專利名稱：Led產(chǎn)品及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件產(chǎn)品及其制造方法，尤其涉及基于藍(lán)光或紫外光芯片的可見光和白光LED產(chǎn)品及其制造方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)是一種接受電力后可自主發(fā)光的半導(dǎo)體器件，具有壽命長、省電、反應(yīng)速度快、可靠度高、環(huán)保、安全等特點(diǎn)，因此已廣泛應(yīng)用于照明、顯示器背光源、大型屏幕等領(lǐng)域。 目前實(shí)用的LED產(chǎn)品主要有兩種制造方法一種是將發(fā)射單波長的可見光芯片直接封裝成LED產(chǎn)品，如InGaAlP芯片發(fā)紅光，直接封裝該芯片可獲得紅光LED ;GaN芯片發(fā)綠光，直接封裝該芯片可獲得綠光LED ;如此還可以獲得藍(lán)光、黃光等其他顏色光LED。另一種是將基于藍(lán)色或紫外光芯片，添加可被藍(lán)光或紫外光激發(fā)并發(fā)射特定可見光的熒光粉，經(jīng)封裝后得到LED產(chǎn)品，如基于藍(lán)光芯片，添加可被藍(lán)光激發(fā)并發(fā)射黃綠光的YAG:Ce熒光粉，由藍(lán)光+黃綠光組合獲得白光LED ;基于紫外芯片，添加可被紫外光激發(fā)并發(fā)射綠光的ZnS:Cu熒光粉，可獲得綠光LED ;如此還可以獲得其他顏色光LED。雖然第一種方法制作過程簡單，但效率低，所以第二種方法制造的LED效率高，光線均勻性和一致性好，是制作LED產(chǎn)品的趨勢。但目前該種制造方法，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于熒光粉被配制成液態(tài)，因此點(diǎn)熒光粉的量難以控制均勻，且易流動致使成品LED的光斑效果不好，批量生產(chǎn)時(shí)一致性不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要解決的技術(shù)問題在于控制熒光材料的均勻性，以保證批量生產(chǎn)出來的各個(gè)LED發(fā)光的均勻性和一致性。 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，提出一種LED產(chǎn)品及其制造方法，所述LED產(chǎn)品是紅色、綠色、藍(lán)色、紫色、黃色、橙色或白光的LED產(chǎn)品，還包括芯片、高導(dǎo)熱的金屬基座、連接支架、透光面罩。透光面罩設(shè)于出光口。在所述的透光面罩的內(nèi)面附著有熒光薄膜。 所述芯片是可發(fā)射藍(lán)光、紫外光、紅光、黃光、綠光、紫光、橙光或白光等多色光的心片。 所述透光面罩的材質(zhì)為玻璃或石英，外形是平板、凸面鏡、凸透鏡或多棱鏡。
所述熒光薄膜是通過濺射、溶膠-凝膠方式附著在透光面罩內(nèi)面，不需要用有機(jī)膠粘貼，且不含有任何樹脂或硅膠等有機(jī)物質(zhì)。 所述熒光粉薄膜材質(zhì)為可被藍(lán)光芯片發(fā)出的藍(lán)光激發(fā)，并發(fā)射設(shè)定可見光的單層或多層薄膜材料，如白光LED產(chǎn)品的熒光單層薄膜至少包括以下任一種的熒光物質(zhì)YAG:Ce ;或硅酸鹽。如白光LED產(chǎn)品的熒光多層薄膜為紅光和綠光熒光單層薄膜的疊層，其中紅光的熒光單層薄膜至少包括以下任一種的熒光物質(zhì)Li2Ti03:Mn ;或LiAl(^:Mn ;或6Mg0 As205:Mn4+ ;或3. 5MgO 0. 5MgF2 Ge02:Mn4+，綠光的熒光單層薄膜至少包括以下任一種的熒光物質(zhì):Y3(GaAl)5012:Ce ;或1^205 llAl203:Mn ;或Ca8Mg(Si04)4Cl2:Eu， Mn。
所述熒光粉薄膜材質(zhì)為可被紫外光芯片發(fā)出的紫外光激發(fā)，并發(fā)射設(shè)定可見光的單層或多層薄膜材料，如紅光LED產(chǎn)品的熒光單層薄膜至少包括以下任一種的熒光物質(zhì)YAG:Ce ;或(Y， La) 202S:Eu， Gd ;或(Mg， Ca， Ba， Sr)Si03:Eu ;或SrAlSi4N7:Eu ;或(Gb， La，Y)2W03:Eu。如綠光LED產(chǎn)品的熒光單層薄膜至少包括以下任一種的熒光物質(zhì)ZnS:Cu，Al ;或Ca2MgSi207:Cl ;或(Sc， Y， La， Gd， Lu)B03:Ce， Tb ;或Ca8Mg(Si04)4Cl2:Eu。如藍(lán)光LED產(chǎn)品的熒光單層薄膜至少包括以下任一種的熒光物質(zhì)(Mg， Ca， Sr， Ba) 1Q(P04)6Cl2:Eu ;或BaMgAli。O^Eu。如白光LED產(chǎn)品的熒光多層薄膜為上述紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED熒光單層薄膜的疊層。 所述附著有熒光薄膜的透光面罩制作過程包括步驟a、拋光玻璃或石英材質(zhì)的透光面罩；b、采用濺射或溶膠-凝膠等方法在面罩上附著單層或多層薄膜；C、對透光面罩上附著的薄膜熱處理進(jìn)行晶化，使其產(chǎn)生光致發(fā)光特性；d、切割面罩以滿足LED成品要求。
同現(xiàn)有技術(shù)相比較，采用本LED的制作方法生產(chǎn)出來的LED，較傳統(tǒng)LED發(fā)光效率高，發(fā)光的均勻性和一致性很好，同時(shí)簡化了封裝操作，去除了傳統(tǒng)白光LED加工過程中的熒光材料調(diào)膠、涂布、烘烤等關(guān)鍵性作業(yè)。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 圖1是采用本發(fā)明LED制造方法生產(chǎn)出來的藍(lán)光芯片單層熒光薄膜LED結(jié)構(gòu)的主視剖面圖。 圖2是采用本發(fā)明LED制造方法生產(chǎn)出來的藍(lán)光芯片多層熒光薄膜LED結(jié)構(gòu)的主視剖面圖。 圖3是采用本發(fā)明LED制造方法生產(chǎn)出來的紫外光芯片單層熒光薄膜LED結(jié)構(gòu)的主視剖面圖。 圖4是采用本發(fā)明LED制造方法生產(chǎn)出來的紫外光芯片多層熒光薄膜LED結(jié)構(gòu)的主視剖面圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1 :如圖1所示的采用本發(fā)明LED制造方法生產(chǎn)出來的LED，包括連接支架1、高導(dǎo)熱的金屬基座2、藍(lán)光芯片3、透光面罩4以及透明膠封裝體6，以及在所述透光面罩4的內(nèi)面附著有不含有任何樹脂或硅膠等有機(jī)物質(zhì)的YAG熒光薄膜5。制造的LED為白光LED。 透光面罩4材質(zhì)為玻璃材料，外形為平板型。 所述附著有單層熒光薄膜5的透光面罩4制作過程包括步驟a、將玻璃材質(zhì)的透光面罩進(jìn)行拋光處理；b、配制YAG:Ce溶膠，采用溶膠_凝膠法通過甩膜方式在面罩內(nèi)面形成100nm的膜層；c、對附著有薄膜的面罩在50(TC熱處理2小時(shí)進(jìn)行晶化，使其在藍(lán)光激發(fā)下可發(fā)射黃綠光，并與透過薄膜的芯片發(fā)出的藍(lán)光組合形成白光；d、按照LED產(chǎn)品需要，對附著有熒光薄膜的切割面透光面罩進(jìn)行切割。因每一片透光面罩上附著的熒光薄膜都很均勻，因此，采用本發(fā)明方法制得的LED成品，光斑效果好，批量生產(chǎn)時(shí)的一致性好，同時(shí)簡化 了封裝操作，去除了傳統(tǒng)LED加工過程中的熒光材料調(diào)膠、涂布、烘烤等關(guān)鍵性作業(yè)，減少
了生產(chǎn)工序。 本發(fā)明LED的制造方法，是將基座2固定安裝在支架1上，支架1上布設(shè)有鏈接電 路(圖中未示出)?；?的頂面為平面，芯片3固定安裝在基座的平頂面中部。在芯片3 電極端連接電極引線(圖中未示出)，并完成電極引線與支架1上的連接電路之間的電性導(dǎo) 接，形成電回路。附著有熒光薄膜的透光石英面罩配合在連接支架的出光口上。透光面罩 內(nèi)面的熒光薄膜5與基座2、連接支架1所圍成的空間內(nèi)灌注有一體成型的透明膠封裝體 6，芯片3及電路封裝于該透明膠封裝體6中；利用透明膠封裝體6將基座2、支架1和透光 面罩4及其附著的熒光薄膜5緊密固定成一體，從而簡化了產(chǎn)品封裝操作。
實(shí)施例2 :如圖2所示的采用本發(fā)明LED制造方法生產(chǎn)出來的LED，包括連接支架 1、高導(dǎo)熱的金屬基座2，藍(lán)光芯片3、透光面罩4，以及在所述透光面罩4的內(nèi)面附著有不含 有任何樹脂或硅膠等有機(jī)物質(zhì)的雙層熒光薄膜5。制造的LED為白光LED。
透光面罩4材質(zhì)為石英材料，外形為凸面鏡型。 所述附著有雙層熒光薄膜5的透光面罩4制作過程包括步驟a、將石英材質(zhì)的透 光面罩進(jìn)行拋光處理；b、分別制作LiA102:Mn、La205 'llAlA:Mn靶材，采用濺射方法在面罩 內(nèi)面分別附著厚度為100nm的LiA102:Mn膜層51、 La205 llAl203:Mn膜層52 ;c、對附著有 薄膜的面罩在50(TC熱處理2小時(shí)進(jìn)行晶化，使其在藍(lán)光激發(fā)下可分別發(fā)射出紅光和綠光， 并與透過薄膜的芯片發(fā)出的藍(lán)光組合形成白光；d、按照LED產(chǎn)品需要對附著有熒光薄膜的 切割面透光面罩進(jìn)行切割。 本實(shí)施例LED其他制作和封裝步驟，同實(shí)施例1，在此不再贅述。 實(shí)施例3 :如圖3所示的采用本發(fā)明LED制造方法生產(chǎn)出來的LED，包括連接支架
1、高導(dǎo)熱的金屬基座2，紫外光芯片3、透光面罩4，以及在所述透光面罩4的內(nèi)面附著有不
含有任何樹脂或硅膠等有機(jī)物質(zhì)的單層熒光薄膜5。制造的LED為紅光LED。 透光面罩4材質(zhì)為石英材料，外形為凸透鏡型。 所述附著有單層熒光薄膜5的透光面罩4制作過程包括步驟a、將石英材質(zhì)的透 光面罩進(jìn)行拋光處理；b、配制SrAlSi4N7:Eu溶膠，采用溶膠-凝膠法通過甩膜方式在面罩內(nèi) 面形成100nm的膜層；；c、對附著有薄膜的面罩在80(TC熱處理2小時(shí)進(jìn)行晶化，使其在紫 外光激發(fā)下可發(fā)射出紅光；d、按照LED產(chǎn)品需要對附著有熒光薄膜的切割面透光面罩進(jìn)行 切割。 本發(fā)明LED的制造方法，是將基座2固定安裝在支架1上，支架1上布設(shè)有鏈接電 路(圖中未示出)?；?的頂面為平面，芯片3直接用導(dǎo)熱膠7固定安裝在基座的平頂面 中部。在芯片3電極端連接電極引線(圖中未示出)，并完成電極引線與支架1上的連接電 路之間的電性導(dǎo)接，形成電回路。附著有熒光薄膜的透光石英面罩配合在連接支架的出光 口上。透光面罩4與連接支架1用封裝膠6封裝，從而簡化了產(chǎn)品封裝操作。
實(shí)施例4 :如圖3所示的采用本發(fā)明LED制造方法生產(chǎn)出來的LED，包括連接支架 1、高導(dǎo)熱的金屬基座2，紫外光芯片3、透光面罩4，以及在所述透光面罩4的內(nèi)面附著有不 含有任何樹脂或硅膠等有機(jī)物質(zhì)的單層熒光薄膜5。制造的LED為綠光LED。
透光面罩4材質(zhì)為玻璃材料，外形為凸透鏡型。
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所述附著有單層熒光薄膜5的透光面罩4制作過程包括步驟a、將玻璃材質(zhì)的透 光面罩進(jìn)行拋光處理；b、制作Ca8Mg(SiO》4Cl^Eu靶材，采用濺射方法在面罩內(nèi)面分別附著 厚度為100nm的Ca8Mg(Si04)4Cl2:Eu膜層5 ;c、對附著有薄膜的面罩在50(TC熱處理2小時(shí) 進(jìn)行晶化，使其在紫外光激發(fā)下可發(fā)射出綠光；d、按照LED產(chǎn)品需要對附著有熒光薄膜的 切割面透光面罩進(jìn)行切割。 本實(shí)施例LED其他制作和封裝步驟，同實(shí)施例3，在此不再贅述。 實(shí)施例5 :如圖3所示的采用本發(fā)明LED制造方法生產(chǎn)出來的LED，包括連接支架
1、高導(dǎo)熱的金屬基座2，紫外光芯片3、透光面罩4，以及在所述透光面罩4的內(nèi)面附著有不
含有任何樹脂或硅膠等有機(jī)物質(zhì)的單層熒光薄膜5。制造的LED為藍(lán)光LED。 透光面罩4材質(zhì)為石英材料，外形為凸透鏡型。 所述附著有單層熒光薄膜5的透光面罩4制作過程包括步驟a、將石英材質(zhì)的透 光面罩進(jìn)行拋光處理；b、制作BaMgA^。O^Eu靶材，采用濺射方法在面罩內(nèi)面分別附著厚度 為100nm的BaMgA^。O^Eu膜層5 ;c、對附著有薄膜的面罩在80(TC熱處理2小時(shí)進(jìn)行晶化， 使其在紫外光激發(fā)下可發(fā)射出藍(lán)光；d、按照LED產(chǎn)品需要對附著有熒光薄膜的切割面透光 面罩進(jìn)行切割。 本實(shí)施例LED其他制作和封裝步驟，同實(shí)施例3，在此不再贅述。 實(shí)施例6 :如圖4所示的采用本發(fā)明LED制造方法生產(chǎn)出來的LED，包括連接支架
1、高導(dǎo)熱的金屬基座2，紫外光芯片3、透光面罩4，以及在所述透光面罩4的內(nèi)面附著有不
含有任何樹脂或硅膠等有機(jī)物質(zhì)的多層熒光薄膜5。制造的LED為白光LED。 透光面罩4材質(zhì)為石英材料，外形為多棱鏡型。 所述附著有多層熒光薄膜5的透光面罩4制作過程包括步驟a、將石英材質(zhì)的透 光面罩進(jìn)行拋光處理；b、分別制作Y202S:Eu、 ZnS:Al、 Mgl。(P04)6Cl2:Eu靶材，采用濺射方法 在面罩內(nèi)面分別附著厚度為lOOnm的Y202S:Eu膜層51、ZnS:Al膜層52和Mgl。(P04)6Cl2:Eu 膜層53 ;c、對附著有薄膜的面罩在80(TC熱處理2小時(shí)進(jìn)行晶化，使其在紫外光激發(fā)下可分 別發(fā)射出紅光、綠光和藍(lán)光；d、按照LED產(chǎn)品需要對附著有熒光薄膜的切割面透光面罩進(jìn) 行切割。 本實(shí)施例LED其他制作和封裝步驟，同實(shí)施例3，在此不再贅述。 以上所述之最佳實(shí)施例意在具體說明本發(fā)明的思路利用發(fā)光效率較高的紫外光
和藍(lán)光芯片取代效率較低的可見光芯片，并預(yù)先在透光面罩上制備單層或多層熒光薄膜，
以保證LED的出光效率、光斑效果和批量生產(chǎn)時(shí)的一致性，同時(shí)把傳統(tǒng)白光LED加工過程中
的熒光材料調(diào)膠、涂布、烘烤作業(yè)去除。本發(fā)明之實(shí)施，并不限于以上最佳實(shí)施例所公開的
方式，凡基于上述涉及思路，進(jìn)行簡單推演與替換，得到的具體的LED產(chǎn)品，都屬于本發(fā)明
的實(shí)施。
權(quán)利要求
一種LED產(chǎn)品，所述LED產(chǎn)品為可見光LED，它包括芯片、高導(dǎo)熱的金屬基座、連接支架、透光面罩，透光面罩設(shè)于出光口，其特征在于所述的透光面罩的內(nèi)面附著有熒光薄膜。
2. 如權(quán)利要求1所述的LED產(chǎn)品，其特征在于所述LED產(chǎn)品是紅色、綠色、藍(lán)色、紫色、 黃色、橙色或白光的LED產(chǎn)品。
3. 如權(quán)利要求1所述的LED產(chǎn)品的制造方法，其特征在于所述芯片是可發(fā)射藍(lán)光、紫 外光、紅光、黃光、綠光、紫光、橙光或白光的芯片。
4. 如權(quán)利要求1所述的LED產(chǎn)品的制造方法，其特征在于所述透光面罩的材質(zhì)為玻 璃或石英，外形是平板、凸面鏡、凸透鏡或多棱鏡。
5. 如權(quán)利要求1所述的LED產(chǎn)品的制造方法，其特征在于所述熒光薄膜是通過濺射、 溶膠_凝膠方式附著在透光面罩內(nèi)面，且不含有機(jī)物質(zhì)。
6. 如權(quán)利要求書3任一種所述的LED產(chǎn)品的制造方法，其特征在于所述熒光粉薄膜 材質(zhì)為可被有色芯片發(fā)出的光激發(fā)，并發(fā)射設(shè)定可見光的單層或多層薄膜材料，LED產(chǎn)品的 熒光單層薄膜至少包括任一種與芯片顏色配合可以發(fā)色的熒光物質(zhì)。
7. 如權(quán)利要求1所述的LED產(chǎn)品的制造方法，其特征在于所述附著有熒光薄膜的透 光面罩制作過程包括以下步驟a、 拋光玻璃或石英材質(zhì)的透光面罩；b、 采用濺射或溶膠-凝膠等方法在面罩上附著單層或多層薄膜； C、對透光面罩上附著的薄膜熱處理進(jìn)行晶化，使其產(chǎn)生光致發(fā)光特性； d、切割面罩以滿足LED成品要求。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED產(chǎn)品及其制造方法，該產(chǎn)品為可見光LED或白光LED，它包括芯片、高導(dǎo)熱的金屬基座、連接支架、透光面罩，并且在所述的透光面罩的內(nèi)面附著有熒光薄膜。所述熒光薄膜是通過濺射、溶膠-凝膠方式附著在透光面罩內(nèi)面，且不含有任何樹脂或硅膠。所述芯片是多種顏色之一的芯片，所述熒光薄膜的材質(zhì)為可被光激發(fā)并發(fā)射設(shè)定可見光的單層或多層薄膜材料，所述附著有熒光薄膜的透光面罩制作過程包括拋光透光面罩、濺射面罩、熱處理、晶化、切割面等工藝。同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本制作方法生產(chǎn)的LED發(fā)光效率高，發(fā)光的均勻性和一致性很好，同時(shí)簡化了封裝操作，去除了傳統(tǒng)白光LED加工過程中的熒光材料調(diào)膠、涂布、烘烤等關(guān)鍵性作業(yè)。
文檔編號H01L33/50GK101707232SQ20091011460
公開日2010年5月12日 申請日期2009年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者徐華蕊, 朱歸勝 申請人:桂林電子科技大學(xué)