專利名稱：一種預封裝型led照明燈及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種預封裝型LED照明燈及其制備方法，屬于固體照明領域。
背景技術：
LED(發光二極管)作為一種新型固體光源，因其具有體積小、反應速度快, 抗震性好、壽命長、尤其節能環保等優點而快速發展。近幾年已經被廣泛應用于 大屏幕顯示、交通信號燈、景觀照明、路燈照明等領域。
由于技術發展的原因，目前主流的LED制造方法是藍光芯片+黃色熒光粉， 其具體工藝為先將芯片固定在支架上，連接好電路；接著按一定比例稱取熒光 粉和粘結劑，將二者混勻后放入真空干燥器內排氣泡(至少需要30分鐘)，然后 將熒光粉與粘結劑的混合物涂敷到芯片上(也叫點膠)，然后加熱使其固化，接 著用一個透明塑料透鏡密封在上面，中間空隙內以粘結劑填充，再次加熱使粘結 劑固化，即可制成獨立的LED燈成品，最后根據需要，將一個或者多個獨立的 LED燈組合在一起，連接好電路，即形成所需的照明燈。
然而在上述LED封裝過程，存在著幾個關鍵性問題首先，在點膠時，熒 光粉的濃度難以自始至終的保持一致，由于熒光粉在粘結劑中是保持一定的顆粒 度的，而且熒光粉有一定的重量，其密度較粘結劑也大很多，因此雖然粘結劑較 為粘稠，熒光粉在其中仍然會慢慢沉淀，而排氣泡的時間較長，間接的促進了熒 光粉的沉淀，所以，在點膠的時候，開始點的膠中熒光粉濃度較大，越往后，濃 度則越低，由此導致了不同批次甚至是相同批次制造出的LED期間出光色度不 完全相同，最后工廠必須將制造出來的LED按照顏色誤差或者色溫等參數進行 分類；第二，是單個芯片上點膠的厚度難以做到一致，由于點膠機每次點出的膠 均近似球形，所以固化后的熒光粉涂層必然是中間厚，四周薄，最后封裝出LED 的光色度從中間和四周看必然不一致，中間偏黃'四周偏藍；第三，熒光粉因為 受熱而引起的發光衰減問題'由于現行LED封裝工藝都是直接將熒光粉和粘結 劑的混合物點膠到芯片上，而芯片在工作時'會散發出大量的熱，使芯片周圍的 溫度迅速升高，結果熒光粉的發光效率由于受熱而不斷下降'最終直接影響到 LED的壽命。
在大功率LED迅速發展的今天，芯片面積越來越大，以上三個問題也會越 來越突出。
發明內容
本發明的目的在于為了改進現有的LED照明燈壽命短等不足而提供一種預 封裝型LED照明燈，本發明的另一 目的是提供上述照明燈的制造方法。
本發明的技術方案為 一種預封裝型LED照明燈，由獨立LED燈8、熒光 粉與粘結劑的預制薄膜層7、燈罩9和透光鏡6組成；至少有一個獨立LED燈 被固定在燈罩內，燈罩出光一面安裝有透光鏡，在透光鏡的內側粘貼有熒光粉與 粘結劑的預制薄膜層；其中獨立LED燈8不含熒光粉。
其中所述的固定在燈罩內的獨立LED燈的個數為l一200個。
其中所述的熒光粉與粘結劑預制薄膜層7的原料為熒光粉和粘結劑，熒光粉 與粘結劑質量比為l: 0.5 5,優選l: (L5 3);預制薄膜層(2)的厚度為O.lmm 一lmm，優選0.2 — 0.6mm。
優選所述的熒光粉為YAG:Ce3 + ，或是YAG:Ce3 +和至少為 Ba3MgSi208:Eu,Mn 、Ca(Mo,W)04:Eu,Sm 、(Sr,Ca)S:Eu 、Sr2Si5N8:Eu 、 (Ca,Sr)AlSiN3:Eu或(Na,Li)Eu(W,Mo)208中一種的混合物，其中混合物中YAG:Ce3 +的質量占混合物總質量的20%-100%。 所述的粘結劑為硅膠或者環氧樹脂。
所述的熒光粉與粘結劑預制的薄膜層的形狀、大小和透光鏡相同。 于所述的獨立LED燈8由支架4、芯片3、連接線5、粘結劑2和光學透鏡1組 成；其中獨立LED燈內沒有熒光粉層，至少有一個芯片被固定在支架上，連接 好芯片與支架間的電路，并以光學透鏡密封，在光學透鏡下空隙處填充粘結劑。 粘結劑同熒光粉與粘結劑預制薄膜層中的粘結劑相同。
所述獨立LED燈內芯片的數量為l一5個，優選1一2個。 本發明還提供了上述預封裝型LED照明燈的制備方法，其具體步驟為
A. 獨立LED燈的組裝將芯片固定在支架上，連接好芯片與支架間的電路，將 光學透鏡固定在支架上，在光學透鏡與芯片間的空隙處填充粘結劑，然后將這個 獨立LED放入真空干燥器內在100—20(TC下烘干l一5小時；
B. 熒光粉與粘結劑的預制薄膜的制備按比例分別稱取熒光粉和粘結劑，將它們 混合均勻，用絲網印刷法在高分子薄膜材料上涂敷成一層薄膜，然后放入真空干 燥器內在100—20(TC下烘干0.5 — 3小時，制好后按照生產要求切割成一定形狀 及大小的薄膜；
C. 預封裝型LED照明燈的組裝在透光鏡的一側均勻涂敷一層與預制薄膜使用 相同的粘結劑，將步驟B中制好的熒光粉與粘結劑的預制薄膜粘貼在透光鏡上， 然后將它們放入真空干燥器內在100—20(TC下烘干0.5 — 1小時'待用；將步驟
5A中封裝好的獨立LED燈固定在燈罩內，連接好這些獨立LED燈與燈罩之間的 電路，然后將前面制好的粘有熒光粉和粘結劑預制薄膜的透光鏡固定在燈罩上， 帶有薄膜的一側固定在內側，制得預封裝型LED照明燈。
本發明預封裝出獨立LED燈，這些獨立LED燈完全解決了采用點膠法封裝 出的LED燈相同批次或者不同批次之間出光一致性較差的問題，使所有生產出 的獨立LED燈各種光性能保持高度的一致性；最終生產出的LED照明燈各種光 性也就能保持高度的一致性；同時大大簡化了 LED封裝工藝，提高了生產效率 及產品的合格率。
有益效果
(1) 本封裝結構采用芯片預封裝的形式，先封裝出只有芯片而沒有熒光粉
的獨立LED燈，能夠保證獨立LED燈的各種性能高度一致性，省去了原來的點 膠工序及封裝后的分揀工序。
(2) 預制的熒光粉與粘結劑薄膜片，制備工藝簡單，薄膜片的厚度、大小 和熒光粉含量控制方便，進而保證制造出的LED照明燈的各種光學性能具有高 度的一致性。
(3) 將預制的熒光粉與粘結劑薄膜片粘貼在透光鏡的內側，使它們形成一 個整體，然后將透光鏡直接固定在燈罩上面，提高了制燈操作的方便性，同時提 高了生產效率。
(4) 由于熒光粉不和芯片直接接觸，而是保持一定的距離，由于芯片散熱 而引起的溫度升高對熒光粉發光衰減的影響將明顯減弱，這對延長熒光粉的壽命 乃至LED的壽命將有很大的幫助。
圖L本發明中預封裝的獨立LED燈剖面結構圖，其中1、光學透鏡；2、粘結劑； 3、芯片；4、支架；5、連接線。
圖2.采用本發明的LED照明燈結構示意圖，其中6、透光鏡；7、熒光粉與粘結 劑預制膜；8、獨立LED燈；9、燈罩。
具體實施例方式
實施例1.稱取2gYAG熒光粉、5g硅膠，將其混合均勻，采用絲網印刷法涂 敷成一層0.2mm厚的薄膜，放入真空干燥器在15(TC加熱固化30分鐘，取出薄 膜按照生產要求切割成一定大小的薄膜片'在透光鏡的一側涂敷少許硅膠，然后 將切割好的薄膜片粘貼在上面'放入真空干燥器內在15(TC加熱固化30分鐘，待用。將芯片固定在支架上，焊接好電路，然后加蓋透鏡，中間空隙處注入硅膠， 放入真空干燥器內在在150'C加熱固化1小時，然后將5個獨立LED燈固定在 燈罩內，連接好電路，最后將粘貼有熒光粉和硅膠薄膜片的透光鏡固定在燈罩上， 粘貼有薄膜片的一側固定在內側，這樣就制造出了預封裝型LED照明燈。
實施例2.稱取5gYAG熒光粉、10gLiEuW2O8熒光粉和20g環氧樹脂，將其 混合均勻，采用絲網印刷法涂敷成一層0.4mm厚的薄膜，放入真空干燥器在150 'C加熱固化60分鐘，取出薄膜按照生產要求切割成一定大小的薄膜片，在透光 鏡的一側涂敷少許環氧樹脂，然后將切割好的薄膜片粘貼在上面，放入真空干燥 器內在150'C加熱固化10分鐘，待用。將芯片固定在支架上，焊接好電路，然 后加蓋透鏡，中間空隙處注入硅膠，放入真空干燥器內在150'C加熱固化1小時， 然后將40個獨立LED固定在燈罩內，連接好電路，最后將粘貼有熒光粉和環氧 樹脂薄膜片的透鏡固定在燈罩上，粘貼有薄膜片的一側固定在內側，這樣就制造 出了預封裝型LED照明燈。
實施例3.稱取20gYAG熒光粉，10gSr2Si2Ns:E^+熒光粉，40g硅膠，將其混 合均勻，采用絲網印刷法涂敷成一層0.4mm厚的薄膜，放入真空干燥器在120 'C加熱固化120分鐘，取出薄膜按照生產要求切割成一定大小的薄膜片，在透光 鏡的一側涂敷少許硅膠，然后將切割好的薄膜片粘貼在上面，放入真空干燥器內 在15(TC加熱固化30分鐘，待用。將芯片固定在支架上，焊接好電路，然后加 蓋透鏡，中間空隙處注入硅膠，放入真空干燥器內在150。C加熱固化1小時，然 后將IOO個獨立LED固定在燈罩內，連接好電路，最后將粘貼有熒光粉和硅膠 薄膜片的透鏡固定在燈罩上，粘貼有薄膜片的一側固定在內側，這樣就制造出了 預封裝型LED照明燈。
實施例4.稱取10gYAG熒光粉，10g(Ca,Sr)AlSiN3:Eu熒光粉，30g硅膠，將 其混合均勻，采用絲網印刷法涂敷成一層0.8mm厚的薄膜，放入真空干燥器在 15(TC加熱固化120分鐘，取出薄膜按照生產要求切割成一定大小的薄膜片，在 透光鏡的一側涂敷少許硅膠，然后將切割好的薄膜片粘貼在上面'放入真空干燥 器內在150。C加熱固化30分鐘，待用。將芯片固定在支架上，焊接好電路，然 后加蓋透鏡，中間空隙處注入硅膠，放入真空干燥器內在150'C加熱固化1小時， 然后將200個獨立LED固定在燈罩內，連接好電路，最后將粘貼有熒光粉和硅 膠薄膜片的透鏡固定在燈罩上'粘貼有薄膜片的一側固定在內側，這樣就制造出 了預封裝型LED照明燈。
權利要求
1.一種預封裝型LED照明燈，由獨立LED燈(8)、熒光粉與粘結劑的預制薄膜層(7)、燈罩(9)和透光鏡(6)組成；至少有一個獨立LED燈被固定在燈罩內，燈罩出光一面安裝有透光鏡，在透光鏡的內側粘貼有熒光粉與粘結劑的預制薄膜層；其中獨立LED燈(8)不含熒光粉。
2、 根據權利要求l所述的照明燈，其特征在于所述的固定在燈罩內的獨立LED 燈的個數為l一200個。
3、 根據權利要求1所述的照明燈，其特征在于所述的熒光粉與粘結劑預制薄膜 層(7)的原料為熒光粉和粘結劑，熒光粉與粘結劑質量比為1: 0.5 5;預制薄膜 層(2)的厚度為O.lmm—lmm。
4、 根據權利要求3所述的照明燈，其特征在于所述的熒光粉為YAG:Ce3+，或是 YAG:Ce"和至少為Ba3MgSi208:Eu,Mn、 Ca(Mo,W)04:Eu,Sm、 (Sr,Ca)S:Eu、 Sr2Si5N8:Eu、 (Ca，Sr)AlSiN3:Eu或(Na,Li)Eu(W,Mo)20s中一種的混合物，其中混合 物中YAG:Ce^的質量占混合物總質量的20%-100%。
5、 根據權利要求1所述的照明燈，其特征在于所述的粘結劑為硅膠或者環氧樹 脂。
6、 根據權利要求1所述的照明燈，其特征在于所述的熒光粉與粘結劑預制的薄 膜層的形狀、大小和透光鏡相同。
7、 根據權利要求1所述的照明燈，其特征在于所述的獨立LED燈(8)由支架 (4)、芯片(3)、連接線(5)、粘結劑(2)和光學透鏡(1)組成；其中獨立LED燈內沒有熒光粉層，至少有一個芯片被固定在支架上，連接好芯片與支架 間的電路，并以光學透鏡密封，在光學透鏡下空隙處填充粘結劑。
8、 根據權利要求7所述的照明燈，其特征在于所述獨立LED燈內芯片的數量為 l一5個。
9、 一種預封裝型LED照明燈的制備方法，其具體步驟為A. 獨立LED燈的組裝將芯片固定在支架上，連接好芯片與支架間的電路， 將光學透鏡固定在支架上，在光學透鏡與芯片間的空隙處填充粘結劑，然后 將這個獨立LED放入真空干燥器內在100—200。C下烘干l一5小時；B. 熒光粉與粘結劑的預制薄膜的制備按比例分別稱取熒光粉和粘結劑，將它 們混合均勻，用絲網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內在100—20(TC下烘干0.5—3小時，制好后按照生產要求切割成一定形 狀及大小的薄膜；C.預封裝型LED照明燈的組裝在透光鏡的一側均勻涂敷一層與預制薄膜使用 相同的粘結劑，將步驟B中制好的熒光粉與粘結劑的預制薄膜粘貼在透光鏡 上，然后將它們放入真空干燥器內在100—200'C下烘干0.5 — 1小時，待用； 將步驟A中封裝好的獨立LED燈固定在燈罩內，連接好這些獨立LED燈與 燈罩之間的電路，然后將制好的粘有熒光粉和粘結劑預制薄膜的透光鏡固定 在燈罩上，帶有薄膜的一側固定在內側，制得預封裝型LED照明燈。
全文摘要
本發明提供了一種預封裝型LED照明燈，由獨立LED燈8、熒光粉與粘結劑的預制薄膜層7、燈罩9和透光鏡6組成；至少有一個獨立LED燈被固定在燈罩內，燈罩出光一面安裝有透光鏡，在透光鏡的內側粘貼有熒光粉與粘結劑的預制薄膜層；其中獨立LED燈8不含熒光粉。采用這種封裝結構制造出的LED照明燈，其各種出光性能將具有高度的一致性，及均勻性，同時簡化生產工藝，提高生產效率。該封裝結構可廣泛應用于各種LED照明燈的生產中。
文檔編號F21S2/00GK101526179SQ200910030918
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月20日 優先權日2009年4月20日
發明者琰 印, 張瑞西, 王海波, 曄 謝, 黃如喜 申請人:南京工業大學