CN106653980A - 一种制备高显指白光led封装器件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种制备高显指白光LED封装器件的方法，采用雾化喷涂荧光粉在倒装LED芯片上，制备高显指白光led封装器件，此方法可以有效的提高白光LED器件的显色指数，使用相同芯片、硅胶和荧光粉材料，封装出的器件的显色指数可以提高1～5左右，更好的解决白光LED器件显色指数偏低的问题，更加适应高显指白光LED器件的发展趋势。
Description
【技术领域】
本发明涉及光电器件的制备技术，尤其涉及一种制备高显指白光LED封装器件的方法。
【背景技术】
LED是一种半导体组件，被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、闪光灯、汽车灯、普通照明和城市夜景等领域；据统计，若将所有照明灯具替换为LED灯，每年全球至少节约用电15200亿千瓦时，可减少用煤至少5亿吨，减少二氧化碳排放13亿吨，减少二氧化硫排放420万吨，2016年10月1日起，我国已经禁止销售和进口15w及以上普通照明用白炽灯，同时国家正大力宣传推广LED这种低能耗、高环保的新型光源。
LED照明的本质是提供人造光。随着LED照明的发展，人们对于光品质的照明总体性能要求越来越高，所以需要高显色指数的光源器件来满足人们的各种生活、工作的需要，例如：在商品展示中，光源良好的显色性能够展现产品优质的材料、精美的设计、丰富的色泽等，成为顾客购买决策的催化剂，起到一个不说话的销售员的作用。
目前LED白光器件的主要制备方式为蓝光或紫光芯片激发荧光粉后混合得到白光，通常采用点胶、喷涂、模压等制备工艺，均是把各种荧光粉和硅胶混合均匀后再进行制备，这些工艺方法均受限于芯片和荧光粉的激发发射光谱，物料相同条件下难以得到更好显色指数的光学器件。
而且，正装封装的点胶工艺通过分层点胶，无法精确控制每层荧光胶的厚度和均匀性，从而不能保证成品的一致性。
【发明内容】
为了解决现有技术不足，本发明的目的在于有效的提高白光LED器件的显色指数，解决白光LED器件显色指数偏低的问题，提供一种制备高显指白光LED封装器件的方法。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种制备高显指白光LED封装器件的方法的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将硅胶、稀释剂和红色LED用荧光粉均匀混合，硅胶、稀释剂和红色LED用荧光粉的配比为1～1.5∶1∶1，使用雾化喷涂方法，在具有倒装结构的蓝光LED芯片表面，沉积一定厚度的红色胶粉混合物，在150℃条件下烘烤固化5～30min；
步骤二，然后，在步骤一的基础上，依次多次重复的，再次沉积一定厚度的红色胶粉混合物和再次在150℃条件下烘烤固化5～30min，直至达到预设厚度3～100μm指标的红色胶粉混合物；
步骤三，接着，再把硅胶和稀释剂，与黄色或绿色LED用荧光粉均匀混合，硅胶、稀释剂和黄色或绿色LED用荧光粉的配比为1∶1∶1，使用雾化喷涂方法，在步骤二中红色胶粉混合物上方，沉积一定厚度的黄色或绿色胶粉混合物，在150℃条件下烘烤固化5～30min；
步骤四，然后，在步骤三的基础上，依次多次重复的，再次沉积一定厚度的黄色或绿色胶粉混合物和再次在150℃条件下烘烤固化5～30min，直至达到预设厚度5～150μm的指标；
步骤五，接着，在150℃条件下烘烤1～5h；
步骤六，根据产品种类，荧光胶包覆完成后增加molding透镜进行光学设计和保护、或者直接进行数据点测的烘烤固化后作为器件使用，实现通过不同的沉积厚度和荧光粉种类，得到不同色温的白光LED器件。
优选地，所述红色LED用荧光粉为氮化物红色荧光粉或氧化物红色荧光粉中的一种或几种的组合，所述红色LED用荧光粉的峰值波长处于590nm-700nm之间。
优选地，所述黄色LED用荧光粉或绿色LED用荧光粉为铝酸盐荧光粉、硅酸盐荧光粉或氮化物荧光粉中的一种或几种的组合，黄色LED用荧光粉或绿色LED用荧光粉的峰值波长处于490nm-580nm之间。
优选地，所述红色LED用荧光粉、黄色LED用荧光粉或绿色LED用荧光粉的中心粒度均为D50＝5～50μm。
优选地，所述红色胶粉混合物、以及黄色或绿色胶粉混合物为根据器件色温不同确定沉积混合物为一层或者多层。
优选地，所述具有倒装结构的蓝光LED芯片采用无需支架和反射杯且通过共晶焊或flux工艺焊接在陶瓷基板上的封装结构。
优选地，所述具有倒装结构的蓝光LED芯片的发光面采用便于后续器件光学设计的五面出光结构。
本发明的有益效果是：
相比现有LED白光器件采用蓝光或紫光芯片激发荧光粉后混合得到白光的制备方式，即通常采用点胶、喷涂、模压等制备工艺，均是把各种荧光粉和硅胶混合均匀后再进行制备，这些工艺方法均受限于芯片和荧光粉的激发发射光谱，物料相同条件下难以得到更好显色指数的光学器件。
本发明适用于无支架LED产品封装使用，通过物理手段的雾化喷涂方法，通过荧光胶材雾化喷涂顺序不同，可以减少蓝光的输出，削弱蓝光危害；且荧光粉胶层厚度5～150μm，更有利于散热，减少器件长时间工作的光衰减；精确控制每层荧光胶层的厚度和均匀性，工艺流程更加易于监控，得到更好显色指数的光学器件；即主要在于荧光胶材雾化喷涂顺序不同从而产生不同的出光效果，有效的提高白光LED器件的显色指数，使用相同芯片、硅胶和荧光粉材料，封装出的器件的显色指数可以提高1～5左右，更好的解决白光LED器件显色指数偏低的问题，更加适应高显指白光LED器件的发展趋势。
【附图说明】
图1是本发明倒装结构的蓝光LED芯片的五面发光高显指涂覆结构示意图。
图中：1为芯片；2为喷涂的红色荧光浆料；3为喷涂的黄绿色荧光浆料。
【具体实施方式】
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。
实施例一
一种制备高显指白光LED封装器件的方法，包括以下步骤：
步骤一，采用现有技术对5555芯片进行固晶，按照1∶1∶1质量百分配比将R1型氮化物红色LED用荧光粉、硅胶和稀释剂，使用行星式真空搅拌机搅拌均匀混合，配制荧光浆料，使用雾化式喷涂机的雾化喷涂，将R1型氮化物红色荧光浆料涂覆到固晶后的芯片基板上表面，喷涂第一层，150℃烘烤10min；
步骤二，然后，在步骤一的基础上，使用喷涂第二层，150℃烘烤5min；喷涂第三层，150℃烘烤5min；直至达到预设厚度指标的红色胶粉混合物；
步骤三，接着，再把硅胶、稀释剂和LY1型铝酸盐黄绿色LED用荧光粉按照1∶1∶1质量百分配比混合，使用行星式真空搅拌机均匀搅拌，使用雾化式喷涂机，使用雾化喷涂方法将LY1型铝酸盐黄绿色荧光浆料，涂覆到步骤二作业后的R1型氮化物红色荧光胶层表面；
步骤四，步骤三中共喷涂5层，前4层喷涂后150℃烘烤5min，第5层喷涂后150℃烘烤1h。
步骤五，然后，使用测高显微镜进行荧光胶层厚度测试，厚度处于120～140μm之间，涂覆作业完成。
该实施例制备的高显指白光LED封装器件，可以获得2500K色温高显指，相对于原始工艺显指提高2.5。
实施例二
一种制备高显指白光LED封装器件的方法，包括以下步骤：
步骤一，采用现有技术对5555芯片进行固晶，按照1.5∶1∶1质量百分配比将硅胶、稀释剂和R4型氮化物LED用荧光粉，使用行星式真空搅拌机搅拌均匀混合，配制荧光浆料，使用雾化式喷涂机的雾化喷涂，将R4型氮化物红色荧光浆料涂覆到固晶后的芯片基板上表面，喷涂一层，150℃烘烤10min；
步骤二，接着，再把硅胶、稀释剂和LY1型铝酸盐黄绿色LED用荧光粉按照1∶1∶1质量百分配比混合，使用行星式真空搅拌机均匀搅拌，使用雾化式喷涂机，使用雾化喷涂方法将LY1型铝酸盐黄绿色荧光浆料，涂覆到步骤二作业后的R4型氮化物红色荧光胶层表面；
步骤四，步骤三中共喷涂4层，前3层喷涂后150℃烘烤5min，第4层喷涂后150℃烘烤1h。
步骤五，然后，使用测高显微镜进行荧光胶层厚度测试，厚度处于50-70μm之间，涂覆作业完成。
该实施例制备的高显指白光LED封装器件，可以获得5700K色温高显指，相对于原始工艺显指提高1。
总之，荧光粉、硅胶和稀释剂的比例可以调整涂覆厚度和涂覆外观，提高硅胶比例可以提高涂覆厚度，增加稀释剂比例可以改变表面平整度和侧面包覆厚度。
以上所述实施例只是为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，除了具体实施例中列举的情况外；凡依本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种制备高显指白光LED封装器件的方法的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将硅胶、稀释剂和红色LED用荧光粉均匀混合，硅胶、稀释剂和红色LED用荧光粉的配比为1～1.5∶1∶1，使用雾化喷涂方法，在具有倒装结构的蓝光LED芯片表面，沉积一定厚度的红色胶粉混合物，在150℃条件下烘烤固化5～30min；
步骤二，然后，在步骤一的基础上，依次多次重复的，再次沉积一定厚度的红色胶粉混合物和再次在150℃条件下烘烤固化5～30min，直至达到预设厚度3～100μm指标的红色胶粉混合物；
步骤三，接着，再把硅胶和稀释剂，与黄色或绿色LED用荧光粉均匀混合，硅胶、稀释剂和黄色或绿色LED用荧光粉的配比为1∶1∶1，使用雾化喷涂方法，在步骤二中红色胶粉混合物上方，沉积一定厚度的黄色或绿色胶粉混合物，在150℃条件下烘烤固化5～30min；
步骤四，然后，在步骤三的基础上，依次多次重复的，再次沉积一定厚度的黄色或绿色胶粉混合物和再次在150℃条件下烘烤固化5～30min，直至达到预设厚度5～150μm的指标；
步骤五，接着，在150℃条件下烘烤1～5h；
步骤六，根据产品种类，荧光胶包覆完成后增加molding透镜进行光学设计和保护、或者直接进行数据点测的烘烤固化后作为器件使用，实现通过不同的沉积厚度和荧光粉种类，得到不同色温的白光LED器件。
2.根据权利要求1所述的一种制备高显指白光LED封装器件的方法的制备方法，其特征在于，所述红色LED用荧光粉为氮化物红色荧光粉或氧化物红色荧光粉中的一种或几种的组合，所述红色LED用荧光粉的峰值波长处于590nm-700nm之间。
3.根据权利要求1所述的一种制备高显指白光LED封装器件的方法的制备方法，其特征在于，所述黄色LED用荧光粉或绿色LED用荧光粉为铝酸盐荧光粉、硅酸盐荧光粉或氮化物荧光粉中的一种或几种的组合，黄色LED用荧光粉或绿色LED用荧光粉的峰值波长处于490nm-580nm之间。
4.根据权利要求1至3任意一项权利要求所述的一种制备高显指白光LED封装器件的方法的制备方法，其特征在于，所述红色LED用荧光粉、黄色LED用荧光粉或绿色LED用荧光粉的中心粒度均为D50＝5～50μm。
5.根据权利要求1所述的一种制备高显指白光LED封装器件的方法的制备方法，其特征在于，所述红色胶粉混合物、以及黄色或绿色胶粉混合物为根据器件色温不同确定沉积混合物为一层或者多层。
6.根据权利要求1所述的一种制备高显指白光LED封装器件的方法的制备方法，其特征在于，所述具有倒装结构的蓝光LED芯片采用无需支架和反射杯且通过共晶焊或flux工艺焊接在陶瓷基板上的封装结构。
7.根据权利要求1所述的一种制备高显指白光LED封装器件的方法的制备方法，其特征在于，所述具有倒装结构的蓝光LED芯片的发光面采用便于后续器件光学设计的五面出光结构。
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