CN102795005B - 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光源直接固定在基板上,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光源上均有效地涂覆,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光源侧面,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光源出光面边缘的问题;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,所述网板为不锈钢板;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光源为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60推进,部分荧光粉60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60妥善填充于孔目21后的状态。
图6是成型步骤完毕后LED光源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,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,在相对于金属电极的反向,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60置于网板20顶部进行丝印,即用到丝印的刮刀50将荧光粉60在网板20的顶面推进、加压,使荧光粉60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60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60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60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60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60的固化,得到图6所示的形态。荧光粉60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60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60,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60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:所述网板为不锈钢板;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光源为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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