[發(fā)明專利]一種LED熒光玻璃透鏡的制備方法

有效

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• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106698904B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周霖;胡益民;曹鳴皋;敬剛;劉巖
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳清華大學(xué)研究院
• 主分類號: C03B19/06
• 分類號: C03B19/06;C03C3/062
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

本發(fā)明屬于發(fā)光材料領(lǐng)域，具體涉及一種白光LED用熒光玻璃透鏡的制備方法，包括以下步驟：S1：按照LED模組所需透鏡的形狀尺寸，加工放電等離子體燒結(jié)機靶室內(nèi)的上下石墨壓頭，使其成為燒結(jié)熒光玻璃透鏡的模具；S2：將熒光玻璃透鏡的原材料粉末研磨混合均勻；S3：將上述混合均勻的熒光玻璃粉末填入到上述加工好的壓頭模具中，并壓緊，在放電等離子體燒結(jié)機中完成燒結(jié)。使用本發(fā)明LED熒光玻璃透鏡的制備方法，能夠一次性燒結(jié)成型白光LED封裝用的遠(yuǎn)程激發(fā)熒光玻璃透鏡，減少了加工工序，提高了工作效率。并且，放電等離子燒結(jié)技術(shù)和其他的燒結(jié)技術(shù)相比，形成同樣的玻璃體所需的溫度更低、能耗更低、能量使用率更高、時間更短。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)光材料領(lǐng)域，具體涉及一種白光LED用熒光玻璃透鏡的制備方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，白光LED產(chǎn)品以藍光LED芯片搭配黃色熒光粉最為普遍，已成為白光LED主流。但直接涂覆在LED芯片表面的熒光粉易受溫度影響出現(xiàn)老化和光衰，且不易分散均勻而出現(xiàn)色斑，一致性難以滿足高顯色性和背光源等應(yīng)用要求。以經(jīng)典白光LED仿流明式封裝為例，如圖1所示：將LED芯片通過焊料邦定(bonding)在熱沉或者基板1上，然后焊接金線完成電氣連接，之后在芯片2上涂覆混有熒光粉的硅膠3，然后填充不含熒光粉的硅膠4，最后蓋上PC(聚碳酸酯)透鏡5。

對于LED可靠性的研究指出，LED失效案例中很多屬于封裝失效，以仿流明式封裝為例，其存在的問題是：由于PC透鏡形變導(dǎo)致外界濕氣、熱氣進入LED模組內(nèi)部、對硅膠的透射和率折射率性能產(chǎn)生惡劣影響；含有熒光粉的硅膠與外界空氣中的污染成分接觸導(dǎo)致老化變色(碳化、硫化、氯化)，導(dǎo)致了LED光通量下降、色溫大幅度漂移，致使LED失效；另外，由于熒光粉距離芯片很近，而芯片作為LED模組熱量的主要來源，工作溫度極高(室溫下，350mA驅(qū)動時，芯片結(jié)溫高達100℃甚至更高)，如此高溫會降低熒光粉的光致發(fā)光效率。

經(jīng)最新研究表明，除了LED芯片之外，熒光粉在吸收藍光發(fā)出黃光的過程中，也會釋放一些熱量，與LED芯片一起構(gòu)成LED模組的兩個發(fā)熱源，兩個熱源距離如此之近，使得含熒光粉硅膠這一區(qū)域成為LED失效的重災(zāi)區(qū)。

現(xiàn)有技術(shù)針對上述LED可靠性問題做了一些改進，通過熒光玻璃的燒結(jié)技術(shù)，將熒光粉與玻璃體成分燒結(jié)在一起，用于白光LED的封裝，這種封裝的新方式省去了含熒光粉的硅膠，用熱穩(wěn)定性更好的玻璃來替代PC塑料制作透鏡、使得透鏡機械性能更好、熱穩(wěn)定性也更好。

現(xiàn)有技術(shù)其存在的問題是：燒結(jié)制得的熒光玻璃體需要通過二次加工才能得到用于LED封裝的玻璃熒光透鏡。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中燒結(jié)制得的熒光玻璃體需要通過二次加工才能用于LED封裝問題，提出一種LED熒光玻璃透鏡的制備方法，使用該方法可以一次性燒結(jié)加工成型用于白光LED封裝的熒光玻璃透鏡。

本發(fā)明LED熒光玻璃透鏡的制備方法，包括以下步驟：

S1：按照LED模組所需透鏡的形狀尺寸，加工放電等離子體燒結(jié)機靶室內(nèi)的上下石墨壓頭，使其成為燒結(jié)熒光玻璃透鏡的模具；

S2：將熒光玻璃透鏡的原材料粉末研磨混合均勻；

S3：將上述混合均勻的熒光玻璃粉末填入到上述加工好的壓頭模具中，并壓緊，在放電等離子體燒結(jié)機中完成燒結(jié)。

優(yōu)選地，所述步驟S1中的上下石墨壓頭，是在精密數(shù)控機床上使用石墨加工制得的。

優(yōu)選地，所述步驟S1中加工的上下石墨壓頭，一對上下壓頭能夠同時燒結(jié)加工一個以上的熒光玻璃透鏡，按照陣列的方式在壓頭內(nèi)排布。

優(yōu)選地，所述步驟S2中的熒光玻璃透鏡的原材料粉末，按摩爾百分比包含以下成分：氧化鋁60-75％、氧化硅5-15％、氧化釔10-25％、氧化鈰為0.25-5％。