CN102250500A - 一种无机粘结剂在制备发光二极管的封装工艺中的应用 - Google Patents
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Abstract
一种无机粘结剂在制备发光二极管的封装工艺中的应用。涉及发光二极管的封装工艺，提供一种耐高温、对发光性能影响小的无机粘结剂及其在制备发光二极管的封装工艺中的应用。所述无机粘结剂为Na2O·mSiO2，m可为3.0～3.3。所述一种无机粘结剂封装发光二极管的方法包括以下步骤：将无机粘结剂添加到荧光粉，即得荧光粉浆料；将荧光粉浆料涂覆于发光二极管芯片表面，然后进行热处理，即可将荧光粉粘结到发光二极管芯片表面。工艺粘结效果好，对发光亮度影响很小，并可在高温下长期稳定使用，克服了传统有机粘结剂在高温下易老化易分解的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及发光二极管的封装工艺，特别涉及一种无机粘结剂在制备发光二极管的封装工艺中的应用。
背景技术
发光二极管由于其耗电量低、使用寿命长、高效环保等优点，被广泛的应用于生活中的各个领域，其中以白光LED灯的应用最为广泛。白光实际上是各种颜色的光的混合(1、齐云，黄柏标，陈文澜等.利用双基色发光二极管研究白光发光二极管.激光与光电子学进展[J]2002，39(9)：41-42)，白光LED的获取途径主要有：光转换型、多色组合型和多量子陷阱型。其中光转换型是将受蓝光激发的发射黄光的荧光粉涂覆于蓝光芯片，使得黄光与蓝光混合得白光；或者将若干种荧光粉涂覆于近紫外芯片上，使其受激发而产生红光、蓝光、绿光，从而复合得到白光(2、韦小艳.LED用稀土激活碱土硅酸盐白光荧光粉的研究[D].长春：长春理工大学.2008)。
在光转换型白光发光二极管中，荧光粉的涂覆是整个封装工艺中的一个重要过程，其中粘结剂的选择与涂覆方式对发光二极管的使用寿命与发光效率的影响非常显著。目前国内主要采用的是传统的荧光粉涂覆工艺，即点荧光粉混合胶的工艺，直接在芯片表面涂覆荧光粉。将荧光粉与树脂按比例混合，在“扩晶”、“刺晶”、“固晶”之后，进行“引线-支架键合”与“封装”工序之间，将浆料涂覆于芯片表面(3、中国科学院吉林物理所，中国科学技术大学《固体发光》编写组编.固体发光[M]，1976)。传统的粘合剂一般都选用有机物，如环氧树脂、有机硅树脂等，这些有机物在温度较高下容易形变，从而导致芯片的损坏；并且有机物在使用中容易老化，随着使用时间的延长，粘结性下降，造成荧光粉与芯片的结合下降。而无机粘结剂克服了有机粘结剂的这些缺点，对延长器件的使用寿命有很大的益处。
发明内容
本发明的目的在于针对传统发光二极管封装工艺中荧光粉涂覆过程中所用有机粘结剂耐热性差、易老化的缺点，提供一种耐高温、对发光性能影响小的无机粘结剂及其应用。
本发明的另一目的在于提供一种采用无机粘结剂封装发光二极管的方法。
所述无机粘结剂为Na2O·mSiO2，m可为3.0～3.3。
所述无机粘结剂可在制备发光二极管的封装工艺中应用。
所述采用无机粘结剂封装发光二极管的方法包括以下步骤：
1)将无机粘结剂添加到荧光粉，即得荧光粉浆料；
2)将荧光粉浆料涂覆于发光二极管芯片表面，然后进行热处理，即可将荧光粉粘结到发光二极管芯片表面。
在步骤1)中，所述无机粘结剂与荧光粉的比例可为1ml∶(0.5～1)g，其中无机粘结剂以体积计，荧光粉以质量计。
在步骤2)中，所述荧光粉涂覆于发光二极管芯片表面可采用丝网印刷技术；所述热处理的条件为：30～60℃，处理10～30min，再在100～120℃，处理10～30min。
在发光二极管封装工艺中，本发明选用无机粘结剂，使得荧光粉与发光二极管芯片之间粘结牢固，不易老化，从而延长了发光二极管的使用寿命。粘结时的温度对荧光粉与发光二极管芯片之间的粘结效果存在很大影响，热处理时的温度过高易造成涂覆层开裂，温度太低则无法完全固化，因此，本发明对热处理进行分步处理，取得了良好的粘结效果。本发明工艺粘结效果好，对发光亮度影响很小，并可在高温下长期稳定使用，克服了传统有机粘结剂在高温下易老化易分解的缺点。
附图说明
图1为荧光粉添加量与发光二极管相对亮度的关系曲线图。在图1中，横坐标为荧光粉添加量(g/ml)，纵坐标为发光二极管相对亮度，以不加粘结剂的荧光粉作为标样。
图2为发光二极管使用温度对发光二极管涂覆层直径的影响曲线图。在图2中，横坐标为温度(℃)，纵坐标为涂覆层的直径(mm)。
具体实施方式
实施例1
取1ml Na2O·3SiO2，加入0.5g荧光粉，用磁力搅拌器搅拌10min，超声10min，用丝网印刷技术将浆料涂覆于芯片表面，置于烘箱内，在40℃下预热处理20min，再经过100℃热处理30min。冷却后测试相对亮度。
实施例2
取1ml Na2O·3SiO2，加入0.7g荧光粉，用磁力搅拌器搅拌10min，超声10min，用丝网印刷技术将浆料涂覆于芯片表面，置于烘箱内，在40℃下预热处理20min，再经过100℃热处理30min。冷却后测试相对亮度。
实施例3
取1ml Na2O·3SiO2，加入1g荧光粉，用磁力搅拌器搅拌10min，超声10min，用丝网印刷技术将浆料涂覆于芯片表面，置于烘箱内，在40℃下预热处理20min，再经过100℃热处理30min。冷却后测试相对亮度。
实施例4
取1ml Na2O·3SiO2，加入0.7g荧光粉，用磁力搅拌器搅拌10min，超声10min，用丝网印刷技术将浆料涂覆于芯片表面，置于烘箱内，在30℃下预热处理20min，再经过100℃热处理30min。冷却后测试相对亮度。
实施例5
取1ml Na2O·3SiO2，加入0.7g荧光粉，用磁力搅拌器搅拌10min，超声10min，用丝网印刷技术将浆料涂覆于芯片表面，置于烘箱内，在40℃下预热处理20min，再经过100℃热处理30min。冷却后测试相对亮度。
实施例6
取1ml Na2O·3SiO2，加入0.5g荧光粉，用磁力搅拌器搅拌10min，超声10min，用丝网印刷技术将浆料涂覆于芯片表面，置于烘箱内，在40℃下预热处理20min，再经过120℃热处理30min。冷却后测试相对亮度。
以不加粘结剂的荧光粉作为标样，根据实施例1～6测得的发光二极管相对亮度，荧光粉添加量与发光二极管相对亮度的关系可参见图1。从图1中可以看出，该粘合剂的透过率较高，对荧光粉的发光强度影响不大。
实施例7
制备实施6中的涂覆层，分别置于120℃、150℃、160℃、180℃、200℃、220℃、250℃下使用一星期后，测试对应的涂覆层的直径为：15.00mm、14.85mm、14.84mm、14.84mm、14.83mm、14.82mm、14.82mm(参见图2)。实验结果显示，本发明中无机粘合剂和荧光粉做成的涂覆层尺寸，受温度的影响较小，可在二极管中稳定使用。
Claims (6)
1.一种无机粘结剂，其特征在于，所述无机粘结剂为Na2O·mSiO2，m为3.0～3.3。
2.如权利要求1所述的一种无机粘结剂在制备发光二极管的封装工艺中的应用。
3.采用如权利要求1所述一种无机粘结剂封装发光二极管的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将无机粘结剂添加到荧光粉，即得荧光粉浆料；
2)将荧光粉浆料涂覆于发光二极管芯片表面，然后进行热处理，即可将荧光粉粘结到发光二极管芯片表面。
4.如权利要求3所述的一种无机粘结剂封装发光二极管的方法，其特征在于在步骤1)中，所述无机粘结剂与荧光粉的比例为1ml∶0.5～1g，其中无机粘结剂以体积计，荧光粉以质量计。
5.如权利要求3所述的一种无机粘结剂封装发光二极管的方法，其特征在于在步骤2)中，所述荧光粉涂覆于发光二极管芯片表面采用丝网印刷技术。
6.如权利要求3所述的一种无机粘结剂封装发光二极管的方法，其特征在于所述热处理的条件为：30～60℃，处理10～30min，再在100～120℃，处理10～30min。
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| CN101939857A (zh) * | 2008-02-07 | 2011-01-05 | 三菱化学株式会社 | 半导体发光装置、背光源、彩色图像显示装置以及这些中使用的荧光体 |
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