CN108922954A - 一种双层膜cspled制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于LED封装领域，涉及一种LED封装工艺。首先在PET底膜制作不同厚度的透明硅胶层，其次在透明硅胶上涂布一定厚度的荧光膜，最后将双层膜与倒装芯片压合，并加热固化；将固化后的荧光膜切割，即得到双层膜结构CSP LED灯珠，本发明制备的CSP LED工艺简单，周期短，成本低，灯珠发光亮度高，发光效率高，灯珠寿命长，质量好。
Description
技术领域
本发明涉及LED封装领域，尤其涉及一种双层膜CSP LED制作方法。
背景技术
基于倒装芯片的新型芯片级尺寸封装LED（CSP LED; Chip Scale Package LED），是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，可降低封装成本。现有五面发光CSP基本都是单层膜结构，即将硅胶与荧光粉混合后与芯片热压、切割而成。所用硅胶为苯基高折硅胶或者甲基低折硅胶，苯基高折硅胶其优异的机械力学性能使其很好兼容CSP制程，但其耐温性差的缺点制约了在大功率CSP上的应用。甲基低折硅胶耐温性虽好，但其硬度低较柔软，贴片时硅胶存在粘吸嘴头现象。因此行业内有人结合了两种硅胶的优点将其制作成双层膜灯珠，即内层为甲基低折硅胶，外层为苯基高折硅胶。
目前双层膜结构CSP LED基本都采用两次固晶，两次压膜，两次切割的方法制作。即先制作内部五面发光CSP灯珠，然后再将灯珠排布好与透明荧光膜热压，切割，制作双层膜结构CSP LED。该制作工艺繁琐，周期长，且花费的人力物力较高，不具有成本优势。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种双层膜CSP LED制作方法，包括：步骤1）在PET底膜制作透明导热硅胶层，透明导热硅胶层厚度为0.1~0.2mm；步骤2）在透明硅胶上涂布荧光膜，荧光膜厚度为0.1~0.2mm；步骤3）将双层膜与倒装芯片热压合，并加热固化；步骤4）将固化后的荧光膜切割，得到双层膜结构CSP LED灯珠；
其中，所述步骤1）中在PET底膜制作透明导热硅胶层的步骤包括：a)对透明导热硅胶进行搅拌和真空脱泡，所述搅拌和真空脱泡为三段式脱泡，第一段脱泡转速500r/min，第二段脱泡转速700r/min，第三段脱泡转速500r/min；b）脱泡好的透明导热硅胶进置于具真空自吸搅拌功能的涂布料腔内，持续搅拌抽真空，真空度为5Pa，搅拌速度为500r/min，在涂布成膜机平台提供单层PET底膜，并用涂布压辊将PET底膜的一端锁紧；c）调整好涂布压辊与涂布成膜机平台在垂直方向上的距离，调整好透明导热硅胶挤出吸嘴的水平位置到平台指定的成膜起点，控制料腔挤出吸嘴与PET底膜上表面的距离，控制挤出透明导热硅胶进压力，速度和时间，横向匀速移动到指定成膜终点，停止挤出浆料，形成一层导热硅胶层；对导热硅胶进行半固化；
其中，所述步骤2）中在在透明硅胶上涂布荧光膜的步骤包括：i)将导热硅胶和荧光粉在密闭腔内进行混合形成涂布浆料，其中，所述荧光粉在涂布浆料中的质量百分比为15％～25％；ii）对所述涂布浆料进行搅拌和真空脱泡，所述搅拌和真空脱泡为三段式脱泡，第一段脱泡转速800r/min，第二段脱泡转速1000r/min，第三段脱泡转速800r/min，所述浆料供给装置的压强小于等于5Pa，在搅拌和真空脱泡的同时对浆料进行加热，所述加热的温度为40℃；iii）脱泡好的荧光浆料置于具真空自吸搅拌功能的涂布料腔内，持续搅拌抽真空，真空度为5Pa，搅拌速度为800r/min，在涂布成膜机平台提供上表面具有透明硅胶膜的单层PET底膜，并用涂布压辊将PET底膜的一端锁紧；iv）调整好涂布压辊与涂布成膜机平台在垂直方向上的距离，调整好浆料挤出吸嘴的水平位置到平台指定的成膜起点，控制料腔挤出吸嘴与PET底膜上表面的距离，控制挤出荧光浆料压力，速度和时间，横向匀速移动到指定成膜终点，停止挤出浆料，在导热硅胶膜上形成一片荧光膜；对荧光膜进行半固化。
作为优选，所述PET底膜厚度为0.05~0.2mm，离型力为10-100g。
作为优选，所述透明硅胶为苯基高折射率硅胶，折射率为1.51~1.55，粘度为5000~10000mPa.s。
作为优选，所述荧光膜基础胶水为苯基高折射率硅胶，粘度为10000~30000mPa.s，所述荧光粉为硅酸盐、铝酸盐、氮化物系列中的一种或几种。
作为优选，所述热压合步骤物料排放顺序为定位玻璃，排布芯片的热解膜，双层膜，热压合模具。
作为优选，所述，所述热压合模具为高硬度模具钢，厚度为0.2~0.35mm。
作为优选，所述，所述热压合温度为100-120℃，压力为500~1000kg，保压时间为5-10min。
将双层膜与倒装芯片的压合还可以通过气压合进行：I)将倒装LED芯片放置在密封腔体的样品台上；II）将形成有叠置的透明导热硅胶层和荧光膜的PET底膜放置在LED芯片上；III)通过密封腔体上方的通气孔阵列进行加压进行气压合。
本发明的有益效果如下：
本发明制备的CSP LED灯珠可有效解决目前双层膜CSP LED制作工艺繁琐，周期长，成本高的缺点。
本发明的气压合的CSP LED灯珠，在LED芯片上表面和芯片的边缘形成阶梯状。
本发明制备的CSP LED灯珠发光亮度高，发光效率高，灯珠寿命长，质量好。
附图说明
图1为本发明的双层膜结构示意图，图中：1透明导热硅胶层，2荧光膜；
图2为本发明的双层膜CSP LED结构图，图中：1透明导热硅胶层，2荧光膜，3倒 装芯片；
图3为本发明的CSP LED灯珠发光光谱图；
图4为本发明的配光曲线图；
具体实施方式
参见图1，一种双层膜CSP LED制作方法，包括：步骤1)在PET底膜制作透 明导热硅胶层，其中，PET底膜厚度为0.05～0.2mm，离型力为10-100g，透明硅胶为苯基 高折射率硅胶，折射率为1.51～1.55，粘度为5000～10000mPa.s，厚度为0.1～0.2mm；步骤 2)在透明硅胶上涂布荧光膜，荧光膜基础胶水为苯基高折射率硅胶，粘度为10000～30000 mPa.s，所述荧光粉为硅酸盐、铝酸盐、氮化物系列中的一种或几种，荧光膜厚度为0.1～0.2mm；步骤3)将双层膜与倒装芯片热压合，并加热固化，热压合步骤物料排放顺序 为定位玻璃，排布芯片的热解膜，双层膜，热压合模具，所述热压合模具为高硬度模具钢， 厚度为0.2～0.35mm，热压合温度为100-120℃，压力为500～1000kg，保压时间为5-10min； 步骤4)将固化后的荧光膜切割，得到双层膜结构CSP LED灯珠；
其中，所述步骤1)中在PET底膜制作透明导热硅胶层的步骤包括：a)对透明导热硅 胶进行搅拌和真空脱泡，所述搅拌和真空脱泡为三段式脱泡，第一段脱泡转速500r/min， 第二段脱泡转速700r/min，第三段脱泡转速500r/min；b)脱泡好的透明导热硅胶进置于具 真空自吸搅拌功能的涂布料腔内，持续搅拌抽真空，真空度为5Pa，搅拌速度为500r/min， 在涂布成膜机平台提供单层PET底膜，并用涂布压辊将PET底膜的一端锁紧；c)调整好 涂布压辊与涂布成膜机平台在垂直方向上的距离，调整好透明导热硅胶挤出吸嘴的水平位 置到平台指定的成膜起点，控制料腔挤出吸嘴与PET底膜上表面的距离，控制挤出透明导 热硅胶进压力，速度和时间，横向匀速移动到指定成膜终点，停止挤出浆料，形成一层导 热硅胶层；对导热硅胶进行半固化；
其中，所述步骤2)中在在透明硅胶上涂布荧光膜的步骤包括：i)将导热硅胶和荧光粉在密闭腔内进行混合形成涂布浆料，其中，所述荧光粉在涂布浆料中的质量百分比为 15％～25％；ii)对所述涂布浆料进行搅拌和真空脱泡，所述搅拌和真空脱泡为三段式脱 泡，第一段脱泡转速800r/min，第二段脱泡转速1000r/min，第三段脱泡转速800r/min，所 述浆料供给装置的压强小于等于5Pa，在搅拌和真空脱泡的同时对浆料进行加热，所述加 热的温度为40℃；iii)脱泡好的荧光浆料置于具真空自吸搅拌功能的涂布料腔内，持续搅 拌抽真空，真空度为5Pa，搅拌速度为800r/min，在涂布成膜机平台提供上表面具有透明 硅胶膜的单层PET底膜，并用涂布压辊将PET底膜的一端锁紧；iv)调整好涂布压辊与涂 布成膜机平台在垂直方向上的距离，调整好浆料挤出吸嘴的水平位置到平台指定的成膜起 点，控制料腔挤出吸嘴与PET底膜上表面的距离，控制挤出荧光浆料压力，速度和时间， 横向匀速移动到指定成膜终点，停止挤出浆料，在导热硅胶膜上形成一片荧光膜；对荧光 膜进行半固化。
双层膜与倒装芯片的压合还可以通过气压合进行：I)将倒装LED芯片放置在密 封腔体的样品台上；II)将形成有叠置的透明导热硅胶层和荧光膜的PET底膜放置在LED 芯片上；III)通过密封腔体上方的通气孔阵列进行加压进行气压合。
实施例1:参见图1-2，在PET底膜上形成0.15mm透明硅胶膜，在透明硅胶膜上涂刷0.2mm荧光膜，将排布好的芯片与双层膜热压，控制热压温度100℃，压力500kg，保压10min后取出固化，固化后切割成1.3*1.3mm CSP灯珠，350mA条件下测试，光效为135 lm/W，色温5700K。
实施例2:参见图1-3，在PET底膜上形成0.2mm透明硅胶膜，在透明硅胶膜上涂刷0.15mm荧光膜，将排布好的芯片与双层膜热压，控制热压温度120℃，压力500kg，保压10min后取出固化，固化后切割成1.3*1.3mm CSP灯珠，350mA条件下测试，光效为145 lm/W，发光角度156.3°。
实施例3:参见图1-2和4，在PET底膜上形成0.2mm透明硅胶膜，在透明硅胶膜上涂刷0.15mm荧光膜，将排布好的芯片与双层膜热压，控制热压温度120℃，压力1000kg，保压8min。
实施例4:参见图1-2和5，选择实施3双层膜CSP LED，在105℃条件下老化1000h，灯珠不开裂。
实施例5
参见图1，将双层膜与倒装芯片的压合还可以通过气压合进行：I)将倒装LED芯片放 置在密封腔体的样品台上；II)将形成有叠置的透明导热硅胶层和荧光膜的PET底膜放置 在LED芯片上；III)通过密封腔体上方的通气孔阵列进行加压进行气压合。气压合的CSP LED灯珠，在LED芯片上表面和芯片的边缘形成阶梯状。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种双层膜CSP LED制作方法，其特征在于，包括：步骤1）在PET底膜制作透明导热硅胶层，透明导热硅胶层厚度为0.1~0.2mm；步骤2）在透明硅胶上涂布荧光膜，荧光膜厚度为0.1~0.2mm；步骤3）将双层膜与倒装芯片热压合，并加热固化；步骤4）将固化后的荧光膜切割，得到双层膜结构CSP LED灯珠；
其中，所述步骤1）中在PET底膜制作透明导热硅胶层的步骤包括：a)对透明导热硅胶进行搅拌和真空脱泡，所述搅拌和真空脱泡为三段式脱泡，第一段脱泡转速500r/min，第二段脱泡转速700r/min，第三段脱泡转速500r/min；b）脱泡好的透明导热硅胶进置于具真空自吸搅拌功能的涂布料腔内，持续搅拌抽真空，真空度为5Pa，搅拌速度为500r/min，在涂布成膜机平台提供单层PET底膜，并用涂布压辊将PET底膜的一端锁紧；c）调整好涂布压辊与涂布成膜机平台在垂直方向上的距离，调整好透明导热硅胶挤出吸嘴的水平位置到平台指定的成膜起点，控制料腔挤出吸嘴与PET底膜上表面的距离，控制挤出透明导热硅胶进压力，速度和时间，横向匀速移动到指定成膜终点，停止挤出浆料，形成一层导热硅胶层；对导热硅胶进行半固化；
其中，所述步骤2）中在在透明硅胶上涂布荧光膜的步骤包括：i)将导热硅胶和荧光粉在密闭腔内进行混合形成涂布浆料，其中，所述荧光粉在涂布浆料中的质量百分比为15％～25％；ii）对所述涂布浆料进行搅拌和真空脱泡，所述搅拌和真空脱泡为三段式脱泡，第一段脱泡转速800r/min，第二段脱泡转速1000r/min，第三段脱泡转速800r/min，所述浆料供给装置的压强小于等于5Pa，在搅拌和真空脱泡的同时对浆料进行加热，所述加热的温度为40℃；iii）脱泡好的荧光浆料置于具真空自吸搅拌功能的涂布料腔内，持续搅拌抽真空，真空度为5Pa，搅拌速度为800r/min，在涂布成膜机平台提供上表面具有透明硅胶膜的单层PET底膜，并用涂布压辊将PET底膜的一端锁紧；iv）调整好涂布压辊与涂布成膜机平台在垂直方向上的距离，调整好浆料挤出吸嘴的水平位置到平台指定的成膜起点，控制料腔挤出吸嘴与PET底膜上表面的距离，控制挤出荧光浆料压力，速度和时间，横向匀速移动到指定成膜终点，停止挤出浆料，在导热硅胶膜上形成一片荧光膜；对荧光膜进行半固化。
2.根据权利要求1所述的双层膜CSP LED制作方法，其特征在于，所述PET底膜厚度为0.05~0.2mm，离型力为10-100g。
3.根据权利要求1所述的双层膜CSP LED制作方法，其特征在于，所述透明硅胶为苯基高折射率硅胶，折射率为1.51~1.55，粘度为5000~10000mPa.s。
4.根据权利要求3所述的双层膜CSP LED制作方法，其特征在于，所述荧光膜基础胶水为苯基高折射率硅胶，粘度为10000~30000 mPa.s，所述荧光粉为硅酸盐、铝酸盐、氮化物系列中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的双层膜CSP LED制作方法，其特征在于，所述热压合步骤物料排放顺序为定位玻璃，排布芯片的热解膜，双层膜，热压合模具。
6.根据权利要求1所述的双层膜CSP LED制作方法，其特征在于，所述热压合模具为高硬度模具钢，厚度为0.2~0.35mm。
7.根据权利要求1所述的双层膜CSP LED制作方法，其特征在于，所述热压合温度为100-120℃，压力为500~1000kg，保压时间为5-10min。
8.根据权利要求1所述的双层膜CSP LED制作方法，其特征在于，所述步骤3）中使用气压合将将双层膜与倒装芯片进行压合；
所述气压合包括：I)将倒装LED芯片放置在密封腔体的样品台上；II）将形成有叠置的透明导热硅胶层和荧光膜的PET底膜放置在LED芯片上；III)通过密封腔体上方的通气孔阵列进行加压进行气压合。
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