CN108470811A - Led灯丝灯用封装基板、含有该基板的封装结构及制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED灯丝灯用封装基板，包括透明基板，透明基板顶面设置有导热层、底面设置有发光层，其中导热层显著提高了基板的导热和散热性能，发光层侧由于只含有荧光粉与粘结剂，无有机硅胶等热的不良导体，发光层侧直接暴露于环境中，进一步提高了基板的散热性。还提供一种含有该封装基板的封装结构，发光芯片发出的光通过荧光胶层在正面形成白光，同时发光芯片发出的光通过基板背面的发光层也形成白光，得到了360°的全角度发光。还提供了一种基板的制作方法，其易于操作，生产效率高、成本低廉，利于LED灯丝灯的推广应用。
Description
技术领域
本发明属于半导体照明技术领域，涉及一种灯丝灯封装结构，具体地说涉及一种LED灯丝灯用封装基板、含有该基板的封装结构及基板的制作工艺。
背景技术
近年来，随着LED产业的迅速发展，LED灯具已逐渐取代传统的照明工具，逐渐成为主流照明光源，广泛应用于商业照明、户外照明和工业照明等领域。但是传统LED灯具有点光源和方向性等特点，无法像白炽灯一样形成大角度发光照明。为实现大角度、全方位的发光，近两年市面上出现了一种LED灯丝灯，通过将LED芯片封装于透明基板上形成LED灯丝，然后将多个灯丝组合连接，呈现出360度的发光角度和优异的光照亮度，将其组装在球泡灯或蜡烛灯中可以获得一种近似白炽灯的发光效果，越来越受到人们的关注。
目前，灯丝灯用基板一般包括陶瓷基板、玻璃基板、蓝宝石基板等，上述基板各具特点，如蓝宝石基板具有高透光度和优异的导热效果，但是其价格昂贵；陶瓷基板具有半透明的透光特性，导热率较高，其价格适中，但透光性不够理想。玻璃等透明基板存在价格低廉、透光率高的优点，可作为LED封装领域的理想基板材料，但是其导热率比较低，如何将提高玻璃等低价透明基板的导热性能、将价廉、透光度高的玻璃应用在LED封装领域成为行业亟待解决的技术问题。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于传统玻璃等透明基板导热性较差，无法在LED封装技术领域推广使用，从而提出一种改善了导热性能的LED灯丝灯用封装基板及其制作工艺。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
本发明提供一种LED灯丝灯用封装基板，其包括透明基板，所述透明基板顶面设置有导热层、底面设置有发光层，所述导热层由导热颗粒与粘结剂组成，所述发光层由荧光粉与粘结剂组成。
作为优选，所述导热颗粒为氧化铝、氮化硼、氧化镁、碳化硅、氮化铝、氧化锌中的至少一种。
作为优选，所述导热颗粒的粒径为5nm-50μm，所述导热颗粒与所述粘结剂的质量比不小于1∶1，所述导热层厚度为500nm-200μm。
作为优选，所述荧光粉为YAG荧光粉、硅酸盐荧光粉、氮化物荧光粉中的至少一种，所述荧光粉的粒径为5-50μm。
作为优选，所述荧光粉与粘结剂的质量比为3∶10-5∶1，所述发光层的厚度为30-200μm。
作为优选，所述粘结剂为Y2O3、CeO2、SiO2、Al2O3、ZnO或MgO纳米颗粒的乙醇溶液或水溶液。
作为优选，所述导热颗粒与粘结剂的质量比不小于3∶1，所述导热层厚度为1-150μm，所述发光层厚度为50-150μm。
作为优选，所述透明基板为玻璃、树脂或硅胶基板。
本发明还提供一种含有所述封装基板的封装结构，其包括透明基板，所述透明基板顶面设置有导热层、底面设置有发光层，所述导热层顶部设置有至少两颗LED芯片，所述LED芯片外部设置有封装胶层，相邻所述LED芯片间通过金属线材连接
本发明还提供一种制作所述的LED灯丝灯用封装基板的工艺，其包括如下步骤：
S1、提供一透明基板；
S2、在所述透明基板的一个表面通过丝网印刷或喷涂工艺制作导热层；
S3、在所述透明基板制作有导热层的表面相对的一面通过丝网印刷或喷涂工艺制作发光层，其中所述丝网印刷工艺是采用100-500目的网版印刷1-3次，所述喷涂工艺是采用雾化装置喷涂1-5次。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
(1)本发明所述的LED灯丝灯用封装基板，其包括透明基板，所述透明基板顶面设置有导热层、底面设置有发光层，所述导热层由导热颗粒与粘结剂组成，所述发光层由荧光粉与粘结剂组成。该封装基板一面设置有由导热颗粒与粘结剂组成的导热层，另一面设置有由荧光粉与粘结剂组成的发光层，导热层显著提高了基板的导热和散热性能，发光层侧由于只含有荧光粉与粘结剂，无有机硅胶等热的不良导体，发光层侧直接暴露于环境中，进一步提高了基板的散热性。
(2)本发明所述的含有该封装基板的封装结构，在导热层一侧固晶设置发光芯片，发光芯片外部设置荧光胶层，发光芯片发出的光通过荧光胶层在正面形成白光，同时发光芯片发出的光通过基板背面的发光层也形成白光，得到了360°的全角度发光，由于发光层侧无需再涂覆散热不良的荧光胶体，使得发光层侧暴露于环境中，进一步提高了基板的散热效果。解决了传统玻璃等透明基板导热、散热性能不佳的问题，是一种价格低廉、性能优良的灯丝灯用封装器件。
(3)本发明所述的LED灯丝灯用封装基板的制作方法，其制作工艺简单，散热层和发光层可通过简单的丝印或喷涂制备，易于操作，生产效率高、成本低廉，利于LED灯丝灯的推广应用。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明实施例所述的LED灯丝灯用封装基板的结构示意图；
图2是含有本发明实施例所述的LED灯丝灯用封装基板的封装结构示意图。
图中附图标记表示为：1-透明基板；2-导热层；3-发光层；4-LED芯片；5-荧光胶层；6-线材；7-引脚。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种LED灯丝灯用封装基板，其是一种复合基板，如图1所示，所述复合基板包括一透明基板1，本实施例中，所述透明基板1为玻璃基板，所述透明基板1的顶面设置有导热层2，所述导热层2由导热颗粒和粘结剂混合制备而成，本实施例中，所述导热层2由氧化铝颗粒与粘结剂混合而成，氧化铝颗粒与粘结剂的质量比不小于1∶1，本实施例中为2∶1，所述氧化铝颗粒的粒径为5nm，所述透明基板1上形成的导热层2厚度为500nm。所述透明基板1底面设置有发光层3，所述发光层3由荧光粉与粘结剂混合制备而成，本实施例中，所述荧光粉为YAG黄色荧光粉，所述荧光粉的粒径为5μm，所述荧光粉与粘结剂的质量比为3∶10，所述发光层3的厚度为30μm，本实施例中所述粘结剂为Y2O3纳米颗粒的乙醇溶液。
本实施例还提供一种制作所述LED灯丝灯用封装基板的方法，其包括如下步骤：
S1、提供一透明基板1；
S2、在所述透明基板1的顶面通过丝网印刷工艺制作导热层2，将氧化铝颗粒与Y2O3纳米颗粒的乙醇溶液用100目的网版印刷1次，即得导热层2；
S3、在所述透明基板2的底面通过丝网印刷工艺制作发光层3，将YAG黄色荧光粉与Y2O3纳米颗粒的乙醇溶液用100目的网版印刷1次，制得发光层3。
实施例2
本实施例提供一种LED灯丝灯用封装基板，其是一种复合基板，如图1所示，所述复合基板包括一透明基板1，本实施例中，所述透明基板1为树脂基板，所述透明基板1的顶面设置有导热层2，所述导热层2由导热颗粒和粘结剂混合制备而成，本实施例中，所述导热层2由氮化硼颗粒与粘结剂混合而成，氮化硼颗粒与粘结剂的质量比不小于3∶1，本实施例中为4∶1，所述氮化硼颗粒的粒径为50μm，所述透明基板1上形成的导热层2厚度为200μm。所述透明基板1底面设置有发光层3，所述发光层3由荧光粉与粘结剂混合制备而成，本实施例中，所述荧光粉为YAG黄色荧光粉与氮化物红色荧光粉的混合物，混合荧光粉的粒径为50μm，所述荧光粉与粘结剂的质量比为5∶1，所述发光层3的厚度为200μm，本实施例中，粘结剂为CeO2纳米颗粒的水溶液。
本实施例还提供一种制作所述LED灯丝灯用封装基板的方法，其包括如下步骤：
S1、提供一透明基板1；
S2、在所述透明基板1的顶面通过丝网印刷工艺制作导热层2，将氮化硼颗粒与CeO2纳米颗粒的水溶液用500目的网版印刷3次，即得导热层2；
S3、在所述透明基板2的底面通过丝网印刷工艺制作发光层3，将YAG黄色荧光粉、氮化物红色荧光粉的混合物与CeO2纳米颗粒的水溶液用500目的网版印刷3次，制得发光层3。
实施例3
本实施例提供一种LED灯丝灯用封装基板，其是一种复合基板，如图1所示，所述复合基板包括一透明基板1，本实施例中，所述透明基板1为硅胶基板，所述透明基板1的顶面设置有导热层2，所述导热层2由导热颗粒和粘结剂混合制备而成，本实施例中，所述导热层2由氧化镁、碳化硅颗粒与粘结剂混合而成，氧化镁、碳化硅颗粒与粘结剂的质量比不小于5∶1，本实施例中为8∶1，所述氧化镁、碳化硅颗粒的粒径为2μm，所述透明基板1上形成的导热层2厚度为1μm。所述透明基板1底面设置有发光层3，所述发光层3由荧光粉与粘结剂混合制备而成，本实施例中，所述荧光粉为硅酸盐黄色荧光粉，荧光粉的粒径为10μm，所述荧光粉与粘结剂的质量比为1∶1，所述发光层3的厚度为50μm，本实施例中，所述粘结剂为SiO2纳米颗粒的乙醇溶液。
本实施例还提供一种制作所述LED灯丝灯用封装基板的方法，其包括如下步骤：
S1、提供一透明基板1；
S2、在所述透明基板1的顶面通过丝网印刷工艺制作导热层2，将氧化镁、碳化硅颗粒与SiO2纳米颗粒的乙醇溶液用300目的网版印刷2次，即得导热层2；
S3、在所述透明基板2的底面通过丝网印刷工艺制作发光层3，将硅酸盐黄色荧光粉与SiO2纳米颗粒的乙醇溶液用200目的网版印刷2次，制得发光层3。
实施例4
本实施例提供一种LED灯丝灯用封装基板，其是一种复合基板，如图1所示，所述复合基板包括一透明基板1，本实施例中，所述透明基板1为玻璃基板，所述透明基板1的顶面设置有导热层2，所述导热层2由导热颗粒和粘结剂混合制备而成，本实施例中，所述导热层2由氮化铝、氧化锌颗粒与粘结剂混合而成，氮化铝、氧化锌颗粒与粘结剂的质量比不小于3∶1，本实施例中为6∶1，所述氮化铝、氧化锌颗粒的粒径为25μm，所述透明基板1上形成的导热层2厚度为150μm。所述透明基板1底面设置有发光层3，所述发光层3由荧光粉与粘结剂混合制备而成，本实施例中，所述荧光粉为氮化物黄色荧光粉，荧光粉的粒径为30μm，所述荧光粉与粘结剂的质量比为2∶1，所述发光层3的厚度为150μm，本实施例中，所述粘结剂为Al2O3纳米颗粒的乙醇溶液。
本发明还提供一种制作所述的LED灯丝灯用封装基板的工艺，其包括如下步骤：
S1、提供一透明基板1；
S2、在所述透明基板的一个表面通过喷涂工艺制作导热层2，采用高压雾化装置将氮化铝、氧化锌颗粒与Al2O3纳米颗粒的乙醇溶液在透明基板1的表面喷涂1次，即得导热层2；
S3、在所述透明基板制作有导热层2的表面相对的一面通过喷涂工艺制作发光层3，采用高压雾化装置将氮化物黄色荧光粉与Al2O3纳米颗粒的乙醇溶液在透明基板1的另一表面喷涂5次，即得发光层3。
实施例5
本实施例提供一种LED灯丝灯用封装基板，其是一种复合基板，如图1所示，所述复合基板包括一透明基板1，本实施例中，所述透明基板1为树脂基板，所述透明基板1的顶面设置有导热层2，所述导热层2由导热颗粒和粘结剂混合制备而成，本实施例中，所述导热层2由氮化铝颗粒与粘结剂混合而成，氮化铝颗粒与粘结剂的质量比不小于3∶1，本实施例中为5∶1，所述氮化铝颗粒的粒径为10μm，所述透明基板1上形成的导热层2厚度为50μm。所述透明基板1底面设置有发光层3，所述发光层3由荧光粉与粘结剂混合制备而成，本实施例中，所述荧光粉为YAG黄色荧光粉，荧光粉的粒径为20μm，所述荧光粉与粘结剂的质量比为7∶10，所述发光层3的厚度为100μm，所述粘结剂为ZnO纳米颗粒的水溶液。
本发明还提供一种制作所述的LED灯丝灯用封装基板的工艺，其包括如下步骤：
S1、提供一透明基板1；
S2、在所述透明基板的一个表面通过喷涂工艺制作导热层2，采用高压雾化装置将氮化铝颗粒与ZnO纳米颗粒的水溶液在透明基板1的表面喷涂5次，即得导热层2；
S3、在所述透明基板制作有导热层2的表面相对的一面通过喷涂工艺制作发光层3，采用高压雾化装置将YAG黄色荧光粉与ZnO纳米颗粒的水溶液在透明基板1的另一表面喷涂1次，即得发光层3。
实施例6
本实施例提供一种LED灯丝灯用封装基板，其是一种复合基板，如图1所示，所述复合基板包括一透明基板1，本实施例中，所述透明基板1为树脂基板，所述透明基板1的顶面设置有导热层2，所述导热层2由导热颗粒和粘结剂混合制备而成，本实施例中，所述导热层2由氧化锌颗粒与粘结剂混合而成，氧化锌颗粒与粘结剂的质量比不小于3∶1，本实施例中为7∶1，所述氮化铝颗粒的粒径为35μm，所述透明基板1上形成的导热层2厚度为150μm。所述透明基板1底面设置有发光层3，所述发光层3由荧光粉与粘结剂混合制备而成，本实施例中，所述荧光粉为YAG黄色荧光粉，荧光粉的粒径为35μm，所述荧光粉与粘结剂的质量比为2∶1，所述发光层3的厚度为135μm，所述粘结剂为MgO纳米颗粒的水溶液。
本发明还提供一种制作所述的LED灯丝灯用封装基板的工艺，其包括如下步骤：
S1、提供一透明基板1；
S2、在所述透明基板的一个表面通过喷涂工艺制作导热层2，采用高压雾化装置将氧化锌颗粒与MgO纳米颗粒的水溶液在透明基板1的表面喷涂2次，即得导热层2；
S3、在所述透明基板制作有导热层2的表面相对的一面通过喷涂工艺制作发光层3，采用高压雾化装置将YAG黄色荧光粉与MgO纳米颗粒的水溶液在透明基板1的另一表面喷涂3次，即得发光层3。
实施例7
本实施例提供一种含有如实施例1-5任一所述的封装基板的封装结构，如图2所示，其包括所述封装基板，所述封装基板中导热层2顶部通过固晶胶固定设置有LED芯片4，所述LED芯片4为蓝光芯片，所述LED芯片4外部设置有荧光胶层5，所述荧光胶为具有黄色荧光粉的荧光胶，以与蓝光芯片拟合发出白光。当然作为可变换的实施方式，所述LED芯片4也可为紫外芯片、红光芯片等，相应地，荧光胶和发光层3中的荧光粉的光色可与芯片的发光颜色适配拟合形成白光。相邻LED芯片4之间通过金属线材6连接，边缘处的LED芯片4与金属引脚7连接，从而与外部电源连接。
所述LED封装结构，蓝光LED芯片4固晶在复合基板的导热层2上，蓝光芯片发出的热量通过导热层2快速扩散至整个透明基板1，蓝光芯片表面涂附荧光胶层5，LED发出的蓝光通过正面的荧光胶层转化为白光，透过透明基板1背面的蓝光通过发光层3转化为白光，由于发光层3的设置不需要在基板的背面再涂附散热不良的荧光胶体，有利于封装器件的散热。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种LED灯丝灯用封装基板，其特征在于，包括透明基板，所述透明基板顶面设置有导热层、底面设置有发光层，所述导热层由导热颗粒与粘结剂组成，所述发光层由荧光粉与粘结剂组成。
2.根据权利要求1所述的LED灯丝灯用封装基板，其特征在于，所述导热颗粒为氧化铝、氮化硼、氧化镁、碳化硅、氮化铝、氧化锌中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的LED灯丝灯用封装基板，其特征在于，所述导热颗粒的粒径为5nm-50μm，所述导热颗粒与所述粘结剂的质量比不小于1∶1，所述导热层厚度为500nm-200μm。
4.根据权利要求3所述的LED灯丝灯用封装基板，其特征在于，所述荧光粉为YAG荧光粉、硅酸盐荧光粉、氮化物荧光粉中的至少一种，所述荧光粉的粒径为5-50μm。
5.根据权利要求4所述的LED灯丝灯用封装基板，其特征在于，所述荧光粉与粘结剂的质量比为3∶10-5∶1，所述发光层的厚度为30-200μm。
6.根据权利要求5所述的LED灯丝灯用封装基板，其特征在于，所述粘结剂为Y2O3、CeO2、SiO2、Al2O3、ZnO或MgO纳米颗粒的乙醇溶液或水溶液。
7.根据权利要求6所述的LED灯丝灯用封装基板，其特征在于，所述导热颗粒与粘结剂的质量比不小于3∶1，所述导热层厚度为1-150μm，所述发光层厚度为50-150μm。
8.根据权利要求7所述的LED灯丝灯用封装基板，其特征在于，所述透明基板为玻璃、树脂或硅胶基板。
9.一种含有如权利要求1-8任一项所述的封装基板的封装结构，其特征在于，包括透明基板，所述透明基板顶面设置有导热层、底面设置有发光层，所述导热层顶部设置有至少两颗LED芯片，所述LED芯片外部设置有封装胶层，相邻所述LED芯片间通过金属线材连接。
10.一种制作如权利要求1-8任一项所述的LED灯丝灯用封装基板的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、提供一透明基板；
S2、在所述透明基板的一个表面通过丝网印刷或喷涂工艺制作导热层；
S3、在所述透明基板制作有导热层的表面相对的一面通过丝网印刷或喷涂工艺制作发光层，其中所述丝网印刷工艺是采用100-500目的网版印刷1-3次，所述喷涂工艺是采用雾化装置喷涂1-5次。
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