CN101386194A - Led组件中树脂透镜体的成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种LED组件中树脂透镜体的成型方法，包含以下步骤：利用具透光性的材料，包含塑质材料如PP、PET、PC、PE或玻璃等，以制作所述的透镜体的对应成型模具。再选择所述的透镜体的成型用液态透光性树脂材料，如聚氨酯、环氧树脂、硅胶、聚丙烯酸类树脂或其共聚合物等，而所述的液态透光性树脂材料是可在电子束照射下快速固化，或在前述材料中再添加光引发剂，使其可在紫外线照射下快速固化。再配合LED组件的方法，使前述树脂材料注入在透镜体的对应成型模具内，再利用电子束或紫外线，由可透光的成型模具的外部照射位于所述的成型模具内部的树脂材料，以使所述的树脂材料能快速固化而成型为透镜体。如此，可加速所述的透镜体的固化过程，有效缩短其固化成型时间。

Description

LED组件中树脂透镜体的成型方法
技术领域
本发明涉及一种LED组件中树脂透镜体的成型方法，尤指一种以具透光性的树脂材料，如PP(聚丙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、PE(聚乙烯)或玻璃材料等制作模具来制备所述的树脂透镜体的方法。
背景技术
现有发光二极管组件(LED assembly)或称为发光二极管光模组，可随使用或结构需要而设计各种不同的封装结构、不同的发光型态或不同的方法，如中国台湾M297481、M294096、1246787、1246779、M283326、M283312、M281294、M268724、M297046、M294808、M291602、M291085、M289908、M289521、M288974、M288005、M287503、200629598、200628727、200629598、200635085、200414558等新型或发明专利案，以及美国公开号Pub.No.US2006/0105485A1等；一般发光二极管组件(LED assembly)主要包含：一基座，用以承载LED晶粒并使LED晶粒外接电源、一个或数个LED晶粒用以在导电后可发光、和一层或多层由透光性树脂材料成型的罩盖式透镜体(cover lens)用以罩盖在上述的基座与LED晶粒的外部而封装成一LED组件，使LED晶粒发出的光线经过透镜体再投射向外，其中在基座上可随散热需要而另增设散热装置如散热层/片等；所述的基座的结构型态与其材质不拘，一般是以绝缘材料例如塑材制作成型，其上并设有一正负电极结构例如引脚以外接电源，例如与电路板的电子线路中的正负极连接；所述的LED晶粒可为一个或数个，布设在基座的承载面上并与基座的正负电极结构构成电连接，而电连接方式具有各种不同设计，例如利用导线或导片分别连接于LED晶粒的正负极与基座的正负电极结构之间以驱使LED晶粒发光；所述的罩盖式透镜体(cover lens)一般利用可透光或具透光性的树脂构成，其设置在基座的承载面上并完全包覆住LED晶粒，以形成一LED组件(LED assembly)的封装结构；LED组件(LED assembly)可设计具有不同性质的透镜体，也就是所述的透镜体可设计成不同结构或不同发光型态，例如利用磷光体作为透镜体以形成白光，或设计成不同面型(pattern)以形成不同的发光图案，或设计具有内、外层或多层透镜体。
而一般LED组件的封装方法是：先针对所述的罩盖式透镜体(coverlens)提供一设有对应形状成型模穴的成型模具；再使所述的成型模具的模穴口朝向上方，使成型模穴内部可注入液态透光性树脂，一般是采用PU(Polyurethane，聚氨酯)、epoxy(环氧树脂)、硅胶(聚硅氧烷，silicon)、聚丙烯酸类树脂(Acrylic resin)或其共聚合物(copolymer)等透光性树脂材料，以对应成型所述的透镜体；再将LED晶粒或LED晶粒与基座已先结合并电连接成的结合体，对准对位安置在成型模具的成型模穴口处，其中所述的基座的承载面与其上的LED晶粒可局部沉浸在液态透光性树脂中，也就是液态透光性树脂可完全包覆在基座的承载面与LED晶粒外围；再使所述的成型模具与其内部的液态透光性树脂同时进行加热烘烤过程例如送进烤箱内，以使成型模具内部的液态透光性树脂能在受热后固化(硬化)，再由成型模具中取出而完成一LED组件的封装方法。
然而，上述现有LED组件的封装方法中，用以成型所述的透镜体(cover lens)的对应成型模具一般都是利用金属材料制成，并不具有透光性，致使注入在成型模穴内的液态透光性树脂只有在成型模穴口处留有一有限面积暴露向外；但由于封装方法中所述的LED晶粒与基座的结合体是布设在成型模穴口处，将会使所述的有限的暴露面积又有部分被遮盖住，致使注入在成型模穴内的液态透光性树脂与外界之间的暴露面积更相对变小，故不利于或甚难以利用电子束(EB，electron-beam)或紫外线(UV，ultraviolet ray)的照射方式以进行液态透光性树脂的固化(固化)过程，因此现有LED组件的封装方法一般是将成型模具与注入在其内部的液态透光性树脂同时置入烤箱内进行加热烘烤作业，例如一般是以温度约摄氏120度烘烤1小时或以上始能使所述的液态透光性树脂固化成型，以致整个固化过程相当费时，不利于LED组件的量产化。本发明乃是针对现有LED组件的封装方法的缺点而加以改良设计的。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种LED组件中树脂透镜体的成型方法，加速透镜体的固化过程而有效缩短其固化成型时间，以使LED组件的成型方法达成快速化与批量生产效果。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种LED组件中树脂透镜体的成型方法，所述的LED组件主要包含一基座用以承载LED晶粒并使LED晶粒外接电源，一个或数个LED晶粒用以在导电后发光，与一层或多层由透光性树脂材料成型的罩盖式透镜体用以罩盖在基座与LED晶粒外部而封装成一LED组件，其特征在于，所述的成型方法包含以下步骤：
提供一可透光的成型模具，其上设有对应于透镜体形状的成型模穴；
选择用以成型所述的透镜体的液态透光性树脂；
使前述液态透光性树脂注入在成型模具中透镜体的对应成型模穴内；
利用电子束设备或紫外线设备，使其所发出的电子束或紫外线可通过所述的透光的成型模具而照射成型模穴内的液态透光性树脂，以使所述的液态透光性树脂固化成型；
由成型模具中取出已固化成型的透镜体。
本发明制作模具的透光材料，可以是树脂材料，例如PP(Polypropylene，聚丙烯)、PET (Polyethylene teraphthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PC(Polycarbonate，聚碳酸酯)、PE (Polyethylene，聚乙烯)等，或者也可以是非树脂材料，如玻璃等。
本发明制作透镜体的液态透光性树脂，例如可以是PU(Polyurethane，聚氨酯)、epoxy(环氧树脂)、硅胶(silicon，聚硅氧烷)、聚丙烯酸类树脂(Acrylicresin)或它们的共聚合物(copolymer)等。
与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：
1.可加速透镜体的固化过程而有效缩短其固化成型时间，以使LED组件的成型方法达成快速化与量产化效果。
2.所述的透镜体的对应成型模具进一步可设计为在一成型模具内设有多个透镜体的对应成型模穴，以配合LED组件的方法需要，并节省电子束(EB)或紫外线(UV)的设备成本，且有利于LED组件的成型方法的量产化。
附图说明
图1是现有一LED组件的侧面示意图；
图2是本发明一实施例LED组件中树脂透镜体的成型方法中液态透光性树脂尚未注入成型模具内的示意图；
图3是本发明一实施例LED组件中树脂透镜体的成型方法中液态透光性树脂已注入成型模具内的示意图；
图4是本发明一实施例的成型方法方块示意图。
附图标记说明：1-LED组件；10-基座；11-LED晶粒；12-透镜体；2-成型模具；20-成型模穴；3、3a-液态透光性树脂；4-电子束(EB)设备；5-紫外线(UV)设备；6-治具。
具体实施方式
为使本发明更加明确详实，兹列举较佳实施例并配合下列图示，将本发明的结构与其技术特征详述如下：
参考图1所示，其是现有的一般LED组件的侧面示意图。所述的LED组件1可设计具有各种不同的封装结构，一般包含：一基座10，用以承载LED晶粒11并与LED晶粒11电连接，以使LED晶粒可外接电源而发光；一个或数个LED晶粒11，可在外接电源后发光；与一层或多层由透光性树脂材料成型的罩盖式透镜体(cover lens)12，用以罩盖在基座10与LED晶粒11外部上，而使基座10、LED晶粒11封装成一LED组件1，使LED晶粒11发出的光线经过透镜体12而投射向外；至于LED组件1的封装结构、发光型态或方法等并不限制，可随使用或结构需要而设计。
参考图2、图3、图4所示，其分别是本发明一实施例LED组件中树脂透镜体的成型方法中液态透光性树脂尚未注入与已注入成型模具内的示意图以及所述的成型方法的方块示意图。本发明主要是针对一LED组件(如图1所示LED组件1中的树脂透镜体12)而提供一较快速的成型方法，包含以下步骤：
步骤<1>：提供一可透光的成型模具2；
步骤<2>：选择用以成型所述的透镜体的液态透光性树脂3或者3a；
步骤<3>：使前述液态透光性树脂3或者3a注入在成型模具2中透镜体的对应成型模穴20内；
步骤<4>：利用电子束(EB)设备4或紫外线(UV)设备5，使其所发出的电子束41或紫外线(UV)51可通过可透光的成型模具2而对着成型模穴20内的液态透光性树脂3或者3a照射，以令所述的液态透光性树脂3或者3a固化而形成透镜体12；
步骤<5>：再由成型模具2中取出已固化成型的透镜体12。
其中，步骤<1>是提供一可透光的成型模具2，也就是利用可透光或具透光性材料制作所述的透镜体12的对应成型模具2，而所述的可透光或具透光性材料包含树脂材料，如PP(Polypropylene，聚丙烯)、PET(Polyethylene teraphthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PC(Polycarbonate，聚碳酸酯)、PE(Polyethylene，聚乙烯)或非树脂材料，如玻璃等，以制作所述的透镜体的对应成型模具2；所述的可透光或具透光性材料具有足够的透光性与硬度，且利用所述的可透光或具透光性材料以制作成型模具2的方式不拘，可利用精密射出或压铸成型加工方式或精密机械加工方式制成，以使其成型模穴20能对应于所设计的透镜体(coverlens)12的形状；至于所述的成型模具2的设计方式并不限制，其可在一成型模具2设计多个透镜体12的对应成型模穴20(如图2、图3所示)，以利于量产化作业；又多个成型模穴20的布设方式也不限制，可随LED组件1的结构、或方法或设备的需要而变化设计，如此，可节省电子束(EB，electron-beam)设备4或紫外线(UV，ultraviolet ray)设备5的设备成本，且有利于LED组件的成型方法与量产化。
其中，步骤<2>选择用以成型所述的透镜体的液态透光性树脂材料3或3a；所述的液态透光性树脂材料3是PU(Polyurethane，聚氨酯)、epoxy(环氧树脂)、硅胶(silicon，聚硅氧烷)、聚丙烯酸类树脂(Acrylic resin)或其共聚合物(copolymer)等；一般而言，上述液态透光性树脂材料3可在电子束(EB，electron-beam)照射下快速固化成固态，而该项机能是上述液态透光性树脂材料3的特性，故在此不再赘述；而所述的电子束(EB)可利用电子束(EB)设备4发射；又前述液态透光性树脂材料3中可另再填加光引发剂(photo initiator)并均匀混合，使混合后的前述液态透光性树脂材料3a可在紫外线(UV，ultravioletray)照射下快速固化；所述的光引发剂主要是凭借紫外线(UV，ultraviolet ray)照射以释放游离电子，用以促使前述液态透光性树脂材料3a快速固化；而所述的紫外线UV可利用紫外线(UV)设备5发射。至于实际应用时，选用前述的液态透光性树脂材料3或填加有光起始剂的液态透光性树脂材料3a，并选用相配合使用的电子束(EB)设备4或紫外线(UV)设备5，可由制造厂商随需要而自由选择，如此也可增加制造厂商的选择性。
其中，步骤<3>是配合LED组件1中透镜体12的方法，使前述液态透光性树脂材料3或者3a注入在成型模具2的各对应成型模穴20内，并使液态透光性树脂材料3或者3a可包覆在LED晶粒11与/或基座10的承载面的外围(如图3所示)；上述LED组件中透镜体12的方法是泛指一般LED组件的方法，因为一般LED组件制造业者常随LED组件的不同设计结构而设计各种相配合的不同方法与相关设备，而一般透镜体12的方法是先使LED晶粒11与基座10先结合并电连接成一结合体，并使所述的结合体凭借一治具(或载板)6而对准对位安置在成型模穴20的开口处(如图3所述)，使基座10的承载面与其上所布设的LED晶粒11可完全或局部沉浸在上述液态透光性树脂3或者3a中，也就是液态透光性树脂3或者3a可完全或局部包覆在基座10的承载面与LED晶粒11的外围；当然，随方法的不同，治具(或载板)6可作不同设计以配合方法或相关设备使用，又LED晶粒11也并不限制一定要先与基座10结合并电连接成一结合体，也就是液态透光性树脂3或者3a也可单独包覆在LED晶粒11上。
其中，步骤<4>是再针对液态透光性树脂3或者3a，选择利用电子束(EB)设备4或紫外线(UV)设备5，使其所发出的电子束41或紫外线(UV)51可通过可透光的成型模具2而对着成型模穴20内的液态透光性树脂3或者3a照射，以令液态透光性树脂3或者3a能快速固化而形成透镜体12。
其中，步骤<5>再由成型模具2中取出已固化成型的透镜体12或所述的透镜体12与LED晶粒11与/或基座10的结合体，而完成LED组件1中树脂透镜体12的成型方法。
本发明是针对一LED组件1中的树脂透镜体12而提供一快速成型方法，而由于所使用的成型模具2是一可透光的模具，因此透镜体12的对应成型模穴20的环周缘面均可以大面积方式被电子束(EB)41或紫外线(UV)51照射到，也就是电子束(EB)41或紫外线(UV)51几乎可完全照射到成型模穴20内整个液态透光性树脂3或者3a，因此可加速液态透光性树脂3或者3a的固化过程而有效缩短固化成型时间，以解决一般透镜体在现有成型方法中常须在成型模具内以摄氏120度烘烤1小时或以上始能固化成型的费时费工与麻烦，使LED组件的成型方法达成快速化与量产化效果。
以上所示仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效变更，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种LED组件中树脂透镜体的成型方法，所述的LED组件主要包含一基座，用以承载LED晶粒并使LED晶粒外接电源，一个或数个LED晶粒用以在导电后发光，和一层或多层由透光性树脂材料成型的罩盖式透镜体用以罩盖在基座与LED晶粒外部而封装成LED组件，其特征在于，所述的成型方法包含以下步骤：
提供可透光的成型模具，其上设有对应于透镜体的成型模穴；
选择用以成型所述的透镜体的液态透光性树脂；
使前述液态透光性树脂注入在成型模具中透镜体的对应成型模穴内；
利用电子束设备或紫外线设备，使其所发出的电子束或紫外线可通过所述的可透光的成型模具而照射成型模穴内的液态透光性树脂，以使所述的液态透光性树脂固化成型；
由成型模具中取出已固化成型的透镜体。
2.根据权利要求1所述LED组件中树脂透镜体的成型方法，其特征在于：所述的成型模具是可透光的树脂材料制作。
3.根据权利要求2所述LED组件中树脂透镜体的成型方法，其特征在于：所述的可透光的树脂材料是聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯或者聚乙烯。
4.根据权利要求1所述LED组件中树脂透镜体的成型方法，其特征在于：所述的成型模具是可透光的玻璃材料制作。
5.根据权利要求1所述LED组件中树脂透镜体的成型方法，其特征在于：所述的成型模具中设有多个透镜体的对应成型模穴。
6.根据权利要求1所述LED组件中树脂透镜体的成型方法，其特征在于：所述的液态透光性树脂是聚氨酯、环氧树脂、聚硅氧烷、聚丙烯酸类树脂或它们的共聚物。
7.根据权利要求6所述LED组件中树脂透镜体的成型方法，其特征在于：所述的液态透光性树脂中添加有光引发剂并均匀混合，使混合后的前述液态透光性树脂可在紫外线照射下固化。
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