CN110854109A - 一种正装led芯片的封装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种正装LED芯片的封装方法，其包括以下步骤：步骤1：准备平面型支架；步骤2：在平面型支架上排布正装LED芯片的矩阵阵列，相邻的正装LED芯片之间具有空隙；步骤3：每个正装LED芯片的正负极分别通过金线在空隙与平面型支架连接，相邻正装LED芯片连接的金线以及金线与平面支架的连接点相互分开；步骤4：在矩阵阵列上涂覆荧光胶；步骤5：固化荧光胶；步骤6：切割矩阵阵列，得到正装LED芯片的封装件。本发明的封装方法较为简单，能够同时制备多个正装LED芯片封装件。

Description

一种正装LED芯片的封装方法
技术领域
本发明涉及LED芯片封装技术领域，具体涉及一种正装LED芯片的封装方法。
背景技术
在LED灯的制造过程中，需要对LED芯片进行封装。LED芯片可以分为正装芯片和倒装芯片，其中正装芯片通常在封装后驱动电流较小，发热量也相对较小，发光亮度高于倒装芯片。目前，正装LED芯片的封装通常采用带有反射杯的支架，经过焊线和点胶等工序，逐个进行封装。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种正装LED芯片的封装方法，该方法较为简单，能够同时制备多个正装LED芯片封装件。
为实现本发明的目的，本发明提供了一种正装LED芯片的封装方法，其包括以下步骤：
步骤1：准备平面型支架；
步骤2：在平面型支架上排布正装LED芯片的矩阵阵列，相邻的正装LED芯片之间具有空隙；
步骤3：每个正装LED芯片的正负极分别通过金线在空隙与平面型支架连接，相邻正装LED芯片连接的金线相互分开且相邻正装LED芯片连接的金线与平面支架的连接点相互分开；
步骤4：在矩阵阵列上涂覆荧光胶；荧光胶填充空隙并覆盖正装LED芯片的上表面；
步骤5：固化荧光胶；
步骤6：切割矩阵阵列，得到正装LED芯片的封装件。
由上可见，本发明提供了一种正装LED芯片的封装方法，该方法包括多个步骤，各步骤操作较为简单，通过采用平面型支架，在支架上排布正装LED芯片的矩阵阵列，在芯片上涂覆荧光胶并固化，同时制备了多个正装LED芯片封装件，切割后即可获得单个封装件，提高了生产效率，降低了生产成本。本发明还有助于获得封装尺寸小的甚至芯片级封装(CSP)的正装LED芯片。
进一步的技术方案是，平面型支架设有导引结构，导引结构被构造为使得每个正装LED芯片两侧分别各对应有一个导引结构；正装LED芯片的正负极分别通过金线与正装LED芯片两侧的导引结构连接。
由上可见，本发明的平面型支架上可以设置导电的导引结构，导引结构可以是导线或引脚等，作为支架上的阴阳电极，在正装LED芯片的两侧分别与正装LED芯片的正负极连接。
进一步的技术方案是，在步骤4中，涂覆荧光胶后，在荧光胶上放置压件；在步骤5中，固化荧光胶后，剥离压件。
由上可见，本发明还可以通过压件来将荧光胶压入空隙，从而更好地实现对芯片侧面的封装。
进一步的技术方案是，压件包括保护膜和压板，保护膜与荧光胶接触，压板平行于平面型支架。
由上可见，本发明可以通过保护膜与荧光胶接触，从而提高遮光胶固化表面的光滑度和洁净度；同时采用压板，压板与平面型支架平行，有利于获得平整的荧光胶层。
进一步的技术方案是，在步骤1之前，提供载体，载体由载板、第一热解膜和第一双面膜组成，第一热解膜贴在载板上，第一双面膜贴在第一热解膜上；在步骤1中，平面型支架放置在第一双面膜中间；在步骤4中，在平面型支架周围的第一双面膜上放置支撑块，在支撑块上放置压件，压件将荧光胶的一部分压入空隙；在步骤5中，固化荧光胶后，剥离压件。
由上可见，本发明还可以通过设置载板、双面贴膜和支撑块等，从而支撑起压件，通过设置支撑块的高度，可以调整荧光胶层的厚度，能够实现对封装件厚度的控制。
更进一步的技术方案是，压件包括压板、第二热解膜、第二双面膜和高温膜，第二热解膜贴在压板上，第二双面膜贴在第二热解膜上，高温膜贴在第二双面膜上且位于第二双面膜的中间；压件以压板朝上、高温膜朝下的方式放置在支撑块上，高温膜与荧光胶接触，第二双面膜与支撑块接触。
由上可见，本发明还可以使用具有高温膜和双面膜的压件，通过双面膜对支撑块的粘结，避免压件移动。高温膜与荧光胶接触，提高荧光胶表面的光滑度，避免荧光胶表面粘结。同时，通过选择合适的高温膜厚度以及支撑块的高度，能够获得所需封装件厚度。
进一步的技术方案是，平面型支架上设有所述正装LED芯片的矩阵定位标记；在步骤2中，根据矩阵定位标记在平面型支架上排布正装LED芯片的矩阵阵列。
由上可见，本发明的平面型支架可以设置矩阵定位标记，使得正装LED芯片的矩阵定位排列更加准确。
进一步的技术方案是，平面型支架上设有正装LED芯片的切割标记；在步骤6中，根据切割标记切割矩阵阵列。
由上可见，本发明的平面型支架还可以设置切割标记，便于后续切割。
进一步的技术方案是，在步骤5中，固化条件为：在75℃至90℃下固化45min至80min，然后在115℃至125℃下固化15min至45min。
由上可见，本发明的荧光胶固化条件温和，时间较短，有利于提高生产效率。
进一步的技术方案是，荧光胶包括以下质量份的组分：
硅胶：90质量份至110质量份；
荧光粉：40质量份至60质量份；
二氧化硅粉末：1质量份至5质量份；
DP胶：1质量份至3质量份。
更进一步的技术方案是，荧光胶由以下质量份的组分组成：
硅胶：110质量份；
荧光粉：58.3质量份；
二氧化硅粉末：1.5质量份；
DP胶：1.5质量份。
更进一步的技术方案是，荧光胶中的硅胶由质量比1∶5的A胶和B胶组成，A胶包含乙烯基封端甲基苯基聚硅氧烷和铂二乙烯基四甲基二硅氧烷溶液，B胶包含苯基硅树脂、苯基含氢聚硅氧烷和乙炔基环己醇。更进一步的技术方案是，相对于硅胶质量百分数为100wt％，A胶由16wt％至17wt％的乙烯基封端甲基苯基聚硅氧烷和0.03wt％至0.05wt％的铂二乙烯基四甲基二硅氧烷溶液组成，B胶由63wt％至64wt％的苯基硅树脂、19wt％至20wt％的苯基含氢聚硅氧烷和0.05wt％至0.07wt％的乙炔基环己醇组成。更进一步的技术方案是，相对于硅胶质量百分数为100wt％，A胶由16.63wt％的乙烯基封端甲基苯基聚硅氧烷和0.04wt％的铂二乙烯基四甲基二硅氧烷溶液组成，B胶由63.5wt％的苯基硅树脂、19.77wt％的苯基含氢聚硅氧烷和0.06wt％的乙炔基环己醇组成。更进一步的技术方案是，A胶在80rpm下粘度为5700至8400mPa s，B胶在80rpm下粘度为4600至7000mPa s。
更进一步的技术方案是，DP胶包括环氧树脂和光扩散剂。更进一步的技术方案是，环氧树脂为双酚A型环氧树脂。更进一步的技术方案是，DP胶为DF-090。
更进一步的技术方案是，荧光粉为石榴石荧光粉、铝酸盐荧光粉、硫化锌荧光粉、氮氧化硅荧光粉、氮化物荧光粉、氟化物荧光粉和硅酸盐荧光粉中的至少一种。
更进一步的技术方案是，荧光胶的制备方法包括以下步骤：添加物料；搅拌分散；脱泡。更进一步的技术方案是，荧光胶的制备方法包括以下步骤：按照荧光粉、二氧化硅、DP胶、硅胶的顺序依次添加物料；通过玻璃棒顺时针搅拌3至5分钟；放入真空脱泡机公转、自转5至8分钟进行搅拌脱泡。更进一步的技术方案是，硅胶按照A胶、B胶的顺序依次添加。
由上可见，本发明提供了用于上述正装LED芯片封装方法的荧光胶，该荧光胶能够提高光效，加强粘结力，更好控制荧光膜的厚薄度，并且提高后续的切割效率。具体地，硅胶用量可以在90质量份至110质量份范围内，高于该用量会导致荧光胶容易裂膜，低于该用量会导致荧光胶不能成型；荧光粉用量可以在40质量份至60质量份范围内，高于该用量会导致颜色偏黄，低于该用量会导致颜色偏蓝；二氧化硅粉末用量可以在1质量份至5质量份的范围内，高于该用量会导致荧光胶粘稠度增加，低于该用量会导致荧光粉沉淀过快；DP胶用量可以在1质量份至3质量份的范围内，高于该用量会导致光效降低，高于该用量会导致模糊效果差，能够看到封装件内部结构。本发明还提供了荧光胶的制备方法，制备方法简单，并且各组分按一定顺序添加能够使得各组分更好地分散，真空脱泡搅拌有利于除去荧光胶中的气泡。
附图说明
图1是本发明正装LED芯片封装方法实施例的示意图。
图2是本发明正装LED芯片封装方法中平面型支架的结构示意图。
图3是本发明正装LED芯片封装方法中平面型支架中导引结构的结构示意图。
图4是本发明正装LED芯片封装方法中通过压件压荧光胶的结构示意图。
图5是本发明正装LED芯片封装方法中通过载体、支撑块和压件压荧光胶的结构示意图。
具体实施方式
本实施例的正装LED芯片的封装方法包括以下步骤：
步骤1：如图1(a)所示，准备平面型支架10。如图2所示，平面型支架10上可以设有矩阵定位标记11和切割标记12，便于后续定位排布正装LED芯片20并切割覆胶后的芯片阵列。在本发明的其他实施例中，平面型支架10也可以不设置标记。如图3所示，平面型支架10设有导引结构13，导引结构13被构造为使得每个正装LED芯片20两侧分别各对应有一个导引结构13，导引结构13是具有导电性能的通路。在本发明的其他实施例中，导引结构13可以具有除图3所示结构以外的其他结构。
步骤2：如图1(b)所示，在平面型支架10上排布正装LED芯片20的矩阵阵列。具体地，可以根据矩阵定位标记11，例如可以通过视觉检测仪器，定位排布正装LED芯片20的矩阵阵列，正装LED芯片20可以通过胶粘剂粘贴到平面型支架10上，排布可以通过排片机等装置进行。相邻的正装LED芯片20之间具有空隙21，空隙21用于打线且打线后还留有空间进行切割。
步骤3：如图1(c)所示，每个正装LED芯片20的正负极分别通过金线30在空隙21处与平面型支架10连接，相邻的正装LED芯片20连接的金线30相互分开，相邻的正装LED芯片20连接的金线30与平面支架10的连接点相互分开，使得带有金线30的正装LED芯片20能够切割分开。具体地，正装LED芯片20的正负极分别通过金线30与正装LED芯片20两侧的导引结构13连接。金线30的连接可以通过打线装置进行。
步骤4：如图1(d)所示，在矩阵阵列上涂覆荧光胶40，荧光胶40填充空隙21并覆盖正装LED芯片20的上表面。荧光胶40的涂覆过程可以将带有正装LED芯片20的平面型支架10用夹具固定，采用涂胶机进行覆膜。
步骤5：固化荧光胶40。固化条件为：在75℃至90℃下固化45min至80min，在115℃至125℃下固化15min至45min。具体在本实施例中，固化可以在烘箱中进行，固化条件为80℃烘烤1h，然后120℃烘烤0.5h。
步骤6：如图1(d)中的虚线所示，切割矩阵阵列，得到正装LED芯片的封装件。
在本实施例中，可以直接涂覆荧光胶40并固化。在本发明的另一实施例中，如图4所示，在步骤4涂覆荧光胶40后，在荧光胶40上放置压件，压件将荧光胶40的一部分压入空隙；在步骤5中，固化荧光胶40后，剥离压件。压件包括保护膜50和压板51，保护膜50与荧光胶40接触，压板51平行于平面型支架10。保护膜50可以保持荧光胶40固化表面的光滑洁净，压板51可以是玻璃板，用来提供一定的压力，并保持固化表面平整。
在本发明的另一实施例中，如图5所示，在步骤1之前，提供载体，载体由载板60、第一热解膜61和第一双面膜62组成，第一热解膜61贴在载板60上，第一双面膜贴62在第一热解膜61上。其中，载板60为钢板，；第一热解膜61具有粘结性，在加热后粘结性消失，易于剥离；第一双面膜62可以是硅胶双面膜，其双面具有粘性。载板60、第一热解膜61和第一双面膜62共同构成正装LED芯片20的载体，载板60、第一热解膜61和第一双面膜62可以通过具有压膜辊的冷裱机进行贴合。在步骤1中，平面型支架10放置在第一双面膜62中间。在步骤4中，在平面型支架10周围的第一双面膜62上放置支撑块70，在支撑块70上放置压件。支撑块70的数目可以是多个，多个支撑块70的高度相同，多个支撑块均匀设置平面型支架10周围。在步骤5中，固化荧光胶40后，剥离压件、支撑块和载体。压件包括压板80、第二热解膜81、第二双面膜82和高温膜83，第二热解膜81贴在压板80上，第二双面膜82贴在第二热解膜81上，高温膜83贴在第二双面膜82上且位于第二双面膜82的中间。压件以压板80朝上、高温膜83朝下的方式放置在支撑块70上，高温膜83与荧光胶40接触，第二双面膜82与支撑块70接触。其中，第二热解膜81具有粘结性，在加热后粘结性消失，易于剥离；第二双面膜82可以是硅胶双面膜，其双面具有粘性；高温膜83没有粘性，表面光滑，避免粘荧光层或导致荧光层表面粗糙。压板80、第二热解膜81、第二双面膜82和高温膜83可以通过具有压膜辊的冷裱机进行贴合。支撑块70支撑在第一双面膜62和第二双面膜82之间，避免固化等过程中压件或支撑块移动而导致封装厚度变化。可以根据封装件的厚度要求，选择合适的支撑块70的高度以及高温膜83的厚度，封装件的厚度等于支撑块70的高度减去高温膜83的厚度。
上述实施例中使用的荧光胶包括以下组分：硅胶在90质量份至110质量份，荧光粉40质量份至60质量份，二氧化硅粉末1质量份至5质量份，DP胶1质量份至3质量份。在本发明限定的荧光胶组分用量范围内，荧光胶能够达到抗沉淀、高光效、颜色一致性稳定并且能够达到所需模糊度。此外，本发明的荧光胶具有适中的粘度，配合本发明的制造方法能够很好控制荧光膜的厚薄度。且本发明的荧光胶具有适合的力学性能，具有较高的强度和柔韧性，能够提高切割效率，减少切割破坏，避免切割时变形或破裂。荧光胶的制备步骤包括：按照荧光粉、二氧化硅、DP胶、A胶、B胶的先后顺序依次添加物料，通过玻璃棒顺时针搅拌3至5分钟，放入真空脱泡机公转、自转5至8分钟进行搅拌脱泡。
最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种正装LED芯片的封装方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：准备平面型支架；
步骤2：在所述平面型支架上排布正装LED芯片的矩阵阵列，相邻的所述正装LED芯片之间具有空隙；
步骤3：每个所述正装LED芯片的正负极分别通过金线在所述空隙与所述平面型支架连接，相邻所述正装LED芯片连接的所述金线相互分开并且相邻所述正装LED芯片连接的所述金线与所述平面支架的连接点相互分开；
步骤4：在所述矩阵阵列上涂覆荧光胶；所述荧光胶填充所述空隙并覆盖所述正装LED芯片的上表面；
步骤5：固化所述荧光胶；
步骤6：切割所述矩阵阵列，得到所述正装LED芯片的封装件。
2.根据权利要求1所述的一种正装LED芯片的封装方法，其特征在于：
所述平面型支架设有导引结构，所述导引结构被构造为使得每个正装LED芯片两侧分别各对应设有一个所述导引结构；
所述正装LED芯片的正负极通过所述金线与所述正装LED芯片两侧的所述导引结构连接。
3.根据权利要求1所述的一种正装LED芯片的封装方法，其特征在于：
在所述步骤4中，涂覆所述荧光胶后，在所述荧光胶上放置压件；
在所述步骤5中，固化所述荧光胶后，剥离所述压件。
4.根据权利要求3所述的一种正装LED芯片的封装方法，其特征在于：
所述压件包括保护膜和压板，所述保护膜与所述荧光胶接触，所述压板平行于所述平面型支架。
5.根据权利要求1所述的一种正装LED芯片的封装方法，其特征在于：
在所述步骤1之前，提供载体，所述载体由载板、第一热解膜和第一双面膜组成，所述第一热解膜贴在所述载板上，所述第一双面膜贴在所述第一热解膜上；
在所述步骤1中，所述平面型支架放置在所述第一双面膜中间；
在所述步骤4中，在所述平面型支架周围的所述第一双面膜上放置支撑块，在所述支撑块上放置压件，所述压件与所述荧光胶接触；
在所述步骤5中，固化所述荧光胶后，剥离所述载体、所述支撑块和所述压件。
6.根据权利要求5所述的一种正装LED芯片的封装方法，其特征在于：
所述压件包括压板、第二热解膜、第二双面膜和高温膜，所述第二热解膜贴在所述压板上，所述第二双面膜贴在所述第二热解膜上，所述高温膜贴在所述第二双面膜上且位于所述第二双面膜的中间；
所述压件以所述压板朝上、所述高温膜朝下的方式放置在所述支撑块上，所述高温膜与所述荧光胶接触，所述第二双面膜与所述支撑块接触。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种正装LED芯片的封装方法，其特征在于：
所述平面型支架上设有所述正装LED芯片的矩阵定位标记；
在所述步骤2中，根据所述矩阵定位标记在所述平面型支架上排布正装LED芯片的矩阵阵列。
8.根据权利要求1至6任一项所述的一种正装LED芯片的封装方法，其特征在于：
所述平面型支架上设有所述正装LED芯片的切割标记；
在所述步骤6中，根据所述切割标记切割所述矩阵阵列。
9.根据权利要求1至6任一项所述的一种正装LED芯片的封装方法，其特征在于：
在所述步骤5中，固化条件为：在75℃至90℃下固化45min至80min，然后在115℃至125℃下固化15min至45min。
10.根据权利要求1至6任一项所述的一种正装LED芯片的封装方法，其特征在于：
所述荧光胶包括以下质量份的组分：
硅胶：90质量份至110质量份；
荧光粉：40质量份至60质量份；
二氧化硅粉末：1质量份至5质量份；
DP胶：1质量份至3质量份；
所述硅胶由质量比1∶5的A胶和B胶组成，所述A胶包含乙烯基封端甲基苯基聚硅氧烷和铂二乙烯基四甲基二硅氧烷溶液，所述B胶包含苯基硅树脂、苯基含氢聚硅氧烷和乙炔基环己醇；
所述DP胶包括环氧树脂和光扩散剂。
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