本實(shí)用新型涉及一種近自然光譜的LED倒裝照明器件。

背景技術(shù)：

LED是一種固態(tài)的半導(dǎo)體部件，它可以直接把電能轉(zhuǎn)化為照明光，LED光源被稱(chēng)為綠色光源,具有節(jié)能、環(huán)保、耐用、體積小等特點(diǎn)，正逐漸取代常規(guī)照明光源大有成為主流照明的發(fā)展趨勢(shì)。隨著LED產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)大，照明領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，LED光源光譜對(duì)人眼的影響開(kāi)始受到關(guān)注，眾所周知自然光光譜是最理想的光源，給人以舒適的感覺(jué)且被大眾所普遍接受，而與自然光光譜擬合度較高的LED光源光譜還沒(méi)有問(wèn)世?，F(xiàn)有技術(shù)，如：藍(lán)光芯片+換色熒光粉；藍(lán)光芯片+紅色芯片+黃色熒光粉混合來(lái)得到白光，有著光譜不連續(xù).顯色性低.光效差.工藝復(fù)雜不便工業(yè)化等諸多缺點(diǎn)，從而影響了LED自然光光譜光源的發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種近自然光譜的LED倒裝照明器件。

本實(shí)用新型提供的近自然光譜的LED倒裝照明器件，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，該器件包括LED倒裝芯片7，其中，在所述倒裝芯片7上依次設(shè)有熒光粉層8和透明熒光陶瓷層9，且所述熒光粉層8包圍所述LED倒裝芯片7，所述透明熒光陶瓷層9覆蓋于所述熒光粉層8的上表面。

上述器件中，所述熒光粉層的熒光粉為(Y_1-xCe_x)₃(Al_1-yCr_y)₅O₁₂；

所述(Y_1-xCe_x)₃(Al_1-yCr_y)₅O₁₂中，0≤x≤1或x＝0.02，0≤y≤1或y＝0.008；

所述熒光粉層的熒光粉的發(fā)射峰值為680-750nm或710nm。

該熒光粉可按照如下方法制得：按照化學(xué)式(Y_1-xCe_x)₃(Al_1-yCr_y)₅O₁₂中摩爾比將原料對(duì)應(yīng)的氧化物粉末進(jìn)行稱(chēng)量配比，球磨后混合均勻，干燥后粗磨，升溫至煅燒溫度后進(jìn)行煅燒，煅燒完畢后降溫至室溫而得；

上述方法中，球磨的時(shí)間為8-20h；

升溫和降溫步驟中，升溫速率和降溫速率均為3-10℃/min或5℃/min；

煅燒步驟中，煅燒的溫度為1400-1650℃；煅燒的時(shí)間為3-6h或4h。

所述熒光粉層中還含有粘接劑，具體可為硅樹(shù)脂型粘接劑；

所述熒光粉層的熒光粉占所述熒光粉和粘接劑總質(zhì)量的8-9.5％。

所述熒光粉層的厚度為0.05-0.12mm，具體可為0.0.9mm；

構(gòu)成所述透明熒光陶瓷層的材料為Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺；具體的，構(gòu)成所述透明熒光陶瓷層的材料為Ce³⁺的摻雜濃度為0.4％的Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺；所述摻雜濃度是指Ce³⁺在Y₃Al₅O₁₂中的摩爾百分濃度。

該透明熒光陶瓷層可由陶瓷原料粉體和燒結(jié)助劑混合進(jìn)行燒結(jié)而得；其中，所述陶瓷原料粉體具體選自Al₂O₃、Y₂O₃、MgAl₂O₄、MgAlON、AlN、SiN、ZrO₂和SiC中的至少一種；所述燒結(jié)助劑具體可選自CaO、MgO、TiO₂、SiO₂、MnO和高嶺土中的至少一種。

所述透明熒光陶瓷片具體可為按照如下方法制得：將所述陶瓷原料粉體、燒結(jié)助劑按比例混合后加入球磨罐中，同時(shí)加入球磨介質(zhì)、球磨球進(jìn)行球磨，將所得混合物烘干，研磨過(guò)篩后進(jìn)行干壓、冷等靜壓成型得到胚體；再將所得胚體依次進(jìn)行真空燒結(jié)和等熱靜壓燒結(jié)，退火而得；

其中，所述球磨步驟中，球磨轉(zhuǎn)速為235r/min，球磨時(shí)間為10-24h；

所述烘干步驟中，溫度為50-120℃，時(shí)間為12h-48h；

所述過(guò)篩步驟中，篩孔的目數(shù)為200-300目；

所述干壓步驟中，稱(chēng)量一定質(zhì)量過(guò)篩后粉體在4Mpa-10Mpa下保壓3-10min；

所述冷等靜壓成型步驟中，干壓后放入冷等靜壓機(jī)200Mpa-300Mpa保壓1-10min；

所述真空燒結(jié)步驟中，燒結(jié)溫度為1500-1800℃，保溫時(shí)間為5-30小時(shí)，真空度為10^-1-10^-4Pa；

所述等熱靜壓燒結(jié)步驟中，燒結(jié)溫度為1600-1800℃，保溫時(shí)間為1-5小時(shí)，壓力為120-180MPa；

所述退火步驟具體為在800-1500℃保溫5-40小時(shí)，然后隨爐冷卻。

所述透明熒光陶瓷層的發(fā)射峰值為530-580nm，具體可為552nm。

所述透明熒光陶瓷層的厚度為0.15-0.3mm，具體可為0.2mm。

具體的，所述近自然光譜的LED倒裝照明器件由基板1和位于所述基板1上的電路2、正負(fù)電極3和4、圍壩5及若干個(gè)芯片單元6組成；

所述圍壩5包圍所有芯片單元6；

所述正負(fù)電極3和4分別位于所述基板1上不被所述圍壩5包圍的區(qū)域；

每個(gè)芯片單元6通過(guò)錫膏與所述電路2相連；

每個(gè)芯片單元6由下至上依次由LED倒裝芯片7、熒光粉層8和透明熒光陶瓷層9組成，且所述熒光粉層8包圍所述LED倒裝芯片，所述透明熒光陶瓷層9覆蓋于所述熒光粉層8的上表面；

所述LED倒裝芯片7底端設(shè)有芯片電極10，所述芯片電極10與所述電路2相連。

所述基板1具體可為氮化鋁基板、鋁基板、銅基板或氧化鋁基板；

所述LED倒裝芯片7的發(fā)射波長(zhǎng)為445nm-465nm，具體可為450-452.5nm；

構(gòu)成所述正負(fù)電極的材料為銀或金。

所述近自然光譜的LED倒裝照明器件的色溫為2700-6000K，具體可為4200K。

上述近自然光譜的LED倒裝照明器件可按照如下方法制得：

1)在所述基板1上印刷電路2；

2)利用錫膏將所述LED倒裝芯片7上的芯片電極10連接在所述電路2后，再固定；

3)在所述LED倒裝芯片7上印刷熒光粉層8并使所述熒光粉層8包圍所述LED倒裝芯片7后，將透明熒光陶瓷層9固定在所述熒光粉層8的上表面，固化后，得到一個(gè)芯片單元6；

4)重復(fù)所述步驟2)和3)若干次，得到若干個(gè)芯片單元；

5)在所有芯片單元6的外圍畫(huà)上圍壩膠進(jìn)行烘烤，使所得圍壩5包圍所有芯片單元6，得到所述近自然光譜的LED倒裝照明器件。

上述方法的所述步驟2)連接步驟中，連接的方法為固晶法；所述固定步驟中，固定的方法為回流焊法。

所述步驟3)固定步驟中，固定的方法為固晶法。

本實(shí)用新型針對(duì)照明用LED對(duì)近自然光譜的要求，提供了一種近光譜的LED倒裝照明器件，其光譜連續(xù)性好、顯色性高、光效高，很好地滿(mǎn)足了照明LED的需求，有利于推動(dòng)LED照明的快速發(fā)展。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖，其中；a為近自然光譜的LED倒裝照明器件的俯視圖，b為芯片單元的側(cè)視圖；1為氮化鋁基板、2為電路、3和4為正負(fù)電極、5為圍壩、6為芯片單元、7為L(zhǎng)ED倒裝芯片、8為熒光粉層、9為透明熒光陶瓷層、10為芯片電極；

圖2是常規(guī)光源和本實(shí)用新型實(shí)施例1所得光源器件在4200K色溫的發(fā)射光譜曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述，但本實(shí)用新型并不限于以下實(shí)施例。所述方法如無(wú)特別說(shuō)明均為常規(guī)方法。所述原材料如無(wú)特別說(shuō)明均能從公開(kāi)商業(yè)途徑獲得。如無(wú)特殊說(shuō)明，實(shí)施例中的“％”均表示質(zhì)量百分比。下述實(shí)施例中所用硅樹(shù)脂型粘接劑購(gòu)自日本信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社，產(chǎn)品編號(hào)為KER3000-M2。

下述實(shí)施例中所用熒光粉可按照如下方法制得：按照化學(xué)式(Y_1-xCe_x)₃(Al_1-yCr_y)₅O₁₂中摩爾比將原料粉末進(jìn)行稱(chēng)量配比，球磨8h后混合均勻，干燥后粗磨，以5℃/min的速率由室溫升溫至煅燒溫度1400℃后進(jìn)行煅燒4h，煅燒完畢后以5℃/min的速率降溫至室溫而得；

所用透明熒光陶瓷層Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺可按照如下方法制得：將按照化學(xué)式Y(jié)₃Al₅O₁₂：Ce³⁺中各元素摩爾比，將對(duì)應(yīng)的氧化物陶瓷原料粉體按比例混合后加入球磨罐中，同時(shí)加入燒結(jié)助劑CaO、球磨介質(zhì)和球磨球進(jìn)行以轉(zhuǎn)速235r/min球磨10h，將所得混合物120℃烘干12h，研磨過(guò)200目篩后進(jìn)行在4Mpa下保壓10min后放入冷等靜壓機(jī)300Mpa保壓5min進(jìn)行冷等靜壓成型得到胚體；再將所得胚體依次于1500℃真空燒結(jié)5小時(shí)(真空度為10^-1Pa)、于1600℃等熱靜壓燒結(jié)5小時(shí)(壓強(qiáng)為120MPa)后在800℃退火40小時(shí)隨爐冷卻而得。

實(shí)施例1、

本實(shí)用新型提供的近自然光譜的LED倒裝照明器件，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示；

由氮化鋁基板1和位于氮化鋁基板上的電路2、正負(fù)電極3和4、圍壩5及若干個(gè)芯片單元6組成；

圍壩5包圍所有芯片單元6；

正負(fù)電極3和4分別位于基板1上不被所述圍壩包圍的區(qū)域；

每個(gè)芯片單元6通過(guò)錫膏與電路相連；

每個(gè)芯片單元由下至上依次由LED倒裝芯片7、熒光粉層8和透明熒光陶瓷層9組成，且熒光粉層包圍LED倒裝芯片，透明熒光陶瓷層9覆蓋于熒光粉層8的上表面；

LED倒裝芯片底端設(shè)有芯片電極10，芯片電極通過(guò)錫膏與電路相連。

其中，熒光粉層8由發(fā)射峰值為710nm的熒光粉(Y_1-xCe_x)₃(Al_1-yCr_y)₅O₁₂(x為0.02，y為0.008)和硅樹(shù)脂型粘接劑組成，熒光粉在其中的質(zhì)量百分濃度為8％；該層的厚度為0.09mm；

構(gòu)成透明熒光陶瓷層9的材料為發(fā)射峰值在552nm的黃色材料，也即Ce³⁺的摻雜濃度為0.4％的Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺；該層的厚度為0.2mm；

構(gòu)成正負(fù)電極3和4的材料為金；

LED倒裝芯片7為藍(lán)光芯片，發(fā)光波長(zhǎng)為450-452.5nm。

該近自然光譜的LED倒裝照明器件可按照如下方法制得：

1)在基板1上印刷電路2；

2)利用錫膏將LED倒裝芯片7上的芯片電極10利用固晶法連接在電路2后，再利用回流焊法固定；

3)在LED倒裝芯片7上印刷熒光粉層8并使熒光粉層8包圍LED倒裝芯片7后，將透明熒光陶瓷層9利用固晶法固定在熒光粉層8的上表面，固化后，得到一個(gè)芯片單元6；

4)重復(fù)步驟2)和3)若干次，得到若干個(gè)芯片單元；

5)在所有芯片單元6的外圍畫(huà)上圍壩膠進(jìn)行烘烤，使所得圍壩5包圍所有芯片單元6，得到本實(shí)用新型提供的近自然光譜的LED倒裝照明器件。

圖2為常規(guī)光源和該實(shí)施例所得光源器件在4200K色溫的對(duì)比發(fā)射光譜圖。由圖可知，本實(shí)用新型所得光源紅色光譜得到補(bǔ)償，光譜連續(xù)性好、顯色性高、更接近自然光譜，很好地滿(mǎn)足了照明LED的健康照明需求，有利于推動(dòng)LED高品質(zhì)照明的快速發(fā)展。