專利名稱：一種用于大功率led制備的芯粉分離的發(fā)光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利涉及到一種發(fā)光模塊，涉及照明、背光源以及裝飾領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
LED作為一種新型的節(jié)能光源，因?yàn)槠淞炼雀撸?jié)約能源，壽命長等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的 應(yīng)用在各種照明場合。大功率LED產(chǎn)品的整體發(fā)光效率更高，光強(qiáng)與流明比小功率LED要大得多，產(chǎn)品品 質(zhì)也更好，技術(shù)含量更高，因而在市場上有著更加強(qiáng)大的競爭優(yōu)勢。大功率LED是讓半導(dǎo)體 照明從標(biāo)識性走向普通照明領(lǐng)域里最重要的技術(shù)環(huán)節(jié)。大功率LED產(chǎn)品的出現(xiàn)從根本上突 破了 LED原有的只能應(yīng)用于一般標(biāo)識性、指示性領(lǐng)域的制約，使LED得以在照明領(lǐng)域應(yīng)用更 加廣泛，市場前景更加廣闊，節(jié)能環(huán)保以及相關(guān)經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益更加突出，深受社會 和市場的歡迎。普通大功率LED器件的制作過程是將藍(lán)光大功率芯片綁定在基座上，將熒光粉 混合在膠水中，然后點(diǎn)在芯片上，加熱固化，形成熒光粉涂層，再采用有機(jī)硅膠在外面制成 透鏡。這種方法有兩方面的缺陷1、上述點(diǎn)膠工藝是將熒光粉和有機(jī)硅樹脂混合均勻后點(diǎn)在芯片上加熱固化的過 程，由于大功率專用熒光材料比重大、顆粒比較大，極易沉淀，所以混合樹脂點(diǎn)在芯片上到 固化完全這個(gè)過程，容易造成熒光材料下沉，形成光斑，使出光不均勻，影響發(fā)光均勻度。2、大功率芯片在工作時(shí)放熱劇烈，熒光粉和樹脂如果緊密貼合在芯片周圍，受熱 易發(fā)生老化，光衰大，影響使用壽命。目前對封裝工藝的研究有很多，集成封裝工藝也發(fā)展的很快，專利CN201096279Y 是采用在LED發(fā)光芯片上方的基座上，設(shè)置厚度均勻的預(yù)制片狀熒光粉層，在預(yù)制片狀熒 光分層上方，設(shè)置透鏡，所述的預(yù)制片熒光粉層和透鏡與基座固結(jié)為一體，在預(yù)制片狀熒光 分層下方至印刷電路板之間的空間內(nèi)，填充硅膠保護(hù)層。其缺點(diǎn)是預(yù)制片狀熒光粉層是平 面的，需要上面安裝透鏡，這樣增加了加工工藝，而且光線穿過多種物質(zhì)界面會導(dǎo)致光效降 低。專利CN201363572Y是采用出光面用硅膠材料模壓灌封的方法設(shè)置成弧面的透鏡發(fā)光 面。其缺點(diǎn)是這種弧面的透鏡發(fā)光面，需要直接灌注在芯片和基座上，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，加工 時(shí)間長，并且與芯片直接接觸，無法避免老化問題；專利CN201062757Y是采用在透鏡中形 成空腔，空腔內(nèi)填充有光轉(zhuǎn)換材料，透鏡固定于半導(dǎo)體芯片上方，并與半導(dǎo)體芯片隔開，其 缺點(diǎn)是做出的成品，工藝復(fù)雜，需要多步才能形成，并且芯片發(fā)出的光要通過多層樹脂傳 播，光經(jīng)多次折射后，光效降低。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述缺陷，本實(shí)用新型提供了一種用于大功率LED制備的芯粉分離的發(fā) 光模塊，通過樹脂成型使熒光材料呈均勻薄層，形成半球形狀，與大功率芯片不直接接觸， 有效解決老化和光衰的問題。[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型——用于大功率LED制備的芯粉分離的發(fā)光模塊，由 大功率芯片，線路板基座，含熒光材料的高分子空心半球形器件組成，大功率芯片直接綁定 在線路板基座上；含熒光材料的高分子半球形器件置于大功率芯片之上，通過粘結(jié)方式固 定在芯片周圍的線路板基座上，形成發(fā)光模塊。本實(shí)用新型由1個(gè)或多個(gè)LED大功率芯片通過金線串并聯(lián)進(jìn)行排布，綁定在線路 板基座上，形成藍(lán)光發(fā)光源。大功率芯片直接綁定在線路板上減少了支架等環(huán)節(jié)，采用線路 板覆銅或者沉孔技術(shù)可以將大功率芯片工作時(shí)產(chǎn)生的熱量導(dǎo)出并散熱，工藝簡單。線路板 基座可以是鋁基板、銅基板或者陶瓷基材料制備而成。印刷電路板，以芯片為中心，有一個(gè) 圓形凹槽，用來放置含熒光材料的高分子空心半球形器件。芯片上方的含熒光材料的高分子空心半球形器件，是本發(fā)明新型的核心器件。采 取了改性的高強(qiáng)度有機(jī)硅樹脂，用注膠的方式，進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，做成制品。高分子空心半球形器件，是將熒光材料均勻分散在高分子材料中，通過加熱固化 方式制備成空心半球形狀而成。高分子半球形器件置于大功率芯片之上，可以通過膠黏劑 將其固定在芯片周圍的線路板基座上，制成發(fā)光模塊。含熒光材料的高分子空心半球形器 件，其熒光材料可以是黃色發(fā)光熒光材料、紅色發(fā)光熒光材料、綠色發(fā)光熒光材料中的一種 或幾種；其高分子材料通過澆注、注塑方式，并經(jīng)過加熱固化方式制成，高分子材料需具有 高透明性，一定的強(qiáng)度和耐熱、耐光老化性能，高分子材料為PC、PMMA、PET或有機(jī)硅橡膠材 料，優(yōu)選有機(jī)硅橡膠材料。高分子空心半球形器件具有以下特點(diǎn)1、熒光粉均勻分布在樹脂中，呈180度均勻發(fā)光，無死角，無陰影；2、樹脂層直接粘接在PCB板上，沒有縫隙；3、樹脂層厚度均勻；4、樹脂層有高的拉伸強(qiáng)度；5、樹脂層做成兩面磨砂狀態(tài)，出光均勻，無光斑。高分子空心半球形器件置于大功率芯片之上，大功率芯片可以采用1個(gè)或者多個(gè) 串聯(lián)或并聯(lián)方式綁定在線路板基座上，高分子空心半球形器件置于所有芯片之上，將所有 芯片包在其中。大功率芯片發(fā)出藍(lán)光激發(fā)高分子空心半球形器件中的熒光材料發(fā)出黃色或紅色 或綠色的光，與剩余藍(lán)光結(jié)合發(fā)出白光或其它顏色的光，形成均勻面光源。本實(shí)用新型的有益效果是1、改變了傳統(tǒng)封裝的工藝，芯片直接綁定在線路板上，并粘結(jié)高分子空心半球器 件工藝，簡化了大功率光源模塊的結(jié)構(gòu)，減少了制做環(huán)節(jié)。2、采用熒光材料與芯片不直接接觸的方式，減少了光衰。3、高分子空心半球形器件的弧度，改變了光線發(fā)射角度，使光斑效果比較理想。

圖1是單顆芯片用高分子空心半球形器件截面圖；圖2是單顆芯片用高分子空心半球形器件俯視圖；圖3是單顆芯片用不同形狀高分子空心半球形器件截面；
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圖4是多顆芯片用高分子空心半球形器件截面圖 圖5是多顆芯片用高分子空心半球形器件俯視圖 其中1——芯片
線
接塊壩座 連模圍基
2 3 4 具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 如圖1所示，一種LED光源模塊，由大功率芯片，線路板基座，含熒光材料的高分子 空心半球形器件組成。單顆LED大功率芯片綁定在一個(gè)平面的線路板基座上，高分子空心 半球形器件粘接在PCB板的定位圓內(nèi)。(將大功率芯片發(fā)出的藍(lán)光都包裹在樹脂模塊內(nèi)，沒 有任何外泄。)就此形成了一個(gè)均勻的發(fā)光面。如圖1-5所示，鋁基板線路板基座，線路直接印刷在PCB板上，并且在線路板上，以 芯片為中心點(diǎn)，設(shè)計(jì)凹陷的定位圓，用來和高分子空心半球形器件粘接密合。如圖3-3所示，高分子空心半球形器件，采用有機(jī)硅樹脂A、B料混合均勻后加入黃 色發(fā)光熒光材料、紅色發(fā)光熒光材料，經(jīng)過模具加熱固化成型制備。如圖3所示，含熒光粉的樹脂模塊與芯片之間，可以注入硅膠，也可以不添加任何 物質(zhì)。制備高分子空心半球形器件的方法簡述1、使用ARBURG液體硅膠注射設(shè)備一臺，配套冷卻裝置一臺，配套真空混料裝置一臺。2、根據(jù)尺寸，設(shè)計(jì)精密的不銹鋼可注射模具。3、機(jī)器混料混粉，注入模具，150度2分鐘固化，形成半球狀產(chǎn)品。實(shí)施例2 如圖1和圖5所示，一種LED光源模塊，由大功率芯片，線路板基座，含熒光材料的 高分子空心半球形器件組成。LED大功率芯片3-5顆通過金線串并聯(lián)進(jìn)行排布，綁定在一個(gè) 平面的線路板基座上，含熒光粉的樹脂模塊粘接鑲嵌在PCB板的定位圓內(nèi)。(將大功率芯片 發(fā)出的藍(lán)光都包裹在樹脂模塊內(nèi)，沒有任何外泄。)就此形成了一個(gè)均勻的發(fā)光曲面。如圖1-5所示，銅基板線路板基座，線路直接印刷在PCB板上，并且在銅基板上，以 芯片為中心點(diǎn)，設(shè)計(jì)凹陷的定位圓，用來和高分子空心半球形器件粘接密合。如圖3-3所示，高分子空心半球形器件，采用有機(jī)硅樹脂A、B料混合均勻后加入黃 色發(fā)光熒光材料、紅色發(fā)光熒光材料，經(jīng)過模具加熱固化成型制備。如圖3所示，含熒光粉的樹脂模塊與芯片之間，可以注入硅膠，也可以不添加任何 物質(zhì)。實(shí)施例3 如圖1所示，一種LED光源模塊，由大功率芯片，線路板基座，含熒光材料的高分子 空心半球形器件組成。單顆LED大功率芯片綁定在一個(gè)平面的線路板基座上，高分子空心半球形器件粘接在PCB板的定位圓內(nèi)。(將大功率芯片發(fā)出的藍(lán)光都包裹在樹脂模塊內(nèi)，沒 有任何外泄。)就此形成了一個(gè)均勻的發(fā)光面。如圖1-5所示，陶瓷基材料線路板基座，線路直接印刷在PCB板上，并且在陶瓷基 材料板上，以芯片為中心點(diǎn)，設(shè)計(jì)凹陷的定位圓，用來和高分子空心半球形器件粘接密合。如圖3-3所示，高分子空心半球形器件，采用有機(jī)硅樹脂A、B料混合均勻后加入綠 色發(fā)光熒光材料、紅色發(fā)光熒光材料，經(jīng)過模具加熱固化成型制備。實(shí)施例4 如圖4所示，一種LED光源模塊，由大功率芯片，線路板基座，含熒光材料的高分子 空心半球形器件組成。LED大功率芯片3-5顆通過金線串并聯(lián)進(jìn)行排布，綁定在一個(gè)平面的 線路板基座上，含熒光粉的樹脂模塊粘接鑲嵌在PCB板的定位圓內(nèi)。(將大功率芯片發(fā)出的 藍(lán)光都包裹在樹脂模塊內(nèi)，沒有任何外泄。)就此形成了一個(gè)均勻的發(fā)光曲面。如圖1-5所示，鋁基板線路板基座，線路直接印刷在PCB板上，并且在鋁基板上，以 芯片為中心點(diǎn)，設(shè)計(jì)凹陷的定位圓，用來和高分子空心半球形器件粘接密合。如圖3-3所示，高分子空心半球形器件，采用有機(jī)硅樹脂A、B料混合均勻后加入黃 色發(fā)光熒光材料經(jīng)過模具加熱固化成型制備。
權(quán)利要求1.一種用于大功率LED制備的芯粉分離的發(fā)光模塊，由大功率芯片、線路板基座以及 含熒光材料的高分子空心半球形器件組成，其特征在于大功率芯片直接綁定在線路板基 座上；含熒光材料的高分子半球形器件置于大功率芯片之上，通過粘結(jié)方式固定在芯片周 圍的線路板基座上，形成發(fā)光模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大功率LED制備的芯粉分離的發(fā)光模塊，其特征在于大 功率芯片直接綁定在線路板基座上制得藍(lán)光光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大功率LED制備的芯粉分離的發(fā)光模塊，其特征在于熒 光材料均勻分散在高分子材料中，通過加熱固化方式制備成空心半球形器件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大功率LED制備的芯粉分離的發(fā)光模塊，其特征在于高 分子半球形器件可以通過膠黏劑將其固定在芯片周圍的線路板基座上，制成發(fā)光模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大功率LED制備的芯粉分離的發(fā)光模塊，其特征在于線 路板基座可以是鋁基板、銅基板或者陶瓷基材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大功率LED制備的芯粉分離的發(fā)光模塊，其特征在于含 熒光材料的高分子半球形器件中的熒光材料選自黃色發(fā)光熒光材料、紅色發(fā)光熒光材料、 綠色發(fā)光熒光材料中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大功率LED制備的芯粉分離的發(fā)光模塊，其特征在于含 熒光材料的高分子半球形器件通過澆注、注塑方式，并經(jīng)過加熱固化制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大功率LED制備的芯粉分離的發(fā)光模塊，其特征在于含 熒光材料的高分子半球形器件的高分子材料為PC、PMMA、PET或有機(jī)硅橡膠材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大功率LED制備的芯粉分離的發(fā)光模塊，其特征在于大 功率芯片可以采用1個(gè)或者多個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)方式綁定在線路板基座上，高分子空心半球形 器件置于所有芯片之上，將所有芯片包在其中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大功率LED制備的芯粉分離的發(fā)光模塊，其特征在于大 功率芯片發(fā)出藍(lán)光激發(fā)高分子空心半球形器件中的熒光材料發(fā)出黃色或紅色或綠色的光， 與剩余藍(lán)光結(jié)合發(fā)出白光或其它顏色的光，形成均勻面光源。
專利摘要本實(shí)用新型涉及照明、背光源以及裝飾領(lǐng)域，提供了一種用于大功率LED制備的芯粉分離的發(fā)光模塊，通過樹脂成型使熒光材料呈均勻薄層，形成半球形狀，與大功率芯片不直接接觸，有效解決老化和光衰的問題。其特征在于本實(shí)用新型——用于大功率LED制備的芯粉分離的發(fā)光模塊，由大功率芯片、線路板基座和含熒光材料的高分子空心半球形器件組成，大功率芯片直接綁定在線路板基座上；含熒光材料的高分子半球形器件置于大功率芯片之上，通過粘結(jié)方式固定在芯片周圍的線路板基座上，形成發(fā)光模塊。
文檔編號H01L33/50GK201868472SQ20102060775
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者吳粵寧, 常英, 張宏偉, 李茂龍, 肖志國 申請人:大連路明發(fā)光科技股份有限公司