一種提高LED燈珠產出集中度的封裝方法與流程

2023-04-28 04:42:31 3

本發明屬於led燈珠加工技術領域，具體地說涉及一種提高led燈珠產出集中度的封裝方法。

背景技術：

近年來，隨著發光二極體(led)半導體照明事業在全球的興起，白光led作為新一代光源引起了人們極大的關注。與傳統光源相比，led具有顯色性高(色域高、顯色指數高)、亮度高、壽命長、節能環保(沒有熱輻射、耗電量低)、實時色彩可控、反應速度快(可在高頻操作)、耐衝擊震動等諸多優點，已廣泛應用於液晶顯示器的背光源、指示燈、普通照明等技術領域。

在整個led產業鏈中，led封裝是至關重要的一個環節，一般包括固晶、焊線、點膠、分光和包裝等工藝步驟，其中點膠工藝具體是指：首先將螢光粉與封裝膠水混合製備為螢光膠，然後將螢光膠注入led支架中，保護led支架內的晶片和鍵合線，螢光膠在led器件中除起到保護作用，更重要的是螢光膠中的螢光粉可在晶片的激發下發出可見光，螢光膠發出的光與晶片的激發光相互複合，從而實現不同光色、亮度的光發射，最終得到不同類型的發光器件。

在點膠過程中，每個led器件中注入的螢光膠中螢光粉的量以及螢光粉塗覆的均勻性，決定了這一批led器件的實際顏色和亮度產出。目前led封裝廠商在進行點膠工序時，通常首先將採購的螢光粉(一般為兩種或兩種以上)直接與封裝膠水進行混合，混合後點注於led支架中，但是由於螢光膠中的螢光粉往往不止一種，不同種類的螢光粉粒徑大小不一，而即便是同種螢光粉，不同批次生產出的粒徑分布也不均勻，螢光粉粒徑分布範圍大，顆粒大小不均。螢光粉粒徑不一致或者粒徑範圍較大，會導致螢光粉與封裝膠水難以混合均勻的問題，而螢光膠混合不均勻則會造成點膠時雖然注入每個led支架中的螢光膠水體積相同，但是其中的螢光粉量差異較大，同時螢光粉在led支架中分布不均勻，在批量生產時，這種差異會導致封裝後的led器件實際亮度、顏色均一性差，批量生產的產出集中度低。

技術實現要素：

為此，本發明所要解決的技術問題在於現有led封裝工藝中螢光膠中的螢光粉顆粒粒徑差異大，導致產品亮度、顏色均一性差的問題，從而提出一種將螢光粉按照粒徑不同進行分選的滾動型led螢光粉篩分裝置和螢光粉封裝方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：

本發明提供一種提高led燈珠產出集中度的封裝方法，首先採用滾動型led螢光粉篩分裝置篩分螢光粉，所述篩分裝置包括至少兩級滾動篩，每級所述滾動篩包括在水平方向平行分布的滾軸和驅動所述滾軸轉動的驅動機構，各級滾動篩在豎直方向順次設置且滾軸的軸向朝向一致，且沿由上至下的方向每一級滾動篩中滾軸的間距依次遞減。

作為優選，所述滾軸的轉速為10-600rpm/min。

作為優選，每級滾動篩中相鄰滾軸的間距為1-99μm。

作為優選，所述滾軸安裝於安裝框架中，所述滾軸在所述安裝框架中均勻平行分布；所述驅動機構為驅動電機。

作為優選，所述篩分裝置包括四級滾動篩，由上至下依次為第一級滾動篩、第二級滾動篩、第三級滾動篩和第四級滾動篩。

作為優選，所述第一級滾動篩中相鄰兩根滾軸的間距為60-99μm，所述第二級滾動篩中相鄰兩根滾軸的間距為40-50μm，所述第三級滾動篩中相鄰兩根滾軸的間距為20-30μm，所述第四級滾動篩中相鄰兩根滾軸的間距為5-10μm。

作為優選，所述提高led燈珠產出集中度的封裝方法包括如下步驟：

s1、取第一螢光粉置於處於篩分裝置頂層的滾動篩，啟動驅動機構，粒徑小於頂層滾動篩滾軸間隙距的螢光粉落入第二級滾動篩，收集粒徑大於頂層滾動篩的第一螢光粉；粒徑小於第二級滾動篩滾軸間距的螢光粉落入第三集滾動篩，收集粒徑大於第二級滾動篩的第一螢光粉，直至螢光粉落入處於底層的滾動篩；所述第一螢光粉粒徑為0.1-100μm，發射光波長為480-550nm；

s2、取第二螢光粉置於處於頂層的滾動篩，啟動驅動機構，粒徑小於頂層滾動篩滾軸間隙距的螢光粉落入第二級滾動篩，收集粒徑大於頂層滾動篩的第二螢光粉；粒徑小於第二級滾動篩滾軸間距的螢光粉落入第三集滾動篩，收集粒徑大於第二級滾動篩的第二螢光粉，直至螢光粉落入處於底層的滾動篩；所述第二螢光粉粒徑為0.2-110μm，發射光波長為570-680nm；

s3、將由同一級滾動篩篩分出的第一螢光粉與第二螢光粉混合，得到混合螢光粉，所述第一螢光粉與第二螢光粉的質量比為0.01-100：1。

作為優選，所述步驟s3後還包括如下步驟:s4、將所述混合螢光粉與封裝膠混合併攪拌均勻，製得螢光膠，所述混合螢光粉與螢光膠的質量比為0.01-0.78:1；

s5、將所述螢光膠滴入固定有led晶片的支架中，烘烤滴有螢光膠的支架至螢光膠固化，所述led晶片的發射光波長為230-480nm。

作為優選，所述步驟s4中，所述攪拌為脫泡攪拌，攪拌溫度為20-44℃，攪拌時真空度為0-2.2kpa，攪拌速度為300-1600rpm/min，攪拌時間為60-1500s。

作為優選，所述步驟s5中，所述烘烤的過程為：首先以1-10℃/min的升溫速率由室溫升溫至45-110℃，預烘烤0.5-6h，然後以1-10℃/min的升溫速率升溫至120-250℃，烘烤0.5-12h。

本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：

(1)本發明所述的提高led燈珠產出集中度的封裝方法中，首先採用滾動型led螢光粉篩分裝置篩分螢光粉，所述篩分裝置包括至少兩級滾動篩，每級所述滾動篩包括在水平方向平行分布的滾軸和驅動所述滾軸轉動的驅動機構，各級滾動篩在豎直方向順次設置且滾軸的軸向朝向一致，且沿由上至下的方向每一級滾動篩中滾軸的間距依次遞減。所述裝置工作時，將粒徑分布範圍較大的螢光粉置於頂層的滾動篩，粒徑小於頂層滾動篩滾軸間距的螢光粉落入處於其下方的第二級滾動篩，粒徑大於頂層滾動篩滾軸間距的螢光粉被回收至料箱，同理，如果滾動篩設置為多級，粒徑小於第二級滾動篩滾軸間距的螢光粉落入處於其下方的第三級滾動篩，粒徑大於第二級滾動篩滾軸間距的螢光粉被回收，不同粒徑範圍的螢光粉顆粒得以區分，裝置結構簡單，易於操作，可以根據顆粒粒徑大小對螢光粉進行自動篩分，比傳統的手工篩分自動化程度高，節省了人力成本，適於大批量工業化生產，篩分後的螢光粉粒徑一致性高，螢光粉易於與封裝膠混合均勻，降低了封裝工序中對封裝膠攪拌設備要求和操作難度。

(2)本發明所述的提高led燈珠產出集中度的封裝方法，將第一、第二螢光粉根據粒徑不同篩分回收後，將處於相同粒徑範圍內的第一、第二螢光粉進行混合，然後將混合螢光粉與封裝膠混合均勻製得封裝膠，並將封裝膠滴於固定有led晶片的支架後烘烤固化。通過對螢光粉進行篩分處理，使得螢光粉粒徑均一性高，與封裝膠混合後混合均勻度高，螢光粉在封裝膠中分布均勻，有效保證了每個led器件中的螢光粉量的一致性，從而使螢光粉塗覆均勻，封裝而得的器件亮度、顏色均一性優異，同時，還提升了led器件的產出集中度，可顯著降低不良率，提升經濟效益。

附圖說明

為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據本發明的具體實施例並結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中

圖1是本發明實施例1所述的滾動型led螢光粉篩分裝置的結構示意圖；

圖2為實施例2中未經篩分的第一螢光粉粒徑分布直方圖；

圖3為實施例3中篩分後的第一螢光粉粒徑分布直方圖；

圖4為實施例1中篩分後的第二螢光粉粒徑分布直方圖；

圖5為實施例1所得led燈珠的發射光譜；

圖6為實施例3所得led燈珠的發射光譜。

圖中附圖標記表示為：1-滾軸；2-安裝框架；3-第一級滾動篩；4-第二級滾動篩；5-第三級滾動篩；6-第四級滾動篩；7-一級收料箱；8-二級收料箱；9-三級收料箱；10-五級收料箱；11-四級收料箱。

本發明可以以多種不同的形式實施，不應該理解為限於在此闡述的實施例，相反，提供這些實施例，使得本公開是徹底和完整的，並將本發明的構思充分傳達給本領域技術人員，本發明將由權利要求來限定。在附圖中，為了清晰起見，會誇大各裝置的尺寸和相對尺寸。本發明說明書和權利要求書及附圖中的術語「第一」、「第二」等是用於區別類似的對象，而不必用於描述特定的順序或先後次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換。此外，術語「包括」、「具有」以及它們的任何變形，意圖在於覆蓋不排他的包含。

具體實施方式

實施例1

本實施例提供一種滾動型led螢光粉篩分裝置，如圖1所示，其包括至少兩級滾動篩，多級所述滾動篩在豎直方向依次層疊設置，每級所述滾動篩包括以一定間隔在水平方向平行分布的滾軸1和驅動所述滾軸1轉動的驅動機構，每級滾動篩中相鄰滾軸1的間距為1-99μm，滾軸1的軸向朝向一致，且沿由上至下的方向，每一級滾動篩中滾軸1的間距逐級遞減。所述驅動機構採用常規驅動電機，驅動電機驅動滾軸1旋轉，滾軸1滾動從而將粒徑小於滾軸1間距的螢光粉過濾至下一級滾動篩，所述滾軸轉動的轉速為10-600rpm/min，本實施例中，滾軸的轉速為10rpm/min。可根據待篩分螢光粉的粒徑分布範圍將滾動篩設置為兩級或者多級。

進一步地，還包括安裝框架2，所述滾軸1沿安裝框架2的長度方向均勻平行分布。

本實施例中，所述篩分裝置包括四級滾動篩，由上至下依次為第一級滾動篩3、第二級滾動篩4、第三級滾動篩5和第四級滾動篩6，所述第一級滾動篩3中相鄰兩根滾軸的間距為60-99μm，本實施例中為60μm，所述第二級滾動篩4中相鄰兩根滾軸的間距為40-50μm，本實施例中為40μm，所述第三級滾動篩5中相鄰兩根滾軸的間距為20-30μm，本實施例中為20μm，所述第四級滾動篩6中相鄰兩根滾軸的間距為5-10μm，本實施例中為5μm。

本實施例還提供一種提高led燈珠產出集中度的封裝方法，包括如下步驟：

s1、取第一螢光粉置於處於篩分裝置頂層的滾動篩即第一級滾動篩3，啟動驅動電機，粒徑小於第一級滾動篩3中滾軸間隙距的螢光粉落入第二級滾動篩4，將粒徑大於第一級滾動篩的第一螢光粉回收至一級收料箱7中；粒徑小於第二級滾動篩4滾軸間距的螢光粉落入第三級滾動篩5，將粒徑大於第二級滾動篩4滾軸間距的第一螢光粉回收至二級收料箱8中，粒徑小於第三級滾動篩5滾軸間距的螢光粉落入第四級滾動篩6，將粒徑大於第三級滾動篩5滾軸間距的第一螢光粉回收至三級收料箱9中，粒徑小於第四級滾動篩6滾軸間距的第一螢光粉回收至五級收料箱10中，粒徑大於第四級滾動篩6滾軸間距的第一螢光粉回收至四級收料箱11中；其中所述第一螢光粉粒徑為4-65μm，發射光波長為480nm，且為稀土元素摻雜的矽酸鹽、鋁酸鹽、硝酸鹽、氮化物、氟化物等無機螢光粉中的任一種藍光螢光粉。

s2、取第二螢光粉置於處於篩分裝置頂層的滾動篩即第一級滾動篩3，啟動驅動電機，粒徑小於第一級滾動篩3中滾軸間隙距的螢光粉落入第二級滾動篩4，將粒徑大於第一級滾動篩的第一螢光粉回收至一級收料箱7中；粒徑小於第二級滾動篩4滾軸間距的螢光粉落入第三級滾動篩5，將粒徑大於第二級滾動篩4滾軸間距的第一螢光粉回收至二級收料箱8中，粒徑小於第三級滾動篩5滾軸間距的螢光粉落入第四級滾動篩6，將粒徑大於第三級滾動篩5滾軸間距的第一螢光粉回收至三級收料箱9中，粒徑小於第四級滾動篩6滾軸間距的第一螢光粉回收至五級收料箱10中，粒徑大於第四級滾動篩6滾軸間距的第一螢光粉回收至四級收料箱11中；其中所述第二螢光粉粒徑為5-70μm，發射光波長為570nm，且為稀土元素摻雜的矽酸鹽、鋁酸鹽、硝酸鹽、氮化物、氟化物等無機螢光粉中的任一種黃光螢光粉，其粒徑分布如圖4所示。

s3、將由同一級滾動篩篩分出(由同一級收料箱回收)的第一螢光粉與第二螢光粉混合，得到混合螢光粉，所述第一螢光粉與第二螢光粉的質量比為0.01：1。

s4、將所述混合螢光粉與封裝膠混合併攪拌均勻，製得螢光膠，所述混合螢光粉與螢光膠的質量比為0.01:1，所述封裝膠為環氧類封裝膠、有機矽類封裝膠、聚氨酯封裝膠中的一種，粘度不小於850mpa·s；攪拌過程採用自動脫泡攪拌機，控制攪拌機內問題為20℃，真空度為0kpa，攪拌速度為300rpm/min，攪拌時間60s。

s5、將所述螢光膠滴入固定有led晶片的支架中，烘烤滴有螢光膠的支架至螢光膠固化，所述led晶片的發射光波長為230-480nm，本實施例中所述led晶片為發射波長230nm的紫外晶片，烘烤過程中，將滴有螢光膠的支架置於烘箱中，首先以1℃/min的升溫速率由室溫升溫至45℃，預烘烤6h，然後以1℃/min的升溫速率升溫至120℃，烘烤10h，即完成螢光粉的封裝，得到led器件，其發射光譜如圖5所示。

實施例2

本實施例提供一種滾動型led螢光粉篩分裝置，其結構與實施例1基本相同，不同之處在於所述滾動篩為三級，由上至下依次為第一級滾動篩、第二級滾動篩和第三級滾動篩，所述第一級滾動篩中相鄰兩根滾軸的間距為99μm，第二級滾動篩中相鄰兩根滾軸的間距為50μm，第三級滾動篩中相鄰兩根滾軸的間距為30μm。

本實施例還提供一種提高led燈珠產出集中度的封裝方法，包括如下步驟：

s1、取第一螢光粉置於處於篩分裝置頂層的滾動篩即第一級滾動篩3，啟動驅動電機，粒徑小於第一級滾動篩3中滾軸間隙距的螢光粉落入第二級滾動篩4，將粒徑大於第一級滾動篩的第一螢光粉回收至一級收料箱7中；粒徑小於第二級滾動篩4滾軸間距的螢光粉落入第三級滾動篩5，將粒徑大於第二級滾動篩4滾軸間距的第一螢光粉回收至二級收料箱8中，粒徑小於第三級滾動篩5滾軸間距的螢光粉落入第四級滾動篩6，將粒徑大於第三級滾動篩5滾軸間距的第一螢光粉回收至三級收料箱9中；其中所述第一螢光粉粒徑為20-100μm，發射光波長為550nm，且為稀土元素摻雜的矽酸鹽、鋁酸鹽、硝酸鹽、氮化物、氟化物等無機螢光粉中的任一種綠光螢光粉，所述第一螢光粉未經篩分時的粒徑分布如圖2所示。

s2、取第二螢光粉置於處於篩分裝置頂層的滾動篩即第一級滾動篩3，啟動驅動電機，粒徑小於第一級滾動篩3中滾軸間隙距的螢光粉落入第二級滾動篩4，將粒徑大於第一級滾動篩的第一螢光粉回收至一級收料箱7中；粒徑小於第二級滾動篩4滾軸間距的螢光粉落入第三級滾動篩5，將粒徑大於第二級滾動篩4滾軸間距的第一螢光粉回收至二級收料箱8中，粒徑小於第三級滾動篩5滾軸間距的螢光粉落入第四級滾動篩6，將粒徑大於第三級滾動篩5滾軸間距的第一螢光粉回收至三級收料箱9中；其中所述第二螢光粉粒徑為25-110μm，發射光波長為680nm，且為稀土元素摻雜的矽酸鹽、鋁酸鹽、硝酸鹽、氮化物、氟化物等無機螢光粉中的任一種紅光螢光粉，其篩分前粒徑分布如圖2所示。

s3、將由同一級滾動篩篩分出(由同一級收料箱回收)的第一螢光粉與第二螢光粉混合，得到混合螢光粉，所述第一螢光粉與第二螢光粉的質量比為100：1。

s4、將所述混合螢光粉與封裝膠混合併攪拌均勻，製得螢光膠，所述混合螢光粉與螢光膠的質量比為0.78:1，所述封裝膠為環氧類封裝膠、有機矽類封裝膠、聚氨酯封裝膠中的一種，粘度不小於850mpa·s；攪拌過程採用自動脫泡攪拌機，控制攪拌機內問題為44℃，真空度為2.2kpa，攪拌速度為1600rpm/min，攪拌時間1500s。

s5、將所述螢光膠滴入固定有led晶片的支架中，烘烤滴有螢光膠的支架至螢光膠固化，所述led晶片的發射光波長為230-480nm，本實施例中所述led晶片為發射波長480nm的藍光晶片，烘烤過程中，將滴有螢光膠的支架置於烘箱中，首先以10℃/min的升溫速率由室溫升溫至110℃，預烘烤0.5h，然後以10℃/min的升溫速率升溫至120℃，烘烤12h，即完成螢光粉的封裝，得到led器件。

實施例3

本實施例提供一種滾動型led螢光粉篩分裝置，其結構與實施例1基本相同，不同之處在於所述滾動篩為五級，由上至下依次為第一級滾動篩、第二級滾動篩和第三級滾動篩，所述第一級滾動篩中相鄰兩根滾軸的間距為80μm，第二級滾動篩中相鄰兩根滾軸的間距為45μm，第三級滾動篩中相鄰兩根滾軸的間距為25μm，第四級滾動篩中相鄰兩根滾軸的間距為7μm，第五級滾動篩中相鄰兩根滾軸的間距為2μm。

本實施例還提供一種提高led燈珠產出集中度的封裝方法，包括如下步驟：

s1、取第一螢光粉置於處於篩分裝置頂層的滾動篩即第一級滾動篩3，啟動驅動電機，粒徑小於第一級滾動篩3中滾軸間隙距的螢光粉落入第二級滾動篩4，將粒徑大於第一級滾動篩的第一螢光粉回收至一級收料箱7中；粒徑小於第二級滾動篩4滾軸間距的螢光粉落入第三級滾動篩5，將粒徑大於第二級滾動篩4滾軸間距的第一螢光粉回收至二級收料箱8中，粒徑小於第三級滾動篩5滾軸間距的螢光粉落入第四級滾動篩6，將粒徑大於第三級滾動篩5滾軸間距的第一螢光粉回收至三級收料箱9中，依此類推，完成對第一螢光粉的篩分與收集；其中所述第一螢光粉粒徑為0.5-85μm，發射光波長為580nm，且為稀土元素摻雜的矽酸鹽、鋁酸鹽、硝酸鹽、氮化物、氟化物等無機螢光粉中的任一種綠光螢光粉，其粒徑分布如圖3所示。

s2、取第二螢光粉置於處於篩分裝置頂層的滾動篩即第一級滾動篩3，啟動驅動電機，粒徑小於第一級滾動篩3中滾軸間隙距的螢光粉落入第二級滾動篩4，將粒徑大於第一級滾動篩的第一螢光粉回收至一級收料箱7中；粒徑小於第二級滾動篩4滾軸間距的螢光粉落入第三級滾動篩5，將粒徑大於第二級滾動篩4滾軸間距的第一螢光粉回收至二級收料箱8中，粒徑小於第三級滾動篩5滾軸間距的螢光粉落入第四級滾動篩6，將粒徑大於第三級滾動篩5滾軸間距的第一螢光粉回收至三級收料箱9中，依此類推，完成對第一螢光粉的篩分與收集；其中所述第二螢光粉粒徑為0.7-90μm，發射光波長為625nm，且為稀土元素摻雜的矽酸鹽、鋁酸鹽、硝酸鹽、氮化物、氟化物等無機螢光粉中的任一種紅光螢光粉。

s3、將由同一級滾動篩篩分出(由同一級收料箱回收)的第一螢光粉與第二螢光粉混合，得到混合螢光粉，所述第一螢光粉與第二螢光粉的質量比為50：1。

s4、將所述混合螢光粉與封裝膠混合併攪拌均勻，製得螢光膠，所述混合螢光粉與螢光膠的質量比為0.3:1，所述封裝膠為環氧類封裝膠、有機矽類封裝膠、聚氨酯封裝膠中的一種，粘度不小於850mpa·s；攪拌過程採用自動脫泡攪拌機，控制攪拌機內問題為30℃，真空度為1kpa，攪拌速度為900rpm/min，攪拌時間500s。

s5、將所述螢光膠滴入固定有led晶片的支架中，烘烤滴有螢光膠的支架至螢光膠固化，所述led晶片的發射光波長為230-480nm，本實施例中所述led晶片為發射波長440nm的藍光晶片，烘烤過程中，將滴有螢光膠的支架置於烘箱中，首先以5℃/min的升溫速率由室溫升溫至80℃，預烘烤3h，然後以5.5℃/min的升溫速率升溫至200℃，烘烤7h，即完成螢光粉的封裝，得到led器件，其發射光譜如圖6所示。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明創造的保護範圍之中。