[发明专利]白光LED封装工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED封装工艺，特别涉及一种白光LED的封装工艺。

背景技术

发光二极管（LED）是一种半导体光源，LED与其它光源诸如白炽灯相比具有很多优点，LED通常具有较长的寿命、较好的稳定性、较快的开关特性以及较低的能耗。随着LED作为新一代光源日益深入人们的生活，其应用也越来越广泛。在合成白光方面，最常用的方式是在发蓝光的LED晶片上放置波长转换材料，例如黄色荧光粉，在LED晶片上的波长转换材料层会吸收一些LED发出的光子，并将它们向下转换（down-convert）为可见光波长的光，从而产生具有蓝色和黄色波长光的双色光源。如果产生的黄光和蓝光有正确的比例，那么人眼会感受到白光。

在现有技术中，LED的封装工艺一般包括固晶、焊线、涂胶、烘烤等步骤，其中涂胶步骤通常将粒径在10~15μm的大粒径荧光粉按照一定比例混合在硅胶中，用过点胶设备将荧光粉与胶的混合物涂覆在LED晶片上，然而，大粒径荧光粉在点胶过程中容易出现荧光粉沉降的问题，使得荧光粉在胶体中的分布不均匀，由此导致封装出的白光LED出现颜色偏差，就是通常所说的黄圈现象。在其它技术方案中，涂胶也可以通过保型涂覆技术LED晶片表面涂覆非常均匀的荧光粉层，但是，由于蓝光LED晶片本身的发光强度在空间的分布具有不等值的特点，对于保型涂覆而言，强度值较大的蓝光通过中心区域荧光粉层的距离比通过边缘区域荧光粉层的距离短，由此导致中心区域色温值高而边缘区域色温值低，同样会出现颜色偏差的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的不足，本发明提供一种白光LED封装工艺，使用该工艺封装的LED能够获得较好的空间颜色均匀性。

为实现上述目的，本发明的白光LED封装工艺包括在LED晶片上形成第一荧光粉层的步骤，还包括形成第二荧光粉层的步骤。现有技术中，为了解决荧光粉沉降的问题，本领域的普通技术人员一般考虑使用荧光粉沉降、离心沉淀等方法来提高LED的颜色均匀性，但是由于这些手段需要精确控制沉降、离心的速度和时间问题，如果控制不好，不仅不能提高颜色均匀性，还可能影响LED的发光效率。在长期的实践和探索中，发明人提出了增设第二荧光粉层的方案，该方案中采用纳米级的无机荧光粉颗粒、量子点或有机发光材料等材料作为第二荧光粉层模封在LED上，可以有效克服荧光粉的沉降问题，提高LED颜色均匀性。

进一步，上述形成第二荧光粉层的步骤为：将第二荧光粉胶模封在第一荧光粉层上，其中，第二荧光粉胶包括第二荧光粉和第二胶体，第二荧光粉粒径小于1μm。其中，本方案中的模封为LED封装时常用的模封方式，其具体是指将第二荧光粉胶放置在模型中，模型及其内的第二荧光粉胶对LED晶片及其上之前涂覆的第一荧光粉层的进行密封，模封完后，第二荧光粉胶形成的第二荧光粉层的形状与模型的形状相同。

进一步，上述第二荧光粉为无机荧光粉、量子点、有机发光材料三者中的一种或多种，可根据任意比例配置，其配比不影响空间颜色均匀性，上述第二荧光粉和第二胶体质量比例不高于5：100，防止影响LED的发光效果。本方案中的量子点为常用的尺寸小于或者接近于波尔半径、具有明显的量子效应的纳米颗粒，例如CdS、ZnS、 CdSe等，其可以被激发发光，具有光化学稳定性高等优点，广泛应用于发光器件中；无机荧光粉为LED封装用的常规无机荧光粉，可以为钇铝石榴石体系荧光粉、硅酸盐荧光粉、氮化物或氮氧化物荧光粉等；有机发光材料为可以被420nm~470nm蓝光有效激发的有机材料，例如罗丹明类染料、香豆素类染料、芴类染料或芪类染料等。

进一步，上述白光LED封装工艺还包括二次烘烤步骤，该步骤具体为：将形成了第二荧光粉层的LED晶片放入烘箱中固化，冷却至室温后取出。

进一步，上述在LED晶片上形成第一荧光粉层的步骤为将第一荧光粉胶涂覆在LED晶片上，该第一荧光粉胶包括第一荧光粉和第一胶体，其中第一荧光粉与第一胶体的质量比例为3：100~10：100，第一荧光粉为粒径为x的白光LED荧光粉，其中，8μm≦x≦20μm；在形成第一荧光粉层和形成第二荧光粉层步骤之间还包括烘烤步骤：将涂覆有第一荧光粉胶的LED晶片放入烘箱中固化，冷却至室温后取出。本方案中，烘烤步骤和二次烘烤步骤所采用的烘烤方式与现有的LED封装中使用的烘烤方式相同，只是其烘烤时间为1-3小时，烘烤温度为100-150摄氏度；本步骤中的白光LED荧光粉是指现有白光LED封装过程中使用的荧光粉，其可以为钇铝石榴石荧光粉、硅酸盐荧光粉、氮化物荧光粉等；上述第一胶体和第二胶体为硅胶或环氧胶。