本發明專利技術公開一種大功率SMD白光光源的無機封裝結構及封裝方法。所述無機封裝結構包括固態熒光片、LED芯片、無機材料結合層；所述LED芯片包括一個、兩個、三個或更多個正裝、倒裝或垂直結構的LED芯片；所述固態熒光片與所述LED芯片不接觸。本發明專利技術克服了現有LED封裝的不足，真正實現SMD白光光源的無機封裝，固態透明熒光陶瓷片與熒光粉膠相比熱導率高、耐熱性好、光衰小；易實現多芯片高密度封裝；倒裝LED出光效率高，適用于制造高流明密度大功率LED燈具。適用于制造高流明密度大功率LED燈具。適用于制造高流明密度大功率LED燈具。
【技術實現步驟摘要】
一種大功率SMD白光光源的無機封裝結構及封裝方法
[0001]本專利技術屬于大功率SMD光源領域，涉及大功率SMD光源的封裝結構和封裝方法，具體涉及一種大功率SMD白光光源的無機封裝結構及封裝方法。
技術介紹
[0002]傳統LED光源采用將Y3Al5O
12
:Ce(YAG:Ce)熒光粉與硅膠或環氧樹脂等有機物混合形成熒光粉膠，涂覆在LED芯片上的方式進行封裝，這種封裝方式使得熒光粉膠緊貼LED芯片，由于硅膠或樹脂等有機高分子化合物散熱性、耐熱性差，在小功率密度的LED光源中應用問題不大。然而隨著光源大功率化，尤其是采用小面積大功率封裝方式(包括但不限于SMD、COB等封裝方式)時，小面積LED光源的兩大熱源互相疊加，無法有效散發，將導致LED芯片結溫極速升高，熒光粉膠易會出現老化、開裂甚至碳化，從而導致光源發光效率降低，使用壽命減少，甚至封裝失效“死燈”等問題。同時LED芯片在工作過程中產生的熱量不易散發，導致光源溫度上升，出現光衰、色偏移及使用壽命降低等問題。
技術實現思路
[0003]針對現有技術存在的不足，本專利技術提供了一種大功率SMD白光光源的無機封裝結構及封裝方法。
[0004]本專利技術提供的SMD白光光源的無機封裝結構，包括固態熒光片、LED芯片、無機材料結合層；
[0005]所述LED芯片可以包括一個、兩個、三個或更多個正裝、倒裝或垂直結構的LED芯片；所述固態熒光片與所述LED芯片不接觸。
[0006]根據本專利技術的實施方案，所述固態熒光片為常溫下呈固體狀態的熒光材料形成的熒光片，例如包括但不限于透明熒光陶瓷片、熒光晶體片和熒光玻璃片中的至少一種，優選為透明熒光陶瓷片。
[0007]根據本專利技術的實施方案，所述固態熒光片可以由透明熒光陶瓷片、熒光晶體片或熒光玻璃片構成。
[0008]例如，所述透明熒光陶瓷片的材質包括但不限于YAG基等透明熒光陶瓷，所述熒光晶體片的材質包括但不限于YAG基等熒光晶體，所述熒光玻璃片的材質包括但不限于硼硅基質等熒光玻璃。
[0009]優選地，YAG基透明熒光陶瓷包括但不限于YAG:Ce、YAG:Ce,Mn、LuAG:Ce等釔鋁石榴石型透明熒光陶瓷。
[0010]根據本專利技術的實施方案，所述固態熒光片的裸露面為無機封裝結構的出光面。
[0011]根據本專利技術的實施方案，所述固態熒光片對于400
?
500nm的可見光或250
?
400nm的紫外光具有吸收并激發出380
?
780nm波段可見光的光轉換作用。
[0012]根據本專利技術的實施方案，所述無機封裝結構還包括支架，所述支架用于支撐所述固態熒光片，使所述固態熒光片與所述LED芯片不接觸。
[0013]根據本專利技術的一個實施方案，所述支架與所述固態熒光片的非出光面的結合處設置無機材料結合層。所述固態熒光片的非出光面通過所述無機材料結合層和支架結合。
[0014]根據本專利技術的另一個實施方案，所述支架與所述固態熒光片的非出光面的結合處設置膠合層或機械固定結構。所述固態熒光片的非出光面通過膠合層或機械固定結構和支架結合。
[0015]根據本專利技術的實施方案，所述無機材料結合層包括但不限于金屬單質層、燒結界面層中的至少一種。
[0016]例如，所述無機材料結合層為金屬單質層，即在所述透明熒光陶瓷片的非出光面和支架的結合處設置金屬單質層，通過金屬鍵合使透明熒光陶瓷片和支架結合。其中，所述金屬單質包括但不限于Au、Ag、In、Sn、Pb等中的至少一種。例如，所述金屬單質層的厚度不超過0.1毫米，例如不超過0.08毫米、又例如不超過0.05毫米。
[0017]例如，所述無機材料結合層為燒結界面層，即在所述透明熒光陶瓷片的非出光面和支架的結合處設置燒結界面層，通過加熱形成的燒結界面層使透明熒光陶瓷片和支架實現熱鍵合。其中，所述燒結界面層為在一定溫度下燒結而成的無機化合物，例如所述燒結界面層含Al、Y、Si、Ga、Ca、O、N等元素，元素間存在包括但不限于Al
?
O、Y
?
O、Si
?
O、Ga
?
O、Ca
?
O、Al
?
N等共價鍵中的至少一種。例如，所述燒結界面層的厚度不超過10微米，例如不超過8微米，又例如不超過5微米。
[0018]例如，所述機械固定結構可以選自本領域已知能夠使固態熒光片固定在支架上的結構，比如卡扣固定、螺栓固定。
[0019]根據本專利技術的實施方案，所述支架的材質包括但不限于氮化鋁陶瓷、氧化鋁陶瓷、熱塑性PCT、熱固性EMC、銅和鋁中的至少一種。
[0020]根據本專利技術的實施方案，所述支架用于支撐所述固態熒光片的端部具有臺階，所述臺階恰好能夠放置所述固態熒光片。所述恰好放置意指固態熒光片固定在臺階上后，用于支撐所述固態熒光片的端部與固態熒光片位于同一水平面，即固態熒光片不溢出臺階，臺階也不會高于固態熒光片。
[0021]根據本專利技術的實施方案，所述LED芯片的發射光譜為峰值波長在400
?
500nm的可見光或峰值波長在250
?
400nm的紫外光。
[0022]根據本專利技術的實施方案，所述LED芯片設置在支架的固晶區中。
[0023]根據本專利技術的實施方案，所述無機封裝結構還包括電極。
[0024]根據本專利技術優選的實施方案，所述SMD白光光源的無機封裝結構包括固態熒光片、LED芯片、無機材料結合層和支架；
[0025]所述LED芯片包括一個、兩個、三個或更多個正裝、倒裝或垂直結構的LED芯片，所述LED芯片設置在支架的固晶區中；
[0026]所述固態熒光片為透明熒光陶瓷片、熒光晶體片或熒光玻璃片；
[0027]所述支架用于支撐所述固態熒光片，使所述固態熒光片與所述LED芯片不接觸。
[0028]本專利技術還提供上述無機封裝結構在制備SMD白光光源中的應用，優選制備大功率SMD白光光源中的應用。其中，所述大功率指SMD白光光源的輸入功率超過50瓦。
[0029]本專利技術還提供上述SMD白光光源的制備方法，由上述無機封裝結構制備得到。
[0030]優選地，所述制備方法包括：LED芯片、電極與支架通過上述無機封裝結構進行封
裝，得到所述SMD白光光源。
[0031]根據本專利技術的實施方案，所述LED芯片在140
?
160℃(例如150℃)下烘烤固定，設置在支架的固晶區中。
[0032]根據本專利技術的實施方案，所述制備方法還包括待LED芯片與支架完成粘接后進行焊線作業。
[0033]根據本專利技術的實施方案，所述封裝可以通過下述任一種方式實現：
[0034]方法一：在固態熒光片的非出光面鍍上金屬單質膜(即金屬單質層)，通過加熱方式，金屬熔融冷卻使固態熒光片和支架通過金屬鍵結合固定；例如，所述金屬鍵合的加熱本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種無機封裝結構，其特征在于，所述無機封裝結構包括固態熒光片、LED芯片、無機材料結合層；所述LED芯片包括一個、兩個、三個或更多個正裝、倒裝或垂直結構的LED芯片；所述固態熒光片與所述LED芯片不接觸。2.根據權利要求1所述的無機封裝結構，其特征在于，所述固態熒光片為常溫下呈固體狀態的熒光材料形成的熒光片，優選包括但不限于透明熒光陶瓷片、熒光晶體片和熒光玻璃片中的至少一種。優選地，所述透明熒光陶瓷片的材質包括但不限于YAG基等透明熒光陶瓷，所述熒光晶體片的材質包括但不限于YAG基等熒光晶體，所述熒光玻璃片的材質包括但不限于硼硅基質等熒光玻璃。3.根據權利要求1或2所述的無機封裝結構，其特征在于，所述固態熒光片的裸露面為無機封裝結構的出光面。優選地，所述固態熒光片對于400
?
500nm的可見光或250
?
400nm的紫外光具有吸收并激發出380
?
780nm波段可見光的光轉換作用。4.根據權利要求1
?
3任一項所述的無機封裝結構，其特征在于，所述無機封裝結構還包括支架，所述支架用于支撐所述固態熒光片，使所述固態熒光片與所述LED芯片不接觸。5.根據權利要求4所述的無機封裝結構，其特征在于，所述支架與所述固態熒光片的非出光面的結合處設置無機材料結合層，所述固態熒光片的非出光面通過所述無機材料結合層和支架結合；或者，所述支架與所述固態熒光片的非出光面的結合處設置膠合層或機械固定結構，所述固態熒光片的非出光面通過膠合層或機械固定結構和支架結合。6.根據權利要求5所述的無機封裝結構，其特征在于，所述無機材料結合層包括但不限于金屬單質層、燒結界面層中的至少一種。優選地，所述無機材料結合層為金屬單質層，所述金屬單質包括但不限于Au、Ag、In、Sn、Pb中的至少一種。優選地，所述金屬單質層的厚度不超過0.1毫米。優選地，所述無機材料結合層為燒結界面層，即在所述透明熒光陶瓷片的非出光面和支架的結合處設置燒結界面層，通過加熱形成的燒結界面層使透明熒光陶瓷片和支架實現熱鍵合。優選地，所述燒結界面層為在一定溫度下燒結而成的無機化合物，例如所述燒結界面層含Al、Y、Si、G...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張修強，張數江，周有福，林曉，
申請(專利權)人：福建中科芯源光電科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。