CN102097549A

CN102097549A - 一种芯片级集成封装工艺及led器件

Info

Publication number: CN102097549A
Application number: CN 201010622475
Authority: CN
Inventors: 蔡永义; 谭道礼; 麦镇强; 洪琴; 王跃飞; 吴乾; 李国平
Original assignee: Guangzhou Hongli Tronic Co Ltd
Current assignee: Hongli Zhihui Group Co Ltd
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2030-12-28
Also published as: CN102097549B

Abstract

本发明公开了一种芯片级集成封装工艺及LED器件，其中封装工艺的步骤依次为：处理平面板支架、固定LED芯片、荧光胶涂布形成围坝形状、涂布透明胶水形成格栅板形状、固化成形围坝和格栅，点围坝内用荧光粉胶、烘干；LED器件包括平面板支架，平面板支架被划分成中间区域和中间区域以外的二个以上的外围区域；在中间区域和外围区域内固定LED芯片；外围区域外的平面板支架上设有荧光粉胶围坝；中间区域和外围区域之间以及相邻外围区域之间设有由透明胶水形成的格栅板；在每个区域内封装有荧光粉胶。利用该封装工艺成型的LED器件，光能的损失小，LED器件发光的光色均匀，显色性好。

Description

一种芯片级集成封装工艺及LED器件

技术领域

本发明涉及白光LED的封装技术，尤其是白光LED的芯片级集成封装技术及应用该技术的LED器件。

背景技术

LED具有发光效率高、节能环保、寿命长，体积小、性能稳定等一系列优点，有着极其宽广的发展前景，被认为是21世纪最有价值的光源。LED实现白光的形式有多种，其中最常用、效率最高、成本最低的方法的是用蓝光或者紫外光激发荧光粉混合成白光，在现有的封装工艺中，主要采用将荧光粉和胶水混合，涂布在芯片的表面上，直至荧光粉达到反光杯一定的高度。目前工艺中控制荧光粉胶的形状和用量主要通过两种方法：一种是通过设计支架的形状形成围坝，大功率和直插型的支架围坝材质一般为铁或者铜，贴片型的支架围坝一般为PPA；另外一种是通过自动点胶设备在芯片的周围画好胶体围坝，通过热固化或者紫外固化成形胶体围坝；两种方法形成围坝后，都可以直接在围坝中点上荧光粉和胶水的混合物。但使用这种围坝控制荧光粉涂布的方法，由于围坝本身对芯片特别是侧面发光的芯片发出的光具有一定的吸收作用，尤其围坝的厚度过大，光吸收的作用很强时，会大大降低整个器件光效，甚至会出现光色不均匀的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种芯片级集成封装工艺，利用该封装工艺成型的LED器件，光能的损失小，LED器件发出的光光色均匀。

本发明的另一目的是提供一种LED器件，该LED器件，光能的损失小，LED器件发出的光光色均匀，且显色性好。

为达到上述目的，一种芯片级集成封装工艺包括配胶工艺和封装工艺；所述的配胶工艺包括围坝用荧光粉胶配胶工艺和围坝内用荧光粉胶配胶工艺。

所述围坝用荧光粉胶配胶工艺的过程为：将荧光粉和胶水按照重量比为X∶1加入到配胶容器中，其中0＜X≤1，充分混合形成围坝用荧光粉胶，并对围坝用荧光粉胶进行真空脱泡处理，真空脱泡处理时的真空度为0.01～1000pa。

所述的围坝内用荧光粉胶配胶工艺的过程为：将荧光粉和胶水按照重量比为0～2.3∶1加入到配胶容器中，充分混合形成围坝内用荧光粉胶，并对围坝内用荧光粉胶进行真空脱泡处理，真空脱泡处理时的真空度为0.01～1000pa。

所述的封装工艺包括以下步骤：

(1)对平面板支架进行除湿及等离子体处理；

(2)将平面板支架划分成中间区域和中间区域以外的二个以上的外围区域；在中间区域和外围区域内固定LED芯片，其中，每个区域内包括一个以上的LED芯片；

(3)用金线连接LED芯片的正极和负极；

(4)利用点胶机的图形化涂布功能设计好围坝的形状和尺寸，将上述配好的围坝用荧光粉胶装进自动点胶机的针筒内，利用自动点胶机的针筒在位于外围区域以外的平面板支架上用荧光粉胶涂布形成围坝形状，然后，通过热固化成型形成荧光粉胶围坝；

(5)在中间区域与外围区域以及相邻外围区域之间涂布透明胶水格栅板，并通过热固化形成成型的格栅板；

(6)利用自动点胶设备将上述的围坝内用荧光粉胶点在围坝内的中间区域和外围区域当中；

(7)将上述步骤(6)完成的LED器件放入到烘干箱内进行烘干，以完成芯片级集成封装工艺。

作为具体化，在进行围坝用荧光粉胶配胶过程中，荧光粉和胶水的重量比为0.001～0.4∶1；在进行围坝内用荧光粉胶配胶过程中，荧光粉和胶水的重量比为0～1.6∶1。

作为具体化，在进行围坝用荧光粉胶配胶过程中，荧光粉和胶水的重量比为0.3∶1；在进行围坝内用荧光粉胶配胶过程中，荧光粉和胶水的重量比为0.6∶1。

作为具体化，所述的胶水为硅树脂或硅胶。

作为具体化，所述的透明胶水为环氧树脂或硅胶。

作为具体化，中间区域内的LED芯片发红光或蓝光。

本发明芯片级集成封装工艺的有益效果是：

(1)由于围坝内的材料是由荧光粉和胶水混合而成，LED芯片侧面发出的光激发围坝内的荧光粉发出白光，有效的利用了LED芯片侧面发出的光，减少了LED芯片的光能损失。

(2)本发明采用荧光粉胶围坝的封装方法，可以在LED芯片的周围形成均匀的荧光粉层，使得各个方向上的荧光粉激发的光和LED芯片发射光的比例一致，从而增加了LED芯片的发光光色均匀性。

(3)本发明的封装工艺利用自动点胶设备能精确控制荧光粉胶围坝的形状和尺寸，并能控制形成不同形状和尺寸的围坝，从而精确控制围坝内LED芯片局部区域的荧光粉胶，在LED芯片表面及周围形成规则和均匀的粉层，从而较好的控制了LED器件各个方向上的出光效果，也能形成不同色温和显数指数的LED器件。

(4)本发明的封装工艺不需要引进新的设备，直接利用自动点胶设备即可完成，因此，生产成本低。

(5)红色LED芯片所发出的红光可有效的填补低波段LED芯片激发荧光粉光谱红色区域的不足，从而提高显色性，因此，将中间区域安装红色芯片能提高整个LED器件发光时的显色效果；蓝色芯片激发黄色荧光粉产生白光，光效高，因此，将中间区域安装蓝色芯片能提高整个LED器件的出光效率。

为达到上述的另一目的，一种LED器件，包括平面板支架，平面板支架被划分成中间区域和中间区域以外的二个以上的外围区域；在中间区域和外围区域内固定LED芯片，其中，每个区域内包括一个以上的LED芯片；所述的外围区域外的平面板支架上设有荧光粉胶围坝；中间区域和外围区域之间以及相邻外围区域之间设有由透明胶水形成的格栅板；在每个区域内封装有荧光粉胶。

作为改进，所述的外围区域呈扇形，外围区域以中间区域的中心为圆心等分分布，中间区域为红色LED芯片或者蓝色LED芯片。

作为改进，围坝用荧光粉胶由荧光粉和胶水按照重量比为X∶1混合而成，其中0＜X≤1。

作为改进，中间区域和外围区域用荧光粉胶由将荧光粉和胶水按照重量比为0～2.3∶1混合而成。

本发明LED器件的有益效果是：

(2)红色LED芯片所发出的红光可有效的填补低波段LED芯片激发荧光粉光谱红色区域的不足，从而提高显色性，因此，将中间区域安装红色芯片能提高整个LED器件发光时的显色效果。蓝色芯片激发黄色荧光粉产生白光，光效高，因此，将中间区域安装蓝色芯片能提高整个LED器件的出光效率。

(3)由于围坝用荧光粉胶由荧光粉和胶水按照重量比为X∶1混合而成，其中0＜X≤1，因此，激发的效果好，进一步减少LED芯片的光能损失。

附图说明

图1为LED器件的剖视图。

图2为LED器件的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。

如图1和图2所示的LED器件，包括平面板支架1，平面板支架1为圆形，平面板支架1被划分成中间区域5和中间区域以外的二个以上的外围区域6，所述的中间区域5为圆形，外围区域6为扇形，外围区域6以中间区域的中心为圆心等分分布，在本实施案例中，外围区域6为8个；在中间区域5和外围区域6内固定LED芯片4，每个区域内包括一个以上的LED芯片，在本实施案例中，每个区域安装一个LED芯片4，其中，中间区域5中的LED芯片发红光，外围区域6中的LED芯片为蓝光系列；所述的外围区域外的平面板支架上设有荧光粉胶围坝2，围坝用荧光粉胶由荧光粉和胶水按照重量比为X∶1混合而成，其中0＜X≤1，围坝2的形状根据需要有多种多样，如正多边形、圆形、菱形及其一些不规则的形状，在本实施案例中为正八边形；中间区域和外围区域之间以及相邻外围区域之间设有由透明胶水形成的格栅板3；在每个区域内封装有荧光粉胶，中间区域和外围区域用荧光粉胶由将荧光粉和胶水按照重量比为0～2.3∶1混合而成。

制造本实施方式LED器件的封装工艺步骤包括配胶工艺和封装工艺；所述的配胶工艺包括围坝用荧光粉胶配胶工艺和围坝内用荧光粉胶配胶工艺。

所述围坝用荧光粉胶配胶工艺的过程为：将荧光粉和胶水按照重量比为X∶1加入到配胶容器中，其中0＜X≤1，优选0.3∶1，充分混合形成围坝用荧光粉胶，并对围坝用荧光粉胶进行真空脱泡处理，真空脱泡处理时的真空度为0.01～1000pa，优选600Pa。

所述的围坝内用荧光粉胶配胶工艺的过程为：将荧光粉和胶水按照重量比为0～2.3∶1加入到配胶容器中，优选0.6∶1，充分混合形成围坝内用荧光粉胶，并对围坝内用荧光粉胶进行真空脱泡处理，真空脱泡处理时的真空度为0.01～1000pa，优选550Pa。

所述的封装工艺包括以下步骤：

(1)对平面板支架1进行除湿及等离子体处理。

(2)在中间区域5和外围区域6内固定LED芯片4。

(3)用金线连接LED芯片4的正极和负极。

(4)将上述配好的围坝用荧光粉胶装进自动点胶机的针筒内，利用自动点胶机的针筒根据所需要的围坝形状在位于外围区域6以外的平面板支架1上用荧光粉胶涂布形成围坝形状，然后，通过热固化成型形成的荧光粉胶围坝。

(5)在中间区域与外围区域以及相邻外围区域之间涂布透明胶水，并通过热固化形成成型的格栅板3。

(6)利用自动点胶设备将上述的围坝内用荧光粉胶点在围坝内的中间区域5和外围区域6当中。

在选用胶水时，本发明优先选用硅树脂或硅胶，在选用透明胶水时，本发明优先选用环氧树脂或硅胶。

本实施方式的LED器件及芯片级集成封装工艺，由于围坝2内的材料是由荧光粉和胶水混合而成，LED芯片4侧面发出的光激发围坝2内的荧光粉发出白光，有效的利用了LED芯片4侧面发出的光，减少了LED芯片4的光能损失。且本实施方式采用荧光粉胶围坝的封装方法，可以在LED芯片4的周围形成均匀的荧光粉层，使得各个方向上的荧光粉激发的光和LED芯片4发射光的比例一致，从而增加了LED芯片4的发光光色均匀性。再有，本实施方式的封装工艺利用自动点胶设备能精确控制荧光粉胶围坝的形状和尺寸，并能控制形成不同形状和尺寸的围坝，从而精确控制围坝内LED芯片局部区域的荧光粉胶，在LED芯片表面及周围形成规则和均匀的粉层，从而较好的控制了LED器件各个方向上的出光效果，也能形成不同色温和显数指数的LED器件。同时，本实施方式的封装工艺不需要引进新的设备，直接利用自动点胶设备即可完成，因此，生产成本低。而且，在本实施方式中，在中间区域固定红色管芯片是因为红色LED芯片所发出的红光可有效的填补低波段LED芯片激发荧光粉光谱红色区域的不足，从而提高显色性，因此，提高了整个LED器件发光时的显色效果。蓝色芯片激发黄色荧光粉产生白光，光效高，因此，将中间区域安装蓝色芯片能提高整个LED器件的出光效率。

Claims

1.一种芯片级集成封装工艺，其特征在于：包括配胶工艺和封装工艺；所述的配胶工艺包括围坝用荧光粉胶配胶工艺和围坝内用荧光粉胶配胶工艺；

所述围坝用荧光粉胶配胶工艺的过程为：将荧光粉和胶水按照重量比为X∶1加入到配胶容器中，其中0＜X≤1，充分混合形成围坝用荧光粉胶，并对围坝用荧光粉胶进行真空脱泡处理，真空脱泡处理时的真空度为0.01～1000pa；

所述的围坝内用荧光粉胶配胶工艺的过程为：将荧光粉和胶水按照重量比为0～2.3∶1加入到配胶容器中，充分混合形成围坝内用荧光粉胶，并对围坝内用荧光粉胶进行真空脱泡处理，真空脱泡处理时的真空度为0.01～1000pa；

所述的封装工艺包括以下步骤：

(1)对平面板支架进行除湿及等离子体处理；

(3)用金线连接LED芯片的正极和负极；

(5)在中间区域与外围区域以及相邻外围区域之间涂布透明胶水，并通过热固化形成成型的格栅板；

2.根据权利要求1所述的芯片级集成封装工艺，其特征在于：在进行围坝用荧光粉胶配胶过程中，荧光粉和胶水的重量比为0.001～0.4∶1；在进行围坝内用荧光粉胶配胶过程中，荧光粉和胶水的重量比为0～1.6∶1。

3.根据权利要求2所述的芯片级集成封装工艺，其特征在于：在进行围坝用荧光粉胶配胶过程中，荧光粉和胶水的重量比为0.3∶1；在进行围坝内用荧光粉胶配胶过程中，荧光粉和胶水的重量比为0.6∶1。

4.根据权利要求1所述的芯片级集成封装工艺，其特征在于：所述的胶水为硅树脂或硅胶。

5.根据权利要求1所述的芯片级集成封装工艺，其特征在于：所述的透明胶水为环氧树脂或硅胶。

6.根据权利要求1所述的芯片级集成封装工艺，其特征在于：中间区域内的LED芯片发红光或者蓝光。

7.一种LED器件，其特征在于：包括平面板支架，平面板支架被划分成中间区域和中间区域以外的二个以上的外围区域；在中间区域和外围区域内固定LED芯片，其中，每个区域内包括一个以上的LED芯片；所述的外围区域外的平面板支架上设有荧光粉胶围坝；中间区域和外围区域之间以及相邻外围区域之间设有由透明胶水形成的格栅板；在每个区域内封装有荧光粉胶。

8.根据就权利要求7所述的LED器件，其特征在于：所述的外围区域呈扇形，外围区域以中间区域的中心为圆心等分分布，中间区域为红色LED芯片或者蓝色LED芯片。

9.根据权利要求7所述的LED器件，其特征在于：围坝用荧光粉胶由荧光粉和胶水按照重量比为X∶1混合而成，其中0＜X≤1。

10.根据权利要求7或9所述的LED器件，其特征在于：中间区域和外围区域用荧光粉胶由将荧光粉和胶水按照重量比为0～2.3∶1混合而成。