CN103311400A - 发光二极管封装结构的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管封装结构的制造方法，包括在基板上形成反光杯，反光杯形成敞口的容置部，将发光二极管芯片设置于反光杯的容置部内，提供凝胶状荧光层，凝胶状荧光层内均匀混合荧光粉，将凝胶状荧光层放置于反光杯上并覆盖住容置部，对发光二极管芯片通电以检测透过凝胶状荧光层的出光均匀性，提供模具压合凝胶状荧光层到反光杯的容置部内并覆盖发光二极管芯片，加热固化荧光层。通过对凝胶状荧光层的出光均匀性进行检测，能解决因荧光粉分布不均匀引起的偏色现象，还能有效提高产品良率。由于压合过程中凝胶状荧光层同时与基板及反光杯结合，可以起到防止水汽渗入的效果，另外通过模具压合凝胶状荧光层的方式还能实现对发光二极管的批量封装。

Description

发光二极管封装结构的制造方法
技术领域
本发明涉及一种半导体发光二极管，尤其涉及一种发光二极管封装结构的制造方法。
背景技术
发光二极管凭借其高光效、低能耗、无污染等优点，已被应用于越来越多的场合之中，大有取代传统光源的趋势。
发光二极管是通过采用电流激发其发光二极管芯片的方式进行发光。根据所选用的材料，发光二极管芯片能够辐射出各种相应的可见光以及不可见光，范围涵盖紫外至红外波段。通常，发光二极管通过在发光二极管芯片上覆盖一层混合了荧光粉的荧光胶体配合使用来合成各种颜色光以进行照明。有先前技术提到将含荧光粉的液态荧光体注入带有反光杯的发光二极管芯片上，但由于荧光粉的沉降而导致荧光粉在液态荧光体中分布不均，发光二极管容易出现出光不均匀而产生偏色现象，影响产品良率。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种荧光粉分布均匀的发光二极管封装结构的制造方法。
一种发光二极管封装结构的制造方法，包括以下步骤：准备步骤，提供基板；反光杯成型步骤，在基板上形成反光杯，反光杯形成敞口的容置部；设置芯片步骤，设置发光二极管芯片于反光杯的容置部内并贴设于基板上；提供凝胶状荧光层，凝胶状荧光层内均匀混合有荧光粉，将凝胶状荧光层放置于反光杯上并覆盖住容置部；填充步骤，提供模具将凝胶状荧光层压合到反光杯的容置部内并覆盖发光二极管芯片；及固化步骤，加热固化荧光层。
所述发光二极管封装结构的制造方法在填充步骤之前还包括检测步骤，向所述发光二极管芯片供电使其发光，设置光学感应器用以检测发光二极管芯片的发出光线透过凝胶状荧光层之后的出光均匀性，如果出光均匀性达不到预期值，更换凝胶状荧光层。
本发明的发光二极管封装结构制造方法是通过压合凝胶状的荧光层来实现发光二极管芯片的封装。由于凝胶状荧光层内均匀分布的荧光粉在压合凝胶状荧光层的过程中不会发生沉降，故在压合之后仍可保持均匀分布，从而使发光二极管出光均匀，解决了因为荧光粉分布不均匀引起的偏色现象，有效提高了发光二极管封装结构的产品良率。
另外，还可在模具压合凝胶状荧光层之前对凝胶状荧光层的出光均匀性进行检测，能及时解决因凝胶状荧光层所包含的荧光粉分布不均匀引起的偏色现象，进一步提高发光二极管封装结构的产品良率。
下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1为本发明一实施例的发光二极管封装结构的制造方法的流程图。
图2为图1中发光二极管封装结构的制造方法的步骤S101所得的发光二极管封装结构剖面示意图。
图3为图1中发光二极管封装结构的制造方法的步骤S102所得的发光二极管封装结构剖面示意图。
图4为图1中发光二极管封装结构的制造方法的步骤S103所得的发光二极管封装结构剖面示意图。
图5为图1中发光二极管封装结构的制造方法的步骤S104所得的发光二极管封装结构剖面示意图。
图6为图1中发光二极管封装结构的制造方法的步骤S105所得的发光二极管封装结构剖面示意图。
图7为图1中发光二极管封装结构的制造方法的步骤S106所得的发光二极管封装结构剖面示意图。
图8为图1中发光二极管封装结构的制造方法的步骤S107所得的发光二极管封装结构剖面示意图。
图9为图8所得的发光二极管封装结构经过切割之后的单个发光二极管的剖面示意图。
主要元件符号说明
基板 10
第一电连接部 11
第二电连接部 12
反光杯 20
容置部 22
发光二极管芯片 30
凝胶状荧光层 40
光学感应器 50
模具 60
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
图1示出了本发明一实施例的发光二极管封装结构制造方法的流程。请一并参阅图2-9，该发光二极管封装结构的制造方法包括如下步骤：
步骤S101，请一并参考图2，提供基板10，所述基板10可以是铝基电路板或者是表面设置有导电线路的陶瓷基板如氧化铝基板、氧化锌基板或者硅基板等。首先，在所述基板10的表面上间隔设置若干电路结构（未标示），每一电路结构包括一第一电连接部11和一第二电连接部12。所述第一电连接部11和第二电连接部12之间相互绝缘。
步骤S102，请一并参考图3，在基板10上形成反光杯20，反光杯20内形成敞口的容置部22。在本实施例中，所述反光杯20为若干个且均为环状，其形成于所述基板10的上表面。每一反光杯20在其中央围设出所述容置部22，以供发光二极管芯片30（见图4）容置于其内。所述反光杯20用以反射聚拢发光二极管芯片30发出的光线。反光杯20可由注射成型或转注成型的方式形成于基板10上。所述反光杯20由不透光材料制成，如PPA（Polyphthalamide，聚邻苯二甲酰胺）材料。反光杯20的内壁面上优选贴附一层金属反射膜（未标示）。
步骤S103，请一并参考图4，设置发光二极管芯片30于反光杯20的容置部22内并贴设于基板10上。所述发光二极管芯片30被所述反光杯20环绕，发光二极管芯片30的第一电极（未标示）和第二电极（未标示）分别与第一电连接部11和第二电连接部12实现电连接。
步骤S104，请一并参考图5，提供凝胶状荧光层40，凝胶状荧光层40内均匀混合有荧光粉，并将凝胶状荧光层40放置于反光杯20上并覆盖住容置部22。其中，凝胶状荧光层40的形成方法如下：向透明材料粉末中混合荧光粉以形成混合物，荧光粉按透明材料粉末质量5%至50%的比例与透明材料进行混合。透明材料粉末可以选用硅树脂、环氧树脂、聚硅氧树脂或硅胶中至少一种。荧光粉可以是例如石榴石基荧光粉、硅酸盐基荧光粉、原硅酸盐基荧光粉、硫化物基荧光粉、硫代镓酸盐基荧光粉和氮化物基荧光粉等材料中的一种。为了使荧光粉均匀混合到透明材料粉末中，可将装有混合物的容器放入旋转器或离心机中进行均匀混合。然后，将混合均匀的混合物放入成型模具中，对混合物进行加热。加热温度为80℃至150℃，时间为15分钟至60分钟，形成处于未完全固化状态的凝胶状荧光层40。此状态下的凝胶状荧光层40已经凝固，在常规的室内环境下不会自发地流动，但在一定的压力条件下仍可发生流动。所述凝胶状荧光层40具有30A至60A的萧氏硬度计（Durometer Shore）值。该凝胶状荧光层40的尺寸与基板10的尺寸相当，凝胶状荧光层40放置于反光杯20上并覆盖住容置部22后，其被各反光杯20的顶面所支撑而覆盖反光杯20的容置部22。该凝胶状荧光层40的厚度优选大于反光杯20的厚度。
当然，此时，为进一步确保凝胶状荧光层40内荧光粉的均匀性，还可设置步骤S105，请一并参考图6，向所述发光二极管芯片30供电使其发光，设置光学感应器50用以检测发光二极管芯片30的发光光线透过凝胶状荧光层40之后的出光均匀性，如果出光均匀性达不到预期值，更换凝胶状荧光层40。具体步骤如下：光学感应器50在凝胶状荧光层40上方对应每个发光二极管芯片30设置。通过第一电连接部11及第二电连接部12向所述发光二极管芯片30供电使其发光。光学感应器50检测发光二极管芯片30的发出光线透过凝胶状荧光层40之后的出光均匀性，如果出光均匀性达不到预期值，更换凝胶状荧光层40。
步骤S106，请一并参考图7，提供模具60将凝胶状荧光层40压合到反光杯20的容置部22内并覆盖发光二极管芯片30。使用模具60将凝胶状荧光层40压合到反光杯20的容置部22内时，所述模具60朝向基板10移动。凝胶状荧光层40在被完全压合之后紧贴于基板10的上表面及反光杯20的内壁面。该模具60的压合面的表面积大于凝胶状荧光层40的表面积，以在压合过程中对凝胶状荧光层40施加均匀的压力。另外，由于凝胶状荧光层40的厚度要大于反光杯20的厚度，因此在凝胶状荧光层40朝向基板10的压合过程中可确保模具60的压合面不会接触到反光杯20，从而保护反光杯20。
步骤S107，请一并参考图8，加热固化凝胶状荧光层40形成发光二极管封装结构。用高温（约150摄氏度）烘烤凝胶状荧光层40，以完成凝胶状荧光层40的固化过程。
当然，如图9所示，还可根据需要，对上述步骤S107形成的发光二极管封装结构进行切割以形成多个独立的发光二极管封装结构。
综上所述，所述发光二极管封装结构的制造方法中，通过压合凝胶状荧光层40来实现发光二极管芯片30的封装。由于凝胶状荧光层40内均匀分布的荧光粉在压合凝胶状荧光层40的过程中不会发生沉降，可确保荧光粉在压合前后分布的一致性，故荧光粉在凝胶状荧光层40被压合之后仍可保持均匀分布，从而使发光二极管出光均匀，解决了因为荧光粉分布不均匀引起的偏色现象，有效提高了发光二极管封装结构的产品良率。此外，由于凝胶状荧光层40还可同时与基板10及反光杯20的内壁面结合，使得被压合到反光杯20内的凝胶状荧光层40与反光杯20及基板10有较佳的密合度，可以起到防止水汽渗入的效果。其次，所述发光二极管封装结构的制造方法还包括设置光学感应器50用以检测透过凝胶状荧光层40的出光均匀性，符合预期值的凝胶状荧光层40才会被模具60压合到反光杯20的容置部22内，从而可以检测到凝胶状荧光层40内包含的荧光粉的分布均匀性，进一步解决因为荧光粉分布不均匀引起的偏色现象，提高发光二极管封装结构的产品良率。另外，由于凝胶状荧光层40具有30A到60A的萧氏硬度计值，可以保证被压合到发光二极管芯片30上时不损坏发光二极管芯片30。再者，通过模具60直接压合凝胶状荧光层40进入反光杯20内并覆盖发光二极管芯片30，简化了发光二极管封装步骤，使得发光二极管的批量制造更加容易实现。
可以理解地，设置光学感应器50对凝胶状荧光层40出光均匀性进行检测的步骤可以放置在在步骤S104中实施，具体地可以凝胶状荧光层40形成凝胶状结构之后及放置到反光杯20上之前设置光学感应器50用以检测透过凝胶状荧光层40的出光均匀性。
应该指出，上述实施方式仅为本发明的较佳实施方式，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种发光二极管封装结构的制造方法，包括以下步骤：
提供基板；
在所述基板上形成反光杯，所述反光杯内形成敞口的容置部；
设置发光二极管芯片于所述反光杯的容置部内并贴设于所述基板上；
提供凝胶状荧光层，所述凝胶状荧光层内均匀混合有荧光粉，将所述凝胶状荧光层放置于所述反光杯上并覆盖住容置部；
提供模具将所述凝胶状荧光层压合到所述反光杯的容置部内并覆盖所述发光二极管芯片；及
加热固化荧光层。
2.如权利要求1所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：在填充步骤前还包括检测步骤，对应发光二极管芯片设置若干光学感应器，向所述发光二极管芯片供电使其发光，检测透过所述凝胶状荧光层的出光均匀性。
3.如权利要求1所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述凝胶状荧光层的形成包括向透明材料粉末中混合荧光粉形成混合物，对所述混合物进行加热步骤。
4.如权利要求3所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：形成所述混合物之后并在加热之前，还包括将所述混合物放置于旋转器或离心机上进行均匀混合的步骤。
5.如权利要求1-4任一项所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述凝胶状荧光层具有30A到60A的萧氏硬度计值。
6.如权利要求1所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述凝胶状荧光层在形成凝胶状结构之后及放置到所述反光杯上之前还包括设置光学感应器检测透过所述凝胶状荧光层的出光均匀性的步骤。
7.如权利要求1所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述凝胶状荧光层的厚度大于所述反光杯的厚度。
8.如权利要求1所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述反光杯的内壁面上贴附一层金属反射膜。
9.如权利要求3所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述混合物中荧光粉按所述透明材料粉末质量5%至50%的比例与所述透明材料进行混合。
10.如权利要求1所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述固化步骤中，用150摄氏度的温度烘烤所述凝胶状荧光层以完全固化所述荧光层。
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CN110649009A (zh) * 2019-10-12 2020-01-03 东莞市欧思科光电科技有限公司 一种双模压成型的led产品及制作工艺

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