一种白光led封装结构及封装方法
【专利摘要】本发明公开了一种白光LED封装结构及封装方法，将荧光晶片通过掺杂红色荧光粉的贴合层贴合在蓝光芯片上，工艺简单，所得到的LED器件荧光效率高、显色性能可调。
【专利说明】一种白光LED封装结构及封装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及LED生产制造领域，特别涉及一种白光LED封装结构及封装方法。
【背景技术】
[0002]LED是一种固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。与传统的白炽灯、荧光灯相比，白光LED具有耗电量小、发光效率高、使用寿命长、节能环保等优点，因此其不仅在日常照明领域得到广泛的应用，而且进入显示设备领域。目前，获取白光LED的技术可以分为两大类，即:(I)采用发射红、绿、蓝色光线的三种LED芯片混合；(2)采用单色(蓝光或紫外)LED芯片激发适当的荧光材料。目前白光LED主要是利用蓝光LED芯片和可被蓝光有效激发的、发黄光的突光粉Ce:YAG结合,再利用透镜原理将互补的黄光和蓝光予以混合，从而得到白光。
[0003]传统荧光粉封装的LED存在以下缺点:荧光粉激发效率和光转换效率低；均匀性差；光衰大；物化性能差，不适应今后白光LED发展需求。除了传统荧光粉LED外，采用荧光晶片的新型白光LED也开始出现，但是单纯采用荧光晶片的白光LED的色温和显色指数较难控制，且很难通过晶体掺杂的其他发光元素进行显色性能调节。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题提供一种工艺简单、发光效率高且显色性能可调的LED器件，采用混有红光荧光粉的贴合层将荧光晶片和蓝光LED芯片进行贴合，形成一种夹层结构的白光LED器件。该白光LED器件具有高荧光效率和良好的显色特性，其中玻璃贴合的器件适合在高温下工作。
[0005]本发明提供一种白光LED封装结构，该封装结构包括LED蓝光芯片、贴合层以及通过贴合层贴合在LED蓝光芯片上的突光晶片,所述贴合层掺杂红色突光粉。
[0006]优选的，所述贴合层是硅胶、胶水或玻璃中的一种。
[0007]优选的，所述荧光晶片为片状、条状或者透镜结构。
[0008]优选的，所述荧光晶片为石榴石类单晶或多晶荧光材料。
[0009]为解决上述问题，本发明还提供一种白光LED封装结构的封装方法，包括以下步骤:
[0010](I)制作荧光晶片，荧光晶片主成分为稀土掺杂YAG，其中荧光晶片可通过提拉法、温度梯度法或者泡生法得到，然后经切割，磨抛光得到各种相应的尺寸，晶片也可加工成各种形状，如片状、柱状、条状或者各种透镜结构。
[0011](2)将红色荧光粉分散在硅胶或者有机胶水，混合均匀作为贴合剂；
[0012](3)采用步骤(2)中的贴合剂将荧光晶片贴合在LED芯片上，在80-150度下烘烤成形。
[0013]优选的，所述红色荧光粉占硅胶或者有机胶水的重量百分比为0.01% -5%。
[0014]一种白光LED封装结构的封装方法，还可以将红色荧光粉混合在低熔点玻璃粉中，将混合后玻璃粉覆盖在蓝光芯片上，然后将荧光晶片压在玻璃粉上，在400°C温度下熔融。
[0015]优选的，所述低熔点玻璃粉的熔点范围为390-410°C。
[0016]优选的，所述红色荧光粉占玻璃粉的重量百分比为0.01%-5%。
[0017]采用本发明方法制得的白光LED封装结构，与现有技术相比，具有以下有益效果:
[0018]I)成本低。将红光荧光粉直接加入贴合层，工艺过程简单。
[0019]2)光效高，显色效果好。传统荧光粉内部透明度不高，蓝光通过时会有一定损耗，且传统荧光粉同时混有红粉和黄绿粉，而红粉对黄绿光有一定的吸收，从而降低器件整体的发光效率。本结构器件的底部为蓝光芯片，部分蓝光通过贴合层时被红粉吸收转化成所需的红光，这部分红光可直接透过荧光晶体，剩余的蓝光进入荧光晶片后部分又转化为黄绿光，最终将不同颜色的光合成白光。白光的显色性能可通过调节贴合层的红粉含量和荧光晶片的参数方便得到。由于红光在荧光晶片中可无吸收直接透过，能有效降低光损耗，同时减少红粉的用量。
[0020]3)散热好。对于大功率白光LED，尤其是工作温度在250度以上的器件，普通硅胶无法承受。而采用掺杂红荧光粉的低熔点玻璃贴合层具有良好的热稳定性和热导率，低熔点玻璃贴合的荧光晶片的白光LED在大功率白光照明方面具有很大优势。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本发明实施例的结构示意图
[0022]图2实施例1中复合白光LED器件与普通晶片贴合的白光LED的能量分布曲线对比图
[0023]图中，1、荧光晶片；2、贴合层；3、蓝光芯片；4、普通晶片贴合的白光LED的能量分布曲线；5、实施例1中复合白光LED器件的能量分布曲线
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。根据以下说明及权利要求书，本发明的优点和特征将更加清楚，需要说明的是，附图均采用简化的形式和非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0025]如图1所示为本发明一种白光LED封装结构的结构示意图，包括LED蓝光芯片3、贴合层2以及通过贴合层贴合在LED蓝光芯片上的荧光晶片1，所述贴合层掺杂红色荧光粉。
[0026]实施例1
[0027]通过提拉法生长得到直径75mm，等径长150mm的荧光晶体，然后经切割、研磨、抛光得到长宽各为4_，厚度0.3mm的荧光晶片，清洗干净；称取一定量红光荧光粉加入无机硅胶中，红色荧光粉占无机硅胶的重量百分比为0.01%，混合均匀，并去除硅胶中的气泡，然后通过点胶的方式将适量硅胶点在蓝光芯片上，并把荧光晶片覆盖到硅胶上；最后将器件在80温度下进行烘烤，得到复合白光LED器件。
[0028]图2是实施例1中复合白光LED器件与普通晶片贴合的白光LED的能量分布曲线对比图，采用普通晶片贴合的白光LED光效:145.8 ;色温:6065K;显色指数:65.0，而实施例I中复合白光LED器件光效:129.6 ;色温:4152K ;显色指数:80.5，可见，在贴合层无机硅胶中掺杂红光荧光粉可实现显色指数的调节。
[0029]实施例2
[0030]通过提拉法生长得到直径75mm，等径长150mm的荧光晶体，然后经切割、研磨、抛光得到长宽各为4_，厚度0.3mm的荧光晶片，清洗干净；称取一定量红光荧光粉加入无机硅胶中，红色荧光粉占无机硅胶的重量百分比为2.5 %，混合均匀，并去除硅胶中的气泡，然后通过点胶的方式将适量硅胶点在蓝光芯片上，并把荧光晶片覆盖到硅胶上；最后将器件在100温度下进行烘烤，得到复合白光LED器件。
[0031]实施例3
[0032]通过提拉法生长得到直径75mm，等径长150mm的荧光晶体，然后经切割、研磨、抛光得到透镜形状的荧光晶片，清洗干净；称取一定量红光荧光粉加入有机胶水中，红色荧光粉占有机胶水的重量百分比为5%，混合均匀，并去除有机胶水中的气泡，然后通过点胶的方式将适量胶水点在蓝光芯片上，并把荧光晶片覆盖到胶水上；最后将器件在150温度下进行烘烤，得到复合白光LED器件。
[0033]实施例4
[0034]通过提拉法生长得到直径75mm，等径长150mm的荧光晶体，然后经切割、研磨、抛光得到长宽各为5_，厚度0.25mm的荧光晶片，清洗干净；称取一定量红光荧光粉配入低熔点玻璃粉中，红光荧光粉占总重量百分比的0.35%，混合均匀，然后通过涂覆的方式将玻璃粉覆盖在蓝光芯片上，并把荧光晶片压在玻璃粉上面；将器件放入密封的高温炉，并通入氮气作为保护气氛，气压为一个大气压，以每小时200°C的速率升温至400°C，恒温20分钟，使玻璃粉充分熔融并与芯片和晶片紧密贴合，最后以每小时400°C的速率降至室温。得到复合白光LED器件。
[0035]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种白光LED封装结构，其特征在于:包括LED蓝光芯片、贴合层以及通过贴合层贴合在LED蓝光芯片上的荧光晶片，所述贴合层掺杂红色荧光粉。
2.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于:所述贴合层为硅胶、有机胶水或玻璃中的一种。
3.根据权利要求2所述的LED封装结构，其特征在于:所述荧光晶片为片状、条状或者透镜结构。
4.根据权利要求3所述的LED封装结构，其特征在于:所述荧光晶片为石榴石类单晶或多晶荧光材料。
5.一种白光LED封装结构的封装方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)制作荧光晶片，荧光晶片主成分为稀土掺杂YAG，通过提拉法、温度梯度法或者泡生法得到，然后经切磨抛光得到各种相应的尺寸，晶片可加工成各种形状，如片状、柱状、条状或者各种透镜结构； (2)将红色荧光粉分散在硅胶或者有机胶水，混合均匀作为贴合剂； (3)采用步骤(2)中的贴合剂将荧光晶片贴合在LED芯片上，在80-150度下烘烤成形。
6.根据权利要求5所述的一种白光LED封装结构的封装方法，其特征在于:所述红色荧光粉占娃胶或者有机胶水的重量百分比为0.01% -5%。
7.根据权利要求5所述的一种白光LED封装结构的封装方法，其特征在于:还可以将红色荧光粉混合在低熔点玻璃粉中，将混合后玻璃粉覆盖在蓝光芯片上，然后将荧光晶片压在玻璃粉上，在400°C下熔融。
8.根据权利要求7所述的一种白光LED封装结构的封装方法，其特征在于:所述低熔点玻璃粉的熔点范围为390-410°C。
9.根据权利要求7所述的一种白光LED封装结构的封装方法，其特征在于:所述红色荧光粉占总重量百分比为0.01% -5%。
【文档编号】H01L33/50GK103943755SQ201410105225
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月20日 优先权日:2014年3月20日
【发明者】曹顿华, 梁月山, 马可军 申请人:昆山开威电子有限公司