白光LED的点胶工艺方法,包括以下步骤:
(1)将荧光粉和胶水按比例加入到配胶容器中;《一种白光LED的点胶工艺方法》的荧光粉为YAG系列或硅酸盐系列或氮化物系列荧光粉;《一种白光LED的点胶工艺方法》的胶水为硅胶或硅树脂胶;
(2)将配胶容器用偏心夹具固定放入到行星式离心搅拌机中密闭容腔内;如图1至图3所示的偏心夹具包括配胶容器放置空腔101,配胶容器放置空腔101的中心轴线偏离于偏心夹具1的旋转中心。
(3)启动行星式离心搅拌机,使配胶容器产生自传和公转,同时,将密闭容腔抽成真空,使荧光粉与胶水的混合物混合均匀并脱泡,一方面防止点胶后荧光粉和胶水混合物中有气孔而影响发光颜色、亮度及色温,另一方面提高了产品的良品率;所述荧光粉和胶水的搅拌时间为10-35分钟。
(4)将抽完气泡的荧光粉和胶水混合物放置到50-80℃的恒温箱内保存15-40分钟,使荧光粉和胶水混合物的黏度到达4000-8000厘帕秒;同时将支架放入到恒温箱内;这一工序的目的是为了提高荧光粉和胶水混合物的黏度,使得荧光粉和胶水混合物不易发生沉淀现象。如图11所示,在常温下,荧光粉和胶水混合物的黏度随时间的增长速度较小,即在胶长时间内黏度较低;当在40℃时,荧光粉和胶水的黏度随着时间的变化为先降低然后升高,升高的速度相对于常温快;当在50℃的环境中时,荧光粉和胶水的黏度随着时间的变化为先降低然后升高,升高的速度相对于在40℃时快;当在60℃时,荧光粉和胶水的黏度随着时间的变化为先降低然后升高,升高的速度相对于50℃快;当在80℃时,荧光粉和胶水的黏度随着时间的变化为先降低然后升高,升高的速度相对于60℃快。从图11中可以看出,在50-80℃之间荧光粉和胶水混合的黏度升高速度快,且成规律性变化,这样我们就可以根据不同胶水的粘度随温度时间的变化曲线制定最佳的保温温度,即在短时间内提升胶水的黏度,使其粘度升高到4000-8000厘帕秒,有效的防止沉淀现象的发生,提升了成品的集中率与良品率,降低了成本。
(5)再一次将配胶容器放入到行星式离心搅拌机,对配胶容器内的荧光粉胶水混合物进行搅拌;进一步提高荧光粉和胶水混合物的搅拌均匀性,提高产品的良品率;
(6)将搅拌均匀的荧光粉胶水混合物倒入到温度可调针筒内,控制温度可调针筒的温度控制在30-55℃之间,增加胶水的流动性;并将支架从恒温箱内取出放置到支架加热保温器内,利用温度可调针筒将荧光粉和胶水混合物点到支架上;如图4至图6所示,所述的温度可调针筒包括筒体201、机械螺杆吐胶器,机械螺杆吐胶器包括吐胶筒204及挤出螺杆202,筒体201壁上设有胶水出口205,吐胶筒204上设有胶水进口206,胶水出口205和胶水进口206相连通,所述的挤出螺杆202设在吐胶筒204内,吐胶筒204的出胶口为锥形;筒体201外表面上缠绕有加热线圈203。荧光粉和胶水混合物先倒入到筒体201内,然后通过胶水出口205进入到吐胶筒204内,加热圈203对筒体进行加热,加热的温度通过加热圈来调整,在点胶时,根据点胶量的多少旋转挤出螺杆202,吐胶筒204内的荧光粉和胶水混合物在挤出螺杆202的作用下通过出胶口被挤出。这种结构的温度可调针筒,由于装入到温度可调针筒的荧光粉和胶水混合物的黏度大,将筒体的出胶口设置为锥形,荧光粉和胶水混合物与针头口的接触面积小,不容易出现“拉丝”现象;在筒体的外表面上缠绕加热圈,增加荧光粉与胶水混合物的流动性,从而筒体内的荧光粉和胶水混合物的黏度均匀;采用机械螺杆吐胶器,与气压式的活塞结构相比,吐胶的量容易控制,点胶均匀。
(7)将点好荧光粉和胶水混合物的支架放入到保温型料盒内;如图7所示,所述的保温型料盒包括箱体301,所述的箱体301为铸铁材料,当然,也可以为铝材,铸铁材料的热导率较低,比热容胶大,密度大,所以单位体积的储能较多,单位时间的温度变化较小,因此,烘烤的效果好;在箱体301的一侧设有开口302,开口302处设有密封门303,所述的箱体301顶部设有通气孔304,所述的箱体内壁上设有支架导轨槽305。设置开口302便于放置点有荧光粉和胶水混合物的支架,在烘烤时,关闭箱体上的封闭门303,能够有效的限制气体在箱体301内形成对流,防止气体中的物质与荧光粉和胶水混合物发生化学反应,提高荧光粉和胶水混合物的稳定性,设置通气孔304便于排出支架、荧光粉与胶水混合物内的气体和蒸汽;设置支架导轨槽305便于放置支架,且能放置多层支架,提高了烘烤效率。
(8)将装有点好荧光粉和胶水混合物支架的保温型料盒放入到烤箱内进行烘烤;
(9)将烘烤完的点有荧光粉和胶水混合物的支架连同保温型料盒放入到保温型料架内缓慢冷却;如图8至图10所示,保温型料架上设有二个以上的放置腔体401,放置腔体与空气之间有隔热层,使用时将点有荧光粉和胶水混合物的支架连同保温型料盒放入到放置腔体401内,使放置腔体401处于密封状态,在本实施方式中保温型料架用铸铁材料制造,当然,还可以为其他金属材料,见表1铸铁材料自身的热导率低,放置腔体内的温度不易散失,荧光粉和胶水混合物的冷却速度缓慢,因此,荧光粉和胶水的内部组织不会发生剧烈的变化,使得白光LED的结构稳定,不易变形,提高产品的良品率;设置隔热层,降低了保温型料架中各放置腔体内的保温型料盒与空气的热对流,起到保温作用。
(10)待冷却后取出点有荧光粉和胶水混合物的支架。
综上所述,《一种白光LED的点胶工艺方法》的点胶工艺方法改善了荧光粉在胶水中出现沉淀现象的问题,使得不同时间先后点在芯片上的荧光粉和胶水混合物均匀,提高了批量生产产品发光颜色、色品坐标和色温的一致性;同时提高了产品的良品率;并且降低了能耗,降低了生产成本。
表1.几种常见金属材料的熔点、热导率和比热容的参数
名称 |
熔点℃ |
热导率 W/(m2·K) |
比热容 J/(kg·K) |
名称 |
熔点℃ |
热导率 w/(m2·K) |
比热容 J/(kg·K) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
灰铸铁 |
1200 |
46.4-92.8 |
544.3 |
铝 |
658 |
203 |
904.3 |
铸钢 |
1425 |
489.9 |
铅 |
327 |
34.8 |
129.8 |
|
低碳钢 |
1400-1500 |
46.4 |
502.4 |
锡 |
232 |
62.6 |
234.5 |
黄铜 |
950 |
92.8 |
393.6 |
锌 |
419 |
110 |
393.6 |
青铜 |
995 |
63.8 |
385.2 |
镍 |
1452 |
59.2 |
452.2 |