近自然光谱的LED倒装照明器件的制作方法

本实用新型涉及一种近自然光谱的LED倒装照明器件。

背景技术：

LED是一种固态的半导体部件，它可以直接把电能转化为照明光，LED光源被称为绿色光源,具有节能、环保、耐用、体积小等特点，正逐渐取代常规照明光源大有成为主流照明的发展趋势。随着LED产业的扩大，照明领域应用广泛，LED光源光谱对人眼的影响开始受到关注，众所周知自然光光谱是最理想的光源，给人以舒适的感觉且被大众所普遍接受，而与自然光光谱拟合度较高的LED光源光谱还没有问世。现有技术，如：蓝光芯片+换色荧光粉；蓝光芯片+红色芯片+黄色荧光粉混合来得到白光，有着光谱不连续.显色性低.光效差.工艺复杂不便工业化等诸多缺点，从而影响了LED自然光光谱光源的发展。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种近自然光谱的LED倒装照明器件。

本实用新型提供的近自然光谱的LED倒装照明器件，其结构示意图如图1所示，该器件包括LED倒装芯片7，其中，在所述倒装芯片7上依次设有荧光粉层8和透明荧光陶瓷层9，且所述荧光粉层8包围所述LED倒装芯片7，所述透明荧光陶瓷层9覆盖于所述荧光粉层8的上表面。

上述器件中，所述荧光粉层的荧光粉为(Y_1-xCe_x)₃(Al_1-yCr_y)₅O₁₂；

所述(Y_1-xCe_x)₃(Al_1-yCr_y)₅O₁₂中，0≤x≤1或x＝0.02，0≤y≤1或y＝0.008；

所述荧光粉层的荧光粉的发射峰值为680-750nm或710nm。

该荧光粉可按照如下方法制得：按照化学式(Y_1-xCe_x)₃(Al_1-yCr_y)₅O₁₂中摩尔比将原料对应的氧化物粉末进行称量配比，球磨后混合均匀，干燥后粗磨，升温至煅烧温度后进行煅烧，煅烧完毕后降温至室温而得；

上述方法中，球磨的时间为8-20h；

升温和降温步骤中，升温速率和降温速率均为3-10℃/min或5℃/min；

煅烧步骤中，煅烧的温度为1400-1650℃；煅烧的时间为3-6h或4h。

所述荧光粉层中还含有粘接剂，具体可为硅树脂型粘接剂；

所述荧光粉层的荧光粉占所述荧光粉和粘接剂总质量的8-9.5％。

所述荧光粉层的厚度为0.05-0.12mm，具体可为0.0.9mm；

构成所述透明荧光陶瓷层的材料为Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺；具体的，构成所述透明荧光陶瓷层的材料为Ce³⁺的掺杂浓度为0.4％的Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺；所述掺杂浓度是指Ce³⁺在Y₃Al₅O₁₂中的摩尔百分浓度。

该透明荧光陶瓷层可由陶瓷原料粉体和烧结助剂混合进行烧结而得；其中，所述陶瓷原料粉体具体选自Al₂O₃、Y₂O₃、MgAl₂O₄、MgAlON、AlN、SiN、ZrO₂和SiC中的至少一种；所述烧结助剂具体可选自CaO、MgO、TiO₂、SiO₂、MnO和高岭土中的至少一种。

所述透明荧光陶瓷片具体可为按照如下方法制得：将所述陶瓷原料粉体、烧结助剂按比例混合后加入球磨罐中，同时加入球磨介质、球磨球进行球磨，将所得混合物烘干，研磨过筛后进行干压、冷等静压成型得到胚体；再将所得胚体依次进行真空烧结和等热静压烧结，退火而得；

其中，所述球磨步骤中，球磨转速为235r/min，球磨时间为10-24h；

所述烘干步骤中，温度为50-120℃，时间为12h-48h；

所述过筛步骤中，筛孔的目数为200-300目；

所述干压步骤中，称量一定质量过筛后粉体在4Mpa-10Mpa下保压3-10min；

所述冷等静压成型步骤中，干压后放入冷等静压机200Mpa-300Mpa保压1-10min；

所述真空烧结步骤中，烧结温度为1500-1800℃，保温时间为5-30小时，真空度为10^-1-10^-4Pa；

所述等热静压烧结步骤中，烧结温度为1600-1800℃，保温时间为1-5小时，压力为120-180MPa；

所述退火步骤具体为在800-1500℃保温5-40小时，然后随炉冷却。

所述透明荧光陶瓷层的发射峰值为530-580nm，具体可为552nm。

所述透明荧光陶瓷层的厚度为0.15-0.3mm，具体可为0.2mm。

具体的，所述近自然光谱的LED倒装照明器件由基板1和位于所述基板1上的电路2、正负电极3和4、围坝5及若干个芯片单元6组成；

所述围坝5包围所有芯片单元6；

所述正负电极3和4分别位于所述基板1上不被所述围坝5包围的区域；

每个芯片单元6通过锡膏与所述电路2相连；

每个芯片单元6由下至上依次由LED倒装芯片7、荧光粉层8和透明荧光陶瓷层9组成，且所述荧光粉层8包围所述LED倒装芯片，所述透明荧光陶瓷层9覆盖于所述荧光粉层8的上表面；

所述LED倒装芯片7底端设有芯片电极10，所述芯片电极10与所述电路2相连。

所述基板1具体可为氮化铝基板、铝基板、铜基板或氧化铝基板；

所述LED倒装芯片7的发射波长为445nm-465nm，具体可为450-452.5nm；

构成所述正负电极的材料为银或金。

所述近自然光谱的LED倒装照明器件的色温为2700-6000K，具体可为4200K。

上述近自然光谱的LED倒装照明器件可按照如下方法制得：

1)在所述基板1上印刷电路2；

2)利用锡膏将所述LED倒装芯片7上的芯片电极10连接在所述电路2后，再固定；

3)在所述LED倒装芯片7上印刷荧光粉层8并使所述荧光粉层8包围所述LED倒装芯片7后，将透明荧光陶瓷层9固定在所述荧光粉层8的上表面，固化后，得到一个芯片单元6；

4)重复所述步骤2)和3)若干次，得到若干个芯片单元；

5)在所有芯片单元6的外围画上围坝胶进行烘烤，使所得围坝5包围所有芯片单元6，得到所述近自然光谱的LED倒装照明器件。

上述方法的所述步骤2)连接步骤中，连接的方法为固晶法；所述固定步骤中，固定的方法为回流焊法。

所述步骤3)固定步骤中，固定的方法为固晶法。

本实用新型针对照明用LED对近自然光谱的要求，提供了一种近光谱的LED倒装照明器件，其光谱连续性好、显色性高、光效高，很好地满足了照明LED的需求，有利于推动LED照明的快速发展。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图，其中；a为近自然光谱的LED倒装照明器件的俯视图，b为芯片单元的侧视图；1为氮化铝基板、2为电路、3和4为正负电极、5为围坝、6为芯片单元、7为LED倒装芯片、8为荧光粉层、9为透明荧光陶瓷层、10为芯片电极；

图2是常规光源和本实用新型实施例1所得光源器件在4200K色温的发射光谱曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步阐述，但本实用新型并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。如无特殊说明，实施例中的“％”均表示质量百分比。下述实施例中所用硅树脂型粘接剂购自日本信越化学工业株式会社，产品编号为KER3000-M2。

下述实施例中所用荧光粉可按照如下方法制得：按照化学式(Y_1-xCe_x)₃(Al_1-yCr_y)₅O₁₂中摩尔比将原料粉末进行称量配比，球磨8h后混合均匀，干燥后粗磨，以5℃/min的速率由室温升温至煅烧温度1400℃后进行煅烧4h，煅烧完毕后以5℃/min的速率降温至室温而得；

所用透明荧光陶瓷层Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺可按照如下方法制得：将按照化学式Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺中各元素摩尔比，将对应的氧化物陶瓷原料粉体按比例混合后加入球磨罐中，同时加入烧结助剂CaO、球磨介质和球磨球进行以转速235r/min球磨10h，将所得混合物120℃烘干12h，研磨过200目筛后进行在4Mpa下保压10min后放入冷等静压机300Mpa保压5min进行冷等静压成型得到胚体；再将所得胚体依次于1500℃真空烧结5小时(真空度为10^-1Pa)、于1600℃等热静压烧结5小时(压强为120MPa)后在800℃退火40小时随炉冷却而得。

实施例1、

本实用新型提供的近自然光谱的LED倒装照明器件，其结构示意图如图1所示；

由氮化铝基板1和位于氮化铝基板上的电路2、正负电极3和4、围坝5及若干个芯片单元6组成；

围坝5包围所有芯片单元6；

正负电极3和4分别位于基板1上不被所述围坝包围的区域；

每个芯片单元6通过锡膏与电路相连；

每个芯片单元由下至上依次由LED倒装芯片7、荧光粉层8和透明荧光陶瓷层9组成，且荧光粉层包围LED倒装芯片，透明荧光陶瓷层9覆盖于荧光粉层8的上表面；

LED倒装芯片底端设有芯片电极10，芯片电极通过锡膏与电路相连。

其中，荧光粉层8由发射峰值为710nm的荧光粉(Y_1-xCe_x)₃(Al_1-yCr_y)₅O₁₂(x为0.02，y为0.008)和硅树脂型粘接剂组成，荧光粉在其中的质量百分浓度为8％；该层的厚度为0.09mm；

构成透明荧光陶瓷层9的材料为发射峰值在552nm的黄色材料，也即Ce³⁺的掺杂浓度为0.4％的Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺；该层的厚度为0.2mm；

构成正负电极3和4的材料为金；

LED倒装芯片7为蓝光芯片，发光波长为450-452.5nm。

该近自然光谱的LED倒装照明器件可按照如下方法制得：

1)在基板1上印刷电路2；

2)利用锡膏将LED倒装芯片7上的芯片电极10利用固晶法连接在电路2后，再利用回流焊法固定；

3)在LED倒装芯片7上印刷荧光粉层8并使荧光粉层8包围LED倒装芯片7后，将透明荧光陶瓷层9利用固晶法固定在荧光粉层8的上表面，固化后，得到一个芯片单元6；

4)重复步骤2)和3)若干次，得到若干个芯片单元；

5)在所有芯片单元6的外围画上围坝胶进行烘烤，使所得围坝5包围所有芯片单元6，得到本实用新型提供的近自然光谱的LED倒装照明器件。

图2为常规光源和该实施例所得光源器件在4200K色温的对比发射光谱图。由图可知，本实用新型所得光源红色光谱得到补偿，光谱连续性好、显色性高、更接近自然光谱，很好地满足了照明LED的健康照明需求，有利于推动LED高品质照明的快速发展。