CN105390592A - 一种紫外led光源三层封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种紫外LED光源三层封装方法,包括以下步骤:步骤一、提供含有印刷电路层的基板;步骤二、将紫外LED芯片固定在基板上;步骤三、采用金线将紫外LED芯片与基板电极连接;步骤四、将第一硅胶包覆在紫外LED芯片和金线上;步骤五、将第二硅胶灌封在第一硅胶上,所述第二硅胶的折射率小于第一硅胶的折射率;步骤六、将石英透镜设置在第二硅胶上,所述石英透镜的折射率小于第二硅胶的折射率;步骤七、烘烤得到紫外LED光源。采用本方法可以有效的增加出光率,并降低光衰。
Description
技术领域
本发明涉及LED封装方法技术领域,特别是一种紫外LED光源三层封装方法。
背景技术
半导体照明作为新一代的照明技术,具有很多优点:节能、环保、长寿命、响应快等,近年来发展非常迅速。
紫外LED具体积小、寿命长和效率高等优点,具有广泛的应用前景。目前,紫外LED的发光功率较低,除了芯片制作水平的提高外,封装技术对LED的特性也有重要的影响。目前,紫外LED主要有环氧树脂封装和金属与玻璃透镜封装。前者主要应用于400nm左右的近紫外LED,但紫外光对材料的老化影响较大。后者主要应用于波长小于380nm的紫外LED,由于GaN和蓝宝石折射率分别为2.4和1.76,而气体折射率为1,较大的折射率差导致全反射对光的限制较为严重,封装材料是LED封装技术的另一个重要方面。LED封装材料主要有玻璃透镜、环氧树脂和硅树脂等。石英玻璃软化点温度为1600℃,热加工温度为1700~2000℃,从工艺的角度,石英玻璃不适合用来密封LED芯片;环氧树脂高温耐热性能一般,耐紫外光性能较差出光效率低。
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而提供一种紫外LED光源三层封装方法,采用本方法可以有效的增加出光率,并降低光衰。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
根据本发明提出的一种紫外LED光源三层封装方法,包括以下步骤:
步骤一、提供含有印刷电路层的基板;
步骤二、将紫外LED芯片固定在基板上;
步骤三、采用金线将紫外LED芯片与基板电极连接;
步骤四、将第一硅胶包覆在紫外LED芯片和金线上;
步骤五、将第二硅胶灌封在第一硅胶上,所述第二硅胶的折射率小于第一硅胶的折射率;
步骤六、将石英透镜设置在第二硅胶上,所述石英透镜的折射率小于第二硅胶的折射率;
步骤七、烘烤得到紫外LED光源。
作为本发明所述的一种紫外LED光源三层封装方法进一步优化方案,所述第一硅胶的折射率为1.53。
作为本发明所述的一种紫外LED光源三层封装方法进一步优化方案,所述第二硅胶的折射率为1.51。
作为本发明所述的一种紫外LED光源三层封装方法进一步优化方案,所述石英透镜的折射率为1.46。
作为本发明所述的一种紫外LED光源三层封装方法进一步优化方案,所述石英透镜为实心。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比,具有以下技术效果:
(1)本发明与传统的封装方法相比,本发明提供的紫外LED三层封装设计方法,出光效率提高约60%;
(2)老化试验表明,传统封装使用环氧树脂封装,紫外LED的发光功率在100小时内衰减到50%以下,而本发明提供的紫外LED三层封装设计方法,连续工作800小时后发光功率依然维持在95%以上,发光功率衰减低于5%。
附图说明
图1是包含环氧树脂的传统封装方法COB(Chiponboard)光源结构示意图。
图2是传统封装方法COB(Chiponboard)光源结构示意图。
图3是本发明所述方法紫外LED光源三层封装设计结构图。
图中的附图标记解释为:1-石英透镜,2-基板,3-紫外LED芯片,4-环氧树脂,5-第一硅胶,6-第二硅胶。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明:
一种紫外LED光源三层封装设计方法,包含以下步骤:
1、将紫外LED芯片3固定在含有印刷电路层的基板2上;
2、使用金线将紫外LED芯片3正负极分别于印刷电路层正负极连接;
3、使用点胶机将调配好比例的折射率为1.53的第一硅胶5点在LED芯片上,仅包覆住紫外LED芯片3及金线;
4、使用点胶机将调配好比例的折射率为1.51的第二硅胶6灌粉在LED内部;
5、将折射率为1.46的石英透镜1放置在LED上部并卡住;
6、将半成品送入烤箱烘烤;
本发明的原理是,硅树脂比环氧树脂具备更强的抗热和抗紫外光能力,并且使用从内到外逐步递减折射率的方式,可以使内部出光的全反射率降低,即增加了出光率,又降低了在LED的光衰;
硅胶的主要结构包括Si和2O,主链Si-O-Si是无机的,而且具有较高的键能(422.5kJ/mol);而环氧树脂的主链主要是C-C或C-O,键能分别为356kJ/mol和344.4kJ/mol。由于键能较高,硅胶的性能相对要稳定。因此,硅胶具有良好的耐紫外光特性。
上述的步骤中,封装结构共有3层。可以使用常规的固晶焊线工艺,上述的材料均可以采用折射率相同的常规材料;
上述的步骤3中,里层采用第一硅胶进行密封,因为第一硅胶的折射率为1.53,GAN和蓝宝石衬底的折射率分别为2.4和1.76,使用高折射率胶水拉近了与芯片折射率的差,有利于充分提高LED的提取效率,并且固化后为弹性硅胶,较低的机械强度有利于保护芯片和电极引线;
上述的步骤4中,灌粉是第二硅胶,作为石英玻璃透镜和第一硅胶层间的过渡层,第二硅胶折射率为1.51,与第一硅胶的折射率1.53接近,故透光性很好,全反射率低,并且与硅胶固化后硬度大、粘接性强,能很好地固定玻璃透镜;
上述的步骤5中,外层是高透过率石英玻璃透镜,,折射率为1.46,用于光的导出,并形成一定的光场分布,其极高的紫外光透过率减少了光在激射过程中的损失。
在整个结构中,为了尽可能减少硅树脂对紫外光的吸收损耗,树脂层厚度都较薄。同时,折射率逐层递减的3层结构有利于减少光在传播过程中的菲涅尔损耗。
图1是包含环氧树脂的传统封装方法COB(Chiponboard)光源结构示意图。图1中的4是环氧树脂。
图2是传统封装方法COB(Chiponboard)光源结构示意图。
实施例1
本发明所提供的紫外LED光源三层封装设计方法,基本工艺中的固晶,焊线,点胶等工艺,固晶焊线与传统封装方法的工艺相同,包括:
固晶:如图3所示,将紫外LED芯片3固定到基板2上;
焊线:如图3所示,将紫外LED芯片使用金线与基板的电路连接;
点胶:如图3所示,将配置好的第一硅胶5点到紫外LED芯片3的周围,仅需包覆住芯片和金线;之后再如图3所示,将配置好的第二硅胶6点到LED内部;然后将石英透镜1盖到LED上部卡住,
烘烤:完成上述步骤后放入烤箱烘烤即可。
本发明增加了紫外LED出光效率及减少光衰;从内到外依次使用递减折射率的封装材料,降低了出光的全反射率,增加LED出光效率。
本发明实施例紫外LED光源三层封装设计方法与常规紫外LED封装的数据对比如下表1所示:
表1
以上数据均为常温常压下,使用20mA电流持续点亮,点亮一定时间后进行测试得出。
以上所述的具体实施方案,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方案而已,并非用以限定本发明的范围,任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改,均应属于本发明保护的范围。
Claims (5)
1.一种紫外LED光源三层封装方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、提供含有印刷电路层的基板;
步骤二、将紫外LED芯片固定在基板上;
步骤三、采用金线将紫外LED芯片与基板电极连接;
步骤四、将第一硅胶包覆在紫外LED芯片和金线上;
步骤五、将第二硅胶灌封在第一硅胶上,所述第二硅胶的折射率小于第一硅胶的折射率;
步骤六、将石英透镜设置在第二硅胶上,所述石英透镜的折射率小于第二硅胶的折射率;
步骤七、烘烤得到紫外LED光源。
2.根据权利要求1所述的一种紫外LED光源三层封装方法,其特征在于,所述第一硅胶的折射率为1.53。
3.根据权利要求1所述的一种紫外LED光源三层封装方法,其特征在于,所述第二硅胶的折射率为1.51。
4.根据权利要求1所述的一种紫外LED光源三层封装方法,其特征在于,所述石英透镜的折射率为1.46。
5.根据权利要求1所述的一种紫外LED光源三层封装方法,其特征在于,所述石英透镜为实心。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160309 |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |