CN104465937A - 一种倒装共晶led封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及LED领域，公开了一种倒装共晶LED封装方法，包括吸嘴吸取LED芯片，加热所述吸嘴，使所述LED芯片底部的金属焊料熔化并与共晶区基板指定位置结合，达到预定加热时间后，停止加热，所述吸嘴离开所述LED芯片，完成一只所述LED芯片的共晶焊接，重复操作，完成预定数量的所述LED芯片的共晶焊接，将完成预定数量共晶焊接的所述LED芯片进行封胶，封装所述LED芯片。采用本技术方案，具有生产工艺简单、效率高、质量好、成本低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及LED领域，特别涉及一种倒装共晶LED封装方法。
背景技术
共晶LED产品具有导热性好，性能稳定等优点，是LED发展的一种趋势。
共晶有正装共晶及倒装共晶之分，正装共晶在完成共晶之后，仍需要进行引线焊接等工序，而倒装共晶直接将LED芯片的正负极与基座的正负极连接，无需焊线工序。
目前，共晶的主要方式有：
1、助焊共晶。在基板上点上助焊剂，并将LED芯片放置在基板上，然后采用回流焊的方式使LED芯片底部的金属焊料熔解，并在冷却的时候讲LED芯片固定在基板上。此方式的缺点是效率低，产品在整个过程中移动路程长，容易导致LED芯片与支架的错位。
2、直接共晶。采用带底部加热功能的LED芯片绑定机，将LED芯片直接放置于基板上，在一定温度条件下使LED芯片底部的金属焊料溶解，然后将基板及LED芯片同时移至冷却区，待LED芯片冷却固定。此方式的缺点是底部加热，空洞率高，无助焊剂，对支架的清洁度要求高，良率低。
在LED封装过程中，荧光粉的涂布对LED光源的亮度，生产成本，光斑效果均有明显的影响。
目前，倒装共晶LED产品的荧光粉涂布方式主要有喷涂法及点胶法：
1、喷涂法。采用高精度的喷涂设备，将混和后的荧光胶喷涂在LED芯片表面，然后将产品放置于一定温度环境下烘烤干。缺点是设备精度要求高，设备成本高，对荧光粉浪费大。
2、点胶法。在LED芯片表面点上一定量的混有荧光粉的胶，使LED芯片完全被包围住，并在一定温度下烘烤干。缺点是因荧光粉厚度高，降低了光源亮度，且出光不均匀。
倒装共晶LED产品的透镜成型,目前主要采用以下方式：
1、自动molding：目前的主要方式是采用昂贵的高精度的自动molding机。缺点是设备精度要求高，耗材贵，一款磨具只能生产一种产品，更换磨具的成本高。
2、模条成型：采用与支架匹配的模条，主要使用于仿流明K2产品中。缺点是产品限制性大，多数陶瓷基板，铝基板等平面式产品均不适合使用。且模条寿命短，成本高。
发明内容
鉴于上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种倒装共晶LED封装方法，采用本技术方案提高了生产效率和质量，降低了整体的封装成本。
本发明实施例提供的一种倒装共晶LED封装方法，包括以下步骤：
吸嘴吸取LED芯片，加热所述吸嘴，使所述LED芯片底部的金属焊料熔化并与共晶区基板指定位置结合，达到预定加热时间后，停止加热，所述吸嘴离开所述LED芯片，完成一只所述LED芯片的共晶焊接，
重复操作，完成预定数量的所述LED芯片的共晶焊接，
将完成预定数量共晶焊接的所述LED芯片进行封胶，封装所述LED芯片。
可选地，所述封胶，包括对完成预定数量共晶焊接的所述LED芯片进行荧光粉涂布，具体是：
将完成预定数量共晶焊接的所述LED芯片放置于一平整载具上，在所述基板四周固定一水平框架，所述框架在垂直方向比所述LED芯片高，将混有荧光粉的胶水置于所述框架内，将所述胶水刮均匀至与所述框架等高，并置于一定温度的环境中烘烤干，去除所述框架在所述LED芯片表面覆上预定厚度的荧光粉层。
可选地，在完成荧光粉涂布之后还包括透镜成型，所述透镜成型具体是：
将完成荧光粉涂布的所述LED芯片放置在加热台中，在预定温度下，将固定量的胶水按一定速度点在所述荧光粉层上，在单个所述LED芯片的正上方形成一个类半球形透镜。
可选地，所述透镜成型中采用快速固化的成型胶。
可选地，所述基板与所述框架之间采用粘接固定。
可选地，在将完成预定数量共晶焊接的所述LED芯片进行封胶之后还包括，按照预定的切割区域将所述基板切开。
可选地，在吸嘴吸取LED芯片之前还包括：将所述基板放置于基板装载区，所述基板在运送系统下将所述基板从所述装载区运送至所述共晶区。
可选地，在吸嘴吸取LED芯片之前还包括：将载有所述LED芯片的膜盘放置于芯片装载区，所述吸嘴从所述芯片装载区吸取所述LED芯片。
可选地，在所述吸嘴吸取所述LED芯片之后，与共晶区基板指定位置结合之前，还包括，将所述LED芯片在助焊剂盒中粘上适当助焊剂。
可选地，使用脉冲加热方式加热所述吸嘴。
由上可见，应用本实施例技术方案，由于采用吸嘴吸取并加热所述LED芯片，使所述LED芯片受热更快更均匀，进而提高了产品的生产效率及质量。在所述吸嘴吸取LED芯片放置于所述基板的过程中粘取助焊剂，能帮助和促进焊接过程，近一步提高了产品的生产效率及良率。在封胶的过程中采用整片印刷式荧光粉涂布，工艺简单，节省原材料，也无需额外的昂贵的设备，降低了成本。在荧光粉涂布完成后，利用温度与胶量对透镜形状的影响，根据需要形成透镜，无需昂贵的设备，同时，透镜的形状可根据需要进行调试，而不需要制定透镜模具，大大降低了成本。
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所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种倒装共晶LED封装方法流程图；
图2为本发明提供的一种荧光粉涂布过程示意图；
图3为本发明提供的另一种倒装共晶LED封装方法流程图；
图4为本发明提供的一种共晶焊接过程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例提供一种倒装共晶LED封装方法，如图1所示，包括以下步骤：
01、吸嘴吸取LED芯片。
02、加热所述吸嘴，使所述LED芯片底部的金属焊料熔化并与共晶区基板指定位置结合。其中所述基板可以采用陶瓷基板，铜基板，铝基板等。可以但不限于，使用脉冲加热方式加热所述吸嘴。
可以但不限于，在所述吸嘴吸取所述LED芯片之后，与共晶区基板指定位置结合之前，还包括，将所述LED芯片在助焊剂盒中粘上适当助焊剂。
03、达到预定加热时间后，停止加热，所述吸嘴离开所述LED芯片，完成一只所述LED芯片的共晶焊接。
04、重复操作，完成预定数量的所述LED芯片的共晶焊接。
05、将完成预定数量共晶焊接的所述LED芯片进行封胶，封装所述LED芯片。
可以但不限于，所述封胶，包括对完成预定数量共晶焊接的所述LED芯片进行荧光粉涂布，如图2所示，具体是：
将完成预定数量共晶焊接的所述LED芯片放置于一平整载具上，在所述基板四周固定一水平框架，所述框架在垂直方向比所述LED芯片高，将混有荧光粉的胶水置于所述框架内，将所述胶水刮均匀至与所述框架等高，并置于一定温度的环境中烘烤干，去除所述框架在所述LED芯片表面覆上预定厚度的荧光粉层。可以但不限于，所述基板与所述框架之间采用粘接固定。
可以但不限于，所述框架在垂直方向比所述LED芯片稍高，高出部分一般小于0.2mm，然后将混有荧光粉的胶水置于框架内，采用平整刮刀匀速将胶水刮至于与所述框架等高。这样，完成共晶后的所述LED芯片上表面将会被覆上一层小于0.2mm厚度的荧光粉层。如需要封装单色光，则胶水中不需混荧光粉。将完成荧光粉涂布的产品放置于一定温度的环境中烘烤干。烘烤条件根据所使用的胶水不同而有所差别。
采用整片印刷式荧光粉涂布及框架定位的方式，工艺简单，节省原材料，也无需额外的昂贵的设备，降低了成本。
可以但不限于，在完成荧光粉涂布之后还包括透镜成型，所述透镜成型具体是：
将完成荧光粉涂布的所述LED芯片放置在加热台中，在预定温度下，将固定量的胶水按一定速度点在所述荧光粉层上，在单个所述LED芯片的正上方形成一个类半球形透镜。可以但不限于，所述透镜成型中采用快速固化的成型胶。例如将所述加热台的温度调至120-200℃之间，利用点胶系统将固定量的胶水按一定速度点在产品上表面，放置3-5秒钟，即可完成透镜的成型。
可以但不限于，所述透镜成型中采用快速固化的成型胶，例如在150℃的环境中，约3-5秒钟即可固化。
利用温度与胶量对透镜形状的影响，根据需要形成透镜，无需昂贵的设备，同时，透镜的形状可根据需要进行调试，而不需要制定透镜模具，大大降低了成本。
可以但不限于，在将完成预定数量共晶焊接的所述LED芯片进行封胶之后还包括，按照预定的切割区域将所述基板切开。如果在共晶焊接前已切割好基板，在所述封胶后，只需要将涂布的所述荧光粉层按照需要切割出即可。
由上可见，采用吸嘴吸取并加热所述LED芯片，使所述LED芯片受热更快更均匀，进而提高了产品的生产效率及质量。助焊剂的使用能帮助和促进焊接过程，近一步提高了产品的生产效率及良率。在封胶的过程中工艺简单，节省原材料，也无需额外的昂贵的设备，降低了成本。
实施例2：
本实施例与实施例1的不同之处在于，如图3所示，在吸嘴吸取LED芯片之前还包括：
01、将所述基板放置于基板装载区，所述基板在运送系统下将所述基板从所述装载区运送至所述共晶区。
可以但不限于，在吸嘴吸取LED芯片之前还包括：
02、将载有所述LED芯片的膜盘放置于芯片装载区，
03、所述吸嘴从所述芯片装载区吸取所述LED芯片。
04、将所述LED芯片在助焊剂盒中粘上适当助焊剂。
05、加热所述吸嘴，使所述LED芯片底部的金属焊料熔化并与共晶区基板指定位置结合。其中所述基板可以采用陶瓷基板，铜基板，铝基板等。可以但不限于，使用脉冲加热方式加热所述吸嘴。
06、达到预定加热时间后，停止加热，所述吸嘴离开所述LED芯片，完成一只所述LED芯片的共晶焊接。
07、重复操作，完成预定数量的所述LED芯片的共晶焊接。
08、将完成预定数量共晶焊接的所述LED芯片进行封胶，封装所述LED芯片。具体封胶过程参见实施例1中的步骤05。
本实施例中的具体共晶焊接过程，如图4所示，将载有所述LED芯片的膜盘放置于所述芯片装载区，同时将所述基板放置于基板装载区，在运送系统下将所述基板从所述装载区运送至所述共晶区，可以但不限于，所述共晶区温度低于320℃。
采用所述吸嘴吸取所述LED芯片，并将所述LED芯片在助焊剂盒中粘上适当助焊剂。通过脉冲加热方式加热所述吸嘴，使所述LED芯片受热，当所述LED芯片底部的金属焊料达到其熔点熔化时，将所述LED芯片与所述基板指定位置结合。所述LED芯片与所述基板接触达到预定加热时间后，脉冲加热系统停止加热，所述吸嘴离开所述LED芯片，所述LED芯片温度下降，金属焊料凝固，完成一只所述LED芯片的共晶焊接，将完成预定数量共晶焊接的所述LED芯片输送至完成品放置区。之后进行封胶，封装所述LED芯片。
由上可见，应用本实施例技术方案能更有效的提升产品的生产效率及质量。
实施例3：
在本实施例中采用陶瓷材料的基板，采用底部为金锡合金（Au:Sn=80%:20%）的所述LED芯片。
将所述陶瓷基板及所述LED芯片分别放置于基板装载区及芯片装载区，使用吸嘴吸取所述LED芯片，并粘上助焊剂。脉冲加热系统开始对所述吸嘴加热，并在温度达到金属焊料熔点（282℃）之后，将所述LED芯片放置于已从所述装载区传送到共晶区所述陶瓷基板上，停留0.5秒钟后，停止对吸嘴加热，同时所述吸嘴离开所述LED芯片，完成一只所述LED芯片的共晶。
将完成若干所述LED芯片共晶后的所述陶瓷基板，置于平整桌面上，在所述陶瓷基板四周固定高出所述LED芯片0.05mm的框架，再将混有荧光粉的胶水置于所述框架内，使用刮刀匀速来回刮2-3次，将所述胶水刮均匀并与所述框架等高。水平放置于80℃环境中烘烤0.5小时，再放置于150℃环境中烘烤0.5小时，使胶水完全固化。其中，所述荧光粉与胶水的配比如下：硅胶A:硅胶B:荧光粉=1:1:1.2。硅胶混合粘度约为5000mpa·s。
将烘烤干的产品放置于点胶系统的加热平台上，所述加热平台的底部加热温度至150℃，设定点胶速度为0.0023ml/s，点胶时间为3秒钟，在所述LED芯片正上方形成一个半球形透镜。该透镜成型胶粘度为20000mpa·S，在150℃环境中约3-5秒即可干。
将完成透镜成型的产品采用切割机按照预切线切割出单只产品。完成产品的封装。
由上可见，整个封装过程的工艺简单，节省原材料，也无需额外的昂贵的设备，大大降低了成本，并且生产效率高产品质量好。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种倒装共晶LED封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
吸嘴吸取LED芯片，
加热所述吸嘴，使所述LED芯片底部的金属焊料熔化并与共晶区基板指定位置结合，
达到预定加热时间后，停止加热，所述吸嘴离开所述LED芯片，完成一只所述LED芯片的共晶焊接，
重复操作，完成预定数量的所述LED芯片的共晶焊接，
将完成预定数量共晶焊接的所述LED芯片进行封胶，封装所述LED芯片。
2.如权利要求1所述的一种倒装共晶LED封装方法，其特征在于，所述封胶，包括对完成预定数量共晶焊接的所述LED芯片进行荧光粉涂布，具体是：
将完成预定数量共晶焊接的所述LED芯片放置于一平整载具上，在所述基板四周固定一水平框架，所述框架在垂直方向比所述LED芯片高，将混有荧光粉的胶水置于所述框架内，将所述胶水刮均匀至与所述框架等高，并置于一定温度的环境中烘烤干，去除所述框架在所述LED芯片表面覆上预定厚度的荧光粉层。
3.如权利要求2所述的一种倒装共晶LED封装方法，其特征在于，在完成荧光粉涂布之后还包括透镜成型，所述透镜成型具体是：
将完成荧光粉涂布的所述LED芯片放置在加热台中，在预定温度下，将固定量的胶水按一定速度点在所述荧光粉层上，在单个所述LED芯片的正上方形成一个类半球形透镜。
4.如权利要求3所述的一种倒装共晶LED封装方法，其特征在于，所述透镜成型中采用快速固化的成型胶。
5.如权利要求2所述的一种倒装共晶LED封装方法，其特征在于，所述基板与所述框架之间采用粘接固定。
6.如权利要求1所述的一种倒装共晶LED封装方法，其特征在于，在将完成预定数量共晶焊接的所述LED芯片进行封胶之后还包括，按照预定的切割区域将所述基板切开。
7.如权利要求1所述的一种倒装共晶LED封装方法，其特征在于，在吸嘴吸取LED芯片之前还包括：将所述基板放置于基板装载区，所述基板在运送系统下将所述基板从所述装载区运送至所述共晶区。
8.如权利要求1所述的一种倒装共晶LED封装方法，其特征在于，在吸嘴吸取LED芯片之前还包括：将载有所述LED芯片的膜盘放置于芯片装载区，所述吸嘴从所述芯片装载区吸取所述LED芯片。
9.如权利要求1所述的一种倒装共晶LED封装方法，其特征在于，在所述吸嘴吸取所述LED芯片之后，与共晶区基板指定位置结合之前，还包括，将所述LED芯片在助焊剂盒中粘上适当助焊剂。
10.如权利要求1所述的一种倒装共晶LED封装方法，其特征在于，使用脉冲加热方式加热所述吸嘴。
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