CN103000091B - 一种点胶压盖白光数码管及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种点胶压盖白光数码管及其生产工艺，属于LED数码管封装领域，所述白光数码管包括反射盖和PCB基板，其中，PCB基板安装在反射盖的背面，该PCB基板上设置有若干个电极和焊盘，焊盘上焊接有可发出蓝光光子的半导体芯片，在半导体芯片上覆盖有一层由硅胶和黄色荧光粉组成的胶体。采用点胶工艺替代传统的灌胶，在半导体芯片上覆盖小剂量的胶体，不需要大剂量的环氧树脂填充出光通道，即节省材料又环保。

Description

一种点胶压盖白光数码管及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种点胶压盖白光数码管及其生产工艺，属于LED数码管封装领域。

背景技术

传统的白光数码管结构，在PCB板上的焊盘中焊接蓝光芯片，然后加盖反射盖，用环氧树脂混合荧光粉灌封反射盖的出光通道并且高温固化。这种白光数码管的工作原理是由蓝光芯片受电子激发产生蓝光光子，蓝色光子激发混合在环氧树脂中的荧光粉产生黄光光子，由蓝光光子和黄光光子作用而产生白光。因为传统白光数码管的出光通道的主光是芯片发光的直通道（即芯片位于出光通道的中心位置），出光通道中间位置的亮度会明显高于边缘位置的亮度，存在出同一出光通道亮度不均匀等缺点。

目前，传统白光数码管的生产工艺一般包括如下步骤： 

1）穿铆钉，通过人工或机器把铆钉穿到PCB基板上的引脚孔的位置；

2）压铆钉，用半自动铆钉机把PCB基板上的铆钉压平整；

3）固晶，通过固晶机把PCB基板上需要的蓝光芯片粘在焊盘相应位置上；

4）打线，用自动打线机把蓝光芯片与PCB基板上焊盘的正负极之间进行连线；

5）中测，用电参数测试仪进行电性能测试；

6）调制荧光黄环氧树脂的混合比例，常规比例环氧树脂：固化剂：扩散剂：荧光粉为1：1：0.1：0.1；

7）贴胶带，数码管反射盖贴高温胶带，并在烤箱中80度预热二个小时，排除反射盖中的水气；

8）灌胶，通过灌胶机把调制好的荧光黄环氧树脂灌到贴好胶带的反射盖内的出光通道中，并抽真空；

9）组装，把中测完的PCB基板组装到灌好胶的反射盖中；

10）高温烘烤，一般放置到高温烤箱中用80℃--100℃烘烤6-8小时；

11）终测，用电参数测试仪进行电性能测试。

采用上述生产工艺制作的白光数码管，存在如下缺陷：

1.采用大剂量的环氧树脂进行封装，不仅增加生产成本，而且会污染环境，不环保；

2.长时间的高温烘烤，会严重影响白光数码管的使用寿命；

3.整个生产工序较多，工艺复杂。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种点胶压盖白光数码管及其生产工艺，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种用胶量少、出光均匀、无需高温烘烤、生产工序简洁的点胶压盖白光数码管及其生产工艺。

为了实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种点胶压盖白光数码管，包括反射盖和PCB基板，其中，PCB基板安装在反射盖的背面，该PCB基板上设置有若干个电极和焊盘，焊盘上焊接有可发出蓝光光子的半导体芯片，在半导体芯片上覆盖有一层由硅胶和黄色荧光粉组成的胶体。在半导体芯片上覆盖小剂量的胶体，不需要大剂量的环氧树脂填充出光通道，即节省材料又环保。

上述反射盖的上表面上设有若干个出光通道，出光通道的背面设有反射腔，所述反射腔正对出光通道，当PCB基板安装在反射盖背面时，半导体芯片位于反射腔的边缘，芯片所发出的光经过反射腔反射折射后，射入出光通道中，再经过出光通道壁二度反射折射后，射出反射盖，采用带有反射腔的反射盖，可以使射出的白光更加均匀。 

作为优选，所述反射腔为圆形。

上述胶体厚度为0.5—1.5mm。

所述PCB基板上还设有2个或2个以上的定位孔，反射盖背面设有与定位孔相配套的定位柱，通过定位孔和定位柱的配合，使PCB基板固定在反射盖背面。

上述半导体芯片通过金属线与焊盘相连，金属线可以选择铝线。

上述电极焊接在PCB基板的的两侧，用于连接外电路。

所述点胶压盖白光数码管还包括一覆盖在反射盖上表面上的发散膜，主要用于点光源的扩散，使反射盖上表面射出的光源更均匀。

上述点胶压盖白光数码管工作时，电流先经过PCB基板上的电极传到焊盘，再通过铝线，使半导体芯片通电，半导体芯片通电后发出蓝光，蓝光激发覆盖在半导体芯片上的胶体中的黄色荧光粉产生黄色光子，由蓝光光子和黄光光子作用产生白光，所述白光再通过反射腔和出光通道反射折射后射出，并通过发散膜发散，使光线更加柔和均匀。

一种点胶压盖白光数码管的生产工艺，包括如下步骤：

1）穿铆钉，通过人工或机器把铆钉穿到PCB基板上的引脚孔的位置；

2）压铆钉，用半自动铆钉机把PCB基板上的铆钉压平整；

3）固晶，通过固晶机把PCB基板上需要的半导体芯片粘在焊盘相应位置上；

4）打线，用自动打线机把半导体芯片与PCB基板上焊盘的正负极之间进行连线；

5）中测，用LED电参数测试仪进行电性能测试；

6）调制胶体，把硅胶和黄色荧光粉按比例混合；

7）点胶，通过点胶机对PCB基板上的半导体芯片位置进行点胶；

8）烘干，把点完胶的PCB基板放置到烤箱中烘干，烘干温度在75℃-80℃，烘干时间为25-35分钟；

9）终测，LED用电参数测试仪进行电性能测试；

10）压盖，用空封压盖机把PCB基板与反射盖组合装配完成一个整体的产品。

上述胶体包括硅胶和黄色荧光粉，其中，硅胶占90%—98%，黄色荧光粉占2%-10%。

胶体按比例调制好，点胶前，需进行真空排泡脱气处理，若胶体内含有气泡，不易控制点胶机定量点胶，而且会使光源发光不均匀，易产生点光源。

上述步骤还包括，在压盖结束后，把相应的扩散膜粘贴在数码管的表面。

本发明所述的点胶压盖白光数码管生产工艺，与传统的白光数码管生产工艺相比，具体如下优点：

1.采用点胶工艺替代传统的灌胶，所使用的胶量只为传统数码管的10—20%不等，既省成本又环保；

2.点胶后，只需将PCB基板在75℃-80℃的温度下，烘干25-35分钟，无需在高温下长时间烘烤，大大节约了能源；

3.点胶前不需要贴胶带，也不需要预热2小时排水气，即节省了工序，又节省时间、省胶、省电。

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为本实施例的白光数码管组装结构图；

图2为本实施例白光数码管PCB基板未点胶前的结构示意图； 

图3为本实施例白光数码管反射盖上表面结构示意图；

图4为本实施例白光数码管反射盖背面结构示意图；

图5为本实施例白光数码管反射盖立体结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种点胶压盖白光数码管，包括反射盖1和PCB基板2，其中，PCB基板2安装在反射盖1的背面，该PCB基板2上设置有6个电极21和7个焊盘22，焊盘22上焊接有可发出蓝光光子的半导体芯片23，在半导体芯片23上覆盖有一层由硅胶和黄色荧光粉组成的胶体24。上述半导体芯片23通过铝线与焊盘相连。电极21焊接在PCB基板2的的两侧，用于连接外电路。在半导体芯片23上覆盖小剂量的胶体，不需要大剂量的环氧树脂填充出光通道11，即节省材料又环保。

在本实施例中，如图3-图5所示，所述反射盖1上表面上设有7个出光通道11，组成一个”8”字，出光通道11的背面设有圆形的反射腔12，所述反射腔12正对出光通道11，当PCB基板2安装在反射盖1背面时，半导体芯片23位于反射腔12的边缘位置14，而非反射腔12的中间位置，这样可以使半导体芯片23所发出的光经过反射腔12反射折射后，再射入出光通道11中，然后再经过出光通道11二度反射折射，射出反射盖1。采用带有反射腔12的反射盖1，反射盖1上表面上的出光通道11可以更加均匀地显示出所要表示的数字或图案，使反射盖1上“8”字各个笔段亮度误差控制在10%左右；此外，与没有反射腔12的反射盖1相比，白光在反射腔12和出光通道11内进行多次反射折射，在同等均匀发光的情况下，可以把反射盖1做得更薄。反射盖1上表面上的出光通道11可以是多种形状，组合成多种数字或图案。

在本实施例中，所述PCB基板2上的两端各设有2个的定位孔25，反射盖1背面设有与定位孔25相配套的定位柱13，通过定位孔25和定位柱13的配合，使PCB基板2固定在反射盖1的背面。在本实施例中，依靠压盖机将定位柱13固定在定位孔25内。

所述点胶压盖白光数码管还包括一覆盖在反射盖1上表面上的发散膜3，主要用于光源的扩散，使整个反射盖1上“8”字各个笔段射出的白光更均匀。

上述胶体24厚度为0.5—1.5mm，具体厚度可以为0.8mm、1.0mm、1.2mm或1.4mm等，根据用户需求或者反射盖1的高度而定，在本实施例中，胶体厚度为1.0 mm。

上述点胶压盖白光数码管工作时，电流先经过PCB基板2上的电极传到焊盘22，再通过铝线，使半导体芯片23通电，半导体芯片23通电后发出蓝光，蓝光激发覆盖在半导体芯片23上的胶体24中的荧光粉产生黄色光子，由蓝光光子和黄光光子作用产生白光，所述白光再通过优化设计的反射盖1的出光通道11射出，并通过发散膜3发散，使光线更加柔和均匀。

一种点胶压盖白光数码管的生产工艺，包括如下步骤：

1）穿铆钉，通过人工或机器把铆钉穿到PCB基板2上的引脚孔的位置；

2）压铆钉，用半自动铆钉机把PCB基板2上的铆钉压平整；

3）固晶，通过固晶机把PCB基板2上需要的半导体芯片23粘在焊盘22相应位置上；

4）打线，用自动打线机把半导体芯片23与PCB基板2上焊盘22的正负极之间进行连线；

5）中测，用LED电参数测试仪进行电性能测试；

6）调制胶体24，把硅胶和黄色荧光粉按比例混合，其中，胶体24中硅胶占90%—98%，黄色荧光粉占2%-10%，在本实施例中，硅胶占95%，黄色荧光粉占5%；

7）点胶，通过点胶机对PCB基板3上的半导体芯片23位置进行点胶；采用点胶工艺替代传统的灌胶，所使用的胶量只为传统数码管的10—20%不等，既省成本又环保；点胶前不需要贴胶带，也不需要预热2小时排水气，即节省了工序，又节省时间、省胶带、省电；

8）烘干，把点完胶的PCB基板2放置到烤箱中烘干，烘干温度在75℃-80℃，烘干时间为25—35分钟；在本实施例中，烘干温度为77℃，烘干时间为30分钟。点胶后，只需将PCB基板2在77℃的温度下，烘干30分钟，无需在高温下长时间烘烤，大大节约了能源； 

9）终测，LED用电参数测试仪进行电性能测试；

10）压盖，用空封压盖机把PCB基板2与反射盖1组合装配完成一个整体的产品；

11）在压盖结束后，把相应的扩散膜3粘贴在数码管的表面。

胶体按比例调制好，点胶前，需进行真空排泡脱气处理，若胶体内含有气泡，不易控制点胶机定量点胶，而且会使光源发光不均匀，易产生点光源。

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 (4)

1.一种点胶压盖白光数码管的生产方法，其特征在于包括如下步骤：

1）穿铆钉，通过人工或机器把铆钉穿到PCB基板上的引脚孔的位置；

2）压铆钉，用半自动铆钉机把PCB基板上的铆钉压平整；

3）固晶，通过固晶机把PCB基板上需要的半导体芯片粘在焊盘相应位置上；

4）打线，用自动打线机把半导体芯片与PCB基板上焊盘的正负极之间进行连线；

5）中测，用LED电参数测试仪进行电性能测试；

6）调制胶体，把硅胶和黄色荧光粉按比例混合，其中，硅胶占90%-98%，黄色荧光粉占2%-10%， 

7）点胶，通过点胶机对PCB基板上的半导体芯片位置进行点胶，点胶前，需对胶体进行真空排泡脱气处理；

8）烘干，把点完胶的PCB基板放置到烤箱中烘干，烘干温度在75℃-80℃，烘干时间为25-35分钟；

9）终测，用LED电参数测试仪进行电性能测试；

10）压盖，用空封压盖机把PCB基板与反射盖组合装配完成一个整体的产品；

11）压盖结束后，把相应的扩散膜粘贴在数码管的表面；

采用上述生产方法制成的点胶压盖白光数码管，包括反射盖和PCB基板，其中，PCB基板安装在反射盖的背面，该PCB基板上设置有若干个电极和焊盘，焊盘上焊接有可发出蓝光光子的半导体芯片，在半导体芯片上覆盖有一层由硅胶和黄色荧光粉组成的胶体，胶体厚度为0.5~1.5mm； 

所述反射盖的上表面上设有若干个出光通道，出光通道的背面设有反射腔，所述反射腔正对出光通道，当PCB基板安装在反射盖背面时，半导体芯片位于反射腔的边缘，芯片所发出的光经过反射腔反射折射后，射入出光通道中，再经过出光通道壁二度反射折射后，射出反射盖；

所述点胶压盖白光数码管还包括一覆盖在反射盖上表面上的发散膜。

2.根据权利要求1所述的一种点胶压盖白光数码管生产方法制得的点胶压盖白光数码管，其特征在于：所述反射腔为圆形。

3.根据权利要求1所述的一种点胶压盖白光数码管生产方法制得的点胶压盖白光数码管，其特征在于：所述PCB基板上还设有2个以上的定位孔，反射盖背面设有与定位孔相配套的定位柱，通过定位孔和定位柱的配合，使PCB基板固定在反射盖背面。

4.根据权利要求1所述的一种点胶压盖白光数码管生产方法制得的点胶压盖白光数码管，其特征在于：上述半导体芯片通过金属线与焊盘相连；电极焊接在PCB基板的两侧。