CN106784240B - 一种白光led器件的封装方法及其led器件及其led灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种白光LED器件的封装方法，包括：S1准备LED晶圆片；S2设置荧光胶；S3芯片分离；S4固晶；S5封装，相应的，本发明还提供基于所述封装方法的LED器件及其LED灯。本发明提供的一种白光LED器件的封装方法，在LED晶圆片的透明衬底层底面设置荧光胶，一方面将其应用于LED器件及其LED灯中，从LED芯片底部发出的蓝光经过荧光胶激发后，使得LED器件整体发白光，解决了传统透明基板的白光LED器件蓝光泄露的问题，另一方面，相对于在LED芯片底部设置荧光粉，生产效率高，适应于大批量工业生产，节约成本。

Description

一种白光LED器件的封装方法及其LED器件及其LED灯

技术领域

本发明涉及一种LED封装技术领域，尤其涉及一种白光LED器件的封装方法及其LED器件及其LED灯。

背景技术

透明基板白光LED封装是近年来新兴的封装形式，主要应用在广告标示、及通用照明领域，典型产品如灯丝、发光字，采用透明（半透明）玻璃、陶瓷、高分子基板作为封装载体，然而由于生产成本及工艺等条件的限制，目前市场上的白光LED器件通常采用荧光胶涂覆在蓝光LED芯片，从而发出白光，蓝光LED芯片的有源层一般生长在透明衬底上，蓝光LED芯片的有源层发出的光从蓝光LED芯片的各个方向射出，包括蓝光LED芯片的背面；若该蓝光LED芯片封装在透明基板上，则由此封装的LED器件的背面也会泄露蓝光。

为了避免以上问题，很多人在透明基板的背面再涂覆一层荧光胶，然而蓝光仍然会从透明基板的侧面被泄露，因此该种方法也无法从根本上解决蓝光泄露的问题，另一方面，荧光胶涂层制备通过两次进行，大大降低了白光LED器件的光源一致性。

另外，还有一些人为了解决泄露蓝光的问题，将LED芯片设置于透明管内部，然后将荧光胶注入透明管内部，如此虽然LED芯片的四周均设置有荧光胶，可以从根本上解决蓝光泄露的问题，但是，其生产工艺复杂，生产成本高，因此，有必要提供一种新型白光LED的封装方法，解决以上问题。

本发明提出一种白光LED器件的封装方法及其LED器件及其LED灯，生产工艺简单，生产成本低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种白光LED器件的封装方法及其LED器件及其LED灯，生产工艺简单，生产成本低。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种白光LED器件的封装方法，包括：

S1准备LED晶圆片：准备好LED晶圆片备用，其中，所述LED晶圆片包括若干个未分离LED芯片，所述未分离LED芯片包括透明衬底层、设置于所述透明衬底层上的发光层以及正负导电电极， 所述正负导电电极位于所述发光层的上表面；

S2设置荧光胶：在准备好的LED晶圆片的透明衬底层底面采用喷涂或旋涂的方式设置至少一层荧光胶；

S3芯片分离：将设置有荧光胶的LED晶圆片中的未分离LED芯片进行分离，得到若干个LED芯片，所述LED芯片的透明衬底层底面设置有荧光胶；

S4固晶：将S3步骤得到的LED芯片，采用固晶胶固定于透明基板上；

S5封装：采用封装胶体封装S4步骤得到的LED芯片，所述封装胶体覆盖LED芯片；

所述封装胶体与所述荧光胶均为荧光粉与有机硅混合物，所述荧光胶中的荧光粉浓度比封装胶体中的荧光粉浓度高。

优选地，在S2步骤中，所述荧光胶的厚度为50~200μm。

优选地，在S2步骤中，采用喷涂方式在所述LED晶圆片的透明衬底层底面设置荧光胶，包括以下步骤：

S21将荧光粉、有机硅在溶剂中搅拌均匀制成混合物，其中制成的混合物的粘度小于或等于0.4PaS;

S22在高压空气的作用下，控制电磁阀开闭频率，形成脉冲式的喷射流附着于LED晶圆片透明衬底层底面；

S23加热，使得附着于所述LED晶圆片透明衬底层底面的溶剂蒸发，荧光粉和有机硅仍附着于所述LED晶圆片的透明衬底层底面。

优选地，在S2步骤中，采用旋涂方式在所述LED晶圆片的透明衬底层底面设置荧光胶，包括以下步骤：配好旋涂的胶体后，先低速旋转，旋转的速度为200-1000转/分钟，再高速旋转，旋转的速度为1000-3000转/分钟。

优选地，在S3步骤中，芯片分离的方式采用激光切割或金刚石刀片切割。

优选地，所述封装胶体与荧光胶均为荧光粉与有机硅混合物，所述荧光胶中的荧光粉浓度比封装胶体中的荧光粉浓度高50%以上。

优选地，在步骤S5中，所述封装胶体覆盖所述LED芯片的上表面及各个侧面。

优选地，在步骤S4中，所述固晶胶为透明材料，透明度大于40%。

一种由上述的白光LED器件的封装方法封装的LED器件，包括：透明基板、设置于所述透明基板上的LED芯片以及设置于所述透明基板上并包围所述LED芯片的封装胶体，所述LED芯片包括透明衬底层、设置于透明衬底层上的发光层、正负导电电极以及设置于所述透明衬底层底面的荧光胶，所述正负导电电极位于所述发光层的上表面，所述封装胶体与荧光胶均为荧光粉与有机硅混合物，所述荧光胶中的荧光粉浓度比封装胶体中的荧光粉浓度高。

优选地，所述荧光胶的厚度为50~200μm。

优选地，所述透明基板透明度大于30%。

优选地，所述封装胶体与荧光胶均为荧光粉与有机硅混合物，所述荧光胶中的荧光粉浓度比封装胶体中的荧光粉浓度高50%以上。

优选地，所述封装胶体的厚度大于或等于所述荧光胶的厚度的3倍。

一种LED灯，包括上述的LED器件。

一种LED灯，包括：灯头、与灯头连接的灯罩以及位于所述灯罩内的至少一个所述LED器件。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明提供的白光LED器件的封装方法及其LED器件及其LED灯，在LED晶圆片的透明衬底层底面设置荧光胶，一方面将其应用于LED器件和LED灯中，从LED芯片底部发出的蓝光经过荧光胶激发后，使得LED器件整体发白光，解决了传统透明基板的白光LED器件蓝光泄露的问题，另一方面，相对于在LED芯片底部设置荧光粉，生产效率高，适应于大批量工业生产，节约成本。

2、本发明提供的白光LED器件的封装方法及其LED器件及其LED灯，所述荧光胶的厚度为50~200μm，若荧光胶的厚度若小于50μm，则无法完全阻止LED芯片从底部出蓝光，无法彻底解决蓝光泄露的问题，若荧光胶的厚度大于200μm，一方面浪费材料，不利于节约成本，另一方面，厚度过大，使得LED光源与基板之间的结合力变小，影响白光LED的可靠性。

附图说明

图1为本发明提供的白光LED器件的封装方法的流程图；

图2为本发明提供的LED器件的结构示意图；

图3为本发明提供的LED器件的LED芯片的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1给出了本发明的白光LED器件的封装方法流程图，下面结合附图予以具体说明。

如图1所示，白光LED器件的封装方法，具体如下：

S1准备LED晶圆片：准备好LED晶圆片备用，其中，所述LED晶圆片包括若干个未分离LED芯片，所述未分离LED芯片包括透明衬底层、设置于所述透明衬底层上的发光层以及正负导电电极， 所述正负导电电极位于所述发光层的上表面；

S2设置荧光胶：在准备好的LED晶圆片的透明衬底层底面采用喷涂或旋涂的方式设置至少一层荧光胶，其中所述荧光胶的厚度为50~200μm。此处需要说明的是，若荧光胶的厚度若小于50μm，则无法完全阻止LED芯片从底部出蓝光，无法彻底解决蓝光泄露的问题，若荧光胶的厚度大于200μm，一方面浪费材料，不利于节约成本，另一方面，厚度过大，使得LED芯片与基板之间的结合力变小，影响白光LED的可靠性。

本发明所述荧光胶为荧光粉与有机硅的混合物，所述荧光粉为铝酸盐、氮化物、硅酸盐荧光粉中的一种或多种，此处在LED晶圆片的透明衬底层底面设置荧光胶，一方面将其应用于LED器件中，从LED芯片底部发出的蓝光经过荧光胶激发后，使得LED器件整体发白光，解决了传统透明基板的白光LED器件蓝光泄露的问题，另一方面，相对于在LED芯片底部设置荧光粉，生产效率高，适应于大批量工业生产，节约成本。

在所述LED晶圆片的透明衬底层底面设置荧光胶有以下两种实施方式，具体地：

一、喷涂方式，具体包括以下步骤：

S21将荧光粉、有机硅在溶剂中搅拌均匀制成混合物，其中制成的混合物的粘度小于或等于0.4PaS;

S22在高压空气的作用下，控制电磁阀开闭频率，形成脉冲式的喷射流附着于LED晶圆片透明衬底层底面；

S23加热，使得附着于所述LED晶圆片透明衬底层底面的溶剂蒸发，荧光粉和有机硅仍附着于所述LED晶圆片的透明衬底层底面；

二、旋涂方式，具体包括以下步骤：

配好旋涂的胶体后，先低速旋转，旋转的速度为200-1000转/分钟，再高速旋转，旋转的速度为1000-3000转/分钟。

S3芯片分离：将透明衬底层底面设置有荧光胶的LED晶圆片中未分离LED芯片进行分离，得到若干个LED芯片，所述LED芯片的透明衬底层底面设置有荧光胶；

此处，芯片分离的方式可以采用激光切割或金刚石刀片切割，具体可以根据实际生产需要选择不同的裂片方式，本实施例中，采用激光切割的方式进行裂片，具体地，将激光光斑的焦点设置于晶圆衬底内部，在晶圆衬底内部形成线状改质层，在外力的作用下LED晶圆片沿着线状改质层裂开。

S4固晶：将S3步骤得到的LED芯片，采用固晶胶固定于透明基板上，此处，所述固晶胶为透明材料，其透明度大于40%，用于确保LED芯片底部的光能够穿透，用于提高LED器件的出光效率。

S5封装：采用封装胶体封装S4步骤得到LED芯片，所述封装胶体覆盖LED芯片，优选的是覆盖所有LED芯片的上表面及各个侧面，其中所述封装胶体为荧光粉与有机硅的混合物，所述荧光粉为铝酸盐、氮化物、硅酸盐荧光粉中的一种或多种；

所述封装胶体与荧光胶均为荧光粉与有机硅混合物，所述荧光胶中的荧光粉浓度比封装胶体中的荧光粉浓度高，更佳地，所述荧光胶中的荧光粉浓度比封装胶体中的荧光粉浓度高50%以上。

此处需要说明的是，由于在LED芯片底部制备荧光胶的时候不宜过厚，过厚会导致LED芯片无法分离，而LED芯片表面的封装胶体则不宜过薄，过薄的封装胶体会导致LED芯片的气密性下降，因此LED芯片底部荧光胶需要做薄，而LED芯片表面封装胶体需要做厚，所述封装胶体的厚度大于或等于所述荧光胶的厚度的3倍，所述荧光胶中的荧光粉浓度比封装胶体中的荧光粉浓度高才能够实现LED芯片周围的荧光粉含量一致，且位于LED芯片表面的封装胶体的厚度大于位于LED芯片底部荧光胶的厚度，LED芯片周围的荧光粉含量一致用于保证从底部出射的光线色温与顶部出射的色温相近，均匀性与一致性更好。

相应的，如图2-3所示，本发明还提供基于上述封装方法的LED器件，具体地：

如图2-3所示，一种基于所述白光LED器件的封装方法的LED器件，包括透明基板1、设置于所述透明基板1上的LED芯片2以及设置于所述透明基板1上并包围所有LED芯片2的封装胶体3，所述LED芯片2包括透明衬底层21、设置于透明衬底层21上的发光层22、正负导电电极23以及设置于所述透明衬底层底面21的荧光胶24， 所述正负导电电极23位于所述发光层22的上表面，所述封装胶体与荧光胶均为荧光粉与有机硅混合物，所述荧光胶中的荧光粉浓度比封装胶体中的荧光粉浓度高。

所述荧光胶24为荧光粉与有机硅的混合物，所述荧光粉为铝酸盐、氮化物、硅酸盐荧光粉中的一种或多种。

更佳地，所述荧光胶24的厚度为50~200μm，若荧光胶24的厚度若小于50μm，则无法完全阻止LED芯片2从底部出蓝光，无法彻底解决蓝光泄露的问题，若荧光胶22的厚度大于200μm，一方面浪费材料，不利于节约成本，另一方面，厚度过大，使得LED光源2与基板之间的结合力变小，影响白光LED的可靠性。

所述透明基板1的透明度大于30%。

所述封装胶体3为荧光粉与有机硅的混合物，所述荧光粉为铝酸盐、氮化物、硅酸盐荧光粉中的一种或多种，所述封装胶体3与荧光胶24均为荧光粉与有机硅混合物，所述封装胶体的厚度大于或等于所述荧光胶的厚度的3倍，且所述荧光胶中的荧光粉24的浓度比封装胶体3中的荧光粉的浓度高50%以上。

本发明还提供基于所述LED器件的LED灯，其至少包括所述LED器件，具体地，所述LED灯包括灯头、与灯头连接的灯罩以及位于所述灯罩内的至少一个所述LED器件。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明提供的白光LED器件的封装方法及其LED器件及其LED灯，在LED晶圆片的透明衬底层底面设置荧光胶，一方面将其应用于LED器件中，从LED芯片底部发出的蓝光经过荧光胶激发后，使得LED器件整体发白光，解决了传统透明基板的白光LED器件蓝光泄露的问题，另一方面，相对于在LED芯片底部设置荧光粉，生产效率高，适应于大批量工业生产，节约成本。

2、本发明提供的白光LED器件的封装方法及其LED器件及其LED灯，所述荧光胶的厚度为50~200μm，若荧光胶的厚度若小于50μm，则无法完全阻止LED芯片从底部出蓝光，无法彻底解决蓝光泄露的问题，若荧光胶的厚度大于200μm，一方面浪费材料，不利于节约成本，另一方面，厚度过大，使得LED光源与基板之间的结合力变小，影响白光LED的可靠性。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种白光LED器件的封装方法，其特征在于，包括：

S1准备LED晶圆片：准备好LED晶圆片备用，其中，所述LED晶圆片包括若干个未分离LED芯片，所述未分离LED芯片包括透明衬底层、设置于所述透明衬底层上的发光层以及正负导电电极，所述正负导电电极位于所述发光层的上表面；

S2设置荧光胶：在准备好的LED晶圆片的透明衬底层底面采用喷涂或旋涂的方式设置至少一层荧光胶；

S3芯片分离：将设置有荧光胶的LED晶圆片中的未分离LED芯片进行分离，得到若干个LED芯片，所述LED芯片的透明衬底层底面设置有荧光胶；

S4固晶：将S3步骤得到的LED芯片，采用固晶胶固定于透明基板上；

S5封装：采用封装胶体封装S4步骤得到的LED芯片，所述封装胶体覆盖LED芯片；

所述封装胶体与所述荧光胶均为荧光粉与有机硅混合物，所述荧光胶中的荧光粉浓度比封装胶体中的荧光粉浓度高；

在步骤S4中，所述固晶胶为透明材料，透明度大于40％。

2.根据权利要求1所述的白光LED器件的封装方法，其特征在于，在S2步骤中，所述荧光胶的厚度为50～200μm。

3.根据权利要求1所述的白光LED器件的封装方法，其特征在于，在S2步骤中，采用喷涂方式在所述LED晶圆片的透明衬底层底面设置荧光胶，包括以下步骤：

S21将荧光粉、有机硅在溶剂中搅拌均匀制成混合物，其中制成的混合物的粘度小于或等于0.4PaS；

S22在高压空气的作用下，控制电磁阀开闭频率，形成脉冲式的喷射流附着于LED晶圆片透明衬底层底面；

S23加热，使得附着于所述LED晶圆片透明衬底层底面的溶剂蒸发，荧光粉和有机硅仍附着于所述LED晶圆片的透明衬底层底面。

4.根据权利要求1所述的白光LED器件的封装方法，其特征在于，在S2步骤中，采用旋涂方式在所述LED晶圆片的透明衬底层底面设置荧光胶，包括以下步骤：配好旋涂的胶体后，先低速旋转，旋转的速度为200-1000转/分钟，再高速旋转，旋转的速度为1000-3000转/分钟。

5.根据权利要求1所述的白光LED器件的封装方法，其特征在于，在S3步骤中，芯片分离的方式采用激光切割或金刚石刀片切割。

6.根据权利要求1所述的白光LED器件的封装方法，其特征在于，所述封装胶体与荧光胶均为荧光粉与有机硅混合物，所述荧光胶中的荧光粉浓度比封装胶体中的荧光粉浓度高50％以上。

7.根据权利要求1所述的白光LED器件的封装方法，其特征在于，在步骤S5中，所述封装胶体覆盖所述LED芯片的上表面及各个侧面。

8.一种由权利要求1-7任一项所述的白光LED器件的封装方法封装的LED器件，其特征在于，包括：透明基板、设置于所述透明基板上的LED芯片以及设置于所述透明基板上并包围所述LED芯片的封装胶体，所述LED芯片包括透明衬底层、设置于透明衬底层上的发光层、正负导电电极以及设置于所述透明衬底层底面的荧光胶，所述正负导电电极位于所述发光层的上表面，所述封装胶体与荧光胶均为荧光粉与有机硅混合物，所述荧光胶中的荧光粉浓度比封装胶体中的荧光粉浓度高。

9.根据权利要求8所述的LED器件，其特征在于，所述荧光胶的厚度为50～200μm。

10.根据权利要求9所述的LED器件，其特征在于，所述透明基板透明度大于30％。

11.根据权利要求9所述的LED器件，其特征在于，所述封装胶体与荧光胶均为荧光粉与有机硅混合物，所述荧光胶中的荧光粉浓度比封装胶体中的荧光粉浓度高50％以上。

12.根据权利要求9所述的LED器件，其特征在于，所述封装胶体的厚度大于或等于所述荧光胶的厚度的3倍。

13.一种LED灯，其特征在于：包括权利要求9至12任一所述的LED器件。

14.根据权利要求13所述的一种LED灯，其特征在于：所述LED灯包括：灯头、与灯头连接的灯罩以及位于所述灯罩内的至少一个所述LED器件。