專(zhuān)利名稱(chēng)：一種led光源封裝調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供了一種LED光源封裝調(diào)整方法，特別涉及一種采用電場(chǎng)控制熒光粉涂覆的光源封裝方法，屬于LED封裝方法技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體照明作為新一代 的照明技術(shù)，具有很多優(yōu)點(diǎn)節(jié)能、環(huán)保、長(zhǎng)壽命、響應(yīng)快等，近年來(lái)發(fā)展非常迅速。白光LED作為目前應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)品，其基本實(shí)現(xiàn)原理有以下幾種1、用藍(lán)光芯片涂覆黃色熒光粉，通過(guò)藍(lán)光和黃光的混合來(lái)實(shí)現(xiàn)白光，根據(jù)要求的不同，有的還在黃色熒光粉中摻入一定比例的紅色熒光粉或者紅色熒光粉及綠色熒光粉的混合物；2、用紅綠藍(lán)三種顏色的芯片組合封裝，選定一定功率比的紅綠藍(lán)三種顏色芯片就可以得到要求的白色光，這種方法不需要用到熒光粉；3、在紫外芯片上涂覆紅綠藍(lán)三基色熒光粉，采用與傳統(tǒng)熒光燈相似的發(fā)光原理，來(lái)實(shí)現(xiàn)白光，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是熒光粉的價(jià)格便宜，調(diào)配工藝成熟，缺點(diǎn)是紫外芯片的價(jià)格較高，技術(shù)不成熟；此外還有用單一芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)白光的方法等。考慮到工藝方便性，技術(shù)成熟性，材料的易得與否等各種因素，第一種方案是目前應(yīng)用最多，也是最成熟的方案，目前的LED封裝基本都是采用這一路線。LED封裝作為半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)最重要的一環(huán)受到人們的廣泛關(guān)注。目前的白光LED封裝工藝為基本相同1、固晶，將芯片固定在基板上，其中基板上某些位置有電路層和反光層，芯片固定在反光層上；2、焊線，根據(jù)設(shè)計(jì)需求，用金線將芯片之間的電路連通，電路連接方式為串聯(lián)或者并聯(lián)或者串并聯(lián)，并將芯片電路與基板上電路層的電路相連；3、涂覆熒光粉，將按照生產(chǎn)要求配好的熒光粉和硅膠混合物涂覆在芯片表面，由于熒光粉和硅膠的涂覆量比較大，實(shí)際涂覆過(guò)程中，大部分的熒光粉會(huì)流淌到反光層表面，部分的熒光粉也就沉淀到反光層上，造成了一定的浪費(fèi)，4、固化，將涂覆好熒光粉和硅膠混合物的光源半成品放入烘箱內(nèi)烘烤使硅膠固化。最后還要經(jīng)過(guò)測(cè)試和分選。在上述工藝中，由于熒光粉的重量關(guān)系，在涂覆熒光粉這個(gè)環(huán)節(jié)中，熒光粉會(huì)發(fā)生沉淀，而且由于目前使用的熒光粉顆粒有增大化的趨勢(shì)，這就造成熒光粉在芯片上的分布不均。如圖I所示，具體表現(xiàn)是涂覆熒光粉后，部分熒光粉會(huì)沉淀在芯片表面，但是在芯片表面的分布并不均勻，還有一部分熒光粉沉淀到芯片邊緣，這部分的熒光粉會(huì)導(dǎo)致光源的“黃圈”產(chǎn)生，此外還有一部分光源沉淀到基板上，上述種種導(dǎo)致封裝出來(lái)的光源色溫、色坐標(biāo)、光通量等參數(shù)差異明顯，不但不同批次之間差異明顯，即使同一批次光源之間的參數(shù)也有一定的差別，最終光源的一致性比較低，這也就直接導(dǎo)致了后續(xù)分選的工作量增加。有的廠家為了改善這種問(wèn)題，提高光源參數(shù)的一致性，在分選后，會(huì)對(duì)不符合要求的光源進(jìn)行補(bǔ)粉操作，就是在封裝好的光源上面再涂覆一次熒光粉，這一次涂覆的量比較少，然后再進(jìn)行一次固化、分選操作，這種方法雖然提高了光源產(chǎn)品的一致性，但是大大增加了工作量。另外由于上述步驟中，芯片周?chē)幕迳系纫恍┎恍枰扛矡晒夥鄣牡胤?，也涂覆上了熒光粉，還造成了熒光粉的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述LED封裝時(shí)熒光粉涂覆過(guò)程中產(chǎn)生的熒光粉分布不均，熒光粉沉淀、熒光粉浪費(fèi)等問(wèn)題，同時(shí)減少后續(xù)分選工序的工作量，甚至不再分選，本發(fā)明提供了一種LED光源封裝調(diào)整辦法，通過(guò)這種辦法，可以在封裝的過(guò)程中，對(duì)熒光粉的分布進(jìn)行調(diào)整，使熒光粉均勻的聚集在芯片表面和周?chē)蛘呤篃晒夥圻h(yuǎn)離芯片，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)LED光源的色溫、色坐標(biāo)等參數(shù)的調(diào)整。采用的技術(shù)方案是一種LED光源封裝調(diào)整辦法，包含以下步驟(I)將LED芯片固定在含有印刷電路層的基板上；(2)將芯片負(fù)極與基板的印刷電路層負(fù)極相連，芯片的正極與基板的印刷電路層正極相連，然后將基板的印刷電路層正極和印刷電路層負(fù)極相連；(3)按照比例配好熒光粉和硅膠的混合物，攪拌后，涂覆在芯片上；(4)將直流電源的兩極分別連接在芯片和基板背面，使芯片與基板之間產(chǎn)生電場(chǎng)，保持一定時(shí)間，撤去直流電源，作為光源半成品；(5)將所述的光源半成品放入烤箱內(nèi)烘烤。本發(fā)明的原理是在熒光粉和硅膠的混合過(guò)程中，由于需要不斷的攪拌，熒光粉和娃膠會(huì)不斷的摩擦，而突光粉屬于無(wú)機(jī)物，電負(fù)性弱，娃膠屬于有機(jī)物，電負(fù)性強(qiáng)，這樣在摩擦的過(guò)程中，熒光粉會(huì)帶正電荷，而硅膠會(huì)帶負(fù)電荷，由于熒光粉在硅膠內(nèi)呈顆粒分布，因此在熒光粉和硅膠這個(gè)整體上如果加一電場(chǎng)的話，熒光粉就會(huì)在電場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)，具體表現(xiàn)是在硅膠內(nèi)聚集或者擴(kuò)散。上述的步驟(I)中，可以采用常規(guī)的固晶工藝將LED芯片固定在基板上。上述的基板的材料可以采用公知的基板材料，例如招、陶瓷等。作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的方案，當(dāng)上述步驟(I)中的芯片為2個(gè)以上時(shí)，采用常規(guī)焊線工藝將芯片與芯片相連，芯片與芯片之間的連接方式為串聯(lián)、并聯(lián)或者串并聯(lián)。作為本發(fā)明的一個(gè)方案，上述步驟(4)中，所述的直流電源的負(fù)極接在芯片上，正極接在基板背面，采用這樣的方式，會(huì)形成一個(gè)由基板指向芯片的電場(chǎng)，熒光粉在電場(chǎng)的作用下會(huì)向芯片處聚焦，最終熒光粉顆粒聚積于芯片的表面，而較少沉積甚至不沉積于反光層表面。可以使芯片表面的熒光粉更加集中、均勻，并減少了沉積于反光層表面的熒光粉的浪費(fèi)。作為本發(fā)明的另一個(gè)方案，上述步驟(4)中，直流電源的正極接在芯片上，負(fù)極接在基板背面。由于在實(shí)際操作中，硅膠是涂于芯片的表面，這樣的覆涂的方式很容易造成硅膠在芯片表面的分布不均勻，主要表現(xiàn)是厚度不均，有些部位的硅膠多，而有些部位會(huì)較少，這樣在固化之后，會(huì)造成芯片表面熒光粉的分布不均勻，硅膠厚度較厚的位置，熒光粉也多，硅膠厚度偏薄的位置，熒光粉也偏少。而通過(guò)這樣的技術(shù)方案后，可以使熒光粉在電場(chǎng)的作用下遠(yuǎn)離芯片運(yùn)動(dòng)，并集中于硅膠的表面，在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的移動(dòng)、平衡后，可以在硅膠的表面可以形成一個(gè)均勻、穩(wěn)定的熒光粉層，此時(shí)，再進(jìn)行固化之后，在芯片的表面形成的熒光粉會(huì)更加均勻，解決了硅膠厚度不均勻的問(wèn)題。上述步驟⑷中，電源電壓優(yōu)選為3 400V，進(jìn)一步地，更優(yōu)選50 100V ;接上電源并產(chǎn)生電場(chǎng)后，可以通過(guò)改變通電的時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的熒光粉的聚集或分散程度，一般來(lái)說(shuō)，通電的時(shí)間短，熒光粉的移動(dòng)量就少，而通電時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，熒光粉就會(huì)有充分地運(yùn)動(dòng)，直至形成穩(wěn)定狀態(tài)。在本發(fā)明的方案中，通電時(shí)間優(yōu)選為I 10000S，進(jìn)一步地，更優(yōu)選1000 2000s。作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的方案，上述基板背面和芯片之間的電路為開(kāi)路狀態(tài)。這樣基板背面和芯片之間將只會(huì)有電場(chǎng)而不會(huì)有電流，帶有正電荷的熒光粉顆粒將會(huì)根據(jù)電場(chǎng)方向的不同，而向不同的方向運(yùn)動(dòng)。上述的步驟(4)制備好了光源半成品后或者步驟(5)烘烤完成后，可以解除基板的印刷電路層正極和印刷電路層負(fù)極之間的連接。無(wú)論放在步驟⑷后還是步驟(5)之后解除，都不會(huì)影響到本發(fā)明的技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)。有益效果與傳統(tǒng)封裝工藝相比，本發(fā)明提供的LED光源封裝調(diào)整方法，可以使熒光粉更加均勻的分布在所需要的位置，例如芯片表面，芯片側(cè)面，根據(jù)需要，這種分布方式可以為聚集式或者分散式，由于熒光粉分布比傳統(tǒng)封裝方法實(shí)現(xiàn)的分布更加均勻，最終生產(chǎn)出來(lái)的LED光源之間色溫、色坐標(biāo)、光通量等技術(shù)參數(shù)的一致性也就會(huì)更高，此外在使熒光粉聚集的過(guò)程中，可以充分利用到沉淀到基板上的熒光粉，提高了熒光粉的利用率，減少了熒光粉浪費(fèi)。


圖I是采用傳統(tǒng)封裝方法制造的COB (chip on board)光源結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是采用本發(fā)明所述方法的COB光源的基板和芯片的連接關(guān)系示意圖；圖3是采用本發(fā)明所述方法分別在芯片和基板上加電壓后制造的COB光源結(jié)構(gòu)示意圖，其中芯片方向通負(fù)電，基板方向通正電；圖4是采用本發(fā)明所述方法分別在芯片和基板上加電壓后制造的COB光源結(jié)構(gòu)示意圖，其中芯片方向通正電，基板方向通負(fù)電；其中1是基板；21是印刷電路層正極；22是印刷電路層負(fù)極；3是芯片；4是突光粉；5是硅膠；6是直流電源。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I本發(fā)明所提供的LED光源封裝調(diào)整辦法，基本工藝中的固晶、焊線、涂覆熒光粉等工藝和傳統(tǒng)封裝方法中工藝相同，包括固晶如圖2所示，將芯片3固定在基板I上，其中基板I上某些位置有電路層和反光層，芯片3固定在反光層上，芯片數(shù)量為2個(gè)以上，基板I材料為鋁；焊線如圖2所示，根據(jù)設(shè)計(jì)需求，用金線將芯片3之間的電路連通，電路連接方式可以為為串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)，本實(shí)施例中采用串聯(lián)方式。將芯片3負(fù)極與基板I的印刷電路層負(fù)極22相連，芯片3的正極與基板I的印刷電路層正極21相連，然后將基板I的印刷電路層正極21和印刷電路層負(fù)極22相連；焊盤(pán)正負(fù)極21、22與基板I之間有絕緣層(圖中未畫(huà)出)；
涂覆熒光粉將按照生產(chǎn)要求配好的熒光粉4和硅膠5混合物，攪拌，由于熒光粉4在混合的過(guò)程中，不斷與硅膠5摩擦，電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，熒光粉4帶正電，硅膠5帶負(fù)電，將混合物涂覆在芯片3表面，必要時(shí)讓熒光粉4和硅膠5的混合物在基板I上流平；接下來(lái)，如圖3所示，將直流電源6的負(fù)極接在線路層的焊盤(pán)上，直流電源6的正極接在基板I的背面，由于芯片3的兩端都分別連接在焊盤(pán)上，這時(shí)每個(gè)芯片3都處于等電位狀態(tài)，芯片3的p-n結(jié)也不會(huì)被擊穿，這樣就形成了一個(gè)方向?yàn)榛錓到芯片3方向的電場(chǎng)，設(shè)置電源電壓為50V，由于熒光粉4帶正電，所以熒光粉4會(huì)聚集在芯片3的周?chē)S著電壓的升高、時(shí)間的延長(zhǎng)，大量的熒光粉4都會(huì)積聚在芯片3的表面和四周，通電時(shí)間為2000s，撤去直流電源6。固化將涂覆好熒光粉4和硅膠5混合物的光源半成品放入烘箱內(nèi)烘烤使硅膠固化，這樣就得到了各種參數(shù)較為一致的光源成品。最后再解除基板I的印刷電路層正極21
和印刷電路層負(fù)極22之間的連接。實(shí)施例2本實(shí)施例與實(shí)施例I的區(qū)別在于在芯片3上接直流電源I的正極，在基板I背面接負(fù)極，基板I背面和芯片3之間的電路為開(kāi)路狀態(tài)。如圖4所示，設(shè)置電源電壓為75V，在電場(chǎng)的作用下，熒光粉4會(huì)向遠(yuǎn)離芯片3的方向運(yùn)動(dòng)，從各芯片3周?chē)鷶U(kuò)散開(kāi)，隨著電壓的升高，時(shí)間的延長(zhǎng)，幾乎所有的熒光粉4都會(huì)擴(kuò)散到硅膠5的上部，形成均勻的熒光粉層，通電時(shí)間1500s，此時(shí)將光源半成品放入烤箱內(nèi)固化，即可得到光色一致性較高的光源成品，采用這樣的操作方法，就避免了熒光粉在芯片表面的分布不均勻。實(shí)施例3本實(shí)施例采用的步驟和裝置同實(shí)施例1，區(qū)別在于電源電壓為100V，通電時(shí)間為1000s。同樣可以制備出光色一致性較高的光源成品。實(shí)施例4本實(shí)施例采用的步驟和裝置同實(shí)施例1，區(qū)別在于電源電壓為3V，通電時(shí)間為10000s，基板I材料為陶瓷。同樣可以制備出光色一致性較高的光源成品。實(shí)施例5本實(shí)施例采用的步驟和裝置同實(shí)施例1，區(qū)別在于電源電壓為400V，通電時(shí)間為ls，基板I材料為陶瓷。同樣可以制備出光色一致性較高的光源成品。
權(quán)利要求
1.一種LED光源封裝調(diào)整方法，包括以下步驟 (a)將LED芯片固定在含有印刷電路層的基板上； (b)將芯片負(fù)極與基板的印刷電路層負(fù)極相連，芯片的正極與基板的印刷電路層正極相連，然后將基板的印刷電路層正極和印刷電路層負(fù)極相連； (c)按照比例配好熒光粉和硅膠的混合物，攪拌后，涂覆在芯片上； (d)將直流電源的兩極分別連接在芯片和基板背面，使芯片與基板之間產(chǎn)生電場(chǎng)；撤去直流電源，作為光源半成品； (e)將所述的光源半成品放入烤箱內(nèi)烘烤。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED光源封裝調(diào)整方法，其特征在于所述的芯片為2個(gè)以上，通過(guò)焊線方法將芯片與芯片相連；芯片與芯片之間的連接方式為串聯(lián)、并聯(lián)、或者串并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED光源封裝調(diào)整方法，其特征在于步驟(4)中，直流電源的正極接在芯片上或基板背面，相應(yīng)地負(fù)極連接在基板背面或芯片上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED光源封裝調(diào)整方法，其特征在于步驟(4)中，基板背面和芯片之間的電路為開(kāi)路狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4任一項(xiàng)所述的LED光源封裝調(diào)整方法，其特征在于直流電源的電壓為3 400V。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED光源封裝調(diào)整方法，其特征在于其特征在于所述的電壓為50 IOOV0
7.根據(jù)權(quán)利要求I 4任一項(xiàng)所述的LED光源封裝調(diào)整方法，其特征在于步驟(4)中，通電的時(shí)間為I 10000s。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的所述的LED光源封裝調(diào)整方法，其特征在于所述的時(shí)間為.1000 2000s。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種LED光源封裝調(diào)整方法，屬于LED封裝方法技術(shù)領(lǐng)域。將LED芯片固定在基板上，上述的基板上有印刷電路層；分別將芯片負(fù)極與基板的印刷電路層負(fù)極相連，芯片的正極與基板的印刷電路層正極相連，然后將基板的正極和負(fù)極相連；按照比例配好熒光粉和硅膠的混合物，并將熒光粉和硅膠混合物涂覆在芯片上；將直流電源的兩極分別連接在芯片上和基板背面；將調(diào)整到要求的光源放入烤箱內(nèi)烘烤。本發(fā)明提供的LED光源封裝調(diào)整方法，可以使熒光粉更加均勻的分布在所需要的位置，最終生產(chǎn)出來(lái)的LED光源之間色溫、色坐標(biāo)、光通量等技術(shù)參數(shù)的一致性更高，減少了熒光粉浪費(fèi)。
文檔編號(hào)H01L33/48GK102856473SQ201210294358
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者冼鈺倫, 高艷敏, 趙寧 申請(qǐng)人:上舜照明(中國(guó))有限公司