CN110718617A - 一种led荧光胶快速定型方法、led封装方法 - Google Patents

一种led荧光胶快速定型方法、led封装方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种LED荧光胶快速定型方法、LED封装方法,属于LED光源制造技术领域。本发明中将LED荧光胶液滴至LED基板的上表面,上表面悬空倒扣于下方,利用水滴表面张力原理形成水滴或水球,经过高温瞬间均匀固化成型,避免了荧光粉的沉淀,时间上仅需要10.4s~10.5s即可完成成型。本发明解决了现有方法中存在的LED荧光胶定型慢,在烤箱内受热不均,胶液水化、固化时间长,造成荧光粉沉淀、或者沉淀速度不一致的技术问题;也解决了产品胶体表面有微小凸凹不平的问题;还解决了现有方法中容易造成产品颜色不一致,产品良率不高的问题。

Description

一种LED荧光胶快速定型方法、LED封装方法
技术领域
本发明涉及一种LED荧光胶快速定型方法、LED封装方法,属于LED光源制造技术领域。
背景技术
大功率发光二极管(LED)具有电光转换效率高、使用寿命长、节能环保、体积小等特点,被视为取代传统照明光源的新型节能照明光源。随着相关技术的迅猛发展,LED已经应用到日常生活的各个方面,如景观照明、路灯、隧道灯、汽车照明、各种尺寸背光源等。
白光LED是照明中最为常用的LED光源,其发光原理为:LED芯片在电激发下发出蓝光,涂覆在芯片表面的荧光粉硅胶层吸收部分蓝光后发出黄光,并与透射的蓝光相互混合得到白光。荧光粉硅胶是通过点涂工艺布置在芯片表面的,在点覆的过程中,由于荧光粉具有大颗粒、高密度的特点,并且荧光粉一般使用浓度低,因此荧光粉极易沉淀,这造成荧光粉与胶液不能均匀混合成型,进而影响荧光粉颗粒被激发的效果;这使得最终的产品出现光斑不均匀,有光晕、光圈的现象,造成眩光;严重影响LED的光学性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种LED荧光胶快速定型方法,其能使荧光粉与胶液均匀混合成型,提高产品颜色一致性,提高产品良率。
本发明还提供了一种LED封装方法,该方法能够得到荧光粉与胶液均匀分布的荧光胶层。
为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:
一种LED荧光胶快速定型方法,包括如下步骤:
1)将LED荧光胶液滴至LED基板上,然后将LED基板悬空倒置;
2)将步骤1)中悬空倒置的LED基板于LED荧光胶液固化温度下保温定型,即可。
本发明中将LED荧光胶液滴至LED基板的上表面,上表面悬空倒扣于下方,利用水滴表面张力原理形成水滴或水球,经过固化温度高温瞬间均匀固化成型(固化温度下保温定型4-6s),避免了荧光粉的沉淀。
本发明中LED荧光胶液可采用本领域常规的LED荧光胶液,优选的,LED荧光胶液由LED荧光粉和硅胶组成,所述LED荧光粉的质量比为0.1%~20%。本发明中的硅胶为LED封装常规材料,为双组分LED硅胶;最佳固化温度约为150℃。随着LED硅胶技术的更新,如果硅胶最佳固化温度升高或降低,本发明可以把保温定型温度做对应调整,但定型方法不变。
优选的,步骤2)中将悬空倒置的LED基板于145-155℃保温定型4-6s,即可。更为优选的,步骤2)中将悬空倒置的LED基板依次于115-125℃保温2-3s、145-155℃保温定型4-6s和95-105℃保温2-3s,即可。
本发明所得到的成品LED光源明显具有半球面结构,并且半球表面光滑无凸凹,LED折射发光、出光集中均匀,发光角度均匀一致,适合批量性生产;荧光粉没有沉淀,胶体表面颜色较深,色温变化±10K,变化很微小,属于色温正常变化范围,批量性生产没有颜色差异,颜色一致性完全可控;时间上仅需要10.4s~ 10.5s时间完成成型。
具体的,所述LED荧光粉的中心粒径为15μm~30μm。具体的,所述LED荧光粉的密度为4.5g/cm3~6.5 g/cm3。所述LED荧光粉为大颗粒、高密度的荧光粉。
优选的,本发明中使用回流焊进行保温定型,回流焊机台为四温区温度设定,分别是:115-125℃、145-155℃、145-155℃和95-105℃。具体的,所述回流焊有效长度为2.2-2.6m,每个温区长度相同,链条速度为0.21-0.25m/s。本发明中增加了回流焊设备,能够使荧光胶液瞬间均匀固化成型,将LED荧光粉与硅胶在均匀混合的状态下快速定型;在荧光粉没有沉淀的情况下均匀固化定型,以达到防沉淀的效果。
一种LED封装方法,包括如下步骤:
1)将LED荧光胶液滴至LED基板上,然后将LED基板悬空倒置;
2)将步骤1)中悬空倒置的LED基板于LED荧光胶液固化温度下保温定型;
3)将步骤2)中定型后的LED基板进行烘烤,即可。
本发明中的LED基板在固化温度瞬间均匀保温定型后可进行常规的烘烤,进行封装,具体的,也可以采用以下烘烤方式:升温至145-155℃烘烤220-260min,降至室温即可。本发明中的烘烤温度为LED硅胶的固化温度,随着LED硅胶技术的更新,如果最佳固化温度升高或降低,本发明可以把烘烤温度做对应调整。
更为优选的,所述烘烤为以12-13℃/min的速率升温至145-155℃烘烤220-260min,降至室温即可。在烘烤时,从常温25℃升到150℃,需要10min即可。
本发明步骤1)中LED基板悬空倒置,可以通过常规的结构实现,也可以通过多层料盒实现,多层料盒六面透气挖空,没有遮挡,只有框架,支撑LED基板支架边沿。
本发明中的LED封装方法,产品良率达到100%;解决了现有方法中存在的LED荧光胶定型慢,在烤箱内受热不均,胶液水化、固化时间长,造成荧光粉沉淀、或者沉淀速度不一致的技术问题;也解决了产品胶体表面有微小凸凹不平的问题;还解决了现有方法中容易造成产品颜色不一致,产品良率不高的问题。
附图说明
图1为本发明实施例1中获得的LED光源检测结果图;
图2为对比例1中LED基板烘烤温度及时间程序图;
图3为对比例1中获得的LED光源检测结果图;
图4为对比例1中获得的另一LED光源检测结果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明。除特殊说明的之外,各实施例及试验例中所用的设备和试剂均可从商业途径得到。以下实施例及对比例中硅胶为型号为9072M,购自烟台德邦先进硅材料有限公司;荧光粉为型号为SDY558-18,购自烟台布莱特光电材料有限公司。
实施例1
本实施例的LED荧光胶快速定型方法,包括如下步骤:
1)配置LED荧光胶液:将LED荧光粉和硅胶混合,LED荧光粉的质量占比为10%,混匀抽真空脱泡得到LED荧光胶液;
2)将LED荧光胶液点涂至LED基板上,点完荧光胶液后荧光胶液在上表面;然后将上表面水平悬空倒扣于下方,形成水滴或水球;具体是在整片基板点涂完毕,胶液布满单个功能区域后,即刻倒置,使用机械手感应完成;
3)将水平悬空倒扣的LED基板立即放入回流焊轨道中,进入链条流水,瞬间均匀固化成型;回流焊台为四温区温度设定:120℃-150℃-150℃-100℃,链条速度为0.23m/s;回流焊有效长度为2.4m;四温区中每个温区为0.6m。
本实施例中LED基板水平悬空倒扣时,放置在多层料盒中,多层料盒六面透气挖空,没有遮挡,只有框架,支撑LED基板支架边沿。
本实施例的LED封装方法,包括:
4)将上述定型后的LED基板放进烤箱,正常烘烤;烘烤是以12.5℃/min的速率升温至150℃保温240min(升温在10min左右完成即可),降至室温,即可。
本实施例中获得的LED光源整板产品,快速成型方法得到的产品明显具有半球面结构,并且半球表面光滑无凸凹;利于LED折射发光、出光集中均匀,批量性生产,发光角度均匀一致(如图1所示,LED光源偏差角为0°);荧光粉没有沉淀,胶体表面颜色较深,色温变化±10K,变化很微小,属于色温正常变化范围,批量性生产没有颜色差异,颜色一致性完全可控;时间上需要10.4s~10.5s时间完成成型。
本实施例中一共制备10Kpcs LED光源产品,10Kpcs均为合格产品,产品良率达到100%。
实施例2
本实施例的LED荧光胶快速定型方法,包括如下步骤:
1)配置LED荧光胶液:将LED荧光粉和硅胶混合,LED荧光粉的质量占比为5.2%,混匀抽真空脱泡得到LED荧光胶液;
2)将LED荧光胶液点涂至LED基板上,点完荧光胶液后荧光胶液在上表面;然后将上表面水平悬空倒扣于下方,形成水滴或水球;
3)将水平悬空倒扣的LED基板放入回流焊轨道,瞬间均匀固化成型;回流焊台为四温区温度设定:125℃-155℃-155℃-105℃,链条速度为0.25m/s;回流焊有效长度为2.4m;四温区中每个温区为0.6m。
本实施例的LED封装方法,包括:
4)将上述定型后的LED基板放进烤箱,正常烘烤;烘烤是以12℃/min的速率升温至145℃保温260min,降至室温,即可。
实施例3
本实施例的LED荧光胶快速定型方法,包括如下步骤:
1)配置LED荧光胶液:将LED荧光粉和硅胶混合,LED荧光粉的质量占比为15.8%,混匀抽真空脱泡得到LED荧光胶液;
2)将LED荧光胶液点涂至LED基板上,点完荧光胶液后荧光胶液在上表面;然后将上表面水平悬空倒扣于下方,形成水滴或水球;
3)将水平悬空倒扣的LED基板放入回流焊轨道,瞬间均匀固化成型;回流焊台为四温区温度设定:115℃-145℃-145℃-95℃,链条速度为0.21m/s;回流焊有效长度为2.4m;四温区中每个温区为0.6m。
本实施例的LED封装方法,包括:
4)将上述定型后的LED基板放进烤箱,正常烘烤;烘烤是以13℃/min的速率升温至155℃保温220min,降至室温,即可。
对比例1
本对比例中LED封装方法,包括如下步骤:
1)配置LED荧光胶液:将LED荧光粉和硅胶混合,LED荧光粉的质量占比为10%,混匀抽真空脱泡得到LED荧光胶液;
2)将LED荧光胶液点涂至LED基板上,荧光胶液在上表面,上表面正放,放进烤箱烘烤;烘烤的温度、时间流程如图2所示,以5℃/min的速率从室温25℃升温至100℃,保温90min;然后开始升温,以约4℃/min的速率升温至150℃保温240min,降至室温即可。
本对比例中LED基板水平正方,放置在多层料盒中,多层料盒六面透气挖空,没有遮挡,只有框架,支撑LED基板支架边沿。
本对比例中获得的LED光源整板产品,近似微凸平面结构,并且表面有凸凹不平的现象,不利于LED折射发光、出光不集中不均匀,批量性生产,发光角度不能做到均匀一致(如图3、图4中所示,LED光源偏差角较大,分别为4°、1°);荧光粉沉淀,胶体表面颜色较浅,色温变化±300 K ~1000K,变化较大,造成批量性颜色差异,无法正常控制;时间上需要至少100分钟完成成型。
本对比例中一共制备10Kpcs LED光源产品,6.8Kpcs为合格产品,产品良率为68%。

Claims (10)

1.一种LED荧光胶快速定型方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)将LED荧光胶液滴至LED基板上,然后将LED基板悬空倒置;
2)将步骤1)中悬空倒置的LED基板于LED荧光胶液固化温度下保温定型,即可。
2.根据权利要求1所述的LED荧光胶快速定型方法,其特征在于,步骤1)中所述LED荧光胶液由LED荧光粉和硅胶组成,所述LED荧光粉的质量比为0.1%~20%。
3.根据权利要求2所述的LED荧光胶快速定型方法,其特征在于,步骤2)中将悬空倒置的LED基板于145-155℃保温定型4-6s,即可。
4.根据权利要求3所述的LED荧光胶快速定型方法,其特征在于,步骤2)中将悬空倒置的LED基板依次于115-125℃保温2-3s、145-155℃保温定型4-6s和95-105℃保温2-3s,即可。
5.根据权利要求2所述的LED荧光胶快速定型方法,其特征在于,所述LED荧光粉的中心粒径为15μm~30μm。
6.根据权利要求2所述的LED荧光胶快速定型方法,其特征在于,所述LED荧光粉的密度为4.5g/cm3~6.5 g/cm3
7.根据权利要求4所述的LED荧光胶快速定型方法,其特征在于,步骤2)中使用回流焊进行保温定型,回流焊机台为四温区温度设定,分别是:115-125℃、145-155℃、145-155℃和95-105℃。
8.根据权利要求7所述的LED荧光胶快速定型方法,其特征在于,所述回流焊有效长度为2.2-2.6m,每个温区长度相同,链条速度为0.21-0.25m/s。
9.一种LED封装方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)将LED荧光胶液滴至LED基板上,然后将LED基板悬空倒置;
2)将步骤1)中悬空倒置的LED基板于LED荧光胶液固化温度下保温定型;
3)将步骤2)中定型后的LED基板进行烘烤,即可。
10.根据权利要求9所述的LED封装方法,其特征在于,步骤3)中所述烘烤为升温至145-155℃烘烤220-260min,降至室温即可。
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