CN101894889B - 一种白光led的制备工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种白光LED的制备工艺方法，适用于以引线框架连接的批量化白光LED的制备。其技术方案为：方法包括：固晶：蓝光LED芯片固定在芯片区域，基板侧面有两通孔，对应基板正负电极，基板上安装树脂框架；上丝网：基板正负电极形成在上表面，各延伸至通孔内表面，丝网置于与芯片表面平行的位置，丝网预留孔与芯片正负电极的图案对应；印刷荧光粉：用丝网印刷工艺将荧光粉印刷于芯片表面；去丝网及烘烤荧光粉：去除丝网，对荧光粉烘烤固化，使固化后的荧光粉涂敷在芯片表面，暴露芯片正负电极；引线键合：芯片正电极与基板正电极连接，芯片负电极与基板负电极连接；填充硅胶：硅胶充满树脂框架，烘烤固化成型完成制备。本发明应用于LED制备领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED制备工艺方法，尤其涉及白光LED的制备工艺方法。
背景技术
LED是一种半导体发光器件，主要发光原理是化合物半导体材料在加载正向电压的条件下，有源层电子与空穴复合，产生光子，部分复合能以光能形式发出，其中的可见光成分可被人眼识别，由此产生可以利用的光。目前的LED芯片根据材料的不同，可以产生不同颜色的光。AlGaAs可以产生红光，InGaAlP可以产生红、黄、以及黄绿光，InGaN可以产生深绿、蓝光。此三种化合物半导体可以产生三原色，利用三种颜色的不同混合可以产生全彩色光源。用于照明的光主要是白光，可以利用红、绿、蓝三色LED芯片组合产生白光，但是此种技术目前尚不成熟。目前世界上成熟的白光LED技术是采用蓝光LED芯片表面涂敷能够激发出黄光的荧光粉，以蓝光与黄光混合的方式来制作白光LED。此技术的关键在于荧光粉必须均匀涂敷在LED芯片表面，否则会形成光色不均匀的黄圈现象。
美国Lumileds公司的申请的conformal coating专利技术较好的解决了这一问题。但此技术由于设备昂贵并未获得广泛应用。其他厂家皆利用荧光粉点涂方式来涂敷荧光粉，由于重力以及表面张力的作用，荧光粉不能均匀涂敷，产品不可避免的产生不同程度的光色不均匀问题，而且，白光LED的产量受限于荧光粉点涂工序速度影响而不能得到提升。也有部分厂家利用凹槽结构，来解决荧光粉涂敷的均匀性问题，但是凹槽内表面对于LED芯片侧面发出的光损失严重，LED的发光效率不高。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种白光LED的制备工艺方法，适用于以各种引线框架连接的批量化白光LED的制备，并在批量化生产中具有较大的优势。
本发明的技术方案为：本发明揭示了一种白光LED的制备工艺方法，包括：
固晶工序：蓝光LED芯片固定在芯片区域，在基板的侧面有两个通孔，各自对应基板的正电极和基板的负电极，在基板上安装树脂框架；
上丝网工序：基板的正电极和基板的负电极形成在基板的上表面，并各自延伸至与其相对应的通孔的内表面，将丝网置于与蓝光LED芯片的表面相平行的位置，丝网的预留孔与蓝光LED芯片的正电极和负电极的图案相对应；
印刷荧光粉工序：采用丝网印刷工艺将荧光粉印刷于蓝光LED芯片的表面；
去丝网及烘烤荧光粉工序：去除丝网，对荧光粉进行烘烤固化，使固化后的荧光粉均匀涂敷在蓝光LED芯片表面，并暴露蓝光LED芯片的正电极和负电极；
引线键合工序：将蓝光LED芯片的正电极与基板的正电极通过导线连接，以及将蓝光LED芯片的负电极与基板的负电极通过导线连接；
填充硅胶工序：将填充硅胶充满整个树脂框架，再经过烘烤固化成型，完成白光LED的制备。
上述的白光LED的制备工艺方法，其中，在上丝网工序中，丝网是由电机驱动，由机械臂带动，自工位上方下降，悬停至与蓝光LED芯片的表面相平行的位置。
上述的白光LED的制备工艺方法，其中，在去丝网及烘烤荧光粉工序中，固化后的荧光粉的厚度等于丝网的厚度且厚度是可调整的。
上述的白光LED的制备工艺方法，其中，在引线键合工序中，使用引线键合设备进行连接操作，其中使用到的导线为金线、铜线或铝线。
上述的白光LED的制备工艺方法，其中，在填充硅胶工序中，使用点胶设备完成将填充硅胶充满树脂框架。
上述的白光LED的制备工艺方法，其中，该蓝光LED芯片所发出的蓝光的峰值波长范围为440nm至490nm，所使用的荧光粉是可激发出黄色或绿色光的荧光粉，该蓝光LED芯片所发出的蓝光与该荧光粉激发出的黄色或绿色光的混合产生白光。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明的技术方案主要是采用丝网印刷涂敷荧光粉制备白光LED，整个流程包括固晶、上丝网、印刷荧光粉、去丝网以及烘烤荧光粉、引线键合和填充硅胶，印刷丝网工序在引线键合工序之前完成。相对于传统的技术方案，本发明具有以下几个优点：一、使荧光粉能够均匀涂敷在LED芯片表面，不再有光色不均匀的黄圈现象。二、丝网印刷涂敷荧光粉具有传统点涂荧光粉工艺无法具备的生产效率高，控制精确的优点，可以大大提高白光LED的生产效率和产品一致性。三、发明工艺流程将引线键合工序安排在印刷丝网涂敷荧光粉工序之后，大大降低了传统工艺在涂敷荧光粉工序时造成的引线坍塌，电连接失效问题。四、丝网印刷工艺简单成熟，不再需要使用价格昂贵的荧光粉涂敷设备。
附图说明
图1是本发明的白光LED的制备工艺方法的实施例的工艺流程图。
图2是本发明的白光LED的制备工艺方法的实施例的第一道工序的顶视图。
图3是本发明的白光LED的制备工艺方法的实施例的第二道工序的顶视图。
图4是本发明的白光LED的制备工艺方法的实施例的第三道工序的前视图。
图5是本发明的白光LED的制备工艺方法的实施例的第四道工序的前视图。
图6是本发明的白光LED的制备工艺方法的实施例的第五道工序的前视图。
图7是本发明的白光LED的制备工艺方法的实施例的第六道工序的前视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。
图1示出了本发明的白光LED的制备工艺方法的实施例的工艺流程。请参见图1，本实施例的制备工艺方法共分为6道工序，分别是固晶工序S1、上丝网工序S2、印刷荧光粉工序S3、去丝网及烘烤荧光粉工序S4、引线键合工序S5以及填充硅胶工序S6。图2～图7分别示出了这六道工序，以下结合附图分别对这六道工序进行说明。
固晶工序：请参见图2，蓝光LED芯片3通过芯片粘结材料固定在芯片区域，基板的侧面设有2个通孔4，其中一个通孔对应基板的正电极2a，另一个通孔对应基板的负电极2b。在基板上安装一个树脂框架5，为后面的工序提供支撑作用。其中蓝光LED芯片3发射蓝光，其峰值波长范围为440nm至490nm(包括440nm和490nm两个端值)。
上丝网工序：请参见图3，基板的正电极2a和基板的负电极2b形成在基板1的上表面，并且延伸至与电极相对应的通孔4的内表面。将丝网7置于与蓝光LED芯片3的表面相平行的位置，其中丝网的预留孔与蓝光LED芯片3的正电极6a和负电极6b的图案相对应。放置丝网7的方式例如是采用电极驱动，由机械臂(未示出)带动，自工位上方下降，悬停至与蓝光LED芯片3的表面相平行的位置。
印刷荧光粉工序：请参见图4，通过丝网7，采用丝网印刷工艺将荧光粉8印刷于蓝光LED芯片3的表面。其中荧光粉8是能够激发出黄色光或绿色光的材料，蓝光LED芯片发出的蓝光与荧光粉8激发的黄色光或绿色光能够混合产生白光。
去丝网及烘烤荧光粉工序：请参见图5，去除丝网，对荧光粉进行高温烘烤固化，使固化后的荧光粉均匀涂敷在蓝光LED芯片3的表面，并使蓝光LED芯片3的正电极和负电极暴露在外，用于后道工序的引线键合。去除丝网后烘烤固化的荧光粉9的厚度取决于丝网7的厚度，例如大致相当于丝网7的厚度，也可以根据需要进行调整。
引线键合工序：请参见图6，使用引线键合设备将蓝光LED芯片3的正电极6a通过导线10连接基板1的正电极2a，将蓝光LED芯片3的负电极6b通过导线10连接基板1的负电极2b，所使用的导线10是金线、铜线或铝线。
填充硅胶工序：请参见图7，使用点胶设备将填充硅胶11充满整个树脂框架5，起到保护导线10和整个封装件白光LED的作用。填充硅胶后，经过高温烘烤固化成型，白光LED最终成型。
上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现或使用本发明的，本领域普通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
Claims (5)
1.一种白光LED的制备工艺方法，包括：
固晶工序：蓝光LED芯片固定在芯片区域，在基板的侧面有两个通孔，各自对应基板的正电极和基板的负电极，在基板上安装树脂框架；
上丝网工序：基板的正电极和基板的负电极形成在基板的上表面，并各自延伸至与其相对应的通孔的内表面，将丝网置于与蓝光LED芯片的表面相平行的位置，丝网的预留孔与蓝光LED芯片的正电极和负电极的图案相对应；
印刷荧光粉工序：采用丝网印刷工艺将荧光粉印刷于蓝光LED芯片的表面；
去丝网及烘烤荧光粉工序：去除丝网，对荧光粉进行烘烤固化，使固化后的荧光粉均匀涂敷在蓝光LED芯片表面，并暴露蓝光LED芯片的正电极和负电极；
引线键合工序：将蓝光LED芯片的正电极与基板的正电极通过导线连接，以及将蓝光LED芯片的负电极与基板的负电极通过导线连接；
填充硅胶工序：将填充硅胶充满整个树脂框架，再经过烘烤固化成型，完成白光LED的制备；
其中，该蓝光LED芯片所发出的蓝光的峰值波长范围为440nm至490nm，所使用的荧光粉是可激发出黄色或绿色光的荧光粉，该蓝光LED芯片所发出的蓝光与该荧光粉激发出的黄色或绿色光的混合产生白光。
2.根据权利要求1所述的白光LED的制备工艺方法，其特征在于，在上丝网工序中，丝网是由电机驱动，由机械臂带动，自工位上方下降，悬停至与蓝光LED芯片的表面相平行的位置。
3.根据权利要求1所述的白光LED的制备工艺方法，其特征在于，在去丝网及烘烤荧光粉工序中，固化后的荧光粉的厚度等于丝网的厚度且厚度是可调整的。
4.根据权利要求1所述的白光LED的制备工艺方法，其特征在于，在引线键合工序中，使用引线键合设备进行连接操作，其中使用到的导线为金线、铜线或铝线。
5.根据权利要求1所述的白光LED的制备工艺方法，其特征在于，在填充硅胶工序中，使用点胶设备完成将填充硅胶充满树脂框架。
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