專利名稱：隔熱式封裝結(jié)構(gòu)的白光led的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電子器件技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種隔熱式封裝結(jié)構(gòu)的白光LED的制造方法。半導(dǎo)體照明Solid State Lighting是一種用發(fā)光二極管LightEmitting Diode，即LED制作而成新型高效的固體光源，具有長(zhǎng)壽命、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、綠色環(huán)保、色彩豐富、微型化等許多優(yōu)點(diǎn)，正在逐步替代傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈。LED作為照明應(yīng)用，特別是通用照明應(yīng)用，白光LED則成為主流的發(fā)展方向。因LED芯片的本征發(fā)光波長(zhǎng)是一定的，故一般LED發(fā)光是單色的。而白光LED的制造主要有兩種形式一種是采用幾種不同波長(zhǎng)的LED芯片混光，如采用R、G、B芯片混光而得到白光。此方法因采用多個(gè)LED芯片產(chǎn)生白光，使其成本較高，主要用于顯示器領(lǐng)域，在照明領(lǐng)域的應(yīng)用受到局限。另一種產(chǎn)生白光的方法是采用單個(gè)LED芯片，在芯片表面涂附一層熒光粉，通過(guò)芯片發(fā)光并激發(fā)熒光粉發(fā)光而混光得到白光，如采用藍(lán)光、紫光或紫外光分別激發(fā)相應(yīng)的熒光粉而混光得到白光。此方法因采用了一個(gè)LED芯片，使白光LED成本大為降低，有望成為半導(dǎo)體照明領(lǐng)域應(yīng)用的主要方法。
目前，白光LED封裝所采用的方法主要是將熒光粉直接涂附于LED芯片表面，并用透明環(huán)氧樹(shù)脂密封保護(hù)。在LED工作時(shí)，因流經(jīng)芯片如PN節(jié)等的電流密度較大，芯片表面的溫度很高，約大于100℃，這樣使得表面的熒光粉長(zhǎng)期處于高溫加熱狀態(tài)，加速了熒光粉的老化，降低了其發(fā)光效率，使其光衰減很快，從而使白光LED的使用壽命大大縮短。特別是對(duì)于大功率LED，此現(xiàn)象更為突出。要使LED進(jìn)入通用照明領(lǐng)域并普及應(yīng)用，除有效地提高芯片的散熱效率使芯片溫度不易過(guò)高外，如何在封裝時(shí)提高熒光粉使用壽命則顯得尤為重要。本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了采用將熒光粉層與LED發(fā)光芯片隔離的非接觸式封裝的結(jié)構(gòu)和制造方法，有效地避免了LED工作時(shí)對(duì)熒光粉的高溫加熱現(xiàn)象，延長(zhǎng)使用壽命和發(fā)光效率而設(shè)計(jì)的一種長(zhǎng)壽命封裝結(jié)構(gòu)的白光LED封裝結(jié)構(gòu)的制造方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)的一種隔熱式封裝結(jié)構(gòu)的白光LED的制造方法，其工藝步驟為(1)將LED芯片固定在襯底基板上；(2)將電極引線與LED芯片的PN節(jié)電極引線孔相焊接；(3)將熒光粉涂附在透明的環(huán)氧樹(shù)脂或玻璃薄片上；(4)將涂有熒光粉層薄片與LED芯片安裝固定，間距不小于50微米；(5)在1個(gè)大氣壓的氮?dú)饣驓鍤獾谋Ｗo(hù)性氣氛下將熒光粉層薄片與LED芯片封接。所述的襯底基板為表面鍍有鋁或銀或錫的高反射率金屬薄膜的散熱較好的聚酯或陶瓷材料板。所述的環(huán)氧樹(shù)脂或玻璃薄片厚度為0.1-1毫米。所述的LED為波長(zhǎng)為藍(lán)光或紫光或紫外光的氮化鎵基芯片。所述的白光LED直接用于白光照明或作為單元進(jìn)行白光集成光源的制造。
本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，采用將熒光粉層與LED發(fā)光芯片表面隔離，避免了熒光粉層與LED發(fā)光芯片表面直接接觸，并充有保護(hù)性氣氛，有效地降低了因LED工作時(shí)高溫對(duì)熒光粉的老化，使光的衰減大幅降低，從而使得白光LED的壽命大大提高，且采用了平面化的封裝工藝，通用性強(qiáng)，大面積化容易，工藝過(guò)程簡(jiǎn)捷，易于規(guī)模生產(chǎn)。

圖1是本發(fā)明中一個(gè)實(shí)施例的單元平面光源結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明單元平面光源結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例中平面集成光源結(jié)構(gòu)附視圖。
圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例的平面集成淘汰結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖5是本發(fā)明又一實(shí)施例中采用傳統(tǒng)聚光透鏡封裝單元結(jié)構(gòu)示意圖。
指定圖2為摘要附圖。
參見(jiàn)附圖1，1為光源襯底基板；2為在基板表面鍍的具有高反射率的金屬薄膜；3為L(zhǎng)ED；4為芯片電極引線；5為光源電極引線。
參見(jiàn)附圖2，21為光源襯底基板；22為在基板表面鍍的具有高反射率的金屬薄膜；23為L(zhǎng)ED；24為芯片電極引線；25為光源電極引線；26為環(huán)氧樹(shù)脂或玻璃薄片作為保護(hù)基板；27為熒光粉層；28為透明保護(hù)基板與襯底基板間的隔離封接層。
參見(jiàn)附圖3，31為光源襯底基板；32為在基板表面鍍的具有高反射率的金屬薄膜；33為L(zhǎng)ED；34為芯片電極引線；35為光源電極引線。
參見(jiàn)附圖4，41為光源襯底基板；42為在基板表面鍍的具有高反射率的金屬薄膜；43為L(zhǎng)ED；44為芯片電極引線；45為光源電極引線；46為環(huán)氧樹(shù)脂或玻璃薄片作為保護(hù)基板；47為熒光粉層；48為透明保護(hù)基板與襯底基板間的隔離封接層。
參見(jiàn)附圖5，51為光源襯底基板；52為金屬反光罩；53為L(zhǎng)ED芯片；54為芯片電極引線，如細(xì)金絲線；55為光源電極引線；56為環(huán)氧樹(shù)脂或玻璃薄片作為保護(hù)基板；57為熒光粉層；58為透明保護(hù)基板與襯底基板間的隔離封接層；59為澆鑄在基板上的透明環(huán)氧樹(shù)脂罩。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，本發(fā)明對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域的人來(lái)說(shuō)還是比較清楚的。
實(shí)施例1附圖1為本發(fā)明的單元平面光源結(jié)構(gòu)，襯底基板(1)可由散熱較好的聚酯或陶瓷材料構(gòu)成；在基板表面鍍的具有高反射率的金屬薄膜(2)，有鋁、銀、錫等；將LED芯片(3)固定在反射膜(2)表面，其中LED芯片是以氮化鎵基系列的發(fā)光二極管，波長(zhǎng)可為藍(lán)光或紫光或紫外光。將LED的PN節(jié)兩電極引線孔通過(guò)細(xì)導(dǎo)線(4)，如金絲線與光源電極引線相連。將熒光粉層(7)涂附在由透明的玻璃或環(huán)氧樹(shù)脂制成的保護(hù)基板(6)表面，起到光源發(fā)光和保護(hù)作用，保護(hù)基板(6)的厚度為0.1-1mm。通過(guò)周邊的隔離封接層(8)將襯底基板(1)與透明保護(hù)基板(6)封接在一起；隔離封接層(8)為玻璃或環(huán)氧樹(shù)脂材料，其厚度為0.5-5mm；采用環(huán)氧膠封接。這樣便制成了平面光源模塊。在封接時(shí)，可用保護(hù)性氣氛如氮?dú)饣驓鍤獾瘸錃?，氣壓?個(gè)大氣壓，這樣可延長(zhǎng)LED芯片(3)和熒光粉層(7)的使用壽命。又因?qū)晒夥蹖优cLED發(fā)光芯片表面隔離，有效地降低了因LED工作時(shí)高溫對(duì)熒光粉的老化，而使光的衰減大幅降低，從而使得白光LED光源的壽命大大提高。
實(shí)施例2附圖3為本發(fā)明的平面集成光源結(jié)構(gòu)，將實(shí)施例1中所述的單元平面光源通過(guò)串連的形式，將各個(gè)LED芯片連接起來(lái)，然后將具有LED陣列的襯底基板與透明保護(hù)基板直接封接在一起，這樣便組成了多芯片長(zhǎng)壽命的平面集成光源模塊，具有高亮度和高的光通量。
實(shí)施例3附圖5為本發(fā)明中采用傳統(tǒng)聚光透鏡式封裝單元光源的結(jié)構(gòu)示意圖，襯底基板(51)由散熱較好的聚酯材料構(gòu)成，在上面安裝金屬鋁反光罩(52)。將LED芯片(53)固定在反光罩(52)內(nèi)；再將LED的PN節(jié)兩電極引線孔通過(guò)細(xì)導(dǎo)線(54)，如金絲線與光源電極引線(55)相連。采用透明的玻璃或環(huán)氧樹(shù)脂作為光源發(fā)光基板(56)，將熒光粉層(57)涂附在基板表面。通過(guò)周邊的隔離封接層(58)將襯底基板(51)與透明基板(56)封接在一起，采用環(huán)氧膠封接。最后將透明環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄在基板上形成聚光透鏡。同樣，在封接時(shí)，可用保護(hù)性氣氛如氮?dú)饣驓鍤獾瘸錃猓瑲鈮簽?個(gè)大氣壓，這樣可延長(zhǎng)LED芯片(53)和熒光粉(57)的使用壽命。又因?qū)晒夥蹖优cLED發(fā)光芯片表面隔離，有效地降低了因LED工作時(shí)高溫對(duì)熒光粉的老化，而使光的衰減大幅降低，從而使得白光LED光源的壽命大大提高。
權(quán)利要求
1.一種隔熱式封裝結(jié)構(gòu)的白光LED的制造方法，其特征在于其工藝步驟為(1)將LED芯片固定在襯底基板上；(2)將電極引線與LED芯片的PN節(jié)電極引線孔相焊接；(3)將熒光粉涂附在透明的環(huán)氧樹(shù)脂或玻璃薄片上；(4)將涂有熒光粉層薄片與LED芯片安裝固定，間距不小于50微米；(5)在1個(gè)大氣壓的氮?dú)饣驓鍤獾谋Ｗo(hù)性氣氛下將熒光粉層薄片與LED芯片封接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種隔熱式封裝結(jié)構(gòu)的白光LED的制造方法，其特征在于所述的襯底基板為表面鍍有鋁或銀或錫的高反射率金屬薄膜的散熱較好的聚酯或陶瓷材料板。
3.如權(quán)利要求1所述的一種隔熱式封裝結(jié)構(gòu)的白光LED的制造方法，其特征在于所述的環(huán)氧樹(shù)脂或玻璃薄片厚度為0.1-1毫米。
4.如權(quán)利要求1所述的一種隔熱式封裝結(jié)構(gòu)的白光LED的制造方法，其特征在于所述的LED為波長(zhǎng)為藍(lán)光或紫光或紫外光的氮化鎵基芯片。
5.權(quán)利要求1所述的一種隔熱式封裝結(jié)構(gòu)的白光LED的制造方法，其特征在于所述的白光LED直接用于白光照明或作為單元進(jìn)行白光集成光源的制造。
全文摘要
本發(fā)明涉及光電子器件技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種隔熱式封裝結(jié)構(gòu)的白光LED的制造方法，其工藝步驟為將LED芯片固定在襯底基板上；將電極引線與LED芯片的PN節(jié)電極引線孔相焊接；將熒光粉涂覆在透明的環(huán)氧樹(shù)脂或玻璃薄片上；將涂有熒光粉層薄片與LED芯片安裝固定，間距不小于50微米；在1個(gè)大氣壓的氮?dú)饣驓鍤獾谋Ｗo(hù)性氣氛下將熒光粉層薄片與LED芯片封接。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有效地降低了因LED工作時(shí)高溫對(duì)熒光粉的老化，使光的衰減大幅降低，從而使得白光LED的壽命大大提高，且采用了平面化的封裝工藝，通用性強(qiáng)，大面積化容易，工藝過(guò)程簡(jiǎn)捷，易于規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1976069SQ200610119100
公開(kāi)日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月5日
發(fā)明者孫卓, 孫鵬 申請(qǐng)人:上海納晶科技有限公司