一种薄壁陶瓷透镜封装的LED光源制造技术

本实用新型专利技术提供一种薄壁陶瓷透镜封装的LED光源，包括LED芯片，电极接线，LED散热基板，填充材料以及一个薄壁陶瓷透镜。所述的薄壁陶瓷透镜固定在基板上，并且将芯片全部罩住，基板与陶瓷透镜形成一个中空内腔，封装时可装填填充材料。该薄壁陶瓷透镜厚度为0.05mm-2mm，外形可根据LED光源封装需要为空心半球形、空心半椭球形、镂空方盒形，镂空菱形，镂空角形，空心超半球形或菲涅尔透镜形等。本实用新型专利技术通过采用薄壁陶瓷透镜的形式封装LED光源，使芯片光到透镜各部位的光程一致，可以有效消除LED封装光源的黄边、红边、绿边等边缘色差以及“五彩”问题；同时将芯片光完全封闭在透镜内，可有效避免蓝害；填充材料的选用，可有效防止陶瓷因热梯度导致的开裂以及增加光效。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及陶瓷结构领域以及LED发光
，尤其涉及一种薄壁陶瓷透镜封装的LED光源。
技术介绍
近年来，LED陶瓷封装技术作为一种新的封装技术，采用透明陶瓷荧光体替代“荧光粉+硅胶”，由于具有高导热率，高量子效率，抗色衰，无老化，可同时替代荧光粉、封胶、灯壳，低成本等传统封装技术无可比拟的优势而得到了迅速的发展。国际上Philip Luminleds公司、日本京都大学等知名机构均在从事这方面的研发工作。但目前，平片陶瓷荧光体作为盖板封装时，往往出现严重的黄边，绿边，红边，蓝边等边缘色差问题，以及发光面上因光成份差异导致的“五彩”问题，从而导致光源品质不佳，影响光源的正常使用。
技术实现思路
本技术旨在解决现有技术的前述问题，而提供一种薄壁陶瓷透镜封装的LED光源。为实现上述目的，本技术提供一种薄壁陶瓷透镜封装的LED光源，包括LED芯片，电极接线，LED散热基板，填充材料以及一个薄壁陶瓷透镜；所述的薄壁陶瓷透镜固定在基板上，并且将芯片全部罩住，基板与陶瓷透镜形成一个中空内腔，封装时可装填填充材料；该薄壁陶瓷透镜不同部位的厚度是一致的，厚度范围为0.05mm-2mm；外形可根据LED光源封装需要为空心半球形、空 心半椭球形、镂空方盒形，镂空菱形，镂空角形，空心超半球形或菲涅尔透镜形。所述的陶瓷透镜，可为纯透明体，如氧化铝陶瓷透镜，氧化钇陶瓷透镜，氧化镥陶瓷透镜，氧化钪陶瓷透镜，钇铝石榴石陶瓷透镜、镥铝石榴石陶瓷透镜等；也可为含有发光特性的透明荧光体，如稀土掺杂的氧化钇陶瓷透镜，稀土掺杂的氧化镥陶瓷透镜，稀土掺杂的氧化钪陶瓷透镜，稀土掺杂的钇铝石榴石陶瓷透镜，稀土掺杂的镥铝石榴石陶瓷透镜以及过渡元素掺杂的氧化铝陶瓷透镜。稀土元素可为单掺的Ce，或者Ce与Eu、Er、Nd、Pr、Gd、Tb、Sm、Tm、Dy、Yb或Lu其中的一种或任意几种共掺；稀土元素掺杂总量为0.001到10wt.％。所获得的薄壁透镜式陶瓷可直接用于LED光源封装，无须切片、研磨、抛光等后加工处理。所述的LED芯片可为单颗大功率芯片，单颗小功率芯片以及多颗大小功率芯片排列组合而成。所述的芯片可为波长为400-500nm范围的可见光或波长为250-400nm紫外光LED。封装时，陶瓷透镜可直接盖在基板上的支架面上，或为内嵌式，或为外套式，且将LED芯片密封于内，但不与LED芯片接触。所述的填充材料可以根据实际封装需要，填充硅胶，油或者其他材料，也可以不填充。本技术通过采用薄壁陶瓷透镜的形式封装LED光源，使芯片光到透镜 各部位的光程一致，可以有效消除LED封装光源的黄边、红边、绿边等边缘色差以及“五彩”问题；同时将芯片光完全封闭在透镜内，可有效避免蓝害；填充材料的选用，可有效防止陶瓷因热梯度导致的开裂以及增加光效。附图说明图1，图2为设计的薄壁陶瓷透镜封装的LED光源的两种示例结构示意图。图中：薄壁陶瓷透镜(1)；填充材料(2)；芯片(3)；散热基板(4)。图3为设计实例中一个薄壁陶瓷透镜封装的白光LED的光谱能量分布图。具体实施方式以上内容已经对本技术作了充分的说明，以下再结合附图对本技术的实施作进一步说明，但本技术的实施不限于此。参阅图1至图2，仅为本技术一种薄壁陶瓷透镜封装的LED光源的较佳实施例。该薄壁陶瓷透镜分别为空心半球形和镂空方盒形。将注塑成型，干压成型，凝胶注模成型，挤出成型，注浆成型或流延成型工艺获得的薄壁透镜式陶瓷素坯进行高温烧结，烧结温度在1000-1900℃，然后在800-1700℃之间进行退火，获得薄壁透明陶瓷。陶瓷透过率达到理论透过率，无需后加工处理。该例中一种薄壁陶瓷透镜封装的LED光源，由一个或多个LED芯片(3)、薄壁陶瓷透镜(1)、可选填充材料(2)、在LED芯片底部的散热基板(4)以及外围的电极接线组成。薄壁陶瓷透镜将芯片封闭于内，同时与基板形成一个中 空内腔，内可选填充油、硅胶以及其他材料，也可以不填充。根据所需要的LED光源类型不同，可以采用相应的陶瓷透镜进行封装，举例如下：1)蓝光LED芯片与0.05-1.0mm厚Ce：YAG黄陶瓷透镜相接合可得到白光LED光源。2)蓝光LED芯片与厚度大于1.2mm的Ce：YAG黄陶瓷透镜相接合可得到黄光LED光源。3)蓝光LED芯片与无色氧化钇薄壁透镜相接合可得到蓝光LED光源。图3为采用薄壁Ce：YAG陶瓷透镜封装的白光LED的光谱能量分布图，其性能指标如下：其性能指标如下：光效：1171m/W量子效率：94.0％显色指数：83色温：4500K。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄壁陶瓷透镜封装的LED光源，包括LED芯片，电极接线，LED散热基板，填充材料以及一个薄壁陶瓷透镜；所述的薄壁陶瓷透镜固定在基板上，并且将芯片全部罩住，基板与陶瓷透镜形成一个中空内腔，封装时可装填填充材料；该薄壁陶瓷透镜不同部位的厚度是一致的，厚度范围为0.05mm‑2mm；外形可根据LED光源封装需要为空心半球形、空心半椭球形、镂空方盒形，镂空菱形，镂空角形，空心超半球形或菲涅尔透镜形。

【技术特征摘要】
1.一种薄壁陶瓷透镜封装的LED光源，包括LED芯片，电极接线，LED散热基板，填充材料以及一个薄壁陶瓷透镜；所述的薄壁陶瓷透镜固定在基板上，并且将芯片全部罩住，基板与陶瓷透镜形成一个中空内腔，封装时可装填填充材料；该薄壁陶瓷透镜不同部位的厚度是一致的，厚度范围为0.05mm-2mm；外形可根据LED光源封装需要为空心半球形、空心半椭球形、镂空方盒形，镂空菱形，镂空角形，空心超半球形或菲涅尔透镜形。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁陶瓷透镜封装的LED光源，其特征在于所述的陶瓷透镜，可为纯透明体，如氧化铝陶瓷透镜，氧化钇陶瓷透镜，氧化镥陶瓷透镜，氧化钪陶瓷透镜，钇铝石榴石陶瓷透镜、镥铝石榴石陶瓷透镜等；也可为含有发光特性的透明荧光体，如稀土掺杂的氧化钇陶瓷透镜，稀土掺杂的氧化镥陶瓷透镜，稀土掺杂的氧化钪陶瓷透镜，稀土掺杂的钇铝石榴石陶瓷透镜，稀土掺杂的镥铝石榴石陶瓷透镜以及过渡元素掺杂的氧化铝陶瓷透镜。
3....

【专利技术属性】
技术研发人员：张红卫，李华，陈宝容，冯辉辉，
申请(专利权)人：张红卫，
类型：新型
国别省市：河南;41