一种提高LED灯珠产出集中度的封装方法与流程

本发明属于led灯珠加工技术领域，具体地说涉及一种提高led灯珠产出集中度的封装方法。

背景技术：

近年来，随着发光二极管(led)半导体照明事业在全球的兴起，白光led作为新一代光源引起了人们极大的关注。与传统光源相比，led具有显色性高(色域高、显色指数高)、亮度高、寿命长、节能环保(没有热辐射、耗电量低)、实时色彩可控、反应速度快(可在高频操作)、耐冲击震动等诸多优点，已广泛应用于液晶显示器的背光源、指示灯、普通照明等技术领域。

在整个led产业链中，led封装是至关重要的一个环节，一般包括固晶、焊线、点胶、分光和包装等工艺步骤，其中点胶工艺具体是指：首先将荧光粉与封装胶水混合制备为荧光胶，然后将荧光胶注入led支架中，保护led支架内的芯片和键合线，荧光胶在led器件中除起到保护作用，更重要的是荧光胶中的荧光粉可在芯片的激发下发出可见光，荧光胶发出的光与芯片的激发光相互复合，从而实现不同光色、亮度的光发射，最终得到不同类型的发光器件。

在点胶过程中，每个led器件中注入的荧光胶中荧光粉的量以及荧光粉涂覆的均匀性，决定了这一批led器件的实际颜色和亮度产出。目前led封装厂商在进行点胶工序时，通常首先将采购的荧光粉(一般为两种或两种以上)直接与封装胶水进行混合，混合后点注于led支架中，但是由于荧光胶中的荧光粉往往不止一种，不同种类的荧光粉粒径大小不一，而即便是同种荧光粉，不同批次生产出的粒径分布也不均匀，荧光粉粒径分布范围大，颗粒大小不均。荧光粉粒径不一致或者粒径范围较大，会导致荧光粉与封装胶水难以混合均匀的问题，而荧光胶混合不均匀则会造成点胶时虽然注入每个led支架中的荧光胶水体积相同，但是其中的荧光粉量差异较大，同时荧光粉在led支架中分布不均匀，在批量生产时，这种差异会导致封装后的led器件实际亮度、颜色均一性差，批量生产的产出集中度低。

技术实现要素：

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有led封装工艺中荧光胶中的荧光粉颗粒粒径差异大，导致产品亮度、颜色均一性差的问题，从而提出一种将荧光粉按照粒径不同进行分选的滚动型led荧光粉筛分装置和荧光粉封装方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明提供一种提高led灯珠产出集中度的封装方法，首先采用滚动型led荧光粉筛分装置筛分荧光粉，所述筛分装置包括至少两级滚动筛，每级所述滚动筛包括在水平方向平行分布的滚轴和驱动所述滚轴转动的驱动机构，各级滚动筛在竖直方向顺次设置且滚轴的轴向朝向一致，且沿由上至下的方向每一级滚动筛中滚轴的间距依次递减。

作为优选，所述滚轴的转速为10-600rpm/min。

作为优选，每级滚动筛中相邻滚轴的间距为1-99μm。

作为优选，所述滚轴安装于安装框架中，所述滚轴在所述安装框架中均匀平行分布；所述驱动机构为驱动电机。

作为优选，所述筛分装置包括四级滚动筛，由上至下依次为第一级滚动筛、第二级滚动筛、第三级滚动筛和第四级滚动筛。

作为优选，所述第一级滚动筛中相邻两根滚轴的间距为60-99μm，所述第二级滚动筛中相邻两根滚轴的间距为40-50μm，所述第三级滚动筛中相邻两根滚轴的间距为20-30μm，所述第四级滚动筛中相邻两根滚轴的间距为5-10μm。

作为优选，所述提高led灯珠产出集中度的封装方法包括如下步骤：

s1、取第一荧光粉置于处于筛分装置顶层的滚动筛，启动驱动机构，粒径小于顶层滚动筛滚轴间隙距的荧光粉落入第二级滚动筛，收集粒径大于顶层滚动筛的第一荧光粉；粒径小于第二级滚动筛滚轴间距的荧光粉落入第三集滚动筛，收集粒径大于第二级滚动筛的第一荧光粉，直至荧光粉落入处于底层的滚动筛；所述第一荧光粉粒径为0.1-100μm，发射光波长为480-550nm；

s2、取第二荧光粉置于处于顶层的滚动筛，启动驱动机构，粒径小于顶层滚动筛滚轴间隙距的荧光粉落入第二级滚动筛，收集粒径大于顶层滚动筛的第二荧光粉；粒径小于第二级滚动筛滚轴间距的荧光粉落入第三集滚动筛，收集粒径大于第二级滚动筛的第二荧光粉，直至荧光粉落入处于底层的滚动筛；所述第二荧光粉粒径为0.2-110μm，发射光波长为570-680nm；

s3、将由同一级滚动筛筛分出的第一荧光粉与第二荧光粉混合，得到混合荧光粉，所述第一荧光粉与第二荧光粉的质量比为0.01-100：1。

作为优选，所述步骤s3后还包括如下步骤:s4、将所述混合荧光粉与封装胶混合并搅拌均匀，制得荧光胶，所述混合荧光粉与荧光胶的质量比为0.01-0.78:1；

s5、将所述荧光胶滴入固定有led芯片的支架中，烘烤滴有荧光胶的支架至荧光胶固化，所述led芯片的发射光波长为230-480nm。

作为优选，所述步骤s4中，所述搅拌为脱泡搅拌，搅拌温度为20-44℃，搅拌时真空度为0-2.2kpa，搅拌速度为300-1600rpm/min，搅拌时间为60-1500s。

作为优选，所述步骤s5中，所述烘烤的过程为：首先以1-10℃/min的升温速率由室温升温至45-110℃，预烘烤0.5-6h，然后以1-10℃/min的升温速率升温至120-250℃，烘烤0.5-12h。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

(1)本发明所述的提高led灯珠产出集中度的封装方法中，首先采用滚动型led荧光粉筛分装置筛分荧光粉，所述筛分装置包括至少两级滚动筛，每级所述滚动筛包括在水平方向平行分布的滚轴和驱动所述滚轴转动的驱动机构，各级滚动筛在竖直方向顺次设置且滚轴的轴向朝向一致，且沿由上至下的方向每一级滚动筛中滚轴的间距依次递减。所述装置工作时，将粒径分布范围较大的荧光粉置于顶层的滚动筛，粒径小于顶层滚动筛滚轴间距的荧光粉落入处于其下方的第二级滚动筛，粒径大于顶层滚动筛滚轴间距的荧光粉被回收至料箱，同理，如果滚动筛设置为多级，粒径小于第二级滚动筛滚轴间距的荧光粉落入处于其下方的第三级滚动筛，粒径大于第二级滚动筛滚轴间距的荧光粉被回收，不同粒径范围的荧光粉颗粒得以区分，装置结构简单，易于操作，可以根据颗粒粒径大小对荧光粉进行自动筛分，比传统的手工筛分自动化程度高，节省了人力成本，适于大批量工业化生产，筛分后的荧光粉粒径一致性高，荧光粉易于与封装胶混合均匀，降低了封装工序中对封装胶搅拌设备要求和操作难度。

(2)本发明所述的提高led灯珠产出集中度的封装方法，将第一、第二荧光粉根据粒径不同筛分回收后，将处于相同粒径范围内的第一、第二荧光粉进行混合，然后将混合荧光粉与封装胶混合均匀制得封装胶，并将封装胶滴于固定有led芯片的支架后烘烤固化。通过对荧光粉进行筛分处理，使得荧光粉粒径均一性高，与封装胶混合后混合均匀度高，荧光粉在封装胶中分布均匀，有效保证了每个led器件中的荧光粉量的一致性，从而使荧光粉涂覆均匀，封装而得的器件亮度、颜色均一性优异，同时，还提升了led器件的产出集中度，可显著降低不良率，提升经济效益。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明实施例1所述的滚动型led荧光粉筛分装置的结构示意图；

图2为实施例2中未经筛分的第一荧光粉粒径分布直方图；

图3为实施例3中筛分后的第一荧光粉粒径分布直方图；

图4为实施例1中筛分后的第二荧光粉粒径分布直方图；

图5为实施例1所得led灯珠的发射光谱；

图6为实施例3所得led灯珠的发射光谱。

图中附图标记表示为：1-滚轴；2-安装框架；3-第一级滚动筛；4-第二级滚动筛；5-第三级滚动筛；6-第四级滚动筛；7-一级收料箱；8-二级收料箱；9-三级收料箱；10-五级收料箱；11-四级收料箱。

本发明可以以多种不同的形式实施，不应该理解为限于在此阐述的实施例，相反，提供这些实施例，使得本公开是彻底和完整的，并将本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将由权利要求来限定。在附图中，为了清晰起见，会夸大各装置的尺寸和相对尺寸。本发明说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种滚动型led荧光粉筛分装置，如图1所示，其包括至少两级滚动筛，多级所述滚动筛在竖直方向依次层叠设置，每级所述滚动筛包括以一定间隔在水平方向平行分布的滚轴1和驱动所述滚轴1转动的驱动机构，每级滚动筛中相邻滚轴1的间距为1-99μm，滚轴1的轴向朝向一致，且沿由上至下的方向，每一级滚动筛中滚轴1的间距逐级递减。所述驱动机构采用常规驱动电机，驱动电机驱动滚轴1旋转，滚轴1滚动从而将粒径小于滚轴1间距的荧光粉过滤至下一级滚动筛，所述滚轴转动的转速为10-600rpm/min，本实施例中，滚轴的转速为10rpm/min。可根据待筛分荧光粉的粒径分布范围将滚动筛设置为两级或者多级。

进一步地，还包括安装框架2，所述滚轴1沿安装框架2的长度方向均匀平行分布。

本实施例中，所述筛分装置包括四级滚动筛，由上至下依次为第一级滚动筛3、第二级滚动筛4、第三级滚动筛5和第四级滚动筛6，所述第一级滚动筛3中相邻两根滚轴的间距为60-99μm，本实施例中为60μm，所述第二级滚动筛4中相邻两根滚轴的间距为40-50μm，本实施例中为40μm，所述第三级滚动筛5中相邻两根滚轴的间距为20-30μm，本实施例中为20μm，所述第四级滚动筛6中相邻两根滚轴的间距为5-10μm，本实施例中为5μm。

本实施例还提供一种提高led灯珠产出集中度的封装方法，包括如下步骤：

s1、取第一荧光粉置于处于筛分装置顶层的滚动筛即第一级滚动筛3，启动驱动电机，粒径小于第一级滚动筛3中滚轴间隙距的荧光粉落入第二级滚动筛4，将粒径大于第一级滚动筛的第一荧光粉回收至一级收料箱7中；粒径小于第二级滚动筛4滚轴间距的荧光粉落入第三级滚动筛5，将粒径大于第二级滚动筛4滚轴间距的第一荧光粉回收至二级收料箱8中，粒径小于第三级滚动筛5滚轴间距的荧光粉落入第四级滚动筛6，将粒径大于第三级滚动筛5滚轴间距的第一荧光粉回收至三级收料箱9中，粒径小于第四级滚动筛6滚轴间距的第一荧光粉回收至五级收料箱10中，粒径大于第四级滚动筛6滚轴间距的第一荧光粉回收至四级收料箱11中；其中所述第一荧光粉粒径为4-65μm，发射光波长为480nm，且为稀土元素掺杂的硅酸盐、铝酸盐、硝酸盐、氮化物、氟化物等无机荧光粉中的任一种蓝光荧光粉。

s2、取第二荧光粉置于处于筛分装置顶层的滚动筛即第一级滚动筛3，启动驱动电机，粒径小于第一级滚动筛3中滚轴间隙距的荧光粉落入第二级滚动筛4，将粒径大于第一级滚动筛的第一荧光粉回收至一级收料箱7中；粒径小于第二级滚动筛4滚轴间距的荧光粉落入第三级滚动筛5，将粒径大于第二级滚动筛4滚轴间距的第一荧光粉回收至二级收料箱8中，粒径小于第三级滚动筛5滚轴间距的荧光粉落入第四级滚动筛6，将粒径大于第三级滚动筛5滚轴间距的第一荧光粉回收至三级收料箱9中，粒径小于第四级滚动筛6滚轴间距的第一荧光粉回收至五级收料箱10中，粒径大于第四级滚动筛6滚轴间距的第一荧光粉回收至四级收料箱11中；其中所述第二荧光粉粒径为5-70μm，发射光波长为570nm，且为稀土元素掺杂的硅酸盐、铝酸盐、硝酸盐、氮化物、氟化物等无机荧光粉中的任一种黄光荧光粉，其粒径分布如图4所示。

s3、将由同一级滚动筛筛分出(由同一级收料箱回收)的第一荧光粉与第二荧光粉混合，得到混合荧光粉，所述第一荧光粉与第二荧光粉的质量比为0.01：1。

s4、将所述混合荧光粉与封装胶混合并搅拌均匀，制得荧光胶，所述混合荧光粉与荧光胶的质量比为0.01:1，所述封装胶为环氧类封装胶、有机硅类封装胶、聚氨酯封装胶中的一种，粘度不小于850mpa·s；搅拌过程采用自动脱泡搅拌机，控制搅拌机内问题为20℃，真空度为0kpa，搅拌速度为300rpm/min，搅拌时间60s。

s5、将所述荧光胶滴入固定有led芯片的支架中，烘烤滴有荧光胶的支架至荧光胶固化，所述led芯片的发射光波长为230-480nm，本实施例中所述led芯片为发射波长230nm的紫外芯片，烘烤过程中，将滴有荧光胶的支架置于烘箱中，首先以1℃/min的升温速率由室温升温至45℃，预烘烤6h，然后以1℃/min的升温速率升温至120℃，烘烤10h，即完成荧光粉的封装，得到led器件，其发射光谱如图5所示。

实施例2

本实施例提供一种滚动型led荧光粉筛分装置，其结构与实施例1基本相同，不同之处在于所述滚动筛为三级，由上至下依次为第一级滚动筛、第二级滚动筛和第三级滚动筛，所述第一级滚动筛中相邻两根滚轴的间距为99μm，第二级滚动筛中相邻两根滚轴的间距为50μm，第三级滚动筛中相邻两根滚轴的间距为30μm。

本实施例还提供一种提高led灯珠产出集中度的封装方法，包括如下步骤：

s1、取第一荧光粉置于处于筛分装置顶层的滚动筛即第一级滚动筛3，启动驱动电机，粒径小于第一级滚动筛3中滚轴间隙距的荧光粉落入第二级滚动筛4，将粒径大于第一级滚动筛的第一荧光粉回收至一级收料箱7中；粒径小于第二级滚动筛4滚轴间距的荧光粉落入第三级滚动筛5，将粒径大于第二级滚动筛4滚轴间距的第一荧光粉回收至二级收料箱8中，粒径小于第三级滚动筛5滚轴间距的荧光粉落入第四级滚动筛6，将粒径大于第三级滚动筛5滚轴间距的第一荧光粉回收至三级收料箱9中；其中所述第一荧光粉粒径为20-100μm，发射光波长为550nm，且为稀土元素掺杂的硅酸盐、铝酸盐、硝酸盐、氮化物、氟化物等无机荧光粉中的任一种绿光荧光粉，所述第一荧光粉未经筛分时的粒径分布如图2所示。

s2、取第二荧光粉置于处于筛分装置顶层的滚动筛即第一级滚动筛3，启动驱动电机，粒径小于第一级滚动筛3中滚轴间隙距的荧光粉落入第二级滚动筛4，将粒径大于第一级滚动筛的第一荧光粉回收至一级收料箱7中；粒径小于第二级滚动筛4滚轴间距的荧光粉落入第三级滚动筛5，将粒径大于第二级滚动筛4滚轴间距的第一荧光粉回收至二级收料箱8中，粒径小于第三级滚动筛5滚轴间距的荧光粉落入第四级滚动筛6，将粒径大于第三级滚动筛5滚轴间距的第一荧光粉回收至三级收料箱9中；其中所述第二荧光粉粒径为25-110μm，发射光波长为680nm，且为稀土元素掺杂的硅酸盐、铝酸盐、硝酸盐、氮化物、氟化物等无机荧光粉中的任一种红光荧光粉，其筛分前粒径分布如图2所示。

s3、将由同一级滚动筛筛分出(由同一级收料箱回收)的第一荧光粉与第二荧光粉混合，得到混合荧光粉，所述第一荧光粉与第二荧光粉的质量比为100：1。

s4、将所述混合荧光粉与封装胶混合并搅拌均匀，制得荧光胶，所述混合荧光粉与荧光胶的质量比为0.78:1，所述封装胶为环氧类封装胶、有机硅类封装胶、聚氨酯封装胶中的一种，粘度不小于850mpa·s；搅拌过程采用自动脱泡搅拌机，控制搅拌机内问题为44℃，真空度为2.2kpa，搅拌速度为1600rpm/min，搅拌时间1500s。

s5、将所述荧光胶滴入固定有led芯片的支架中，烘烤滴有荧光胶的支架至荧光胶固化，所述led芯片的发射光波长为230-480nm，本实施例中所述led芯片为发射波长480nm的蓝光芯片，烘烤过程中，将滴有荧光胶的支架置于烘箱中，首先以10℃/min的升温速率由室温升温至110℃，预烘烤0.5h，然后以10℃/min的升温速率升温至120℃，烘烤12h，即完成荧光粉的封装，得到led器件。

实施例3

本实施例提供一种滚动型led荧光粉筛分装置，其结构与实施例1基本相同，不同之处在于所述滚动筛为五级，由上至下依次为第一级滚动筛、第二级滚动筛和第三级滚动筛，所述第一级滚动筛中相邻两根滚轴的间距为80μm，第二级滚动筛中相邻两根滚轴的间距为45μm，第三级滚动筛中相邻两根滚轴的间距为25μm，第四级滚动筛中相邻两根滚轴的间距为7μm，第五级滚动筛中相邻两根滚轴的间距为2μm。

本实施例还提供一种提高led灯珠产出集中度的封装方法，包括如下步骤：

s1、取第一荧光粉置于处于筛分装置顶层的滚动筛即第一级滚动筛3，启动驱动电机，粒径小于第一级滚动筛3中滚轴间隙距的荧光粉落入第二级滚动筛4，将粒径大于第一级滚动筛的第一荧光粉回收至一级收料箱7中；粒径小于第二级滚动筛4滚轴间距的荧光粉落入第三级滚动筛5，将粒径大于第二级滚动筛4滚轴间距的第一荧光粉回收至二级收料箱8中，粒径小于第三级滚动筛5滚轴间距的荧光粉落入第四级滚动筛6，将粒径大于第三级滚动筛5滚轴间距的第一荧光粉回收至三级收料箱9中，依此类推，完成对第一荧光粉的筛分与收集；其中所述第一荧光粉粒径为0.5-85μm，发射光波长为580nm，且为稀土元素掺杂的硅酸盐、铝酸盐、硝酸盐、氮化物、氟化物等无机荧光粉中的任一种绿光荧光粉，其粒径分布如图3所示。

s2、取第二荧光粉置于处于筛分装置顶层的滚动筛即第一级滚动筛3，启动驱动电机，粒径小于第一级滚动筛3中滚轴间隙距的荧光粉落入第二级滚动筛4，将粒径大于第一级滚动筛的第一荧光粉回收至一级收料箱7中；粒径小于第二级滚动筛4滚轴间距的荧光粉落入第三级滚动筛5，将粒径大于第二级滚动筛4滚轴间距的第一荧光粉回收至二级收料箱8中，粒径小于第三级滚动筛5滚轴间距的荧光粉落入第四级滚动筛6，将粒径大于第三级滚动筛5滚轴间距的第一荧光粉回收至三级收料箱9中，依此类推，完成对第一荧光粉的筛分与收集；其中所述第二荧光粉粒径为0.7-90μm，发射光波长为625nm，且为稀土元素掺杂的硅酸盐、铝酸盐、硝酸盐、氮化物、氟化物等无机荧光粉中的任一种红光荧光粉。

s3、将由同一级滚动筛筛分出(由同一级收料箱回收)的第一荧光粉与第二荧光粉混合，得到混合荧光粉，所述第一荧光粉与第二荧光粉的质量比为50：1。

s4、将所述混合荧光粉与封装胶混合并搅拌均匀，制得荧光胶，所述混合荧光粉与荧光胶的质量比为0.3:1，所述封装胶为环氧类封装胶、有机硅类封装胶、聚氨酯封装胶中的一种，粘度不小于850mpa·s；搅拌过程采用自动脱泡搅拌机，控制搅拌机内问题为30℃，真空度为1kpa，搅拌速度为900rpm/min，搅拌时间500s。

s5、将所述荧光胶滴入固定有led芯片的支架中，烘烤滴有荧光胶的支架至荧光胶固化，所述led芯片的发射光波长为230-480nm，本实施例中所述led芯片为发射波长440nm的蓝光芯片，烘烤过程中，将滴有荧光胶的支架置于烘箱中，首先以5℃/min的升温速率由室温升温至80℃，预烘烤3h，然后以5.5℃/min的升温速率升温至200℃，烘烤7h，即完成荧光粉的封装，得到led器件，其发射光谱如图6所示。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。