CN106848044B - 一种led模压装置及其封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED模压装置，包括上模具和下模具，下模具顶部设置有型腔，所述下模具设置有注胶管，注胶管与型腔连通，注胶管上设置有加压泵和加热套管，型腔底部的两侧分别设置有一个第一顶块，第一顶块连接有第一油缸，两个第一顶块之间设置有底部固定块，第一顶块内设置有第一电加热部，底部固定块设置有第二电加热部；上模具设置有回流管，回流管与型腔连通，上模具的两侧分别设置有顶部固定块，两个顶部固定块的之间设置有第二顶块，第二顶块连接有第二油缸，顶部固定块内设置有第三电加热部，第二顶块内设置有第四电加热部。本发明能够解决现有技术的不足，减少了胶体内的气泡含量，提高了胶体紧密度。
Description
技术领域
本发明涉及LED照明模组生产技术领域，尤其是一种LED模压装置及其封装方法。
背景技术
随着半导体技术的发展，LED照明模组凭借着其照明亮度高、能耗低、寿命长的特点，快速的发展。LED照明模组在生产的过程中，需要对其内部的LED灯珠进行封装，这一过程通常采用模压的方法进行。中国发明专利CN 104210064 B公开了一种LED 模压封胶装置及其封胶方法，能够很好的维持型腔中胶水的压力，避免封装胶热固化过程中的体积收缩，确保封胶成品胶体完整，增加模压成品的良率。但是，这种模压装置是通过保压结构保证胶体的完整性，所需压力较高，导致胶体中的气泡不易排出。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种LED模压装置及其封装方法，能够解决现有技术的不足，减少了胶体内的气泡含量，提高了胶体紧密度。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种LED模压装置，包括上模具和下模具，下模具顶部设置有型腔，所述下模具设置有注胶管，注胶管与型腔连通，注胶管上设置有加压泵和加热套管，型腔底部的两侧分别设置有一个第一顶块，第一顶块连接有第一油缸，两个第一顶块之间设置有底部固定块，底部固定块与第一顶块的接触面设置有第一密封条，第一顶块内设置有第一电加热部，底部固定块内设置有第二电加热部；上模具设置有回流管，回流管与型腔连通，上模具的两侧分别设置有顶部固定块，两个顶部固定块的之间设置有第二顶块，第二顶块连接有第二油缸，顶部固定块与第二顶块的接触面设置有第二密封条，顶部固定块内设置有第三电加热部，第二顶块内设置有第四电加热部。
作为优选，所述第一电加热部包括第一空腔，第一空腔内设置有加热体，空腔与加热体间隙配合，加热体内固定设置有若干个第一电加热丝，相临的第一电加热丝之间设置有第一隔热填充层，空腔顶部设置有导热体，加热体底部通过隔热垫和第一弹簧体连接至第一油缸，当第一油缸向上提升第一电加热部时，通过压缩第一弹簧体使加热体与导热体接触。
作为优选，所述第二电加热部内固定设置有若干个第二电加热丝，相邻的第二电加热丝之间设置有第二隔热填充层，第二电加热丝外侧设置有循环水管。
作为优选，所述第三电加热部包括若干个同轴设置的环形电加热丝，环形电加热丝依次竖向垂直排列，环形电加热丝的直径由上至下逐渐变大，每个环形电加热丝连接有独立的电源开关，环形电加热丝中心活动插接有导热棒，导热棒通过第三油缸带动上下移动。
作为优选，所述第四电加热部包括第二空腔，第二空腔内活动设置有若干个第三电加热丝，相邻的第三电加热丝之间设置有第三隔热填充层，第三电加热丝与第二电加热丝交错设置，第三电加热丝通过连杆与第三油缸连接。
一种上述的LED模压装置的封装方法，包括以下步骤：
A、将LED基板放入型腔，上模具和下模具合模密封；
B、开启加压泵（5），使胶水经注胶管（4）向型腔（3）内注入胶水，注入压力为2.8bar，当回流管（13）溢出胶水时，加热套管（6）、第一电加热部、第二电加热部、第三电加热部和第四电加热部开始加热；第一电加热部的加热温度为 85℃，第二电加热部的加热温度为85℃，第三电加热部的加热温度为105℃，第四电加热部的加热温度为105℃；
C、保持回流管的溢出速率为0.35g/s，随着胶水在型腔逐渐固化，当注入压力升高至4.1bar时，关闭加压泵，启动第一油缸和第二油缸，带动第一顶块和第二顶块向型腔内部移动；
D、第一顶块移动的距离为0.15mm，第二顶块移动的距离为0.12mm；第一电加热部的加热温度为95℃，第二电加热部的加热温度为120℃，第三电加热部的加热温度为130℃，第四电加热部的加热温度为125℃；
E、等待胶水彻底固化后，开模取出LED基板，对封装边缘进行打磨。
作为优选，所述加热套管的加热温度比第一电加热部、第二电加热部、第三电加热部和第四电加热部加热温度的加权平均值低10℃，第一电加热部、第二电加热部、第三电加热部和第四电加热部加热温度的加权率与其自身的加热功率成正比。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过设置循环注胶管路，摒弃了现有的保压封装的工艺，实现了胶水在循环中逐渐固化。本发明的封装工艺需求压力低，胶水循环效果好，胶水中的气泡在循环过程中会逐渐向外扩散排出。在封装的中后段，通过第一顶块和第二顶块的挤压定型，可以增强胶体在型腔内的填充完整度，并且可以提高胶体本身的固化强度。本发明根据胶水循环固化的特点，对加热部件进行了优化设计，底部的第一电加热部和第二电加热部相比顶部的第三电加热部和第四电加热部的加热功率低，可以避免底部提前固化的胶体受热过度，上下两组加热机构的配合可以优化整个型腔内的温度梯度分布的线性程度，从而提高胶水固化过程的均匀性。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的结构图。
图2是本发明一个具体实施方式中第一电加热部的结构图。
图3是本发明一个具体实施方式中第二电加热部的结构图。
图4是本发明一个具体实施方式中第三电加热部的结构图。
图5是本发明一个具体实施方式中第四电加热部的结构图。
图6是本发明一个具体实施方式中注胶管与型腔接口处的结构图。
图中：1、上模具；2、下模具；3、型腔；4、注胶管；5、加压泵；6、加热套管；7、第一顶块；8、第一油缸；9、底部固定块；10、第一密封条；11、第一电加热部；12、第二电加热部；13、回流管；14、顶部固定块；15、第二顶块；16、第二油缸；17、第二密封条；18、第三电加热部；19、第四电加热部；20、第一空腔；21、加热体；22、第一电加热丝；23、第一隔热填充层；24、导热体；25、隔热垫；26、第一弹簧体；27、第二电加热丝；28、第二隔热填充层；29、循环水管；30、环形电加热丝；31、导热棒；32、第三油缸；33、第二空腔；34、第三电加热丝；35、第三隔热填充层；36、连杆；37、斜面部；38、弹性导流片。
具体实施方式
本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。
参照图1-6，本发明一个具体实施方式包括上模具1和下模具2，下模具2顶部设置有型腔3，所述下模具2设置有注胶管4，注胶管4与型腔3连通，注胶管4上设置有加压泵5和加热套管6，型腔3底部的两侧分别设置有一个第一顶块7，第一顶块7连接有第一油缸8，两个第一顶块7之间设置有底部固定块9，底部固定块9与第一顶块7的接触面设置有第一密封条10，第一顶块7内设置有第一电加热部11，底部固定块9内设置有第二电加热部12；上模具1设置有回流管13，回流管13与型腔3连通，上模具1的两侧分别设置有顶部固定块14，两个顶部固定块14的之间设置有第二顶块15，第二顶块15连接有第二油缸16，顶部固定块14与第二顶块15的接触面设置有第二密封条17，顶部固定块14内设置有第三电加热部18，第二顶块15内设置有第四电加热部19。第一电加热部11包括第一空腔20，第一空腔20内设置有加热体21，第一空腔20与加热体21间隙配合，加热体21内固定设置有若干个第一电加热丝22，相临的第一电加热丝22之间设置有第一隔热填充层23，第一空腔20顶部设置有导热体24，加热体21底部通过隔热垫25和第一弹簧体26连接至第一油缸8，当第一油缸8向上提升第一电加热部11时，通过压缩第一弹簧体26使加热体21与导热体24接触。第二电加热部12内固定设置有若干个第二电加热丝27，相邻的第二电加热丝27之间设置有第二隔热填充层28，第二电加热丝27外侧设置有循环水管29。第三电加热部18包括若干个同轴设置的环形电加热丝30，环形电加热丝30依次竖向垂直排列，环形电加热丝30的直径由上至下逐渐变大，每个环形电加热丝30连接有独立的电源开关（图中未示出），环形电加热丝30中心活动插接有导热棒31，导热棒31通过第三油缸32带动上下移动。第四电加热部19包括第二空腔33，第二空腔33内活动设置有若干个第三电加热丝34，相邻的第三电加热丝34之间设置有第三隔热填充层35，第三电加热丝34与第二电加热丝27交错设置，第三电加热丝34通过连杆36与第三油缸32连接。第三电加热丝34与第二空腔33相互独立运动，包含第二空腔33的第四电加热部19通过第二油缸16带动，第三电加热丝34通过连杆36被第三油缸32带动。
另外，在注胶管4和型腔3的接口处，对称设置有两个向型腔3两侧倾斜的斜面部37，斜面部37上设置有若干个弹性导流片38，在未受力的情况下，弹性导流片38与斜面部37的夹角为20°。在第一顶块7和第二顶块15对胶体进行挤压时，弹性导流片38在胶体弹性形变的作用下产生与进料方向相反的逆向形变，从而有效减少由于挤压所带来的胶体受力不平衡性。
一种上述的LED模压装置的封装方法，包括以下步骤：
A、将LED基板放入型腔3，上模具1和下模具2合模密封；
B、开启加压泵（5），使胶水经注胶管（4）向型腔（3）内注入胶水，注入压力为2.8bar，当回流管（13）溢出胶水时，加热套管（6）、第一电加热部11、第二电加热部12、第三电加热部18和第四电加热部19开始加热；第一电加热部11的加热温度为 85℃，第二电加热部12的加热温度为85℃，第三电加热部18的加热温度为105℃，第四电加热部19的加热温度为105℃；
C、保持回流管13的溢出速率为0.35g/s，随着胶水在型腔3逐渐固化，当注入压力升高至4.1bar时，关闭加压泵5，启动第一油缸8和第二油缸16，带动第一顶块7和第二顶块15向型腔3内部移动；
D、第一顶块7移动的距离为0.15mm，第二顶块15移动的距离为0.12mm；第一电加热部11的加热温度为95℃，第二电加热部12的加热温度为120℃，第三电加热部18的加热温度为130℃，第四电加热部19的加热温度为125℃；
E、等待胶水彻底固化后，开模取出LED基板，对封装边缘进行打磨。
所述加热套管6的加热温度比第一电加热部11、第二电加热部12、第三电加热部18和第四电加热部19加热温度的加权平均值低10℃，第一电加热部11、第二电加热部12、第三电加热部18和第四电加热部19加热温度的加权率与其自身的加热功率成正比。
循环水管29内水流流速与第二电加热丝27和第三电加热丝34的距离成正比。
当第三电加热部18的加热温度发生波动时，在调整加热功率的同时，启动第三油缸32对导热棒31进行伸缩调整，以实现快速稳定加热温度的效果。当加热温度高于设定温度时，导热棒31向上移动，此时加热温度的变化速率为正，导热棒31的加速度方向与速度方向相同，加热温度的变化速率为负，导热棒31的加速度方向与速度方向相反；当加热温度低于设定温度时，导热棒31向下移动；此时加热温度的变化速率为正，导热棒31的加速度方向与速度方向相反，加热温度的变化速率为负，导热棒31的加速度方向与速度方向相同。根据第三电加热部18横向的温度变化，对每个环形电加热丝30独立的电源开关进行单独的控制。
现有技术中使用到的封装胶水主要由聚氨酯改性环氧树脂、甲基六氢苯二甲酸酐、乙烯基硅烷偶联剂、双酚A、有机硅类型消泡剂和二丁基二月桂酸锡组成。本发明为了更好的提高胶水在受压时的粘结一体性，采用了如下的配方（以下份数为重量份数）：
300份的聚氨酯改性环氧树脂、200份的甲基六氢苯二甲酸酐、15份的乙烯基硅烷偶联剂、40份的双酚A、3份的有机硅类型消泡剂、10份的二丁基二月桂酸锡、70份的油酸聚乙二醇酯、20份的2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷和35份的邻苯二甲酸二丁酯。2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷可以促进邻苯二甲酸二丁酯与甲基六氢苯二甲酸酐形成三维网状的交联结构，油酸聚乙二醇酯用来改善聚氨酯改性环氧树脂在交联结构中的分布均匀度。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种LED模压装置，包括上模具(1)和下模具(2)，下模具(2)顶部设置有型腔(3)，其特征在于：所述下模具(2)设置有注胶管(4)，注胶管(4)与型腔(3)连通，注胶管(4)上设置有加压泵(5)和加热套管(6)，型腔(3)底部的两侧分别设置有一个第一顶块(7)，第一顶块(7)连接有第一油缸(8)，两个第一顶块(7)之间设置有底部固定块(9)，底部固定块(9)与第一顶块(7)的接触面设置有第一密封条(10)，第一顶块(7)内设置有第一电加热部(11)，底部固定块(9)内设置有第二电加热部(12)；所述上模具(1)设置有回流管(13)，回流管(13)与型腔(3)连通，上模具(1)的两侧分别设置有顶部固定块(14)，两个顶部固定块(14)的之间设置有第二顶块(15)，第二顶块(15)连接有第二油缸(16)，顶部固定块(14)与第二顶块(15)的接触面设置有第二密封条(17)，顶部固定块(14)内设置有第三电加热部(18)，第二顶块(15)内设置有第四电加热部(19)。
2.根据权利要求1所述的LED模压装置，其特征在于：所述第一电加热部(11)包括第一空腔(20)，第一空腔(20)内设置有加热体(21)，第一空腔(20)与加热体(21)间隙配合，加热体(21)内固定设置有若干个第一电加热丝(22)，相邻的第一电加热丝(22)之间设置有第一隔热填充层(23)，第一空腔(20)顶部设置有导热体(24)，加热体(21)底部通过隔热垫(25)和第一弹簧体(26)连接至第一油缸(8)，当第一油缸(8)向上提升第一电加热部(11)时，通过压缩第一弹簧体(26)使加热体(21)与导热体(24)接触。
3.根据权利要求2所述的LED模压装置，其特征在于：所述第二电加热部(12)内固定设置有若干个第二电加热丝(27)，相邻的第二电加热丝(27)之间设置有第二隔热填充层(28)，第二电加热丝(27)外侧设置有循环水管(29)。
4.根据权利要求3所述的LED模压装置，其特征在于：所述第三电加热部(18)包括若干个同轴设置的环形电加热丝(30)，环形电加热丝(30)依次竖向垂直排列，环形电加热丝(30)的直径由上至下逐渐变大，每个环形电加热丝(30)连接有独立的电源开关，环形电加热丝(30)中心活动插接有导热棒(31)，导热棒(31)通过第三油缸(32)带动上下移动。
5.根据权利要求4所述的LED模压装置，其特征在于：所述第四电加热部(19)包括第二空腔(33)，第二空腔(33)内活动设置有若干个第三电加热丝(34)，相邻的第三电加热丝(34)之间设置有第三隔热填充层(35)，第三电加热丝(34)与第二电加热丝(27)交错设置，第三电加热丝(34)通过连杆(36)与第三油缸(32)连接。
6.一种权利要求1-5任意一项所述的LED模压装置的封装方法，其特征在于包括以下步骤：
A、将LED基板放入型腔(3)，上模具(1)和下模具(2)合模密封；
B、开启加压泵(5)，使胶水经注胶管(4)向型腔(3)内注入胶水，注入压力为2.8bar，当回流管(13)溢出胶水时，加热套管(6)、第一电加热部(11)、第二电加热部(12)、第三电加热部(18)和第四电加热部(19)开始加热；第一电加热部(11)的加热温度为85℃，第二电加热部(12)的加热温度为85℃，第三电加热部(18)的加热温度为105℃，第四电加热部(19)的加热温度为105℃；
C、保持回流管(13)的溢出速率为0.35g/s，随着胶水在型腔(3)逐渐固化，当注入压力升高至4.1bar时，关闭加压泵(5)，启动第一油缸(8)和第二油缸(16)，带动第一顶块(7)和第二顶块(15)向型腔(3)内部移动；
D、第一顶块(7)移动的距离为0.15mm，第二顶块(15)移动的距离为0.12mm；第一电加热部(11)的加热温度为95℃，第二电加热部(12)的加热温度为120℃，第三电加热部(18)的加热温度为130℃，第四电加热部(19)的加热温度为125℃；
E、等待胶水彻底固化后，开模取出LED基板，对封装边缘进行打磨。
7.根据权利要求6所述的LED模压装置的封装方法，其特征在于：所述加热套管(6)的加热温度比第一电加热部(11)、第二电加热部(12)、第三电加热部(18)和第四电加热部(19)加热温度的加权平均值低10℃，第一电加热部(11)、第二电加热部(12)、第三电加热部(18)和第四电加热部(19)加热温度的加权率与其自身的加热功率成正比。
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