发光二极管模块及相应的制造方法技术

本发明专利技术描述了一种用于LED模块(1)的制造方法。该方法包括将至少一个LED(3)安装到基板(2)的表面上以及沉积基础层(5)以覆盖所述基板(2)的表面和所述LED(3)，其中，所述基础层(5)对于可见光是可透射的且优选地不包括荧光粒子。可选地，包括第一热处理以改变所述基础层(5)的表面特性。该方法还包括滴涂基体材料，使得所述基体材料形成基本上半球形的覆盖层(6)，所述覆盖层覆盖所述LED(3)和选择性地覆盖所述基础层(5)的邻近部分，以及该方法可选地包括第二热处理以硬化所述半球形的覆盖层(6)。另外，本发明专利技术公开了利用所要求保护的方法所制造的LED模块(1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术公开了一种发光二极管(LED)模块及相应的制造方法。本专利技术尤其公开了一种应用基本上半球形的覆盖层(“球形顶”)覆盖LED芯片的LED模块及利用球形顶覆盖LED芯片的方法。
技术介绍
通常将安放在LED模块上的LED覆盖或封装以防止在运输、安装和操作时损坏或 污染LED。已使用几种封装或覆盖方法来覆盖模块中的LED，例如塑料注塑成型、充液或所谓的球形顶方法。球形顶方法通常用于LED芯片的板上芯片组件，其中，多个LED芯片附接至基板且LED电连接至所述基板。球形顶是一滴特别调制的树脂，沉积在基板上的LED芯片和附接的焊线上。球形顶保护下方的LED芯片、提供机械支撑以及排除可能干扰LED电路的功能的污染物或尘土。当使用球形顶技术覆盖基板上的LED时，选择透明材料或包括荧光粒子的材料。例如，为了产生白光，如将蓝光LED附接至基板，并利用包括荧光材料的球形顶覆盖蓝光LED。当从LED发射的光激发荧光材料时，荧光材料发射不同波长范围内的光。如果选择合适的荧光材料，则LED波长和从荧光材料所发射的波长的组合产生对人眼显示为白色的光。在现有技术中，半球形的覆盖层即所谓的球形顶通常利用所谓的包覆成型工艺实现。图Ia示出如何进行包覆成型工艺的示例。将一个或多个LED芯片3安装在基板2上且通过焊线12电连接至基板。将通常由有机硅材料形成的球形顶沉积在每个LED上，直接沉积到基板上。因此，将包括充满树脂14的至少一个凹部的包覆成型结构13放置到基板上，从而将充满树脂的凹部直接放置在LED芯片3上。通过热处理，在将包覆成型结构13压向基板2的同时，硬化树脂14并可将包覆成型结构13移除。树脂4以类似于包覆成型结构13的凹部的半球形形式，保持附接至基板2，且覆盖LED芯片3和基板2的邻近部分。然而，这样的包覆成型工艺显示出多个缺点。首先，包覆成型机器昂贵。因此制造的每个LED模块的价格相对高。第二，在将包覆成型结构压向基板期间，附接至基板的焊线和/或LED可能发生变形或损坏。从而，降低了 LED模块制造过程的产率。而且，由于适用的材料和/或过程步骤，根据公知的包覆成型工艺不能将发光粒子(荧光粉)混合入覆盖层。众所周知的包覆成型方法的应用一般局限于大型LED单元，但本专利技术的制造技术的使用不取决于LED模块的尺寸。图Ib示出现有技术中的具有滴涂的球形顶的LED模块。将LED芯片3安装到基板2上，滴涂的球形顶10设置成覆盖LED芯片3。基板2和球形顶10之间的界面11处的界面角φ远小于90°。由于表面能量、粘度和/或润湿特性的不同，球形顶10在其位于所述界面11上的外边缘处展宽(展平)。使用现有技术中的滴涂方法的缺点在于，基板和通常由硅形成的球形顶具有不同的表面能量。因此，不能以基板和球形顶之间的界面角接近90°的方式设置半球形的球形顶以覆盖LED。小于90°的界面角φ降低了 LED模块的发光特性。尤其是，与发射角相关的发光特性不均匀。当制造白光LED时，这会导致取决于视角而干扰LED模块的色温的非均匀性。
技术实现思路
因此，本专利技术的目标是克服上述缺点。特别地，本专利技术的目标是提供一种制造LED模块的低成本的方法，该方法提高制造产量且改进所述模块的发光特性。特别地，目标是提供一种制造方法及相应的LED模块，该LED模块应用滴涂球形顶技术，但支持形成优选为90°，更优选为82° 90°的界面角。 本专利技术的独立权利要求解决了目标性问题。根据本专利技术的制造方法制造发光二极管模块，优选地，所述发光二极管模块产生白光。该方法包括如下步骤将至少一个LED安装到基板的表面上；沉积基础层以覆盖所述基板的表面和所述LED，其中，所述基础层对于可见光是可透射的且优选地不包括荧光粒子；可选地，进行第一热处理，以改变所述基础层的表面特性；滴涂基体材料，使得所述基体材料形成基本上半球形的覆盖层(球形顶)，所述覆盖层覆盖所述LED和选择性地覆盖所述基础层的邻近部分；以及可选地，进行第二热处理，以硬化所述半球形的覆盖层。优选地，至少在所述处理之后所述基础层与所述基本上半球形的覆盖层的基体材料具有相等的或至少相当的表面能量。优选地，在滴涂之前，所述基础层与所述球形顶的基体材料具有显著不同的粘度。利用根据本专利技术的制造方法，获得较便宜的解决方案。相比于现有技术中的包覆成型方法，不需要构造或购买非常昂贵的包覆成型机器和包覆成型结构。从而，可以显著降低每个LED模块的成本。而且，因为在制造过程中不需要将包覆成型结构压到LED上，所以可以避免损坏并提高LED模块的产量。特别地，显著降低由于焊线破损或其松散的连接而造成的运行故障率。最后，通过应用所述基础层，所述覆盖层的沉积步骤产生具有接近90 °的界面角的半球形。利用涂在LED模块上的近乎完美的半球形的球形顶，以改进LED模块的发光特性。根据本专利技术的方法所制造的LED模块在结构上不同于根据已知的包覆成型方法所制造的LED模块。众所周知的包覆成型方法导致形成具有近乎单分散的界面角分布的覆盖层所覆盖的LED模块。相比较而言，本专利技术的方法能够制造具有更宽的界面角分布的LED模块，同时所述分布与应用现有技术中的滴涂技术所形成的不具有本专利技术的附加基础层的LED模块是可比较的。另外，相比于众所周知的形成约53° 58°的界面角的滴涂技术，使用本专利技术的制造方法使覆盖层(球形顶)具有较大的界面角，该界面角在82° 90°的范围内，较接近理想的90°。可以分别从图6a和图6b的两幅条形图得知利用现有技术中的滴涂技术和本专利技术的制造方法所获得的界面角φ的比较。图6a示出现有技术的界面角φ (如图Ib所示)的分布。条形图的X轴示出全部界面角φ的范围。y轴示出每个界面角φ的概率(百分比)。现有技术仅产生约53° 58°的范围，在约55°处概率最大。图6b示出根据本专利技术的方法所获得的界面角φ的分布(如图2所示，后文将详细解释)。X轴和y轴与图6a对应。由于附加的基础层，该方法产生的界面角φ在82° 90°的范围内，在86°处概率最大。此外，根据本专利技术的方法所产生的LED模块的基础层为可见光高度可透射的表面层。尤其在侧视图中，覆盖LED芯片的基础层将显示出缓慢地升高的、平坦的边缘。通过与图Ia中的包覆成型结构的凹部的形状进行比较，还可观察到环绕通过包覆成型方法所形成的球形顶的薄层。由于制造处理步骤，所述层由与球形顶相同的材料形成。根据本专利技术的制造方法，选择不同的 材料制造覆盖层和基础层是有优势的。优选地，沉积所述基础层的步骤为单步，例如通过浸涂或旋涂实现。也可以应用其它已知的涂覆技术，例如喷涂。缩短了制造过程，这降低每个LED模块的成本。另外，所产生的基础层具有相对均匀的厚度。优选地，沉积所述基础层的步骤为多步，其中，在连续的步骤中滴涂基础层材料的小液滴。从而，可以更仔细地制造所述基础层，且避免可能的空隙或其它缺陷。而且，可针对例如用于覆盖基板和覆盖LED芯片的每个液滴单独地改变基础层材料的量，在用于覆盖LED芯片时，可能需要较多量的基础层材料。优选地，沉积所述基础层的步骤包括将填充粒子混合入基础层材料的步骤，所述填充粒子例如为二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、钛酸钡和/或硫酸钡。所述覆盖层也可以包括上述填充粒子。填充粒子改变所述基础层和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.13 EP 09175958.9;2009.12.14 EP 09179014.71.一种用于LED模块⑴的制造方法，优选地，所述LED模块⑴产生白光，所述方法包括如下步骤 将至少一个LED芯片(3)安装到基板(2)的表面上； 沉积基础层(5)以覆盖、优选地直接接触所述基板(2)的表面和所述LED芯片(3)，其中，所述基础层(5)对可见光是可透射的且优选地不包括荧光粒子； 可选地，进行第一热处理，以改变所述基础层(5)的表面特性； 滴涂基体材料，优选地所述基体材料直接接触到所述基础层(5)上，使得所述基体材料形成基本上半球形的覆盖层出)，所述覆盖层(6)覆盖所述LED芯片(3)和可选地覆盖所述基础层(5)的邻近部分，以及 可选地，进行第二热处理，以硬化所述半球形的覆盖层(6)。2.如权利要求I所述的制造方法，其中，沉积所述基础层(5)的步骤为单步，例如通过浸涂或旋涂实现。3.如权利要求I所述的制造方法，其中，沉积所述基础层(5)的步骤为多步，其中，在连续的步骤中滴涂所述基础层的材料的小液滴。4.如权利要求I到3中任一项所述的制造方法，其中，沉积所述基础层(5)的步骤或沉积所述覆盖层￠)的步骤包括将填充粒子混合到所述基础层的材料中的步骤，所述填充粒子例如为二氧化硅、氧化铝、二氧化钛和/或氧化锆。5.如权利要求I到4中任一项所述的制造方法，其中，在沉积所述基础层(5)的步骤中，在O. 94s—1的剪切速率下，所述基础层的材料的粘度在IPa · s到4Pa · s的范围内。6.如权利要求I到5中任一项所述的制造方法，其中，在滴涂所述覆盖层￠)的步骤中，将所述覆盖层的材料滴到所述LED芯片(3)和所述基础层(5)的邻近部分上。7.如权利要求I到6中任一项所述的制造方法，其中，在滴涂所述覆盖层(6)的步骤中，在O. 94s—1的剪切速率下，所述覆盖层的材料的粘度在40Pa · s到85Pa · s的范围内。8.如权利要求I到7中任一项所述的制造方法，其中，所述第一热处理步骤在约80°C下进行约I小时。9.如权利要求I到9中任一项所述的制造方法，其中，所述第二热处理步骤在约150°C下进行约I小时。10.如权利要求I到9中任一项所述的制造方法，其中，所述基体材料包括荧光粒子和/或散射粒子。11.如权利要求I到1...

【专利技术属性】
技术研发人员：于尔根·克瑙斯，汉内斯·陶特雷尔，马丁·沃科维茨，
申请(专利权)人：特里多尼克詹纳斯多尔夫有限公司，
类型：发明
国别省市：