本發(fā)明涉及LED技術，特別是涉及一種LED封裝工藝。

背景技術：

隨著市場要求的不斷提高，LED模塊高度集成化，大功率LED產品的可靠性成為制約LED產品健康快速發(fā)展的瓶頸，其中，封裝工藝對LED產品可靠性的影響最為明顯。目前常用的白光LED，最廣泛的封裝方法是使用環(huán)氧樹脂或硅膠等有機物與熒光粉混合后涂覆在藍光芯片上。在LED的使用過程中，芯片功耗以及熒光粉光轉換過程的能量損失產生的熱能，會使得芯片以及熒光粉層的溫度升高，樹脂類材料長期暴露在高溫和短波光照射環(huán)境下，會讓甲基官能團脫離硅膠。這種鍵斷裂會引起一系列的缺陷，隨之導致硅膠老化，變黃，內部進入濕氣，透過率下降，進而造成LED模塊光學性能下降，比如光效下降，色坐標偏移，大大降低了其可靠性和使用壽命。此外，此方法LED芯片封裝時，點膠和固化時間比較長，需1.5-3h，點膠設備昂貴。

為此，其他封裝技術，例如玻璃熒光材料由于其高穩(wěn)定性和耐用性等特點而成為研究的熱點?，F有的玻璃熒光材料需要在1000℃以上的高溫下熔制且需要在真空或特殊氣氛中進行，再倒入模具中成型，退火數個小時并冷卻，工藝復雜，時間長，成型困難，對技術要求高，難以投入實際應用。

技術實現要素：

本發(fā)明提供了一種LED封裝工藝，其克服了現有技術所存在的不足之處。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種LED封裝工藝包括以下步驟：

1)制備混合粉末：將低軟化溫度玻璃粉和熒光粉以質量比5～10:1的比例球磨混合，制得混合粉末，其中低軟化溫度玻璃粉由以下質量分數的組份組成：

P₂O₅ 20～40％，B₂O₃ 8～15％，ZnO 40～60％，Al₂O₃ 3％～8％，Na₂O 3％～8％；其軟化溫度為420℃-500℃；

2)涂覆法：將所述混合粉末置于激光熔化裝置中于高于軟化溫度100～300℃的溫度下熔融，將待封裝芯片置于3D打印機內作為打印基板，將所述熔融的混合粉末打印于芯片上形成熒光玻璃層，自然冷卻完成封裝；或

燒結法：將所述混合粉末置于激光熔化裝置中于高于軟化溫度100～300℃的溫度下熔融，通過3D打印機打印形成熒光玻璃片，通過激光束將熒光玻璃片邊緣熔化并粘附于待封裝芯片上形成熒光玻璃層，自然冷卻完成封裝。

優(yōu)選的，所述低軟化溫度玻璃粉由以下質量分數的組份組成：P₂O₅ 25～35％，B₂O₃8～12％，ZnO 45～55％，Al₂O₃ 3％～6％，Na₂O 3％～6％。

優(yōu)選的，所述低軟化溫度玻璃粉由以下質量分數的組份組成：P₂O₅ 30％，B₂O₃ 10％，ZnO 50％，Al₂O₃ 5％，Na₂O 5％。

優(yōu)選的，所述軟化溫度為440℃～480℃。

優(yōu)選的，所述低軟化溫度玻璃粉和熒光粉的粒徑為10～25μm。

優(yōu)選的，所述熒光粉為黃色熒光粉、綠色熒光粉、紅色熒光粉、藍綠色熒光粉中的至少一種。

優(yōu)選的，步驟2)中，所述熒光玻璃層的厚度為50～150μm。

優(yōu)選的，步驟2)中，所述3D打印機的打印噴頭加裝有保溫裝置，其溫度與激光熔化裝置設定的溫度相同。

優(yōu)選的，所述3D打印具體包括以下步驟：根據所述待封裝芯片的大小設計熒光玻璃的規(guī)格，通過建模軟件建立相應的三維立體模型，將該模型導入3D打印機中并設定相應的噴涂路徑，將所述熔融的混合粉末置于所述打印噴頭內，打印噴頭按路徑移動并噴涂形成所述熒光玻璃層。

相較于現有技術，本發(fā)明具有以下有益效果：

將熒光粉與低軟化溫度玻璃粉混合熔融并通過3D打印制備熒光玻璃，低軟化溫度玻璃粉的軟化溫度為420℃-500℃，通過激光熔化裝置在500～800℃左右即可呈熔融狀態(tài)并用于 3D噴涂，無需高溫熔制或特殊氣氛，無需模具，涂覆后無需固化或者其他冷卻技術，工藝簡單，設備應用靈活，大大縮短了生產時間；形成的熒光玻璃耐熱性好，透光性好，較硅膠等有機物可承受的溫度高，抗腐蝕，耐候性好，使用壽命長。

以下實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明；但本發(fā)明的一種LED封裝工藝不局限于實施例。

具體實施方式

實施例1

將75wt.％低軟化溫度玻璃粉(中心粒徑D₅₀＝25μm)與25wt.％熒光粉(Y₃Al₅O₁₂：Ce，D₅₀＝23μm)置于球磨罐中，加入適量的酒精，混合8h，取出烘干，制得混合粉末。其中低軟化溫度玻璃粉由質量分數為40％P₂O₅、14％B₂O₃、40％ZnO、3％Al₂O₃及3％Na₂O組成，其軟化溫度約為420℃

實施例2

將80wt.％低軟化溫度玻璃粉(中心粒徑D₅₀＝20μm)與20wt.％熒光粉(Y₃Al₅O₁₂：Ce，D₅₀＝20μm)置于球磨罐中，加入適量的酒精，混合8h，取出烘干，制得混合粉末。其中低軟化溫度玻璃粉由質量分數為35％P₂O₅、12％B₂O₃、45％ZnO、5％Al₂O₃及3％Na₂O組成，其軟化溫度約為440℃。

實施例3

將85wt.％低軟化溫度玻璃粉(中心粒徑D₅₀＝10μm)與15wt.％熒光粉(Y₃Al₅O₁₂：Ce，D₅₀＝12μm)置于球磨罐中，加入適量的酒精，混合8h，取出烘干，制得混合粉末。其中低軟化溫度玻璃粉由質量分數為30％P₂O₅、10％B₂O₃、50％ZnO、5％Al₂O₃及5％Na₂O組成，其軟化溫度約為460℃。

實施例4

將90wt.％低軟化溫度玻璃粉(中心粒徑D₅₀＝15μm)與15wt.％熒光粉(Y₃Al₅O₁₂：Ce，D₅₀＝15μm)置于球磨罐中，加入適量的酒精，混合8h，取出烘干，制得混合粉末。其中低 軟化溫度玻璃粉由質量分數為25％P₂O₅、8％B₂O₃、55％ZnO、4％Al₂O₃及8％Na₂O組成，其軟化溫度約為480℃。

實施例5

將78wt.％低軟化溫度玻璃粉(中心粒徑D₅₀＝18μm)與12wt.％熒光粉(Y₃Al₅O₁₂：Ce，D₅₀＝15μm)置于球磨罐中，加入適量的酒精，混合8h，取出烘干，制得混合粉末。其中低軟化溫度玻璃粉由質量分數為20％P₂O₅、11％B₂O₃、60％ZnO、6％Al₂O₃及3％Na₂O組成，其軟化溫度約為500℃。

實施例6

任選實施例1-5制得的混合粉末置于3D打印機的激光熔化裝置中，控制溫度在軟化溫度100～300℃，使混合粉末呈熔融狀態(tài)，作為打印材料。將待封裝的芯片置于3D打印機中作為基板，根據芯片大小設計需打印的熒光玻璃的規(guī)格，通過建模軟件建立相應的三維立體模型，將該模型導入3D打印機中并設定相應的噴涂路徑，將打印材料置于打印噴頭內，打印噴頭按路徑移動并直接噴涂于芯片上形成熒光玻璃層，自然冷卻即完成封裝。其中打印噴頭加裝有保溫裝置，溫度與激光熔化裝置設定的溫度相同以保持打印材料處于熔融的狀態(tài)。形成的熒光玻璃層的厚度在50～150μm之間。

實施例7

任選實施例1-5制得的混合粉末置于3D打印機的激光熔化裝置中，控制溫度在軟化溫度100～300℃，使混合粉末呈熔融狀態(tài)，作為打印材料。根據需求設計需打印的熒光玻璃的規(guī)格，通過建模軟件建立相應的三維立體模型，將該模型導入3D打印機中并設定相應的噴涂路徑，將打印材料置于打印噴頭內，打印噴頭按路徑移動并噴涂于基板上形成熒光玻璃片。熒光玻璃片可以與待封裝芯片的大小匹配，亦可打印出較大尺寸再利用激光切割成與待封裝芯片大小匹配。其中打印噴頭加裝有保溫裝置，溫度與激光熔化裝置設定的溫度相同以保持打印材料處于熔融的狀態(tài)。將熒光玻璃片覆蓋在待封裝芯片上，通過激光束將熒光玻璃片邊緣瞬間熔化使其粘接于待封裝芯片上形成熒光玻璃層，自然冷卻完成封裝。形成的熒光玻璃層的厚度在50～150μm之間。

上述實施例以Y₃Al₅O₁₂：Ce熒光粉為例進行說明，事實上，熒光粉可以為黃色熒光粉、 綠色熒光粉、紅色熒光粉、藍綠色熒光粉中的至少一種，其配方亦可以是習知的，并不對此進行限定。

本發(fā)明3D打印技術的原理可參照現有的3D打印技術，在此不加以贅述。

上述實施例僅用來進一步說明本發(fā)明的一種LED封裝工藝，但本發(fā)明并不局限于實施例，凡是依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明技術方案的保護范圍內。