CN102956797B - 发光二极管的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发光二极管的制造方法，包括步骤：1）将LED芯片安装在基板上；2）在LED芯片上安装网印模板；3）在所述网印模板表面上涂布一层硅胶；4）印刷荧光粉：用丝网印刷工艺将荧光粉印刷于芯片表面，并回收多余荧光粉；5）去除网印模板，对荧光粉烘烤固化，使固化后的荧光粉涂敷在芯片表面。采用本发明所述的封装方法，网印后未使用完的荧光粉混胶不受网印模板材料的污染，可以回收再利用。

Description

发光二极管的制造方法
技术领域
本发明属于发光二极管照明领域，具体涉及发光二极管的制造方法。
背景技术
近年来，由于材料及技术的突破，发光二极管的发光亮度已经有了非常多的提升，尤其是白光发光二极管的出现，更使得发光二极管渐渐的取代目前传统照明设备。
白光可以利用红、绿、蓝三色LED芯片组合产生，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。
传统荧光粉涂敷主要采用灌封方式，即荧光粉混合胶的点胶工艺。通过点胶，在LED芯片上涂敷荧光粉与胶体的混合体层。但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胶工序速度影响而不能得到提升。一种新的荧光粉平面涂层概念，即将荧光粉与胶材预先均匀混合成荧光胶，再利用网板均匀涂布在LED芯片发光层的正面及侧面表面上。运用成熟简单的网版印刷技术，使荧光粉层可厚薄均匀的涂布各类荧光胶于LED芯片上，与传统的点胶工艺相比，这种平面涂层的出光均匀性较好，荧光粉层的厚度容易控制，且属于平面化工艺适合集成规模化的生产。但网印过程常会有铁屑产生，造成荧光粉被污染，从而造成了如下不良效果：（1）可能造成漏电产生，从而影响产品的良率；（2）荧光粉中含有的铁屑可能造成吸光和遮光问题，影响发光率效；（3）对于刮除的荧光粉无法回收利用，造成材料浪费。
发明内容
针对前述现有技术问题，本发明提出了一种新的荧光粉平面涂敷方法，其在现有网印涂敷的基础进行改良，可使荧光粉混胶后，不被丝网污染，可回收再次利用。
本发明解决技术问题的第一个方案为：一种可回收荧光粉的LED封装方法，包括步骤：1）选择一网印模板，在其表面上涂布一层保护层；2）将LED芯片安装在基板上；3）在LED芯片上安装网印模板；4）印刷荧光粉：用丝网印刷工艺将荧光粉印刷于芯片表面，并回收多余荧光粉；5）移除网印模板，对荧光粉烘烤固化，使固化后的荧光粉涂敷在芯片表面。
在本发明的一些实施例中，步骤4）具体包括：将荧光粉与胶材均匀混合成荧光胶；利用网板均匀涂布在LED芯片发光层的正面及侧面表面上；回收多余荧光粉。更进一步地，所述步骤2）所述的硅胶和与荧光粉混合的胶材为相同型号。
在本发明的一些实施例中，步骤1）中所述保护的厚度为1~5000μm。
在本发明的一些实施例中，步骤1中所述的网印模板为钢板、陶瓷板等材料。
在本发明的一些实施例中，所述步骤5）具体为：移除网印模板，对荧光粉烘烤固化，使固化后的荧光粉涂敷在芯片表面。
在本发明的一些实施例中，所述步骤5）具体为：对荧光粉烘烤固化，使固化后的荧光粉涂敷在芯片表面，将芯片从前述基板上分离。
本发明解决技术问题的第二个方案为：一种可回收荧光粉的LED封装方法，包括步骤：1）将LED芯片安装在基板上；2）在LED芯片上安装网印模板；3）在所述网印模板表面上涂布一层保护层；4）印刷荧光粉：用丝网印刷工艺将荧光粉印刷于芯片表面，，并回收多余荧光粉；5）移除网印模板，对荧光粉烘烤固化，使固化后的荧光粉涂敷在芯片表面。
在本发明的一些实施例中，所述步骤3）中的保护层为硅胶。
本发明的一些实施例中，所述步骤4）具体包括：将荧光粉与胶材均匀混合成荧光胶；利用网板均匀涂布在LED芯片发光层的正面及侧面表面上；回收多余荧光粉。
在本发明的最佳实施例中，所述步骤2）所述的硅胶与步骤4）中与荧光粉混合的胶材为相同型号。
在本发明的一些实施例中，所述步骤5）具体为：移除网印模板，对荧光粉烘烤固化，使固化后的荧光粉涂敷在芯片表面。
在本发明的一些实施例中，所述步骤5）具体为：对荧光粉烘烤固化，使固化后的荧光粉涂敷在芯片表面，将芯片从前述基板上分离。
在本发明中，首先在网印模板表面上涂布一层保护层，其一般为柔软可塑性材质，因此在印刷荧光粉的过程中，可以保护网印模板表层被刮被，进而污染荧光粉。更进一步地，保护层的材料取和后续同荧光粉混合的材料相同为佳（如硅胶），如此一来，即便保护层被荧光粉刮落，其与荧光粉混胶用的材料相同，此时亦不会影响到器件后续的光效与亮度。而在网印后未使用完的荧光粉，因未受网印模板污染，可以回收再次利用。
发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其它优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。 
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。
图1为本发明所述方法的流程图。
图2 ~ 图7为实施例1之一种LED封装过程中各个步骤的结构示意图。
图8~ 图12为实施例2之一种LED封装过程中各个步骤的结构示意图。
图中各标号表示：
100，200：LED芯片；
110，210：基板；
120，220：网印模板；
121，221：网印模板开孔区；
130，230：硅胶保护层；
140，240：荧光胶；
300：刮刀
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。 
下面实施例公开了一种可回收荧光粉的LED封装方法，其流程图如图1所示。主要包括步骤S01: 将LED芯片安装于基板上；S02: 安装网印模板；S03: 在网印模板上涂布保护层；S04: 印刷荧光粉，并做回收；S05: 固化荧光粉，分离芯片和网印模板。。
在步骤S01中，对于单颗LED芯粒来说，先将分割好的LED芯片分别放置在专用夹治具上、金属箔片上或者是其它承载器具或工具上，金属箔片可以是金，银，铜及铝等金属或其组合。对于LED灯管来说，可将其安装于PCB板上。
在进行步骤S02前，需要先制造印刷用的网印模板。网印模板材质可以是金属，如不锈钢，或是塑料等材质。网印模板一般区分为开孔区及屏蔽区，开孔区在涂布荧光胶时荧光胶可穿过网印模板而填入下方的空隙中从而与LED芯片接合在一起，屏蔽区会阻挡荧光胶通过，如此原先预定露出的LED表面，如电极等将不会包覆于荧光胶，使后续的加工制程（如打线、连接电极等）可以正常作业。同时网印模板上开孔区及网版屏蔽区的图案可以作任意变化，因此可以藉此调整LED芯片发射的光线射入荧光胶后转换出的黄光比率从而调整白光的组成及色温。
在步骤S03中，保护层的材料一般为柔软可塑性材质，取和后续同荧光粉混合的材料相同为佳，如此即便保护层被荧光粉刮落，其与荧光粉混胶用的材料相同，此时亦不会影响到器件后续的光效与亮度，保护层的厚度一般为1~5000μm。应该注意地是，保护层的材料也可以用不同的混合材料, 只要其具有透光性即可。
步骤S02和步骤S03可对调，即先在网印模板上涂布保护层，再将其安装于基板上，可视具体应用进行选择。
在步骤S04中，网版印刷的工艺方法可以是刮涂、喷涂、滚涂、印制等各种涂布方法。
在步骤S05中，如果LED芯片直接安装于发光装置的承载器具（如PCB板）上，一般将网印模板从承载器具上移除，保护层的厚度较小，可取1~500μm；如果LED芯片放置在临时承载器具（如专用夹治器）上，则在完成网版印刷荧光粉后并做固化后，采用芯粒提取设备将芯片从临时承载器具上提取，从而安装有网印模板的临时承载器具可进行重复利用，在此情况，保护层的厚度较厚，可取500~5000μm。
实施例1
在本实施例中，选择网印钢板作为网印模板、硅胶作为保护层。如图2至图7所示，先将分割好的LED芯片100按顺序安装在基板110上，将网印钢板120放置于基板上张开；接着在网印钢板120表面上涂布一层均匀的硅胶130，其厚度为50μm；然后将预先混合荧光粉的荧光胶140置于网印钢板120上用刮刀300以适当的力量来回推挤荧光胶，使荧光胶140被推挤入网印模板下方的空隙121之中，而填充满基板、LED芯片及网印钢板下方的空隙，对于未使用的荧光粉混胶，因为硅胶层110的保护不会混有铁屑等杂质，因此可以回收再利用。取下网印钢板110，进行荧光胶140固化烘烤，最后进行后续封装制程，完成封装工艺。   
   实施例2
 请参考图8至图12，区别于实施例1，在本实施例的步骤3中，硅胶保护层同时覆盖在芯片的表面上，具体如图9所示，从而获得芯的片表面没有直接与荧光粉直接，导入了远程荧光粉概念（Remote-Phosphor）可以有效减少热对荧光粉所产生的效率低下的问题，有利于光学上的光型应用及增加散热效果。
 实施例3
 本实施例与实施例1的区别在于：在将网印钢板安装于基板之前先进行保护层的涂布，如此可简化保护层的涂布工艺。
 实施例1~3均为将LED芯片安装于基板上（如PCB板），在完成荧光粉涂布后移除网印模板，最后配合光学元件、电路设计及散热装置从而获得发光装置，如LED灯管。
实施例4
区别于实施例1和实施例3，本实施例将LED芯片安放于专用夹治具上，接着采用前述网印涂敷工艺，在芯片表面上涂敷荧光粉，然后采用芯粒提取设备（如分拣机）将芯片从夹治具上提取，其中保护层的厚度取1000μm。如此可直接继续将LED芯片安放于前述夹治具上，不用重复进行网印模板的安装。

Claims (9)

1.发光二极管的制造方法，包括步骤：
1）选择一网印模板，在其表面上涂布一层保护层；
2）将LED芯片安装在基板上；
3）在LED芯片上安装网印模板；
4）印刷荧光粉：用丝网印刷工艺将荧光粉印刷于芯片表面，具体为将荧光粉与胶材均匀混合成荧光胶，利用网板均匀涂布在LED芯片发光层的正面及侧面表面上，并回收多余荧光粉；
5）对荧光粉烘烤固化，并分离芯片和网印模板，使固化后的荧光粉涂敷在芯片表面；
其中，所述保护层的材料和步骤4）中与荧光粉混合的材料相同。
2.根据权利要求1所述的发光二极管的制造方法，其特征在于：所述保护层的厚度为1~5000μm。
3.根据权利要求1所述的发光二极管的制造方法，其特征在于：所述步骤5）具体为：移除网印模板，对荧光粉烘烤固化，使固化后的荧光粉涂敷在芯片表面。
4.根据权利要求1所述的发光二极管的制造方法，其特征在于：所述步骤5）具体为：对荧光粉烘烤固化，使固化后的荧光粉涂敷在芯片表面，将芯片从前述基板上分离。
5.发光二极管的制造方法，包括步骤：
1）将LED芯片安装在基板上；
2）在LED芯片上安装网印模板；
3）在所述网印模板表面上涂布一层保护层；
4）印刷荧光粉：用丝网印刷工艺将荧光粉印刷于芯片表面，具体为将荧光粉与胶材均匀混合成荧光胶，利用网板均匀涂布在LED芯片发光层的正面及侧面表面上，并回收多余荧光粉；
5）对荧光粉烘烤固化，并分离芯片和网印模板，使固化后的荧光粉涂敷在芯片表面；
其中，所述步骤3）中的保护层的材料和后续与荧光粉混合的材料相同。
6.根据权利要求5所述的发光二极管的制造方法，其特征在于：所述步骤3）中的保护层的厚度为1~5000μm。
7.根据权利要求5所述的发光二极管的制造方法，其特征在于：所述步骤3）中，所形成的保护层同时覆盖了网印模板的表面和LED芯片的表面，或仅覆盖网印模板的表面。
8.根据权利要求5所述的发光二极管的制造方法，其特征在于：所述步骤5）具体为：移除网印模板，对荧光粉烘烤固化，使固化后的荧光粉涂敷在芯片表面。
9.根据权利要求5所述的发光二极管的制造方法，其特征在于：所述步骤5）具体为：对荧光粉烘烤固化，使固化后的荧光粉涂敷在芯片表面，将芯片从前述基板上分离。
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