[发明专利]一种高光效LED封装硅胶配方

说明书

 

技术领域

本发明涉及LED封装配方制备领域，特别是涉及一种高光效LED封装配方。

 

背景技术

LED具有高亮度、寿命长、节能、环保等优点，因此被广泛应用于光源、显示装置及作为液晶显示的背景光源，其中大功率LED 封装技术应满足以下三点要求：一是封装结构要有高出光率；其二是热阻低，这样才能保证功率LED的光电性能并使得其具有一定可靠性；其三是光源能够耐高低温，以保证在恶劣的情况下可以正常工作，因此其加工工艺就显得尤为重要，常见的实现白光的工艺方法有如下三种：

第一种工艺方法是将RGB 三基色多个芯片或多个器件发光混色成白光，或者用蓝+黄绿色双芯片补色产生白光，而用RGB 三基色多个芯片或多个器件发光混色成白光常常不够稳定，而用蓝+黄绿色双芯片补色产生白光只要散热得法，该方法产生的白光较前一种方法稳定，但驱动较复杂，另外加工时还要考虑不同颜色芯片的不同光衰速度。

第二种工艺方法是在紫外光芯片上涂RGB 荧光粉，利用紫光激发荧光粉产生三基色光混色形成白光，但由于目前的紫外光芯片和RGB 荧光粉效率较低，且环氧树脂在紫外光照射下易分解老化，因此十分不稳定。

第三种工艺方法是在蓝色芯片上涂上YAG 荧光粉，其荧光粉由灌封胶与荧光粉混合而成，芯片的蓝色光激发荧光粉发出典型值为500nm~560nm 的黄绿光，黄绿光与蓝色光合成白光。

第三种加工工艺方法由于制备相对简单，效率高，实用性强，因此国内市场普遍采用第三种做法即荧光粉涂敷方式进行生产，在其生产中需要将荧光粉与灌封胶混合然后点涂在芯片上。

配方中灌封胶的作用主要用于对芯片进行机械保护，应力释放，并作为一种光导结构进行导光。因此，要求其透光率高，折射率高，热稳定性好，流动性好，易于喷涂，此外为提高LED封装的可靠性，还要求灌封胶具有低吸湿性、低应力、耐老化等特性。

目前常用的灌封胶包括环氧树脂和硅胶。硅胶由于具有透光率高，折射率大，热稳定性好，应力小，吸湿性低等特点，明显优于环氧树脂，因此在大功率LED封装中得到广泛应用。

研究表明，提高硅胶折射率可有效减少折射率物理屏障带来的光子损失，提高外量子效率，但硅胶性能受环境温度影响较大，承受的温度范围内一般为-40℃~200℃。随着温度升高，硅胶内部的热应力加大，导致硅胶的折射率降低，从而影响LED光效和光强分布。

而配方中荧光粉的作用在于光色复合，形成白光。其特性主要包括粒度、形状、发光效率、转换效率、稳定性（热和化学）等，其中，发光效率和转换效率是关键，高温下荧光粉和灌封胶一样存在热稳定性问题。

 

发明内容

本发明提出一种新的封装配方，在硅胶和荧光粉的混合体里面加入苯基甲基硅油，该配方调配完成后，其混合粘度在25℃，cps为5000-6000，这样荧光粉不会在很短时间沉淀，保证了整个发光面均匀，为达到此目的，本发明提供了一种高光效LED封装配方；所述LED封装配方包括硅胶和荧光粉：

所述LED封装硅胶配方还包括苯基甲基硅油；

所述硅胶由A型胶和B型胶混合而成，混合时A型胶和B型胶按1:1进行混合，混合后硅胶折射率为1.53，所述硅胶1mm、440nn透光率大于99.6%,所述硅胶肖氏硬度为60-65；

所述荧光粉为黄色荧光粉，直径大小在27±1um之内；

所述苯基甲基硅油粘度CPS为8000-10000,折射率为1.51，闪火点为315℃，流动点小于-50℃；

所述硅胶配方中苯基甲基硅油和硅胶按4：6混合；

所述硅胶配方中荧光粉与苯基甲基硅油和硅胶混合后胶水按2：1.8~2.0混合。

作为本发明的一种改进所述黄色荧光粉经过高温烧结而成，本发明配方黄色荧光粉可采用经过高温烧结而成的YAG系列荧光粉，该系列荧光粉是经过高温烧结而成，因此其内具有多棱角特征，可使折射率提高，降低光散射，从而可提高LED出光效率10％-20％，进而能有效改善光色质量。

本发明提出一种新的封装配方，在硅胶和荧光粉的混合体里面加入苯基甲基硅油，该配方调配完成后，其混合粘度在25℃，cps为5000-6000，这样荧光粉不会在很短时间沉淀，保证了整个发光面均匀，由于硅胶有高折射和高透光率，硅油有高稳定性，按照这种方法调配的荧光胶封装光源，具有长期高效稳定的性能，不管在高热或寒冷或高辐射下都能长期保证它的高出光效率，是传统方法封装所不能达到的。