CN102795005A - 一种led模组的荧光粉丝网印刷工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED模组的荧光粉丝网印刷工艺，其特征在于包括以下步骤：备板：提供一固定的多个LED光源的LED模组板；LED光源采用覆晶的结构，其金属电极固定于基板上的焊盘；设网：提供一网板，其孔目与所述基板上的LED光源的出光面一一对应；每一个所述孔目与LED光源出光面相似，并且孔目的投影大小为其对应的LED光源出光面尺度的1.03-1.2倍；网板底部与所述LED光源的板间距为0.2-1mm；印刷：将荧光粉置于网板顶部进行丝印，直至每一个所述孔目被所述荧光粉填满；成型：将已经丝印的所述基板置于烘烤设备中烘烤使所述荧光粉固化。本技术方案中LED光源的出光面边缘被充分涂覆，从而保证了整个LED模组在出光角度上光色一致性。

Description

一种LED模组的荧光粉丝网印刷工艺
技术领域
本发明涉及一种用于制造LED模组的工艺，具体是一种在LED模组上进行荧光粉丝网印刷的工艺。
背景技术
在照明领域，可发出白光的LED光源已经具有较为成熟的方案，其中最广泛使用的一种乃是利用发出蓝色光的LED与受激发出黄光的荧光粉组合，使蓝光与其激发的黄光混合，得到效果为白光的可见光光谱。
根据LED小体积的特点，若需要高光通、较大功率的照明，则需要许多颗LED光源方可达到要求，常见的方法一种是利用单颗白光的光源，按照设定的数量固定在同一基板上，以实现足够光通的模组，这种方法工艺链较完整，其技术也相对成熟，但不可避免的是，每一颗LED光源都需要单独地进行封装处理，这意味着针对单个LED光源，都有一个完整的包括固晶、灌胶、涂粉、封装等的工艺，目前虽然已经取得大规模量产的能力，但其封装物料和工艺时间终究无法减免。
针对这个问题，现有一类做法就是采用COB（chip-on-board）的方式，将LED芯片直接固定在基板上，不需要封装得到LED模组，然后整体LED模组处理荧光粉，最后将固定了多颗LED光源的基板进行封装，节省了单颗LED光源处理的物料成本和工艺时间，使LED模组的生产成本、时间得到改良。但是根据LED光源的特点，光子从半导体芯片出射到自由空间之前经过多次全反射和\或折射，其芯片整体不论顶面、侧面都会发出光通，所以，荧光粉的处理最佳状态应该是均匀地在每一个出光面都予以覆盖，实现LED光源发光角度上光色的一致性；正是这类COB的LED模组方案，在整体处理涂覆荧光粉时，在保证高效率、大面积地涂覆时很难处理单个LED光源其荧光粉涂覆几何形状的一致性，特别是出光面的边缘部分，其涂覆的荧光粉很可能不均匀，会最终发生的情况就是整个LED模组在不同的出光角度上光色效果不一致，降低了白光照明的质量，甚至带来不适,特别是如果基板为非平面时，更难以保证涂覆均匀；若需要在每个LED芯片上均有效地涂覆，则可能会耗费大量的荧光粉，以至于荧光粉可以充分地触及LED芯片侧面，如此，又会造成荧光粉的浪费。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种LED模组荧光粉丝网印刷工艺，解决LED模组大面积涂覆荧光粉时难以处理到LED芯片出光面边缘的问题；本发明的另一目的在于提供一种高效率的LED模组荧光粉涂覆方案；本发明的再一目的是提供一种低消耗量的大面积LED模组荧光粉涂覆方案，其技术方案如下：
一种LED模组的荧光粉丝网印刷工艺，包括以下步骤：
备板：提供一LED模组板，所述LED模组板包括一基板和其上固定的多个LED光源；所述LED光源采用覆晶的结构，其金属电极固定于所述基板上的焊盘；
设网：提供一网板，其孔目与所述基板上的LED光源的出光面一一对应；每一个所述孔目在其对应的LED光源出光面上的投影与该LED光源出光面呈相似形，并且所述孔目的投影大小为其对应的LED光源出光面尺度的1.03-1.2倍；并且，所述网板底部与所述LED光源的板间距为0.2-1mm。
印刷：将已经调配好、呈胶体状的荧光粉置于所述网板顶部进行丝印，直至每一个所述孔目被所述荧光粉填满；然后再撤除所述网板；以及
成型：将已经丝印的所述基板置于烘烤设备中烘烤使所述荧光粉固化。
作为本技术方案的改进者，可以如下方式体现：
一较佳实施例中，所述基板上的LED光源其出光面形状一致，高度相同。
一较佳实施例中，所述荧光粉调配好后在印刷时其运动粘度范围为70-200mm2/S。
一较佳实施例中，所述网板后不锈钢板；所述孔目周缘的厚度保持一致。
一较佳实施例中，：所述成型步骤中具有一段静置步骤；当所述网板撤除之后，整个涂覆荧光粉的所述基板放置一静置时间。
一较佳实施例中，所述LED芯片为440-470nm蓝光者；所述荧光粉为将蓝光转化为黄光者。
一较佳实施例中，所述基板为玻璃纤维、陶瓷或金属板。
本发明带来的有益效果是：
1.LED光源的出光面边缘被充分涂覆，从而保证了整个LED模组在出光角度上光色一致性；
2.丝网印刷可以快速地完成整个基板上所有LED光源荧光粉的涂覆工艺，并且这种快速涂覆的工艺不受平整度、材料的限制，不论玻璃纤维、陶瓷或金属，均可以方便地适应曲面基板的形态、以及同一基板上不同形态LED光源，整个荧光粉涂覆工艺时间短。
3.荧光粉不会具有多余者落于基板表面或者其他地方，从而不会造成浪费。
附图说明
以下结合附图实施例对本发明作进一步说明：
图1是本发明一实施例备板步骤时的基板40侧视图；
图2是图1所示的步骤以后设网步骤中，网板20与LED光源10侧视相对位置示意；
图3是图2所示的步骤其俯视示意图；
图4是图2所示步骤以后印刷步骤LED光源10和孔目21的剖视图，其中刮刀50对网板上堆积的荧光粉40推进，部分荧光粉40落入孔目21；
图5是图4所示步骤中刮刀50完全行过某孔目21，使荧光粉40妥善填充于孔目21后的状态。
图6是成型步骤完毕后LED芯片10和基板40的侧视图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例所针对的加工对象，乃是一个LED模组板，此LED模组板包括基板40和其上的配件。平板状的基板40，此基板为铝材质，具有良好的导热性能，其上设有线路和相应的焊盘41，其中焊盘41成对出现，对应每一个LED光源10其下方的金属电极13，此LED光源10为覆晶的结构，为455nm蓝光者；因为每个LED光源10其本体11具有一个PN结，对应正、负两个金属电极13，在相对于金属电极13的反向，为其出光面12。基板40表面上以图1所示的形态二维分布了若干LED光源10。特别地，本实施例中的LED光源10为同一规格，其金属电极13采用同样的工艺焊接于焊盘41，使LED光源10与基板40构成一个通电即可发光的整体，并且所有的LED光源10具有相同的高度、轮廓和出光面12形状。
如图2和图3所示，采用一个不锈钢网板20稳定置于所有LED光源10其出光面12之上，并且，在每一个出光面12的位置，网板都对应具有一个孔目21；孔目21在LED出光面12上的投影，与出光面12为相似形，本实施例出光面12乃是一个矩形，孔目21也是一个矩形，孔目21的尺度是出光面12尺度的1.03倍，具有一个长度增量G，并且，网板20的底面距离出光面12的板间距H为1mm，本实施例适用于尺寸较大的LED光源，比如芯片尺寸为40mil的大功率者。所以，依据此孔目21与出光面12的尺度关系以及板间距的存在，本体11其出光面12的外周缘与孔目21的内缘就具有明显一间隙23。从网板20上方俯视时，可以看见出光面12的轮廓全貌。
如图4和图5，为印刷步骤：将已经调配好、呈胶体状的荧光粉40置于网板20顶部进行丝印，即用到丝印的刮刀50将荧光粉40在网板20的顶面推进、加压，使荧光粉40在经过孔目21时可以在重力及压力作用下填充入孔目21内，一方面，孔目21的底部乃是出光面12，所以，出光面12和孔目21的内缘构成了一个容置空间的轮廓；另一方面，间隙23的存在使该容置空间内的空气可以及时排出，以至于触及出光面12边缘的所有位置。荧光粉40为将蓝光转化为黄光者，在调配好的胶状状态时，其运动粘度为200mm2/S。
当刮刀50在设定程序中推进荧光粉40多次经过孔目21后，可以为图5所示的状态，此状态下，部分荧光粉40完全填充孔目21，并且依据孔目21的内缘宽度确定其厚度。本实施例中，孔目21的内缘宽度一致，所以，在此状态下荧光粉40的厚度在同一出光面12上可以较精确地保持一致。
完成上述步骤以后，将图5中的网板20撤除，（部分荧光粉需要一段静置的步骤使其充分流动成型）并将已经处理的基板40整体放入烘烤设备中，完成荧光粉40的固化，得到图6所示的形态。荧光粉40均匀地覆盖于出光面12，特别地，在出光面12的边缘区域A，荧光粉40的厚度可以得到较充分的保持，所以，单个LED光源10发出的光得以充分地穿透。荧光粉40，以至于其混合光输出在出光角度上的光色一致性较好。
可见，从本实施例看出，出光面12的边缘被充分涂覆，从而保证了整个LED模组在出光角度上光色一致性；其次，丝网印刷可以快速地完成整个基板上所有LED光源荧光粉的涂覆工艺，并且，基板40和网板20可以为非平面，所以，这种快速涂覆的工艺不受平整度、材料的限制，不论玻璃纤维、陶瓷或金属，均可以方便地适应曲面基板40的形态，以及同一基板40上不同形态LED光源10，整个荧光粉涂覆工艺时间短。
特别地，本技术方案荧光粉40不会具有多余者落于基板40表面或者其他地方，从而不会造成浪费。特别对于覆晶形态的LED光源，以阵列固定在平板型的基板上，本方案的工艺优势十分明显。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (7)

1.一种LED模组的荧光粉丝网印刷工艺，其特征在于包括以下步骤：
备板：提供一LED模组板，所述LED模组板包括一基板和其上固定的多个LED光源；所述LED光源采用覆晶的结构，其金属电极固定于所述基板上的焊盘；
设网：提供一网板，其孔目与所述基板上的LED光源的出光面一一对应；每一个所述孔目在其对应的LED光源出光面上的投影与该LED光源出光面呈相似形，并且所述孔目的投影大小为其对应的LED光源出光面尺度的1.03-1.2倍；并且，所述网板底部与所述LED光源的板间距为0.2-1mm；
印刷：将已经调配好、呈胶体状的荧光粉置于所述网板顶部进行丝印，直至每一个所述孔目被所述荧光粉填满；然后再撤除所述网板；以及
成型：将已经丝印的所述基板置于烘烤设备中烘烤使所述荧光粉固化。
2.根据权利要求1所述一种LED模组的荧光粉丝网印刷工艺，其特征在于：所述基板上的LED光源其出光面形状一致，高度相同。
3.根据权利要求1或2所述一种LED模组的荧光粉丝网印刷工艺，其特征在于：所述荧光粉调配好后在印刷时其运动粘度范围为70-200mm2/S。
4.根据权利要求3所述一种LED模组的荧光粉丝网印刷工艺，其特征在于：所述网板后不锈钢板；所述孔目周缘的厚度保持一致。
5.根据权利要求1所述一种LED模组的荧光粉丝网印刷工艺，其特征在于：所述成型步骤中具有一段静置步骤；当所述网板撤除之后，整个涂覆荧光粉的所述基板放置一静置时间。
6.根据权利要求1所述一种LED模组的荧光粉丝网印刷工艺，其特征在于：所述LED芯片为440-470nm蓝光者；所述荧光粉为将蓝光转化为黄光者。
7.根据权利要求1所述一种LED模组的荧光粉丝网印刷工艺，其特征在于：所述基板为玻璃纤维、陶瓷或金属板。
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