專利名稱：采用熒光粉導熱結構的功率型發(fā)光二極管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于光電材料與器件領域，具體涉及采用熒光粉導熱結構的功率型發(fā)
光二極管。
背景技術：
功率型發(fā)光二極管(LED)通常是指功率在0. 5W以上的LED，制造技術日漸成熟，在國內外已經具有大量專利技術，LED產品已經大量使用并取得巨大市場效益。目前，LED使用過程中存在一些技術瓶頸(1)熒光粉長時間使用會變黃，導致LED色溫變化；(2)熒光粉工作溫度高自身使用壽命短；(3)LED結溫過高，導致LED使用壽命短；(4)LED工作溫度高，致使器件可靠性降低?，F在功率型LED的制造技術還是處于發(fā)展過程中，上述技術難題有待于繼續(xù)解決和提升，才能夠保證LED長使用壽命，LED燈具替代傳統燈具還需要一段比較長時間。LED 的熒光粉與芯片分離的技術有m00411210C，US20040223315A1, KR2004044701-A等專利， 這些技術盡管都具有一定的創(chuàng)新性，但是都沒有將熒光粉自身的溫度降低，因此，同時降低 LED芯片、熒光粉溫度，才能使得LED工作溫度減下來，實現功率型LED低熱阻。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對上述功率型LED制造技術中存在的問題，提供一種采用熒光粉導熱結構的功率型發(fā)光二極管，其采用熱電分離形式，設計光學透鏡將熒光粉均勻涂覆到表面，熒光粉表面均勻蒸鍍傳熱鍍層來傳遞熱量，設計有熒光粉散熱片，實現LED熒光粉和芯片同時散熱，使得LED工作在較低溫度，保證其長使用壽命。本發(fā)明的技術方案是
采用熒光粉導熱結構的功率型發(fā)光二極管，LED芯片鍵合在熱沉的中心區(qū)的上方，熱沉的邊緣區(qū)的上方粘合著環(huán)形陶瓷片，在環(huán)形陶瓷片上粘合著熒光粉散熱片，軟性PCB制作的正電極和負電極均絕緣粘合在熒光粉散熱片上，正電極和負電極均通過焊線分別與LED 芯片相連，在熒光粉散熱片上安裝著光學透鏡，LED芯片發(fā)出的光線通過光學透鏡出射，其特征在于光學透鏡包括透鏡層，透鏡層的一側涂覆有熒光粉層，熒光粉層的另一側設有傳熱鍍層，傳熱鍍層延展至光學透鏡的底部，傳熱鍍層與熒光粉散熱片接觸連接。熒光粉層涂覆在透鏡層的內側或外側。其中環(huán)形陶瓷片起到電氣隔離的作用，采用了正電極和負電極與熱沉隔離方式，即熱電分離，光學透鏡具有熒光粉散熱作用。進一步的，所述傳熱鍍層的厚度為100 500nm。進一步的，傳熱鍍層的材料為鋁、金或者氧化鋅。LED制作過程如下熱沉上通過導熱膠粘合環(huán)形陶瓷片，在環(huán)形陶瓷片上再粘合熒光粉散熱片，利用軟性PCB制作正電極和負電極，并將兩個電極絕緣粘合到熒光粉散熱片上，LED芯片鍵合到熱沉上，利用金絲將LED芯片與正電極和負電極焊接，然后安裝光學透鏡。
本發(fā)明的有益效果是采用電極與熱沉的熱電分離形式，熒光粉均勻涂覆在光學透鏡一表面，熒光粉表面再均勻蒸鍍傳熱鍍層將熒光粉層的熱量傳遞到熒光粉散熱片上，即使LED芯片與光學透鏡距離很近，也同樣可以將熒光粉的溫度降到較低的溫度，保證熒光粉的使用壽命，避免熒光粉在高溫工作時顏色偏移問題，同時也降低了 LED的總體工作溫度。


圖1是本發(fā)明的LED結構示意圖。圖2是本發(fā)明的LED俯視圖。圖3是圖2中A-A，剖面圖。圖4是圖2中B-B，剖面圖。圖5是內置傳熱鍍層的光學透鏡剖面圖。圖6是內置傳熱鍍層的光學透鏡的示意圖。圖7是外置傳熱鍍層的光學透鏡剖面圖。在圖1至圖7中，1 :LED芯片，21 電極焊線，22 電極焊線，3 正電極，4 負電極， 5 熱沉，6 環(huán)形陶瓷片，7 熒光粉散熱片，8 傳熱鍍層，9 熒光粉層，10 透鏡層，11 光學透鏡，12 熒光粉層，13 傳熱鍍層。
具體實施例方式如圖1至圖4所示的功率型LED結構，LED制作步驟如下熱沉5上通過導熱膠粘合環(huán)形陶瓷片6，在環(huán)形陶瓷片6上再粘合熒光粉散熱片7，利用軟性PCB制作正電極3和負電極4，并將兩個電極絕緣粘合到熒光粉散熱片7上，LED芯片1鍵合到熱沉5上，利用金絲將正電極和負電極分別與LED芯片1焊接，形成電極焊線21和電極焊線22，然后安裝光學透鏡11。按圖5和圖6所示光學透鏡11的形狀設計模具，利用硅膠或聚甲基丙烯酸甲脂 (PMMA)材料，加熱到200°C以上，通過注塑、擠塑方式將加熱后的材料注入到模具中，壓制成光學透鏡，經過脫模即制作成光學透鏡。熒光粉制備將熒光粉與硅膠按照一定比例混合成液體形式，可選Dow coming的硅膠，以及YAG :Ce熒光粉，在真空情況下脫去液體中的氣泡，熒光粉均勻涂覆到如圖5和圖 6所示的透鏡層10內側，形成熒光粉層9，然后放置到高溫箱中進行烘烤，熒光粉層9與透鏡層10固化成一體。采用低溫濺射方法濺射Al或Au或ZnO導熱材料并透光材料，鍍膜厚度在100 500nm，保證蒸鍍層具有大于70%的透光率，達到熒光粉層9表面、透鏡層10的底部邊緣均勻的傳熱鍍層8，其中熒光粉層9表面?zhèn)鳠徨儗悠鸬綄晒夥鄣臒崃總鬟f作用，透鏡層10底部邊緣的傳熱鍍層起到將熒光粉熱量傳遞到熒光粉散熱片7。也可以按照圖7所示將熒光粉均勻涂到透鏡層10的外側，形成熒光粉層12，再在熒光粉層12外表面、透鏡層10的底部邊緣蒸鍍傳熱鍍層13。
權利要求
1.采用熒光粉導熱結構的功率型發(fā)光二極管，LED芯片鍵合在熱沉的中心區(qū)的上方， 熱沉的邊緣區(qū)的上方粘合著環(huán)形陶瓷片，在環(huán)形陶瓷片上粘合著熒光粉散熱片，軟性PCB 制作的正電極和負電極均絕緣粘合在熒光粉散熱片上，正電極和負電極均通過焊線分別與 LED芯片相連，在熒光粉散熱片上安裝著光學透鏡，LED芯片發(fā)出的光線通過光學透鏡出射，其特征在于光學透鏡包括透鏡層，透鏡層的一側涂覆有熒光粉層，熒光粉層的另一側設有傳熱鍍層，傳熱鍍層延展至光學透鏡的底部，傳熱鍍層與熒光粉散熱片接觸連接。
2.根據權利要求1所述的功率型發(fā)光二極管，其特征在于所述傳熱鍍層的厚度為 100 500nm。
3.根據權利要求2所述的功率型發(fā)光二極管，其特征在于傳熱鍍層的材料為鋁、金或者氧化鋅。
4.根據權利要求1至3任一項所述的功率型發(fā)光二極管，其特征在于熒光粉層涂覆在透鏡層的內側。
5.根據權利要求1至3任一項所述的功率型發(fā)光二極管，其特征在于熒光粉層涂覆在透鏡層的外側。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用熒光粉導熱結構的功率型發(fā)光二極管，LED芯片鍵合在熱沉的中心區(qū)的上方，熱沉的邊緣區(qū)的上方通過導熱膠粘合著環(huán)形陶瓷片，在環(huán)形陶瓷片上粘合著熒光粉散熱片，軟性PCB制作的正電極和負電極均絕緣粘合在熒光粉散熱片上，正電極和負電極均通過焊線與LED芯片相連，在熒光粉散熱片上安裝著光學透鏡，LED芯片發(fā)出的光線通過光學透鏡出射，其特征在于光學透鏡包括透鏡層，透鏡層的一側涂覆有熒光粉層，熒光粉層的另一側設有傳熱鍍層，傳熱鍍層延展至光學透鏡的底部。本發(fā)明可以將熒光粉的溫度降到較低的溫度，保證熒光粉的使用壽命，避免熒光粉在高溫工作時顏色偏移問題，同時也降低了LED的總體工作溫度。
文檔編號H01L33/50GK102263195SQ201110239379
公開日2011年11月30日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權日2011年8月19日
發(fā)明者嚴衛(wèi)聰, 孫慧卿, 趙洪濤, 郭志友, 黃紅勇 申請人:華南師范大學