CN103236492B - 专用于液体照明/装饰的led封装结构及封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种专用于液体照明/装饰的LED封装结构及封装方法，该LED封装结构由基体层、设置在所述基体层上的银导线、设置在基体层上且与银导线紧密相连的LED芯片以及与基体层一起将LED芯片封装在内的封装材料层组成。本发明的LED封装结构，其结构和制备工艺简单，同时，本发明的LED封装结构由于是针对特定的应用环境即液体环境而开发的，由于使用环境为大热熔液体光密介质中，散热及光在不同介质中折射率变化对LED发光效率的影响几乎可以忽略，因此，该LED封装结构的发光效率高、信赖性好。

Description

专用于液体照明/装饰的LED封装结构及封装方法

技术领域

本发明涉及一种液体照明/装饰用LED封装结构及封装方法。

背景技术

LED为发光二极管的英文简称，其采用电致发光技术，具有发光效率高，能耗低，寿命长等诸多优点。近些年在路灯、车灯等照明领域有了长足的发展。但大功率LED发展缓慢，LED大部分功率会转化为无效的热能。温度的升高会极大降低LED的发光效率和使用寿命。至今为止，唯一的思路是采用多种不同复杂结构形式的散热片来提高LED的功率。如图1所示，传统大功率LED照明结构由反光罩杯(1’)、封装材料层(2’)、LED芯片(3’)、绝缘层(4’)；热沉层(5’)等组成，其中反光罩杯(1’)、封装材料层(2’)、热沉层(5’)均需要进行特殊设计与控制，尤其是其中的封装材料层(2’)的几何形状的控制与热沉层(5’)的散热效果的控制将直接影响到LED的发光效率、信赖性与使用寿命，这些均使LED的结构与成本有了很大的上升。当前LED另外一个问题是芯片必须经过封装，封装导致从光密介质到光疏介质的传输，封装必须经过特殊设计，否则60%以上的光由于全反射作用，无法得到有效利用。这同样增加了LED的复杂程度与制备成本。此外，在液体照明/装饰领域，例如水底照明领域，一些液体化工产品探测照明领域都需常常需要使用到LED，而在这些领域中例如海底较深处使用时，还要求LED能够耐一定的压力，现有的大功率LED封装结构承受压力有限，应用受到限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种专用于液体照明/装饰且结构简单、制造成本低的LED封装结构。

本发明同时还提供一种专用于液体照明/装饰的LED封装结构的制备方法。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案是：

一种专用于液体照明/装饰的LED封装结构，该LED封装结构由基体层、设置在所述基体层上的银导线、设置在基体层上且与银导线紧密相连的LED芯片以及与基体层一起将LED芯片封装在内的封装材料层组成。

根据本发明的一个具体方面，所述LED芯片位于基体层的中央位置。

优选地，所述封装材料层包括涂覆在基体层及LED芯片上的环氧树脂层和涂覆在环氧树脂层表面的硅胶层。

根据本发明，所述基体层优选由陶瓷或金刚石构成，或者也可以采取其它适合的材料。

本发明采取的又一技术方案是：一种上述的专用于液体照明/装饰的LED的封装方法，其包括如下步骤：

（1）预制基体：对基体表面依次进行表面抛光、蚀刻；

（2）丝印银浆：在步骤（1）所得基体的表面上丝印用以形成所述银导线所需要的银浆；

（3）、放置芯片、烧结：将LED芯片放置到基体的设定位置，并使LED芯片与银浆紧密连接，然后于温度150~200℃下保温3~10min进行烧结，使银浆固化成银导线；

（4）、涂封装材料：在所述LED芯片以及基体上通过涂覆方式形成封装材料以将LED芯片完全封装在内。

根据本发明的方法，步骤（2）中，所述银浆的厚度可根据实际芯片通过功率、电流等实际情况定，实际要求为银浆导线的电阻率。一般丝印厚度在几微米到几十微米之间，例如2~30微米，银浆的宽带可根据功率要求来定，这些均属于本领域常识，在此不进行赘述。

优选地，步骤（2）中，所述银浆为纳米银浆，其在25℃下的粘度为100-400PS。纳米银浆可以从市场上购买获得或者自制亦可。

进一步地，步骤（4）中，首先涂覆一层环氧树脂，然后再在环氧树脂层上涂覆一层硅胶，固化即形成所述封装材料层。

进一步地，所述的基体的材质为陶瓷或金刚石。

进一步优选地，步骤（1）中，在蚀刻后，还在基体的表面涂覆一层应力缓冲涂层，该涂层可通过例如真空反应气相沉积技术来实施。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明提供的LED封装结构，其结构和制备工艺简单，避免了传统LED封装结构必须设置反光罩和热沉层以及必须对封装材料层的几何形状做特别控制的不足，使LED封装结构的成本大幅下降。同时，本发明的LED封装结构由于是针对特定的应用环境即液体环境而开发的，由于使用环境为大热熔液体光密介质中，散热及光在不同介质中折射率变化对LED发光效率的影响几乎可以忽略，因此，该LED封装结构的发光效率高、信赖性好。

附图说明

图1为传统LED封装结构的结构示意图；

图2为根据本发明的LED封装结构的剖视示意图；

其中：1’、反光罩杯；2’、封装材料层；3’、LED芯片；4’、绝缘层；5’、热沉层；1、基体层；2、银导线；3、LED芯片；4、封装材料层；4a、环氧树脂层；4b、硅胶。

具体实施方式

以下将通过具体的实施例，对本发明的构思以及优点进行详细描述。

如图2所示，按照本发明的LED封装结构，该LED封装结构由基体层1、设置在基体层1上的银导线2、设置在基体层1上且与银导线1紧密相连的LED芯片3以及与基体层1一起将LED芯片3封装在内的封装材料层4组成。其中：基体层1的材质为陶瓷，LED芯片3位于基体层1的中央位置。封装材料层4包括涂覆在基体层1及LED芯片3上的环氧树脂层4a和涂覆在环氧树脂层表面的硅胶层4b。

上述的专用于液体照明/装饰的LED封装结构的制备方法，其包括如下步骤：

（1）预制基体：对基体表面依次进行表面抛光、蚀刻以及涂覆一层应力缓冲涂层；

（2）丝印银浆：根据实际需要，在步骤（1）所得基体的表面上丝印一定厚度好宽度的银浆，银浆选用25℃下粘度为100-400PS的纳米银浆；

（3）、放置芯片、烧结：将LED芯片放置到基体的设定位置，并使LED芯片与银浆紧密连接，然后于温度150~200℃下保温3~10min进行烧结，使银浆固化成银导线；

（4）、涂封装材料：在所述LED芯片以及基体上依次通过涂覆环氧树脂和硅胶，固化，即完成封装。

综上，本发明提供的LED封装结构，其结构和制备工艺简单，避免了传统LED封装结构必须设置反光罩和热沉层以及必须对封装材料层的几何形状做特别控制的不足，使LED封装结构的成本大幅下降。同时，本发明的LED封装结构由于是针对特定的应用环境即液体环境而开发的，由于使用环境为大热熔液体光密介质中，散热及光在不同介质中折射率变化对LED发光效率的影响几乎可以忽略，因此，该LED封装结构的发光效率高、信赖性好。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种专用于液体照明/装饰的LED封装结构，其特征在于：所述LED封装结构由基体层（1）、设置在所述基体层（1）上的银导线（2）、设置在所述基体层（1）上且与所述银导线（2）紧密相连的LED芯片（3）以及与所述基体层（1）一起将所述LED芯片（3）封装在内的封装材料层（4）组成，所述封装材料层（4）包括涂覆在所述基体层（1）及LED芯片（3）上的环氧树脂层（4a）和涂覆在所述环氧树脂层（4a）表面的硅胶层（4b）。

2.根据权利要求1所述的专用于液体照明/装饰的LED封装结构，其特征在于：所述LED芯片（3）位于所述基体层（1）的中央位置。

3.根据权利要求1所述的专用于液体照明/装饰的LED封装结构，其特征在于：所述基体层（1）由陶瓷或金刚石构成。

4.一种专用于液体照明/装饰的LED的封装方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）预制基体：对基体表面依次进行表面抛光、蚀刻；

（2）丝印银浆：在步骤（1）所得基体的表面上丝印用以形成银导线所需要的银浆；

（3）、放置芯片、烧结：将LED芯片放置到基体的设定位置，并使LED芯片与银浆紧密连接，然后于温度150~200℃下保温3~10min进行烧结，使银浆固化成银导线；

（4）、涂封装材料：在所述LED芯片以及基体上先涂覆一层环氧树脂，然后再在环氧树脂层上涂覆一层硅胶，固化，即形成封装材料层，将LED芯片和银导线完全封装在内。

5.根据权利要求4所述的专用于液体照明/装饰的LED的封装方法，其特征在于：步骤（2）中，所述银浆的厚度为2~30微米。

6.根据权利要求4或5所述的专用于液体照明/装饰的LED的封装方法，其特征在于：步骤（2）中，所述银浆为纳米银浆，其在25℃下的粘度为100-400PS。

7.根据权利要求4所述的专用于液体照明/装饰的LED的封装方法，其特征在于：所述的基体的材质为陶瓷或金刚石。

8.根据权利要求4或7所述的专用于液体照明/装饰的LED的封装方法，其特征在于：步骤（1）中，在蚀刻后，还在基体的表面涂覆一层应力缓冲涂层。