CN105702836A - 一种白光半导体照明模块的丝印封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种白光半导体照明模块的丝印封装方法，本方法将单颗或多颗蓝光半导体照明用发光芯片与固定电路集成在散热基板上，通过钢网模板将荧光粉浆料初步定型在芯片上，然后固化后即可得到照明模块。本发明制作工序简单，出光均匀，散热效果好，生产成本低，生产效率高，运用广泛。
Description
技术领域
本发明涉及白光照明领域，具体涉及一种白光半导体照明模块的丝印封装方法。
背景技术
近年来，白光半导体照明灯具正逐渐被运用于室内照明、汽车照明、户外照明等白光照明领域，因其具有高效率、高亮度、体积小、使用寿命长、耗电量低、环保等优点，有望取代传统白炽灯、日光灯、卤素灯等传统照明光源，将成为广泛应用的优质光源。目前市面上的固体白光照明模块制作方法主要有两种，一种是我们常见的COB封装，将多颗蓝光芯片集成在同一块散热模块上，然后将整个散热模块涂上荧光粉浆料，这样不仅会导致荧光粉浆料的浪费，还不利于芯片的整体散热；另一种方法是将已封装好的白光灯珠一颗颗集成在同一散热模块上，该方法涉及到的工序复杂，每颗白光灯珠都是单独独立封装完成，灯珠出光参数一致性很难保证，生产成本高，生产效率低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种白光半导体照明模块的丝印封装方法，本发明制作工序简单，出光均匀，散热效果好，生产成本低，生产效率高，运用广泛。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种白光半导体照明模块的丝印封装方法，包括以下步骤：
步骤1)将单颗或多颗蓝光半导体照明用发光芯片与设计好的固定电路集成在同一块散热基板上；
步骤2)按照散热基板上设计好的芯片固定位置上所需覆盖荧光粉浆料的尺寸，在芯片固定位置相对应的钢网模板上开具开口；
步骤3)将开具好开口的钢网模板固定于固定电路正上方；
步骤4)将调制好的荧光粉浆料倒在钢网模板上，用刮刀将荧光粉浆料刮入钢网模板的开口内，当填满开口后，用刮刀将表面刮设平整并将多余荧光粉浆料刮除；
步骤5)取下钢网模板，完成脱模；
步骤6)将散热基板上脱模后的荧光粉浆料进行固化，得到半导体白光照明模块。
进一步的，所述步骤2中开口大小与芯片固定位置一致。
进一步的，所述步骤1中的固定电路包括金属互联电路层，所述金属互联电路层底部设置有下绝缘层，顶部设置有上绝缘层，所述上绝缘层上设置有芯片引线焊点和外接驱动电源接线焊点，所述芯片引线焊点和外接驱动电源接线焊点穿透上绝缘层并与金属互联电路层互联导通，所述芯片引线焊点通过引线与芯片电极连接，所述下绝缘层设置在散热基板表面。
进一步的，所述步骤4中荧光粉浆料覆盖引线设置。
进一步的，所述发光芯片为GaN基发光二极管或GaN基激光二级管。
进一步的，所述散热基板为树脂板、陶瓷板和金属板中的一种或多种。
进一步的，所述浆料固化后的邵氏硬度控制在30至70度。
进一步的，所述步骤4中荧光粉浆料在25摄氏度的环境温度下，粘稠度为8000至14000CPS。
进一步的，所述步骤6中的固化采用UV固化或烘箱烘烤固化，当采用UV固化时，UV照射能量为500至1000mj/cm2，UV照射时间为3至10min，UV照射距离为20至40cm；当采用烘箱烘烤固化时，烘烤温度为90至180度，烘烤时间为30至60min。
进一步的，还包括电流可调的驱动电源。
本发明的有益效果是:
本发明方法所制造的白光照明模块制作工序简单，一次成型使得生产效率高，并且通过模板控制荧光粉浆料的使用量，以及由于都是同批次的荧光粉浆料，且每个芯片浆料设入量均等，所以出光均匀；其制备好后是单独发光，荧光粉浆料使用少，散热效果好，生产成本低，可广泛适用于室内照明、汽车照明、户外照明等所有白光照明领域。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的固定电路部分结构示意图；
图2是本发明的钢网模板结构示意图；
图3是本发明的制备方法示意图；
图4是本发明使用时的截面结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1至图4所示，该照明模块主要由发光芯片1、散热基板2、金属互联电路层3、上绝缘层4、下绝缘层5、芯片引线焊点6、外接驱动电源接线焊点7、外接驱动电源接线8、驱动电源9、荧光粉浆料12所组成，并以钢网模板10和刮刀13为辅助工具，钢网模板表面设置有开口11，该照明模块的丝印封装方法，包括以下步骤：
步骤1)将单颗或多颗蓝光半导体照明用发光芯片与设计好的固定电路集成在同一块散热基板上；其中固定电路包括金属互联电路层，金属互联电路层底部设置有下绝缘层，顶部设置有上绝缘层，上绝缘层上设置有芯片引线焊点和外接驱动电源接线焊点，芯片引线焊点通过引线与芯片电极连接，下绝缘层设置在散热基板表面。
如图1中所示，以多颗发光芯片为例通过固定电路以串并联的方式集成封装在散热基板上，发光芯片为本发明白光照明模块提供蓝色发光体激发源，发光芯片为GaN基发光二极管或GaN基激光二级管。散热基板选树脂板、陶瓷板或金属板，也可以是复合材料，在金属基板上做金属互联铜箔电路，形成金属互联电路层，金属互联电路层由上绝缘层和下绝缘层包裹，上绝缘层表面设计有芯片引线焊点和外接驱动电源接线焊点，设计的芯片引线焊点用于发光芯片的金属引线互联，芯片引线焊点和外接驱动电源接线焊点穿透上绝缘层并与设计好的金属互联电路层互联。
步骤2)按照散热基板上设计好的芯片固定位置上所需覆盖荧光粉浆料的尺寸，在芯片固定位置相对应的钢网模板上开具开口；该开口用于封装该芯片，开口大小与芯片固定位置一致，使得荧光粉浆料能够覆盖引线，目的是浆料固化后能够很好的固住引线，防止在后续模块使用和运输中因震动而使焊接点处脱落造成芯片断路而死灯。
步骤3)将开具好开口的钢网模板固定于固定电路正上方；以保证荧光粉浆料放入位置的正确性。
步骤4)将调制好的荧光粉浆料倒在钢网模板上，用刮刀将荧光粉浆料刮入钢网模板的开口内，当填满开口后，用刮刀将表面刮设平整并将多余荧光粉浆料刮除；其中，荧光粉浆料在25摄氏度的环境温度下，粘稠度为8000至14000CPS，该粘稠度极为重要，其粘度不够情况下容易导致塌陷，过多又影响发光质量，并且不宜制备。
步骤5)取下钢网模板，完成脱模，由于对粘度的调整，所以可以立即脱模，提高生产速度；
步骤6)将散热基板上脱模后的荧光粉浆料进行固化，得到半导体白光照明模块。固化采用UV固化或烘箱烘烤固化，当采用UV固化剂的浆料时，固化时，UV照射能量为500至1000mj/cm2，UV照射时间为3至10min，UV照射距离为20至40cm；当采用烘箱烘烤固化时，烘烤温度为90至180度，烘烤时间为30至60min，其中浆料固化后的邵氏硬度控制在30至70度，提高模块的生产质量。
还包括电流可调的驱动电源。每块照明模块都配备有驱动电源，通过外接驱动电源接线与模块上外接驱动电源接线焊点连接供电。通电后发光芯片产生的蓝光激发固化后的荧光粉浆料中的黄色成分荧光粉，最终得到需要色温的白光。通过这种方法最终制得所需要的白光照明模块。
其中，由于钢网模板的开口设置，限定了每个发光芯片上覆盖的荧光粉浆料的体积、重量、透光率等都一致，误差极小，因此制备好后的发光效果也一致，提高生产质量。本发明方法所制造的白光照明模块制作工序简单，出光均匀，散热效果好，生产成本低，生产效率高，可广泛适用于室内照明、汽车照明、户外照明等所有白光照明领域。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种白光半导体照明模块的丝印封装方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1)将单颗或多颗蓝光半导体照明用发光芯片与设计好的固定电路集成在同一块散热基板上，其中发光芯片设置在固定电路表面设计好的芯片固定位置上；
步骤2)按照散热基板上设计好的芯片固定位置上所需覆盖荧光粉浆料的尺寸，在芯片固定位置相对应的钢网模板上开具开口；
步骤3)将开具好开口的钢网模板固定于固定电路正上方；
步骤4)将调制好的荧光粉浆料倒在钢网模板上，用刮刀将荧光粉浆料刮入钢网模板的开口内，当填满开口后，用刮刀将表面刮设平整并将多余荧光粉浆料刮除；
步骤5)取下钢网模板，完成脱模；
步骤6)将散热基板上脱模后的荧光粉浆料进行固化，得到半导体白光照明模块。
2.根据权利要求1所述的一种白光半导体照明模块的丝印封装方法，其特征在于：所述步骤2中开口大小与芯片固定位置一致。
3.根据权利要求1所述的一种白光半导体照明模块的丝印封装方法，其特征在于：所述步骤1中的固定电路包括金属互联电路层，所述金属互联电路层底部设置有下绝缘层，顶部设置有上绝缘层，所述上绝缘层上设置有芯片引线焊点和外接驱动电源接线焊点，所述芯片引线焊点和外接驱动电源接线焊点穿透上绝缘层并与金属互联电路层互联导通，所述芯片引线焊点通过引线与芯片电极连接，所述下绝缘层设置在散热基板表面。
4.根据权利要求3所述的一种白光半导体照明模块的丝印封装方法，其特征在于：所述步骤4中荧光粉浆料覆盖引线设置。
5.根据权利要求1所述的一种白光半导体照明模块的丝印封装方法，其特征在于：所述发光芯片为GaN基发光二极管或GaN基激光二级管。
6.根据权利要求1所述的一种白光半导体照明模块的丝印封装方法，其特征在于：所述散热基板为树脂板、陶瓷板和金属板中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种白光半导体照明模块的丝印封装方法，其特征在于：所述浆料固化后的邵氏硬度控制在30至70度。
8.根据权利要求1所述的一种白光半导体照明模块的丝印封装方法，其特征在于：所述步骤4中荧光粉浆料在25摄氏度的环境温度下，粘稠度为8000至14000CPS。
9.根据权利要求1所述的一种白光半导体照明模块的丝印封装方法，其特征在于：所述步骤6中的固化采用UV固化或烘箱烘烤固化，当采用UV固固化时，UV照射能量为500至1000mj/cm2，UV照射时间为3至10min，UV照射距离为20至40cm；当采用烘箱烘烤固化时，烘烤温度为90至180度，烘烤时间为30至60min。
10.根据权利要求1所述的一种白光半导体照明模块的丝印封装方法，其特征在于：还包括电流可调的驱动电源。
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