CN101872829A - 高发光效率的白光led及其封装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高发光效率白光LED，包括晶片、导线、基座和反光杯，还包括透镜、第一硅胶层、第二硅胶层和荧光粉；所述透镜包括一个圆弧状的透明罩，所述第一硅胶层位于透明罩内，所述晶片位于反光杯的底部，且所述晶片位于所述透明罩内；所述荧光粉与第二硅胶层混合构成荧光硅胶层，所述荧光硅胶层位于透镜外并填满所述反光杯；所述LED晶片的正负极通过导线分别与外接正负电极电连接。本发明的有益效果是：区别于现有技术的白光LED，本发明的封装工艺简单，且本发明的白光LED激发效率高，在点亮时荧光粉受晶片影响小，更重要的是提高了发光效率。

Description

高发光效率的白光LED及其封装方法
技术领域
本发明涉及一种LED(发光二极管)，尤其涉及一种高发光效率的白光LED及其封装方法。
背景技术
由于LED技术的发展，LED照明产业迅速成长，白光LED也备受关注，其封装技术在快速更新。
目前传统的SMD白光制作方法有三种，分别为：均匀分布式、表敷式、远距离分布式。均匀分布式LED的工艺简单，但是荧光粉易沉淀；表敷式LED激发效率高，但是工艺复杂；远距离分布式LED在点亮时荧光粉受晶片影响小，但是工艺复杂且对支架碗杯尺寸有要求。更加重要的是，上述的三种方法的最大缺点还在于点胶封装后表面为水平，由于胶水与外界空气的折射率不同，导致晶片产生的光在经过此界面时易产生全反射，导致光线在内部多次反射后被吸收，降低了出光效率。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种工艺简单、激发效率高且点亮时荧光粉受晶片影响小的高发光效率的白光LED及其封装方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种高发光效率白光LED，包括晶片、导线、基座和反光杯，还包括透镜、第一硅胶层、第二硅胶层和荧光粉；所述透镜包括一个圆弧状的透明罩，所述第一硅胶层位于透明罩内，所述晶片位于反光杯的底部，且所述晶片位于所述透明罩内；所述荧光粉与第二硅胶层混合构成荧光硅胶层，所述荧光硅胶层位于透明罩外并填满所述反光杯；所述LED晶片的正负极通过导线分别与外接正负电极电连接；所述第一硅胶层的折射率高于第二硅胶层的折射率。
其中，所述第一硅胶层的折射率为1.54，所述第二硅胶层的折射率为1.4。
其中，所述的荧光硅胶层中的荧光粉在第二硅胶层中均匀分布。
其中，所述的透镜为耐高温内空透镜，其球顶处开有小孔。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种高发光效率白光LED封装方法，包括以下步骤：
a.固定晶片：在LED晶片安装位上涂上底胶，随后使LED晶片通过底胶与基座固定，再对所述底胶进行烘烤固化；
b.连接导线：通过导线将LED晶片的正负极与外接正负电极电连接；
c.放置透镜：将耐高温的圆弧状透明罩结构透镜放入反光杯并罩住所述晶片；
d.注入第一硅胶层：将硅胶注入到透镜和基座之间的空间内，使第一硅胶层填满所述空间；
e.制作荧光硅胶：将折射率比第一硅胶层低的硅胶与荧光粉混合制成的荧光硅胶作为第二硅胶层注入反射杯，并对所述荧光硅胶进行烘烤固化；
f.烘烤固化：先对整个胶体进行烘烤固化，然后再对第二硅胶层进行二次烘烤固化。
其中，所述第一硅胶层的高折射率硅胶的折射率为1.54，所述第二硅胶层的低折射率硅胶的折射率为1.4。所述高折射率硅胶的黏度大于低折射率硅胶的黏度500mpa.s。
其中，所述步骤a中，底胶的厚度是LED晶片高度的1/4～1/3，对底胶烘烤温度为160～180℃，烘烤时间为1-2小时。
其中，所述步骤f中，对所述整个硅胶进行烘烤固化的温度为80～100℃，烘烤时间为1～2小时；对第二硅胶层进行二次烘烤固化的烘烤温度为140～150℃，烘烤时间为2～3小时。
其中，所述步骤e中，作为第二硅胶层注入反射杯的荧光硅胶还包括与硅胶和荧光粉混合的纳米硅粉；所述纳米硅粉与荧光硅胶中除纳米硅粉以外的其他物质之间的重量比例为：0.01～0.05∶2；所述纳米硅粉的粒径为5～10nm之间。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的白光LED，本发明的封装工艺简单，且本发明的白光LED激发效率高，在点亮时荧光粉受晶片影响小，更重要的是提高了发光效率。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的封装工艺流程图；
图3是本发明实施例的成品光谱图；
图4是本发明实施例产品的俯视图；
图5是本发明的老化对比图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1，本发明实施例的高发光效率白光LED，包括晶片1、导线2、基座3和反光杯4，还包括透镜5、第一硅胶层6、第二硅胶层7和荧光粉8；所述透镜5包括一个圆弧状的透明罩，所述第一硅胶层6位于透明罩内，所述晶片1位于反光杯的底部，且所述晶片1位于所述透明罩内；所述荧光粉8与第二硅胶层7混合构成荧光硅胶层，所述荧光硅胶层位于透明罩外并填满所述反光杯；所述LED晶片的正负极通过导线分别与外接正负电极电连接；所述第一硅胶层的折射率高于第二硅胶层的折射率。
在优选的实施例中，所述第一硅胶层的折射率为1.54，所述第二硅胶层的折射率为1.4。第一硅胶层的折射率要高于第二硅胶层的折射率。
在优选的实施例中，所述的荧光硅胶层中的荧光粉在第二硅胶层中均匀分布，荧光硅胶中的荧光粉用于使晶片光照该荧光粉层而激发成白光。
在优选的实施例中，所述的透镜为耐高温内空透镜，所述的透镜呈半球形，其球顶处开有2mm的小孔，该小孔用于向透镜内灌入高折射率的硅胶。
请参阅图2，本发明实施例的高发光效率白光LED封装方法，包括以下步骤：
a.固定晶片：在LED晶片安装位上涂上底胶，随后使LED晶片通过底胶与基座固定，再对所述底胶进行烘烤固化；
b.连接导线：通过导线将LED晶片的正负极与外接正负电极电连接；
c.放置透镜：将耐高温的圆弧状透明罩结构透镜放入反光杯并罩住所述晶片；
d.注入第一硅胶层：将硅胶注入到透镜和基座之间的空间内，使第一硅胶层填满所述空间；
e.制作荧光硅胶：将折射率比第一硅胶层低的硅胶与荧光粉混合制成的荧光硅胶作为第二硅胶层注入反射杯，并对所述荧光硅胶进行烘烤固化；
f.烘烤固化：先对整个胶体进行烘烤固化，然后再对第二硅胶层进行二次烘烤固化。
在优选的实施例中，所述第一硅胶层的高折射率硅胶的折射率为1.54，所述第二硅胶层的低折射率硅胶的折射率为1.4。
在优选的实施例中，所述高折射率硅胶的黏度大于低折射率硅胶的黏度500mpa.s。
在优选的实施例中，所述步骤a中，底胶的厚度是LED晶片高度的1/4～1/3，对底胶烘烤温度为160～180℃，烘烤时间为1-2小时。
在优选的实施例中，所述步骤f中，对所述整个硅胶进行烘烤固化的温度为80～100℃，烘烤时间为1～2小时；对第二硅胶层进行二次烘烤固化的烘烤温度为140～150℃，烘烤时间为2～3小时。
在优选的实施例中，所述步骤e中，作为第二硅胶层注入反射杯的荧光硅胶还包括与硅胶和荧光粉混合的纳米硅粉。加入纳米硅粉的目的是使得荧光硅胶中的荧光粉在硅胶中均匀分布。纳米硅粉与荧光硅胶中除纳米硅粉以外的其他物质之间的重量比例为：0.01～0.05∶2∶。所述纳米硅粉的粒径为5～10nm之间。
参见图3，为本发明实施例的白光LED成品的发光光谱图。
本发明采用折射率不同的两种硅胶，在透镜内采用的1.54折射率硅胶与晶片折射率相近，并搭配球型透镜，能起到提高晶片出光效率的作用。而外部采用1.4折射率的硅胶混合荧光粉主要目的是改善产品点亮过程中导致的荧光粉的衰减。低折射率硅胶在耐温、抗紫外线方面优于高折射率硅胶。
参见图4，是本发明实施例的俯视图。本发明的白光LED的结构合理，且封装工艺简单，白光LED激发效率高，在点亮时荧光粉受晶片影响小，更重要的是提高了发光效率。具体地说，因为高折射率的硅胶的折射率与晶片的折射率基本相同，透镜内的高折射率的第一硅胶层和透镜的配合对于晶片的发光具有汇聚作用，以改变光线的入射角度，使得入射角变小而不易发生全反射，从而提高发光效率。
图5是本发明实施例中的老化对比图。该老化图中对高折射率的硅胶和低折射率的硅胶和本发明的新型工艺产品进行了老化对比，并示意出了随时间变化的曲线。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种高发光效率白光LED，包括晶片、导线、基座和反光杯，其特征在于，还包括透镜、第一硅胶层、第二硅胶层和荧光粉；所述透镜包括一个圆弧状的透明罩，所述第一硅胶层位于透明罩内，所述晶片位于反光杯的底部，且所述晶片位于所述透明罩内；所述荧光粉与第二硅胶层混合构成荧光硅胶层，所述荧光硅胶层位于透明罩外并填满所述反光杯；所述LED晶片的正负极通过导线分别与外接正负电极电连接；所述第一硅胶层的折射率高于第二硅胶层的折射率。
2.根据权利要求2所述的高发光效率白光LED，其特征在于：所述第一硅胶层的折射率为1.54，所述第二硅胶层的折射率为1.4。
3.根据权利要求1所述的高发光效率白光LED，其特征在于：所述的荧光硅胶层中的荧光粉在第二硅胶层中均匀分布。
4.根据权利要求1～4任一项所述的高发光效率白光LED，其特征在于：所述的透镜为耐高温内空透镜，其球顶处开有小孔。
5.一种高发光效率白光LED封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.固定晶片：在LED晶片安装位上涂上底胶，随后使LED晶片通过底胶与基座固定，再对所述底胶进行烘烤固化；
b.连接导线：通过导线将LED晶片的正负极与外接正负电极电连接；
c.放置透镜：将耐高温的圆弧状透明罩结构透镜放入反光杯并罩住所述晶片；
d.注入第一硅胶层：将硅胶注入到透镜和基座之间的空间内，使第一硅胶层填满所述空间；
e.制作荧光硅胶：将折射率比第一硅胶层低的硅胶与荧光粉混合制成的荧光硅胶作为第二硅胶层注入反射杯，并对所述荧光硅胶进行烘烤固化；
f.烘烤固化：先对整个胶体进行烘烤固化，然后再对第二硅胶层进行二次烘烤固化。
6.根据权利要求5所述的高发光效率白光LED封装方法，其特征在于：所述第一硅胶层的高折射率硅胶的折射率为1.54，所述第二硅胶层的低折射率硅胶的折射率为1.4。
7.根据权利要求5所述的高发光效率白光LED封装方法，其特征在于：所述高折射率硅胶的黏度大于低折射率硅胶的黏度500mpa.s。
8.根据权利要求5所述的高发光效率白光LED封装方法，其特征在于：所述步骤a中，底胶的厚度是LED晶片高度的1/4～1/3，对底胶烘烤温度为160～180℃，烘烤时间为1-2小时。
9.根据权利要求5所述的高发光效率白光LED封装方法，其特征在于：所述步骤f中，对所述整个硅胶进行烘烤固化的温度为80～100℃，烘烤时间为1～2小时；对第二硅胶层进行二次烘烤固化的烘烤温度为140～150℃，烘烤时间为2～3小时。
10.根据权利要求5所述的高发光效率白光LED封装方法，其特征在于：所述步骤e中，作为第二硅胶层注入反射杯的荧光硅胶还包括与硅胶和荧光粉混合的纳米硅粉；所述纳米硅粉与荧光硅胶中除纳米硅粉以外的其他物质之间的重量比例为：0.01～0.05∶2；所述纳米硅粉的粒径为5～10nm之间。
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