專利名稱：白光發光二極管的制作方法
白光發光二極管
技術領域：
本發明屬于發光二極管技術領域，更確切地說，涉及一種低光衰白光發 光二極管。
背景技術：
發光二極管是一種半導體發光器件，被廣泛的用作指示燈、顯示屏等。 白光發光二極管被譽為替代熒光燈和白熾燈的第四代照明光源。發光二極管
理論壽命約100000小時，但是，從目前市場上之白光發光二極管產品來看， 其壽命遠遠達不到所理論的100000小時。
請參閱圖1所示，該圖為國內某A公司的白光發光二極管產品在25。C室 溫條件下，恒流25mA電流，連續測試2520小時的光衰曲線圖。從該圖可以 看出，在168小時時出現了 13%的光衰率，在336小時時光衰率為20%,在 504小時時光衰率為25% , 648小時時光衰率為31 % , 1128小時時光衰率為 49%,而在2520小時時其光衰率達到了 80%。為了進一步驗證該產品的光 衰狀況，發明人對該產品在25。C室溫條件下，恒流40mA電流，連續測試1032 小時，圖2為在上述條件下的光衰曲線圖。從該圖可以看出，在168小時時 出現了 34%的光衰率，在336小時時光衰率為45% ，在504小時時光衰率為 68%，而在1032小時Ehf光衰率達到了 88% 。
國外廠商也同樣面臨著光衰問題，目前國際頂級LED廠商在降低光衰方 面的努力已經使他們生產的白光LED產品在光衰方面有了很大改進。請參閱 圖3所示，該圖為日本日亞化學公司生產的型號為NSPW500CS的白光發光 二極管在25。C室溫條件下，恒流25mA電流，連續測試2520小時的光衰曲 線圖。從該圖可以看出，在168小時時出現了 3%的光衰率，在336小時時 光衰率為5%，在504小時時光衰率為8% ， 648小時時光衰率為10%， 1128 小時時光衰率為12%，而在2520小時時其光衰率達到了 24%。為了進一步 驗證上述型號的白光發光二極管產品的光衰狀況，發明人對該產品在25。C室溫條件下，恒流40mA電流，連續測試1032小時，圖4為在上述條件下的光 衰曲線圖。從該圖可以看出，在168小時時出現了 10%的光衰率，在336小 時時光衰率為13%，在504小時時光衰率為14% ,而在1032小時時光衰率 達到了 24 % 。
請參閱圖5所示，該圖為當今世界LED領域的另 一 巨頭美國華剛公司生 產的型號為LC503TWN1-15Q-A1的白光發光二極管在25°C室溫條件下，恒 流25mA電流，連續測試2520小時的光衰曲線圖。/人該圖可以看出，在168 小時時其光通量維持率出現了 4%的上升，在336小時時其光通量維持率仍 然保持在104%狀態，在504小時時其光通量維持率回落到103%, 648小時 時其光通量維持率回落到101%, 1128小時時光衰率為3% ,而在2520小時 時其光衰率達到了 9%。為了進一步驗證上述型號的白光發光二極管產品的 光衰狀況，發明人對該產品在25。C室溫條件下，恒流40mA電流，連續測試 1032小時，圖6為在上述條件下的光衰曲線圖。從該圖可以看出，在168小 時時其光通量維持率出現了 4%的上升，在336小時時光衰率為2%，在504 小時時光衰率為5%，而在1032小時時光衰率達到了 17%。
曰亞化學和美國華剛的產品相對目前其他公司的產品在光衰方面有著明 顯的優勢，然而，該二廠商產品的價格都很高，是目前同類產品的很多倍， 這勢必增加了 LED的使用成本，進而束縛了 LED在大范圍內的推廣應用。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服上述缺陷，提供一種低光衰、長壽命、 低成本的白光發光二極管。
本發明是通過以下技術方案實現的 一種白光發光二極管，包括支架、 發光二極管晶粒、配粉膠和熒光粉，所述發光二極管晶粒固定在支架上，所 述熒光粉與配粉膠按比例調配，所述配粉膠由第 一組份和第二組份調配形成， 其中所述第一組份為聚二曱基硅氧烷，所述第二組份的主要組成為由二曱基 硅氧烷、曱基氫基硅氧烷和乙烯基硅氧烷形成的共聚物，所述第二組份中共 聚物的重量含量為94% -99%,其中二甲基硅氧烷的重量含量為84% -90 % 、曱基氬基硅氧烷的重量含量為4% ~9% 、乙烯基硅氧烷的重量含量為2 % ~ 7 % 。
所述第二組份中共聚物的重量含量優選為98%,其中二甲基硅氧烷的重 量含量優選為87%、曱基氫基硅氧烷的重量含量優選為7%、乙烯基硅氧烷 的重量含量優選為4%。
所述第二組份中還包括r-(2, 3-環氧丙氧基)丙基三曱氧基硅烷(r-縮水甘油醚丙基三曱氧基硅烷)，其在第二組份中的重量含量為0.5% ~3%。
所述r-(2, 3-環氧丙氧基)丙基三曱氧基硅烷(r-縮水甘油醚丙基三 甲氧基硅烷)在第二組份中的重量含量優選為1%。
所述第二組份中還包括三乙氧基曱基硅氧烷，其在第二組份中的重量含 量為0.5 % ~ 3 % 。
所述三乙氧基曱基硅氧烷在第二組份中的重量含量優選為1% 。
所述第一組份和第二組份按重量1: 1比例調配。
所述熒光粉、第一組份、第二組份按重量l: 3: 3比例調配。
所述熒光粉可以為YAG釔鋁石榴石熒光粉、TAG鋱鋁石榴石熒光粉、 硅酸鹽萸光粉、硫化物熒光粉或者他們的組合物。
與現有技術相比，本發明白光發光二極管通過采用由所述第一組份和第 二組份調配形成的特殊的配粉膠進行封裝，不但有效地解決了白光發光二極 管目前面臨的高光衰問題，而且工藝簡單、成本低廉，該技術的研發成功將 大力推動白光發光二極管在照明領域的應用。
圖1為同樣情況下，國內某A公司的白光發光二極管產品在25。C室溫條 件下，恒流25mA電流，連續測試2520小時的光衰曲線圖。
圖2為同樣情況下，國內某A公司的白光發光；極管產品在25°C室溫條 件下，恒流40mA電流，連續測試1032小時的光衰曲線圖。
圖3為同樣情況下，日本日亞化學公司生產的型號為NSPW500CS的白 光發光二極管在25°C室溫條件下，恒流25mA電流，連續測試2520小時的 光衰曲線圖。
圖4為同樣情況下，日本日亞化學/>司生產的型號為NSPW500CS的白 光發光二極管在25°C室溫條件下，恒流40mA電流，連續測試1032小時的 光衰曲線圖。
圖5為同樣情況下，美國華剛公司生產的型號為LC503TWN1-15Q-A1 的白光發光二極管在25°C室溫條件下，恒流25mA電流，連續測試2520小 時的光衰曲線圖。
圖6為同樣情況下，美國華剛公司生產的型號為LC503TWN1-15Q-A1 的白光發光二極管在25°C室溫條件下，恒流40mA電流，連續測試1032小 時的光衰曲線圖。
圖7為本發明所揭示的白光發光二極管的封裝流程圖。
圖8為同樣情況下，本發明所揭示的白光發光二極管在25。C室溫條件下， 恒流25mA電流，連續測試2520小時的光衰曲線圖。
圖9為同樣情況下，本發明所揭示的白光發光二極管在25 °C室溫條件下， 恒流40mA電流，連續測試1032小時的光衰曲線圖。具體實施方式
本發明所揭示的白光發光二極管包括支架、發光二極管晶粒、配粉膠和熒
光粉，所述發光二極管晶粒固定在支架上，所述熒光粉與配粉膠按比例調配，
所述配粉膠由均呈液態粘稠狀的第 一組份和第二組份調配形成，其中所述第
一組份為聚二曱基硅氧烷，所述第二組份的主要組成為由二曱基硅氧烷、曱
基氫基硅氧烷和乙烯基硅氧烷形成的共聚物(
CH3 CH3 CH3
SiO ^I-1~ SiO ~~I-1~ SiO
X
士
Y LI」Z
CH3 H CH=CH2
)，同時還包含r-(2, 3-環氧丙氧基)丙基三曱氧基硅烷(r-縮水甘油醚丙
基三曱氧基硅烷)(分子結構式
OCH3
CH30 —Si~ CH2CH2CH2OCH2~QH;CH2
OCH3
)和三乙氧基曱基硅氧烷(分子結構式 OCH2CH3
CH3 —SiO CH2CH3 OCH2CH3
)。所述第二組份中共聚物的重量含量為94% ~99%(本實施例優選為98% ), 其中二曱基硅氧烷的重量含量為84% ~90% (本實施例優選為87% )、曱基 氫基硅氧烷的重量含量為4% -9% (本實施例優選為7% )、乙烯基硅氧烷的 重量含量為2%~7% (本實施例優先為4%)。所述第二組份中的r-(2, 3
-環氧丙氧基)丙基三曱氧基硅烷(r-縮水甘油醚丙基三曱氧基硅烷)在第 二組份中的重量含量為0.5% - 3% (本實施例優先為1% );所述第二組份中 的三乙氧基曱基硅氧烷在第二組份中的重量含量為0.5% ~3% (本實施例優 先為1 % )。
在本實施例中，所述芯片選用藍光發光波長為455-465nm之發光二極管 晶粒，固晶膠用絕緣膠，熒光粉采用硅酸鹽熒光粉，發光二極管支架采用鐵 支架，而配粉膠則采用上述第一組份和第二組份按重量比例1: l調配形成， 所述熒光粉、第一組份、第二組份調配重量比例為1: 3: 3。需要說明的是， 本發明中的熒光粉當然也可以是YAG釔鋁石榴石熒光粉、TAG鋱鋁石榴石 熒光粉或者硫化物熒光粉或者他們的混合物等。
請參閱圖7所示，本實施例中所揭示的白光發光二極管的封裝過程包括 如下步驟
步驟一點膠，即將絕緣膠點入支架反射杯內。
步驟二固晶，即將已經準備好的晶粒放置于已經點好的絕緣膠的支架 上面。
步驟三固晶后烘烤，即將已經固好晶粒的半成品放入高溫烤箱內進行 烘烤，使晶粒與支架進行固定粘著。
步驟四焊線，即將已經烘烤出的晶粒在正負極引出兩根金線。 步驟五配熒光粉，即按比例取出所述第一組份、第二組份、焚光粉進 行配制，然后進行攪拌，使其充分混合，攪拌時間在5分鐘左右；其中所述 第 一組分為聚二曱基硅氧烷，所述第二組份的主要組成為由二曱基硅氧烷、 曱基氫基硅氧烷和乙烯基硅氧烷形成的共聚物，所述第二組份中共聚物的重 量含量為94% -99% (本實施例優選為8% ),其中二曱基硅氧烷的重量含量 為84% ~90%(本實施例優選為87% )、曱基氫基硅氧烷的重量含量為4% ~ 9% (本實施例優選為7%)、乙烯基硅氧烷的重量含量為2% -7% (本實施
例優選為4% )。
步驟六抽真空，即對由第一組份、第二組份、熒光粉調配而成的調配 物進行真空脫泡，抽真空時間在5-10分鐘左右。
步驟七點焚光粉，即將抽好真空的由第一組份、第二組份、熒光粉調 配而成的調配物倒入點膠機的針筒內，調節好膠劑量后，將其依次點入已經 焊好金線的支架反射杯內。
步驟八點熒光粉后烘烤，即將點好膠的支架放入高溫烤箱內進行烘烤， 以使其固化，溫度在130- 150度，烘烤時間在1_2小時。
步驟九配膠，即將已經預熱好的A、 B劑環氧膠水按一定， 一般為1: l重量比例進行配制，并進行攪拌，以致其充分混合。
步驟十抽真空，即對步驟九中配制的調配物進行真空脫泡，抽真空時 間在5- IO分鐘左右。
步驟十一灌膠，即利用灌膠機將膠水依次注入模腔或支架內。
步驟十二灌膠后烘烤，即進行高溫烘烤，使步驟十一中所注入的膠固 化，烘烤溫度為125度，時間8-10小時。
步驟十三切腳即利用沖壓模具，將其正負極分開。
步驟十四分光，即利用分光機，根據產品之電壓、亮度、顏色等相關
電性參數進行分類。
通過上述步驟完成了上述白光發光二極管的封裝，為了驗證該種白光發 光二極管的光衰狀況，發明人做了大量的實驗。
請參閱圖8所示，該圖為同樣情況下，在25。C室溫條件下，恒流25mA 電流，連續測試2520小時的光衰曲線圖。從該圖可以看出，在168小時時光 通量維持率為105%，在336小時時光通量維持率為106%,在504小時時光 通量維持率仍為106%， 648小時時光通量維持率為107%, 1128小時時光通 量維持率為102%，而在2520小時時其僅出現了 3%的光衰率。
為了進一步驗證本發明揭示的白光發光二極管的光衰狀況，發明人又對 其光衰狀況進行了大量實驗。請參閱圖9所示，該圖為同樣條件下，在25。C 室溫條條件下，恒流40mA電流，連續測試1032小時的光衰曲線圖。從該圖 可以看出，在168小時時其光衰率為2%，在336小時時光衰率4又為3%，在 504小時時光衰率則為零，1032小時時光衰率^f又為2%。
需要說明的是，上述同樣情況是指(1 )每一項實驗均在同一實驗室、 同樣的時間段和環境條件下進行；(2)每一個測試項目都是從若干單管中隨 機抽取其中的20支發光二極管，作為測試的樣品。
本發明是在大量實驗的基礎上產生的，發明人經過一系列的實驗，將大 量的封裝材料與發光二極管的芯片進行匹配測試，最終發現使用由所述第一 組分和所述第二組份按比例形成的調配物進行配粉，可以大大地降低白光發 光二極管的光衰率，顯著地提高發光二極管的壽命。本發明所揭示的白光發 光二極管與國內產品相比具有明顯的低光衰優勢，與國外一流技術廠商所研 發的產品相比，具有相近甚至更低的光衰率，但是成本低廉，具有明顯的價 格優勢，對推動白光發光二極管的大范圍應用具有不可忽視的作用。
以上描述僅為本發明的實施例，諒能理解，在不偏離本發明構思的前提 下，對本發明的簡單修改和替換，皆應包含在本發明的技術構思之內。
權利要求
1.一種白光發光二極管，包括支架、發光二極管晶粒、配粉膠和熒光粉，所述發光二極管晶粒固定在支架上，所述熒光粉與配粉膠按比例調配，其特征在于所述配粉膠由第一組份和第二組份調配形成，其中所述第一組份為聚二甲基硅氧烷，所述第二組份的主要組成為由二甲基硅氧烷、甲基氫基硅氧烷和乙烯基硅氧烷形成的共聚物，所述第二組份中共聚物的重量含量為94％～99％，其中二甲基硅氧烷的重量含量為84％～90％、甲基氫基硅氧烷的重量含量為4％～9％、乙烯基硅氧烷的重量含量為2％～7％。
2. 如權利要求1所述的白光發光二極管，其特征在于第二組份中所述 共聚物的重量含量優選為98%,其中二曱基硅氧烷的重量含量優選為87%、 曱基氫基硅氧烷的重量含量優選為7% 、乙烯基硅氧烷的重量含量優選為4 %。
3. 如權利要求1或2所述的白光發光二極管，其特征在于所述第二組 份中還包括r-(2， 3-環氧丙氧基)丙基三曱氧基硅烷(r-縮水甘油醚丙基 三曱氧基硅烷)，其在第二組份中的重量含量為0.5% ~3%。
4. 如權利要求3所述的白光發光二極管，其特征在于所述r- (2, 3 -環氧丙氧基)丙基三曱氧基硅烷(r-縮水甘油醚丙基三曱氧基硅烷)在第 二組份中的重量含量優選為1%。
5. 如權利要求1或2所述的白光發光二極管，其特征在于所述第二組 份中還包括三乙氧基曱基硅氧烷，其在第二組份中的重量含量為0.5% ~3%。
6. 如權利要求5所述的白光發光二極管，其特征在于所述三乙氧基曱 基硅氧烷在第二組份中的重量含量優選為1%。
7. 如權利要求1或2所述的白光發光二極管，其特征在于所述第一組 份和第二組份按重量1: 1比例調配。
8. 如權利要求7所述的白光發光二極管，其特征在于所述熒光粉、第 一組-f分、第二組^H姿重量1: 3: 3比例調配。
9. 如權利要求1或2所述的白光發光二極管，其特征在于所述熒光粉 可以為YAG釔鋁石榴石熒光粉、TAG鋱鋁石榴石焚光粉、硅酸鹽焚光粉、 硫化物熒光粉或者他們的組合物。
全文摘要
一種白光發光二極管，包括支架、發光二極管晶粒、配粉膠和熒光粉，所述發光二極管晶粒固定在支架上，所述熒光粉與配粉膠按比例調配，所述配粉膠由第一組份和第二組份調配形成，其中所述第一組份為聚二甲基硅氧烷，所述第二組份的主要組成為由二甲基硅氧烷、甲基氫基硅氧烷和乙烯基硅氧烷形成的共聚物，所述第二組份中共聚物的重量含量為94％～99％，其中二甲基硅氧烷的重量含量為84％～90％、甲基氫基硅氧烷的重量含量為4％～9％、乙烯基硅氧烷的重量含量為2％～7％。
文檔編號C09K11/77GK101197413SQ20071017263
公開日2008年6月11日 申請日期2007年12月20日 優先權日2007年12月20日
發明者占賢武 申請人:寧波安迪光電科技有限公司