CN1976069A - 隔热式封装结构的白光led的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光电子器件技术领域，具体地说是一种隔热式封装结构的白光LED的制造方法，其工艺步骤为：将LED芯片固定在衬底基板上；将电极引线与LED芯片的PN节电极引线孔相焊接；将荧光粉涂覆在透明的环氧树脂或玻璃薄片上；将涂有荧光粉层薄片与LED芯片安装固定，间距不小于50微米；在1个大气压的氮气或氩气的保护性气氛下将荧光粉层薄片与LED芯片封接。本发明与现有技术相比，有效地降低了因LED工作时高温对荧光粉的老化，使光的衰减大幅降低，从而使得白光LED的寿命大大提高，且采用了平面化的封装工艺，通用性强，大面积化容易，工艺过程简捷，易于规模生产。

Description

隔热式封装结构的白光LED的制造方法
[技术领域]
本发明涉及光电子器件技术领域，具体地说是一种隔热式封装结构的白光LED的制造方法。
[背景技术]
半导体照明Solid State Lighting是一种用发光二极管LightEmitting Diode，即LED制作而成新型高效的固体光源，具有长寿命、节能、经济、绿色环保、色彩丰富、微型化等许多优点，正在逐步替代传统的白炽灯和荧光灯。LED作为照明应用，特别是通用照明应用，白光LED则成为主流的发展方向。因LED芯片的本征发光波长是一定的，故一般LED发光是单色的。而白光LED的制造主要有两种形式：一种是采用几种不同波长的LED芯片混光，如采用R、G、B芯片混光而得到白光。此方法因采用多个LED芯片产生白光，使其成本较高，主要用于显示器领域，在照明领域的应用受到局限。另一种产生白光的方法是采用单个LED芯片，在芯片表面涂附一层荧光粉，通过芯片发光并激发荧光粉发光而混光得到白光，如采用蓝光、紫光或紫外光分别激发相应的荧光粉而混光得到白光。此方法因采用了一个LED芯片，使白光LED成本大为降低，有望成为半导体照明领域应用的主要方法。
目前，白光LED封装所采用的方法主要是将荧光粉直接涂附于LED芯片表面，并用透明环氧树脂密封保护。在LED工作时，因流经芯片如PN节等的电流密度较大，芯片表面的温度很高，约大于100℃，这样使得表面的荧光粉长期处于高温加热状态，加速了荧光粉的老化，降低了其发光效率，使其光衰减很快，从而使白光LED的使用寿命大大缩短。特别是对于大功率LED，此现象更为突出。要使LED进入通用照明领域并普及应用，除有效地提高芯片的散热效率使芯片温度不易过高外，如何在封装时提高荧光粉使用寿命则显得尤为重要。
[发明内容]
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提出了采用将荧光粉层与LED发光芯片隔离的非接触式封装的结构和制造方法，有效地避免了LED工作时对荧光粉的高温加热现象，延长使用寿命和发光效率而设计的一种长寿命封装结构的白光LED封装结构的制造方法。
为实现上述目的，设计的一种隔热式封装结构的白光LED的制造方法，其工艺步骤为：(1)将LED芯片固定在衬底基板上；(2)将电极引线与LED芯片的PN节电极引线孔相焊接；(3)将荧光粉涂附在透明的环氧树脂或玻璃薄片上；(4)将涂有荧光粉层薄片与LED芯片安装固定，间距不小于50微米；(5)在1个大气压的氮气或氩气的保护性气氛下将荧光粉层薄片与LED芯片封接。所述的衬底基板为表面镀有铝或银或锡的高反射率金属薄膜的散热较好的聚酯或陶瓷材料板。所述的环氧树脂或玻璃薄片厚度为0.1-1毫米。所述的LED为波长为蓝光或紫光或紫外光的氮化镓基芯片。所述的白光LED直接用于白光照明或作为单元进行白光集成光源的制造。
本发明同现有技术相比，采用将荧光粉层与LED发光芯片表面隔离，避免了荧光粉层与LED发光芯片表面直接接触，并充有保护性气氛，有效地降低了因LED工作时高温对荧光粉的老化，使光的衰减大幅降低，从而使得白光LED的寿命大大提高，且采用了平面化的封装工艺，通用性强，大面积化容易，工艺过程简捷，易于规模生产。
[附图说明]
图1是本发明中一个实施例的单元平面光源结构示意图。
图2是本发明单元平面光源结构剖视图。
图3是本发明另一实施例中平面集成光源结构附视图。
图4是本发明另一实施例的平面集成淘汰结构剖视图。
图5是本发明又一实施例中采用传统聚光透镜封装单元结构示意图。
指定图2为摘要附图。
参见附图1，1为光源衬底基板；2为在基板表面镀的具有高反射率的金属薄膜；3为LED；4为芯片电极引线；5为光源电极引线。
参见附图2，21为光源衬底基板；22为在基板表面镀的具有高反射率的金属薄膜；23为LED；24为芯片电极引线；25为光源电极引线；26为环氧树脂或玻璃薄片作为保护基板；27为荧光粉层；28为透明保护基板与衬底基板间的隔离封接层。
参见附图3，31为光源衬底基板；32为在基板表面镀的具有高反射率的金属薄膜；33为LED；34为芯片电极引线；35为光源电极引线。
参见附图4，41为光源衬底基板；42为在基板表面镀的具有高反射率的金属薄膜；43为LED；44为芯片电极引线；45为光源电极引线；46为环氧树脂或玻璃薄片作为保护基板；47为荧光粉层；48为透明保护基板与衬底基板间的隔离封接层。
参见附图5，51为光源衬底基板；52为金属反光罩；53为LED芯片；54为芯片电极引线，如细金丝线；55为光源电极引线；56为环氧树脂或玻璃薄片作为保护基板；57为荧光粉层；58为透明保护基板与衬底基板间的隔离封接层；59为浇铸在基板上的透明环氧树脂罩。
[具体实施方式]
下面结合附图对本发明作进一步的说明，本发明对本技术领域的人来说还是比较清楚的。
实施例1：
附图1为本发明的单元平面光源结构，衬底基板(1)可由散热较好的聚酯或陶瓷材料构成；在基板表面镀的具有高反射率的金属薄膜(2)，有铝、银、锡等；将LED芯片(3)固定在反射膜(2)表面，其中LED芯片是以氮化镓基系列的发光二极管，波长可为蓝光或紫光或紫外光。将LED的PN节两电极引线孔通过细导线(4)，如金丝线与光源电极引线相连。将荧光粉层(7)涂附在由透明的玻璃或环氧树脂制成的保护基板(6)表面，起到光源发光和保护作用，保护基板(6)的厚度为0.1-1mm。通过周边的隔离封接层(8)将衬底基板(1)与透明保护基板(6)封接在一起；隔离封接层(8)为玻璃或环氧树脂材料，其厚度为0.5-5mm；采用环氧胶封接。这样便制成了平面光源模块。在封接时，可用保护性气氛如氮气或氩气等充气，气压为1个大气压，这样可延长LED芯片(3)和荧光粉层(7)的使用寿命。又因将荧光粉层与LED发光芯片表面隔离，有效地降低了因LED工作时高温对荧光粉的老化，而使光的衰减大幅降低，从而使得白光LED光源的寿命大大提高。
实施例2：
附图3为本发明的平面集成光源结构，将实施例1中所述的单元平面光源通过串连的形式，将各个LED芯片连接起来，然后将具有LED阵列的衬底基板与透明保护基板直接封接在一起，这样便组成了多芯片长寿命的平面集成光源模块，具有高亮度和高的光通量。
实施例3：
附图5为本发明中采用传统聚光透镜式封装单元光源的结构示意图，衬底基板(51)由散热较好的聚酯材料构成，在上面安装金属铝反光罩(52)。将LED芯片(53)固定在反光罩(52)内；再将LED的PN节两电极引线孔通过细导线(54)，如金丝线与光源电极引线(55)相连。采用透明的玻璃或环氧树脂作为光源发光基板(56)，将荧光粉层(57)涂附在基板表面。通过周边的隔离封接层(58)将衬底基板(51)与透明基板(56)封接在一起，采用环氧胶封接。最后将透明环氧树脂浇铸在基板上形成聚光透镜。同样，在封接时，可用保护性气氛如氮气或氩气等充气，气压为1个大气压，这样可延长LED芯片(53)和荧光粉(57)的使用寿命。又因将荧光粉层与LED发光芯片表面隔离，有效地降低了因LED工作时高温对荧光粉的老化，而使光的衰减大幅降低，从而使得白光LED光源的寿命大大提高。

Claims (5)

1、一种隔热式封装结构的白光LED的制造方法，其特征在于其工艺步骤为：(1)将LED芯片固定在衬底基板上；(2)将电极引线与LED芯片的PN节电极引线孔相焊接；(3)将荧光粉涂附在透明的环氧树脂或玻璃薄片上；(4)将涂有荧光粉层薄片与LED芯片安装固定，间距不小于50微米；(5)在1个大气压的氮气或氩气的保护性气氛下将荧光粉层薄片与LED芯片封接。
2、如权利要求1所述的一种隔热式封装结构的白光LED的制造方法，其特征在于：所述的衬底基板为表面镀有铝或银或锡的高反射率金属薄膜的散热较好的聚酯或陶瓷材料板。
3、如权利要求1所述的一种隔热式封装结构的白光LED的制造方法，其特征在于：所述的环氧树脂或玻璃薄片厚度为0.1-1毫米。
4、如权利要求1所述的一种隔热式封装结构的白光LED的制造方法，其特征在于：所述的LED为波长为蓝光或紫光或紫外光的氮化镓基芯片。
5、权利要求1所述的一种隔热式封装结构的白光LED的制造方法，其特征在于：所述的白光LED直接用于白光照明或作为单元进行白光集成光源的制造。
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