CN113889560A - Led芯片及其制备方法和封装方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种LED芯片及其制备方法和封装方法,该LED芯片,包括衬底、形成于衬底的发光部,以及形成于发光部的电极;发光部的周围覆有吸光介质。上述LED芯片,在发光部的周围涂覆吸光介质,可以避免封装过程中基板上的焊盘和基板本身超出发光部而影响整体的颜色一致性,使得最终制成的显示模组的颜色差异性减小,有利于提升显示效果。
Description
技术领域
本申请涉及LED(light-emitting diode,发光二极管)技术领域,特别是涉及一种LED芯片及其制备方法和封装方法。
背景技术
LED芯片主要应用于超大屏高清显示,如监控指挥、高清演播、高端影院、医疗诊断、广告显示、会议会展、办公显示、虚拟现实等领域,对显示效果要求很高。
传统的LED芯片,在封装过程中,基板的焊盘及基板本身的墨色差异都会影响到整体的颜色一致性,从而导致显示单元的颜色有差异,影响显示单元的显示效果。因此,传统的LED芯片,存在封装后颜色一致性差的问题。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种颜色一致性好的LED芯片及其制备方法和封装方法。
一种LED芯片,包括衬底、形成于所述衬底的发光部,以及形成于所述发光部的电极;所述发光部的周围覆有吸光介质。
在其中一个实施例中,所述吸光介质为黑色油墨、黑色热熔胶或黑色氧化物。
在其中一个实施例中,所述衬底和所述发光部的厚度之和大于或等于所述吸光介质的厚度。
一种LED芯片制备方法,包括:
在衬底生长外延层;
进行外延层图形化,制备发光部;
在所述发光部制作电极;
进行切割和分选,得到半成品芯片;所述半成品芯片之间间隔预设间距;
在所述半成品芯片周围涂覆吸光介质;所述吸光介质涂敷于所述发光部周围;待所述吸光介质固化后形成整体半成品芯片;
对所述整体半成品芯片进行分切,得到LED芯片。
在其中一个实施例中,所述衬底为蓝宝石衬底,所述在衬底生长外延层之后,所述进行外延层图形化,制备发光部之前,还包括:
对所述衬底进行背面减薄和抛光。
在其中一个实施例中,所述半成品芯片电极朝上放置;
对所述整体半成品芯片进行分切前,进行倒模。。
在其中一个实施例中,所述在所述半成品芯片周围涂覆吸光介质,包括:
使用高精度喷墨打印机、掩膜遮挡喷涂工艺、丝印工艺或点胶工艺在所述半成品芯片周围涂覆吸光介质。
一种LED芯片封装方法,用于封装如上述的LED芯片,所述LED芯片封装方法包括:
在PCB(Printed Circuit Board,印制电路板)基板的灯面上进行钎料印刷;
将LED芯片固晶到所述PCB基板的灯面上;
通过回流焊使所述LED芯片与所述PCB基板电连接;
通过模压成型使封装胶覆盖所述PCB基板,完成封装保护;
将封装好的PCB基板的工艺边切除,得到成品显示模组。
在其中一个实施例中,所述吸光介质为黑色热熔胶,所述回流焊的焊接温度高于所述黑色热熔胶的熔点。
在其中一个实施例中,所述封装胶为透明胶体,或者,为掺有黑色素的环氧树脂胶或硅胶。
上述LED芯片,衬底的周围以及衬底上未覆盖发光部的区域覆有吸光介质,可以避免封装后因基板上的焊盘和基板本身超出发光部而影响整体的颜色一致性,使得最终制成的成品显示模组的颜色差异性减小,有利于提升显示效果。
附图说明
图1为一实施例中LED芯片的结构示意图;
图2为一实施例中LED芯片制备方法的流程图;
图3为涂覆吸光介质之后的整体半成品芯片示意图;
图4为一实施例分选后的半成品芯片放置方向示意图;
图5为倒模后的整体半成品芯片示意图;
图6为另一实施例中LED芯片制备方法的流程图;
图7为一实施例中LED芯片封装方法的流程图;
图8为一实施例中显示模组的结构示意图;
图9为另一实施例中LED芯片封装方法的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
在附图中,为了清楚说明,可以夸大层和区域的尺寸。可以理解的是,当层或元件被称作“在”另一层或基底“上”时,该层或元件可以直接在所述另一层或基底上,或者也可以存在中间层。另外,还可以理解的是,当层被称作“在”两个层“之间”时,该层可以是所述两个层之间的唯一层,或者也可以存在一个或更多个中间层。另外,同样的附图标记始终表示同样的元件。
在下面的实施例中,当层、区域或元件被“连接”时,可以解释为所述层、区域或元件不仅被直接连接还通过置于其间的其他组成元件被连接。例如,当层、区域、元件等被描述为被连接或电连接时,所述层、区域、元件等不仅可以被直接连接或被直接电连接,还可以通过置于其间的另一层、区域、元件等被连接或被电连接。
还应当理解的是,术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在,但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
正如背景技术所述,现有技术中的LED芯片存在颜色一致性差的问题,经发明人研究发现,该问题在Mini LED芯片(尺寸介于50~200μm之间的LED芯片)领域最为突出,出现这种问题的原因在于:为确保焊接强度符合要求,一方面PCB基板上的焊盘尺寸会大于LED芯片的电极,另一方面在焊接时会适当增加钎料用量,这样,PCB焊盘以及焊接过程中使用的钎料会超出LED芯片上发光层的遮挡,裸露在外影响对比度,再加上芯片放置位置、角度无法保证全部一致,而导致未遮挡露出的PCB焊盘及钎料图形也不一致,进而反光不一致产生墨色差异,这将严重影响显示模组的对比度及一致性。在封装胶中添加黑色素可以减弱这一问题,但效果不佳,一方面是由于黑色素在封装胶中的分布并不均匀,一致性较差;另一方面是由于目前的工艺很难实现通过喷墨或喷黑胶遮挡焊盘处焊锡,且芯片侧面墨水或黑胶爬升的高度不同,会因芯片侧向出光带来不良影响。基于此,本申请提出一种LED芯片及其制备方法和封装方法,可以应用于常规LED芯片领域,也可以应用于Mini LED芯片领域,具体的,在LED芯片分切前将发光部周围涂覆吸光介质,可以更好的遮挡PCB焊盘及钎料,提高显示模组的对比度及墨色一致性,提升显示效果。
在一个实施例中,如图1所示,提供了一种LED芯片,包括衬底100、形成于衬底100的发光部200,以及形成于发光部200的电极300;发光部200的周围覆有吸光介质400。
其中,衬底100作为发光部200的生长基板,其类型由所需发光波长决定。例如,蓝色LED或白色LED等GaN类半导体材料的LED芯片,使用蓝宝石、SiC和Si等类型的衬底;红色LED等采用AlInGaP类材料的LED芯片,则使用GaAs类型的衬底。在一个实施例中,衬底为蓝宝石衬底,不仅生产技术成熟、器件质量好,而且蓝宝石的稳定性很好,能够运用在高温生长过程中,机械强度高易于处理和清洗,有利于提高LED芯片的性能。进一步的,发光部200、电极300和吸光介质400位于衬底100的同一侧。衬底100未覆盖发光部200的区域,是指,衬底100上制备发光部200的一侧,由于发光部200的尺寸小于衬底100,而未覆盖发光部200的区域。
发光部200是在适当的温度条件下,从衬底100上生长出的外延层经过图形化处理后形成的。在一个实施例中,该图形化处理过程具体包括:清洗→镀透明电极层→透明电极图形光刻→腐蚀→去胶→平台图形光刻→干法刻蚀→去胶→退火→SiO2沉积→窗口图形光刻→SiO2腐蚀→去胶→N极图形光刻→预清洗→镀膜→剥离→退火→P极图形光刻→镀膜→剥离,其中,透明电极层作为电流扩散层,与半导体层以及电极300欧姆接触,有利于提高电流密度。经过图形化处理后,形成具备P-N结,施加电压后可以发出可见光光波的发光部200。
进一步的,发光部200的尺寸,可以与衬底100的尺寸相等,也可以大于或小于衬底100的尺寸。其中,在发光部200尺寸小于衬底100尺寸的情况下,发光部200的周围覆有吸光介质,是指:衬底100上未覆盖发光部200的区域,以及衬底100周围覆有吸光介质。衬底100未覆盖发光部200的区域,是指,衬底100上制备发光部200的一侧,由于发光部200的尺寸小于衬底100,而未覆盖发光部200的区域。为便于理解,如图1所示,下文均以发光部200的尺寸小于衬底100的尺寸为例进行说明。
电极300是发光部200与PCB基板建立电连接的桥梁。该电极300的数量、形状和材料均不唯一,例如可以数量是两个或三个等,形状可以是圆形、方形或椭圆形等,材料可以是Ag、Au、Ni-Au合金或ITO(Indium Tin Oxide,掺锡氧化铟)。进一步的,该电极300的位置也不唯一,例如可以设置在发光部200的边缘处,也可以设置在发光部200的中间。在一个实施例中,电极300为方形电极,数量为两个,设置于发光部200长度方向的边缘处,有利于增强芯片与基板的焊接强度。具体的,可以通过蒸镀或沉积工艺生成电极层,并通过光刻和刻蚀完成图形化,得到所需的电极300。
吸光介质400是指光波在该介质中传播时会发生大幅度衰减,即吸收系数数值大的介质材料。通常,黑色物质的吸收系数相对较大。进一步的,该吸光介质400的可以是黑色油墨、黑色热熔胶或黑色氧化物,也可以是纳米涂料,或者由碳纳米管制成的超黑材料。
具体的,可以使用高精度喷墨打印机、掩膜遮挡喷涂工艺、丝印工艺或点胶工艺在发光部200周围涂覆吸光介质400。进一步的,为确保后续焊接工作的顺利进行,吸光介质400的厚度,应当小于衬底100、发光部200和电极300组成的半成品芯片的厚度。在一个实施例中,吸光介质400的厚度,小于或等于衬底100和发光部200组成的半成品芯片的厚度。
此外,在一个实施例中,吸光介质400的熔点低于封装过程中的焊接温度,吸光介质400的厚度,小于衬底100和发光部200组成的半成品芯片的厚度,且二者的差值小于预设差值。一方面,进行吸光介质400涂覆之后,吸光介质400与发光部200之间存在高度差,可以避免吸光介质400过多影响后续封装;另一方面,二者的差值小于预设差值,又能避免因吸光介质400用量过少,且封装过程中吸光介质400向PCB基板方向流动,而导致封装后吸光介质400无法完全包裹发光部200四周。
可以理解,LED芯片中,还可以包括两个或两个以上的发光部200,以及与发光部200对应设置的多个电极300。这些发光部200均设置于衬底100上,且衬底100上不同发光部之间的间隙处覆有吸光介质400。
上述LED芯片,发光部200的周围覆有吸光介质400,可以避免封装过程中基板上的焊盘、钎料和基板本身超出发光部而影响整体的颜色一致性,使得最终制成的显示模组的颜色差异性减小,有利于提升颜色均匀性,进而提升显示效果。
基于同样的发明构思,本申请还提供一种LED芯片制备方法在一个实施例中,如图2所示,该制备方法包括步骤S100至步骤S600。
步骤S100:在衬底生长外延层。
其中,衬底是指生长基板,其类型由所需发光波长决定。例如,蓝色LED或白色LED等GaN类半导体材料的LED芯片,使用蓝宝石、SiC和Si等类型的衬底;红色LED等采用AlInGaP类材料的LED芯片,则使用GaAs类型的衬底。外延层是在适当的温度条件下,生长沉积于衬底表面的结构。通过控制外延层的掺杂类型和掺杂浓度,可以得到p型或n型外延层。进一步的,外延层的厚度也不唯一,例如可以是0.5微米至5微米。
步骤S300:进行外延层图形化,制备发光部。
其中,发光部是指施加电压后可以发出可见光光波的结构。发光部阵列分布于衬底,也即不同的发光部之间存在一定的间隙。在一个实施例中,发光部之间的间隙大于或等于预设阈值。该预设阈值,可以是20微米、25微米或30微米。增大发光部之间的间隙,一方面相当于增大了后续切割的可操作空间,有利于提升切割良率,另一方面由于后续制程会将发光部之间的间隙涂覆吸光介质,可以更好地遮挡PCB焊盘和钎料,有利于进一步提升显示模组的对比度及墨色一致性。具体的,通过光刻、刻蚀等半导体工艺进行外延层图形化,制备发光部。
在一个实施例中,该图形化处理过程具体包括:清洗→镀透明电极层→透明电极图形光刻→腐蚀→去胶→平台图形光刻→干法刻蚀→去胶→退火→SiO2沉积→窗口图形光刻→SiO2腐蚀→去胶→N极图形光刻→预清洗→镀膜→剥离→退火→P极图形光刻→镀膜→剥离,其中,透明电极层作为电流扩散层,与半导体层以及电极欧姆接触,有利于提高电流密度。经过图形化处理后,形成具备P-N结,施加电压后可以发出可见光光波的发光部。
步骤S400:在发光部制作电极。
其中,电极发光部与PCB基板建立电连接的桥梁。该电极的数量、形状和材料均不唯一,例如可以数量是两个或三个,形状可以是圆形、方形或椭圆形,材料可以是Ag、Au、Ni-Au合金或ITO(Indium Tin Oxide,掺锡氧化铟)。具体的,可以通过蒸镀或沉积工艺生成电极层,并通过光刻和刻蚀完成图形化,制作所需的电极。
步骤S500:进行切割和测试分选,得到半成品芯片。
具体的,每个LED芯片中包含一个或多个发光部,因此,需要对进行切割,实现不同LED芯片的分离。为避免切割时伤到发光部,通常在发光部之间的间隙处进行切割。在一个实施例中,沿不同发光部之间的对称线对半成品芯片进行切割,得到半成品芯片,以避免因切割对位误差割伤发光部,有利于提升切割良品率。
进一步的,切割之后,还需对半成品芯片进行分选以便进行后续工作。其中,芯片分选的具体方式可以包括外观检查和通电测试。以外观检查为例,可以将发光部边缘与衬底边缘之间存在一定间距的芯片定为良品,否则为不良品,以避免切割过程中导致发光部损伤。
步骤S600:在半成品芯片周围涂覆吸光介质;吸光介质涂敷于发光部周围;待吸光介质固化后形成整体半成品芯片。
其中,吸光介质涂敷于发光部周围。发光部、电极和吸光介质位于衬底的同一侧。如前文所述,以发光部的尺寸小于衬底的尺寸为例,发光部的周围覆有吸光介质,是指:衬底上未覆盖发光部200的区域,以及衬底周围覆有吸光介质。而衬底未覆盖发光部的区域,是指,衬底上制备发光部的一侧,由于发光部的尺寸小于衬底,而未覆盖发光部的区域。吸光介质是指光波在该介质中传播时会发生大幅度衰减,即吸收系数数值大的介质材料。通常,黑色物质的吸收系数相对较大。进一步的,该吸光介质的可以是黑色油墨、黑色热熔胶或黑色氧化物,也可以是纳米涂料,或者由碳纳米管制成的超黑材料。
此外,在一个实施例中,衬底和发光部的厚度之和大于吸光介质的厚度,也即,吸光介质的厚度,小于衬底和发光部组成的半成品芯片的厚度,进行吸光介质涂覆之后,吸光介质与发光部之间存在高度差,以避免吸光介质过多影响后续封装。如图3所示,进行吸光介质涂覆后,衬底已被吸光介质400完全遮盖,发光部200和电极300完整露出。在另一个实施例中,衬底和发光部的厚度之和等于吸光介质的厚度,可以避免因发光部200侧向出光带来的不良影响,有利于进一步提高显示效果。
具体的,可以使用高精度喷墨打印机、掩膜遮挡喷涂工艺、丝印工艺或点胶工艺在衬底上未覆盖发光部的区域涂覆吸光介质。其中,高精度喷墨打印机又称高精度微电子喷墨打印机,具有机械强度高、稳定性好、运动精度准、系统兼容性强等特点,广泛应用于印刷电子、柔性电子、有机电子、生物电子,以及薄膜封装打印和OLED(Organic Light-EmittingDiode,有机发光二极管)像素点打印等领域,可以将墨水直接喷射至承印物上,实现所需结构层制作。该墨水可以是基于有机溶剂、水溶剂的墨水,也可以是纳米颗粒墨水。掩膜遮挡喷涂工艺是在喷头与承印物之间设置掩膜版,进而对承印物进行选择性喷涂的工艺。丝印工艺的具体过程包括:以丝网作为版基,并通过感光制版方法,制成带有图形的丝网印版;再利用丝网印版图形部分网孔可穿透油墨,非图形部分网孔不可穿透油墨的基本原理进行油墨印刷;印刷时在丝网印版的一端倒入油墨,用刮板对丝网印版上的油墨部位施加一定压力,同时朝丝网印版另一端匀速移动,油墨在移动中被刮板从图文部分的网孔中挤压到承印物上。丝印工艺可适用于各种类型的油墨,且不受承印物大小和形状的限制,具有制版方便和价格低廉的优点。
在一个实施例中,吸光介质为热熔胶,使用点胶工艺在半成品芯片周围涂覆热熔胶。具体的,可以使用点胶机在半成品芯片之间注入热熔胶,并进行加热后使热熔胶包裹在半成品芯片周围,覆盖发光部周围,形成一个整体半成品芯片,有利于提升和后续倒模工作的良品率。进一步的,通过控制热熔胶的出胶量,可以使衬底和发光部的厚度之和大于或等于热熔胶的厚度,且二者的差值小于预设差值,一方面,进行热熔胶涂覆和固化之后,热熔胶与发光部之间存在高度差,可以避免热熔胶过多影响后续封装;另一方面,二者的差值小于预设差值,又能避免因热熔胶用量过少,且封装过程中热熔胶向PCB基板方向流动,而导致封装后无法完全包裹发光部四周。
步骤S700:对整体半成品芯片进行分切,得到LED芯片。
具体的,可以采用激光切割、等离子体且或刀片切割等方式对整体半成品芯片进行分切,使各个LED芯片相互独立,得到最终的LED芯片。
上述LED芯片制备方法,在发光部周围涂覆吸光介质,可以避免封装过程中基板上的焊盘、钎料和基板本身超出发光部而影响整体的颜色一致性,使得最终制成的显示模组颜色差异性更小、颜色更均匀一致、显示效果更佳。
进一步的,在一个实施例中,半成品芯片电极朝上放置,对整体半成品芯片进行分切前,进行倒模。
其中,对整体半成品芯片进行分割前的倒模处理,包括两次倒模。
第一次倒模是在切割和分选,得到半成品芯片后,对半成品芯片进行倒模处理,使半成品芯片电极朝上放置。具体的,完成测试分选后,将半成品芯片电极朝上放置。如图4所示,可以将多个半成品芯片间隔预设距离置于第一胶膜1上,衬底100与第一胶膜1直接接触,电极300位于远离第一胶膜1的方向。该预设距离,可以根据吸光介质涂覆方式决定。例如,对于分辨率好、精度高的吸光介质涂覆方式,可以适当减小预设间距,以减少吸光介质的用量,降低成本;否则,适当增大预设间距,以提高良率。进一步的,可以使用支架将第一胶膜1固定并绷紧,以使衬底100与第一胶膜1紧贴。在一个实施例中,第一胶膜1为蓝膜,具有柔软度和弹性好的优点,有利于提高操作便利性。
第二次倒模是对涂覆吸光介质的整体半成品芯片进行倒模操作,将整体半成品芯片的电极粘附于第二胶膜2上。如图5所示,此时整体半成品芯片的衬底100朝上。再对倒模后的半成品芯片进行分切,使各个LED芯片相互独立,得到最终的LED芯片。进一步的,分切过程中采用硬刀切割,以降低操作要求,提高使用便利性。在一个实施例中,沿不同LED芯片之间的对称线进行分切,得到LED芯片,以避免因切割对位误差割伤芯片本体,有利于提升切割良品率。
上述实施例中,在对整体半成品芯片进行分切前,进行倒模,可以提高操作便利性,提升效率。
在一个实施例中,衬底为蓝宝石衬底,如图6所示,步骤S100之后,步骤S300之前,还包括步骤S200:对衬底进行背面减薄和抛光。
由于蓝宝石的导热性能不佳,而在使用LED芯片时,会传导出大量的热量,为防止LED芯片有源区过高的温升对其光输出特性和寿命产生影响,需要对蓝宝石衬底进行背减薄,以提高器件的散热性能。另外,由于蓝宝石的莫氏硬度达9.0,为满足划片、裂片等后继工艺的要求,同样需要将衬底厚度减薄至一定程度。减薄后的衬底背面存在表面损伤层,其残余应力会导致减薄后的外延片弯曲变形且容易在后继工序中碎裂,从而影响成品率。因此,在减薄后还需对衬底背面进行抛光,以去除上述表面损伤层,消除残余应力。具体的,可以使用精密磨抛机对衬底进行背面减薄和抛光。
上述实施例中,使用蓝宝石衬底,不仅生产技术成熟、器件质量好,而且蓝宝石的稳定性很好,能够运用在高温生长过程中,机械强度高易于处理和清洗,有利于提高LED芯片的性能。
基于同样的发明构思,本申请还提供一种LED芯片封装方法,用于封装上述的LED芯片。在一个实施例中,如图7所示,该LED芯片封装方法包括步骤S20至步骤S70。
步骤S20:在PCB基板的灯面上进行钎料印刷。
其中,PCB基板作为LED芯片的驱动装置,用于为发光部提供驱动电压。PCB基板包括驱动面和灯面,驱动面用于焊接驱动电路,灯面用于焊接LED芯片。具体的,钎料可以为锡膏或锡基合金。在PCB基板的灯面上进行钎料印刷的方法,可以是钢网印刷或点胶机点胶。
进一步的,在一个实施例中,进行钎料印刷之前还包括:将驱动电路中的器件焊接到PCB基板的驱动面。其中,驱动电路中的器件包括IC(Integrated Circuit,集成电路)控制芯片、IC存储芯片、电阻、电容、连接器等。具体的,可以通过SMT(Surface MountedTechnology,表面贴装技术)工艺完成驱动面器件的焊接。
步骤S30:将LED芯片固晶到PCB基板的灯面上。
其中,固晶又称装片或Die Bond,是通过胶体(对于LED芯片来说一般是导电胶或绝缘胶)把晶片粘结在支架的指定区域,形成热通路或电通路,为后序的连接提供条件的工序。具体的,印刷钎料后的PCB基板经过检测后,可以使用固晶机将LED芯片固晶到PCB基板的灯面上。
步骤S40:通过回流焊使LED芯片与PCB基板电连接。
其中,回流焊可以是真空回流焊或者氮气回流焊,以提高焊接质量。进一步的,在一个实施例中,回流焊的温度高于吸光介质的熔点,在焊接过程中,LED芯片四周的吸光介质融化,顺着芯片向下流,经过电极、钎料、PCB焊盘,包裹于LED芯片周围。由于部分吸光介质融化后流向PCB基板,可以在吸光介质用量较多的情况下,仍能使吸光介质与LED芯片之间存在高度差,既能确保芯片侧面的有效遮挡,又能避免吸光介质附着于芯片表面影响后续显示效果。
在一个实施例中,吸光介质具体为黑色热熔胶。以钎料为锡膏为例,在焊接过程中,回流焊的焊接温度约为200℃,高于黑色热溶胶的熔点(约为100℃)。在回流后室温下黑色热溶胶固化,包裹PCB焊盘和焊锡,有利于提升封装可靠性,同时也有利于进一步提升显示模组对比度及墨色一致性。可以理解,PCB基板的焊盘和焊脚处为PCB的开窗区域,在回流焊过程中,开窗区域以外的PCB基板,由于自身覆有油墨,黑色热溶胶无法覆盖,因此,回流焊后,虽然部分黑色热溶胶向PCB基板侧流动,但受表面张力的作用,大部分黑色热溶胶仍然留在LED芯片周围,LED芯片侧面遮挡高度一致性好,有利于提升显示效果。
步骤S60:通过模压成型使封装胶覆盖PCB基板,完成封装保护。
其中,封装胶可以为透明胶体,或者,为掺有黑色素的环氧树脂胶或硅胶。模压成型(又称压制成型或压缩成型)是先将粉状,粒状或纤维状的物料放入成型温度下的模具型腔中,然后闭模加压而使其成型并固化的作业过程。模压成型可兼用于热固性塑料,热塑性塑料和橡胶材料。具体的,可以使用专用治具,对封装胶进行模压成型,使封装胶覆盖PCB基板,完成封装保护。可以理解,封装胶的层数并不唯一,且各层中使用的材料可以相同也可以不同。例如,可以使用掺有黑色素的环氧树脂胶或硅胶填充LED芯片之间的区域,再使用透明胶体覆盖整个PCB基板,完成整体的封装保护。
步骤S70:将封装好的PCB基板的工艺边切除,得到成品显示模组。
其中,显示模组可以是单色模组、双色模组或全彩模组。在一个实施例中,显示模组为COB(Chip On Board,板上芯片)模块,具有良好的散热效果。具体的,由于前序步骤的制作过程中,边缘处容易存在成型不良等缺陷,因此通常在PCB基板上设计工艺边。在封装后,将封装好的PCB基板的工艺边切除后,如图8所示,就可以得到成品显示模组,图中,3为封装胶,4为LED芯片。
上述LED芯片封装方法,使用的LED芯片在发光部周围涂覆吸光介质,可以避免封装过程中基板上的焊盘、钎料和基板本身超出发光部而影响整体的颜色一致性,使得最终制成的成品显示模组颜色差异性更小、颜色更均匀一致、显示效果更佳。
在一个实施例中,如图9所示,步骤S40之后,步骤S60之前,还包括步骤S50:将LED芯片点亮,老化预设时间,并进行检修。其中,预设时间并不唯一,可以根据LED芯片的具体类型确定,例如可以是3小时、4小时或5小时。具体的,进行焊接后,未封装前,将LED芯片点亮,老化预设时间,可以筛选出发光性能不良的LED芯片,进行去晶返修,有利于提高显示模组的可靠性。
应该理解的是,虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,附图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上该实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种LED芯片,其特征在于,包括衬底、形成于所述衬底的发光部,以及形成于所述发光部的电极;所述发光部的周围覆有吸光介质。
2.根据权利要求1所述的LED芯片,其特征在于,所述吸光介质为黑色油墨、黑色热熔胶或黑色氧化物。
3.根据权利要求1所述的LED芯片,其特征在于,所述衬底和所述发光部的厚度之和大于或等于所述吸光介质的厚度。
4.一种LED芯片制备方法,其特征在于,包括:
在衬底生长外延层;
进行外延层图形化,制备发光部;
在所述发光部制作电极;
进行切割和分选,得到半成品芯片;所述半成品芯片之间间隔预设间距;
在所述半成品芯片周围涂覆吸光介质;所述吸光介质涂敷于所述发光部周围;待所述吸光介质固化后形成整体半成品芯片;
对所述整体半成品芯片进行分切,得到LED芯片。
5.根据权利要求4所述的LED芯片制备方法,其特征在于,所述衬底为蓝宝石衬底,所述在衬底生长外延层之后,所述进行外延层图形化,制备发光部之前,还包括:
对所述衬底进行背面减薄和抛光。
6.根据权利要求4所述的LED芯片制备方法,其特征在于,所述半成品芯片电极朝上放置;
对所述整体半成品芯片进行分切前,进行倒模。
7.根据权利要求4至6任意一项所述的LED芯片制备方法,其特征在于,所述在所述半成品芯片周围涂覆吸光介质,包括:
使用高精度喷墨打印机、掩膜遮挡喷涂工艺、丝印工艺或点胶工艺在所述半成品芯片周围涂覆吸光介质。
8.一种LED芯片封装方法,其特征在于,用于封装如权利要求1至3任意一项所述的LED芯片,所述LED芯片封装方法包括:
在PCB基板的灯面上进行钎料印刷;
将LED芯片固晶到所述PCB基板的灯面上;
通过回流焊使所述LED芯片与所述PCB基板电连接;
通过模压成型使封装胶覆盖所述PCB基板,完成封装保护;
将封装好的PCB基板的工艺边切除,得到成品显示模组。
9.根据权利要求8所述的LED芯片封装方法,其特征在于,所述吸光介质为黑色热熔胶,所述回流焊的焊接温度高于所述黑色热熔胶的熔点。
10.根据权利要求8或9所述的LED芯片封装方法,其特征在于,所述封装胶为透明胶体,或者,为掺有黑色素的环氧树脂胶或硅胶。
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