CN101567410A

CN101567410A - Led芯片的封装方法

Info

Publication number: CN101567410A
Application number: CNA200910006188XA
Authority: CN
Inventors: 郑榕彬
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-02-05
Filing date: 2009-02-05
Publication date: 2009-10-28

Abstract

本发明提供了一种发光二极管(LED)的封装方法。该封装方法包括以下步骤：将所述LED芯片设置在基体上；和将封装材料喷射到所述LED芯片的表面上，以均匀地控制封装层的厚度。所述喷射是用喷枪喷淋工艺实现的。该封装方法进一步包括对所述封装层进行固化的步骤。该固化步骤可用加热、UV光照射或将所述LED芯片通电发热中的任何一种方式来实现。封装材料包括紫外UV光固化粘合剂，且可进一步包括荧光粉和稀释剂。

Description

LED芯片的封装方法

技术领域

【0001】本发明一般涉及一种发光二极管(LED)芯片的封装方法，具体涉及一种用于将封装材料均匀涂布到LED芯片上的方法。

背景技术

【0002】目前，传统发光二极管(LED)的封装材料大多采用环氧树脂。由于环氧树脂的耐热性比较差，可能在LED芯片本身的寿命到达前，环氧树脂就已经出现变色。环氧树脂材料不仅可能受到热现象的影响，而且还可能经受光波长的影响，这是因为环氧树脂相当容易被白光LED中的短波长光线破坏。

【0003】为此，本领域中已经开始使用硅树脂和陶瓷等作为封装材料以克服环氧树脂的上述问题。例如，中国专利申请公开号CN1858920A公开了一种白光LED灯的封装方法，其包括用透镜树脂或硅胶来密封蓝光芯片；用机械铸塑方法一次成型塑料透镜外壳，使其中的荧光粉厚度和均匀度得到保证。此外，中国专利申请公开号CN1424772A公开了一种用液态玻璃胶灌胶或模制LED的方法，目的是提供一种能耐高温及耐短波长的LED封装。在此，将上述两篇文献全文引入本文作为参考。

【0004】然而由于硅树脂是具有弹性的柔软材料，所以在封装的过程中应用工艺都相当的复杂，导致各方面的成本都比较高。现结合附图1说明现有技术中存在的问题。如图1所示，由于硅树脂5传统上采用点胶或涂布的方式，往往造成硅树脂5(或者硅树脂和荧光粉的混合体)在LED芯片1的表面上呈球面状分布。传统上通过改变胶液滴的大小来控制其厚度，如果太厚将直接影响LED光的吸收，然而太薄又容易出现涂布不均，导致LED芯片四角处漏光现象或者导致发出的光斑或光色中出现颜色不均的光圈。针对上述技术问题，例如中国专利申请公开号CN101162744A公开了一种LED荧光粉涂布方式，其中通过安装有用于控制固定于基座上的晶片外围的间隙大小的硅胶垫，保证填充荧光粉的空间厚度均匀，在此将该文献全文引入本文作为参考。然而，这种采用模具的封装方法相对步骤较多、工艺复杂。而且，上述的点胶或涂布方式不能很好应用于例如芯片倾斜时的情况。

【0005】针对现有技术中所存在的问题，因此迫切需要稳定可靠的封装材料以及容易将封装材料均匀涂布到芯片上的封装方法，以解决精确控制封装层的厚度均匀性的问题，尤其是当需要控制封装层的厚度很薄(0.1-0.5mm)时。

发明内容

【0006】依照本发明的一方面，提供一种发光二极管(LED)芯片的封装方法，其包括如下步骤：将所述LED芯片设置在基体上；和将封装材料喷射到所述LED芯片的表面上，以均匀地控制封装层的厚度。

【0007】依照本发明的另一方面，提供一种发光二极管LED的封装芯片，其包括：基体，该基体用于设置所述发光二极管LED；和封装材料，所述封装材料被均匀地喷涂到所述发光二极管LED的表面上。

【0008】依照本发明的一个实施例，所述封装材料包括紫外UV光固化粘合剂，所述UV光固化粘合剂占所述封装材料的总质量的60％～10％。所述封装材料进一步包括荧光粉和稀释剂，其中所述荧光粉占所述封装材料的总质量的10％～85％，而所述稀释剂占所述封装材料的总质量的30％～5％。

【0009】依照本发明的另一个实施例，所述喷射是用喷枪喷淋工艺实现的。

【0010】依照本发明的又一个实施例，该封装方法进一步包括对所述封装层进行固化的步骤。该固化步骤可用加热、UV光照射或将所述LED芯片通电发热中的任何一种方式来实现。

【0011】依照本发明的再一个实施例，所述LED芯片水平或倾斜地设置在基体上。

【0012】与现有的封装技术相比，本发明获得了有益的效果，例如由于UV光固化粘合剂本身的水性特质，可以使用喷枪喷淋工艺从而很好地控制封装层(例如包括UV光固化粘合剂和荧光粉的混合体)的厚度均匀性，从而使得LED的光可以均匀发散出来。再则，传统的点胶方式往往不能重复多次使用，而本发明的喷枪喷淋工艺可以重复多次从而达到均匀加厚的目的。而且，喷枪喷淋工艺可以应用于各种角度设置的LED芯片，不受LED芯片必须水平放置的限制。

【0013】同时，UV光固化粘合剂本身还具有如下优势：耐候性能好，经紫外线长时间照射下不变黄；固化后光透过率≥90％；粘接强度高；环境污染小；固化后的交联密度大大高于热烘型封装材料，硬度、耐磨性能指标均很高；固化后的封装层可以阻隔紫外线的溢出，由此可以阻止紫外线对于人体的伤害。固化实现方式可以选择，既可以靠本身LED发光产生热量使自身实现固化也可以利用紫外线灯照射实现快速固化，与传统使用烘烤技术相比节省能源。

附图说明

【0014】现在将通过以下说明书和附图，对本发明进行详细描述，其中：

【0015】图1是现有技术的LED芯片封装后的示意图；

【0016】图2是依照本发明的一个实施例的LED芯片水平放置时封装后的示意图；

【0017】图3是依照本发明的另一实施例的LED芯片倾斜放置时封装后的示意图；

【0018】图4是依照本发明一个实施例的白光LED的封装工艺流程图。

具体实施方式

【0019】本发明的特征在于：利用封装材料的水性特性，通过喷淋工艺将所述封装材料均匀地喷涂到LED芯片的表面上。所述喷淋工艺可以用常规喷枪等喷射装置来实现封装材料层的均匀厚度控制。

【0020】依照本发明，提供了一种发光二极管(LED)芯片的封装方法，包括如下步骤：将LED芯片设置在基体上；和将封装材料喷射到LED芯片的表面上，以均匀地控制封装层的厚度。该喷射可以用喷枪等喷射装置来实现。该封装方法可进一步包括对封装层进行固化的步骤。该固化步骤可用加热、UV光照射或将所述LED芯片通电发热中的任何一种方式来实现。依照本发明，还提供了一种发光二极管LED的封装芯片，其包括：基体，该基体用于设置所述发光二极管LED；和封装材料，将所述封装材料均匀喷涂到所述发光二极管LED的表面上。

【0021】封装材料可以包括UV光固化粘合剂，比如LC-2631型水性UV油。而且，为了调节喷射时封装材料的粘稠度以实现更好的喷枪喷射，可以根据需要按一定比例混合UV光固化粘合剂和稀释剂，但一般要求所添加的稀释剂的体积小于UV光固化粘合剂的体积。此外，可以向封装材料进一步添加一定量的荧光粉，以便与LED芯片相配合得到各种颜色的光。依照本发明的实施例，LED芯片可以是各色光LED芯片，例如蓝光LED芯片、红光LED芯片。

【0022】为简单说明起见，下面以将黄色荧光粉、UV油和稀释剂的混合体喷到蓝光LED芯片上以得到白光LED为例，进一步描述本发明。依照本发明的一个实施例，UV油、黄色荧光粉和稀释剂的配比范围分别为60％～10％，10％～85％和30％～5％。本发明均采用喷枪喷淋工艺，从而保证均匀可控地喷涂该混合物。

【0023】图2是依照本发明的一个实施例的LED芯片水平放置时封装后的示意图。如图2所示，黄色荧光粉和UV油的混合体25均匀地覆盖在蓝光LED芯片21的表面。

【0024】图3是依照本发明的另一实施例的LED芯片倾斜放置时封装后的示意图。如图3所示，黄色荧光粉和UV油的混合体35均匀地覆盖在蓝光LED芯片31的表面。

【0025】下面参照图2和4，描述一种白光LED的封装工艺流程：

第一步骤100，将LED芯片21设置在基体20上，其中将引线22的两端分别焊接于芯片21和基体20上；

第二步骤120，将UV油和黄色荧光粉混和；

第三步骤130，将UV油和荧光粉的混和体或物25用诸如喷枪等喷射装置喷射到LED芯片21的表面上；和

第四步骤140，固化所喷射到LED芯片21上的混和体25。上述固化步骤可包括以下方式：加热LED芯片21；用UV光照射混合体25；或者将LED芯片21通电，用LED芯片通电后的热量使混合体25固化。

【0026】采用上述工艺方法，可以得到厚度可控的UV油和荧光粉的均匀封装层，从而避免了因荧光粉涂布不均而引起的光斑或光圈颜色不均。而且，在完成一次喷涂循环之后，还可以重复进行二次甚至多次的喷涂，也就是说第三和第四步骤是可以两次或多次重复进行的，以调节喷射涂层的厚度，并且这样的重复得到的涂层仍然是均匀的，而这种重复喷涂得到的均匀涂层是利用常规的例如点胶方法等不能实现的。如此大大改善了LED所发出的光的颜色可控性，而且每次喷涂循环中所采用的封装材料可以根据实际需要而有所不同。

【0027】虽然以上参照具体实施例对本发明进行了描述，但以上具体描述无意对本发明加以限制。例如，本领域技术人员可以采用各种类型的发光芯片比如表面贴装型或灯型等等，并且可以对喷射材料的组分混合比例进行调节，从而针对不同的喷射装置达到均匀涂布的效果。

Claims

1.一种发光二极管LED芯片的封装方法，其包括如下步骤：

将所述LED芯片设置在基体上；和

将封装材料喷射到所述LED芯片的表面上，以均匀地控制封装层的厚度。

2.根据权利要求1所述的封装方法，其中所述封装材料包括紫外UV光固化粘合剂。

3.根据权利要求2所述的封装方法，其中所述封装材料进一步包括荧光粉和稀释剂。

4.根据权利要求3中所述的封装方法，其中所述UV光固化粘合剂占所述封装材料的总质量的60％～10％，所述荧光粉占所述封装材料的总质量的10％～85％，而稀释剂占所述封装材料的总质量的30％～5％。

5.根据权利要求3中所述的封装方法，其中所述荧光粉占所述封装材料的总质量的10％～85％。

6.根据权利要求3中所述的封装方法，其中所述稀释剂占所述封装材料的总质量的30％～5％。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的封装方法，其中所述喷射是用喷枪喷淋工艺实现的。

8.根据权利要求1所述的封装方法，该方法进一步包括对所述封装层进行固化的步骤。

9.根据权利要求8所述的封装方法，其中该固化可用加热、UV光照射或将所述LED芯片通电发热中的任何一种方式来实现。

10.根据权利要求8-9中任一项所述的封装方法，该方法进一步包括将封装材料重复喷射到所述LED芯片的表面上并对其进行固化的步骤。

11.根据权利要求1所述的封装方法，其中所述LED芯片水平或倾斜地设置在基体上。

12.一种发光二极管LED的封装芯片，其包括：

基体，该基体用于设置所述发光二极管LED；和

封装材料，所述封装材料被均匀地喷涂到所述发光二极管LED的表面上。

13.根据权利要求12所述的封装芯片，其中所述封装材料包括紫外UV光固化粘合剂。

14.根据权利要求13所述的封装芯片，其中所述封装材料进一步包括荧光粉和稀释剂。

15.根据权利要求14中所述的封装芯片，其中所述UV光固化粘合剂占所述封装材料的总质量的60％～10％。

16.根据权利要求14中所述的封装芯片，其中所述荧光粉占所述封装材料的总质量的10％～85％。

17.根据权利要求14中所述的封装芯片，其中所述稀释剂占所述封装材料的总质量的30％～5％。

18.根据权利要求12所述的封装方法，其中所述LED水平或倾斜地设置在基体上。