专利名称：一种双层透镜的大功率led封装工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种LED封装工艺，特指一种双层透镜的大功率LED封装工艺。背景技术：
随着国家半导体照明工程的不断进展和节能减排及低碳经济的不断号召，LED照明越发受到重视。与传统的白炽灯相比，在同样的亮度下，LED消耗的电能仅为白炽灯的八分之一。LED照明技术的应用将大大节约能源，减少二氧化碳的排放，保护地球环境。大功率 LED以其长寿命、高光效、节能等优势有着很好的应用前景。现有的大功率LED封装一般有两种，一是PC透镜结构的，另一种是硅胶透镜结构的。由于硅胶透镜具有良好的透光性以及耐高温性能，可以适应自动化的回流焊工艺而被广泛采用。然而现有的大功率LED封装工艺在制作硅胶透镜时，采用一次注塑成型的方法，此方法成型后的硅胶透镜与支架基座内部以及导电脚、芯片的结合力度不够，在高温工作状态下容易崩裂，或产生漏光的缺陷。
发明内容本发明针对现有技术中存在的硅胶透镜与支架本体结合力度不够的技术缺陷，提供了一种硅胶透镜结合稳固的大功率LED封装工艺。为了达到上述技术目的，本发明所采取的技术手段是一种双层透镜的大功率LED 封装工艺，包括以下步骤第一步采用超声波等离子清洗设备对LED支架进行清洗，然后将LED芯片固定在 LED支架的杯碗内，并将LED芯片进行导电性连接；第二步将前述LED支架放入预置的夹具中采用第一透镜模具在LED支架的基座内注塑形成第一透镜，所述第一透镜为硅胶透镜；第三步将形成有第一透镜的LED放入烤箱中进行烘烤，烘烤分为三个阶段，第一阶段烘烤温度在80°C 100°C，烘烤时间60min，第二阶段烘烤温度在120°C 150°C之间， 烘烤时间为40min，第三阶段烘烤温度在180°C 200°C之间，烘烤时间为20min ；第四步从烤箱中取出前述LED，冷却后放入预置的夹具中采用第二透镜模具在所述第一透镜外通过注塑形成第二透镜，所述第二透镜为硅胶透镜，所述第二透镜顶部至第一透镜顶部的距离在1 3mm之间；第五步将形成有第二透镜的LED放入烤箱中进行烘烤，烘烤分为三个阶段，第一阶段烘烤温度在80°C 100°C，烘烤时间40min，第二阶段烘烤温度在120°C 150°C之间， 烘烤时间为30min，第三阶段烘烤温度在180°C 200°C之间，烘烤时间为15min ；第六步从烤箱中取出LED，冷却后进行检测、分光，最后进行包装。本发明的大功率LED透镜采用两次注塑成形的工艺，第一透镜用于覆盖芯片填充基座内的小空隙，第二透镜直接形成于第一透镜外，充分与第一透镜紧密粘贴，并与基座形成二次粘贴，与现有技术中一次注胶的形式相比具有更加稳固的效果，可以防止硅胶透镜的崩裂、脱落以及漏光现象。
优选地，所述第一透镜以及第二透镜的表面均为粗糙面，第一透镜的表面做成粗糙面主要用于与第二透镜形成牢固的粘结力，第二透镜的表面做成粗糙面主要用于扩散光线，改变光线的传播路径，避免全反射，提高外部量子效率。优选地，所述第二透镜中均勻混合有荧光粉。优选地，所述LED芯片为蓝光LED芯片，所述荧光粉为黄色荧光粉。优选地，所述蓝光LED芯片的峰值波长在445 475nm之间，所述黄色荧光粉受激发的峰值波长在540 580nm之间。优选地，在完成第一步，进行第二步之前，在LED芯片上点荧光胶，并进行烘烤，所述LED芯片为蓝光LED芯片，所述荧光胶为黄色荧光胶。优选地，所述荧光粉为红色荧光粉。优选地，所述红色荧光粉受激发的峰值波长在620 660nm之间。优选地，所述第二透镜顶部至第一透镜顶部的距离为2mm。优选地，所述第二步骤中注塑形成第一透镜的注塑气压在IMpa 3Mpa之间，所述第四步骤中注塑形成第二透镜的注塑气压在2Mpa 4Mpa之间，所述成形第一透镜以及第二透镜的注塑气压采用阶梯式逐渐递增的方式，且在每次加压前短暂停顿Is ^。
图1所示为本发明的LED支架的结构示意图；图2所示为本发明的第一透明成形结构的剖面示意图；图3所示为本发明的第二透镜成形结构的剖面示意图；图4所示为本发明第一种优选实施方式的结构示意图；图5所示为本发明第二种优选实施方式的结构示意图；图6所示为本发明第一透镜形成的另一结构示意图；图7所示为本发明第二透镜形成的另一结构示意图；图8所示为本发明的工艺流程框图。
具体实施方式为了进一步详细的阐述本发明的技术方案，下面结合附图进行说明。参见说明书附图1、图2图3以及图8所不，本发明公开了一种双层透镜的大功率 LED封装工艺，包括以下步骤 第一步采用超声波等离子清洗设备对LED支架1进行清洗，然后将LED芯片5固定在杯碗4内(即固晶的过程)，并焊接导电线fe、5b，使LED芯片5的正负极通过导电线 5a、5b与导电脚2a、2b电连接；第二步将前述LED支架1放入预置的夹具中采用第一透镜模具在LED支架1的基座3内注塑形成第一透镜61，所述第一透镜61为硅胶透镜，注塑形成第一透镜的注塑气压在IMpa 3Mpa之间，所述注塑气压采用阶梯式逐渐递增的方式，如分lMpa、l. 5Mpa、2Mpa 三个阶段分别加压，且在每次加压前短暂停顿Is ^ ；在首次注胶时，由于基座3内的空腔10中有很多小空隙，且导电线5ajb直接裸露，不宜采用较大的注塑气压进行注胶。先用较小的注塑气压进行注胶，并停顿^，使胶体自然缓慢地填充各种小空隙，此时不易产生气泡，并可以保护导电线5ajb不受较大力的挤压。在第一次IMpa的注塑气压下注入部分胶体后，由于大部分的小空隙已被填满，而且导电线fe、5b也得到了很好的保护，此时采用1. 5Mpa的注塑气压进行二次注胶，然后停顿 ^，最后直接加压到2Mpa的注塑气压进行封胶。三次分阶段的注胶方式可以避免气泡的产生、保护导电线fe、5b，并使胶体充分与支架接触形成稳固的粘接力。第三步将形成有第一透镜61的LED放入烤箱中进行烘烤，烘烤分为三个阶段，第一阶段烘烤温度在80°C 100°C，烘烤时间60min，第二阶段烘烤温度在120°C 150°C之间，烘烤时间为40min，第三阶段烘烤温度在180°C 200°C之间，烘烤时间为20min ；三次分阶段的升温式烘烤方式，有助于胶体缓慢的定型，消除内应力，并形成稳固的粘接力。第四步从烤箱中取出前述LED，冷却后放入预置的夹具中采用第二透镜模具在所述第一透镜61外通过注塑形成第二透镜62，形成第二透镜62的方式同样采用注塑压力阶段性递增的方式进行注胶(具体参见第二步骤中的注胶方式)，所述第二透镜62为硅胶透镜，所述第二透镜62顶部至第一透镜61顶部的距离h在1 3mm之间，优选2mm ；第五步将形成有第二透镜62的LED放入烤箱中进行烘烤，烘烤分为三个阶段，第一阶段烘烤温度在80°C 100°C，烘烤时间40min，第二阶段烘烤温度在120°C 150°C之间，烘烤时间为30min，第三阶段烘烤温度在180°C 200°C之间，烘烤时间为15min ；三次分阶段的升温式烘烤方式，有助于胶体缓慢的定型，消除内应力，并形成稳固的粘接力。第六步从烤箱中取出LED，冷却后进行检测、分光，最后进行包装。本发明的大功率LED透镜采用两次注塑成形的工艺，第一透镜61用于覆盖LED芯片5填充基座3内的小空隙，第二透镜62直接形成于第一透镜61外，充分与第一透镜61 紧密粘贴，并与基座3形成二次粘贴，与现有技术中一次注胶的形式相比具有更加稳固的效果，可以防止硅胶透镜的崩裂、脱落以及漏光现象。作为本发明的进一步改进，所述第一透镜61以及第二透镜62的表面均为粗糙面 (未图示)，第一透镜61的表面做成粗糙面主要用于与第二透镜62形成牢固的粘结力，第二透镜62的表面做成粗糙面主要用于扩散光线，改变光线的传播路径，避免全反射，提高外部量子效率。如图4所示，图4是本发明的第一种优选的实施方式，即在第二透镜62中均勻混合有荧光粉620，此时的LED芯片5为蓝光LED芯片，所述荧光粉620为黄色荧光粉，LED芯片5发出蓝光激发黄色荧光粉发出白光；所述蓝光LED芯片的峰值波长在445 475nm之间，所述黄色荧光粉受激发的峰值波长在540 580nm之间。将荧光粉620混合在第二透镜62中，一方面是荧光粉620远离了 LED芯片5，可以减少荧光粉620的光衰，另一方面扩大了荧光粉620受激发的面积，可以提高光效，同时可以避免黄圈的产生。如图5所示，图5所示是本发明的第二种优选的实施方式，即在完成第一步，进行第二步之前，在LED芯片5上点荧光胶50，并进行烘烤，所述LED芯片5为蓝光LED芯片，所述荧光胶50为黄色荧光胶，所述混合在第二透镜62中的荧光粉621为红色荧光粉，所述红色荧光粉621受激发的峰值波长在620 660nm之间，添加红色荧光粉621可以提高显色指数。
第二步中注塑形成第一透镜61的注塑气压在IMpa 3Mpa之间，所述第四步中注塑形成第二透镜62的注塑气压要大于形成第一透镜61的注塑气压，可选择在2Mpa 4Mpa 之间(每个阶段的气压分别大于第一透镜成形的各个阶段的气压)，成形第一透镜61以及第二透镜62的注塑气压均采用阶梯式逐渐递增的方式，且在每次加压前短暂停顿Is ^。如图6、图7所示，图6、图7所示为本发明第一透镜61以及第二透镜62另一种成形结构的示意图，即第一透镜61成型后，在基座3内还预留有部分待填充的小空隙101，然后第二透镜62成型后可与基座3的侧壁、底部以及第一透镜61的表面形成三方面的粘贴， 从而使第二透镜62更加稳固，可以最大程度的避免第一透镜61的崩裂以及脱落等技术缺陷，提高产品的稳定性。以上所述仅以方便说明本发明，在不脱离本发明的创作精神范畴内，熟知此技术的人员所做的任何简单的修饰与变形，仍属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种双层透镜的大功率LED封装工艺，包括以下步骤第一步采用超声波等离子清洗设备对LED支架进行清洗，然后将LED芯片固定在LED支架的杯碗内，并将LED芯片进行导电性连接；第二步将前述LED支架放入预置的夹具中采用第一透镜模具在LED支架的基座内注塑形成第一透镜，所述第一透镜为硅胶透镜；第三步将形成有第一透镜的LED放入烤箱中进行烘烤，烘烤分为三个阶段，第一阶段烘烤温度在80°C 100°C，烘烤时间60min，第二阶段烘烤温度在120°C 150°C之间，烘烤时间为40min，第三阶段烘烤温度在180°C 200°C之间，烘烤时间为20min ；第四步从烤箱中取出前述LED，冷却后放入预置的夹具中采用第二透镜模具在所述第一透镜外通过注塑形成第二透镜，所述第二透镜为硅胶透镜，所述第二透镜顶部至第一透镜顶部的距离在1 3mm之间；第五步将形成有第二透镜的LED放入烤箱中进行烘烤，烘烤分为三个阶段，第一阶段烘烤温度在80°C 100°C，烘烤时间40min，第二阶段烘烤温度在120°C 150°C之间，烘烤时间为30min，第三阶段烘烤温度在180°C 200°C之间，烘烤时间为15min ；第六步从烤箱中取出LED支架，冷却后进行检测、分光，最后进行包装。
2.根据权利要求1所述的一种双层透镜的大功率LED封装工艺，其特征在于所述第一透镜以及第二透镜的表面均为粗糙面。
3.根据权利要求2所述的一种双层透镜的大功率LED封装工艺，其特征在于所述第二透镜中均勻混合有荧光粉。
4.根据权利要求3所述的一种双层透镜的大功率LED封装工艺，其特征在于所述LED 芯片为蓝光LED芯片，所述荧光粉为黄色荧光粉。
5.根据权利要求4所述的一种双层透镜的大功率LED封装工艺，其特征在于所述蓝光LED芯片的峰值波长在445 475nm之间，所述黄色荧光粉受激发的峰值波长在540 580nm之间。
6.根据权利要求3所述的一种双层透镜的大功率LED封装工艺，其特征在于在完成第一步，进行第二步之前，在LED芯片上点荧光胶，并进行烘烤，所述LED芯片为蓝光LED芯片，所述荧光胶为黄色荧光胶。
7.根据权利要求6所述的一种双层透镜的大功率LED封装工艺，其特征在于所述荧光粉为红色荧光粉。
8.根据权利要求7所述的一种双层透镜的大功率LED封装工艺，其特征在于所述红色荧光粉受激发的峰值波长在620 660nm之间。
9.根据权利要求1至8任一项所述的一种双层透镜的大功率LED封装工艺，其特征在于所述第二透镜顶部至第一透镜顶部的距离为2mm。
10.根据权利要求9所述的一种双层透镜的大功率LED封装工艺，其特征在于所述第二步骤中注塑形成第一透镜的注塑气压在IMpa 3Mpa之间，所述第四步骤中注塑形成第二透镜的注塑气压在2Mpa 4Mpa之间，所述成形第一透镜以及第二透镜的注塑气压采用阶梯式逐渐递增的方式，且在每次加压前短暂停顿Is ^。
全文摘要
本发明公开了一种双层透镜的大功率LED封装工艺，包括以下步骤，第一步，清洗支架、固晶、焊线；第二步，利用第一透镜模具形成第一透镜；第三步，烘烤；第四步，利用第二透镜模具形成第二透镜；第五步，烘烤；第六步，冷却、检测、分光，然后包装。本发明的大功率LED透镜采用两次注塑成形的工艺，第一透镜用于覆盖芯片以及填充基座内的小空隙，第二透镜直接形成于第一透镜外，充分与第一透镜紧密粘贴，并与基座形成二次粘贴，与现有技术中一次注胶的形式相比具有更加稳固的效果，可以防止硅胶透镜的崩裂、脱落以及漏光现象。
文档编号H01L33/00GK102324453SQ201110304919
公开日2012年1月18日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者卢志荣, 李兰军, 黄勇智 申请人:深圳市灏天光电有限公司