CN101980385A

CN101980385A - 一种led封装方法、led及led照明装置

Info

Publication number: CN101980385A
Application number: CN 201010230828
Authority: CN
Inventors: 肖兆新
Original assignee: NINGBO RUIKANG PHOTOELECTRIC CO Ltd
Current assignee: NINGBO RUIKANG PHOTOELECTRIC CO Ltd
Priority date: 2010-07-19
Filing date: 2010-07-19
Publication date: 2011-02-23

Abstract

本发明适用于照明领域，提供了一种LED封装方法、LED及LED照明装置，所述LED封装方法包括以下步骤：将荧光材料溶于透明材料制得混合荧光材料；使所述混合荧光材料分为上、下两层，上层为透明层，下层为荧光层，由所述透明层覆盖LED芯片并粘接于基板，其中所述LED芯片固晶焊线于所述基板。本发明将荧光材料溶于透明材料制得混合荧光材料，使混合荧光材料分为上、下两层，上层为透明层，下层为荧光层，由透明层覆盖LED芯片并粘接于基板，荧光层远离LED芯片且荧光层与透明层之间不存在界面，极大地提升了LED的出光效率，且封装方法简单，易于控制，步骤少，可实现高效的封装。

Description

一种LED封装方法、LED及LED照明装置

技术领域

本发明属于照明领域，尤其涉及一种LED封装方法、LED及LED照明装置。

背景技术

众所周之，LED作为新一代绿色照明光源，具有光效高、寿命长、色彩鲜艳、节能、环保等众多优点，应用领域越来越广泛，如室内外照明、背光源、医疗、交通、植物生长等。

现有LED芯片发出的光与其激发荧光粉产生的光混合形成需要的光，荧光粉的涂敷方式是影响LED出光效率的重要因素之一。目前荧光粉的涂敷方式主要有以下三种：荧光粉紧贴芯片表面，均匀荧光粉涂敷，远离芯片的荧光粉涂敷。前两种涂敷方式出光效率低，愈来愈少采用。而荧光粉远离芯片的封装方式需涂敷荧光粉，存在步骤繁多、工艺难以控制且容易出现界面等问题，LED出光效率亦不高。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种LED封装方法，旨在解决现有荧光粉远离芯片封装时需涂敷荧光粉，步骤繁多、工艺难以控制且容易出现界面的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种LED封装方法，包括以下步骤：

将荧光材料溶于透明材料制得混合荧光材料；

使所述混合荧光材料分为上、下两层，上层为透明层，下层为荧光层，由所述透明层覆盖LED芯片并粘接于基板，其中所述LED芯片固晶焊线于所述基板。

本发明实施例的另一目的在于提供一种LED，所述LED采用上述封装方法制得。

本发明实施例的另一目的在于提供一种LED照明装置，所述LED照明装置具有上述LED。

本发明实施例将荧光材料溶于透明材料制得混合荧光材料，使混合荧光材料分为上、下两层，上层为透明层，下层为荧光层，由透明层覆盖LED芯片并粘接于基板，荧光层远离LED芯片且荧光层与透明层之间不存在界面，极大地提升了LED的出光效率，且封装方法简单，易于控制，步骤少，可实现高效的封装。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的LED封装方法的流程图；

图2是本发明第一实施例提供的第一混合荧光材料的示意图；

图3是本发明实施例所采用的LED半成品的结构示意图；

图4是本发明第一实施例对LED半成品封装时的结构示意图；

图5是本发明第一实施例提供的LED成品的结构示意图；

图6是本发明第二实施例提供的LED封装方法的流程图；

图7是本发明第二实施例提供的第二混合荧光材料的示意图；

图8是本发明第二实施例提供的第二封装材料的结构示意图；

图9是本发明第二实施例对LED半成品封装时的结构示意图；

图10是本发明第二实施例提供的LED成品的结构示意图(倒置)；

图11是本发明第二实施例提供的LED成品的结构示意图(正置)。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例将荧光材料溶于透明材料制得混合荧光材料，使混合荧光材料分为上、下两层，上层为透明层，下层为荧光层，由透明层覆盖LED芯片并粘接于基板，荧光层远离LED芯片且荧光层与透明层之间不存在界面，LED的出光效率高，封装方法简单，易于控制，步骤少，可实现高效的封装。

本发明实施例提供的LED封装方法包括以下步骤：

将荧光材料溶于透明材料制得混合荧光材料；

本发明实施例提供的LED采用上述封装方法制得。

本发明实施例提供的LED照明装置具有上述LED。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述。

实施例一

图1示出了本发明第一实施例提供的LED封装方法的实现流程，详述如下：

在步骤S101中，将荧光材料溶于透明材料制得混合荧光材料；

本发明实施例中，透明材料为高分子透明材料，该高分子透明材料是热固性高分子材料，如硅胶、环氧树脂或者改性的硅胶或环氧树脂。荧光材料为黄色荧光粉、绿色荧光粉、红色荧光粉等荧光粉。

如图2所示，将热固性高分子材料的A/B组份混合后，根据市场需求，掺入适量的荧光粉，搅拌均匀，即得第一混合荧光材料201。

例如，先混合硅胶的A/B组份，然后掺入黄色荧光粉，其中硅胶与黄色荧光粉的重量比为60～95％∶5～40％。根据LED所需的色温，通过准确称量荧光粉并均匀混合于高分子透明材料，工艺过程易于控制。

在步骤S102中，使混合荧光材料分为上、下两层，上层为透明层，下层为荧光层，由透明层覆盖LED芯片并粘接于基板，其中LED芯片固晶焊线于基板。

本发明实施例采用热成型工艺使透明层覆盖LED芯片并粘接于基板。

如图3～5所示，先将上述第一混合荧光材料201倒入热成型设备的下模，将LED半成品301即固晶焊线有多个LED芯片302的基板303倒置于热成型设备的上模，使第一混合荧光材料201的液面略高于固设有LED芯片302的基板303的表面。

接着，低温加热第一混合荧光材料201使硅胶预固化即缓慢固化，加热温度为25～70℃，加热时间为0.5～4h。因荧光粉的密度较大，硅胶预固化时荧光粉在第一混合荧光材料201中自然沉淀，使第一混合荧光材料201分为上、下两层，上层为透明层501，下层为荧光层502，上、下层之间紧密结合，不存在界面，极大地提升了LED的出光效率。

低温加热后，对第一混合荧光材料201高温加热，使其温度升高至120～150℃，加热时间为0.5～4h，此时透明层501完全覆盖住LED芯片302并牢牢地粘接着基板303，保证LED的可靠性。而透明层501与荧光层502作为第一封装材料503固化为一体，该第一封装材料503直接在LED芯片302表面进行封装，工艺简单，易于控制，步骤少，封装效率大大提高。

应当理解，上述透明层501为硅胶，荧光层502含有饱和量的荧光粉。透明层501允许含有微量的荧光粉，荧光层502含有将荧光粉颗粒粘结在一起的硅胶。

实施例二

图6示出了本发明第二实施例提供的LED封装方法的实现流程，详述如下：

在步骤S601中，将荧光材料溶于透明材料制得第二混合荧光材料；

本发明实施例中，透明材料为高分子透明材料，该高分子透明材料是热塑性高分子材料，如PS(Polystyrene，聚苯乙烯)、PMMA(Polymethyl Methacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)、TPX(4-methylpentene-1，聚4-甲基戊烯-1)或PC(Polycarbonate，聚碳酸酯)。荧光材料为黄色荧光粉、绿色荧光粉、红色荧光粉等荧光粉。

首先，用无水有机溶剂(如无水乙醇、二甲苯等)溶解热塑性高分子材料。然后，根据市场需求，掺入适量的荧光粉于已溶解的热塑性高分子材料，搅拌均匀，即得第二混合荧光材料701，如图7所示。

例如，先用无水乙醇溶解聚碳酸酯，然后掺入黄色荧光粉。其中无水乙醇、聚碳酸酯与黄色荧光粉的重量比为40～70％∶10～50％∶10～20％。根据LED所需的色温，称取适量的荧光粉均匀混合于高分子透明材料，工艺过程易于控制。

在步骤S602中，使第二混合荧光材料分为上、下两层，上层为透明层，下层为荧光层，透明层与荧光层固化为一体形成第二封装材料；

先将上述第二混合荧光材料701倒入模具，因荧光粉的密度较大，荧光粉在第二混合荧光材料701中自然沉淀，使第二混合荧光材料701分为上、下两层，上层为透明层801，下层为荧光层802，如图8所示。

加热第二混合荧光材料701，第二混合荧光材料701缓慢升温以使无水乙醇蒸发，同时使透明层801与荧光层802固化为一体形成第二封装材料803，其中第二混合荧光材料701缓慢升温的速率为0～1.5℃/min，升温范围为25℃→100℃。

经过加热，透明层801与荧光层802紧密结合，融为一体，不存在界面，极大地提升了LED的出光效率。

应当理解，上述透明层801为聚碳酸酯，荧光层802含有饱和量的荧光粉。透明层801允许含有微量的荧光粉，荧光层802含有将荧光粉颗粒粘结在一起的聚碳酸酯。

在步骤S603中，由第二封装材料的透明层覆盖LED芯片并粘接于基板，其中LED芯片固晶焊线于基板。

如图9所示，先取LED半成品301即固晶焊线有多个LED芯片302的基板303倒置于热成型设备的上模，取上述第二封装材料803置于热成型设备的下模，第二封装材料803的透明层801靠近LED芯片302，荧光层802远离LED芯片302。

接着，加热第二封装材料803使其软化，加热温度高于聚碳酸酯的玻璃化温度、低于聚碳酸酯的熔融温度，加热时间为0.1～0.5h。

然后，采用真空吸附或加压的方式使第二封装材料803的透明层801即聚碳酸酯覆盖住LED芯片302并粘接于基板303，保证了LED的可靠性，如图10、11所示。真空吸附时，吸嘴朝向透明层801，真空度为-0.6～-1.0MPa/0.1～10min；加压时，压力施加于荧光层802，压力值为0～3*10⁵Mpa/0.1～10min。

上述第二封装材料803直接在LED芯片302表面进行封装，工艺简单，易于控制，步骤少，大大提高了封装效率。

当然，本发明第一实施例的封装方式也可以用于第二实施例。

本发明实施例将荧光材料溶于透明材料制得混合荧光材料，使混合荧光材料分为上、下两层，上层为透明层，下层为荧光层，由透明层覆盖LED芯片并粘接于基板，荧光层远离LED芯片且荧光层与透明层之间不存在界面，极大地提升了LED的出光效率，且封装方法简单，易于控制，步骤少，可实现高效的封装。同时，透明层粘固于基板，保证了LED的可靠性。此外，可对荧光材料的用量进行准确控制，达到LED所需的色温。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种LED封装方法，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：

将荧光材料溶于透明材料制得混合荧光材料；

2.如权利要求1所述的LED封装方法，其特征在于，所述透明材料为热固性高分子材料，所述荧光材料为荧光粉；

所述将荧光材料溶于透明材料制得混合荧光材料的步骤具体为：

所述热固性高分子材料的两个组份混合后，掺入适量的荧光粉，搅拌均匀制得第一混合荧光材料。

3.如权利要求2所述的LED封装方法，其特征在于，在所述热固性高分子材料的两个组份混合后，掺入适量的荧光粉，搅拌均匀制得第一混合荧光材料的步骤之后还包括以下步骤：

将所述第一混合荧光材料倒入热成型设备的下模，将所述基板倒置于所述热成型设备的上模，使所述第一混合荧光材料的液面高于固设LED芯片的基板的表面。

4.如权利要求3所述的LED封装方法，其特征在于，所述使所述混合荧光材料分为上、下两层，上层为透明层，下层为荧光层，由所述透明层覆盖LED芯片并粘接于基板的步骤具体为：

加热所述第一混合荧光材料，所述热固性高分子材料固化时，所述荧光粉在所述第一混合荧光材料中自然沉淀，使所述第一混合荧光材料分为上、下两层，上层为透明层，下层为荧光层，所述透明层与所述荧光层作为第一封装材料固化为一体，所述透明层覆盖所述LED芯片并粘接于所述基板。

5.如权利要求1所述的LED封装方法，其特征在于，所述透明材料为热塑性高分子材料，所述荧光材料为荧光粉；

用无水有机溶剂溶解所述热塑性高分子材料后，掺入适量的荧光粉，搅拌均匀制得第二混合荧光材料。

6.如权利要求5所述的LED封装方法，其特征在于，所述使所述混合荧光材料分为上、下两层，上层为透明层，下层为荧光层，由所述透明层覆盖LED芯片并粘接于基板的步骤具体为：

使所述第二混合荧光材料分为上、下两层，上层为透明层，下层为荧光层，所述透明层与所述荧光层固化为一体形成第二封装材料；

由所述第二封装材料的透明层覆盖LED芯片并粘接于基板，其中所述LED芯片固晶焊线于所述基板。

7.如权利要求6所述的LED封装方法，其特征在于，所述使所述第二混合荧光材料分为上、下两层，上层为透明层，下层为荧光层，所述透明层与所述荧光层固化为一体形成第二封装材料的步骤具体为：

将所述第二混合荧光材料倒入模具，所述荧光粉在所述第二混合荧光材料中自然沉淀，使所述第二混合荧光材料分为上、下两层，上层为透明层，下层为荧光层；

加热所述第二混合荧光材料，使所述无水有机溶剂蒸发，所述透明层与所述荧光层固化为一体形成第二封装材料。

8.如权利要求6所述的LED封装方法，其特征在于，所述由所述第二封装材料的透明层覆盖LED芯片并粘接于基板，其中所述LED芯片固晶焊线于所述基板的步骤具体为：

将固晶焊线有多个LED芯片的基板倒置于热成型设备的上模，将所述第二封装材料置于所述热成型设备的下模，所述第二封装材料的透明层靠近所述LED芯片，荧光层远离所述LED芯片；

加热所述第二封装材料使其软化，加热温度高于所述热塑性高分子材料的玻璃化温度、低于所述热塑性高分子材料的熔融温度；

采用真空吸附或加压的方式使所述第二封装材料的透明层覆盖所述LED芯片并粘接于所述基板。

9.一种LED，其特征在于，所述LED采用如权利要求1～8任一项所述的封装方法制得。

10.一种LED照明装置，其特征在于，所述LED照明装置具有如权利要求9所述的LED。