专利名称：一种贴片式led及其制造方法
技术领域：
本发明涉及发光二极管封装技术领域，特别是涉及一种贴片式LED及其制造方法。
背景技术：
现有LED (Light Emitting Diode,发光二极管)封装技术领域中，LED的结构为金属基板、在金属基板表面形成反射杯，LED芯片设置于反射杯内，然后填充封装材料，最后在反射杯和封装材料两者的上方设置透镜。 然而，现有的LED的封装材料通常为环氧树脂或有机硅胶，环氧树脂的折射率通常为1. 5，有机硅胶的折射率范围通常在1. Π. 5之间，不管以上两种材料中的任何一种，其与LED芯片的折射率相差均较大，LED芯片发光时，一般会有相当数量的光线会在进入封装材料之前发生全反射，从而造成光线的损失，进而导致LED发光效率低下。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种贴片式LED及其制造方法，能够减小封装层与LED芯片之间折射率差值，提高LED发光效率。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种贴片式LED，包括正极基板、负极基板、形成于正极基板和负极基板上的反射杯、至少一个LED芯片以及封装层；LED芯片设置于反射杯内，并且电连接正极基板和负极基板；封装层填充于反射杯内，并覆盖LED芯片，其中，封装层采用添加有纳米氧化镁粒子的环氧树脂或有机硅胶制成。其中，纳米氧化镁粒子经过表面改性而得到。其中，纳米氧化镁粒子通过硅烷偶联剂进行表面改性，其中，硅烷偶联剂是KH550或者KH560或者KH570。其中，纳米氧化镁粒子通过与化学制剂发生交联反应均匀分散于环氧树脂或有机硅胶中，其中，化学制剂包括固化剂和促进剂，并且，环氧树脂或有机硅胶与化学制剂的质量比范围为1: 1 1. 2。其中，纳米氧化镁粒子的粒径范围为10纳米 30纳米。其中，纳米氧化镁粒子占封装层总质量的比例范围为O. 59Γ3%。其中，纳米氧化镁粒子占封装层总质量的比例范围为2%。为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是提供一种贴片式LED的制造方法，包括如下步骤准备正极基板和负极基板，并在正极基板和负极基板上形成反射杯；将至少一个LED芯片设置于反射杯内，并将LED芯片电连接正极基板和负极基板；准备封装材料，并将封装材料填充于反射杯内，使得封装材料覆盖LED芯片；其中，封装材料为添加有纳米氧化镁粒子的环氧树脂或有机硅胶；高温固化。其中，在准备封装材料的步骤之中，包括通过硅烷偶联剂对纳米氧化镁粒子表面进行改性，其中，纳米氧化镁粒子的粒径范围为10纳米 30纳米，硅烷偶联剂为是KH550或者 KH560 或者 KH570。其中，在通过硅烷偶联剂对纳米氧化镁粒子表面进行改性的步骤之后，包括先称量环氧树脂或有机硅胶，并向环氧树脂或有机硅胶内加入改性后的纳米氧化镁粒子，其中，向环氧树脂或有机硅胶内加入改性后的纳米氧化镁粒子的温度为室温；搅拌并通过超声波将纳米氧化镁粒子均匀分散于环氧树脂或有机硅胶中；按环氧树脂或有机硅胶与化学制剂的质量比范围为1:广1. 2的比例称量化学制剂，并将化学制剂加入环氧树脂或有机硅胶中，其中，化学制剂包括固化剂和促进剂；搅拌并排气进而制成封装材料；其中，搅拌并排气的转速控制为100(Γ1500转/每分，气压为广3千帕，搅拌时间为5 10分钟。本发明的有益效果是区别于现有技术的情况，本发明通过向制成封装层的环氧树脂或有机硅胶中添加纳米氧化镁粒子材料，因为纳米氧化镁粒子透光率较高且折射率较
高，能够减少封装层与LED芯片之间的折射率差值，能够提高LED芯片的发光效率。
图1是本发明贴片式LED实施方式的结构示意图；图2是本发明贴片式LED的制造方法第一实施方式的流程图；图3是本发明贴片式LED的制造方法第二实施方式的流程图；图4是图3所示纳米氧化镁粒子占封装层不同质量比时蓝光发光效率示意图；图5是图3所示纳米氧化镁粒子占封装层不同质量比时绿光发光效率示意图；图6是图3所示纳米氧化镁粒子占封装层不同质量比时红光发光效率示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对发明进行详细说明。参阅图1，图1是本发明贴片式LED实施方式的结构示意图。本发明实施方式中，贴片式LED包括正极基板11、负极基板12、反射杯13、LED芯片14以及封装层15。其中，反射杯13形成于正极基板11和负极基板12上。LED芯片14至少为一个，LED芯片14设置于反射杯13内，并且电连接正极基板11和负极基板12，比如，LED芯片14设置于反射杯13内的负极基板12上，LED芯片14的一金线141电连接正极基板11、另一金线142电连接负极基板12。并且，封装层15填充于反射杯13内，该封装层15覆盖LED芯片14。值得注意的是，封装层15采用添加有纳米氧化镁粒子的环氧树脂制成。当然，在具体应用中，该封装层15也可以采用添加有纳米氧化镁粒子的有机硅胶制成。在LED封装领域，为提高LED芯片14的发光效率，本领域的技术人员的研究和改进的方向通常集中于加大LED支架的散热或者从LED的支架形状或者从透镜形状及材料入手。并且，确实存在着通过上述几种方式实现了 LED芯片14的发光效率的提高，而且通过上述几种方式LED发光效率得到了显著的提高，促使本领域的技术人员一直将重点集中于对上述几种方式的持续研究和改进方向上。然而，本发明实施方式，从其它角度考虑并入手，通过向制成封装层15的环氧树脂或有机硅胶中添加纳米氧化镁粒子材料，因为纳米氧化镁粒子透光率较高且折射率较高，通常，纳米氧化镁的可见透光率大于92%，且其折射率为1. 74，能够减少封装层15与LED芯片14之间的折射率差值，该封装层15能够对自LED芯片14发出的光线进入透镜起到良好的过渡作用，进而减少LED芯片14发出的光线进入空气的折射率差值，从而能够提高LED芯片14的发光效率。并且，因为纳米氧化镁粒子不含水分，不会因为水分的受热膨胀影响该贴片式LED的可靠性。另外，不需要对LED支架或者透镜进行改进，简单方便，不需要另行设计模具，降低成本。在一具体应用实施方式中，封装层15中的纳米氧化镁粒子粒径范围在10纳米 30纳米之间，并且其需要先经过表面改性才能得到，因为，纳米氧化镁的粒子活性较强，直接向环氧树脂或有机硅胶中添加该纳米氧化镁粒子将很难使其均匀分别，因此通常还需要对纳米氧化镁粒子进行表面改性，具体地，表面改性剂通常选用硅烷偶联剂，其中，硅烷偶联剂型号是KH550或者KH560或者KH570。通过如上几种硅烷偶联剂对纳米氧化镁粒子表面进行修饰，降低纳米氧化镁粒子的表面活性，使其能够均匀地分布于环氧树脂或有机硅胶中。并且，在对纳米氧化镁粒子进行表面改性后，将环氧树脂或有机硅胶与化学制剂 发生交联反应，其中，化学制剂包括固化剂和促进剂，环氧树脂或有机硅胶与化学制剂的质量比范围为1:广1. 2。能够增大纳米氧化镁粒子占封装层15的质量百分数。进一步地，纳米氧化镁粒子占封装层15总质量的比例范围为O. 59Γ3%，优选地，纳米氧化镁粒子占封装层15总质量的比例为2%。本发明还提供一种贴片式LED的制造方法。参阅图2，图2是本发明贴片式LED的制造方法第一实施方式的流程图。本发明实施方式包括如下步骤步骤S101，准备正极基板和负极基板，并在正极基板和负极基板上形成反射杯。步骤S102，将至少一个LED芯片设置于反射杯内，并将LED芯片电连接正极基板和负极基板。步骤S103，准备封装材料，并将封装材料填充于反射杯内，使得封装材料覆盖LED芯片；其中，封装材料为添加有纳米氧化镁粒子的环氧树脂或有机硅胶。。进一步地，在准备封装材料的步骤中，通过硅烷偶联剂对纳米氧化镁粒子表面进行改性，其中，纳米氧化镁粒子的粒径范围为10纳米 30纳米，硅烷偶联剂为是ΚΗ550或者ΚΗ560 或者 ΚΗ570。步骤S104，高温固化。最终获得贴片式LED。本发明实施方式，通过向制成封装层的环氧树脂或有机硅胶中添加纳米氧化镁粒子材料，因为纳米氧化镁粒子透光率较高且折射率较高，能够减少封装层与LED芯片之间的折射率差值，能够提高LED芯片的发光效率。由于其工艺简单，还能够降低成本。参阅图3，图3是本发明贴片式LED的制造方法第二实施方式的流程图。本发明实施方式包括步骤S201，准备正极基板和负极基板，并在正极基板和负极基板上形成反射杯。
步骤S202，将至少一个LED芯片设置于反射杯内，并将LED芯片电连接正极基板和负极基板。步骤S203，通过硅烷偶联剂对纳米氧化镁粒子表面进行改性。
步骤S204，先称量环氧树脂或有机硅胶，并向环氧树脂或有机硅胶内加入改性后的纳米氧化镁粒子。其中，向环氧树脂或有机硅胶内加入改性后的纳米氧化镁粒子的温度为室温。步骤S205，搅拌或通过超声波将纳米氧化镁粒子分散于环氧树脂或有机硅胶中。步骤S206，按环氧树脂或有机硅胶与化学制剂的质量比范围为1: f1. 2的比例称量化学制剂，并将化学制剂加入环氧树脂或有机硅胶中。其中，化学制剂包括固化剂和促进剂。步骤S207，搅拌、排气进而制成封装材料。其中，搅拌的转速控制为100(Γ1500转/每分，气压为Γ3千帕，搅拌时间为5 10分钟。步骤S208，将封装材料填充于反射杯内，使 得封装材料覆盖LED芯片。步骤S209，高温固化。以最终获得贴片式LED。举例而言，如步骤S203至S207制备封装材料的过程中，如下文所述事先通过硅烷偶联剂对纳米氧化镁粒子进行表面改性得到改性后的纳米氧化镁粒子。先称量环氧树脂(环氧树脂可以用有机硅胶替代)0. 5克；然后，称量事先制得的表面改性后的纳米氧化镁粒子O. 2225克，手工搅拌并通过超声波将纳米氧化镁粒子均匀分散于环氧树脂中，其中，操作时间为10分钟 20分钟；其次，再称量化学制剂(包括固化剂和促进剂)O. 5克，即按环氧树脂与化学制剂质量比为1:1称量化学制剂，并且可加入适量的扩散剂；再次，搅拌并排气，搅拌的方式可以结合手工搅拌方式和真空离心机搅拌方式，比如，先顺时针手工搅拌I分钟,再采用真空离心机搅拌5分钟 10分钟，采用真空离心机搅拌时，其控制条件为转速100(Γ1500转/分，真空度f 3千帕，当然，在搅拌的同时需要进行排气处理，以最终得到封装材料。在步骤S208中，将封装材料填充于反射杯内，使得封装材料覆盖LED芯片，举例而言，随后，可按普通贴片式LED的制程制样得到SMD5050、三晶、2. 5H产品，其中，三晶指反射杯内分别设置有一个蓝光LED芯片、一个绿光LED芯片以及一个红光LED芯片。当然，上述所有步骤均可在室温下完成，简单方便，易于操作。并对该SMD5050、三晶、2. 5H产品进行光电测试,测试结果如列表一,表一表不纳米氧化镁占最终封装材料(即封装层)的质量百分比对应的蓝光LED芯片、绿光LED芯片以及红光LED芯片的发光效率，其中，MgO指纳米氧化镁、lv(B)cd指蓝光LED芯片的发光效率、lv(G)cd指绿光LED芯片的发光效率，lv(R)cd指红光LED芯片的发光效率
权利要求
1.一种贴片式LED，其特征在于，包括正极基板、负极基板、形成于所述正极基板和负极基板上的反射杯、至少一个LED芯片以及封装层；所述LED芯片设置于所述反射杯内，并且电连接所述正极基板和所述负极基板；所述封装层填充于所述反射杯内，并覆盖所述LED芯片，其中，所述封装层采用添加有纳米氧化镁粒子的环氧树脂或有机硅胶制成。
2.根据权利要求1所述的贴片式LED，其特征在于，所述纳米氧化镁粒子经过表面改性而得到。
3.根据权利要求2所述的贴片式LED，其特征在于，所述纳米氧化镁粒子通过硅烷偶联剂进行表面改性，其中，所述硅烷偶联剂是KH550 或者KH560或者KH570。
4.根据权利要求3所述的贴片式LED，其特征在于，所述纳米氧化镁粒子通过与化学制剂发生交联反应均匀分散于所述环氧树脂或所述有机硅胶中，其中，所述化学制剂包括固化剂和促进剂，并且，所述环氧树脂或所述有机硅胶与所述化学制剂的质量比范围为1:广1.2。
5.根据权利要求1所述的贴片式LED，其特征在于，所述纳米氧化镁粒子的粒径范围为10纳米 30纳米。
6.根据权利要求1所述的贴片式LED，其特征在于，所述纳米氧化镁粒子占所述封装层总质量的比例范围为O. 59Γ3%。
7.根据权利要求6所述的贴片式LED，其特征在于，所述纳米氧化镁粒子占所述封装层总质量的比例范围为2%。
8.一种贴片式LED的制造方法，其特征在于，包括如下步骤准备正极基板和负极基板，并在所述正极基板和所述负极基板上形成反射杯；将至少一个LED芯片设置于所述反射杯内，并将所述LED芯片电连接正极基板和负极基板；准备封装材料，并将所述封装材料填充于所述反射杯内，使得所述封装材料覆盖所述 LED芯片；其中，所述封装材料为添加有纳米氧化镁粒子的环氧树脂或有机硅胶；高温固化。
9.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在所述准备封装材料的步骤之中，包括通过硅烷偶联剂对所述纳米氧化镁粒子表面进行改性，其中，所述纳米氧化镁粒子的粒径范围为10纳米 30纳米，所述硅烷偶联剂为是KH550或者KH560或者KH570。
10.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，在所述通过硅烷偶联剂对纳米氧化镁粒子表面进行改性的步骤之后，包括先称量环氧树脂或有机硅胶，并向所述环氧树脂或有机硅胶内加入改性后的纳米氧化镁粒子，其中，向所述环氧树脂或有机硅胶内加入改性后的纳米氧化镁粒子的温度为室温；搅拌并通过超声波将所述纳米氧化镁粒子均匀分散于环氧树脂或有机硅胶中；按所述环氧树脂或有机硅胶与化学制剂的质量比范围为1:广1.2的比例称量所述化学制剂，并将所述化学制剂加入环氧树脂或有机硅胶中，其中，所述化学制剂包括固化剂和促进剂； 搅拌并排气进而制成所述封装材料；其中，搅拌并排气的转速控制为100(Γ1500转/每分，气压为Γ3千帕，搅拌时间为5 10分钟。
全文摘要
本发明公开了一种贴片式LED的制造方法。该贴片式LED的制造方法包括如下步骤准备正极基板和负极基板，并在正极基板和负极基板上形成反射杯；将至少一个LED芯片设置于反射杯内，并将LED芯片电连接正极基板和负极基板；准备封装材料，并将封装材料填充于反射杯内，使得封装材料覆盖LED芯片；其中，封装材料为添加有纳米氧化镁粒子的环氧树脂或有机硅胶；其中，反应温度为室温。本发明还公开了一种贴片式LED。通过上述方式，本发明能够减小封装层与LED芯片之间折射率差值，进而提高LED发光效率。
文档编号H01L33/58GK103022317SQ20121053375
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月11日 优先权日2012年12月11日
发明者李漫铁, 屠孟龙, 谢玲 申请人:惠州雷曼光电科技有限公司