CN101526179A - 一种预封装型led照明灯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种预封装型LED照明灯，由独立LED灯8、荧光粉与粘结剂的预制薄膜层7、灯罩9和透光镜6组成；至少有一个独立LED灯被固定在灯罩内，灯罩出光一面安装有透光镜，在透光镜的内侧粘贴有荧光粉与粘结剂的预制薄膜层；其中独立LED灯8不含荧光粉。采用这种封装结构制造出的LED照明灯，其各种出光性能将具有高度的一致性，及均匀性，同时简化生产工艺，提高生产效率。该封装结构可广泛应用于各种LED照明灯的生产中。
Description
技术领域
本发明涉及一种预封装型LED照明灯及其制备方法，属于固体照明领域。
背景技术
LED(发光二极管)作为一种新型固体光源，因其具有体积小、反应速度快，抗震性好、寿命长、尤其节能环保等优点而快速发展。近几年已经被广泛应用于大屏幕显示、交通信号灯、景观照明、路灯照明等领域。
由于技术发展的原因，目前主流的LED制造方法是蓝光芯片+黄色荧光粉，其具体工艺为：先将芯片固定在支架上，连接好电路；接着按一定比例称取荧光粉和粘结剂，将二者混匀后放入真空干燥器内排气泡(至少需要30分钟)，然后将荧光粉与粘结剂的混合物涂敷到芯片上(也叫点胶)，然后加热使其固化，接着用一个透明塑料透镜密封在上面，中间空隙内以粘结剂填充，再次加热使粘结剂固化，即可制成独立的LED灯成品，最后根据需要，将一个或者多个独立的LED灯组合在一起，连接好电路，即形成所需的照明灯。
然而在上述LED封装过程，存在着几个关键性问题：首先，在点胶时，荧光粉的浓度难以自始至终的保持一致，由于荧光粉在粘结剂中是保持一定的颗粒度的，而且荧光粉有一定的重量，其密度较粘结剂也大很多，因此虽然粘结剂较为粘稠，荧光粉在其中仍然会慢慢沉淀，而排气泡的时间较长，间接的促进了荧光粉的沉淀，所以，在点胶的时候，开始点的胶中荧光粉浓度较大，越往后，浓度则越低，由此导致了不同批次甚至是相同批次制造出的LED期间出光色度不完全相同，最后工厂必须将制造出来的LED按照颜色误差或者色温等参数进行分类；第二，是单个芯片上点胶的厚度难以做到一致，由于点胶机每次点出的胶均近似球形，所以固化后的荧光粉涂层必然是中间厚，四周薄，最后封装出LED的光色度从中间和四周看必然不一致，中间偏黄，四周偏蓝；第三，荧光粉因为受热而引起的发光衰减问题，由于现行LED封装工艺都是直接将荧光粉和粘结剂的混合物点胶到芯片上，而芯片在工作时，会散发出大量的热，使芯片周围的温度迅速升高，结果荧光粉的发光效率由于受热而不断下降，最终直接影响到LED的寿命。
在大功率LED迅速发展的今天，芯片面积越来越大，以上三个问题也会越来越突出。
发明内容
本发明的目的在于为了改进现有的LED照明灯寿命短等不足而提供一种预封装型LED照明灯，本发明的另一目的是提供上述照明灯的制造方法。
本发明的技术方案为：一种预封装型LED照明灯，由独立LED灯8、荧光粉与粘结剂的预制薄膜层7、灯罩9和透光镜6组成；至少有一个独立LED灯被固定在灯罩内，灯罩出光一面安装有透光镜，在透光镜的内侧粘贴有荧光粉与粘结剂的预制薄膜层；其中独立LED灯8不含荧光粉。
其中所述的固定在灯罩内的独立LED灯的个数为1-200个。
其中所述的荧光粉与粘结剂预制薄膜层7的原料为荧光粉和粘结剂，荧光粉与粘结剂质量比为1∶0.5～5，优选1∶(1.5～3)；预制薄膜层(2)的厚度为0.1mm-1mm，优选0.2-0.6mm。
优选所述的荧光粉为YAG:Ce3+，或是YAG:Ce3+和至少为Ba3MgSi2O8:Eu，Mn、Ca(Mo，W)O4:Eu，Sm、(Sr，Ca)S:Eu、Sr2Si5N8:Eu、(Ca，Sr)AlSiN3:Eu或(Na，Li)Eu(W，Mo)2O8中一种的混合物，其中混合物中YAG:Ce3 +的质量占混合物总质量的20％-100％。
所述的粘结剂为硅胶或者环氧树脂。
所述的荧光粉与粘结剂预制的薄膜层的形状、大小和透光镜相同。于所述的独立LED灯8由支架4、芯片3、连接线5、粘结剂2和光学透镜1组成；其中独立LED灯内没有荧光粉层，至少有一个芯片被固定在支架上，连接好芯片与支架间的电路，并以光学透镜密封，在光学透镜下空隙处填充粘结剂。粘结剂同荧光粉与粘结剂预制薄膜层中的粘结剂相同。
所述独立LED灯内芯片的数量为1-5个，优选1-2个。
本发明还提供了上述预封装型LED照明灯的制备方法，其具体步骤为：
A.独立LED灯的组装：将芯片固定在支架上，连接好芯片与支架间的电路，将光学透镜固定在支架上，在光学透镜与芯片间的空隙处填充粘结剂，然后将这个独立LED放入真空干燥器内在100-200℃下烘干1-5小时；
B.荧光粉与粘结剂的预制薄膜的制备：按比例分别称取荧光粉和粘结剂，将它们混合均匀，用丝网印刷法在高分子薄膜材料上涂敷成一层薄膜，然后放入真空干燥器内在100-200℃下烘干0.5-3小时，制好后按照生产要求切割成一定形状及大小的薄膜；
C.预封装型LED照明灯的组装：在透光镜的一侧均匀涂敷一层与预制薄膜使用相同的粘结剂，将步骤B中制好的荧光粉与粘结剂的预制薄膜粘贴在透光镜上，然后将它们放入真空干燥器内在100-200℃下烘干0.5-1小时，待用；将步骤A中封装好的独立LED灯固定在灯罩内，连接好这些独立LED灯与灯罩之间的电路，然后将前面制好的粘有荧光粉和粘结剂预制薄膜的透光镜固定在灯罩上，带有薄膜的一侧固定在内侧，制得预封装型LED照明灯。
本发明预封装出独立LED灯，这些独立LED灯完全解决了采用点胶法封装出的LED灯相同批次或者不同批次之间出光一致性较差的问题，使所有生产出的独立LED灯各种光性能保持高度的一致性；最终生产出的LED照明灯各种光性也就能保持高度的一致性；同时大大简化了LED封装工艺，提高了生产效率及产品的合格率。
有益效果：
(1)本封装结构采用芯片预封装的形式，先封装出只有芯片而没有荧光粉的独立LED灯，能够保证独立LED灯的各种性能高度一致性，省去了原来的点胶工序及封装后的分拣工序。
(2)预制的荧光粉与粘结剂薄膜片，制备工艺简单，薄膜片的厚度、大小和荧光粉含量控制方便，进而保证制造出的LED照明灯的各种光学性能具有高度的一致性。
(3)将预制的荧光粉与粘结剂薄膜片粘贴在透光镜的内侧，使它们形成一个整体，然后将透光镜直接固定在灯罩上面，提高了制灯操作的方便性，同时提高了生产效率。
(4)由于荧光粉不和芯片直接接触，而是保持一定的距离，由于芯片散热而引起的温度升高对荧光粉发光衰减的影响将明显减弱，这对延长荧光粉的寿命乃至LED的寿命将有很大的帮助。
附图说明
图1.本发明中预封装的独立LED灯剖面结构图，其中1、光学透镜；2、粘结剂；3、芯片；4、支架；5、连接线。
图2.采用本发明的LED照明灯结构示意图，其中6、透光镜；7、荧光粉与粘结剂预制膜；8、独立LED灯；9、灯罩。
具体实施方式
实施例1.称取2gYAG荧光粉、5g硅胶，将其混合均匀，采用丝网印刷法涂敷成一层0.2mm厚的薄膜，放入真空干燥器在150℃加热固化30分钟，取出薄膜按照生产要求切割成一定大小的薄膜片，在透光镜的一侧涂敷少许硅胶，然后将切割好的薄膜片粘贴在上面，放入真空干燥器内在150℃加热固化30分钟，待用。将芯片固定在支架上，焊接好电路，然后加盖透镜，中间空隙处注入硅胶，放入真空干燥器内在在150℃加热固化1小时，然后将5个独立LED灯固定在灯罩内，连接好电路，最后将粘贴有荧光粉和硅胶薄膜片的透光镜固定在灯罩上，粘贴有薄膜片的一侧固定在内侧，这样就制造出了预封装型LED照明灯。
实施例2.称取5gYAG荧光粉、10gLiEuW2O8荧光粉和20g环氧树脂，将其混合均匀，采用丝网印刷法涂敷成一层0.4mm厚的薄膜，放入真空干燥器在150℃加热固化60分钟，取出薄膜按照生产要求切割成一定大小的薄膜片，在透光镜的一侧涂敷少许环氧树脂，然后将切割好的薄膜片粘贴在上面，放入真空干燥器内在150℃加热固化10分钟，待用。将芯片固定在支架上，焊接好电路，然后加盖透镜，中间空隙处注入硅胶，放入真空干燥器内在150℃加热固化1小时，然后将40个独立LED固定在灯罩内，连接好电路，最后将粘贴有荧光粉和环氧树脂薄膜片的透镜固定在灯罩上，粘贴有薄膜片的一侧固定在内侧，这样就制造出了预封装型LED照明灯。
实施例3.称取20gYAG荧光粉，10gSr2Si2N8:Eu2+荧光粉，40g硅胶，将其混合均匀，采用丝网印刷法涂敷成一层0.4mm厚的薄膜，放入真空干燥器在120℃加热固化120分钟，取出薄膜按照生产要求切割成一定大小的薄膜片，在透光镜的一侧涂敷少许硅胶，然后将切割好的薄膜片粘贴在上面，放入真空干燥器内在150℃加热固化30分钟，待用。将芯片固定在支架上，焊接好电路，然后加盖透镜，中间空隙处注入硅胶，放入真空干燥器内在150℃加热固化1小时，然后将100个独立LED固定在灯罩内，连接好电路，最后将粘贴有荧光粉和硅胶薄膜片的透镜固定在灯罩上，粘贴有薄膜片的一侧固定在内侧，这样就制造出了预封装型LED照明灯。
实施例4.称取10gYAG荧光粉，10g(Ca，Sr)AlSiN3:Eu荧光粉，30g硅胶，将其混合均匀，采用丝网印刷法涂敷成一层0.8mm厚的薄膜，放入真空干燥器在150℃加热固化120分钟，取出薄膜按照生产要求切割成一定大小的薄膜片，在透光镜的一侧涂敷少许硅胶，然后将切割好的薄膜片粘贴在上面，放入真空干燥器内在150℃加热固化30分钟，待用。将芯片固定在支架上，焊接好电路，然后加盖透镜，中间空隙处注入硅胶，放入真空干燥器内在150℃加热固化1小时，然后将200个独立LED固定在灯罩内，连接好电路，最后将粘贴有荧光粉和硅胶薄膜片的透镜固定在灯罩上，粘贴有薄膜片的一侧固定在内侧，这样就制造出了预封装型LED照明灯。
Claims (9)
1.一种预封装型LED照明灯，由独立LED灯(8)、荧光粉与粘结剂的预制薄膜层(7)、灯罩(9)和透光镜(6)组成；至少有一个独立LED灯被固定在灯罩内，灯罩出光一面安装有透光镜，在透光镜的内侧粘贴有荧光粉与粘结剂的预制薄膜层；其中独立LED灯(8)不含荧光粉。
2、根据权利要求1所述的照明灯，其特征在于所述的固定在灯罩内的独立LED灯的个数为1-200个。
3、根据权利要求1所述的照明灯，其特征在于所述的荧光粉与粘结剂预制薄膜层(7)的原料为荧光粉和粘结剂，荧光粉与粘结剂质量比为1∶0.5～5；预制薄膜层(2)的厚度为0.1mm-1mm。
4、根据权利要求3所述的照明灯，其特征在于所述的荧光粉为YAG:Ce3+，或是YAG:Ce3+和至少为Ba3MgSi2O8:Eu，Mn、Ca(Mo，W)O4:Eu，Sm、(Sr，Ca)S:Eu、Sr2Si5N8:Eu、(Ca，Sr)AlSiN3:Eu或(Na，Li)Eu(W，Mo)2O8中一种的混合物，其中混合物中YAG:Ce3+的质量占混合物总质量的20％-100％。
5、根据权利要求1所述的照明灯，其特征在于所述的粘结剂为硅胶或者环氧树脂。
6、根据权利要求1所述的照明灯，其特征在于所述的荧光粉与粘结剂预制的薄膜层的形状、大小和透光镜相同。
7、根据权利要求1所述的照明灯，其特征在于所述的独立LED灯(8)由支架(4)、芯片(3)、连接线(5)、粘结剂(2)和光学透镜(1)组成；其中独立LED灯内没有荧光粉层，至少有一个芯片被固定在支架上，连接好芯片与支架间的电路，并以光学透镜密封，在光学透镜下空隙处填充粘结剂。
8、根据权利要求7所述的照明灯，其特征在于所述独立LED灯内芯片的数量为1-5个。
9、一种预封装型LED照明灯的制备方法，其具体步骤为：
A.独立LED灯的组装：将芯片固定在支架上，连接好芯片与支架间的电路，将光学透镜固定在支架上，在光学透镜与芯片间的空隙处填充粘结剂，然后将这个独立LED放入真空干燥器内在100-200℃下烘干1-5小时；
B.荧光粉与粘结剂的预制薄膜的制备：按比例分别称取荧光粉和粘结剂，将它们混合均匀，用丝网印刷法在高分子薄膜材料上涂敷成膜，然后放入真空干燥器内在100-200℃下烘干0.5-3小时，制好后按照生产要求切割成一定形状及大小的薄膜；
C.预封装型LED照明灯的组装：在透光镜的一侧均匀涂敷一层与预制薄膜使用相同的粘结剂，将步骤B中制好的荧光粉与粘结剂的预制薄膜粘贴在透光镜上，然后将它们放入真空干燥器内在100-200℃下烘干0.5-1小时，待用；将步骤A中封装好的独立LED灯固定在灯罩内，连接好这些独立LED灯与灯罩之间的电路，然后将制好的粘有荧光粉和粘结剂预制薄膜的透光镜固定在灯罩上，带有薄膜的一侧固定在内侧，制得预封装型LED照明灯。
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN102109127A (zh) * | 2009-12-23 | 2011-06-29 | 康佳集团股份有限公司 | Led路灯 |
| CN103165797A (zh) * | 2013-03-13 | 2013-06-19 | 上海大学 | 白光led薄膜封装用荧光粉预制薄膜及其制备方法 |
| CN103762282A (zh) * | 2011-12-31 | 2014-04-30 | 苏州晶品光电科技有限公司 | Led荧光薄膜的制造方法 |
| CN107740941A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-02-27 | 安徽省华腾农业科技有限公司 | 一种白光led灯的制备方法 |
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