一種白光led封裝用基板的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種白光LED封裝用基板的制備方法，采用可見光透過率較好的硬質(zhì)材料，并在該封裝基板表面按公知的方法制備電極與熒光層，其特征在于利用透光性材料替代了現(xiàn)有LED封裝的反射式基板，同時(shí)在透光性材料上制備有熒光層，應(yīng)用該基板可實(shí)現(xiàn)將LED芯片包裹于熒光材料中。利用該基板進(jìn)行LED封裝，可有效提高LED芯片的光取出效率，同時(shí)可避免由LED芯片發(fā)出的光在透光基板材料內(nèi)全反射而在材料橫截面上形成的藍(lán)光溢出，解決了應(yīng)用透光性基板進(jìn)行LED封裝的光色一致性問題。
【專利說明】一種白光LED封裝用基板的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及LED封裝領(lǐng)域，尤其涉及一種新型LED封裝用基板的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]LED作為一種新型光源，由于具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長等特點(diǎn)已經(jīng)被日益廣泛地應(yīng)用于照明領(lǐng)域。但LED芯片的發(fā)光是360度立體角，而目前的LED封裝光源都為單面光源，這就意味著需要利用反射式的基板將由LED芯片背面以及側(cè)面發(fā)出的光經(jīng)基板反射后由正面射出。這將造成很大一部分光線由于多次的反射而被材料吸收，致使LED封裝光源的整體光通量下降，從而限制了 LED光源整體光效的提高，由于此限制，目前市場上已經(jīng)有公司采用透明材料作為LED芯片的封裝基板，LED芯片直接固定于透明基板上，并點(diǎn)上熒光膠，獲得雙面出光的封裝光源，但是由于LED芯片背面與側(cè)面的光直接進(jìn)入透明基板中，并在透明基板中經(jīng)過多次全反射形成光波導(dǎo)，并最終由透明基板的側(cè)向截面射出。這樣會使得LED封裝光源的光色分布極不均勻，透明基板的正反兩面為白光，斜側(cè)面為黃光，而截面卻有藍(lán)光溢出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的前述問題，而提供一種消除空間色差的白光LED封裝用基板。采用可見光透過率較好的硬質(zhì)材料，并在該材料表面按公知的方法制備電極與熒光層，所述透光性材料替代了現(xiàn)有LED封裝的反射式基板，同時(shí)在透光性材料上制備有熒光層，應(yīng)用該基板可實(shí)現(xiàn)將LED芯片包裹于熒光材料中，其制備步驟如下:
[0004](I)選擇透光性材料，透光性材料可以為玻璃、陶瓷、硬質(zhì)透明有機(jī)聚合物或單晶。
[0005](2)圖案化電極制備，在透光性材料的表面采用絲網(wǎng)印刷或光刻結(jié)合真空鍍膜技術(shù)制備圖案化電極。
[0006](3)圖案化電極的固化，如果采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備的電極，一般還需采用高溫烘烤使印刷于透光性材料表面的圖案化電極材料固化。
[0007](4)熒光層制備，在制備有圖案化電極的透光性材料的表面采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備圖案化的熒光層，或者在透光性材料的表面留有凹槽，將熒光材料填于凹槽內(nèi)，而形成熒光層。
[0008](5)熒光層固化，采用烘烤或燒結(jié)的方法，使熒光層固化。
[0009]所述透光性材料可以是玻璃、陶瓷、硬質(zhì)透明有機(jī)聚合物或單晶。
[0010]所述利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備的圖案化電極的材料可以為銀漿、銀銅漿或錫膏等高溫固化導(dǎo)電材料。
[0011]所述熒光層制備材料為混有普通LED商用熒光粉的透明高分子聚合物膠體，優(yōu)選地可在膠體中繼續(xù)摻入其他功能性粉體，并使粉體與聚合物膠體混合均勻。
[0012]所述熒光層所選用的普通LED商用熒光粉，可以是一種熒光粉或幾種熒光粉混合而成，不同熒光粉間的配比依據(jù)由LED封裝光源的色溫與顯色指數(shù)的不同要求而確定。[0013]所述熒光層材料中，熒光粉與透明高分子聚合物膠體的質(zhì)量比為10: I至I: 10，優(yōu)化地為5:1至1: 3，最優(yōu)化地為4: I至1:1。
[0014]所述優(yōu)選地在熒光層中添加了功能性粉體，該功能性粉體可以為白色氧化物粉體，如:二氧化硅、氧化鋁、氧化釔、氧化鋯等；或?yàn)榻饘俜垠w，如:銀、鎳等。
[0015]所述功能性粉體與混有熒光粉的透明高分子聚合物膠體的質(zhì)量比為10: I至I: 50，優(yōu)化地為5:1至1: 10。
[0016]所述熒光層的厚度在20-100 μ m之間，優(yōu)選地為30-50 μ m。
[0017]本發(fā)明在透光性硬質(zhì)材料的表面制備熒光層，LED芯片直接固定于此熒光層上，可以既保證LED芯片的雙面出光，同時(shí)又消除了該封裝結(jié)構(gòu)中由于透光材料全反射而引起的光源色差。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1長條形LED封裝用基板結(jié)構(gòu)示意圖
[0019]圖2長條形LED封裝用基板正視圖
[0020]圖3圓形LED封裝用基板結(jié)構(gòu)示意圖[0021 ] 圖4圓形LED封裝用基板正視圖
【具體實(shí)施方式】
[0022]例I如圖1與圖2所示，選用硼酸鹽玻璃為透光材料110，將硼酸鹽玻璃切割為長寬分別為30mm與5mm的矩形，應(yīng)用絲網(wǎng)印刷技術(shù)，以銀漿為電極材料，印刷正負(fù)電極221與222。并將印刷完成的硼酸鹽玻璃基板110放入高溫爐中加熱至800°C，保持10分鐘使銀漿固化。將固化好的硼酸鹽玻璃110取出，并在印刷有正反電極221與222的硼酸鹽玻璃基板110上利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)印刷熒光層330。熒光層材料為普通LED封裝用硅膠30g，綠色熒光粉25.3g，紅色熒光粉4.1g,并在真空脫泡機(jī)中充分混合均勻。將印有熒光層330的硼酸鹽玻璃基板110放入烤箱內(nèi)，在150°C下烘烤2小時(shí)使硅膠固化，硅膠固化后熒光層的厚度為35 μ m。到此該LED基板制備完成。在該制備完成的LED基板上進(jìn)行LED封裝需要注意的是，LED芯片需要固定在熒光層330的中間位置，并完成整個(gè)公知的LED封裝過程。
[0023]例2如圖1與圖2所示，選用藍(lán)寶石沉底為透光材料110，將藍(lán)寶石切割為長寬分別為30mm與5mm的矩形，應(yīng)用絲網(wǎng)印刷技術(shù)，以銀膠為電極材料，印刷正負(fù)電極221與222。并將印刷完成的藍(lán)寶石基板110放入烤箱中加熱至150°C，保持120分鐘使銀膠固化。將固化好的藍(lán)寶石基板110取出，并在印刷有正反電極221與222的藍(lán)寶石基板110上利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)印刷熒光層330。熒光層材料為普通LED封裝用硅膠20g，黃色熒光粉25g，并在真空脫泡機(jī)中充分混合均勻。將印有熒光層330的藍(lán)寶石基板110放入烤箱內(nèi)，在150°C下烘烤2小時(shí)使硅膠固化，硅膠固化后熒光層的厚度為50 μ m。到此該LED基板制備完成。
[0024]例3如圖1與圖2所示，選用透明YAG陶瓷為透光材料110，其制備方法與實(shí)施例1的步驟相同，固化后的熒光層厚度為30 μ m。
[0025]例4如圖3與圖4所示，選用鈉鈣玻璃為透光材料110，將鈉鈣玻璃切割為直徑38mm的圓，以光刻技術(shù)為掩膜，利用磁控濺射技術(shù)在鈉鈣玻璃基板110上鍍制銀電極221與222。在鍍制好銀電極221與222的鈉鈣玻璃基板110上利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)印刷熒光層330。熒光層材料為普通LED封裝用硅膠50g，綠色熒光粉25.3g，紅色熒光粉4.7g，二氧化硅粉末25g，并在真空脫泡機(jī)中充分混合均勻。將印有熒光層330的鈉鈣玻璃基板110放入烤箱內(nèi)，在150°C下烘烤2小時(shí)使硅膠固化，硅膠固化后熒光層的厚度為45 μ m。到此該LED基板制備完成。
[0026]實(shí)施例5如圖1與圖2所示，選用YAG透明陶瓷為透光材料110，將YAG透明陶瓷切割為長寬分別為30mm與5mm的矩形，應(yīng)用絲網(wǎng)印刷技術(shù)，以銀漿為電極材料，印刷正負(fù)電極221與222。并將印刷完成的YAG透明陶瓷基板110放入高溫爐中加熱至800°C，保持10分鐘使銀漿固化。將固化好的YAG透明陶瓷基板110取出，并在印刷有正反電極221與222的藍(lán)寶石基板110上利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)印刷熒光層330。熒光層材料為普通LED封裝用硅膠20g，黃色熒光粉25g，銀粉1.5g并在真空脫泡機(jī)中充分混合均勻。將印有熒光層330的YAG透明陶瓷基板110放入烤箱內(nèi)，在150°C下烘烤2小時(shí)使硅膠固化，硅膠固化后熒光層的厚度為40 μ m。到此該LED基板制備完成。
[0027]實(shí)施例6選用選用硼酸鹽玻璃為透光材料110，將硼酸鹽玻璃切割為長寬分別為30mm與5mm的矩形。同時(shí)在玻璃表面刻蝕出長、寬與深分別為20mm、3mm與60 μ m的凹槽。應(yīng)用絲網(wǎng)印刷技術(shù)，以銀漿為電極材料，印刷正負(fù)電極221與222。并將印刷完成的硼酸鹽玻璃基板110放入高溫爐中加熱至800°C，保持10分鐘使銀漿固化。將固化好的硼酸鹽玻璃110取出，并在印刷有正反電極221與222的硼酸鹽玻璃基板110的凹槽處倒入熒光膠。熒光膠材料為普通LED封裝用硅膠20g，黃色熒光粉25g，銀粉1.5g與氧化鋁粉末40g，并在真空脫泡機(jī)中充分混合均勻。將硼酸鹽玻璃基板110放入烤箱內(nèi)，在150°C下烘烤2小時(shí)使硅膠固化，到此該LED基板制備完成。
[0028]上述內(nèi)容只是本發(fā)明的六個(gè)個(gè)具體實(shí)施例，而并非對本發(fā)明的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對上面的實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍然屬于本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種白光LED封裝用基板的制備方法，采用可見光透過率較好的硬質(zhì)材料，并在該材料表面按公知的方法制備電極與熒光層，其特征在于利用透光性材料替代了現(xiàn)有LED封裝的反射式基板，同時(shí)在透光性材料上制備有熒光層，應(yīng)用該基板可實(shí)現(xiàn)將LED芯片包裹于熒光材料中，其制備步驟如下: (1)選擇透光性材料，透光性材料可以為玻璃、陶瓷、硬質(zhì)透明有機(jī)聚合物或單晶。 (2)圖案化電極制備，在透光性材料的表面采用絲網(wǎng)印刷或光刻結(jié)合真空鍍膜技術(shù)制備圖案化電極。 (3)圖案化電極的固化，如果采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備的電極，一般還需采用高溫烘烤使印刷于透光性材料表面的圖案化電極材料固化。 (4)熒光層制備，在制備有圖案化電極的透光性材料的表面采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備圖案化的熒光層，或者在透光性材料的表面留有凹槽，將熒光材料填于凹槽內(nèi)，而形成熒光層。 (5)熒光層固化，采用烘烤或燒結(jié)的方法，使熒光層固化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種白光LED封裝用基板的制備方法，其特征在于:透光性材料可以是玻璃、陶瓷、硬質(zhì)透明有機(jī)聚合物或單晶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種白光LED封裝用基板的制備方法，其特征在于:利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備的圖案化電極的材料可以為銀漿、銀銅漿或錫膏等高溫固化導(dǎo)電材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種白光LED封裝用基板的制備方法,其特征在于:突光層制備材料為混有普通LED商用熒光粉的透明高分子聚合物膠體，優(yōu)選地可在膠體中繼續(xù)摻入其他功能性粉體，并使粉體與聚合物膠體混合均勻。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種白光LED封裝用基板的制備方法,其特征在于:突光層所選用的普通LED商用熒光粉，可以是一種熒光粉或幾種熒光粉混合而成，不同熒光粉間的配比依據(jù)由LED封裝光源的色溫與顯色指數(shù)的不同要求而確定。
6.根據(jù)權(quán)利要求4與5所述的一種白光LED封裝用基板的制備方法,其特征在于:突光層材料中，熒光粉與透明高分子聚合物膠體的質(zhì)量比為10:1至1: 10，優(yōu)化地為5: I至1: 3，最優(yōu)化地為4:1至1:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種白光LED封裝用基板的制備方法，其特征在于:優(yōu)選地?zé)晒鈱又刑砑恿斯δ苄苑垠w，該功能性粉體可以為白色氧化物粉體，如:二氧化硅、氧化鋁、氧化釔、氧化鋯等；或?yàn)榻饘俜垠w，如:銀、鎳等。
8.根據(jù)權(quán)利要求4、5、6與7所述的一種白光LED封裝用基板的制備方法,其特征在于:功能性粉體與混有熒光粉的透明高分子聚合物膠體的質(zhì)量比為5:1至1: 100，優(yōu)化地為2:1 至 1: 30。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、4、5、6、7與8所述的一種白光LED封裝用基板的制備方法，其特征在于:熒光層的厚度在20-100 μ m之間，優(yōu)選地為30-50 μ m。
【文檔編號】H01L33/48GK103824924SQ201410055007
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月18日
【發(fā)明者】張紅衛(wèi), 馮輝輝, 陳寶容 申請人:張紅衛(wèi)