專利名稱：一種用于led燈的熒光粉罩及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及LED照明燈領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于LED燈的熒光粉罩及其制造方法，該方法通過快速升降溫度的液態(tài)硅膠注塑工藝來生產(chǎn)獨立成型的熒光粉罩。
背景技術(shù)：
在當前LED照明領(lǐng)域中，通常需要利用單色光LED芯片(例如藍光芯片、紅光芯片或綠光芯片)和熒光粉(例如常見的YAG熒光粉)的組合來生產(chǎn)具有較高顯色指數(shù)的白光 LED 燈。現(xiàn)有技術(shù)一般是將熒光粉和粘合劑例如硅膠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、膠片或陶瓷片上。出于散熱的考慮，后一種LED芯片與熒光粉隔離開的技術(shù)方案是更優(yōu)選的。然而，這種透明材料的外殼一般具有不規(guī)則的表面，為了得到均勻厚度的熒光粉層就必須使用特殊的涂覆工具和精確的控制參數(shù)，因此其工藝復(fù)雜且生產(chǎn)效率很低。另外，這種熒光粉層只能在LED芯片或殼體制作成型后逐個進行涂覆而不能預(yù)先批量加工成可組裝的標準件，這就進一步影響了生產(chǎn)效率的提高。因此，需要一種用于LED燈的新型熒光粉罩制造方法，該方法能夠獨立地批量加工熒光粉罩并將熒光粉罩方便地組裝到LED燈的殼體上，從而提高生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種利用液態(tài)硅膠注塑技術(shù)制造熒光粉罩的方法， 該方法包括以下步驟將硅膠和熒光粉混合；將硅膠熒光粉混合物注入具有熒光粉罩形狀的模具內(nèi)；在第一時間內(nèi)將所述硅膠熒光粉混合物的溫度提升到預(yù)定高溫；在第二時間內(nèi)將所述硅膠熒光粉混合物的溫度降至預(yù)定低溫；以及將成型的熒光粉罩脫模得到成品。在進一步的實施方式中，所述熒光粉在所述硅膠熒光粉混合物中的重量百分比為 0. 1-30%。在進一步的實施方式中，所述第一時間為5-20秒。在進一步的實施方式中，所述第二時間為3-10秒。在進一步的實施方式中，所述預(yù)定高溫在120_230°C范圍內(nèi)。在進一步的實施方式中，所述預(yù)定低溫為40°C。在進一步的實施方式中，所述熒光粉為YAG熒光粉或硅酸鹽熒光粉。在進一步的實施方式中，優(yōu)選利用注塑機將所述硅膠熒光粉混合物注入所述模具內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種利用上述方法制造的熒光粉罩。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種LED燈，其包含如上所述的熒光粉罩。在進一步的實施方式中，所述LED燈還包括被布置成一維或二維陣列或同心圓環(huán)形式的一個或多個LED芯片。
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在進一步的實施方式中，所述LED燈還包括殼體，所述熒光粉罩通過粘合劑與所述殼體固定連接。在進一步的實施方式中，所述殼體是用玻璃或透明聚合物制成的。在進一步的實施方式中，所述殼體的厚度為0. 1 3mm。在進一步的實施方式中，所述LED芯片被水平設(shè)置在所述殼體內(nèi)。在進一步的實施方式中，所述LED芯片被直立固定在所述殼體內(nèi)。在進一步的實施方式中，所述LED芯片所在平面與所述殼體的底面的夾角大于 60°。在進一步的實施方式中，所述殼體內(nèi)填充透明冷卻液。在進一步的實施方式中，所述熒光粉罩的厚度在0. l_3mm范圍內(nèi)。本發(fā)明的優(yōu)點在于，通過獨立注塑熒光粉罩可避免常規(guī)技術(shù)中涂覆熒光粉層的復(fù)雜工藝和低成品率，其中該熒光粉罩可以通過標準工藝進行批量生產(chǎn)，之后組裝到LED燈的殼體上，由此可以極大地提高生產(chǎn)效率和成品率。


圖1示意性顯示根據(jù)本發(fā)明制造熒光粉罩的方法的流程圖。圖2示意性顯示根據(jù)本發(fā)明的LED燈的第一實施例。圖3示意性顯示根據(jù)本發(fā)明的LED燈的第二實施例。圖4示意性顯示根據(jù)本發(fā)明的LED燈的第三實施例。
具體實施式為了克服現(xiàn)有技術(shù)中涂覆熒光粉層時存在的問題，本發(fā)明提出一種采用液態(tài)硅膠注塑技術(shù)來制造熒光粉罩的方法，該熒光粉罩可以組裝到LED燈的殼體上，起到與現(xiàn)有熒光粉層相同的作用。下面參考圖1對本發(fā)明的這一新型方法進行詳細的描述，該圖示意性顯示根據(jù)本發(fā)明的制造熒光粉罩的方法的流程圖。需要注意的是，此處僅示出了該方法的主要步驟而非全部步驟。首先，在步驟100中，將液態(tài)硅膠和所選擇的熒光粉混合在一起。在混合時，可以通過攪拌等常規(guī)工藝實現(xiàn)熒光粉顆粒在液態(tài)硅膠中的大致均勻分布。根據(jù)所用于的LED燈的實際發(fā)光需求，可以選擇不同的熒光粉，例如可使用YAG熒光粉或硅酸鹽熒光粉來得到理想的暖白光。優(yōu)選地，熒光粉在硅膠熒光粉混合物中的重量百分比為0.1-30%。之后， 在步驟102中，將所制備的硅膠和熒光粉的混合物注入具有熒光粉罩形狀的模具內(nèi)。該熒光粉罩形狀與LED燈的外殼形狀一致。優(yōu)選地，利用注塑機將該混合物注入該模具內(nèi)。接下來，在步驟104中，在較短的第一時間內(nèi)將硅膠熒光粉混合物的溫度提升到預(yù)定高溫。這一加熱過程可以改變硅膠的粘度，使其變得更稀，從而受熱的熒光粉顆?？梢愿鶆虻胤植荚诠枘z中。優(yōu)選地，該第一時間可以為5-20秒，且該預(yù)定高溫可以在120-230°C范圍內(nèi)。 然后，在步驟106中，在非常短的第二時間內(nèi)將硅膠熒光粉混合物的溫度降至預(yù)定低溫。這一降溫過程可以再次改變硅膠的粘度，使其變得更稠直至固化。優(yōu)選地，該第二時間可以稍微長于第一時間，例如為3-10秒，且該預(yù)定低溫可以為40°C或更低。最后，在步驟108中， 將固化成型的熒光粉罩脫模得到成品部件。根據(jù)需要可以對該熒光粉罩進行后續(xù)處理，例
4如修整和去毛邊等。上述加工工藝可以快速大批量生產(chǎn)獨立的熒光粉罩，避免了現(xiàn)有涂覆熒光層的復(fù)雜工藝和熒光層厚度不均勻的問題，能夠極大地提高生產(chǎn)效率和成品率。接下來，通過若干優(yōu)選實施例描述能夠應(yīng)用由上述方法制造的熒光粉罩的LED 燈。圖2示意性顯示根據(jù)本發(fā)明包含上述熒光粉罩的LED燈的第一實施例。該LED燈包括排布在基座上的一個或多個LED芯片1、熒光粉罩2和殼體3，該基座與殼體3固連。這些芯片可以通過透明固晶膠粘附在支架上，或以其他方式固定在基座上。這些芯片的布置方式可以根據(jù)實際需要來確定，例如為了實現(xiàn)均勻發(fā)光，可以將芯片排成一維或二維陣列形式， 或者可以按同心圓環(huán)形式排布。當然，其他排布方式也是可預(yù)期的。在實際應(yīng)用中，殼體3可以由厚度為大約0. 1 3mm的透明材料如玻璃或聚合物制成，并且可以通過透明粘合劑來實現(xiàn)熒光粉罩2和殼體3的固定連接。熒光粉罩2的厚度可以在大約0. l-3mm范圍內(nèi)。嵌入殼體3和基座中的正負電源線5通過焊線(例如金絲) 與LED芯片的引腳電連接，以便為LED芯片供電。殼體3的內(nèi)部空間可以是中空的，但優(yōu)選在其中填充透明冷卻液4，以加快散發(fā)LED芯片產(chǎn)生的熱量。圖3示意性顯示根據(jù)本發(fā)明包含上述熒光粉罩的LED燈的第二實施例。與常規(guī)水平安裝方式不同的是，在該實施例中，支架連同其上的LED芯片1是豎直安裝的，即將固定有LED芯片1的透明支架直立安裝在透明殼體3內(nèi)，且LED芯片1的引腳通過焊線(未示出)與嵌入殼體3中的正負電源線5實現(xiàn)電連接。當二極管通電時，直立透明支架上的 LED芯片的正面可正常發(fā)光，而LED芯片的底部也可透過透明玻璃或透明膠片發(fā)出更亮的光線，由此可以消除現(xiàn)有封裝技術(shù)中因供電導(dǎo)線的關(guān)系不能把發(fā)光二極管最亮的一面向外展示的限制，提高發(fā)光二極管的出光率。由于支架是透明的，LED芯片設(shè)置在支架的兩側(cè) (如圖所示)或同一側(cè)均不影響其發(fā)光效果。需要理解的是，此處所謂的豎直或直立并不意味著支架與底面的夾角完全為90°，實際上支架相對于底面的夾角大于45°且優(yōu)選大于 60°時都應(yīng)理解為在所限定的豎直或直立范圍內(nèi)。圖4示意性顯示根據(jù)本發(fā)明包含上述熒光粉罩的LED燈的第三實施例。在該實施例中，省略了前述實施例中的基座或支架，而直接將LED芯片1通過焊線焊接到正負電源線 5上，從而簡化了加工工藝。另外，在殼體3下方設(shè)置了附加腔室6，以增加能夠容納的冷卻液量，從而實現(xiàn)更好的散熱效果。雖然附圖示出了帶凸頂?shù)膱A柱形LED燈，但本發(fā)明并不意欲局限于此，其他形狀例如方形或棱柱形的LED燈也是可預(yù)期的。雖然已經(jīng)具體參考附圖的實施方式詳細地描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員理解其它實施方式可以取得相同的結(jié)果。本發(fā)明的變化和修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的，并且包含在本申請的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用液態(tài)硅膠注塑技術(shù)制造熒光粉罩的方法，該方法包括以下步驟 將硅膠和熒光粉混合；將硅膠熒光粉混合物注入具有熒光粉罩形狀的模具內(nèi)； 在第一時間內(nèi)將所述硅膠熒光粉混合物的溫度提升到預(yù)定高溫； 在第二時間內(nèi)將所述硅膠熒光粉混合物的溫度降至預(yù)定低溫；以及將成型的熒光粉罩脫模得到成品。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述熒光粉在所述硅膠熒光粉混合物中的重量百分比為 0. 1-30% ο
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述第一時間為5-20秒。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述第二時間為3-10秒。
5.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述預(yù)定高溫在120-230°C范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述預(yù)定低溫為40°C。
7.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述熒光粉為YAG熒光粉或硅酸鹽熒光粉。
8.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中利用注塑機將所述硅膠熒光粉混合物注入所述模具內(nèi)。
9.一種利用如權(quán)利要求1-8中任一項所述的方法制造的熒光粉罩。
10.一種LED燈，其包含如權(quán)利要求9所述的熒光粉罩。
11.如權(quán)利要求10所述的LED燈，其還包括被布置成一維或二維陣列或同心圓環(huán)形式的一個或多個LED芯片。
12.如權(quán)利要求10所述的LED燈，其還包括殼體，所述熒光粉罩通過粘合劑與所述殼體固定連接。
13.如權(quán)利要求12所述的LED燈，其中所述殼體是用玻璃或透明聚合物制成的。
14.如權(quán)利要求12所述的LED燈，其中所述殼體的厚度為0.1 3mm。
15.如權(quán)利要求12所述的LED燈，其中所述LED芯片被水平設(shè)置在所述殼體內(nèi)。
16.如權(quán)利要求12所述的LED燈，其中所述LED芯片被直立固定在所述殼體內(nèi)。
17.如權(quán)利要求16所述的LED燈，其中所述LED芯片所在平面與所述殼體的底面的夾角大于60°。
18.如權(quán)利要求12-17中的任一項所述的LED燈，其中所述殼體內(nèi)填充透明冷卻液。
19.如權(quán)利要求12-17中的任一項所述的LED燈，其中所述熒光粉罩的厚度在0.l_3mm 范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用液態(tài)硅膠注塑技術(shù)制造熒光粉罩的方法以及由此制造的熒光粉罩和LED燈。該方法包括以下步驟1)將硅膠和熒光粉混合；2)將硅膠熒光粉混合物注入具有熒光粉罩形狀的模具內(nèi)；3)在非常短的第一時間內(nèi)將硅膠熒光粉混合物的溫度提升到預(yù)定高溫；4)在較短的第二時間內(nèi)將硅膠熒光粉混合物的溫度降至預(yù)定低溫；以及5)將成型的熒光粉罩脫模得到成品。本發(fā)明通過獨立注塑熒光粉罩可避免常規(guī)技術(shù)中涂覆熒光粉層的復(fù)雜工藝和低成品率，其中該熒光粉罩可以通過標準工藝進行批量生產(chǎn)，之后組裝到LED燈的殼體上，由此可以極大地提高生產(chǎn)效率和成品率。
文檔編號F21V3/04GK102431117SQ20111034929
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者鄭榕彬 申請人:鄭榕彬