CN102437150B - 高显色性白光led及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高显色性白光LED及其制作方法，所述LED包括开有凹槽的高效散热铝基座，以及在高效散热铝基座凹槽中自底而上依次设置的第一金铟锡合金层、硅沉底层、LED高压芯片、金线和硅胶层，硅沉底层一面上设置有线路板，另一面上镀有第二金铟锡合金层，第一金铟锡合金层与第二金铟锡合金层固定连接，LED高压芯片通过金线与硅沉底层上设置的线路板电连接，硅胶层灌注在所述凹槽内并填满整个凹槽，LED高压芯片包括绿光高压芯片、蓝光高压芯片和红光高压芯片，绿光高压芯片、蓝光高压芯片和红光高压芯片并联后与线路板电连接。本发明能够在不使用荧光粉的情况下，获得稳定可靠的高显色性白光光源。
Description
技术领域
本发明涉及LED照明技术领域，尤其涉及一种高显色性白光LED及其制作方法。
背景技术
目前，白色发光二极管因其节能环保效果显著，在照明领域的用途越来越广泛。现有白光二极管的白光产生方式通常都是在发蓝光芯片上涂上YAG荧光粉，其中部分蓝光遇到荧光粉后发出黄光，黄光与剩余的蓝光混合即发出白光。由于YAG荧光粉的光衰快，导致白色发光二极管的稳定性差，可靠使用时间短，产生的白光显色性差，大功率器件散热性差。
如何提高白色发光二极管的散热性和白光显色性，以及如何提高白色发光二极管的稳定性是现有技术面临的一大难题。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种高显色性白光LED及其制作方法，能够在不使用荧光粉的情况下，获得稳定可靠的高显色性白光光源。
为实现上述目的，本发明提供一种高显色性白光LED，包括：开有凹槽的高效散热铝基座，以及在高效散热铝基座凹槽中自底而上依次设置的第一金铟锡合金层、硅沉底层、LED高压芯片、金线和硅胶层，所述硅沉底层朝向所述LED高压芯片的一面上设置有线路板，所述硅沉底层的朝向第一金铟锡合金层的一面上镀有第二金铟锡合金层，所述第一金铟锡合金层与第二金铟锡合金层固定连接，所述LED高压芯片通过所述金线与硅沉底层上设置的线路板电连接，所述硅胶层灌注在所述凹槽内并填满整个凹槽，所述LED高压芯片包括绿光高压芯片、蓝光高压芯片和红光高压芯片，所述绿光高压芯片、蓝光高压芯片和红光高压芯片并联后与线路板电连接。
其中，所述第一金铟锡合金层的厚度为0.1mm，合金中金铟锡的比例为2∶56∶42；所述第二金铟锡合金层的厚度为0.1mm，合金中金铟锡的比例为2∶56∶42。
其中，所述LED高压芯片朝向硅沉底层的一面具有蒸镀铟层，所述LED高压芯片蒸镀铟层与硅沉底层固定连接，所述蒸镀铟层的厚度为50～100um。
其中，所述红光高压芯片的波长630～635nm，绿光高压芯片的波长525～530nm，蓝光高压芯片的波长470～475nm。
其中，所述绿光高压芯片为4枚，所述蓝光高压芯片为4枚，所述红光高压芯片为6枚，所述4枚绿光高压芯片串联组成绿光LED串联支路，所述4枚蓝光高压芯片串联组成蓝光LED串联支路，所述6枚红光高压芯片串联组成红光LED串联支路，所述绿光LED串联支路、蓝光LED串联支路和红光LED串联支路并联后与所述线路板电连接。
为实现上述目的，本发明还提供一种高显色性白光LED的制作方法，包括以下步骤：
在高效散热铝基座上开设凹槽，并在高效散热铝基座的凹槽中蒸镀上第一金铟锡合金层；
将一面上设置有线路板，另一面蒸镀有第二金铟锡合金层的硅沉底层放置在高效散热铝基座的凹槽中，所述第一金铟锡合金层与第二金铟锡合金层固定连接；
将LED高压芯片固定在硅沉底层的线路板上，且用金线将LED高压芯片与线路板电连接，所述LED高压芯片包括绿光高压芯片、蓝光高压芯片和红光高压芯片；
在固定了硅沉底层和LED高压芯片的高效散热铝基座的凹槽中灌注上硅胶层，所述硅胶层填满整个凹槽。
其中，在高效散热铝基座的凹槽中蒸镀上第一金铟锡合金层的厚度为0.1mm，金铟锡合金的比例为2∶56∶42；在硅沉底层蒸镀的第二金铟锡合金层的厚度为0.1mm，金铟锡合金的比例为2∶56∶42。
其中，LED高压芯片朝向硅沉底层的一面具有蒸镀铟层，蒸镀铟层的厚度为50～100um。
其中，红光高压芯片的波长630～635nm，绿光高压芯片的波长525～530nm，蓝光高压芯片的波长470～475nm。
其中，在灌注硅胶层的步骤中，包括以下步骤：
将道康宁的6636胶水按比例配好，搅拌5分钟后，送入脱泡机抽真空；
抽完真空后的6636胶水用自动点胶机点在高效散热铝基座的凹槽里；
将灌注有胶水的高效散热铝基座送入150度的烘箱，烘烤90分钟固化。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的高显色性白光LED及其制作方法，能够在不使用荧光粉的情况下，通过绿光高压芯片、蓝光高压芯片和红光高压芯片的组合光源，获得稳定可靠的白光光源，由于没有设置荧光粉，白光光源直接通过硅胶射出，因而显色性好。进一步地，本发明的LED高压芯片发热源通过硅沉底层上的第二金铟锡合金层与高效散热铝基座上的第二金铟锡合金层直接热接触，散热性能优异，从而延长LED的使用寿命。
附图说明
图1为本发明高显色性白光LED的结构图；
图2为本发明高显色性白光LED制作方法的流程图。
主要元件符号说明如下：
10、高效散热铝基座 11、第一金铟锡合金层 12、硅沉底层
13、LED高压芯片 14、金线 15、硅胶层
16、第二金铟锡合金层
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
请参阅图1，本发明的高显色性白光LED，包括：开有凹槽的高效散热铝基座10，以及在高效散热铝基座凹槽中自底而上依次设置的第一金铟锡合金层11、硅沉底层12、LED高压芯片13、金线14和硅胶层15，硅沉底层12朝向LED高压芯片13的一面上设置有线路板，硅沉底层12的朝向第一金铟锡合金层11的一面上镀有第二金铟锡合金层16，第一金铟锡合金层11与第二金铟锡合金层16固定连接，LED高压芯片13通过金线14与硅沉底层12上设置的线路板电连接，硅胶层15灌注在凹槽内并填满整个凹槽，LED高压芯片13包括绿光高压芯片、蓝光高压芯片和红光高压芯片，绿光高压芯片、蓝光高压芯片和红光高压芯片并联后与线路板电连接。
相较于现有技术的情况，本发明提供的高显色性白光LED及其制作方法，能够在不使用荧光粉的情况下，通过绿光高压芯片、蓝光高压芯片和红光高压芯片的组合光源，获得稳定可靠的白光光源，由于没有设置荧光粉，白光光源直接通过硅胶射出，因而显色性好。进一步地，本发明的LED高压芯片发热源通过硅沉底层上的第二金铟锡合金层与高效散热铝基座上的第二金铟锡合金层直接热接触，散热性能优异，从而延长LED的使用寿命。
在一个具体的实施例中，第一金铟锡合金层的厚度为0.1mm，金铟锡合金的比例为2∶56∶42；所述第二金铟锡合金层的厚度为0.1mm，金铟锡合金的比例为2∶56∶42。上述LED高压芯片朝向硅沉底层的一面具有蒸镀铟层，所述LED高压芯片蒸镀铟层与硅沉底层固定连接，所述蒸镀铟层的厚度为50～100um。上述红光高压芯片的波长630～635nm，绿光高压芯片的波长525～530nm，蓝光高压芯片的波长470～475nm。上述绿光高压芯片为4枚，所述蓝光高压芯片为4枚，所述红光高压芯片为6枚，所述4枚绿光高压芯片串联组成绿光LED串联支路，所述4枚蓝光高压芯片串联组成蓝光LED串联支路，所述6枚红光高压芯片串联组成红光LED串联支路，所述绿光LED串联支路、蓝光LED串联支路和红光LED串联支路并联后与所述线路板电连接。
在另一个具体的实施例中，本发明的高显色性白光LED，在长14mm、宽14mm、厚1.5mm的方形高效散热铝中，挖一个长13.98mm、宽13.98mm、深1mm的内凹槽，从其内凹槽底面的高效散热铝，从下至上依次设置的铟金锡合金、硅线路板、高压芯片、金线、道康宁6636硅胶。高压芯片背面蒸镀铟，厚度50～100um。硅沉底长13.97mm、宽13.97mm、厚0.5mm，上方做上电路，下方蒸镀金铟锡合金，金铟锡合金层的厚度为0.1mm。所述高压芯片中红光高压芯片的波长630～635nm、绿光高压芯片的波长525～530nm、蓝光高压芯片的波长470～475nm。
请参阅图2，本发明还提供一种高显色性白光LED的制作方法，包括以下步骤：
步骤201：在高效散热铝基座上开设凹槽，并在高效散热铝基座的凹槽中蒸镀上第一金铟锡合金层；
步骤202：将一面上设置有线路板，另一面蒸镀有第二金铟锡合金层的硅沉底层放置在高效散热铝基座的凹槽中，所述第一金铟锡合金层与第二金铟锡合金层通过共晶机固定连接；
步骤203：将LED高压芯片固定在硅沉底层的线路板上，且用金线将LED高压芯片与线路板电连接，所述LED高压芯片包括绿光高压芯片、蓝光高压芯片和红光高压芯片；
步骤204：在固定了硅沉底层和LED高压芯片的高效散热铝基座的凹槽中灌注上硅胶层，所述硅胶层填满整个凹槽。
在高效散热铝基座的凹槽中蒸镀上第一金铟锡合金层的厚度为0.1mm，金铟锡合金的比例为2∶56∶42；在硅沉底层蒸镀的第二金铟锡合金层的厚度为0.1mm，金铟锡合金的比例为2∶56∶42。
LED高压芯片朝向硅沉底层的一面具有蒸镀铟层，蒸镀铟层的厚度为50～100um。红光高压芯片的波长630～635nm，绿光高压芯片的波长525～530nm，蓝光高压芯片的波长470～475nm。
在灌注硅胶层的步骤中，包括以下步骤：
将道康宁的6636胶水按比例配好，搅拌5分钟后，送入脱泡机抽真空；
抽完真空后的6636胶水用自动点胶机点在高效散热铝基座的凹槽里；
将灌注有胶水的高效散热铝基座送入150度的烘箱，烘烤90分钟固化。
本发明的高显色性白光LED由蓝光、绿光和红光合成直接生成白光，没用荧光粉，显色性好，显色指数高达90，由于使用了高压芯片，通入小电流就实现了大功率，4只高压绿光芯片、4只高压蓝光芯片、6只高压红光芯片通30毫安小电流，就达到了20W，从根本上解决了散热问题，无光衰，提高了使用寿命，省去了点荧光粉工序。本发明的生产工艺效率高，无需特殊设备，生产质量稳定可靠，生产效率高，可实现大规模产业化。
在一个具体实施例中，本发明的高显色性白光LED的生产工艺是，准备好13.97mm、宽13.97mm、厚0.5mm的硅沉底，清洗后，上方做上电路，下方蒸镀金铟锡合金，金铟锡合金层的厚度为0.1mm，金铟锡合金的比例为2∶56∶42。高压芯片背面蒸镀铟，厚度50～100um。然后依次按照下列步骤进行：
(a)在长14mm、宽14mm、厚1.5mm的方形高效散热铝中，挖一个长13.98mm、宽13.98mm、深1mm的内凹槽；
(b)接下来将长13.98mm、宽13.98mm、深1mm的内凹槽底面蒸镀比例为2∶56∶42金铟锡合金，金铟锡合金层的厚度为0.05mm；
(c)将上方做上电路、下方蒸镀金铟锡合金的硅沉底放在高效散热铝的内凹槽里，并用工装固定好，送入共晶炉里，完成共晶焊；
(d)将背面蒸镀铟的4只高压绿光芯片、4只高压蓝光芯片、6只高压红光芯片放在硅沉底上方的芯片位置，并用工装固定，送入共晶机，共晶机温度最好不超过180度，完成固晶，其中高压芯片中红光高压芯片的波长630～635nm、绿光高压芯片的波长525～530nm、蓝光高压芯片的波长470～475nm；
(e)用焊线机完成焊线，实现了4只高压绿光芯片串联、4只高压蓝光芯片串联、6只高压红光芯片串联再并连在一起，引出电极，直接用220交流电整流后的直流供电；
(f)将道康宁的6636，双组份按比例配好，搅拌5分钟后，送入脱泡机抽真空，抽完真空后的6636胶水用自动点胶机点在长13.98mm、宽13.98mm、深1mm的内凹槽里，直到满槽稍稍溢出为宜，之后送入150度的烘箱，烘烤90分钟至完全固化。这样，即可做出高显色性白光LED。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种高显色性白光LED，其特征在于，包括：开有凹槽的高效散热铝基座，以及在高效散热铝基座凹槽中自底而上依次设置的第一金铟锡合金层、硅沉底层、LED高压芯片、金线和硅胶层，所述硅沉底层朝向所述LED高压芯片的一面上设置有线路板，所述硅沉底层的朝向第一金铟锡合金层的一面上镀有第二金铟锡合金层，所述第一金铟锡合金层与第二金铟锡合金层固定连接，所述LED高压芯片通过所述金线与硅沉底层上设置的线路板电连接，所述硅胶层灌注在所述凹槽内并填满整个凹槽，所述LED高压芯片包括绿光高压芯片、蓝光高压芯片和红光高压芯片，所述绿光高压芯片、蓝光高压芯片和红光高压芯片并联后与线路板电连接；所述LED高压芯片朝向硅沉底层的一面具有蒸镀铟层，所述LED高压芯片的蒸镀铟层与硅沉底层固定连接，所述蒸镀铟层的厚度为50～100um；所述第一金铟锡合金层的厚度为0.1mm，合金中金铟锡的比例为2∶56∶42；所述第二金铟锡合金层的厚度为0.1mm，合金中金铟锡的比例为2∶56∶42；所述红光高压芯片的波长630～635nm，绿光高压芯片的波长525～530nm，蓝光高压芯片的波长470～475nm；所述绿光高压芯片为4枚，所述蓝光高压芯片为4枚，所述红光高压芯片为6枚，所述4枚绿光高压芯片串联组成绿光LED串联支路，所述4枚蓝光高压芯片串联组成蓝光LED串联支路，所述6枚红光高压芯片串联组成红光LED串联支路，所述绿光LED串联支路、蓝光LED串联支路和红光LED串联支路并联后与所述线路板电连接。
2.一种高显色性白光LED的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
在高效散热铝基座上开设凹槽，并在高效散热铝基座的凹槽中蒸镀上第一金铟锡合金层；
将一面上设置有线路板，另一面蒸镀有第二金铟锡合金层的硅沉底层放置在高效散热铝基座的凹槽中，并使第一金铟锡合金层与第二金铟锡合金层固定连接；
将LED高压芯片固定在硅沉底层的线路板上，且用金线将LED高压芯片与线路板电连接，所述LED高压芯片包括绿光高压芯片、蓝光高压芯片和红光高压芯片；
在固定了硅沉底层和LED高压芯片的高效散热铝基座的凹槽中灌注上硅胶层，所述硅胶层填满整个凹槽；
在高效散热铝基座的凹槽中蒸镀上第一金铟锡合金层的厚度为0.1mm，金铟锡合金的比例为2∶56∶42；在硅沉底层蒸镀的第二金铟锡合金层的厚度为0.1mm，金铟锡合金的比例为2∶56∶42；
红光高压芯片的波长630～635nm，绿光高压芯片的波长525～530nm，蓝光高压芯片的波长470～475nm；
所述绿光高压芯片为4枚，所述蓝光高压芯片为4枚，所述红光高压芯片为6枚，所述4枚绿光高压芯片串联组成绿光LED串联支路，所述4枚蓝光高压芯片串联组成蓝光LED串联支路，所述6枚红光高压芯片串联组成红光LED串联支路，所述绿光LED串联支路、蓝光LED串联支路和红光LED串联支路并联后与所述线路板电连接。
3.根据权利要求2所述的高显色性白光LED的制作方法，其特征在于，LED高压芯片朝向硅沉底层的一面具有蒸镀铟层，蒸镀铟层的厚度为50～100um。
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| CN201053637Y (zh) * | 2007-06-26 | 2008-04-30 | 宁波升谱光电半导体有限公司 | 一种用于照明的rgb白光led器件 |
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2011
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