一种白光LED模组封装结构制造技术

本实用新型专利技术属于电子封装技术，涉及一种白光LED模组封装结构。该LED封装模组由LED芯片、引线、固晶层、散热基板和荧光玻璃片等组成。荧光玻璃片由玻璃基片及其表面的荧光玻璃层组成，荧光玻璃片与LED芯片间通过填充硅胶或直接键合工艺实现连接。其中，荧光玻璃片的总厚度为0.5至3毫米，荧光玻璃层厚度为50至500微米；荧光玻璃层材料的折射率等于或略小于玻璃基片材料的折射率，填充硅胶的折射率等于或略大于玻璃基片材料的折射率。采用该白光LED封装结构，不仅降低了工艺成本，同时提高了荧光粉的均匀性和热稳定性，改善了LED器件的封装质量，而且由于采用了远离荧光粉技术，提高了LED封装模组的光效，适合白光LED封装大规模生产和板上芯片封装技术发展。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术所属领域属于电子封装技术，具体涉及一种白光LED (发光二极管)模组的封装结构。
技术介绍
对于大功率白光LED封装而言,突光粉的作用在于光色复合,形成白光。常用的突光粉使用方式是将荧光粉与封装胶(环氧树脂或硅胶)混合，然后涂覆在LED芯片上。由于涂覆工艺难以精确控制荧光粉层的厚度和形状，导致LED器件的色温和显色性指数波动很大，影响产品质量。此外，由于荧光粉胶层是由环氧树脂或硅胶与荧光粉调配而成，耐热性、抗老化性和抗湿气性能较差，从而影响LED器件的长期可靠性。为了提高荧光粉层的耐热性和抗老化性能，国内外开展了一系列的研究。2005年日本通用电气玻璃公司研制出可用于LED封装的YAG荧光玻璃片。该荧光玻璃片由玻璃粉与荧光粉混合均匀后烧结而成，具有良好的耐热性和抗湿气性，相比普通的荧光粉胶层，LED封装器件的可靠性大大提高；美国专利文献(US 2009/0212697A1和US2010/0207512A1)公开了一种含荧光粉的半透明陶瓷片制备方法，主要由陶瓷粉、荧光粉、粘结剂、烧结助剂在高温(1400-1500°C )惰性气体环境下烧结而成；中国专利文献CN 101314519A公开了一种白光LED用稀土掺杂发光玻璃及其制备方法，通过高温熔制(1450-1550°C下烧结2-3小时)制备出含稀土荧光粉的荧光玻璃体，满足白光LED封装要求；中国专利文献CN 101723586 A则公开了一种应用于半导体照明的荧光粉玻璃体及其制备方法，通过在硼铝酸盐玻璃粉中混合稀土掺杂铝酸盐荧光粉，在高温(400-50(TC )下热压烧结而成。此外，丁唯嘉等人利用溶胶-凝胶法制备出低温荧光玻璃体，朱学绘等人则利用真空烧结技术制备出Ce =YAG荧光玻璃体，用于LED封装并提高了 LED器件性能。采用荧光玻璃片封装LED，不仅省略了封装过程中荧光粉与胶液的配制与涂覆工艺，提高了白光LED封装效率，而且提高了荧光粉的均匀性和热稳定性，从而改善了 LED器件的发光质量与可靠性。如德国Sumita公司采用荧光玻璃封装LED模块，在85°C环境中点亮10000小时候后亮度没有衰退，反而略有上升，而普通LED封装模块(采用荧光粉胶层)在相同条件下亮度降低了 20%。但在上述荧光玻璃制备过程中，由于荧光粉是内掺于玻璃粉中一起烧结，不仅荧光粉消耗量大(材料成本高)，而且高温烧结过程(大于1000°C )会对荧光粉的晶相(晶体结构)产生损坏，影响荧光粉的发光效率。更为重要的是，该荧光玻璃体需要切割、研磨、抛光后才能用于LED封装，工艺成本很高。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提出了一种新型的白光LED模组封装结构，该结构可以降低工艺成本和荧光粉材料成本，而且可以提高了 LED封装模组的光效。本技术提供的白光LED模组封装结构，包括LED芯片、引线、固晶层、散热基板和荧光玻璃片；LED芯片由固晶材料贴装在散热基板上；LED芯片电极经过引线键合与散热基板焊盘间电互连；荧光玻璃片覆盖在LED芯片上方，且两者间通过填充硅胶或直接键合工艺实现连接。作为上述技术方案的改进，所述荧光玻璃片荧光玻璃片由玻璃基片及其表面的荧光玻璃层组成。本技术与使用荧光粉胶层封装LED相比，不仅降低了工艺成本(不用配制和涂覆荧光粉胶)，同时提高了荧光粉的均匀性和热稳定性，改善了 LED器件的封装质量；与内掺法制备的荧光玻璃相比，由于仅在玻璃基片表面存在荧光玻璃层，不仅降低了工艺成本(不用切割、研磨和抛光玻璃片)和荧光粉材料成本，而且由于采用了远离荧光粉技术(间距可通过玻璃基片厚度控制)，提高了 LED封装模组的光效，特别适合大功率LED封装批量制造和多芯片COB(板上芯片封装)发展需求。本技术一种白光LED模组封装结构的优势在于:与使用荧光粉胶层封装LED相比，该结构不仅可以在封装LED时降低工艺成本(不用配制和涂覆荧光粉胶)，同时还可以提高荧光粉的均匀性和热稳定性，改善了 LED器件的封装质量；与内掺法制备的荧光玻璃相比，由于仅在玻璃基片表面存在荧光玻璃层，不仅降低了工艺成本(不用切割、研磨和抛光玻璃片)和荧光粉材料成本，而且由于采用了远离荧光粉技术(距离可通过玻璃基片厚度控制)，提高了 LED封装模组的光效。同时，该LED封装结构还适合大规模生产和板上芯片封装技术(COB)发展。附图说明图1为现有荧光粉胶层封装的白光LED模组结构，图中10为散热基板，11为LED芯片，12为内掺荧光粉的胶层，13为不掺荧光粉的胶层。图2为现有采用内掺荧光粉的荧光玻璃片封装的白光LED模组结构，图中20为散热基板，21为LED芯片，22为内掺荧光粉的玻璃片，23为硅胶层。图3为本技术实施例1的白光LED封装结构示意图。图4为本技术实施例2的白光LED封装结构示意图。图5为本技术实施例3的白光LED封装结构示意图。具体实施方式本技术所提出的技术方案是:采用荧光玻璃片(由玻璃基片及其表面的荧光玻璃层组成)取代荧光粉胶层或内掺法制备的荧光玻璃片。LED封装过程中，首先采用固晶材料将LED芯片贴装在散热基板上；然后通过引线键合实现LED芯片电极与散热基板焊盘间的电互连；最后将荧光玻璃片覆盖在LED芯片上方，荧光玻璃片与LED芯片间通过填充硅胶或直接键合工艺实现连接。以下结合附图对本技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本技术，但并不构成对本技术的限定。此夕卜，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本技术提供的一种白光LED模组封装结构，该LED封装模组由LED芯片、弓丨线、固晶层、散热基板和荧光玻璃片等组成。LED芯片采用固晶材料贴装在散热基板上；然后通过引线键合实现LED芯片电极与散热基板焊盘间的电互连；最后将荧光玻璃片覆盖在LED芯片上方，两者间通过填充硅胶或直接键合工艺实现连接。其中，荧光玻璃片由玻璃基片及其表面的荧光玻璃层组成，总厚度为0.5毫米至3毫米，荧光玻璃层厚度取决于荧光粉浓度和LED封装要求，一般为50微米至500微米，优选值为10微米至300微米。荧光玻璃层材料的折射率等于或略小于玻璃基片材料的折射率，如荧光玻璃层材料的折射率比玻璃基片材料的折射率低0.2以内；本技术的另一个特征是所述荧光玻璃片与LED芯片间通过填充硅胶或直接键合工艺实现连接，填充硅胶的折射率等于或略大于玻璃基片材料的折射率，如填充硅胶的折射率比玻璃基片材料的折射率大0.2以内。荧光玻璃片的上表面为光滑平面或采用微结构进行粗化。实施例1本技术白光LED封装结构如图3，具体实施步骤如下:I)采用固晶工艺将蓝光LED水平芯片31贴装在金属核印刷电路板(MCPCB) 30上；2)采用引线键合工艺(金线32)，实现LED芯片电极与MCPCB线路间的电互连；3)将整个MCPCB基板30固定在金属模组框架33内；4)根据芯片主波长及封装要求(色温、演色性指数等)，选取对应的荧光玻璃片35 (总厚度为0.5毫米，荧光玻璃层厚度为50 μ m，玻璃基片折射率1.48)，将其切割成略小于模组框架大小，然后覆盖在LED芯片阵列上(荧光玻璃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种白光LED模组封装结构，其特征在于，它包括LED芯片、引线、固晶层、散热基板和荧光玻璃片；LED芯片由固晶层贴装在散热基板上；LED芯片的电极经过引线键合与散热基板的焊盘问电互连；荧光玻璃片覆盖在LED芯片上方，且两者问通过填充硅胶或直接键合工艺实现连接。

【技术特征摘要】
1.一种白光LED模组封装结构，其特征在于，它包括LED芯片、引线、固晶层、散热基板和荧光玻璃片；LED芯片由固晶层贴装在散热基板上；LED芯片的电极经过引线键合与散热基板的焊盘问电互连；荧光玻璃片覆盖在LED芯片上方，且两者问通过填充硅胶或直接键合工艺实现连接。2.根据权利要求1所述白光LED模组封装结构，其特征在于，所述荧光玻璃片由玻璃基片及其表面的荧光玻璃层组成。3.根据权利要求1所述白光LED模组封装结构，其特征在于，所述荧光玻璃片总厚度为0.5毫米至3毫米。4.根据权利要求2所述白光LED模组封装结构，其特征在于，所述荧光玻璃层的厚度为50微米至500微米。5.根据权利要求2所述白光LED模组封装结构，其特征在于，所述荧光玻璃层的厚度为100微米至300微米。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明祥，
申请(专利权)人：武汉利之达科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42