CN102263195A - 采用荧光粉导热结构的功率型发光二极管 - Google Patents

采用荧光粉导热结构的功率型发光二极管 Download PDF

Info

Publication number
CN102263195A
CN102263195A CN2011102393798A CN201110239379A CN102263195A CN 102263195 A CN102263195 A CN 102263195A CN 2011102393798 A CN2011102393798 A CN 2011102393798A CN 201110239379 A CN201110239379 A CN 201110239379A CN 102263195 A CN102263195 A CN 102263195A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fluorescent powder
optical lens
power type
fluorescent material
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011102393798A
Other languages
English (en)
Inventor
郭志友
孙慧卿
黄红勇
严卫聪
赵洪涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China Normal University
Original Assignee
South China Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China Normal University filed Critical South China Normal University
Priority to CN2011102393798A priority Critical patent/CN102263195A/zh
Publication of CN102263195A publication Critical patent/CN102263195A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

本发明公开了一种采用荧光粉导热结构的功率型发光二极管，LED芯片键合在热沉的中心区的上方，热沉的边缘区的上方通过导热胶粘合着环形陶瓷片，在环形陶瓷片上粘合着荧光粉散热片，软性PCB制作的正电极和负电极均绝缘粘合在荧光粉散热片上，正电极和负电极均通过焊线与LED芯片相连，在荧光粉散热片上安装着光学透镜，LED芯片发出的光线通过光学透镜出射，其特征在于：光学透镜包括透镜层，透镜层的一侧涂覆有荧光粉层，荧光粉层的另一侧设有传热镀层，传热镀层延展至光学透镜的底部。本发明可以将荧光粉的温度降到较低的温度，保证荧光粉的使用寿命，避免荧光粉在高温工作时颜色偏移问题，同时也降低了LED的总体工作温度。

Description

采用荧光粉导热结构的功率型发光二极管
技术领域
    本发明属于光电材料与器件领域，具体涉及采用荧光粉导热结构的功率型发光二极管。
背景技术
功率型发光二极管（LED）通常是指功率在0.5W以上的LED，制造技术日渐成熟，在国内外已经具有大量专利技术，LED产品已经大量使用并取得巨大市场效益。目前，LED使用过程中存在一些技术瓶颈：（1）荧光粉长时间使用会变黄，导致LED色温变化；（2）荧光粉工作温度高自身使用寿命短；（3）LED结温过高，导致LED使用寿命短；（4）LED工作温度高，致使器件可靠性降低。
现在功率型LED的制造技术还是处于发展过程中，上述技术难题有待于继续解决和提升，才能够保证LED长使用寿命，LED灯具替代传统灯具还需要一段比较长时间。LED的荧光粉与芯片分离的技术有N100411210C，US20040223315A1，KR2004044701-A等专利，这些技术尽管都具有一定的创新性，但是都没有将荧光粉自身的温度降低，因此，同时降低LED芯片、荧光粉温度，才能使得LED工作温度减下来，实现功率型LED低热阻。
发明内容
本发明的目的是针对上述功率型LED制造技术中存在的问题，提供一种采用荧光粉导热结构的功率型发光二极管，其采用热电分离形式，设计光学透镜将荧光粉均匀涂覆到表面，荧光粉表面均匀蒸镀传热镀层来传递热量，设计有荧光粉散热片，实现LED荧光粉和芯片同时散热，使得LED工作在较低温度，保证其长使用寿命。
本发明的技术方案是：
采用荧光粉导热结构的功率型发光二极管，LED芯片键合在热沉的中心区的上方，热沉的边缘区的上方粘合着环形陶瓷片，在环形陶瓷片上粘合着荧光粉散热片，软性PCB制作的正电极和负电极均绝缘粘合在荧光粉散热片上，正电极和负电极均通过焊线分别与LED芯片相连，在荧光粉散热片上安装着光学透镜，LED芯片发出的光线通过光学透镜出射，其特征在于：光学透镜包括透镜层，透镜层的一侧涂覆有荧光粉层，荧光粉层的另一侧设有传热镀层，传热镀层延展至光学透镜的底部，传热镀层与荧光粉散热片接触连接。荧光粉层涂覆在透镜层的内侧或外侧。其中环形陶瓷片起到电气隔离的作用，采用了正电极和负电极与热沉隔离方式，即热电分离，光学透镜具有荧光粉散热作用。
进一步的，所述传热镀层的厚度为100～500nm。
进一步的，传热镀层的材料为铝、金或者氧化锌。
LED制作过程如下：热沉上通过导热胶粘合环形陶瓷片，在环形陶瓷片上再粘合荧光粉散热片，利用软性PCB制作正电极和负电极，并将两个电极绝缘粘合到荧光粉散热片上，LED芯片键合到热沉上，利用金丝将LED芯片与正电极和负电极焊接，然后安装光学透镜。
本发明的有益效果是采用电极与热沉的热电分离形式，荧光粉均匀涂覆在光学透镜一表面，荧光粉表面再均匀蒸镀传热镀层将荧光粉层的热量传递到荧光粉散热片上，即使LED芯片与光学透镜距离很近，也同样可以将荧光粉的温度降到较低的温度，保证荧光粉的使用寿命，避免荧光粉在高温工作时颜色偏移问题，同时也降低了LED的总体工作温度。
附图说明
图1是本发明的LED结构示意图。
图2是本发明的LED俯视图。
图3是图2中A-A’剖面图。
图4是图2中B-B’剖面图。
图5是内置传热镀层的光学透镜剖面图。
图6是内置传热镀层的光学透镜的示意图。
图7是外置传热镀层的光学透镜剖面图。
在图1至图7中，1：LED芯片，21：电极焊线，22：电极焊线，3：正电极，4：负电极，5：热沉，6：环形陶瓷片，7：荧光粉散热片，8：传热镀层，9：荧光粉层，10：透镜层，11：光学透镜，12：荧光粉层，13：传热镀层。
具体实施方式
如图1至图4所示的功率型LED结构，LED制作步骤如下：热沉5上通过导热胶粘合环形陶瓷片6，在环形陶瓷片6上再粘合荧光粉散热片7，利用软性PCB制作正电极3和负电极4，并将两个电极绝缘粘合到荧光粉散热片7上，LED芯片1键合到热沉5上，利用金丝将正电极和负电极分别与LED芯片1焊接，形成电极焊线21和电极焊线22，然后安装光学透镜11。按图5和图6所示光学透镜11的形状设计模具，利用硅胶或聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）材料，加热到200℃以上，通过注塑、挤塑方式将加热后的材料注入到模具中，压制成光学透镜，经过脱模即制作成光学透镜。
荧光粉制备：将荧光粉与硅胶按照一定比例混合成液体形式，可选Dow coming的硅胶，以及YAG：Ce荧光粉，在真空情况下脱去液体中的气泡，荧光粉均匀涂覆到如图5和图6所示的透镜层10内侧，形成荧光粉层9，然后放置到高温箱中进行烘烤，荧光粉层9与透镜层10固化成一体。
采用低温溅射方法溅射Al或Au或ZnO导热材料并透光材料，镀膜厚度在100～500nm，保证蒸镀层具有大于70%的透光率，达到荧光粉层9表面、透镜层10的底部边缘均匀的传热镀层8，其中荧光粉层9表面传热镀层起到将荧光粉的热量传递作用，透镜层10底部边缘的传热镀层起到将荧光粉热量传递到荧光粉散热片7。也可以按照图7所示将荧光粉均匀涂到透镜层10的外侧，形成荧光粉层12，再在荧光粉层12外表面、透镜层10的底部边缘蒸镀传热镀层13。

Claims (5)

1.采用荧光粉导热结构的功率型发光二极管，LED芯片键合在热沉的中心区的上方，热沉的边缘区的上方粘合着环形陶瓷片，在环形陶瓷片上粘合着荧光粉散热片，软性PCB制作的正电极和负电极均绝缘粘合在荧光粉散热片上，正电极和负电极均通过焊线分别与LED芯片相连，在荧光粉散热片上安装着光学透镜，LED芯片发出的光线通过光学透镜出射，其特征在于：光学透镜包括透镜层，透镜层的一侧涂覆有荧光粉层，荧光粉层的另一侧设有传热镀层，传热镀层延展至光学透镜的底部，传热镀层与荧光粉散热片接触连接。
2.根据权利要求1所述的功率型发光二极管，其特征在于：所述传热镀层的厚度为100～500nm。
3.根据权利要求2所述的功率型发光二极管，其特征在于：传热镀层的材料为铝、金或者氧化锌。
4.根据权利要求1至3任一项所述的功率型发光二极管，其特征在于：荧光粉层涂覆在透镜层的内侧。
5.根据权利要求1至3任一项所述的功率型发光二极管，其特征在于：荧光粉层涂覆在透镜层的外侧。
CN2011102393798A 2011-08-19 2011-08-19 采用荧光粉导热结构的功率型发光二极管 Pending CN102263195A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011102393798A CN102263195A (zh) 2011-08-19 2011-08-19 采用荧光粉导热结构的功率型发光二极管

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011102393798A CN102263195A (zh) 2011-08-19 2011-08-19 采用荧光粉导热结构的功率型发光二极管

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102263195A true CN102263195A (zh) 2011-11-30

Family

ID=45009745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011102393798A Pending CN102263195A (zh) 2011-08-19 2011-08-19 采用荧光粉导热结构的功率型发光二极管

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102263195A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109564960A (zh) * 2016-05-11 2019-04-02 华为技术有限公司 量子点发光设备
CN117239047A (zh) * 2023-11-14 2023-12-15 深圳市安卓安科技有限公司 一种led封装结构、led模块及应用该模块的lcd显示器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020011601A1 (en) * 2000-07-31 2002-01-31 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device and method for manufacturing same
CN1577907A (zh) * 2003-07-09 2005-02-09 日亚化学工业株式会社 发光器件和发光器件的制造方法以及照明装置
EP1589591A2 (en) * 2004-04-23 2005-10-26 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
CN201057441Y (zh) * 2007-07-13 2008-05-07 浙江金华满天星光电有限公司 一种led发光装置
CN101346818A (zh) * 2005-09-29 2009-01-14 发光装置公司 波长转换发光器件
CN201717287U (zh) * 2010-07-12 2011-01-19 红蝶科技(深圳)有限公司 带荧光粉激发腔的单色光源封装结构及投影光学引擎
CN201918420U (zh) * 2010-08-18 2011-08-03 深圳市洲明科技股份有限公司 大功率led封装结构

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020011601A1 (en) * 2000-07-31 2002-01-31 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device and method for manufacturing same
CN1577907A (zh) * 2003-07-09 2005-02-09 日亚化学工业株式会社 发光器件和发光器件的制造方法以及照明装置
EP1589591A2 (en) * 2004-04-23 2005-10-26 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
CN101346818A (zh) * 2005-09-29 2009-01-14 发光装置公司 波长转换发光器件
CN201057441Y (zh) * 2007-07-13 2008-05-07 浙江金华满天星光电有限公司 一种led发光装置
CN201717287U (zh) * 2010-07-12 2011-01-19 红蝶科技(深圳)有限公司 带荧光粉激发腔的单色光源封装结构及投影光学引擎
CN201918420U (zh) * 2010-08-18 2011-08-03 深圳市洲明科技股份有限公司 大功率led封装结构

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109564960A (zh) * 2016-05-11 2019-04-02 华为技术有限公司 量子点发光设备
CN117239047A (zh) * 2023-11-14 2023-12-15 深圳市安卓安科技有限公司 一种led封装结构、led模块及应用该模块的lcd显示器
CN117239047B (zh) * 2023-11-14 2024-03-12 深圳市安卓安科技有限公司 一种led封装结构、led模块及应用该模块的lcd显示器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102290524B (zh) 一种led器件及其led模组器件
CN110416139A (zh) 一种转移载板、其制作方法及发光二极管芯片的转移方法
CN102244165A (zh) Led封装工艺
CN201918420U (zh) 大功率led封装结构
CN102795841A (zh) 一种氧化铝基陶瓷和一种陶瓷散热基板及其制备方法
CN103489993A (zh) 一种高可靠性倒装led光源及其led模组光源
CN102878456A (zh) 一种板上芯片的大功率led灯具模组
CN203631607U (zh) 一种高可靠性led光源及其led模组光源
CN202888243U (zh) 功率型发光二极管及发光二极管支架
CN102263195A (zh) 采用荧光粉导热结构的功率型发光二极管
CN103490003A (zh) 一种高可靠性led光源及其led模组光源
CN203192836U (zh) 集成led光源封装支架
CN201918423U (zh) Led导散热机构
CN109659418A (zh) Led倒装集成封装模组
CN203589074U (zh) 一种高可靠性倒装led光源及其led模组光源
TW200843137A (en) LED package with uniform color phase
CN208652166U (zh) 一种一体化led集成光源引擎结构
CN103107264A (zh) 集成led光源封装支架
CN102927484B (zh) 一种大功率led灯具
CN203746850U (zh) 一种全方位出光的高效led模组器件
WO2012119338A1 (zh) 用于照明的led光模组和led芯片
CN203453808U (zh) 一种具有良好散热效果的led光源
CN105244432A (zh) 一种led点状式cob模组及其制造方法
CN205069686U (zh) 一种led点状式cob模组
CN202049950U (zh) 一种液态金属导热的集成led光源

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20111130