CN103545423A - 一种led封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED封装方法，包括以下步骤：A、将绝缘材料固定于散热器上形成一绝缘层，并在绝缘层上留出若干通孔，以露出散热器；B、采用固晶胶将LED晶片固定在绝缘层露出的散热器上；C、将已用固晶胶固定好的LED晶片及散热器放入烤箱进行烘烤，使固晶胶固化；D、将固定于散热器上的LED晶片的正负极用导线连接形成串联或并联；E、混合硅胶和荧光粉制得荧光胶，控制荧光胶的色温为2000K~8000K；F、将荧光胶点于LED晶片的中心，并使其覆盖绝缘层的通孔；G、将点胶后散热器放入烤箱进行烘烤，使荧光胶固化。本发明简化了封装工序，散热效果好，同时提高了LED封装结构的耐高压性能。
Description
技术领域
本发明涉及LED封装领域，特别是一种LED封装方法。
背景技术
随着LED芯片技术与封装技术的发展，越来越多的LED产品应用于照明领域，由于LED具有高光效、节能环保、合适调光控制、不含汞等污染物质的特点，成为继白炽灯、荧光灯等传统光源之后的新一代照明光源。由于LED是一种电致发光半导体器件，其发光时约有百分之三十的电能转换为光，剩余电能则转换为热量，而热量积累造成的LED温度上升，是引起LED光衰的主要原因。因而，LED芯片的散热性能是影响LED使用寿命至关重要的因素。
传统的LED封装方法如下：先用五金冲压，电镀及精密注塑等方法制作支架，接着将LED晶片固定在支架上，再点胶，烘烤制成灯珠，然后将灯珠管脚连接于铝基板上，最后将铝基板安装于散热器上。该封装方法制得的封装结构中热量要通过狭窄的灯珠管脚、铝基板的绝缘层才扩散到散热器，最后才由散热器扩散到空气中，散热路径太长及狭小，散热效果差。而且由于灯珠的制作包括灯珠支架冲压、支架电镀、支架注塑、灯珠固晶、焊金线、点硅胶荧光粉、烘烤、灯珠分光、灯珠打包等工序，工艺繁杂，封装成本高。同时，该结构中由于散热器上安装有LED晶片的表面并不全部绝缘，其耐高压性能低。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种LED封装方法，该方法工艺简单，而且制得的封装结构散热效果好，耐高压性能好。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种LED封装方法，包括以下步骤：
A、固定绝缘材料，将绝缘材料固定于散热器上形成一绝缘层，并在绝缘层上留出若干通孔，以露出散热器；
B、固晶，采用固晶胶将LED晶片固定在绝缘层露出的散热器上；
C、第一次烘烤，将已用固晶胶固定好的LED晶片及散热器放入烤箱进行烘烤，使固晶胶固化；
D、焊线，将固定于散热器上的LED晶片的正负极用导线连接形成串联或并联，该导线焊接于绝缘层对应散热器的另一侧以形成电器隔离；
E、制备荧光胶，混合硅胶和荧光粉制得荧光胶，控制荧光胶的色温为2000K~8000K；
F、点胶，将荧光胶点于LED晶片的中心，并使其覆盖绝缘层的通孔；
G、第二次烘烤，将点胶后散热器放入烤箱进行烘烤，使荧光胶固化。
作为上述技术方案的改进，所述步骤A中的绝缘层的厚度为0.01~0.5mm。
进一步，所述步骤B为LED晶片直接用固晶胶紧贴在金属散热器上。
进一步，所述步骤C中的烘烤温度为100~200℃以上，烘烤时间为0.5~4h。
进一步，所述步骤D中的导线为铝线、金线或合金线，其直径为20~30μm。
进一步，所述步骤E中的荧光粉为黄色、红色或橙色的一种或几种荧光粉的混合物。
进一步，所述步骤G中的烘烤温度为50~180℃以上，烘烤时间为0.5~5h。
本发明的有益效果是：本发明的封装方法将LED晶片直接固定安装于散热器上，以最大限度地缩小LED晶片散热路径，散热效果好，光衰少，延长了LED晶片的使用寿命，而且去除了灯珠，省去了灯珠的制造工序，大大简化了工艺过程，降低了封装成本。同时，由于散热器上设置有绝缘层，绝缘层上用于将LED晶片固定安装到散热器上的通孔用荧光胶覆盖，如此散热器上安装有LED晶片的表面全部绝缘，因而大大提高了该封装结构的耐高压性能，其耐高压值最高可达到4000伏。
具体实施方式
一种LED封装方法，包括以下步骤：
A、固定绝缘材料，将绝缘材料固定于金属散热器上形成一绝缘层，并在绝缘层上留出若干通孔，以露出散热器；
所述绝缘材料可通过丝印、喷涂或粘贴方法固定于散热器上。采用丝印或喷涂方法时，将绝缘材料直接丝印或喷涂在散热器上形成绝缘层，并在丝印或喷涂的过程中直接形成通孔；采用粘贴方法时，可以采用带孔的绝缘纸直接粘贴于散热器上形成带通孔的绝缘层。此外，为了保证封装结构的耐高压值超过500伏，要求绝缘层的厚度为0.01mm以上，优选地，所述绝缘层的厚度为0.01~0.5mm，既可以保证封装结构的耐高压值超过500伏，又避免因绝缘层厚度太厚而造成整个封装结构体积太大。
B、固晶，采用固晶胶将LED晶片固定在绝缘层露出的散热器上；
优选地，采用固晶机将LED晶片固定在绝缘层露出的散热器上，实现机器作业，提高固晶效率。本发明由于LED晶片直接粘贴于散热器表面，LED晶片发光时产生的热量直接通过散热器发散到空气中，散热路径短，散热效果佳。
C、第一次烘烤，将已用固晶胶固定好的LED晶片及散热器放入烤箱进行烘烤，使固晶胶固化；
为了使固晶胶能够充分固化，保证LED晶片能够牢固地粘贴于散热器上，防止LED晶片在后续地封装过程中移位或者掉落而影响封装效率，优选地，第一烘烤的烘烤温度为100~200℃以上，烘烤时间为0.5~4h，更优选地，烘烤温度为150~180℃，烘烤时间为2~4h。
D、焊线，将固定于散热器上的LED晶片的正负极用导线连接形成串联或并联，该导线焊接于绝缘层对应散热器的另一侧以形成电器隔离；
第一次烘烤后，采用超声摩擦焊线机将LED晶片的正负极用导线连接形成串联或并联，该导线焊接于绝缘层对应散热器的另一侧以形成电器隔离，避免了人工焊接时受工人水平的影响，其焊接质量好、焊接效率高。
E、制备荧光胶，混合硅胶和荧光粉制得荧光胶，控制荧光胶的色温为2000K~8000K；
为了使LED封装结构具有较好的光色一致性，制备荧光胶过程中需要将硅胶和荧光粉混合均匀，所述荧光粉根据需要可以采用黄色，红色或橙色等一种或几种荧光粉的混合物，根据荧光粉加入量的多少，控制荧光胶的色温为2000K~8000K。
F、点胶，将荧光胶点于LED晶片的中心，并使其覆盖绝缘层的通孔；
采用点胶机将步骤E中制得的荧光胶点于LED晶片的中心，并使荧光胶覆盖绝缘层的通孔，使得散热器上安装有LED晶片的表面整个被绝缘，保证了LED封装结构的耐高压性能，使其耐高压值最高可达到4000伏，使该LED封装结构应用范围更加广阔。
G、第二次烘烤，将点胶后散热器放入烤箱进行烘烤，使荧光胶固化。
点胶之后，将散热器移到烤箱进行烘烤，为了使荧光胶充分固化，保证封装结构的绝缘性，第二烘烤的烘烤温度为50~180℃以上，烘烤时间为0.5~5h，更优选地，烘烤温度为150~180℃，烘烤时间为2~3h。
为了便于对本发明进一步理解，现结合具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
首先将绝缘材料直接丝印于散热器上形成带通孔的厚度为0.01mm的绝缘层，接着采用固晶机通过固晶胶将LED晶片粘贴于绝缘层通孔内露出的散热器上，将已用固晶胶固定好的LED晶片及散热器放入烤箱进行第一次烘烤，控制其烘烤温度为150℃，烘烤时间为2h，使固晶胶固化，第一次烘烤完毕后，采用超声摩擦焊线机将固定于散热器上的LED晶片的正负极用直径为20μm的铝线连接形成串联或并联，并将铝线焊接于绝缘层对应散热器的另一侧以形成电器隔离，接着将硅胶和荧光粉混合均匀制得荧光胶，并控制荧光胶的色温为6500K，制备好荧光胶之后，采用点胶机将将荧光胶点于LED晶片的中心，并使其覆盖绝缘层的通孔，点胶之后，再将散热器放入烤箱进行第二次烘烤，控制其烘烤温度为150℃，烘烤时间为3h，使荧光胶固化，获得LED封装结构。
实施例2
首先将绝缘材料直接丝印于散热器上形成带通孔的厚度为0.1mm的绝缘层，接着采用固晶机通过固晶胶将LED晶片粘贴于绝缘层通孔内露出的散热器上，将已用固晶胶固定好的LED晶片及散热器放入烤箱进行第一次烘烤，控制其烘烤温度为120℃，烘烤时间为3.3h，使固晶胶固化，第一次烘烤完毕后，采用超声摩擦焊线机将固定于散热器上的LED晶片的正负极用直径为25μm的金线连接形成串联或并联，并将铝线焊接于绝缘层对应散热器的另一侧以形成电器隔离，接着将硅胶和荧光粉混合均匀制得荧光胶，并控制荧光胶的色温为5000K，制备好荧光胶之后，采用点胶机将将荧光胶点于LED晶片的中心，并使其覆盖绝缘层的通孔，点胶之后，再将散热器放入烤箱进行第二次烘烤，控制其烘烤温度为50℃，烘烤时间为5h，使荧光胶固化，获得LED封装结构。
实施例3
首先将绝缘材料直接丝印于散热器上形成带通孔的厚度为0.2mm的绝缘层，接着采用固晶机通过固晶胶将LED晶片粘贴于绝缘层通孔内露出的散热器上，将已用固晶胶固定好的LED晶片及散热器放入烤箱进行第一次烘烤，控制其烘烤温度为200℃，烘烤时间为0.5h，使固晶胶固化，第一次烘烤完毕后，采用超声摩擦焊线机将固定于散热器上的LED晶片的正负极用直径为30μm的合金线连接形成串联或并联，并将铝线焊接于绝缘层对应散热器的另一侧以形成电器隔离，接着将硅胶和荧光粉混合均匀制得荧光胶，并控制荧光胶的色温为8000K，制备好荧光胶之后，采用点胶机将将荧光胶点于LED晶片的中心，并使其覆盖绝缘层的通孔，点胶之后，再将散热器放入烤箱进行第二次烘烤，控制其烘烤温度为180℃，烘烤时间为2h，使荧光胶固化，获得LED封装结构。
实施例4
首先将绝缘材料直接喷涂于散热器上形成带通孔的厚度为0.01mm的绝缘层，接着采用固晶机通过固晶胶将LED晶片粘贴于绝缘层通孔内露出的散热器上，将已用固晶胶固定好的LED晶片及散热器放入烤箱进行第一次烘烤，控制其烘烤温度为120℃，烘烤时间为3.3h，使固晶胶固化，第一次烘烤完毕后，采用超声摩擦焊线机将固定于散热器上的LED晶片的正负极用直径为20μm的合金线连接形成串联或并联，并将铝线焊接于绝缘层对应散热器的另一侧以形成电器隔离，接着将硅胶和荧光粉混合均匀制得荧光胶，并控制荧光胶的色温为2000K，制备好荧光胶之后，采用点胶机将将荧光胶点于LED晶片的中心，并使其覆盖绝缘层的通孔，点胶之后，再将散热器放入烤箱进行第二次烘烤，控制其烘烤温度为50℃，烘烤时间为5h，使荧光胶固化，获得LED封装结构。
实施例5
首先将绝缘材料直接喷涂于散热器上形成带通孔的厚度为0.1mm的绝缘层，接着采用固晶机通过固晶胶将LED晶片粘贴于绝缘层通孔内露出的散热器上，将已用固晶胶固定好的LED晶片及散热器放入烤箱进行第一次烘烤，控制其烘烤温度为160℃，烘烤时间为2h，使固晶胶固化，第一次烘烤完毕后，采用超声摩擦焊线机将固定于散热器上的LED晶片的正负极用直径为25μm的金线连接形成串联或并联，并将铝线焊接于绝缘层对应散热器的另一侧以形成电器隔离，接着将硅胶和荧光粉混合均匀制得荧光胶，并控制荧光胶的色温为5000K，制备好荧光胶之后，采用点胶机将将荧光胶点于LED晶片的中心，并使其覆盖绝缘层的通孔，点胶之后，再将散热器放入烤箱进行第二次烘烤，控制其烘烤温度为100℃，烘烤时间为2.5h，使荧光胶固化，获得LED封装结构。
实施例6
首先将绝缘材料直接喷涂于散热器上形成带通孔的厚度为0.2mm的绝缘层，接着采用固晶机通过固晶胶将LED晶片粘贴于绝缘层通孔内露出的散热器上，将已用固晶胶固定好的LED晶片及散热器放入烤箱进行第一次烘烤，控制其烘烤温度为200℃，烘烤时间为0.5h，使固晶胶固化，第一次烘烤完毕后，采用超声摩擦焊线机将固定于散热器上的LED晶片的正负极用直径为30μm的铝线连接形成串联或并联，并将铝线焊接于绝缘层对应散热器的另一侧以形成电器隔离，接着将硅胶和荧光粉混合均匀制得荧光胶，并控制荧光胶的色温为8000K，制备好荧光胶之后，采用点胶机将将荧光胶点于LED晶片的中心，并使其覆盖绝缘层的通孔，点胶之后，再将散热器放入烤箱进行第二次烘烤，控制其烘烤温度为150℃，烘烤时间为0.5h，使荧光胶固化，获得LED封装结构。
实施例7
首先将带孔的厚度为0.01mm的绝缘纸直接粘贴于散热器上，形成带通孔的绝缘层，接着采用固晶机通过固晶胶将LED晶片粘贴于绝缘层通孔内露出的散热器上，将已用固晶胶固定好的LED晶片及散热器放入烤箱进行第一次烘烤，控制其烘烤温度为100℃，烘烤时间为4h，使固晶胶固化，第一次烘烤完毕后，采用超声摩擦焊线机将固定于散热器上的LED晶片的正负极用直径为20μm的铝线连接形成串联或并联，并将铝线焊接于绝缘层对应散热器的另一侧以形成电器隔离，接着将硅胶和荧光粉混合均匀制得荧光胶，并控制荧光胶的色温为2000K，制备好荧光胶之后，采用点胶机将将荧光胶点于LED晶片的中心，并使其覆盖绝缘层的通孔，点胶之后，再将散热器放入烤箱进行第二次烘烤，控制其烘烤温度为50℃，烘烤时间为5h，使荧光胶固化，获得LED封装结构。
实施例8
首先将带孔的厚度为0.05mm的绝缘纸直接粘贴于散热器上，形成带通孔的绝缘层，接着采用固晶机通过固晶胶将LED晶片粘贴于绝缘层通孔内露出的散热器上，将已用固晶胶固定好的LED晶片及散热器放入烤箱进行第一次烘烤，控制其烘烤温度为120℃，烘烤时间为3.3h，使固晶胶固化，第一次烘烤完毕后，采用超声摩擦焊线机将固定于散热器上的LED晶片的正负极用直径为25μm的铝线连接形成串联或并联，并将铝线焊接于绝缘层对应散热器的另一侧以形成电器隔离，接着将硅胶和荧光粉混合均匀制得荧光胶，并控制荧光胶的色温为5000K，制备好荧光胶之后，采用点胶机将将荧光胶点于LED晶片的中心，并使其覆盖绝缘层的通孔，点胶之后，再将散热器放入烤箱进行第二次烘烤，控制其烘烤温度为80℃，烘烤时间为3.6h，使荧光胶固化，获得LED封装结构。
实施例9
首先将带孔的厚度为0.08mm的绝缘纸直接粘贴于散热器上，形成带通孔的绝缘层，接着采用固晶机通过固晶胶将LED晶片粘贴于绝缘层通孔内露出的散热器上，将已用固晶胶固定好的LED晶片及散热器放入烤箱进行第一次烘烤，控制其烘烤温度为140℃，烘烤时间为2.6h，使固晶胶固化，第一次烘烤完毕后，采用超声摩擦焊线机将固定于散热器上的LED晶片的正负极用直径为30μm的铝线连接形成串联或并联，并将铝线焊接于绝缘层对应散热器的另一侧以形成电器隔离，接着将硅胶和荧光粉混合均匀制得荧光胶，并控制荧光胶的色温为8000K，制备好荧光胶之后，采用点胶机将将荧光胶点于LED晶片的中心，并使其覆盖绝缘层的通孔，点胶之后，再将散热器放入烤箱进行第二次烘烤，控制其烘烤温度为100℃，烘烤时间为2.7h，使荧光胶固化，获得LED封装结构。
与现有技术相比，本发明的封装方法将LED晶片直接固定安装于散热器上，以最大限度地缩小LED晶片散热路径，散热效果好，光衰少，延长了LED晶片的使用寿命，而且去除了灯珠，省去了灯珠的制造工序，大大简化了工艺过程，降低了封装成本。同时，由于散热器上设置有绝缘层，绝缘层上用于将LED晶片固定安装到散热器上的通孔用荧光胶覆盖，如此散热器上安装有LED晶片的表面全部绝缘，因而大大提高了该封装结构的耐高压性能，其耐高压值最高可达到4000伏。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/ 或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种LED封装方法，包括以下步骤：
A、固定绝缘材料，将绝缘材料固定于散热器上形成一绝缘层，并在绝缘层上留出若干通孔，以露出散热器；
B、固晶，采用固晶胶将LED晶片固定在绝缘层露出的散热器上；
C、第一次烘烤，将已用固晶胶固定好的LED晶片及散热器放入烤箱进行烘烤，使固晶胶固化；
D、焊线，将固定于散热器上的LED晶片的正负极用导线连接形成串联或并联，该导线焊接于绝缘层对应散热器的另一侧以形成电器隔离；
E、制备荧光胶，混合硅胶和荧光粉制得荧光胶，控制荧光胶的色温为2000K~8000K；
F、点胶，将荧光胶点于LED晶片的中心，并使其覆盖绝缘层的通孔；
G、第二次烘烤，将点胶后散热器放入烤箱进行烘烤，使荧光胶固化。
2.根据权利要求1所述的一种LED封装方法，其特征在于：所述步骤A中的绝缘材料可以通过丝印、喷涂或粘贴方法固定于散热器上。
3.根据权利要求1所述的一种LED封装方法，其特征在于：所述步骤A中的绝缘层的厚度为0.01~0.5mm。
4.根据权利要求1所述的一种LED封装方法，其特征在于：所述步骤B为LED晶片直接用固晶胶紧贴在金属散热器上。
5.根据权利要求1所述的一种LED封装方法，其特征在于：所述步骤C中的烘烤温度为100~200℃以上，烘烤时间为0.5~4h。
6.根据权利要求1所述的一种LED封装方法，其特征在于：所述步骤D中的导线为铝线、金线或合金线，其直径为20~30μm。
7.根据权利要求1所述的一种LED封装方法，其特征在于：所述步骤E中的荧光粉为黄色、红色或橙色的一种或几种荧光粉的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种LED封装方法，其特征在于：所述步骤G中的烘烤温度为50~180℃以上，烘烤时间为0.5~5h。
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Owner name: HUIGAO (GUANGZHOU) ELECTRONICS CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: JIANGMEN LIANGDA LIGHTING CO., LTD. Effective date: 20141210 |
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