[发明专利]一种基于蓝光LED芯片的白光LED活性封装方法

说明书

技术领域

本发明属于发光二极管的封装技术领域，尤其涉及一种基于蓝光LED芯片的白光LED活性封装方法。

背景技术

对于发光二极管(LED)这种将电能转化为光能的发光器件的研究，人们很早就开始关注了。1993年高亮度红、黄光LED开始出现，1995年，高亮度蓝色、绿色发光二极管相继开发成功，而宽带隙GaN基的蓝光、绿光LED除了具有普通LED的性能和优点及用途外，还从根本上解决了LED三基色缺色的问题，是全彩色显示不可缺少的关键器件。另一方面，GaN-LED的出现使半导体白光固态照明成为可能(被喻为″绿色照明光源″)，为人类带来照明技术的革命。

照明领域的每次重大革命，都能够极大程度地推动人类文明的发展。LED作为一种新型半导体固态光源，集合了低功耗、长寿命等多种普通光源无法比拟的优点。白光LED的出现，是LED从标志功能向照明功能跨出的实质性一步，LED产品的开发、研制和生产已成为发展前景十分诱人的朝阳产业。

制造白光光源是固体照明技术的最终目标，以LED为主导的半导体照明是21世纪最具发展前景的高技术领域之一，相对于传统照明方式而言，具有明显胜后者的优势。基于以上优点，结合我国是世界照明第一大生产国、第二大出口国的现状，2003年6月17日科技部联合信息产业部、中科院、建设部、轻工业联合会、教育部等部委以及北京、上海等十一个地方政府成立国家半导体照明工程协调领导小组，正是启动国家半导体照明工程。

白光LED的实现方法主要有以下三种方式：1)利用蓝光LED+不同色光荧光粉；由蓝光LED激发涂布在上方的黄光YAG荧光粉，荧光粉被激发后产生的黄光与原先用于激发的蓝光互补而产生白光。此方法产生的白光显色性好，但有效转换效率较低，同时，蓝光晶粒发光波长的偏移、强度的变化及荧光粉涂布厚度的改变均会影响白光的均匀度。2)利用紫外光或紫光LED+RGB荧光粉；此方法的紫光LED转换系数可达0.8，各色荧光粉的量子转换效率可达0.9，所得白光的显色性更好，但同样产生方法(1)类似的问题，另外，该体系所用荧光粉发光稳定性差、光衰较大。3)利用三基色原理将RGB三种超高亮度LED混合成白光。利用三基色LED直接封装成白光LED的优点是不需经过荧光粉的转换，而是由红、绿、蓝光LED直接配成白光。出了可避免荧光粉转换的损失而得到较佳的发光效率外，还可以分开控制红、绿、蓝光LED的发光强度，达到全彩的变色效果。但混光过程复杂，散热问题是其他封装形式的3倍。综合考虑，目前商业化的白光LED仍是采用方法(1)，本发明也是基于蓝光LED芯片和荧光粉获得白光LED。

白光二极管的封装目前世界上有很多专利，但基本上都与当前LED常用的封装过程大同小异，主要有点胶、灌封、模压三种，传统封装使用的是AB胶一类的环氧树脂，靠热固化进行封装，需要在高于100度的温度长时间(＞1小时)使环氧树脂固化和后固化，工序多，生产效率低，周期长，成本高。具体包括以下几个缺点：1)工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点；2)实际生产中多依靠人工操作进行点胶，效率低；3)需要模具才能成型，多数需要透镜以符合光学设计；4)大规模工业化生产时对设备要求高，一般企业难以有足够资金买到好的设备；5)热固化本身可能会对芯片产生影响，导致芯片因为高温而损坏。

目前，一些研究者以光敏树脂封装发光二极管，提高封装效率，例如美国专利6958250(2005年申请)，但是该专利中的封装过程与当前LED常用的封装过程类似，需要用到模具。中国专利200710032491.8提供了一种不需要模具的光固化封装方法，但是该方法所形成的透镜外形不理想，蘑菇形的结构易受力脱落，而且对通入电流的强度和时间敏感，不适合自动化生产。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种高生产效率的基于蓝光LED芯片的白光LED活性封装方法，该方法能使蓝光LED的封装工序简化、所需封装设备简单、可实现规模化自动化生产、生产周期缩短75％以上，与同类产品相比，性能有提高。而且，常规封装企业在实施本发明方法时无需增添昂贵的设备。