CN103456870B - 荧光粉胶涂覆的cob光源及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及LED光源，尤其涉及COB封装的LED光源及其制造方法。该COB光源的制造方法，包括如下步骤：A,先制作出一面具有荧光粉胶涂覆的透光基板；B，取一片所述A步骤制作的透光基板，在其背离荧光粉胶面的另一面上制作线路；C，取一片所述A步骤制作的透光基板与所述B步骤制作的透光基板来作为该COB光源的上、下基板而进行LED封装，从而制造出COB光源。该COB光源，包括：由上层透光基板、下层透光基板进行层叠固定，上层、下层透光基板的下层均附着一层荧光粉胶层，其中下层透光基板的上层固定设有若干颗LED芯片，及设有线路，并通过导电金属丝键合焊接LED芯片与线路。本发明用于制造出结构简单可靠、散热性、取光率、光效与光分布角度均较佳的COB光源。

Description

荧光粉胶涂覆的COB光源及其制造方法

技术领域

本发明涉及LED光源，尤其涉及COB封装的LED光源及其制造方法。

背景技术

COB封装即为直接板上封装技术，是一种新兴的集成式LED封装技术。随着LED封装成本的升高，这种集成式封装的低成本特性开始凸显，得到了众多关注。COB通过粘结胶或焊料将多个LED芯片直接与电路板互连，再通过引线键合实现封装。COB封装的LED基板目前主要是铝基板与陶瓷基板。前者成本低，但散热性较差，取光率、光分布会受基板的装片区镜面铝/银的表面影响限制，后者则散热性好，取光结果受陶瓷表面漫反射影响，取光率与光分布角度均优于铝基板，但成本高。

公开号为CN102664229A的发明专利申请公开了一种发光二极体光源结构，但是该结构复杂，包括透光基板、固定在透光基板上的LED器件和透光顶板、透光侧板等。其透光基板、顶板包括两侧透明片和二者之间涂布的荧光胶层。该光源结构中透明片至少需要4-6块以上，光线损耗大，光程长，光取出率低，工艺复杂。

发明内容

针对现有的LED光源的不足之处，本发明提出一种荧光粉胶涂覆的透光基板、基于该荧光粉胶涂覆的透光基板实现的COB光源及其制造方法，可以制造出结构简单可靠、散热性、取光率、光效与光分布角度（大于240°）均较佳的COB光源。

一种COB光源的制造方法，包括如下步骤：

A,先制作出一面具有荧光粉胶涂覆的透光基板；

B，取一片所述A步骤制作的透光基板，在其背离荧光粉胶面的另一面上制作线路；

C，取一片所述A步骤制作的透光基板与所述B步骤制作的透光基板来作为该COB光源的上、下基板而进行LED封装，从而制造出COB光源。

其中，步骤A是采用丝网印刷工艺或采用雾化喷涂工艺来制作出一面具有荧光粉胶涂覆的透光基板。

上述的

丝网印刷工艺的优选实现是：

A1,制作阵列式排布图案的丝印网版，丝印网版的目数是10~1000目；

A2，配置荧光粉胶料，荧光粉采用黄粉、绿粉、红粉的其中一种或多种的混合；

A3，将超白浮法平板玻璃、步骤A1中所制作的丝印网版、刮刀、及其他作业相关材料、工具进行清洗；

A4，以丝印网版距离该平板玻璃一定距离刮刀在一定下压力与刮刀速度下，使荧光粉胶在刮刀挤压下，从丝网通孔均匀涂覆于该平板玻璃的该作业表面；

A5，对上述平板玻璃上丝印的荧光粉胶进行固化处理；

A6，将上述制作的平板玻璃进行切割，切割出独立的单元基板。

其中，步骤B是采用等离子溅射法形成ITO的电极线路，或是采用粘结法贴附导电金属片的电极线路，或是采用丝印法附着导电金属层的电极线路，或是采用蒸镀法附着导电金属层的电极线路。

上述的等离子溅射法形成ITO的电极线路的优选实现是：

B1，对步骤A中所制作的一面具有荧光粉胶涂覆的透光基板进行清洁；

B2，制作一个具有所要形成的电极线路图形的掩板；

B3，将该掩板贴附于透光基板的背离荧光粉胶面的另一面；

B4，采用等离子溅射法将氧化铟锡（ITO）沉积于该贴有掩板的透光基板的该表面上；

B5，移除掩板，从而在透光基板的表面上形成ITO电极线路。

上述的粘结法贴附导电金属片的电极线路的优选实现是：

B1’，对步骤A中所制作的一面具有荧光粉胶涂覆的透光基板进行清洁；

B2’，在导电金属薄片上切2条导电金属片作为电极线路；

B3’，将该2条导电金属片粘结贴附在透光基板的背离荧光粉胶面的另一面的两侧位置，从而在玻璃基板的该玻璃表面上形成电金属片的电极线路。

其中，步骤C是采用透明胶体和围坝方式将所述A步骤制作的上透光基板与所述B步骤制作的下透光基板固定、或者采用透明固化胶直接粘结固定，采用单一超大功率LED芯片、或数颗大功率芯片进行串联、或者更多颗中小功率芯片进行串并联将LED芯片与下透光基板邦定。

上述的步骤C的优选实现是：

C1，用固晶机将多颗蓝光LED芯片固定在所述B步骤制作的下透光基板的背离荧光粉胶面的面，组成矩阵式排布，多颗芯片串联及并联，待LED芯片固化后，用导电金属丝线（如金丝或硅铝丝）键合焊接LED芯片与线路；

C2，在下透光基板的表面使用围坝胶围坝，并固化；

C3，在围坝区内灌满透明胶体，盖上另一片的上透光基板，加热固化。

或者，上述的步骤C的优选实现是：

C1’，用固晶机将多颗蓝光LED芯片固定在所述B步骤制作的下透光基板的背离荧光粉胶面的面，多颗芯片串联或并联，待LED芯片固化后，用导电金属丝线（如金丝或硅铝丝）键合焊接LED芯片与线路；

C2’，在下透光基板的表面使用围坝胶围坝，并固化；

C3’，在围坝区内灌满透明胶体，盖上另一片的上透光基板，加热固化。

又或者，上述的步骤C的优选实现是：

C1”，用固晶机将1颗蓝光LED芯片固定在所述B步骤制作的下透光基板的背离荧光粉胶面的面，待LED芯片固化后，用导电金属丝线（如金丝或硅铝丝）键合焊接LED芯片与电极线路；

C2”，在下透光基板上固化有LED芯片的上方及其周边表面上注入光致固化胶；

C3”，盖上另一片的上透光基板，通过紫外光进行固化。

一种荧光粉胶涂覆的透光基板的制造方法，其特征在于，如下步骤：

A，将荧光粉与胶水混合成荧光粉与胶水的混合物；

B，把透光基板的表面清洗干净，并将其非喷涂的其他表面保护密封好，放置到密封雾化室中；

C，将荧光粉与胶水的混合物雾化后送进密封雾化室中；

D，荧光粉与胶水的混合物的雾气通过喷涂而附着到该透光基板的一个待作业表面上；

E，将该透光基板取出并进行固胶，制成一面具有荧光粉胶涂覆的透光基板。

一种荧光粉胶涂覆的透光基板的制造方法，其特征在于，如下步骤：

A，制作荧光粉胶层图案的丝印网版；

B，配置荧光粉胶料；

C，将透光基板、丝印网版、刮刀、及其他作业相关材料、工具进行清洗；

D，丝印网版距离透光基板一定间距，使荧光粉胶在刮刀挤压下，从丝网通孔均匀涂覆于该平板玻璃的该作业表面；

E，对透光基板上丝印的荧光粉胶进行固化处理。

其中，步骤A的优选实现是：丝印网版的目数选用50~400目。

其中，步骤D的优选实现是：丝印网版距离透光基板1~5mm，刮刀下压力为0.1~1kg，刮刀速度为0.1-20cm/s。

一种荧光粉胶涂覆的透光基板，其特征在于，在透光基板的其中一面上涂覆有荧光粉胶层。

一种COB光源，包括：由上层透光基板、下层透光基板进行层叠固定，上层、下层透光基板的下层均附着一层荧光粉胶层，其中下层透光基板的上层固定设有若干颗LED芯片，及设有线路，并通过导电金属丝键合焊接LED芯片与线路。

其中，下层透光基板的上层在LED芯片的外围设有围坝，层叠的上层、下层透光基板之间在围坝之内灌注有透明胶体，用于固定二者。

或者，下层透光基板的上层在LED芯片上及其周边注有透明固化胶，该透明固化胶设置在层叠的上层、下层透光基板之间，用于固定二者。

本发明的基于荧光粉胶涂覆玻璃基板实现的COB光源的制造方法，可以制造出结构简单可靠、散热性、取光率、光效与光分布角度（大于240°）均较佳的COB光源。

附图说明

图1是一实施例所制作的具有荧光粉胶涂覆的平板玻璃的结构示意图。

图2是一实施例所制造的COB光源的结构示意图。

具体实施方式

本发明的COB光源的制造的主要包括3大步骤：A,先制作出一面具有荧光粉胶涂覆的透光基板。B，取一片所述A步骤制作的透光基板，在其背离荧光粉胶面的另一面上制作线路。C，取一片所述A步骤制作的透光基板与所述B步骤制作的透光基板来作为该COB光源的上、下基板而进行LED封装，从而制造出本发明的COB光源。下面结合附图和具体实施方式来对上面的制造过程，进行详细说明。

步骤A的一面具有荧光粉胶涂覆的透光基板制作可以采用丝网印刷工艺或者采用雾化喷涂的工艺进行。

采用雾化喷涂的工艺包括：（1）将荧光粉与胶水混合成荧光粉与胶水的混合物；（2）把透光基板（如玻璃板）的表面清洗干净，并将其非喷涂的其他表面保护密封好，放置到密封雾化室中；（3）将荧光粉与胶水的混合物雾化后送进密封雾化室中；（4）荧光粉与胶水的混合物的雾气通过喷涂而附着到该透光基板的一个待作业表面上；（5）将该透光基板取出并进行固胶，制成一面具有荧光粉胶涂覆的透光基板。雾化喷涂工艺相比丝网印刷工艺是较新兴的工艺，关于雾化喷涂的详细工艺，本领域技术人员可以参阅如公开号102832329A的专利申请所揭示的。

采用丝网印刷工艺主要包括：制作丝印网版、透光基板载体表面清洗、荧光粉浆料配置、将荧光粉浆料印刷在透光基板载体上、固化等。由于丝网印刷工艺是一种成熟工艺，因而生产成本更低，本发明优选采用。下面仅以一优选的丝网印刷的实施步骤进行进一步详细说明，但并不用于局限该步骤A的实现过程。该步骤A的实施方式，具体包括：

A1,制作阵列式3×3个，边长30mm的正方形图案的丝印网版（简称丝网）。优选的，丝印网版的目数是10~1000目，更优选是100~200目。一般的，为了提供生产制造效率，都会采用多个单元片拼接在一个拼版上的方式。当然的，丝印网版的图案应当根据实际生产需要而设计，而并不局限于上述的阵列式3×3个，边长25mm的正方形，如可以是直径1~30mm的圆形，或者是边长1~30mm的正方形，或是长10~50mm、宽~10mm的矩形，呈单个或者多个阵列式排布；

A2，配置荧光粉胶料。该实施例中，胶体采用为硅胶，荧光粉采用铝酸盐黄粉，荧光粉与胶体的质量比为1:2。当然的，该荧光粉胶料的胶体材质、荧光粉材质及二者的配比应当根据实际生产需要而设计，而并不局限于此，如荧光粉材料组分可以是铝酸盐黄粉、硅酸盐绿粉、氮化物红粉等的其中一种或多种的混合，胶体可以是硅胶、环氧树脂等。荧光粉与胶体的质量比为1:(0.1~20)；

A3，将尺寸为100mm×100mm超白浮法平板玻璃、A1中所制作的丝印网版与刮刀等作业相关材料、工具进行清洗，优选采用等离子清洗1~20分钟。当然的，超白浮法平板玻璃因具有高透光率，故该实施例中的透光基板是以超白浮法平板玻璃为例，然而实际生产可以根据需要，采用其他透光基板来实现，如采用PMMA、PC等材质的透光树脂基板；

A4，以丝印网版距离该平板玻璃1mm，刮刀下压力为0.5kg，刮刀速度为0.1cm/s，使荧光粉胶在刮刀挤压下，从丝网通孔均匀涂覆于该平板玻璃的该作业表面。当然的，上述的丝印工序的各控制条件可以根据实际生产需要进行调整改变，如丝网距离平板玻璃1~5mm，刮刀下压力0.1~1kg，刮刀速度0.1~20cm/s，而形成不同厚度的荧光粉胶层，如0.01-0.8mm；

A5，对上述平板玻璃上丝印的荧光粉胶进行固化处理。固化处理应根据所采用的荧光粉胶料的不同而采用相应的固化方式；

A6，将上述制作的平板玻璃（如图1所示，平板玻璃101的一面涂覆有9个30mm×30mm正方形的荧光粉胶层102）进行切割，切割出9个30mm×30mm的方形基板。

步骤B的线路制作可以采用等离子溅射法形成ITO的电极线路，或者直接采用粘结法贴附导电金属片的电极线路，或者还可采用丝印法附着导电金属层的电极线路，或者采用蒸镀法附着导电金属层的电极线路。

采用等离子溅射法形成ITO的电极线路，具体包括：

B1，优选的，为了确保透光基板具有较高清洁度以使线路的制作可以更加牢固，在制作前需要对步骤A中所制作的一面具有荧光粉胶涂覆的透光基板进行清洁。较佳的，将该荧光粉胶涂覆玻璃基板进行等离子清洗2分钟；

B2，制作一具有所要形成的电极线路图形的掩板。优选的，在两侧设计2条1mm×30mm的电极线路图形；

B3，将该掩板贴附于透光基板的背离荧光粉胶面的另一面（无荧光粉胶一侧的玻璃表面）；

B4，采用等离子溅射法将氧化铟锡（ITO）沉积于该贴有掩板的玻璃基板的该表面上；

B5，移除掩板，从而在玻璃基板的该玻璃表面上形成ITO电极线路。

采用粘结法贴附导电金属片的电极线路，具体包括：

B1’，优选的，为了确保透光基板具有较高清洁度以使线路的制作可以更加牢固，在制作前需要对步骤A中所制作的一面具有荧光粉胶涂覆的透光基板进行清洁。较佳的，将该荧光粉胶涂覆玻璃基板进行等离子清洗1分钟；

B2’，通过刀具裁切或激光切割在镀银铜薄片（或其他导电金属薄片）上切2条5mm×10mm镀银铜片。

B3’，将该2条镀银铜片粘结贴附在透光基板的背离荧光粉胶面的另一面（无荧光粉胶一侧的玻璃表面）的两侧位置，从而在玻璃基板的该玻璃表面上形成电金属片的电极线路。

步骤C的LED封装制作主要包括上、下透光基板的层叠固定和LED芯片与下透光基板的邦定，可以采用：透明胶体+围坝方式将所述A步骤制作的上透光基板与所述B步骤制作的下透光基板固定或者采用透明固化胶直接粘结固定或其他方式将上、下透光基板进行固定，而LED芯片与下透光基板邦定可以采用单一超大功率LED芯片或数颗大功率芯片进行串联或者更多颗中小功率芯片进行串并联（即阵列式芯片布局）等多种方式，其中键合、焊接的金属线可以是金丝或者硅铝丝或者其他导电良好的导电金属丝线。下面仅以3个步骤C的封装的实施方式为例进行说明。

步骤C的封装的实施方式一，包括：

C1，用固晶机将108颗0.03W小功率蓝光LED芯片固定在所述B步骤制作的下透光基板的玻璃面（背离荧光粉胶面的、制作有线路的面），组成12×9的矩阵式排布，12颗芯片串联，9路并联。待LED芯片固化后，用硅铝丝键合焊接LED芯片与电极线路；

C2，在下透光基板的玻璃面使用围坝胶围坝，在100-150℃下固化1-4小时；

C3，在围坝区内灌满透明胶体（如透明硅胶），盖上另一片的上透光基板，加热100-150℃1小时固化。

步骤C的封装的实施方式二，包括：

C1’，用固晶机将20颗1W大功率蓝光LED芯片固定在所述B步骤制作的下透光基板的玻璃面（背离荧光粉胶面的、制作有线路的面），组成10×2的矩阵式排布，20颗芯片串联。待LED芯片固化后，用金丝键合焊接LED芯片与电极线路；

C2’，在下透光基板的玻璃面使用围坝胶围坝，在100-150℃下固化1-4小时；

C3’，在围坝区内灌满透明胶体（如透明硅胶），盖上另一片的上透光基板，加热100-150℃直至完全固化。

步骤C的封装的实施方式三，包括：

C1”，用固晶机将1颗15W大功率蓝光LED芯片固定在所述B步骤制作的下透光基板的玻璃面（背离荧光粉胶面的、制作有线路的面。待LED芯片固化后，用金丝键合焊接LED芯片与电极线路；

C2”，在下透光基板上固化有LED芯片的上方及其周边玻璃面上通过注胶机注入光致固化胶（如紫外固化胶）；

C3”，盖上另一片的上透光基板，通过紫外光进行固化。

本发明采用上述的步骤A、B、C可以制造出结构简单可靠、散热性、取光率与光分布角度均较佳的COB光源。例如，通过上述的步骤A1~A6、B1’~B3’、C1~C3，可以制作出如图2所示的一种COB光源，其结构是：主要由上层透光基板201、下层透光基板201’层叠固定，上层透光基板201的下层附着一层荧光粉胶层202，下层透光基板201’的下层附着一层荧光粉胶层202’，其中下层透光基板201’的上层固定设有若干颗LED芯片205，两侧设有电极线路204，并通过导电金属丝206键合焊接LED芯片205与电极线路204，LED芯片205的外围具有围坝203，层叠的上层透光基板201、下层透光基板201’之间在围坝203之内灌注有透明胶体207，用于固定二者。当然的，如果采用不同的线路制作的步骤B和封装的步骤C，则所制造的COB光源的结构会略有不同，如采用步骤C1”~C3”，则LED芯片的周边必然不具备围坝部分，即下层透光基板201’的上层在LED芯片205上及其周边注有透明的光致固化胶，该透明固化胶设置在层叠的上层、下层透光基板201、201’之间，用于固定二者，其他相同部分于此不再详细说明。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种COB光源的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

A,先制作出一面具有荧光粉胶涂覆的透光基板；

B，取一片所述A步骤制作的透光基板，在其背离荧光粉胶面的另一面上制作电极线路；

C，取一片所述A步骤制作的透光基板与所述B步骤制作的透光基板来作为该COB光源的上、下基板而进行LED封装，从而制造出COB光源；其中，上、下基板的放置方式是：使A步骤制作的透光基板放置为透光基板的下层附着一层荧光粉胶层，使B步骤制作的透光基板放置为透光基板的下层附着一层荧光粉胶层、上层具有电极线路。

2.根据权利要求1所述的COB光源的制造方法，其特征在于，步骤A是采用丝网印刷工艺来制作出一面具有荧光粉胶涂覆的透光基板。

3.根据权利要求2所述的COB光源的制造方法，其特征在于，丝网印刷工艺的优选实现是：

A1,制作阵列式排布图案的丝印网版，丝印网版的目数是10~1000目；

A2，配置荧光粉胶料，荧光粉采用黄粉、绿粉、红粉的其中一种或多种的混合；

A3，将超白浮法平板玻璃、步骤A1中所制作的丝印网版、刮刀、及其他作业相关材料、工具进行清洗；

A4，以丝印网版距离该平板玻璃一定距离刮刀在一定下压力与刮刀速度下，使荧光粉胶在刮刀挤压下，从丝网通孔均匀涂覆于该平板玻璃的该作业表面；

A5，对上述平板玻璃上丝印的荧光粉胶进行固化处理；

A6，将上述制作的平板玻璃进行切割，切割出独立的单元基板。

4.根据权利要求1所述的COB光源的制造方法，其特征在于，步骤A是采用雾化喷涂工艺来制作出一面具有荧光粉胶涂覆的透光基板。

5.根据权利要求1所述的COB光源的制造方法，其特征在于，步骤B是采用等离子溅射法形成ITO的电极线路，该

等离子溅射法形成ITO的电极线路的优选实现是：

B1，对步骤A中所制作的一面具有荧光粉胶涂覆的透光基板进行清洁；

B2，制作一个具有所要形成的电极线路图形的掩板；

B3，将该掩板贴附于透光基板的背离荧光粉胶面的另一面；

B4，采用等离子溅射法将氧化铟锡（ITO）沉积于该贴有掩板的透光基板的该表面上；

B5，移除掩板，从而在透光基板的表面上形成ITO电极线路。

6.根据权利要求1所述的COB光源的制造方法，其特征在于，步骤B是采用粘结法贴附导电金属片的电极线路，或者采用丝印法附着导电金属层的电极线路，或者采用蒸镀法附着导电金属层的电极线路。

7.根据权利要求1所述的COB光源的制造方法，其特征在于，步骤C是采用透明胶体和围坝方式将所述A步骤制作的上透光基板与所述B步骤制作的下透光基板固定、或者采用透明固化胶直接粘结固定，采用单一超大功率LED芯片、或数颗大功率芯片进行串联、或者更多颗中小功率芯片进行串并联将LED芯片与下透光基板邦定。

8.根据权利要求7所述的COB光源的制造方法，其特征在于，步骤C的优选实现是：

C1，用固晶机将多颗蓝光LED芯片固定在所述B步骤制作的下透光基板的背离荧光粉胶面的面，组成矩阵式排布，多颗芯片串联和/或并联，待LED芯片固化后，用导电金属丝线键合焊接LED芯片与电极线路；

C2，在下透光基板的表面使用围坝胶围坝，并固化；

C3，在围坝区内灌满透明胶体，盖上另一片的上透光基板，加热固化。

9.根据权利要求7所述的COB光源的制造方法，其特征在于，步骤C的优选实现是：

C1’，用固晶机将1颗蓝光LED芯片固定在所述B步骤制作的下透光基板的背离荧光粉胶面的面，待LED芯片固化后，用金丝或硅铝丝键合焊接LED芯片与电极线路；

C2’，在下透光基板上固化有LED芯片的上方及其周边表面上注入光致固化胶；

C3’，盖上另一片的上透光基板，通过紫外光进行固化。