CN101826590A - 一种透镜注荧光胶的led灯及其封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种透镜注荧光胶的LED灯及其封装方法，其中LED灯包括：LED晶粒、基座、封装胶、荧光胶、透镜，其中，所述LED晶粒固定于所述基座上，所述透镜罩住所述LED晶粒与所述基座形成一容纳封装胶的腔体，所述透镜内部有一用于填充荧光胶的腔层，所述透镜还设有注胶孔；所述LED晶粒上覆盖有通过所述注胶孔向所述腔体内注入的固化成型的封装胶，所述腔层内有通过所述注胶孔注入的固化成型的荧光胶。本发明特殊的荧光胶的处理方式可实现荧光胶的均匀涂覆，LED光斑均匀，颜色一致性好。同时荧光胶与晶片之间有封装胶间隔开，当晶片发热时，可降低热对荧光粉性能的衰减影响，延长LED寿命。

Description

一种透镜注荧光胶的LED灯及其封装方法

技术领域

本发明涉及发光二极管(LED Light Emitting Diode)封装技术，具体涉及一种在透镜空腔内注荧光胶的LED灯及其封装方法。

背景技术

目前制作白光LED灯的主要方法是在蓝光LED晶片表面涂覆黄色荧光粉，经蓝光激发发出黄光，与透过的蓝光混合而呈现白光。传统的大功率LED封装方法主要有两种，一种是成型透镜注胶，另一种是透镜模压成型。

成型透镜注胶工艺是先固晶、焊线后，在LED晶片表面点荧光胶，然后盖上透镜，再向透镜内注胶，最后固化成型。

透镜模压成型工艺是在封装过程中形成透镜，图2为采用传统点粉封装的LED灯结构示意图，在申请号为200710030627.1的中国专利中提出了一种大功率LED灯的封装工艺，这种方法封装白光LED灯时，先将散热板与电极固定于基座内，用一种黏着胶将LED晶片粘贴固定在散热板中心处，使晶片位于基座1与导热板形成的碗杯内，然后金线5使晶片2与基座1的电极连接，再在上述碗杯内涂覆荧光胶3，使晶片2完全被荧光胶3覆盖，将一个空心的透镜模型4盖在基座1上的透镜安装位置，然后由透镜模型4边缘与基座1接触处的注入孔向透镜模型4内注入硅胶，再烘烤使硅胶成型，形成硅胶透镜，最后剥掉透镜模型。

以上两种LED灯封装方法都是基于点胶工艺完成的，是通过将荧光胶放在某种小的容器内，通过控制出胶时间来控制出胶量，最终靠胶的自身流动和表面张力成型，此方法对包裹在晶片上方和四周的荧光胶层厚度的一致性不能控制，导致晶片正上方以及四周的荧光胶厚度不一，晶片呈180°发光，经由晶片发出的光线射向厚度不一的荧光胶时，就会导致封装出的LED灯颜色均匀性差别很大。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，克服现有点荧光胶技术之不足，提供一种易于控制荧光胶厚度的LED灯封装工艺、采用这种工艺制成的LED灯。

鉴于以上问题，本发明提供了一种通过在透镜空腔内注荧光胶的发光二极管(LED)灯，包括LED晶粒、基座、封装胶、荧光胶、透镜，其中，所述LED晶粒固定于所述基座上，所述透镜罩住所述LED晶粒与所述基座形成一容纳封装胶的腔体，所述透镜内部有一用于填充荧光胶的腔层，所述透镜还设有注胶孔；所述LED晶粒上覆盖有通过所述注胶孔向所述腔体内注入的固化成型的封装胶，所述腔层内有通过所述注胶孔注入的固化成型的荧光胶。

进一步地，所述腔层具有均匀厚度。

进一步地，所述腔层的正投影面积不小于所述透镜正投影面积的60％。

进一步地，所述基座为平面结构，所述透镜靠近所述LED晶粒的一侧的面具有凹槽，罩住所述LED晶粒与所述基座形成一腔体；或者所述基座具有碗杯，所述LED晶粒置于所述碗杯中，所述透镜靠近所述LED晶粒的一侧的面具有凹槽，罩住所述LED晶粒与所述基座形成一腔体。

进一步地，所述凹槽为球面或拱形凹槽，所述腔层为球面或拱形结构。

进一步地，所述基座具有碗杯，所述LED晶粒置于所述碗杯中，所述透镜靠近所述LED晶粒的一侧的面为平面结构，所述透镜罩住所述LED晶粒与所述基座形成一腔体；所述腔层为平面结构或拱形结构。

进一步地，所述透镜上设置有两个注胶孔和两个排气孔，其中包括一用于注入封装胶的注胶孔和一排出多余胶体的排气孔，均与所述腔体连通，以及一用于注入荧光胶的注胶孔和一排出多余胶体的排气孔，均与所述腔层连通。

鉴于以上问题，本发明还提供了一种通过在透镜空腔内注荧光胶的LED封装方法，应用于包括LED晶粒、基座、封装胶、荧光胶、透镜的LED灯，包括：将所述LED晶粒固定于所述基座上，所述透镜罩住所述LED晶粒与所述基座形成一容纳封装胶的腔体，所述透镜内部设有一用于填充荧光胶的腔层，所述透镜还设有注胶孔；从所述透镜的注胶孔向所述腔体注入封装胶覆盖所述LED晶粒，并从所述透镜的注胶孔向所述腔层注入荧光胶，固化成型后完成LED封装。

进一步地，所述用于填充荧光胶的腔层被设置为均匀厚度；所述腔层设置为其正投影面积不小于所述透镜正投影面积的60％。

进一步地，所述基座为平面结构，所述透镜靠近所述LED晶粒的一侧的面设置有一凹槽，罩住所述LED晶粒与所述基座形成一腔体；或者所述基座设置有碗杯，将所述LED晶粒置于所述碗杯中，所述透镜靠近所述LED晶粒的一侧的面设置有凹槽，罩住所述LED晶粒与所述基座形成一腔体。

进一步地，将所述凹槽设置为球面或拱形凹槽，将所述腔层设置为球面或拱形结构。

进一步地，所述基座设置有碗杯，将所述LED晶粒置于所述碗杯中，所述透镜靠近所述LED晶粒的一侧的面为平面结构，罩住所述LED晶粒与所述基座形成一腔体；所述腔层为平面结构或拱形结构。

进一步地，所述透镜上设置有两个注胶孔和两个排气孔，其中包括一用于注入封装胶的注胶孔和一排出多余胶体的排气孔，均与所述腔体连通，以及一用于注入荧光胶的注胶孔和一排出多余胶体的排气孔，均与所述腔层连通。

本发明较同类型其他LED灯具有如下优点：

在上述本发明中，先将封装胶注胶孔注入胶体，并从封装胶排气孔排出多余的胶体，然后从荧光胶注胶孔注入荧光胶，并从荧光胶排气孔排出多余的荧光胶，由于透镜中用于填充荧光胶的空腔厚度可根据需要调整，荧光胶的处理方式可实现荧光胶的均匀涂覆，当空腔厚度调整为均匀厚度时，经由LED发出的光线射向荧光胶时会将荧光粉均匀激发，LED的色温一致性可大大提高，LED光斑色度均匀。同时荧光胶与晶片之间有封装胶间隔开，当LED点亮，晶片发热时，可降低热对荧光粉性能的衰减影响，从而降低LED的光衰，延长LED寿命。

附图说明

图1是现有技术中产品的示意图；

图2是采用传统点荧光胶封装的LED结构示意图；

图3是本发明第一实施例的剖面图；

图4是本发明第二实施例的剖面图；

图5是本发明第三实施例的剖面图；

图6是本发明第一、二、三实施例的顶视图。

图7是本发明注荧光胶透镜的右视图；

图8是本发明注荧光胶透镜的前视图。

具体实施方式

以下将配合图式及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

本发明的核心：所述透镜罩住所述LED晶粒形成一容纳封装胶的腔体，所述透镜内部具有一用于填充荧光胶的腔层，所述透镜还具有注胶孔；所述LED晶粒上覆盖有通过所述注胶孔向所述腔体内注入的固化成型的封装胶，所述腔层内有通过注胶孔注入的固化成型的荧光胶。

所述整个腔层的厚度可调整为一致的均匀厚度。

所述透镜设置有两个注胶孔和两个排气孔，其中用于注入封装胶的注胶孔和排出多余胶体的排气孔连通腔体，用于注入荧光胶的注胶孔和排出多余胶体的排气孔连通腔层。

所述封装胶，一般包括：硅胶、环氧树脂或者硅树脂；所述荧光胶，一般为荧光物质与硅胶、环氧树脂或者硅树脂中一个或多个的混合物；所述透镜为透明的半球形或者其他形状，其材质一般包括如硅胶、环氧树脂、聚碳酸酯等有机材料或如玻璃等无机材料。

LED晶粒可以是一颗或者多颗。

以下参照附图说明本发明的实施例。

图3是本发明第一实施例的剖面图，图6是本发明第一实施例的顶视图。本实施例包括：基座1，LED晶粒2，封装胶3，荧光胶4，透镜5，金线6，荧光胶注胶孔7，荧光胶排气孔8，封装胶注胶孔9，封装胶排气孔10，荧光胶腔体11。

先将一颗LED晶粒2通过银胶或其它黏着胶粘接在基座1的固晶位置，然后用金线6将LED晶粒1与基座1实现电气连接，将透镜5安装到基座1的相应位置上，所述透镜5罩住所述LED晶粒2，由于透镜5有凹槽，扣罩住所述LED晶粒2后形成一腔体以容纳封装胶，同时所述透镜靠近所述LED晶粒的面(即凹槽靠近所述腔体的表面)设有一用于填充荧光胶的薄层空腔(胶道)，成型为一平面结构；

所述透镜还设有荧光胶注胶孔7，荧光胶排气孔8，封装胶注胶孔9，封装胶排气孔10；使用点胶设备从封装胶注胶孔9注入适量的封装胶体，多余的胶体从封装胶排气孔10排出，然后从荧光胶注胶孔7注入适量的荧光胶体，多余的胶体从荧光胶排气孔8排出，最后固化成型，即完成LED的封装，固化后所述LED晶粒上覆盖有固化成型的封装胶，所述薄层空腔内有固化成型的荧光胶。

图4是本发明第二实施例的剖面图，图6是本发明第二实施例的顶视图。本实施例与第一实施例的区别在于，所述透镜靠近所述LED晶粒的面设有一用于填充荧光胶的薄层空腔(胶道)，其成型为一拱形结构，LED晶粒2通过倒装焊接在基座1的固晶位置。

图5是本发明第三实施例的剖面图，图6是本发明第三实施例的顶视图。本实施例与第一、二实施例的区别在于，透镜5为一平面结构。

需要说明的是，上述实施例中，透镜用于填充荧光胶的空腔厚度可根据需要调整，当空腔的厚度为均匀的厚度时，经由LED灯发出的光线射向荧光胶时会将荧光粉均匀激发，LED的色温一致性可大大提高，LED灯光斑均匀。所述腔层的正投影面积不小于所述透镜正投影面积的60％，以保证所述LED晶粒的出光能全部通过所述腔层。

另外，对于本方案，基座可以为平面结构，这就要求透镜靠近LED晶粒的一侧的面具有凹槽，可以罩住LED晶粒与基座形成一腔体；所述基座也可以具有碗杯，所述LED晶粒置于所述碗杯中，此时透镜靠近所述LED晶粒的一侧的面依然可以设置有凹槽，罩住所述LED晶粒与所述基座形成一腔体；

对于上述情况，凹槽可以为球面或拱形凹槽，腔层也可以为球面或拱形结构。

对于本方案，基座可以具有碗杯，LED晶粒置于所述碗杯中，而透镜靠近所述LED晶粒的一侧的面还可以为平面结构，透镜罩住所述LED晶粒与所述基座形成一腔体；

对于上述情况，腔层也可以为平面结构或拱形结构。

对应上述LED产品结构，本发明还提出了通过在透镜空腔内注荧光胶的LED封装方法，应用于上述的包括基座、LED晶粒、基座、金线、封装胶、荧光胶、透镜的LED，具体包括如下操作：

所述LED晶粒固定于基座上，并通过导线完成电气连接；

将所述透镜罩在所述LED晶粒上，所述透镜靠近所述LED晶粒的面设有一用于填充荧光胶的厚度均匀的薄层空腔；

从所述透镜的注胶孔注入封装胶体覆盖所述LED晶粒，再从所述透镜的注胶孔向所述薄层空腔注入荧光胶体，固化成型后完成LED封装。

本发明的方法的操作步骤与前述LED产品的结构特征对应，可参照之前的产品部分的说明，不再一一赘述。

另外，本发明应用于上述LED灯，还提出了一种支持荧光胶注入的透镜，参考图7和图8，分别为本发明注荧光胶透镜的右视图和前视图，所述透镜上设有一用于填充荧光胶的厚度均匀的薄层空腔，还设有用于注入荧光胶的注胶孔和排除多余荧光胶的排气孔。

所述透镜上设置有两个注胶孔和两个排气孔，其中用于注入封装胶的注胶孔9和排出多余胶体的排气孔10与所述透镜与基板形成的腔体连通，用于注入荧光胶的注胶孔7和排出多余胶体的排气孔8位于所述透镜的薄层空腔的位置，与所述薄层空腔(胶道)连通。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，然而所述的内容并非用以直接限定本发明的保护范围。任何本发明所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作些许的更动。本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (13)

1.一种透镜注荧光胶的发光二极管(LED)灯，其特征在于，包括LED晶粒、基座、封装胶、荧光胶、透镜，

其中，所述LED晶粒固定于所述基座上，所述透镜罩住所述LED晶粒与所述基座形成一容纳封装胶的腔体，所述透镜内部有一用于填充荧光胶的腔层，所述透镜还设有注胶孔；所述LED晶粒上覆盖有通过所述注胶孔向所述腔体内注入的固化成型的封装胶，所述腔层内有通过所述注胶孔注入的固化成型的荧光胶。

2.如权利要求1所述的LED灯，其特征在于，

所述腔层具有均匀厚度。

3.如权利要求2所述的LED灯，其特征在于，

所述腔层的正投影面积不小于所述透镜正投影面积的60％。

4.如权利要求3所述的LED灯，其特征在于，

所述基座为平面结构，所述透镜靠近所述LED晶粒的一侧的面具有凹槽，罩住所述LED晶粒与所述基座形成一腔体；或者

所述基座具有碗杯，所述LED晶粒置于所述碗杯中，所述透镜靠近所述LED晶粒的一侧的面具有凹槽，罩住所述LED晶粒与所述基座形成一腔体。

5.如权利要求4所述的LED灯，其特征在于，

所述凹槽为球面或拱形凹槽，所述腔层为球面或拱形结构。

6.如权利要求3所述的LED灯，其特征在于，

所述基座具有碗杯，所述LED晶粒置于所述碗杯中，所述透镜靠近所述LED晶粒的一侧的面为平面结构，所述透镜罩住所述LED晶粒与所述基座形成一腔体；

所述腔层为平面结构或拱形结构。

7.如权利要求5或6所述的LED灯，其特征在于，

所述透镜上设置有两个注胶孔和两个排气孔，其中包括一用于注入封装胶的注胶孔和一排出多余胶体的排气孔，均与所述腔体连通，以及一用于注入荧光胶的注胶孔和一排出多余胶体的排气孔，均与所述腔层连通。

8.一种透镜注荧光胶的LED封装方法，其特征在于，应用于包括LED晶粒、基座、封装胶、荧光胶、透镜的LED灯，包括：

将所述LED晶粒固定于所述基座上，所述透镜罩住所述LED晶粒与所述基座形成一容纳封装胶的腔体，所述透镜内部设有一用于填充荧光胶的腔层，所述透镜还设有注胶孔；

从所述透镜的注胶孔向所述腔体注入封装胶覆盖所述LED晶粒，并从所述透镜的注胶孔向所述腔层注入荧光胶，固化成型后完成LED封装。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述用于填充荧光胶的腔层被设置为均匀厚度；

所述腔层设置为其正投影面积不小于所述透镜正投影面积的60％。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述基座为平面结构，所述透镜靠近所述LED晶粒的一侧的面设置有一凹槽，罩住所述LED晶粒与所述基座形成一腔体；或者

所述基座设置有碗杯，将所述LED晶粒置于所述碗杯中，所述透镜靠近所述LED晶粒的一侧的面设置有凹槽，罩住所述LED晶粒与所述基座形成一腔体。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，

将所述凹槽设置为球面或拱形凹槽，将所述腔层设置为球面或拱形结构。

12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述基座设置有碗杯，将所述LED晶粒置于所述碗杯中，所述透镜靠近所述LED晶粒的一侧的面为平面结构，罩住所述LED晶粒与所述基座形成一腔体；

所述腔层为平面结构或拱形结构。

13.如权利要求11或12所述的方法，其特征在于，

所述透镜上设置有两个注胶孔和两个排气孔，其中包括一用于注入封装胶的注胶孔和一排出多余胶体的排气孔，均与所述腔体连通，以及一用于注入荧光胶的注胶孔和一排出多余胶体的排气孔，均与所述腔层连通。

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