芯片级封装的倒装LED白光芯片的制备方法
技术领域
本发明涉及一种芯片级封装的倒装LED白光芯片的制备方法。
背景技术
半导体照明技术是21世纪最具有发展前景的高科技领域之一,而发光二极管(LightEmitting Diode,以下简称LED)是其核心技术。LED是一类能直接将电能转化为光能的发光元件,由于它具有工作电压低、耗电量小、发光效率高、发光响应时间极短、光色纯、结构牢固、抗冲击、耐振动、性能稳定可靠、重量轻、体积少和成本低等一系列特性,因而得到了广泛的应用和突飞猛进的发展。
随着功率型白光LED制造技术的不断完善,其发光效率、亮度和功率都有了大幅度提高。为了制造出高性能、高功率型白光LED器件,对芯片制造技术、荧光粉制造技术和散热技术要求很高。LED芯片封装材料的性能和封装工艺对其发光效率、亮度以及使用寿命也将产生显著影响。从芯片制造、封装材料研究和封装工艺的角度来讲,延长LED的寿命和增强出光效率重点需要解决的关键问题是:芯片制作和封装工艺。
目前,LED白光芯片的制备一般需要进行很多工艺步骤才能完成,例如清洗支架芯片、固晶、烘烤固化、焊线、点胶(含荧光粉)、烘烤固化、测试分拣等,其中点胶和烘烤固化是封装步骤过程中的至关重要步骤。
其中,LED封装步骤是LED白光芯片的制备过程中至关重要的步骤。LED封装一般采用点胶工艺和分阶段固化工艺,这就意味着LED封装厂家必须将封装胶的A组分和B组分准确称重,并且添加一定比例的荧光粉,混合均匀后,经过脱泡,灌入点胶器中,经过点胶设备,进行点胶。该封装工艺存在很多弊病,例如所用的封装胶粘度大,不容易混合均匀;混合后的胶不容易脱泡,导致封装胶体内含有气泡,造成封装芯片容易产生残次品;荧光粉比重大于封装胶,所以荧光粉在封装胶内容易产生沉降,造成封装LED的色温和显色指数变化大,这就要求对完成封装的LED芯片必须经过测试分筛,才能使用,所以目前的生产路线长,效率低,批次稳定性差;此外,封装厂家必须在短时间内完成非常繁琐使用过程,而且混合后的封装胶使用时间特别短,一般仅仅8个小时。超过使用时间后,混合胶粘度升高,不再适宜点胶,这造成封装胶浪费。此外,目前的工艺路线只能单颗制造,存在生产路线长、成本高、效率低和批次稳定性差的严重问题。
总之,现有LED芯片封装过程容易产生残次品,而且工艺路线长、点胶时间长、成品率低,以及生产效率低下,从而导致生产成本高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种芯片级封装的倒装LED白光芯片的制备方法。
芯片级封装的倒装LED白光芯片的制备方法,包括如下步骤:
用下方法之一种进行:
1)在固晶定位光罩1的上表面临时固定UV固化胶带2-1,在UV固化胶带的上表面按固晶定位光罩上的定位位置设置倒装芯片3,用荧光胶膜4覆盖住倒装芯片,在真空条件下,使得荧光胶膜完全粘贴在倒装芯片上,在常压下,加热使荧光胶膜固化封装于倒装芯片,沿各个封装后的倒装芯片间的间隙切割,去除固晶定位光罩,再进行UV照射使UV固化胶带固化,去除固化后的UV固化胶带,得到芯片级封装的倒装LED白光芯片5;
2)在透明支撑物的上表面临时固定UV固化胶带2-1,使用高精度电脑程控定位的排片机,吸取倒装芯片3,在预设定坐标程序控制下,将倒装芯片3按阵列固定在UV固化胶带的上表面;用荧光胶膜4覆盖住倒装芯片,在真空条件下,使得荧光胶膜完全粘贴在倒装芯片上,在常压下,加热使荧光胶膜固化封装于倒装芯片,沿各个封装后的倒装芯片间的间隙切割,去除透明支撑物,再进行UV照射使UV固化胶带固化,去除固化后的UV固化胶带,得到芯片级封装的倒装LED白光芯片5;
3)在固晶定位光罩1的上表面临时固定热剥离胶带2-2,在热剥离胶带的上表面按固晶定位光罩上的定位位置设置倒装芯片3;用荧光胶膜4覆盖住倒装芯片,在真空条件下,使得荧光胶膜完全粘贴在倒装芯片上,在常压下,加热使荧光胶膜固化封装于倒装芯片,沿各个封装后的倒装芯片间的间隙切割,去除固晶定位光罩,去除热剥离胶带,得到芯片级封装的倒装LED白光芯片5;
4)或在透明支撑物的上表面临时固定热剥离胶带2-2,使用高精度电脑程控定位的排片机,吸取倒装芯片3,在预设定坐标程序控制下,将倒装芯片3按阵列固定在热剥离胶带的上表面;用荧光胶膜4覆盖住倒装芯片,在真空条件下,使得荧光胶膜完全粘贴在倒装芯片上,在常压下,加热使荧光胶膜固化封装于倒装芯片,沿各个封装后的倒装芯片间的间隙切割,去除透明支撑物,去除热剥离胶带,得到芯片级封装的倒装LED白光芯片5。
荧光胶膜优选远程激发荧光膜或粘性荧光胶膜。
粘性荧光胶膜用下述方法制成:
(1)按质量称取:100份乙烯基硅橡胶,5-50份气相二氧化硅,2-50份乙烯基硅油,1-50份甲基乙烯基MQ硅树脂,0.1-3份羟基硅油,5-250份LED荧光粉,混合得混合物1;
所述乙烯基硅油的乙烯基含量为0.001%-15%、粘度为3000-200000mPa.s;
所述甲基乙烯基MQ硅树脂的乙烯基含量为0.1%-15%、粘度为5000-200000mPa.s,
所述羟基硅油的粘度范围为10-50mPa.s;
(2)按质量称取:0.00005~0.001份抑制剂,1~5份增粘剂,3.0×10-4~1.5×10-3份卡式铂金催化剂,氢含量为0.1%-1.6%、粘度为5-500mPa.s的甲基含氢硅油,使所述甲基含氢硅油中的Si-H摩尔数是混合物1中乙烯基摩尔数的1.1-5倍;
(3)将步骤(2)的各组份加入到混合物1中,经捏合机、双辊开炼机或密炼机混炼均匀得混合物2,将混合物2挤出于离型膜上并覆盖另一离型膜、压延。
乙烯基硅橡胶优选分子量为40-80万、乙烯基含量为0.04-1.1%乙烯基甲基硅橡胶,或分子量为20-80万的苯含量为4%-25%的乙烯基苯基硅橡胶。
气相二氧化硅优选HL-150,HL-200,HL-200H,HL-300,HL-380,HB-215,HB-615,HB-620,HB-630,HB-135和HB-139中的至少一种。
LED荧光粉为YAG荧光粉、氮化物荧光粉和硅酸盐系荧光粉至少两种。
抑制剂优选1-乙炔-1-环已醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、2-苯基-3-丁炔-2-醇中的至少一种。
增粘剂优选γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(乙氧甲氧基)硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
增粘剂还可以选含有环氧基和异氰基改性增粘剂,所述含有环氧基和异氰基改性增粘剂用下述方法制成:氮气保护下,将1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷升温至40~60℃,在3~5小时内滴加由1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸异氰基乙酯与浓度为0.1~0.5wt%氯铂酸的异丙醇溶液组成的混合液,在60~80℃反应2~3小时;所述1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷与甲基丙烯酸异氰基乙酯依次用a、b、c和d表示,所述a:b:c:d的摩尔比=1:(0~3):(0~3):(0~3),并且,2≤b+c+d≤4;所述氯铂酸的添加量为a、b、c和d总量的10~50ppm。
增粘剂还可以为为含有环氧基和异氰基改性增粘剂,所述含有环氧基和异氰基改性增粘剂用下述方法制成:氮气保护下,将高含氢硅油升温至40~60℃,在3~5小时内滴加由1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸异氰基乙酯与浓度为0.1~0.5wt%氯铂酸的异丙醇溶液组成的混合液,在60~80℃反应2~3小时;所述高含氢硅油的硅氢的摩尔数、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷与甲基丙烯酸异氰基乙酯依次用e、b、c和d表示,e:b:c:d的摩尔比=1:(0~0.3):(0~0.3):(0~0.3),并且,b+c+d≥0.1;所述氯铂酸的添加量为e、b、c和d总量的10~50ppm;所述高含氢硅油为粘度25℃时22-28mm2/s,含氢质量为1%-1.6%。
本发明的优点:
本发明方法为芯片级封装的倒装LED白光芯片制备方法,以芯片级封装完成封装芯片的生产。本发明的芯片级封装的倒装LED白光芯片制备的方法,简化了工艺流程,避免了原有工艺中混胶和点胶工艺,可以大大地提高生产效率,同时提高成品率和大幅度降低生产成本。本发明的制备方法,具有操作简单,工艺参数容易控制,完全避免了荧光粉沉降,使得倒装LED白光芯片的批次稳定性高,色温一致。所得到的一种芯片级封装的倒装LED白光芯片其中的芯片和封装膜粘结强,芯片级封装的倒装LED白光芯片耐高低温冲击,耐回流焊,长时间使用不老化。折光系数1.40~1.43,硬度与柔韧性适中。
附图说明
图1为本发明的方法的工艺流程图。图中:1固晶定位光罩,2-1UV固化胶带,2-2热剥离胶带,3倒装芯片,4荧光胶膜,芯片级封装的倒装LED白光芯片5。
图2为粘性荧光胶膜的制备过程示意图。其中11挤出机,12纸质离型膜,13粘性荧光胶膜,14PET离型膜,15压延辊,16自由垂直张力杆,17带有离型膜的粘性荧光胶膜,18张力可调收卷辊
图3为封装后切割前的倒装LED白光芯片的仰视照片。
图4为封装后切割后的倒装LED白光芯片的仰视照片。
图5为封装后切割后的倒装LED白光芯片的俯视照片。
具体实施方式
本发明中所述的芯片级封装是指Chip Scale Package(CSP),它是新一代的芯片封装技术,封装体尺寸相比芯片尺寸不大于120%,且功能完整的封装元件。CSP器件的优势在于单个器件的封装简单化,小型化,尽可能降低每个器件的物料成本。由倒装芯片实现的芯片级白光LED封装即白光芯片,可直接贴装于印刷线路板上,省去支架或基板,工艺上节省了固晶、打线、点胶封装等步骤,大大的简化了LED产业链的生产环节,方便下游客户应用,并极大地节省成本。
本发明中所述的固晶定位光罩1为在玻璃基板带有黑色定位标记,为固晶过程提供精确定位,利用该定位光罩可以按照要求精确放置晶圆和芯片。
本发明中所述的排片机为北京中电科电子科装备有限公司DB-6208T排片机,DB-6208排片机或者其他公司的排片机。排片机可以在高精度电脑程控定位,吸取倒装芯片3,在预设定坐标程序控制下,将倒装芯片3按阵列固定在UV固化胶带或热剥离胶带的上表面上。
透明支撑物是指无色透明玻璃板,透明有机玻璃板,透明聚苯乙烯板,透明聚对苯二甲酸乙二醇酯板,透明聚聚碳酸酯板等。
本发明中所述的LED荧光粉为YAG荧光粉、氮化物荧光粉和硅酸盐系荧光粉至少一种。YAG荧光粉为YAG YG538荧光粉(弘大贸易股份有限公司),英特美型号为YAG-01,YAG-02,YAG-1A,YAG-2A,YAG-04,YAG-05和YAG-06,杭州萤鹤光电材料有限公司型号为YH-Y538M,YH-Y558M,YH-Y565M。
氮化物荧光粉为MPR-1003/D(三菱化学(中国)商贸有限公司)、YH-C625E荧光粉(杭州萤鹤光电材料有限公司)、YH-C630E和YH-C630荧光粉(杭州萤鹤光电材料有限公司),迪诺系列(DINO)氮化物型号为DAM3028A,DAM3028,DAM3058,暖白高显色单粉,氮化物高显红粉型号为R-610,R-620,R-630,R-640,R-650,R-655,R-670。
硅酸盐系荧光粉为G2762-10(兰博光电(苏州)科技有限公司)、G2762-15(兰博光电(苏州)科技有限公司)、德国默克硅酸盐荧光粉型号为SGA515-100、SGA521-100、SGA530-100、SGA 540-100、SGA 550-100、SGA560-100、SGA580-100、SGA600-100和SGA605-100。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
增粘剂(含有环氧基和异氰基改性增粘剂)的制备:氮气保护下,将1,3,5,7‐四甲基环四硅氧烷升温至40℃,在5小时内滴加由1,2‐环氧‐4‐乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸异氰基乙酯与浓度为0.5wt%氯铂酸的异丙醇溶液组成的混合液,在60℃反应3小时,得到增粘剂;所述1,3,5,7‐四甲基环四硅氧烷、1,2‐环氧‐4‐乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷与甲基丙烯酸异氰基乙酯依次用a、b、c和d表示,所述a:b:c:d的摩尔比=1:1:1:1,并且,b+c+d=3;所述氯铂酸的添加量为a、b、c和d总量的50ppm。
实施例2
增粘剂(含有环氧基和异氰基改性增粘剂)的制备:氮气保护下,将1,3,5,7‐四甲基环四硅氧烷升温至60℃,在3小时内滴加由1,2‐环氧‐4‐乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸异氰基乙酯与浓度为0.1wt%氯铂酸的异丙醇溶液组成的混合液,在80℃反应2小时,得到增粘剂;所述1,3,5,7‐四甲基环四硅氧烷、1,2‐环氧‐4‐乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷与甲基丙烯酸异氰基乙酯依次用a、b、c和d表示,所述a:b:c:d的摩尔比=1:0.5:0.5:1,并且,b+c+d=2;所述氯铂酸的添加量为a、b、c和d总量的10ppm。
实施例3
增粘剂(含有环氧基和异氰基改性增粘剂)的制备:氮气保护下,将1,3,5,7‐四甲基环四硅氧烷升温至50℃,在4小时内滴加由1,2‐环氧‐4‐乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸异氰基乙酯与浓度为0.3wt%氯铂酸的异丙醇溶液组成的混合液,在70℃反应2.5小时,得到增粘剂;所述1,3,5,7‐四甲基环四硅氧烷、1,2‐环氧‐4‐乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷与甲基丙烯酸异氰基乙酯依次用a、b、c和d表示,所述a:b:c:d的摩尔比=1:3:0.5:0.5,并且,b+c+d=4;所述氯铂酸的添加量为a、b、c和d总量的30ppm。
实施例4
增粘剂(含有环氧基和异氰基改性增粘剂)的制备:氮气保护下,将1,3,5,7‐四甲基环四硅氧烷升温至50℃,在4小时内滴加由乙烯基三甲氧基硅烷与浓度为0.3wt%氯铂酸的异丙醇溶液组成的混合液,在70℃反应2.5小时,得到增粘剂;所述1,3,5,7‐四甲基环四硅氧烷与乙烯基三甲氧基硅烷依次用a和c表示,所述a:c的摩尔比=1:3,并且,c=3;所述氯铂酸的添加量为a和c总量的30ppm。
实施例5
增粘剂(含有环氧基和异氰基改性增粘剂)的制备:氮气保护下,将1,3,5,7‐四甲基环四硅氧烷升温至40℃,在5小时内滴加由1,2‐环氧‐4‐乙烯基环己烷、甲基丙烯酸异氰基乙酯与浓度为0.1wt%氯铂酸的异丙醇溶液组成的混合液,在60℃反应3小时,得到增粘剂;所述1,3,5,7‐四甲基环四硅氧烷、1,2‐环氧‐4‐乙烯基环己烷与甲基丙烯酸异氰基乙酯依次用a、b和d表示,所述a:b:d的摩尔比=1:1:3,并且,b+d=4;所述氯铂酸的添加量为a、b和c总量的50ppm。
实施例6
增粘剂(含有环氧基和异氰基改性增粘剂)的制备:氮气保护下,将1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷升温至40℃,在5小时内滴加由1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷与浓度为0.1wt%氯铂酸的异丙醇溶液组成的混合液,在60℃反应3小时;所述1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷依次用a、b和c表示,所述a:b:c的摩尔比=1:1:3;并且,b+c=4;所述氯铂酸的添加量为a、b和c总量的10ppm。
实施例7
增粘剂(含有环氧基和异氰基改性增粘剂)的制备:氮气保护下,将1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷升温至60℃,在3小时内滴加由1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸异氰基乙酯与浓度为0.5wt%氯铂酸的异丙醇溶液组成的混合液,在80℃反应2小时;所述1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷与甲基丙烯酸异氰基乙酯依次用a、b、c和d表示,所述a:b:c:d的摩尔比=1:0.5:0.5:1;b+c+d=2;所述氯铂酸的添加量为a、b、c和d总量的50ppm。
实施例8
增粘剂(含有环氧基和异氰基改性增粘剂)的制备:氮气保护下,将1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷升温至60℃,在3小时内滴加由1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷与浓度为0.5wt%氯铂酸的异丙醇溶液组成的混合液,在80℃反应2小时;所述1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷依次用a、b、c表示,所述a:b:c的摩尔比=1:1.5:1.5;所述氯铂酸的添加量为a、b、c总量的15ppm。
实施例9
增粘剂(含有环氧基和异氰基改性增粘剂)的制备:氮气保护下,将高含氢硅油升温至60℃,在5小时内滴加由1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸异氰基乙酯与浓度为0.5wt%氯铂酸的异丙醇溶液组成的混合液,在80℃反应3小时;所述高含氢硅油的硅氢的摩尔数、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷与甲基丙烯酸异氰基乙酯依次用e、b、c和d表示,e:b:c:d的摩尔比=1:0.3:0.3:0.3,并且,b+c+d=0.9;所述氯铂酸的添加量为e、b、c和d总量的10ppm;所述高含氢硅油为粘度25℃时28mm2/s,含氢质量为1.6%。
实施例10
增粘剂(含有环氧基和异氰基改性增粘剂)的制备:氮气保护下,将高含氢硅油升温至40℃,在3小时内滴加由1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、甲基丙烯酸异氰基乙酯与浓度为0.5wt%氯铂酸的异丙醇溶液组成的混合液,在80℃反应3小时;所述高含氢硅油的硅氢的摩尔数、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷与甲基丙烯酸异氰基乙酯依次用e、b和d表示,e:b:d的摩尔比=1:0.1:0.1,并且,b+d=0.2;所述氯铂酸的添加量为e、b和d总量的50ppm;所述高含氢硅油为粘度25℃时22mm2/s,含氢质量为1%。
实施例11
增粘剂(含有环氧基和异氰基改性增粘剂)的制备:氮气保护下,将高含氢硅油升温至50℃,在4小时内滴加由1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷与浓度为0.1wt%氯铂酸的异丙醇溶液组成的混合液,在60℃反应2小时;所述高含氢硅油的硅氢的摩尔数、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷依次用e、b、c表示,e:b:c的摩尔比=1:0.1:0.5,并且,b+c=0.6;所述氯铂酸的添加量为e、b、c总量的30ppm;所述高含氢硅油为粘度25℃时25mm2/s,含氢质量为1.2%。
实施例12
增粘剂(含有环氧基和异氰基改性增粘剂)的制备:氮气保护下,将高含氢硅油升温至50℃,在4小时内滴加由乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸异氰基乙酯与浓度为0.2wt%氯铂酸的异丙醇溶液组成的混合液,在70℃反应2.5小时;所述高含氢硅油的硅氢的摩尔数、乙烯基三甲氧基硅烷与甲基丙烯酸异氰基乙酯依次用e、c和d表示,e:c:d的摩尔比=1:0.3:0.2,并且,c+d=0.5;所述氯铂酸的添加量为e、c和d总量的40ppm;所述高含氢硅油为粘度25℃时28mm2/s,含氢质量为1.6%。
实施例13
增粘剂(含有环氧基和异氰基改性增粘剂)的制备:氮气保护下,将高含氢硅油升温至60℃,在3小时内滴加由1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸异氰基乙酯与浓度为0.4wt%氯铂酸的异丙醇溶液组成的混合液,在75℃反应2.5小时;所述高含氢硅油的硅氢的摩尔数、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷与甲基丙烯酸异氰基乙酯依次用e、b、c和d表示,e:b:c:d的摩尔比=1:0.03:0.03:0.04,并且,b+c+d=0.1;所述氯铂酸的添加量为e、b、c和d总量的20ppm;所述高含氢硅油为粘度25℃时28mm2/s,含氢质量为1%。
实施例14
粘性荧光胶膜制备:
(1)按表1所示称取:乙烯基硅橡胶,气相二氧化硅,乙烯基硅油,甲基乙烯基MQ硅树脂,羟基硅油,LED荧光粉,混合得混合物1;
(2)按表2所示称取:抑制剂,增粘剂,卡式铂金催化剂,甲基含氢硅油;
(3)将步骤(2)的各组份加入到混合物1中,在室温下,经捏合机混炼均匀得混合物2,将混合物2挤出,经过图2中示意过程,将混合物2夹于纸质离型膜和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)离型膜之间,再经过压延,控制压延辊的间隙,制得带有离型膜的粘性荧光胶膜见表3。
本实施例的捏合机也可以用双辊开炼机或密炼机替代,其它步骤同本实施例,所获得的粘性荧光胶膜与本实施例获得的粘性荧光胶膜相同。
本实施例的所用荧光粉,也可以用其他厂家的其他型号荧光粉替代,其它步骤同本实施例,所获得的粘性荧光胶膜与本实施例获得的粘性荧光胶膜相同。
本实施例的所用乙烯基硅橡胶,也可以用其他厂家的其他型号乙烯基硅橡胶替代,其它步骤同本实施例,所获得的粘性荧光胶膜与本实施例获得的粘性荧光胶膜相同。
本实施例的所用气相二氧化硅,也可以用其他厂家的其他型号气相二氧化硅替代,其它步骤同本实施例,所获得的粘性荧光胶膜与本实施例获得的粘性荧光胶膜相同。
本实施例的所用乙烯基硅油,也可以用其他厂家的其他型号乙烯基硅油替代,其它步骤同本实施例,所获得的粘性荧光胶膜与本实施例获得的粘性荧光胶膜相同。
本实施例的所用甲基乙烯基MQ硅树脂,也可以用其他厂家的其他型号甲基乙烯基MQ硅树脂替代,其它步骤同本实施例,所获得的粘性荧光胶膜与本实施例获得的粘性荧光胶膜相同。
本实施例的所用羟基硅油,也可以用其他厂家的其他型号羟基硅油替代,其它步骤同本实施例,所获得的粘性荧光胶膜与本实施例获得的粘性荧光胶膜相同。
表1粘性荧光胶膜的混合物1的组成,(表中括号内的数为质量份数)
LED荧光粉为YAG荧光粉、氮化物荧光粉和硅酸盐系荧光粉至少两种,YAG荧光粉选自:YG538、YH-Y558M、YAG-01、YAG-04、YH-Y565M,还可以选本系列中的其它型号YAG荧光粉。
Y1:质量比为8:1的YAG荧光粉中的YG538和氮化物荧光粉中的MPR-1003/D
Y2:质量比为12:1的YAG荧光粉中的YH-Y558M和氮化物荧光粉中的YH-C630
Y3:质量比为15:1的YAG荧光粉中的YAG-01和氮化物荧光粉中的YH-C625E
Y4:质量比为10:1:2的YAG荧光粉中的YAG-04,氮化物荧光粉中的DAM3028A,硅酸盐系荧光粉为G2762-15
Y5:质量比为5:1:5的YAG荧光粉中的YH-Y565M,氮化物荧光粉中的R-610,硅酸盐系荧光粉为G2762-10。
氮化物荧光粉选自:MPR-1003/D、YH-C630、YH-C625E、DAM3028A,还可以选本系列中的其它型号氮化物荧光粉。硅酸盐系荧光粉选G2762-10,还可以选本系列中的其它型号硅酸盐荧光粉。
各实施例的所用荧光粉,也可以用其他厂家的其他型号荧光粉替代,其它步骤同本实施例,所获得的粘性荧光胶膜与本实施例获得的粘性荧光胶膜相同。本实施例的所用荧光粉中各种荧光粉的比例,也可以用其他比例替代,其它步骤同本实施例,所获得的粘性荧光胶膜与本实施例获得的粘性荧光胶膜相同,只是所发出光色温有所不同。
表2.步骤(2)的各组份(表中的数为质量份数)
表3.将表2的各组份加入到混合物1中制备得到的粘性荧光胶膜
实施例15
芯片级封装的倒装LED白光芯片的制备方法(见图1),包括如下步骤:
在固晶定位光罩1的上表面临时固定UV固化胶带2-1,在UV固化胶带的上表面按固晶定位光罩上的定位位置设置倒装芯片3,将荧光胶膜4覆盖住倒装芯片(先将带有离型膜的粘性荧光胶膜剥离掉离型膜),在真空条件下,使得荧光胶膜完全粘贴在倒装芯片上,在常压下,加热(80-170℃,加热0.5-8小时,其中:实施例15-1~实施例15-9加热至80℃,加热0.5小时,然后在120℃,加热4小时;实施例15-10~实施例15-12加热至80℃,加热8小时;实施例15-13和实施例15-14加热至100℃,加热6小时;实施例15-15~实施例15-20加热至120℃,加热4小时;实施例15-21~实施例15-23加热至140℃,加热2小时;实施例15-24和实施例15-25加热至170℃,加热0.5小时)使荧光胶膜固化封装于倒装芯片,沿各个封装后的倒装芯片间的间隙切割,去除固晶定位光罩,再进行UV照射(UV照射是50瓦-1000瓦紫外UV灯,照射距离10厘米-50厘米,照射时间为5秒-30分钟,其中:实施例15-1~实施例15-5采用50瓦紫外UV灯,照射距离10厘米,照射时间为30分;实施例15-6~实施例15-15采用500瓦紫外UV灯,照射距离30厘米,照射时间为5分,实施例15-16~实施例15-25采用1000瓦紫外UV灯,照射距离50厘米,照射时间为5秒)使UV固化胶带固化,去除固化后的UV固化胶带,得到芯片级封装的倒装LED白光芯片5见表4。
带有离型膜的粘性荧光胶膜的制备如图2所示。
对本发明所制备的芯片级封装的倒装LED白光芯片的性能进行检测,实验结果见表4,检测结果表明,热固化完全,UV固化胶带剥离完全,得到表面光滑的封装芯片。封装胶膜和芯片没有开裂,芯片发光部分完全被包封,没有漏光现象。固化胶膜折光系数1.40~1.43,硬度与柔韧性适中。经红墨水实验证实所有封装通过检测合格。全部封装芯片通过冷热冲击实验。死灯率为零,确保合格率100%。经过色温检测,发现每个实施例1000个封装芯片的色温最大误差不超过1.5%,说明可以同一批次内,每个封装芯片之间没有色温差异,不需要分拣就可以使用。特别是没有批次差异,每个批次封装的芯片具有相同色温和显色指数(显色指数变化小于0.3%)。
这些实验结果说明本发明方法所述的芯片级封装的倒装LED白光芯片制备方法,以芯片级封装完成封装芯片的生产。本发明的芯片级封装的倒装LED白光芯片制备的方法,简化了工艺流程,避免了原有工艺中混胶和点胶工艺,可以大大地提高生产效率,同时提高成品率和大幅度降低生产成本。本发明的制备方法,具有操作简单,工艺参数容易控制,完全避免了荧光粉沉降,使得倒装LED白光芯片的批次稳定性高,色温一致。所得到的一种芯片级封装的倒装LED白光芯片其中的芯片和封装膜粘结强,芯片级封装的倒装LED白光芯片耐高低温冲击,耐回流焊,长时间使用不老化。
实施例16
芯片级封装的倒装LED白光芯片的制备方法(见图1),包括如下步骤:
在固晶定位光罩1的上表面临时固定热剥离胶带2-2,在热剥离胶带的上表面按固晶定位光罩上的定位位置设置倒装芯片3,用荧光胶膜4覆盖住倒装芯片,抽真空,使得荧光胶膜完全粘贴在倒装芯片上。在常压下,加热使荧光胶膜固化封装于倒装芯片,沿各个封装后的倒装芯片间的间隙切割,去除固晶定位光罩,去除热剥离胶带,得到芯片级封装的倒装LED白光芯片5见表4。
对本发明所制备的芯片级封装的倒装LED白光芯片的性能进行检测,实验结果见表4,检测结果表明,热固化完全,UV固化胶带剥离完全,得到表面光滑的封装芯片。封装胶膜和芯片没有开裂,芯片发光部分完全被包封,没有漏光现象。固化胶膜折光系数1.40~1.43,硬度与柔韧性适中。经红墨水实验证实所有封装通过检测合格。全部封装芯片通过冷热冲击实验。死灯率为零,确保合格率100%。经过色温检测,发现每个实施例1000个封装芯片的色温最大误差不超过1.5%,说明可以同一批次内,每个封装芯片之间没有色温差异,不需要分拣就可以使用。特别是没有批次差异,每个批次封装的芯片具有相同色温和显色指数(显色指数变化小于0.4%)。
这些实验结果说明本发明方法所述的芯片级封装的倒装LED白光芯片制备方法,以芯片级封装完成封装芯片的生产。本发明的芯片级封装的倒装LED白光芯片制备的方法,简化了工艺流程,避免了原有工艺中混胶和点胶工艺,可以大大地提高生产效率,同时提高成品率和大幅度降低生产成本。本发明的制备方法,具有操作简单,工艺参数容易控制,完全避免了荧光粉沉降,使得倒装LED白光芯片的批次稳定性高,色温一致。所得到的一种芯片级封装的倒装LED白光芯片其中的芯片和封装膜粘结强,芯片级封装的倒装LED白光芯片耐高低温冲击,耐回流焊,长时间使用不老化。
具体固化条件、热固化评价及外观评价等见表4。
表4:
表4中的固化条件(℃/h)以80/0.5,120/4为例,表示为80℃维持0.5h后再在120℃维持4h。
表4中所述UV固化胶带(2-1)为UV膜(昆山禹森光电有限公司)、UV胶带(昆山禹森光电有限公司)、晶圆切割胶带(昆山禹森光电有限公司)、UV固化胶带(昆山禹森光电有限公司)、UV固化保护膜(日本格林开思茂光电科技股份有限公司)、UV固化膜(日本格林开思茂光电科技股份有限公司)、UV保护膜(日本格林开思茂光电科技股份有限公司),UDT-1025MC、UDT-1325D和UDT-1915MC(立承德科技(深圳)有限公司),UDT-1025和UDT-1325(日本东洋化学DENKA ADTECSCO.,LTD.)。
所述的热剥离胶带(2-2)选自热剥离胶带(深圳德固赛诺技术有限公司,深圳市一中科技有限公司,也可以选用:日东电工NITTO DENKO Corporation(型号为NWS-W320H和NWS—Y5V),韩国Fine Technology Co.,Ltd.(型号为VGF-303D)。
实施例17
在透明支撑物的上表面临时固定UV固化胶带2-1,(图1所示,用透明支撑物替换图1的固晶定位光罩1)使用高精度电脑程控定位的排片机,吸取倒装芯片3,在预设定坐标程序控制下,将倒装芯片3按阵列固定在UV固化胶带的上表面;用荧光胶膜4覆盖住倒装芯片,在真空条件下,使得荧光胶膜完全粘贴在倒装芯片上,在常压下,加热使荧光胶膜固化封装于倒装芯片,沿各个封装后的倒装芯片间的间隙切割,去除透明支撑物,再进行UV照射使UV固化胶带固化,去除固化后的UV固化胶带,得到芯片级封装的倒装LED白光芯片5;
实施例17-1至17-5的透明支撑物分别为无色透明玻璃板,透明有机玻璃板,透明聚苯乙烯板,透明聚对苯二甲酸乙二醇酯板,透明聚聚碳酸酯,实施例17-6至17-25的透明支撑物为无色透明玻璃板。
实施例17-1至17-25使用的粘性荧光胶膜依次与表4中的实施例14-1至14-25相同,UV固化胶带、固化条件(℃/h)也依次相同,所获得的芯片级封装的倒装LED白光芯片5的热固化评价、红墨水实验、冷热冲击实验、死灯率、批次差异也依次相同。
实施例18
在透明支撑物的上表面临时固定热剥离胶带2-2,使用高精度电脑程控定位的排片机,吸取倒装芯片3,在预设定坐标程序控制下,将倒装芯片3按阵列固定在热剥离胶带的上表面;用荧光胶膜4覆盖住倒装芯片,在真空条件下,使得荧光胶膜完全粘贴在倒装芯片上,在常压下,加热使荧光胶膜固化封装于倒装芯片,沿各个封装后的倒装芯片间的间隙切割,去除透明支撑物,去除热剥离胶带,得到芯片级封装的倒装LED白光芯片5。
实施例18-1至18-5的透明支撑物分别为无色透明玻璃板,透明有机玻璃板,透明聚苯乙烯板,透明聚对苯二甲酸乙二醇酯板,透明聚聚碳酸酯,
实施例18-1至18-5使用的粘性荧光胶膜依次与表4中的实施例16-1至16-5相同,热剥离胶带、固化条件(℃/h)也依次相同,所获得的芯片级封装的倒装LED白光芯片5的热固化评价、红墨水实验、冷热冲击实验、死灯率、批次差异也依次相同。
实施例19
以远程激发荧光膜(纳晶科技股份有限公司)代替实施例15-1中的粘性荧光胶膜,其他过程制备同实施例15,得到封装芯片,经热固化、外观检查、红墨水实验评价、冷热冲击实验、死灯率检测等,发现热固化完全,但是封装不完全,有局部漏光,而且红墨水实验有部分封装芯片不合格,死灯率较高10%。说明远程激发荧光膜对芯片粘附性能略差。
实施例20
以远程激发荧光膜(纳晶科技股份有限公司)代替实施例16-1中的粘性荧光胶膜,其他过程制备同实施例16,得到封装芯片,经热固化、外观检查、红墨水实验评价、冷热冲击实验、死灯率检测等,发现热固化完全,但是封装不完全,有局部漏光,而且红墨水实验有部分封装芯片不合格,死灯率较高10%。说明远程激发荧光膜对芯片粘附性能略差。
芯片级封装的倒装LED白光芯片制备的热固化评价,观察固化是否完全,评价热固化性能。
对芯片级封装的倒装LED白光芯片外观进行评价,通过显微镜观察评价表面光滑程度、统计分析荧光胶膜和芯片间有无封装胶开裂。如果表面光滑、无开裂说明封装效果良好。
对热固化后本发明的封装胶经行红墨水实验,煮沸24小时,评价其粘附性能。如果有红墨水渗漏,则不合格。
热固化后本发明的封装胶折光指数测定。
芯片色温测试采用Led色温测试仪测定。
冷热冲击采用冷热冲击实验箱,温度范围为-40度-200度,经过50个高低温循环后,观察封装胶和芯片是否有开裂,如果没有就为通过。
死灯率是指封装后的Led芯片通电点亮,每百个芯片中不能点亮的比例为死灯率。
批次之间差异(批次稳定性)是指按照相同操作过程,制备出20批次,检测封装效果和色温等。