CN106159069A

CN106159069A - 一种led灯珠的全新封装制作工艺

Info

Publication number: CN106159069A
Application number: CN201510103425.XA
Authority: CN
Inventors: 白庆辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-03-11
Filing date: 2015-03-11
Publication date: 2016-11-23

Abstract

本发明公开了一种LED灯珠的全新封装制作工艺，用具有良好散热性能、透光性、低熔点的微晶玻璃粉替代传统工艺中的环氧硅胶，和一定比例的荧光粉进行混合调配制成荧光玻璃粉，采用熔融挤压法或激光烧结法将荧光玻璃粉与LED灯珠封装固定。本发明具有以下优点：封装后LED的亮度高，光效可以达到70～95％；散热性好，可大大节省后期LED组装的散热装置成本，同时耐热性强，承受温度是胶水的近一倍；由于透光性好，加了红色荧光粉的LED显色指数可以达到95％；工艺简单，设备低廉(3D打印机的价格比点胶机便宜)，原料成本低(微晶玻璃粉的价格比胶水低)，无需真空状态下生产，节约成本；可以缩短封装工艺生产时间2小时以上。

Description

一种LED灯珠的全新封装制作工艺

技术领域

本发明涉及一种LED灯珠的全新封装制作工艺，属于LED领域。

背景技术

LED行业经过数十年的发展，已经是一个系统的工程，而且也已构建成完整的生态系统。如芯片是决定初始亮度与光效；荧光粉是激发芯片，决定光色与色点稳定性等，而封装工艺是进一步来保护芯片与荧光粉，实现电学控制，达到更好的光学控制，提高散热，并决定LED器件寿命的主因。目前LED主流的封装工艺主要是正装芯片技术及芯片级封装技术，而芯片级封装就是倒装芯片直接封焊到封装底部的焊盘。所谓倒装就是将倒装结构LED芯片装配焊接在支架上，然后采用硅胶包封，制备成无引线的LED器件。

封装工艺：就是通过点胶，用环氧将LED管芯和焊线保护起来。在PCB板上点胶，对固化后胶体形状有严格要求，这直接关系到背光源成品的出光亮度。本工序还将承担点荧光粉的任务。LED封装技术的发展经历了四个阶段：1)LAMP(直插式)，2)SMD(贴片)，3)COB(模组)，4)RP(芯片级)。

现有封装工艺的不足在于：

1)工艺条件严苛：需在真空条件下点胶，防止产生气泡；

2)生产周期长：点胶后固化，需在130-200℃温度下，烧结1.5～3小时；

3)胶水透光性差，影响光效；

4)散热性差，因为胶体能承受的温度低于200℃，增加后期LED灯具组装的散热装置，增加成本；

5)点胶设备昂贵。

发明内容

本发明为了要解决现有的技术问题，提供一种封装后LED的亮度高、散热性好、透光性好、成本低的LED灯珠全新封装制作工艺。

本发明通过下述方案实现：一种LED灯珠的全新封装制作工艺，所述的封装制作工艺包括以下步骤：

(1)荧光玻璃粉调配：用具有良好散热性能、透光性、低熔点的微晶玻璃粉替代传统工艺中的环氧硅胶，和一定比例的荧光粉进行混合调配，所述微晶玻璃粉和所述荧光粉的调配比例为6～10∶1；所述玻璃粉和所述荧光粉的粒径均控制在10～25μ；所述荧光粉由黄色荧光粉、绿色荧光粉、红色荧光粉、蓝绿色荧光粉组成，且所述黄色荧光粉、绿色荧光粉、红色荧光粉、蓝绿色荧光粉的调配比例为1∶0.1∶0.067∶0.02；将调配好的荧光玻璃粉置于搅拌机中搅拌3～20分钟。

(2)LED灯珠封装：本步骤可采用两种方法：熔融挤压法和激光烧结法。

所述熔融挤压法的特征在于按以下步骤进行：A、将步骤(1)搅拌后的荧光玻璃粉置于3D打印机的激光融化装置中，调节融化温度控制在500～1200℃之间；B、将需要封装的灯珠器件置于3D打印机内，把步骤A融化好的打印材料即所述荧光玻璃粉通过空气压缩机(即RAM挤出机)挤压成一层一层，并叠加起来，叠加的层数在1～15层；C、将步骤B层层叠加的荧光玻璃粉与LED灯珠器件粘结起来。

所述激光烧结法的特征在于按以下步骤进行：a、将步骤(1)搅拌后的荧光玻璃粉置于3D打印机的激光烧结装置中；b、控制3D激光打印机的温度在500～1100℃之间，所述荧光玻璃粉通过扫描烧结层层叠加形成荧光玻璃片，叠加层数2～5层，每层厚度0.1mm，总厚度为0.3mm，长宽为40cm×40cm；c、将步骤b制作好的荧光玻璃片用激光切割成适合LED灯珠大小的小片荧光玻璃片，并覆盖于LED灯珠上；d、用0.1mm激光束在步骤c制作好的小片荧光玻璃片的边缘融化3～6个小点，利用玻璃粉自身很好的封接性，固定小片荧光玻璃片。

所述微晶玻璃粉为氧化铋玻璃粉、氧化硅玻璃粉中的一种或多种。

所述步骤(2)的LED灯珠封装采用的3D打印机可使用一台，也可多台同时使用。

所述空气压缩机(即RAM挤出机)为恒定流量。

所述步骤(1)和步骤(2)均无需在真空下进行。

本发明的有益效果为：

1、本发明一种LED灯珠的全新封装制作工艺，封装后LED的亮度高，光效可以达到70～95％；微晶玻璃的透光性比胶水好；

2、本发明一种LED灯珠的全新封装制作工艺散热性好，同时耐热性强，微晶玻璃的软化温度可以达到400℃，承受温度是胶水的近一倍；

3、本发明一种LED灯珠的全新封装制作工艺由于透光性好，加了红色荧光粉的LED显色指数可以达到95％；

4、本发明一种LED灯珠的全新封装制作工艺、工艺简单，设备低廉(3D打印机的价格比点胶机便宜)，原料成本低(微晶玻璃粉的价格比胶水低)，无需真空状态下生产，节约成本；

5、本发明一种LED灯珠的全新封装制作工艺由于散热性好，后期LED组装的散热装置成本大大节省；

6、本发明一种LED灯珠的全新封装制作工艺可以缩短封装工艺生产时间2小时以上。

附图说明

图1为本发明一种LED灯珠的全新封装制作工艺中熔融挤压法的工艺流程图；

图2为本发明一种LED灯珠的全新封装制作工艺中激光烧结法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合图1-2对本发明进一步说明：

一种LED灯珠的全新封装制作工艺，封装制作工艺包括以下步骤：

(1)荧光玻璃粉调配：用具有良好散热性能、透光性、低熔点的微晶玻璃粉替代传统工艺中的环氧硅胶，和一定比例的荧光粉进行混合调配，微晶玻璃粉和荧光粉的调配比例为6～10∶1；玻璃粉和荧光粉的粒径均控制在10～25μ；荧光粉由黄色荧光粉、绿色荧光粉、红色荧光粉、蓝绿色荧光粉组成，且黄色荧光粉、绿色荧光粉、红色荧光粉、蓝绿色荧光粉的调配比例为1∶0.1∶0.067∶0.02；将调配好的荧光玻璃粉置于搅拌机中搅拌3～20分钟。

熔融挤压法的特征在于按以下步骤进行：A、将步骤(1)搅拌后的荧光玻璃粉置于3D打印机的激光融化装置中，调节融化温度控制在500～1200℃之间；B、将需要封装的灯珠器件置于3D打印机内，把步骤A融化好的打印材料即荧光玻璃粉通过空气压缩机(即RAM挤出机)挤压成一层一层，并叠加起来，叠加的层数在1～15层；C、将步骤B层层叠加的荧光玻璃粉与LED灯珠器件粘结起来。

激光烧结法的特征在于按以下步骤进行：a、将步骤(1)搅拌后的荧光玻璃粉

置于3D打印机的激光烧结装置中；b、控制3D激光打印机的温度在500～1100℃之间，荧光玻璃粉通过扫描烧结层层叠加形成荧光玻璃片，叠加层数2～5层，每层厚度0.1mm，总厚度为0.3mm，长宽为40cm×40cm；c、将步骤b制作好的荧光玻璃片用激光切割成适合LED灯珠大小的小片荧光玻璃片，并覆盖于LED灯珠上；d、用0.1mm激光束在步骤c制作好的小片荧光玻璃片的边缘融化3～6个小点，利用玻璃粉自身很好的封接性，固定小片荧光玻璃片；微晶玻璃粉为氧化铋玻璃粉、氧化硅玻璃粉中的一种或多种；空气压缩机(即RAM挤出机)为恒定流量，步骤(1)和步骤(2)均无需在真空下进行。

步骤(2)的LED灯珠封装采用的3D打印机可使用一台，也可多台同时使用。

单台3D打印机时：荧光粉与微晶玻璃粉的材料特性相近，更容易融合；利用微晶玻璃粉的低融化温度，采用激光融化，约600℃，用配置了带恒定流量的RAM挤出机，将融化好的荧光玻璃混合物挤出层层叠加在备好的灯珠器件上，完成封装。

多台3D打印机时：将单一颜色的荧光粉与玻璃粉按一定比例调配，将混合好的单一颜色的荧光玻璃混合物置于不同的3D打印机内，实现单台打印1～2层，多台层层叠加。

尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种LED灯珠的全新封装制作工艺，其特征在于：所述的封装制作工艺包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种LED灯珠的全新封装制作工艺，其特征在于：所述微晶玻璃粉为氧化铋玻璃粉、氧化硅玻璃粉中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种LED灯珠的全新封装制作工艺，其特征在于：所述步骤(2)的LED灯珠封装采用的3D打印机可使用一台，也可多台同时使用。

4.根据权利要求1所述的一种LED灯珠的全新封装制作工艺，其特征在于：所述空气压缩机(即RAM挤出机)为恒定流量。

5.根据权利要求1所述的一种LED灯珠的全新封装制作工艺，其特征在于：所述步骤(1)和步骤(2)均无需在真空下进行。