一种光位移传感器用led光源的制作方法
【专利摘要】本发明属于航空自动控制领域，涉及一种光位移传感器用LED光源的制作方法，包括以下制作倒装LED芯片的步骤，制作硅基板的步骤，倒装焊的步骤，配粉的步骤，制作荧光胶的步骤，灌封和固化的步骤。本发明是一种实现LED应用于光位移传感器光源的光谱展宽方法。该方法在LED光源封装荧光粉中掺入了一定比列的红色荧光粉，改善了光谱性能，使得LED光源可以应用于整个光传感器工作波长范围，是一种理想的光位移传感器小型化光源。该宽带LED相对于卤钨灯具有低成本、低能耗、无污染、等特性并且满足光位移传感器小型化发展需求，是光位移传感器未来研究的理想光源。
【专利说明】一种光位移传感器用LED光源的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于航空自动控制领域，涉及一种光位移传感器用LED光源的制作方法。【背景技术】
[0002]光位移传感器是一种新型的位移测量器件，具有抗电磁干扰、防腐蚀、精度高等特点，是未来光传飞控系统的研究热点之一。光位移传感器由宽带光源、传感器和波长解调三部分组成，光源作为光位移传感器的重要组成部分，其光谱范围、光谱能量决定了光位移传感器的工作范围及传感精度。理想的光位移传感器光源光谱应覆盖可见光至近红外波段并具有较高的光谱能量和稳定性，目前已采用的卤钨灯光源已满足光位移传感器光源性能要求，具有宽光谱范围和较强的光谱能量，但卤钨灯本身也存在体积大、能耗高等缺点。
[0003]随着光位移传感器的深入研究，光位移传感器小型化、集成化将是未来研究的主要方向，寻找一种体积小、成本低、性能好的光源替代卤钨灯则是光位移传感器光源的研究目标。功率型LED是未来半导体照明的主流技术，其小型化、高效率等特点满足光位移传感器光源小型化研究的需要，但该类LED在红光波段光谱能量不足导致光位移传感器在长波段不能正常工作，限制了其在光位移传感器中的应用。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种光位移传感器用LED光源的制作方法，提升LED的红光光谱能量，使LED光源满足光位移传感器性能要求，以实现光位移传感器光源小型化。
[0005]本发明采取的技术方案为:一种光位移传感器用LED光源的制作方法，包括以下步骤:
[0006]步骤一、制作倒装LED芯片，所述倒装LED芯片至上往下包括蓝宝石衬底l、GaN外延层2、TiNiAg金属层3、铟层4 ；
[0007]步骤二、制作硅基板；包含金球5、铟层4、TiNiAg金属层3、Si板6 ;
[0008]步骤三、倒装焊:对倒装LED芯片、硅基板及热沉8进行焊接和电极的键合；
[0009]步骤四、配粉:在黄色荧光粉中掺入10%_30%的红色荧光粉，形成混合荧光粉；
[0010]步骤五、制作荧光胶11:将混合荧光粉与灌封胶混合均匀；
[0011]步骤六、灌封和固化:盖上球形透镜10，通过透镜上的灌封孔进行荧光胶的灌封，然后对荧光胶进行固化。
[0012]优选地，所述红色荧光粉为氮氧化物荧光粉。
[0013]本发明具有的优点和有益效果:本发明是一种实现LED应用于光位移传感器光源的光谱展宽方法。该方法在LED光源封装荧光粉中掺入了一定比列的红色荧光粉，改善了光谱性能，使得LED光源可以应用于整个光传感器工作波长范围，是一种理想的光位移传感器小型化光源。该宽带LED相对于卤钨灯具有低成本、低能耗、无污染、等特性并且满足光位移传感器小型化发展需求，是光位移传感器未来研究的理想光源。【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是LED封装结构图，其中，1:蓝宝石，2:GaN外延层，3:金属层，4:铟层，5:金球，6 =Si板，7:锡层，8:热沉，9:金线，10:球形透镜，11:荧光胶；
[0015]图2是本发明方法流程示意图；
[0016]图3是照明用LED与掺杂红粉的宽带LED光谱对比图，光谱测量范围为600_800nm ；
[0017]图4是普通照明LED及该宽带LED应用于光位移传感器位移传感得到的位移传感结果的比较。
[0018]表1是光位移传感器用IW宽带LED光源的发光指标。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图及实例对本发明做进一步详细描述，请参阅图1至图4。一种光位移传感器用LED光源的制作方法，包括以下步骤:
[0020]步骤一、制作倒装LED芯片:制作倒装LED芯片，所述倒装LED芯片至上往下包括蓝宝石衬底1、GaN外延层2、TiNiAg金属层3、铟层4 ;选取IW大功率LED芯片，采用蓝宝石衬底、背面出光，制作TiNiAg金属层并通过蒸发铟、光刻技术制作铟层，最后完成划片；
[0021]步骤二、制作硅 基板:包含金球5、铟层4、TiNiAg金属层3、Si板6 ;采用ESD防护技术，在Si板表面制作TiNiAg金属层3及铟层4，最后在铟层4上用金丝球焊机种金球并划片。以上两步骤制作出多个有ESD保护电路、凸点和键合电极的硅基芯片。
[0022]步骤三、倒装焊:对准倒装LED芯片和硅基板进行键合，利用焊料锡对硅基芯片和Al热沉进行焊接，键合娃基板和Al基板电极；
[0023]步骤四、配粉:在黄色荧光粉中掺入10%_30%的红色荧光粉，形成混合荧光粉，所添加的红色荧光粉为氮氧化物荧光粉，其他体系荧光粉同样也适用，ZnO基体系、石榴石体系的红色荧光粉。
[0024]步骤五、制作荧光胶:将混合荧光粉与灌封胶按一定比例均匀混合，灌封胶采用硅胶。
[0025]步骤六、灌封和固化:盖上球形透镜，通过透镜上的灌封孔进行荧光胶的灌封，然后对荧光胶进行固化。
[0026]图2为以上步骤的流程图，该方法得到的宽带LED较原照明用LED光谱在长波段有明显的展宽，图3为两LED光谱分布图。表1是3批该宽带LED的发光性能指标，较低的色温表明红光成分的增加，同时也保证了较高的光效。
[0027]表1
功率:Iff_
发光产:90丨___
[0028]光通量光效色品坐标(X、y) 色温(K)
187.056 78.51 0.381 0.3397__3656
286.613 78.49 0.3953 0.3567__3431
87.816 80.3 0.3816 0.3413653[0029]掺入红粉的宽带LED光源在红光光谱范围光谱能量的增强，使得光位移传感器在长波段表现出较好的性能，相对于普通照明用LED光源有明显改善。图4是两类LED光源的位移传感结果对比。可以看到，普通照明LED后端由于光谱能量较弱，影响到了传感器全量程的线性度，宽带LED光源的光位移传感器则表现出良好的位移传感线性度，在光位移传感器应用方面具有很大的改进。
【权利要求】
1.一种光位移传感器用LED光源的制作方法，包括以下步骤: 步骤一、制作倒装LED芯片，所述倒装LED芯片至上往下包括蓝宝石衬底[I]、GaN外延层[2]、TiNiAg金属层[3]、铟层[4]； 步骤二、制作硅基板；包含金球[5]、铟层[4]、TiNiAg金属层[3]、Si板[6]； 步骤三、倒装焊:对倒装LED芯片、硅基板及热沉[8]进行焊接和电极的键合； 其特征在于，还包括以下步骤: 步骤四、配粉:在黄色荧光粉中掺入10%-30%的红色荧光粉，形成混合荧光粉； 步骤五、制作荧光胶[11]:将混合荧光粉与灌封胶混合均匀； 步骤六、灌封和固化:盖上球形透镜[10]，通过透镜上的灌封孔进行荧光胶的灌封，然后对荧光胶进行固化。
2.根据权利要求1所述的一种光位移传感器用LED光源的制作方法，其特征在于，所述红色荧光粉为氮氧化物荧光粉。
【文档编号】H01L33/50GK103811643SQ201210453807
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月12日 优先权日:2012年11月12日
【发明者】王东辉, 吴胜利, 张超, 郭昕, 包艳, 刘震 申请人:中国航空工业第六一八研究所