CN109830474B

CN109830474B - 彩光led芯片制备方法及彩光led灯珠制备方法

Info

Publication number: CN109830474B
Application number: CN201811539721.4A
Authority: CN
Inventors: 江柳杨; 兰师龙; 余泓颖; 赵汉民; 梁伏波
Original assignee: Jiangxi Latticepower Semiconductor Corp
Current assignee: Jiangxi Latticepower Semiconductor Corp
Priority date: 2018-12-17
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2023-07-11
Anticipated expiration: 2038-12-17
Also published as: CN109830474A

Abstract

本发明提供了一种彩光LED芯片制备方法及彩光LED灯珠制备方法，其中，彩光LED芯片制备方法中包括：S11制备特定颜色的荧光膜片，荧光膜片具备足以黏贴LED芯片的粘性，荧光膜片的粘力大于6g；S21将荧光膜片贴于耐高温的第一支撑膜表面，并将倒装蓝光LED芯片均匀黏贴于荧光膜片上；S31在相邻LED芯片之间点适量的透明硅胶并固化，透明硅胶呈下凹弧状固于LED芯片的四周；S41沿LED芯片之间的沟槽进行切割，得到单颗带荧光膜片的彩光LED芯片。其无需在LED芯片表面点透明硅胶就能实现荧光膜片的固化，有效避免了可能出现的膜片位偏等技术问题，同时大大降低了彩光LED芯片制备的成本、LED封装制程及应用端驱动成本。

Description

彩光LED芯片制备方法及彩光LED灯珠制备方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是一种彩光LED芯片制备方法及彩光LED灯珠制备方法。

背景技术

随着户外景观市场和植物照明细粉市场需求越来越旺，也就是对彩光灯珠需求越来越多，如，植物照明使用的波长为450nm(纳米)、660nm及730nm的灯珠，景观照明使用的RGBW(R表示红色，G表示绿色，B表示蓝色，W表示白色)、RGB、R、G、B的灯珠等。一般来说，都是采用芯片的形式实现的，存在以下问题：一、价格比较贵；二、由于芯片结构间的差异导致不同颜色芯片的工作电压不一样，大大提升了驱动电路的复杂度和成本；三、不同的芯片在封装过程中对封装制程的要求不同增加了封装的复杂度。

发明内容

为了克服以上不足，本发明提供了一种彩光LED芯片制备方法及彩光LED灯珠制备方法，通过蓝光LED芯片制备得到彩色LED芯片，降低成本。

一种彩光LED芯片制备方法，所述彩光为一区别于白光的特定颜色，所述制备方法中包括：

S11制备特定颜色的荧光膜片，所述荧光膜片具备足以黏贴LED芯片的粘性，所述荧光膜片的粘力大于6g；

S21将荧光膜片贴于耐高温的第一支撑膜表面，并将倒装蓝光LED芯片均匀黏贴于荧光膜片上；

S31在相邻LED芯片之间点适量的透明硅胶并固化，所述透明硅胶呈下凹弧状固于LED芯片的四周；

S41沿LED芯片之间的沟槽进行切割，得到单颗带荧光膜片的彩光LED芯片。

进一步优选地，在步骤S11中，进一步包括：

S111在第二支撑膜表面涂覆预设厚度的特定颜色的荧光粉层，所述预设厚度为50～150μm；

S112在预设条件下对荧光粉层进行烘烤得到荧光膜片，所述预设条件为：在温度80～90℃条件下烘烤15～30min。

进一步优选地，在步骤S11中，制备得到的荧光膜片中包括氧化铝，且在荧光膜片中，透明硅胶、荧光粉及氧化铝的质量比为1:(1～2):(0.01～0.08)。

本发明还提供了一种彩光LED芯片制备方法，所述彩光为一区别于白光的特定颜色，所述制备方法中包括：

S12制备特定颜色的荧光膜片，所述荧光膜片具备足以黏贴LED芯片的粘性，所述荧光膜片的粘力大于6g；

S22将荧光膜片贴于耐高温的第一支撑膜表面，并将硅基蓝光LED芯片均匀黏贴于荧光膜片上；

S32沿LED芯片之间的沟槽进行切割，得到单颗带荧光膜片的彩光LED芯片。

进一步优选地，在步骤S12中，进一步包括：

S121在第二支撑膜表面涂覆预设厚度的特定颜色的荧光粉层，所述预设厚度为50～150μm；

S122在预设条件下对荧光粉层进行烘烤得到荧光膜片，所述预设条件为：在温度80～90℃条件下烘烤15～30min。

进一步优选地，在步骤S12中，制备得到的荧光膜片中包括氧化铝，且在荧光膜片中，透明硅胶、荧光粉及氧化铝的质量比为1:(1～2):(0.01～0.08)。

进一步优选地，在步骤S22中，进一步包括：

S221将荧光膜片贴于耐高温的第一支撑膜表面；

S222在荧光膜片中切割出与硅基蓝光LED芯片中电极大小匹配的通孔；

S223将硅基蓝光LED芯片均匀黏贴于带通孔的荧光膜片上。

本发明还提供了一种彩光LED灯珠制备方法，包括上述用倒装蓝光LED芯片制备得到彩光LED芯片的方法，还包括：

S51根据封装需求将不同颜色的彩光LED芯片按照顺序固定于支架表面，且荧光膜片一侧朝上；

S61在相邻LED芯片之间填充白胶并固化。

S71根据封装需求沿相应的LED芯片之间的沟槽进行切割，得到包括至少一颗LED芯片的LED单元，并在LED单元表面压制透镜或制备一层透明硅胶层得到LED灯珠。

本发明还提供了一种彩光LED灯珠制备方法，其特征在于，包括上述用硅基蓝光LED芯片制备得到彩光LED芯片的方法，还包括：

S52根据封装需求将不同颜色的彩光LED芯片按照顺序固定于支架表面，且荧光膜片一侧朝上；

S62对各个彩光LED芯片进行焊线，与支架连接；

S72根据封装需求沿相应的LED芯片之间的沟槽进行切割，得到包括至少一颗LED芯片的LED单元，并在LED单元表面压制透镜或制备一层透明硅胶层得到LED灯珠。

在本发明提供的彩光LED芯片制备方法及彩光LED灯珠制备方法中：

1.预先制备特定颜色的有粘性的荧光膜片，并将倒装LED芯片均匀排列于荧光膜片表面，在LED芯片之间点入透明硅胶后固化，以此将荧光膜片直接固化在倒装LED芯片表面(LED芯片发光侧表面)得到彩光LED芯片，无需在LED芯片表面点透明硅胶就能实现荧光膜片的固化，有效避免了可能出现的膜片位偏等技术问题，大大提高了倒装LED芯片中心照度，同时有效减少了因LED芯片与荧光膜片之间存在一层薄的透明硅胶带来的热量，大大降低了彩光LED芯片制备的成本。

2.在相邻LED芯片之间点适量的透明硅胶，使LED芯片和荧光膜片相接的表面固化的透明硅胶呈弧状，保证了填充LED芯片之间、透明硅胶表面的白胶(高反射率胶)同样呈现弧状，以此倒装LED芯片侧面发出的光通过白胶反射回去后成为有效光从发光面输出，从而大大提高了白光芯片的出光效率，即提高了LED灯珠的亮度，改善出光颜色的均一性。

3.在荧光膜片制备的过程中，添加一定比例的氧化铝，提高LED灯珠的光通量，实验表明，添加了少量氧化铝的LED产品的光通量提升了2％～4％。

4.在实际应用中，可以将制备得到的各种颜色的彩色LED芯片串联在一起使用，如将红色LED芯片、绿色LED芯片及蓝色LED芯片串联在一起作为一个LED单元使用，得到全光谱的白光LED芯片等，由彩色LED芯片都是由倒装蓝光LED芯片制得，在串联使用的过程中不会出现由各LED芯片驱动电压的不同增加驱动电源成本的问题，大大降低了成本。

附图说明

图1为本发明中将倒装LED芯片均匀黏贴在荧光膜片表面结构示意图；

图2为本发明中在相邻LED芯片之间印刷透明硅胶结构示意图；

图3为本发明中单颗带荧光膜片的LED芯片的结构示意图；

图4为本发明中带有荧光膜片的LED芯片固定于支架表面结构示意图；

图5为本发明中在荧光膜片表面压制透镜后LED灯珠结构示意图；

图6为本发明中在荧光膜片表面压制透明硅胶层后LED灯珠结构示意图；

图7为本发明实例中将白光LED芯片、绿光LED芯片、红光LED芯片及蓝光LED芯片固在陶瓷基板上结构示意图。

1-荧光膜片，2-LED芯片，3-透明硅胶，4-支架，5-白胶，6-透镜，7-透明硅胶层。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

本发明提供的彩光LED芯片制备方法，在一种实施方式中，包括：

S11制备特定颜色的荧光膜片1，荧光膜片1具备足以黏贴LED芯片2的粘性。具体，按照一定质量比将荧光粉和透明硅胶(透明硅胶:荧光粉:SiO₂＝1:(1～2):(0.3～1))混合后使用脱泡机均匀混合，在第二支撑膜表面均匀涂覆预设厚度(如50～150μm)，在温度80～90℃条件下烘烤15～30min，烘烤后，荧光膜片1仍然具备一定的粘性，保证荧光膜片1的粘力大于6g，便于在后续步骤中能够黏住倒装LED芯片2。彩光为一区别于白光的特定颜色，如黄色、绿色、红色等，特定颜色的荧光膜片为黄色荧光粉膜片、绿色荧光粉膜片、红色荧光粉膜片、红外荧光粉膜片等，在实际应用中，可以根据需求制备任意颜色的荧光膜片，这里不做具体限定。

S20将荧光膜片贴于耐高温的第一支撑膜(如UV膜)表面，并将倒装蓝光LED芯片2(如，蓝宝石基倒装蓝光LED芯片)均匀黏贴于荧光膜片上，如图1所示。倒装蓝光LED芯片2之间的距离可以根据实际情况在50～400μm间进行调整，且黏贴后，保证荧光膜片1下表面与第二支撑膜之间无空气存在。

S30在相邻LED芯片2之间点适量的透明硅胶3并固化。具体，透明硅胶3呈下凹弧状固于LED芯片2的四周，如图2所示；这里对透明硅胶3的用量不做具体限定，可以根据实际情况(如LED芯片之间的距离等)调整，只要确保透明硅胶3的厚度小于LED芯片2的厚度，不会溢出至LED芯片2上，且固化后倒装蓝光LED芯片2四周表面的透明硅胶3呈现下凹弧状即可，在一实例中，其高度范围为10～150μm，宽度范围为10～1000μm。

S40沿LED芯片2之间的沟槽进行切割，得到单颗带荧光膜片1的彩光LED芯片2，完成对彩光LED芯片的制备，如图3所示，具体，当荧光膜片为红色荧光粉膜片，制备得到红光LED芯片；当荧光膜片为黄色荧光粉膜片，制备得到黄色LED芯片等。

在另一实施方式中，在步骤S10制备荧光膜片1的过程中，添加适量的氧化铝以提高LED灯珠的光通量，具体，按照一定质量比将透明硅胶、荧光粉及氧化铝(1:(1～2):(0.01～0.08))混合后使用脱泡机均匀混合，在第二支撑膜表面均匀涂覆预设厚度(如50～150μm)，在温度80～90℃条件下烘烤15～30min，得到仍然具备一定的粘性的荧光膜片1(粘力大于6g)，便于在后续步骤中能够黏住倒装LED芯片2。在实际应用中，为了进一步提高LED灯珠的光通量，可以使用纳米氧化铝添加入荧光膜片。

相对应的本发明提供了一种彩光LED灯珠制备方法，除了包括上述彩光LED芯片制备方法之外，还包括：

S51根据封装需求将不同颜色的彩光LED芯片按照顺序固定于支架表面，且荧光膜片一侧朝上，如图4所示，具体，固定支架可以为陶瓷底板、EMC、SMC、PCT、PPA等。彩光LED芯片的排列顺序根据需求而定，将需要封装在一个LED单元中的彩光LED芯片排列在一起，如在一实例中，LED单元中包括一颗蓝光LED芯片、一颗红光LED芯片及一颗绿光LED芯片，则在封装的过程中，以蓝光LED芯片、红光LED芯片及绿光LED芯片为一单位进行排列；又如，在一实例中，LED单元中包括一颗红光LED芯片和一颗黄光LED芯片，则在封装的过程中，以红光LED芯片和黄光LED芯片为一单位进行排列。若需要得到由单颗彩光LED芯片封装得到的LED灯珠，则将彩光LED芯片均匀排列在支架表面即可。

S61在相邻LED芯片之间填充白胶5并固化；具体，白胶5不能溢到荧光膜片1的上方，即白胶5的厚度小于LED芯片2+荧光膜片1的厚度。

S71根据封装需求沿相应的LED芯片2之间的沟槽进行切割，得到包括至少一颗LED芯片的LED单元，并在LED单元表面压制透镜6或制备一层透明硅胶层7得到LED灯珠。如图5所示为在单颗彩光LED芯片表面压制透镜6后LED灯珠结构示意图，如图6所示为在单颗彩光LED芯片表面压制透明硅胶层7后LED灯珠结构示意图。具体，透明硅胶层7可以由透明硅胶制备而成，也可以由掺有钛白粉的透明硅胶制备而成，厚度在30～150μm。

与倒装蓝光LED芯片类似，本发明还提供了一种基于硅基蓝光LED芯片的彩光LED芯片制备方法，包括：根据需求制备了特定颜色的粘力大于6g的荧光膜片后，将荧光膜片贴于耐高温的第一支撑膜表面；之后，在荧光膜片中切割出与硅基蓝光LED芯片中电极大小匹配的通孔；接着，将硅基蓝光LED芯片均匀黏贴于带通孔的荧光膜片上；最后，沿LED芯片之间的沟槽进行切割，得到单颗带荧光膜片的彩光LED芯片。对应的，在制备彩光LED灯珠的过程中，得到彩光LED芯片之后，首先，根据封装需求将不同颜色的彩光LED芯片按照顺序固定于支架表面；之后，对各个彩光LED芯片进行焊线，与支架连接；最后，根据封装需求沿相应的LED芯片之间的沟槽进行切割，得到包括至少一颗LED芯片的LED单元，并在LED单元表面压制透镜或制备一层透明硅胶层得到LED灯珠。透明硅胶层可以由透明硅胶制备而成，也可以由掺有钛白粉的透明硅胶制备而成，厚度在30～150μm。

实施例一

1：按照一定质量比将红色荧光粉与透明硅胶混合，具体，透明硅胶:红色荧光粉:Al₂O₃＝1:1.26:0.025混合，并使用脱泡机进行均匀混合后，在第一支撑膜上均匀涂覆一层厚度75μm，在温度80℃的条件下烘烤30min，得到具备粘性的红色荧光粉膜片(粘力大于6g)；

2：将红色荧光粉膜片贴在耐高温的UV(紫外)膜上；

3：将尺寸为46mil的倒装蓝光LED芯片等距离固定粘结在红色荧光粉膜片上，LED芯片之间的距离50μm；之后将透明硅胶点在LED芯片之间，放入烤箱将红色荧光粉膜片和透明硅胶固化；

4：按照LED芯片之间的中心位置(即距离LED芯片25μm处)，用刀片切开成单颗带有红色荧光粉膜片的红光LED芯片(尺寸为1.193x1.193mm)；

5：将切割好的LED芯片翻到蓝膜上，并扩开，以便固晶；

6：将带有红色荧光粉膜片的LED芯片固在陶瓷底板上；

7：将混合好并均匀搅拌后的白胶流入LED芯片四周至荧光膜片的高度并固化；

8：根据客户性能需求决定是否在红色荧光粉膜片表面压一层厚度为100μm的透明硅胶层；

9：按照光电参数要求，将整个支架进行切割，得到红光LED灯珠。

在其他实例中，采用上述方法制备得到其他颜色的LED芯片和LED灯珠，如，若要制备得到绿光LED芯片，则按照透明硅胶:绿色荧光粉:Al₂O₃＝1:1.18:0.0236(质量比)进行混合，并使用脱泡机进行均匀混合后，在第一支撑膜上均匀涂覆一层厚度75μm，在温度80℃的条件下烘烤30min，得到绿色荧光粉膜片，之后采用与上述红色LED灯珠制备过程中相同的步骤制备得到绿光LED灯珠。

实施例二

1：按照一定质量比的红色荧光粉与透明硅胶，具体，透明硅胶:红色荧光粉:Al₂O₃＝1:1.16:0.232混合，并使用脱泡机均匀混合后，在第一支撑膜上均匀涂覆一层厚度75μm，在温度80℃的条件下烘烤30min，得到具备粘性的红色荧光粉膜片；

2：将红色荧光粉膜片贴在耐高温的耐高温的UV膜上，用激光或冲孔设备将红色荧光粉膜片挖个跟电极接近大小的洞，且按照等距离将电极孔挖出；

3：将尺寸为45mil的硅基蓝光LED芯片等距离固在红色荧光粉膜片上，LED芯片上的电极正好对着膜片缺口，并放入烤箱将荧光膜片固化；

4：按照LED芯片之间的中心位置(即距离LED芯片100μm处)，用刀片切开成单颗带有红色荧光粉膜片的红光LED芯片(尺寸为1.193x1.193mm)；

5：将切割好的LED芯片翻到蓝膜上，并扩开，以便好固晶；

6：将带有红色荧光粉膜片的LED芯片固在陶瓷底板；

7：按照光电参数要求，将整个支架进行切割，得到红光LED灯珠。

在其他实例中，采用上述方法制备得到其他颜色的LED芯片和LED灯珠，如，若要制备得到绿光LED芯片，则按照透明硅胶:绿色荧光粉:Al₂O₃＝1:1.14:0.0228(质量比)混合，并用脱泡机进行均匀混合后，在第一支撑膜上均匀涂覆一层厚度75μm，在温度80℃的条件下烘烤30min，得到绿色荧光粉膜片；之后采用与上述红色LED灯珠制备过程中相同的步骤制备得到绿光LED灯珠。

实施例三

1：按照一定质量比的荧光粉与透明硅胶(透明硅胶:黄色荧光粉：Al₂O₃＝1:1.14:0.0228；透明硅胶:绿色荧光粉:Al₂O₃＝1:1.14:0.0228；透明硅胶:红色荧光粉:Al₂O₃＝1:1.16:0.232；透明硅胶:Al₂O₃＝1:0.232)混合，按照实例一中的制程制备得到白光LED芯片、绿光LED芯片、红光LED芯片及蓝光LED芯片；

2：分别将白光LED芯片11、绿光LED芯片12、红光LED芯片13及蓝光LED芯片14固在单颗尺寸为5.0x5.0mm的陶瓷基板15上，如图7所示；

3：将混合好并均匀搅拌后的白胶流入LED芯片四周至荧光膜片的高度并固化；

4：在陶瓷基板表面压膜一个lens并固化；

5：按照光电参数要求，对整个陶瓷底板进行切割，得到RGBW的LED灯珠。

实施例四

1：按照一定质量比的荧光粉与透明硅胶(透明硅胶:黄色荧光粉：Al₂O₃＝1:1.15:0.023；透明硅胶:绿色荧光粉:Al₂O₃＝1:1.18:0.0236；透明硅胶:红色荧光粉:Al₂O₃＝1:1.16:0.232；透明硅胶:Al₂O₃＝1:0.232)混合，按照实例二中的制程制备得到白光LED芯片、绿光LED芯片、红光LED芯片及蓝光LED芯片；

2：分别将白光LED芯片、绿光LED芯片、红光LED芯片及蓝光LED芯片固在单颗尺寸为5.0x5.0mm的陶瓷基板上；

3：将各个芯片焊线，与陶瓷基板连接好；

4：在陶瓷基板压膜一个lens并固化；

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种彩光LED灯珠制备方法，其特征在于，包括彩光LED芯片制备方法，

所述彩光为一区别于白光的特定颜色，所述制备方法中包括：

S11 制备特定颜色的荧光膜片，所述荧光膜片具备足以黏贴LED芯片的粘性，所述荧光膜片的粘力大于6g；

S21 将荧光膜片贴于耐高温的第一支撑膜表面，并将倒装蓝光LED芯片均匀黏贴于荧光膜片上；

S31 在相邻LED芯片之间点适量的透明硅胶并固化，所述透明硅胶呈下凹弧状固于LED芯片的四周；

S41 沿LED芯片之间的沟槽进行切割，得到单颗带荧光膜片的彩光LED芯片；

彩光LED灯珠制备方法还包括：

S51 根据封装需求将不同颜色的彩光LED芯片按照顺序固定于支架表面，且荧光膜片一侧朝上；

S61 在相邻LED芯片之间填充白胶并固化；

S71 根据封装需求沿相应的LED芯片之间的沟槽进行切割，得到包括至少一颗LED芯片的LED单元，并在LED单元表面压制透镜或制备一层透明硅胶层得到LED灯珠。

2.如权利要求1所述的彩光LED灯珠制备方法，其特征在于，在步骤S11中，进一步包括：

S111 在第二支撑膜表面涂覆预设厚度的特定颜色的荧光粉层，所述预设厚度为50~150μm；

S112 在预设条件下对荧光粉层进行烘烤得到荧光膜片，所述预设条件为：在温度80~90℃条件下烘烤15~30min。

3.如权利要求1或2所述的彩光LED灯珠制备方法，其特征在于，在步骤S11中，制备得到的荧光膜片中包括氧化铝，且在荧光膜片中，透明硅胶、荧光粉及氧化铝的质量比为1:(1~2):(0.01~0.08)。

4.一种彩光LED灯珠制备方法，其特征在于，包括彩光LED芯片制备方法，

S12 制备特定颜色的荧光膜片，所述荧光膜片具备足以黏贴LED芯片的粘性，所述荧光膜片的粘力大于6g；

S22 将荧光膜片贴于耐高温的第一支撑膜表面，并将硅基蓝光LED芯片均匀黏贴于荧光膜片上；

S32 沿LED芯片之间的沟槽进行切割，得到单颗带荧光膜片的彩光LED芯片；

彩光LED灯珠制备方法还包括：

S52 根据封装需求将不同颜色的彩光LED芯片按照顺序固定于支架表面，且荧光膜片一侧朝上；

S62 对各个彩光LED芯片进行焊线，与支架连接；

S72 根据封装需求沿相应的LED芯片之间的沟槽进行切割，得到包括至少一颗LED芯片的LED单元，并在LED单元表面压制透镜或制备一层透明硅胶层得到LED灯珠。

5.如权利要求4所述的彩光LED灯珠制备方法，其特征在于，在步骤S12中，进一步包括：

S121 在第二支撑膜表面涂覆预设厚度的特定颜色的荧光粉层，所述预设厚度为50~150μm；

S122 在预设条件下对荧光粉层进行烘烤得到荧光膜片，所述预设条件为：在温度80~90℃条件下烘烤15~30min。

6.如权利要求4或5所述的彩光LED灯珠制备方法，其特征在于，在步骤S12中，制备得到的荧光膜片中包括氧化铝，且在荧光膜片中，透明硅胶、荧光粉及氧化铝的质量比为1:(1~2):(0.01~0.08)。

7.如权利要求4或5所述的彩光LED灯珠制备方法，其特征在于，在步骤S22中，进一步包括：

S221 将荧光膜片贴于耐高温的第一支撑膜表面；

S222 在荧光膜片中切割出与硅基蓝光LED芯片中电极大小匹配的通孔；

S223 将硅基蓝光LED芯片均匀黏贴于带通孔的荧光膜片上。