CN102110756B

CN102110756B - 白光led及其封装方法

Info

Publication number: CN102110756B
Application number: CN200910189302A
Authority: CN
Inventors: 周明杰; 马文波; 时朝璞; 陈贵堂; 罗茜
Original assignee: Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd; Shenzhen Oceans King Lighting Engineering Co Ltd
Current assignee: Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd; Shenzhen Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd; Shenzhen Oceans King Lighting Engineering Co Ltd
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2009-12-23
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2029-12-23
Also published as: CN102110756A

Abstract

本发明涉及一种白光LED及其封装方法，所述白光LED，包括：基座、固定于基座上的LED芯片，所述LED芯片上设有硅胶层，所述硅胶层上覆盖有与其紧密贴合的玻璃层，所述玻璃层上镀设有具有高热导率的导热薄膜。所述白光LED的封装方法，包括下述步骤：将LED芯片固晶在基座上；在LED芯片上设置硅胶层；在玻璃的一表面镀设具有高导热率的导热薄膜；将所述镀有导热薄膜的玻璃覆盖在硅胶层上，使其与硅胶层紧密贴合，然后移至烘箱中，进行预固化和固化，制得所述白光LED。本发明通过在封装时于硅胶层的外表面设置玻璃层，并于玻璃层上镀设一层高热导率的导热薄膜，能够提高硅胶层对空气的散热速度，提高LED的使用寿命。

Description

白光LED及其封装方法

技术领域

本发明涉及半导体LED照明与显示技术领域，更具体地说，涉及一种白光LED及其封装方法。

背景技术

由于发光二极管（LED）具有寿命长、能耗低、启动快等优异特点，LED发光器件已被广泛应用于信号灯、汽车灯、大屏幕显示及照明等领域。目前最常用的白光LED是采用蓝光LED芯片与荧光粉的组合来获取白光。典型的白光LED的封装方法是在焊线后，向蓝光芯片上点入荧光粉胶再进行烘烤，这是目前商用白光LED封装所广泛采用的一种方法，采用这种封装方法可以轻易的获得白光LED，目前商用白光LED的发光效率已经可以做到80lm/W。

然而，目前广泛采用的白光LED的封装方法仍然存在一系列的问题，例如：荧光粉和有机封装材料在长时间的高温和光辐照下会发生老化，特别是在大功率的集成芯片LED（例如：20W、30W、50W和100W的LED）中，LED的荧光粉胶表面的温度比较高，会加速白光LED中荧光粉胶的光衰，使得LED发光器件的寿命缩短。

发明内容

本发明要解决的一技术问题在于，针对上述现有的白光LED所存在的缺点，提供一种白光LED，在有机透明硅胶或荧光粉胶形成的硅胶层的外侧设置玻璃层，能够加快胶层表面温度的散热，具有优异的发光性能，并能有效地防止元器件老化和防止眩光。

本发明要解决的另一技术问题在于，针对上述现有的白光LED的封装方法所存在的缺点，提供一种白光LED的封装方法，采用该方法封装的白光LED具有良好的散热性能和优异的发光性能，并且工艺简单、操作方便。

本发明解决其一技术问题所采用的技术方案是：提供一种白光LED，包括：基座、固定于基座上的LED芯片，所述LED芯片上设有硅胶层，所述硅胶层上覆盖有与其紧密贴合的玻璃层，所述玻璃层上镀设有具有高热导率的导热薄膜。

在本发明所述的白光LED中，所述LED芯片为一个芯片或者多个芯片的阵列，其发光波长的范围为320～490nm。

在本发明所述的白光LED中，所述硅胶层为荧光粉胶或有机透明硅胶；所述荧光粉胶为采用荧光粉和有机透明硅胶混合均匀所制得的胶体，其中，荧光粉为适合320～490nm波段的紫外光或者蓝光芯片激发的红色、黄色、绿色荧光粉中的一种或者几种。

在本发明所述的白光LED中，所述玻璃层采用普通玻璃，或者发射红、绿、蓝或白光的发光玻璃。

在本发明所述的白光LED中，所述导热薄膜为类金刚石薄膜、AlN薄膜或者BN薄膜。

在本发明所述的白光LED中，所述导热薄膜的厚度为50nm～2μm。

本发明解决其另一技术问题所采用的技术方案是：提供一种白光LED的封装方法，包括下述步骤：步骤1：将LED芯片固定在基座上，焊好引线；

步骤2：在所述LED芯片上设置硅胶层；

步骤3：在玻璃的一表面镀设具有高导热率的导热薄膜；

步骤4：将所述镀有导热薄膜的玻璃覆盖在所述硅胶层上，使其未镀有导热薄膜的另一表面与所述硅胶层紧密贴合，得到LED半成品；

步骤5：将制得的LED半成品移至烘箱中，在100℃～130℃温度范围内保温1～3小时预固化，然后在140℃～170℃温度范围内保温1～5小时固化，完成LED封装，制得所述白光LED。

在本发明所述的白光LED的封装方法中，所述步骤2具体为：将有机透明硅胶和荧光粉混合，搅拌均匀，点胶在LED芯片上形成硅胶层；或者将不含有荧光粉的有机透明硅胶涂覆在LED芯片上形成硅胶层。

在本发明所述的白光LED的封装方法中，所述步骤3具体为：将玻璃切割成型，再用乙醇或者丙酮在超声清洗仪中进行表面清洗，然后使用制备薄膜的仪器在玻璃的其中一表面沉积厚度为50nm～2μm的导热薄膜。

在本发明所述的白光LED的封装方法中，所述制备薄膜的仪器为：磁控溅射、PLD、分子束外延、蒸镀、电子束蒸发、HPCVD、MOCVD中的一种。

本发明的白光LED及其封装方法的有益效果：通过在封装时于硅胶层（荧光粉胶或有机透明硅胶）的外表面设置玻璃层，由于玻璃的导热系数优于硅胶的导热系数，并且玻璃层上还镀有一层高热导率的导热薄膜，因而能够提高硅胶层对空气的散热速度，降低硅胶层的受热温度，从而增强了硅胶层的稳定性，提高白光LED的使用寿命。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的白光LED的流程图；

图2是本发明实施例1的白光LED的剖视图；

图3是本发明实施例2的白光LED的剖视图；

图4是本发明实施例3的白光LED的剖视图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的白光LED的封装方法，包括下述步骤：

步骤1、将LED芯片固定在基座上，焊好引线；具体来说，所述LED芯片的数量可以为一个芯片或者多个芯片的阵列，固定于基座上；LED芯片的发光波长范围为320～490nm。

步骤2、将有机透明硅胶和荧光粉混合，搅拌均匀，点胶在LED芯片上形成硅胶层，或者将不含有荧光粉的有机透明硅胶涂覆在LED芯片上形成硅胶层；由上可知，所述的硅胶层可以为荧光粉和有机透明硅胶混合均匀制得的荧光粉胶，也可以为不含有荧光粉的有机透明硅胶，其中，荧光粉可以选择为适合320～490nm波段紫外光或者蓝光芯片激发的红色、黄色、绿色荧光粉中的一种或几种，在紫外光或者蓝光激发下能够复合形成白光。

步骤3：在玻璃的一表面镀设具有高导热率的导热薄膜；本步骤具体为：首先将玻璃切割成一定的形状，然后用乙醇或者丙酮在超声清洗仪中进行表面清洗，最后使用制备薄膜的仪器在玻璃的一表面沉积厚度为50nm～2μm的导热薄膜。其中，所述玻璃为与所述硅胶层直接连接的一种玻璃，可以为普通玻璃，也可以为发射红、绿、蓝或者白光的发光玻璃；所述导热薄膜为具有高热导率的薄膜，例如：可以为类金刚石薄膜、AlN（氮化铝）薄膜或者BN（氮化硼）薄膜。采用的制备薄膜的仪器可以是：磁控溅射、脉冲激光沉积（PulsedLaser Deposition，PLD）、分子束外延、蒸镀、电子束蒸发、有机金属化学气相沉积(Metalorganic chemical vapor deposition，MOCVD)、混合物理化学气相沉积(Hybrid Physical-Chemical Vapor Deposition，HPCVD)中的任意一种。

步骤4、将所述镀有导热薄膜的玻璃覆盖在所述硅胶层上，使其未镀有导热薄膜的另一表面与所述硅胶层紧密贴合，得到LED半成品；

通过上述白光LED的封装方法所制得的白光LED包括：基座、固定于基座上的LED芯片、设于LED芯片上的硅胶层，所述硅胶层上覆盖有与所述硅胶层紧密贴合的一玻璃层，所述玻璃层上镀设有一具有高热导率的导热薄膜。

下面通过实施例1～3为例进行具体说明：

实施例1

如图2所示为本发明实施例1的剖面图。图2所示的白光LED 1的封装是将一个波长为455nm的蓝光LED芯片11固定在基座12上；再在蓝光LED芯片11上涂覆含有铈掺杂的钇铝石榴石（YAG：Ce³⁺）的荧光粉胶13；然后将一表面镀有50nm厚度的AlN薄膜15的普通玻璃14覆盖在荧光粉胶13上，并使其未镀有AlN薄膜15的另一表面与所述荧光粉胶13紧密贴合，得到LED半成品；随后，将LED半成品移至烘箱中，于120℃中保温2小时，使荧光粉胶13固化，后于150℃中保温2小时，使荧光粉胶13完全凝固，得到图2所示的白光LED 1。

实施例2

如图3所示为本发明实施例2的剖面图。图3所示的白光LED 2的封装是将一个波长为480nm的蓝光LED芯片21固定在基座22上；再在蓝光LED芯片21上涂覆有机透明硅胶23；然后将一表面镀有2μm厚度的BN薄膜25的可以发射黄光的发光玻璃24覆盖在有机透明硅胶23上，并使其未镀有BN薄膜25的另一表面与所述有机透明硅胶23紧密贴合，得到LED半成品；随后，将LED半成品移至烘箱中，于100℃中保温3小时，使有机透明硅胶23固化，后于170℃中保温1小时，使有机透明硅胶23完全凝固，得到图3所示的白光LED 2。

实施例3

如图4所示为本发明实施例3的剖面图。图4所示的白光LED 3的封装是将一个波长为320nm的紫光LED芯片31固定在基座32上；再在紫光LED芯片31上涂覆有机透明硅胶33；然后将一表面镀有500nm厚度的透明金刚石薄膜35的在365nm光激发下可以发射白光的发光玻璃34覆盖在有机透明硅胶33上，并使其未镀有透明金刚石薄膜35的另一表面与所述有机透明硅胶33紧密贴合，得到LED半成品；随后，将LED半成品移至烘箱中，于130℃中保温1小时，使有机透明硅胶33固化，后于140℃中保温5小时，使有机透明硅胶33完全凝固，得到图4所示的白光LED 3。

综上所述，本发明的白光LED及其封装方法通过在封装时于硅胶层（荧光粉胶或有机透明硅胶）的外表面设置玻璃层，由于玻璃的导热系数优于硅胶的导热系数，并且玻璃层上还镀有一层高热导率的导热薄膜，因而能够提高硅胶层对空气的散热速度，降低硅胶层的受热温度，从而增强了硅胶层的稳定性，提高白光LED的使用寿命。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种白光LED，包括：基座、固定于基座上的LED芯片，其特征在于，所述LED芯片上设有硅胶层，所述硅胶层上覆盖有与其紧密贴合的玻璃层，所述玻璃层上镀设有具有高热导率的导热薄膜，所述导热薄膜为类金刚石薄膜、AlN薄膜或者BN薄膜。

2.如权利要求1所述的白光LED，其特征在于，所述LED芯片为一个芯片或者多个芯片的阵列，其发光波长的范围为320～490nm。

3.如权利要求1所述的白光LED，其特征在于，所述硅胶层为荧光粉胶或有机透明硅胶；所述荧光粉胶为采用荧光粉和有机透明硅胶混合均匀所制得的胶体，其中，荧光粉为适合320～490nm波段的紫外光或者蓝光芯片激发的红色、黄色、绿色荧光粉中的一种或者几种。

4.如权利要求1所述的白光LED，其特征在于，所述玻璃层采用普通玻璃，或者发射红、绿、蓝或白光的发光玻璃。

5.如权利要求1所述的白光LED，其特征在于，所述导热薄膜的厚度为50nm～2μm。

6.一种白光LED的封装方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1：将LED芯片固定在基座上，焊好引线；

步骤2：在所述LED芯片上设置硅胶层；

步骤3：在玻璃的一表面镀设具有高导热率的导热薄膜；

7.如权利要求6所述的白光LED的封装方法，其特征在于，所述步骤2具体为：将有机透明硅胶和荧光粉混合，搅拌均匀，点胶在LED芯片上形成硅胶层；或者将不含有荧光粉的有机透明硅胶涂覆在LED芯片上形成硅胶层。

8.如权利要求6所述的白光LED的封装方法，其特征在于，所述步骤3具体为：将玻璃切割成型，再用乙醇或者丙酮在超声清洗仪中进行表面清洗，然后使用制备薄膜的仪器在玻璃的其中一表面沉积厚度为50nm～2μm的导热薄膜。

9.如权利要求8所述的白光LED的封装方法，其特征在于，所述制备薄膜的仪器为：磁控溅射、PLD、分子束外延、蒸镀、电子束蒸发、HPCVD、MOCVD中的一种。