專利名稱：一種led用透明陶瓷熒光基板的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明LED光源，尤其涉及一種LED用透明陶瓷熒光基板的制備方法。
背景技術(shù)：
近年，無論是無機還是有機發(fā)光器件(LED/0LED)，白光LED器件及其在照明相關(guān)領(lǐng)域的應用研究都受到了學術(shù)和產(chǎn)業(yè)界的高度重視。白光LED產(chǎn)生白光主要有兩條途徑第一種是將紅光、綠光和藍光三種LED芯片進行組合產(chǎn)生白光；第二種是用LED去激發(fā)光致轉(zhuǎn)換熒光粉形成白光，這種途徑較為成熟的方式是使用藍光LED芯片搭配黃色熒光粉(如YAG: Ce3+等)實現(xiàn)白光發(fā)射。對于光致轉(zhuǎn)換的白光LED，熒光粉涂層的結(jié)構(gòu)、特性等對白光LED的性能有著至關(guān) 重要的影響。目前制備該類熒光粉涂層的工藝是將熒光粉顆粒與透明膠體(如環(huán)氧膠、硅膠等)混合后，通過點膠機，在LED芯片上涂覆熒光粉顆粒與透明膠體的混合體層。具體工藝方法為(I)將LED芯片固定在帶杯口的支架上；(2)用金線鍵合LED芯片正負極；(3)將膠體(硅膠、環(huán)氧樹脂等)與熒光粉進行混合形成熒光粉混合液；(4)通過點膠機進行點膠將熒光粉混合液涂覆在LED芯片上。但是上述工藝存在如下缺點1、熒光粉混合液會受支架杯口形狀的影響而產(chǎn)生黃圈或藍圈現(xiàn)象，影響出光質(zhì)量；2、點膠的方式是運用重力等力學作用讓熒光粉混合液流動后將LED芯片包裹，很難保證熒光粉涂層的均勻性，影響出光均勻性；3、涂覆在LED芯片上的熒光粉涂層的可重復性差，極大地制約了批量化生產(chǎn)和成品率。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種LED用透明陶瓷熒光基板的制備方法，提高熒光粉的分布均勻性，同時改善了透明陶瓷基板的物理化學性質(zhì)，使之更好地滿足后續(xù)封裝工藝對熒光粉層物化特性的要求，有利于實現(xiàn)高效的熒光粉轉(zhuǎn)換型LED器件。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種LED用透明陶瓷熒光基板的制備方法，包括如下步驟(I)混料將熒光粉與透明陶瓷粉末按比例化學合成，形成熒光粉陶瓷分散體；(2)造粒將熒光粉陶瓷分散體通過造粒技術(shù)，形成粒徑及成分均勻的熒光粉陶瓷顆粒；(3)成型將熒光粉陶瓷顆粒通過干壓成型或流延成型方式制得透明陶瓷板；(4)等靜壓將步驟(3)中獲得的透明陶瓷板進行等靜壓處理，使其厚度更加均勻、尺寸更加精確，增強其機械強度和物理性能；(5)排膠燒結(jié)將步驟(4)中獲得的透明陶瓷板在空氣或氮氣氣氛中進行低溫燒結(jié)以排除其有機成分，制得透明陶瓷基板；(6)拋光研磨將步驟(5)中獲得的透明陶瓷基板進行拋光研磨處理，提高其表面光潔度；(7)劃片將步驟(6)中獲得的透明陶瓷基板通過機械或激光方法切割成透明陶瓷基板制品。上述方法制得的基板，在保證了基板的傳統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，增加了熒光功能，能夠過實現(xiàn)光之轉(zhuǎn)換功能；使用該結(jié)構(gòu)的基板，能夠避免傳統(tǒng)的將熒光粉直接涂覆在LED芯片上的各種缺陷，提高了熒光粉的分散均勻性，改善了 LED芯片的散熱性能；該方法過程中，去除了制備過程中引入的有機成分，改善了熒光粉的物理化學性質(zhì)，能夠更好地滿足后續(xù)封裝過程中對熒光粉物化特性的要求，有利于實現(xiàn)高效的熒光粉轉(zhuǎn)化型LED器件；并且，該方法適合工業(yè)批量化生產(chǎn)。優(yōu)選地，所述步驟(I)中，透明陶瓷粉末為釔鋁石榴石(YAG)。
優(yōu)選地，所述步驟(I)中，陶瓷粉粉末內(nèi)摻雜有鋁酸鹽或者氮化物中的一種或兩種物質(zhì)。優(yōu)選地，所述步驟(I)中，熒光粉為摻稀土元素的熒光粉顆粒。熒光粉可以為一種突光粉或兩種以上突光粉的混合體。優(yōu)選地，所述步驟(I)中，熒光粉材料占總的熒光粉與透明陶瓷粉末材料的摩爾比例為0. 02% 2% ;步驟(2)中，熒光粉陶瓷顆中的熒光物質(zhì)在每升熒光粉陶瓷顆粒中的含量為0. 05 0. Imol，熒光粉陶瓷顆粒的大小在5iim 25iim范圍內(nèi)。優(yōu)選地，所述步驟(2)中，造粒技術(shù)為攪拌造粒法、沸騰造粒法、噴霧干燥式造粒法、壓力成型造粒法、模壓造粒法、擠壓造粒法、擠出滾圓造粒法、噴霧和分散彌霧造粒法或者熱熔融成型造粒法中一種或兩種以上的組合。優(yōu)選地，所述步驟(3)中，干壓成型或流延成型的溫度在100°C 140°C范圍內(nèi)。優(yōu)選地，所述步驟(4)中，對透明陶瓷板進行等靜壓處理，使其厚度均勻性小于1%。優(yōu)選地，所述步驟(5)中，低溫燒結(jié)的方法為加熱氧化去膠法、等離子去膠法和激光去膠法中一種或一種以上的組合。優(yōu)選地，所述步驟(6)中，對透明陶瓷基板進行拋光研磨處理，使其光潔度Ra< 0. 2mm。本案提供的方法，不僅適合黃光熒光粉+藍光LED芯片的白光LED器件制備，也適合于紫外LED芯片+多色熒光粉(例如RCTB三基色熒光粉)的白光LED實現(xiàn)方案。有益效果本發(fā)明提供的LED用透明陶瓷熒光基板的制備方法制得的基板，能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)基板的所有功能，并且具備熒光特性，可以將LED芯片直接固定在該基板上，實現(xiàn)白光LED，由于消除了熒光粉在硅膠或者樹脂中濃度的不等，有利提高LED產(chǎn)品的一致性，本方法制得的基板出光均勻性較好，同時厚度容易控制，屬于平面化工藝，適合集成規(guī)?；纳a(chǎn)。
圖I為本發(fā)明的制作工藝流程圖2為使用本發(fā)明制品的LED器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。如圖I所示為一種LED用透明陶瓷熒光基板的制備方法的工藝流程圖，下面就一種具體步驟加以描述( I)混料將一種或兩種以上熒光粉的混合體與釔鋁石榴按1:99的摩爾比例化學合成，形成熒光粉陶瓷分散體，其中釔鋁石榴內(nèi)摻雜有鋁酸鹽或者氮化物中的一種或兩種物質(zhì)；
(2)造粒將熒光粉陶瓷分散體通過攪拌造粒法、沸騰造粒法、噴霧干燥式造粒法、壓力成型造粒法、模壓造粒法、擠壓造粒法、擠出滾圓造粒法、噴霧和分散彌霧造粒法或者熱熔融成型造粒法中一種或兩種以上的組合進行造粒，形成粒徑在5iim 25iim范圍內(nèi)、成分均勻的熒光粉陶瓷顆粒，且熒光粉陶瓷顆中的熒光物質(zhì)在每升熒光粉陶瓷顆粒中的含量為 0. 05 0. Imol ；(3)成型將熒光粉陶瓷顆粒在100°C 140°C溫度范圍內(nèi)，通過干壓成型或流延成型方式制得透明陶瓷板；(4)等靜壓將步驟(3)中獲得的透明陶瓷板進行等靜壓處理，使其厚度更加均勻、尺寸更加精確，增強其機械強度和物理性能；(5)排膠燒結(jié)將步驟(4)中獲得的透明陶瓷板在空氣或氮氣氣氛中進行低溫燒結(jié)以排除其有機成分，制得透明陶瓷基板；(6)拋光研磨將步驟(5)中獲得的透明陶瓷基板進行拋光研磨處理，提高其表面光潔度；(7)劃片將步驟(6)中獲得的透明陶瓷基板通過機械或激光方法切割成透明陶瓷基板制品。如圖2所示，為使用上述方法制得的基板的LED器件的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括基板4、LED芯片I、熒光薄膜3和導電圖案2，導電圖案2覆在基板4上，LED芯片I固定在基板4上、并排布在導電圖案2上的LED結(jié)合區(qū)上，熒光薄膜3將LED芯片I進行封裝；該結(jié)構(gòu)為雙面出光的LED器件。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種LED用透明陶瓷熒光基板的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟 (1)混料將熒光粉與透明陶瓷粉末按比例化學合成，形成熒光粉陶瓷分散體； (2)造粒將熒光粉陶瓷分散體通過造粒技術(shù)，形成粒徑及成分均勻的熒光粉陶瓷顆粒; (3)成型將熒光粉陶瓷顆粒通過干壓成型或流延成型方式制得透明陶瓷板； (4)等靜壓將步驟(3)中獲得的透明陶瓷板進行等靜壓處理，使其厚度均勻，增強其機械強度和物理性能； (5)排膠燒結(jié)將步驟(4)中獲得的透明陶瓷板在空氣或氮氣氣氛中進行低溫燒結(jié)以排除其有機成分，制得透明陶瓷基板； (6)拋光研磨將步驟(5)中獲得的透明陶瓷基板進行拋光研磨處理，提高其表面光潔度； (7)劃片將步驟(6)中獲得的透明陶瓷基板通過機械或激光方法切割成透明陶瓷基板制品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED用透明陶瓷熒光基板的制備方法，其特征在于所述步驟(I)中，透明陶瓷粉末為釔鋁石榴石。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED用透明陶瓷熒光基板的制備方法，其特征在于所述步驟(I)中，陶瓷粉粉末內(nèi)摻雜有鋁酸鹽或者氮化物中的一種或兩種物質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED用透明陶瓷熒光基板的制備方法，其特征在于所述步驟(I)中，熒光粉為摻稀土元素的熒光粉顆粒。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED用透明陶瓷熒光基板的制備方法，其特征在于所述步驟(I)中，熒光粉材料占總的熒光粉與透明陶瓷粉末材料的摩爾比例為0. 02% 2% ;步驟(2)中，熒光粉陶瓷顆中的熒光物質(zhì)在每升熒光粉陶瓷顆粒中的含量為0. 05 0. lmol，熒光粉陶瓷顆粒的大小在5iim 25iim范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED用透明陶瓷熒光基板的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中，造粒技術(shù)為攪拌造粒法、沸騰造粒法、噴霧干燥式造粒法、壓力成型造粒法、模壓造粒法、擠壓造粒法、擠出滾圓造粒法、噴霧和分散彌霧造粒法或者熱熔融成型造粒法中一種或兩種以上的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED用透明陶瓷熒光基板的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中，干壓成型或流延成型的溫度在100°C 140°C范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED用透明陶瓷熒光基板的制備方法，其特征在于所述步驟(4)中，對透明陶瓷板進行等靜壓處理，使其厚度均勻性小于1%。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED用透明陶瓷熒光基板的制備方法，其特征在于所述步驟(5)中，低溫燒結(jié)的方法為加熱氧化去膠法、等離子去膠法和激光去膠法中一種或一種以上的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED用透明陶瓷熒光基板的制備方法，其特征在于所述步驟(6)中，對透明陶瓷基板進行拋光研磨處理，使其光潔度Ra < 0. 2mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED用透明陶瓷熒光基板的制備方法，包括如下步驟(1)混料；(2)造粒；(3)成型；(4)等靜壓；(5)排膠燒結(jié)；(6)拋光研磨；(7)劃片。本發(fā)明提供的LED用透明陶瓷熒光基板的制備方法制得的基板，能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)基板的所有功能，并且具備熒光特性，可以將LED芯片直接固定在該基板上，實現(xiàn)白光LED，由于消除了熒光粉在硅膠或者樹脂中濃度的不等，有利提高LED產(chǎn)品的一致性，本方法制得的基板出光均勻性較好，同時厚度容易控制，屬于平面化工藝，適合集成規(guī)?；纳a(chǎn)。
文檔編號C04B35/44GK102718492SQ201210156770
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者王媛, 高鞠 申請人:蘇州晶品光電科技有限公司