一種led器件的制作方法

專利名稱：一種led器件的制作方法
技術領域：
本發明涉及LED產品生產方法技術領域，特別是指一種LED器件的制作方法。
背景技術：
眾所周知，傳統的白熾燈能耗較高，能源利用率非常低，大概只有不到十分之一的 能量變成了光能，其它都是熱能白白的被浪費掉了。所以人們一直在想辦法要用新的光源 來替代白熾燈。因此，節能燈就應運而生了。由于它相比而言便宜又好制作，所以就得到了 大量的應用，有逐步取代白熾燈的趨勢。節能燈是采用電子激發原理發光的，相對于白熾 燈，節能燈具有省電的優點。但節能燈存在的一個缺點就是節能燈中含有汞，汞在節能燈 管中是起中介作用的，沒有汞節能燈就不會發光。這樣以來就導致節能燈生產過程中和使 用廢棄后有汞污染，另外，節能燈仍是玻璃制品，易破碎，不好運輸，不好安裝。其次，其耗電 量還是較大。最后，節能燈容易損壞，壽命短。而目前節能照明用具的發展方向就是LED燈具。相對于上述照明燈具，LED燈具 有如下優點1、節能。白光LED的能耗僅為白熾燈的1/10，節能燈的1/4。2、使用壽命長。LED燈的壽命可達10萬小時以上，遠遠高于白熾燈和節能燈。3、可以頻繁啟動。傳統的節能燈、白熾燈如果頻繁的啟動或關斷，燈絲就會發黑， 很快的壞掉，而LED燈不會。4、固態封裝，所以它很方便運輸和安裝，可以被裝置在任何微型和封閉的設備中， 不怕振動。5、環保，沒有汞的有害物質。LED燈的組裝部件可以非常容易的拆裝，回收方便。基于上述特點，LED燈將會逐步取代其他照明燈具。但是，LED燈也存在一定的缺 陷由于LED芯片發光具有很強的方向性，其照亮的區域有限，而不像白熾燈、節能燈的光 源是發散的。所述將LED燈應用在日常照明中就需要解決這一問題。目前常見的解決方 式是在一個燈具的發光燈頭內安裝多顆LED，每顆LED對應不同的方向，如此形成發散的燈 光。這種方式的缺點顯而易見成本高，由于燈頭需要安裝多個LED，令組裝過程復雜。由 此可見，該解決方式僅僅為治標不治本，并沒有從源頭上解決LED全方位發光的問題。針對于此，于是有本發明人曾設計出一種全方位發光LED燈，如圖1所示，該全方 位發光LED燈包括支架01以及被封裝在支架01上的LED芯片02，該支架01具有一封裝 臺03，多數個LED芯片02以360度均勻分布于封裝臺03四周，并被封裝樹脂04封裝。該 全方位發光LED燈雖可實現360度側面發光，但是頂部無法發光。如圖2所示，這是該全方 位發光LED燈的發光效果，途中的陰影部分為光線照射的區域，由圖可以看出，該LED燈是 無法對頂面的圓錐區域進行照射，即在該LED燈的頂面會形成發光“盲區”。另外，與傳統光源一樣，半導體發光二極體(LED)在工作期間也會產生熱量，其 多少取決于整體的發光效率。在外加電能量作用下，電子和空穴的輻射復合發生電致發 光，在PN結附近輻射出來的光還需經過芯片本身的半導體介質和封裝介質才能抵達外界(空氣)。綜合電流注入效率、輻射發光量子效率、芯片外部光取出效率等，最終大概只有 30-40%的輸入電能轉化為光能，其余60-70%的能量主要以非輻射復合發生的點陣振動的 形式轉化熱能。特別是針對大功率LED芯片，其發熱量也是制約LED產品走向民用的一個 瓶頸。上述LED芯片02之間是以并聯的方式連接，即所有LED芯片02的兩個電極分別 與封裝臺03和探針05連接。假設每個LED芯片02的電阻為R1，整個LED燈的工作電壓 為V，整個LED燈的電阻R = R1/N(N為整個LED燈中包含的LED芯片02的個數)，則整個 LED燈的工作電流I = V/R。由此可見，當全部的LED芯片02并聯后，導致整個LED燈的電 阻降低，從而導致工作電流I較大，這樣就會進一步增加了 LED產生的熱量。

發明內容
本發明所要解決的技術問題就是為了克服目前LED燈產品中頂部難以發光的不 足，提出一種可實現四周360度及頂部同時發光的全方位發光的一種LED器件的制作方法， 同時，本發明還可對LED發光器件的發熱問題進行了改進，降低其發熱量。為解決上述技術問題，本發明采用了如下的技術方案其包括以下步驟一、制作 支架，所制作的支架包括主體和探針兩部分，該主體和探針分別作為電源的兩個電極；二、 將LED芯片固定在支架上，其中LED芯片呈空間360°和頂面分布；三、對LED芯片進行焊 線，將LED芯片與支架形成電路連接，焊線采用金線。四、點熒光粉，在LED芯片上點熒光 粉；五、對產品進行烘烤；六、封膠，采用模具成型方式在將支架上分布有LED芯片的半成品 通過封膠封裝起來；七、對產品進行檢測、篩選。上述技術方案中，所述支架包括主體以及與主體固定且相互絕緣的探針，其中主 體由封裝臺和螺紋段構成；探針包括針體和成型于針體一端的端部；其中封裝臺的四周 每個側面以及探針端部的頂面均分布有至少兩個串聯的LED芯片。所述探針的端部位于柱體的頂部，并且端部與柱體頂部之間設置有絕緣墊，供針 體插入的支架主體的通孔內填充有絕緣物，通過絕緣物和絕緣墊令主體與探針之間絕緣。所述的支架表面進行鍍銀處理。所述的LED芯片通過銀膠固定在支架表面，將通過銀膠固定LED芯片的支架放入 烤箱內進行烘烤，令LED芯片固定在支架的表面。所述的焊線工藝中包括以下步驟第一步，對支架進行加熱，溫度處于150-180攝氏度的恒溫；第二步，焊接支架封 裝臺四周LED芯片的金線，位于封裝臺四周每個側面分布有串聯的兩個LED芯片以及一個 二極管，通過金線將這三個元件連接起來；第三步，將串聯的兩個LED芯片以及一個二極管 焊接完成后，整個串聯的線路一電極引線焊接在封裝臺，另一電極引線焊接在探針的端部 上。第四步，用金線焊接探針頂部的LED芯片以及二極管，然后將串聯的LED芯片、二極管 的線路的一電極引線焊接在支架的主體上，另一電極引線焊接在探針的端部上。上述技術方案中，點熒光粉時，將熒光粉與硅膠混合后點在LED芯片上，該熒光粉 應在LED芯片的發光晶體上形成一個熒光堆，并且該熒光堆的高度應為發光晶體高度的 2-3 倍。所述的烘烤步驟中采用低溫入 低溫出，烘烤的溫度為120-180攝氏度，時間為20-40分鐘。封膠過程中，在封膠完成后進行消除應力的烘烤，烘烤溫度為150攝氏度，時間為 烘烤4個小時。本發明采用上述方法所制作的LED產品，其是在一個支架中封裝了多個LED芯片， 而這些芯片呈空間)360度，頂面同時分布，可實現全方位發光，克服目前產品全方位發光 LED器件中難以實現頂部發光的缺點。本發明生產的LED產品可以廣泛應用在各種照明燈 具中，相對目前的LED器具，其具有體積小，照明方位廣、安裝方便諸多優點。另外，本發明所生產的LED產品可降低整個LED發光器件的發熱量，從而提高產品 的使用壽命。


圖1是現有全方位發光LED燈的主視圖；圖2是現有全方位發光LED燈的發光效果圖；圖3是本發明所制作的LED發光器件的主視圖；圖4是本發明所制作的LED發光器件俯視圖；圖5是本發明所制作的LED發光器件剖視圖；圖6是本發明所制作LED發光器件中支架的立體圖；圖7是本發明所制作LED發光器件中探針的俯視圖；圖8是本發明所制作LED發光器件的發光效果圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明進行詳細說明。本實施例的制作方法如下一、制作支架1。見圖3-7，支架1作為整個LED器件的承載體，其包括主體11以及與主體11固 定且相互絕緣的探針12。該主體11由封裝臺10和螺紋段111構成，并且于主體11內成型 有貫通的通孔。該主體11封裝臺10的頂部延伸有凸起100。上述的封裝臺10包括凸臺101、位于凸臺101中心的柱體102。位于柱體102頂 部的一個角處延伸有上述凸起100。柱體102的橫截面為一個正多邊形。本實施例中柱體 102為正四面體，這樣就實現了水平方向的360度發光。當然，柱體102也可以是正三面體、 正五面體燈其他正多面體。探針12包括針體121和成型于針體121 —端的端部122，針體121自封裝臺10 頂部的開口插入，并由螺紋段111的開口伸出。于端部122上開設有與凸起100對應的缺 口 123，即凸起100位于缺口 123處。支架1中的主體11和探針12采用紫銅材料制作，首先采用冷壓工藝制作成毛坯。 然后在分別對主體11和探針12進行表民處理。最后將二者組裝起來，組裝時應保證二者 之間為相互絕緣，通常采用絕緣墊片和絕緣膠進行隔離。支架1的表面需要進行鍍銀處理，通常銀層的厚度在8-12um。二、固定 LED 芯片 2。
支架1上需要在多個表面固定LED芯片2，在安裝過程中需要確保支架1上每個安 裝平面均處于水平面。而對安裝平面的確定就需要通過制具完成。固定過程中，首先將支 架1固定在制具上。支架1上的安裝LED芯片2的平面包括封裝臺10的四周的側面以及 探針12端部的頂面。第一步需要通過制具確定確定封裝臺10的其中一個側面；第二步采用銀膠將LED芯片2焊接在該水平側面上，每個側面均分布有兩個LED 芯片2，每個側面上的LED芯片2以串聯的方式連接，并且在兩串聯的LED芯片2之間還串 聯有一個二極管20。采用該二極管20采用晶納二極管，其可保護LED芯片2不會被擊穿燈 保護功效。將每個側面的兩個LED芯片2串聯起來，這樣就增加了每個側面的發光體的電 阻，多個側面并聯后形成的總電阻就會增加，以實現工作電流減小，從而減少熱量。第三步，通過制具將支架1旋轉一定角度，將封裝臺10的其他側面旋轉到水平面 上，然后按照上述工藝固定LED芯片2，直至封裝臺10的每個側面均固定了 LED芯片2。如 圖3所示。第四步，安裝頂面上的LED芯片2。通過制具或者其他方式將支架1旋轉一定角 度，令其探針12的頂面處于水平面上，照上述工藝在該探針12的頂面固定兩個LED芯片2。 如圖4所示。第五步，將固定LED芯片2的支架放入烤箱內進行烘烤，烤箱內的溫度為100-180 攝氏度，時間為1-3小時。通過烘烤將銀膠的溶劑揮發，令LED芯片2固定在支架1的表面。 烘烤完成后，將支架1取出，并進行冷卻。三、焊線。將LED芯片2固定在支架上以后，需要對其進行焊線。焊線所采用的導線為金線， 其直徑約為1.2um。之所以采用金線是因為，金線具有良好的抗應力作用和良好的散熱效 果。焊線過程如下第一步，對支架1進行加熱。由于為了確保所焊接的金線質量，并且金線是焊接在 支架1上，所以對支架1進行加熱，令焊線過程中支架1處于一種高溫狀態，確保焊線的質 量。對支架1的加溫可采用加熱塊方式，確保支架1的溫度處于150-180攝氏度的恒溫。第二步，開始焊接金線。首先焊接支架1封裝臺10四周LED芯片2的金線。位于 封裝臺10四周每個側面分布有串聯的兩個LED芯片2以及一個二極管20，通過金線將這三 個元件連接起來。焊接過程中應確保金線不會接觸到支架1上，以免出現產品的短路。為 了確保這一點，金線在焊接過程中，其實際是處于一個隆起的造型。即金線的兩端直接焊接 砸LED芯片2或者二極管20的電極點上，而中間部分向上隆起，以確保金線不會與支架1 任何部分直接接觸。第三步，將串聯的兩個LED芯片2以及一個二極管20焊接完成后，整個串聯的線 路一電極引線21 (同樣采用金線)焊接在封裝臺10，另一電極引線22 (采用金線)焊接在 探針12的端部122上。第四步，焊接探針頂部的LED芯片2以及二極管20。采用同樣的工藝進行焊接。 最后將串聯的LED芯片2、二極管20的線路的一電極引線21焊接在凸起100上，另一電極 引線22焊接在探針12的端部122上。在上述金線焊接過程中，同樣需要確定工作面處于水平面上。與上述第二部分類似，可以通過制具確定每個工作面處于水平面上。四、點熒光粉。通常LED芯片所發出的光線并非白光，如果需要LED芯片產生白光，就必須在其表 面涂覆一層熒光粉，這樣LED芯片產生的有色光線與熒光粉的顏色混合，最后就可以呈現 白色的發光效果。在點熒光粉時，將熒光粉與硅膠混合后點在LED芯片2上。該熒光粉應在LED芯 片2的發光晶體上形成一個熒光堆，并且該熒光堆的高度應為發光晶體高度的2-3倍。這 樣才能形成良好的混合光線效果。如圖5所示。應當注意的時，將熒光粉與硅膠混合后的涂料應當在4個小時內用完，以免涂料 凝固，影響效果。五、烘烤。點完熒光粉后，需要將產品放入烤箱內烘烤，以消除材料的應力。烘烤時應當低溫 入、低溫出，烘烤的溫度為120-180攝氏度，時間為20-40分鐘。六、封膠。封膠所采用的原料為硅膠，其步驟如下第一步，將硅膠放入模具的型腔內，并對其進行抽真空處理。第二步，將支架插入模具的型腔內。第三步，進行烘烤。烘烤分兩步完成首先以65攝氏度的低溫烘烤約40分鐘，然 后以150攝氏度的高溫烘烤90分鐘，令硅膠固化。之所以采用兩步烘烤可令硅膠在固化過 程中不會產生氣孔，最后形成的封膠體透光性高。第四步，脫模。第五步，再次烘烤，這次烘烤的時間較長，通常為150攝氏度下烘烤4-6個小時，以 徹底消除產品中的應力。七、檢測、篩選。根據外觀判斷，將外觀不符合的產品篩選出來，然后對剩余的產品進行測試，根據 產品的檢測參數對產品進行分檔，最后封裝即可。本發明是所制作的發光器件在一個支架1中封裝了多個LED芯片2，而這些芯片 呈水平360度，頂面同時分布，如圖8所示。可實現全方位發光，克服目前產品全方位發光 LED器具中難以實現頂部發光的缺點。通過本發明制作的產品可以廣泛應用在各種照明燈 具中，相對目前的LED器件，其具有體積小，照明方位廣、安裝方便諸多優點。另外，本發明制作的產品，可降低整個LED發光器件的發熱量，從而提高產品的使 用壽命。當然，以上所述僅為本發明一個實例而已，并非來限制本發明實施范圍，凡依本發 明申請專利范圍所述構造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均應包括于本發明申請專 利范圍內。
權利要求
一種LED器件的制作方法，其包括以下步驟一、制作支架(1)，所制作的支架(1)包括主體(11)和探針(12)兩部分，該主體(11)和探針(12)分別作為電源的兩個電極；二、將LED芯片(2)固定在支架(1)上，其中LED芯片(2)呈空間360度和頂面分布；三、對LED芯片(2)進行焊線，將LED芯片(2)與支架(1)形成電路連接，焊線采用金線。四、點熒光粉，在LED芯片(2)上點熒光粉；五、對產品進行烘烤；六、封膠，采用模具成型方式在將支架(1)上分布有LED芯片的半成品通過封膠封裝起來；七、對產品進行檢測、篩選。
2.根據權利要求1所述的一種LED器件的制作方法，其特征在于所述支架(1)包括 主體(11)以及與主體(11)固定且相互絕緣的探針(12)，其中主體(11)由封裝臺(10)和 螺紋段(111)構成；探針(12)包括針體(121)和成型于針體(121) —端的端部(122)；其 中封裝臺(10)的四周每個側面以及探針(12)端部(122)的頂面均分布有至少兩個串聯的 LED 芯片(2)。
3.根據權利要求2所述的一種LED器件的制作方法，其特征在于所述探針(12)的端 部(122)位于柱體(102)的頂部，并且端部(122)與柱體(102)頂部之間設置有絕緣墊(4)， 供針體(121)插入的支架(1)主體(11)的通孔內填充有絕緣物，通過絕緣物和絕緣墊(4) 令主體(11)與探針(12)之間絕緣。
4.根據權利要求3所述的一種LED器件的制作方法，其特征在于所述的支架(1)表 面進行鍍銀處理。
5.根據權利要求3所述的一種LED器件的制作方法，其特征在于所述的LED芯片(2) 通過銀膠固定在支架(1)表面，將通過銀膠固定LED芯片(2)的支架(1)放入烤箱內進行 烘烤，令LED芯片⑵固定在支架(1)的表面。
6.根據權利要求3所述的一種LED器件的制作方法，其特征在于所述的焊線工藝中 包括以下步驟第一步，對支架(1)進行加熱，溫度處于150-180攝氏度的恒溫； 第二步，焊接支架⑴封裝臺(10)四周LED芯片⑵的金線，位于封裝臺(10)四周每 個側面分布有串聯的兩個LED芯片(2)以及一個二極管(20)，通過金線將這三個元件連接 起來；第三步，將串聯的兩個LED芯片(2)以及一個二極管(20)焊接完成后，整個串聯的線 路一電極引線(21)焊接在封裝臺(10)，另一電極引線(22)焊接在探針(12)的端部(122)上。第四步，用金線焊接探針頂部的LED芯片(2)以及二極管(20)，然后將串聯的LED芯片 (2)、二極管(20)的線路的一電極引線(21)焊接在支架⑴的主體(11)上，另一電極引線 (22)焊接在探針(12)的端部(122)上。
7.根據權利要求1所述的一種LED器件的制作方法，其特征在于點熒光粉時，將熒光 粉與硅膠混合后點在LED芯片(2)上，該熒光粉應在LED芯片(2)的發光晶體上形成一個熒光堆，并且該熒光堆的高度應為發光晶體高度的2-3倍。
8.根據權利要求1所述的一種LED器件的制作方法，其特征在于所述的烘烤步驟中 采用低溫入、低溫出，烘烤的溫度為120-180攝氏度，時間為20-40分鐘。
9.根據權利要求1所述的一種LED器件的制作方法，其特征在于封膠過程中，在封膠 完成后進行消除應力的烘烤，烘烤溫度為150攝氏度，時間為烘烤4個小時。
全文摘要
本發明涉及LED產品生產方法技術領域，特別是指一種LED器件的制作方法。其包括以下步驟一、制作支架，所制作的支架包括主體和探針兩部分，該主體和探針分別作為電源的兩個電極；二、將LED芯片固定在支架上，其中LED芯片呈空間360°和頂面分布；三、對LED芯片進行焊線，將LED芯片與支架形成電路連接，焊線采用金線。四、點熒光粉，在LED芯片上點熒光粉；五、對產品進行烘烤；六、封膠，采用模具成型方式在將支架上分布有LED芯片的半成品通過封膠封裝起來；七、對產品進行檢測、篩選。本發明所生產的LED產品可實現全方位發光，克服目前產品全方位發光LED器件中難以實現頂部發光的缺點。
文檔編號F21Y101/02GK101894765SQ201010187528
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月24日 優先權日2010年5月24日
發明者王進 申請人:王進