[發明專利]一種用于制備LED封裝用玻璃熒光層的漿料

有效

• 申請號: 201210199171.2
• 申請日: 2012-06-08
• 公開（公告）號: CN102730974A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 王雙喜;王亞東;歐陽雪瓊;鄭瓊娜
• 申請（專利權）人: 王雙喜
• 主分類號: C03C8/24
• 分類號: C03C8/24;C03C14/00;H01L33/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于半導體封裝技術領域，主要涉及大功率發光二極管(Light-Emitting?Diode，LED)光源的封裝技術，尤其是漿料制備技術。

技術背景

白光二極管照明，也稱半導體白光照明。真正發射白光的LED是不存在的，因為LED的特點是只發射一個波長，需要利用紅、綠、藍三基色的半導體發光二極管芯片的合理組合合成白光，或在發射藍光的基料(芯片)上覆蓋轉換材料(熒光粉)，這種材料在受到藍光激勵時會發出黃光，于是得到藍光和黃光的混合物，在肉眼看來是白色的。

在LED使用過程中，輻射復合產生的光子在向外發射時產生的損失，主要包括以下三個方面：芯片內部結構缺陷以及材料的吸收；光子在出射界面由于折射率差引起的反射損失；以及由于入射角大于全反射臨界角而引起的全反射損失。因此，很多光線無法從芯片中出射到外部。通過在芯片表面涂覆一層折射率相對較高的硅膠，處于芯片和空氣之間，從而有效減少了光子在界面的損失，提高了出光效率。加入熒光粉后的硅膠，被藍光芯片激發，可出射白光。此外，硅膠的作用還包括對芯片進行機械保護，應力釋放，并作為一種光導結構，加強散熱，以降低芯片結溫，提高LED性能。目前常用的灌封膠包括環氧樹脂和硅膠，硅膠優于環氧樹脂。研究表明，提高硅膠折射率可有效減少折射率物理屏障帶來的光子損失，提高外量子效率，但硅膠性能受環境溫度影響較大。隨著溫度升高，硅膠內部的熱應力加大，導致硅膠的折射率降低，從而影響LED光效和光強分布。目前廣泛采用的熒光粉涂覆工藝是人工點膠涂覆，容易造成熒光粉涂覆層的厚度不均勻，直接影響出光的均勻性，增加工藝的復雜性。

玻璃與熒光體的結合是解決傳統熒光粉涂覆方式所帶來的一系列問題的一個方向。發明專利CN102121591A公開了一種LED光源及熒光體的制備方法，用整體型的玻璃熒光體取代傳統白光LED有機封裝熒光層，解決白光LED器件的老化問題，與現有市售熒光粉相比，該專利提出的熒光激發品種單一，采用的鍺酸鹽和碲酸鹽玻璃體系價格高昂，且需要制備整體的封裝玻璃熒光層，成型工藝復雜。發明專利CN101643315A公開了一種白光LED用低熔點熒光玻璃的制備方法，但該專利公開的配方B₂O₃及氧化鈉含量過高，易于水解，不適用于采用水基漿料的涂布工藝制備熒光層。

為了確保低熔點玻璃燒成范圍寬和適用于水基漿料的制備，應嚴格控制配方中鈉鹽和B₂O₃，盡量采用硼酸替代全部或部分硼砂，同時需要加入一定量的SiO₂，以確保低熔點玻璃不發生水解反應。低溫玻璃的配方選擇還要考慮到基體材料的熱膨脹系數，以保證玻璃熒光涂層經燒結后不發生剝離。

本發明專利提出了一種用于制備LED封裝用玻璃熒光層的漿料，采用目前成熟的熒光粉混合低熔點玻璃粉，經添加漿料添加劑后制備成水基漿料。該漿料采用了以SiO₂為主要的玻璃網絡形成物，并在大幅降低硼酸鹽含量的同時，以硼酸取代硼砂，有效提高了低熔點玻璃的抗水性能。漿料涂覆在玻璃等基體表面后經燒結可形成玻璃熒光層，可替代硅膠或整體玻璃型的白光LED熒光層。該玻璃熒光層可解決硅膠易老化、易潮解而整體玻璃型成本高、制備復雜等問題，采用廉價的原材料制備出低熔點玻璃粉，摻入目前市售成熟的熒光粉共同燒結在玻璃或微晶玻璃等基體上，比已有的整體型玻璃熒光層專利制備技術成本低、發光性能好。有利于延長大功率LED照明器件的使用壽命。本發明采用漿料涂覆工藝制備熒光層，操作簡單，制造成本低、使用范圍廣。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明提供一種用于制備LED用玻璃熒光層的漿料，用于制備LED用玻璃熒光層，該技術工藝簡單，可延長白光LED光源的使用壽命。

本發明的技術方案如下：

所述的一種用于制備LED封裝用玻璃熒光層的漿料，由低熔點玻璃粉、熒光粉及漿料添加劑組成；制備的漿料質量百分含量為：低熔點玻璃粉：25～40％，熒光粉：3～10％，水：40～60％，分散劑：0.1～1％，增稠劑：0.1～9％。

所述的低熔點玻璃粉具有透明、抗水解的性能，其氧化物質量百分比配方為：

SiO₂????40～55％，

Al₂O₃???1～5％，

K₂O?????8～18％，

TiO₂????0～3％，