CN105322071A - 一种芯片级白光led及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种芯片级白光LED及其制作方法，包括：将多个LED芯片间隔预设的距离置于胶膜上，放置在甩胶机工作台上；将预定量的混合有荧光粉和胶体的混合物置于多个LED芯片上，同时开启甩胶机，使胶体均匀覆盖在多个LED芯片四周；固化混合有荧光粉和胶体的混合物，形成荧光粉胶层；切割以得到多个单颗封装好的白光LED。通过上述方式，本发明能够实现荧光粉涂层均匀性、厚度可控，且一致性良好，发光角度大，能够降低生产成本，适于大批量生产。

Description

一种芯片级白光LED及其制作方法

技术领域

本发明涉及白光LED领域，特别是涉及一种芯片级白光LED及其制作方法。

背景技术

现有基于蓝光发光二极管(lightemittingdiode，LED)芯片的白光LED器件的制成工艺为：首先将LED芯片安装于一管壳或基板内，电极连接后在管壳或基板内涂覆或点喷黄色(或多色)荧光粉。蓝光LED芯片配合黄色荧光粉(PCLED，phosphorconvertedlightemittingdiode)方法简单易行、研究应用最为广泛。而PCLED白光实现的一个关键技术就是荧光粉层的涂覆工艺，荧光粉层的厚度和形状直接影响LED白光的出光均匀度、色度一致性和出射效率。

目前有三类荧光粉涂敷方式，传统型、平面涂层(UniformDistribution)、荧光粉远离型(RemotePhosphor)，均为先将LED封装到管座或基板后再实施涂覆。使用传统方法制作的LED荧光粉层的厚度和形状难以精确控制，导致光场分布不均匀，并且由于LED芯片都安装于一管壳或基板内，使得LED发光时，只有一个面发光，造成荧光粉发光效率低，荧光粉浪费严重。

发明内容

本发明解决的技术问题是，提供一种芯片级白光LED及其制作方法，能够实现荧光粉涂层均匀性、厚度可控，且一致性良好，发光角度大，能够降低生产成本，适于大批量生产。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种芯片级白光LED的制作方法，包括：将多个LED芯片间隔预设的距离置于胶膜上，放置在甩胶机工作台上；将预定量的混合有荧光粉和胶体的混合物置于多个LED芯片上，同时开启甩胶机，使胶体均匀覆盖在多个LED芯片四周；固化混合有荧光粉和胶体的混合物，形成荧光粉胶层；切割以得到多个单颗封装好的白光LED。

其中，将多个LED芯片间隔预设的距离置于胶膜上的步骤包括：将覆晶LED外延片置于胶膜上压实，并进行划片和倒模以得到与胶膜紧贴的多个LED芯片；加热并对胶膜施力使多个LED芯片间隔预设的距离。

其中，将多个LED芯片间隔预设的距离置于胶膜上的步骤包括：将覆晶LED外延片置于胶膜上压实，并进行划片和倒模以得到与胶膜紧贴的多个LED芯片；利用自动贴片系统将多个LED芯片间隔预设的距离贴片至另一胶膜上。

其中，固化混合有荧光粉和胶体的混合物的步骤包括：采用紫外光或蓝光照射混合有荧光粉和胶体的混合物至完全固化，形成荧光粉胶层；或加热固化混合有荧光粉和胶体的混合物，形成荧光粉胶层。

其中，根据白光的出光均匀度和色度、显色一致性控制荧光粉胶层的厚度和形状。

其中，将预定量的混合有荧光粉和胶体的混合物置于多个LED芯片上的步骤包括：放置围坝于多个LED芯片的周围；将预定量的混合有荧光粉和胶体的混合物置于围坝内部的多个LED芯片上。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种芯片级白光LED，包括：LED芯片，包括第一电极和第二电极，第一电极和第二电极位于LED芯片的同一个面上；荧光粉，附着在LED芯片的不同于第一电极和第二电极所在面的其余五个面上，使得第一电极和第二电极上电时，LED芯片通过附着有荧光粉的其余五个面发光。

其中，第一电极和第二电极分别位于LED芯片同一个面的两端。

其中，第一电极的尺寸大于第二电极的尺寸，且第一电极为N型电极，第二电极为P型电极。

其中，白光LED用于贴装使用。

通过上述方案，本发明的有益效果是：通过将多个LED芯片间隔预设的距离置于胶膜上，放置在甩胶机工作台上；将预定量的混合有荧光粉和胶体的混合物置于多个LED芯片上，同时开启甩胶机，使胶体均匀覆盖在多个LED芯片四周；固化混合有荧光粉和胶体的混合物，形成荧光粉胶层；切割以得到多个单颗封装好的白光LED，能够实现荧光粉涂层均匀性、厚度可控，且一致性良好，发光角度大，能够降低生产成本，适于大批量生产。

附图说明

图1是本发明第一实施例的芯片级白光LED的制作方法的流程示意图；

图2是本发明第一实施例的芯片级白光LED的制作设备的示意图；

图3是图2中的制作过程中芯片级白光LED的俯视图和截面图；

图4是本发明第一实施例的芯片级白光LED的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1-3，图1是本发明第一实施例的芯片级白光LED的制作方法的流程示意图。如图1所示，芯片级白光LED的制作方法包括：

步骤S10：将多个LED芯片间隔预设的距离置于胶膜上，放置在甩胶机工作台上。

在步骤S10中，将覆晶LED外延片置于胶膜上压实，并进行划片和倒模以得到与胶膜紧贴的多个LED芯片。其中覆晶LED外延片是由已经制备好的许多个LED芯片组成，需要对这许多个LED芯片进行划片后才能得到单个的LED芯片。在本发明实施例中，将覆晶LED外延片放置于胶膜上压实，绷紧于支架上，然后进行划片、裂片后倒模，然后加热并对胶膜11施力使多个LED芯片间隔预设的距离。具体地，如图2所示，许多个LED芯片10构成的覆晶LED外延片置于胶膜11上并压实，支架12将胶膜11固定并且绷紧，对覆晶LED外延片进行划片、裂片，再倒模使得芯片电极与胶膜11紧贴。然后支撑部13加热到预设温度，从底部给支撑部13施加适当的力，将胶膜11上的LED芯片10顶开，此即扩膜，使得LED芯片10相互间隔预设的距离。其中在进行正式生产之前要通过实验总结得到加在支撑部13底部的力和支撑部13的温度与LED芯片10扩膜后相互之间间距的关系，通过这个关系可以有效控制后续过程中LED芯片四周荧光粉层的厚度。在本发明的其他实施例中，也可以将覆晶LED外延片置于胶膜上压实，并进行划片和倒模以得到与胶膜紧贴的多个LED芯片，以得到多个单颗的LED芯片，然后利用自动贴片系统逐个将多个单颗的LED芯片间隔预设的距离精确地贴片至另一胶膜上。在本发明实施例中，胶膜优选为蓝膜，当然也可以使用可以柔软而富弹性且能够紧贴LED芯片的其他膜层。

步骤S11：将预定量的混合有荧光粉和胶体的混合物置于多个LED芯片上，同时开启甩胶机，使胶体均匀覆盖在多个LED芯片四周。

在执行步骤S11之前，需要调配合适的荧光粉体，具体地，根据LED芯片颗数、灌粉面积、荧光粉胶层的高度、所需色温、显色指数等要求调配荧光粉，形成混合有荧光粉和胶体的混合物。在步骤S11中，首先将贴有LED芯片的胶膜置于甩胶机工作台处，同时将计量好的预定量的荧光粉和胶体的混合物点灌在胶膜上的多个LED芯片上。开启甩胶机，控制速度，将预定量的荧光粉和胶体的混合物均匀覆盖在LED芯片四周。在本发明实施例中，也可以放置围坝于多个LED芯片的周围，将预定量的混合有荧光粉和胶体的混合物置于围坝内部的多个LED芯片上。具体地如图3所示，围坝14位于LED芯片的外围，如此混合有荧光粉和胶体的混合物15限制点灌在围坝14的内部，如此可以节省荧光粉的使用，减少荧光粉的浪费，节约成本。其中，胶体为高透光率型，可为紫外或蓝光光敏的有机硅胶、环氧树脂胶体等，也可为热固化的上述胶体。围坝14的形状不限于圆形，也可以是其他的形状，如方形。在本发明实施例中，在将预定量的混合有荧光粉和胶体的混合物置于多个LED芯片上的同时，开启甩胶机，按一定的方向和适当的速度旋转使荧光粉分布均匀。在本发明实施例中，根据白光的出光均匀度和色度、显色一致性控制荧光粉胶层的厚度和形状。

步骤S12：固化混合有荧光粉和胶体的混合物，形成荧光粉胶层。

在本发明实施例中，如果在步骤S11中使用的胶体是紫外或蓝光光敏的有机硅胶、环氧树脂胶体等，则在步骤S12中采用紫外光或蓝光照射混合有荧光粉和胶体的混合物至完全固化，形成荧光粉胶层。如果在步骤S11中使用的胶体是热固化的有机硅胶、环氧树脂胶体等，则在步骤S12中采用加热固化混合有荧光粉和胶体的混合物，形成荧光粉胶层，但温度不能超过胶膜的软化温度。

步骤S13：切割以得到多个单颗封装好的白光LED。

对被荧光粉胶层覆盖的多个LED芯片进行等间隔切割，最后得到单颗芯片级封装白光LED，只有紧贴胶膜的那个面没有被荧光粉胶层覆盖，也不存在其他的封装部分，如管壳支架或基板、打线等，所以本发明制作的芯片级封装白光LED是五个面发光。

本发明的芯片级白光LED的制作方法工艺简单，便于实行，可降低生产成本，还可用于大批量生产；制作过程中荧光粉层的厚度和形状可控，可得到出光均匀度和色度、显色性一致的出射白光。利用本发明的芯片级白光LED的制作方法制作的芯片级白光LED省去了传统白光LED的封装部分，如管壳支架或基板、打线等，仅留下芯片搭配荧光粉与封装胶使用，并且可以直接贴片使用；如此可减小LED芯片的尺寸，并且利用本发明的芯片级白光LED的制作方法制作的芯片级白光LED由传统白光LED的单面发光提高到现在的五个面发光。这种微型化体发光的设计拥有更高的光通量，发光角度大，并且可以更容易混色与调控色温特性，适用于非指向性光源应用。

请参见图4，图4是本发明第一实施例的芯片级白光LED的结构示意图。如图4所示，芯片级白光LED20包括：LED芯片21和荧光粉22。其中LED芯片21包括第一电极23和第二电极24，第一电极23和第二电极24位于LED芯片21的同一个面上。荧光粉22附着在LED芯片21的不同于第一电极23和第二电极24所在面的其余五个面上，使得第一电极23和第二电极24上电时，LED芯片21通过附着有荧光粉22的其余五个面发光。

在本发明实施例中，第一电极23和第二电极24分别位于LED芯片21同一个面的两端。第一电极23的尺寸大于第二电极24的尺寸，且第一电极23为N型电极，第二电极24为P型电极。本发明的LED芯片21省去了传统白光LED20的封装部分，如管壳支架或基板、打线等，仅留下LED芯片搭配荧光粉与封装胶使用，可以直接用于贴片使用。本发明的芯片级白光LED20由传统白光LED的单面发光提高到现在的五个面发光，如此可减小LED芯片21的尺寸。这种微型化体发光的设计拥有更高的光通量，发光角度大，并且可以更容易混色与调控色温特性，适用于非指向性光源应用。

综上所述，通过将多个LED芯片间隔预设的距离置于胶膜上，放置在甩胶机工作台上；将预定量的混合有荧光粉和胶体的混合物置于多个LED芯片上，同时开启甩胶机，使胶体均匀覆盖在多个LED芯片四周；固化混合有荧光粉和胶体的混合物，形成荧光粉胶层；切割以得到多个单颗封装好的白光LED，能够实现荧光粉涂层均匀性、厚度可控，且一致性良好，发光角度大，能够降低生产成本，适于大批量生产。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种芯片级白光LED的制作方法，其特征在于，所述方法包括：

将多个LED芯片间隔预设的距离置于胶膜上，放置在甩胶机工作台上；

将预定量的混合有荧光粉和胶体的混合物置于所述多个LED芯片上，同时开启所述甩胶机，使所述胶体均匀覆盖在所述多个LED芯片四周；

固化所述混合有荧光粉和胶体的混合物，形成荧光粉胶层；

切割以得到多个单颗封装好的白光LED。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将多个所述LED芯片间隔预设的距离置于胶膜上的步骤包括：

将覆晶LED外延片置于胶膜上压实，并进行划片和倒模以得到与所述胶膜紧贴的所述多个LED芯片；

加热并对所述胶膜施力使所述多个LED芯片间隔预设的距离。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将多个所述LED芯片间隔预设的距离置于胶膜上的步骤包括：

将覆晶LED外延片置于胶膜上压实，并进行划片和倒模以得到与所述胶膜紧贴的所述多个LED芯片；

利用自动贴片系统将所述多个LED芯片间隔预设的距离贴片至另一所述胶膜上。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固化所述混合有荧光粉和胶体的混合物的步骤包括：

采用紫外光或蓝光照射所述混合有荧光粉和胶体的混合物至完全固化，形成荧光粉胶层；或

加热固化所述混合有荧光粉和胶体的混合物，形成荧光粉胶层。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据白光的出光均匀度和色度、显色一致性控制所述荧光粉胶层的厚度和形状。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将预定量的混合有荧光粉和胶体的混合物置于所述多个LED芯片上的步骤包括：

放置围坝于所述多个LED芯片的周围；

将预定量的混合有荧光粉和胶体的混合物置于所述围坝内部的所述多个LED芯片上。

7.一种芯片级白光LED，其特征在于，所述白光LED包括：

LED芯片，包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极位于所述LED芯片的同一个面上；

荧光粉，附着在所述LED芯片的不同于所述第一电极和所述第二电极所在面的其余五个面上，使得所述第一电极和所述第二电极上电时，所述LED芯片通过附着有所述荧光粉的所述其余五个面发光。

8.根据权利要求7所述的白光LED，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极分别位于所述LED芯片同一个面的两端。

9.根据权利要求7所述的白光LED，其特征在于，所述第一电极的尺寸大于所述第二电极的尺寸，且所述第一电极为N型电极，所述第二电极为P型电极。

10.根据权利要求7所述的白光LED，其特征在于，所述白光LED用于贴装使用。