本发明专利技术提供了一种大功率LED封装方法及封装结构，LED封装方法将荧光粉、SiO2和B2O3混合作为靶材A，通过电子束蒸发沉积在单晶蓝宝石基体一侧表面形成包覆荧光粉的高硼硅荧光玻璃层，得到蓝宝石基体荧光玻璃，将量子点膜堆叠在蓝宝石基体荧光玻璃背面，电子束蒸发沉积高硼硅玻璃至固定有蓝光LED阵列一侧且高硼硅玻璃完全覆盖蓝光LED阵列得到LED模组，并将LED模组与复合有量子点膜的荧光玻璃固定得到大功率LED封装结构。本发明专利技术的大功率白光LED封装结构，LED基板上沉积高硼硅玻璃层与发光LED嵌合、黄色荧光层与红色量子点层分开，形成包覆荧光粉的高硼硅荧光玻璃层并与LED模组固定时与高硼硅玻璃层保持间距，使得大功率白光LED发光效率高，散热效率高。散热效率高。散热效率高。
【技术实现步骤摘要】
一种大功率白光LED封装方法及封装结构
[0001]本专利技术涉及LED领域，具体涉及一种大功率白光LED封装方法及封装结构。
技术介绍
[0002]发光二极管(LED)，与传统照明光源相比具有功耗低、驱动特性好、响应速度快、抗震能力强、使用寿命长、绿色环保以及不断快速提高的发光效率等优点，成为目前世界上替代传统光源的新一代光源。
[0003]作为半导体器件，LED对温度极为敏感，结温的升高会对LED的寿命、光效、色温、光色(波长)、光形(配光)、正向电压、光度、色度、最大注入电流及可靠性等产生一定的影响。尤其大功率LED芯片在使用过程中会产生大量的热量，虽然目前已经研发出各种类型的散热器来传输由芯片基板传导出的热量，但仅通过固定在LED基板上的散热器仍然无法解决大功率LED芯片的结温问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种大功率白光LED封装方法及封装结构。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种大功率白光LED封装方法，所述封装方法包括以下步骤：
[0006](1)将荧光粉、SiO2和B2O3混合作为靶材A，通过电子束蒸发沉积在单晶蓝宝石基体一侧表面形成包覆荧光粉的高硼硅荧光玻璃层，得到蓝宝石基体荧光玻璃，包覆荧光粉的高硼硅荧光玻璃层与单晶蓝宝石基体投影一致，所述荧光粉的发射光普波长为500～560nm；所述靶材A中，荧光粉的重量百分比为15％～25％，B2O3的质量占所述靶材A中SiO2和B2O3总质量的12％～20％；
[0007](2)将量子点膜堆叠在蓝宝石基体荧光玻璃背面，即未沉积包覆荧光粉的高硼硅荧光玻璃层一侧，得到复合有量子点膜的荧光玻璃，所述量子点膜的发光光谱在600～650nm；
[0008](3)LED基板边缘具有与LED基板面垂直的围坝，所述围坝的材料与LED基板相同，将蓝光LED阵列固定在LED基板具围坝一侧，电子束蒸发沉积高硼硅玻璃至固定有蓝光LED阵列一侧且高硼硅玻璃完全覆盖蓝光LED阵列，形成与基板投影一致的膜状高硼硅玻璃层，所述膜状高硼硅玻璃层顶面与围坝顶部形成凹陷，得到LED模组；
[0009](4)将复合有量子点膜的荧光玻璃与LED模组固定得到白光LED，包覆荧光粉的高硼硅荧光玻璃层与LED模组上的高硼硅玻璃层相邻且包覆荧光粉的高硼硅荧光玻璃层与LED模组上的高硼硅玻璃层之间保持一定的距离；
[0010](5)在步骤(4)得到的白光LED上的LED基板一侧固定散热器，散热器固定在LED基板未安装蓝光LED一侧；
[0011]所述步骤(3)与步骤(1)、步骤(2)不具有顺序关系。
[0012]在大功率LED芯片封装制备过程中，发现仅通过固定在LED基板上的散热器仍然无法解决大功率LED芯片的结温问题。在LED芯片通电工作时，一部分能量转换为光能，另一部分电能转化为热量。通过研究发现，热量一部分经过芯片基板的散热器传导出去，但散热器效率较低，并不能将全部的热量经过芯片基板的散热器传导出去。LED芯片多数呈阵列式排布在LED基板上，这样芯片基板上固定LED的位置温度较高、而未固定LED的基板位置温度相对较低，就会导致LED发光受到高温影响。上述方法通过在固定LED的基板一侧通过电子束蒸发沉积高硼硅玻璃层，使得高硼硅玻璃层与LED完全的嵌合，如此LED通电发光产生的热量在传导至LED基板的同时，传导至与LED嵌合的高硼硅玻璃层，且高硼硅玻璃具有优异的散热性能，LED除传导至LED基板的热量会很快的传导分布至高硼硅玻璃层，而高硼硅玻璃层与LED嵌合，并且直接沉积在LED基板上，热量会更均匀地向基板传导，减少了芯片基板上固定LED的位置的热量集中，能够使得整个LED基板更均匀的通过固定在基板上的散热器散热，提升了LED通过芯片基板的散热器散热的效率。对于白光LED而言，通常是单色的LED发光二极管加上相应的荧光层产生白光，而量子点白光LED的荧光层通常是直接将红色量子点、荧光粉混合在一起。研究中发现，在固定LED的基板一侧通过电子束蒸发沉积高硼硅玻璃层，并将高硼硅玻璃层与荧光层固定后，虽然提升了基板侧散热器的散热效率，但是高硼硅玻璃的高导热性产生了负面影响，热量会从高硼硅玻璃层传导至黄色荧光粉、红色量子点，导致量子点在高温下发生热猝灭，进而降低量子点白光LED发光性能。因此，上述方法将LED基板上的高硼硅玻璃层与荧光层保持一定距离，同时将黄色荧光层与红色量子点层分开，并且使用电子束蒸发沉积包含黄色荧光粉的高硼硅玻璃靶材，形成包覆荧光粉的高硼硅荧光玻璃层，这样通过LED基板上的高硼硅玻璃层、与荧光层的高硼硅玻璃的良好的导热性，能够分担部分的热量传递，降低了基板散热器的散热负荷，同时包覆荧光粉的高硼硅荧光玻璃层与LED模组上的高硼硅玻璃层之间保持一定的距离，减缓了高硼硅玻璃层热量向量子点传输的速率，既能起到散热降低基板散热器的散热负荷的作用，也避免了量子点层的热量集中而导致的量子点在高温下发生热猝灭，提升了发光效率。此外，高硼硅玻璃具有良好的光学性能，其材料并不会对LED的光效产生负面影响。上述方法中，LED基板上沉积高硼硅玻璃层与发光LED嵌合、同时将黄色荧光层与红色量子点层分开，并且使用电子束蒸发沉积包含黄色荧光粉的高硼硅玻璃靶材，形成包覆荧光粉的高硼硅荧光玻璃层、包覆荧光粉的高硼硅荧光玻璃层与LED模组上的高硼硅玻璃层之间保持一定的距离这几个技术核心是相辅相成、彼此结合、互相配合的，上述大功率白光LED封装方法获得的大功率白光LED发光效率高，散热效率高。
[0013]上述方法中，步骤(1)、步骤(2)制备复合有量子点膜的荧光玻璃；步骤(3)制备LED模组；作为本领域技术人员，可以明确，制备复合有量子点膜的荧光玻璃、制备LED模组先后顺序并不影响上述方法的实施，步骤(3)与步骤(1)、步骤(2)不具有顺序关系。
[0014]LED基板边缘具有与LED基板面垂直的围坝，膜状高硼硅玻璃层顶面与围坝顶部形成凹陷，其目的即是为了在将复合有量子点膜的荧光玻璃与LED模组固定后，使得包覆荧光粉的高硼硅荧光玻璃层与LED模组上的高硼硅玻璃层之间保持一定的距离。围坝的材料与LED基板相同可以避免漏光现象。
[0015]优选地，所述靶材A中，荧光粉的重量百分比为18％～20％，B2O3的质量占所述靶材A中SiO2和B2O3总质量的15％～18％；
[0016]优选地，所述LED基板材料为：镜面铝基板、Al2O3陶瓷基板、AlN陶瓷基板、铝碳化硅基板中的任意一种。
[0017]所述量子点膜的发光光谱在600～650nm。对于本领域技术人员能够选择合适的量子点膜材料。
[0018]所述荧光粉的发射光普波长为500～560nm。对于本领域技术人员能够选择合适的荧光粉的材料。
[0019]优选地，所述步骤(1)中，电子束蒸发沉积包覆荧光粉的高硼硅玻璃的方法包括步骤；将靶材粉末按照重量配比置于石墨坩埚中，放入电子束蒸发器，真空度降为1.5
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种大功率白光LED封装方法，其特征在于，所述封装方法包括以下步骤：（1）将荧光粉、SiO2和B2O3混合作为靶材A，通过电子束蒸发沉积在单晶蓝宝石基体一侧表面形成包覆荧光粉的高硼硅荧光玻璃层，得到蓝宝石基体荧光玻璃，包覆荧光粉的高硼硅荧光玻璃层与单晶蓝宝石基体投影一致，所述荧光粉的发射光普波长为500~560nm；所述靶材A中，荧光粉的重量百分比为15%~25%，B2O3的质量占所述靶材A中SiO2和B2O3总质量的12%~20%；（2）将量子点膜堆叠在蓝宝石基体荧光玻璃背面，即未沉积包覆荧光粉的高硼硅荧光玻璃层一侧，得到复合有量子点膜的荧光玻璃，所述量子点膜的发光光谱在600~650nm；（3）LED基板边缘具有与LED基板面垂直的围坝，所述围坝的材料与LED基板相同，将蓝光LED阵列固定在LED基板具围坝一侧，电子束蒸发沉积高硼硅玻璃至固定有蓝光LED阵列一侧且高硼硅玻璃完全覆盖蓝光LED阵列，形成与基板投影一致的膜状高硼硅玻璃层，所述膜状高硼硅玻璃层顶面与围坝顶部形成凹陷，得到LED 模组；（4）将复合有量子点膜的荧光玻璃与LED 模组固定得到白光LED，包覆荧光粉的高硼硅荧光玻璃层与LED 模组上的高硼硅玻璃层相邻且包覆荧光粉的高硼硅荧光玻璃层与LED 模组上的高硼硅玻璃层之间保持一定的距离；（5）在步骤（4）得到的白光LED上的LED基板一侧固定散热器，散热器固定在LED基板未安装蓝光LED一侧；所述步骤（3）与步骤（1）、步骤（2）不具有顺序关系。2.根据权利要求1所述的大功率白光LED封装方法，其特征在于，所述步骤（1）中，电子束蒸发沉积包覆荧光粉的高硼硅玻璃的方法包括步骤；将靶材粉末按照重量配比置于石墨坩埚中，放入电子束蒸发器，真空度降为 1.5
×
10
‑3Pa 以下后，电子束打开开始蒸发，电流 150~180mA，开启衬底旋转，开始沉积，沉积速率为 2.5~5A/S，基底加热为130~160℃，利用膜厚仪监测沉积材料的厚度。3.根据权利要求1或2所述的大功率白光LED封装方法，其特征在于，所述包覆荧光粉的高硼硅荧光玻璃层的厚度为30~200μm，所述蓝宝石基体层、量子点膜、包覆荧光粉的高硼硅荧光玻璃层的厚度比例为1：（0.9~1.1）：（0.9~1.1）。4.根据权利要求1所述的大功率白光LED封装方法，其特征在于，所述步骤（2）中，量子点膜的制备方法包括步骤，将量子点溶液分散至紫外固化胶中，在模具中紫外固化成片状，得到量子点膜，量子点膜中量子点的质量分数为 0.10%~0.30%，所述量子点溶液的溶剂为有机溶剂。5.根据权利要求1所述的大功率白光LED封装方法，其特征在于，所述步骤（3）中，电子束蒸发沉积高硼硅玻璃的方法包括步骤；将靶材置于石墨坩埚中，放入电子束蒸发器，真空度降为 1.5
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‑3Pa 以下后，电子束打开开始蒸发，电流 150~180mA，开启衬底...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓丽，易巨荣，林汝和，周建华，张振强，
申请(专利权)人：广东聚科照明股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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