CN109830587A - 一种全角度发光且单面封装的led照明光源制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全角度发光且单面封装的led照明光源制作方法，先用氧化硼、荧光粉、碎玻璃混合烧制LED支架基板，然后在支架基板上加装电极，进行蓝光LED芯片单面正常固晶焊线，再用调有荧光粉的封装材料对芯片、焊线部分封装，制成全角度发光和单面封装的LED的照明光源。本发明由于采用透明且散热性能好的村料制成支架基板，使支架基板具有更强的抗断裂性，拥有良好的热稳定性、化学稳定性和电学性能，抗热冲击性、机械性能好、承受高温等特性，而且采用面封装，能实现全角发光，不存在暗区，有利于节能，增加使用寿命。

Description

一种全角度发光且单面封装的led照明光源制作方法

技术领域

本发明涉及到一种LED照明光源，用于通用照明灯具，商用照明灯具，如球泡灯等，属半导体照明领域。

背景技术

LED作为一种新型固体照明光源，具有体积小、寿命长、可靠性好、节能、环保等特点，已广泛应用于照明、背光及大屏幕显示方面，当前LED照明光源最主要的实现方式是蓝光LED芯片加荧光粉，如黄粉、红粉、绿粉等，部分蓝光被荧光粉吸收，激发而发出相应的黄光、红光和绿光。蓝光，黄光，红光和绿光的混合，就产生了适合人视觉上的舒适的光线，如白光。

目前封装的LED照明光源，无论是点光源如Top-LED，还是面光源如多晶集成光源，即C0B，都采用不透明且导热性能好的材料做支架基板，如铜、铝、氧化铝陶瓷等，以期把LED蓝光芯片在点亮时产生的热能迅速从支架基板上导出，从而有效降低芯片的工作温度，使芯片的结温运行在标定的工作温度范围内，从而提高芯片的寿命。正是由于这种支架基板的运用，导致了 LED在只能在小于180°范围内出光，其光强分布成朗伯尔120°形状。目前封装LED白光光源存在的缺点：单面发光，即发光角度小于180°，如用于球泡灯的应用，在360°的空间内有暗区。若采用二次光学设计使光线发散，扩大灯具发光角的过程中会降低光源的出光效率，不利于节能。虽然目前灯丝LED解决了部分问题，可灯丝LED需要两面封装，工艺复杂且不易散热。

发明内容

本发明要解决的技术问题所采取技术方案：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种全角度发光且单面封装的乐得照明光源制作方法，目的在于提供一种全角度发光LED照明光源且只要进行单面封装，实现了LED光源的全方位均匀发光。

本发明要解决的技术问是所采取的技术方案是：所述一种全角度发光且单面封装的led照明光源制作方法是：先是采用氧化硼、荧光粉、碎玻璃混合烧制成LED支架基板，而后在支架基板上加装电极，进行蓝光LED芯片正常固晶焊线，再用调有荧光粉的封装材料对芯片和焊线部分进行单面封装，制成全角度发光且发光效率高易散热的LED照明光源。

本发明烧制支架基板时所使用的原料—氧化硼，为制得的支架基板提供了三氧化二硼组分的化合物，可以是三氧化二硼、也可以是含有三氧化二硼的硼砂、硼酸等，氧化硼可以是一种或一种以上混合物，目的是为了降低支架基板膨胀系数，减少因温度梯度应力造成的影响，从而具有更强的抗断裂性，能拥有良好的热稳定性、化学稳定性和电学性能，抗热冲击性、机械性能好、承受高温等特性。

本发明烧制支架基板使用的原料—荧光粉为LED用荧光粉，可以是硅酸盐类荧光粉、铝酸盐类荧光粉、氮化物类荧光粉、氮氧化物类荧光粉等一种或一种以上混合物。黄粉、红粉、绿粉等颜色复配可根据需要调整。目的是蓝光LED芯片照射支架基板里荧光粉中黄粉、红粉、绿粉等，部分蓝光被荧光粉吸收，激发而发出相应的黄光、红光和绿光。蓝光，黄光，红光和绿光的混合，就产生了适合人视觉上的舒适的光线，如白光。

本发明烧制支架基板使用的原料—碎玻璃，优选干净透明无色玻璃，也可以是整块玻璃、碎玻璃、玻璃粉、玻璃熔融物。其作用是提供透明散热支撑材料。

本发明烧制支架基板使用的玻璃，可以是普通玻璃、石英玻璃、钾玻璃、硼酸盐玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、玻璃丝、低熔点玻璃粉等等中一种或一种以上混合物。如果使用硼酸盐玻璃，可降低支架基板氧化硼含量。

本发明烧制支架基板各组合物按总重100wt%计算，包含如下：1~15wt%氧化硼、1~20wt%荧光粉、65~98wt%碎玻璃。

进一步本发明烧制支架基板各组合物按比例一起粉碎混合均匀。如玻璃为熔融状，也可直接加入搅拌混匀。

进一步本发明烧制支架基板烧结温度是体系为熔融状，所述烧结温度为氧化硼和玻璃反应的温度。

进一步本发明支架基板在烧制好后熔融物冷却过程成型，可以依需要制成板型、球形、其他异形。

进一步本发明在支架基板加装电极，按LED正常操作进行蓝光LED芯片固晶焊线操作。固晶采用绝缘粘接材料。

进一步本发明在焊好线固定好的蓝光LED芯片用混合好荧光粉的封装材料进行封装。

进一步本发明支架基板为板形时，只要将有蓝光LED芯片面进行封装，单面封装即可。

进一步本发明蓝光LED芯片封装材料可以是有机硅硅胶、环氧树脂胶、丙烯酸胶、聚氨酯胶、低熔点玻璃粉等，优选有机硅硅胶，进一步优选加成型有机硅硅胶。

本发明由于采用透明且散热性能好的村料制成支架基板，使支架基板具有更强的抗断裂性，拥有良好的热稳定性、化学稳定性和电学性能，抗热冲击性、机械性能好、承受高温等特性，而且采用面封装，能实现全角发光，不存在暗区，有利于节能，增加使用寿命。

具体实施方式

在不脱离本发明的范围或精神的情况下，本领域技术人员能够根据本说明书的设想其他各种实施方案并能够对其进行修改。因此，以下的具体实施方式不具有限制性意义。

除非另外指明，否则本说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物化特性的所有数字均应该理解为在所有情况下均是由术语 “约” 来修饰的。因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。

实施例1：称取三氧化二硼1g，荧光粉20g，普通玻璃碎玻璃79g加入到实验球磨机研磨半小时，厚倒入坩埚中，至高温炉加热烧制熔融状，烧结温度为氧化硼和玻璃反应的温度，继续反应半小时，倒入特制模具中，冷却后制成1mm厚支架基板。

实施例2：称取三氧化二硼1g，荧光粉1g，普通玻璃碎玻璃98g加入到实验球磨机研磨半小时，厚倒入坩埚中，至高温炉烧制熔融状，烧结温度为氧化硼和玻璃反应的温度，继续反应半小时，倒入特制模具中，冷却后制成1mm厚支架基板。

实施例3：称取三氧化二硼15g，荧光粉1g，普通玻璃碎玻璃84g加入到实验球磨机研磨半小时，厚倒入坩埚中，至高温炉烧制熔融状，继续反应半小时，倒入特制模具中，冷却后制成1mm厚支架基板。所述高温炉烧制熔融状为在高温炉中加热至烧结温度，所述烧结温度为氧化硼和玻璃反应的温度。

实施例4：称取三氧化二硼15g，荧光粉20g，普通玻璃碎玻璃65g加入到实验球磨机研磨半小时，厚倒入坩埚中，至高温炉烧制熔融状，烧结温度为氧化硼和玻璃反应的温度，继续反应半小时，倒入特制模具中，冷却后制成1mm厚支架基板。

实施例5：称取三氧化二硼6g，荧光粉10g，普通玻璃碎玻璃84g加入到实验球磨机研磨半小时，厚倒入坩埚中，至高温炉烧制熔融状，烧结温度为氧化硼和玻璃反应的温度，继续反应半小时，倒入特制模具中，冷却后制成1mm厚支架基板。

实施例6：称取三氧化二硼5g，荧光粉8g，倒入已经处熔融状硼酸盐玻璃液中，玻璃液质量为87g，保持高温，烧结温度为氧化硼和玻璃反应的温度，继续搅拌反应半小时，倒入特制模具中，冷却后制成1mm厚支架基板。

分别将上述实施例1~6的支架基板裁制50mm×10mm长条并编号，粘接好电极，将10个蓝光LED芯片用硅树脂绝缘胶进行固晶，依次将电极和固好晶的10个蓝光LED芯片用金线进行串联焊接，再用混合好荧光粉的加成型有机硅胶将焊好金线的10个蓝光LED芯片封装，加热固化。

分别将制好的LED进行冷热冲击测试和光效检测。冷热冲击为将实施例制作的LED放置-30℃环境中，接电源点亮，反复100次，观察支架基板的完整性。光效采用积分球检测。实施例评价结果如下表：

Claims (7)

1.一种全角度发光且单面封装的led照明光源制作方法，其特征在于：先用氧化硼、荧光粉、碎玻璃混合烧制LED支架基板，然后在支架基板上加装电极，进行蓝光LED芯片单面正常固晶焊线，再用调有荧光粉的封装材料对芯片、焊线部分封装，制成全角度发光和单面封装的LED的照明光源。

2.根据权利要求书1所述的一种全角度发光且单面封装的led照明光源制作方法，其特征在于：所述支板基架由1~15wt%的氧化硼、1~20wt%的荧光粉、65~98wt%的碎玻璃在混合研磨后，加热至熔融状态反应后倒入模型中冷却制成。

3.根据权利要求书2所述的一种全角度发光且单面封装的led照明光源制作方法，其特征在于：所述氧化硼为支架基板提供三氧化二硼组分的化合物为三氧化二硼、含有三氧化二硼的硼砂或硼酸。

4.根据权利要求书2所述的一种全角度发光且单面封装的led照明光源制作方法，其特征在于：所述荧光粉为LED用荧光粉，所述LED用荧光粉为硅酸盐类荧光粉、铝酸盐类荧光粉、氮化物类荧光粉、氮氧化物类荧光粉中的一种或一种以上混合物。

5.根据权利要求书2所述一种全角度发光且单面封装的led照明光源制作方法，其特征在于：所述碎玻璃为干净透明无色玻璃，所述碎玻璃为整块玻璃、碎玻璃、玻璃粉或玻璃熔融物，所述碎玻璃普通玻璃、石英玻璃、钾玻璃、硼酸盐玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、玻璃丝、低熔点玻璃粉中的一种或一种以上混合物。

6.根据权利要求书1所述一种全角度发光且单面封装的led照明光源制作方法，其特征在于：在支架基板加装电极，按LED正常操作进行蓝光LED芯片固晶焊线操作，固晶采用绝缘粘接材料，只要在焊好线固定好的蓝光LED芯片用混合好荧光粉的封装材料进行封装，支架基板为板形时，只要将有蓝光LED芯片面进行封装，单面封装即可。

7.根据权利要求书1所述一种全角度发光且单面封装的led照明光源制作方法，其特征在于：蓝光LED芯片封装材料为有机硅硅胶、环氧树脂胶、丙烯酸胶、聚氨酯胶或低熔点玻璃粉。