專利名稱：Led組件中樹(shù)脂透鏡體的成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED組件中樹(shù)脂透鏡體的成型方法，尤指一種以具透光性的 樹(shù)脂材料，如PP (聚丙烯)、PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、PC (聚碳酸酯)、 PE (聚乙烯)或玻璃材料等制作模具來(lái)制備所述的樹(shù)脂透鏡體的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有發(fā)光二極管組件(LED assembly)或稱為發(fā)光二極管光模組，可隨使用 或結(jié)構(gòu)需要而設(shè)計(jì)各種不同的封裝結(jié)構(gòu)、不同的發(fā)光型態(tài)或不同的方法，如中國(guó) 臺(tái)灣M297481、 M294096、 1246787、 1246779、 M283326、 M283312、 M281294、 M268724、M297046、M294808、M291602、M29畫(huà)5、M289908、M289521、M288974、 M28訓(xùn)5、 M287503、 200629598、 200628727、 200629598、 200635085、 200414558 等新型或發(fā)明專利案，以及美國(guó)公開(kāi)號(hào)Pub.No. US2006/0105485A1等； 一般發(fā)光 二極管組件(LED assembly)主要包含 一基座，用以承載LED晶粒并使LED 晶粒外接電源、 一個(gè)或數(shù)個(gè)LED晶粒用以在導(dǎo)電后可發(fā)光、和一層或多層由透光 性樹(shù)脂材料成型的罩蓋式透鏡體(cover lens)用以罩蓋在上述的基座與LED晶粒 的外部而封裝成一 LED組件，使LED晶粒發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)透鏡體再投射向外， 其中在基座上可隨散熱需要而另增設(shè)散熱裝置如散熱層/片等；所述的基座的結(jié)構(gòu) 型態(tài)與其材質(zhì)不拘， 一般是以絕緣材料例如塑材制作成型，其上并設(shè)有一正負(fù)電
極結(jié)構(gòu)例如引腳以外接電源，例如與電路板的電子線路中的正負(fù)極連接；所述的 LED晶?？蔀橐粋€(gè)或數(shù)個(gè)，布設(shè)在基座的承載面上并與基座的正負(fù)電極結(jié)構(gòu)構(gòu)成 電連接，而電連接方式具有各種不同設(shè)計(jì)，例如利用導(dǎo)線或?qū)謩e連接于LED 晶粒的正負(fù)極與基座的正負(fù)電極結(jié)構(gòu)之間以驅(qū)使LED晶粒發(fā)光；所述的罩蓋式透 鏡體(cover lens) —般利用可透光或具透光性的樹(shù)脂構(gòu)成，其設(shè)置在基座的承載 面上并完全包覆住LED晶粒，以形成一 LED組件(LED assembly)的封裝結(jié)構(gòu)； LED組件(LED assembly)可設(shè)計(jì)具有不同性質(zhì)的透鏡體，也就是所述的透鏡體 可設(shè)計(jì)成不同結(jié)構(gòu)或不同發(fā)光型態(tài)，例如利用磷光體作為透鏡體以形成白光，或
設(shè)計(jì)成不同面型(pattern)以形成不同的發(fā)光圖案，或設(shè)計(jì)具有內(nèi)、外層或多層 透鏡體。
而一般LED組件的封裝方法是先針對(duì)所述的罩蓋式透鏡體(cover lens)提 供一設(shè)有對(duì)應(yīng)形狀成型模穴的成型模具；再使所述的成型模具的模穴口朝向上方， 使成型模穴內(nèi)部可注入液態(tài)透光性樹(shù)脂， 一般是采用PU(Polyurethane，聚氨酯)、 epoxy (環(huán)氧樹(shù)脂)、硅膠(聚硅氧烷，silicon)、聚丙烯酸類樹(shù)脂(Acrylic resin) 或其共聚合物(copolymer)等透光性樹(shù)脂材料，以對(duì)應(yīng)成型所述的透鏡體；再將 LED晶粒或LED晶粒與基座已先結(jié)合并電連接成的結(jié)合體，對(duì)準(zhǔn)對(duì)位安置在成型 模具的成型模穴口處，其中所述的基座的承載面與其上的LED晶?？删植砍两?液態(tài)透光性樹(shù)脂中，也就是液態(tài)透光性樹(shù)脂可完全包覆在基座的承載面與LED晶 粒外圍；再使所述的成型模具與其內(nèi)部的液態(tài)透光性樹(shù)脂同時(shí)進(jìn)行加熱烘烤過(guò)程 例如送進(jìn)烤箱內(nèi)，以使成型模具內(nèi)部的液態(tài)透光性樹(shù)脂能在受熱后固化(硬化)， 再由成型模具中取出而完成一 LED組件的封裝方法。
然而，上述現(xiàn)有LED組件的封裝方法中，用以成型所述的透鏡體(cover lens) 的對(duì)應(yīng)成型模具一般都是利用金屬材料制成，并不具有透光性，致使注入在成型 模穴內(nèi)的液態(tài)透光性樹(shù)脂只有在成型模穴口處留有一有限面積暴露向外；但由于 封裝方法中所述的LED晶粒與基座的結(jié)合體是布設(shè)在成型模穴口處，將會(huì)使所述 的有限的暴露面積又有部分被遮蓋住，致使注入在成型模穴內(nèi)的液態(tài)透光性樹(shù)脂 與外界之間的暴露面積更相對(duì)變小，故不利于或甚難以利用電子束(EB， electron-beam)或紫外線(UV， ultraviolet ray)的照射方式以進(jìn)行液態(tài)透光性樹(shù) 脂的固化(固化)過(guò)程，因此現(xiàn)有LED組件的封裝方法一般是將成型模具與注入 在其內(nèi)部的液態(tài)透光性樹(shù)脂同時(shí)置入烤箱內(nèi)進(jìn)行加熱烘烤作業(yè)，例如一般是以溫 度約攝氏120度烘烤1小時(shí)或以上始能使所述的液態(tài)透光性樹(shù)脂固化成型，以致 整個(gè)固化過(guò)程相當(dāng)費(fèi)時(shí)，不利于LED組件的量產(chǎn)化。本發(fā)明乃是針對(duì)現(xiàn)有LED 組件的封裝方法的缺點(diǎn)而加以改良設(shè)計(jì)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的在于提供一種LED組件中樹(shù)脂透鏡體的成型方法，加速透鏡 體的固化過(guò)程而有效縮短其固化成型時(shí)間，以使LED組件的成型方法達(dá)成快速化 與批量生產(chǎn)效果。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種LED組件中樹(shù)脂透鏡體的成型方法，所述的LED組件主要包含一基座 用以承載LED晶粒并使LED晶粒外接電源， 一個(gè)或數(shù)個(gè)LED晶粒用以在導(dǎo)電后 發(fā)光，與一層或多層由透光性樹(shù)脂材料成型的罩蓋式透鏡體用以罩蓋在基座與 LED晶粒外部而封裝成一LED組件，其特征在于，所述的成型方法包含以下步驟:
提供一可透光的成型模具，其上設(shè)有對(duì)應(yīng)于透鏡體形狀的成型模穴；
選擇用以成型所述的透鏡體的液態(tài)透光性樹(shù)脂；
使前述液態(tài)透光性樹(shù)脂注入在成型模具中透鏡體的對(duì)應(yīng)成型模穴內(nèi)；
利用電子束設(shè)備或紫外線設(shè)備，使其所發(fā)出的電子束或紫外線可通過(guò)所述的
透光的成型模具而照射成型模穴內(nèi)的液態(tài)透光性樹(shù)脂，以使所述的液態(tài)透光性樹(shù)
脂固化成型；
由成型模具中取出已固化成型的透鏡體。
本發(fā)明制作模具的透光材料，可以是樹(shù)脂材料，例如PP (Polypropylene,聚 丙烯)、PET (Polyethylene teraphthalate，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、PC
(Polycarbonate,聚碳酸酯)、PE (Polyethylene,聚乙烯)等，或者也可以是非 樹(shù)脂材料，如玻璃等。
本發(fā)明制作透鏡體的液態(tài)透光性樹(shù)脂，例如可以是PU (Polyurethane，聚氨 酯)、epoxy (環(huán)氧樹(shù)脂)、硅膠(silicon,聚硅氧烷)、聚丙烯酸類樹(shù)脂(Acrylic resin)或它們的共聚合物(copolymer)等。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有的有益效果是
1. 可加速透鏡體的固化過(guò)程而有效縮短其固化成型時(shí)間，以使LED組件的成 型方法達(dá)成快速化與量產(chǎn)化效果。
2. 所述的透鏡體的對(duì)應(yīng)成型模具進(jìn)一步可設(shè)計(jì)為在一成型模具內(nèi)設(shè)有多個(gè)透 鏡體的對(duì)應(yīng)成型模穴，以配合LED組件的方法需要，并節(jié)省電子束(EB)或紫 外線(UV)的設(shè)備成本，且有利于LED組件的成型方法的量產(chǎn)化。


圖1是現(xiàn)有一 LED組件的側(cè)面示意圖2是本發(fā)明一實(shí)施例LED組件中樹(shù)脂透鏡體的成型方法中液態(tài)透光性樹(shù)脂 尚未注入成型模具內(nèi)的示意圖3是本發(fā)明一實(shí)施例LED組件中樹(shù)脂透鏡體的成型方法中液態(tài)透光性樹(shù)脂 已注入成型模具內(nèi)的示意圖4是本發(fā)明一實(shí)施例的成型方法方塊示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明l-LED組件；10-基座；ll-LED晶粒；12-透鏡體；2-成型模 具；20-成型模穴；3、 3a-液態(tài)透光性樹(shù)脂；4-電子束(EB)設(shè)備；5-紫外線(UV) 設(shè)備；6-治具。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明更加明確詳實(shí)，茲列舉較佳實(shí)施例并配合下列圖示，將本發(fā)明的
結(jié)構(gòu)與其技術(shù)特征詳述如下
參考圖1所示，其是現(xiàn)有的一般LED組件的側(cè)面示意圖。所述的LED組件1 可設(shè)計(jì)具有各種不同的封裝結(jié)構(gòu)， 一般包含 一基座IO，用以承載LED晶粒ll 并與LED晶粒11電連接，以使LED晶粒可外接電源而發(fā)光； 一個(gè)或數(shù)個(gè)LED 晶粒ll，可在外接電源后發(fā)光；與一層或多層由透光性樹(shù)脂材料成型的罩蓋式透 鏡體(cover lens) 12，用以罩蓋在基座10與LED晶粒11外部上，而使基座10、 LED晶粒11封裝成一 LED組件1，使LED晶粒11發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)透鏡體12而 投射向外；至于LED組件1的封裝結(jié)構(gòu)、發(fā)光型態(tài)或方法等并不限制，可隨使用 或結(jié)構(gòu)需要而設(shè)計(jì)。
參考圖2、圖3、圖4所示，其分別是本發(fā)明一實(shí)施例LED組件中樹(shù)脂透鏡
體的成型方法中液態(tài)透光性樹(shù)脂尚未注入與已注入成型模具內(nèi)的示意圖以及所述 的成型方法的方塊示意圖。本發(fā)明主要是針對(duì)一LED組件(如圖1所示LED組 件1中的樹(shù)脂透鏡體12)而提供一較快速的成型方法，包含以下步驟
步驟<1>:提供一可透光的成型模具2;
步驟<2〉選擇用以成型所述的透鏡體的液態(tài)透光性樹(shù)脂3或者3a;
步驟<3>:使前述液態(tài)透光性樹(shù)脂3或者3a注入在成型模具2中透鏡體的 對(duì)應(yīng)成型模穴20內(nèi)；
步驟<4>:利用電子束(EB)設(shè)備4或紫外線(UV)設(shè)備5，使其所發(fā)出 的電子束41或紫外線(UV) 51可通過(guò)可透光的成型模具2而對(duì)著成型模穴20 內(nèi)的液態(tài)透光性樹(shù)脂3或者3a照射，以令所述的液態(tài)透光性樹(shù)脂3或者3a固化 而形成透鏡體12;
步驟<5>:再由成型模具2中取出己固化成型的透鏡體12。
其中，步驟<1〉是提供一可透光的成型模具2，也就是利用可透光或具透光
性材料制作所述的透鏡體12的對(duì)應(yīng)成型模具2，而所述的可透光或具透光性材料 包含樹(shù)脂材料，如PP (Polypropylene,聚丙烯)、PET (Polyethylene teraphthalate， 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、PC (Polycarbonate,聚碳酸酯)、PE (Polyethylene, 聚乙烯)或非樹(shù)脂材料，如玻璃等，以制作所述的透鏡體的對(duì)應(yīng)成型模具2;所 述的可透光或具透光性材料具有足夠的透光性與硬度，且利用所述的可透光或具 透光性材料以制作成型模具2的方式不拘，可利用精密射出或壓鑄成型加工方式 或精密機(jī)械加工方式制成，以使其成型模穴20能對(duì)應(yīng)于所設(shè)計(jì)的透鏡體(cover lens) 12的形狀；至于所述的成型模具2的設(shè)計(jì)方式并不限制，其可在一成型模 具2設(shè)計(jì)多個(gè)透鏡體12的對(duì)應(yīng)成型模穴20 (如圖2、圖3所示)，以利于量產(chǎn)化 作業(yè)；又多個(gè)成型模穴20的布設(shè)方式也不限制，可隨LED組件1的結(jié)構(gòu)、或方 法或設(shè)備的需要而變化設(shè)計(jì)，如此，可節(jié)省電子束(EB， electron-beam)設(shè)備4 或紫外線(UV， ultraviolet ray)設(shè)備5的設(shè)備成本，且有利于LED組件的成型方 法與量產(chǎn)化。
其中，步驟<2〉選擇用以成型所述的透鏡體的液態(tài)透光性樹(shù)脂材料3或3a; 所述的液態(tài)透光性樹(shù)脂材料3是PU(Polyurethane，聚氨酯)、epoxy (環(huán)氧樹(shù)脂)、 硅膠(silicon,聚硅氧垸)、聚丙烯酸類樹(shù)脂(Acrylic resin)或其共聚合物 (copolymer)等； 一般而言，上述液態(tài)透光性樹(shù)脂材料3可在電子束(EB， electron-beam)照射下快速固化成固態(tài)，而該項(xiàng)機(jī)能是上述液態(tài)透光性樹(shù)脂材料3 的特性，故在此不再贅述；而所述的電子束(EB)可利用電子束(EB)設(shè)備4 發(fā)射；又前述液態(tài)透光性樹(shù)脂材料3中可另再填加光引發(fā)劑(photo initiator)并 均勻混合，使混合后的前述液態(tài)透光性樹(shù)脂材料3a可在紫外線(UV， ultraviolet ray)照射下快速固化；所述的光引發(fā)劑主要是憑借紫外線(UV， ultraviolet ray) 照射以釋放游離電子，用以促使前述液態(tài)透光性樹(shù)脂材料3a快速固化；而所述的 紫外線UV可利用紫外線(UV)設(shè)備5發(fā)射。至于實(shí)際應(yīng)用時(shí)，選用前述的液態(tài) 透光性樹(shù)脂材料3或填加有光起始劑的液態(tài)透光性樹(shù)脂材料3a，并選用相配合使 用的電子束(EB)設(shè)備4或紫外線(UV)設(shè)備5，可由制造廠商隨需要而自由選 擇，如此也可增加制造廠商的選擇性。
其中，步驟<3〉是配合LED組件1中透鏡體12的方法，使前述液態(tài)透光性
樹(shù)脂材料3或者3a注入在成型模具2的各對(duì)應(yīng)成型模穴20內(nèi)，并使液態(tài)透光性 樹(shù)脂材料3或者3a可包覆在LED晶粒11與/或基座10的承載面的外圍(如圖3 所示)；上述LED組件中透鏡體12的方法是泛指一般LED組件的方法，因?yàn)橐?般LED組件制造業(yè)者常隨LED組件的不同設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)各種相配合的不同方 法與相關(guān)設(shè)備，而一般透鏡體12的方法是先使LED晶粒11與基座10先結(jié)合并 電連接成一結(jié)合體，并使所述的結(jié)合體憑借一治具(或載板)6而對(duì)準(zhǔn)對(duì)位安置 在成型模穴20的開(kāi)口處(如圖3所述)，使基座10的承載面與其上所布設(shè)的LED 晶粒11可完全或局部沉浸在上述液態(tài)透光性樹(shù)脂3或者3a中，也就是液態(tài)透光 性樹(shù)脂3或者3a可完全或局部包覆在基座10的承載面與LED晶粒11的外圍； 當(dāng)然，隨方法的不同，治具(或載板)6可作不同設(shè)計(jì)以配合方法或相關(guān)設(shè)備使 用，又LED晶粒11也并不限制一定要先與基座10結(jié)合并電連接成一結(jié)合體，也 就是液態(tài)透光性樹(shù)脂3或者3a也可單獨(dú)包覆在LED晶粒11上。
其中，步驟〈4〉是再針對(duì)液態(tài)透光性樹(shù)脂3或者3a，選擇利用電子束(EB) 設(shè)備4或紫外線(UV)設(shè)備5，使其所發(fā)出的電子束41或紫外線(UV) 51可通 過(guò)可透光的成型模具2而對(duì)著成型模穴20內(nèi)的液態(tài)透光性樹(shù)脂3或者3a照射， 以令液態(tài)透光性樹(shù)脂3或者3a能快速固化而形成透鏡體12。
其中，步驟<5>再由成型模具2中取出已固化成型的透鏡體12或所述的透 鏡體12與LED晶粒11與/或基座10的結(jié)合體，而完成LED組件1中樹(shù)脂透鏡 體12的成型方法。
本發(fā)明是針對(duì)一LED組件1中的樹(shù)脂透鏡體12而提供一快速成型方法，而 由于所使用的成型模具2是一可透光的模具，因此透鏡體12的對(duì)應(yīng)成型模穴20 的環(huán)周緣面均可以大面積方式被電子束(EB) 41或紫外線(UV) 51照射到，也 就是電子束(EB) 41或紫外線(UV) 51幾乎可完全照射到成型模穴20內(nèi)整個(gè) 液態(tài)透光性樹(shù)脂3或者3a，因此可加速液態(tài)透光性樹(shù)脂3或者3a的固化過(guò)程而 有效縮短固化成型時(shí)間，以解決一般透鏡體在現(xiàn)有成型方法中常須在成型模具內(nèi) 以攝氏120度烘烤1小時(shí)或以上始能固化成型的費(fèi)時(shí)費(fèi)工與麻煩，使LED組件的 成型方法達(dá)成快速化與量產(chǎn)化效果。
以上所示僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明而言僅是說(shuō)明性的，而非限制 性的。本專業(yè)技術(shù)人員理解，在本發(fā)明權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對(duì)其進(jìn) 行許多改變，修改，甚至等效變更，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種LED組件中樹(shù)脂透鏡體的成型方法，所述的LED組件主要包含一基座，用以承載LED晶粒并使LED晶粒外接電源，一個(gè)或數(shù)個(gè)LED晶粒用以在導(dǎo)電后發(fā)光，和一層或多層由透光性樹(shù)脂材料成型的罩蓋式透鏡體用以罩蓋在基座與LED晶粒外部而封裝成LED組件，其特征在于，所述的成型方法包含以下步驟提供可透光的成型模具，其上設(shè)有對(duì)應(yīng)于透鏡體的成型模穴；選擇用以成型所述的透鏡體的液態(tài)透光性樹(shù)脂；使前述液態(tài)透光性樹(shù)脂注入在成型模具中透鏡體的對(duì)應(yīng)成型模穴內(nèi)；利用電子束設(shè)備或紫外線設(shè)備，使其所發(fā)出的電子束或紫外線可通過(guò)所述的可透光的成型模具而照射成型模穴內(nèi)的液態(tài)透光性樹(shù)脂，以使所述的液態(tài)透光性樹(shù)脂固化成型；由成型模具中取出已固化成型的透鏡體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述LED組件中樹(shù)脂透鏡體的成型方法，其特征在于所述的成型模具是可透光的樹(shù)脂材料制作。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述LED組件中樹(shù)脂透鏡體的成型方法，其特征在于所述的可透光的樹(shù)脂材料是聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯或者聚乙烯。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述LED組件中樹(shù)脂透鏡體的成型方法，其特征在于所 述的成型模具是可透光的玻璃材料制作。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述LED組件中樹(shù)脂透鏡體的成型方法，其特征在于所述的成型模具中設(shè)有多個(gè)透鏡體的對(duì)應(yīng)成型模穴。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述LED組件中樹(shù)脂透鏡體的成型方法，其特征在于所 述的液態(tài)透光性樹(shù)脂是聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂、聚硅氧垸、聚丙烯酸類樹(shù)脂或它們的 共聚物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述LED組件中樹(shù)脂透鏡體的成型方法，其特征在于所 述的液態(tài)透光性樹(shù)脂中添加有光引發(fā)劑并均勻混合，使混合后的前述液態(tài)透光性 樹(shù)脂可在紫外線照射下固化。
全文摘要
本發(fā)明是一種LED組件中樹(shù)脂透鏡體的成型方法，包含以下步驟利用具透光性的材料，包含塑質(zhì)材料如PP、PET、PC、PE或玻璃等，以制作所述的透鏡體的對(duì)應(yīng)成型模具。再選擇所述的透鏡體的成型用液態(tài)透光性樹(shù)脂材料，如聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂、硅膠、聚丙烯酸類樹(shù)脂或其共聚合物等，而所述的液態(tài)透光性樹(shù)脂材料是可在電子束照射下快速固化，或在前述材料中再添加光引發(fā)劑，使其可在紫外線照射下快速固化。再配合LED組件的方法，使前述樹(shù)脂材料注入在透鏡體的對(duì)應(yīng)成型模具內(nèi)，再利用電子束或紫外線，由可透光的成型模具的外部照射位于所述的成型模具內(nèi)部的樹(shù)脂材料，以使所述的樹(shù)脂材料能快速固化而成型為透鏡體。如此，可加速所述的透鏡體的固化過(guò)程，有效縮短其固化成型時(shí)間。
文檔編號(hào)F21V5/04GK101386194SQ20071015386
公開(kāi)日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2007年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月13日
發(fā)明者李煌寶 申請(qǐng)人:藝術(shù)達(dá)科技材料股份有限公司