[发明专利]一种大功率白光LED及其封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED光源及其制备方法，特别一种大功率白光LED及其封装方法。

背景技术

从1882年爱迪生发明白炽灯以来，人类照明光源已经历了三个阶段：白炽灯、霓虹灯、气体放电灯。作为照明技术的真正革命，白光LED被誉为第四代照明光源。相较于传统照明，其显著不同之处在于，白光LED利用半导体材料将电能直接转化为光，同时光线不产生热量，并且有长寿命、节能、环保等特点。

荧光转换技术仍是目前国内外制造白光LED的主流技术。传统的荧光转换技术是通过在蓝光LED芯片上涂敷黄色荧光粉，当荧光粉受蓝光激发后发出黄色光，蓝光和黄光混合形成白光；此技术具有涂敷工艺简单、蓝光LED芯片及黄色荧光粉制备较为成熟、YAG:Ce³⁺荧光粉的激发光谱与InGaN或GaN蓝光芯片发光光谱较匹配等优点，是目前制造白光LED最为成熟的方法。但是，也存在如下问题：

1、荧光粉颗粒在有机材料中分散的均匀性较差，以致影响白光LED器件的光学均匀性；

2、荧光粉表面存在较为严重的光散射，对发光效率有较大影响；

3、混合用有机胶材料热稳定性不高，存在老化和退化；

4、荧光粉涂层的导热、散热性能较差，容易致使荧光粉发生温度淬灭、老化，导致发光效率降低；

5、因涂敷于芯片表面时，涂层厚度难以控制，致使白光相关色温角向分布不均匀，导致出射白光光源周围产生黄圈等现象。

另一方面，白光LED在照明普及与应用方面仍存在光通量较低的关键问题，即作为照明光源，必须尽可能发出更多的光，必须具有更高的能量利用效率。而单芯片功率已无法满足照明领域对高亮度、高功率的要求，若用多个蓝光LED芯片上涂敷黄色荧光粉来实现大功率LED，其上述5个缺陷便越发明显，与理想中的大功率白光LED相差甚远。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种大功率白光LED，解决了现有技术中因使用荧光粉而带来的缺陷，不仅能实现大功率白光，且能实现高发光效率和高集成性。

本发明要解决的技术问题之一是这样实现的：一种大功率白光LED，包括COB芯片模组、透明陶瓷荧光盖片、高透明填充介质和反光杯；所述COB芯片模组是封装有多颗蓝光LED芯片的线路基板；所述COB芯片模组位于反光杯的底部；所述透明陶瓷荧光盖片位于芯片模组上方并通过密封粘胶固定于反光杯上，且该透明陶瓷荧光盖片为由化学液相法制得稀土掺杂YAG前驱体后烧制而成的荧光透明陶瓷材料或荧光透明玻璃陶瓷材料制得的盖片；所述高透明填充介质填满透明陶瓷荧光盖片与芯片模组之间的空腔；所述COB芯片模组的正负极分别与外接正负电极电连接。

进一步的，所述透明陶瓷荧光盖片的顶面半径小于底面半径，且侧面为弧形面。

进一步的，所述COB芯片模组的线路基板为Al₂O₃宝石衬底、SiC衬底或Si衬底；所述蓝光LED芯片是直接生长在所述Al₂O₃宝石衬底、SiC衬底或Si衬底上，或是在上述三种衬底中的任意一种上生长后被转移封装的蓝光芯片。

进一步的，所述COB芯片模组上封装的蓝光LED芯片按阵列结构排列，且通过串联、并联或混联连接，相邻蓝光LED芯片的间距为3.0~5.0mm。

进一步的，所述COB芯片模组中的线路基板为为方形、椭圆形或圆形。

进一步的，所述高透明填充介质为有高透明机硅类材料，且其折射率在1.5~1.7。

本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种大功率白光LED的封装方法，不仅能实现大功率白光，且能实现高发光效率和高集成性，还解决了现有技术中因使用荧光粉而带来的缺陷。

本发明要解决的技术问题之二是这样实现的：一种大功率白光LED的封装方法，包括：

a. COB芯片模组制作：将多颗蓝光LED芯片进行阵列排布，然后用COB工艺键合固定在高导热的线路基板上，形成COB芯片模组；

b.内外电连接：通过导线将COB芯片模组的正负极与外接正负电极电连接；

c. COB芯片模组定位：COB芯片模组置入反光杯底部，再用高透明填充介质灌平该COB芯片模组表面；