CN110098286B - 一种led晶片衬底减薄中的贴片方法 - Google Patents
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Abstract
一种LED晶片衬底减薄中的贴片方法，包括如下步骤：a)将工件表面清洁干净；b)开启加热台；c)将工件放置于加热台上进行加热；d)在工件的对应贴附LED晶片的位置涂抹一层蜡；e)将若干LED晶片正面贴附于工件上的涂蜡处；f)在LED晶片背面上方中间位置放置圆形垫片；g)在各个LED晶片与垫片上方覆盖一层无尘纸或滤纸；h)压片设备工作；i)剥离无尘纸或滤纸，取下LED晶片上的垫片；j)完成贴片作业，进行LED晶片衬底减薄制程。本LED晶片衬底减薄中的贴片方法步骤简单，操作简便，贴片效率高，只需在工件上涂抹一层蜡，不需像传统工艺中采用蜡纸且在蜡纸上下两端分别涂蜡，因此节省了成本。确保在减薄中整个LED晶片的减薄厚度确保均匀一致。
Description
技术领域
本发明涉及光电子技术领域，具体涉及一种LED晶片衬底减薄中的贴片方法。
背景技术
LED芯片的制造过程必然要经历晶片的减薄制程，其目的主要是方便后续芯片切割、封装固晶以及增加芯片使用过程中的散热性能等。目前常用的蓝宝石衬底、砷化镓衬底、硅衬底、碳化硅衬底均需经过背面减薄再经切割最终成为单颗芯片。针对不同衬底，减薄的方法也有所差别，主要受衬底材料自身性质所决定，如硅衬底、蓝宝石衬底、碳化硅衬底因其自身材质硬度较高需要借助砂轮进行减薄，而砷化镓衬底相对硬度小、脆性高，只需借助普通铁盘及磨料即可满足减薄要求。无论何种衬底、何种减薄方式，都需要将晶片在减薄前粘附在特定的工件表面，仅露出背面减薄面，在LED芯片制程中这一过程称为贴片。
贴片的方式最初是通过手工方法实现的，将工件加热至一定温度，然后在工件表面均匀涂覆一层蜡，然后在蜡层上铺盖一张厚度相对均匀的蜡纸，蜡纸的作用主要是为了后续贴片赶蜡以及保护晶片电极免受损伤，然后在蜡纸表面再均匀涂一层蜡，将晶片贴于蜡层上，最后再经过压片、冷却后即将待减薄的晶片牢固的贴于工件上，该方法虽然设备成本较低，但是作业效率相比目前的主流设备作业还有一定差距，并且蜡纸的加入，不利于晶片减薄厚度的均匀性，存在产品质量隐患。后来随着自动上蜡设备的出现，手工贴片也尝试同自动上蜡设备一样不使用蜡纸贴片，但是因为晶片自身翘曲问题以及人工贴片蜡层不易控制、压片设备精度较差而使晶片厚度均匀性大大降低，严重影响产品质量一致性，因此手工无蜡纸贴片一直未得到推广。目前大多数芯片厂商主要借助固体蜡熔化直接将晶片粘附在工件表面，该种方法通过行业内较为成熟的上蜡机设备即可实现晶片的自动上蜡贴片，这也是大多数厂家普遍采用的方式，上蜡设备从最初的6片机到后来的10片机正在不断的升级，作业效率和自动化也逐步提高，但是设备成本方面是应该考虑的问题，在当今半导体行业竞争激烈的现状下，设备成本是不容忽视的一个重要方面，并且设备上蜡仅适用于完整晶片的贴片作业，针对破片、裂片、非规则形状的晶片则不适用于设备贴片，此时仍需人工贴片。
中国专利文献CN103489755A公开的《一种在衬底减薄工艺中的粘片方法》，所用材料包含光刻胶、高温蜡、低温蜡、减薄片托、玻璃片等多种材料消耗和步骤，操作复杂，效率不高，既增加了原料成本，又增加了人力成本，不利于提高产品效益，目前在规模化LED衬底减薄制程中未见有采用该种贴片方法的的厂家。
发明内容
本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种简单易行、无须昂贵设备、作业效率高、普适性高的LED晶片衬底减薄中的贴片方法。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：
一种LED晶片衬底减薄中的贴片方法，包括如下步骤：
a)将工件表面清洁干净；
b)开启加热台，使加热台加热温度设置为90-120℃；
c)将工件放置于加热台上进行加热，加热时间为5-15分钟；
d)在工件的对应贴附LED晶片的位置涂抹一层蜡，涂蜡后静置30-60秒；
e)吹除LED晶片正面电极面的浮尘，将若干LED晶片正面贴附于工件上的涂蜡处；
f)在LED晶片背面上方中间位置放置圆形垫片；
g)将贴附有LED晶片的工件置于压片设备的压片设备台面上，在各个LED晶片与垫片上方覆盖一层无尘纸或滤纸，所述无尘纸或滤纸的外径大于工件的外径；
h)压片设备工作，压盘下压，压片时间为1-5分钟；
i)开启压片设备循环冷却水，待温度降至30℃以下后，将工件从压片设备台面上取下，剥离无尘纸或滤纸，取下LED晶片上的垫片；
j)用无尘纸和无水乙醇擦除LED晶片背面边缘残留的蜡，完成贴片作业，进行LED晶片衬底减薄制程。
进一步的，还包括步骤b)中待温度达到90-120℃后等待5-10分钟使加热台台面温度稳定的过程。
优选的，上述步骤d)中采用的蜡的软化点＜80℃，粘结力＞3.5N/ mm2，蜡层厚度＜1mm。
优选的，上述步骤f)中垫片采用滤纸材料或无尘纸或复印纸或蜡纸制成，垫片的厚度为10μm-100μm，垫片的直径小于等于LED晶片直径的1/2。
优选的，上述步骤h)中压片设备压力为0.1-0.6MPa,压片设备台面的加热温度为90-120℃。
本发明的有益效果是：本LED晶片衬底减薄中的贴片方法步骤简单，操作简便，贴片效率高，只需在工件上涂抹一层蜡，不需像传统工艺中采用蜡纸且在蜡纸上下两端分别涂蜡，因此节省了成本。在LED晶片上增加垫片可以使LED在压片时中间部分受力均匀，防止出现中间上翘的情况，从而确保在减薄中整个LED晶片的减薄厚度确保均匀一致。
附图说明
图1为本发明的LED晶片贴片状态的结构示意图；
图中，1.工件 2.LED晶片 3.垫片 4.压片设备台面 5.无尘纸 6.压盘。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明做进一步说明。
一种LED晶片衬底减薄中的贴片方法，包括如下步骤：
a)将工件1表面清洁干净，使其表面无残留蜡、污渍、脏印等，防止污染LED晶片2。
b)开启加热台，使加热台加热温度设置为90-120℃。
c)将工件1放置于加热台上进行加热，加热时间为5-15分钟。
d)在工件1的对应贴附LED晶片2的位置涂抹一层蜡，涂蜡后静置30-60秒，使蜡融化均匀。
e)吹除LED晶片2正面电极面的（即LED晶片2的粘附面）浮尘，将若干LED晶片2正面贴附于工件1上的涂蜡处。
f)在LED晶片2背面上方中间位置放置圆形垫片3。
g)将贴附有LED晶片2的工件1置于压片设备的压片设备台面4上，在各个LED晶片2与垫片3上方覆盖一层无尘纸5或滤纸，无尘纸5或滤纸的外径大于工件1的外径。无尘纸5或滤纸防止挤出的蜡粘附在压盘6上，使其不易清理。
h)压片设备工作，压盘6下压，压片时间为1-5分钟。
i)开启压片设备循环冷却水，待温度降至30℃以下后，将工件1从压片设备台面4上取下，剥离无尘纸5或滤纸，取下LED晶片2上的垫片3。
j)用无尘纸和无水乙醇擦除LED晶片2背面边缘残留的蜡，完成贴片作业，进行LED晶片衬底减薄制程。
本发明的LED晶片衬底减薄中的贴片方法步骤简单，操作简便，贴片效率高，只需在工件1上涂抹一层蜡，不需像传统工艺中采用蜡纸且在蜡纸上下两端分别涂蜡，因此节省了成本。在LED晶片2上增加垫片3可以使LED在压片时中间部分受力均匀，防止出现中间上翘的情况，从而确保在减薄中整个LED晶片2的减薄厚度确保均匀一致。
优选的，
还包括步骤b)中待温度达到90-120℃后等待5-10分钟使加热台台面温度稳定的过程。通过等待5-10分钟使加热台面的温度达到温度可以确保其加热工件的温度达到设定值。
优选的
上述步骤d)中采用的蜡的软化点＜80℃，粘结力＞3.5N/ mm2，蜡层厚度＜1mm。
优选的
上述步骤f)中垫片3采用滤纸材料或无尘纸或复印纸或蜡纸等软性、可折叠、易变性材质制成，垫片3的厚度为10μm-100μm，垫片3的直径小于等于LED晶片2直径的1/2，垫片3可以重复利用。
优选的
上述步骤h)中压片设备压力为0.1-0.6MPa,压片设备台面5的加热温度为90-120℃。
下面通过三个具体的实施例对于本发明做出进一步详细说明。
实施例1：
（1）将工件1表面清洁干净，无残留蜡、污渍、脏印等，防止污染晶片；
（2）开启加热台，温度设置为95℃，待温度达到后等待5分钟使台面温度达到稳定；
（3）将工件1放置在加热台上进行加热，加热时间6分钟；
（4）在工件1表面对应粘附LED晶片2的位置涂一层蜡，蜡层厚度＜1mm，静置35秒，使蜡熔化均匀，所用蜡的软化点为60℃，粘结力3.9N/mm2；
（5）吹除LED晶片2粘附面（正面电极面）表面浮尘，防止影响后续压片质量，将若干LED晶片2贴于工件已涂蜡的位置；
（6）在LED晶片2背面上方中间位置放置一厚度为170μm、直径为2cm的圆形无尘纸制成的垫片3；
（7）将贴有晶片2的工件1置于压片设备台面4上，然后在LED晶片2和垫片3上方放置可遮盖整个工件的无尘纸5，防止挤出的蜡粘附在压片设备的压盘6上不易清理，压片压力7为0.3MPa，压片台面4加热温度为100℃；
（8）开启压片，压片时间3分钟，然后开启循环水冷却水，待温度降低到29℃时，取下工件2，剥离无尘纸5，取下垫片3，用无水乙醇和无尘纸擦拭LED晶片2背面边缘残留的蜡，完成贴片作业，进行正常减薄制程。
实施例2：
（1）将工件1表面清洁干净，无残留蜡、污渍、脏印等，防止污染晶片；
（2）开启加热台，温度设置为105℃，待温度达到后等待7分钟使台面温度达到稳定；
（3）将工件1放置在加热台上进行加热，加热时间8分钟；
（4）在工件1表面对应粘附LED晶片2的位置涂一层蜡，蜡层厚度＜1mm，静置50秒，使蜡熔化均匀，所用蜡的软化点为70℃，粘结力4.7N/mm2；
（5）吹除LED晶片2粘附面（正面电极面）表面浮尘，防止影响后续压片质量，将若干LED晶片2贴于工件1已涂蜡的位置；
（6）在LED晶片2背面上方中间位置放置一厚度为135μm、直径为4cm的圆形滤纸制成的垫片3；
（7）将贴有LED晶片2的工件1置于压片设备台面4上，然后在LED晶片2和垫片3上方放置可遮盖整个工件的滤纸5，防止挤出的蜡粘附在压片设备的压盘6上不易清理，压片压力7为0.5MPa，压片台面4加热温度为105℃；
（8）开启压片，压片时间4分钟，然后开启循环水冷却水，待温度降低到25℃时，取下工件2，剥离滤纸5，取下垫片3，用无水乙醇和无尘纸擦拭LED晶片2背面边缘残留的蜡，完成贴片作业，进行正常减薄制程。
实施例3：
（1）将工件1表面清洁干净，无残留蜡、污渍、脏印等，防止污染晶片；
（2）开启加热台，温度设置为115℃，待温度达到后等待5分钟使台面温度达到稳定；
（3）将工件1放置在加热台上进行加热，加热时间5分钟；
（4）在工件1表面对应粘附LED晶片2的位置涂一层蜡，静置30秒，使蜡熔化均匀，所用蜡的软化点为79℃，粘结力6.3N/mm2；
（5）吹除LED晶片2粘附面（正面电极面）表面浮尘，防止影响后续压片质量，将若干LED晶片2贴于工件已涂蜡的位置；
（6）在LED晶片2背面上方中间位置放置一厚度为25μm、直径为2cm的圆形蜡纸制成的垫片3；
（7）将贴有LED晶片2的工件1置于压片设备台面4上，然后在LED晶片2和垫片3上方放置可遮盖整个工件的无尘纸5，防止挤出的蜡粘附在压片设备的压盘6上不易清理，压片压力7为0.6MPa，压片台面4加热温度为110℃；
（8）开启压片，压片时间5分钟，然后开启循环水冷却水，待温度降低到28℃时，取下工件2，剥离无尘纸5，取下垫片3，用无水乙醇和无尘纸擦拭LED晶片2背面边缘残留的蜡，完成贴片作业，进行正常减薄制程。
对比例：
分别使用前述人工带蜡纸贴片和自动上蜡设备贴片，对比本发明实施例1、例2、例3，比较每百片作业时间、作业效率、设备成本、晶片最终减薄厚度均匀性方面的效果，如下表1所述。
| 对比 | 每百片作业时间 | 作业效率对比 | 设备成本 | 晶片厚度均匀性 |
| 人工带蜡纸贴片 | 192分钟 | 100% | 低 | ≤25μm |
| 自动上蜡机贴片 | 147分钟 | 123% | 高 | ≤15μm |
| 实施例1 | 131分钟 | 132% | 低 | ≤10μm |
| 实施例2 | 118分钟 | 139% | 低 | ≤5μm |
| 实施例3 | 122分钟 | 136% | 低 | ≤7μm |
表1。
Claims (4)
1.一种LED晶片衬底减薄中的贴片方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)将工件（1）表面清洁干净；
b)开启加热台，使加热台加热温度设置为90-120℃；
c)将工件（1）放置于加热台上进行加热，加热时间为5-15分钟；
d)在工件（1）的对应贴附LED晶片（2）的位置涂抹一层蜡，涂蜡后静置30-60秒；
e)吹除LED晶片（2）正面电极面的浮尘，将若干LED晶片（2）正面贴附于工件（1）上的涂蜡处；
f)在LED晶片（2）背面上方中间位置放置圆形垫片（3），垫片（3）采用滤纸材料或无尘纸或复印纸或蜡纸制成，垫片（3）的厚度为10μm-100μm，垫片（3）的直径小于等于LED晶片（2）直径的1/2；
g)将贴附有LED晶片（2）的工件（1）置于压片设备的压片设备台面（4）上，在各个LED晶片（2）与垫片（3）上方覆盖一层无尘纸（5）或滤纸，所述无尘纸（5）或滤纸的外径大于工件（1）的外径；
h)压片设备工作，压盘（6）下压，压片时间为1-5分钟；
i)开启压片设备循环冷却水，待温度降至30℃以下后，将工件（1）从压片设备台面（4）上取下，剥离无尘纸（5）或滤纸，取下LED晶片（2）上的垫片（3）；
j)用无尘纸和无水乙醇擦除LED晶片（2）背面边缘残留的蜡，完成贴片作业，进行LED晶片衬底减薄制程。
2.根据权利要求1所述的LED晶片衬底减薄中的贴片方法，其特征在于：还包括步骤b)中待温度达到90-120℃后等待5-10分钟使加热台台面温度稳定的过程。
3.根据权利要求1所述的LED晶片衬底减薄中的贴片方法，其特征在于：所述步骤d)中采用的蜡的软化点＜80℃，粘结力＞3.5N/mm2，蜡层厚度＜1mm。
4.根据权利要求1所述的LED晶片衬底减薄中的贴片方法，其特征在于：所述步骤h)中压片设备压力为0.1-0.6MPa,压片设备台面（5）的加热温度为90-120℃。
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