CN102148299A - 一种基于cob技术的led点荧光胶方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于LED封装技术领域，具体涉及了一种基于COB技术的LED点荧光胶方法。本发明需要LED荧光粉、硅胶和固晶完毕的LED芯片为材料，针筒式点胶机为设备，首先将LED荧光粉和硅胶按照一定配比调成荧光胶，然后抽出荧光胶中的气泡，并装入针筒中。最后直接用针筒式点胶机将荧光胶点在LED表面，通过荧光胶的表面张力和芯片边界的限制，在芯片表面形成一层凸透镜状的荧光胶。这种点胶方法简单方便，只需要调节荧光粉的配比和点胶的量即可方便的调节色温、显色性；它不受封装形式、PCB基板形状、结构的限制，只取决于芯片形状本身；它节省材料，相比于直接将反光杯填满荧光胶的传统方法，大大减少了荧光胶的用量，从而降低了成本；用这种方法封装的模组发出的白光各个角度的色温均匀性更好。

Description

一种基于COB技术的LED点荧光胶方法
技术领域
本发明属于LED封装技术领域，具体涉及了一种基于COB技术的LED点荧光胶方法。
背景技术
现在市场上的LED照明产品几乎完全使用了传统LED的封装工艺，即先将LED芯片1和支架3封装成器件，然后焊接在PCB基板4上实现电路连接，最后将PCB基板用硅胶和灯具5连接实现热量的传输。对于LED封装，尤其是大功率LED，散热和取光成为两大问题，而尤以散热问题最为严重。高的工作结温将大大影响到整个灯具的光效、光色、寿命、光衰。为了解决这个问题，我们提出了一种针对照明应用的基于COB技术的LED封装方法。在这种方法中我们革命性得跳过了器件，直接将LED芯片1封装在PCB基板3上，通过跳过器件这一层极大的减小了热阻、简化了工艺，节省了材料、提高了生产效率，降低了成本。
但在将传统LED封装中的点荧光胶技术应用到COB封装时，我们遇到了一些问题。首先，由于传统的点荧光胶的方式通常都是将荧光胶2填满整个反光杯6，而由于COB技术中，如果为了形成反光杯而对芯片固晶所在的PCB基板开槽，机械加工难度高，结构复杂，将大大增加成本，因此我们采用直接将LED芯片固晶在未开槽的PCB基板上，因此没有杯状的结构,从而无法直接移植传统的点荧光胶方法。其次，由于传统点荧光胶技术的局限，白光器件在不同角度的色温差别很大，很不均匀。虽然CREE的XLamp和Lumileds试图通过喷涂荧光粉和粘帖荧光胶薄膜的方法对其进行改善，但是效果并不好，如果以垂直于芯片的方向为法向，对于色温6000k的器件，XLamp Q5在0度和80的的色温差超过2000k。
在这种背景下，出现了一种在PCB基板上点荧光胶的方法，并被广泛采用。它将大量的荧光胶点在PCB基板上，芯片完全浸没其中，荧光胶凭借表面张力聚集形成液滴。这种方法解决了上述第一个问题，但是由于没有边缘的限制液滴的形状完全取决于PCB基板表面材料的性质以及它和荧光胶的作用，其形状，位置难以控制，而这种方法更无法解决色温角度不均匀性的问题。为了同时解决上述两个问题，我们提出了一种基于COB技术的LED点荧光胶方法。它只与芯片本身的形状和表面有关，而与固晶所在的支架或基板无关，因此适用于任何支架和基板，而且不同角度色温均匀性好，对于色温6000k的器件， 0度和80度的色温差可以小于500k。
发明内容
本发明是一种基于COB技术的LED点荧光胶方法，解决了传统点荧光胶工艺不同角度的色温均匀性差、不能用于没有反射杯的PCB基板等问题。
本发明所述的基于COB技术的LED点荧光胶方法，其结构由LED芯片1、荧光胶2、PCB基板4和金线7组成，其特征在于LED芯片1于PCB基板4上方固晶，荧光胶2涂覆于LED芯片1上方，所述荧光胶2底部为平面，上部为凸透镜状，荧光胶2在LED芯片1边缘厚度接近零，在LED芯片1中央厚度最大；所述金线7一端连接LED芯片1上表面电极，另一端连接PCB基板4上表面电极。
本发明提出的基于COB技术的LED点荧光胶方法，具体步骤如下：
(1)确定荧光胶点胶量
LED芯片1的大小和荧光胶2的点胶量确定了荧光胶2的形状，而荧光胶2的形状和点胶后LED芯片1发出白光的色温决定了不同角度白光色温的均匀性。根据选择LED芯片1，在规定的色温要求下，找出合适的荧光胶2点胶量，使得点胶后的LED芯片1具有较好的不同出射角度的色温均匀性。
(2)确定荧光粉和硅胶
对于确定型号的LED芯片、荧光粉和硅胶，在确定荧光胶点胶量后，在规定色温下，硅胶和荧光粉的配比是确定的。因此根据选用的LED芯片1，要求的色温，确定各种不同荧光粉和硅胶组合的配比。并且对比在确定的配比下，各种荧光粉和硅胶组合的光效和显色性，根据成本、光效、显色性综合考虑，选出最佳的荧光粉、硅胶组合。将荧光粉和硅胶按照配比调成荧光胶，然后抽出荧光胶中的气泡，并装入针筒中。
(3)调试点胶机
在确定了荧光粉、硅胶的组合和配比后，即可知道荧光胶2的粘度。根据点胶量、粘度来选择最佳的压强、时间、针头直径，从而得到最佳的点胶量的精度。用针筒式点胶机将荧光胶点在LED芯片表面，通过荧光胶的表面张力和LED芯片边界的限制，在LED芯片表面形成一层凸透镜状的荧光胶。
(4)自动或半自动点胶机的开模和对准
对于手动点胶，人对任何形状的基板都可以做出相应的调整，但是对于半自动或全自动的点胶机，必须根据基板形状、大小的不同进行相应夹具的开模和位置的对准。
应用针对基于COB技术的LED封装的点荧光胶结构对基于COB技术的LED路灯应用模组点荧光胶。
本发明需要LED荧光粉、硅胶和固晶完毕的LED芯片为材料，针筒式点胶机为设备。直接用针筒式点胶机将荧光胶点在LED表面，通过荧光胶的表面张力和芯片边界的限制，在芯片表面形成一层凸透镜状的荧光胶。
本发明中，直接将荧光胶点在芯片表面，因此荧光胶完全不接触芯片固晶所在的支架或基板，从而实现了在COB技术中无杯状结构的PCB基板上点荧光胶，并且点胶后芯片发光的效果不受支架或基板的形状、结构的影响。
本发明中，荧光胶滴在LED芯片上后，形成一层凸透镜状的荧光胶，其一面是平面而另外一面是凸面，荧光胶层中间厚，四周薄。这种形状可以增加芯片发出垂直其表面的蓝光经过荧光胶的距离，从而使点荧光胶后的芯片发出的白光在不同角度上的色温差更小。
本发明中，相比于传统在杯状结构中点胶，片上点荧光胶每片芯片需要点的荧光胶量要少很多，极大的节省了荧光粉和硅胶的使用，降低了成本。同时也对点胶的精度控制提出了要求，一般推荐使用半自动或全自动的针筒式点胶设备配合机械臂，这样点胶速度快、精度高，能够提高产量和不同芯片点荧光胶后的色温均匀性。在生产规模限制或产品要求不高的情况下，也可以用熟练的工人和手动点胶机代替。
综上所述，本发明解决了在COB技术中无杯状结构PCB基板上芯片的点荧光胶难题，具有工艺简单、节省材料、点荧光胶后不同角度色温均匀性好等优点。
附图说明
图1是本发明点荧光胶的结构示意图。
图2是COB技术的示意图。
图3是传统的点荧光胶方式的示意图。
图4是CREE XLamp的点荧光胶方式的示意图。
图5是Lumileds的点荧光胶方式的示意图。
图6是一种在PCB基板上点荧光胶方式的示意图。
图7是实施例1完成点荧光胶模组的示意图。
图中标号：1为LED芯片，2为荧光胶，3为支架，4为PCB基板，5为灯具，6为反光杯，7为金线。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例1：一种基于COB技术的LED点荧光胶方法，具体的实施的流程如下：
1、荧光胶点胶量的确定
LED芯片1的大小和荧光胶2的点胶量确定了荧光胶2的形状，而荧光胶2的形状和点胶后LED芯片1发出白光的色温决定了不同角度白光色温的均匀性。根据选择LED芯片1，在规定的色温要求下，找出合适的荧光胶2点胶量，使得点胶后的LED芯片1具有最好的不同出射角度的色温均匀性。
2、荧光粉和硅胶的确定
对于确定型号的LED芯片1、荧光粉和硅胶，在确定荧光胶点胶量后，在规定色温下，硅胶和荧光粉的配比是确定的。因此根据选用的LED芯片1，要求的色温，确定各种不同荧光粉和硅胶组合的配比。并且对比在确定的配比下，各种荧光粉和硅胶组合的光效和显色性，根据成本、光效、显色性综合考虑，选出最佳的荧光粉、硅胶组合。
3、点胶机的调试
在确定了荧光粉、硅胶的组合和配比后，即可知道荧光胶2的粘度。根据点胶量、粘度来选择最佳的压强、时间、针头直径，从而得到最佳的点胶量的精度。
4、自动或半自动点胶机的开模和对准
对于手动点胶，人对任何形状的基板都可以做出相应的调整，但是对于半自动或全自动的点胶机，必须根据基板形状、大小的不同进行相应夹具的开模和位置的对准。
将上述方法应用针对基于COB技术的LED封装的点荧光胶方法对基于COB技术的LED路灯应用模组点荧光胶。
选用武藏半自动点胶机、1mm×1mm的CREE EZ1000大功率LED芯片1、硅胶、黄色荧光粉和固有7颗LED芯片的长条形铝PCB基板4。首先将PCB基板放在带有机械臂的工作台上进行垂直定位，并根据每个芯片的位置对机械臂进行编程，接着对于道路照明6000k色温的要求，通过反复试验找出最佳点胶的量，可让0度和80度的色温差小于500k。然后确定硅胶和荧光粉配比为，接着通过多次实验找出能实现最佳点胶精度的点胶压强、时间和针头直径。装上固晶完成的PCB基板4，只需一个按钮即可自动为模组点胶。

Claims (1)

1.一种基于COB技术的LED点荧光胶方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)确定荧光胶点胶量
根据选择LED芯片(1)，在规定的色温要求下，找出合适的荧光胶2点胶量，使得点胶后的LED芯片(1)具有较好的不同出射角度的色温均匀性；
(2)确定荧光粉和硅胶
根据选用的LED芯片(1)，要求的色温，确定各种不同荧光粉和硅胶组合的配比，对比在确定的配比下，各种荧光粉和硅胶组合的光效和显色性，综合考虑成本、光效及显色性，选出最佳的荧光粉、硅胶组合；将荧光粉和硅胶按照配比调成荧光胶，然后抽出荧光胶中的气泡，并装入针筒中；
(3)调试点胶机
在确定了荧光粉、硅胶的组合和配比后，即可知道荧光胶(2)的粘度；根据点胶量、粘度来选择最佳的压强、时间、针头直径，从而得到最佳的点胶量的精度；用针筒式点胶机将荧光胶点在LED芯片表面，通过荧光胶的表面张力和LED芯片边界的限制，在LED芯片表面形成一层凸透镜状的荧光胶；
(4)自动或半自动点胶机的开模和对准
对于手动点胶，根据PCB基板做出相应的调整；对于半自动或全自动的点胶机，根据PCB基板形状、大小的不同进行相应夹具的开模和位置的对准。
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