專利名稱：一種基于cob技術的led點熒光膠方法
技術領域：
本發明屬于LED封裝技術領域，具體涉及了一種基于COB技術的LED點熒光膠方法。
背景技術：
現在市場上的LED照明產品幾乎完全使用了傳統LED的封裝工藝，即先將LED芯 片1和支架3封裝成器件，然后焊接在PCB基板4上實現電路連接，最后將PCB基板用硅膠 和燈具5連接實現熱量的傳輸。對于LED封裝，尤其是大功率LED，散熱和取光成為兩大問 題，而尤以散熱問題最為嚴重。高的工作結溫將大大影響到整個燈具的光效、光色、壽命、光 衰。為了解決這個問題，我們提出了一種針對照明應用的基于COB技術的LED封裝方法。在 這種方法中我們革命性得跳過了器件，直接將LED芯片1封裝在PCB基板3上，通過跳過器 件這一層極大的減小了熱阻、簡化了工藝，節省了材料、提高了生產效率，降低了成本。但在將傳統LED封裝中的點熒光膠技術應用到COB封裝時，我們遇到了一些問題。 首先，由于傳統的點熒光膠的方式通常都是將熒光膠2填滿整個反光杯6，而由于COB技術 中，如果為了形成反光杯而對芯片固晶所在的PCB基板開槽，機械加工難度高，結構復雜， 將大大增加成本，因此我們采用直接將LED芯片固晶在未開槽的PCB基板上，因此沒有杯狀 的結構，從而無法直接移植傳統的點熒光膠方法。其次，由于傳統點熒光膠技術的局限，白 光器件在不同角度的色溫差別很大，很不均勻。雖然CREE的XLamp和Lumileds試圖通過 噴涂熒光粉和粘帖熒光膠薄膜的方法對其進行改善，但是效果并不好，如果以垂直于芯片 的方向為法向，對于色溫6000k的器件，XLamp Q5在0度和80的的色溫差超過2000k。在這種背景下，出現了一種在PCB基板上點熒光膠的方法，并被廣泛采用。它將大 量的熒光膠點在PCB基板上，芯片完全浸沒其中，熒光膠憑借表面張力聚集形成液滴。這種 方法解決了上述第一個問題，但是由于沒有邊緣的限制液滴的形狀完全取決于PCB基板表 面材料的性質以及它和熒光膠的作用，其形狀，位置難以控制，而這種方法更無法解決色溫 角度不均勻性的問題。為了同時解決上述兩個問題，我們提出了一種基于COB技術的LED 點熒光膠方法。它只與芯片本身的形狀和表面有關，而與固晶所在的支架或基板無關，因此 適用于任何支架和基板，而且不同角度色溫均勻性好，對于色溫6000k的器件，0度和80度 的色溫差可以小于500k。

發明內容
本發明是一種基于COB技術的LED點熒光膠方法，解決了傳統點熒光膠工藝不同 角度的色溫均勻性差、不能用于沒有反射杯的PCB基板等問題。本發明所述的基于COB技術的LED點熒光膠方法，其結構由LED芯片1、熒光膠2、 PCB基板4和金線7組成，其特征在于LED芯片1于PCB基板4上方固晶，熒光膠2涂覆于 LED芯片1上方，所述熒光膠2底部為平面，上部為凸透鏡狀，熒光膠2在LED芯片1邊緣厚 度接近零，在LED芯片1中央厚度最大；所述金線7 —端連接LED芯片1上表面電極，另一端連接PCB基板4上表面電極。本發明提出的基于COB技術的LED點熒光膠方法，具體步驟如下 (1)確定熒光膠點膠量
LED芯片1的大小和熒光膠2的點膠量確定了熒光膠2的形狀，而熒光膠2的形狀和 點膠后LED芯片1發出白光的色溫決定了不同角度白光色溫的均勻性。根據選擇LED芯片 1，在規定的色溫要求下，找出合適的熒光膠2點膠量，使得點膠后的LED芯片1具有較好的 不同出射角度的色溫均勻性。(2)確定熒光粉和硅膠
對于確定型號的LED芯片、熒光粉和硅膠，在確定熒光膠點膠量后，在規定色溫下，硅 膠和熒光粉的配比是確定的。因此根據選用的LED芯片1，要求的色溫，確定各種不同熒光 粉和硅膠組合的配比。并且對比在確定的配比下，各種熒光粉和硅膠組合的光效和顯色性， 根據成本、光效、顯色性綜合考慮，選出最佳的熒光粉、硅膠組合。將熒光粉和硅膠按照配比 調成熒光膠，然后抽出熒光膠中的氣泡，并裝入針筒中。(3)調試點膠機
在確定了熒光粉、硅膠的組合和配比后，即可知道熒光膠2的粘度。根據點膠量、粘度 來選擇最佳的壓強、時間、針頭直徑，從而得到最佳的點膠量的精度。用針筒式點膠機將熒 光膠點在LED芯片表面，通過熒光膠的表面張力和LED芯片邊界的限制，在LED芯片表面形 成一層凸透鏡狀的熒光膠。(4)自動或半自動點膠機的開模和對準
對于手動點膠，人對任何形狀的基板都可以做出相應的調整，但是對于半自動或全自 動的點膠機，必須根據基板形狀、大小的不同進行相應夾具的開模和位置的對準。
應用針對基于COB技術的LED封裝的點熒光膠結構對基于COB技術的LED路燈應 用模組點熒光膠。本發明需要LED熒光粉、硅膠和固晶完畢的LED芯片為材料，針筒式點膠機為設 備。直接用針筒式點膠機將熒光膠點在LED表面，通過熒光膠的表面張力和芯片邊界的限 制，在芯片表面形成一層凸透鏡狀的熒光膠。本發明中，直接將熒光膠點在芯片表面，因此熒光膠完全不接觸芯片固晶所在的 支架或基板，從而實現了在COB技術中無杯狀結構的PCB基板上點熒光膠，并且點膠后芯片 發光的效果不受支架或基板的形狀、結構的影響。本發明中，熒光膠滴在LED芯片上后，形成一層凸透鏡狀的熒光膠，其一面是平面 而另外一面是凸面，熒光膠層中間厚，四周薄。這種形狀可以增加芯片發出垂直其表面的藍 光經過熒光膠的距離，從而使點熒光膠后的芯片發出的白光在不同角度上的色溫差更小。本發明中，相比于傳統在杯狀結構中點膠，片上點熒光膠每片芯片需要點的熒光 膠量要少很多，極大的節省了熒光粉和硅膠的使用，降低了成本。同時也對點膠的精度控制 提出了要求，一般推薦使用半自動或全自動的針筒式點膠設備配合機械臂，這樣點膠速度 快、精度高，能夠提高產量和不同芯片點熒光膠后的色溫均勻性。在生產規模限制或產品要 求不高的情況下，也可以用熟練的工人和手動點膠機代替。綜上所述，本發明解決了在COB技術中無杯狀結構PCB基板上芯片的點熒光膠難 題，具有工藝簡單、節省材料、點熒光膠后不同角度色溫均勻性好等優點。


圖1是本發明點熒光膠的結構示意圖。圖2是COB技術的示意圖。圖3是傳統的點熒光膠方式的示意圖。圖4是CREE XLamp的點熒光膠方式的示意圖。圖5是Lumileds的點熒光膠方式的示意圖。圖6是一種在PCB基板上點熒光膠方式的示意圖。圖7是實施例1完成點熒光膠模組的示意圖。圖中標號1為LED芯片，2為熒光膠，3為支架，4為PCB基板，5為燈具，6為反光 杯，7為金線。
具體實施例方式下面通過實施例進一步說明本發明。實施例1 一種基于COB技術的LED點熒光膠方法，具體的實施的流程如下 1、熒光膠點膠量的確定
LED芯片1的大小和熒光膠2的點膠量確定了熒光膠2的形狀，而熒光膠2的形狀和 點膠后LED芯片1發出白光的色溫決定了不同角度白光色溫的均勻性。根據選擇LED芯片 1，在規定的色溫要求下，找出合適的熒光膠2點膠量，使得點膠后的LED芯片1具有最好的 不同出射角度的色溫均勻性。2、熒光粉和硅膠的確定
對于確定型號的LED芯片1、熒光粉和硅膠，在確定熒光膠點膠量后，在規定色溫下，硅 膠和熒光粉的配比是確定的。因此根據選用的LED芯片1，要求的色溫，確定各種不同熒光 粉和硅膠組合的配比。并且對比在確定的配比下，各種熒光粉和硅膠組合的光效和顯色性， 根據成本、光效、顯色性綜合考慮，選出最佳的熒光粉、硅膠組合。3、點膠機的調試
在確定了熒光粉、硅膠的組合和配比后，即可知道熒光膠2的粘度。根據點膠量、粘度 來選擇最佳的壓強、時間、針頭直徑，從而得到最佳的點膠量的精度。4、自動或半自動點膠機的開模和對準
對于手動點膠，人對任何形狀的基板都可以做出相應的調整，但是對于半自動或全自 動的點膠機，必須根據基板形狀、大小的不同進行相應夾具的開模和位置的對準。將上述方法應用針對基于COB技術的LED封裝的點熒光膠方法對基于COB技術的 LED路燈應用模組點熒光膠。選用武藏半自動點膠機、ImmX Imm的CREE EZ1000大功率LED芯片1、硅膠、黃色 熒光粉和固有7顆LED芯片的長條形鋁PCB基板4。首先將PCB基板放在帶有機械臂的工 作臺上進行垂直定位，并根據每個芯片的位置對機械臂進行編程，接著對于道路照明6000k 色溫的要求，通過反復試驗找出最佳點膠的量，可讓0度和80度的色溫差小于500k。然后 確定硅膠和熒光粉配比為，接著通過多次實驗找出能實現最佳點膠精度的點膠壓強、時間 和針頭直徑。裝上固晶完成的PCB基板4，只需一個按鈕即可自動為模組點膠。
權利要求
1. 一種基于COB技術的LED點熒光膠方法，其特征在于具體步驟如下(1)確定熒光膠點膠量根據選擇LED芯片(1)，在規定的色溫要求下，找出合適的熒光膠2點膠量，使得點膠后 的LED芯片(1)具有較好的不同出射角度的色溫均勻性；(2)確定熒光粉和硅膠根據選用的LED芯片(1)，要求的色溫，確定各種不同熒光粉和硅膠組合的配比，對比 在確定的配比下，各種熒光粉和硅膠組合的光效和顯色性，綜合考慮成本、光效及顯色性， 選出最佳的熒光粉、硅膠組合；將熒光粉和硅膠按照配比調成熒光膠，然后抽出熒光膠中的 氣泡，并裝入針筒中；(3)調試點膠機在確定了熒光粉、硅膠的組合和配比后，即可知道熒光膠(2)的粘度；根據點膠量、粘 度來選擇最佳的壓強、時間、針頭直徑，從而得到最佳的點膠量的精度；用針筒式點膠機將 熒光膠點在LED芯片表面，通過熒光膠的表面張力和LED芯片邊界的限制，在LED芯片表面 形成一層凸透鏡狀的熒光膠；(4)自動或半自動點膠機的開模和對準對于手動點膠，根據PCB基板做出相應的調整；對于半自動或全自動的點膠機，根據 PCB基板形狀、大小的不同進行相應夾具的開模和位置的對準。
全文摘要
本發明屬于LED封裝技術領域，具體涉及了一種基于COB技術的LED點熒光膠方法。本發明需要LED熒光粉、硅膠和固晶完畢的LED芯片為材料，針筒式點膠機為設備，首先將LED熒光粉和硅膠按照一定配比調成熒光膠，然后抽出熒光膠中的氣泡，并裝入針筒中。最后直接用針筒式點膠機將熒光膠點在LED表面，通過熒光膠的表面張力和芯片邊界的限制，在芯片表面形成一層凸透鏡狀的熒光膠。這種點膠方法簡單方便，只需要調節熒光粉的配比和點膠的量即可方便的調節色溫、顯色性；它不受封裝形式、PCB基板形狀、結構的限制，只取決于芯片形狀本身；它節省材料，相比于直接將反光杯填滿熒光膠的傳統方法，大大減少了熒光膠的用量，從而降低了成本；用這種方法封裝的模組發出的白光各個角度的色溫均勻性更好。
文檔編號H01L33/50GK102148299SQ201110028888
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月27日 優先權日2011年1月27日
發明者劉木清, 韓凱 申請人:復旦大學