CN102800664A - 一种用于促进植物生长的led单灯及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于促进植物生长的LED单灯及其生产工艺，属于灯具领域，包括基板、固晶点、导电层、散热层、发光芯片和光学树脂等，设计有多个固晶点，其单颗亮度可以达到20mA2700mcd，与现有技术中单颗LED只能达到300mcd相比，发光效率大幅度提高；可以在同一个LED单灯中设置多种颜色的发光芯片，使LED单灯色度多样，混色效果更好。采用散热层，可以更好的进行导热，降低LED单灯的光衰时间。采用灌封模式对发光芯片进行封装，使光学树脂与基板能紧密封合，能在温度-30℃to+80℃，湿度90%的环境下工作，增加了产品防水功能及耐高温回流的操作，使得产品的可靠性能大大提高。

Description

一种用于促进植物生长的LED单灯及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种灯具，特别是涉及一种用于促进植物生长的LED单灯及其生产工艺。

背景技术

LED植物生长灯是植物灯的一种，包括若干个均匀分布LED单灯，它以LED（发光二极管）为光源，依照植物生长规律必须需要太阳光，用灯光代替太阳光给植物生长发育环境的一种灯具。

在现有技术中，用于促进植物生长的LED单灯包括基板、发光芯片和硅胶等，其中，发光芯片安装在基板固晶点上，再通过硅胶进行点胶封装，存在如下缺点：

目前用于促进植物生长的LED单灯外观尺寸一般为3.2mm*2.7mm或5.0mm*5.0mm，因为尺寸限制，其基板上用于连接发光芯片的固晶点最多为3个，造成LED单灯色度单一、发光效率低，而且混色效果差。

LED单灯没有安装散热层，无法及时驱散发光芯片产生的热量，影响使用寿命。

目前市场上的LED单灯基板一般为平面形，而且封装后的硅胶多为方形，其发光视角较大，聚光效应差，视觉效果色度散。

此外，上述用于促进植物生长的LED单灯生产工艺步骤一般包括：固晶→焊线→点胶→切割→测试→包装，硅胶封装采用点胶方式，在点胶前需进行预热以去除基板等材料的内部湿气，以防止硅胶吸湿而降低硅胶与基板的结合强度，目前市场上的点胶设备针头最多只有4个，也就是最多可以4个LED单灯同时进行点胶。采用此针头点胶法，需要控制针头的出胶量，在大批量生产时这就很容易引起胶量不稳定而导致产品封胶高度不一致现象，对于所封胶材的不同也直接影响产品的品质。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种用于促进植物生长的LED单灯及其生产工艺，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种固晶点多、出光效率高、光色集中、散热好、适应环境广、成品率高的用于促进植物生长的LED单灯及其生产工艺。

为了实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种用于促进植物生长的LED单灯，包括基板、固晶点、导电层、散热层、发光芯片和光学树脂等，其中，基板包括BT底板、设在BT底板上表面的中间层、以及设在中间层上的BT面板，中间层上设有若干个固晶点；散热层贴合在基板下表面的中间，导电层贴合在基板下表面的两侧；所述BT面板中间设有一上大下小的圆形通孔，形成一杯状区域，固晶点集中在杯状区域的底部，发光芯片安装在固晶点上，然后通过光学树脂对其进行封装。

所述光学树脂为环氧树脂、硅胶或两者的混合物。

所述用于促进植物生长的LED单灯包括4-10个固晶点，其中1个为电极引出点，其余为发光芯片连接点，发光芯片连接点相互串联。

上述固晶点均匀分布在杯状区域的底部，并呈圆环形排列。

所述中间层采用BT树脂，用于布置固晶点线路，及增加LED单灯厚度。在中间层的杯状区域内涂覆有反光材料，所述反光材料为银或镍。

散热层为覆铜基材镀镍金材料；散热层中间设有一三角形通孔，三角形通孔的底边和顶角分别对应散热层两侧的导电层，用于指示两侧导电层的正负极。

导电层为覆铜基材镀镍金材料。

上述LED单灯接通电源后，电流从导电层的正极流入，分别经过各个相互串联的发光芯片后，从导电层负极流出。

上述用于促进植物生长的LED单灯生产工艺，包括如下步骤：固晶→焊线→灌封→切割→测试→包装。

固晶步骤，基板采用BT树脂复合，厚度在0.6~1.5mm，在生产时不宜变形；此外，采用多个发光芯片同时固晶。

焊线步骤，采用双结球焊线方式，根据基板与发光芯片厚度调整焊线高度，因为基板下表面为一水平面，可与常规焊PCB的底座和压料杆共用，减少辅助材料的消耗。

上述灌封步骤具体流程为：

1)        首先将固体类的光学树脂进行回温，回温温度为20～25℃，回温时间为8~24小时；    

2)        模具进行清模、润模，温度先从152℃±5℃上升到180℃±5℃进行清、润模作业，然后再下降到152℃±5℃；

3)        设定压模参数，转进压力13~28 kg，合模压力80±5kg；上模温度152.0±5.0℃，下模温度152.0±5.0℃；转进时间160±20s ，加热时间120±10s；光学树脂预热温度60±10℃；

4)        光学树脂上模具压模成形，每颗重量13g~22g，直径35mm±2mm，光学树脂可在48小时内使用；      

5)        成形后长烤，长烤温度150.0±5.0℃，时间4~8小时，以加强基板与光学树脂的结合强度。

切割：采用刀片切割方式。

测试：在点测时采用导电位进行测试，直接将导电位不良产品在测试站分选出来。

包装：由于产品尺寸大而薄，选用特定的平振与圆振轨道进行送料。

采用上述结构和生产工艺的LED单灯，在传统基板尺寸的基础上最多可以设计10个固晶点，其单颗亮度可以达到20mA 2700mcd，与现有技术中5.0mm*5.0mm尺寸的单颗LED只能达到300mcd相比，发光效率大幅度提高；可以在同一个LED单灯中设置多种颜色的发光芯片，使LED单灯色度多样，混色效果更好。采用散热层，可以更好的进行导热，降低LED单灯的光衰时间。采用灌封模式，使光学树脂与基板能紧密封合，能在温度-30℃ to +80℃，湿度90%的环境下工作，增加了产品防水功能及耐高温回流的操作，使得产品的可靠性能大大提高。

以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明用于促进植物生长的LED单灯俯视图；

图2为本发明用于促进植物生长的LED单灯仰视图；

图3为图2用于促进植物生长的LED单灯A向截面图。

具体实施方式

实施例1

如图1-3所示，一种用于促进植物生长的LED单灯，包括基板1、固晶点6、导电层2、散热层3、发光芯片4和光学树脂5等，其中，基板1包括BT底板11、设在BT底板11上表面的中间层12、以及设在中间层12上的BT面板13；中间层板12上设有4个固晶点6；散热层3贴合在基板1下表面的中间，导电层2贴合在基板1下表面的两侧；所述BT面板12中间设有一上大下小的圆形通孔，形成一杯状区域，固晶点6集中在杯状区域的底部，发光芯片4安装在固晶点6上，然后通过光学树脂5对其进行封装。

所述光学树脂5采用环氧树脂，因为环氧树脂比硅胶耐湿性强，所以当所述LED单灯应用在比较潮湿的环境中时，一般多选择环氧树脂进行封装，以增强耐湿性。

在本实施例中，所述用于促进植物生长的LED单灯设置的4个固晶点6，其中1个为电极引出点，其余3个为发光芯片4连接点，发光芯片4连接点相互串联。

上述3个发光芯片4均匀分布在杯状区域的底部，并呈圆环形排列，使发光点更加均匀，如果发光芯片4是双色或多色，混色效果更加完美。

所述中间层12采用BT树脂，用于布置固晶点线路，及增加LED单灯厚度。在中间层12的杯状区域内涂覆有反光材料，反光材料可以有多种选择，只要能增加发光芯片的出光效率就行，在本发明中，所述反光材料为银。

散热层3中间设有一三角形通孔31，三角形通孔31的底边和顶角分别对应散热层3两侧的导电层，用于指示两边导电层2的正负极，在本实施例中，底边对应的导电层2为正极，顶角对应的导电层2为负极。

在本实施例中，散热层3和导电层2都为覆铜基材镀镍金材料。

上述LED单灯接通电源后，电流从导电层2的正极流入，分别经过各个相互串联的发光芯片4后，从导电层2负极流出。

本实施例的LED单灯外观尺寸为3.0mm*3.0mm，可以根据LED植物生长灯的尺寸要求排列成条形、方形等。

上述用于促进植物生长的LED单灯生产工艺，包括如下步骤：固晶→焊线→灌封→切割→测试→包装。

固晶步骤，基板1采用BT树脂复合，厚度为0.6mm，单层树脂厚度在0.2mm，可根据产品厚度要求自由复合，采用上述材料的基板1，在生产时不宜变形；此外，采用3个发光芯片4同时固晶，可以增大固晶效率。

焊线步骤，本实施例的产品采用双结球焊线方式，根据基板1与发光芯片4厚度调整焊线高度，其基板1下表面为一水平面，可与常规焊PCB的底座和压料杆共用，大大减少了辅助材料的消耗，节省了成本。

灌封采用一次成型的模式，模具在正式生产前需进行清模润模作业，以去除模具上污渍，且利于脱模。又因模具大小固定而所压膜出的光学树脂5尺寸厚度也一致。本实施例采用日东品牌，型号为NT-8524H-11000的固体环氧树脂，只需经过常温24小时的回温，就可使用，使用有效期可达48小时，也可以采用其他厂家类似性能的环氧树脂，上述灌封步骤具体流程为：

1.        首先将固体类的环氧树脂进行回温，回温温度为20℃，回温时间为8小时；    

2.        模具进行清模、润模，温度先从147℃上升到175℃进行清、润模作业，然后再下降到147℃；

3.        设定压模参数，转进压力13 kg，合模压力75kg；上模温度147℃，下模温度147℃；转进时间140s ，加热时间110s；环氧树脂预热温度50℃；

4.        环氧树脂上模具压模成形，每颗重量13g，直径33mm，环氧树脂可在48小时内使用；      

5.        成形后长烤，长烤温度145℃，时间4小时，以加强基板1与环氧树脂的结合强度。

切割：本实施例采用刀片切割方式。

测试：在点测时采用导电位进行测试，直接将导电位不良产品在测试站分选出来。

包装：由于产品尺寸大而薄，选用特定的平振与圆振轨道进行送料。

实施例2

如图1-3所示，一种用于促进植物生长的LED单灯，包括基板1、固晶点6、导电层2、散热层3、发光芯片4和光学树脂5等，其中，基板1包括BT底板11、设在BT底板11上表面的中间层12、以及设在中间层12上的BT面板13，在中间层上设有8个固晶点6；散热层3贴合在基板1下表面的中间，导电层2贴合在基板1下表面的两侧；所述BT面板12中间设有一上大下小的圆形通孔，形成一杯状区域，固晶点6集中在杯状区域的底部，发光芯片4安装在固晶点6上，然后通过光学树脂5对其进行封装。

在本实施例中，所述光学树脂5采用硅胶，硅胶比环氧树脂抗UV效果好，当所述LED单灯应用在UV照射强，但比较干燥的环境中时，一般多选择硅胶进行封装。

在本实施例中，所述用于促进植物生长的LED单灯包括8个固晶点6，其中1个为电极引出点，其余7个为发光芯片4连接点，发光芯片4连接点相互串联。上述7个发光芯片4均匀分布在杯状区域的底部，并呈圆环形排列，使发光点更加均匀，如果发光芯片4是双色或多色，混色效果更加完美。

所述中间层12采用BT树脂，用于布置固晶点线路，及增加LED单灯厚度。在中间层12的杯状区域内涂覆有反光材料，反光材料可以有多种选择，只要能增加发光芯片的出光效率就行，在本发明中，所述反光材料为镍。

散热层3中间设有一三角形通孔31，三角形通孔31的底边和顶角分别对应散热层3两侧的导电层，用于指示两边导电层2的正负极，在本实施例中，底边对应的导电层2为正极，顶角对应的导电层2为负极。

在本实施例中，散热层3和导电层2都为覆铜基材镀镍金材料。

上述LED单灯接通电源后，电流从导电层2的正极流入，分别经过各个相互串联的发光芯片4后，从导电层2负极流出。

本实施例的LED单灯尺寸为4.5mm*4.5mm，可以根据LED植物生长灯的尺寸要求排列成条形、方形等。

上述用于促进植物生长的LED单灯生产工艺，包括如下步骤：固晶→焊线→灌封→切割→测试→包装。

固晶步骤，基板1采用BT树脂复合，厚度为0.9mm，单层树脂厚度在0.3mm，可根据产品厚度要求自由复合，采用上述材料的基板1，在生产时不宜变形；此外，采用多个发光芯片4同时固晶，可以增大固晶效率。

焊线步骤，本实施例的产品可以采用双结球焊线方式，根据基板1与发光芯片4厚度调整焊线高度，其基板1下表面为一水平面，可与常规焊PCB的底座和压料杆共用，大大减少了辅助材料的消耗，节省了成本。

灌封采用一次成型的模式，模具在正式生产前需进行清模润模作业，以去除模具上污渍，且利于脱模。又因模具大小固定而所压膜出的光学树脂5尺寸厚度也一致。本实施例采用道康宁OE6650的硅胶，只需经过常温24小时的回温，就可使用。使用有效期可达48小时，也可以采用其他厂家和型号类似性能的硅胶。上述灌封步骤具体流程为：

1.        首先将固体类的硅胶进行回温，回温温度为23℃，回温时间为15小时；    

2.        模具进行清模、润模，温度先从152℃上升到180℃进行清、润模作业，然后再下降到152℃；

3.        设定压模参数，转进压力20 kg，合模压力80kg；上模温度152.0℃，下模温度152.0℃；转进时间160s ，加热时间120s；硅胶预热温度60℃；

4.        硅胶上模具压模成形，每颗重量18g，直径35mm，硅胶可在48小时内使用；      

5.        成形后长烤，长烤温度150.0℃，时间6小时，以加强基板1与硅胶的结合强度。

切割：本实施例采用刀片切割方式。

测试：在点测时采用导电位进行测试，直接将导电位不良产品在测试站分选出来。

包装：由于产品尺寸大而薄，选用特定的平振与圆振轨道进行送料。

实施例3

如图1-3所示，一种用于促进植物生长的LED单灯，包括基板1、固晶点6、导电层2、散热层3、发光芯片4和光学树脂5等，其中，基板1包括BT底板11、设在BT底板11上表面的中间层12、以及设在中间层12上的BT面板13，在中间层上设有8个固晶点6；散热层3贴合在基板1下表面的中间，导电层2贴合在基板1下表面的两侧；所述BT面板12中间设有一上大下小的圆形通孔，形成一杯状区域，固晶点6集中在杯状区域的底部，发光芯片4安装在固晶点6上，然后通过光学树脂5对其进行封装。

所述光学树脂5采用环氧树脂和硅胶的混合物，硅胶比环氧树脂抗UV效果好，而环氧树脂比硅胶耐湿性强，环氧树脂和硅胶的混合物具有两者优点，适用性更强。

在本实施例中，所述用于促进植物生长的LED单灯包括10个固晶点6，其中1个为电极引出点，其余9个为发光芯片4连接点，发光芯片4连接点相互串联。

上述9个发光芯片4均匀分布在杯状区域的底部，并呈圆环形排列，使发光点更加均匀，如果发光芯片4是双色或多色，混色效果更加完美。

所述中间层12采用BT树脂，用于布置固晶点线路，及增加LED单灯厚度。在中间层12的杯状区域内涂覆有反光材料，反光材料可以有多种选择，只要能增加发光芯片的出光效率就行，在本发明中，所述反光材料为银。

散热层3中间设有一三角形通孔31，三角形通孔31的底边和顶角分别对应散热层3两侧的导电层，用于指示两边导电层2的正负极，在本实施例中，底边对应的导电层2为正极，顶角对应的导电层2为负极。

在本实施例中，散热层3和导电层2都为覆铜基材镀镍金材料。

上述LED单灯接通电源后，电流从导电层2的正极流入，分别经过各个相互串联的发光芯片4后，从导电层2负极流出。

本实施例的LED单灯尺寸为5mm*5mm，可以根据LED植物生长灯的尺寸要求组成条形、方形等。

上述用于促进植物生长的LED单灯生产工艺，包括如下步骤：固晶→焊线→灌封→切割→测试→包装。

固晶步骤，基板1采用BT树脂复合，厚度为1.5mm，单层树脂厚度在0.5mm，可根据产品厚度要求自由复合，采用上述材料的基板1，在生产时不宜变形；此外，采用多个发光芯片4同时固晶，可以增大固晶效率。

焊线步骤，本实施例的产品可以采用双结球焊线方式，根据基板1与发光芯片4厚度调整焊线高度，其基板1下表面为一水平面，可与常规焊PCB的底座和压料杆共用，大大减少了辅助材料的消耗，节省了成本。

灌封采用一次成型的模式，模具在正式生产前需进行清模润模作业，以去除模具上污渍，且利于脱模。又因模具大小固定而所压膜出的光学树脂5尺寸厚度也一致。本实施例采用道康宁OE6650的硅胶和日东NT-8524H-11000的环氧树脂重量比1:1的混合物，只需经过常温24小时的回温，就可使用。使用有效期可达48小时，也可以采用其他厂家和型号类似性能的硅胶和道康宁。上述灌封步骤具体流程为：

1.        首先将环氧树脂和硅胶的混合物进行回温，回温温度为25℃，回温时间为24小时；    

2.        模具进行清模、润模，温度先从157℃上升到185℃进行清、润模作业，然后再下降到157℃；

3.        设定压模参数，转进压力28 kg，合模压力85kg；上模温度157℃，下模温度157℃；转进时间180s ，加热时间130s；环氧树脂和硅胶的混合物预热温度70℃；

4.        环氧树脂和硅胶的混合物上模具压模成形，每颗重量22g，直径37mm，环氧树脂和硅胶的混合物可在48小时内使用；      

5.        成形后长烤，长烤温度155℃，时间8小时，以加强基板1与光学树脂5的结合强度。

切割：本实施例采用刀片切割方式。

测试：在点测时采用导电位进行测试，直接将导电位不良产品在测试站分选出来。

包装：由于产品尺寸大而薄，选用特定的平振与圆振轨道进行送料。

本发明所述的用于促进植物生长的LED单灯其外观尺寸为3.0mm*3.0mm——5mm*5mm，根据具体的固晶点数量而定。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (10)

1.一种用于促进植物生长的LED单灯，其特征在于：包括基板、固晶点、导电层、散热层、发光芯片和光学树脂，其中，基板包括BT底板、设在BT底板上表面的中间层、以及设在中间层上的BT面板，中间层上设有若干个固晶点；散热层贴合在基板下表面的中间，导电层贴合在基板下表面的两侧；所述BT面板中间设有一上大下小的圆形通孔，形成一杯状区域，固晶点集中在杯状区域的底部，发光芯片安装在固晶点上，然后通过光学树脂对其进行封装。

2.如权利要求1所述的一种用于促进植物生长的LED单灯，其特征在于：所述光学树脂为环氧树脂、硅胶或两者的混合物。

3.如权利要求1所述的一种用于促进植物生长的LED单灯，其特征在于：所述用于促进植物生长的LED单灯包括4-10个固晶点，其中1个为电极引出点，其余为发光芯片连接点，发光芯片连接点相互串联。

4.如权利要求3所述的一种用于促进植物生长的LED单灯，其特征在于：上述固晶点均匀分布在杯状区域的底部，并呈圆环形排列。

5.如权利要求1所述的一种用于促进植物生长的LED单灯，其特征在于：所述中间层采用BT树脂，在中间层的杯状区域内涂覆有反光材料。

6.如权利要求5所述的一种用于促进植物生长的LED单灯，其特征在于：所述反光材料为银或镍。

7.如权利要求1所述的一种用于促进植物生长的LED单灯，其特征在于：散热层为覆铜基材镀镍金材料；散热层中间设有一三角形通孔，三角形通孔的底边和顶角分别对应散热层两侧的导电层。

8.如权利要求1所述的一种用于促进植物生长的LED单灯，其特征在于：导电层为覆铜基材镀镍金材料。

9.一种用于促进植物生长的LED单灯生产工艺，其特征在于包括如下步骤：固晶→焊线→灌封→切割→测试→包装；

上述灌封步骤具体流程为：

1）首先将固体类的光学树脂进行回温，回温温度为20～25℃，回温时间为8~24小时；    

2）模具进行清模、润模，温度先从152℃±5℃上升到180℃±5℃进行清、润模作业，然后再下降到152℃±5℃；

3）设定压模参数，转进压力13~28 kg，合模压力80±5kg；上模温度152.0±5.0℃，下模温度152.0±5.0℃；转进时间160±20s ，加热时间120±10s；光学树脂预热温度60±10℃；

4）光学树脂上模具压模成形，每颗重量13g~22g，直径35mm±2mm，光学树脂可在48小时内使用；      

5）成形后长烤，长烤温度150.0±5.0℃，时间4~8小时，以加强基板与光学树脂的结合强度。

10.如权利要求9所述的一种用于促进植物生长的LED单灯生产工艺，其特征在于：固晶步骤，基板采用BT树脂复合材料，厚度在0.6~1.5mm，采用多个发光芯片同时固晶；

焊线步骤，采用双结球焊线方式，根据基板与发光芯片厚度调整焊线高度；

切割：采用刀片切割方式；

测试：在点测时采用导电位进行测试；

包装：选用平振与圆振轨道进行送料。

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