CN107403862A - 发光二极管封装结构的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发光二极管封装结构的制作方法，包括工艺步骤：提供一具有粘性表面的承载基板；在所述粘性表面上分布LED芯片，使得LED芯片发光面朝向粘性表面；在所述LED芯片的周围形成透明胶；采用柔性模具对透明胶进行压合成型，使得透明胶表面形成一倾斜平面或曲面。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED封装，特别涉及一种芯片级发光二极管封装结构的制作方法。
背景技术
传统的LED封装结构为在金属支架上固晶、焊线、封荧光胶。近来使用基于倒装芯片的芯片级封装LED（英文为Chip Scale Package LED，简称CSP LED）非常流行，其在芯片底面设有电极，直接在芯片的上表面和侧面封装上封装胶体，使底面的电极外露，由于这种封装结构并无支架或基板，可降低了封装成本，这种封装形式不使用基板，也不需要焊线，直接在芯片上覆盖荧光胶，然后切割即可。现有的芯片级封装LED通常是采取五面发光，即LED的顶面和四个侧面均能发光，该种LED的封装工艺相对比较简单。但是该种CSP结构它发光角较大，较适合于球泡灯等，在其他一些应用上，如射灯、背光等方面，发光角大成为其缺点。
如图1所示，有一种改进的CSP封装结构，采用白色反光硅胶在芯片周围做垂直墙面，然后在芯片表面贴一层荧光膜，形成单面发光结构。该CSP结构以其优异的发光效率、良好的散热结构、精巧的外形尺寸等优点，已应用于背光、闪光灯、商用照明等高端用途。如图2所示，另一种改进的CSP封装结构，在倒装芯片周围设计类似三角形斜面的透明胶，然后在填充白色反光硅胶做垂直墙面，在芯片上面贴一层荧光膜。该结构上由于多一层斜面的透明胶，从LED芯片（如蓝光芯片）侧面发出的光线可以通过透明胶提高亮度，在从底部的白色反光硅胶把光反射出去，增加反射作用具有较好的发光效果。但是该CSP结构中的透明胶成型工艺（Molding），通常采用凸起立体梯形的硬质模具，由于芯片位置精度不稳定，容易与硬质模具凸起的立体梯形压伤，从而导致芯片的破损，如图3所示，因此需要开发一种新的发光二极管封装结构的制作方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种发光二极管封装结构的制作方法，工艺简单，便于实现规模化生产。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种发光二极管封装结构的制作方法，包括以下步骤：
（1）提供一具有粘性表面的承载基板；
（2）在所述粘性表面上分布LED芯片，使得LED芯片发光面朝向粘性表面；
（3）在所述LED芯片的周围形成透明胶；
（4）采用柔性模具对透明胶进行压合成型，使得透明胶表面形成一倾斜平面或曲面。
优选地，所述承载基板具有凹凸结构。
优选地，定义分布LED芯片的承载基板上表面为功能区，其它上表面为非功能区，所述功能区高于所述非功能区。
优选地，所述承载基板为透明材料层。
优选地，所述透明材料层中不包含波长转换材料，如透明基板。
优选地，所述透明材料层中包含波长转换材料，如透明荧光膜。
优选地，所述粘性表面可以藉由插入双面胶带膜或热分离胶带膜形成，也可以藉由涂覆粘性材料形成，或是对承载基板表面进行改性形成。
优选地，所述柔性模具在厚度方向上具可压缩性，压缩比例介于10%与90%之间。
优选地，所述柔性模具的厚度介于50μm与1mm之间。
优选地，所述柔性模具材料选用PU(泡棉)或TPU(热塑性弹性体聚氨酯)或TPR(热塑性橡胶)或PDMS或PET或透明氟聚合物，如聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)和聚氟乙烯(PVF)。
可选地，所述步骤（3）替换为：提供一柔性模具，并至少在柔性模具的下表面外边缘形成透明胶。
优选地，所述步骤（4）中柔性模具通过硬质模具或者通过通入气体施加压力，实现对透明胶进行压合成型。
优选地，在所述步骤（4）之后，还包括步骤（5）：移除所述柔性模具，在所述透明胶表面上填充反光材料层。
优选地，在所述步骤（5）之后，还包括步骤（6）：移除所述具有粘性表面的承载基板，将所述LED芯片与波长转换材料层进行贴合，使得LED芯片的发光面朝向波长转换材料层。
优选地，所述波长转换材料层的上表面为平面，其厚度为5μm~200μm。
优选地，所述波长转换材料层的上表面有粗化。
与现有技术相比，本发明提供的一种发光二极管封装结构的制作方法，至少包括以下技术效果：（1）在硬质模具与倒装LED芯片之间设置柔性模具，可以保证透明胶和芯片的边缘相切，防止硬质模具与芯片之间压合造成破损，同时避免透明胶溢到芯片电极造成接触不良；（2）对于芯片排列不齐，软膜具有良好的柔韧性，起到校正的作用，从而增加产品良率；（3）采用凹凸结构的承载基板，对透明胶具有溢流的作用，从而使得不同颗的LED均匀性更好，有效提高CSP
LED封装结构的良率和可靠性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。
图1为现有的一种CSP发光二极管封装结构的剖面图。
图2为现有的另一种CSP发光二极管封装结构的剖面图。
图3为采用硬质模具对图2中的封装结构透明胶进行压合成型示意图。
图4~图10为本发明之实施例1的发光二极管封装结构的制作示意图。
图11~图12为本发明之实施例2的发光二极管封装结构的制作示意图。
图13为实施例1的平整承载基板制作发光二极管封装结构的压合成型示意图。
图14为实施例2的凹凸承载基板制作发光二极管封装结构的压合成型示意图。
图中各标号表示如下：
101：承载基板；102：粘性表面；103：LED芯片；104：透明胶；105：柔性模具；106：反光材料层；107：波长转换材料层。
具体实施方式
下面结合示意图对本发明的LED封装结构制作方法进行详细的描述，在进一步介绍本发明之前，应当理解，由于可以对特定的实施例进行改造，因此，本发明并不限于下述的特定实施例。还应当理解，由于本发明的范围只由所附权利要求限定，因此所采用的实施例只是介绍性的，而不是限制性的。除非另有说明，否则这里所用的所有技术和科学用语与本领域的普通技术人员所普遍理解的意义相同。
实施例
1
如图1所示，本实施例公开了一种发光二极管封装结构的制作方法，包括以下工艺步骤：
（1）如图4所示，提供一玻璃基板作为承载基板101，并在玻璃基板上贴一层胶带膜，可以选用双面胶带膜或热分离胶带膜，从而在玻璃基板上形成粘性表面102，然后在所述粘性表面上分布若干个倒装LED芯片103，使得芯片电极朝上，芯片发光面朝下并固在胶带膜上；
（2）如图5所示，在倒装LED芯片103周围涂覆一层透明胶104，可选地，透明胶可以包含有荧光粉；
（3）如图6所示，将柔性模具105抽真空吸附于倒凹字形的硬质模具1051，柔性模具的选择在厚度方向上以具可压缩性为佳，压缩比例介于10%与90%之间，压缩前厚度优选介于50μm与1mm之间。柔性模具的材质可选用PU或TPU或TPR或PDMS或PET或透明氟聚合物，如聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)和聚氟乙烯(PVF)，硬质模具的材质可选用金属，如不锈钢304；
（4）如图7所示，对透明胶104进行压合成型（Molding），即通过硬质模具1051施加压力，使得柔性模具105与透明胶104压合，在透明胶表面形成一倾斜平面或曲面；
（5）如图8所示，移除柔性模具105以及硬质模具1051，在透明胶104表面上填充反光材料层106形成垂直墙面，反光材料层优选具有高反射率的白漆（白色反光硅胶），从而可以将LED的发光面缩小，如此有利于后续比如光学透镜的设计；
（6）如图9所示，剥离胶带膜102和承载基板101；
（7）如图10所示，将倒装LED芯片翻转180度，在芯片及透明胶上涂覆波长转换材料层107，优选荧光膜，从而使得倒装LED芯片发光面朝向波长转换材料层，可以实现发出白光等需求。波长转换材料层105表面可以为平面或粗化，其厚度介于5μm~200μm之间。可选的，在波长转换材料层10上设置弧形结构的光学透镜（图中未示出），以增加光取出效率。
相较于现有技术，本发明在硬质模具与倒装LED芯片之间设置柔性模具（软膜），可以保证透明胶和芯片的边缘相切，防止硬质模具（如金属）与芯片之间压合造成破损，同时避免透明胶溢到芯片电极造成接触不良；此外，对于芯片排列不齐，软膜具有良好的柔韧性，起到校正的作用，从而增加产品良率。
实施例
2
如图11所示，与实施例1相比，实施例1的承载基板为平整结构，而本实施例的承载基板101呈凹凸结构。定义分布LED芯片的承载基板上表面为功能区，其它上表面为非功能区，则功能区呈“凸起”，非功能区形成“凹陷”，即功能区高于非功能区。
如图12所示，在上述LED芯片的外围，即非功能区内涂覆透明胶104，从而可以发挥非功能区作为胶体收容槽的作用，利于相邻CSP
LED封装结构之间的透明胶体的流动性。
如图13所示，平整承载基板的非功能区透明胶在压合成型后，相邻的CSP
LED封装结构之间的透明胶相互隔离，胶体不能相互流动，假如部分颗数的LED少胶（透明胶的涂胶量不够），如此无法通过相邻颗的LED来得到补充；而采用凹凸结构的承载基板，如图14所示，相邻的CSP LED封装结构之间的透明胶可以相互流动，利用非功能区对透明胶具有溢流的作用，从而使得不同颗的LED均匀性更好，有效地提高CSP LED封装结构的良率和可靠性。
实施例
3
与实施例1区别在于，实施例1的承载基板粘性表面藉由插入双面胶带膜形成，而本实施例的承载基板粘性表面通过表面改性工艺形成，可选地，粘性表面也可以藉由涂覆粘性材料形成。
实施例
4
与实施例1区别在于，实施例1的承载基板采用不包含波长转换材料的玻璃基板，而本实施例的承载基板采用包含波长转换材料的透明材料层，如透明荧光膜，如此可以节省去除承载基板，以及转移至波长转换材料层的工艺步骤，从而简化工艺，节省制作成本。
实施例
5
与实施例1区别在于，实施例1采用柔性模具和硬质模具对透明胶进行压合成型（Molding），而本实施例不采用硬质模具，仅采用柔性模具，并通过通入气体（如氮气）对柔性模具施加压力，使得柔性模具紧紧贴覆于倒装芯片以及透明胶，如此压合成型制得具有倾斜平面或曲面的透明胶。
实施例
6
与实施例1区别在于，实施例1采用先在LED芯片的周围形成透明胶，再采用柔性模具对透明胶进行压合成型，使得透明胶表面形成一倾斜平面或曲面；而本实施例采用在柔性模具的下表面外边缘先形成透明胶，再将柔性模具朝向LED芯片及承载基板，并对柔性模具施加压力，从而对透明胶进行压合成型，使得透明胶表面形成一倾斜平面或曲面。可选地，还可以在柔性模具的下表面形成整面透明胶，并在LED芯片的上表面设置一掩膜层，如此则在透明胶压合成型后，掩膜层上也会形成透明胶，然后再一并去除掩膜层以及位于其上的透明胶，即可制得位于LED芯片周围的具一倾斜平面或曲面的透明胶。
应当理解的是，上述具体实施方案仅为本发明的部分优选实施例，以上实施例还可以进行各种组合、变形。本发明的范围不限于以上实施例，凡依本发明所做的任何变更，皆属本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种发光二极管封装结构的制作方法，包括以下步骤：
（1）提供一具有粘性表面的承载基板；
（2）在所述粘性表面上分布LED芯片，使得LED芯片发光面朝向粘性表面；
（3）在所述LED芯片的周围形成透明胶；
（4）采用柔性模具对透明胶进行压合成型，使得透明胶表面形成一倾斜平面或曲面。
2.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构的制作方法，其特征在于：所述承载基板具有凹凸结构。
3.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构的制作方法，其特征在于：定义分布LED芯片的承载基板上表面为功能区，其它上表面为非功能区，所述功能区高于所述非功能区。
4.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构的制作方法，其特征在于：所述承载基板为透明材料层。
5.根据权利要求4所述的发光二极管封装结构的制作方法，其特征在于：所述透明材料层包含波长转换材料或不包含波长转换材料。
6.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构的制作方法，其特征在于：所述粘性表面藉由插入双面胶带膜或热分离胶带膜形成或藉由涂覆粘性材料形成或对承载基板表面进行改性形成。
7.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构的制作方法，其特征在于：所述柔性模具在厚度方向上具可压缩性，压缩比例介于10%与90%之间。
8.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构的制作方法，其特征在于：所述柔性模具的厚度介于50μm与1mm之间。
9.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构的制作方法，其特征在于：所述柔性模具材料选用PU或TPU或TPR或PDMS或PET或透明氟聚合物。
10.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构的制作方法，其特征在于：所述步骤（3）替换为：提供一柔性模具，并至少在柔性模具的下表面外边缘形成透明胶。
11.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构的制作方法，其特征在于：所述步骤（4）中柔性模具通过硬质模具或者通过通入气体施加压力，实现对透明胶进行压合成型。
12.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构的制作方法，其特征在于：在所述步骤（4）之后，还包括步骤（5）：移除所述柔性模具，在所述透明胶表面上填充反光材料层。
13.根据权利要求12所述的发光二极管封装结构的制作方法，其特征在于：在所述步骤（5）之后，还包括步骤（6）：移除所述具有粘性表面的承载基板，将所述LED芯片与波长转换材料层进行贴合，使得LED芯片的发光面朝向波长转换材料层。
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