专利名称：一种出光色度均匀的照明用高功率led光源器件的制作方法
技术领域：
本实用新型属于基本电气元件领域，尤其涉及一种照明用发光二极管光源器件。
技术背景LED (Light Emitting Diode，发光二极管)作为一种新型的节能型照明体，因体 积小、驱动电压低、反应速度快、耐震特性佳、使用寿命长及对环境危害低等特点， 已被广泛应用。高功率LED器件目前主要用于汽车照明、交通灯、建筑照明、特种照明等领域。出于制造成本、发光原理和现有技术手段等方面的原因，现行的大功率LED照 明器件通常采用蓝光发光芯片作为发光源，在其光线前进方向或路径上设置荧光粉 层，在荧光粉的作用下，将蓝光转换成为白光输出。故现在大部分白光大功率LED照明器件的制作方法是将蓝光芯片粘在底座上， 将芯片的电极用金线连到底座相应的电极上，再将荧光粉混合在树脂或硅胶中，将混 合有荧光粉的树脂涂在蓝光LED的芯片上，然后通过加热或紫外光照射使树脂固化， 接着用一个透明塑料透镜外壳盖在芯片上，并在壳体中填满透明树脂或硅胶，再次加 热或紫外光照射使树脂或硅胶固化，制成器件成品。但是，在上述白光LED器件封装工艺过程中，荧光粉层的控制存在着两个问题 一是荧光粉层的厚度难以控制；二是浓度的均匀性不好，进而导致了器件的出光色度 不均。究其产生的原因，是因为现行荧光粉层的制作工艺都是按比例将荧光粉混在一定量的硅胶中，搅拌均匀，这样的工艺存在一些问题1、荧光粉含量(或浓度)不均，导致LED器件成品的出光色度不均 荧光粉是不溶于硅胶的，因此它在硅胶中是一颗一颗的颗粒，由于重力的原因它会沉淀。现在的制作工艺通常都是使用"点胶"的方法将混合后的荧光粉放在滴管中，控 制好每次的出胶量，对每个发光芯片进行"点胶"。由于在"点胶"的过程中，荧光粉会不断地发生沉淀，我们假设即使每次出胶量相同，但其胶中的荧光粉含量却是在不断变化和不相同的，况且，在实际操作过程中， 每次"点胶"的出胶量也都是有误差的。由此导致了不同批次、甚至是相同批次生产出来的LED发光元件，其出光色度亦不完全相同，导致了制造工厂要将生产出来的白光LED器件根据颜色误差进行分 批和合并。2、 同一发光器件自身发出的光色度分布不均匀在具有反射杯结构的器件的制备中，由于含有荧光粉的硅胶表面与反射杯之间存 在着张力，硅胶会沿着反射杯的壁向上蔓延，使得硅胶的表面不平整，存在一个弧度 (如图1所示)。中间的荧光粉层薄，周围的厚。因此使激发出来的光色度分布不均 匀，中间的偏蓝，周围的偏黄。3、 荧光粉层到芯片之间的距离难以控制因为荧光粉层到芯片的距离变化会影响出光的色度，因此控制好荧光粉层到芯片 间的距离极为重要。特别是在照明用高功率LED光源器件的制造过程中，上述工艺问题表现得更加明显，由于其光源分布面积更大，所以需要覆盖的荧光粉层的面积也更大。其厚度、 荧光粉浓度、均匀度以及其与芯片间距离的控制也就更加困难。实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种出光色度均匀的发光二极管照明器 件，其同批器件之间的出光色度的均匀性大大得到提高，各个器件自身的出光色度分 布均匀，可以有效地防止蓝光的漏光现象。本实用新型的技术方案是提供一种出光色度均匀的发光二极管照明器件，包括位于PCB印刷电路板上的LED发光芯片和中空的基座，其中LED发光芯片位于中空 基座底部的中间位置，其特征是在LED发光芯片上方的基座上，设置厚度均匀的 预制片状荧光粉层；在预制片状荧光粉层的上方，设置透镜；所述的预制片状荧光粉 层和透镜与基座固结为一体；在预制片状荧光粉层下方至PCB印刷电路板之间的空 间内，填充硅胶或树脂保护层。进一步地，在所述中空基座的内腔壁上设置上大下小的台阶状阶梯结构。 优选地，在所述中空基座的内腔壁上设置上大下小的直角或钝角的台阶状阶梯结构。在所述台阶结构的上部，放置预制片状荧光粉层。所述的中空基座可以为散热器、反射杯或透镜支座。其所述LED发光芯片除与PCB印刷电路板接触的部位之外，其余部分被硅胶或 树脂保护层所包裹。进一步的，所述中空基座中的LED发光芯片数量为一个或一个以上。 与现有技术比较，本实用新型的优点是1. 设置预制片状荧光粉层，便于单独控制、检测预制片状荧光粉层的质量，其厚 度及荧光粉的含量可以根据工艺需要进行调整，可以确保其厚度的均匀性和平整度， 进而可保证同批发光芯片器件之间出光色度的分布均匀性；2. 设置台阶状阶梯结构，可以准确地控制好荧光粉层到基板的距离，有利于提高 单个LED照明器件所发出光的各项光学或视觉指标；3. 设置上大下小的台阶状阶梯结构，可以有效地防止蓝光的漏光现象，有利于保 证各个LED照明器件单体的出光色度均匀性；4. 在预制片状荧光粉层下方至PCB印刷电路板之间的空间内，填充硅胶或树脂 保护层，使LED芯片发出的点光源在这个腔体内混光均匀，成为较为均匀的面光源， 有利于提高LED照明器件的各项光学或视觉指标；5. 在中空的基座中，可以二维任意排布LED光源，其台阶上面可以放置任意形 状、结构的透镜，从而大大方便了结构布局、发光强度以及出光色度等光学性能的设 计和实现，能够满足各种不同的使用需要。
图l是现有技术的结构示意图； 图2是本实用新型的结构示意图。图中A为反射杯，B为含有荧光粉的硅胶，C为弧度面，C-l为中间部分的荧光 粉层，C-2为边缘部分的荧光粉层，D为LED发光芯片，E为发光芯片发出的光；1 为透镜，2为预制片状荧光粉层，3为中空基座，4为反射腔，5为芯片导线，6为LED 发光芯片，7为PCB印刷电路板，8为硅胶或树脂保护层，9为台阶状阶梯结构。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。图l中，现有技术在具有反射杯结构的LED发光器件的制造过程中，由于含有 荧光粉的硅胶B表面与反射杯A之间存在着张力，硅胶会沿着反射杯的壁向上蔓延，使得硅胶的表面不平整，存在一个弧度面C，中间部分的荧光粉层C-1薄，边缘部分的荧光粉层C-2厚，因此使LED发光芯片D激发出来的光E的色度分布不均匀，中 间的偏蓝，周围的偏黄。图2中，本技术方案包括位于PCB印刷电路板7上的LED发光芯片6和中空的 基座3，其中LED发光芯片位于中空基座底部的中间位置，在LED发光芯片上方的 基座上，设置厚度均匀的预制片状荧光粉层2;在预制片状荧光粉层的上方，设置透 镜1;所述的预制片状荧光粉层和透镜与基座固结为一体；在预制片状荧光粉层下方 至PCB印刷电路板之间反射腔4的空间内，填充硅胶或树脂保护层8。进一步地，在所述中空基座的内腔壁上设置上大下小的台阶状阶梯结构。优选地，在所述中空基座的内腔壁上设置上大下小的直角或钝角的台阶状阶梯结 构9(图中为了便于表示，以直角状台阶状阶梯结构表示，实际应用时，可根据中空 基座的内腔壁的形状和夹角确定，在此不再细述)。在所述台阶结构的上部，放置预制片状荧光粉层。所述的中空基座可以为散热器、反射杯或透镜支座。其所述LED发光芯片除与PCB印刷电路板接触的部位之外，其余部分被硅胶或 树脂保护层所包裹。此外，在中空基座中设置的LED发光芯片数量可以为一个或一个以上，以便满 足不同的需要。综上，通过设置预制片状荧光粉层，其厚度及荧光粉的含量可以根据工艺需要进 行调整，可确保其厚度的均匀性和平整度；设置台阶状阶梯结构，可准确地控制好荧 光粉层到基板的距离，也可有效地防止蓝光的漏光现象，进而可保证同批发光芯片器 件之间出光色度的分布均匀性，亦有利于提高单个LED照明器件所发出光的各项光 学或视觉指标。同时，在预制片状荧光粉层下方至PCB印刷电路板之间的空间内，填充硅胶或 树脂保护层，使LED芯片发出的点光源在这个腔体内混光均匀，成为较为均匀的面 光源，有利于提高LED照明器件的各项光学或视觉指标，此外，亦可保护电极导线5 免受伤害。此外，在中空的基座中，可以二维任意排布LED光源，其台阶上面可以放置任 意形状、结构的透镜，从而大大方便了结构布局、发光强度以及出光色度等光学性能 的设计和实现，能够满足各种不同的使用需要。预制片状荧光粉层的制作方法简述1. 制作一个模具，其面积比较大且厚度可以准确控制；2. 将配好的均匀含有荧光粉的硅胶快速倒入模具中；3. 将模具及荧光粉硅胶放入烤箱固化；4. 脱模，制成大片的厚度均匀、浓度均匀的片状荧光粉层；5. 及时地进行检测，检验其是否均匀且达到预期的色度要求；6. 合格的荧光粉薄片切割成小片，安装到LED器件中进行封装。本实用新型可广泛用于各种照明用发光二极管光源器件的设计、制造领域。
权利要求1.一种出光色度均匀的发光二极管照明器件，包括位于PCB印刷电路板上的LED发光芯片和中空的基座，其中LED发光芯片位于中空基座底部的中间位置，其特征是在LED发光芯片上方的基座上，设置厚度均匀的预制片状荧光粉层；在预制片状荧光粉层的上方，设置透镜；所述的预制片状荧光粉层和透镜与基座固结为一体；在预制片状荧光粉层下方至PCB印刷电路板之间的空间内，填充硅胶或树脂保护层。
2. 按照权利要求1所述的出光色度均匀的发光二极管照明器件，其特征是在所述 中空基座的内腔壁上设置上大下小的台阶状阶梯结构。
3. 按照权利要求2所述的出光色度均匀的发光二极管照明器件，其特征是在所述 中空基座的内腔壁上设置上大下小的直角或钝角的台阶状阶梯结构。
4. 按照权利要求2或3所述的出光色度均匀的发光二极管照明器件，其特征是在 所述台阶结构的上部，放置预制片状荧光粉层。
5. 按照权利要求1所述的出光色度均匀的发光二极管照明器件，其特征是所述的 中空基座为散热器、反射杯、反光座或透镜支座。
6. 按照权利要求1所述的出光色度均匀的发光二极管照明器件，其特征是所述 LED发光芯片除与PCB印刷电路板接触的部位之外，其余部分被硅胶或树脂保护层 所包裹。
7. 按照权利要求1所述的出光色度均匀的发光二极管照明器件，其特征是所述中 空基座中的LED发光芯片数量为一个或一个以上。
专利摘要一种出光色度均匀的发光二极管照明器件，属基本电气元件领域。包括位于印刷电路板上的LED发光芯片和中空的基座，其中LED发光芯片位于中空基座底部的中间位置，其特征是在LED发光芯片上方的基座上，设置厚度均匀的预制片状荧光粉层，在预制片状荧光粉层的上方，设置透镜，所述的预制片状荧光粉层和透镜与基座固结为一体，在预制片状荧光粉层下方至印刷电路板之间的空间内，填充硅胶保护层。其同批器件之间的出光色度的均匀性大大得到提高，各个器件自身的出光色度分布均匀，可以有效地防止蓝光的漏光现象。可广泛用于各种照明用发光二极管光源器件的设计、制造领域。
文档编号F21V19/00GK201096279SQ20072007393
公开日2008年8月6日 申请日期2007年8月22日 优先权日2007年8月22日
发明者唐国庆, 施毓灿, 弘 陈 申请人:华刚光电(上海)有限公司