CN102738370A

CN102738370A - Led封装方法

Info

Publication number: CN102738370A
Application number: CN2012102297032A
Authority: CN
Inventors: 孙平如; 韦健华; 马明来
Original assignee: Shenzhen Jufei Optoelectronics Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Jufei Optoelectronics Co Ltd
Priority date: 2012-07-04
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2032-07-04
Also published as: CN102738370B

Abstract

本发明公开了一种LED封装方法，该方法为在LED的封装过程中包括印刷第一胶的步骤，该第一胶为第一荧光胶；即，本发明在LED的封装过程中，并非采用模压技术填充荧光胶，而是采用印刷技术将第一荧光胶一层一层的印刷在相应的位置，因此荧光粉在荧光胶中的位置也相对固定，而并非随机分布，其在荧光胶中的分布也比现有的荧光粉在荧光胶中的位置分布均匀，可提高LED发光颜色的均匀性。另外，采用印刷技术印刷第一荧光胶时，由于荧光粉的分布比较均匀集中，因此在使用同等浓度的荧光胶时，所需荧光胶的用量较现有封装工艺中少，进而可减少荧光粉的损耗，降低LED的制造成本。

Description

LED封装方法

技术领域

本发明涉及光电领域中的LED领域，尤其涉及一种LED封装方法。

背景技术

随着LED的发光效率不断提升，单位流明成本不断下降，白光LED已广泛应用于背光领域和照明领域，并逐步替代传统光源。LED封装形式已从单颗小尺寸芯片封装到多颗小尺寸芯片集成封装，以适应市场对高光通量的需要，并向大功率芯片共晶封装发展。现有的大功率LED如图1所示，包括基板10，基板10的正面设置有基板金属层12和基板金属层13，基板金属层12和基板金属层13是分开的；还包括倒装LED芯片11，倒装LED芯片固定在所述基板10正面的基板金属层12和13上，在倒装LED芯片11的周围填充有荧光胶14，现有的大功率LED封装工艺如图2所示：

先将倒装LED芯片固定在基板10正面的基板金属层上；

然后通过模压（MOLDING）设备将荧光粉与透明胶混合组成的荧光胶14覆盖于倒装芯片11的周围，使荧光胶14包裹倒装芯片11；

最后将填充的荧光胶14烘干成型。

现有的封装工艺至少存在以下问题：

1、采用模压技术在倒装LED芯片四周填充的荧光胶用量大，导致荧光粉损耗大，LED的制造成本高；

2、采用模压技术填充荧光胶的过程中，荧光胶中的荧光粉在胶水中的位置是随机分布的，易导致荧光粉在荧光胶中分布不均匀，进而导致点亮时，LED所发出的白光颜色均匀性差的问题。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是，提供一种LED封装方法，解决现有封装工艺中存在的荧光粉损耗大、LED制造成本高、发光颜色均匀性的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种LED封装方法，在封装过程中，包括印刷第一胶的步骤，所述第一胶为第一荧光胶。

在本发明的一种实施例中，在印刷第一胶步骤之后，还包括测试步骤，所述测试步骤包括:

基于当前印刷的所述第一胶测试由所述LED芯片组成的LED的第一光电性能参数；

如测试结果不在预设范围之内，则返回到所述印刷第一胶的步骤，直到测试出的所述第一光电性能参数在所述预设范围之内。

在本发明的一种实施例中，所述印刷第一胶具体为在LED芯片的发光面上印刷第一胶；

所述封装方法还包括：

在所述LED芯片的发光面上印刷第一胶之前，将LED芯片固定在芯片基板上；

在所述LED芯片的发光面上印刷第一胶之后，执行所述测试步骤，然后将印刷的所述第一胶固化形成第一胶层；或者在所述LED芯片的发光面上印刷第一胶，并将印刷的所述第一胶固化形成第一胶层之后，执行所述测试步骤；

在所述第一胶层的周围填充第二胶。

在本发明的一种实施例中，所述封装方法还包括：

在所述印刷第一胶的步骤之前，将LED芯片固定在芯片基板上；

在所述LED芯片周围填充第二胶；

将填充的所述第二胶固化形成第二胶层；

然后印刷第一胶，具体为在所述第二胶层上印刷第一胶。

在本发明的一种实施例中，在所述第一胶层周围填充第二胶后，还包括：

将填充的所述第二胶固化形成第二胶层；

在所述第二胶层上印刷第三胶，所述第三胶为第二荧光胶。

在本发明的一种实施例中，在所述第二胶层上印刷第三胶之后，还包括：

将所述LED芯片通电，测试基于该LED芯片组成的LED的第二光电性能参数；

当测试的第二光电性能参数值不在预设范围内时，在印刷的所述第三胶之上再次印刷第三胶，直到测试的第二光电性能参数值在预设范围内。

在本发明的一种实施例中，所述第三胶和所述第一胶为不同类型的荧光胶。

在本发明的一种实施例中，所述第一光电性能参数包括光色参数。

在本发明的一种实施例中，所述第二光电性能参数包括光色参数和/或显色指数。

在本发明的一种实施例中，所述LED芯片为倒装LED芯片，所述芯片基板正面设置有基板金属层，所述LED芯片通过覆晶焊接技术固定在所述芯片基板的基板金属层上。

在本发明的一种实施例中，印刷第一胶所采用的技术为喷墨印刷技术和/或微接触压印技术。

本发明的有益效果是：

本发明提出了一种LED封装方法，LED的封装过程中，包括印刷第一胶的步骤，该第一胶为第一荧光胶；即，本发明在LED的封装过程中，在填充封装胶时，并非采用模压技术填充荧光胶，而是采用印刷技术将第一荧光胶一层一层的印刷在相应的位置，由于可一层一层的印刷，因此荧光粉在荧光胶中的位置也相对固定，而并非随机分布，其在荧光胶中的分布也比现有的荧光粉在荧光胶中的位置分布均匀，可提高LED发光颜色的均匀性。另外，采用印刷技术印刷第一荧光胶时，由于荧光粉的分布比较均匀集中，因此在使用同等浓度的荧光胶时，所需要的荧光胶的用量较现有封装工艺中所采需用量少，进而可减少荧光粉的损耗，降低LED的制造成本。

附图说明

图1为一种LED的封装结构示意图；

图2为图1所示的LED的封装工艺流程图；

图3为本发明实施例一中LED的封装流程示意图；

图4为本发明实施例而中LED的封装流程示意图；

图5为本发明实施例三中LED的封装流程示意图；

图6为本发明实施例四中LED的封装结构示意图；

图7为本发明实施例五中LED的封装结构示意图；

图8为本发明实施例六中LED的封装结构示意图。

具体实施方式

本发明LED的封装过程中，包括印刷第一胶的步骤，印刷的第一胶为第一荧光胶；即，本发明在填充封装胶时，并非采用模压技术填充荧光胶，而是采用印刷技术将第一荧光胶一层一层的印刷在相应的位置，因此荧光粉在荧光胶中的位置也相对固定，其在荧光胶中的分布也比现有的荧光粉在荧光胶中的位置分布均匀，可提高LED发光颜色的均匀性。同时，采用印刷技术印刷第一荧光胶时，由于荧光粉的分布比较集中均匀，因此在使用同等浓度的荧光胶时，所需要的荧光胶的用量较现有封装工艺少，可减少荧光粉的损耗，降低LED的制造成本。另外，本发明在印刷第一荧光胶后，还可基于当前印刷的荧光胶对LED的光电性能参数进行测试，根据光电性能参数的测试结果灵活的调整印刷的第一荧光胶的厚度，可进一步保证得到的LED的光电性能。下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

在LED的封装过程中，填充荧光胶的步骤根据实际情况选择在相应的时间段内进行，并非唯一固定的；为了更好的理解本发明，下面仅以几种情况为例进行说明：

实施例一：

请参见图3，该图所示的LED封装工艺的过程具体如下：

步骤301：将LED芯片固定在芯片基板上；

步骤302：在LED芯片的发光面上印刷第一胶，即在LED芯片的发光面上印刷第一荧光胶；

步骤303：将印刷的第一胶固化形成第一胶层；

步骤304：在第一胶层的周围填充第二胶。

在上述步骤302中，当LED芯片为正面发光芯片（即只有其正面为发光面）则可只在LED芯片的正面印刷第一荧光胶层；当LED芯片为五面发光芯片（即LED芯片除了与基板配合的底面外，其他的五个面都为发光面）即可在LED芯片的正面印刷第一荧光胶层也可在LED芯片的五个发光面上都印刷第一荧光胶层，或者根据实际需要，也可选择在其中的至少一个发光面上印刷至少一层第一荧光胶层。

在上述步骤303中，将第一荧光胶固化的形式也可包括多种，例如当荧光胶采用的是硅树脂胶时，则可采用高温烘烤的方式固化；当荧光胶采用的是UV胶时，则可采用紫外光照射等方式进行固化。

上述步骤304是在第一胶层的周围填充第二胶，该步骤在LED的封装过程中并非必要步骤。例如，LED也可只包括印刷在LED发光面的第一荧光胶层（现有的作为电光源的LED就只包括第一荧光胶层），只要能保证LED芯片能与基板稳固的连接以及满足其他性能要求即可。另外，步骤304中填充的第二胶可优选为透明胶；当然，除了透明胶外，也可根据实际需要选择其他类型的胶，例如选择荧光粉浓度非常小的荧光胶作为第二胶，以微调LED的发光特性；同时，步骤304中填充第二胶所采用的具体方式也可根据实际情况选择，例如可选择采用模压填充方式，也可选择采用印刷填充方式或注胶方式。

通过图3所示的封装工艺得到的LED，荧光胶中的荧光粉均匀的分布在LED芯片的发光面，因此可提高LED发光颜色的均匀性。同时还可减少荧光胶的使用剂量，进而降低LED的制造成本。

在图3所示的封装工艺中，在LED芯片的发光面印刷第一荧光胶时，为了满足不同的使用场景所要求的不同的色温、发光颜色等需求，在步骤302之后，步骤304之前（即可在将第一荧光胶完全固化之前进行，也可在将第一荧光胶固化之后，在形成的第一荧光胶层上填充第二荧光胶层之前进行），还包括：

将LED芯片通电，测试基于该LED芯片组成的LED的第一光电性能参数，该第一光电性能参数可包括光色参数；

当测试的第一光电性能参数值不在预设范围内时，在印刷的所述第一胶之上再次印刷第一胶，直到测试的第一光电性能参数值在预设范围内。例如，当测试LED的光色参数不在预设范围内时，则可在LED芯片发光面再次印刷一层或多层第一荧光胶层，然后再进行测试，如果还未在预设范围内，则再次印刷、测试，直到光色参数在预设范围内。此处的预设范围则根据LED芯片的使用场景具体选择设置；多次印刷第一荧光胶层时，每次印刷的厚度可相同，也可根据实际情况选择印刷厚度依次递减的方式进行印刷，以更灵活的根据测试结果调整第一光电性能参数；同时，每次印刷的第一荧光胶的荧光粉浓度也可都相同，或者根据实际情况选择印依次递减；另外，此处印刷的技术具体可采用喷墨印刷技术、微接触压印技术等，当多次印刷时，在印刷过程中，可同时采用这两种印刷技术，例如第一次印刷时采用微接触压印技术，第二次印刷时则可采用喷墨印刷技术。

实施例二：

经上述图3所示步骤形成的LED只在LED芯片的发光表明上有荧光胶层，根据实际需要（例如对显色指数和颜色还原能力的要求），请参见图4，在上述图3所示的步骤之后，还可包括：

步骤305：将填充的第二胶固化形成第二胶层；

步骤306：在所第二胶层上印刷第三胶，印刷的第三胶为第二荧光胶。

其中：步骤305中采用的固化方式同上述第一荧光胶的固化方式，并不唯一限定；

步骤306中印刷的第二荧光胶可为与第一荧光胶类型相同的荧光胶，也可为与第一荧光胶类型不同的荧光胶，当为与第一荧光胶类型不同时，可适当增加LED的显色指数和颜色还原能力等。例如，当第一荧光胶中的荧光粉为黄色荧光粉，第二荧光胶中的荧光粉为红色荧光粉时，第一荧光胶和第二荧光胶的叠加则可提高LED的显色指数；当第一荧光胶中的荧光粉为绿色荧光粉，第二荧光胶中的荧光粉为红色荧光粉时，第一荧光胶和第二荧光胶的叠加则可制造具有颜色还原能力好的LED。

步骤306中，在印刷第二荧光胶后，还可包括对第二荧光胶进行固化的步骤；当然，随着技术的发展，也不排除以后在填充好封装胶后，可不包括对其进行固化的加工步骤。

同上述印刷第一荧光胶的过程，为了满足不同的使用场景所要求的不同的色温、发光颜色、显色指数等需求，在步骤306，还可包括：

将所述LED芯片通电，测试基于该LED芯片组成的LED的第二光电性能参数，第二光电性能参数可包括光色参数、显色指数中的至少一种；

当测试的第二光电性能参数值不在预设范围内时，在印刷的所述第三胶之上再次印刷第三胶，直到测试的第二光电性能参数值在预设范围内。例如，当测试LED的显色指数不在预设范围内时，则可在LED芯片发光面再次印刷一层或多层第三荧光胶层，然后再进行测试，如果还未在预设范围内，则再次印刷、测试，直到显色指数在预设范围内。此处的预设范围则根据LED芯片的使用场景具体选择设置；第二荧光胶层的印刷方式可同上述第一荧光胶层的印刷方式，在此不再赘述。

实施例三：

上述两个实施例都是先印刷第一荧光胶层，然后填充第二胶，下面以先填充第二胶，再印刷第一荧光胶层为例对本发明进行说明，请参见图5：

步骤501：将LED芯片固定在芯片基板上；

步骤502：在所述LED芯片周围填充第二胶，第二胶优选为透明胶；

步骤503：将填充的所述第二胶固化形成第二胶层；

步骤504：在所述第二胶层上印刷第一胶，即印刷第一荧光胶层。

上述过程先在LED芯片周围填充透明胶，将LED芯片包裹起来，然后在透明胶上印刷第一荧光胶层，使荧光粉均匀的分布在第一荧光胶层中，也可提高LED发光颜色的均匀性。同时还可减少荧光胶的使用剂量，进而降低LED的制造成本。

在图5所示的封装工艺中，步骤504中在第二胶层上印刷第一荧光胶时，为了满足不同的使用场景所要求的不同的色温、发光颜色等需求，在步骤504之后，同样还可包括：

当测试的第一光电性能参数值不在预设范围内时，在印刷的所述第一胶之上再次印刷第一胶，直到测试的第一光电性能参数值在预设范围内。该测试过程可与上述实施例一印刷第一荧光胶的测试过程一样，且此处印刷第一荧光胶层的方式也可与上述实施例一中印刷第一荧光胶层的方式一样。

上述各实施例中，所采用的LED芯片优选为倒装LED芯片，采用的芯片基板的正面设置有基板金属层，LED芯片可通过覆晶焊接技术固定在芯片基板的基板金属层上，以降低热阻，延长LED的寿命。当然，除了倒装LED芯片，还可采用其他的LED芯片，例如采用底面镀金或锡金，正面具有电极的共晶焊LED芯片。

上面各实施例都是从封装工艺的方法流程为例对本发明进行了说明，为了更好的理解本发明，下面以根据本发明提供的封装工艺得到的产品为例进行说明：

实施例四：

请参见图6，图6所示的LED包括芯片基板60，设置在芯片基板60上的LED芯片61，在LED芯片61的发光面上覆盖有通过印刷形成的至少一层第一胶层，即第一荧光胶层62。本实施例中，对应上述印刷工艺，可视为印刷一次对应一层第一荧光胶层。第一荧光胶层62具体可包括喷墨印刷胶层和/或微接触压印胶层；当印刷过程中只采用喷墨印刷技术或微接触压印技术时，则第一荧光胶层62只包括喷墨印刷胶层或微接触压印胶层；当印刷过程中，多次印刷时同时采用了喷墨印刷技术和微接触压印技术时，则第一荧光胶层62包括喷墨印刷胶层和微接触压印胶层，且多次印刷形成的各第一荧光胶层的厚度相等或各第一胶层之间的厚度呈递减关系；各第一荧光胶层中荧光粉的浓度也可相等或成递交消息，以达到灵活微调的功能。第一荧光胶层62的周围还覆盖有二胶层；本实施例中的第二胶层为透明胶层63。

可见，图6中所示的LED具体可通过上述实施例三中的封装工艺实现，只在其LED芯片的发光面上有通过印刷形成的第一荧光胶层，相对现有的LED，荧光胶的用量大大减少，降低了荧光粉的损耗；同时通过印刷形成的荧光胶层中荧光粉的分布也较现有的荧光粉的分布均匀，因此可提高LED发光颜色的均匀度。

本实施例中的LED芯片61为倒装LED芯片，芯片基本60上设置有正极金属层602和负极金属层601；LED芯片61通过覆晶焊接技术焊接在芯片基板60上的正极金属层602和负极金属层601上。但本实施例中的LED芯片61和芯片基板60并不仅限于上述形式。

实施例五：

请参见图7，图7所示的LED包括芯片基板70，设置在芯片基板70上的LED芯片71，在LED芯片71的发光面上填充有第二胶层73，在第二胶层73的上表明有通过印刷形成的至少一层第一胶层，即第一荧光胶层72。本实施例中，对应上述印刷工艺，可视为印刷一次对应一层第一荧光胶层。第一荧光胶层72具体可包括喷墨印刷胶层和/或微接触压印胶层；当印刷过程中只采用喷墨印刷技术或微接触压印技术时，则第一荧光胶层72只包括喷墨印刷胶层或微接触压印胶层；当印刷过程中，多次印刷过程中同时采用了喷墨印刷技术和微接触压印技术时，则第一荧光胶层72包括喷墨印刷胶层和微接触压印胶层，且多次印刷形成的各第一荧光胶层的厚度相等或各第一胶层之间的厚度呈递减关系；各第一荧光胶层中荧光粉的浓度也可相等或成递交消息，以达到灵活微调的功能。

可见，图7中所示的LED具体可通过上述实施例四中的工艺实现，由于图7中的LED只在出光面上通过印刷形成的第一荧光胶层，相对现有的LED所需荧光胶的用量大大减少，降低了荧光粉的损耗；同时通过印刷形成的荧光胶层中荧光粉的分布也较现有的荧光粉的分布均匀，因此可提高LED发光颜色的均匀度。另外，由于是在LED的出光面（即透明胶的上表面）上印刷第一荧光胶层，因此即使在LED封装完成后，当使用环境变化或检测到显色指数等参数不满足要求时，还可通过在发光面上再次印刷第一荧光胶层以改变LED的色温或显示指数等参数，因此本发明还可通过重工降低LED的库存成本，封装方法更灵活快捷。

实施例六：

请参见图8，图8为通过上述实施例二所示的工艺所得到的LED，在图6所示的LED的基础上，还包括在第二胶层63的上表面通过印刷形成的第三胶层，即第二荧光胶层64,即，图8中LED芯片的上表面区域所对应的封装胶从下往上依次为第一荧光胶层62、第二胶层63、第二荧光胶层64；且第一荧光胶层62和第二荧光胶层64所形成的方式可相同，第二荧光胶层64包括多层时，各层的厚度、以及荧光粉的浓度也可相同或呈递减关系。另外，第一荧光胶层62和第二荧光胶层64的类型也可相同或不同。例如，第一荧光胶层62可为具有黄色荧光粉的荧光胶层，第二荧光胶胶层64具体可为具有红色荧光粉的荧光胶层，二者按以上方式叠加在一起，即可提高LED的显示指数；又例如，第一荧光胶层62可为具有绿色荧光粉的荧光胶层，第二荧光胶胶层64具体可为具有红色荧光粉的荧光胶层，二者按以上方式叠加在一起，可制造具有颜色还原能力好的LED。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种LED封装方法，其特征在于，在对LED芯片进行封装过程中，包括印刷第一胶的步骤，所述第一胶为第一荧光胶。

2.如权利要求1所述的LED封装方法，其特征在于，在印刷第一胶步骤之后，还包括测试步骤，所述测试步骤包括:

3.如权利要求2所述的LED封装方法，其特征在于，所述印刷第一胶具体为在LED芯片的发光面上印刷第一胶；

所述封装方法还包括：

在所述第一胶层的周围填充第二胶。

4.如权利要求2所述的LED封装方法，其特征在于，所述封装方法还包括：

在所述LED芯片周围填充第二胶；

将填充的所述第二胶固化形成第二胶层；

然后印刷第一胶，具体为在所述第二胶层上印刷第一胶。

5.如权利要求3所述的LED封装方法，其特征在于，在所述第一胶层周围填充第二胶后，还包括：

将填充的所述第二胶固化形成第二胶层；

在所述第二胶层上印刷第三胶，所述第三胶为第二荧光胶。

6.如权利要求5所述的LED封装方法，其特征在于，在所述第二胶层上印刷第三胶之后，还包括：

7.如权利要求5所述的LED封装方法，其特征在于，所述第三胶和所述第一胶为不同类型的荧光胶。

8.如权利要求2所述的LED封装方法，其特征在于，所述第一光电性能参数包括光色参数。

9.如权利要求6所述的LED封装方法，其特征在于，所述第二光电性能参数包括光色参数和/或显色指数。

10.如权利要求3-9任一项所述的LED封装方法，其特征在于，所述LED芯片为倒装LED芯片，所述芯片基板正面设置有基板金属层，所述LED芯片通过覆晶焊接技术固定在所述芯片基板的基板金属层上。

11.如权利要求1-9任一项所述的LED封装方法，其特征在于，印刷第一胶所采用的技术为喷墨印刷技术和/或微接触压印技术。