專利名稱：高亮度白光led及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED (發(fā)光二極管)，尤其涉及一種高亮度白光LED及其制作方法。
背景技術(shù)：
由于LED技術(shù)的發(fā)展，LED照明產(chǎn)業(yè)迅速成長，白光LED也備受關(guān)注，其封裝技術(shù) 在快速更新。 現(xiàn)有白光LED的固晶底膠多采用銀膠或絕緣膠，如2007年8月29日公開的中國 發(fā)明專利申請第200610033989. 1號揭露的發(fā)光二極管及其制作方法，其方法依次包括點 底膠、固晶、焊線、添涂熒光粉、灌膠成型、后段工序、分光等步驟，其中，在點底膠步驟中，底 膠為混有熒光粉的環(huán)氧樹脂，目的是利用晶片往底下發(fā)出的藍光，使其遇到熒光粉后激發(fā) 變?yōu)辄S光。 為滿足市場更多需要，需要繼續(xù)不斷提升白光LED技術(shù)，但仍存在需要努力克服 的各種技術(shù)難題，比如 1)上述專利申請技術(shù)雖然提出利用晶片向下所發(fā)藍光的方案，但在實踐中并未很 好地實現(xiàn)目的，原因在于底膠較薄，藍光自晶片向下發(fā)出后遇到底膠中的熒光粉變?yōu)辄S光， 很快即被杯子反射回來，再一次通過底膠， 一部分被底膠吸收， 一部分被晶片本身擋住而不 能有效從晶片上表面出射，結(jié)果雖然由于增加底膠上熒光粉而提高成本，但實踐中仍然不 能有效達到利用光能的效果； 2)在大功率LED結(jié)構(gòu)中，晶片發(fā)熱量大，采用環(huán)氧樹脂再混合熒光粉的結(jié)構(gòu)無法 有效將晶片發(fā)出的熱量迅速發(fā)散出去，使得晶片發(fā)光效率變低，反而難以增加整體出光量。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種高亮度白光LED及其制作方法，能夠有效 利用來自LED芯片底面的發(fā)射光，同時有效將LED芯片發(fā)出的熱量迅速發(fā)散出去，以使LED 芯片正常工作進而保證確實能夠有效利用來自LED芯片底面的發(fā)射光。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是提供一種高亮度白光LED, 包括水平結(jié)構(gòu)藍光LED芯片、反光杯、導(dǎo)線和透光體，所述LED芯片固定于所述反光杯中，所 述透光體覆蓋所述LED芯片，所述LED芯片通過底膠固定在反光杯的杯底，所述底膠為高導(dǎo) 熱熒光底膠，在所述LED芯片與所述反光杯杯底之間設(shè)有使來自LED芯片的發(fā)射光導(dǎo)出至 外側(cè)空間的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，所述LED芯片背對反光杯杯底的一側(cè)設(shè)有外熒光層，LED芯片的正負 極通過導(dǎo)線分別與外接正負電極電連接。 其中，所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)包括依次設(shè)置于所述反光杯杯底的第一膠層和第二膠層，所
述第一膠層混有高導(dǎo)熱介質(zhì)，所述第二膠層混有熒光粉和高導(dǎo)熱介質(zhì)。 其中，所述高導(dǎo)熱介質(zhì)是銀粉，所述第一膠層和第二膠層含有黏度為4000mpa. s
以上的硅膠。 其中，所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)包括位于所述底膠和反光杯杯底之間的至少一傾斜反光面。
其中，所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)為錐體或梯臺，錐體或梯臺的側(cè)面為反光面，錐體或梯臺底部 位于反光杯杯底一側(cè)，頂部位于LED芯片一側(cè)。 其中，所述底膠設(shè)有紅光熒光粉，所述外熒光層設(shè)有黃光熒光粉。其中，所述藍光晶片為水平結(jié)構(gòu)六面發(fā)光晶片，其波長在445 465nm之間，所述
底膠的厚度是所述LED芯片厚度的1/4 1。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是提供一種高亮度白光 LED的制作方法，包括將膠水和熒光粉按一定配比混合成高導(dǎo)熱熒光底膠；將LED芯片通 過所述高導(dǎo)熱熒光底膠固定在反光杯的杯底，在所述LED芯片與所述反光杯杯底之間設(shè)置 使來自LED芯片的發(fā)射光導(dǎo)出至外側(cè)空間的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，并對固定LED芯片的高導(dǎo)熱熒光底 膠進行烘烤固化；通過導(dǎo)線將已固定在反光杯的LED芯片的正負極分別與外接正負電極連 接；在所述接好電極的LED芯片表面覆蓋上與所述高導(dǎo)熱熒光底膠中熒光粉相同或不同的 外熒光層；將所述覆蓋有外熒光層的反光杯插入裝有熔融透光體的模粒內(nèi)，并且對所述透 光體進行烘干固化。 其中，將膠水和熒光粉按一定配比混合成高導(dǎo)熱熒光底膠的步驟中，包括利用離 心攪拌機將膠水、黃光熒光粉、紅光熒光粉、銀粉按一定配比混合成高導(dǎo)熱熒光底膠。
其中，對固定LED芯片的高導(dǎo)熱熒光底膠進行烘烤固化的步驟包括對熒光底膠 烘烤溫度為160 18(TC，烘烤時間為1-2小時；對所述透光體進行烘干固化的步驟包括 對材料為環(huán)氧樹脂的透光體烘烤的溫度設(shè)為120 13(TC，烘烤是時間為1-2小時；再對烘 烤后的透光體進行二次烘烤，該烘烤溫度為130 14(TC，烘烤時間為4 8小時。
本發(fā)明的有益效果是區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)在LED晶片底部設(shè)熒光粉但難以提高光利 用率的技術(shù)缺陷，本發(fā)明在LED芯片與反光杯杯底之間設(shè)置使來自LED芯片的發(fā)射光導(dǎo)出 至外側(cè)空間的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，將在LED芯片與反光杯杯底之間經(jīng)過熒光激發(fā)的光線有效引導(dǎo)出 去，不會由于在LED芯片與反光杯杯底之間損失掉和遮擋住而無法利用，大幅提升LED的發(fā) 光效率和發(fā)光亮度；同時，底膠采用高導(dǎo)熱材料制成，可以有效將LED芯片發(fā)出的熱量迅速 發(fā)散出去，保證LED芯片的正常工作，也保證上述的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)能確實發(fā)揮作用，增加整體出
圖1是本發(fā)明高亮度白光LED的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中區(qū)域H的一實施例放大示意圖； 圖3是圖1中區(qū)域H的另一實施例放大示意圖； 圖4是本發(fā)明高亮度白光LED的制作方法實施例的流程圖。
具體實施例方式
為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式 并配合附圖詳予說明。 請參閱圖1、圖2以及圖3，本發(fā)明高亮度白光LED包括 水平結(jié)構(gòu)藍光LED芯片10、反光杯20、導(dǎo)線30和透光體40，所述LED芯片10固定 于所述反光杯20中，所述透光體40覆蓋所述LED芯片10。
所述LED芯片10通過底膠50固定在反光杯20的杯底，所述底膠50為高導(dǎo)熱熒 光底膠，在所述LED芯片10與所述反光杯20杯底之間設(shè)有使來自LED芯片10的發(fā)射光導(dǎo) 出至外側(cè)空間的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)(圖1中未標(biāo)示，圖2中標(biāo)示為51和52，圖3中為80)，所述LED 芯片10背對反光杯20杯底的一側(cè)設(shè)有外熒光層60， LED芯片10的正負極通過導(dǎo)線30分 別與外接正負電極70電連接。 工作時，LED芯片10正面，即背對反光杯20杯底的一側(cè)發(fā)射藍光，通過外熒光層 60后一部分變?yōu)辄S光，黃光與剩下的藍光混合變?yōu)榈谝徊糠职坠獍l(fā)射出去，為人眼所見； 而LED芯片10的底面，即鄰近反光杯20杯底的一側(cè)同時也發(fā)射藍光，通過高導(dǎo)熱熒光底膠 后至少一部分變?yōu)辄S光，并且這部分黃光在所述LED芯片10與所述反光杯20杯底之間的 導(dǎo)光結(jié)構(gòu)引導(dǎo)下，使這部分光導(dǎo)出至外側(cè)空間90，通過反光杯20的反射最終繞開LED芯片 10出射，和LED芯片10正面的藍光混合成為第二部分白光，并與所述第一部分白光一起射 出去，為人眼所見。 區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)在LED晶片底部設(shè)熒光粉但難以提高光利用率的技術(shù)缺陷，本發(fā) 明在LED芯片10與反光杯20杯底之間設(shè)置使來自LED芯片10的發(fā)射光導(dǎo)出至外側(cè)空間 90的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，將在LED芯片10與反光杯20杯底之間經(jīng)過熒光激發(fā)的光線有效引導(dǎo)出去， 不會由于在LED芯片10與反光杯20杯底之間損失掉和遮擋住而無法利用，大幅提升LED 的發(fā)光效率和發(fā)光亮度；同時，底膠50采用高導(dǎo)熱材料制成，可以有效將LED芯片10發(fā)出 的熱量迅速發(fā)散出去，保證LED芯片10的正常工作，也保證上述的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)能確實發(fā)揮作 用，增加整體出光量。 本發(fā)明所述的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)可以有多種不同的實施例，如參閱圖2 : 1)所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)包括依次設(shè)置于所述反光杯20杯底的第一膠層51和第二膠層
52，所述第一膠層51混有高導(dǎo)熱介質(zhì)，所述第二膠層52混有熒光粉和高導(dǎo)熱介質(zhì)。 因為第一膠層51為第二膠層52與反光杯20底之間提供一足夠讓光線"逃離"LED
芯片10與反光杯20杯底之間的光損失區(qū)，為從第二膠層52傾斜出射的光線A提供足夠的
反射行程，使這部分光線能順利從LED芯片10側(cè)邊出去。圖中光線B為僅僅現(xiàn)有技術(shù)底膠
結(jié)構(gòu)而沒有第一膠層時的光線，而圖中光線B'為采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)，所實現(xiàn)的實際光路中的光線。 其中，所述高導(dǎo)熱介質(zhì)是銀粉，所述第一膠層51和第二膠層52含有黏度為 4000mpa. s以上的硅膠。銀粉具有很好的導(dǎo)熱作用，因此混在第一膠層51和第二膠層52中 使LED芯片10發(fā)出的熱量迅速通過反光杯20或散熱器發(fā)散出去。
參閱圖3，所述的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)還可以是 2)所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)包括位于所述高導(dǎo)熱熒光底膠和反光杯20杯底之間的至少一傾 斜反光面81。 其中，所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)可以為圖中的錐體80或梯臺，錐體80或梯臺的側(cè)面為反光面 81，錐體80或梯臺底部位于反光杯20杯底一側(cè)，頂部位于LED芯片10 —側(cè)。
通過所述錐體80或梯臺，將來自LED芯片10底面并經(jīng)過高導(dǎo)熱熒光底膠激發(fā)的 光線從LED芯片10側(cè)面反射出去，而不會由于多次折回高導(dǎo)熱熒光底膠損失掉或打在LED 芯片IO底面損失掉。 當(dāng)然，所述的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)還可以是設(shè)于高導(dǎo)熱熒光底膠的擴散結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)，其中擴散結(jié)構(gòu)能幫助來自LED芯片10的藍光或經(jīng)過激發(fā)的黃光從LED芯片10與反光杯20之間 的空間"逃離"出來，進入如圖2中的外側(cè)空間90中。 在其他實施例中，在所述底膠50設(shè)紅光熒光粉，在所述外熒光層60設(shè)黃光熒光 粉。這種實施例考慮的是傳統(tǒng)的高顯色指數(shù)白光LED的制作方法為將膠水、黃色熒光粉和 紅色熒光粉混合后涂敷在晶片表面，由于其中對紅色熒光粉的要求用量較少，故本發(fā)明考 慮直接在LED芯片10底部用混有紅色熒光粉的膠水做底膠50固定晶片，在LED芯片10表 面只涂敷混有黃色熒光粉的熒光膠，提高顯色指數(shù)。當(dāng)然，所述高導(dǎo)熱熒光底膠中的熒光粉 也可以與LED芯片IO表面覆蓋的熒光粉相同以提高亮度。 其中，所述藍光晶片為水平結(jié)構(gòu)六面發(fā)光晶片，其波長在445 465nm之間，所述
底膠50的厚度可以是所述LED芯片10厚度的1/4 1。 本發(fā)明還提供一種高亮度白光LED的制作方法，主要包括步驟 步驟401 :將膠水和熒光粉按一定配比混合成高導(dǎo)熱熒光底膠； 步 驟402 :將LED芯片通過所述高導(dǎo)熱熒光底膠固定在反光杯的杯底，在所述LED
芯片與所述反光杯杯底之間設(shè)置使來自LED芯片的發(fā)射光導(dǎo)出至外側(cè)空間的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，并
對固定LED芯片的高導(dǎo)熱熒光底膠進行烘烤固化； 步驟403 :通過導(dǎo)線將已固定在反光杯的LED芯片的正負極分別與外接正負電極 連接； 步驟404 :在所述接好電極的LED芯片表面覆蓋上與所述高導(dǎo)熱熒光底膠中熒光 粉相同或不同的外熒光層； 步驟405 :將所述覆蓋有外熒光層的反光杯插入裝有熔融透光體的模粒內(nèi)，并且 對所述透光體進行烘干固化。 采用上述方法可得到如圖1、2、3中的LED結(jié)構(gòu)。 在一個實施例中，將膠水和熒光粉按一定配比混合成高導(dǎo)熱熒光底膠的步驟包 括 利用離心攪拌機將膠水、黃光熒光粉、紅光熒光粉、銀粉按一定配比混合成高導(dǎo)熱
熒光底膠。在一個實施例中 銀粉純度99. 99%，顆粒大小< 10 ii m黃色熒光粉發(fā)射波長570nm 590nm 紅色熒光粉發(fā)射波長646nm 665nm 制作高導(dǎo)熱高亮度白光LED的高導(dǎo)熱熒光底膠膠水、黃色熒光粉、銀粉的比例參
照i : o. 08 : o. 05 制作高導(dǎo)熱高顯色指數(shù)白光LED的高導(dǎo)熱熒光底膠膠水、紅色熒光粉、銀粉的比
例參照i : o. i : o. 05 在另一個實施例中 對固定LED芯片的高導(dǎo)熱熒光底膠進行烘烤固化的步驟包括對熒光底膠烘烤溫 度為160 18(TC，烘烤時間為1-2小時； 對所述透光體進行烘干固化的步驟包括對材料為環(huán)氧樹脂的透光體烘烤的溫度 設(shè)為120 13(TC，烘烤是時間為1-2小時；再對烘烤后的透光體進行二次烘烤，該烘烤溫 度為130 140。C，烘烤時間為4 8小時。
本發(fā)明還在其他方面較現(xiàn)有技術(shù)具有顯著的進步，比如封裝成品熱阻對比
現(xiàn)有技術(shù)絕緣膠做底膠30(TC /W 本發(fā)明高導(dǎo)熱熒光膠做底膠20(TC /W，而且亮度相比提升10X，在色溫5000K時，
顯色指數(shù)達到92以上，而現(xiàn)有技術(shù)工藝制作的LED顯色指數(shù)在90左右。 以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)
明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技
術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種高亮度白光LED，包括水平結(jié)構(gòu)藍光LED芯片、反光杯、導(dǎo)線和透光體，所述LED芯片固定于所述反光杯中，所述透光體覆蓋所述LED芯片，其特征在于所述LED芯片通過底膠固定在反光杯的杯底，所述底膠為高導(dǎo)熱熒光底膠，在所述LED芯片與所述反光杯杯底之間設(shè)有使來自LED芯片的發(fā)射光導(dǎo)出至外側(cè)空間的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，所述LED芯片背對反光杯杯底的一側(cè)設(shè)有外熒光層，LED芯片的正負極通過導(dǎo)線分別與外接正負電極電連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高亮度白光LED，其特征在于所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)包括依次設(shè)置于所述反光杯杯底的第一膠層和第二膠層，所述第一膠層混有高導(dǎo)熱介質(zhì)，所述第二膠層混有熒光粉和高導(dǎo)熱介質(zhì)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高亮度白光LED，其特征在于所述高導(dǎo)熱介質(zhì)是銀粉，所述第一膠層和第二膠層含有黏度為4000mpa. s以上的硅膠。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高亮度白光LED，其特征在于所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)包括位于所述底膠和反光杯杯底之間的至少一傾斜反光面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高亮度白光LED，其特征在于所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)為錐體或梯臺，錐體或梯臺的側(cè)面為反光面，錐體或梯臺底部位于反光杯杯底一側(cè)，頂部位于LED芯片一
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的高亮度白光LED，其特征在于所述底膠設(shè)有紅光熒光粉，所述外熒光層設(shè)有黃光熒光粉。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的高亮度白光LED，其特征在于所述藍光晶片為水平結(jié)構(gòu)六面發(fā)光晶片，其波長在445 465nm之間，所述底膠的厚度是所述LED芯片厚度的1/4 1。
8. —種高亮度白光LED的制作方法，其特征在于，包括將膠水和熒光粉按一定配比混合成高導(dǎo)熱熒光底膠；將LED芯片通過所述高導(dǎo)熱熒光底膠固定在反光杯的杯底，在所述LED芯片與所述反光杯杯底之間設(shè)置使來自LED芯片的發(fā)射光導(dǎo)出至外側(cè)空間的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，并對固定LED芯片的高導(dǎo)熱熒光底膠進行烘烤固化；通過導(dǎo)線將已固定在反光杯的LED芯片的正負極分別與外接正負電極連接；在所述接好電極的LED芯片表面覆蓋上與所述高導(dǎo)熱熒光底膠中熒光粉相同或不同的外熒光層；將所述覆蓋有外熒光層的反光杯插入裝有熔融透光體的模粒內(nèi)，并且對所述透光體進行烘干固化。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的高亮度白光LED的制作方法，其特征在于，將膠水和熒光粉按一定配比混合成高導(dǎo)熱熒光底膠的步驟中，包括利用離心攪拌機將膠水、黃光熒光粉、紅光熒光粉、銀粉按一定配比混合成高導(dǎo)熱熒光底膠。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的高亮度白光LED的制作方法，其特征在于對固定LED芯片的高導(dǎo)熱熒光底膠進行烘烤固化的步驟包括對熒光底膠烘烤溫度為160 18(TC，烘烤時間為1-2小時；對所述透光體進行烘干固化的步驟包括對材料為環(huán)氧樹脂的透光體烘烤的溫度設(shè)為120 13(TC，烘烤是時間為1-2小時；再對烘烤后的透光體進行二次烘烤，該烘烤溫度為130 14(TC，烘烤時間為4 8小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高亮度白光LED及其制作方法。所述LED包括水平結(jié)構(gòu)藍光LED芯片、反光杯、導(dǎo)線和透光體，所述LED芯片固定于所述反光杯中，所述透光體覆蓋所述LED芯片，所述LED芯片通過底膠固定在反光杯的杯底，所述底膠為高導(dǎo)熱熒光底膠，在所述LED芯片與所述反光杯杯底之間設(shè)有使來自LED芯片的發(fā)射光導(dǎo)出至外側(cè)空間的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，所述LED芯片背對反光杯杯底的一側(cè)設(shè)有外熒光層，LED芯片的正負極通過導(dǎo)線分別與外接正負電極電連接。本發(fā)明能夠有效利用來自LED芯片底面的發(fā)射光，同時有效將LED芯片發(fā)出的熱量迅速發(fā)散出去，以使LED芯片正常工作進而保證確實能夠有效利用來自LED芯片底面的發(fā)射光。
文檔編號H01L33/00GK101740706SQ20091018888
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者李志新, 李漫鐵 申請人:深圳雷曼光電科技股份有限公司