CN114937662A - 一种基于3D打印技术的micro-LED封装工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种基于3D打印技术的micro‑LED封装工艺,属于半导体封装的技术领,该工艺利用3D打印机在PCB基板上打印镜面反射铝层、焊盘、焊线、围坝、荧光胶结构与光学透镜,通过打印焊线将内外侧的焊盘一一相连,在此基础上,镜面反射铝层表面打印固晶胶,将micro‑LED芯片阵列排布,放入烤箱固化,再分别打印用于连接micro‑LED芯片与内排的焊盘的焊线,之后打印包围micro‑LED芯片的围坝,打印填充micro‑LED芯片与围坝之间空隙的荧光胶结构,最后打印覆盖在micro‑LED芯片芯片上的光学透镜,完成micro‑LED芯片的封装工艺。本工艺简化了传统的封装工艺流程,降低了制造成本,提高封装效率。
Description
技术领域
本申请涉及半导体封装的技术领域,尤其是涉及一种基于3D打印技术的micro-LED封装工艺。
背景技术
多光子光刻是一种3D打印技术,主要是利用飞秒激光脉冲和双光子吸收,能够显著提高3D打印精度,其原理是通过三维软件制造高分辨率的三维结构,通过纳米级精密移动台,使打印焦点在光敏物质中移动,因为双光子吸收属于三阶非线性光学效应,只有在激光焦点处才会有双光子聚合,焦点照射的位置,光敏物质变性、固化,因此能够打印任意的高精度物体。推动了3D打印技术向小型化,高精度方向发展达到了微米级别的打印精度,通过打印光刻胶等材料,使得打印光学透镜成为可能。
Micro-LED是尺寸缩小到微米级的发光二极管芯片组成的发光阵列,相较于当前广泛使用的LED具有亮度更高、功耗低等优势,同时还具备可提供更大的信道带宽,对于4G、5G技术需要使用的频率更高,同时可见光的波段有更快的传输速率的能力,因此在可见光通信领域具有巨大的发展潜力。
micro-LED的制备包括芯片制作、封装等工艺流程,传统的封装工艺多采用正装结构,将micro-LED芯片排列在PCB基板表面,micro-LED芯片之间通过金线相互连接,形成电路连通。发明人发现,传统封装工艺利用焊线机焊金线,经常会出现金线材料聚集于芯片衬底的表面、金线键合困难的问题;同时为了提高micro-LED的出光效率,通常使用带有半球形透镜的封装结构,使整个封装工艺流程变得繁琐。
发明内容
为了解决焊线问题,提高封装效率、有效减少工艺复杂度,本申请提供一种基于3D打印技术的micro-LED封装工艺。
本申请提供的一种基于3D打印技术的micro-LED封装工艺采用如下的技术方案:
一种基于3D打印技术的micro-LED封装工艺,包括如下步骤:
步骤1:对micro-LED芯片的封装结构进行三维建模,输出三维建模文件;
步骤2:根据三维建模文件,利用3D打印机在PCB基板中央打印一层镜面反射铝层;
步骤3:在PCB基板上,围绕镜面反射铝层的周边打印内外两排焊盘;
步骤4:利用3D打印机打印焊线,根据三维建模文件将内外两排焊盘一一相连,形成连通的电路;
步骤5:利用3D打印机在镜面反射铝层表面打印一层固晶胶;
步骤6:将micro-LED芯片在镜面反射铝层上按照nxn的阵列方式排布,排列好后将PCB基板放入烤箱内,完成micro-LED芯片与PCB基板的固定;
步骤7:利用3D打印机打印连接线路,将micro-LED芯片上的电极与PCB基板上距离中央较近的内侧焊盘连接;
步骤8:在镜面反射铝层外围打印围坝;
步骤9:将荧光粉与有机硅胶混合,经过搅拌和脱泡后,打印至围坝圈内,填充围坝的内圈,打印出荧光胶结构;
步骤10:在荧光胶结构表面打印光学透镜,完成micro-LED芯片的封装。
通过采用上述技术方案,利用3D打印技术对micro-LED芯片封装结构进行整体建模,分别打印出封装所需材料,最终完成micro-LED芯片的封装。上述封装工艺由于使用高精度的3D打印机,能够最大程度缩小材料尺寸,增大间隔空间,增强芯片的散热能力,且能够解决金线键合困难的问题。在保证micro-LED芯片性能的条件下,简化封装的工艺流程,降低制造成本,提高封装效率。
优选的,所述步骤2中,镜面反射铝层由镜面反射铝制成,3D打印机为金属烧结3D打印机。
通过采用上述技术方案,镜面反射铝层起到镜面反射的作用,提高micro-LED的发光亮度,实现功耗低的优点。
优选的,所述步骤5中,打印的固晶胶材料包括含银的环氧树脂,3D打印机为双光子微纳3D打印机。
通过采用上述技术方案,含银的环氧树脂作为micro-LED芯片固定的胶粘剂,具有较好的固定性能,可靠性较好,双光子微纳3D打印机具有精度高、打印效率高的优点,设备与选材的结合,有利于micro-LED芯片达成良好的固定效果。
优选的,所述步骤6中,烤箱烘烤温度为150℃,烘烤时间为20min。
通过采用上述技术方案,在上述烘烤温度和烘烤时间下,有效的完成micro-LED芯片与PCB基板之间的固化。
优选的,所述步骤8中,打印围坝的材料为有机硅。
通过采用上述技术方案,有机硅具有优良的耐候性、电气绝缘性,使封装形成的micro-LED产品具有良好的光学性能和可靠性。
优选的,所述步骤8中,围坝的形状为正方形的框体,围坝的侧面与PCB基板之间的夹角为90°至130°。
优选的,步骤9,荧光粉的材料为铝酸盐荧光粉、硅酸盐荧光粉、氮/氧化物荧光粉、钨/钼酸盐荧光粉、硫化物荧光粉、磷酸盐荧光粉、硼酸盐荧光粉其中一种或多种,荧光粉与有机硅胶的配置比例为1:3。
通过采用上述技术方案,有机硅胶具有透明性,与荧光粉混合后,保证micro-LED芯片可以透过荧光胶层发光,且有机硅胶具有优良的耐候性和电气绝缘性。
优选的,所述步骤9中,荧光胶结构表面形状为半球状。
优选的,所述步骤10中,打印的光学透镜覆盖于荧光胶结构表面,光学透镜的表面形状为半球状。
通过采用上述技术方案,有利于micro-LED芯片光源发散性更广,提高能耗,增加光亮度。
优选的,所述步骤10中,打印光学透镜的材料为硅胶、光学级聚甲基丙烯酸甲酯、光学级聚碳酸酯、光学玻璃材料其中一种。
通过采用上述技术方案,增强micro-LED芯片光源折射,使封装后的micro-LED产品具有优良的亮度,使用的材料具有稳定性、寿命长、无影像烙印等优点。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.本工艺使用高精度的3D打印机,能够最大程度缩小材料尺寸,增大间隔空间,增强芯片的散热能力,且能够解决金线键合困难的问题。在保证micro-LED芯片性能的条件下,简化封装的工艺流程,降低制造成本,提高封装效率。
2.打印的光学透镜覆盖于荧光胶结构表面,光学透镜的表面形状为半球状,有利于micro-LED芯片光源发散性更广,提高能耗,增加光亮度。
附图说明
图1是本发明实施例的工艺流程图。
图2是本发明实施例对应打印出的micro-LED芯片封装结构上的PCB基板、焊盘、焊线和镜面反射铝层的平面示意图。
图3是本发明实施例对应打印出的micro-LED芯片封装结构的剖面示意图。
附图标记说明:200、PCB基板;210、镜面反射铝层;220、焊盘;310、micro-LED芯片;320、荧光胶结构;330、围坝;340、光学透镜。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种基于3D打印技术的micro-LED封装工艺。参照图1至图3,该工艺包括以下步骤:
步骤1:使用三维建模软件对micro-LED芯片310的封装结构进行三维建模,封装结构如图2和图3所示,三维建模软件可以为Solidworks、3DsMAX、UG、PROE、CATIA、AutoCAD,本实施例选用Solidworks,三维建模文件选为STL文件。
步骤2:利用金属烧结3D打印机,导入三维建模文件,在操作面板中选择铝为打印材料,待打印机工作平台预热结束后,点击加工按钮,打印机根据建模文件在PCB基板200中央打印一层镜面反射铝层210;镜面反射铝层210的尺寸为2mm×2mm,厚度为0.01-0.5mm,在本实施例中,厚度选择为0.3mm。
步骤3:在金属烧结3D打印机的操作面板中选择铜为打印材料,待打印机工作平台预热结束后,点击加工按钮,3D打印机根据建模文件在PCB基板200四侧周边分别打印内外两排焊盘220,内外两排焊盘220均围绕于镜面反射铝层210的周侧设置,每排分布于镜面反射铝层210的每一边焊盘220数量为8个,四边共64个焊盘220,每一个焊盘220尺寸为0.3mm×0.3mm,厚度为0.01-0.5mm,材料可以为银、金、铜、铝、铁、锡或其中一种或多种合金,在本实施例中,厚度选用0.2mm,材料选用金属铝材料。
步骤4:打印焊线,焊线材料可以是银、金、铜、铝、铁、锡或其中一种或多种合金,本实施例选用焊线材料为铜材料,在金属烧结3D打印机的操作面板中选择铜为打印焊线的材料,待3D打印机的工作平台预热结束后,点击加工按钮,3D打印机根据建模文件将PCB基板200上靠内一排的焊盘220与靠外一排的焊盘220通过焊线一一相连,形成连通的电路。
步骤5:利用双光子3D打印机,导入步骤1的三维建模文件,在双光子3D打印机的操作面板中选择含银的环氧树脂作为打印材料,双光子3D打印机的型号可以为Altraspin 3D打印机、Nanoscribe双光子微纳3D打印机;
待双光子3D打印机的工作平台预热结束后,点击加工按钮,双光子3D打印机根据三维建模文件在镜面反射铝层210表面打印一层固晶胶,固晶胶作为胶黏剂,用于粘接micro-LED芯片310与镜面反射铝层210;固晶胶打印的尺寸形状为边长10-500um的正方形,在本实施例中,边长尺寸为80um。
步骤6:将micro-LED芯片310在镜面反射铝层210上按照nxn的阵列方式排布,相邻两个micro-LED芯片310之间直线间距为0.5mm,n值范围为1-20,在本实施例中,n值取4;
micro-LED芯片310的基本结构依次为衬底、n-GaN层、InGaN/GaN量子阱层、p-GaN外延层;
将4x4排列好后将PCB基板200放入到烤箱中,烘烤温度设置为150℃,烘烤时间设置为20min,完成micro-LED芯片310与PCB基板200之间的固化。
步骤7:在金属烧结3D打印机的操作面板中选择金为打印材料,待金属烧结3D打印机的工作平台预热结束后,点击加工按钮,3D打印机根据建模文件打印连接线路,将micro-LED芯片310上的电极与PCB基板200上距离中央较近的内侧焊盘220连接;打印焊线的宽度为1mil,厚度为100nm。
步骤8:利用双光子3D打印机,导入三维建模文件,在双光子3D打印机的操作面板中选择有机硅为打印材料,待3D打印机的工作平台预热结束后,点击加工按钮,3D打印机根据建模文件在镜面反射铝层210的最外围打印一圈围坝330,围坝330的形状为正方形框体,围坝330的内圈直径为4mm,厚度为0.3mm,高度为0.5mm,围坝330侧面与PCB基板200之间的夹角可为90°至135°,在本实施例中,围坝330侧面与PCB基板200表面相互垂直。
步骤9:将荧光粉与液态硅胶以1:3的比例混合,使用高速离心机搅拌均匀、脱泡后,加入到双光子3D打印机内,荧光粉的材料可以为铝酸盐荧光粉,硅酸盐荧光粉,氮/氧化物荧光粉,钨/钼酸盐荧光粉,硫化物荧光粉,磷酸盐荧光粉,硼酸盐荧光粉其中一种或多种,本实施例优选硅酸盐荧光粉;
利用双光子3D打印机,导入三维建模文件,在打印机的操作面板中选择荧光胶为打印材料,待平台预热结束后,点击加工按钮,3D打印机根据建模文件将荧光粉与液态硅胶的混合液打印至围坝330的内圈,充分填满围坝330的内圈,且打印出的荧光胶结构320表面形状为半球状,半球表面的直径为4mm,高度为1mm。
步骤10:打印光学透镜340,光学透镜340的材料可以为硅胶、光学级聚甲基丙烯酸甲酯、光学级聚碳酸酯、光学玻璃材料其中一种,本实施例优选光学级聚甲基丙烯酸甲酯,利用双光子3D打印机,导入三维建模文件,在3D打印机的操作面板中选择光学级聚甲基丙烯酸甲酯为打印材料,待工作平台预热结束后,点击加工按钮,3D打印机根据建模文件在半球状表面的荧光胶结构320表面打印光学透镜340,光学透镜340覆盖荧光胶结构320的表面,透镜厚度为0.1-5mm,在本实施例中,厚度选为2mm,打印完成后取出,即完成micro-LED的封装。
本申请实施例一种基于3D打印技术的micro-LED封装工艺的实施原理为:利用3D打印机在PCB基板200上打印镜面反射铝层210、焊盘220、焊线、围坝330、荧光胶结构320与光学透镜340,通过打印焊线将内外侧的焊盘220一一相连,在此基础上,镜面反射铝层210表面打印固晶胶,将micro-LED芯片310阵列排布,放入烤箱固化,再分别打印用于连接micro-LED芯片310与内排的焊盘220的焊线,之后打印包围micro-LED芯片310的围坝330,打印填充micro-LED芯片310与围坝330之间空隙的荧光胶结构320,最后打印覆盖在micro-LED芯片310芯片上的光学透镜340,完成micro-LED芯片310的封装工艺。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于3D打印技术的micro-LED封装工艺,其特征在于:包括如下步骤:
步骤1:对micro-LED芯片(310)的封装结构进行三维建模,输出三维建模文件;
步骤2:根据三维建模文件,利用3D打印机在PCB基板(200)中央打印一层镜面反射铝层(210);
步骤3:在PCB基板(200)上,围绕镜面反射铝层(210)的周边打印内外两排焊盘(220);
步骤4:利用3D打印机打印焊线,根据三维建模文件将内外两排焊盘(220)一一相连,形成连通的电路;
步骤5:利用3D打印机在镜面反射铝层(210)表面打印一层固晶胶;
步骤6:将micro-LED芯片(310)在镜面反射铝层(210)上按照nXn的阵列方式排布,排列好后将PCB基板(200)放入烤箱内,完成micro-LED芯片(310)与PCB基板(200)的固定;
步骤7:利用3D打印机打印连接线路,将micro-LED芯片(310)上的电极与PCB基板(200)上距离中央较近的内侧焊盘(220)连接;
步骤8:在镜面反射铝层(210)外围打印围坝(330);
步骤9:将荧光粉与有机硅胶混合,经过搅拌和脱泡后,打印至围坝(330)圈内,填充围坝(330)的内圈,打印出荧光胶结构(320);
步骤10:在荧光胶结构(320)表面打印光学透镜(340),完成micro-LED芯片(310)的封装。
2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的micro-LED封装工艺,其特征在于:所述步骤2中,镜面反射铝层(210)由镜面反射铝制成,3D打印机为金属烧结3D打印机。
3.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的micro-LED封装工艺,其特征在于:所述步骤5中,打印的固晶胶材料包括含银的环氧树脂,3D打印机为双光子微纳3D打印机。
4.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的micro-LED封装工艺,其特征在于:所述步骤6中,烤箱烘烤温度为150℃,烘烤时间为20min。
5.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的micro-LED封装工艺,其特征在于:所述步骤8中,打印围坝(330)的材料为有机硅。
6.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的micro-LED封装工艺,其特征在于:所述步骤8中,围坝(330)的形状为正方形的框体,围坝(330)的侧面与PCB基板(200)之间的夹角为90°至130°。
7.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的micro-LED封装工艺,其特征在于:所述步骤9中,荧光粉的材料为铝酸盐荧光粉、硅酸盐荧光粉、氮/氧化物荧光粉、钨/钼酸盐荧光粉、硫化物荧光粉、磷酸盐荧光粉、硼酸盐荧光粉其中一种或多种,荧光粉与有机硅胶的配置比例为1:3。
8.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的micro-LED封装工艺,其特征在于:所述步骤9中,荧光胶结构(320)表面形状为半球状。
9.根据权利要求8所述的一种基于3D打印技术的micro-LED封装工艺,其特征在于:所述步骤10中,打印的光学透镜(340)覆盖于荧光胶结构(320)表面,光学透镜(340)的表面形状为半球状。
10.根据权利要求1或9所述的一种基于3D打印技术的micro-LED封装工艺,其特征在于:所述步骤10中,打印光学透镜(340)的材料为硅胶、光学级聚甲基丙烯酸甲酯、光学级聚碳酸酯、光学玻璃材料其中一种。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017005135A1 (zh) * | 2015-07-03 | 2017-01-12 | 中山昂欣科技有限责任公司 | 全裸晶封装可调光光电一体led照明组件及制造工艺 |
CN109585636A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-04-05 | 中山市华南理工大学现代产业技术研究院 | 一种可见光通信led芯片阵列的封装结构 |
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Patent Citations (3)
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WO2017005135A1 (zh) * | 2015-07-03 | 2017-01-12 | 中山昂欣科技有限责任公司 | 全裸晶封装可调光光电一体led照明组件及制造工艺 |
CN109585636A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-04-05 | 中山市华南理工大学现代产业技术研究院 | 一种可见光通信led芯片阵列的封装结构 |
CN111474768A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-07-31 | Tcl华星光电技术有限公司 | 背光模组及其制备方法与显示装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024113233A1 (zh) * | 2022-11-30 | 2024-06-06 | 京东方科技集团股份有限公司 | 发光基板及其制造方法、背光模组和显示装置 |
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