CN101359708A

CN101359708A - 一种大功率发光二极管减免硅胶的封装方法

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Publication number: CN101359708A
Application number: CNA2008101959104A
Authority: CN
Inventors: 王海军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-09-04
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2028-09-04
Also published as: CN100555694C

Abstract

本发明涉及一种大功率发光二极管减免硅胶的封装方法，特征是在封装透镜的受光面制成内凹型腔孔；将荧光硅胶涂布在封装透镜内凹型腔孔受光面上，然后将封装透镜放入夹具中，内凹的型腔孔向上放置；将涂有荧光硅胶的封装透镜压入发光二极管的支架中，将封装透镜受光面加压紧贴在发光二极管芯片上方，封装透镜内部的硅胶受到外部的挤压，将排出封装透镜内部多余的硅胶；当封装透镜内凹型腔孔受光面与发光二极管芯片的发光面加压紧贴时，注入AB硅胶，凝固后完成发光二极管的封装。本发明能在发光二极管LED的行径路径中，去除或减少了硅胶，达到提高光通量、光能、亮度、减少光斑外部光环的目的。

Description

一种大功率发光二极管减免硅胶的封装方法

技术领域

本发明涉及一种大功率发光二极管减免硅胶的封装方法，具体地说是尤其是针对1W以上大功率、高亮度的发光二极管，属于半导体照明技术领域。

背景技术

发光二极管是一种外形很小的半导体发光器件，由于发光二极管是一种具备消耗低，无有害射线，无毒的绿色光源，现已开始成为21世纪的一种新一代光源，随着发光二极管的技术瓶颈不断被突破，可以应用的范围越来越广。

目前，发光二极管所发出的白色光颜色主体大致可分三类，全部要与荧光粉配合：蓝光发光二极管配合黄色荧光粉；蓝光发光二极管配合红色光粉；绿色荧光粉；UV-LED配合红、绿、蓝三色荧光粉，这三种工艺主要问题是：

1、将蓝光发光二极管上涂在由蓝光激发的发黄光的荧光粉，芯片发出的蓝光与荧光粉发出的黄光互补形成白光，但它存在一个较大的缺陷，其荧光粉仅含有二个波谱、蓝，黄具备连续光谱，导致色温偏高，显色偏低的问题，同时发出的光斑周围有黄色的光斑。

2、蓝光发光二极管配合红色，绿色荧光粉，芯片的蓝光激发红色，绿色荧光粉形成白光，这种方式也有光斑产生。

3、在(UV-LED)芯片上涂RGB荧色粉，利用紫色光激发荧光粉产生三基色的混光，从而形成白光，但目前这种技术主要在试验室中进行，在实际量产中还有荧光粉(RGB)混合紫光转换低等问题。

目前市场中比较成功的是蓝光发光二极管激发黄色荧光粉的方式并且荧光粉涂抹于晶片方向，在发光二极管封装过程中注入硅胶在出光面方向将透镜压入支架中。

众所周知，采用发光二极管作为新一代白光的光源，可用于手电筒，灯杯，射灯，车灯，路灯等照明方面。要求发光二极管的出光是一个相对比较匀称的光斑，但目前市场中主要的问题是光班周围往往会形成一个或多个其它颜色的光环，在发光二极管白光光源生产加工过程中，通常是将荧光粉与载体胶混合之后再用分配器将其涂到发光二极管芯片上，由于受到载体胶的粘度，荧光粉的混合比例，以及分配器的使用精度等问题，同时含有荧光粉的胶在热胀冷缩的影响下会形成一个由边缘向内部凹陷的表面，这种情况会使发光二极管的光环外边缘有一黄色光斑，直接影响了使用。该边缘部分的胶会比较厚，形成了一个相对透镜效果的一个类非球面，同时随着胶的数量、温度、浓度问题基本上是一个不可控制的面形，从而导致会有比较明显的光环。以上种种原因，使这种工艺中的荧光粉的涂布量和均匀性得不到保证。例如，蓝色晶片与黄色荧光粉配合的时候，在其所出发出的光斑的四周会有黄色的光斑。

在现有条件下硅胶因会老化、黄化及衰变等问题，从而实际影响了大功率发光二极管(LED)的使用效果。因此，要尽量的减少硅胶在发光二极管LED的通光路径中的使用量，从而达到减缓发光二极管LED的光衰，延长发光二极管LED的使用寿命，达到节能环保的目的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种大功率发光二极管(LED)的封装方法，使其在发光二极管LED的行径路径中，去除或减少了硅胶，达到提高光通量、光能、亮度、减少光斑外部光环的目的。

按照本发明提供的技术方案，一种大功率发光二极管(LED)的封装方法，采用以下工艺步骤：荧光硅胶的组份配比按重量份数计：

1、取荧光粉1～5份，AB硅胶取2～10份均匀调为荧光硅胶；

2、在封装透镜的受光面制成一个内凹型腔孔；将荧光硅胶涂布在封装透镜内凹型腔孔受光面上，然后将封装透镜放入夹具中，内凹的型腔孔向上放置；在避光避热存放0.5～5小时；

3、将涂有荧光硅胶的封装透镜压入发光二极管的支架中，当荧光硅胶沉淀于封装透镜内凹型腔孔受光面底部时，且相对凝固，即将封装透镜受光面加压紧贴在发光二极管芯片上方，由于封装透镜内部的硅胶受到外部的挤压，就将排出封装透镜内部多余的硅胶20～80％。

4、当封装透镜内凹型腔孔受光面与发光二极管芯片的发光面加压紧贴时，并注入AB硅胶，将封装透镜内凹型腔孔与发光二极管的支架之间的空隙充满，排出空气，疑固后完成发光二极管的封装。

所述荧光粉颗粒为0.003-0.06mm；所述荧光胶的粘度为：500～3000cps。所述封装透镜内凹受光面与芯片的发光面紧密贴合，贴合的间隙距离为：0.001mm～2mm。所述内凹的型腔孔为圆锥形孔，或圆柱体孔，或半球孔，孔的外径为0.2～5mm；深度为0.1～2mm；荧光硅胶涂布厚度为0.01～2mm。压力为0.5～3kg的自由压力；荧光粉的颜色为黄色。

所述透镜的受光面可成平面。

所述荧光粉可以采用硅酸盐荧光粉或氮化物荧光粉或石榴石荧光粉。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明可以将荧光粉混入有粘性特质的胶内形成荧光胶类物质，将这类胶类物质涂于透镜的受光面，再把透镜的表面上含有荧光物质的粘类物质材料中的部分或全部液体的成分，通过透镜的受光面加压紧贴的方式通过适当的压力排出多余的胶类，可以将大功率发光二极管中的硅胶全部或部分去除，达到减少硅胶的目的，可提高光通量，提高光能，提高亮度，同时也可以达到LED所发出的光环外部减少光晕的目地。

附图说明

图1、图2为本发明大功率发光二极管(LED)结构示意图。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中实施例作进一步描述：

实施例一：本发明一种大功率发光二极管(LED)减免硅胶的封装方法，采用以下工艺步骤：荧光硅胶的组份配比按份数计：荧光粉2份，硅胶8份，组成一份荧光粉类硅胶。

本发明发光二极管LED由封装透镜1、支架2、荧光硅胶3、芯片4、AB硅胶5组成。

图2所示，本发明的封装透镜1材质采用光学玻璃(K9或B270)，先将玻璃透镜1的受光面先制成一个内凹型腔孔，该内孔为圆锥形，内孔的外径为4mm，深度为1mm。取石榴石荧光粉2份与AB硅胶8份调均匀为荧光硅胶3，石榴石荧光粉颗粒为0.0065mm，石榴石荧光粉的颜色为黄色。再用涂胶机将调合好的荧光硅胶涂布在玻璃透镜的内凹孔的型腔受光面上，内凹孔的型腔为0.5mm计，所述荧光硅胶涂布厚度为0.4mm，以荧光硅胶不外溢为准，然后将玻璃透镜放入先备好的夹具中，按内凹的型腔孔向上的方向放置，避光避热存放在常温下3小时。

此时可将涂有荧光硅胶的玻璃透镜压入发光二极管的支架2中，打上金线，接出引线。3个小时后因荧光粉的比重为4.2，硅胶的比重比1.38，所以荧光粉会相对沉淀于硅胶的下方玻璃透镜的受光面，因荧光胶的粘度为1000cps，有点类似果冻态并有一定的流动性。当荧光硅胶沉淀于玻璃透镜内凹型腔孔受光面底部时，且相对凝固，即将玻璃透镜受光面挤压紧贴在发光二极管芯片上方，所述玻璃透镜内凹受光面与芯片的发光面紧密贴合，贴合的间隙距离为0.2mm：压入玻璃透镜时需要一个适当的的自由压力这一压力视硅胶的流动性及透镜的内凹深度及金线连接方式的不同的而改变在本例中的压力为0.5kg，当玻璃透镜受压压入支架中的同时硅胶受到挤压流动，荧光粉因比重较大会停留在贴进玻璃透镜的面，而其余部分硅胶会外溢至芯片的四周，排出LED与透镜内部多余的硅胶达到50％。这样就得到了一个大功率发光二极管的芯片4与玻璃透镜间比较均匀，而且只含有少量硅胶的荧光面，最后再注入AB硅胶5，AB硅胶注入量为将玻璃透镜内凹型腔孔与发光二极管的支架之间的空隙充满，且排出空气，疑固后完成发光二极管的封装。

通过本发明得到的一个荧光硅胶涂层，因荧光硅胶会受到来自晶片透镜间的上下的压力导致荧光相对会比较平整，避免了荧光硅胶形成一个内凹边凸的外形，避免了光晕的产生，提高了大功率LED的亮度扩大了运用范围；同时也极大的减少了硅胶的使用量，达到延长发光二极管(LED)的使用寿命，且达到节能环保的目的。

实施例二：本发明一种大功率发光二极管(LED)减免硅胶的封装方法，采用以下工艺条件：荧光硅胶的组份配比按重量份数计：荧光粉1份，AB硅胶9份，组成一份荧光粉类硅胶。

图2所示，本例中使用的封装透镜的材料为透明PMMA，将透镜的受光面制成内凹型腔孔，该内孔为圆锥形，内孔的外径为：2mm，深度为0.5mm。取硅酸盐荧光粉与AB硅胶按1∶9匀为荧光硅胶，硅酸盐荧光粉颗粒为0.006mm，荧光粉的颜色为黄色。所述荧光硅胶涂布厚度为：0.4mm，涂布后避光避热存放在常温下2小时。荧光胶的粘度为800cps，所述PMMA透镜内凹受光面与芯片的发光面紧密贴合，贴合的间隙距离为：0.1mm。自由压力为：1kg。采用实施例一中大功率发光二极管(LED)减免硅胶的封装方法，可以将大功率发光二极管中的硅胶全部或部分去除，达到减少硅胶的目的，排出LED与透镜内部多余的硅胶达到40％。可提高光通量，提高光能，提高亮度，同时也可以达到发出的光减少光晕的目地。

实施例三：本发明一种大功率发光二极管(LED)减免硅胶的封装方法，采用以下工艺条件：荧光硅胶的组份配比按重量份数计：荧光粉3份，AB硅胶7，组成一份荧光粉类硅胶。

图1所示，本例中使用的封装透镜的材质为(SiO2)含量大于90％的水晶单晶体，透镜的受光面制成平面，该透镜本体为半圆形，透镜的平面外径为：5mm，透镜高度为2.3mm。取氮化物荧光粉与AB硅胶按3∶7比例调均匀为荧光硅胶，氮化物荧光粉颗粒为0.007mm，荧光粉的颜色为黄色。所述荧光硅胶涂布厚度为：0.5mm，涂布后避光避热存放在常温下2小时。荧光胶的粘度2000cps，所述水晶透镜平面受光面与芯片的发光面紧密贴合，贴合的间隙距离为：0.1mm，自由压力为：1.5kg。

采用实施例一、二中大功率发光二极管(LED)减免硅胶的封装方法，可以将大功率发光二极管中的硅胶全部或部分去除，达到减少硅胶的目的，LED与透镜内部多余的硅胶排出达到70％。可提高光通量，提高光能，提高亮度，同时也可以达到发出的光减少光晕的目地。

Claims

1、一种大功率发光二极管减免硅胶的封装方法，其特征是采用以下工艺步骤：荧光硅胶的组份配比按重量份数计：

(1)、取荧光粉1～5份，AB硅胶取2～10份均匀调为荧光硅胶；

(2)、在封装透镜的受光面制成一个内凹型腔孔；将荧光硅胶涂布在封装透镜内凹型腔孔受光面上，然后将封装透镜放入夹具中，内凹的型腔孔向上放置；在避光避热存放0.5～5小时；

(3)、将涂有荧光硅胶的封装透镜压入发光二极管的支架中，当荧光硅胶沉淀于封装透镜内凹型腔孔受光面底部时，且相对凝固，即将封装透镜受光面加压紧贴在发光二极管芯片上方，封装透镜内部的硅胶受到外部的挤压，将排出封装透镜内部多余的硅胶20～80％；

(4)、当封装透镜内凹型腔孔受光面与发光二极管芯片的发光面加压紧贴时，注入AB硅胶，将封装透镜内凹型腔孔与发光二极管的支架之间的空隙充满，排出空气，疑固后完成发光二极管的封装。

2、根据权利要求1所述的一种大功率发光二极管减免硅胶的封装方法，其特征在于所述荧光粉颗粒为0.003-0.06mm。

3、根据权利要求1所述的一种大功率发光二极管减免硅胶的封装方法，其特征在于所述荧光胶的粘度为：500～3000cps。

4、根据权利要求1所述的一种大功率发光二极管减免硅胶的封装方法，其特征在于所述封装透镜内凹受光面与芯片的发光面加压紧贴时，贴合的间隙距离为：0.001mm～2mm。

5、根据权利要求1所述的一种大功率发光二极管减免硅胶的封装方法，其特征在于所述内凹型腔孔为圆锥形孔或圆柱体孔或半球孔，孔的外径为0.2～5mm；深度为0.1～2mm。

6、根据权利要求1所述的一种大功率发光二极管减免硅胶的封装方法，其特征在于所述荧光硅胶涂布厚度为0.01～2mm。

7、根据权利要求1所述的一种大功率发光二极管减免硅胶的封装方法，其特征在于所述封装透镜的受光面可制成平面。

8、根据权利要求1所述的一种大功率发光二极管减免硅胶的封装方法，其特征在于所述荧光粉采用硅酸盐荧光粉或氮化物荧光粉或石榴石荧光粉。