一種用于熒光粉涂覆的裝置及其涂覆方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于LED封裝領域，更具體地，涉及一種用于熒光粉涂覆的裝置及其用于LED熒光粉膠涂覆的方法。
【背景技術】
[0002]LED(Light Emitting D1de)是一種基于P-N結電致發光原理制成的半導體發光器件，具有電光轉換效率高、使用壽命長、環保節能、體積小等優點，被譽為21世紀綠色照明光源。由于LED獨特的優越性，已經開始在許多領域得到廣泛應用，被業界認為是未來照明技術的主要發展方向，具有巨大的市場潛力。目前白光LED產品應用最為廣泛。
[0003]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產品。在LED封裝中熒光粉層形貌極大影響了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形貌。
[0004]目前，市場上的白光LED主要分為單芯片LED和陣列芯片(COB)LED,在LED封裝中最常用的熒光粉膠涂覆方式是通過點膠機將注射器中的熒光粉膠涂覆在LED芯片周圍，獲得的熒光粉膠形貌。由于熒光粉膠在基板和芯片上的潤濕角度非常小，因此，熒光粉膠點涂在平坦表面上常形成圓餅狀熒光粉膠形貌，圓餅狀的熒光粉膠形貌不僅光效低，而且空間顏色均勻性也較差。
[0005]為了提高LED的光學性能，目前工業廣泛采用的是帶凸臺結構的基板，封裝時將LED芯片貼裝在凸臺上，然后在凸臺上涂覆熒光粉膠，相比平坦基板，該基板結構在一定程度上能抑制熒光粉膠的鋪展，從而形成有一定曲率的球缺狀熒光粉膠形貌。但是，該基板結構對熒光粉膠流動的限制作用有限，很難實現半球狀熒光粉膠，而從光的傳播角度分析，半球形熒光粉膠形貌最有利于光從熒光粉膠層出射，從而取得較好的光效和空間顏色均勻性。因此，對于單芯片LED模塊，在完成熒光粉膠涂覆后，往往會加蓋半球形曲面透鏡以達到良好的光效。然而，(I)對于多芯片陣列LED模塊，由于其尺寸比較大，目前陣列芯片LED基板也沒有限制熒光粉膠過度鋪展的凸臺結構，因此其熒光粉膠形貌往往在為平面狀；(2)多芯片陣列LED也沒有調整出光的半球形曲面透鏡，這造成陣列LED的空間顏色均勻性和光效都不理想。
[0006]因此，需要開發一種方法或者裝置，其能有效解決多芯片陣列LED空間顏色均勻性問題以及光效不理想問題。
【發明內容】
[0007]針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種用于熒光粉涂覆的裝置及其涂覆方法，其目的在于，通過在基板上設置支撐塊，再在支撐塊上設置薄片狀的熒光粉膠涂覆板，通過限定支撐塊和熒光粉膠涂覆塊的尺寸，相應能使多芯片陣列LED模塊獲得球缺狀或者是半球狀的熒光粉膠形貌，最終使得陣列LED的空間顏色均勻性和光效均較為理雄
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[0008]為實現上述目的，本發明提供了一種用于熒光粉涂覆的裝置，其包括基板、設置在基板上的支撐塊以及設置在支撐塊上的熒光粉膠涂覆板，其中，
[0009]所述基板呈平板狀，支撐塊用于將熒光粉膠涂覆板支撐在所述基板上，所述支撐塊與所述熒光粉膠涂覆板相接觸的端部的總面積為Si，所述熒光粉膠涂覆板與所述支撐塊相接觸的面的總面積為S2，S1: S2 < 0.9，
[0010]所述熒光粉膠涂覆板與所述基板平行或者不平行，兩者相距的最小高度為0.1mm，
[0011]所述熒光粉膠涂覆板呈薄片狀，該薄片狀的厚度為0.0lmm?1mm，所述熒光粉膠涂覆板的涂膠面印刷有電路，該涂膠面上用于貼裝芯片以及涂覆熒光粉膠或者封裝膠。
[0012]以上發明構思中，通過在支撐塊上設置厚度為0.0lmm?Imm的薄片狀熒光粉膠涂覆板，薄片狀熒光粉膠涂覆板對可流動的熒光粉膠的表面起到限制作用，能防止其過度溢出導致形貌不理想。進一步的，通過限定SI與S2的面積比、熒光粉膠涂覆板與所述基板間距以及熒光粉膠涂覆板的厚度，能進一步抑制熒光粉膠的流動，獲得半球形或者球缺狀的熒光粉膠形貌，從而提高LED的光效及空間顏色均勻性。
[0013]優選的，所述S1:S2的范圍為0.5?0.85，所述熒光粉膠涂覆板與所述基板平行，兩者相距的高度為0.1mm?5mm，所述焚光粉膠涂覆板的厚度為0.0lmm?0.2mm。通過對結構尺寸的限定，能更好的獲得半球形的熒光粉膠形貌。
[0014]進一步的，所述支撐塊和所述熒光粉膠涂覆板在基板上呈陣列布置，相鄰的熒光粉膠涂覆板的邊緣間的相距距離為0.5mm?5mm。通過限定該距離，可防止相鄰的熒光粉膠涂覆板相互影響導致熒光粉膠的形貌不理想。
[0015]進一步的，所述熒光粉膠涂覆板涂膠面的形狀為圓形、矩形或者任意其他形狀。
[0016]進一步的，所述基板、所述支撐塊以及所述熒光粉膠涂覆板三者為材質相同的整體，或者
[0017]所述基板、所述支撐塊以及所述熒光粉膠涂覆板為材質不相同的獨立體粘結或者固定形成的組合結構。
[0018]進一步的，所述基板、所述支撐塊以及所述熒光粉膠涂覆板的材質為是銅板、鋁板、娃板和聚碳酸酯板的一種或者多種。
[0019]按照本發明的另一方面，提供了一種熒光粉涂覆方法，其特征在于，其包括如下步驟:
[0020]S1:制備如上所述的裝置，將芯片貼裝在熒光粉膠涂覆板的涂膠面上，連接好電路；
[0021 ] S2:向熒光粉膠涂覆板上點膠，熒光粉膠在所述裝置約束下，自然形成半球狀或者球缺狀熒光粉膠形貌；
[0022]S3:加熱以使熒光粉膠固化。
[0023]進一步的，還包括步驟S4，其為，
[0024]S4:向基板上加入導熱材料，使基板上呈陣列排布的支撐塊間均填充有導熱材料，以提高結構的散熱性能。
[0025]進一步的，熒光粉膠熒光粉包括YAG熒光粉、TAG熒光粉的一種或者多種，
[0026]所述的熒光粉膠包含的膠黏劑包括硅膠、環氧樹脂或液態玻璃中的一種或多種。
[0027]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。
[0028]本發明中，熒光粉膠為混合有熒光粉的膠黏劑；熒光粉膠形貌為涂覆熒光粉膠時熒光粉膠在所述熒光粉膠涂覆塊的涂膠面上固化成型的熒光粉層;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。
[0029]本發明中，熒光粉膠形貌中半球形即為球體剖成兩半后，一半球體的形狀，球缺狀是指球體削去掉一部分后，剩余部分的球體的形狀。
[0030]總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果:
[0031]1、本發明裝置僅僅包括基板、熒光粉膠涂覆塊和支撐塊，支撐塊將熒光粉膠涂覆塊支撐懸空在基板上，熒光粉膠涂覆塊呈薄片狀，在其上貼裝芯片并點膠后，由于SI小于S2，使得熒光粉膠涂覆塊對熒光粉膠表面具有一定的約束力，防止其過度流動變成圓餅狀，從而可以獲得球缺狀或者半球狀的熒光粉膠形貌，相應提高了空間顏色均勻性和光效，克服了多芯片陣列LED封裝時熒光粉膠形貌圓餅導致的光效和顏色問題。
[0032]2、本發明的裝置應用于單芯片LED封裝，可以實現半球形熒光粉膠形貌，在取光效率方面可以取代現有單芯片LED封裝結構中曲面透鏡的作用，從而節約成本。
[0033]3、本發明的裝置中支撐塊和熒光粉膠涂覆塊可進行陣列排布，應用于多芯片陣列LED封裝時，通過調整熒光粉膠涂覆塊邊緣間的間距，可防止熒光粉涂覆相互影響，自然形成半球狀或者球缺狀熒光粉膠形貌。
[0034]4、本發明的裝置結構簡單，設計巧妙，經濟適用，效果明顯，可大規模廣泛應用。
【附圖說明】
[0035]圖1為本發明實施例的熒光粉膠涂覆裝置結構示意圖；
[0036]圖2為應用本發明所提出的熒光粉膠涂覆裝置時，熒光粉涂覆的工藝流程的過程示意圖；
[0037]圖3中(a)、(b)、(C)為三種不同LED基板結構及其實現的熒光粉涂覆形貌的二維圖，(a)傳統不帶凸臺基板結構實現的圓餅狀熒光粉膠形貌，(b)傳統帶凸臺基板結構實現的球缺狀熒光粉膠形貌，(C)本發明裝置實現的半球狀熒光粉膠形貌；
[0038]圖4中(a)、(b)、(c)為三種不同多芯片陣列LED基板結構；(a)傳統平坦表面基板結構，(b)帶圓形熒光粉膠涂覆板和支撐塊基板，(C)帶矩形熒光粉膠涂覆板和支撐塊基板；
[0039]圖5(a)、(b)、(C)為三種不同多芯片陣列LED基板結構實現的熒光粉膠形貌的三維圖；(a)平面型熒光粉膠形貌，(b)半球形熒光粉膠形貌，(C)圓柱形熒光粉膠形貌。
[0040]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:
[0041]1001-LED芯片、1002-熒光粉膠涂覆板、1003-支撐塊、1004-基板、1005-熒光粉膠、1006-加熱板、1007-填充導熱材料、1008-凸臺、1009-圍堤。
【具體實施方式】
[0042]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發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明，并不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發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。
[0043]圖1為本發明實施例的裝置結構示意圖，其包括基板1004、設置在基板上的支撐塊1003以及設置在支撐塊1003上的熒光粉膠涂覆板1002。
[0044]其中，所述基板1004呈平板狀，與現有技術中的基板完全一樣。支撐塊1003用于將熒光粉膠涂覆板1002支撐在所述基板1004上，使熒光粉膠涂覆板1002懸空處于基板上方。
[0045]所述支撐塊1003與所述熒光粉膠涂覆板1002相接觸的端部的總面積為SI，所述熒光粉膠涂覆板1002與所述支撐塊1003相接觸的面的總面積為S2，S1:S2 <0.9，在本發明的一個實施例中，S1: S2范圍為0.5?0.85。
[0046]所述熒光粉膠涂覆板1002與所述基板1004平行或者不平行，兩者相距的最小高度為0.1mm。在本發明的又一個實施例中，所述熒光粉膠涂覆板1002與所述基板1004平行，兩者相距的高度為0.1mm?5mm。
[0047]所述熒光粉膠涂覆板1002呈薄片狀，該薄片狀的厚度為0.0lmm?1mm，所述熒光粉膠涂覆板1002的涂膠面印刷有電路，該涂膠面上用于貼裝芯片以及涂覆熒光粉膠或者封裝膠。在本發明的一個實施例中，所述熒光粉膠涂覆板1002的厚度為0.0Imm?0.2mm。
[0048]支撐塊1003和所述熒光粉膠涂覆板1002在基板上呈陣列布置，相鄰的熒光粉膠涂覆板1002的邊緣間的相距距離為0.5mm?5mm。通過限定該距離，可防止相