CN102629649B - 高亮度led灯中荧光粉的填充方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高亮度LED灯中荧光粉的填充方法，包括如下步骤：第一步，在设置LED芯片的支架杯内填充LED封装胶，填充后LED封装胶在支架杯内固化后测得的折光率≥1.53；第二步，另取LED封装胶与荧光粉混合均匀，形成荧光粉胶；第三步，在实心透镜的底部，沿着实心透镜的周向从实心透镜的底部向顶部方向开设一圆台形槽，在圆台形槽内注入第二步形成的荧光粉胶，并进行烘烤，烘烤条件为：初烤75-85℃、时间1小时，长烤145-155℃、时间2小时，形成带荧光粉胶的实心透镜；第四步，将带荧光粉胶的实心透镜底部朝下盖在支架杯所在的支架上。本发明的填充方法可以降低荧光粉胶因点亮后产生的温度的衰减，同时可以延长LED灯的寿命，从而节省生产成本。

Description

高亮度LED灯中荧光粉的填充方法

技术领域

本发明涉及一种光源产品制备，特别涉及一种高亮度LED灯中荧光粉的填充方法。

背景技术

LED(发光二极管)具有功耗小、使用寿命长、低成本等优点，已经被广泛地应用于照明、显示等领域，高亮度LED灯(HI-POWER LED灯)由于具有高亮度等特点，更是被重点采用在汽车灯、装饰灯等专业的领域。

近年研究表明，室内空气污染程度远远高于室外，因此室内的环境环保问题也受到重点关注。而LED灯作为新兴绿色光源，其技术也被广泛应用于室内的环保方面，如采用LED灯作为室内空气净化杀菌装置的光源等等。

目前常用的HI-POWER LED灯的制作工艺是这样的：首先将LED芯片固定在支架上的支架杯内，LED芯片连接通电导线，通电导线焊接固定；然后将已经调配好的荧光粉直接点到已经固好晶焊好线的LED芯片上，荧光粉填充在整个支架杯内，在支架上盖上空心透镜并用密封胶密封。工作时通过LED芯片激发荧光粉获得白光。传统的HI-POWER LED灯的封装工艺，其白光的集中性一直是个技术性难题，特别是一些高成本的封装材料上，很难掌控白光的一致性，因此传统的HI-POWER LED灯的封装工艺的白光出货率大约只有60％左右(以两个色区算)，HI-POWER白光LED灯的封装工艺存在着极大的改进空间。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高亮度LED灯中荧光粉的填充方法，利用该方法，生产出来的高亮度LED灯的白光集中性高，使用寿命长，用途广泛，还可以缩短生产周期。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种高亮度LED灯中荧光粉的填充方法，其特征是，包括如下步骤：

第一步，在设置LED芯片的支架杯内填充LED封装胶，填充后LED封装胶在支架杯内固化后测得的折光率≥1.53；

第二步，另取LED封装胶与荧光粉混合均匀，形成荧光粉胶；

第三步，在实心透镜的底部，沿着实心透镜的周向从实心透镜的底部向顶部方向开设一圆台形槽，在圆台形槽内注入第二步形成的荧光粉胶，并进行烘烤，烘烤条件为：初烤75-85℃、时间1小时，长烤145-155℃、时间2小时，形成带荧光粉胶的实心透镜；

第四步，将带荧光粉胶的实心透镜底部朝下盖在支架杯所在的支架上。

通过上述填充方法，在实心透镜上注入定型的荧光粉胶再与支架封装，此环节可以防止荧光粉胶直接与支架或者LED芯片接触，从而可以降低荧光粉胶因点亮后产生的温度的衰减，同时可以延长LED灯的寿命。

更具体地说，所述第一步中的LED封装胶包括作为塑化剂的A胶和作为硬化剂的B胶，A胶和B胶均为甲基苯基硅胶；其中，A胶和B胶按重量比为1∶1的混合比例在常温常压下搅拌均匀而形成LED封装胶；所述LED封装胶固化的条件为：温度80-150℃、时间1-3小时。

本发明的LED封装胶是采用市场上现有的成品，现有的LED封装胶均由配套销售的A胶和B胶组成，其中A胶和B胶可根据使用说明进行混合调配形成LED封装胶，不同厂家的产品的调配方式略有差别。在实际生产中，可以按照说明书的调配方法进行A胶和B胶混合调配，用于该发明的填充方法中。

所述第一步中，支架杯内填充LED封装胶后，支架杯内剩余空间率为0-10％。这样LED封装胶基本填满或填满在支架杯内，有利于提高密封性。

所述第二步中LED封装胶与荧光粉混合均匀是指，将所需色彩的荧光粉根据需求加入到LED封装胶中；所述LED封装胶包括作为塑化剂的A胶和作为硬化剂的B胶，A胶和B胶均为甲基苯基硅胶；其中，A胶和B胶按重量比为1∶1的混合比例在常温常压下搅拌均匀而形成LED封装胶。该荧光粉可根据不同客户的要求采用黄色、绿色、红色或者其它颜色的荧光粉，其所需要加入的量可以根据颜色的深浅要求白行调配，十分灵活。LED封装胶的调配方法同上，荧光粉胶的调配也是采用现有技术。

所述第三步中带荧光粉胶的实心透镜与未开设圆台形槽的实心透镜具有相同的光折射率。圆台形槽的开设并不改变实心透镜的光折射率，但是可以有效减轻实心透镜的重量，还可以对实心透镜形成保护层。

所述第三步中荧光粉胶在实心透镜的圆台形槽内的填充率为90％-100％。将荧光粉胶尽可能填满圆台形槽内有利于提高实心透镜的密封性；并对其进行烘烤，形成带荧光粉胶的实心透镜。

所述开设的圆台形槽的深度为1～2mm。

具体地说，所述实心透镜是尺寸为最大圈直径Φ6.0mm×高度3.35mm的实心透镜；所述圆台形槽的横截面为等腰梯形，梯形的上底长为5.35-5.45mm，下底比上底长0.03mm。

在实际生产中，可以采用其他尺寸的实心透镜，按照如上方法，进行有限次的实验，得出适于其他尺寸实心透镜的圆台形槽的开设尺寸，以达到最佳效果。

为了更好地实现本发明，在第一步之前还包括：将LED芯片固定在支架杯内，并将与LED芯片电连接的导线焊接固定。

在第四步之后还包括：将实心透镜与支架进行封装。

本发明相对于现有技术具备如下的突出优点和效果：

1、本发明的填充方法改变传统的HI-POWER LED灯的制作工艺，即在实心透镜上注入定型的荧光粉胶再与支架封装，此环节可以防止荧光粉胶直接与支架或者LED芯片接触，从而可以降低荧光粉胶因点亮后产生的温度的衰减，同时可以延长LED灯的寿命，使其应用范围更加广泛，可以利用在制备空气净化装置中。

2、本发明的HI-POWER LED灯的填充方法可以大幅度提升白光的集中性，而且可以根据客户的不同需要对材料进行多次的利用，从而节省生产成本。同时，使用该填充方法，LED灯的出货良品率经生产证明可以大幅提升，单一色区可以达100％以上的入BIN率，特别适用于高成本的HI-POWER生产工艺中。

3、HI-POWER LED灯采用本发明的填充方法，可以使工作人员单独分析荧光胶或者LED芯片对LED白光的影响，有利于后续的改进和优化研究。

4、本发明的填充方法改变传统的制作工艺还可以缩短HI-POWER LED灯的生产周期。

附图说明

图1是本发明中实心透镜与支架杯的连接示意图；

图2是本发明实心透镜的底部示意图；

其中，1为LED芯片、2为支架杯、3为实心透镜、4为圆台形槽、5为支架、6为导线。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

本实施例采用的LED封装胶是深圳市博明瀚电子有限公司销售的，其中A胶和B胶指的是道康宁OE-6551A和道康宁OE-6551B，其中，A胶和B胶固化前在温度25℃时粘度分别为1000cps和2500cps，密度分别为1.16g/cm³和1.12g/cm³；A胶和B胶固化后的折光率为1.54，固化条件在80℃，加热1小时，再在150℃，加热2小时。

如图1所示，本发明在对高亮度LED灯中进行荧光粉的填充之前先将LED芯片1固定在支架杯2内，并将与LED芯片1电连接的导线6焊接固定。

本发明的高亮度LED灯中荧光粉的填充方法，包括如下步骤：

第一步，在设置LED芯片1的支架杯2内填充LED封装胶，LED封装胶包括作为塑化剂的A胶和作为硬化剂的B胶，A胶和B胶均为甲基苯基硅胶；其中，A胶和B胶按重量比为1∶1的混合比例在常温常压下搅拌均匀而形成LED封装胶；填充后支架杯2内剩余空间率为0-10％，这样LED封装胶填充在支架杯2内基本填满或填满；LED封装胶在支架杯2内加热固化后测得的折光率为1.54。

第二步，另取LED封装胶与荧光粉混合均匀，形成荧光粉胶；LED封装胶与荧光粉混合均匀是将所需色彩的荧光粉根据需求加入到LED封装胶中；LED封装胶包括作为塑化剂的A胶和作为硬化剂的B胶，A胶和B胶均为甲基苯基硅胶；其中，A胶和B胶按重量比为1∶1的混合比例在常温常压下搅拌均匀而形成LED封装胶。该荧光粉可根据不同客户的要求采用黄色、绿色、红色或者其它颜色的荧光粉，其所需要加入的量可以根据颜色的深浅要求自行调配，十分灵活。

第三步，如图1和图2所示，在实心透镜3的底部，沿着实心透镜3的周向从实心透镜3的底部向顶部方向开设一深度为1mm的圆台形槽4，在圆台形槽4内注入第二步形成的荧光粉胶，荧光粉胶在圆台形槽4内的填充率为90-100％，之后进行烘烤，烘烤条件为：初烤温度75℃、时间1小时，再长烤温度145℃、时间2小时，烘烤后形成带荧光粉胶的实心透镜3。

该实心透镜3是采用尺寸为最大圈直径Φ6.0mm×高度3.35mm的实心透镜3，其中，第三步中开设的圆台形槽4的横截面为梯形，梯形的上底长为5.4mm，下底长为5.43mm。带荧光粉胶的实心透镜3与未开设圆台形槽4的实心透镜3具有相同的光折射率，圆台形槽4的开设并不改变实心透镜3的光折射率。

第四步，将带荧光粉胶的实心透镜3底部朝下盖在支架杯2所在的支架5上。

最后将填充了荧光粉胶的实心透镜3与支架5进行封装。

本实施例采用的LED封装胶中的A胶和B胶的参数如表1所示：

表1

实施例二

本实施例与实施例一不同之处仅在于，本实施例LED封装胶的A胶和B胶的固化条件的温度为100℃，时间为3小时。本实施例的高亮度LED灯中荧光粉的填充方法步骤同实施例一一致。

实施例三

本实施例与实施例一不同之处仅在于，本实施例第三步中在圆台形槽4内注入第二步形成的荧光粉胶并进行烘烤，烘烤条件为：初烤温度80℃、时间1小时，再长烤温度150℃、时间2小时，烘烤后形成带荧光粉胶的实心透镜3。本实施例的高亮度LED灯中荧光粉的填充方法步骤同实施例一一致。

实施例四

本实施例与实施例一不同之处在于，本实施例中的LED封装胶中的A胶和B胶采用深圳市长兴化工有限公司销售的高折光率AB胶，其中，A胶和B胶固化前在温度25℃时粘度分别为5400cps和2700cps，密度均为1.03g/cm³；A胶和B胶固化后折光率为1.53，固化条件为先用80℃，加热1小时，再用150℃，加热2小时。本实施例的高亮度LED灯中荧光粉的填充方法步骤同实施例一一致。

本实施例采用LED封装胶中的A胶和B胶的参数如表2所示：

表2

实施例五

本实施例与实施例四不同之处仅在于，第三步中在圆台形槽4内注入第二步形成的荧光粉胶并进行烘烤，烘烤条件为：初烤温度85℃、时间1小时，再长烤温度155℃、时间2小时，烘烤后形成带荧光粉胶的实心透镜3。本实施例的高亮度LED灯中荧光粉的填充方法步骤同实施例四一致。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，例如，采用其他牌子的LED封装胶，将其中的AB胶按使用说明书进行混合调配、只需要固化后折光率≥1.53等等，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高亮度LED灯中荧光粉的填充方法，其特征是，包括如下步骤：

第一步，在设置LED芯片的支架杯内填充LED封装胶，填充后LED封装胶在支架杯内固化后测得的折光率≥1.53；

第二步，另取LED封装胶与荧光粉混合均匀，形成荧光粉胶；

第三步，在实心透镜的底部，沿着实心透镜的周向从实心透镜的底部向顶部方向开设一圆台形槽，在圆台形槽内注入第二步形成的荧光粉胶，并进行烘烤，烘烤条件为：初烤75-85℃、时间1小时，长烤145-155℃、时间2小时，形成带荧光粉胶的实心透镜；

第四步，将带荧光粉胶的实心透镜底部朝下盖在支架杯所在的支架上；

所述第三步中带荧光粉胶的实心透镜与未开设圆台形槽的实心透镜具有相同的光折射率；所述开设的圆台形槽的深度为1～2mm；

所述实心透镜是尺寸为最大圈直径Ф6.0mm×高度3.35mm的实心透镜；所述圆台形槽的横截面为等腰梯形，梯形的上底长为5.35-5.45mm，下底比上底长0.03mm。

2.根据权利要求1所述的高亮度LED灯中荧光粉的填充方法，其特征是，所述第一步中的LED封装胶包括作为塑化剂的A胶和作为硬化剂的B胶，A胶和B胶均为甲基苯基硅胶；其中，A胶和B胶按重量比为1:1的混合比例在常温常压下搅拌均匀而形成LED封装胶；所述LED封装胶固化的条件为：温度80-150℃、时间1-3小时。

3.根据权利要求1所述的高亮度LED灯中荧光粉的填充方法，其特征是，所述第一步中，支架杯内填充LED封装胶后，支架杯内剩余空间率为0-10％。

4.根据权利要求1所述的高亮度LED灯中荧光粉的填充方法，其特征是，所述第二步中LED封装胶与荧光粉混合均匀是指，将所需色彩的荧光粉根据需求加入到LED封装胶中；所述LED封装胶包括作为塑化剂的A胶和作为硬化剂的B胶，A胶和B胶均为甲基苯基硅胶；其中，A胶和B胶按重量比为1:1的混合比例在常温常压下搅拌均匀而形成LED封装胶。

5.根据权利要求1所述的高亮度LED灯中荧光粉的填充方法，其特征是，所述第三步中荧光粉胶在实心透镜的圆台形槽内的填充率为90％-100％。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的高亮度LED灯中荧光粉的填充方法，其特征是，在第一步之前还包括：将LED芯片固定在支架杯内，并将与LED芯片电连接的导线焊接固定。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的高亮度LED灯中荧光粉的填充方法，其特征是，在第四步之后还包括：将实心透镜与支架进行封装。