本發(fā)明屬于LED封裝領域，更具體地，涉及一種基于流體潤濕曲面原理的遠離熒光粉膠涂覆方法及產(chǎn)品。

背景技術：

LED(Light Emitting Diode)是一種基于P-N結電致發(fā)光原理制成的半導體發(fā)光器件，具有電光轉(zhuǎn)換效率高、高顯色系數(shù)、使用壽命長、環(huán)保節(jié)能、體積小等優(yōu)點，被譽為21世紀綠色照明光源。由于LED獨特的優(yōu)越性，已經(jīng)開始在許多領域得到廣泛應用，被業(yè)界認為是未來照明技術的主要發(fā)展方向，具有巨大的市場潛力。

大功率白光LED通常是由藍色光與黃色光的兩波長光或者藍色光與綠色光以及紅色光的三波長光混合而成。由于兩波長光混合方式獲得白光LED的工藝簡單且成本低，得到了廣泛采用。在實際生產(chǎn)中，常常在藍色LED芯片上涂覆黃色YAG熒光粉或者黃色TAG熒光粉從而獲得白光LED產(chǎn)品。在LED封裝中熒光粉層形貌以及幾何尺寸極大影響了LED的出光效率、色溫、空間顏色均勻性等重要光學性能。

在LED實際封裝過程中，主要通過熒光粉膠涂覆來獲得理想的熒光粉層幾何形貌以及尺寸。傳統(tǒng)的熒光粉膠涂覆方式是自由點膠涂覆，涂覆過程中先通過點膠設備將配制好的一定濃度的熒光粉膠滴在固定在基板上的LED芯片上方及周圍，待其流動成型之后送入加熱固化設備進行加熱固化。在這個過程中，熒光粉膠的最終幾何形貌受到基板的結構及熒光粉膠在基板上的鋪展性能的影響，往往只能形成曲率比較小的球帽形熒光粉膠幾何 形貌，熒光粉膠涂覆體積過大會在基板的邊緣發(fā)生溢出從而造成封裝樣品報廢。此外，由于熒光粉的密度大于硅膠/環(huán)氧樹脂膠密度，熒光粉膠在涂覆完成后到送入加熱固化設備的過程中以及固化過程的基板預熱過程中會出現(xiàn)熒光粉沉淀現(xiàn)象，沉淀現(xiàn)象會導致熒光粉分布不均勻。較小的曲率形貌及熒光粉膠的沉淀會導致LED顏色均勻性和光學一致性較差，還會導致流明效率低。

為了彌補自由點膠涂覆的不足，國內(nèi)外進行了很多新型涂覆工藝的開發(fā)工作，并發(fā)展了熒光粉的保形涂覆和遠離涂覆方式，但是目前，實現(xiàn)保形涂覆和遠離涂覆的技術較為復雜且成本較高，且其實現(xiàn)熒光粉膠的形貌受特定結構的模具和工藝的限制，其實現(xiàn)的形貌無法自由控制。

因此，需要開發(fā)一種新型的熒光粉膠涂覆方法，其能簡單實現(xiàn)遠離熒光粉膠涂覆，并靈活控制熒光粉膠形貌。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種遠離熒光粉膠涂覆方法及產(chǎn)品，其目的在于，通過調(diào)整曲面透鏡的結構形狀以及熒光粉膠的涂覆體積，較容易的實現(xiàn)熒光粉膠遠離涂覆，并能靈活控制熒光粉膠形貌。由此解決目前遠離涂覆工藝復雜，且無法自由控制熒光粉膠形貌的技術問題。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種遠離熒光粉膠涂覆方法，其特征在于，其包括如下步驟：

S1：先將熒光粉膠涂覆在曲面透鏡的內(nèi)凹面上，接著將所述曲面透鏡內(nèi)凹面朝上靜置直到所述熒光粉膠形貌穩(wěn)定；

S2：將所述曲面透鏡內(nèi)凹面朝下置于固化設備中，直至涂覆在所述曲面透鏡內(nèi)凹面的所述熒光粉膠完成固化；

S3：將所述曲面透鏡加蓋至LED芯片上方，接著在LED芯片和所述曲 面透鏡之間的空隙處填充封裝膠，固化所述封裝膠，完成LED的封裝。

以上發(fā)明構思中，在現(xiàn)有的曲面透鏡的內(nèi)凹面上涂覆熒光粉膠，再將其固化，保證了熒光粉膠的外表面形狀和曲面透鏡內(nèi)凹面形狀相同，再將內(nèi)凹面固化的有熒光粉膠的曲面透鏡加蓋在LED芯片上方，再用封裝膠將固化的熒光粉膠與LED芯片膠粘為一體，完成封裝，在上述封裝中，熒光粉膠不直接和LED芯片接觸，是一種遠離熒光粉膠涂覆方法，以上方法操作簡單，對設備的依耐度低。

進一步的，所述曲面透鏡的內(nèi)凹面為半球面，且涂覆在曲面透鏡的內(nèi)凹面的熒光粉膠的體積與所述曲面透鏡的內(nèi)凹面表面積之比為所述半球面半徑的獲得均勻厚度的熒光粉膠。當熒光粉膠體積和曲面透鏡內(nèi)凹面表面積比值較小時，熒光粉膠形貌為遠離均勻厚度。

進一步的，所述曲面透鏡的內(nèi)凹面為半球面，且涂覆在曲面透鏡的內(nèi)凹面的熒光粉膠的體積與所述曲面透鏡的內(nèi)凹面表面積之比為所述半球面半徑的獲得非均勻厚度的熒光粉膠。當熒光粉膠體積和曲面透鏡內(nèi)凹面表面積比值較大時，熒光粉膠形貌為遠離非均勻厚度，具體的，熒光粉膠表現(xiàn)為中間厚兩側薄。

進一步的，所述曲面透鏡的材質(zhì)為硅膠、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或玻璃中的一種或者多種。

進一步的，所述熒光粉膠熒光粉包括YAG熒光粉、TAG熒光粉的一種或者多種，所述的熒光粉膠包含的膠黏劑包含硅膠、環(huán)氧樹脂或液態(tài)玻璃中的一種或多種。

進一步的，步驟S3中的所述封裝膠包括硅膠、環(huán)氧樹脂或液態(tài)玻璃中的一種或多種。封裝膠的材質(zhì)可與熒光粉膠包含的膠黏劑材質(zhì)一樣或者不一樣。

進一步的，所述熒光粉膠中包含的熒光粉的濃度為0.01克/毫升～5 克/毫升。

按照本發(fā)明的另一方面，還提供了一種如上所述方法封裝獲得的LED燈具。

進一步的，所述的LED燈具中包括LED芯片，LED芯片上涂覆有多層熒光粉膠，其中LED芯片上優(yōu)選涂覆有2層～10層熒光粉膠。

本發(fā)明中，熒光粉膠為混合有熒光粉的膠黏劑；熒光粉層為固化結束后獲得的固定成型的熒光粉膠層；熒光粉膠形貌(又稱熒光粉層形貌)為固化后獲得的固定成型的熒光粉膠層的三維立體形貌。

本發(fā)明中，曲面透鏡是現(xiàn)有的LED封裝領域的曲面透鏡，其內(nèi)凹面可以是半球狀、球帽狀、圓柱狀、矩形狀等等各種形狀，還可以是根據(jù)需要靈活定制的其他形狀。

總體而言，通過本發(fā)明所構思的以上技術方案能夠取得下列有益效果：

1、在曲面透鏡中涂覆熒光粉膠，待熒光粉膠固化后，再將曲面透鏡加蓋到LED芯片上，采用封裝膠粘結固化的熒光粉膠和LED芯片，完成涂覆，簡單地實現(xiàn)了遠離熒光粉膠涂覆。此外，可通改變曲面透鏡內(nèi)凹面的形狀來控制遠離涂覆熒光粉層形貌外表面的形貌。

2、可通過調(diào)整熒光粉膠的點涂體積來控制遠離涂覆熒光粉層內(nèi)表面的形貌，獲得均勻厚度的熒光粉膠或者是不均勻厚度的熒光粉膠，通過控制熒光粉膠厚度，可以提升LED顏色均勻性和封裝光色一致性。

3、熒光粉膠涂覆在曲面透鏡中進行，能有效避免傳統(tǒng)工藝中直接在芯片上進行熒光粉膠涂覆所造成的熒光粉膠溢出基板的問題，提高產(chǎn)品的成品率，此外將涂覆工藝和芯片封裝分離，可以使涂覆工藝和固晶工藝同步進行，提高生產(chǎn)效率。

4、涂覆和固化多次進行的方法使得可以進行多層涂覆，并在每層涂覆不同熒光粉濃度的熒光粉膠，層數(shù)范圍為2～10層，這樣的涂覆方式使得LED的出光效率更高，可以在一定程度上提高LED的發(fā)光效率。

5、在曲面透鏡中涂覆熒光粉膠，相比傳統(tǒng)直接在芯片上涂覆熒光粉膠工藝，其涂覆體積不受基板形狀限制，因此涂覆體積可調(diào)范圍很大，可以實現(xiàn)更大范圍的色溫調(diào)整，增加了封裝和工藝的靈活性。

6、本發(fā)明方法的操作簡單，成本低。

附圖說明

圖1本發(fā)明方法的流程示意圖；

圖2(a)、(b)、(c)為本發(fā)明實施例中半球狀曲面透鏡中采用不同熒光粉膠涂覆體積實現(xiàn)的熒光粉膠幾何形貌，(a)涂覆體積為5ul，(b)涂覆體積為10ul，(c)涂覆體積為15ul；

圖3(a)、(b)、(c)為本發(fā)明實施例中采用不同形狀的曲面透鏡實現(xiàn)的熒光粉膠形貌，(a)半球狀曲面透鏡，(b)球帽狀曲面透鏡，(c)圓柱狀曲面透鏡；

圖4(a)、(b)為本發(fā)明實施例中半球狀曲面透鏡實現(xiàn)的遠離均勻厚度和遠離非均勻厚度的多層熒光粉層形貌，(a)均勻厚度，(b)非均勻厚度。

在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構，其中：1001-LED芯片、1002-封裝膠、1003-曲面透鏡、1004-熒光粉膠、1005-封裝基板、1006-加熱固化設備、1007-點膠設備。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

圖1本發(fā)明方法的流程示意圖，從圖中可知，本發(fā)明方法主要包括如下步驟：

S1：先將熒光粉膠涂覆在曲面透鏡的內(nèi)凹面上，接著將所述曲面透鏡內(nèi)凹面朝上靜置直到所述熒光粉膠形貌穩(wěn)定；

S2：將所述曲面透鏡內(nèi)凹面朝下置于固化設備中，直至涂覆在所述曲面透鏡內(nèi)凹面的所述熒光粉膠完成固化；

S3：將所述曲面透鏡加蓋至LED芯片上方，接著在LED芯片和所述曲面透鏡之間的空隙處填充封裝膠，固化所述封裝膠，完成LED的封裝。

實施例1

本實施例中的遠離熒光粉膠涂覆方法包括如下步驟：

S1：先將熒光粉膠涂覆在曲面透鏡的內(nèi)凹面上，本實施例采用內(nèi)凹面半徑為2.5mm的半球狀曲面透鏡，該曲面透鏡的材料為聚甲基丙烯酸甲酯(簡稱PMMA)，通過點膠設備1007將熒光粉的濃度為2g/ml的熒光粉膠1004涂覆在曲面透鏡1003的內(nèi)凹表面上，接著將所述曲面透鏡內(nèi)凹面朝上靜置，熒光粉膠在流體潤濕能力的作用下將潤濕曲面透鏡的內(nèi)凹表面，從而形成凹形薄層熒光粉層形貌，直到熒光粉膠形貌穩(wěn)定，可進行下一個步驟。

本實施例中熒光粉膠中熒光粉為YAG熒光粉，熒光粉膠包含的膠黏劑為硅膠，涂覆的熒光粉膠體積為5ul。

S2：將所述曲面透鏡內(nèi)凹面朝下置于固化設備1006中加熱1小時使其固化；

S3：將所述曲面透鏡加蓋至LED芯片1001上方，LED芯片設置在封裝基板1005上，接著在LED芯片1001和所述曲面透鏡之間的空隙處填充封裝膠1002，固化所述封裝膠，完成LED的封裝。

實施例2

本實施例和實施例1唯一不同是，步驟S1中，涂覆的熒光粉膠體積為10ul。

實施例3

本實施例和實施例1唯一不同是，步驟S1中，涂覆的熒光粉膠體積為15ul。

圖2(a)、(b)、(c)為本發(fā)明實施例中半球狀曲面透鏡中采用不同熒光粉膠涂覆體積實現(xiàn)的熒光粉膠幾何形貌，(a)涂覆體積為5ul，(b)涂覆體積為10ul，(c)涂覆體積為15ul，圖2(a)、(b)以及(c)分別對應實施例1、實施例2以及實施例3獲得的熒光粉膠形貌。圖2(a)為涂覆體積為5ul時實現(xiàn)的均勻厚度遠離熒光粉層形貌，圖2(b)為涂覆體積為10ul時實現(xiàn)的接近均勻厚度遠離熒光層形貌，圖2(c)為涂覆體積為15ul時實現(xiàn)的非均勻厚度的遠離熒光層形貌。對比實施例1-3說明，通過改變熒光粉膠的涂覆量可實現(xiàn)不同形貌的遠離熒光粉層形貌。

實施例4

本實施例中的遠離熒光粉膠涂覆方法包括如下步驟：

S1：先將熒光粉膠涂覆在曲面透鏡的內(nèi)凹面上，本實施例采用內(nèi)凹面形狀為半球狀的曲面透鏡，該曲面透鏡的材料為玻璃，通過點膠設備1007將熒光粉的濃度為1g/ml的熒光粉膠1004涂覆在曲面透鏡的內(nèi)凹表面上，接著將所述曲面透鏡內(nèi)凹面朝上靜置，熒光粉膠在流體潤濕能力的作用下將潤濕曲面透鏡的內(nèi)凹表面，從而形成凹形薄層熒光粉層形貌，直到熒光粉膠形貌穩(wěn)定，可進行下一個步驟。

本實施例中熒光粉膠中熒光粉為TAG熒光粉，熒光粉膠包含的膠黏劑 為環(huán)氧樹脂，涂覆的熒光粉膠體積為3ul。

S2：將所述曲面透鏡內(nèi)凹面朝下置于固化設備1006中加熱1小時使其固化；

S3：將所述曲面透鏡加蓋至LED芯片1001上方，接著在LED芯片1001和所述曲面透鏡之間的空隙處填充封裝膠1002，固化所述封裝膠，完成LED的封裝。

實施例5

本實施例與實施例4唯一不同的是，步驟S1中采用的曲面透鏡的內(nèi)凹面形狀為球帽狀，球帽狀也可理解為球冠狀，以不穿過球心的截面垂直球體直徑截取球體，體積較小的一部分為球帽狀。

實施例6

本實施例與實施例4唯一不同的是，步驟S1中采用的曲面透鏡的內(nèi)凹面形狀為圓柱狀。

圖3(a)、(b)、(c)為本發(fā)明實施例中采用不同形狀的曲面透鏡實現(xiàn)的熒光粉膠形貌，(a)半球狀曲面透鏡，(b)球帽狀曲面透鏡，(c)圓柱狀曲面透鏡。圖3(a)、(b)、(c)分別對應實施例4-6獲得的熒光粉膠形貌，即，圖3(a)為采用半球狀曲面透鏡實現(xiàn)的遠離熒光粉層形貌，圖3(b)為采用球帽狀實現(xiàn)的遠離熒光層形貌，圖3(c)為采用、圓柱狀實現(xiàn)遠離熒光層形貌。以上對比例說明，通過靈活改變曲面透鏡的內(nèi)凹面形貌，可以靈活控制熒光粉膠形貌。

實施例7

本實施例中的遠離熒光粉膠涂覆方法包括如下步驟：

S1：先將熒光粉膠涂覆在曲面透鏡的內(nèi)凹面上，本實施例采用內(nèi)凹面形狀為半球狀的曲面透鏡，其內(nèi)凹面的半徑為2.5mm，該曲面透鏡的材料為硅膠，通過點膠設備1007將熒光粉的濃度為0.1g/ml的熒光粉膠1004涂覆在曲面透鏡的內(nèi)凹表面上，接著將所述曲面透鏡內(nèi)凹面朝上靜置五分鐘，熒光粉膠在流體潤濕能力的作用下將潤濕曲面透鏡的內(nèi)凹表面，從而形成凹形薄層熒光粉層形貌，直到熒光粉膠形貌穩(wěn)定，可進行下一個步驟。

本實施例中熒光粉膠中熒光粉為TAG熒光粉，熒光粉膠包含的膠黏劑為液態(tài)玻璃，涂覆的熒光粉膠體積每次為5ul。涂覆在曲面透鏡的內(nèi)凹面的熒光粉膠的體積與所述曲面透鏡的內(nèi)凹面表面積之比為所述內(nèi)凹面半徑的

S2：將所述曲面透鏡內(nèi)凹面朝下置于固化設備1006中加熱一小時使其固化；接著冷卻五分鐘，后進行第二次熒光粉膠的涂覆。再過五分鐘后待第二次涂覆的熒光粉膠穩(wěn)定成形，將所述透鏡置于加熱設備中加熱固化完成第二層熒光粉膠的涂覆。

S3：將所述曲面透鏡加蓋至LED芯片1001上方，接著在LED芯片1001和所述曲面透鏡之間的空隙處填充封裝膠1002，固化所述封裝膠，完成LED的封裝。

本實施例獲得的熒光粉膠具有兩層，且每層熒光粉膠的厚度均勻。

實施例8

本實施例中與實施例7唯一不同是涂覆的熒光粉膠體積每次為12ul，涂覆在曲面透鏡的內(nèi)凹面的熒光粉膠的體積與所述曲面透鏡的內(nèi)凹面表面積之比為所述內(nèi)凹面半徑的

本實施例獲得的熒光粉膠具有兩層，且每層熒光粉膠的厚度不均勻，中間較厚，兩側較薄，類似彎月形狀。

圖4(a)、(b)為本發(fā)明實施例中半球狀曲面透鏡實現(xiàn)的遠離均勻厚度和遠離非均勻厚度的多層熒光粉層形貌，(a)均勻厚度，(b)非均勻厚度。圖4(a)、(b)分別對應實施例7、實施例8獲得熒光粉膠形貌。即，圖4(a)為每次涂覆體積為5ul時實現(xiàn)的均勻厚度的遠離熒光粉層形貌，圖4(b)為涂覆體積為12ul時實現(xiàn)的非均勻厚度遠離熒光層形貌。

實施例9

本實施例中的遠離熒光粉膠涂覆方法包括如下步驟：

S1：先將熒光粉膠涂覆在曲面透鏡的內(nèi)凹面上，本實施例采用內(nèi)凹面形狀為半球狀的曲面透鏡，其內(nèi)凹面的半徑為2.5mm，該曲面透鏡的材料為硅膠，通過點膠設備1007將熒光粉的濃度為0.1g/ml的熒光粉膠1004涂覆在曲面透鏡的內(nèi)凹表面上，接著將所述曲面透鏡內(nèi)凹面朝上靜置五分鐘，熒光粉膠在流體潤濕能力的作用下將潤濕曲面透鏡的內(nèi)凹表面，從而形成凹形薄層熒光粉層形貌，直到熒光粉膠形貌穩(wěn)定，可進行下一個步驟。

本實施例中熒光粉膠中熒光粉為TAG熒光粉，熒光粉膠包含的膠黏劑為液態(tài)玻璃，涂覆的熒光粉膠體積為5ul。涂覆在曲面透鏡的內(nèi)凹面的熒光粉膠的體積與所述曲面透鏡的內(nèi)凹面表面積之比為所述內(nèi)凹面半徑的

S2：將所述曲面透鏡內(nèi)凹面朝下置于固化設備1006中加熱一小時使其固化。

S3：將所述曲面透鏡加蓋至LED芯片1001上方，接著在LED芯片1001和所述曲面透鏡之間的空隙處填充封裝膠1002，固化所述封裝膠，完成LED的封裝。

本實施例獲得均勻厚度的遠離熒光粉層形貌。

實施例10

本實施例與實施例9唯一不同的是，涂覆在曲面透鏡的內(nèi)凹面的熒光 粉膠的體積與所述曲面透鏡的內(nèi)凹面表面積之比為所述內(nèi)凹面半徑的

本實施例獲得均勻厚度的遠離熒光粉層形貌。

實施例11

本實施例與實施例9唯一不同的是，涂覆在曲面透鏡的內(nèi)凹面的熒光粉膠的體積與所述曲面透鏡的內(nèi)凹面表面積之比為所述內(nèi)凹面半徑的

本實施例獲得非均勻厚度的遠離熒光粉層形貌。

實施例12

本實施例與實施例9唯一不同的是，涂覆在曲面透鏡的內(nèi)凹面的熒光粉膠的體積與所述曲面透鏡的內(nèi)凹面表面積之比為所述內(nèi)凹面半徑的

本實施例獲得非均勻厚度的遠離熒光粉層形貌。

實施例13

本實施例與實施例9唯一不同的是，涂覆在曲面透鏡的內(nèi)凹面的熒光粉膠的體積與所述曲面透鏡的內(nèi)凹面表面積之比為所述內(nèi)凹面半徑的

本實施例獲得非均勻厚度的遠離熒光粉層形貌。

本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。