[发明专利]一种白光LED封装结构及封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED封装结构，特别是一种白光LED封装结构及封装方法，属于LED制作技术领域。

背景技术

荧光薄膜是近年来广受关注的一类新型材料，它可作为灯管和窗口材料、激光材料、闪烁体材料，应用前景广阔。由于技术原因，目前主流的LED制造方法是蓝光芯片与黄色荧光粉结合，其具体工艺为，先将LED芯片固定在支架上，连接好电路；接着按一定比例称取荧光粉和硅胶，将二者混合均匀后放入真空干燥器内排气泡，然后将荧光粉与硅胶的混合物涂覆到芯片上（也称点胶），随后加热使其固化，接着可以用一个透明塑料透镜密封在上面，中间空隙内以硅胶填充，再次加热使硅胶固化，即可制成独立的LED灯成品，最后根据需要，将一个或者多个独立的LED灯组合在一起，连接好电路，即形成所需的LED照明灯。

然而,在上述LED封装过程中存在着几个关键性问题：

首先，在点胶时，荧光粉的浓度难以自始自终的保持一致。这是由于荧光粉在硅胶中是保持一定的颗粒度的，而且荧光粉有一定的重量，其密度较硅胶也大很多。虽然硅胶较为粘稠，荧光粉在其中仍会逐渐沉淀，而排气泡的时间较长，间接的促进了荧光粉的沉降，所以，在点胶的时候，开始点的胶中荧光粉浓度较大，越往后，浓度则越低，由此导致了不同批次甚至是相同批次制造出的LED器件出光色度不完全相同，最后工厂必须将制造出来的LED按照颜色误差或者色温等参数进行分类。

其次，单个芯片上点胶的厚度难以做到一致，由于点胶机每次点出的胶均近似球形，所以固化后的荧光粉涂层必然是中间厚，四周薄，最后封装出LED的光色度从中间和四周看必然不一致，中间偏黄，四周偏蓝；

其三，荧光粉因为受热而引起的发光衰减问题，由于现行LED封装工艺都是直接将荧光粉和硅胶的混合物点到芯片上，而芯片在工作时，会散发出大量的热，使芯片周围的温度迅速升高，结果荧光粉的发光效率由于受热而不断下降，最终直接影响到LED的寿命。

考虑到未来LED功率将越来越高，其芯片面积也会随之增大，散出的热也会更多，以上三个问题也将越来越突出。

鉴于上述原因，中国专利文献公开的专利号为ZL200910030917.5的“一种预制荧光粉薄膜型白光LED封装结构及制备方法”，提出了一种利用丝网印刷预制薄膜封装LED芯片的封装结构及封装方法，期望解决传统LED芯片封装结构存在的众多问题。

但是，经本发明人对该结构的分析，以及对其在实际运用中的效果分析，认为其虽然提出了一种运用预制薄膜的LED芯片封装技术，但由于其设计结构上的局限性，因此依照该封装结构和封装方法提出的技术方案存在以下缺陷：

1、采用该预制荧光粉薄膜型白光LED封装结构封装，使用多种原材料（胶水、填充胶、高分子薄膜）封装在一起，因每个材料的折射率、膨胀系数等特性不一致，在老化测试和使用过程中会出现层次脱离、龟裂等问题，该产品信赖性低；

2、LED芯片与荧光粉层之间的距离越远，通过多次折射，造成出光效率不同，会导致光源周围产生黄圈；

3、采用镂空支架封装，支架高出芯片部分若为吸光材料，会影响光源光效；支架高出芯片部分若为反光材料，则会因为多次折射导致光源光斑形状不规则；

4、由于LED用荧光粉的比重大、粒径小，采用平面丝网印刷的工艺生产薄膜，无法控制印刷产品的均匀度，出光一致性、良率无法保证，材料损耗较大，导致封装成本上升。

发明内容

本发明的目的：旨在提出一种能有效克服上述缺陷的白光LED封装结构及方法。

这种白光LED封装结构，包括光学透镜、至少一颗LED芯片、预制荧光薄膜和基板，其特征在于：所述的预制荧光薄膜与LED芯片自上而下叠置成一体置于光学透镜内，并与光学透镜下平面一起与基板固结成一体；同时，所述LED芯片的电极与基板之间直接由电极引线导通；其中，所述的预制荧光薄膜6，其原料为荧光粉和粘合剂，由荧光粉和粘合剂按0.1～1：1的质量比均匀混合，采用注塑方法注入设计厚度为0.1-1mm的注塑模具内，在100-300℃环境温度下固化90秒，脱模后即获得一次成型的厚度在0.1-1mm±0.02mm的白光LED用荧光粉预制薄膜；所述的荧光粉为一种Ce激活的钇铝石榴石结构的荧光材料，化学组成通式为:(A3-x)(Al5-2mBmCm)FnO₁₂-n:xCe；其中A为Y、Gd、La、Tb的一种或者几种,B为Ti、Zr、V中的一种或几种,C为Mn、Zn、Mg、Li中的一种或者两种；其中0.03≤x≤0.1,0.01≤m≤2,0≤n≤3x。