CN106992239A

CN106992239A - 一种基于异质双光转换片的led封装体元件及其制造方法

Info

Publication number: CN106992239A
Application number: CN201610038536.1A
Authority: CN
Inventors: 何锦华
Original assignee: Jiangsu Cheng Rui Photoelectric Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Cheng Rui Photoelectric Co Ltd; Jiangsu Chengruida Photoelectric Co Ltd
Priority date: 2016-01-20
Filing date: 2016-01-20
Publication date: 2017-07-28
Anticipated expiration: 2036-01-20
Also published as: CN106992239B

Abstract

本发明涉及一种基于异质双光转换片的LED封装体元件，包括LED芯片，其特征在于，还包括热塑性树脂光转换片与有机硅树脂光转换片紧密贴合的异质双光转换片，所述热塑性树脂光转换片的材质包括热塑性树脂和光转换材料，有机硅树脂光转换片的材质包括有机硅树脂和光转换材料；所述热塑性树脂光转换片的折射率≤有机硅树脂光转换片的折射率。本发明巧妙地运用有机硅树脂光转换片与热塑性树脂光转换片紧密贴合的异质双光转换片封装LED芯片，具有结构简单、出光效率高和光色一致性好的显著优点，本发明的制造方法具有连续滚压制得光转换片进而贴合封装LED的显著优点，有利于提高工业化批量制造LED封装体元件的生产效率和优品率。

Description

一种基于异质双光转换片的LED封装体元件及其制造方法

技术领域

本发明属于LED封装技术领域，特别是涉及一种基于异质双光转换片的LED封装体元件及其制造方法。

背景技术

LED具有高亮度、低热量、长寿命、环保、可再生利用等优点，被称为21世纪最有发展前景的新一代绿色照明光源。目前，虽然LED的理论寿命可以达到100000小时以上，然而在实际使用中，因为受到芯片失效、封装失效、热过应力失效、电过应力失效或/和装配失效等多种因素的制约，其中以封装失效尤为突出，而使得LED过早地出现光衰或光失效的现象，这将阻碍LED作为新型节能型照明光源的前进步伐。为了解决这些问题，业界许多学者已开展了相关研究，并且提出了一些能够提高LED光效和实际使用寿命的改进措施。如近几年新发展起来的倒装LED与传统的正装LED相比，具有高光效、高可靠性和易于集成的优点，并且封装材料大幅简化，如传统正装LED封装的金线、固晶胶、支架等材料都不再需要；封装工艺流程也大幅简化，如传统正装LED封装工艺的固晶、焊线，甚至是分光等都不再需要，使得倒装LED得到越来越广泛的应用；但同时也要看到，现有倒装LED封装技术大多采用的是有机硅树脂类的光转换体与倒装LED芯片贴合的流延工艺、丝网印刷工艺、上下平板模工艺、单辊摆压工艺等，这些工艺及其相配套的封装装备均不能很好地解决有机硅树脂类光转换体存在的气孔、厚薄不均等瑕疵，造成光转换体封装LED的良品率低；同时还因生产效率低，使得产品成本居高不下。

中国专利申请200810210264.4公开了“一种可产生均匀复色光的光电半导体装置”，该方案利用于芯片外覆盖透明覆盖层以及荧光粉层,以增加发光二极管的出光效率以及出光均匀性；依据芯片不同出光角度具有不同出光强度的特性,在相对应不同角度的荧光粉层上设计不同厚度或不同浓度,使芯片各角度不同强度的出光在通过特定不同厚度或浓度的荧光粉层后,具有一致性的色度,以产生色彩均匀的复色光；于荧光粉层的内外表面另具有可破坏出射光线全反射角度的微结构,避免芯片射出的光线于覆盖层中发生全反射或回向散射而降低出光效率的问题。但还存在以下明显不足：一是该方案的第一覆盖层为透明高分子胶体，实际作用是隔离了LED芯片和第二覆盖层，与远程激发的发光方式相同，实际出光效率并没有明显提升；二是该方案利用第二覆盖层的不同厚度来实现出光一致性，但未能考虑LED芯片发光后光经过第一覆盖层可能发生的散射、折射等问题，缺失出光匹配性，实际上无法达到预期的光效；三是该方案实施的工艺难度大，第一覆盖层和第二覆盖层均为非规则形状，无法适应连续化工艺及控制的要求，不可能保证产品的质量。

中国专利申请201310270747.4公开了“被覆有光转换体层的LED、其制造方法以及LED装置”，该方案包括：LED配置工序，在支撑片的厚度方向的一个面上配置LED；层配置工序，以被覆LED的方式在支撑片的厚度方向的一个面上配置光转换体层，所述光转换体层由含有通过活性能量射线的照射而固化的活性能量射线固化性树脂以及光转换体的荧光树脂组合物形成；固化工序，对光转换体层照射活性能量射线，使光转换体层固化；裁切工序，与LED对应地裁切光转换体层，从而得到具备LED、和被覆LED的光转换体层的被覆有光转换体层的LED；以及LED剥离工序，在裁切工序之后，将被覆有光转换体层的LED从支撑片剥离。该方案的目的在于提供光转换体均匀配置在LED的周围以防损伤，从而得到被覆有光转换体层的LED、以及具备该被覆有光转换体层的LED的LED装置；但还存在以下明显不足：一是光转换体的荧光树脂组合物在固化过程中，因受热过应力影响，还是会导致光转换体面层的局部产生气泡而形成凹凸不平的瑕疵；二是覆有光转换体层的LED，仍然会受到热过应力影响，导致LED使用中出现光效下降；三是整个封装工艺中的工序比较繁琐，封装LED的生产效率不高；四是上下平板模工艺，会导致倒装芯片发生位移，且又无智能控制系统进行精确控制，必然造成良品率降低。

中国专利申请：201380027218.X公开了“树脂片材层合体及使用其的半导体发光元件的制造方法”，该方案所述树脂片材层合体是在基材上设置有含荧光体树脂层，所述含荧光体树脂层具有多个区块，基材具有长度方向和宽度方向，所述多个区块在长度方向上重复配置成列。虽然该方案的发明目的在于，通过所述树脂片材层合体，提高贴附有含荧光体树脂层的半导体发光元件的颜色和亮度的均匀性、制造的容易性、设计的自由度等，但还存在以下明显不足：一是采用的荧光体树脂片材为固化的荧光体树脂片材，将无法有效消除其中可能残留的气孔、凹凸不平或其它加工瑕疵等；二是在粘接工序中，将加压工具自半导体发光元件侧向进行加压，将会损伤半导体发光元件；三是采用荧光体树脂层中含粘接剂粘接工艺，较难清除被粘接后的半导体发光元件中的残留物，粘接过程易产生气孔，会造成良品率降低，同时，粘接层的存在还降低了LED元件的出光效率；四是与半导体发光元件的发光面粘接的荧光体树脂片材的基材没有被剥离，合直接影响半导体发光元件的光效；五是荧光体树脂层以多个区块在长度方向上重复配置成列的方式呈现，然而实现该荧光体树脂层的多个区块配置，实际操作程序繁琐，将影响整个元件的封装效率，多个块区在位置上的布置差错会直接影响后续与发光元件之间的贴合的精确度，而多个区块之间在大小与厚度方面如果再不满足一致性的要求，则可能会导致严重的产品一致性问题。

中国专利申请：201310070265.4，公开了“荧光封装片、发光二极管装置及其制造方法”，该方案公开了用于封装发光二极管元件的荧光封装片，其具备荧光层、在前述荧光层的厚度方向一侧形成的封装层、和在前述荧光层的前述厚度方向另一侧形成的、用于与覆盖层粘接的粘接层。该方案的目的是提供能够借助粘接层来向覆盖层粘接荧光层、简单地实现机械强度的提高并使荧光层与发光二极管元件相对、并且能够通过封装层简便地封装发光二极管元件的荧光封装片，使用其的发光二极管装置的制造方法以及由此得到的发光二极管装置。但存在以下明显不足：一是本方案在荧光粉层厚度两侧分别设置封装层和粘接层，多层结构不仅工艺复杂，而且不易控制各层的厚度，使得由此荧光封装片制备的发光二极管装置光色一致性下降；二是粘结层与LED芯片贴合，由于粘结层不含荧光粉，因此在粘结层的侧边存在漏蓝光问题，使得发光二极管装置的光色均匀性下降；三是荧光粉层、粘结层和封装层间均是平整光面连接，光线在界面传输时全反射概率大幅增加，降低了发光二极管装置的出光效率；四是封装工艺较繁琐且为非连续生产，效率低下，成本高。

综上所述，如何克服现有技术所存在的不足已成为当今于光转换体封装LED技术领域中亟待解决的重大难题之一。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足而提供一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法。本发明的产品结构中巧妙地运用有机硅树脂光转换片与热塑性树脂光转换片紧密贴合的异质双光转换片封装LED芯片，具有结构简单、出光效率高和光色一致性好的显著优点；本发明的制造方法具有连续滚压制得光转换片进而贴合封装LED的显著优点，有利于提高工业化批量制造LED封装体元件的生产效率和优品率。

根据本发明提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件，包括LED芯片，其特征在于，还包括由热塑性树脂光转换片和有机硅树脂光转换片紧密贴合组成的异质双光转换片，其中：

所述热塑性树脂光转换片的材质包括热塑性树脂和光转换材料，有机硅树脂光转换片的材质包括有机硅树脂和光转换材料；所述热塑性树脂光转换片的折射率≤有机硅树脂光转换片的折射率；

所述热塑性树脂光转换片的外表面为光面，热塑性树脂光转换片的内表面为异形界面形状并与有机硅树脂光转换片的外表面紧密贴合；

所述有机硅树脂光转换片的外表面与热塑性树脂光转换片的内表面的异形界面形状相同并与热塑性树脂光转换片的内表面相向对称紧密贴合，有机硅树脂光转换片的内表面为光面并与LED芯片紧密贴合。

根据本发明提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法1，其特征在于，当有机硅树脂光转换片的形状为矩形时，包括如下基本步骤：

步骤1，凹形热塑性树脂光转换片的制备：在真空加热条件下，将含有热塑性树脂和光转换材料的混合浆料通过光面双辊滚压装置进行滚压，得到预制的热塑性树脂光转换片；然后将热塑性树脂光转换片通过带阵列凸面的单辊轮和带阵列凹面的单辊轮组成的双辊滚压定形裁切装置同时进行相向对准滚压裁切，得到外表面为光面和内表面的界面形状为锯齿形糙面、波浪形糙面或脉冲形糙面中的一种或多种组合的凹形热塑性树脂光转换片；

步骤2，异质双光转换片的制备：在真空条件下，将含有有机硅树脂和光转换材料的混合浆料注入步骤1所述凹形热塑性树脂光转换片中，然后升温固化，形成内表面为光面的半固化的有机硅树脂光转换片，该半固化的有机硅树脂光转换片的外表面的界面与凹形热塑性树脂光转换片的内表面的界面紧贴，得到异质双光转换片；

步骤3，LED芯片阵列膜片的准备：获得以阵列方式排列于载体膜片上的LED芯片阵列膜片，其中，所述LED芯片是指单个LED芯片或LED芯片组件；其中所述LED芯片组件由两个或两个以上的单个LED芯片组合而成；

步骤4，LED封装体元件的贴合成型：在真空加热的条件下，将步骤2得到的异质双光转换片的半固化有机硅树脂的内表面与步骤3所述LED芯片阵列膜片中的LED芯片进行相向对准滚压压合，得到半成品LED封装体元件；

步骤5，LED封装体元件的固化：采用加热固化方式将步骤4所述半成品LED封装体元件进行固化，从而得到整版带异质双光转换片的成品LED封装体元件。

根据本发明提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法2，其特征在于，当有机硅树脂光转换片形状为半球形或凹面形时，包括如下基本步骤：

步骤1，LED芯片阵列膜片的准备：获得以阵列方式排列于载体膜片上的LED芯片阵列膜片；其中，所述LED芯片是指单个LED芯片或LED芯片组件；其中所述LED芯片组件由两个或两个以上的单个LED芯片组合而成；

步骤2，有机硅树脂光转换片的滚压贴合：制得含有单侧保护膜片的半固化的有机硅树脂光转换片，然后将所述半固化有机硅树脂光转换片与步骤1所述LED芯片阵列膜片中的LED芯片进行相向对准滚压贴合，之后升温固化，得到有机硅树脂光转换片贴合封装的LED封装体元件；其中，半固化的有机硅树脂光转换片的内表面的界面为光面，外表面的界面形状为锯齿形糙面、波浪形糙面、脉冲形糙面中的一种或多种组合；

步骤3，LED封装体元件的裁切分离：将步骤2所述的LED封装体元件通过滚压裁切装置裁切为单颗LED封装体元件，然后拉伸承载膜，得到分离的阵列排列的LED封装体元件。

步骤4，热塑性树脂光转换片的制备：在真空加热条件下，将含有热塑性树脂和光转换材料的混合浆料通过一组或多组双辊滚压装置进行滚压，得到预制的热塑性树脂光转换片；将预制的热塑性树脂光转换片通过带阵列凸面的单辊轮和带阵列凹面的单辊轮组成的双辊滚压定形裁切装置进行相向对准滚压裁切，得到带阵列凹面的热塑性树脂光转换片；该带阵列凹面的热塑性树脂光转换片的凹面中设有安装LED封装体元件的空间位置；该热塑性树脂光转换片的凹面形状与安装LED封装体元件的空间位置相等。

步骤5，LED封装体元件的贴合成型：在真空加热的条件下，将步骤3所述的阵列排列的单颗LED封装体元件与步骤4所述带阵列凹面的热塑性树脂光转换片相向对准滚压压合，得到半成品的LED封装体元件；

步骤6，LED封装体元件的固化：采用降温固化方式对步骤5所述LED封装体元件进行固化，得到整版带异质双光转换片的成品LED封装体元件。

根据需要，还可将上述制造方法1的步骤5和制造方法2的步骤6所述的整版带异质双光转换片的成品LED封装体元件通过拉伸机对其可拉伸载体膜片进行拉伸扩膜，使得整版带异质双光转换片的成品LED封装体元件在拉伸后即沿切缝分割，从而制得单颗带异质双光转换片的成品LED封装体元件。

本发明的实现原理是：本发明利用热塑性树脂光转换片与有机硅树脂光转换片相叠加，且两种光转换片折射率递减的原理而巧妙地设计了一种基于异质双光转换片的LED封装体元件及其制造方法。本发明的异质双光转换片的LED封装体元件的实现原理在于：一是本发明一方面利用有机硅树脂光转换片耐热性好的优点，避其透气、透水性差而导致LED封装体元件易损坏的不足；另一方面又利用热塑性树脂光转换片防透气、防透水性能极佳的优点，避其耐热性差于有机硅树脂光转换片的不足；再一方面将有机硅树脂光转换片和热塑性树脂光转换片协同组成异质双光转换片后再与LED芯片紧贴，既可做到扬长避短，又可提高LED封装体元件的耐久性。二是利用不同材料贴合界面形状糙化的出光原理，将有机硅树脂光转换片与热塑性树脂光转换片的贴合界面的形状设计为规则或不规则的锯齿形、波浪形或脉冲形中的一种或多种，使得贴合后的异质双光转换片能够增强LED封装体元件的出光效率。三是由热塑性树脂光转换片覆盖有机硅树脂光转换片，其热塑性树脂光转换片既是光转换组件，也是整个LED封装体元件的外层保护组件，还避免了全反射导致的出光损失。本发明的异质双光转换片的LED封装体元件的制造原理在于：一是在真空条件下，利用辊轮滚压使热塑性树脂光转换片中的凹凸不平之处产生塑性流动，消除热塑性树脂光转换片中可能残留的气孔、凹凸不平或其它加工瑕疵等，从而得到无气孔、平整以及厚度均匀的预制热塑性树脂光转换片；二是利用阵列凸面辊轮和阵列凹面辊轮对预制热塑性树脂光转换片进行滚压定形裁切，得到能够提升异质双光转换片的LED封装体元件出光效率的发光面形状，如弧形、半圆球形或矩形等；三是利用塑形的热塑性树脂光转换片的凹槽，填充定量的有机硅树脂和光转换材料组成的混合浆料，该混合浆料可完全填充到所述凹槽的孔隙中；四是本发明为连续化工艺流程，有利于满足批量生产异质双光转换片的LED封装体元件的加工条件，做到规格尺寸完全一致，不仅提高了成品异质双光转换片的LED封装体元件的生产效率，同时也提高了成品异质双光转换片的LED封装体元件的光色一致性，优品率大幅提升。

本发明与现有技术相比其显著的优点在于：

一是本发明提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件，是利用了不同质材料叠加，且各材料折射率递减和界面糙化原理，在LED芯片上方依次设置有机硅树脂光转换片与热塑性树脂光转换片紧密贴合的异质双光转换片，并将有机硅树脂光转换片和热塑性树脂光转换片的连接界面形状设计为锯齿形糙面、波浪形糙面和脉冲形糙面中的一种或多种组合，从而大幅提高了LED封装体元件的出光效率。

二是本发明采用的两种材质在折射率上存在很好的匹配关系，热塑性树脂光转换片的折射率≤有机硅树脂光转换片的折射率，避免了全反射导致的出光损失，当两者折射率相等时，出光效率与同质光转换片相同，当热塑性树脂光转换片折射率小于有机硅树脂光转换片时，由折射率梯度递减原理可知出光效率提升。

三是本发明设计的异质双光转换片的LED封装体元件，其热塑性树脂光转换片既作为光转换组件，也是整个异质双光转换片的LED封装体元件的外层保护组件；并且，在封装过程同时完成了异质双光转换片的LED封装体元件的后续透镜制作，可大幅节约成本，提高生产效率。

四是本发明提出的异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法，克服了现有流延工艺、丝网印刷工艺、上下平板模工艺和单辊摆压工艺等老制式工艺所存在的贴合封装LED的出光效率、优品率和生产效率明显不足的问题；本发明能够满足异质双光转换片贴合封装LED的流程式连续工艺的需要，从而提高工业化批量LED封装的生产效率和优品率。

五是本发明利用辊轮滚压使热塑性树脂光转换片中的凹凸不平之处产生塑性流动，消除热塑性树脂光转换片中可能残留的气孔、凹凸不平或其他加工瑕疵等，从而得到无气孔、平整以及厚度均匀的预制热塑性树脂光转换片；然后利用阵列凸面辊轮和阵列凹面辊轮对预制的热塑性树脂光转换片进行滚压定形裁切，得到能够提升异质双光转换片的LED封装体元件出光效率的发光界面形状，如锯齿形糙面、波浪形糙面和脉冲形糙面中的一种或多种组合；

六是利用塑形的热塑性树脂光转换片的凹槽，填充定量的有机硅树脂和光转换材料组成的混合浆料，该混合浆料可完全填充到凹槽中，解决了传统老工艺中因界面需要粘结而产生的气泡问题。

七是本发明提出的工艺方法广泛适用于异质双光转换片与各种功率大小LED芯片的贴合封装工艺，完全满足工业化批量封装LED过程中对产品生产加工实施精细化的需求。

附图说明

图1包括图1A、图1B和图1C，为本发明提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的第一种结构示意图；其中：

图1A为矩形有机硅树脂光转换片的外表面形状为锯齿形糙面的结构示意图，其中：图1A-1为左视图，图1A-2为右视图，图1A-3为俯视图，图1A-4为立体图；

图1B为矩形有机硅树脂光转换片的外表面形状为波浪形糙面的结构示意图，其中：图1B-1为左视图，图1B-2为右视图，图1B-3为俯视图，图1B-4为立体图；

图1C为矩形有机硅树脂光转换片的外表面形状为脉冲形糙面的结构示意图，其中：图1C-1为左视图，图1C-2为右视图，图1C-3为俯视图，图1C-4为立体图。

图2包括图2A、图2B和图2C，为本发明提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的第二种结构示意图；其中：

图2A为凹面型有机硅树脂光转换片的外表面形状为锯齿形糙面的结构示意图，图2A-1为左视图，图2A-2为右视图，图2A-3为俯视图，图2A-4为立体图；

图2B为凹面型有机硅树脂光转换片的外表面形状为波浪形糙面的结构示意图，图2B-1为左视图，图2B-2为右视图，图2B-3为俯视图，图2B-4为立体图；

图2C为凹面型有机硅树脂光转换片的外表面形状为脉冲形糙面的结构示意图，图2C-1为左视图，图2C-2为右视图，图2C-3为俯视图，图2C-4为立体图。

图3为本发明提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法1的流程方框示意图。

图4为本发明提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法1的流程布局结构示意图。

图5为图4提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法1的流程布局结构示意图中预制热塑性树脂光转换片制备的工序示意图。

图6为图4提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法1的流程布局结构示意图中凹面热塑性树脂光转换片制备的工序示意图。

图7为图6所示的工序示意图中凸块上表面形状的结构示意图，其中：图7A为锯齿形糙面，图7B为波浪形糙面，图7C为脉冲形糙面。

图8为图4提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法1的流程布局结构示意图中带凹面的异质双光转换片的制备的工序示意图。

图9为图8所示的工序示意图中有机硅树脂光转换片和热塑性树脂光转换片的界面形状示意图，其中：图9A为锯齿形糙面的异形界面形状，图9B为波浪形糙面的异形界面形状，图9C为脉冲形糙面的异形界面形状。

图10为图4提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法1的流程布局结构示意图中LED封装体元件的贴合成型的工序示意图。

图11A为本发明提出的成品LED封装元件拉伸扩膜前的结构示意图。

图11B为本发明提出的成品LED封装元件拉伸扩膜后的结构示意图。

图12为本发明提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法2的流程方框示意图。

图13A为本发明提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法2的LED封装体元件制备流程结构示意图。

图13B为本发明提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法2的流程布局结构示意图。

图14为图13A中半固化有机硅树脂光转换片LED芯片滚压贴合的工序示意图。

图15为图13A中有机硅树脂光转换片和热塑性树脂光转换片界面的形状示意图，其中：图15A为锯齿形糙面的异形界面形状，图15B为波浪形糙面的异形界面形状，图15C为脉冲形糙面的异形界面形状。

图16为图13B所示的流程布局结构示意图中预制热塑性树脂光转换片制备的工序示意图。

图17为图13B所示的流程布局结构示意图中异形凹面热塑性树脂光转换片的制备的工序示意图。

图18为图13B所示的流程布局结构示意图中LED封装体元件的贴合成型的工序示意图。

图19A为本发明提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法2制得的整版异质双光转换片的成品LED封装体元件的平面结构示意图。

图19B为本发明提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法2拉伸制得的单颗异质双光转换片的成品LED封装体元件的平面结构示意图。

本发明提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法1的流程方框示意图(包括图1和图3～11)中的编号说明如下：

1-1熔融共混装置；

2-1光面双辊滚压装置A的光面第一单辊轮。

2-2光面双辊滚压装置A的光面第二单辊轮。

2-3光面双辊滚压装置B的光面第三单辊轮。

2-4光面双辊滚压装置B的光面第四单辊轮。

2-5混合浆料。

2-6粗制热塑性树脂光转换片。

2-7精制热塑性树脂光转换片。

3-1带有凸块阵列的第一单辊轮。

3-2带有凹槽阵列的第二单辊轮。

3-3第三光面单辊轮。

3-4带有凹槽阵列的第四单辊轮。

3-5带有凹槽阵列的第一平面传送装置。

4-1混合浆料注射器

5-1第一固化装置

5-2第二固化装置。

6-1第一缓冲辊。

6-2第二缓冲辊。

6-3第三缓冲辊。

7-1凹形热塑性树脂光转换片。

7-2异质双光转换片。

7-3LED封装体元件。

8-1锯齿形糙面的异形界面形状。

8-2波浪形糙面的异形界面形状。

8-3脉冲形糙面的异形界面形状。

本发明提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法2的流程方框示意图(包括图2和图12～19)中的编号说明如下：

1-1熔融共混装置；

2-1光面双辊滚压装置A的光面第一单辊轮。

2-2光面双辊滚压装置A的光面第二单辊轮。

2-3光面双辊滚压装置B的光面第三单辊轮。

2-4光面双辊滚压装置B的光面第四单辊轮。

2-5混合浆料。

2-6粗制光转换膜片。

2-7精制光转换膜片。

3-1带有凸块阵列的第一单辊轮。

3-2带有凹槽阵列的第二单辊轮。

3-3第一光面单辊轮。

3-4带有凹槽阵列的第四单辊轮。

3-5带有凹槽阵列的第二平面传送装置。

3-6第二光面单辊轮。

3-7第三光面单辊轮。

4-1混合浆料注射器。

5-1第一固化装置。

5-2第二固化装置。

5-3裁切装置。

5-4拉伸扩膜装置。

6-1第一缓冲辊。

6-2第二缓冲辊。

6-3第三缓冲辊。

6-4第四缓冲辊。

6-5第五缓冲辊。

6-6第六缓冲辊。

7-4LED倒装芯片阵列膜片。

7-5异质双光转换片封装的LED封装体元件。

7-6载体膜。

7-7LED封装体元件。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

实施例1。结合图1和图2，本发明提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件，包括LED芯片，还包括热塑性树脂光转换片与有机硅树脂光转换片紧密贴合的异质双光转换片，其中：

本发明提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的进一步优选方案是：所述热塑性树脂光转换片的折射率与有机硅树脂光转换片的折射率之间的差值为0～0.2。

所述热塑性树脂的材质为透明耐高温型聚烯烃树脂；所述有机硅树脂的材质为含甲基或/和苯基的有机硅树脂；更进一步的是所述热塑性树脂为环状聚烯烃；所述有机硅树脂为甲基有机硅树脂。

所述热塑性树脂光转换片中的光转换材料和有机硅树脂光转换片中的光转换材料的重量百分含量相等。

所述热塑性树脂光转换片中光转换材料为氮化物荧光粉，所述有机硅树脂光转换片中的光转换材料为铝酸盐荧光粉。

所述热塑性树脂光转换片的内表面和有机硅树脂光转换片的外表面的界面形状相向对称匹配，所述界面形状均为锯齿形糙面、波浪形糙面、脉冲形糙面中的一种或多种组合。

特别需要说明的是：

本发明适用于对与LED芯片结构类同的光电器件或电子器件的生产和加工。凡透光率高、耐温性好的现有热塑性树脂和有机硅树脂均可选择用于本发明的工艺方法，为了满足普通LED封装体元件在使用时的回流焊温度条件，本发明优选采用热变形温度在120～250℃范围内的热塑性树脂。本发明选择的有机硅树脂的材质为甲基/苯基有机硅树脂，折射率为1.40-1.54，其透光率不低于92％；热塑性树脂的材质为透明耐高温型聚烯烃类热塑性树脂，折射率为1.40-1.54，其透光率不低于92％；同时，异质同性也是本发明选材的基本原则。现有量子点荧光体、荧光粉均可选择用于本发明的工艺方法。

实施例2。结合图3和图4，本发明提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法1，当有机硅树脂光转换片形状为矩形时，它包括如下具体步骤：

步骤5，LED封装体元件的固化：采用加热固化方式将步骤4所述半成品LED封装体元件进行固化，从而得到整版异质双光转换片的成品LED封装体元件。

本发明上述一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法1的进一步优选方案如下：

结合图5，步骤1所述热塑性树脂光转换片的制备是指在真空加热条件下，将含有热塑性树脂和光转换材料的混合浆料通过光面双辊滚压装置进行滚压，得到预制的有机硅树脂光转换片；其中，所述得到预制的热塑性树脂光转换片，是指首先将混合浆料通过光面双辊滚压压合机A滚压成型，制得粗制热塑性树脂光转换片；然后再将成型后的粗制热塑性树脂光转换片通过光面双辊滚压压合机B滚压成型，制得精制热塑性树脂光转换片；所述预制热塑性树脂光转换片的厚度为850μm以内；精制热塑性树脂光转换片的厚度为800μm以内；所述混合浆料通过光面双辊滚压，从而制得预制的热塑性树脂光转换片，是指将所述混合浆料通过三组或三组以上的双辊滚压成型，制得热塑性树脂光转换片；该精制热塑性树脂光转换膜片的厚度为800μm以内，精制热塑性树脂光转换膜片的最佳厚度为50～400μm。

将预制的热塑性树脂光转换片通过带阵列异形凸面的单辊轮和带阵列凹面的单辊轮组成的双辊滚压定形裁切装置进行相向对准滚压裁切，得到单面形状为锯齿形糙面、波浪形糙面或脉冲形糙面中的一种或多种组合的热塑性树脂光转换片；其中，所述阵列凸面的上表面形状为锯齿形糙面、波浪形糙面或脉冲形糙面中的一种或多种组合；所述相向对准滚压裁切是指通过相向对准的带有阵列凸面的第一滚压装置与带有阵列凹面的第二滚压装置进行同时滚压定形和裁切，即滚压定形与滚压裁切同时进行，两个功能一次同步实现，如图6和图7所示。

步骤1所述热塑性树脂的熔融温度为180～320℃；最佳热塑性树脂的熔融温度为240～280℃。

步骤1所述混合浆料的温度为180～320℃；最佳混合浆料的温度为240～280℃。

步骤1所述光转换材料为量子点荧光体或荧光粉。

步骤1所述滚压定形裁切的温度为120～250℃。

如热塑性树脂采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)时，步骤1所述进行滚压定形裁切的温度优选为120℃；如热塑性树脂采用改性聚甲基丙烯酸甲酯(M-PMMA)时，步骤1所述进行滚压定形裁切的温度优选为200℃；如热塑性树脂采用改性聚碳酸酯(M-PC)时，步骤1所述进行滚压定形裁切的温度优选为250℃。

步骤1所述切缝的深度为所述精制热塑性树脂光转换片厚度的50～100％；最佳切缝的深度为所述精制热塑性树脂光转换片厚度的为70～80％。

步骤1所述切缝的宽度为20μm以内。

本发明所述滚压定形裁切中凸块外周或凹槽外沿上所设刀口的刀口宽度决定了步骤1所述切缝宽度，优选为15μm。

步骤1所述凹槽形状为弧形、半球形或矩形。

步骤2所述异质双光转换片的制备是指在真空条件下，将含有有机硅树脂、光转换材料和粘接剂的混合浆料注入步骤1所述凹面热塑性树脂光转换片中，然后升温固化，形成有机硅树脂光转换片，该有机硅树脂光转换片与热塑性树脂光转换片形成紧贴设置，得到带凹面的异质双光转换片；该异质双光转换片的凹面中设有安装LED芯片的空间位置，且异质双光转换片的凹面形状与安装LED芯片的空间位置相等，如图8和图9所示。

步骤2所述升温固化温度为50～150℃，最佳升温固化温度为80～110℃。

步骤3所述LED芯片阵列膜片的准备是指获得LED芯片阵列膜片，所述LED芯片阵列膜片中的LED芯片是以阵列方式排列于承载膜片上；其中，所述LED芯片是指单个LED芯片或LED芯片组件；其中所述LED芯片组件由两个或两个以上的单个LED芯片组合而成。

步骤3所述承载膜为可拉伸载体膜片；所述可拉伸载体膜片的材质为耐高温聚酯或聚二甲基硅氧烷、聚氯乙烯中的一种。

结合图10，步骤4所述LED封装体元件的贴合成型是指在真空加热的条件下，将步骤2所述的异质双光转换片与步骤3所述LED芯片阵列膜片中的LED芯片进行相向对准滚压压合，得到半成品LED封装体元件；

步骤4所述相向对准滚压压合温度为50～120℃，最佳相向对准滚压压合温度为80～110℃。

步骤5所述LED封装体元件的固化是指采用加热固化方式对步骤4所述半成品LED封装体元件进行固化，从而得到整版带异质双光转换片的成品LED封装体元件；

步骤5所述降温固化方式为梯度降温固化方式或均匀降温固化方式，其中：所述加热固化的固化温度为120～160℃。

根据需要，还可将步骤5所述整版带异质双光转换片的成品LED封装体元件，再通过拉伸机对其可拉伸载体膜片进行拉伸，使得整版带异质双光转换片的成品LED封装体元件在拉伸后即沿切缝分割，从而制得单颗带异质双光转换片的成品LED封装体元件，如图11A和图11B所示。

实施例3。结合图12、图13A和图13B，本发明提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法2，当有机硅树脂光转换片形状为半球形或凹面形时，它包括如下具体步骤：

步骤5，LED封装体元件的贴合成型：在真空加热的条件下，将步骤3所述的阵列排列的单颗LED封装体元件与步骤4所述带阵列凹形的热塑性树脂光转换片相向对准滚压压合，得到半成品的LED封装体元件；

上述本发明的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法2的进一步优选方案如下：

步骤1所述LED芯片阵列膜片的准备是指获得LED芯片阵列膜片，所述LED芯片阵列膜片中的LED芯片是以阵列方式排列于承载膜片上；其中，所述LED芯片是指单个LED芯片或LED芯片组件；其中所述LED芯片组件由两个或两个以上的单个LED芯片组合而成；

步骤1所述承载膜为可拉伸载体膜片；所述可拉伸载体膜片的材质为耐高温聚酯或聚二甲基硅氧烷、聚氯乙烯中的一种。

结合图14和图15，步骤2所述有机硅树脂光转换片的滚压贴合是指制得含有单侧保护膜片的半固化有机硅树脂光转换片，然后将所述半固化有机硅树脂光转换片与步骤1所述LED芯片阵列膜片中的LED芯片进行相向对准滚压贴合，之后升温固化，得到有机硅树脂光转换片贴合封装的LED封装体元件；其中，半固化有机硅树脂光转换片的外表面形状为锯齿形糙面、波浪形糙面或脉冲形糙面中的一种或多种组合；

步骤2所述相向对准滚压贴合温度为50～120℃；

步骤2所述升温固化温度为140～180℃；

步骤2所述含有单侧保护膜片的半固化有机硅树脂光转换片是指保护膜片与半固化有机硅树脂光转换片的连接界面为锯齿形糙面、波浪形糙面或脉冲形糙面中的一种或多种组合。

步骤3所述LED封装体元件的裁切分离是指将步骤2所述LED封装体元件通过滚压裁切装置裁切为单颗LED封装体元件，然后拉伸承载膜，得到分离的阵列排列的LED封装体元件；

步骤3所述对LED封装体元件通过滚压裁切装置裁切，是指将LED封装体元件通过由带阵列刀口的滚压装置和光面滚压装置进行相向对准滚压裁切，得到具有分割为单颗LED封装体元件切缝的成品LED封装体元件；

所述带阵列刀口的滚压装置为带有阵列刀口的单辊轮或带有阵列刀口的平面传送装置；所述光面滚压装置为光面的单辊轮或光面的平面传送装置；所述带有阵列刀口的滚压装置与所述光面滚压装置中至少一个为单辊轮；所述阵列刀口为具有阵列矩形格子的刀口。

步骤4所述热塑性树脂光转换片的制备是指在真空加热条件下，将含有热塑性树脂和光转换材料的混合浆料通过一组或多组双辊滚压装置进行滚压，得到预制的热塑性树脂光转换片；将预制的热塑性树脂光转换片通过带阵列凸面的单辊轮和带阵列凹面的单辊轮组成的双辊滚压定形裁切装置进行相向对准滚压裁切，得到带阵列凹面的热塑性树脂光转换片；该带阵列凹形的热塑性树脂光转换片的凹面中设有安装LED封装体元件的空间位置，且该热塑性树脂光转换片的凹面形状与安装LED封装体元件的空间位置相等，如图16所示；

所述混合浆料通过一组双辊滚压装置进行滚压是指，首先将混合浆料通过光面双辊滚压压合机A滚压成型，制得粗制热塑性树脂光转换片；然后再将成型后的粗制热塑性树脂光转换片通过光面双辊滚压压合机B滚压成型，制得精制热塑性树脂光转换片；所述粗制热塑性树脂光转换片的厚度为850μm以内；精制热塑性树脂光转换片的厚度为800μm以内；所述混合浆料通过多组双辊滚压装置进行滚压是指，将所述混合浆料通过三组或三组以上的双辊滚压成型，制得热塑性树脂光转换片；该精制热塑性树脂光转换片的厚度为800μm以内，精制热塑性树脂光转换片的最佳厚度为50～400μm；

结合图17，步骤4所述相向对准滚压裁切是指通过相向对准的带有阵列凸面的第一滚压装置与带有阵列凹面的第二滚压装置进行同时滚压定形和裁切，即滚压定形与滚压裁切同时进行，两个功能一次同步实现。

步骤5所述LED封装体元件的贴合成型是指在真空加热的条件下，将步骤3所述的阵列排列的单颗LED封装体元件与步骤4所述带阵列凹形的热塑性树脂光转换片相向对准滚压压合，从而得到LED封装体元件，如图18所示；

步骤5所述相向对准滚压压合温度为120～250℃。

步骤6所述LED封装体元件的固化是指采用降温固化方式对步骤5所述LED封装体元件进行固化，得到整版异质双光转换片的LED封装体元件。

步骤6所述降温固化方式为梯度降温固化的方式或均匀降温固化方式；

所述梯度降温固化方式中的温度梯度是指将LED封装体元件的温度沿多个梯度降温至室温，降温固化的时间为3-10min，每个降温固化阶段的时间多少可调；

所述均匀降温固化方式是指将LED封装体元件的温度均匀降温至室温，降温固化的时间为3-10min。

根据需要，还可将步骤6所述整版带异质双光转换片的成品LED封装体元件再通过拉伸机对其可拉伸载体膜片进行拉伸，使得整版带异质双光转换片的成品LED封装体元件在拉伸后即沿切缝分割，从而制得单颗带异质双光转换片的成品LED封装体元件，如图19A和图19B所示。

本发明提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法，广泛适用于透光片与各种功率大小的LED芯片的贴合封装工艺。

本发明的具体实施方式中凡未涉到的说明属于本领域的公知技术，可参考公知技术加以实施。

本发明经反复试验验证，取得了满意的试用效果。

以上具体实施方式及实施例是对本发明提出的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件及其制造方法的技术思想的具体支持，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在本技术方案基础上所做的任何等同变化或等效的改动，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

Claims

1.一种基于异质双光转换片的LED封装体元件，包括LED芯片，其特征在于，还包括热塑性树脂光转换片与有机硅树脂光转换片紧密贴合的异质双光转换片，其中：

2.根据权利要求1所述的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件，其特征在于，所述热塑性树脂光转换片的折射率与有机硅树脂光转换片的折射率之间的差值为0～0.2。

3.根据权利要求1所述的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件，其特征在于，所述热塑性树脂的材质为透明耐高温型聚烯烃树脂；所述有机硅树脂的材质为含甲基或/和苯基的有机硅树脂。

4.根据权利要求3所述的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件，其特征在于，所述热塑性树脂为环状聚烯烃；所述有机硅树脂为甲基有机硅树脂。

5.根据权利要求1所述的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件，其特征在于，所述热塑性树脂光转换片中的光转换材料和有机硅树脂光转换片中的光转换材料的重量百分含量相等。

6.根据权利要求1所述的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件，其特征在于，所述热塑性树脂光转换片中光转换材料为氮化物荧光粉，所述有机硅树脂光转换片中的光转换材料为铝酸盐荧光粉。

7.根据权利要求1所述的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件，其特征在于，所述热塑性树脂光转换片的内表面和有机硅树脂光转换片的外表面的界面形状相向对称匹配，所述界面形状均为锯齿形糙面、波浪形糙面、脉冲形糙面中的一种或多种组合。

8.根据权利要求1所述的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件，其特征在于，所述有机硅树脂光转换片和热塑性树脂光转换片的形状相互匹配，均为矩形、半球形或凹面形。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法，其特征在于，当有机硅树脂光转换片的形状为矩形时，包括如下基本步骤：

10.根据权利要求9所述的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法，其特征在于，步骤1所述得到预制的热塑性树脂光转换片是指首先将混合浆料通过光面双辊滚压压合机A滚压成型，得到粗制热塑性树脂光转换片；然后再将成型后的粗制热塑性树脂光转换片通过光面双辊滚压压合机B滚压成型，得到精制热塑性树脂光转换片。

11.根据权利要求10所述的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法，其特征在于，所述粗制热塑性树脂光转换片的厚度为850μm以内；精制热塑性树脂光转换片的厚度为800μm以内。

12.根据权利要求9所述的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法，其特征在于，步骤1所述混合浆料通过光面双辊滚压是指将所述混合浆料通过三组或三组以上的双辊滚压成型，直接得到精制热塑性树脂光转换片；该精制热塑性树脂光转换片的厚度为800μm以内。

13.根据权利要求9所述的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法，其特征在于，步骤1所述带阵列凸面的单辊轮的上表面形状为锯齿形糙面、波浪形糙面或脉冲形糙面中的一种或多种组合。

14.根据权利要求9所述的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法，步骤1所述相向对准滚压裁切是指通过相向对准的带有阵列凸面的滚压装置与带有阵列凹面的滚压装置同时进行滚压定形和裁切是指滚压定形与滚压裁切两个功能一次同步实现。

15.根据权利要求9所述的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法，步骤2所述升温固化的温度为50～150℃。

16.根据权利要求9所述的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法，步骤4所述相向对准滚压压合的温度为50～120℃。

17.根据权利要求9所述的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法，其特征在于，步骤5所述加热固化温度为120～160℃。

18.根据权利要求9所述的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法，其特征在于，步骤3所述承载膜片为可拉伸载体膜片；所述可拉伸载体膜片的材质为耐高温聚酯或聚二甲基硅氧烷、聚氯乙烯中的一种。

19.根据权利要求1-8任一项所述的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法，其特征在于，当有机硅树脂光转换片形状为半球形或凹面形时，包括如下基本步骤：

步骤2，有机硅树脂光转换片的滚压贴合：制得含有单侧保护膜片的半固化的有机硅树脂光转换片，然后将所述半固化有机硅树脂光转换片与步骤1所述LED芯片阵列膜片中的LED芯片进行相向对准滚压贴合，之后升温固化，得到有机硅树脂光转换片贴合的LED封装体元件；其中，半固化的有机硅树脂光转换片的内表面的界面为光面，外表面的界面形状为锯齿形糙面、波浪形糙面、脉冲形糙面中的一种或多种组合；

步骤4，热塑性树脂光转换片的制备：在真空加热条件下，将含有热塑性树脂和光转换材料的混合浆料通过一组或多组双辊滚压装置进行滚压，得到预制的热塑性树脂光转换片；将预制的热塑性树脂光转换片通过带阵列凸面的单辊轮和带阵列凹面的单辊轮组成的双辊滚压定形裁切装置进行相向对准滚压裁切，得到带阵列凹形的热塑性树脂光转换片；该带阵列凹形的热塑性树脂光转换片的凹面中设有安装LED封装体元件的空间位置；该热塑性树脂光转换片的凹面形状与安装LED封装体元件的空间位置相等。

20.根据权利要求19所述的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法，步骤6所述降温固化方式为梯度降温固化方式或均匀降温固化方式，其中：

所述梯度降温固化方式中的温度梯度是指将LED封装体元件的温度沿多个梯度降温至室温，降温固化的时间为3～10min，每个降温固化阶段的时间多少可调；

所述均匀降温固化方式是指将LED封装体元件的温度均匀降温至室温，降温固化的时间为3～10min。

21.根据权利要求9或19所述的一种基于异质双光转换片的LED封装体元件的制造方法，其特征在于，还包括将所述整版异质双光转换片的成品LED封装体元件通过拉伸机对其可拉伸载体膜片进行拉伸扩膜，使得整版异质双光转换片的成品LED封装体元件在拉伸后即沿切缝分割，从而制得单颗带异质双光转换片的成品LED封装体元件。