CN103354260A - 绿芯片加红荧光粉的小模组高光通led封装结构及方法 - Google Patents

绿芯片加红荧光粉的小模组高光通led封装结构及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种绿芯片加红荧光粉的小模组高光通LED封装结构和方法，结构包括支架和双电极绿光芯片，所述支架包括碗杯和杯壁；所述碗杯呈扁平状正方型结构；所述杯壁的纵截面为三角形，并位于碗杯的边缘，所述杯壁的杯口呈圆形；所述碗杯的上表面安装有所述双电极绿光芯片，所述双电极绿光芯片通过两根导线与碗杯上的电极相连；所述双电极绿光芯片周围固化有红色荧光粉胶体层。方法包括：将双电极绿光芯片放置在碗杯上并连上导线；配制红色荧光粉胶体层；将红色荧光粉胶体层点入支架的碗杯中；对支架进行烘烤从而固化胶体层完成封装。本发明能够提高发光亮度且降低成本。

Description

绿芯片加红荧光粉的小模组高光通LED封装结构及方法
技术领域
本发明涉及LED封装技术领域，特别是涉及一种绿芯片加红荧光粉的小模组高光通LED封装结构及方法。
背景技术
现有LED封装中发光芯片采用的是AllnGaP芯片，由于AllnGaP芯片一般为单电极，封装时正负极性无法变通，AllnGaP为芯片本身的发光波长，其发光波长不可调，AllnGaP芯片材质较脆，容易损坏。同时采用AllnGaP芯片封装的LED光亮度较低，成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种绿芯片加红荧光粉的小模组高光通LED封装结构及方法，能够提高发光亮度且降低成本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种绿芯片加红荧光粉的小模组高光通LED封装结构，包括支架和双电极绿光芯片，所述支架包括碗杯和杯壁；所述碗杯呈扁平状正方型结构；所述杯壁的纵截面为三角形，并位于碗杯的边缘，所述杯壁的杯口呈圆形；所述碗杯的上表面安装有所述双电极绿光芯片，所述双电极绿光芯片通过两根导线与碗杯上的电极相连；所述双电极绿光芯片周围固化有红色荧光粉胶体层。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：还提供一种上述绿芯片加红荧光粉的小模组高光通LED封装结构的封装方法，包括以下步骤：
（1）将双电极绿光芯片放置在碗杯的上表面，并通过导线将双电极绿光芯片与碗杯上的电极相连；
（2）将红色荧光粉和环氧树脂或硅胶进行搅拌配制红色荧光粉胶体层，其中，红色荧光粉的浓度为5%-70%；
（3）将红色荧光粉胶体层点入支架的碗杯中，使红色荧光粉胶体层包裹绿光芯片；
（4）固化红色荧光粉胶体层完成封装。
所述双电极绿光芯片为InGaN芯片。
所述步骤（2）中将红色荧光粉和环氧树脂或硅胶在室温下搅拌2-5分钟，转速为2000-3000转/分钟。
所述绿光芯片的波长为515nm，红色荧光粉的浓度为5%。
所述绿光芯片的波长为517.5nm，红色荧光粉的浓度为12.8%。
所述绿光芯片的波长为520nm，红色荧光粉的浓度为20.7%。
所述绿光芯片的波长为522.5nm，红色荧光粉的浓度为31.8%。
所述绿光芯片的波长为525nm，红色荧光粉的浓度为42.95%。
所述绿光芯片的波长为527.5nm，红色荧光粉的浓度为55.7%。
所述绿光芯片的波长为530nm，红色荧光粉的浓度为70%。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明采用双电极绿光芯片，在封装时极性可根据需要进行变通，可操作性更强。本发明的发光颜色可根据红色荧光粉的浓度进行调节，实现方式灵活多变。本发明中的双电极绿光芯片可选用InGaN芯片，该芯片材质较硬，可提高产品品质可靠性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中杯口的结构示意图；
图3是本发明中绿光芯片的相对光谱图；
图4是本发明中红色荧光粉的相对光谱图；
图5是本发明的封装结构的相对光谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种绿芯片加红荧光粉的小模组高光通LED封装结构，如图1所示，包括支架1和双电极绿光芯片2，所述支架1包括碗杯11和杯壁12；所述碗杯11呈扁平状正方型结构；所述杯壁12的纵截面为三角形，并位于碗杯11的边缘，所述杯壁12的杯口呈圆形（见图2）；所述碗杯11的上表面安装有所述双电极绿光芯片2，所述双电极绿光芯片2通过两根导线3与碗杯11上的电极相连；所述双电极绿光芯片2周围固化有红色荧光粉胶体层4。其中，红色荧光粉胶体层4由红色荧光粉和环氧树脂或硅胶搅拌而成。由于杯壁的纵截面为三角形，杯壁的杯口呈圆形，从而可增加光通量且适合模组小块类型产品。
其中，所述双电极绿光芯片2为InGaN芯片。本发明利用氮化物红色荧光粉(SrCa)AlSiN3:Eu/CaAlSin3:Eu加上515-535nm氮化铟稼(InGaN)的绿光芯片，通过调节荧光粉的浓度5%到70%，从而激发出535nm-620nm之间的任意波长的LED。表1是绿光芯片和不同浓度荧光粉封装后得到的产品光亮度表。
绿光芯片波长/nm 荧光粉浓度 亮度/mcd
515 5% 4310
517.5 12.8% 4253
520 20.7% 4181
522.5 31.8% 4100
525 42.95% 4039
527.5 55.7% 3982
530 70% 3901
图3是本发明中绿光芯片的相对光谱图，图4是本发明中红色荧光粉的相对光谱图，图5是本发明的封装结构的相对光谱图，从图5可知，通过绿光芯片激发红色荧光粉后可发出的波长为565nm黄绿光。
利用氮化物红色荧光粉(SrCa)AlSiN3:Eu/CaAlSin3:Eu加上515-535nm氮化铟稼(InGaN)的绿光芯片获得的LED封装结构的亮度可达到3900mcd以上，而仅仅使用AllnGaP芯片获得的LED封装结构的亮度为2000mcd。
实施例1
一种上述绿芯片加红荧光粉的条状高光通LED封装结构的封装方法，包括以下步骤：
（1）将双电极绿光芯片放置在碗杯的上表面，并通过导线将双电极绿光芯片与碗杯上的电极相连。其中，双电极绿光芯片可以是InGaN芯片，InGaN芯片的波长为515nm。
（2）配制红色荧光粉胶体层，其具体子步骤为将红色荧光粉和环氧树脂或硅胶在室温下搅拌2分钟，搅拌时的转速为2000转/分钟。其中，红色荧光粉为(SrCa)AlSiN3:Eu/CaAlSin3:Eu，浓度为5%。通过搅拌的方式可以使红色荧光粉均匀分布，从而使LED封装结构的发光更为均匀。
（3）将红色荧光粉胶体层点入支架的碗杯中，使红色荧光粉胶体层包裹绿光芯片周围。
（4）固化红色荧光粉胶体层完成封装。
最终得到的绿芯片加红荧光粉的条状高光通LED封装结构的光亮度为4310mcd，相比于仅仅使用AllnGaP芯片获得的LED封装结构的亮度高出115%左右。
实施例2
一种上述绿芯片加红荧光粉的条状高光通LED封装结构的封装方法，包括以下步骤：
（1）将双电极绿光芯片放置在碗杯的上表面，并通过导线将双电极绿光芯片与碗杯上的电极相连。其中，双电极绿光芯片可以是InGaN芯片，InGaN芯片的波长为517.5nm。
（2）配制红色荧光粉胶体层，其具体子步骤为将红色荧光粉和环氧树脂或硅胶在室温下搅拌2.5分钟，搅拌时的转速为2150转/分钟。其中，红色荧光粉为(SrCa)AlSiN3:Eu/CaAlSin3:Eu，浓度为12.8%。通过搅拌的方式可以使红色荧光粉均匀分布，从而使LED封装结构的发光更为均匀。
（3）将红色荧光粉胶体层点入支架的碗杯中，使红色荧光粉胶体层包裹绿光芯片周围。
（4）固化红色荧光粉胶体层完成封装。
最终得到的绿芯片加红荧光粉的条状高光通LED封装结构的光亮度为4253mcd，相比于仅仅使用AllnGaP芯片获得的LED封装结构的亮度高出110%左右。
实施例3
一种上述绿芯片加红荧光粉的条状高光通LED封装结构的封装方法，包括以下步骤：
（1）将双电极绿光芯片放置在碗杯的上表面，并通过导线将双电极绿光芯片与碗杯上的电极相连。其中，双电极绿光芯片可以是InGaN芯片，InGaN芯片的波长为520nm。
（2）配制红色荧光粉胶体层，其具体子步骤为将红色荧光粉和环氧树脂或硅胶在室温下搅拌3分钟，搅拌时的转速为2250转/分钟。其中，红色荧光粉为(SrCa)AlSiN3:Eu/CaAlSin3:Eu，浓度为20.7%。通过搅拌的方式可以使红色荧光粉均匀分布，从而使LED封装结构的发光更为均匀。
（3）将红色荧光粉胶体层点入支架的碗杯中，使红色荧光粉胶体层包裹绿光芯片周围。
（4）固化红色荧光粉胶体层完成封装。
最终得到的绿芯片加红荧光粉的条状高光通LED封装结构的光亮度为4181mcd，相比于仅仅使用AllnGaP芯片获得的LED封装结构的亮度高出108%左右。
实施例4
一种上述绿芯片加红荧光粉的条状高光通LED封装结构的封装方法，包括以下步骤：
（1）将双电极绿光芯片放置在碗杯的上表面，并通过导线将双电极绿光芯片与碗杯上的电极相连。其中，双电极绿光芯片可以是InGaN芯片，InGaN芯片的波长为522.5nm。
（2）配制红色荧光粉胶体层，其具体子步骤为将红色荧光粉和环氧树脂或硅胶在室温下搅拌3.5分钟，搅拌时的转速为2500转/分钟。其中，红色荧光粉为(SrCa)AlSiN3:Eu/CaAlSin3:Eu，浓度为31.8%。通过搅拌的方式可以使红色荧光粉均匀分布，从而使LED封装结构的发光更为均匀。
（3）将红色荧光粉胶体层点入支架的碗杯中，使红色荧光粉胶体层包裹绿光芯片周围。
（4）固化红色荧光粉胶体层完成封装。
最终得到的绿芯片加红荧光粉的条状高光通LED封装结构的光亮度为4100mcd，相比于仅仅使用AllnGaP芯片获得的LED封装结构的亮度高出105%左右。
实施例5
一种上述绿芯片加红荧光粉的条状高光通LED封装结构的封装方法，包括以下步骤：
（1）将双电极绿光芯片放置在碗杯的上表面，并通过导线将双电极绿光芯片与碗杯上的电极相连。其中，双电极绿光芯片可以是InGaN芯片，InGaN芯片的波长为525nm。
（2）配制红色荧光粉胶体层，其具体子步骤为将红色荧光粉和环氧树脂或硅胶在室温下搅拌4分钟，搅拌时的转速为2750转/分钟。其中，红色荧光粉为(SrCa)AlSiN3:Eu/CaAlSin3:Eu，浓度为42.95%。通过搅拌的方式可以使红色荧光粉均匀分布，从而使LED封装结构的发光更为均匀。
（3）将红色荧光粉胶体层点入支架的碗杯中，使红色荧光粉胶体层包裹绿光芯片周围。
（4）固化红色荧光粉胶体层完成封装。
最终得到的绿芯片加红荧光粉的条状高光通LED封装结构的光亮度为4039mcd，相比于仅仅使用AllnGaP芯片获得的LED封装结构的亮度高出101%左右。
实施例6
一种上述绿芯片加红荧光粉的条状高光通LED封装结构的封装方法，包括以下步骤：
（1）将双电极绿光芯片放置在碗杯的上表面，并通过导线将双电极绿光芯片与碗杯上的电极相连。其中，双电极绿光芯片可以是InGaN芯片，InGaN芯片的波长为527.5nm。
（2）配制红色荧光粉胶体层，其具体子步骤为将红色荧光粉和环氧树脂或硅胶在室温下搅拌4.5分钟，搅拌时的转速为2850转/分钟。其中，红色荧光粉为(SrCa)AlSiN3:Eu/CaAlSin3:Eu，浓度为55.7%。通过搅拌的方式可以使红色荧光粉均匀分布，从而使LED封装结构的发光更为均匀。
（3）将红色荧光粉胶体层点入支架的碗杯中，使红色荧光粉胶体层包裹绿光芯片周围。
（4）固化红色荧光粉胶体层完成封装。
最终得到的绿芯片加红荧光粉的条状高光通LED封装结构的光亮度为3982mcd，相比于仅仅使用AllnGaP芯片获得的LED封装结构的亮度高出98%左右。
实施例7
一种上述绿芯片加红荧光粉的条状高光通LED封装结构的封装方法，包括以下步骤：
（1）将双电极绿光芯片放置在碗杯的上表面，并通过导线将双电极绿光芯片与碗杯上的电极相连。其中，双电极绿光芯片可以是InGaN芯片，InGaN芯片的波长为530nm。
（2）配制红色荧光粉胶体层，其具体子步骤为将红色荧光粉和环氧树脂或硅胶在室温下搅拌5分钟，搅拌时的转速为3000转/分钟。其中，红色荧光粉为(SrCa)AlSiN3:Eu/CaAlSin3:Eu，浓度为70%。通过搅拌的方式可以使红色荧光粉均匀分布，从而使LED封装结构的发光更为均匀。
（3）将红色荧光粉胶体层点入支架的碗杯中，使红色荧光粉胶体层包裹绿光芯片周围。
（4）固化红色荧光粉胶体层完成封装。
最终得到的绿芯片加红荧光粉的条状高光通LED封装结构的光亮度为3901mcd，相比于仅仅使用AllnGaP芯片获得的LED封装结构的亮度高出95%左右。
不难发现，本发明采用双电极绿光芯片，在封装时极性可根据需要进行变通，可操作性更强。本发明的发光颜色可根据荧光粉的浓度进行调节，实现方式灵活多变。本发明中的双电极绿光芯片可选用InGaN芯片，该芯片材质较硬，可提高产品品质可靠性。

Claims (10)

1.一种绿芯片加红荧光粉的小模组高光通LED封装结构，包括支架（1）和双电极绿光芯片（2），其特征在于，所述支架（1）包括碗杯（11）和杯壁（12）；所述碗杯（11）呈扁平状正方型结构；所述杯壁（12）的纵截面为三角形，并位于碗杯（11）的边缘，所述杯壁（12）的杯口呈圆形；所述碗杯（11）的上表面安装有所述双电极绿光芯片（2），所述双电极绿光芯片（2）通过两根导线（3）与碗杯（11）上的电极相连；所述双电极绿光芯片（2）周围固化有红色荧光粉胶体层（4）。
2.一种如权利要求1所述绿芯片加红荧光粉的小模组高光通LED封装结构的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将双电极绿光芯片放置在碗杯的上表面，并通过导线将双电极绿光芯片与碗杯上的电极相连；
（2）将红色荧光粉和环氧树脂或硅胶进行搅拌配制红色荧光粉胶体层，其中，红色荧光粉的浓度为5%-70%；
（3）将红色荧光粉胶体层点入支架的碗杯中，使红色荧光粉胶体层包裹绿光芯片；
（4）固化红色荧光粉胶体层完成封装。
3.根据权利要求2所述的封装方法，其特征在于，所述双电极绿光芯片为InGaN芯片。
4.根据权利要求2所述的封装方法，其特征在于，所述步骤（2）中将红色荧光粉和环氧树脂或硅胶在室温下搅拌2-5分钟，转速为2000-3000转/分钟。
5.根据权利要求2所述的封装方法，其特征在于，所述绿光芯片的波长为515nm，红色荧光粉浓度为5%。
6.根据权利要求2所述的封装方法，其特征在于，所述绿光芯片的波长为517.5nm，红色荧光粉浓度为12.8%。
7.根据权利要求2所述的封装方法，其特征在于，所述绿光芯片的波长为520nm，红色荧光粉浓度为20.7%。
8.根据权利要求2所述的封装方法，其特征在于，所述绿光芯片的波长为525nm，红色荧光粉浓度为42.95%。
9.根据权利要求2所述的封装方法，其特征在于，所述绿光芯片的波长为527.5nm，红色荧光粉浓度为55.7%。
10.根据权利要求2所述的封装方法，其特征在于，所述绿光芯片的波长为530nm，红色荧光粉浓度为70%。
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