[发明专利]一种白光LED荧光粉预制组件的制备及应用

说明书

技术领域

本发明涉及LED封装技术领域，具体涉及一种白光LED荧光粉预制组件的制备及应用。 

背景技术

白光LED作为一种新型光源，因具有反应速度快、抗震性好、寿命长、节能环保等优点而快速发展。目前已被广泛应用于景观美化及室内外照明等领域。 

目前有小功率直插式、小功率贴片式和大功率三种白光LED封装方式。无论何种方式，白光的产生均采用在蓝光芯片上涂覆黄色荧光粉的工艺，具体过程如下：先将芯片固定在支架上，在超声焊机上用金线将芯片电极与支架连接；将一定比例的荧光粉和硅胶（或环氧胶）均匀混合后在真空机中利用负压排出气泡，然后将粉与胶的混合物涂覆到芯片上并加热使其固化。对于小功率直插式和大功率型还需要整体灌封，进而制成白光LED成品。 

上述的封装工艺中，荧光粉涂层存在三个问题：其一，由于荧光粉和胶的密度不一致，荧光粉在胶中要缓慢沉淀，在点胶过程中难以保持浓度的一致性，致使产品不同批次乃至同一批次光色度的不一致。同时，每次剩余粉胶混合物不能再使用，造成浪费。其二，在芯片上荧光胶的厚度、均匀度难以控制，致使LED产品各向光色度的不一致。其三，由于荧光粉直接与芯片接触，芯片的长期大量发热会使荧光粉的性能下降，影响LED的使用寿命。因此，有必要提供一种更有效的方法来解决上述的问题。 

发明内容

本发明的目的是提供一种白光LED荧光粉预制组件的制备及应用，即利用现有的荧光粉和透明环氧光固化胶，在模具中利用光固化方法独立制备荧光粉预制组件，然后将该预制组件封装在现有主流大功率LED支架或平面贴片式LED支架上，使芯片发出的蓝光与荧光粉预制组件发出的黄光混合而出白光；从而有效的解决目前LED封装工艺过程中出现的问题。

本发明的白光LED荧光粉预制组件，是由如下步骤制备的：首先制取与支架热沉尺寸大小相符的模具，然后在模具内壁涂覆透明脱膜剂，再将荧光粉与环氧光固化胶混合后进行负气压脱泡制成混合胶体，将混合胶体注射到模具中，在紫外光下照射60-180秒，脱模即得荧光粉预制组件。 

上述模具为不锈钢材质或工程硬塑料材质，其形状为空心圆柱形或圆片形。 

所述的荧光粉为制作白光LED用的钇铝石榴石（YAG）荧光粉。 

其中环氧光固化胶与荧光粉混合的质量比为100：20～40。 

脱膜剂为透明环氧树脂脱模剂。 

所述紫外光取自峰值波长为365nm的高压汞灯或波长为260nm～400nm的紫外LED灯。 

本发明制备的荧光粉预制组件用于封装白光LED。 

用于大功率结构的白光LED的封装方法，包括如下的步骤：首先将蓝光芯片通过绝缘导热胶固定于支架热沉上，再将空心圆柱形的荧光粉预制组件套在支架热沉上，并使预制组件的上方边缘高于放置在热沉上的蓝光芯片0.1-0.3mm；将蓝光芯片电极与支架相应电极焊接；最后采用热固化或光固化方法进行密封。 

所述的热固化方法是将透明硅胶注入到空心圆柱形的荧光粉预制组件与芯片的空间，然后加盖圆片形的预制组件；最后加装透镜罩并填充透明硅胶送入烘箱热固化即完成封装。 

所述的光固化方法是将圆片形的预制组件在环氧光固化胶中浸泡，然后盖在空心圆柱形预制件上，在紫外光下照射60-180秒，加装透镜罩并填充环氧光固化胶，再置入紫外光下照射60-180秒即完成光固化封装。 

用于平面贴片式结构白光LED的封装方法，包括如下的步骤：首先将蓝光芯片通过绝缘导热胶固定于支架热沉上，将芯片电极与支架相应电极焊接后，在贴片式支架杯内注入环氧光固化胶，然后将圆片形的预制组件盖在贴片式支架杯上；或将圆片形的预制组件在环氧光固化胶中浸泡，再盖在贴片式支架杯上，在紫外光下照射60-180秒即完成封装。 

本发明的预制组件及封装方法解决了传统封装工艺中荧光粉不均匀问题，保证LED成品各向光学特性的一致性。而且，通过调节荧光粉与胶的配比，能够精确控制荧光粉薄膜的色温、色坐标、显色指数等参数。本发明的方法减少了荧光粉和胶的浪费，也省去了精密点胶机设备，显著降低生产成本。由于荧光粉不与芯片直接接触，减小了LED的光色受芯片结温变化的影响，降低了光衰。 

本发明的方法操作简便，会大大提高工作效率。 

附图说明

图1：本发明用于大功率LED荧光粉预制组件示意图； 

图2：本发明荧光粉预制组件在大功率支架上封装俯视结构示意图； 

图3：本发明荧光粉预制组件在大功率支架上封装侧视结构示意图；