CN101582475A - 在led芯片上涂布荧光粉层的方法及led器件的制造 - Google Patents

Abstract

一种在LED芯片上涂布荧光粉层的方法，包括以下步骤：准备基板，准备荧光粉混合胶，其中，该基板上安装有LED芯片；准备模具，将基板安装于模具内，并合模施压，使基板与模具之间形成空腔，其中，模具设置有胶体通道及与LED芯片位置对应的模腔；将荧光粉混合胶沿胶体通道注入模腔，使荧光粉混合胶覆盖LED芯片并填充空腔；荧光粉混合胶在空腔内固化成型；待注入的荧光粉混合胶固化后，分离模具与基板，使荧光粉混合胶脱离模具并结合在基板上，形成荧光粉层。本发明的方法，通过模具注塑成型的方式形成荧光粉层，一致性好，工艺简单，适合大批量生产。另外，还提供一种基于所述在LED芯片上涂布荧光粉层方法的LED器件制造方法。

Description

在LED芯片上涂布荧光粉层的方法及LED器件的制造

技术领域

本发明涉及一种荧光粉的涂布方法及半导体器件的制造方法，尤其涉及一种在发光二极管(Light Emitting Diode，LED)芯片上涂布荧光粉层的方法以及基于该方法的LED器件的制造方法。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。由于LED不含汞、体积小、寿命长、反应速度快、环保、节能，并具有高色彩饱和度等特性，使其应用越来越广泛，尤其是白光LED，被认为是继白炽灯、荧光灯以后的第三代照明光源，被广泛应用在液晶投影装置、手机背光源、显示屏幕等。

目前，LED产生白光的方法有多种，其中一种为蓝色芯片激发黄色荧光粉混合产生白光，其具体实施方式为由蓝色芯片激发黄色荧光粉产生黄色光，芯片发出的蓝色光和荧光粉受激产生的黄色光混合得到白光，荧光粉份的多少将直接影响到产品最终混色光的一致性。

在传统的白光LED制作过程中，荧光粉的涂布方法为点粉，即将荧光粉混合入A/B胶内，装入注胶容器，通过气压点在安放有LED芯片的支架上或支架上的反射杯内。然而，由于实际生产过程中气压的不稳定及荧光粉的沉淀等因素的存在，使得分配在每个LED芯片的荧光粉份量一致性比较差。随着科技的发展，近年来还出现一些新型涂布工艺：1)如中国发明专利申请公开说明书中公开号为CN1897312公开了一种真空溅射涂布荧光粉工艺，虽然具有均匀涂布的优点，但是由于受荧光粉粒子物理特性的影响，该工艺实现的可能性极小，且成本较高；2)如美国专利公开号为20030181122的专利文件公开了一种光刻显影的图形化涂布荧光粉工艺，虽然可以根据芯片特性自行调整荧光粉涂布结构，但是由于受光刻胶材料特性的影响，产品发光效率衰减快；3)匀胶法涂布荧光粉，易受胶体黏度及荧光粉沉淀的影响，同样存在一致性难以控制的问题，不适合大批量生产。

发明内容

有鉴于此，须提供一种荧光粉涂布一致性好、工艺简单、适合大批量生产的在LED芯片上涂布荧光粉层的方法。

另外，还需提供一种工艺简单、适合大批量生产的LED器件的制造方法。

一种在LED芯片上涂布荧光粉层的方法，包括以下步骤：准备基板，准备荧光粉混合胶，其中，该基板上安装有LED芯片；准备模具，将基板安装于模具内，并合模施压，使基板与模具之间形成空腔，其中，该模具设置有胶体通道以及与LED芯片位置对应的模腔；将荧光粉混合胶沿胶体通道注入模腔，使荧光粉混合胶覆盖LED芯片并填充基板与模具之间所形成的空腔；荧光粉混合胶在空腔内固化成型；以及待注入的荧光粉混合胶固化后，分离模具与基板，使荧光粉混合胶脱离模具并且结合在基板上，形成荧光粉层。

上述的在LED芯片上涂布荧光粉层的方法，其中：所述准备基板的步骤包括以下步骤：在基板上点粘合剂；将LED芯片平贴在粘合剂上；以及连接LED芯片上的电极和基板上的导电层。

上述的在LED芯片上涂布荧光粉层的方法，其中：所述模具包括上模以及用于支撑并固定基板的下模，其中，所述胶体通道以及与LED芯片位置对应的模腔均设置于上模，所述上模上还设置有排气孔，以及设置在各个模腔上的注射口，所述胶体通道连接所有注射口。

上述的在LED芯片上涂布荧光粉层的方法，其中：所述将荧光粉混合胶沿胶体通道注入模腔，使荧光粉混合胶覆盖LED芯片并填充基板与模具之间所形成的空腔是借由活塞推动荧光粉混合胶沿胶体通道进入注射口，荧光粉混合胶通过注射口注入模腔，模腔内的气体由排气孔排出。

上述的在LED芯片上涂布荧光粉层的方法，其中：所述模具包括上模以及下模，所述上模上设置有与基板尺寸相配、用于固定基板的容纳腔；所述胶体通道以及与LED芯片位置对应的模腔均设置于下模，所述下模上还设置有排气孔，所述胶体通道连接所有模腔。

上述的在LED芯片上涂布荧光粉层的方法，其中：所述将荧光粉混合胶沿胶体通道注入模腔，使荧光粉混合胶覆盖LED芯片并填充基板与模具之间所形成的空腔是借由活塞推动荧光粉混合胶沿胶体通道注入模腔，模腔内的气体由排气孔排出。

上述的在LED芯片上涂布荧光粉层的方法，其中：还包括以下步骤：待模具与基板分离后，剪切多余的固化了的荧光粉混合胶。

上述的在LED芯片上涂布荧光粉层的方法，其中：还包括以下步骤：在基板安装于模具之前或者在基板安装于模具之后，将模具预热至荧光粉混合胶的熔解温度。

一种LED器件制造方法，包括以下步骤：在基板LED芯片使用上述方法完成荧光粉层的涂布；在LED芯片同侧的基板表面上封装具有光学透镜作用的透明胶体，该透明胶体与LED芯片一一对应；以及利用划片机将封装后的基板进行切割，分离出独立的LED器件。

上述的LED器件制造方法，其中：还包括以下步骤：利用测试机对已分离的独立LED器件进行测试分类；以及利用编带机对测试好的LED器件进行包装。

本发明的在LED芯片上涂布荧光粉层的方法，其荧光粉层主要由模具注塑(注胶/注射)成型，因此，荧光粉层的厚度由模具来控制，精度较高，且，荧光粉混合胶在模具内固化时间短，荧光粉沉淀影响较小，其一致性较好，工艺简单，适合平板式LED基板的大批量生产。而基于该方法的LED器件的制造方法，通过由模具注塑的方式形成荧光粉层，工艺简单，且制造出来的LED器件一致性好，适合大批量生产。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。

图1为本发明一实施方式中在LED芯片上涂布荧光粉层的方法的流程图；

图2A～图2D为本发明利用一模具实施图1的示意图；

图3为本发明另一实施方式中在LED芯片上涂布荧光粉层的方法的流程图；

图4A～图4D为本发明利用另一模具实施图3的示意图；

图5为本发明基于上述方法的LED器件制造方法的实施方式示意图。

具体实施方式

图1所示为本发明一实施方式中在LED芯片上涂布荧光粉层的方法的流程图。同时参阅图2A～图2D，为本发明利用一模具实施图1的示意图。在步骤S101，准备基板1，准备荧光粉混合胶4，其中，该基板1上安装有LED芯片12。本实施方式中，准备基板1包括：点胶，即在基板1上点粘合剂(图中未示出)；固晶，将LED芯片12平贴在粘合剂上；引线13连接，即连接LED芯片12上的电极(图中未示出)和基板上的导电层(图中未示出)，形成回路，得到如图2A所示的安装有LED芯片12的基板1。本实施方式中，LED芯片的数量可以是一个，也可以是二个或二个以上。

准备荧光粉混合胶4包括以下步骤：取一定比例的荧光粉和硅胶；将荧光粉和硅胶混合搅拌。本发明实施方式中，准备基板1和准备荧光粉混合胶4的步骤无先后顺序，即可以先准备基板1，也可以先准备荧光粉混合胶4。

在步骤S102，准备模具，将基板1安装于模具内，并合模施压，使基板1与模具之间形成空腔，其中，该模具设置有胶体通道23以及与LED芯片12位置对应的模腔25。本实施方式中，模具的材质为钢材，其包括上模2以及用于支撑并固定基板1的下模3。其中，胶体通道23以及与LED芯片12位置对应的模腔25均设置于上模2。上模2上还设置有排气孔(图中未示出)，以及设置在各个模腔25上的注射口24。而胶体通道23连接所有注射口24。又，上模2包括施压部21以及上模主体22(参阅图2B)。本实施方式中，施压部21以及上模主体22为单边连接。施压部21与上模主题之间形成胶体通道23。胶体通道23的横截面形状为圆形。注射口24以及模腔25设置于上模主体22上。其中，注射口24为锥形注射口，其与模腔25连接合处的直径范围在0.02毫米～0.4毫米。

本发明其它实施方式中，施压部21以及上模主体22也可以独立分开，通过在施压部21周围设置定位柱，在上模主体22的四周设置对应的定位孔，通过该定位柱与定位孔的结合使施压部21与上模主体22相连的方式形成上模2。

参阅图2B，为基板1安装于模具上的结构图。由于上模2上的模腔25是对应基板1上的LED芯片12的位置来设置的，因此，当基板1恰当的安放于下模3上，使基板1上的LED芯片12收容于模具上的模腔25时，基板1上LED芯片12与上模2的模腔25一一对应，即，模腔25的数量与LED芯片12的数量一致。本实施方式中，模腔25可以根据LED芯片12的出光特性设计成不同结构。当合上上模2和下模3后，分别由上模2和下模3向内部施压，给基板1提供压力，使基板1牢靠固定在模具上，而模具与基板1之间形成空腔。

本发明实施方式中，还包括预热步骤，即在基板安装于模具之前或者在基板安装于模具之后，对模具进行预热，将模具预热至荧光粉混合胶的熔解温度。

在步骤S103，注胶，即将荧光粉混合胶4沿胶体通道23注入模腔25，使荧光粉混合胶4覆盖LED芯片12并填充基板1与模具之间所形成的空腔。参阅图2C，荧光粉混合胶4从上模2侧边的胶体通道23进入模具内，借由活塞(图中未示出)的推动，荧光粉混合胶4沿胶体通道23进入注射口24，荧光粉混合胶4通过各个注射口24注入到每一个模腔25内，而模腔25内的气体经由排气孔排出，直至荧光粉混合胶4充满基板1与模具内的空腔为止。

在步骤S104，固化，即荧光粉混合胶在空腔内固化成型。本实施方式中，荧光粉混合胶4是在胶体通道23、注射口24以及模腔25内固化成型。由于上模2与下模3在装入基板1前或者装入基板1后已经被加热，具有一定的温度，因此，注入到模具内的荧光粉混合胶4无需放入烘烤箱内，就能在胶体通道23、注射口24及模腔25内固化成型。且，由于荧光粉混合胶在模具内固化时间短，荧光粉沉淀影响较小。

在步骤S105，脱模，即待注入的荧光粉混合胶4固化后，分离模具与基板1，使荧光粉混合胶4脱离模具并且结合在基板1上，形成荧光粉层。参阅图2D，上模2、下模3同时与基板1分开。由于注射口24的出口比较小，约0.02毫米～0.4毫米，因此，模腔25内荧光粉胶体4与注射口24内荧光粉胶体4在打开上模2时被分离，在分离时，模腔25内荧光粉胶体4覆盖在LED芯片12及引线13表面，与基板1连接在一起。同时，胶体通道23在上模2的挤压部21和上模主体22分开时被打开，胶体通道23内荧光粉胶体4连同注射口23内荧光粉胶体4一起脱出模具。由此得到图2D所示的荧光粉层成型基板5。

图3所示为本发明另一实施方式中在LED芯片上涂布荧光粉层的方法的流程图。同时参阅图4A～图3D，为本发明利用另一模具实施图3的示意图。该LED芯片上涂布荧光粉层的方法与图1所示的LED芯片上涂布荧光粉层的方法基本相同，区别仅在于，图3所示的步骤S302，准备模具，将基板1安装于模具内，并合模施压，使基板1与模具之间形成空腔。本实施方式中的模具与图2B所示的模具的区别在于，该模具仅具有排气孔(图中未示出)、胶体通道23’以及模腔25’。即，本实施方式的模具没有注射口。本实施方式中，模具包括上模2’以及下模3’，上模2’上设置有与基板1尺寸相配、用于固定基板的容纳腔(图中未标示)。胶体通道23’与LED芯片12位置对应的模腔25’均设置于下模3’。下模3’上还设置有排气孔，而胶体通道23’连接所有模腔25’，且，胶体通道23’入口处的尺寸与活塞6的尺寸相适应。

参阅图4B，为基板1安装于模具的结构图。基板1是安放于上模2’的容纳腔内，本实施方式中，基板1是倒置安装在上模2’上，因此，基板1上的LED芯片12也是倒置的收容于下模3’的模腔25’中。

本发明其它实施方式中，上模2’和下模3’的位置也可以颠倒，即把该模具旋转180度，使基板1是正着放置在上模2’上，这里不再赘述。

本发明实施方式中，同样还包括预热步骤，即在基板安装于模具之前或者在基板安装于模具之后，对模具进行预热，将模具预热至荧光粉混合胶的熔解温度。

在步骤S303，将荧光粉混合胶4沿胶体通道23’注入模腔25’，使荧光粉混合胶4覆盖LED芯片12并填充基板1与模具之间所形成的空腔。参阅图4C，荧光粉混合胶4从下模3’的胶体通道23’进入模具内，借由活塞6的推动，荧光粉混合胶4沿胶体通道23’注入到模腔25’内，而模腔25’内的气体经由排气孔排出，直至荧光粉混合胶4充满基板1与模具内的空腔为止。

在步骤S304，固化，即荧光粉混合胶在空腔内固化成型。本实施方式中，荧光粉混合胶4是在胶体通道23’以及模腔25’内固化成型。

步骤S305，脱模，与图1相同，即待注入的荧光粉混合胶4固化后，分离模具与基板1，使荧光粉混合胶4脱离模具并且结合在基板1上，形成荧光粉层。参阅图4D，上模2’、下模3’同时与基板1分开，在分离时模腔25’内荧光粉胶体4覆盖在LED芯片12及引线13表面，与基板1连接在一起。胶体通道23’内荧光粉胶体4脱出模具。由此得到图4D所示的荧光粉层成型基板5。在本实施方式中的荧光粉层成型基板5上，还有多余的固化了的荧光粉层，因此，本实施方式中，还需执行步骤S307，剪切，即待模具与基板分离后，由A处，剪切多余的固化了的荧光粉混合胶。

本发明的在LED芯片上涂布荧光粉层的方法，其荧光粉层主要由模具注塑(注胶/注射)成型，因此，荧光粉层的厚度由模具来控制，精度较高，且，荧光粉混合胶在模具内固化时间短，荧光粉沉淀影响较小，其一致性较好，工艺简单，适合平板式LED基板的大批量生产，此外，注塑用的模具可以重复使用，节约成本。

参阅图5，为本发明一种基于上述荧光粉层涂布方法的LED器件制造方法的实施方式示意图。本实施方式中，该LED器件是指白光LED器件，其制造方法包括以下步骤：荧光粉层的涂布；二次封装；划片切割；测试编带。

详细说，荧光粉层的涂布：即在基板LED芯片上使用上述任一方法完成荧光粉层的涂布，得到荧光粉层成型基板5。

二次封装：在LED芯片同侧的基板表面上封装具有光学透镜作用的透明胶体7，该透明胶体7与LED芯片一一对应。

划片切割：利用划片机(图中未示出)将封装后的基板进行切割，分离出独立的LED器件8。

测试编带：利用测试机(图中未示出)对已分离的独立LED器件8进行测试分类，以及利用编带机(图中未示出)对测试好的LED器件8进行包装。

本发明的LED器件的制造方法，通过由模具注塑的方式形成荧光粉层，工艺简单，且制造出来的LED器件一致性好，适合大批量生产。

以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式。凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均包含本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种在LED芯片上涂布荧光粉层的方法，其特征在于，包括以下步骤：

准备基板，准备荧光粉混合胶，其中，该基板上安装有LED芯片；

准备模具，将基板安装于模具内，并合模施压，使基板与模具之间形成空腔，其中，该模具设置有胶体通道以及与LED芯片位置对应的模腔；

将荧光粉混合胶沿胶体通道注入模腔，使荧光粉混合胶覆盖LED芯片并填充基板与模具之间所形成的空腔；

荧光粉混合胶在空腔内固化成型；以及

待注入的荧光粉混合胶固化后，分离模具与基板，使荧光粉混合胶脱离模具并且结合在基板上，形成荧光粉层。

2.根据权利要求1所述的在LED芯片上涂布荧光粉层的方法，其特征在于，所述准备基板的步骤包括以下步骤：

在基板上点粘合剂；

将LED芯片平贴在粘合剂上；以及

连接LED芯片上的电极和基板上的导电层。

3.根据权利要求1所述的在LED芯片上涂布荧光粉层的方法，其特征在于，所述模具包括上模以及用于支撑并固定基板的下模，其中，所述胶体通道以及与LED芯片位置对应的模腔均设置于上模，所述上模上还设置有排气孔，以及设置在各个模腔上的注射口，所述胶体通道连接所有注射口。

4.根据权利要求3所述的在LED芯片上涂布荧光粉层的方法，其特征在于，所述将荧光粉混合胶沿胶体通道注入模腔，使荧光粉混合胶覆盖LED芯片并填充基板与模具之间所形成的空腔是借由活塞推动荧光粉混合胶沿胶体通道进入注射口，荧光粉混合胶通过注射口注入模腔，模腔内的气体由排气孔排出。

5.根据权利要求1所述的在LED芯片上涂布荧光粉层的方法，其特征在于，所述模具包括上模以及下模，所述上模上设置有与基板尺寸相配、用于固定基板的容纳腔；所述胶体通道以及与LED芯片位置对应的模腔均设置于下模，所述下模上还设置有排气孔，所述胶体通道连接所有模腔。

6.根据权利要求5所述的在LED芯片上涂布荧光粉层的方法，其特征在于，所述将荧光粉混合胶沿胶体通道注入模腔，使荧光粉混合胶覆盖LED芯片并填充基板与模具之间所形成的空腔是借由活塞推动荧光粉混合胶沿胶体通道注入模腔，模腔内的气体由排气孔排出。

7.根据权利要求6所述的在LED芯片上涂布荧光粉层的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

待模具与基板分离后，剪切多余的固化了的荧光粉混合胶。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的在LED芯片上涂布荧光粉层的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在基板安装于模具之前或者在基板安装于模具之后，将模具预热至荧光粉混合胶的熔解温度。

9.一种LED器件制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

在基板LED芯片上使用权力要求1至8任意一项方法完成荧光粉层的涂布；

在LED芯片同侧的基板表面上封装具有光学透镜作用的透明胶体，该透明胶体与LED芯片一一对应；以及

利用划片机将封装后的基板进行切割，分离出独立的LED器件。

10.根据权利要求9所述的LED器件制造方法，其特征在于，还包括以下步骤：

利用测试机对已分离的独立LED器件进行测试分类；以及

利用编带机对测试好的LED器件进行包装。

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