具有荧光粉散热层的发光二极管制造技术

本发明专利技术公开了一种具有荧光粉散热层的发光二极管，热沉与LED负电极的边缘区的上方粘接着环形陶瓷片，环形陶瓷片的上方粘接着环形金属散热片，环形金属散热片上设置有LED正电极，热沉与LED负电极的中心区的上方键合着LED芯片，LED芯片和LED正电极之间通过焊线焊接，LED芯片上涂覆有荧光粉层，光学透镜粘接在环形金属散热片上，其特征在于：荧光粉层表面蒸镀有传热镀层，传热镀层与环形金属散热片相连。本发明专利技术可以保持荧光粉工作在较低的温度下，使得荧光粉具有较长的使用寿命，以及色温不会发生变化，并同时保证LED使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发光装置领域，具体涉及发光二极管。
技术介绍
发光二极管(LED)应用已经非常普遍，LED技术也逐渐成熟。白光LED的主要技术是利用蓝光LED芯片与黄色荧光粉合成白光，特点是光效高，普遍超过了 100 lm/W，具有明显的节能效果。LED制造普遍采用的方法是(1)利用GaN材料制备蓝光LED芯片；(2)芯片键合或粘结到热沉上；(3)焊接电极；(4)LED芯片上涂覆荧光粉；(5)安装光学透镜。目前存在的问题由于荧光粉直接涂覆在LED芯片上，LED在正常工作时温度为60 100°C， 芯片直接将荧光粉也加热到相同的温度，由于荧光粉长期使用在高温情况下，将产生相关的技术问题(1)荧光粉使用寿命缩短；(2)荧光粉作用失效；(3)颜色变化，导致LED色温变化；(4)间接导致LED寿命达不到5万小时。荧光粉的涂覆技术也有一些国内专利技术，例如CN100411210C， US20040223315A1, KR2004044701-A等专利都提出了将荧光粉与芯片分离的相关技术，但是，还没有从根本上将荧光粉的热量传导出去，降低荧光粉的工作温度。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种具有荧光粉散热层的发光二极管，其制作工艺简单，可以将荧光粉的热量传导到散热基板上，保证荧光粉工作在较低温度，有效防止荧光粉在高温度工作环境下退色，降低白光LED的光氡同时也实现白光LED长寿命。本专利技术的采用的技术方案如下具有荧光粉散热层的发光二极管，热沉与LED负电极的边缘区的上方粘接着环形陶瓷片，环形陶瓷片的上方粘接着环形金属散热片，环形金属散热片上设置有LED正电极，热沉与LED负电极的中心区的上方键合着LED芯片，LED芯片和LED正电极之间通过焊线焊接， LED芯片上涂覆有荧光粉层，光学透镜粘接在环形金属散热片上，其特征在于荧光粉层表面蒸镀有传热镀层，传热镀层与环形金属散热片相连。进一步的，所述传热镀层的厚度为100 500nm。进一步的，传热镀层的材料为铝、金或者氧化锌。LED的制造过程如下将环形陶瓷片粘接到热沉与LED负电极上，再将环形金属散热片粘接到环形陶瓷片上，LED芯片既可以设计为垂直结构，也可以设计为水平结构形式， LED芯片键合到热沉与LED负电极上，环形陶瓷片将环形金属散热片与热沉与LED负电极进行电气隔离，利用金属Au或Al细焊线，将LED芯片和LED的正电极之间焊接并形成LED芯片与LED正电极的焊线，LED芯片上涂覆荧光粉层，荧光粉层的表面蒸镀一层传热镀层，光学透镜粘接到环形金属散热片上，即完成LED的制造。本专利技术的LED荧光粉涂覆及其散热方法(1)环形金属散热片设计，采用金属铝或铜等具有良好散热效果的金属材料，设计成环形散热片。(2)LED荧光粉涂覆取一定量的有机硅树脂、YAG:Ge黄色荧光粉、气相Si02粉末， 按照一定比例将其混合，结构超声分散、抽真空等步骤，使其成分分散相对均勻粘度适中的胶粉混合物。涂胶成型将制备好的胶粉混合物涂覆于固定好的模具表面，利用荧光粉均勻器使其分布及厚度均勻，形成规则涂层。荧光粉固化将LED放入烤箱中，在100°C以上温度下烘烤并固化。(3)传热镀层将涂覆好和固化荧光粉的LED芯片放入溅射或镀膜设备中，通常选用低温蒸镀或溅射方式，选用氧化锌材料或金属Al与Au或其它材料等导热材料，在荧光粉表面蒸镀一层导热材料，蒸镀层厚度为100 500nm之间，其主要条件是保证具有透明效果，透光率大于70%，蒸镀层延伸到LED整个表面，再利用离子刻蚀办法按照图3结构将蒸镀层保留下来，其余部分刻蚀掉，形成了荧光粉层与环形金属散热片的热传导作用。(4)荧光粉散热作用当LED正常工作时，LED芯片的工作温度在60 100°C之间，荧光粉产生的热量通过传热镀层传导到环形金属散热片，后者具有一定的热容量，并将部分热量散发到空气环境中，保持荧光粉层处于较低的温度。本专利技术的有益之处是LED具有荧光粉传热镀层，荧光粉所产生的热量传导出去进行散热，也可以保持荧光粉工作在较低的温度下，使得荧光粉具有较长的使用寿命，以及色温不会发生变化，并同时保证LED使用寿命，即实现LED的高可靠性。附图说明图1是本专利技术的LED结构示意图。图2是本专利技术的LED的主视图。图3是本专利技术的荧光粉层传热结构示意图。图4是本专利技术的LED剖面图。图中，1是光学透镜，2是LED正电极，3是环形金属散热片，4是环形陶瓷片，5是热沉与LED负电极，6是传热镀层，7是荧光粉层，8是LED芯片，9是焊线。具体实施例方式如图1至图4所示的LED，将环形陶瓷片4粘接到热沉与LED负电极5上，再将环形金属散热片3粘接到环形陶瓷片4上，LED芯片8键合到热沉与LED负电极5上，环形陶瓷片4将环形金属散热片3与热沉与LED负电极5进行电气隔离，利用金属Au或Al细焊线，将LED芯片8和LED正电极2之间焊接并形成LED芯片8与LED正电极2之间的焊线 9，LED芯片8上涂覆荧光粉层7，荧光粉层表面蒸镀传热镀层6，光学透镜1粘接到环形金属散热片3上，制造成本专利技术的LED。环形金属散热片3采用金属铝材料。荧光粉由有机硅树脂、YAGiGe黄色荧光粉、 气相Si02粉末混合形成胶粉混合物，将制备好的胶粉混合物涂覆于固定好的模具表面，利用荧光粉均勻器使其分布及厚度均勻，形成规则涂层。荧光粉固化将LED放入烤箱中，在 100°C以上温度下烘烤并固化。将涂覆好荧光粉层7的LED芯片放入溅射或镀膜设备中，进行低温溅射Al与Au等导热材料，蒸镀层厚度为100 500nm之间，其主要条件是保证具有透明效果，透光率大于70%，利用离子刻蚀办法按照图3结构形成传热镀层。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．具有荧光粉散热层的发光二极管，热沉与ＬＥＤ负电极（５）的边缘区的上方粘接着环形陶瓷片（４），环形陶瓷片（４）的上方粘接着环形金属散热片（３），环形金属散热片（３）上设置有ＬＥＤ正电极（２），热沉与ＬＥＤ负电极（５）的中心区的上方键合着ＬＥＤ芯片（８），ＬＥＤ芯片（８）和ＬＥＤ正电极（２）之间通过焊线（９）焊接，ＬＥＤ芯片（８）上涂覆有荧光粉层（７），光学透镜（１）粘接在环形金属散热片（３）上，其特征在于：荧光粉层（７）表面蒸镀有传热镀层（６），传热镀层（６）与环形金属散热片（３）相连。

【技术特征摘要】
1.具有荧光粉散热层的发光二极管，热沉与LED负电极(5)的边缘区的上方粘接着环形陶瓷片(4)，环形陶瓷片(4)的上方粘接着环形金属散热片(3)，环形金属散热片(3)上设置有LED正电极(2 )，热沉与LED负电极(5 )的中心区的上方键合着LED芯片(8 )，LED芯片 (8 )和LED正电极(2 )之间通过焊线(9 )焊接，LED芯片(8 )...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙慧卿，郭志友，许轶，肖永能，韩世阳，解晓宇，王度阳，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：81