CN110931472B - 一种光转换材料快速沉降的cob封装方法及cob器件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光转换材料快速沉降的COB封装方法及COB器件，方法包括预装LED芯片和键合线、填充光转换材料和硅胶的混合物、涂覆稀释剂、静置和烘烤等步骤，由此一方面，光转换混合物在涂覆前的高粘度性，保证了光转换材料的均匀性，使生产易以控制，提高生产良率；涂覆稀释剂极大地提高了光转换颗粒的沉降速度，提高了COB器件的生产效率，本封装方法操作简便，不需增加额外的设备，可实现批量化操作提高COB器件的生产效率。

Description

一种光转换材料快速沉降的COB封装方法及COB器件
技术领域
本发明涉及发光二极管（LED）封装技术领域，尤其涉及一种光转换材料快速沉降的COB封装方法及COB器件。
背景技术
现有的COB封装方法是将光转换材料混合到硅胶后再涂覆于LED芯片上，该混合胶厚度一般大于0.5mm，这样光转换材料的热传导路径长，而硅胶本身导热系数低，导致光转换材料吸收的热量不能及时从基板底部传出去，积累的热量越来越多，温度越来越高，从而使光转换材料失效，甚至导致硅胶龟裂拉断键合线死灯。
为改善散热特性，大多数封装厂都设法使光转换颗粒沉积到LED光源底部，使光转换材料的热量能通过底部基板快速散热。现有的技术是自然沉降工艺，即通过自身的重力实现沉降。然而这种方法有很大的局限性。自然沉降过程中，硅胶可以看成是静止流体，光转换材料近似为圆形颗粒，光转换材料在硅胶中做自由沉降运动，开始沉降后，加速阶段时间很短，颗粒很快就达到匀速运动，该匀速运动称为自由沉降速度，对应的自由沉降速度vt=d2(ρs-ρ)g/18µ，其中d是颗粒粒径，ρs是颗粒密度，ρ是流体密度，µ是流体粘度。硅胶粘度太低，光转换材料在未点涂到芯片上时已快速沉降，导致生产难以控制，良率低；粘度太高，光转换材料沉降时间太长，严重影响生产效率。硅胶粘度在不同阶段的对立要求，是目前COB封装的技术矛盾。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光转换材料快速沉降的COB封装方法及COB器件，其能有效解决COB生产过程的沉降和生产效率矛盾的问题。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种光转换材料快速沉降的COB封装方法，方法包括：
S1、将LED芯片按设计固定在LED载体上，LED芯片通过键合线电气连接：
S2、将有机硅胶倒入光转换材料，持续搅拌3min~10min获得均匀的光转换材料和硅胶的混合物，然后将混合物倒进点涂设备的腔体内；
S3、将光转换材料和硅胶的混合物均匀涂覆在LED芯片上，混合物涂覆层的高度低于阻挡墙的高度；
S4、将LED载体转移至水平平台上静置3min~5min；
S5、将稀释剂倒入点涂设备的腔体内，腔体按预先设计的行走路径将稀释剂涂覆在光转换材料和硅胶混合物的上面；
S6、将LED载体移至水平平台上静置3min~10min，并且所述水平平台处于密闭的抽风柜里，静置时同时开启抽风；
S7：将LED载体转移至烤箱平台，以100℃~180℃烘烤2h±30min，自然静置冷却后获得COB器件。
优选的，在步骤S2中所述光转换材料和硅胶的混合物粘度范围是5000cps~8000cps。
优选的，在步骤S2中，在光转换材料里添加抗沉淀粉，抗沉淀粉的质量分数为0.5%wt~3%wt。
优选的，所述抗沉淀粉是二氧化硅或三氧化二铝，所述抗沉淀粉的其粒径是纳米级或微米级。
优选的，在步骤S4中，所述水平平台的水平度为90°±0.5°，以防止光转换材料在静置过程中向一边倾斜。
优选的，在步骤S5中，所述稀释剂是二甲苯、甲醇、乙醇、丙醇或丁醇。
优选的，在步骤S5中，所述行走路径是“之”字型或者圆型，使稀释剂均匀涂覆光转换材料和硅胶混合物的上面。
优选的，在步骤S7中，所述烤箱平台的水平度为90°±0.5°，防止光转换材料在烘烤过程中向一边倾斜。
优选的，在步骤S7中，烘烤温度为150℃。
一种根据上述方法制取的COB器件，包括LED载体、LED芯片、阻挡墙、光转换材料和硅胶，多个所述LED芯片通过键合线连通并设置在所述LED载体上，在所述LED载体上方设置所述阻挡墙，所述阻挡墙将所述LED芯片和键合线包围，并在所述阻挡墙围绕的腔体内填充所述光转换材料和硅胶的混合物，在所述光转换材料内还添加有抗沉淀粉，在所述光转换材料和硅胶的混合物上涂覆稀释剂，从而使得光转换材料内的光转换颗粒沉降并包覆至所述LED芯片和键合线上。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：一方面，光转换混合物在涂覆前的高粘度性，保证了光转换材料的均匀性，使生产易以控制，提高生产良率；涂覆稀释剂极大地提高了光转换颗粒的沉降速度，提高了COB器件的生产效率。本封装方法操作简便，不需增加额外的设备，可实现批量化作业。
附图说明
图1为施加稀释剂前的光转换颗粒在光转换材料和硅胶混合物内的状态示意图；
图2为添加稀释剂后光转换颗粒沉降的状态示意图。
图中：1、LED载体；2、LED芯片；3、键合线；4、阻挡墙；5、光转换材料；6、硅胶；7、稀释剂。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种光转换材料快速沉降的COB封装方法，方法包括以下步骤：
S1、将LED芯片2按设计固定在LED载体1上，用键合线3将LED芯片2与LED载体1电气连接。如图1图2所示，用于承载LED芯片2的载体1一般设置有凹槽，凹槽内可以设置一个或者多个LED芯片安装位，凹槽可在LED芯片固定安装后填充用于对LED芯片进行封装的材料，从而对LED芯片实现包裹，并对LED芯片提供保护。
、将有机硅胶6倒入光转换材料5，充分搅拌3min~10min后倒进点涂设备的腔体内，得到光转换材料5和硅胶6的混合物。
其中，此时光转换材料5和硅胶6的混合物粘度范围是5000cps~8000cps。
进一步的，为了进一步降低沉淀或沉降速率，在步骤S2中，可以在光转换材料5里添加抗沉淀粉，抗沉淀粉的质量分数为0.5%wt~3%wt，抗沉淀粉可以是二氧化硅或三氧化二铝，抗沉淀粉的其粒径是纳米级或微米级，随着等级要求越高，粒径范围选用越小。
、将光转换材料5和硅胶6的混合物均匀涂覆在LED芯片2上，混合物涂覆层的高度低于阻挡墙4的高度。
、将LED载体1转移至水平平台上静置3min~5min。
其中，水平平台的水平度为90°±0.5°，以防止光转换材料5在静置过程中向一边倾斜。
、将稀释剂7倒入点涂设备的腔体内，腔体按预先设计的行走路径将稀释剂7涂覆在光转换材料5和硅胶6混合物的上面，如图1所示。
其中，稀释剂7是二甲苯、甲醇、乙醇、丙醇或丁醇，也可以是他们中的两种或两种以上的混合物，根据成本和效果进行适时选择。
其中，预先设计的行走路径是“之”字型或者圆型，使稀释剂7均匀涂覆光转换材料5和硅胶6混合物的上面。优选为“之”字型。
、将LED载体1移至水平平台上静置3min~10min，并且所述水平平台处于密闭的抽风柜里，静置时同时开启抽风。
所述水平台跟S4和S5中的水平平台是同一平台，置于密闭的抽风柜里，防止稀释剂挥发扩散到生产车间其他无关区域。抽风目的是将挥发出的稀释剂排出到指定安全区域。
：将LED载体1转移至烤箱平台，在150℃下烘烤2h±30min，自然静置冷却后获得COB器件，如图2所示。
其中，烤箱平台的水平度为90°±0.5°，防止光转换材料5在烘烤过程中向一边倾斜。
一种根据上述封装方法制取的COB器件，包括LED载体1、LED芯片2、阻挡墙4、光转换材料5和硅胶6，多个所述LED芯片2通过键合线3连通并设置在所述LED载体1上，在所述LED载体1上方设置所述阻挡墙4，所述阻挡墙4将所述LED芯片2和键合线3包围，并在所述阻挡墙4围绕的腔体内填充所述光转换材料5和硅胶6的混合物，在所述光转换材料5内还添加有抗沉淀粉，在所述光转换材料5和硅胶6的混合物上涂覆稀释剂7，从而使得光转换材料5内的光转换颗粒沉降并包覆至所述LED芯片2和键合线3上。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种光转换材料快速沉降的COB封装方法，其特征在于，方法包括：
S1、将LED芯片（2）按设计固定在LED载体（1）上，LED芯片（2）通过键合线（3）电气连接：
S2、将有机硅胶（6）倒入光转换材料（5），持续搅拌3min~10min获得均匀的光转换材料（5）和硅胶（6）的混合物，然后将混合物倒进点涂设备的腔体内；
S3、将光转换材料（5）和硅胶（6）的混合物均匀涂覆在LED芯片（2）上，混合物涂覆层的高度低于阻挡墙（4）的高度；
S4、将LED载体（1）转移至水平平台上静置3min~5min；
S5、将稀释剂（7）倒入点涂设备的腔体内，腔体按预先设计的行走路径将稀释剂（7）涂覆在光转换材料（5）和硅胶（6）混合物的上面；
S6、将LED载体（1）移至水平平台上静置3min~10min，并且所述水平平台处于密闭的抽风柜里，静置时同时开启抽风；
S7：将LED载体（1）转移至烤箱平台，以100℃~180℃烘烤2h±30min，自然静置冷却后获得COB器件。
2.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于：在步骤S2中所述光转换材料（5）和硅胶（6）的混合物粘度范围是5000cps~8000cps。
3.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于：在步骤S2中，在光转换材料（5）里添加抗沉淀粉，抗沉淀粉的质量分数为0.5%wt~3%wt。
4.根据权利要求3所述的封装方法，其特征在于：所述抗沉淀粉是二氧化硅或三氧化二铝，所述抗沉淀粉的其粒径是纳米级或微米级。
5.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于：在步骤S4中，所述水平平台的水平度为90°±0.5°，以防止光转换材料（5）在静置过程中向一边倾斜。
6.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于：在步骤S5中，所述稀释剂（7）是二甲苯、甲醇、乙醇、丙醇或丁醇。
7.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于：在步骤S5中，所述行走路径是“之”字型或者圆型，使稀释剂（7）均匀涂覆光转换材料（5）和硅胶（6）混合物的上面。
8.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于：在步骤S7中，所述烤箱平台的水平度为90°±0.5°，防止光转换材料（5）在烘烤过程中向一边倾斜。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的方法制取的COB器件，包括LED载体（1）、LED芯片（2）、阻挡墙（4）、光转换材料（5）和硅胶（6），多个所述LED芯片（2）通过键合线（3）连通并设置在所述LED载体（1）上，在所述LED载体（1）上方设置所述阻挡墙（4），所述阻挡墙（4）将所述LED芯片（2）和键合线（3）包围，并在所述阻挡墙（4）围绕的腔体内填充所述光转换材料（5）和硅胶（6）的混合物，其特征在于：在所述光转换材料（5）内还添加有抗沉淀粉，在所述光转换材料（5）和硅胶（6）的混合物上涂覆稀释剂（7），从而使得光转换材料（5）内的光转换颗粒沉降并包覆至所述LED芯片（2）和键合线（3）上。
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