專利名稱：大功率白光發(fā)光二極管熒光粉層的制備方法及其制備工具的制作方法
大功率白光發(fā)光二極管熒光粉層的制備方法及其制備工具方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管熒光粉層的制備方法，特別涉及一種大功率 白光發(fā)光二極管熒光粉層的制備方法及其制備工具。
背景纟支術
白光發(fā)光二極管(Lighting Emitting Diode )具有效率高，壽命長，可靠 性高，環(huán)保節(jié)能，應用靈活等諸多優(yōu)點，被普遍認可為第四代的照明光源， 具有廣闊的發(fā)展前景。目前白光LED的獲得主要有三種途徑， 一種是在藍 光芯片上覆蓋釔鋁石榴石(YAG: Ce3+)熒光粉，利用藍光芯片發(fā)出的藍 光未被吸收部分與熒光粉受藍光激發(fā)射出的黃綠光混合形成白光； 一種是用 紫外LED芯片激發(fā)RGB三基色焚光粉混色形成白光；還有一種是用RGB 的LED芯片分別發(fā)出RGB三基色光，再通過空間混色形成白光。目前較為 成熟，已經(jīng)商業(yè)化的方法是上述第一種途徑，即藍光LED+(YAG: Ce3+) 熒光粉獲得白光。
在大功率白光LED的制備工藝中，目前熒光粉的涂覆主要還是點粉方 式，將熒光粉和所用硅膠按一定比例混合均勻后，利用氣壓控制方式點涂在 LED芯片上方及四周。由于熒光粉和所用硅膠存在比重差異，這種點粉方 式會造成熒光粉在LED芯片上方及四周的分布不均勻，LED芯片上方熒光 粉沉積相對較多，而四周相對較少，加上氣壓控制的差異也會造成整體膠量 的不一致，這樣就會造成批量生產(chǎn)中，白光LED的色溫不一致，離散性大， 甚至出現(xiàn)如黃圈或藍圈等光斑缺陷，影響白光LED的性能和照明效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題之一 ，在于提供一種大功率白光發(fā)光二極管熒 光粉層的制備方法，該方法制備的熒光粉層均勻，消除了光圈，色溫一致性 得到明顯提高，其工藝簡單，生產(chǎn)效率高，適合批量的生產(chǎn)。
本發(fā)明要解決的技術問題之二 ，在于提供一種大功率白光發(fā)光二極管用
于LED芯片限位并固定的定位模具。
本發(fā)明要解決的技術問題之三，在于提供一種大功率白光發(fā)光二極管用 于熒光粉層尺寸的限位模具。
本發(fā)明要解決的技術問題之四，在于提供一種用于限位定位模具及限位 模具的承載臺。
本發(fā)明目的之一是這樣實現(xiàn)的 一種大功率白光發(fā)光二極管熒光粉層的 制備方法，包括如下步驟
步驟IO、將大功率白光發(fā)光二極管LED芯片限位并固定；
步驟20、在LED芯片的發(fā)光層外圍套接一用于限位熒光粉層尺寸的限位 方孔，限位方孔的中心與所述LED芯片的中心重疊，限位方孔的尺寸等于所 需熒光粉層的尺寸；
步驟30、制備粉膠混合物；
步驟40、將粉膠混合物填滿卩艮位方孔，并壓實；
步驟50、移去限位方孔，將粉膠混合物進行固化，所述粉膠混合物形成 焚光粉層并與所述LED芯片緊密連接。
其中，所述步驟20中的熒光粉層的的外圍尺寸為1.3x1.3x0.3mm。所述 步驟30中的粉膠混合物是用焚光粉、硅膠和氣相Si02粉末，按質(zhì)量比為10: 7: 0.35的比例混合攪拌而成。所述步驟40中是用不銹鋼刮刀將粉膠混合物 刮入所述限位方孔并壓實。所述步驟50中的固化方式是熱固化或光固化的一
種o
本發(fā)明目的之二是這樣實現(xiàn)的 一種用于將LED芯片限位并固定在支架 上的定位模具，該定位模具為片狀陶瓷結(jié)構(gòu)，該定位模具上設有復數(shù)個排列 整齊的定位方孔，各定位方孔的中心距為所述支架的中心距，任一定位方孔 的長和寬分別與LED芯片襯底的長和寬相等，該定位方孔的深度為 0.5 lmm。
本發(fā)明目的之三是這樣實現(xiàn)的 一種用于限位熒光粉層的尺寸的限位模 具，該限位模具為片狀陶瓷結(jié)構(gòu)，該限位模具上設有復數(shù)個排列整齊的限位
方孔，各P艮位方孔的中心距為所述支架的中心距，限位方孔的尺寸等于所需 熒光粉層的外圍尺寸。
本發(fā)明目的之四是這樣實現(xiàn)的 一種用于限位定位模具及限位模具的承 載臺，其特征在于該承載臺為片狀結(jié)構(gòu)，邊緣設有復數(shù)個限位用的凸柱。
本發(fā)明提供的 一種大功率白光發(fā)光二極管熒光粉層的制備方法及其使 用的輔助模具，該方法制備的熒光粉層均勻，消除了光圈，色溫一致性得到 明顯提高，且通過輔助模具的配合例用，主要適用于LED封裝企業(yè)，應用 于大功率白光LED的熒光粉層制備，工藝簡單，成本較低，適合批量生產(chǎn)。


下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
圖1是本發(fā)明大功率白光發(fā)光二極管熒光粉層的制備方法流程圖。
圖2是大功率白光發(fā)光二極管LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明定位模具結(jié)構(gòu)圖。
圖4a是支架的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4b是圖4a的A-A剖視示意圖。
圖5是本發(fā)明承載臺的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是利用本發(fā)明定位才莫具對LED芯片進行定位時的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7是本發(fā)明限位模具結(jié)構(gòu)圖。
圖8是利用本發(fā)明限位模具與LED芯片對準時的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖9是利用本發(fā)明限位模具對LED芯片的熒光粉層進行限位時的結(jié)構(gòu) 示意圖。
圖IO是本發(fā)明LED芯片涂覆上熒光粉層后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
請參閱圖l所示，本發(fā)明提供的大功率白光發(fā)光二極管熒光粉層的制備 方法，包括如下步驟
步驟IO、將大功率白光發(fā)光二極管LED芯片限位并固定；
步驟20、在LED芯片外圍套接一用于限位焚光粉層尺寸的限位方孔，限
位方孔的中心與所述LED芯片的中心重疊，限位方孔的尺寸等于所需熒光粉 層的尺寸；熒光4分層的外圍尺寸為1.3x1.3 xo.3mm。
步驟30、稱取熒光粉、硅膠和氣相Si02粉末，按質(zhì)量比為10: 7: 0.35 的比例混合攪拌，形成粉膠混合物；
步驟40、用不4秀鋼刮刀將粉膠混合物刮入所述限位方孔填滿并壓實；
步驟50、移去限位方孔，將粉膠混合物進行固化，可釆用熱固化或光固 化的一種，所述粉膠混合物形成熒光粉層并與所述LED芯片緊密連接。
請同時參閱圖1至圖9所示，上述步驟具體為
步驟IO、如圖2所示，本發(fā)明的大功率白光發(fā)光二極管包括LED芯片l, LED芯片1包括上下設置的發(fā)光層11和襯底12,再如圖3所示，為方^更將LED 芯片l固定，制作一定位模具3用來限位固定LED芯片1,該定位模具3為片狀 陶瓷結(jié)構(gòu)，該定位模具3上設有復數(shù)個排列整齊的定位方孔32，定位模具3 的定位方孔32的尺寸等于襯底12的尺寸。再由于業(yè)內(nèi)LED芯片l的后續(xù)工藝 通常都在支架4上進行。如圖4a和圖4b所示，為現(xiàn)有4支術中常用的一種支架4 結(jié)構(gòu)，該支架4包括復數(shù)個銅柱42，因此可在該步驟就將LED芯片1通過定位 模具3直接固定在支架4的銅柱42上，定位模具3的定位方孔32中心間距為 LED支架4上銅柱42的中心間距。定位模具3任一定位方孔32的長和寬分別與 襯底12的長和寬相等，該定位方孔32的深度為0.5 lmm,這樣即可通過該定 位模具3來將多個LED芯片1固定在支架4上，即可實現(xiàn)批量搡作，以提高生 產(chǎn)效率。當LED芯片1固定好后，即可移走定位模具3。再如圖5和圖3所示， 為操作方便，可預設一承載臺5來限位定位模具3，該承載臺5為片狀結(jié)構(gòu)， 邊緣設有復數(shù)個限位用的凸柱52,并在定位模具3邊緣設有相應的孔34,便 于凸柱52穿過定位。如圖6所示，是定位模具3對LED芯片1進行定位時的結(jié) 構(gòu)示意圖，圖中只顯示單個LED芯片1的定位結(jié)構(gòu)，固定時將支架4、定位模 具3在承載臺5上固定好，定位;漠具3的定位方孔32與支架4的銅柱42對應，再 在支架4的銅柱42表面涂上膠，按入定位方孔32, LED芯片1即可通過襯底12 精準地粘在支架4的銅柱42上。固定好后即可移走定位i^莫具3。
步驟20、如圖7和圖8所示，制作限位模具6用來限位形成熒光粉層7，該
限位模具6為片狀陶瓷結(jié)構(gòu)，該限位模具6上設有復數(shù)個排列整齊的限位方孔 62,各限位方孔62的中心距為所述支架4上的銅柱42的中心距，限位方孔62 的中心與所述LED芯片l的中心對應，該限位方孔62的尺寸等于所需熒光粉 層7的外圍尺寸，即限位方孔62的長和寬分別等于所需熒光粉層7的長和寬， 也等于發(fā)光層11的長和寬加上2倍的熒光粉層7的厚度之和，限位方孔62深度 則為發(fā)光層11的厚度加上發(fā)光層11上表面的焚光粉層7的厚度。同理，為方 便通過承載臺5將限位模具6固定，可在限位模具6邊緣設置通孔64，限位時， 首先將限位模具6套在承載臺5及支架4上，并使承載臺5的凸柱52穿過限位模 具6的通孔64,同時限位方孔62的中心與所述LED芯片l的中心對準。
如圖6、圖8及圖9所示，上述步驟中，為增加定位模具3和限位模具6的 剛度，可在定位模具3和承載臺5之間放置一模具底板8，并在限位模具6和承 載臺5之間放置另 一模具底板9，所述模具底板8和另 一沖莫具底板9在對應支架 4的銅柱42位置均開孔，^^于銅柱42嵌入。
步驟30、稱取熒光粉、硅膠和氣相Si02粉末，按按質(zhì)量比為10: 7: 0.35 的比例混合攪拌，形成粉膠混合物，該硅膠可采用折射率為1.51,透光率為 92%的硅膠，熒光粉可采用YAG焚光粉。
步驟40、用不銹鋼刮刀將粉膠混合物刮入所述限位模具的限位方孔填滿 并壓實；如圖9所示，粉月交混合物7，便具有限位方孔所限制并附在LED芯片1 時的形狀。
步驟50、移去限位模具6，將粉膠混合物7，進行固化，可采用熱固化或 光固化的一種，其中熱固化是將支架4連同LED芯片1, 2及粉膠混合物7， 放入烘箱，120°C下加熱烘烤30分鐘，將粉膠混合物7，固化形成具有一定 強度的粉層結(jié)構(gòu)。通過調(diào)整熒光粉與硅膠的比例，可以獲得不同的白光LED 色溫，最后如圖IO所示，所述粉膠混合物7，形成焚光粉層7并與所述LED 芯片1緊密連接。
通過本發(fā)明的制備方法制備的熒光粉層均勻，消除了光圈，色溫一致性 得到明顯提高，且通過輔助模具的配合例用，操作簡單方便，成本較低，適 合批量生產(chǎn)。
權利要求
1、一種大功率白光發(fā)光二極管熒光粉層的制備方法，該發(fā)光二極管包括LED芯片，該LED芯片包括上下設置的發(fā)光層和襯底，其特征在于，包括如下步驟步驟10、將LED芯片限位并固定；步驟20、在LED芯片的發(fā)光層外圍套接一用于限位熒光粉層尺寸的限位方孔，限位方孔的中心與所述LED芯片的中心重疊，限位方孔的尺寸等于所需熒光粉層的外圍尺寸；步驟30、制備粉膠混合物；步驟40、將粉膠混合物填滿限位方孔，并壓實；步驟50、移去限位方孔，將粉膠混合物進行固化，所述粉膠混合物形成熒光粉層并與所述LED芯片緊密連接。
2、 根據(jù)權利要求1所述的大功率白光發(fā)光二極管熒光粉層的制備方法， 其特征在于所述步驟20中的熒光粉層的外圍尺寸為1.3x1.3 xo.3mm。
3 、根據(jù)權利要求1所述的大功率白光發(fā)光二極管熒光粉層的制備方法， 其特征在于所述步驟30中的粉膠混合物是將熒光粉、硅膠和氣相Si02粉末， 按質(zhì)量比為10: 7: 0.35的比例混合攪拌而成。
4、 根據(jù)權利要求l所述的大功率白光發(fā)光二極管焚光粉層的制備方法， 其特征在于所述步驟40中是用不銹鋼刮刀將粉膠混合物刮入所述限位方孔 并壓實。
5、 根據(jù)權利要求1所述的大功率白光發(fā)光二極管熒光粉層的制備方法， 其特征在于所述步驟50中的固化方式是熱固化或光固化的一種。
6、 一種用于權利要求l中將LED芯片限位并固定在支架上的定位模具， 其特征在于該定位模具為片狀陶瓷結(jié)構(gòu)，該定位模具上設有復數(shù)個排列整 齊的定位方孔，任一定位方孔的長和寬分別與襯底的長和寬相等，該定位方 孔的深度為0.5 1.0mm。
7、 一種用于如權利要求l中限位熒光粉層的尺寸的限位模具，其特征在 于該限位模具為片狀陶瓷結(jié)構(gòu)，該限位模具上設有復數(shù)個排列整齊的限位 方孔，該限位方孔的尺寸等于所需焚光粉層的外圍尺寸。
8、 一種用于限位如權利要求6的定位模具的承載臺，其特征在于該承 載臺為片狀結(jié)構(gòu)，邊緣設有復數(shù)個限位用的凸柱。
9、 一種用于限位如權利要求7的限位模具的承載臺，其特征在于該承 載臺為片狀結(jié)構(gòu)，邊緣設有復數(shù)個限位用的凸柱。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種大功率白光發(fā)光二極管熒光粉層的制備方法及其制備工具，該制備方法包括步驟10、將大功率白光發(fā)光二極管LED芯片限位并固定；步驟20、在LED芯片的發(fā)光層外圍套接一用于限位熒光粉層尺寸的限位方孔，限位方孔的中心與所述LED芯片的中心對應，限位方孔的尺寸等于所需熒光粉層的尺寸；步驟30、制備粉膠混合物；步驟40、將粉膠混合物填滿限位方孔并壓實；步驟50、移去限位方孔，將粉膠混合物進行固化，所述粉膠混合物形成熒光粉層并與所述LED芯片緊密連接。該方法制備的熒光粉層均勻，消除了光圈，色溫一致性得到明顯提高，且通過輔助模具的配合使用，操作簡單方便，成本較低，適合批量生產(chǎn)。
文檔編號H01L33/00GK101393955SQ200810072010
公開日2009年3月25日 申請日期2008年10月28日 優(yōu)先權日2008年10月28日
發(fā)明者劉小強, 光 葉 申請人:福建省蒼樂電子企業(yè)有限公司