CN107437577A - 一种发光二极管芯片的封胶方法 - Google Patents
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Abstract
一种发光二极管芯片的封胶方法，包括：提供具有第一模穴的第一成型模具；将第一封装胶材填入第一模穴中；将发光二极管芯片置入第一模穴中，使第一封装胶材包覆该发光二极管芯片，其中发光二极管芯片的主动面朝外且未被第一封装胶材包覆；以及固化第一封装胶材，以形成第一封胶成品。据此，本发明可直接于发光二极管芯片上包覆如荧光胶材或透明胶材等封装胶材，以省去导线架/基板等封装主体部分，有利于薄型化设计。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光二极管芯片的封胶方法，尤其是一种适在发光二极管芯片上形成荧光层和/或透镜的封胶方法。
背景技术
相比较传统光源，发光二极管(LED)具有省电、体积小、无热辐射等优点，故近年来已有发光二极管逐渐取代传统光源的趋势。然而，发光二极管大多为红、黄、绿、蓝光源，因此，为符合各种光色的需求，一般会藉由搭配不同色光的LED芯片或在LED外层涂布荧光层，以利用混光来产生所需色光。
在现有技术LED制作过程中，可先将LED晶圆片切割成单颗LED芯片，接着将LED芯片固定在基板或导线架上，并进行电连接，最后再将荧光胶涂布在LED芯片周围，然而，此法所制得的成品有无法省去基板/导线架、引线等封装主体部分的缺点。或者，亦可直接在LED晶圆片上涂布荧光胶，接着再进行切割、置晶、电连接等步骤，然此法无法在LED芯片的五个出光面上皆包覆荧光层。
此外，视实际应用需求，有时LED会再搭配透镜，利用二次光学，以使LED光源的照度均匀度、照射面等符合需求。传统制程大多是在LED芯片接置在基板或导线架上后形成透镜，最后再切割成单一封装体，因此，所制得的成品同样有无法省去封装主体部分的缺点，此外，透镜一般是藉由在上模具及下模具间的模穴中注入透明胶，以包覆LED芯片，随后进行固化而形成，但分别在上下模具加工形成模穴、注料口等将导致模具制作复杂、成本昂贵等缺点，且透镜侧面可能因切割步骤而形成切割垂直壁。
有鉴在现有技术技术的缺失，目前亟需发展一种可省去封装主体部分且直接在发光二极管芯片上形成荧光层/透镜的新颖技术，以期所制得的成品可直接应用表面黏着技术(SMT)，制成覆晶封装体。
发明内容
鉴在以上情形，为了解决上述技术存在的问题，本发明提出一种可省去导线架/基板等封装主体且降低模具成本的封胶方法，藉此可制成仅保留发光二极管芯片及荧光层/透镜的薄型化成品，并可直接应用在后续覆晶封装制程中。
为达成上述目的，本发明提供一种发光二极管芯片的封胶方法，其包括下述步骤：提供具有第一模穴的第一成型模具；将第一封装胶材填入该第一模穴中；将发光二极管芯片置入该第一模穴中，使该第一封装胶材覆盖该发光二极管芯片的背面及侧壁，其中该发光二极管芯片的主动面朝外且未被该第一封装胶材所覆盖；以及固化该第一封装胶材，以形成第一封胶成品，其中该第一封胶成品包含该发光二极管芯片及该第一封装胶材固化而成的第一封胶体。在此，本发明的封胶方法更包括步骤：将该第一封胶成品自该第一模穴中取出。
此外，本发明的封胶方法更可包括下述步骤：将第二封装胶材填入该第二模穴中；将该第一封胶成品置入该第二模穴中，使该第二封装胶材覆盖该第一封胶成品的该第一封胶体，其中该发光二极管芯片的该主动面朝外且未被该第二封装胶材所覆盖；以及固化该第二封装胶材，以形成第二封胶成品，其中该第二封胶成品包含该发光二极管芯片、该第一封胶体及该第二封装胶材固化而成的第二封胶体。在此，本发明的封胶方法更包括步骤：将该第二封胶成品自该第二模穴中取出。
在本发明中，该第一及第二封装胶材并无特定限制，其可根据需求而选用具有所需功用的封装胶材，例如，若欲在LED芯片上包覆荧光层，可选用荧光胶材作为第一封装胶材；或者，可选用透明胶材作为第一封装胶材，以在LED芯片上形成透镜；此外，亦可使用荧光胶材作为第一封装胶材，并搭配透明胶材作为第二封装胶材，以在LED芯片上依序形成荧光层及透镜。在此，所述的荧光胶材及透明胶材并无特殊限制，其可为任何已知的荧光胶材及用在制作透镜的透明胶材，且可依所使用的封装胶材类型，进行已知的适当处理，例如，可在封装胶材填入模穴后进行预烤。
在本发明中，可使用一固持组件，将LED芯片/第一封胶成品由第一模穴/第二模穴的穴口置入第一模穴/第二模穴中，使发光二极管芯片的主动面朝外(即主动面朝向第一/第二模穴的穴口，且背向第一/第二模穴的穴底)，其中该固持组件系用在对LED芯片/第一封胶成品提供一上提力，并控制LED芯片/第一封胶成品的背面与第一模穴/第二模穴的穴底保持距离，使LED芯片/第一封胶成品的背面上覆盖预定厚度的第一封装胶材/第二封装胶材。在此，该固持组件并无特殊限制，只要其可控制LED芯片/第一封胶成品悬置在第一模穴/第二模穴中即可，例如可使用吸嘴作为固持组件，以吸固LED芯片的主动面，进而在LED芯片的主动面提供上提力，藉此可控制LED芯片/第一封胶成品距离第一模穴/第二模穴的穴底一预定距离，使第一封装胶材/第二封装胶材覆盖且接触LED芯片/第一封胶成品的背面及侧壁。
在本发明中，可依据所使用的第一封装胶材/第二封装胶材类型，进行已知的胶材固化处理，例如可藉由加热，使第一封装胶材/第二封装胶材固化，制成第一封胶成品/第二封胶成品，随后可使用一顶出组件，将第一封胶成品自第一模穴中取出，或将第二封胶成品自第二模穴中取出，其中该顶出组件系穿设在第一成型模具/第二成型模具的底部，以对应第一模穴/第二模穴，且该顶出组件可向上移动，以对第一封胶成品/第二封胶成品提供一上顶力，使第一封胶成品/第二封胶成品脱模。在此，该顶出组件并无特殊限制，只要其可对第一封胶成品/第二封胶成品施力，使第一封胶成品/第二封胶成品朝第一模穴/第二模穴的穴口移动即可，例如可使用顶针作为顶出组件，以自第一模穴/第二模穴的穴底将第一封胶成品/第二封胶成品推离第一模穴/第二模穴。
此外，本发明更提供一封胶成品，其包括：一发光二极管芯片；第一封胶体，其在背面方向及侧面方向上覆盖发光二极管芯片的背面及侧壁，并在正面方向上显露发光二极管芯片的主动面。此外，该封胶成品更可包括：第二封胶体，其在背面方向及侧面方向上覆盖该第一封胶体，其中第二封胶体可具有一平坦面及一曲弧面，该平坦面邻近且平行在发光二极管芯片的主动面，而该曲弧面则自该平坦面朝背面方向延伸且覆盖第一封胶体。在此，“正面方向”及“背面方向”并非取决在封胶成品的定向，凡熟悉此项技艺的人士即可轻易了解其实际所指的方向。亦即，LED芯片的主动面所面向的方向系定义为正面方向，而LED芯片的背面所面向的方向则定义为背面方向，此与封胶成品是否倒置无关。因此，正面方向及背面方向系彼此相反且垂直在侧面方向。
在采取本发明提出的技术后，根据本发明实施例的据此，本发明可在LED芯片未接置在基板/导线架上前，藉由所述的封胶方法而在LED芯片上形成封胶体，以省去导线架/基板等封装主体部分，有利在后续直接应用表面黏着技术(SMT)，以进行覆晶封装制程。此外，相较已知在LED晶圆片上涂布荧光层的方法，本发明提供的封胶方法可在LED芯片的背面及侧壁上皆形成荧光层，以达成五个出光面皆包覆荧光层的较佳态样。另外，本发明提供的封胶方法亦可在LED芯片上形成透镜，其可藉由成型模具的模穴构形，形成侧面亦为曲弧面的透镜，避免已知因切割步骤而导致透镜侧面呈切割垂直壁的问题。再者，相较在已知使用上下模具的制程，本发明的封胶方法可藉由固持组件搭配成型模具，以进行封装胶材的成型步骤，故可避免已知需使用上下模具而导致模具制作复杂且成本昂贵的问题。
附图说明
图1为本发明第一具体实施例中第一成型模具搭配顶出组件的剖面示意图。
图2为本发明第一具体实施例中将第一封装胶材填入第一成型模具中的剖面示意图。
图3为本发明第一具体实施例中将发光二极管芯片置入第一成型模具中的剖面示意图。
图4为本发明第一具体实施例中将第一封胶成品脱模的剖面示意图。
图5为本发明第一具体实施例中将第一封胶成品移离第一成型模具的剖面示意图。
图6为本发明第一具体实施例中第一封胶成品的剖面示意图。
图7为本发明第二具体实施例中第二成型模具搭配顶出组件的剖面示意图。
图8为本发明第二具体实施例中将第二封装胶材填入第二成型模具中的剖面示意图。
图9为本发明第二具体实施例中将第一封胶成品置入第二成型模具中的剖面示意图。
图10为本发明第二具体实施例中将第二封胶成品脱模的剖面示意图。
图11为本发明第二具体实施例中第二封胶成品的剖面示意图。
附图标记说明
第一成型模具 11
第二成型模具 16
第一模穴 111
第二模穴 161
穴底 112、162
顶出组件 21、26
顶面 211
第一封装胶材 31
第一封胶体 31’
第二封装胶材 36
第二封胶体 36’
平坦面 361
曲弧面 363
固持组件 41、46
发光二极管芯片 51
主动面 511
背面 101、513
侧壁 515
第一封胶成品 100
第二封胶成品 200
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的各个优选的实施方式进行描述。提供以下参照附图的描述，以帮助对由权利要求及其等价物所限定的本发明的示例实施方式的理解。其包括帮助理解的各种具体细节，但它们只能被看作是示例性的。因此，本领域技术人员将认识到，可对这里描述的实施方式进行各种改变和修改，而不脱离本发明的范围和精神。而且，为了使说明书更加清楚简洁，将省略对本领域熟知功能和构造的详细描述。
请参见图1-7，这是本发明第一具体实施例之第一封胶成品制作流程剖面示意图。
首先，如图1所示，提供第一成型模具11，其中该第一成型模具11的第一模穴111呈矩形体，且底部穿设有一顶出组件21，以对应第一模穴111。在此，该顶出组件21系以一顶针作具体实施态样说明，其顶面211与第一模穴111的穴底112位在同一水平面，且可如箭头A所示向上移动，以提供上顶力。
接着，如图2所示，将第一封装胶材31填入第一模穴111中，其中本具体实施例系使用荧光胶材作为第一封装胶材31，其在第一模穴111中先经过预烤处理，以进行后续步骤。
随后，如图3所示，使用一固持组件41，以吸固发光二极管芯片51的主动面511，并将发光二极管芯片51置入第一模穴111中，使第一封装胶材31包覆发光二极管芯片51的背面513及侧壁515。在此，本具体实施例系使用吸嘴作为固持组件41，其在发光二极管芯片51的主动面511提供一上提力，以控制发光二极管芯片51的背面513与第一模穴111的穴底112保持距离，使发光二极管芯片51的背面513上具有预定厚度的第一封装胶材31，而发光二极管芯片51的主动面511则不被第一封装胶材31所包覆。随后，再藉由短烤步骤，使第一封装胶材31固化成第一封胶体31’，以制成包含有发光二极管芯片51及第一封胶体31’的第一封胶成品100。
如图4所示，在固化步骤后，即可移除固持组件41，并向上移动顶出组件21，以对第一封胶成品100提供一上顶力，使第一封胶成品100随的向上移动而脱模。
最后，如图5所示，可藉由固持组件41，将第一封胶成品100移离第一成型模具11，以备后续进行覆晶封装作业。
据此，如图6所示，本具体实施例所提供的封胶方法，可使第一封胶体31’包覆发光二极管芯片51的背面及侧壁，以达成五个出光面皆包覆荧光层的较佳态样。
接着，请参见图7-11，这是本发明第二具体实施例的第二封胶成品制作流程剖面示意图。为达简要说明的目的，第一具体实施例中任何可作相同应用的叙述皆并在此，无须再重复相同叙述。
首先，如图7所示，提供第二成型模具16，其中该第二成型模具16的第二模穴161具有曲弧形内壁，且其底部穿设有一顶出组件26，以对应第二模穴161。
接着，如图8所示，将第二封装胶材36填入第二模穴161，其中本具体实施例系使用透明胶材作为第二封装胶材36，其在第二模穴161中先经过预烤处理，以进行后续步骤。
随后，如图9所示，使用一固持组件46，将第一具体实施例所形成的第一封胶成品100置在第二模穴161中，其中固持组件46系对发光二极管芯片51的主动面511提供一吸固力，以控制第一封胶成品100的背面101与第二模穴161的穴底162保持距离，使第二封装胶材36在背面方向上完全覆盖第一封胶成品100的第一封胶体31’，同时亦在侧面方向上部分覆盖第一封胶成品100的第一封胶体31’。随后，再藉由短烤步骤，使第二封装胶材36固化成第二封胶体36’，以制成包含有发光二极管芯片51、第一封胶体31’及第二封胶体36’的第二封胶成品200。
如图10所示，在固化步骤后，向上移动顶出组件26，以对第二封胶成品200提供一上顶力，使第二封胶成品200随的向上移动而脱模。
据此，如图11所示，在发光二极管芯片51的五个出光面上皆形成荧光层(即第一封胶体31’)后，可再藉由本具体实施例所提供的封胶方法，在荧光层上形成透镜(即第二封胶体36’)，以制得具有荧光层及透镜的第二封胶成品200，其中第二封胶体36’具有一平坦面361及一曲弧面363，该平坦面361系邻近且平行在发光二极管芯片51的主动面511，而该曲弧面363则自该平坦面361朝背面方向延伸且覆盖第一封胶体31’。
本发明的“发光二极管芯片”一词包含LED裸晶、表面具有封胶层的LED芯片、及任何未进行芯片接合制程的LED芯片。例如，利用其它已知方法而在表面形成有荧光层的LED芯片亦可利用本发明的封胶方法，进一步在LED芯片上形成封胶体。
本发明的“覆盖”一词意指在正面方向、背面方向及/或侧面方向上不完全以及完全覆盖。例如，在本发明一具体实施例中，荧光胶材可完全覆盖LED芯片的背面及侧壁，不论另一组件是否位在荧光胶材与LED芯片之间，而透明胶材在背面方向上可完全覆盖荧光胶材，而在侧面方向上则部分覆盖荧光胶材。
综上所述，本发明提供的封胶方法可省去导线架/基板等封装主体部分，直接在发光二极管芯片的五个出光面上皆包覆荧光层，并可再在荧光层上直接形成具有所需构型的透镜，由在本发明可只保留发光二极管芯片及第一/第二封胶体，故后续适在利用全自动化的表面黏着技术(SMT)，以制成覆晶封装体，有利在大量生产，以降低制作成本。
以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用在帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对在本领域的般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变的处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可实施。当然，以上所列的情况仅为示例，本发明并不仅限在此。本领域的技术人员应该理解，根据本发明技术方案的其他变形或简化，都可以适当地应用在本发明，并且应该包括在本发明的范围内。
Claims (12)
1.一种发光二极管芯片的封胶方法，包括：
提供具有第一模穴的第一成型模具；
将第一封装胶材填入该第一模穴中；
将发光二极管芯片置入该第一模穴中，使该第一封装胶材覆盖该发光二极管芯片的背面及侧壁，其中该发光二极管芯片的主动面朝外且未被该第一封装胶材所覆盖；
以及固化该第一封装胶材，以形成第一封胶成品，其中该第一封胶成品包含该发光二极管芯片及该第一封装胶材固化而成的第一封胶体。
2.根据权利要求1所述的一种发光二极管芯片的封胶方法，其特征在于，该发光二极管芯片于该第一模穴中并与该第一模穴的穴底保持距离。
3.根据权利要求1所述的一种发光二极管芯片的封胶方法，其特征在于，使用一顶出组件，将该第一封胶成品自该第一模穴中取出，其中，该顶出组件系穿设于该第一成型模具的底部，并对应该第一模穴，其可向上移动以对该第一封胶成品提供一上顶力，使该第一封胶成品脱模。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种发光二极管芯片的封胶方法，其特征在于，将该发光二极管芯片置入该第一模穴中的该步骤系使用一固持组件，其系用于对该发光二极管芯片提供一上提力，使该发光二极管芯片悬置于该第一模穴中。
5.根据权利要求4所述的一种发光二极管芯片的封胶方法，其特征在于，该固持组件系于该发光二极管芯片的该主动面提供该上提力。
6.根据权利要求1所述的一种发光二极管芯片的封胶方法，其特征在于，该第一封装胶材为一荧光胶材。
7.根据权利要求1或6所述的一种发光二极管芯片的封胶方法，其特征在于，
提供具有第二模穴的第二成型模具；
将第二封装胶材填入该第二模穴中；
将该第一封胶成品置入该第二模穴中，使该第二封装胶材覆盖该第一封胶成品的该第一封胶体，其中该发光二极管芯片的该主动面朝外且未被该第二封装胶材所覆盖；
以及固化该第二封装胶材，以形成第二封胶成品，其中该第二封胶成品包含该发光二极管芯片、该第一封胶体及该第二封装胶材固化而成的第二封胶体。
8.根据权利要求7所述的一种发光二极管芯片的封胶方法，其特征在于，该第一封胶成品于该第二模穴中并与该第二模穴的底部保持距离。
9.根据权利要求7所述的一种发光二极管芯片的封胶方法，其特征在于，使用一顶出组件，将该第二封胶成品自该第二模穴中取出，其中，该顶出组件系穿设于该第二成型模具的底部，并对应该第二模穴，其可向上移动以对该第二封胶成品提供一上顶力，使该第二封胶成品脱模。
10.根据权利要求9所述的一种发光二极管芯片的封胶方法，其特征在于，将该第一封胶成品置入该第二模穴中的该步骤系使用一固持组件，其系用于对该第一封胶成品提供一上提力，使该第一封胶成品悬置于该第二模穴中。
11.根据权利要求10所述的一种发光二极管芯片的封胶方法，其特征在于，该固持组件系于该发光二极管芯片的该主动面提供该上提力。
12.根据权利要求7所述的一种发光二极管芯片的封胶方法，其特征在于，该第二封装胶材为一透明胶材。
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2016
- 2016-05-25 CN CN201610353346.9A patent/CN107437577A/zh active Pending
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