一種熒光粉膠涂覆方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于LED封裝領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于基板加熱的高效的熒光粉膠涂覆方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]LED (Light Emitting D1de)是一種基于P_N結(jié)電致發(fā)光原理制成的半導(dǎo)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(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，被業(yè)界認為是未來照明技術(shù)的主要發(fā)展方向，具有巨大的市場潛力。
[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(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(xué)性能。
[0004]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(shè)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(shè)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(jié)構(gòu)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幾何形貌。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(shè)備的過程中以及固化過程的基板預(yù)熱過程中會出現(xiàn)熒光粉沉淀現(xiàn)象，沉淀現(xiàn)象會導(dǎo)致熒光粉分布不均勻，降低流明效率，影響LED顏色均勻性和光學(xué)一致性。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(shù)較為復(fù)雜，并存在環(huán)保問題，且成本較尚O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種熒光粉膠的涂覆方法及其應(yīng)用，其目的在于預(yù)先加熱基板后進行熒光粉涂覆得到熒光粉分布均勻的大曲率的球帽形熒光粉膠幾何形貌以及分層多濃度熒光粉膠幾何形貌，從而保證LED的出光效率以及色溫、空間顏色均勻性，由此解決目前熒光粉涂覆方法帶來的熒光粉沉淀和工藝復(fù)雜等技術(shù)冋題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的第一個方面，提供了一種熒光粉膠涂覆方法，其特征在于，在熒光粉膠涂覆前對基板加熱，使所述基板的溫度達到熒光粉膠固化的溫度，該溫度范圍為100?250°C，然后涂覆熒光粉膠，使熒光粉膠的涂覆和固化同步完成，實現(xiàn)高效率地涂覆熒光粉膠。
[0007]進一步的，所述的熒光粉膠的膠材為硅膠，所述的溫度范圍為100°C?175°C。
[0008]進一步的，所述的熒光粉膠的膠材為硅膠，所述的溫度范圍為175°C?250°C。
[0009]進一步的，所述的熒光粉膠中的熒光粉包括YAG熒光粉、TAG熒光粉的一種或者多種，所述的熒光粉膠的膠材包括硅膠。
[0010]按照本發(fā)明的第二個方面，還提供了一種制備球帽狀熒光粉膠的方法，其特征在于，先加熱平面形基板至100?250°C，將熒光粉膠涂覆在該基板上，使熒光粉膠在5分鐘內(nèi)穩(wěn)定成型并發(fā)生固化，獲得曲率為50?100°的球帽狀熒光粉膠幾何形貌；或者
[0011]先加熱帶有凸臺或者反光杯的基板至100?250°C，將熒光粉膠涂覆在該基板上，使熒光粉膠在5分鐘內(nèi)穩(wěn)定成型并發(fā)生固化，獲得曲率為70?170°的球帽狀熒光粉膠幾何形貌。
[0012]進一步的，先加熱平面形基板至100?175°C，將熒光粉膠涂覆在該基板上，使熒光粉膠在5分鐘內(nèi)穩(wěn)定成型并發(fā)生固化，獲得曲率為50?75°的球帽狀熒光粉膠幾何形貌。
[0013]進一步的，先加熱平面形基板至175?250°C，將熒光粉膠涂覆在該基板上，使熒光粉膠在3分鐘內(nèi)穩(wěn)定成型并發(fā)生固化，獲得曲率為65?100°的球帽狀熒光粉膠幾何形貌。
[0014]進一步的，先加熱帶有凸臺或者反光杯的基板至100?175°C，將熒光粉膠涂覆在該基板上，使熒光粉膠在3分鐘內(nèi)穩(wěn)定成型并發(fā)生固化，獲得曲率為70?120°的球帽狀熒光粉膠幾何形貌。
[0015]進一步的，先加熱帶有凸臺或者反光杯的基板至175?250°C，將熒光粉膠涂覆在該基板上，使熒光粉膠在3分鐘內(nèi)穩(wěn)定成型并發(fā)生固化，獲得曲率為100?170°的球帽狀熒光粉膠幾何形貌。
[0016]進一步的，所述熒光粉膠中的膠材為硅膠，所述基板包括硅基板、銅基板、鋁基板或陶瓷基板。
[0017]按照本發(fā)明的第三個方面，還提供了一種制備多層熒光粉膠幾何形貌的方法，其特征在于，先將基板加熱至100?175°C并保持在該溫度范圍內(nèi)，接著進行第一層熒光粉膠的涂覆，涂覆同時進行固化，在第一層熒光粉膠穩(wěn)定成型后5分鐘內(nèi)進行第二層熒光粉膠的涂覆，涂覆同時進行固化，在第二層熒光粉膠穩(wěn)定成型后5分鐘內(nèi)進行第三層熒光粉膠的涂覆，涂覆同時進行固化，以此類推，制備獲得多層熒光粉膠幾何形貌。
[0018]進一步的，所述多層熒光粉膠的層數(shù)為2?10層。
[0019]經(jīng)過多次反復(fù)試驗發(fā)現(xiàn)，熒光粉膠的固化具有自己的特性，其在一定的溫度內(nèi)，粘度會減小且固化速度減慢，造成涂覆后即鋪展且長時間不固化，但是在一定溫度段內(nèi)，其穩(wěn)定成型并發(fā)生固化的速度較快。
[0020]多次反復(fù)的實驗證明，相比于單獨的硅膠，熒光粉膠的固化性能發(fā)生了改變，其在某一溫度段中如何發(fā)生鋪展、需要多久才能穩(wěn)定成型以及完全固化，前后會相互影響。鋪展的時間越長，會造成球帽狀熒光粉膠的曲率過小，完全不鋪展，會造成球帽狀熒光粉膠的曲率過大，無法完全覆蓋住芯片，仍然會發(fā)光不均勻。鋪展的過程還會受到基板材質(zhì)的影響，不同材質(zhì)在不同溫度下，熒光粉膠涂覆其上鋪展性能也會不同。反復(fù)的實驗證明，只有硅膠材質(zhì)的焚光粉膠在特定的溫度范圍內(nèi)，在特定材質(zhì)以及特定形狀的基板在，在一定的時間內(nèi)穩(wěn)定成型并固化。
[0021]總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案能夠取得下列有益效果:
[0022]1、先加熱基板使之溫度升高至能使熒光粉膠涂覆同時進行固化，一步操作達到兩種效果，同時完成了熒光粉膠的涂覆和固化，簡化了封裝工藝，提高了封裝效率，節(jié)省了時間成本。
[0023]2、涂覆和固化同步進行的方法避免了傳統(tǒng)方法中涂覆后因為等待一定時間才能固化造成的熒光粉沉淀現(xiàn)象，從而避免因熒光粉沉淀引起的流明效率和顏色均勻性降低現(xiàn)象，有利于提高LED的流明效率和顏色均勻性。
[0024]3、涂覆和固化同步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。
[0025]4、涂覆和固化同步進行的方法避免了傳統(tǒng)方法中涂覆后需要等待一定時間造成的熒光粉膠在基板上過分鋪展的現(xiàn)象，而熒光粉膠在基板上過分鋪展使得其只能制備出曲率比較小的球帽狀熒光粉膠形貌，本發(fā)明方法防止了熒光粉膠過度鋪展，可制備獲得大曲率球帽狀熒光粉膠形貌，球帽狀熒光粉膠的曲率可達到50°?170°，實現(xiàn)靈活控制熒光粉膠形貌。
[0026]總而言之，本發(fā)明方法的操作簡單，成本低，可很大程度抑制白光LED封裝中熒光粉的沉淀，改善LED產(chǎn)品空間顏色均勻性和光學(xué)一致性。
【附圖說明】
[0027]圖1為傳統(tǒng)涂