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用于led的過(guò)模磷光體透鏡的制作方法

文檔序號(hào):7209245閱讀:268來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:用于led的過(guò)模磷光體透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管(LED),并且特別涉及用于形成磷光體轉(zhuǎn)換LED(PC-LED) 的技術(shù)。
背景技術(shù)
在LED上形成硅樹(shù)脂透鏡是已知的,其中透鏡被注入磷光體粉末。例如,LED管芯可以發(fā)射藍(lán)色光,并且磷光體可以發(fā)射黃綠色光(例如YAG磷光體),或者磷光體可以是紅色和綠色磷光體的組合。通過(guò)透鏡泄漏的藍(lán)色光以及由磷光體發(fā)射的光的組合產(chǎn)生白色光。按照這種方式,可以通過(guò)使用適當(dāng)?shù)牧坠怏w產(chǎn)生許多其他顏色。然而,由于以下原因中的一個(gè)或多個(gè)原因,這樣的磷光體轉(zhuǎn)換LED(PC-LED)在所有視角從LED到LED并沒(méi)有可復(fù)現(xiàn)的顏色磷光體涂層厚度的變化,磷光體在不同的視角距LED管芯的平均距離不同,光學(xué)效應(yīng),LED管芯相對(duì)于透鏡的定位的錯(cuò)位以及變化和其他因素。轉(zhuǎn)讓給本受讓人并且通過(guò)引用合并于此的美國(guó)專利No. 7322902描述了一種用于在LED上形成硅樹(shù)脂透鏡的模制工藝。該專利描述了一種用于在半球形清透(clear)透鏡上形成半球形的磷光體注入透鏡的模制工藝。然而,該實(shí)施例仍然沒(méi)有產(chǎn)生具有非常一致的顏色-視角關(guān)系的PC-LED。一致的顏色-視角關(guān)系在光不被混合和漫射的情況下是極為重要的,例如在投影儀、閃光燈(flashlight)、汽車(chē)燈中或者在其中光源被直接放大且投射到表面上的相機(jī)閃光燈(camera flash)中。在多個(gè)PC-LED—起使用并且需要匹配以便跨過(guò)屏幕創(chuàng)建均勻的顏色時(shí),一致的顏色-視角關(guān)系也是極為重要的。因此,所需要的是一種具有非常高度可控的顏色-視角關(guān)系的PC-LED。

發(fā)明內(nèi)容
描述了一種形成用于PC-LED的多個(gè)透鏡(包括磷光體注入透鏡)的技術(shù),其中與在美國(guó)專利No. 7322902中相比,更仔細(xì)地控制磷光體透鏡的特性和效果。將LED管芯(例如發(fā)射可見(jiàn)藍(lán)色光的GaN LED)成陣列地安裝到基座晶片上??梢源嬖跀?shù)百個(gè)安裝在晶片上的LED管芯。基座晶片可以是陶瓷襯底、硅襯底或者其他類型的支撐結(jié)構(gòu),其中LED管芯電連接到該支撐結(jié)構(gòu)上的金屬墊。第一模具在其中具有與基座晶片上的LED管芯的理想位置相對(duì)應(yīng)的第一凹口。這些凹口填充有液態(tài)或軟化的硅樹(shù)脂?;鄬?duì)于第一模具精確地對(duì)準(zhǔn),使得LED浸沒(méi)到硅樹(shù)脂中。然后,將硅樹(shù)脂固化以形成硬化的透鏡材料。凹口基本上是具有平坦表面的矩形,因而在每個(gè)LED上形成第一清透透鏡,其具有大體與LED形狀成比例的矩形形狀。凹口的深度和寬度足夠大,使得在χ、y和ζ方向上基座晶片上LED的最壞情況的錯(cuò)位下透鏡也將覆蓋LED。ζ方向上的錯(cuò)位由基座晶片表面的變化以及LED與基座晶片之間的金屬結(jié)合體的厚度的變化造成。由于基座晶片與模具精確地對(duì)準(zhǔn),因而平坦透鏡的“頂部”表面將全部處于單一參考平面內(nèi)。第二模具具有與第一模具中的第一凹口精確對(duì)準(zhǔn)的更大的凹口。這些第二凹口具有與LED和第一凹口的形狀成比例的基本上矩形的形狀。這些第二凹口填充有硅樹(shù)脂和磷光體的液態(tài)或者軟化的混合物。然后,將基座晶片相對(duì)于第二模具精確地對(duì)準(zhǔn),使得LED和第一透鏡浸沒(méi)到硅樹(shù)脂/磷光體中。然后,使硅樹(shù)脂固化以形成硬化的第二透鏡材料。由于第一透鏡的頂部表面全部處于相同的參考平面內(nèi),并且第一和第二凹口彼此精確地對(duì)準(zhǔn),因而第二透鏡(包含磷光體)的內(nèi)外表面完全由模具確定,而不是由LED的任何x、y、z錯(cuò)位確定。因此,第二透鏡(包含磷光體)的厚度是可預(yù)測(cè)的且對(duì)于基座晶片上的所有LED精確地相同,并且所有透鏡同時(shí)形成。此外,磷光體層基本上均勻地被藍(lán)色LED 照射,使得藍(lán)色光均勻地通過(guò)磷光體透鏡層泄漏。因此,得到的PC-LED的顏色(或者色度) 從LED到LED將是可復(fù)現(xiàn)的并且跨過(guò)大范圍的視角是均勻的。然后,在磷光體注入第二透鏡上模制第三基本上矩形的透鏡,其可以比其他透鏡更硬并且具有更低的折射率?;缓蟊磺懈钜员惴蛛x出各單獨(dú)的PC-LED?;?PC-LED然后可以被安裝在電路板上或者被封裝。本發(fā)明的技術(shù)同樣適用于其中大多數(shù)或者幾乎所有LED光(例如藍(lán)色或UV)被磷光體層吸收并且得到的光主要是磷光體層發(fā)射的光的PC-LED。這樣的PC-LED將在磷光體透鏡層中使用高密度的磷光體顆粒。


圖1為安裝在基座晶片上的四個(gè)LED管芯的側(cè)視圖,其中LED管芯被示為不經(jīng)意地安裝在不同高度和/或稍微錯(cuò)位。圖2為L(zhǎng)ED管芯插入到第一模具內(nèi)的凹口中的側(cè)視圖,所述第一模具內(nèi)的凹口填充有(或者部分地填充有)液態(tài)(或軟化的)內(nèi)透鏡材料以便形成平坦化的第一清透透鏡。圖3為浸沒(méi)到液態(tài)透鏡材料中的LED管芯以及透鏡材料被固化的側(cè)視圖。圖4為從第一模具移除之后LED管芯插入到第二模具內(nèi)的凹口中的側(cè)視圖,所述第二模具內(nèi)的凹口填充有(或者部分地填充有)包含磷光體粉末的液態(tài)(或軟化的)透鏡材料,其中第一清透透鏡使得得到的磷光體填充透鏡具有精確的內(nèi)外尺寸。圖5為從第二模具移除之后LED管芯插入到第三模具內(nèi)的凹口中的側(cè)視圖,所述第三模具內(nèi)的凹口填充有(或者部分地填充有)液態(tài)(或軟化的)外透鏡材料。圖6為在固化外透鏡材料的同時(shí)浸沒(méi)到外透鏡材料中的LED管芯的側(cè)視圖。圖7為具有三個(gè)模制透鏡的LED管芯的側(cè)視圖。圖8為存在有具有三個(gè)模制透鏡的LED管芯的陣列的基座晶片的前視圖。圖9為與基座晶片分開(kāi)且安裝到電路板上的單個(gè)倒裝芯片LED/基座的截面圖。標(biāo)記有相同數(shù)字的元件是相同或等效的。
具體實(shí)施例方式作為初步的問(wèn)題,常規(guī)的LED在生長(zhǎng)襯底上形成。在所使用的實(shí)例中,LED是用于產(chǎn)生藍(lán)色或UV光的基于GaN的LED,例如AlInGaNLED。典型地,相對(duì)較厚的η型GaN層使用常規(guī)的技術(shù)在藍(lán)寶石生長(zhǎng)襯底上生長(zhǎng)。該相對(duì)較厚的GaN層典型地包括低溫成核層以及一個(gè)或多個(gè)附加層,以便為η型包覆層和有源層提供低缺陷晶格結(jié)構(gòu)。然后,在厚的η型層上形成一個(gè)或多個(gè)η型包覆層,之后是有源層、一個(gè)或多個(gè)ρ型包覆層以及ρ型接觸層(用于金屬化)。各種技術(shù)用來(lái)獲得對(duì)于η層的電學(xué)接入。在倒裝芯片實(shí)例中,蝕刻掉P層和有源層的若干部分以暴露η層供金屬化。通過(guò)這種方式,ρ接觸和η接觸處于芯片的相同側(cè)并且可以直接地電附接到基座接觸墊。來(lái)自η金屬接觸的電流最初橫向流經(jīng)η層。形成對(duì)照的是,在垂直注入(非倒裝芯片)LED中,η接觸形成于芯片的一側(cè),并且ρ接觸形成于芯片的另一側(cè)。到P接觸或η接觸之一的電接觸典型地利用導(dǎo)線或金屬橋制成,并且另一個(gè)接觸直接結(jié)合到封裝(或基座)接觸墊。在圖1-9的實(shí)例中為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)使用了倒裝芯片LED。美國(guó)專利No. 6649440和No. 6274399中描述了形成LED的實(shí)例,這兩個(gè)專利都轉(zhuǎn)讓給Philips Lumileds Lighting,LLC并且通過(guò)引用合并于此。圖1為安裝在基座晶片12上的四個(gè)LED管芯10的側(cè)視圖?;?2典型地為陶瓷或硅,具有用于連接到印刷電路板的金屬引線、封裝引線框架或者任何其他結(jié)構(gòu)。襯底晶片12可以是圓形或矩形。在安裝到基座晶片12上之前,通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的鋸切或者劃片斷裂操作將LED管芯10與生長(zhǎng)襯底(例如藍(lán)寶石)上生長(zhǎng)的其他LED分開(kāi)并且通過(guò)自動(dòng)放置機(jī)器置于基座晶片12上。LED管芯10上的金屬墊通過(guò)超聲結(jié)合而結(jié)合到基座晶片12上的相應(yīng)金凸塊。組合的金屬墊和金凸塊被示為金屬結(jié)合體14。金凸塊通過(guò)穿過(guò)基座晶片 12的導(dǎo)電通路而連接到基座晶片12的底部表面上的結(jié)合墊,以便表面安裝到電路板。在基座晶片12上可以使用任何金屬配置以便提供到電源的連接的端子。在該優(yōu)選的實(shí)施例中, 在安裝到晶片12上之后,將生長(zhǎng)襯底從倒裝芯片LED移除?;?2上的LED管芯10由于公差的原因而存在一定的錯(cuò)位,并且晶片12表面上方的LED管芯10的高度由于金屬墊、金凸塊和超聲結(jié)合的公差的原因而在一定程度上變化。圖1中示出了這樣的非均勻性。在圖2中,第一模具16具有與每個(gè)LED管芯10上的第一透鏡的期望形狀相對(duì)應(yīng)的凹口 18。模具16優(yōu)選地由金屬形成。如果需要的話,具有模具16的大體形狀的非常薄的不粘膜(未示出)可以置于模具16上以防止硅樹(shù)脂粘附到金屬。如果使用了不粘模具涂層,或者如果使用了導(dǎo)致不粘界面的模制工藝,則不需要該膜。在該優(yōu)選的實(shí)施例中,每個(gè)凹口的形狀基本上為矩形,以便實(shí)現(xiàn)第一透鏡的平坦化頂部表面。為了更容易脫離的目的并且為了避免任何亮點(diǎn),對(duì)基本上矩形的凹口的邊緣稍微圓化。在圖2中,模具凹口 18填充有(或者部分地填充以減少浪費(fèi))可熱固化液態(tài)(或軟化的)透鏡材料20。透鏡材料20可以是任何適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)透明材料,比如硅樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂或者混合硅樹(shù)脂/環(huán)氧樹(shù)脂?;旌衔锟梢杂脕?lái)實(shí)現(xiàn)匹配的熱膨脹系數(shù)(CTE)。硅樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂具有足夠高的折射率(大于1. 4)以大大地改善從AUnGaN或AUnGaPLED的光提取。一種類型的適當(dāng)硅樹(shù)脂具有1.76的折射率。在該優(yōu)選的實(shí)施例中,透鏡材料20在被固化時(shí)是柔軟的以吸收LED管芯10與固化的透鏡材料20之間的CTE之差。在圖3中,襯底晶片12的邊緣與模具16上的邊緣(或其他參考點(diǎn))精確對(duì)準(zhǔn)。應(yīng)當(dāng)指出的是,由于LED管芯10安裝的公差的原因,LED管芯10在x、y和ζ方向上不與凹口 18精確對(duì)準(zhǔn)。真空密封在模具16與基座晶片12的外圍之間形成,并且將這兩件向彼此擠壓,使得每個(gè)LED管芯10插入到液態(tài)透鏡材料20中且透鏡材料20受壓。
然后,將模具16加熱到大約150攝氏度(或其他適當(dāng)溫度)達(dá)一定時(shí)間以便使透鏡材料20硬化。然后,將基座晶片12與模具16分開(kāi),并且透鏡材料20可以進(jìn)一步通過(guò)UV或熱量固化以便在每個(gè)LED管芯10上形成第一清透透鏡22 (圖4)。透鏡22封裝LED管芯10以便用于保護(hù)和熱移除并且具有相對(duì)于基座晶片12的邊緣(或者晶片12上的其他參考點(diǎn)) 精確對(duì)準(zhǔn)的外尺寸。第一清透透鏡22具有與LED管芯近似相同的形狀,但是稍微更大,以便在LED管芯的最壞情況定位下覆蓋整個(gè)LED。重要的是,LED管芯10上所有第一清透透鏡22的外“頂部”表面處于相同的平坦化參考平面內(nèi),因?yàn)樗械陌伎?18是相同的。在圖4中,在與第一模制工藝相同的第二模制工藝中,第二模具沈中的模具凹口 M填充有(或者部分地填充以便減少浪費(fèi))包含磷光體粉末的可熱固化液態(tài)(或軟化的) 透鏡材料觀。除了該磷光體,透鏡材料觀可以類似于用于內(nèi)透鏡材料20的材料或者可以固化以形成更硬的透鏡。取決于要產(chǎn)生的光的期望顏色,磷光體可以是發(fā)射黃綠色光的常規(guī)YAG磷光體,或者可以是紅色磷光體、綠色磷光體、紅色磷光體和綠色磷光體的組合或者任何其他磷光體。來(lái)自LED管芯10的藍(lán)色光通過(guò)磷光體泄漏以將藍(lán)色分量添加到總體光。 磷光體的密度以及磷光體層的厚度確定PC-LED的總體顏色。對(duì)于從LED到LED的可復(fù)現(xiàn)顏色必不可少的是,至少跨過(guò)LED的頂部表面,磷光體層厚度從一個(gè)LED到下一個(gè)LED總是相同的。此外,對(duì)于大范圍的視角上的顏色均勻性而言,磷光體厚度應(yīng)當(dāng)跨過(guò)每個(gè)LED管芯的整個(gè)表面是均勻的,并且基本上相同量的LED光應(yīng)當(dāng)照射磷光體層的所有部分。因此,磷光體層的形狀應(yīng)當(dāng)具有與LED管芯10近似相同的相對(duì)尺寸,其基本上是矩形的。像第一模制工藝一樣,基座晶片12的邊緣與模具沈上的邊緣(或其他參考點(diǎn)) 精確地對(duì)準(zhǔn)。應(yīng)當(dāng)指出的是,由于凹口 18和M相對(duì)于模具的邊緣(或者用于與基座晶片 12對(duì)準(zhǔn)的其他參考點(diǎn))精確對(duì)準(zhǔn)的原因,第一清透透鏡22現(xiàn)在與凹口 M精確對(duì)準(zhǔn)。真空密封在模具沈與基座晶片12的外圍之間形成,并且將這兩件向彼此擠壓,使得每個(gè)LED管芯10和第一清透透鏡22插入到液態(tài)透鏡材料28中且透鏡材料28受壓。然后,將模具沈加熱到大約150攝氏度(或其他適當(dāng)溫度)達(dá)一定時(shí)間以便使透鏡材料28硬化。然后,將基座晶片12與模具沈分開(kāi),并且透鏡材料觀可以進(jìn)一步通過(guò)UV或熱量固化以便在每個(gè)第一清透透鏡22上形成具有精確的內(nèi)外尺寸的磷光體注入第二透鏡 32(圖幻。內(nèi)尺寸由第一清透透鏡22規(guī)定。外尺寸由凹口 M規(guī)定,因而第二透鏡32全部具有相同的厚度。在圖5和圖6中,執(zhí)行與前面的模制步驟相同的第三模制步驟,但是外透鏡材料 34(例如硅樹(shù)脂)應(yīng)當(dāng)具有比兩種內(nèi)透鏡材料更低的折射率以便更好地將光耦合到空氣(η =1)中。第三模具36的凹口 38稍微大于第二模具沈的凹口 24。凹口 38填充有清透液態(tài)(或軟化的)透鏡材料34,并且在真空下使基座晶片12與模具36在一起。圖6示出了基座晶片12,其與第三模具36對(duì)準(zhǔn),使得凹口 38與內(nèi)清透透鏡22和磷光體注入第二透鏡 32 二者對(duì)準(zhǔn)。得到的外透鏡40(圖7)應(yīng)當(dāng)由硅樹(shù)脂形成,該硅樹(shù)脂固化變硬以提供保護(hù)和保持清潔。在一個(gè)實(shí)施例中,第一清透透鏡22的硬度范圍為肖氏00 5-90 (Shore 00 5-90), 并且清透外透鏡40的硬度大于肖氏A 30 (Shore A 30)。第二透鏡32可以是硬的或者具有中間硬度以吸收CTE之差。圖7示出了與模具36分開(kāi)之后且在完全固化之后的基座晶片12,其中完全固化以產(chǎn)生硬的外透鏡40以用于保護(hù)以及改進(jìn)從PC-LED 50的光提取。外透鏡40也可以包含模制的特征,例如粗糙化、棱鏡、或者來(lái)自凹口 38的其他特征,所述特征增大光的提取或者漫射光以實(shí)現(xiàn)跨過(guò)寬的視角的改進(jìn)的顏色和亮度均勻性。外透鏡40可以是任何形狀,例如矩形、半球形、準(zhǔn)直的、側(cè)面發(fā)射的,或者特定應(yīng)用所期望的其他形狀。第一和第二透鏡層中的每一個(gè)的厚度典型地將介于100-200微米之間;然而,在一些實(shí)例中,該范圍可以是50-250微米或者更厚,這取決于所需磷光體的量和其他因素。 外清透透鏡可以具有任何厚度,例如從50微米到大于數(shù)毫米,這取決于其期望的光學(xué)性質(zhì)。圖8為具有圖7的完成的經(jīng)過(guò)晶片加工的PC-LED 50的基座晶片12的前視圖。然后,將基座晶片12切割以分離出單獨(dú)的LED/基座以便安裝到電路板上或者用于封裝。圖9為通過(guò)鋸切與基座晶片12分離的基座52上的單個(gè)倒裝芯片PC-LED 50的一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化特寫(xiě)視圖。PC-LED 50具有底部ρ金屬接觸Μ、ρ接觸層55、ρ型層56、發(fā)光有源層57、η型層58以及接觸η型層58的η金屬接觸59?;?2上的金屬墊直接金屬結(jié)合到接觸討和59。穿過(guò)基座52的通路62終止于基座52的底部表面上的金屬墊,這些金屬墊結(jié)合到印刷電路板66上的金屬引線64和65。金屬引線64和65連接到其他LED 或者電源。電路板66可以是具有覆蓋絕緣層的金屬引線64和65的金屬板(例如鋁)。本發(fā)明的技術(shù)同樣適用于其中大多數(shù)或者幾乎所有LED光(例如藍(lán)色或UV)被磷光體層吸收并且得到的光主要是磷光體層發(fā)射的光的PC-LED。這樣的PC-LED將在磷光體層中使用高密度的磷光體。這樣的PC-LED可以發(fā)射琥珀色、紅色、綠色或與白色光不同的另一顏色的光。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例,但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是,可以在不脫離本發(fā)明的情況下在其更寬的方面做出若干改變和修改,并且因此所附權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)在其范圍內(nèi)涵蓋落入本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍之內(nèi)的所有這樣的改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于形成磷光體轉(zhuǎn)換發(fā)光二極管(PC-LED)的方法,包括將多個(gè)基本上矩形的LED管芯安裝到基座晶片上;通過(guò)壓縮模制直接在每個(gè)LED管芯上模制基本上矩形的清透的第一透鏡,其中,首先用第一透鏡材料填充第一模具,然后在將基座晶片與第一模具對(duì)準(zhǔn)的同時(shí)使LED管芯在受壓下浸沒(méi)到第一透鏡材料中,之后固化清透的第一透鏡材料,并且將LED管芯和清透的第一透鏡與第一模具分開(kāi),清透的第一透鏡封裝LED管芯;通過(guò)壓縮模制直接在每個(gè)清透的第一透鏡上模制包含磷光體的基本上矩形的第二透鏡以便基本上完全覆蓋清透的第一透鏡的外表面,其中,首先用包含磷光體的第二透鏡材料填充第二模具,然后使LED管芯和清透的第一透鏡在受壓下浸沒(méi)到第二透鏡材料中,之后固化第二透鏡材料,并且將LED管芯、清透的第一透鏡和第二透鏡與第二模具分開(kāi),第二透鏡具有與基座晶片上LED管芯在χ、y和ζ方向上的任何錯(cuò)位無(wú)關(guān)的尺寸,所有第二透鏡的頂部表面基本上在單一參考平面內(nèi),并且第二透鏡的厚度基本上是均勻的;通過(guò)壓縮模制直接在每個(gè)第二透鏡上模制清透的第三透鏡以便基本上完全覆蓋第二透鏡的外表面,其中,首先用第三透鏡材料填充第三模具,然后使LED管芯、清透的第一透鏡和第二透鏡在受壓下浸沒(méi)到第三材料中,之后固化第三透鏡材料,并且將LED管芯、清透的第一透鏡、第二透鏡和清透的第三透鏡與第三模具分開(kāi);以及分離基座晶片以形成各單獨(dú)的PC-LED。
2.權(quán)利要求1的方法,其中清透的第三透鏡比清透的第一透鏡更硬。
3.權(quán)利要求1的方法,其中清透的第三透鏡具有比清透的第一透鏡的折射率更低的折射率。
4.權(quán)利要求1的方法,其中基座晶片具有與LED管芯上的金屬接觸電接觸的金屬引線。
5.權(quán)利要求1的方法,其中清透的第三透鏡具有用于影響清透的第三透鏡的光學(xué)性質(zhì)的模制特征。
6.權(quán)利要求1的方法,其中清透的第一透鏡基本上為具有圓化邊緣的矩形。
7.
8.
9.權(quán)利要求1的方法,其中清透的第一透鏡的硬度的范圍為肖氏005-90,并且清透的第三透鏡的硬度大于肖氏A 30。
10.權(quán)利要求1的方法,其中LED管芯發(fā)射可見(jiàn)藍(lán)色光,并且由PC-LED發(fā)射的總體顏色是藍(lán)色光和由第二透鏡中的磷光體發(fā)射的光的組合。
11.權(quán)利要求1的方法,其中LED管芯發(fā)射第一光顏色,并且由PC-LED發(fā)射的總體顏色主要是由第二透鏡中的磷光體發(fā)射的光。
12.權(quán)利要求1的方法,其中第二透鏡包含多種磷光體類型。
13.—種通過(guò)下述方法形成的磷光體轉(zhuǎn)換發(fā)光二極管(PC-LED),該方法包括將多個(gè)基本上矩形的LED管芯安裝在基座晶片上;通過(guò)壓縮模制直接在每個(gè)LED管芯上模制基本上矩形的清透的第一透鏡,其中,首先用第一透鏡材料填充第一模具,然后在將基座晶片與第一模具對(duì)準(zhǔn)的同時(shí)使LED管芯在受壓下浸沒(méi)到第一透鏡材料中,之后固化清透的第一透鏡材料,并且將LED管芯和清透的第一透鏡與第一模具分開(kāi),清透的第一透鏡封裝LED管芯;通過(guò)壓縮模制直接在每個(gè)清透的第一透鏡上模制包含磷光體的基本上矩形的第二透鏡以便基本上完全覆蓋清透的第一透鏡的外表面,其中,首先用包含磷光體的第二透鏡材料填充第二模具,然后使LED管芯和清透的第一透鏡在受壓下浸沒(méi)到第二透鏡材料中,之后固化第二透鏡材料,并且將LED管芯、清透的第一透鏡和第二透鏡與第二模具分開(kāi),第二透鏡具有與基座晶片上LED管芯在χ、y和ζ方向上的任何錯(cuò)位無(wú)關(guān)的尺寸,所有第二透鏡的頂部表面基本上在單一參考平面內(nèi),并且第二透鏡的厚度基本上是均勻的;通過(guò)壓縮模制直接在每個(gè)第二透鏡上模制清透的第三透鏡以便基本上完全覆蓋第二透鏡的外表面,其中,首先用第三透鏡材料填充第三模具,然后使LED管芯、清透的第一透鏡和第二透鏡在受壓下浸沒(méi)到第三材料中,之后固化第三透鏡材料,并且將LED管芯、清透的第一透鏡、第二透鏡和清透的第三透鏡與第三模具分開(kāi);以及分離基座晶片以形成各單獨(dú)的PC-LED。
14.權(quán)利要求13的PC-LED,其中清透的第三透鏡比清透的第一透鏡更硬。
15.權(quán)利要求13的PC-LED,其中清透的第三透鏡具有比清透的第一透鏡的折射率更低的折射率。
16.權(quán)利要求13的PC-LED,其中LED管芯發(fā)射可見(jiàn)藍(lán)色光,并且由PC-LED發(fā)射的總體顏色是藍(lán)色光和由第二透鏡中的磷光體發(fā)射的光的組合。
17.—種制造期間的中間發(fā)光二極管(LED)結(jié)構(gòu),包括基座晶片,其在切割之前具有多個(gè)安裝于其上的基本上矩形的倒裝芯片LED管芯, 每個(gè)LED管芯在其上直接模制有基本上矩形的清透的第一透鏡,其中每個(gè)清透的第一透鏡相對(duì)于基座晶片而不是相對(duì)于LED管芯對(duì)準(zhǔn),使得基座上LED管芯的錯(cuò)位不影響每個(gè) LED管芯上的清透的第一透鏡的位置,每個(gè)清透的透鏡在其上直接模制有包含磷光體的基本上矩形的第二透鏡以便基本上完全覆蓋每個(gè)清透的第一透鏡的外表面,其中每個(gè)第二透鏡相對(duì)于基座晶片而不是相對(duì)于 LED管芯對(duì)準(zhǔn),由此每個(gè)第二透鏡具有與基座晶片上LED管芯在χ、y和ζ方向上的任何錯(cuò)位無(wú)關(guān)的尺寸,所有第二透鏡的頂部表面基本上在單一參考平面內(nèi),并且第二透鏡的厚度從LED管芯到LED管芯基本上是均勻的,以及每個(gè)第二透鏡在其上模制有清透的第三透鏡以便基本上完全覆蓋第二透鏡的外表面。
全文摘要
矩形LED管芯安裝在基座晶片上。第一模具在其中具有與基座晶片上的LED管芯的位置大體相對(duì)應(yīng)的矩形凹口。這些凹口填充有硅樹(shù)脂,該硅樹(shù)脂在固化時(shí)在每個(gè)LED上形成清透的第一透鏡。由于晶片與模具精確地對(duì)準(zhǔn),因而第一透鏡的頂部表面全部處于單一參考平面內(nèi),而與晶片上LED的任何x、y和z錯(cuò)位無(wú)關(guān)。第二模具具有矩形凹口,這些凹口填充有磷光體注入硅樹(shù)脂以便在清透的第一透鏡上形成精確限定的磷光體層,其內(nèi)外表面與LED的任何錯(cuò)位完全無(wú)關(guān)。第三模具形成外硅樹(shù)脂透鏡。得到的PC-LED在基座晶片內(nèi)從PC-LED到PC LED以及從晶片到晶片具有高的色度均勻性,并且在寬視角上具有高的顏色均勻性。
文檔編號(hào)H01L33/52GK102203965SQ200980144301
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月5日
發(fā)明者J·C·巴特 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司, 飛利浦拉米爾德斯照明設(shè)備有限責(zé)任公司
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