水在下、加荧光粉胶水在上的两层封装结构，且透明胶水上表面高于LED芯片，可提高光源可靠性，且可有效解决荧光粉沉淀导致的激发失效问题，从而提高光源的光学性能。

附图说明

图1是现有LED光源结构的剖视图

图2是本发明实施例1半导体光源结构的俯视图

图3是本发明实施例1半导体光源结构的剖视图

图4是本发明实施例2半导体光源结构的俯视图

附图标记：

1-LED支架外引线框；2-支架金属焊盘；3-支架引脚；41-LED蓝光(B)芯片；42-LED红光(R)芯片；43-LED绿光(G)芯片；5-导电引线；6-透明封装胶水；7-加荧光粉封装胶水

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请附权利要求所限定的范围。

实施例1

选取的半导体光源的结构形式为表贴六引脚结构，如图2所示，光源的主要组成成分包含LED支架、LED芯片、封装胶水等，LED芯片选取正装垂直结构的红光(R)芯片42、正装水平结构的绿光(G)芯片43和蓝光(B)芯片41，依次按R-B-G或G-B-R的顺序将三种芯片固定在LED支架的金属焊盘2上，其中R芯片使用导电浆料粘接，G和B芯片使用绝缘浆料粘接，使用导电引线金线5分别将LED芯片的正负极与支架的六个引脚3进行电气连接。

将双组份的硅树脂A、B胶按比例混合搅拌并脱泡得到透明封装胶水6，取一定量透明胶水按一定比例加入激发峰值为570nm左右的黄色荧光粉，混合搅拌并脱泡得到加荧光粉胶水7，其中荧光粉添加比例与种类取决于所需光源的光色参数。如图3所示，将透明封装胶水6以点胶方式对以上R、G、B芯片进行封装，具体为将透明胶水6点滴进LED支架上放置芯片的碗杯腔内，其胶水上表面高于三者芯片的上表面出光面、低于支架碗杯上表面，后将其放入烘箱进行硬化，硬化完成后将加荧光粉胶水7以点胶或喷涂方式对以上LED芯片进行二次封装，具体为将加荧光粉胶水7继续加入到未填满的支架碗杯腔内，其胶水上表面不低于支架碗杯上表面，硬化后得到两层封装结构的半导体光源。

实施例2

本实施例的光源实现方式是在实施例1的基础上进行演化，与实施例1的不同之处在于：R、G、B芯片均采用倒装结构，且通过导电材料对芯片正负极和支架引脚进行电气连接，如图4所示，同时荧光粉选取激发峰值为630nm的红色和530nm的绿色荧光粉。其余的实现形式或过程均参考实施例1进行，此处不再赘述。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。