专利名称：一种带玻璃荧光层的led封装结构的制作方法
技术领域：
本发明属于LED封装技术领域，具体涉及LED封装结构技术。
背景技术：
随着LED制造工艺的不断进步和新型材料的开发，使得LED逐步向普通照明领域迈进。大功率LED —般选用硅胶封装，硅胶可起到承载荧光粉及对芯片进行机械保护，应力释放的作用，并作为一种光导结构，加强散热，以降低芯片结温，提高LED性能。硅胶的缺点主要有(1)长时间使用易潮解、老化，特别是我国南方潮湿地区，潮解后光衰的问题非常突出；(2)硅胶不如玻璃透明，透光性较差。在白光LED 技术领域，专利 201010603172. X, 200910063528. 2 和 200910244934. 9
提出了在玻璃中掺入荧光粉或引入稀土离子，制备整体型荧光玻璃层，用于替代硅胶封装。这种工艺虽然可以解决硅胶潮解后使得LED光衰增大、硅胶老化后透光性降低等问题，但是在生产时必须选择特殊的玻璃配方及制备工艺以达到透光性好、耐潮解、耐磨损等性能要求,并且要单独建设玻璃生产线,制作成本高、设备和场地的投入较大。而且,整体型荧光玻璃层的制备过程中，荧光层的混合很难做到完全均匀，有可能导致出射光色彩不一致，出现偏蓝光或者偏黄光等问题。本发明采用传统高温玻璃作性能保护层，将玻璃粉与荧光粉、浆料添加剂混合球磨制浆，采用传统成熟的涂布技术在高温玻璃内面涂覆玻璃荧光浆层，经烧结后作白光功能层，完全可以替代硅胶封装，比整体型荧光玻璃层制备工艺简单、材料选择面广、性能优良，易于大规模工业化生产
发明内容
本发明提供一种带玻璃荧光层的LED封装结构，其目的在于克服传统LED封装中的硅胶长时间使用易潮解、老化的问题，克服整体型荧光玻璃材料选择面窄、制作成本高、设备和场地投入大、玻璃烧结后荧光粉分布或析出不易控制等问题。本发明采用烧制温度低、热匹配性良好的玻璃粉体与荧光粉、粘结剂、增稠剂、分散剂、溶剂等混合制浆，采用传统成熟的涂布技术在高温玻璃内面涂玻璃荧光层，经烧结后作白光功能层，同时可通过采用特定的浆料涂布工艺，达到对荧光层涂覆的厚度和均匀性进行精确控制，保证出射光色的均匀性。所制备的带玻璃荧光层的玻璃板可完全替代传统的硅胶封装和整体型荧光玻璃层封装。为了实现上述目的，本发明按以下技术方案实施一种带玻璃荧光层的LED封装结构，包括发光晶片、散热基板和带玻璃荧光层的玻璃板，发光晶片用带有玻璃荧光层的玻璃板封装起来，该玻璃荧光层为浆料在耐高温玻璃板的一面经均匀涂布、烧制后而形成的薄膜。所述带玻璃荧光层的玻璃板，其形成方法为(I)将玻璃粉和普通荧光粉、合适的粘结剂、增稠剂、分散剂等共同分散于溶剂中形成浆料；
(2)将浆料按照设计要求涂布在可耐受750°C以上的耐高温玻璃板的一面；(3)浆料干燥后在750°C以下加热烧结，冷却后即在高温玻璃表面形成均匀的玻
璃荧光层。所述浆料涂布采用丝网印刷，根据厚度要求可一次或多次印刷。所述浆料涂布采用流延工艺，用刮刀刮成厚度均匀的浆层。所述浆料涂布采用喷涂工艺，既可以在平面玻璃也可以在曲面玻璃上涂布。所述的玻璃粉烧结温度在750°C以下，优选耐水性好、与玻璃板热匹配良好的低熔点玻璃粉。所述的耐高温玻璃板优选石英玻璃。 封装结构仍需要使用少量的硅胶用于粘接玻璃和散热基板，因为该部分少量硅胶处于晶片侧面，对于芯片整体性能的影响很小。
图I是内面涂覆玻璃荧光层的耐高温玻璃板的示意图。其中(a)平面玻璃；(b)球面玻璃。图2是实施例I的LED封装结构示意图。图3是实施例2和实施例3的LED封装结构示意图。图中符号说明I-耐高温玻璃2-由低熔点玻璃和荧光粉烧成的玻璃荧光层3-发光晶片4-散热基板5-少量掺有突光粉的娃胶
具体实施例方式实施例I :如图2，选择单个IW的蓝光晶片，采用内面带玻璃荧光层的球面玻璃罩封装。涂覆玻璃荧光层的玻璃罩准备耐高温玻璃I选用石英玻璃罩，厚度I. 2_。用乙醇对玻璃罩进行超声清洗，去除表面杂质，然后干燥备用。将熔融温度在630 680°C的低熔点锌硼硅系玻璃粉和黄色荧光粉共同分散于溶剂中，添加适量粘结剂、增稠剂、分散剂，球磨后形成浆料，采用喷涂法在耐高温玻璃I的内面涂覆上厚度均匀的浆料，干燥后在烧结炉中加热到450°C排胶，再升温到650°C，保温15min烧结，浆料层变成含荧光粉的透明玻璃，冷却后形成均匀的玻璃荧光层2，厚度约为100 u m。基板准备本实施例选用Al2O3陶瓷基板。采用流延工艺制备陶瓷生带，印刷上所需的电路层，按照低温共烧陶瓷制备工艺烧结成所需的陶瓷基板4。固晶将发光晶片3底部固定在陶瓷基板上，电极引脚焊接在对应的位置上。安装用掺荧光粉的硅胶5将涂覆玻璃荧光层的玻璃罩边缘粘在陶瓷基板上。将电极外接上电源，得到光色纯正、出光均匀的白光。实施例2
如图3，选择6X3个IW的蓝光晶片，采用一面涂覆玻璃荧光层的耐高温玻璃平板封装。涂覆玻璃荧光层的玻璃板准备耐高温玻璃I选用钠硼硅平板玻璃(玻璃软化温度840°C )，厚度1mm。用乙醇对玻璃板进行超声清洗，去除表面杂质，然后干燥备用。将熔融温度在500 650°C的低熔点钒磷锑系玻璃粉和黄色荧光粉共同分散于水性溶剂中，添加适量粘结剂、增稠剂、分散剂，球磨后形成浆料，采用流延法通过刮刀在耐高温玻璃I的一面刮上厚度均匀的浆料，干燥后在烧结炉中加热到450°C排胶，再升温到620°C，保温30min烧结，冷却后形成均匀的玻璃荧光层2，厚度约为220 y m，得到一面均匀涂覆玻璃荧光层的玻璃平板。基板准备本实施例选用AlN陶瓷基板。采用流延工艺制备陶瓷生带，印刷上所需的电路层，按照低温共烧陶瓷制备工艺烧结成所需的陶瓷基板4。固晶将发光晶片3底部固定在陶瓷基板4上，电极引脚焊接在对应的位置上。 安装整个固晶区四周用掺有荧光粉的硅胶5围边，将玻璃板覆有玻璃荧光层的一面朝内，通过边沿的硅胶5粘在陶瓷基板上。由于粘结玻璃板用的少量硅胶5处于晶片侧面，即使长时间使用后硅胶老化，对于芯片整体的性能影响也很小。将电极外接上电源，得到光色纯正、出光均匀的白光。实施例3:采用与实施例2相同的结构，如图3，选择6 X 3个IW的蓝光晶片，采用一面涂覆玻璃荧光层的耐高温玻璃平板封装。涂覆玻璃荧光层的玻璃板准备耐高温玻璃I选用石英平板玻璃，厚度1_。用乙醇对玻璃罩进行超声清洗，去除表面杂质，然后干燥备用。将熔融温度在630 680°C的低熔点锌硼硅系玻璃粉和黄色荧光粉共同分散于溶剂中，添加适量增稠剂、分散剂，球磨后形成浆料，采用丝网印刷的工艺涂布选择200目的丝网，在耐高温玻璃I的一面印刷上浆料，干燥后重复印刷一次，然后在烧结炉中加热到450°C排胶，再升温到660°C保温20min烧结，冷却后形成均匀的玻璃荧光层2，厚度约为160 iim，得到一面均匀涂覆玻璃荧光层的玻璃平板。基板准备本实施例选用市场销售的AlN陶瓷基板。固晶将发光晶片3底部固定在陶瓷基板4上，电极引脚焊接在对应的位置上。安装整个固晶区四周用掺有荧光粉的硅胶5围边，将玻璃板覆有玻璃荧光层的一面朝内，通过边沿的硅胶5粘在陶瓷基板上。将电极外接上电源，得到光色纯正、出光均匀的白光。上述实施例仅是本发明的部分实施，本发明并不局限于上述具体实施例，本领域技术人员在现有技术的基础上还可做多种修改和变化，例如，基板可以选择陶瓷基板或金属基板；粘结玻璃板不一定要使用硅胶，也可以采用其它工艺上和性能上都适合的粘结材料；晶片数量和组合形式也可以改变。在不脱离本发明的精神下，都在本发明所要求保护的范围。
权利要求
1.一种带玻璃荧光层的LED封装结构，包括发光晶片、散热基板和带玻璃荧光层的玻璃板，发光晶片用带有玻璃荧光层的玻璃板封装起来，其特征在于所述玻璃荧光层为浆料在耐高温玻璃板的一面经均匀涂布、烧制后形成的膜。
2.根据权利要求I所述的一种带玻璃荧光层的玻璃板，其形成方法为 (1)将玻璃粉和普通荧光粉、合适的粘结剂、增稠剂、分散剂等共同分散于溶剂中形成浆料； (2)将浆料按照设计要求涂布在可耐受750°C以上的耐高温玻璃板的一面； (3)浆料干燥后在750°C以下加热烧结，冷却后即在高温玻璃表面形成均匀的玻璃荧光层。
3.根据权利要求2所述的一种带玻璃荧光层的玻璃板形成方法，其特征在于所述的浆料涂布采用丝网印刷，根据厚度要求可一次或多次印刷。
4.根据权利要求2所述的一种带玻璃荧光层的玻璃板形成方法，其特征在于所述的浆料涂布采用流延工艺，用刮刀刮成厚度均匀的浆层。
5.根据权利要求2所述的一种带玻璃荧光层的玻璃板形成方法，其特征在于所述的浆料涂布采用喷涂工艺，既可以在平面玻璃也可以在曲面玻璃上涂布。
6.根据权利要求2所述的一种带玻璃荧光层的玻璃板形成方法，其特征在于所述的玻璃粉烧结温度在750°C以下，优选耐水性好、与玻璃板热匹配良好的低熔点玻璃粉。
7.根据权利要求2所述的一种带玻璃荧光层的玻璃板形成方法，其特征在于所述的耐高温玻璃板优选石英玻璃。
全文摘要
本发明公开了一种带玻璃荧光层的LED封装结构，属于LED封装领域。包括发光晶片、散热基板和带玻璃荧光层的玻璃板，发光晶片用带有玻璃荧光层的玻璃板封装起来。玻璃荧光层的实现方式为用低熔点玻璃、荧光粉和浆料添加剂混合制浆，印刷在耐高温玻璃板上，然后干燥、烧制。该带玻璃荧光层的玻璃板可替代整体荧光玻璃和传统的硅胶用于LED封装，兼具玻璃热稳定、抗潮解、抗老化、透明度高以及荧光粉选择种类广、荧光粉分布均匀等优点，可以解决硅胶易潮解、易老化以及整体荧光玻璃制备困难等问题。
文档编号H01L33/48GK102709445SQ20121018738
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月2日 优先权日2012年6月2日
发明者欧阳雪琼, 王亚东, 王双喜, 郑琼娜 申请人:王双喜