[发明专利]一种超大功率白光LED光源模组及封装方法

说明书

本发明公开了一种超大功率白光LED光源模组及封装方法，属于LED光源模组及封装技术领域，包括基板、蓝光LED芯片组、独立散热支架、固态荧光片和绝缘导热透明垫块，所述蓝光LED芯片组固定在基板上并实现电气连接；所述独立散热支架固定在基板上并对蓝光LED芯片组形成围坝，所述围坝内沿设有台阶；所述固态荧光片固定在所述台阶上，并位于蓝光LED芯片组正上方；所述绝缘导热透明垫块安装在固态荧光片与蓝光LED芯片组之间；所述绝缘导热透明垫块通过共晶焊固定设于蓝光LED芯片组的间隙之间；绝缘导热透明垫块高度高于蓝光LED芯片组高度,其顶部与固态荧光片底部实现有效接触；本发明有效解决了现有荧光陶瓷片粘接封装存在热阻大，影响LED光源封装可靠性的问题。

技术领域

本发明涉及LED光源模组及封装技术领域，具体为一种超大功率白光LED光源模组及封装方法。

背景技术

目前荧光转化型LED光源是获得白光光源最主要的技术路线，其原理：以蓝宝石/碳化硅/硅为衬底的蓝光LED芯片通过激发荧光粉发出白光实现的。其中荧光粉以及荧光粉的涂覆技术作为白光LED封装技术的关键技术之一，已经成为产业发展的核心技术壁垒，而当前国内大功率白光LED荧光粉涂覆技术主要是点胶法来实现，也即通过把荧光粉混入硅胶实现的，本质上是一混合物包裹在蓝光芯片上，一方面因硅胶等基质是有机物，难以承受高功率密度（工作温度均在200℃以内）；另一方面混合物的方式导致产品一致性难以把控，严重影响产品效率和质量。

透明荧光陶瓷因其良好的抗高温猝灭特性、高热导率特性在大功率、超大功率固态照明中备受瞩目。荧光材料在荧光转化时存在能量损失，导致荧光转化层发热，特别是在大功率、高功率密度的荧光转化型LED光源中，荧光转化层的散热问题占据主导地位。当前的基于荧光陶瓷的封装方式主要是通过采用硅胶等有机物对荧光陶瓷进行粘接封装，一方面热流负荷很高，这种单一散热通道难以满足高功率流密度的光源散热，另一方面，硅胶等有机物粘接剂热导率在0.2W/（m•K）-2W/（m•K），热阻很大，同时硅胶等有机物粘接剂耐受高温性能差，容易老化开裂，严重影响大功率LED光源的封装可靠性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述荧光陶瓷片封装采用硅胶等有机物粘接剂对荧光陶瓷进行粘接封装，存在硅胶等有机物粘接剂热阻大，耐受高温性能差，容易老化开裂，严重影响大功率LED光源的封装可靠性，本发明提供了一种散热效果好、成本低廉、功率密度大的超大功率白光LED光源模组。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种超大功率白光LED光源模组，包括基板、蓝光LED芯片组、独立散热支架、固态荧光片和绝缘导热透明垫块，所述蓝光LED芯片组固定在基板上并实现电气连接；所述独立散热支架固定在基板上并对蓝光LED芯片组形成围坝，所述围坝内沿设有台阶；所述固态荧光片固定在所述台阶上，并位于蓝光LED芯片组正上方；所述绝缘导热透明垫块安装在固态荧光片与蓝光LED芯片组之间；所述绝缘导热透明垫块通过共晶焊固定设于蓝光LED芯片组的间隙之间,绝缘导热透明垫块高度高于蓝光LED芯片组高度,且其顶部与固态荧光片底部实现有效接触。

进一步，所述固态荧光片在紫外光或者400-500nm蓝色可见光激发下可发射380nm-780nm的可见光，其荧光量子产额为50%-98%，同时对于380nm-780nm可见光或红外光有良好的透过性,固态荧光片1还具有良好导热性，热导率高于10W/m•K。

进一步，所述固态荧光片的基材为透明陶瓷、玻璃、单晶中的一种。

进一步，所述绝缘导热透明垫块对于380nm-780nm可见光或紫外光有良好的透过性，其材质为透明陶瓷或透明单晶。

进一步，所述固态荧光片与独立散热支架通过高温封接工艺连接在一起，使独立散热支架连接层与固态荧光片具有良好的热膨胀匹配性，对独立散热支架和固态荧光片起到良好的缓冲作用，同时缓冲层能够耐受高温200℃-1500℃，导热系数大于10W/m•K，并且能够保证固态荧光片与独立散热支架的连接可靠性。