專(zhuān)利名稱(chēng)：對(duì)熒光粉進(jìn)行分散處理的led封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED器件的封裝技術(shù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有應(yīng)用的大功率白光LED，均為藍(lán)光LED激發(fā)其表面的黃光熒光粉發(fā)出黃光，藍(lán)光混合黃光后呈現(xiàn)白光視覺(jué)。由于熒光粉為稀土化合物，其密度一般在3g/cm3以上，相對(duì)于作為混粉膠的環(huán)氧樹(shù)脂和硅膠的lg/cm3大很多。在LED芯片點(diǎn)膠固化的時(shí)候，在粉膠中容易產(chǎn)生熒光粉沉淀現(xiàn)象，這種現(xiàn)象導(dǎo)致熒光粉的利用率降低而造成浪費(fèi)，且存在熒光粉分布不均勻的問(wèn)題，致使燈具發(fā)出的光局部偏黃。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種對(duì)熒光粉進(jìn)行分散處理的LED封裝方法，其用于解決粉膠固化后熒光粉在粉膠中分布不均的問(wèn)題，該方法涉及的一種抗熒光粉沉淀的 LED封裝粉膠也是用于解決該技術(shù)問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種對(duì)熒光粉進(jìn)行分散處理的LED封裝方法，在混粉膠中加入熒光粉以及摻雜的混合物制成粉膠，所述摻雜包括受熱釋水物和高分子吸水樹(shù)脂SAP粉末，所述受熱釋水物在粉膠加熱固化的過(guò)程中會(huì)釋放水分子；在粉膠中混入固化劑，在LED芯片上點(diǎn)膠；然后加熱，使結(jié)晶水合物釋放水分子，高分子吸水樹(shù)脂吸收該水分子膨脹，膨脹后的高分子吸水樹(shù)脂攜帶熒光粉，使熒光粉在粉膠中分散，至粉膠固化。本發(fā)明涉及到一種抗熒光粉沉淀的LED封裝粉膠，該粉膠成份包括混粉膠、熒光粉、受熱釋水物和高分子吸水樹(shù)脂組成。混粉膠為熒光粉以及其他參雜的載體，可以是環(huán)氧樹(shù)脂、硅膠或者紫外線(xiàn)固化的UV膠等各種封裝膠。受熱釋水物和高分子吸水樹(shù)脂的成份比例可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)制配比確定。要求在混粉膠處于封裝固化的過(guò)程中，受熱釋水物釋放的水量基本上被高分子吸水樹(shù)脂吸收，不生產(chǎn)余量水。也就是說(shuō)，當(dāng)受熱釋水物與高分子吸水樹(shù)脂的量存在釋水與吸水的平衡的比例值a的時(shí)候，實(shí)際應(yīng)該加入的受熱釋水物與高分子吸水樹(shù)脂的量的比值b不大于a。因?yàn)槿绻尫诺乃^(guò)多，會(huì)造成封裝的失??；而水偏少，高分子吸水樹(shù)脂處于半飽和狀態(tài)，基本上不會(huì)產(chǎn)生不利影響。封裝固化的溫度可以是一個(gè)逐漸升高、逐步使受熱釋水物逐步脫水的過(guò)程，也可以是直接在110°到180°之間的封裝固化的一個(gè)溫度下一次性使受熱釋水物脫水。摻雜還可以包括穩(wěn)定劑和分散劑。粉膠配合固定劑使用?；旆勰z可以是環(huán)氧樹(shù)脂和硅膠，還可以是其它封裝用膠體。本發(fā)明還包括一種封裝有熒光粉的LED裝置，其包括上述抗熒光粉沉淀的LED封裝粉膠。該LED裝置中里面的粉膠主要成分是熒光粉、受熱釋水物和高分子吸水樹(shù)脂，還可以包括穩(wěn)定劑和分散劑，用量可以比現(xiàn)有技術(shù)少一些。粉膠可以在有碗杯的LED、裝置中，也可以在沒(méi)有碗杯的LED裝置中使用。優(yōu)選地所述受熱釋水物包括結(jié)晶水合物、氧化物水合物和有機(jī)物水合物中一種或多種。優(yōu)選地所述受熱釋水物包括七水硫酸鎳、七水硫酸鋅、七水硫酸鎂、二水檸檬酸鈉、高嶺土、二水氯化鋇、二水硫酸鈣、明礬、芒硝、膽礬、七水硫酸鐵、九水硅酸鈉、水合三氯乙醛、Co (ClO4)2 · 6H20以及[Cr (H2O)4Cl2] Cl · 2 中的一種或多種的混合。優(yōu)選地所述SAP為聚丙烯酸鈉或聚乙二醇雙丙烯酸酯。優(yōu)選地所述摻雜包括穩(wěn)定劑和分散劑。優(yōu)選地配制成粉膠后，對(duì)粉膠進(jìn)行研磨至達(dá)到粒度的要求。優(yōu)選地LED芯片為無(wú)需打金線(xiàn)的通孔垂直結(jié)構(gòu)LED，其表面具有鈍化層。優(yōu)選地所述熒光粉為黃光熒光粉，所述LED芯片為藍(lán)光芯片，藍(lán)光芯片激發(fā)黃光熒光粉發(fā)出白光。優(yōu)選地所述熒光粉為黃光熒光粉、紅光熒光粉、藍(lán)光熒光粉或綠光熒光粉中的一種或多種的混合。該發(fā)明的有益效果相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明在粉膠中添加如釋水粉末和SAP吸水膨脹物質(zhì)，在粉膠受熱固化的過(guò)程中，釋水粉末釋放出水分子，該水分子被SAP粒子吸收，SAP粒子體積急劇膨脹，在SAP粒子膨脹的過(guò)程中，SAP粒子上攜帶的熒光粉也跟隨分布到粉膠中的各處，此時(shí)， SAP粒子會(huì)對(duì)熒光粉的流動(dòng)形成一種阻礙，且由于其對(duì)熒光粉粒子起到一定的支撐作用，熒光粉粒子不容易在重力的作用下沉淀，在粉膠固化完成的時(shí)候，熒光粉便會(huì)均勻的分布在粉膠中的各處。本發(fā)明解決了 LED封裝器件內(nèi)的熒光粉分布不均的問(wèn)題，其提高了熒光粉的利用率，使器件發(fā)出的光顏色更加均勻，效果更好，品質(zhì)更高。在目前稀土價(jià)格不斷翻倍上漲的情況下，本發(fā)明技術(shù)方案可以減少熒光粉的用量，降低生產(chǎn)成本。


圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出一種對(duì)熒光粉進(jìn)行分散處理的LED封裝方法，在混粉膠中加入熒光粉以及摻雜的混合物制成粉膠，摻雜包括受熱釋水物和高分子吸水樹(shù)脂SAP粉末，受熱釋水物在粉膠加熱固化的過(guò)程中會(huì)釋放水分子；在粉膠中混入固化劑，在LED芯片上點(diǎn)膠；然后加熱，使結(jié)晶水合物釋放水分子，高分子吸水樹(shù)脂吸收該水分子膨脹，膨脹后的高分子吸水樹(shù)脂攜帶熒光粉，使熒光粉在粉膠中分散，至粉膠固化。本發(fā)明涉及到的粉膠成份為本發(fā)明的重要特點(diǎn)。其為一種抗熒光粉沉淀的LED封裝粉膠，該粉膠包括混粉膠、熒光粉、受熱釋水物和高分子吸水樹(shù)脂組成。受熱釋水物和高分子吸水樹(shù)脂的成份比例可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)制配比確定。摻雜還可以包括穩(wěn)定劑和分散劑。粉膠配合固定劑使用。以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，步驟參見(jiàn)圖2所示。先選用熒光粉、受熱釋水物、高分子吸水樹(shù)脂(簡(jiǎn)稱(chēng)SAP)的粉末與環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行
混合ο
LED芯片選用藍(lán)光芯片，熒光粉是激發(fā)黃光的釔鋁石榴石型稀土化合物即YAG。該熒光粉可以在300°保持穩(wěn)定狀態(tài)。LED芯片的類(lèi)型可選，根據(jù)LED芯片的發(fā)光類(lèi)型，熒光粉還可以是TAG，以及其它激發(fā)各種顏色的熒光粉，如三基色混合熒光粉、紫羅蘭、粉紅等。受熱釋水物為芒硝。芒硝的分子式為Na2SO4 · 12H20，其32. 38攝氏度開(kāi)始脫水， 100攝氏度完全脫水。所以受熱釋水物如果為芒硝，則粉膠在110-180攝氏度的固化溫度范圍內(nèi)可以保證吸水樹(shù)脂膨脹穩(wěn)定。受熱釋水物不限于芒硝，也可以選用七水硫酸鎳、七水硫酸鋅(白礬)、七水硫酸鎂、二水氯化鋇；以及二水檸檬酸鈉，以及其它的鹽類(lèi)，水合檸檬酸鈉一般在70° -75°開(kāi)始脫水；以及高嶺土，高嶺土主要成份為水合氧化鋁/氧化硅，其在40至60度開(kāi)始脫水， 110度的時(shí)候發(fā)生較為明顯的脫水；以及二水硫酸鈣(石膏)，其在152°開(kāi)始脫水成半水石膏，半水石膏呈現(xiàn)較強(qiáng)堿性，因此，作為受熱釋水材料并不很好；以及明礬，其在64. 5° 開(kāi)始脫水，92. 5度左右開(kāi)始失去9個(gè)水分子，其在200°才會(huì)失去全部的12個(gè)水分子，因此，一般的粉膠固化溫度下，明礬脫水不完整；以及膽礬，常溫下呈現(xiàn)藍(lán)色，在113°下開(kāi)始失去4個(gè)水分子，同時(shí)呈現(xiàn)白色或無(wú)色，258°的時(shí)候才能脫去最后一個(gè)水分子，因此，其在粉膠固化期間內(nèi)，不能完全脫水；以及七水硫酸鐵，又稱(chēng)綠礬，常溫下呈綠色，64°開(kāi)始脫水，脫水后呈現(xiàn)白色或無(wú)色，300°可以脫去20%的水，為一種不完全脫水受熱釋水材料； 以及九水硅酸鈉，俗稱(chēng)水玻璃，100°即可完全脫水；以及水合三氯乙醛、Co (ClO4)2 · 6H20以及[Cr (H2O)4Cl2] Cl · 2H2。芒硝還可以與上述備選物質(zhì)混合在一起作為受熱釋水物。上述受熱釋水材料即受熱釋水物可以是單一的化合物，也可以是它們的一種或多種的混合物。其中有些材料脫水后呈現(xiàn)酸性或堿性，因此選擇其作為受熱釋水材料應(yīng)該謹(jǐn)慎，以免產(chǎn)生不利影響，影響LED 器件的性能和壽命。上述例舉的受熱釋水物主要?dú)w類(lèi)為結(jié)晶水合物、氧化物水合物和有機(jī)物水合物， 它們可以單一材料作為受熱釋水物，也可以是多種混合。SAP為聚丙烯酸鈉或聚乙二醇雙丙烯酸酯。由于目前高分子吸水樹(shù)脂眾多，因此， 不限于上述兩種成份的材料的選擇。高分子吸水樹(shù)脂根據(jù)其成份的不同具有不相同的膨脹倍數(shù)。膨脹倍數(shù)還與所吸收的水量有關(guān)，目前比較常見(jiàn)的膨脹倍數(shù)在30-1000倍之間，優(yōu)選為白色的SAP，也有黃色的SAP。SAP吸水后在LED發(fā)熱環(huán)境下仍然可以保持住水份。在周?chē)h(huán)氧樹(shù)脂的包圍下，不會(huì)輕易釋放水分子。即使LED溫度達(dá)到100°甚至以上，SAP都能穩(wěn)定的鎖水。用熒光粉、受熱釋水物、SAP配置粉膠，例如熒光粉的中心粉徑D50/um為6.0，則選用的高分子吸水樹(shù)脂的顆粒大小在l_2um。熒光粉的該尺寸范圍最佳為5-lOum，而高分子樹(shù)脂的顆粒大小為熒光粉尺寸的三分之一到十分之一，但不限于這個(gè)比例范圍。受熱釋水物的顆粒尺寸可以參照熒光粉的顆粒大小進(jìn)行篩選。另外，摻雜包括穩(wěn)定劑和分散劑。它們有利于提高其它摻雜的在加熱過(guò)程之前或過(guò)程中的分布。它們可以少量使用，也可以不使用。配制成粉膠后，對(duì)粉膠進(jìn)行研磨至達(dá)到粒度的要求。研磨主要是清除粉膠中存在的明顯偏大的顆粒。研磨除了可以改善顆粒大小以外，還可以使粉膠中的顆粒更加均勻的分布，相互交錯(cuò)參合和依附，甚至形成輕度交聯(lián)，這個(gè)步驟可以改善摻雜在粉膠中的分布狀況。但是此步驟可選。研磨完成后，再混入固化劑攪拌，然后點(diǎn)膠，將粉膠點(diǎn)到LED芯片的碗杯內(nèi)。參見(jiàn)圖1，LED芯片為無(wú)需打金線(xiàn)的通孔垂直結(jié)構(gòu)LED，在芯片1的表面覆蓋有粉膠2，粉膠2內(nèi)有SAP粒子3，該SAP粒子3吸水后發(fā)生膨脹的狀態(tài)。其表面具有鈍化層，鈍化層可選，其主要是起漏電、導(dǎo)電作用。本發(fā)明芯片的結(jié)構(gòu)不限于圖1中結(jié)構(gòu)，如有打金線(xiàn)的結(jié)構(gòu)也在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。點(diǎn)膠完成后，在對(duì)粉膠進(jìn)行加熱。本實(shí)施方式是在常溫下進(jìn)行的，環(huán)境溫度假設(shè)為 20攝氏度左右。芒硝的釋放水分子的溫度在32. 38°開(kāi)始釋放水分子，逐漸對(duì)粉膠進(jìn)行升溫。芒硝釋放的水分子被SAP粒子吸收，SAP粒子吸水后膨脹。配膠的體積比例，如環(huán)氧樹(shù)脂與固化劑(即A膠B膠)配比為1 1。其中摻雜的熒光粉為0. 09個(gè)單位，但不限于上述0. 09個(gè)單位，例如可以是0. 15個(gè)單位，即A膠、B膠和熒光粉也可以是1 1 0.15。芒硝也可以是0.15個(gè)單位，高分子吸水樹(shù)脂為0.05個(gè)單位。需要說(shuō)明的是，芒硝的量可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，而高分子吸水樹(shù)脂的量也可以根據(jù)受熱釋水物釋放的水量的多少進(jìn)行調(diào)整。事實(shí)上，受熱釋水材料釋放的水量的多少跟材料本身含水比例有關(guān)，還與受熱的溫度有關(guān)。不同的材料所含水量是不一樣的。即使同樣的材料，不同的固化溫度下，釋放的水分子數(shù)量也是不一樣的。例如，明礬在92. 5°釋放9個(gè)水分子，而在200°便會(huì)失去全部的水分子。除此以外，還與固化的時(shí)間有關(guān)，很多釋水材料受熱的時(shí)間越長(zhǎng)，分解出來(lái)的水越多。一般粉膠的固化時(shí)間為1小時(shí)，固化時(shí)間由環(huán)氧樹(shù)脂的固化屬性決定。對(duì)于釋水量小的釋水材料需要加大其用量，而對(duì)釋水量大的材料可以減小其用量。高分子吸水樹(shù)脂也存在很多類(lèi)型，具有不同的吸水能力和膨脹體積。一般吸水倍數(shù)為100倍即可，如果吸水能力很強(qiáng)，如最高可以達(dá)到1400倍的，則可以進(jìn)一步減少高分子吸水樹(shù)脂的量，但是為了有利于高分子吸水樹(shù)脂在粉膠中的分布，其需要加工成更小目數(shù)的顆粒，如5000目(2. 6um)，甚至1萬(wàn)目(1. 3um)及以上。一般情況下受熱釋水物釋放的水會(huì)被高分子吸水樹(shù)脂直接吸附，懸浮在粉膠中，粉膠吸水后急劇膨脹，其表面攜帶熒光粉顆粒向粉膠內(nèi)各個(gè)方向擴(kuò)張，從而將熒光粉擴(kuò)散到粉膠的各個(gè)角落，使熒光粉非常均勻的分布在粉膠中。有些受熱釋水物常溫下顯色，如綠礬常溫下顯綠色，但是受熱脫水后，變成無(wú)色透明晶體，因此不會(huì)影響LED芯片的發(fā)光。對(duì)于脫水后呈弱酸性、弱堿性的釋水材料一般不進(jìn)行優(yōu)化改造，而首選中性的材料或?qū)π酒铜h(huán)氧樹(shù)脂破壞性小的材料。本發(fā)明的受熱釋水物和高分子吸水樹(shù)脂不限于上述提及的材料，所有能夠應(yīng)用于本發(fā)明技術(shù)的材料替換物均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)熒光粉進(jìn)行分散處理的LED封裝方法，在混粉膠中加入熒光粉以及摻雜的混合物制成粉膠，所述摻雜包括受熱釋水物和高分子吸水樹(shù)脂SAP粉末，所述受熱釋水物在粉膠加熱固化的過(guò)程中會(huì)釋放水分子； 在粉膠中混入固化劑，在LED芯片上點(diǎn)膠；然后加熱，使結(jié)晶水合物釋放水分子，高分子吸水樹(shù)脂吸收該水分子膨脹，膨脹后的高分子吸水樹(shù)脂攜帶熒光粉，使熒光粉在粉膠中分散，至粉膠固化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)熒光粉進(jìn)行分散處理的LED封裝方法，其特征在于 所述受熱釋水物包括結(jié)晶水合物、氧化物水合物和有機(jī)物水合物中一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)熒光粉進(jìn)行分散處理的LED封裝方法，其特征在于 所述受熱釋水物包括七水硫酸鎳、七水硫酸鋅、七水硫酸鎂、二水檸檬酸鈉、高嶺土、二水氯化鋇、二水硫酸鈣、明礬、芒硝、膽礬、七水硫酸鐵、九水硅酸鈉、水合三氯乙醛、 Co (ClO4)2 · 6H20 以及[Cr (H2O)4Cl2] Cl · 2 中的一種或多種的混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)熒光粉進(jìn)行分散處理的LED封裝方法，其特征在于 所述SAP為聚丙烯酸鈉或聚乙二醇雙丙烯酸酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)熒光粉進(jìn)行分散處理的LED封裝方法，其特征在于所述摻雜包括穩(wěn)定劑和分散劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)熒光粉進(jìn)行分散處理的LED封裝方法，其特征在于 配制成粉膠后，對(duì)粉膠進(jìn)行研磨至達(dá)到粒度的要求。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)熒光粉進(jìn)行分散處理的LED封裝方法，其特征在于所述 LED芯片為無(wú)需打金線(xiàn)的通孔垂直結(jié)構(gòu)LED，其表面具有鈍化層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)熒光粉進(jìn)行分散處理的LED封裝方法，其特征在于 所述熒光粉為黃光熒光粉，所述LED芯片為藍(lán)光芯片，藍(lán)光芯片激發(fā)黃光熒光粉發(fā)出白光。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)熒光粉進(jìn)行分散處理的LED封裝方法，其特征在于 所述熒光粉為黃光熒光粉、紅光熒光粉、藍(lán)光熒光粉或綠光熒光粉中的一種或多種的混合ο
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種對(duì)熒光粉進(jìn)行分散處理的LED封裝方法，涉及LED器件的封裝技術(shù)，其用于解決粉膠固化后熒光粉在粉膠中分布不均的問(wèn)題。該技術(shù)方案為在混粉膠中加入熒光粉以及摻雜的混合物制成粉膠，所述摻雜包括受熱釋水物和高分子吸水樹(shù)脂SAP粉末，所述受熱釋水物在粉膠加熱固化的過(guò)程中會(huì)釋放水分子；在粉膠中混入固化劑，在LED芯片上點(diǎn)膠；然后加熱，使結(jié)晶水合物釋放水分子，高分子吸水樹(shù)脂吸收該水分子膨脹，膨脹后的高分子吸水樹(shù)脂攜帶熒光粉，使熒光粉在粉膠中分散，至粉膠固化。本發(fā)明解決了LED封裝器件內(nèi)的熒光粉分布不均的問(wèn)題，其提高了熒光粉的利用率，使器件發(fā)出的光顏色更加均勻，效果更好，品質(zhì)更高。
文檔編號(hào)H01L33/56GK102244158SQ20111017385
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者馮海濤, 蔡德晟 申請(qǐng)人:深圳萊特光電有限公司