CN103311405A - 固晶胶压制方法及加压装置 - Google Patents

Abstract

固晶胶压制方法及加压装置，用于使LED固晶后的固晶胶厚度变薄，加压装置包括固定工作平台、移动平台、移动控制部件、加压块，所述加压块设置于所述移动平台上，通过固晶胶将LED晶片固设于LED支架上，将已固晶的LED支架固定于固定工作平台上；将加压块下降压在LED晶片上，对固晶胶进行压制，所述加压块由移动部件带动下移；启动加热装置对固晶胶进行加热，待固晶胶固化定型后，移去加压块，进行下一步的加工。本发明通过加压装置对LED晶片实施压制动作，使固晶胶在加压装置的压力作用下厚度变薄，并对固晶胶进行加热，直到固晶胶固化定型后再移去加压装置，从而降低LED的灯珠的热阻，提高LED的可靠性。

Description

固晶胶压制方法及加压装置

技术领域

本发明属于发光二级管封装技术领域，尤其涉及一种在LED（Light-Emitting Diode，以下简称LED）晶片固晶后通过加压的方式使固晶胶厚度变薄的方法及装置。

背景技术

目前LED封装技术中的热问题成为业界的共性问题，各企业都致力于如何让LED晶片所产生的热量可以有效、快速地引到空气中，以提高LED灯珠的可靠性，而降低热阻是解决这一难题的关键技术。

降低LED灯珠整个系统的热阻需要从每一个环节着手。众所周知，LED灯珠热阻最大的环节是固晶胶，特别是采用绝缘胶材固晶的中小功率LED，其热阻远远大于其他环节产生的热阻，因此降低固晶胶热阻为提高LED灯珠可靠性的最有效的手段之一。目前降低固晶胶热阻的方法主要有以下两种途径：通过选择导热系数更高的固晶胶材；或者减小固晶胶的导热途径，例如减小固晶胶的厚度。

为了实现降低固晶胶热阻的目的，发明人提出了一种通过加压的方式，可以使固晶胶的厚度降低，从而减小固晶胶导热途径，以达到降低热阻的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固晶胶压制方法及加压装置，可以使固晶胶的厚度减小，旨在解决目前存在的如何降低LED系统热阻的问题。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

固晶胶压制方法，用于使LED固晶后的固晶胶厚度变薄，包括以下步骤：

步骤一、通过固晶胶将LED晶片固设于LED支架上，将已固晶的LED支架固定于固定工作平台上；

步骤二、将加压块下降压在LED晶片上，对固晶胶进行压制，所述加压块由移动部件带动下移；

步骤三、启动加热装置对固晶胶进行加热，待固晶胶固化定型后，移去加压块，进行下一步的加工。

进一步的，所述步骤二中移动部件下降的距离大于所述加压块与LED晶片间的距离。

进一步的，所述步骤三中当加压块压在LED晶片上，移动部件停止下降时开始加热。

进一步的，步骤三中加热温度为100～150摄氏度，加热时间为2～5分钟。

一种加压装置，用于对LED固晶后的固晶胶进行压制，包括：固定工作平台，已固晶的LED支架固定于所述固定工作平台上；移动平台，所述移动平台位于所述固定工作平台上方并可上下移动；移动控制部件，用于控制所述移动平台移动；加压块，所述加压块设置于所述移动平台上、并由所述移动平台带动移动压在LED支架上的LED晶片上。

进一步的，所述移动平台上设置有若干个间隔布置的放置孔，所述放置孔与LED晶片的位置相对应；所述加压块放置于所述放置孔内且底部穿出所述放置孔，所述加压块可沿所述放置孔轴线上下移动。

进一步的，所述加压块的竖截面形状呈T字形。

进一步的，所述移动平台底面上设置有高度限位块，所述高度限位块与移动平台一体加工成型或所述高度限位块与移动平台为分体式结构。

进一步的，所述固定工作平台和所述移动平台为金属板。

进一步的，所述加热装置为内置于固定工作平台内的加热管或为烤箱。

本发明通过固晶胶先将LED晶片固定于LED支架上，然后将LED支架固定在固定工作平台上，由加压装置的加压块对LED晶片实施压制，以使固晶胶厚度变薄，在加压块对LED晶片开始压制动作后，对固晶胶加热直至固晶胶固化定型，再移去加压装置。由此便可减小固晶胶厚度，进而减小导热途径以达到降低热阻的效果，移去加压块可以继续封装成LED灯珠，所得灯珠的可靠性得以有效提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1加压装置的结构示意图；

图2为本发明的流程图；

图3为本发明实施例1的LED支架的结构示意图；

图4为本发明实施例1加压装置开始对固晶胶进行压制时的示意图；

图5为本发明实施例1开始对固晶胶进行加热的示意图；

图6a为固晶胶未压制前的示意图；

图6b为固晶胶压制后的示意图；

图7a为未对固晶胶进行压制操作的固晶胶厚度测量值图；

图7b为采用本发明方法对固晶胶进行压制后的固晶胶厚度测量值图；

图8为本发明实施例2的LED支架的结构示意图；

图9为本发明实施例2加压装置的结构示意图；

图10为本发明实施例2加压装置开始对固晶胶进行压制时的示意图；

图11为本发明实施例2开始对固晶胶进行加热的示意图。

具体实施方式

LED固晶也称为Die Bond或装片，是通过固晶胶（对于LED来说一般是导电胶或绝缘胶）把LED晶片粘结在LED支架的指定区域，形成热通路或电通路，为后序的打线连接提供条件的工序。正如背景技术部分所述，LED灯珠热阻最大的环节之一来自固晶胶，减小固晶胶热阻可以通过减小固晶胶导热途径，即减小固晶胶厚度来实现。

为了实现前述目的，发明人提出了一种对固晶胶进行压制的方法，通过对固晶胶进行加压操作，使固晶胶的厚度变薄。该方法首先通过固晶胶将LED晶片固定于LED支架上，完成固晶，然后通过加压装置对LED晶片实施压制动作，使固晶胶在加压装置的压力作用下厚度变薄，并对固晶胶进行加热，直到固晶胶固化定型后再移去加压装置，再进行下一道工序的加工并封装成LED灯珠。本发明方法提供的技术方案可以使固晶胶厚度变薄，从而降低LED的灯珠的热阻，达到提高LED的可靠性的目的。

以上是本申请的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的附图会不依一般比例做局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例1

本实施例以一种带有碗杯结构的LED支架为例对本发明进行说明。如图1所示，本实施例的加压装置包括固定工作平台1、移动平台2、加压块3以及移动控制部件（未图示）。固定工作平台1用于放置LED支架，移动平台2位于固定工作平台1的上方，且移动平台2可在移动控制部件的控制下移动。本实施例的固定工作平台1和移动平台2均为金属板，移动平台2上加工有多个放置孔2a，放置孔2a间隔分布在移动平台2上，放置孔2a可呈点阵形式或线阵形式排布，放置孔2a的位置与LED晶片在LED支架上的位置相对应。每一个放置孔2a内放置一个加压块3，每一个独立的加压块3可对一个LED晶片进行压制动作。优选的，本实施例的加压块3的竖截面形状呈T字形，加压块3的底部穿过放置孔2a，加压块3的T形头部可起到限位作用，使加压块3不会从放置孔2a内掉出，加压块3可沿放置孔2a轴线上下移动。加压块3为实心体，可由金属、陶瓷、塑料等材质制成，亦可以由金属、陶瓷、塑料等材质组合而成。移动平台2为带动加压块3移动的移动部件，移动平台下降的距离由想要得到的固晶胶的厚度来决定。

参照图2，图2为本发明方法的流程图，具体包括以下步骤：

步骤一、通过固晶胶将LED晶片固设于LED支架上，并将已固晶的LED支架固定于固定工作平台上；

如图3所示，本实施例的LED支架10为带碗杯结构10-1的LED支架，LED支架10上设置有正电极10-2和负电极10-3，正电极10-2和负电极10-3之间由绝缘带10-4所隔离。LED支架10上具有固设LED晶片11的固晶区域，LED晶片11通过固晶胶12固设于LED支架10上；

步骤二、将加压装置压在LED晶片上，对固晶胶进行压制；

如图4所示，LED支架10固定在固定工作平台1上时，移动平台2及加压块3位于LED支架10的上方，移动平台2底面与碗杯结构10-1顶面之间的距离为H1，这段距离为移动平台2的下降距离，加压块3底面与LED晶片11上表面间的距离为H2，H1＞H2，即移动平台2的下降距离大于加压块3到LED晶片11上表面的距离；

移动控制部件控制移动平台2向下移动，加压块3跟随下移并压在LED晶片11上，由于移动平台2底面与碗杯10-1顶面之间的距离H1大于加压块3底面与LED晶片11上表面间的距离H2，移动平台2在下降过程中，加压块3会先接触到LED晶片11的上表面，随着移动平台2继续下降，加压块3与移动平台2相分离，由于加压块3底部落在LED晶片11上，同时加压块3失去移动平台2的支撑，加压块3压在LED晶片11上后在自身重量所产生的重力作用下继续下移压制LED晶片11，如图5所示，从而使得固晶胶12在加压块3的压力作用下被压薄；在加压块3的压制作用下固晶胶12厚度可由原来的8～15微米变薄为2～5微米；为了保证LED支架10的水平一致性，移动平台2继续下降直至移动平台2与碗杯结构10-1的顶端相接触，金属材质的移动平台2放置于碗杯结构10-1上，可为接下来的加热提供良好的接触导热条件；

步骤三、启动加热装置对固晶胶进行加热，通过加热使固晶胶固化定型后，移去加压块装置，进行下一步的加工，直至封装成LED灯珠。

在步骤二中，加压块3对LED晶片11实施压制以使固晶胶12变薄，为使固晶胶12维持该厚度，需要对其进行加热使其固化定型，当移动平台2下降至与碗杯结构10-1的顶端相接触时（即H1为0时）移动平台2停止下移，此时启动加热装置对固晶胶进行加热（亦即在加压块3压在LED晶片上之后才开始加热）；在加压块3利用其自身重力压制LED晶片11的过程中对固晶胶进行加热，优选的加热温度为100～150摄氏度，加热时间为2～5分钟。本实施例采用加热管对固晶胶12进行加热，加热管4内置于固定工作平台1内（图5），固定工作平台1上设有温度控制开关和时间控制开关（未图示），用于控制加热管4的工作状态，此外，也可以采用烤箱对固晶胶进行加热。

图6a为未对固晶胶12进行压制前的固晶状态示意图，图6b为对固晶胶12进行压制并加热成型后的固晶状态示意图，图7a为未对固晶胶进行压制操作的固晶胶厚度测量值图，图7b为采用本发明方法对固晶胶进行压制操作后的固晶胶厚度测量值图。对比图6a、图6b以及图7a及图7b可知，通过以上步骤，固晶胶的厚度减小，由于固晶胶厚度的减小固晶胶导热途径由此减小，可以达到降低热阻的效果，有效提高灯珠的工作可靠性。

实施例2

如图8所示，本实施例的LED支架不带碗杯结构，LED支架10上设置有正电极10-2和负电极10-3，正电极10-2和负电极10-3之间由绝缘带10-4所隔离。LED支架10上具有固设LED晶片11的固晶区域，LED晶片11通过固晶胶12固设于LED支架10上。

参照图9，本实施例加压装置的移动平台2底面上设置有高度限位块2b，高度限位块2b与移动平台2一体加工成型，高度限位块2b也可以采用焊接等其它连接方式设置于移动平台2底面。移动平台2上加工有多个放置孔2a，放置孔2a间隔分布在移动平台2上，每一个放置孔2a内放置一个加压块3，加压块3的竖截面形状呈T字形，加压块3的底部穿过放置孔2a，加压块3可沿放置孔2a轴线上下移动

步骤一、通过固晶胶将LED晶片固设于LED支架上，并将已固晶的LED支架固定于固定工作平台上；

步骤二、移动控制部件控制移动平台向下移动，使加压块压在LED晶片上，对固晶胶进行压制；

如图10所示，当移动平台2及加压块3位于LED支架10的上方时，高度限位块2b底面与LED支架10上表面之间的距离为H1’，这段距离为移动平台2向下移动的距离，加压块3底面与LED晶片11上表面间的距离为H2，H1’＞H2，即移动平台2的下降距离大于加压块3到LED晶片上表面的距离；

由于高度限位块2b底面与LED支架10上表面之间的距离H1’大于加压块3底面与LED晶片11上表面间的距离H2，移动平台2在下降过程中，在高度限位块2b接触LED支架10之前（即移动平台2停止移动之前），加压块3先接触到LED晶片11的上表面，加压块3压在LED晶片11上，随着移动平台2继续下降，加压块3与移动平台2相分离，由于加压块3失去移动平台2的支撑，加压块3压在LED晶片11上后会在自身重量所产生的重力作用下持续下移压制LED晶片11，使得固晶胶12在压力作用下厚度变薄，如图11所示，移动平台2继续下降直至高度限位块2b与LED支架10的上表面相接触时停止移动；

步骤三、当移动平台2停止移动时（即H1’为0时），启动加热装置对固晶胶进行加热，固晶胶固化定型后，将加压块3移开，进行下一步的加工。

通过本发明方法制作的LED灯珠固晶胶厚度大幅减小，热阻可得到有效的降低，以此提高LED灯珠的工作可靠性。

前述实施例中，加压块接触到LED晶片后对LED晶片进行压制操作时，是利用加压块自身的重力对固晶胶自然下压，但也可以采用位移控制部件来控制加压块的下压动作。利用加压块自身重力自然下降下压的方式，一方面固晶胶整体受力比较平衡，另一方面，相比采用位移控制部件来操作加压块的移动来说，结构简单、成本低。移动平台是移动部件的一种优选的形式，其作为加压块的载体，用于带动加压块的移动，该移动部件还可以采用其它合适的结构。当加压块不是采用自身重力对固晶胶进行压制时，可在加压块压在LED晶片上后并在移动部件带动下进一步向下压制时启动加热，加热温度和加热时间可根据不同需要进行相应调整。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.固晶胶压制方法，用于使LED固晶后的固晶胶厚度变薄，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、通过固晶胶将LED晶片固设于LED支架上，将已固晶的LED支架固定于固定工作平台上；

步骤二、将加压块下降压在LED晶片上，对固晶胶进行压制，所述加压块由移动部件带动下移；

步骤三、启动加热装置对固晶胶进行加热，待固晶胶固化定型后，移去加压块，进行下一步的加工。

2.如权利要求1所述的固晶胶压制方法，其特征在于：所述步骤二中移动部件下降的距离大于所述加压块与LED晶片间的距离。

3.如权利要求1或2所述的固晶胶压制方法，其特征在于：所述步骤三中当加压块压在LED晶片上，移动部件停止下降时开始加热。

4.如权利要求1所述的固晶胶压制方法，其特征在于：所述步骤三中加热温度为100～150摄氏度，加热时间为2～5分钟。

5.一种加压装置，用于对LED固晶后的固晶胶进行压制，其特征在于，包括：

固定工作平台，已固晶的LED支架固定于所述固定工作平台上；

移动平台，所述移动平台位于所述固定工作平台上方并可上下移动；

移动控制部件，用于控制所述移动平台移动；

加压块，所述加压块设置于所述移动平台上、并由所述移动平台带动移动压在LED支架上的LED晶片上。

6.如权利要求5所述的加压装置，其特征在于：所述移动平台上设置有若干个间隔布置的放置孔，所述放置孔与LED晶片的位置相对应；

所述加压块放置于所述放置孔内且底部穿出所述放置孔，所述加压块可沿所述放置孔轴线上下移动。

7.如权利要求6所述的加压装置，其特征在于：所述加压块的竖截面形状呈T字形。

8.如权利要求5或6所述的加压装置，其特征在于：所述移动平台底面上设置有高度限位块，所述高度限位块与移动平台一体加工成型或所述高度限位块与移动平台为分体式结构。

9.如权利要求5所述的加压装置，其特征在于：所述固定工作平台和所述移动平台为金属板。

10.如权利要求5所述的加压装置，其特征在于：所述加热装置为内置于所述固定工作平台内的加热管或为烤箱。

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