本發(fā)明涉及一種LED燈珠的制備方法，具體涉及一種大功率LED燈珠的制備方法。

背景技術(shù)：

LED作為第四代電光源，賦有“綠色照明光源”之稱，具有體積小、安全低電壓、壽命長、光電轉(zhuǎn)換效率高、響應(yīng)速度快、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)良特性，將會逐步取代傳統(tǒng)的照明燈具。據(jù)有關(guān)部門預(yù)測到2050年，我國LED產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將超過5000億元。LED產(chǎn)業(yè)經(jīng)過30多年的發(fā)展，到目前已經(jīng)形成了自主生產(chǎn)器件、芯片、外延片的生產(chǎn)封裝、產(chǎn)品制造及應(yīng)用的完整的產(chǎn)業(yè)鏈格局。如果全球都采用LED照明技術(shù)，因此消除100億公噸的二氧化碳排放量。這不僅證明了LED的確能達到省電與節(jié)能效益，且可應(yīng)用于廣大的市場。在大功率LED路燈照明方面，目前由于芯片和封裝技術(shù)成熟度不足等問題。形成了大功率照明器件穩(wěn)定性差、亮度不夠、散熱性不理想、成本過高等問題，并一直困擾著照明用大功率LED的生產(chǎn)和市場推廣，因此，在世界范圍內(nèi)，大功率LED照明集成光源封裝技術(shù)的研究已成為熱點，各發(fā)達國家也將LED照明技術(shù)的研究列入了國家研發(fā)計劃。因此，開發(fā)高性能的大功率LED燈珠具有重要的意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是針對上述技術(shù)的不足，提出了一種大功率LED燈珠的制備方法，使用新型工藝和復(fù)合材料，提高散熱性能，降低光散射,提高LED出光效率并能有效改善光色質(zhì)量。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種大功率LED燈珠的制備方法，其步驟為：在LED芯片表面涂覆灌封膠，在灌封膠內(nèi)摻入納米熒光粉，納米熒光粉激發(fā)波長與芯片發(fā)射波長相匹配，將芯片裝置于鋁基復(fù)合材料基板上，在350mA的恒定電流驅(qū)動下，獲得150～155lm的發(fā)光通量，發(fā)光效率達128～133lm/W，顯色指數(shù)Ra為90～95的白光LED燈珠。所述納米熒光粉含量逐步增加，色溫在5000～20000K范圍內(nèi)變化，所述熒光粉轉(zhuǎn)換效率大于95％，10萬小時后光轉(zhuǎn)換效率衰減小于15％。通過在芯片表面涂覆一層折射率相對較高的透明膠層，即為灌封膠，由于該膠層處于芯片和空氣之間，從而能有效減少光子在界面的損失，提高了取光效率。此外,LED灌封膠的作用還包括對芯片進行機械保護,應(yīng)力釋放,并作為一種光導(dǎo)結(jié)構(gòu)。因此，要求其透光率高，折射率高,熱穩(wěn)定性好，流動性好，易于噴涂。為提高LED封裝的可靠性，還要求灌封膠具有低吸濕性、低應(yīng)力、耐溫環(huán)保等特性。所述灌封膠選用硅膠，將折射率提高到1.8以上，降低散射，提高LED出光效率10％～20％。所述鋁基復(fù)合材料基板將金屬材料的高導(dǎo)熱性和增強體材料的低熱脹性結(jié)合，高熱導(dǎo)性在170～210w(m·k),與芯片熱相匹配。對于小功率LED，發(fā)熱問題并不嚴重，即使熱阻較高，一般高于100℃/W，采用普通的封裝結(jié)構(gòu)即可。而半導(dǎo)體照明用的高亮度白光LED,一般采用大功率LED芯片，其輸入功率為1W或更高，芯片面積約為1mm×1mm，因此熱流密度高達100W/cm2以上，采用熱導(dǎo)率較高的基板材料和合適的封裝工藝,以降低封裝熱阻。所述灌封膠內(nèi)納米熒光粉與硅膠重量比為70，在此重量比下，納米熒光粉在灌封膠內(nèi)含量為7％，成本與效果比值為最佳。通過不斷涂覆灌封膠，納米熒光粉在灌封膠內(nèi)含量在15％時穩(wěn)定，繼續(xù)涂覆納米熒光粉，納米熒光粉含量不再增加。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

1、本發(fā)明一種大功率LED燈珠的制備方法，提高LED出光效率；

2、本發(fā)明一種大功率LED燈珠的制備方法，改善了光色質(zhì)量。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。

實施例1

本發(fā)明一種大功率LED燈珠的制備方法，一種大功率LED燈珠的制備方法，其步驟為：在LED芯片表面涂覆灌封膠，在灌封膠內(nèi)摻入納米熒光粉，納米熒光粉激發(fā)波長與芯片發(fā)射波長相匹配，常用熒光粉尺寸在1μm以上,折射率大于或等于1.85，而樹脂的折射率一般在1.5左右。由于兩者間折射率的不匹配，以及熒光粉顆粒尺寸遠大于光散射極限,因而在熒光粉顆粒表面存在光散射,降低了出光效率。經(jīng)過多次實驗，得出最佳熒光粉為納米級熒光粉，熒光粉顆粒直徑小于0.04nm時透光率為1.93，成本與效果的比值為最佳。將芯片裝置于鋁基復(fù)合材料基板上，在350mA的恒定電流驅(qū)動下，獲得150～155lm的發(fā)光通量，發(fā)光效率達128～133lm/W，顯色指數(shù)Ra為90～95的白光LED燈珠。所述納米熒光粉含量逐步增加，色溫在5000～20000K范圍內(nèi)變化，所述熒光粉轉(zhuǎn)換效率大于95％，10萬小時后光轉(zhuǎn)換效率衰減小于15％。

實施例2

目前常用的灌封膠采用環(huán)氧樹脂，固化后的環(huán)氧樹脂具有良好的物理、化學(xué)性能，它對金屬和非金屬材料的表面具有優(yōu)異的粘接強度，介電性能良好，變定收縮率小，制品尺寸穩(wěn)定性好，硬度高，柔韌性較好，對堿及大部分溶劑穩(wěn)定，因而廣泛應(yīng)用于國防、國民經(jīng)濟各部門，作澆注、浸漬、層壓料、粘接劑、涂料等用途。并且環(huán)氧樹脂固化收縮率小。一般為1％～2％。是熱固性樹脂中固化收縮率最小的品種之一(酚醛樹脂為8％～10％；不飽和聚酯樹脂為4％～6％；有機硅樹脂為4％～8％)。線脹系數(shù)也很小，一般為6×10-5/℃。所以固化后體積變化不大，有利于塑型。但是，樹脂運用在小功率燈具上還可以，但是用作到大功率的燈具上后，光效、透光率、折射率、熱穩(wěn)定性、流動性均達不到良好效果，吸光率高，折射率低，降低了出光效率，因此需要重新選用新的涂覆在芯片表面的灌封膠。

實施例3

通過在芯片表面涂覆一層折射率相對較高的透明膠層,選用材料為透明硅膠，由于該膠層處于芯片和空氣之間，從而能有效減少光子在界面的損失,提高了取光效率。此外，LED灌封膠的作用還包括對芯片進行機械保護，應(yīng)力釋放,并作為一種光導(dǎo)結(jié)構(gòu)。因此，要求其透光率高，折射率高，熱穩(wěn)定性好，流動性好，易于噴涂。為提高LED封裝的可靠性，還要求灌封膠具有低吸濕性、低應(yīng)力、耐溫環(huán)保等特性。所述灌封膠選用硅膠后，可以將折射率提高到1.8以上，降低散射，提高LED出光效率10％～20％。所述灌封膠內(nèi)納米熒光分與硅膠重量比值為70，在此比值下，灌封膠的折射率和透光率與成本的為最優(yōu)比。

實施例4

所述鋁基復(fù)合材料基板將金屬材料的高導(dǎo)熱性和增強體材料的低熱脹性結(jié)合，高熱導(dǎo)性在170～210w(m·k),與芯片熱相匹配。對于小功率LED，發(fā)熱問題并不嚴重,即使熱阻較高(一般高于100℃/W),采用普通的封裝結(jié)構(gòu)即可。而半導(dǎo)體照明用的高亮度白光LED,一般采用大功率LED芯片，其輸入功率為1W或更高，芯片面積約為1mm×1mm,因此熱流密度高達100W/cm2以上，必須采用熱導(dǎo)率較高的基板材料和合適的封裝工藝,以降低封裝熱阻。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。