专利名称：一种用于大功率led制备的芯粉分离的发光模块的制作方法
技术领域：
本专利涉及到一种发光模块，涉及照明、背光源以及装饰领域。
背景技术：
LED作为一种新型的节能光源，因为其亮度高，节约能源，寿命长等优点，被广泛的 应用在各种照明场合。大功率LED产品的整体发光效率更高，光强与流明比小功率LED要大得多，产品品 质也更好，技术含量更高，因而在市场上有着更加强大的竞争优势。大功率LED是让半导体 照明从标识性走向普通照明领域里最重要的技术环节。大功率LED产品的出现从根本上突 破了 LED原有的只能应用于一般标识性、指示性领域的制约，使LED得以在照明领域应用更 加广泛，市场前景更加广阔，节能环保以及相关经济、社会和生态效益更加突出，深受社会 和市场的欢迎。普通大功率LED器件的制作过程是将蓝光大功率芯片绑定在基座上，将荧光粉 混合在胶水中，然后点在芯片上，加热固化，形成荧光粉涂层，再采用有机硅胶在外面制成 透镜。这种方法有两方面的缺陷1、上述点胶工艺是将荧光粉和有机硅树脂混合均勻后点在芯片上加热固化的过 程，由于大功率专用荧光材料比重大、颗粒比较大，极易沉淀，所以混合树脂点在芯片上到 固化完全这个过程，容易造成荧光材料下沉，形成光斑，使出光不均勻，影响发光均勻度。2、大功率芯片在工作时放热剧烈，荧光粉和树脂如果紧密贴合在芯片周围，受热 易发生老化，光衰大，影响使用寿命。目前对封装工艺的研究有很多，集成封装工艺也发展的很快，专利CN201096279Y 是采用在LED发光芯片上方的基座上，设置厚度均勻的预制片状荧光粉层，在预制片状荧 光分层上方，设置透镜，所述的预制片荧光粉层和透镜与基座固结为一体，在预制片状荧光 分层下方至印刷电路板之间的空间内，填充硅胶保护层。其缺点是预制片状荧光粉层是平 面的，需要上面安装透镜，这样增加了加工工艺，而且光线穿过多种物质界面会导致光效降 低。专利CN201363572Y是采用出光面用硅胶材料模压灌封的方法设置成弧面的透镜发光 面。其缺点是这种弧面的透镜发光面，需要直接灌注在芯片和基座上，生产工艺复杂，加工 时间长，并且与芯片直接接触，无法避免老化问题；专利CN201062757Y是采用在透镜中形 成空腔，空腔内填充有光转换材料，透镜固定于半导体芯片上方，并与半导体芯片隔开，其 缺点是做出的成品，工艺复杂，需要多步才能形成，并且芯片发出的光要通过多层树脂传 播，光经多次折射后，光效降低。
发明内容为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种用于大功率LED制备的芯粉分离的发 光模块，通过树脂成型使荧光材料呈均勻薄层，形成半球形状，与大功率芯片不直接接触， 有效解决老化和光衰的问题。[0009]为实现上述目的，本实用新型——用于大功率LED制备的芯粉分离的发光模块，由 大功率芯片，线路板基座，含荧光材料的高分子空心半球形器件组成，大功率芯片直接绑定 在线路板基座上；含荧光材料的高分子半球形器件置于大功率芯片之上，通过粘结方式固 定在芯片周围的线路板基座上，形成发光模块。本实用新型由1个或多个LED大功率芯片通过金线串并联进行排布，绑定在线路 板基座上，形成蓝光发光源。大功率芯片直接绑定在线路板上减少了支架等环节，采用线路 板覆铜或者沉孔技术可以将大功率芯片工作时产生的热量导出并散热，工艺简单。线路板 基座可以是铝基板、铜基板或者陶瓷基材料制备而成。印刷电路板，以芯片为中心，有一个 圆形凹槽，用来放置含荧光材料的高分子空心半球形器件。芯片上方的含荧光材料的高分子空心半球形器件，是本发明新型的核心器件。采 取了改性的高强度有机硅树脂，用注胶的方式，进行工业化生产，做成制品。高分子空心半球形器件，是将荧光材料均勻分散在高分子材料中，通过加热固化 方式制备成空心半球形状而成。高分子半球形器件置于大功率芯片之上，可以通过胶黏剂 将其固定在芯片周围的线路板基座上，制成发光模块。含荧光材料的高分子空心半球形器 件，其荧光材料可以是黄色发光荧光材料、红色发光荧光材料、绿色发光荧光材料中的一种 或几种；其高分子材料通过浇注、注塑方式，并经过加热固化方式制成，高分子材料需具有 高透明性，一定的强度和耐热、耐光老化性能，高分子材料为PC、PMMA、PET或有机硅橡胶材 料，优选有机硅橡胶材料。高分子空心半球形器件具有以下特点1、荧光粉均勻分布在树脂中，呈180度均勻发光，无死角，无阴影；2、树脂层直接粘接在PCB板上，没有缝隙；3、树脂层厚度均勻；4、树脂层有高的拉伸强度；5、树脂层做成两面磨砂状态，出光均勻，无光斑。高分子空心半球形器件置于大功率芯片之上，大功率芯片可以采用1个或者多个 串联或并联方式绑定在线路板基座上，高分子空心半球形器件置于所有芯片之上，将所有 芯片包在其中。大功率芯片发出蓝光激发高分子空心半球形器件中的荧光材料发出黄色或红色 或绿色的光，与剩余蓝光结合发出白光或其它颜色的光，形成均勻面光源。本实用新型的有益效果是1、改变了传统封装的工艺，芯片直接绑定在线路板上，并粘结高分子空心半球器 件工艺，简化了大功率光源模块的结构，减少了制做环节。2、采用荧光材料与芯片不直接接触的方式，减少了光衰。3、高分子空心半球形器件的弧度，改变了光线发射角度，使光斑效果比较理想。
图1是单颗芯片用高分子空心半球形器件截面图；图2是单颗芯片用高分子空心半球形器件俯视图；图3是单颗芯片用不同形状高分子空心半球形器件截面；
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图4是多颗芯片用高分子空心半球形器件截面图 图5是多颗芯片用高分子空心半球形器件俯视图 其中1——芯片
线
接块坝座 连模围基
2 3 4 具体实施方式
实施例1 如图1所示，一种LED光源模块，由大功率芯片，线路板基座，含荧光材料的高分子 空心半球形器件组成。单颗LED大功率芯片绑定在一个平面的线路板基座上，高分子空心 半球形器件粘接在PCB板的定位圆内。(将大功率芯片发出的蓝光都包裹在树脂模块内，没 有任何外泄。)就此形成了一个均勻的发光面。如图1-5所示，铝基板线路板基座，线路直接印刷在PCB板上，并且在线路板上，以 芯片为中心点，设计凹陷的定位圆，用来和高分子空心半球形器件粘接密合。如图3-3所示，高分子空心半球形器件，采用有机硅树脂A、B料混合均勻后加入黄 色发光荧光材料、红色发光荧光材料，经过模具加热固化成型制备。如图3所示，含荧光粉的树脂模块与芯片之间，可以注入硅胶，也可以不添加任何 物质。制备高分子空心半球形器件的方法简述1、使用ARBURG液体硅胶注射设备一台，配套冷却装置一台，配套真空混料装置一台。2、根据尺寸，设计精密的不锈钢可注射模具。3、机器混料混粉，注入模具，150度2分钟固化，形成半球状产品。实施例2 如图1和图5所示，一种LED光源模块，由大功率芯片，线路板基座，含荧光材料的 高分子空心半球形器件组成。LED大功率芯片3-5颗通过金线串并联进行排布，绑定在一个 平面的线路板基座上，含荧光粉的树脂模块粘接镶嵌在PCB板的定位圆内。(将大功率芯片 发出的蓝光都包裹在树脂模块内，没有任何外泄。)就此形成了一个均勻的发光曲面。如图1-5所示，铜基板线路板基座，线路直接印刷在PCB板上，并且在铜基板上，以 芯片为中心点，设计凹陷的定位圆，用来和高分子空心半球形器件粘接密合。如图3-3所示，高分子空心半球形器件，采用有机硅树脂A、B料混合均勻后加入黄 色发光荧光材料、红色发光荧光材料，经过模具加热固化成型制备。如图3所示，含荧光粉的树脂模块与芯片之间，可以注入硅胶，也可以不添加任何 物质。实施例3 如图1所示，一种LED光源模块，由大功率芯片，线路板基座，含荧光材料的高分子 空心半球形器件组成。单颗LED大功率芯片绑定在一个平面的线路板基座上，高分子空心半球形器件粘接在PCB板的定位圆内。(将大功率芯片发出的蓝光都包裹在树脂模块内，没 有任何外泄。)就此形成了一个均勻的发光面。如图1-5所示，陶瓷基材料线路板基座，线路直接印刷在PCB板上，并且在陶瓷基 材料板上，以芯片为中心点，设计凹陷的定位圆，用来和高分子空心半球形器件粘接密合。如图3-3所示，高分子空心半球形器件，采用有机硅树脂A、B料混合均勻后加入绿 色发光荧光材料、红色发光荧光材料，经过模具加热固化成型制备。实施例4 如图4所示，一种LED光源模块，由大功率芯片，线路板基座，含荧光材料的高分子 空心半球形器件组成。LED大功率芯片3-5颗通过金线串并联进行排布，绑定在一个平面的 线路板基座上，含荧光粉的树脂模块粘接镶嵌在PCB板的定位圆内。(将大功率芯片发出的 蓝光都包裹在树脂模块内，没有任何外泄。)就此形成了一个均勻的发光曲面。如图1-5所示，铝基板线路板基座，线路直接印刷在PCB板上，并且在铝基板上，以 芯片为中心点，设计凹陷的定位圆，用来和高分子空心半球形器件粘接密合。如图3-3所示，高分子空心半球形器件，采用有机硅树脂A、B料混合均勻后加入黄 色发光荧光材料经过模具加热固化成型制备。
权利要求1.一种用于大功率LED制备的芯粉分离的发光模块，由大功率芯片、线路板基座以及 含荧光材料的高分子空心半球形器件组成，其特征在于大功率芯片直接绑定在线路板基 座上；含荧光材料的高分子半球形器件置于大功率芯片之上，通过粘结方式固定在芯片周 围的线路板基座上，形成发光模块。
2.根据权利要求1所述的用于大功率LED制备的芯粉分离的发光模块，其特征在于大 功率芯片直接绑定在线路板基座上制得蓝光光源。
3.根据权利要求1所述的用于大功率LED制备的芯粉分离的发光模块，其特征在于荧 光材料均勻分散在高分子材料中，通过加热固化方式制备成空心半球形器件。
4.根据权利要求1所述的用于大功率LED制备的芯粉分离的发光模块，其特征在于高 分子半球形器件可以通过胶黏剂将其固定在芯片周围的线路板基座上，制成发光模块。
5.根据权利要求1所述的用于大功率LED制备的芯粉分离的发光模块，其特征在于线 路板基座可以是铝基板、铜基板或者陶瓷基材料。
6.根据权利要求1所述的用于大功率LED制备的芯粉分离的发光模块，其特征在于含 荧光材料的高分子半球形器件中的荧光材料选自黄色发光荧光材料、红色发光荧光材料、 绿色发光荧光材料中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的用于大功率LED制备的芯粉分离的发光模块，其特征在于含 荧光材料的高分子半球形器件通过浇注、注塑方式，并经过加热固化制成。
8.根据权利要求1所述的用于大功率LED制备的芯粉分离的发光模块，其特征在于含 荧光材料的高分子半球形器件的高分子材料为PC、PMMA、PET或有机硅橡胶材料。
9.根据权利要求1所述的用于大功率LED制备的芯粉分离的发光模块，其特征在于大 功率芯片可以采用1个或者多个串联或并联方式绑定在线路板基座上，高分子空心半球形 器件置于所有芯片之上，将所有芯片包在其中。
10.根据权利要求1所述的用于大功率LED制备的芯粉分离的发光模块，其特征在于大 功率芯片发出蓝光激发高分子空心半球形器件中的荧光材料发出黄色或红色或绿色的光， 与剩余蓝光结合发出白光或其它颜色的光，形成均勻面光源。
专利摘要本实用新型涉及照明、背光源以及装饰领域，提供了一种用于大功率LED制备的芯粉分离的发光模块，通过树脂成型使荧光材料呈均匀薄层，形成半球形状，与大功率芯片不直接接触，有效解决老化和光衰的问题。其特征在于本实用新型——用于大功率LED制备的芯粉分离的发光模块，由大功率芯片、线路板基座和含荧光材料的高分子空心半球形器件组成，大功率芯片直接绑定在线路板基座上；含荧光材料的高分子半球形器件置于大功率芯片之上，通过粘结方式固定在芯片周围的线路板基座上，形成发光模块。
文档编号H01L33/50GK201868472SQ20102060775
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月8日 优先权日2010年11月8日
发明者吴粤宁, 常英, 张宏伟, 李茂龙, 肖志国 申请人:大连路明发光科技股份有限公司