CN103840071A - 一种led灯条制作方法及led灯条 - Google Patents

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Abstract

一种LED灯条制作方法及使用该LED灯条制作方法制作得到的LED灯条，该制作方法通过在LED的透明基板上开设捞槽，让封装胶在压模的时候填入捞槽中，从而使最终切割得到的LED灯条的四面都覆盖封装胶，克服了原先侧面漏光的问题。该方法生产的LED灯条不仅发光均匀，而且因为色温一致性高，无需加大对荧光粉的使用，降低了成本。

Description

一种LED灯条制作方法及LED灯条
技术领域
本发明属于LED封装技术领域，特别是涉及一种四面环胶的LED灯条制作方法。
背景技术
发光二极管（Light Emitting Diode-LED）可以直接把电能转化为光能。LED芯片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，主要是电子。当这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。
LED作为一种新型光源，由于具有节能、环保、寿命长等特点已经被日益广泛地应用于照明领域。日本日亚化学最早申请了以蓝宝石衬底为衬底的蓝光LED专利申请号分别为：JP19960198585、19960244339、JP19960245381、JP19960359004、JP19970081010，但以蓝宝石为衬底的LED芯片的发光是360度立体角，而目前的LED封装光源都为单面光源，这就意味着需要利用反射式的基板将由LED芯片背面以及侧面发出的光经基板反射后由正面射出。这将造成很大一部分光线由于多次的反射而被材料吸收，致使LED封装光源的整体光通量下降，从而限制了LED光源整体光效的提高。
为此，有人提出了一种双面发光的LED发光装置。请参见图1A-1E，其主要制造思路如下：
首先准备一块透明基板10，通过固晶工艺，在该透明基板10上设置若干列LED芯片，每一列上有若干个LED芯片11。然后实施焊线工艺，通过导电线12将所属在一列上相邻LED芯片表面的正负极焊盘（Pad）连接在一起。然后将该透明基板10整个置入模具15中，通过压模工艺，将荧光粉和封装胶水的混合物14附着在透明基板10的正反面。最后实施切割，将每一列LED切割成单根灯条16。
通过该方法制作得到的LED灯条，由于采用透明基板配合透明衬底的LED芯片，使得灯条正反两个面都具备发光能力，提高了LED的光线利用效率。
然而该LED灯条依然存在如下的问题：
第一、由于封装胶全覆盖在正反两个面上，切割后，单根LED灯条的侧面势必无法被封装胶覆盖，这就导致该LED灯条的侧面会出现漏光现象，破坏LED灯条整体发光的均匀性；
第二、基于上述第一个问题，LED生产厂家为了满足客户对整体LED灯条色温的要求，往往需要增大荧光粉的量，以降低漏光处的色温。以蓝光LED芯片为例，由于侧面露出的蓝光色温远远大于正反面出光的色温，使得整体LED灯条的色温上升，因此为了降低该LED灯条的色温，厂家不得不使用更多的荧光粉进行调制。这不仅增加了成本，而且也影响了LED灯条正反面正常的出光效果。
因此，如何解决LED灯条侧面漏光的问题，已经成为业界迫切需要改善的难题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种新的LED灯条的制作方法，该制作方法生产的LED灯条，具有四面环胶的结构，不仅可以解决由侧面漏光带来的发光均匀性问题，而且也可以减少对于荧光粉的使用量，降低了生产成本。
根据本发明的目的提出的一种LED灯条的制作方法，1、一种LED灯条的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供一透明基板，所述透明基板上设有至少一条供LED芯片固定的骨架区，每条骨架区两侧至少各设置一条与该骨架区平行的捞槽，所述捞槽为贯通透明基板上下表面的槽体；
通过固晶工艺，在所述骨架区上设置若干LED芯片，同一条骨架区上的LED芯片形成一条LED芯片列；
通过焊线工艺，将同一条所述LED芯片列中的相邻LED芯片的正负极进行连接；
通过压模工艺，在透明基板设有LED芯片区域的上下表面覆盖拌有荧光粉的封装胶，并且在压力的作用下，所述封装胶填满所述捞槽内；
将所述封装胶固型后，沿所述捞槽进行切割，得到四周环胶的LED灯条。
优选的，所述捞槽与所述骨架区一隔一分布，或者所述每条骨架区各自单独配备两条捞槽。
优选的，所述捞槽的长度不短于所述骨架区的长度。
优选的，所述捞槽利用模具铸造的方式一体成型在所述透明基板上，或者在透明基板上利用开槽工艺后期加工形成。
优选的，切割时，切割方向需沿着所述捞槽的长度方向进行切割，切割轨迹与所述捞槽长度方向的中线重合。
优选的，所述透明基板为透明玻璃板、透明树脂板、蓝宝石基板或透明陶瓷中的一种。
同时本发明还提出了一种利用上述制作方法制作得到的LED灯条，该LED灯条的骨架区四面环胶。
与现有技术相比，本发明的技术优势在于：
第一、本发明LED灯条四面环胶，完全解决侧面漏光问题，灯条四面发光均匀，发光效果好。
第二、本发明使用模压工艺生产效率高，且侧边不漏蓝光，使用荧光粉更少（因为双面环胶时，侧面会露出蓝光，整体发光时会掺有蓝光，为满足色温要求，必须在上下胶体内增加荧光粉使用量以中和侧面发出的蓝光，而四面环胶时，由于侧面已经被荧光粉和胶水混合物包覆，无需另外增加荧光粉用量，就可以满足（相同）色温要求），从而降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A-1E是现有的LED灯条制作方法的流程示意图。
图2A-2E是本发明的LED灯条制作方法的流程示意图。
具体实施方式
正如背景技术中所述，传统的LED发光装置，由于只有单面出光，导致光线的利用率不高。而现有技术中，为了改善上述问题，提出了一种双面出光的LED发光灯条，通过透明基板和透明衬底LED芯片的配合，在透明基板的上下表面都覆盖拌有荧光粉的封装胶，实现两个面出光的LED发光灯条。然而该现有技术中，由于在制作LED发光灯条的过程中，上下两个面的封装胶采取正面覆盖的形式，导致切割后，每一根LED灯条的切割面，即侧面都没有覆盖封装胶。这样一来，势必引起LED的侧面漏光，不仅造成LED的发光均匀性被破坏，同时为了弥补侧面漏光引起的色温上升问题，生产厂家不得不采用加入更多荧光粉的方式，导致生产成本的上升。
因此。本发明设计了一种能够使得LED灯条四面都覆盖上封装胶的LED灯条制作方法。本发明具体的设计思路为，对透明基板进行特殊的处理，在透明基板上开设多条贯穿上下表面的捞槽，这些捞槽的分布与LED芯片所在的列对应，每一条LED芯片列的两侧至少各有一条捞槽。封装时，在上下压膜的压力作用下，部分封装胶侵入并填满各个捞槽内，从而不仅使透明基板在LED芯片所在区域的上下表面覆盖有封装胶，而且在每列LED芯片的两侧位置的捞槽内部，也填充有封装胶。切割时，只需沿着这些捞槽进行切割，就能得到四周环胶的LED灯条，从而克服了现有工艺制作得到的LED灯条会产生侧面漏光的缺陷。
下面，将对本发明的技术方案做详细描述。
请参见图2A-2F，图2A-2F给出了本发明LED灯条制作方法的流程示意图。如图所示，该制作方法主要包括如下几个步骤：
首先，提供一透明基板20，该透明基板20上设有至少一条可供LED芯片固定的骨架区21，每条骨架区21两侧至少各设置一条与骨架区21平行的捞槽22，这些捞槽22为贯通透明基板20上下表面的槽体，如图2A所示。
其中，透明基板20可以为透明玻璃板、透明树脂板、蓝宝石基板、透明陶瓷以及其它透明类晶体等，对该透明基板20的要求是：对可见光波段：400nm-750nm之间的光线的透过率达到50%以上，最好能70%以上。
捞槽22可以在透明基板20制作时，利用模具铸造的方式一体成型在透明基板20上，也可以在透明基板20成型后，利用开槽工艺，比如冲压、激光切割等方式后期加工形成。这些捞槽22的分布与骨架区21相匹配。在一种最优的方式中，捞槽22与骨架区21以一隔一的方式分布，这种实施方式下，既满足了每条骨架区21的两侧各有一条捞槽22的要求，从而为后续切割工艺提供了切割空间，又可以节省捞槽的条数，使透明基板20的空间利用率最大化。在另一些其它的实施方式中，也可以采用每条骨架区21各自单独配备两条捞槽22的方式进行。需要注意的是，无论哪种方式，对捞槽22的长度要求，应当不短于骨架区21的长度。对于其宽度的要求，由于在切割后，LED灯条侧部分封装胶的厚度基本等于该捞槽宽度的一半，所以捞槽的宽度应当由该LED灯条成品后，其侧部的发光量与荧光粉的使用剂量决定，比如说其侧部的发光量大，则需要使用的荧光粉的量也就大，在封装胶水中调制的荧光粉密度一定的情况下，通常采用控制封装胶的厚度来调和LED发出的光，因此此时其厚度也应当大，相反，如果侧部的光比较弱，则其厚度也可以适当减薄。当然，也可以通过将厚度恒定，改变荧光粉剂量的方式调和侧部发出的光，此时可以将捞槽的宽度设定成某一标准的值，方便开模批量生产。
接下来，通过固晶工艺，在骨架区21上设置若干LED芯片23，位于同一条骨架区21上的LED芯片23通常形成一条LED芯片列，如图2B所示。固晶时，采用透明胶水如硅胶等，将LED芯片固定在透明基板20的骨架区21中，每一条骨架区21上至少设置1颗以上的LED芯片23，这些LED芯片23往往沿着骨架区21排成一列，在一些特殊的使用场合，也可以在一条骨架区21上形成多列LED芯片列，这样一来可以提高单根LED灯条的发光亮度。需要指出的是，骨架区21上除了设置LED芯片23外，也可以设置一些用于为将这些LED电性连接到外部的导电排线，采用镀膜或焊接的手段制作在透明基板20上，较优地，这些导电排线最好也是透明导电材料形成。
然后通过焊线工艺，将同一条所述LED芯片列中的相邻LED芯片23的正负极进行连接，如图2C所示。焊线24最好采用金线制成，以保证LED芯片23之间的导电性能。每一列LED芯片之间既可以采用串联的形式连接，也可以采用并联的形式连接。一列上所有LED芯片最后会通过焊线24与制作在骨架区21外部的导电电极进行电性连接。
然后通过压模工艺，在透明基板20设有LED芯片区域的上下表面覆盖拌有荧光粉的封装胶25，并且在压力的作用下，封装胶25会填满所有的捞槽内，如图2D所示。压模工艺采用上下两个压模，其中下压模31用来放置透明基板20，其上开设了一个可供透明基板20固定的凹槽，凹槽中还至少有一个高度大于LED芯片的台阶，以保证透明基板20放入凹槽后，设有LED芯片的区域依然能保持镂空。该下压模31同时还设有往凹槽内注入封装胶的腔室。上压模32能与下压模中的凹槽相匹配。当透明基板20放入下压模31后，上压模32对其提供压力，同时封装胶25填充入凹槽内，在压力作用下覆盖到透明基板20的上下表面以及捞槽内。封装胶25中搅拌有荧光粉，该荧光粉的选取视LED所需发出的光源颜色而定。比如需要白光LED时，若采用蓝光LED芯片，则该荧光粉采用黄色荧光粉。
最后，将封装胶固型后，沿所述捞槽进行切割，得到四周环胶的LED灯条，如图2E所示。切割时，切割方向需沿着捞槽的长度方向进行切割，切割轨迹基本上与捞槽长度方向的中线重合。由于此时整个透明基板20表面已经封装胶所覆盖，因此需要借助特殊的切割装置，该切割装置具有能够将封装好的透明基板进行定位的定位装置，该定位装置可以依据捞槽在透明基板表面的分布位置，制定出处切割轨迹，从而保证切割的线路与捞槽中线的位置严格一致。另外需要指出的是，切割得到的LED灯条26，其总长度应该大于骨架区21和捞槽22的长度，因而两个端部会有部位透明基板未被封装胶所覆盖，该露出的部分上面已经制作上导电电极，并与被封装胶覆盖的LED芯片进行电连接。
请再参见图2E，制作完成的单根LED灯条，其不仅在正反两个面具有封装胶覆盖，而且在两个侧面上，通过之前填入捞槽的封装胶，也形成了覆盖，实现了四面环胶的LED灯条封装技术，从而改善了现有LED灯条侧面漏光的问题。本发明的制作方法不仅使得LED灯条的出光均匀性提高，而且可以节省荧光粉的使用，降低成本。需要指出的是：在具体设计该LED灯条时，其内部的LED芯片颗数、灯条的总长度、骨架区的长度，以及正反面和侧面的封装胶厚度，都可以依据应用场合的需要进行设计，比如作为灯具中的灯芯、作为手机用液晶屏中的背光光源、作为大液晶屏中的背光光源等等，本领域技术人员在熟知本发明的发明思路上做出相应的调整即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种LED灯条的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供一透明基板，所述透明基板上设有至少一条供LED芯片固定的骨架区，每条骨架区两侧至少各设置一条与该骨架区平行的捞槽，所述捞槽为贯通透明基板上下表面的槽体；
通过固晶工艺，在所述骨架区上设置若干LED芯片，同一条骨架区上的LED芯片形成一条LED芯片列；
通过焊线工艺，将同一条所述LED芯片列中的相邻LED芯片的正负极进行连接；
通过压模工艺，在透明基板设有LED芯片区域的上下表面覆盖拌有荧光粉的封装胶，并且在压力的作用下，所述封装胶填满所述捞槽内；
将所述封装胶固型后，沿所述捞槽进行切割，得到四周环胶的LED灯条。
2.如权利要求1所述的LED灯条的制作方法，其特征在于：所述捞槽与所述骨架区一隔一分布，或者所述每条骨架区各自单独配备两条捞槽。
3.如权利要求1所述的LED灯条的制作方法，其特征在于：所述捞槽的长度不短于所述骨架区的长度。
4.如权利要求1所述的LED灯条的制作方法，其特征在于：所述捞槽利用模具铸造的方式一体成型在所述透明基板上，或者在透明基板上利用开槽工艺后期加工形成。
5.如权利要求1所述的LED灯条的制作方法，其特征在于：切割时，切割方向需沿着所述捞槽的长度方向进行切割，切割轨迹与所述捞槽长度方向的中线重合。
6.如权利要求1所述的LED灯条的制作方法，其特征在于：所述透明基板为为透明玻璃板、透明树脂板、蓝宝石基板或透明陶瓷中的一种。
7.一种利用权利要求1-6任意一项所述的制作方法制作得到的LED灯条，其特征在于：所述LED灯条的骨架区四面环胶。
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