专利名称：一种用于led灯的荧光粉罩及其制造方法
技术领域：
本发明一般地涉及LED照明灯领域。更具体地，本发明涉及一种用于LED灯的荧光粉罩及其制造方法，该方法通过快速升降温度的液态硅胶注塑工艺来生产独立成型的荧光粉罩。
背景技术：
在当前LED照明领域中，通常需要利用单色光LED芯片(例如蓝光芯片、红光芯片或绿光芯片)和荧光粉(例如常见的YAG荧光粉)的组合来生产具有较高显色指数的白光 LED 灯。现有技术一般是将荧光粉和粘合剂例如硅胶的混合物直接涂覆在LED芯片上或者罩住LED芯片的透明玻璃、胶片或陶瓷片上。出于散热的考虑，后一种LED芯片与荧光粉隔离开的技术方案是更优选的。然而，这种透明材料的外壳一般具有不规则的表面，为了得到均勻厚度的荧光粉层就必须使用特殊的涂覆工具和精确的控制参数，因此其工艺复杂且生产效率很低。另外，这种荧光粉层只能在LED芯片或壳体制作成型后逐个进行涂覆而不能预先批量加工成可组装的标准件，这就进一步影响了生产效率的提高。因此，需要一种用于LED灯的新型荧光粉罩制造方法，该方法能够独立地批量加工荧光粉罩并将荧光粉罩方便地组装到LED灯的壳体上，从而提高生产效率。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种利用液态硅胶注塑技术制造荧光粉罩的方法， 该方法包括以下步骤将硅胶和荧光粉混合；将硅胶荧光粉混合物注入具有荧光粉罩形状的模具内；在第一时间内将所述硅胶荧光粉混合物的温度提升到预定高温；在第二时间内将所述硅胶荧光粉混合物的温度降至预定低温；以及将成型的荧光粉罩脱模得到成品。在进一步的实施方式中，所述荧光粉在所述硅胶荧光粉混合物中的重量百分比为 0. 1-30%。在进一步的实施方式中，所述第一时间为5-20秒。在进一步的实施方式中，所述第二时间为3-10秒。在进一步的实施方式中，所述预定高温在120_230°C范围内。在进一步的实施方式中，所述预定低温为40°C。在进一步的实施方式中，所述荧光粉为YAG荧光粉或硅酸盐荧光粉。在进一步的实施方式中，优选利用注塑机将所述硅胶荧光粉混合物注入所述模具内。根据本发明的另一个方面，提供一种利用上述方法制造的荧光粉罩。根据本发明的另一个方面，提供一种LED灯，其包含如上所述的荧光粉罩。在进一步的实施方式中，所述LED灯还包括被布置成一维或二维阵列或同心圆环形式的一个或多个LED芯片。
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在进一步的实施方式中，所述LED灯还包括壳体，所述荧光粉罩通过粘合剂与所述壳体固定连接。在进一步的实施方式中，所述壳体是用玻璃或透明聚合物制成的。在进一步的实施方式中，所述壳体的厚度为0. 1 3mm。在进一步的实施方式中，所述LED芯片被水平设置在所述壳体内。在进一步的实施方式中，所述LED芯片被直立固定在所述壳体内。在进一步的实施方式中，所述LED芯片所在平面与所述壳体的底面的夹角大于 60°。在进一步的实施方式中，所述壳体内填充透明冷却液。在进一步的实施方式中，所述荧光粉罩的厚度在0. l_3mm范围内。本发明的优点在于，通过独立注塑荧光粉罩可避免常规技术中涂覆荧光粉层的复杂工艺和低成品率，其中该荧光粉罩可以通过标准工艺进行批量生产，之后组装到LED灯的壳体上，由此可以极大地提高生产效率和成品率。
图1示意性显示根据本发明制造荧光粉罩的方法的流程图。图2示意性显示根据本发明的LED灯的第一实施例。图3示意性显示根据本发明的LED灯的第二实施例。图4示意性显示根据本发明的LED灯的第三实施例。
具体实施式为了克服现有技术中涂覆荧光粉层时存在的问题，本发明提出一种采用液态硅胶注塑技术来制造荧光粉罩的方法，该荧光粉罩可以组装到LED灯的壳体上，起到与现有荧光粉层相同的作用。下面参考图1对本发明的这一新型方法进行详细的描述，该图示意性显示根据本发明的制造荧光粉罩的方法的流程图。需要注意的是，此处仅示出了该方法的主要步骤而非全部步骤。首先，在步骤100中，将液态硅胶和所选择的荧光粉混合在一起。在混合时，可以通过搅拌等常规工艺实现荧光粉颗粒在液态硅胶中的大致均勻分布。根据所用于的LED灯的实际发光需求，可以选择不同的荧光粉，例如可使用YAG荧光粉或硅酸盐荧光粉来得到理想的暖白光。优选地，荧光粉在硅胶荧光粉混合物中的重量百分比为0.1-30%。之后， 在步骤102中，将所制备的硅胶和荧光粉的混合物注入具有荧光粉罩形状的模具内。该荧光粉罩形状与LED灯的外壳形状一致。优选地，利用注塑机将该混合物注入该模具内。接下来，在步骤104中，在较短的第一时间内将硅胶荧光粉混合物的温度提升到预定高温。这一加热过程可以改变硅胶的粘度，使其变得更稀，从而受热的荧光粉颗粒可以更均勻地分布在硅胶中。优选地，该第一时间可以为5-20秒，且该预定高温可以在120-230°C范围内。 然后，在步骤106中，在非常短的第二时间内将硅胶荧光粉混合物的温度降至预定低温。这一降温过程可以再次改变硅胶的粘度，使其变得更稠直至固化。优选地，该第二时间可以稍微长于第一时间，例如为3-10秒，且该预定低温可以为40°C或更低。最后，在步骤108中， 将固化成型的荧光粉罩脱模得到成品部件。根据需要可以对该荧光粉罩进行后续处理，例
4如修整和去毛边等。上述加工工艺可以快速大批量生产独立的荧光粉罩，避免了现有涂覆荧光层的复杂工艺和荧光层厚度不均勻的问题，能够极大地提高生产效率和成品率。接下来，通过若干优选实施例描述能够应用由上述方法制造的荧光粉罩的LED 灯。图2示意性显示根据本发明包含上述荧光粉罩的LED灯的第一实施例。该LED灯包括排布在基座上的一个或多个LED芯片1、荧光粉罩2和壳体3，该基座与壳体3固连。这些芯片可以通过透明固晶胶粘附在支架上，或以其他方式固定在基座上。这些芯片的布置方式可以根据实际需要来确定，例如为了实现均勻发光，可以将芯片排成一维或二维阵列形式， 或者可以按同心圆环形式排布。当然，其他排布方式也是可预期的。在实际应用中，壳体3可以由厚度为大约0. 1 3mm的透明材料如玻璃或聚合物制成，并且可以通过透明粘合剂来实现荧光粉罩2和壳体3的固定连接。荧光粉罩2的厚度可以在大约0. l-3mm范围内。嵌入壳体3和基座中的正负电源线5通过焊线(例如金丝) 与LED芯片的引脚电连接，以便为LED芯片供电。壳体3的内部空间可以是中空的，但优选在其中填充透明冷却液4，以加快散发LED芯片产生的热量。图3示意性显示根据本发明包含上述荧光粉罩的LED灯的第二实施例。与常规水平安装方式不同的是，在该实施例中，支架连同其上的LED芯片1是竖直安装的，即将固定有LED芯片1的透明支架直立安装在透明壳体3内，且LED芯片1的引脚通过焊线(未示出)与嵌入壳体3中的正负电源线5实现电连接。当二极管通电时，直立透明支架上的 LED芯片的正面可正常发光，而LED芯片的底部也可透过透明玻璃或透明胶片发出更亮的光线，由此可以消除现有封装技术中因供电导线的关系不能把发光二极管最亮的一面向外展示的限制，提高发光二极管的出光率。由于支架是透明的，LED芯片设置在支架的两侧 (如图所示)或同一侧均不影响其发光效果。需要理解的是，此处所谓的竖直或直立并不意味着支架与底面的夹角完全为90°，实际上支架相对于底面的夹角大于45°且优选大于 60°时都应理解为在所限定的竖直或直立范围内。图4示意性显示根据本发明包含上述荧光粉罩的LED灯的第三实施例。在该实施例中，省略了前述实施例中的基座或支架，而直接将LED芯片1通过焊线焊接到正负电源线 5上，从而简化了加工工艺。另外，在壳体3下方设置了附加腔室6，以增加能够容纳的冷却液量，从而实现更好的散热效果。虽然附图示出了带凸顶的圆柱形LED灯，但本发明并不意欲局限于此，其他形状例如方形或棱柱形的LED灯也是可预期的。虽然已经具体参考附图的实施方式详细地描述了本发明，但是本领域技术人员理解其它实施方式可以取得相同的结果。本发明的变化和修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且包含在本申请的范围内。
权利要求
1.一种利用液态硅胶注塑技术制造荧光粉罩的方法，该方法包括以下步骤 将硅胶和荧光粉混合；将硅胶荧光粉混合物注入具有荧光粉罩形状的模具内； 在第一时间内将所述硅胶荧光粉混合物的温度提升到预定高温； 在第二时间内将所述硅胶荧光粉混合物的温度降至预定低温；以及将成型的荧光粉罩脱模得到成品。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述荧光粉在所述硅胶荧光粉混合物中的重量百分比为 0. 1-30% ο
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述第一时间为5-20秒。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中所述第二时间为3-10秒。
5.如权利要求1或2所述的方法，其中所述预定高温在120-230°C范围内。
6.如权利要求1或2所述的方法，其中所述预定低温为40°C。
7.如权利要求1或2所述的方法，其中所述荧光粉为YAG荧光粉或硅酸盐荧光粉。
8.如权利要求1或2所述的方法，其中利用注塑机将所述硅胶荧光粉混合物注入所述模具内。
9.一种利用如权利要求1-8中任一项所述的方法制造的荧光粉罩。
10.一种LED灯，其包含如权利要求9所述的荧光粉罩。
11.如权利要求10所述的LED灯，其还包括被布置成一维或二维阵列或同心圆环形式的一个或多个LED芯片。
12.如权利要求10所述的LED灯，其还包括壳体，所述荧光粉罩通过粘合剂与所述壳体固定连接。
13.如权利要求12所述的LED灯，其中所述壳体是用玻璃或透明聚合物制成的。
14.如权利要求12所述的LED灯，其中所述壳体的厚度为0.1 3mm。
15.如权利要求12所述的LED灯，其中所述LED芯片被水平设置在所述壳体内。
16.如权利要求12所述的LED灯，其中所述LED芯片被直立固定在所述壳体内。
17.如权利要求16所述的LED灯，其中所述LED芯片所在平面与所述壳体的底面的夹角大于60°。
18.如权利要求12-17中的任一项所述的LED灯，其中所述壳体内填充透明冷却液。
19.如权利要求12-17中的任一项所述的LED灯，其中所述荧光粉罩的厚度在0.l_3mm 范围内。
全文摘要
本发明涉及一种利用液态硅胶注塑技术制造荧光粉罩的方法以及由此制造的荧光粉罩和LED灯。该方法包括以下步骤1)将硅胶和荧光粉混合；2)将硅胶荧光粉混合物注入具有荧光粉罩形状的模具内；3)在非常短的第一时间内将硅胶荧光粉混合物的温度提升到预定高温；4)在较短的第二时间内将硅胶荧光粉混合物的温度降至预定低温；以及5)将成型的荧光粉罩脱模得到成品。本发明通过独立注塑荧光粉罩可避免常规技术中涂覆荧光粉层的复杂工艺和低成品率，其中该荧光粉罩可以通过标准工艺进行批量生产，之后组装到LED灯的壳体上，由此可以极大地提高生产效率和成品率。
文档编号F21V3/04GK102431117SQ20111034929
公开日2012年5月2日 申请日期2011年11月3日 优先权日2011年11月3日
发明者郑榕彬 申请人:郑榕彬