CN111697120A - 一种led器件及其封装方法、led灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及LED技术领域，尤其涉及一种LED器件及其封装方法、LED灯，其中，LED器件包括支架和LED芯片，支架上凹设有反射杯，LED芯片安装在反射杯的底部，LED芯片的顶面间隔设置两个电极，两个电极之间设置有透光的膜层，膜层内设置有第一荧光粉，反射杯内填充有封装胶，封装胶内设置有第二荧光粉，第一荧光粉的波长大于第二荧光粉的波长。本发明的LED器件结构简单，出光效果好，显色指数高，且组装难度低。

Description

一种LED器件及其封装方法、LED灯

技术领域

本发明涉及LED技术领域，尤其涉及一种LED器件及其封装方法，还涉及一种包含此LED器件的LED灯。

背景技术

在能源日趋紧张的今天，白光LED作为一种新型的照明光源，具有节能、环保、响应时间短、寿命长等显著的优势。目前实现LED白光发射的方式有很多种，其中一种为：蓝光LED芯片和红绿荧光粉的组合方式，通过芯片发出的蓝光与荧光粉发出的绿光和红光复合得到白光，目前常采用双层封装方式实现红绿荧光粉组合，在封装时，将LED芯片放置在支架的反射杯内，先在LED芯片上点上红色荧光粉胶，然后硬化处理，再点上绿色荧光粉胶，对绿色荧光粉胶进行硬化处理。这种方法封装后的LED器件，蓝光芯片发出的光分别激发红色荧光粉、绿色荧光粉形成红光和绿光，但由于胶体内部存在折射或反射，绿光被折射或反射回到红色荧光粉层从而被红色荧光粉吸收产生红光，发生再吸收现象，导致绿光能量降低以及红色荧光粉被蓝光LED芯片激发的效率降低，降低了LED器件的显色指数。

另外，现有的贴荧光膜层的工艺无法使用在正装芯片上，大部分使用在倒装芯片和垂直芯片上，因为正装芯片的顶部有电极和焊线，如果采用贴荧光膜层的工艺封装正装芯片，需要在荧光膜层上打孔露出电极，极大地增加了操作难度，且此方式也无法批量生产。

发明内容

本发明实施例提供一种LED器件，以解决上述技术问题。

第一方面，提供一种LED器件，包括支架和LED芯片，所述支架上凹设有反射杯，所述LED芯片安装在所述反射杯的底部，所述LED芯片的顶面间隔设置两个电极，两个所述电极之间设置有透光的膜层，所述膜层内设置有第一荧光粉，所述反射杯内填充有封装胶，所述封装胶内设置有第二荧光粉，所述第一荧光粉的波长大于所述第二荧光粉的波长。

作为LED器件的一种优选方案，所述LED芯片为蓝光芯片或紫光芯片，所述第一荧光粉为红色荧光粉，所述第二荧光粉为蓝色荧光粉、绿色荧光粉、黄色荧光中的至少一种。

作为LED器件的一种优选方案，所述膜层覆盖所述LED芯片的顶面的面积的10％～90％。

作为LED器件的一种优选方案，所述膜层至少靠近所述LED芯片的一侧面具有粘性；和/或，

所述膜层通过粘胶剂粘贴于所述LED芯片的顶面。

作为LED器件的一种优选方案，所述膜层的粘着力为200mN/25mm～20000mN/25mm；或，

所述粘胶剂的粘着力为200mN/25mm～20000mN/25mm。

作为LED器件的一种优选方案，所述膜层的厚度为100μm～300μm。

作为LED器件的一种优选方案，所述膜层内的所述第一荧光粉与胶的质量比为H，1：1≤H≤5：1。

作为LED器件的一种优选方案，所述LED芯片为蓝光芯片或紫光芯片，所述LED芯片的发射峰值波长位于390nm-470nm。

第二方面，提供一种LED器件封装方法，用于制造所述的LED器件，提供带反射杯的支架，在所述反射杯的底部安装LED芯片，再将膜层贴合在所述LED芯片顶面的两个电极之间，然后将混合有第二荧光粉的封装胶填充在所述反射杯内。

作为LED器件封装方法的一种优选方案，在贴所述膜层之前将所述LED芯片的所述电极与所述支架上的焊盘焊线连接；或，

在贴所述膜层后先将所述LED芯片的所述电极与所述支架上的焊盘焊线连接，然后再将混合有第二荧光粉的封装胶填充在所述反射杯内。

第三方面，提供一种LED灯，包括所述的LED器件。

本发明实施例的有益效果：通过将两种不同波长的荧光粉分别设置在膜层和封装胶内，两种荧光粉不会混合，有效降低了色区集中度，提升了产品成品率，另外，荧光粉不混合，还可以降低荧光粉的使用量，使膜层的荧光粉均能完全被激发；通过将波长较长的第一荧光粉设置在LED芯片的顶面，可以改变荧光粉受激发的顺序，使LED芯片发出的光先激发第一荧光粉，然后再激发封装胶内的第二荧光粉，减少了荧光粉再吸收现象，大幅度地提升了LED器件的出光效果，LED器件的显色指数高；通过将第一荧光粉设置在膜层内，且膜层设置在两个电极之间，降低了膜层的安装难度，无需在膜层上开设供电极通过的孔或者槽等结构。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例或相关技术的简化示意图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的LED器件的剖视示意图。

图2是本发明实施例的LED芯片固定在反射杯内的状态示意图。

图3为本发明实施例的LED芯片焊线后的状态示意图。

图4为本发明实施例的膜层贴合在LED芯片上的状态示意图。

图5为本发明实施例的膜层贴合在LED芯片上的的俯视示意图。

图6为本发明实施例的LED器件的封装方式成型的LED器件与现有的双层封装方式成型的LED器件的光谱曲线对比图。

图中：

1、支架；11、反射杯；2、LED芯片；21、电极；3、膜层；4、封装胶；5、导线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参照图1至图5所示，本发明实施例提供一种LED器件，包括支架1和LED芯片2，所述支架1上凹设有反射杯11，所述LED芯片2安装在所述反射杯11的底部，所述LED芯片2的顶面间隔设置两个电极21，两个所述电极21之间设置有透光的膜层3，所述膜层3内设置有第一荧光粉，所述反射杯11内填充有封装胶4，所述封装胶4内设置有第二荧光粉，所述第一荧光粉的波长大于所述第二荧光粉的波长。通过将两种不同波长的荧光粉分别设置在膜层3和封装胶4内，两种荧光粉不会混合，有效降低了色区受影响的几率，另外，荧光粉不混合，不同颜色的荧光粉在被激发时不会发生吸收，还可以降低荧光粉的使用量，使膜层3和封装胶4内的荧光粉均能完全被激发；通过将波长较长的第一荧光粉设置在LED芯片2的顶面，可以改变荧光粉受激发的顺序，使LED芯片2发出的光先激发第一荧光粉，然后再激发封装胶4内的第二荧光粉，大幅度地提升了LED器件的出光效果，LED器件的显色指数高；通过将第一荧光粉设置在膜层3内，且膜层3设置在两个电极21之间，降低了膜层3的安装难度，无需在膜层3上开设供电极21通过的孔或者槽等结构，因为电极21在焊接导线5后，才进行膜层3和封装胶4的组装，所以，膜层3位于两个电极21之间，无需考虑导线5的干扰的问题。

具体地，所述LED芯片2为蓝光芯片或紫光芯片，所述第一荧光粉为红色荧光粉，所述第二荧光粉为蓝色荧光粉或绿色荧光粉或黄色荧光粉中的至少一种。紫光芯片或蓝光芯片结合红绿、红黄、红蓝绿和红蓝黄的荧光粉可以得到白光，当LED芯片2的顶面设置带有红色荧光粉的膜层3，再通过带有蓝色荧光粉或黄色荧光粉或绿色荧光粉中的至少一种的封装胶4封装，使得红色荧光粉和蓝色荧光粉或黄色荧光粉或绿色荧光粉完全不会发生混合，LED器件发白光的效果更佳。这是因为红色荧光粉在蓝绿色光谱范围内会存在吸收，这样会导致LED器件光效下降，而本发明实施例中的红色荧光粉完全与蓝色荧光粉或绿色荧光粉或黄色荧光粉分隔开，当蓝光芯片或紫光芯片激发时，蓝光或紫光会首先激发红色荧光粉，然后才能穿透激发蓝色荧光粉或绿色荧光粉或黄色荧光粉，这样再吸收几率就会下降，进而提高整个LED器件的光效。

在本实施例中，蓝光芯片的主峰波长为450nm-470nm，所述紫光芯片的发射峰值波长位于390nm-470nm，蓝色荧光粉的主峰波长为440nm-470nm，黄色荧光粉的主峰波长为550nm-600nm，绿色荧光粉的主峰波长为510nm-550nm。

在其他实施例中，第一荧光粉不限于为红色荧光粉，还可以是黄色荧光粉或者是红色荧光粉与黄色荧光粉的混合，只要满足波长大于第二荧光粉的波长即可，即第一荧光粉可以是单色的荧光粉，也可以使多种颜色的荧光粉的混合。

优选地，所述膜层3覆盖所述LED芯片2的顶面的面积的10％～90％。此设计可以保证出光效果的同时降低红色荧光粉的使用量，现有的两层封胶方式蓝光芯片发出的光分别激发红色荧光粉、绿色荧光粉形成红光和绿光，但由于胶体内部存在折射或反射，绿光被折射或反射回到红色荧光粉层从而被红色荧光粉吸收产生红光，发生再吸收现象，导致绿光能量降低以及红色荧光粉被蓝光LED芯片2激发的效率降低，降低了LED器件的显色指数，所以为了保证出光效果，通常需要设置更多的红色荧光粉，极大地增加了红色荧光粉的使用量，即增加了制造成本。而本方案因为是将红色荧光粉设置在膜层3内，膜层3由于覆盖在LED芯片2上方，距离LED芯片2较近且较集中，并且由于膜层3的面积较小，绿光经过折射或反射后被红粉吸收的概率降低，则可以保证红色荧光粉完全被蓝光激发，且不会吸收绿粉发出的绿光，提高发光器件的显色指数。优选地，膜层3的覆盖面积可以仅为LED芯片2的10％～90％，将膜层3的覆盖面积设置为此比例，还便于露出LED芯片2上的电极21，防止膜层3因太大而受到电极21的影响，以降低操作难度。

优选地，膜层3的覆盖面积优选为LED芯片2的60％～80％，因为，如果膜层3的面积范围太小，激发的红光较少，做不了低色温产品，如果膜层3面积范围太大，激发的红光较多，做不了高色温产品，且膜层3面积太大会影响LED芯片2的线弧。

另外，本方案可以在正装的LED芯片2实现贴膜层3封装，降低了LED芯片2的选择难度，节约了成本，正装的LED芯片2的成本远低于倒装的LED芯片2或垂直的LED芯片2。

在本实施例中，所述第一荧光粉均匀地分布在所述膜层3内，所述第二荧光粉均匀地分布在所述封装胶4内。均匀分布的各个荧光粉，使得LED器件的出光更加均匀。

一实施例中，所述膜层3至少靠近所述LED芯片2的一侧面具有粘性。通过将膜层3设置为自带粘性，可以直接将膜层3粘贴于LED芯片2的顶面，降低操作难度，同时也无需额外涂覆粘胶剂，有效地提升了LED器件的封装效率。

具体地，膜层3的粘着力在200mN/25mm～20000mN/25mm范围内，使得膜层3可以比较容易从蓝膜上被吸起再粘附到LED芯片2表面。

优选地，膜层3为透光的胶膜。通过将膜层3设置为胶膜，可以使膜层3外部表面全部带有粘性，进而在封装胶4封装后，还可以利用膜层3自带的粘性，增加封装胶4与膜层3的结合强度。

膜层3的材料可以与封装胶4的材料一致，透光率也可以与封装胶4选用一致。此设计可以使LED器件在封装后外观一致性好，无明显的分层现象。

在其他实施例中，所述膜层3通过粘胶剂粘贴于所述LED芯片2的顶面。粘胶的方式也可以实现膜层3的固定。

具体地，粘胶剂的粘着力在200mN/25mm～20000mN/25mm范围内，粘胶剂的平均厚度在1μm～20μm，覆盖LED芯片2的范围在0.5倍膜层3面积至1.5倍膜层3的面积之间。

本发明实施例还提供一种LED器件封装方法，在支架1的反射杯11的底部安装LED芯片2，在将膜层3贴合在所述LED芯片2顶面的两个电极21之间，然后将混合有第二荧光粉的封装胶4填充在所述反射杯11内。采用此封装方法封装LED器件，操作简单，生产效率高，且封装成型额LED器件出光效果好。

在本实施例中，所述封装胶4液态下与所述第二荧光粉混合后再填充于所述反射杯11内，然后固化处理所述封装胶4。液态状态下的封装胶4混合第二荧光粉后填充于反射杯11，可以使反射杯11的各个角落都能被封装胶4封装，提升LED器件良率。

具体地，本发明的封装方法如下：

步骤S100、如图2所示，固晶，将蓝光芯片固定在支架1的反射杯11的底部；

步骤S200、如图3所示，焊线，将导线5分别与蓝光芯片顶部的电极21和支架1的反射杯11的底部的焊盘焊接；

步骤S300、如图4和图5所示，将膜层3粘贴在蓝光芯片顶部的两个电极21之间；

步骤S400、如图1所示，将混合有绿色荧光粉的封装胶4填充于反射杯11内，固化后成型此LED器件。

进一步地，在贴所述膜层3之前将所述LED芯片2的所述电极21与所述支架1上的焊盘焊线连接。此方式可以避免带有红色荧光粉的膜层3污染电极21。

在其他实施例中，还可以在贴所述膜层3后先将所述LED芯片2的所述电极21与所述支架1上的焊盘焊线连接，然后再将混合有第二荧光粉的封装胶4填充在所述反射杯11内。此方式能够避免焊线的导线5被压。

现有的双层封装工艺为：将蓝光芯片固定在支架1的反射杯11的地步，然后点一层带有红色荧光粉的封装胶，硬化处理后，再点一层带有绿色荧光粉的封装胶，对此封装胶硬化处理，完成LED器件的封装。

以下表1为现有的双层封装工艺封装的LED器件的发光参数和本发明的封装方式封装的LED器件的发光参数的对比表。

表1

上表1展示的是现有的双层封装和本发明的封装方式均采用同样的蓝光芯片，以及同样的红色荧光粉和黄色荧光粉进行封装，封装胶4采用透光率和成份均一致，但本发明的红色荧光粉的使用量小于现有的双层封装方式。通过对比，由表1的数据可以看出本发明的封装方式封装成型的LED器件的CRI显色指数明显大于现有的双层封装方式封装成型的LED器件，因此本发明的封装方式(带有红色荧光粉的膜层3+混合有黄色荧光粉的封装胶4组合)色彩还原度高，使得照明效果更好。

在本实施例中，红色荧光粉的配比为：1：1≤粉：胶质量比≤5：1，由于膜层3是部分覆盖LED芯片2的，因此红色荧光粉的浓度需要维持在较高的范围内才能满足不同色温的需求，但是浓度也不能设置得太高，不然红色荧光粉与胶难以混合。

膜层3的厚度范围为：100μm～300μm。如果膜层3的厚度小于100μm，膜层3不利于生产操作，胶体软，难以切割，难以进行移动和固膜，如果膜层3的厚度大于300μm，厚度太过易对线弧有影响，膜层3上方的混合有第二荧光粉封装胶4太薄，会有中心发红现象。

如图6所示，此图展示的是本发明的LED器件的封装方式与现有技术双层封装方式的光谱曲线对比图，实曲线为现有的双层封装方式，虚曲线为本发明的封装方式，同样采用蓝光芯片。

由图6可以看出，现有的蓝光芯片+双层封装方式，由于红色荧光粉对黄色荧光粉存在再吸收，黄色荧光粉激发的光谱被红色荧光粉吸收了一部分转化为红光，在波长500nm～575nm区域内光谱较为陡峭，而本发明的蓝光芯片+红色荧光粉的膜层3+黄色荧光粉的封装胶4，由于红色荧光粉仅被蓝光芯片激发，黄色荧光粉没有被红色荧光粉吸收，波长在490～540nm的黄光能量相对于现有方案强，因此500～575nmz之间的光谱较为平缓。

在本发明的实施例中，还提供一种LED灯，包括如上任意实施例的LED器件。

在本发明的实施例中，还提供一种照明设备，包括上述实施例的LED灯。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种LED器件，包括支架和LED芯片，所述支架上凹设有反射杯，所述LED芯片安装在所述反射杯的底部，其特征在于：所述LED芯片的顶面间隔设置两个电极，两个所述电极之间设置有透光的膜层，所述膜层内设置有第一荧光粉，所述反射杯内填充有封装胶，所述封装胶内设置有第二荧光粉，所述第一荧光粉的波长大于所述第二荧光粉的波长。

2.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于：所述LED芯片为蓝光芯片或紫光芯片，所述第一荧光粉为红色荧光粉，所述第二荧光粉为蓝色荧光粉、绿色荧光粉、黄色荧光中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于：所述膜层覆盖所述LED芯片的顶面的面积的10％～90％。

4.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于：所述膜层至少靠近所述LED芯片的一侧面具有粘性；和/或，

所述膜层通过粘胶剂粘贴于所述LED芯片的顶面。

5.根据权利要求4所述的LED器件，其特征在于：所述膜层的粘着力为200mN/25mm～20000mN/25mm；或，

所述粘胶剂的粘着力为200mN/25mm～20000mN/25mm。

6.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于：所述膜层的厚度为100μm～300μm。

7.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于：所述膜层内的所述第一荧光粉与胶的质量比为H，1：1≤H≤5：1。

8.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于：所述LED芯片为蓝光芯片或紫光芯片，所述LED芯片的发射峰值波长位于390nm-470nm。

9.一种LED器件封装方法，其特征在于，用于制造如权利要求1至8任一项所述的LED器件，提供带反射杯的支架，在所述反射杯的底部安装LED芯片，再将膜层贴合在所述LED芯片顶面的两个电极之间，然后将混合有第二荧光粉的封装胶填充在所述反射杯内。

10.根据权利要求9所述的LED器件封装方法，其特征在于：在贴所述膜层之前将所述LED芯片的所述电极与所述支架上的焊盘焊线连接；或，

在贴所述膜层后先将所述LED芯片的所述电极与所述支架上的焊盘焊线连接，然后再将混合有第二荧光粉的封装胶填充在所述反射杯内。

11.一种LED灯，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的LED器件。

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