CN102157507B - 一种色温和显色指数可调的白光led集成模块封装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种LED集成模块的封装结构及其制备工艺，其包括红光LED芯片7和蓝光LED芯片8、具有独立电极3、4、5的LED支架1、陶瓷基板6、荧光粉10、硅胶11，红色LED芯片7和蓝色LED芯片8被固定与LED支架1内，在芯片上均匀涂覆荧光粉10和硅胶11。本发明提供的一种色温和显色指数可调的白光LED集成模块，可以在需要不同的色温时和显色指数的环境下，随时调整红光LED芯片的亮度来实现色温和显色指数的改变，不必使用多个独立的不同色温的LED集成模块，从而能简化灯具的设计，而且减少了荧光粉的使用量，减少了控制电源的数量，大幅度降低了成本。

Description

一种色温和显色指数可调的白光LED集成模块封装结构
技术领域
本发明涉及一种色温和显色指数可调的白光LED集成模块的封装结构和工艺，属于LED封装领域。
技术背景
LED是一种固态的半导体器件，作为一种新型的照明光源，由于其稳定性好、寿命长、亮度高及节能等许多优点，应用前景广泛，上世纪90年代以来，随着氮化镓为代表的第三代半导体的兴起以及白光LED的研究成功，使实现半导体白光LED照明成为可能。白光LED被誉为21世纪最有价值的光源，必将引起一场照明革命。
LED集成模块由于体积小，亮度高等优点而被广泛应用，目前白光LED集成模块的封装主要是根据要求而制作具有一定范围色温的LED集成模块，但在同一场合如果在不同的时间段而需要不同的色温和显色指数，就必须安装多个独立的LED集成模块，而且显色指数的提高要在荧光粉中添加红色荧光粉，从而降低了LED集成模块的光效，这在应用中就大大增加了成本。
发明内容
为解决上述技术中的缺点和不足，本发明提供一种色温和显色指数可调的白光LED集成模块的封装结构和工艺，目的是使白光LED集成模块可以在需要不同的色温时和显色指数时而随时调整，不必使用多个独立的不同色温的LED集成模块，从而简化灯具的设计，而且减少了荧光粉的使用量，减少了控制电源的数量，大幅度降低了成本。
本发明技术方案如下：
一种色温和显色指数可调的白光LED集成模块，其特征在于：该封装工艺包括以下步骤：
1）清洗LED支架：该LED支架四角有四个圆孔位于方形支架的四个角，用于固定支架，支架上有一个陶瓷围墙，芯片固定于围墙内的铜基板上，陶瓷围墙内侧有一个阶梯，阶梯上有电极并且电极在陶瓷围墙的外侧引出，所述电极包括第一电极、第二电极和第三电极，对LED支架进行除湿与清洗；
2）固定陶瓷基板：该陶瓷基板上面有铜皮用于作为红光LED芯片的下电极，陶瓷基板用绝缘胶固定于支架内并烘烤；
3）固晶：将LED芯片用银胶固定于支架内的平面上，其中，中间一排为红光芯片，两边为蓝光芯片，烘烤使芯片固定；
4）焊线：将LED芯片的正负极分别与支架上的第一、第二和第三电极相连；
5）点荧光粉：将配好并且已经抽真空的荧光粉均匀涂覆在LED芯片上并烘烤；
6）封胶：在烘烤后的荧光粉上均匀覆盖透明硅胶，经过烘烤成型。
所述色温和显色指数可调的白光LED集成模块封装结构，其中，LED集成模块的三个电极相互独立。
所述色温和显色指数可调的白光LED集成模块封装结构，其中，陶瓷基板是一种电绝缘高导热材料，不会影响LED芯片的散热，基板上的铜皮用于引出芯片下端的电极。
所述色温和显色指数可调的白光LED集成模块封装结构，其中，所述的硅胶为透明树脂，所述硅胶烘烤后肖氏硬度达75度以上。
所述色温和显色指数可调的白光LED集成模块封装结构，其中，控制集成模块的电源包括一个多路恒流模块或两个恒流模块。
所述色温和显色指数可调的白光LED集成模块封装结构，其中，红光和蓝光LED芯片由多路恒流模块控制；或者红光LED芯片由一个恒流模块控制，所有蓝光LED芯片由另一恒流模块控制，调节红光LED芯片的电流就可以改变集成模块的色温和显色指数。
所述色温和显色指数可调的白光LED集成模块封装工艺，其中，所述的上下电极红光LED芯片可以用同侧电极的红光LED芯片代替，并且不需要陶瓷基板。
所述色温和显色指数可调的白光LED集成模块封装工艺，其中，所述红光LED芯片可以用橙色LED芯片代替，可达到所述的效果。
所述色温和显色指数可调的白光LED集成模块封装工艺，其中，所述蓝光芯片可以是1排，2排…n排。
与现有白光LED集成模块封装方法相比，本发明采用色温和显色指数可调的白光LED集成模块封装方法，将红光和蓝光LED芯片固定与支架上，控制各个独立电极可以实现不同的色温和显色指数，满足了不同的需求，并且色温的降低和显色指数的升高是通过增加红光LED的光通量来实现的，改变了以往在荧光粉中增加红粉导致光效下降，提高了白光LED集成模块中每颗芯片的光提取效率，从而使整体的光提取效率提高。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明。
图1是本发明固晶后的示意图。
图2是本发明中的陶瓷基板的放大示意图。
图3是本发明焊线后的示意图。
图4是本发明涂覆荧光粉后的示意图。
图5是本发明完成最终工艺后的示意图。
图6是本发明使用同侧红光LED芯片完成最终工艺后的示意图。
其中，1LED支架；2用于固定支架的圆孔；3第一电极；4第二电极；5第三电极；6陶瓷基板；7红光LED芯片；8蓝光LED芯片；9陶瓷基板上的铜皮电极；10荧光粉；11透明硅胶；12陶瓷围墙上平面
具体实施方式
实施例1：
参照附图1-5，一种色温和显色指数可调的白光LED集成模块封装工艺包括以下几个步骤，以下最各个步骤进行说明。
1）参照图1，清洗LED支架：该LED支架四角有四个圆孔2用于固定支架，所述LED支架包括第一电极3、第二电极4和第三电极5，三个电极相互独立，并对LED支架进行除湿与清洗；
2）固定陶瓷基板6：参照图2，该陶瓷基板上面有铜皮9用于作为红光LED芯片7的下电极，陶瓷基板用绝缘胶固定于支架1内并烘烤；
3）固晶：参照图3，将红光LED芯片7用银胶固定于陶瓷基板的铜皮9上，蓝光LED芯片8用银胶固定于支架1内的平面上，其中，中间一排为红光芯片，也可以使用橙色LED芯片代替，两边为蓝光芯片，蓝光芯片可以为1排，2排…n排，然后烘烤使芯片固定；
4）焊线：参照图3，将LED芯片的正负极分别与支架上的第一、第二和第三电极相连，其中红光LED芯片7的下电极焊线由陶瓷基板上的铜皮电极9引出，压焊到相邻芯片的上电极；
5）点荧光粉：参照图4，将荧光粉与硅胶混合并搅拌均匀，将搅拌后的荧光粉10抽真空后均匀涂覆在LED芯片上，荧光粉与陶瓷围墙内的电极在同一平面，然后烘烤成型；
6）封胶：参照图5，在烘烤后的荧光粉上均匀覆盖透明硅胶11，透明硅胶11与陶瓷围墙上平面12在同一平面上即可，经过烘烤成型。
实施例2：
参照附图6，一种色温和显色指数可调的白光LED集成模块封装工艺包括以下几个步骤，以下最各个步骤进行说明。
1）清洗LED支架：该LED支架四角有四个圆孔2用于固定支架，所述LED支架包括第一电极3、第二电极4和第三电极5，三个电极相互独立，并对LED支架进行除湿与清洗；
2）固晶：将同侧电极的红光LED芯片7和蓝光LED芯片8用银胶固定于支架1内的平面上，其中，中间一排为红光芯片，也可以使用橙色LED芯片代替，两边为蓝光芯片，蓝光芯片可以为1排，2排…n排，然后烘烤使芯片固定；
3）焊线：将LED芯片的正负极分别与支架上的第一、第二和第三电极相连；
4）点荧光粉：将荧光粉与硅胶混合并搅拌均匀，将搅拌后的荧光粉10抽真空后均匀涂覆在LED芯片上，荧光粉与陶瓷围墙内的电极在同一平面，然后烘烤成型；
5）封胶：在烘烤后的荧光粉上均匀覆盖透明硅胶11，透明硅胶11与陶瓷围墙上平面12在同一平面上即可，经过烘烤成型。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；既凡依本发明的权利要求范围所作的等同变换，均为本发明的保护范围所覆盖。

Claims (5)

1.一种色温和显色指数可调的白光LED集成模块封装结构，包括红光LED芯片（7）和蓝光LED芯片（8）、具有独立电极的LED支架（1）、陶瓷基板（6）、荧光粉（10）、透明硅胶（11），其特征在于：在LED支架（1）的中间部分固定有陶瓷基板（6），陶瓷基板（6）上压有铜皮电极（9），铜皮电极（9）上固定有红光LED芯片（7），陶瓷基板（6）的两侧的支架平面上固定有数量相同的蓝光LED芯片（8），陶瓷基板（6）两侧的蓝光芯片（8）分别与第一电极（3）和第三电极（5）连接，红光LED芯片（7）与中间的第二电极（4）连接；在红光LED芯片（7）和蓝光LED芯片（8）的上方覆上一层荧光粉（10）和一层透明硅胶（11）；所述的封装结构采用的电源为单路或多路恒流模块。
2.根据权利要求1所述的一种色温和显色指数可调的白光LED集成模块封装结构，其特征在于：所述LED支架（1）的四个角开有用于固定支架的圆孔。
3.根据权利要求1所述的一种色温和显色指数可调的白光LED集成模块封装结构，其特征在于：红光和蓝光LED芯片由多路恒流模块控制；或者红光LED芯片由一个恒流模块控制，所有蓝光LED芯片由另一恒流模块控制。
4.根据权利要求1所述的一种色温和显色指数可调的白光LED集成模块封装结构，其特征在于，所述红光LED芯片可用橙色LED芯片代替。
5.权利要求1所述一种色温和显色指数可调的白光LED集成模块封装结构，其特征在于：
其封装方法包括以下步骤：
1）清洗LED支架：对LED支架进行除湿与清洗；
2）固定陶瓷基板：该陶瓷基板上面有铜皮用于作为红光LED芯片的下电极，陶瓷基板用绝缘胶固定于支架内并烘烤；
3）固晶：将LED芯片用银胶固定于支架内的平面上，其中，中间一排为红光芯片，两侧分别为一排或多排蓝光芯片，烘烤使芯片固定；
4）焊线：将LED芯片的正负极分别与支架上的第一、第二和第三电极相连；
5）点荧光粉：将配好并且已经抽真空的荧光粉均匀涂覆在LED芯片上并烘烤；
6）封胶：在烘烤后的荧光粉上均匀覆盖透明硅胶，经过烘烤成型。
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