CN101582477A - 一种led芯片的活性封装方法及其封装结构 - Google Patents
一种led芯片的活性封装方法及其封装结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101582477A CN101582477A CNA2009100404841A CN200910040484A CN101582477A CN 101582477 A CN101582477 A CN 101582477A CN A2009100404841 A CNA2009100404841 A CN A2009100404841A CN 200910040484 A CN200910040484 A CN 200910040484A CN 101582477 A CN101582477 A CN 101582477A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- photosensitive resin
- led chip
- chip
- led
- lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 title abstract description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 215
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 215
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 45
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 45
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 23
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 20
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 10
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 9
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 5
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 101100189913 Caenorhabditis elegans pept-1 gene Proteins 0.000 claims description 2
- 101000782453 Homo sapiens Vacuolar protein sorting-associated protein 18 homolog Proteins 0.000 claims description 2
- 102100035870 Vacuolar protein sorting-associated protein 18 homolog Human genes 0.000 claims description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 2
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 claims description 2
- 108010088535 Pep-1 peptide Proteins 0.000 claims 8
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 abstract 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 abstract 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 abstract 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 abstract 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 47
- 229960001866 silicon dioxide Drugs 0.000 description 13
- 241000218202 Coptis Species 0.000 description 9
- 235000002991 Coptis groenlandica Nutrition 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 3
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N ferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 description 2
- 238000012536 packaging technology Methods 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 230000001235 sensitizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
本发明公开一种利用芯片自发光引发光敏树脂聚合原位制备LED单层和多层结构透镜的活性封装方法,包括以下步骤:配制对特定波段光敏感的光敏树脂液体;将已完成电极连接和固晶的LED半成品在光敏树脂中预浸;将LED半成品倒置浸入光敏树脂液体中,通入低工作电流到LED芯片使其发光,触发光敏树脂发生初步聚合,在LED芯片出光面上形成光敏树脂核;将LED半成品脱离光敏树脂液面,在光敏树脂核和芯片基座上将附着光敏树脂液滴;通入中工作电流到LED芯片使其发光,激发光敏树脂液滴固化;将光敏树脂液滴固化后样品通入高工作电流使LED芯片发光,固化去色,或者将样品用阳光、紫光或紫外光照射去色;最后将固化去色后样品清洗。
Description
技术领域
本发明属于发光二极管的封装技术领域,尤其涉及一种LED芯片的活性封装方法及其封装结构。
背景技术
随着发光二极管(LED)的应用领域不断拓广,对LED发光效率的要求也越来越高,LED的发光效率分为内量子效率和外量子效率两种。内量子效率是指LED芯片的电子空穴对在PN结区复合产生光子发出芯片表面的效率,外量子效率是指LED芯片发出的光被萃取到封装体外的总效率。目前LED的内量子效率已经普遍达到70%-90%以上,但外量子效率还在比较低的水平,因此,通过合适的封装工艺以增强LED的外量子效率是提高LED出光效率的关键。
目前市场上的LED封装结构,透镜部分几乎都是由一种材料构成,所形成的结构如附图1示。这种结构利用透镜折射率(1.5)作过渡,增大了出光效率,但这种结构LED芯片折射率与空气折射率之间的反差比较大。一层材料做成的透镜出光效率虽然有所提高,但提高的有限。多层结构透镜,且每层材料的折射率按指数幂nm=(n0)G+1-m/G+1(其中G为多层结构透镜的总层数,m为从里到外各层的编号)由里到外逐渐变小,这样的透镜能获得最好的出光效率,但如果材料层数过多,会增加工艺的复杂程度,计算表明,三层材料构成的透镜,如若各层折射率按照上述配比,封装萃光效率可达95%以上。此外,调配各层材料性质,还可以获得多种功能的透镜,比如利用多层结构透镜消除色散,提高光色均匀性。虽然一些研究者发现了这些现象,但以往的封装工艺苦于无法实现此类多层封装结构。
在荧光粉涂敷技术方面,目前主要采用的是芯片复型的涂敷方式及其衍生技术,这种涂敷方式,光色均匀性不好。中国专利200610034012.1提出了一种具有热隔离层的远距离荧光粉薄膜的封装结构,但是这类封装结构和封装方法中,荧光粉薄膜和最外面的透镜需要预先用模具制备,而且其封装结构中各层间有明确的界面,需要抽真空排除界面的空气泡以防止界面处全反射的发生,生产效率低,质量难以保证。
发光二极管的封装方法目前世界上有很多专利,但基本上都与当前LED常用的封装过程大同小异,主要有点胶、灌封、模压三种。传统封装使用的是AB胶一类的环氧树脂,靠热固化进行封装,需要在高于100度的温度长时间(大于1小时)使环氧树脂固化和后固化,工序多,生产效率低,周期长,成本高。其具体包括以下几个缺点:1)工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点;2)实际生产中多依靠人工操作进行点胶,效率低;3)需要模具才能成型,多数需要透镜以符合光学设计;4)大规模工业化生产时对设备要求高,一般企业难以有足够资金买到好的设备;5)热固化本身可能会对芯片产生影响,导致芯片因为高温而损坏。
目前,一些研究者以光敏树脂封装发光二极管,提高封装效率,例如美国专利6958250,但是该专利中的封装过程与当前LED常用的封装过程类似,需要用到模具。中国专利200710032491.8提供了一种不需要模具的光固化封装方法,但是该方法所形成的透镜外形不理想,与封装基板和芯片基座结合界面不严密,蘑菇形的结构易受力脱落,而且对通入电流的强度和时间敏感,不适合自动化生产。
发明内容
针对现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种高生产效率的LED芯片的封装方法,该方法能使LED的封装工序简化、所需封装设备简单、可实现规模化自动化生产、生产周期缩短75%以上,与同类产品相比,性能有提高。而且,常规封装企业在实施本发明方法时无需增添昂贵的设备。
另外,本发明还提供了一种LED芯片的封装结构。
为实现上述目的,本发明的技术方案为:一种LED芯片的活性封装方法,其包括以下步骤:
(a)配置对特定波段光敏感的光敏树脂液体;
(b)将芯片基座、位于芯片基座上的LED芯片及位于芯片基座下的封装支架在光敏树脂中预浸;
(c)将LED芯片、芯片基座及封装支架倒置浸入光敏树脂液体中,芯片基板边缘浸没入光敏树脂内,通入工作电流I1到LED芯片使其发光,触发光敏树脂发生初步聚合,在LED芯片的出光面上形成光敏树脂核;
(d)将LED芯片、芯片基座及封装支架缓慢上升至脱离光敏树脂液面,在光敏树脂核和芯片基座上将附着一半球形或近半球形光敏树脂液滴;
(e)通入工作电流I2到LED芯片使其发光,激发光敏树脂液滴固化;
(f)将光敏树脂液滴固化后的样品通入工作电流I3使LED芯片发光,进一步固化去色,或者将样品用阳光、紫光或紫外光照射去色;
(g)将固化去色后的样品进行清洗。
依步骤(c)-(d)-(e)-(c)-(d)-(e)-重复进行,获得多层光敏树脂透镜。
在步骤b与c之间还包括有步骤b1,其在LED芯片上滴有一层透明硅胶,形成一层透镜。
多层透镜各层材料中加入纳米或微米颗粒调节各层材料折射率。
其特征在于:在单层或多层透镜的其中一层或数层光敏树脂或硅胶中混合单种或多种荧光粉获得白光。
该光敏树脂包括特定波段光敏感的光敏引发剂,还包括预聚物、树脂单体、助剂、荧光粉、纳米或微米颗粒中的任意几种的组合。
在步骤d中,将LED芯片、芯片基座及封装支架上升至脱离光敏树脂液面,或光敏树脂容器下降使LED芯片、芯片基座及封装支架脱离光敏树脂液面,在光敏树脂核和LED芯片基座上将附着一半球形或近半球形光敏树脂液滴,液滴的形状由光敏树脂核或硅胶层、树脂的粘度、树脂的表面张力、树脂的浸润性及密度来控制。
所述工作电流为直流电,在步骤(c)中,在LED芯片出光面上形成的光敏树脂核的形状由通电电流I1和通电时间大小控制,在步骤(e)中,工作电流I2大于或等于20mA,在步骤(f)中,工作电流I3大于100mA。
芯片基座和/或封装支架上,在LED芯片固晶位置周围,制备一圈或多圈沟槽。
一种LED芯片的活性封装结构,其利用LED芯片自发光引发光敏树脂聚合并固化形成LED单层或多层透镜结构,该透镜结构为以下中一种:
(i)光敏树脂PE1;(ii)混合荧光粉的光敏树脂PEP1;(iii)光敏树脂PE1/混合荧光粉的光敏树脂PEP1;(iv)光敏树脂PE1/混合荧光粉的光敏树脂PEP1/光敏树脂PE2;(v)硅胶S1/混合荧光粉的光敏树脂PEP1;(vi)硅胶S1/混合荧光粉的光敏树脂PEP1/光敏树脂PE1;(vii)硅胶S1/光敏树脂PE1/混合荧光粉的光敏树脂PEP1;(viii)硅胶S1/光敏树脂PE1/混合荧光粉的光敏树脂PEP1/光敏树脂PE2;(ix)光敏树脂PE1/光敏树脂PE2/光敏树脂PE3;(x)混合荧光粉的光敏树脂PEP1/混合荧光粉的光敏树脂PEP2/混合荧光粉的光敏树脂PEP3。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明利用光敏聚合原理进行LED芯片的活性封装,利用LED芯片自发光原位形成单层或多层结构透镜。多层结构透镜可提供更高的出光效率和多种功能。本发明封装工序少,所需时间短,封装设备简单,封装效率高,性能优于同类产品,可实现自动化封装。本发明整个生产过程大约15分钟,生产时间较短,工艺重复性极高。
附图说明
图1为现有技术的一种封装结构示意图;
1透镜、2硅胶层、3金线、4支架引脚、5芯片(表面涂敷荧光粉)、6封装支架
图2为本发明所述LED三层结构透镜实施例1和实施例2示意图;
7第三层透镜、8第二层透镜、9第一层透镜、10金线、11芯片、12封装支架、13支架引脚
图3为本发明所述LED三层结构透镜实施例3示意图;
14第三层透镜、15第二层透镜、16第一层透镜、17金线、18芯片、19封装支架、20支架引脚
图4为本发明实验装置示意图。
21实验板、22LED、23光敏树脂液体及容器、24可控升降台
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细的描述,其中,实施例中所出现的百分数和份数均基于重量。应当理解,此处所描述的三个实施例仅仅是用以解释本发明的实例,并不用于限定本发明。
下列实施例中,均选用蓝光LED芯片进行封装,LED芯片固晶在封装支架上的反射杯内、采用金线键合。但是本发明的封装结构和活性封装方法不限于此,适用于采用任何封装基板、固晶和电连接方法的LED芯片。所配置的光敏树脂包括紫光或近紫外光敏引发剂、树脂单体和/或助剂,光敏引发剂含量小于6%。其中,光敏树脂在蓝光或紫外线照射下借助光敏剂的作用而使树脂发生聚合,并交联固化成膜,配置的光敏树脂能够被高强度的蓝光引发聚合,在室内无阳光照射下,可放置一周以上。表1为下列实施例所用光敏树脂(PE1)各成分的含量。取部分上述配置的光敏树脂(PE1)液体,将荧光粉在其中混合,并用超声波振荡去除气泡,所得液体暂命名为(PEP1),下列实施例中荧光粉含量为5~50%,余量为光敏树脂(PE1)。取部分上述配置的光敏树脂(PE1)液体,将TiO2纳米颗粒在其中混合,得到液体(PEN1)。注,实施例中所出现的百分数和份数均基于重量。
试剂 | 含量(%) |
光引发剂 | 2 |
助剂 | 25.5 |
树脂单体 | 72.5 |
表1
实施例1
图2为本发明所述LED三层结构透镜实施例1的示意图,其结构包括以下部分:LED封装支架12(包括支架引脚13和支架底座)、芯片11、连接芯片和LED支架的金线10以及三层材料构成的透镜。第一层透镜9的材料为按表1配置的光敏树脂PE1,第二层透镜8的材料为混合了荧光粉的光敏树脂PEP1,第三层透镜7材料与第一层一样,也是按表1配置的光敏树脂PE1。
该实施例的实现步骤如下:
(a)将芯片11安装到LED封装支架12内的反射杯里;
(b)通过打金线完成芯片与支架的电路连接;
(c)如图4所示,将LED 22安置在实验板21上,两端电极连上电源,保持LED芯片22表面与实验板21平面平行,将LED 22(即芯片11、芯片基座及封装支架12)用光敏树脂(PE1)23预浸,以有效驱除芯片、基座及LED芯片塑封区域表面的气泡,使最终形成的透镜与LED芯片和芯片基座间结合紧密;
(d)制作第一层透镜9:然后将LED 22倒置浸入光敏树脂(PE1)23液体中,芯片基板边缘浸没入光敏树脂(PE1)23内,通入低工作电流I1到LED芯片11使其发光,触发光敏树脂23发生初步聚合,在LED芯片11的出光面上形成光敏树脂核,即第一层透镜9;
(e)将LED芯片、芯片基座及封装支架上升至脱离光敏树脂液面,清洗掉未固化的光敏树脂液体;
(f)制作第二层透镜8:然后将LED 22倒置浸入混合有荧光粉的光敏树脂(PEP1)23液体中,芯片基板边缘浸没入光敏树脂(PEP1)23内,通入低工作电流I4到LED芯片11使其发光,触发混合有荧光粉的光敏树脂(PEP1)23在已聚合的光敏树脂核上进一步聚合,在LED芯片11的出光面上形成含荧光粉的第二层透镜8;
(g)将LED芯片、芯片基座及封装支架上升至脱离光敏树脂液面,清洗掉未固化的光敏树脂(PEP1)液体;
(h)制作第三层透镜7:然后将LED 22再次倒置浸入光敏树脂(PE1)23液体中,芯片基板边缘浸没入光敏树脂23内,通入低工作电流I5到LED芯片11使其发光,触发光敏树脂(PE1)23在已聚合的光敏树脂(PEP1)第二层透镜上进一步聚合;
(i)将LED芯片11、芯片基座及封装支架12缓慢上升至脱离光敏树脂(PE1)23液面,由于表面张力作用,在下端即芯片基座上将附着一包裹着芯片和已聚合光敏树脂的半球形或近半球形光敏树脂液滴;
(j)通入中工作电流I2使LED芯片发光,激发光敏树脂液滴固化形成第三层透镜7;
(k)将光敏树脂液滴固化后的样品通入高工作电流I3使LED芯片发光,进一步固化去除树脂颜色,或者将样品用阳光曝晒去色,或者用紫光照射去色;
(1)最后将固化去色后的样品进行清洗,通过将样品浸入丙酮,清洗其周围残留的树脂。
其中,在步骤(d)中,在LED芯片出光面上形成的光敏树脂核(PE1)的形状由通电电流I1和通电时间大小控制,该工作电流I1小于30mA。本实例选择通入工作电流6mA时间为0.5s的脉冲矩形波电流,使LED芯片发光,引发光敏树脂聚合,在LED芯片出光面上形成一近半球形的核,LED芯片位于半球形中心。
在步骤(f)中,在LED芯片出光面上形成的含荧光粉的第二层光敏树脂(PEP1)透镜的形状和厚度由步骤(d)获得光敏树脂核及步骤(f)中的通电电流I4和通电时间大小控制,工作电流I4小于50mA。本实例选择通入工作电流I4为10mA,时间为1s的脉冲矩形波电流,使LED芯片发光,引发含荧光粉的光敏树脂(PEP1)在已固化的光敏树脂(PE1)上聚合形成第二层透镜。
在步骤(h)中,工作电流I5小于100mA。本实例选择通入工作电流I5为8mA,时间为1.5s的脉冲矩形波电流,使LED芯片发光,使光敏树脂在第二层透镜上进一步聚合。
在步骤(j)中,工作电流I2大于或等于20mA。
在步骤(k)中,工作电流I3大于100mA。本实施例加320mA电流持续通电20min,并加散热片进行散热,使光敏树脂充分反应固化形成透镜,而使其黄色褪去。
所述工作电流可以是直流、脉冲电流或任意曲线的直流电;所用荧光粉可以是单一或几种的混合。
实施例2
图2也是本发明所述LED三层结构透镜实施例2的示意图,与实施例1不同的是,第一层透镜9的材料为透明硅胶(暂命名S1),其它各层材料相同。
该实施例的实现步骤如下:
(a)将芯片11安装到LED封装支架12内的反射杯里;
(b)通过打金线完成芯片与支架的电路连接;
(c)如图4所示,将LED 22安置在实验板21上,两端电极连上电源,保持LED芯片22表面与实验板21平面平行,将LED 22(即芯片11、芯片基座及封装支架12)用光敏树脂23预浸,以有效驱除芯片基座及LED芯片塑封区域表面的气泡,使最终形成的透镜与LED芯片和芯片基座间结合紧密;
(d)制作第一层透镜:在芯片11出光面上滴一小滴硅胶,形成一个近似半球形的透镜雏形,即第一层透镜9;
(c)制作第二层透镜:然后将LED 22倒置浸入混合有荧光粉的光敏树脂(PEP1)23液体中,芯片基板边缘浸没入光敏树脂23内,通入低工作电流I4到LED芯片11使其发光,触发混合有荧光粉的光敏树脂(PEP1)23在硅胶上聚合,从而在LED芯片11的出光面上形成含荧光粉的第二层透镜8;
(f)将LED芯片、芯片基座及封装支架上升至脱离光敏树脂液面,清洗掉未固化的光敏树脂液体;
(g)制作第三层透镜:然后将LED 22再次倒置浸入光敏树脂(PE1)23液体中,芯片基板边缘浸没入光敏树脂23内,通入低工作电流I5到LED芯片11使其发光,触发光敏树脂(PE1)23在已聚合的光敏树脂(PEP1)上进一步聚合;
(h)将LED芯片11、芯片基座及封装支架12缓慢上升至脱离光敏树脂(PE1)23液面,由于表面张力作用,在下端即芯片基座上将附着一包裹着芯片和已聚合光敏树脂的半球形或近半球形光敏树脂液滴;
(i)通入中工作电流I2使LED芯片发光,激发光敏树脂液滴固化形成第三层透镜7;
(j)将光敏树脂液滴固化后的样品通入高工作电流I3使LED芯片发光,进一步固化去除树脂颜色,或者将样品用阳光曝晒去色,或者用紫光照射去色;
(k)最后将固化去色后的样品进行清洗,通过将样品浸入丙酮,清洗其周围残留的树脂。
其中,在步骤(e)中,在LED芯片出光面上形成的含荧光粉的光敏树脂(PEP1)第二层透镜,其形状和厚度由第一层硅胶透镜的形状、通电电流I4和通电时间大小控制,该工作电流I4小于50mA。本实例选择通入工作电流10mA,时间为1.5s的脉冲矩形波电流,使LED芯片发光,引发含荧光粉的光敏树脂在已硅胶上聚合形成第二层透镜。
在步骤(g)中,工作电流I5小于100mA。本实例选择通入工作电流I5为8mA,时间为1.5s的脉冲矩形波电流,使LED芯片发光,使光敏树脂在第二层透镜上进一步聚合。
在步骤(i)中,工作电流I2大于或等于20mA。
在步骤(j)中,工作电流I3大于100mA。本实施例加320mA电流持续通电20min,并加散热片进行散热,使光敏树脂充分反应固化形成透镜,而使其黄色褪去。
所述工作电流可以是直流、脉冲电流或任意曲线的直流电;所用荧光粉可以是单一或几种的混合。
实施例3
图3为本发明所述LED三层结构透镜实施例3的示意图,三层透镜的折射率从内至外梯度递减,使出光效率明显提高,其结构包括以下部分:LED封装支架19(包括支架引脚20和支架底座)、芯片18、连接芯片和LED支架的金线17以及三层结构透镜。第一层透镜16的材料为掺杂了纳米颗粒(如TiO2)的光敏树脂(暂命名PEN1),第二层透镜15的材料为混合了荧光粉的光敏树脂(暂命名PEP1),第三层透镜14材料是无掺杂的光敏树脂(暂命名PE1)。
该实施例的实现步骤如下:
(a)将芯片18安装到LED封装支架19内的反射杯里;
(b)通过打金线完成芯片与支架的电路连接;
(c)如图4所示,将LED 22安置在实验板21上,两端电极连上电源,保持LED芯片22表面与实验板21平面平行,将LED 22(即芯片18、芯片基座及封装支架19)用光敏树脂23预浸,以有效驱除芯片基座及LED芯片塑封区域表面的气泡,使最终形成的透镜与LED芯片和芯片基座间结合紧密;
(d)制作第一层透镜:然后将LED 22倒置浸入掺杂了纳米颗粒(如TiO2)的光敏树脂(暂命名PEN1)23液体中,芯片基板边缘浸没入光敏树脂(PEN1)23内,通入低工作电流I1到LED芯片18使其发光,触发光敏树脂(PEN1)23发生初步聚合,在LED芯片18的出光面上形成光敏树脂核;
(e)将LED 22缓慢上升至脱离光敏树脂液面,由于表面张力作用,在下端即芯片基座上将附着一包裹着芯片和已聚合光敏树脂核的半球形或近半球形光敏树脂(PEN1)液滴;通入中工作电流I2使LED芯片发光,激发光敏树脂(PEN1)液滴固化形成第一层透镜16;
(f)制作第二层透镜:然后将LED 22倒置浸入混合有荧光粉的光敏树脂(PEP1)23液体中,芯片基板边缘浸没入光敏树脂(PEP1)23内,通入低工作电流I4到LED芯片18使其发光,触发混合有荧光粉的光敏树脂(PEP1)23在已聚合的光敏树脂第一层透镜16上进一步聚合;
(g)将LED 22缓慢上升至脱离光敏树脂液面,由于表面张力作用,在下端即芯片基座上将附着一包裹着芯片和已聚合光敏树脂的半球形或近半球形光敏树脂液滴;通入中工作电流I2使LED芯片发光,激发光敏树脂液滴固化形成第二层透镜15;
(h)制作第三层透镜:然后将LED 22倒置浸入光敏树脂(PE1)23液体中,芯片基板边缘浸没入光敏树脂23内,通入低工作电流I5到LED芯片18使其发光,触发光敏树脂(PE1)23在已聚合的光敏树脂第二层透镜15上进一步聚合;
(i)将LED 22缓慢上升至脱离光敏树脂(PE1)23液面,由于表面张力作用,在下端即芯片基座上将附着一包裹着芯片和已聚合光敏树脂的半球形或近半球形光敏树脂(PE1)液滴;
(j)通入中工作电流I2使LED芯片发光,激发光敏树脂(PE1)液滴固化形成第三层透镜14;
(k)通入高工作电流I3使LED芯片发光,进一步固化去除树脂颜色,或者将样品用阳光曝晒去色,或者用紫光照射去色;
(1)最后将固化去色后的样品进行清洗,通过将样品浸入丙酮,清洗其周围残留的树脂。
其中,在步骤(d)中,在LED芯片出光面上形成的光敏树脂(PEN1)核的形状由通电电流I1和通电时间大小控制,该工作电流I1小于30mA。本实例选择通入工作电流6mA时间为4s的脉冲矩形波电流,使LED芯片发光,引发光敏树脂聚合,在LED芯片出光面上形成一近半球形的核,LED芯片位于半球形中心。
在步骤(e)中,在LED芯片出光面上形成的第一层光敏树脂(PEN1)透镜的形状和厚度由步骤(d)获得光敏树脂(PEN1)核控制。
在步骤(g)中,在LED芯片出光面上形成的含荧光粉的第二层光敏树脂(PEP1)透镜的形状和厚度由第一层透镜和步骤(f)中的通电I4和通电时间控制,工作电流I4小于100mA。本实例选择通入工作电流I4为10mA,时间为2s的脉冲矩形波电流,使LED芯片发光,引发含荧光粉的光敏树脂(PEP1)在已固化的光敏树脂第一层透镜上聚合。
在步骤(j)中,在LED芯片出光面上形成的第三层光敏树脂(PE1)透镜的形状和厚度由第二层透镜和步骤(h)中的通电I5和通电时间控制,工作电流I5小于100mA。本实例选择通入工作电流I4为8mA,时间为2s的脉冲矩形波电流,使LED芯片发光,引发光敏树脂(PE1)在已固化的光敏树脂第二层透镜上聚合。
在步骤(e)(g)(j)中,工作电流I2大于或等于20mA。
在步骤(k)中,工作电流I3大于100mA。本实施例加300mA电流持续通电20min,并加散热片进行散热,使光敏树脂充分反应固化形成透镜,而使其黄色褪去。
所述工作电流可以是直流、脉冲电流或任意曲线的直流电;所用荧光粉可以是单一或几种的混合。
Claims (10)
1、一种LED芯片的活性封装方法,其特征在于利用芯片自发光引发光敏树脂聚合原位固化形成LED单层或多层结构透镜,主要包括以下步骤:
(a)配置对特定波段光敏感的光敏树脂液体;
(b)将芯片基座、位于芯片基座上的LED芯片及位于芯片基座下的封装基板或支架在光敏树脂中预浸;
(c)将LED芯片、芯片基座及封装支架倒置浸入光敏树脂液体中,芯片基板边缘浸没入光敏树脂内,通入工作电流I1到LED芯片使其发光,触发光敏树脂发生初步聚合,在LED芯片的出光面上形成光敏树脂核;
(d)将LED芯片、芯片基座及封装支架缓慢上升至脱离光敏树脂液面,在光敏树脂核和芯片基座上将附着一半球形或近半球形光敏树脂液滴;
(e)通入工作电流I2到LED芯片使其发光,激发光敏树脂液滴固化;
(f)将光敏树脂液滴固化后的样品通入工作电流I3使LED芯片发光,进一步固化去色,或者将样品用阳光、紫光或紫外光照射去色;
(g)将固化去色后的样品进行清洗。
2、根据权利要求1所述的LED芯片的活性封装方法,其特征在于:依步骤(c)-(d)-(e)-(c)-(d)-(e)-重复进行,获得多层光敏树脂透镜。
3、根据权利要求2所述的LED芯片的活性封装方法,其特征在于:在步骤b与c之间还包括有步骤b1,其在LED芯片上滴有一层透明硅胶,形成一层透镜。
4、根据权利要求1至3任一项所述的LED芯片的活性封装方法,其特征在于:单层或多层透镜各层材料中加入纳米或微米尺度的颗粒调节各层材料的性能,包括折射率、抗老化性等。
5、根据权利要求1至3任一项所述的LED芯片的活性封装方法,其特征在于:在单层或多层透镜的其中一层或数层光敏树脂或硅胶中混合单种或多种荧光粉获得白光。
6、根据权利要求3所述的LED芯片的活性封装方法,其特征在于:在步骤d中,将LED芯片、芯片基座及封装支架上升至脱离光敏树脂液面,或光敏树脂容器下降使LED芯片、芯片基座及封装支架脱离光敏树脂液面,在光敏树脂核和LED芯片基座上将附着一半球形或近半球形光敏树脂液滴,液滴的形状由光敏树脂核或硅胶层、树脂的粘度、树脂的表面张力、树脂的浸润性及密度来控制。
7、根据权利要求1所述的LED芯片的活性封装方法,其特征在于:该光敏树脂包括特定波段光敏感的光敏引发剂,还包括预聚物、树脂单体、助剂、荧光粉、纳米或微米级颗粒中的任意几种的组合。
8、根据权利要求1所述的LED芯片的活性封装方法,其特征在于:所述工作电流为直流电,在步骤(c)中,在LED芯片出光面上形成的光敏树脂核的形状由通电电流I1和通电时间大小控制,在步骤(e)中,工作电流I2大于或等于20mA,在步骤(f)中,工作电流I3大于100mA。
9、根据权利要求1所述的LED芯片的活性封装方法,其特征在于:芯片基座和/或封装支架上,在LED芯片固晶位置周围,制备一圈或多圈沟槽。
10、一种LED芯片的活性封装结构,其特征在于利用LED芯片自发光引发光敏树脂聚合并固化形成的LED单层或多层透镜结构,该透镜结构为以下中一种:
(i)光敏树脂PE1;
(ii)混合荧光粉的光敏树脂PEP1;
(iii)光敏树脂PE1/混合荧光粉的光敏树脂PEP1;
(iv)光敏树脂PE1/混合荧光粉的光敏树脂PEP1/光敏树脂PE2;
(v)硅胶S1/混合荧光粉的光敏树脂PEP1;
(vi)硅胶S1/混合荧光粉的光敏树脂PEP1/光敏树脂PE1;
(vii)硅胶S1/光敏树脂PE1/混合荧光粉的光敏树脂PEP1;
(viii)硅胶S1/光敏树脂PE1/混合荧光粉的光敏树脂PEP1/光敏树脂PE2;
(ix)光敏树脂PE1/光敏树脂PE2/光敏树脂PE3;
(x)混合荧光粉的光敏树脂PEP1/混合荧光粉的光敏树脂PEP2/混合荧光粉的光敏树脂PEP3。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2009100404841A CN101582477B (zh) | 2009-06-23 | 2009-06-23 | 一种led芯片的活性封装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2009100404841A CN101582477B (zh) | 2009-06-23 | 2009-06-23 | 一种led芯片的活性封装方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101582477A true CN101582477A (zh) | 2009-11-18 |
CN101582477B CN101582477B (zh) | 2010-12-29 |
Family
ID=41364517
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2009100404841A Expired - Fee Related CN101582477B (zh) | 2009-06-23 | 2009-06-23 | 一种led芯片的活性封装方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101582477B (zh) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101982892A (zh) * | 2010-08-18 | 2011-03-02 | 深圳市洲明科技股份有限公司 | 大功率led封装结构及封装方法 |
CN102237475A (zh) * | 2010-05-04 | 2011-11-09 | 李长会 | 基于有机胶体的led晶片级荧光粉涂层技术 |
CN102376828A (zh) * | 2010-08-11 | 2012-03-14 | 英特明光能股份有限公司 | 自成型的发光二极管透镜的制作方法 |
CN102468407A (zh) * | 2010-11-17 | 2012-05-23 | 青岛杰生电气有限公司 | 一种紫外发光二极管 |
CN102738371A (zh) * | 2011-04-12 | 2012-10-17 | 东莞怡和佳电子有限公司 | 白光led及其的制造方法 |
CN102800794A (zh) * | 2012-08-17 | 2012-11-28 | 南通脉锐光电科技有限公司 | 一种光学波长转换器件以及在白光发光器件的应用 |
CN104576877A (zh) * | 2013-10-09 | 2015-04-29 | 新世纪光电股份有限公司 | 发光二极管的封装元件的制造方法及封装结构 |
CN105161610A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-16 | 南京吉山光电科技有限公司 | 一种cob光源及其制备工艺 |
CN105206642A (zh) * | 2015-10-13 | 2015-12-30 | 南京大学 | 一种超高密度led显示器件及其制造方法 |
CN106299088B (zh) * | 2015-06-10 | 2019-03-05 | 华中科技大学 | 一种沾取转移式荧光粉胶涂覆方法 |
CN109449144A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-03-08 | 安徽芯瑞达科技股份有限公司 | 一种高色域led灯珠及其侧入式背光源 |
CN109494290A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-03-19 | 安徽芯瑞达科技股份有限公司 | 一种高色域量子点led灯珠及其封装方法 |
CN113054085A (zh) * | 2020-04-22 | 2021-06-29 | 深圳市聚飞光电股份有限公司 | 一种led发光件和发光装置 |
CN114023828A (zh) * | 2021-09-26 | 2022-02-08 | 佛山市顺德区蚬华多媒体制品有限公司 | 传感器及其制作方法 |
CN117832363A (zh) * | 2024-03-04 | 2024-04-05 | 山东云海国创云计算装备产业创新中心有限公司 | 一种自带导光的光电极、神经电极及制备方法 |
-
2009
- 2009-06-23 CN CN2009100404841A patent/CN101582477B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102237475A (zh) * | 2010-05-04 | 2011-11-09 | 李长会 | 基于有机胶体的led晶片级荧光粉涂层技术 |
CN102376828A (zh) * | 2010-08-11 | 2012-03-14 | 英特明光能股份有限公司 | 自成型的发光二极管透镜的制作方法 |
TWI456802B (zh) * | 2010-08-11 | 2014-10-11 | Interlight Optotech Corp | 自成型之發光二極體透鏡之製作方法 |
CN102376828B (zh) * | 2010-08-11 | 2015-06-17 | 英特明光能股份有限公司 | 自成型的发光二极管透镜的制作方法 |
CN101982892A (zh) * | 2010-08-18 | 2011-03-02 | 深圳市洲明科技股份有限公司 | 大功率led封装结构及封装方法 |
CN102468407A (zh) * | 2010-11-17 | 2012-05-23 | 青岛杰生电气有限公司 | 一种紫外发光二极管 |
CN102738371A (zh) * | 2011-04-12 | 2012-10-17 | 东莞怡和佳电子有限公司 | 白光led及其的制造方法 |
CN102800794A (zh) * | 2012-08-17 | 2012-11-28 | 南通脉锐光电科技有限公司 | 一种光学波长转换器件以及在白光发光器件的应用 |
CN104576877A (zh) * | 2013-10-09 | 2015-04-29 | 新世纪光电股份有限公司 | 发光二极管的封装元件的制造方法及封装结构 |
CN106299088B (zh) * | 2015-06-10 | 2019-03-05 | 华中科技大学 | 一种沾取转移式荧光粉胶涂覆方法 |
CN105161610A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-16 | 南京吉山光电科技有限公司 | 一种cob光源及其制备工艺 |
CN105161610B (zh) * | 2015-09-25 | 2017-08-25 | 南京吉山光电科技有限公司 | 一种cob光源及其制备工艺 |
CN105206642A (zh) * | 2015-10-13 | 2015-12-30 | 南京大学 | 一种超高密度led显示器件及其制造方法 |
CN109449144A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-03-08 | 安徽芯瑞达科技股份有限公司 | 一种高色域led灯珠及其侧入式背光源 |
CN109494290A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-03-19 | 安徽芯瑞达科技股份有限公司 | 一种高色域量子点led灯珠及其封装方法 |
CN113054085A (zh) * | 2020-04-22 | 2021-06-29 | 深圳市聚飞光电股份有限公司 | 一种led发光件和发光装置 |
CN114023828A (zh) * | 2021-09-26 | 2022-02-08 | 佛山市顺德区蚬华多媒体制品有限公司 | 传感器及其制作方法 |
CN114023828B (zh) * | 2021-09-26 | 2023-08-01 | 佛山市顺德区蚬华多媒体制品有限公司 | 传感器及其制作方法 |
CN117832363A (zh) * | 2024-03-04 | 2024-04-05 | 山东云海国创云计算装备产业创新中心有限公司 | 一种自带导光的光电极、神经电极及制备方法 |
CN117832363B (zh) * | 2024-03-04 | 2024-06-25 | 山东云海国创云计算装备产业创新中心有限公司 | 一种自带导光的光电极、神经电极及制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101582477B (zh) | 2010-12-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101582477B (zh) | 一种led芯片的活性封装方法 | |
CN101740707B (zh) | 预成型荧光粉贴片及其与发光二极管的封装方法 | |
CN103022325B (zh) | 应用远距式荧光粉层的led封装结构及其制成方法 | |
CN101369614A (zh) | 大功率白光发光二极管的封装结构和封装方法 | |
WO2006089540A2 (de) | Verfahren zur herstellung eines optischen und eines strahlungsemittierenden bauelementes und optisches sowie strahlunsemittierendes bauelement | |
CN104485327B (zh) | 一种led光源和led发光模组的制备方法 | |
CN101649114B (zh) | 含纳米ZnO量子点的硅树脂复合材料及其制法和用途 | |
CN108091752A (zh) | 一种白光led及其制备方法 | |
CN104167455B (zh) | 彩色打印太阳能电池模块封装结构的制法及其装置 | |
EP3300127B1 (en) | Process method using thermoplastic resin photoconverter to bond-package led by rolling | |
CN102709448A (zh) | 一种白光led封装结构及封装方法 | |
CN204029797U (zh) | 一种cob封装led模组 | |
CN201638850U (zh) | 一种透镜注荧光胶的led灯 | |
CN101436628B (zh) | 一种大功率芯片的荧光粉涂布工艺方法 | |
CN101572287B (zh) | 一种基于蓝光led芯片的白光led活性封装方法 | |
CN106505138A (zh) | 一种led封装结构及其制备方法 | |
CN101567412B (zh) | 一种蓝光led芯片的封装方法 | |
CN106159060A (zh) | 一种led封装工艺 | |
CN102891235A (zh) | 高输出低衰减白光led及其制作方法 | |
US10276759B2 (en) | Process method using deformable organic silicone resin photoconverter to bond-package LED | |
CN114914345A (zh) | 一种led灯珠的封装方法 | |
CN104600183B (zh) | Led白光二极管的制备方法 | |
CN112635635A (zh) | 玻璃透镜uvcled灯珠及其封装方法 | |
CN106505131A (zh) | 一种一体成型led及其封装工艺 | |
CN106887505A (zh) | 一种单面发光芯片级led的制作方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20101229 Termination date: 20140623 |
|
EXPY | Termination of patent right or utility model |