专利名称：利用三层有机硅材料实现led高出光率的封装方法
技术领域：
本发明涉及LED封装技术领域。
背景技术：
LED照明是具有节能、长寿命、免维护、易控制、环保等优点的绿色照明，作为新一代的绿色光源，高光效是大功率LED必备的特性。目前，提高LED的光效的方法主要有:提高LED的量子效率和提高LED器件中光的引出率。其中对LED的前端透光部分采用合适的封装材料和封装结构，可以扩大LED中光的溢出角锥，从而大幅提高LED中光的引出率，达到提高光效的目的。因此，如何采用合适的封装材料及封装结构实现对于LED发光的光学控制，是目前LED封装领域研究的重要方向之一。在传统的LED封装方式中，采用折射率介于LED芯片折射率和空气折射率之间的单层硅胶或环氧树脂进行封装，但是由于LED芯片具有较高的折射率(约为2.2)，而环氧基体的折射率很低(约为1.5)，入射角大于全反射临界角的大角度入射光线发生全反射，不利于光的输出，出光效率低。因此，有必要研发一种新的封装方式，可有效减少在LED芯片与封装材料的界面处的全反射现象，从而提高LED的出光率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可有效提高LED出光率的封装方法。为解决上述技术问题所采用的技术方案:一种利用三层有机硅材料实现LED高出光率的封装方法，LED的封装由里到外采用三层封装，
第一层:突光粉选用粒径为6_7um,有机娃选用道康宁0E-6550有娃胶,将突光粉按摩尔浓度为0.109-0.123mol/L和有机硅混合均匀，封装胶层厚度为0.4-0.6mm,固化用100-160°C烘烤 20-60 分钟；第二层:荧光粉选用粒径为6-7um，有机硅选用信越KER-2500有硅胶，将荧光粉按摩尔浓度为0.0034-0.0037mol/L和有机硅混合均匀，封装胶层厚度为0.2-0.4mm,固化用100-160°C烘烤 20-60 分钟；第三层:有机硅选用信越KER-2500有硅胶，封装胶层厚度为0.5-1.5mm,固化先用100-160°C烘烤20-60分钟，再用140_160°C烘烤4-6小时。采用本发明所带来的有益效果:本发明采用三层有硅胶进行LED封装，由里到外，各层封装材料的折射率形成梯度变化，减少传统的单层封装由于折射率差大导致的全反射现象，提高光通量，增大出光角度。
具体实施例方式一种利用三层有机硅材料实现LED高出光率的封装方法，LED的封装由里到外采用三层封装，以正白色温6500K，100W集成大功率(10串10并)为例。第一层:荧光粉选用粒径为6-7um，折射率为2.0，主波长为572nm。有机硅选用道康宁0E-6550有硅胶，折射率为1.54，透光率100%。将荧光粉按摩尔浓度为0.109-0.123mol/L和有机硅混合均匀，取0.115mol/L效果最佳。封装胶层厚度为
0.4-0.6mm,约为0.5_。固化用100_160°C烘烤20-60分钟，常用150°C烘烤30分钟。半成品封装经测试，Tc:6483K(X:0.314，Υ:0.3225)，光通量为 12500_130001m，显色指数 Ra:81，光效达到了 1281m/W。第二层:荧光粉选用同上，有机硅选用信越KER-2500有硅胶，折射率为1.41，透光率90%。将荧光粉按摩尔浓度为0.0034-0.0037mol/L和有机硅混合均匀，约为第一层的百分之三。封装胶层厚度为0.2-0.4mm,约为0.3mm。固化用100-160°C烘烤20-60分钟，常用150°C烘烤30分钟。半成品封装经测试，Tc:6107K(X:0.3204, Y:0.327),光通量为12200-128001m,显色指数 Ra: 80，光效接近 1241m/W。第三层:这一层只使用不掺荧光粉的硅胶，透明封装，有机硅选用信越KER-2500有硅胶，封装胶层厚度为0.5-1.5mm，约为1mm。固化先用100_160°C烘烤20-60分钟，再用140-160°C烘烤4-6小时，常用100°C先烘烤I小时，再用150°C烘烤4_6小时。成品经过测试:Tc:6490K (0.3137，0.3235)，光通量为 12000-125001m,显色指数 Ra:82，光效达到了1201m/ff 以上。影响荧光粉的激发效率的因素有粒径，考虑到选用芯片对荧光粉的最佳穿透效果，且相对小粒径晶格较完整，效率较高，荧光粉选用6-7um。荧光粉浓度高导致光效降低，光的激发影响较小，但浪费荧光粉；浓度低时，LED芯片蓝光得不到充分利用，光效降低较明显。荧光粉折射率比有硅胶高，相对增大荧光粉在芯片附近的浓度，调高荧光胶的折射率，出光度好。利用三层不同浓度的荧光胶，两种不同折射率封装胶封装，形成材料折射率的梯度变化，增大出光角度。对比传 统的单层封装:有硅胶选用KER-2500，支架、芯片、荧光粉材料不变，成品色温为 6357Κ(0.3158，0.3283)，光通量为 9800-103001m，显色指数 Ra: 78，光效只有 IOOlm/W。三层封装结构的比单层的光效多了约201m/W，色温接近，光谱分布在同一时间做测试对t匕，差异造成的光通量误差可以忽略。随着封装层数由第一层变到第三层，光效有所下降，可见随着厚度的增加，透光率下降。由于集成大功率发出的是白光，出光面是个平面，且光通量很高，光在荧光胶透射过程中又存在散射，所以材料折射率的梯度变化对光通量的变化是有影响的，理论和实际都表明多层封装对提高光通量是有帮助的。对于荧光胶最佳浓度，在给出摩尔浓度范围内，第一层取中间值，考虑到激发效率，比第二层浓度高很多也是考虑到最佳激发效率，荧光粉主要分布于第一层；第二层取偏向于高浓度，考虑到梯度折射率，相对减薄厚度，增大出光角度，减少菲涅尔损耗——透射率提高，反射率减少；第三层不变，考虑到最后的出光角度，而且不掺荧光粉是因为最后一层的主要作用是改善光斑和提高光输出的均匀性。
权利要求
1.一种利用三层有机硅材料实现LED高出光率的封装方法，LED的封装由里到外采用三层封装， 第一层:突光粉选用粒径为6-7um,有机娃选用道康宁0E-6550有娃胶,将突光粉按摩尔浓度为0.109-0.123mol/L和有机硅混合均匀，封装胶层厚度为0.4-0.6mm,固化用100-160°C烘烤 20-60 分钟； 第二层:荧光粉选用粒径为6-7um，有机硅选用信越KER-2500有硅胶，将荧光粉按摩尔浓度为0.0034-0.0037mol/L和有机硅混合均匀，封装胶层厚度为0.2-0.4mm,固化用100-160°C烘烤 20-60 分钟； 第三层:有机硅选用信越KER-2500有硅胶，封装胶层厚度为0.5-1.5mm,固化先用100-160°C烘烤20-60分钟，再用 140_160°C烘烤4-6小时。
全文摘要
本发明公开一种利用三层有机硅材料实现LED高出光率的封装方法，LED的封装由里到外采用三层封装。第一层用6-7um荧光粉和道康宁OE-6550有硅胶按摩尔浓度为0.109-0.123mol/L混合均匀，胶层厚度为0.4-0.6mm，100-160℃烘烤20-60分钟固化。第二层用6-7um荧光粉和信越KER-2500有硅胶按摩尔浓度为0.0034-0.0037mol/L混合均匀，胶层厚度为0.2-0.4mm，100-160℃烘烤20-60分钟固化。第三层用信越KER-2500有硅胶，胶层厚度为0.5-1.5mm，先用100-160℃烘烤20-60分钟，再用140-160℃烘烤4-6小时固化。本发明采用三层有硅胶进行LED封装，各层封装材料的折射率由里到外形成梯度变化，减少传统的单层封装由于折射率差大导致的全反射现象，提高光通量，增大出光角度。
文档编号H01L33/56GK103219452SQ20131011359
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月2日 优先权日2013年4月2日
发明者钟国华 申请人:佛山市金帮光电科技有限公司