CN116154048A - 一种基于表面贴片制备led器件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种基于表面贴片制备LED器件的方法，涉及LED封装技术，其方法包括：制备LED器件的荧光片，所述荧光片的四角具有弧形结构；按照线路板上芯片的排列方式将荧光片转移到承载物上，所述承载物上设置有粘结荧光片的低粘性粘结胶层；对固晶和打线后的线路板上套接掩膜板；基于套接好的掩膜板对线路板上的芯片表面喷涂粘合剂；去除掩膜板，并将承载物上的荧光片与喷涂有粘合剂的线路板进行对位贴合；将承载物上的荧光片与所述线路板上的芯片进行固化，并在固化中去除所述承载物；对固化后的线路板进行白墙胶封装；对线路板进行切割形成LED器件。本发明可以避免白墙胶和荧光片造成的裂缝现象，也提高了LED器件的封装效率。
Description
技术领域
本发明涉及LED技术领域，具体涉及到一种基于表面贴片制备LED器件的方法。
背景技术
目前大功率SMD贴片的LED封装中使用荧光玻璃片或荧光陶瓷片等来代替传统的荧光胶，通过荧光玻璃片即荧光片替换荧光胶有利于提升LED器件产品的光性能；由于这类荧光片现阶段几乎都是以方形结构在使用，在荧光片与LED芯片在贴合时，需要单独将一颗颗LED芯片与荧光片进行对位粘合，这种贴合封装过程的效率较慢；该类型LED器件在后封装过程中，需要将荧光片和白墙胶经过高低温冷热冲击，图1示出了现有技术中的荧光片与白墙胶封装时的结构示意图，在制备LED器件过程中，需要通过白墙胶11完成对荧光片12的封装过程，且在封装过程中经过高低温冷热冲击后，会使得白墙胶11和方形荧光片12之间会受到温度差异的影响而产生较大的应力，极易在荧光片四角附近出现封装白墙胶开裂而产生裂缝13，图2示出了现有技术中荧光玻璃片与白墙胶贴合后存在裂缝的结构示意图，这种裂缝13会影响LED器件的整体寿命和相关性能。
发明内容
本发明提供了一种基于表面贴片制备LED器件的方法，通过四角具有弧形结构的荧光片结合巨量转移的方式加工成型一个个LED器件，其可以避免白墙胶和荧光片造成的裂缝现象，也提高了LED器件的封装效率。
相应的，本发明提供了一种基于表面贴片制备LED器件的方法，所述方法包括：
制备LED器件的荧光片，所述荧光片的四角具有弧形结构；
按照线路板上芯片的排列方式将荧光片转移到承载物上，所述承载物上设置有粘结荧光片的低粘性粘结胶层；
对固晶和打线后的线路板上套接掩膜板，所述掩膜板表面成型有若干个开孔，所述若干个开孔中的每一个开孔对应于所述线路板上的一个芯片；
基于套接好的掩膜板对线路板上的芯片表面喷涂粘合剂，所述粘合剂的粘性大于低粘性粘结胶层的粘性；
去除掩膜板，并将承载物上的荧光片与喷涂有粘合剂的线路板进行对位贴合；
将承载物上的荧光片与所述线路板上的芯片进行固化，并在固化中去除所述承载物；
对固化后的线路板进行白墙胶封装；
对封装白墙胶的线路板进行切割形成LED器件。
所述制备LED器件的荧光片包括：
将荧光粉和基材粉末混合后烧结；
将烧结后的混合物通过模具压合成型圆柱体；
对所述圆柱体按照荧光片的厚度进行切片处理；
通过冲裁工艺制备具有弧形结构的荧光片。
所述基材粉末包括二氧化硅粉末，或所述基材粉末包括氧化铝粉末。
所述按照线路板上芯片的排列方式将荧光片转移到承载物上包括：
在所述承载物上设置UV解粘胶，所述承载物为刚性衬板；
基于承载物上的UV解粘胶按照线路板上芯片的排列方式巨量转移荧光片。
所述掩膜板的四周套接在所述线路板的基板上且所述掩膜板正对于线路板上方成型有镂空结构，所述线路板上的芯片位于所述镂空结构。
所述镂空结构的高度大于金线和芯片的高度。
所述开孔的面积小于芯片的表面积。
所述将承载物上的荧光片与所述线路板上的芯片进行固化，并在固化中去除所述承载物包括：
将承载物上的荧光片与所述线路板上的芯片进行低温烘烤，所述低温烘烤的温度值不超过120℃，并在低温烘烤过程中去除承载物；对荧光片和与所述线路板上的芯片进行高温烘烤，使得粘合剂彻底固化，所述高温烘烤温度根据粘合剂的实际固化温度设定。
所述对固化后的线路板进行白墙胶封装包括：
使用模压或者点胶工艺进行白墙胶封装，在白墙胶固化后，再对LED器件发光面做研磨抛光，去除荧光片表面的白墙胶。
所述基板的金属焊盘上设置有若干个凹槽，所述基板的金属焊盘之间设置有若干个切割道。
所述对线路板进行切割形成LED器件包括：
沿着线路板上基板所设计好的切割线进行切割，成型单个LED器件。
综上，本发明提供了一种基于表面贴片制备LED器件的方法，这里采用弧形结构的荧光片进行LED器件制备，其可以有效降低荧光片和白墙胶在封装过程中因温度差异产生的应力，使得荧光片和白墙胶在封装过程中不会受到较大应力影响而导致的白墙开裂情况，提升了LED器件的产品性能；这里采用巨量转移的方式将若干个荧光片基于承载物与线路板上的芯片进行贴合，然后通过掩膜板进行喷涂粘合剂转移荧光片到线路板上，提升了荧光片贴合封装的效率，通过阵列转移并实现白墙胶封装，提升了整体LED器件的封装效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为现有技术中的荧光片与白墙胶封装时的结构示意图；
图2为现有技术中荧光玻璃片与白墙胶贴合后存在裂缝的结构示意图；
图3为本发明实施例中的基于表面贴片制备LED器件的方法流程图；
图4为本发明实施例中的荧光片结构示意图；
图5为本发明实施例中的承载物上设置荧光片的结构示意图；
图6为本发明实施例中的掩膜板套接在线路板上的结构示意图；
图7为本发明实施例中的承载物与线路板进行对位贴合后的结构示意图；
图8为本发明实施例中的白墙胶封装后的线路板结构示意图；
图9为本发明实施例中的金属焊盘表面结构示意图；
图10为本发明实施例中的单个LED器件的剖视结构图；
图11为本发明实施例中的单个LED器件的俯视结构示意图；
图12为本发明实施例中的方形荧光片和弧形荧光片的受温下的应力效果图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中的基于表面贴片制备LED器件的方法，所述方法包括：制备LED器件的荧光片，所述荧光片的四角具有弧形结构；按照线路板上芯片的排列方式将荧光片转移到承载物上，所述承载物上设置有粘结荧光片的低粘性粘结胶层；对固晶和打线后的线路板上套接掩膜板，所述掩膜板的四周套接在所述线路板的基板上且所述掩膜板在正对于线路板上方成型有镂空结构，所述线路板上的芯片位于所述镂空结构，所述掩膜板表面成型有若干个开孔，所述若干个开孔中的每一个开孔对应于所述线路板上的一个芯片；基于套接好的掩膜板对线路板上的芯片表面喷涂粘合剂，所述粘合剂的粘性大于低粘性粘结胶层的粘性；去除掩膜板，并将承载物上的荧光片与喷涂有粘合剂的线路板进行对位贴合；将承载物上的荧光片与所述线路板上的芯片进行固化，并在固化中去除所述承载物；对固化后的线路板进行白墙胶封装；对封装白墙胶的线路板进行切割形成LED器件。
具体的，图3示出了本发明实施例中的基于表面贴片制备LED器件的方法流程图，包括以下步骤：
S301、制备LED器件的荧光片；
本发明实施例中的荧光片的四角具有弧形结构，其可以通过对方形结构的荧光片进行倒圆角处理，使得荧光片的四角成圆润的弧面。使用冲裁工艺制备的弧形结构荧光片封装的LED器件在工作时，受到环境和LED器件本身工作时的热量影响，封装白墙胶会因温度差异产生的应力在膜片四角会更低。
图4示出了本发明实施例中的荧光片结构示意图，该荧光片31本体的四角上具有弧形结构311，该弧形结构311可以是规则圆弧，也可以是不规则圆弧，该弧形结构所具有的半径大小不小荧光片31的膜片厚度。
本发明实施例中的荧光片制备过程可以为：将荧光粉和基材粉末混合后烧结；将烧结后的混合物通过模具压合成型圆柱体；对所述圆柱体按照荧光片的厚度进行切片处理；通过冲裁工艺制备具有弧形结构的荧光片。这里的基材粉末可以主要是二氧化硅粉末，也可以主要是氧化铝粉末。
S302、按照线路板上芯片的排列方式将荧光片转移到承载物上；
本发明实施例中的大功率SMD贴片封装的LED支架可以在同一块线路板的基板上进行矩阵式排布制备，在线路板的基板上进行芯片固晶、打线和封装后，再对一颗颗LED器件进行分割。从该工艺可知，芯片在基板上进行固晶后，所有芯片成规则的矩阵式排列，这样可以将S301中所具有弧形结构的荧光片在来料时按照芯片的排列尺寸排布，并使用不易形变的带有轻微粘性的刚性衬板做承载物。这里的刚性衬板可以是玻璃载板，玻璃载板上粘有低粘性粘结胶层，利用玻璃载板上的低粘性粘结胶层巨量转移荧光片。
图5示出了本发明实施例中的承载物上设置荧光片的结构示意图，这里的承载物50上设置有粘结荧光片31的低粘性粘结胶层，该低粘性粘结胶层的粘性远小于后期用以粘合荧光片的粘合剂粘性，该低粘性粘结胶层用于巨量转移荧光片31，仅仅使得荧光片31按照芯片的矩阵式排列固定于承载物上，由于低粘性粘结胶层的粘性较小，也可以方便承载物剥离荧光片31。
该低粘性粘结胶层可以采用UV解粘胶，承载物可以采用刚性衬板，刚性衬板可以是玻璃载板，玻璃载板上粘有低粘性粘结胶层，利用玻璃载板上的低粘性粘结胶层巨量转移荧光片。即这里在所述承载物上设置UV解粘胶，所述承载物为刚性衬板；基于承载物上的UV解粘胶按照线路板上芯片的排列方式巨量转移荧光片。
S303、对固晶和打线后的线路板上套接掩膜板；
需要说明的是，图6示出了本发明实施例中的掩膜板套接在线路板上的结构示意图，所述掩膜板60的四周套接在所述线路板的基板62上且所述掩膜板60正对于线路板上方成型有镂空结构603，所述线路板上的芯片61位于所述镂空结构603，所述掩膜板60表面成型有若干个开孔601，所述若干个开孔601中的每一个开孔对应于所述线路板上的一个芯片61。
线路板包括基板62和设置在基板62上的金属层等，线路板上通过基板62承载有若干个芯片61，若干个芯片61按照阵列方式分布式于基板62上，基板62上设置有芯片电极、金属焊盘621等。每个芯片61在基板62完成固晶和打线之后，每个芯片61通过金线63连接着位于基板62上的芯片电极，基板62按照若干个芯片61的排布方式设置有若干个金属焊盘621，每个金属焊盘601可实现对一个芯片61的固晶和打线，相邻的两个金属焊盘621之间设置有切割道622，切割道622用于方便单个LED器件完成切割。
对线路板上所有的芯片61完成固晶和打线之后，使用掩膜板60覆盖在线路板上对芯片表面喷涂用以粘合荧光片的粘合剂，掩膜板60和基板62之间设置有对位点，通过对位点使得掩膜板60更好的配对覆盖在基板62上，且每个芯片61与掩膜板60上的一个开孔601相对应，且开孔601的面积小于芯片61的表面积，从而避免粘合剂胶水喷涂时喷到芯片表面以外的地方，为避免粘合剂喷涂到芯片以外的支架表面上对后续白墙胶的影响，通过限制掩膜板上开孔的开口大小和粘合剂的喷涂高度，可以使粘合剂均匀分布在芯片的上表面。
本发明实施例中的镂空结构603的高度h大于金线和芯片的高度，这里通过对镂空结构603进行高度限制，可以避免掩膜板60的顶板602压到金线，保持金线的封装后的产品良率。
S304、基于套接好的掩膜板对线路板上的芯片表面喷涂粘合剂；
需要说明的是，所述粘合剂的粘性大于低粘性粘结胶层的粘性；粘合剂的粘性至少是UV解粘胶的粘性的1.5倍以上，粘合剂与UV解粘胶粘性差越大越好，UV解粘胶粘是为了方便巨量转移荧光片，粘合剂是为了将荧光片彻底固化在芯片上。
在对位和套合好掩膜板60后，使用喷涂工艺将粘合剂均匀喷涂在芯片61的表面，本发明实施例中的喷涂所用胶水是已经做过离心真空脱泡了，然后用喷涂机，将胶水以面的形式喷出，喷涂工艺平整度很高，粘合剂在芯片61上的厚度控制在5-15um之间。
S305、去除掩膜板，并将承载物上的荧光片与喷涂有粘合剂的线路板进行对位贴合；
图7示出了本发明实施例中的承载物与线路板进行对位贴合后的结构示意图，由于承载板50上若干个荧光片31按照线路板上的芯片61进行排列，在承载板对位贴合到线路板上时，则每一个荧光片31与基板62上所对应的一个芯片61进行贴合，从而完成荧光片31到线路板的贴合转移，加快了荧光片31贴合在芯片61的效率。
S306、将承载物上的荧光片与所述线路板上的芯片进行固化，并在固化中去除所述承载物；
在完成对位贴合之后，先对图7中的结构进行低温烘烤，该低温烘烤的温度值不超过120℃，低温烘烤使得粘合剂初步固化后，方便承载板50和荧光片31之间分离，让荧光片31固定在所对应的芯片61表面，在去除承载物50后，再进行高温烘烤，使得粘合剂彻底固化，这里高温烘烤温度可以结合粘合剂的实际固化温度来设定。
S307、对固化后的线路板进行白墙胶封装；
对取掉荧光片承载物的半成品器件，使用模压或者点胶工艺进行白墙胶封装，在白墙胶固化后，再对LED器件发光面做研磨抛光，去除荧光片表面的白墙胶。
图8示出了本发明实施例中的白墙胶封装后的线路板结构示意图，在完成白墙胶的封装之后，白墙胶80位于基板62上，白墙胶80的顶部与荧光片31齐平，白墙胶80的底部嵌入在切割道622上，白墙胶80围绕整个金属焊盘621进行填充封装，从而将金属焊盘621、芯片61、荧光片31封装于一体。
需要说明的是，考虑到金属焊盘621与金属焊盘621的粘结能力不好，这里可以在金属焊盘上设置若干个凹槽，图9示出了本发明实施例中的金属焊盘表面结构示意图，在金属焊盘621表面成型若干个凹槽623，若干个金属凹槽623位于芯片61外围，即芯片61与金属焊盘621的表面结合处不设置凹槽，在非表面结合处设置凹槽623，这里通过设置若干个凹槽623来增加白墙胶80与金属焊盘621的接触面积，提高粘结能力，防止白墙胶80从基板62上脱落。
S308、对封装白墙胶的线路板进行切割形成单个LED器件。
对图8所示的线路板沿着基板上设计好的切割线进行切割，最终成型如图10所示的单个LED器件的剖视结构图，即每个LED器件的基板62上设置有白墙胶80，白墙胶80将芯片61和荧光片31封装在基板62上，图11示出了本发明实施例中的单个LED器件的俯视结构示意图，白墙胶80位于荧光片的31外周。
经过应力实验数据发现，使用冲裁工艺制备的弧形结构荧光片封装的LED器件在工作时，受到环境和器件本身工作时的热量影响，封装白墙胶会因温度差异产生的应力在荧光片四角会更低，图12示出了本发明实施例中的方形荧光片和弧形荧光片的受温下的应力效果图，方形荧光片在125℃下封装白墙胶时会在方形荧光片的四角产生高达1600Mpa的应力，方形荧光片在-40℃下封装白墙胶时会在方形荧光片的四角产生高达900Mpa的应力；弧形荧光片在125℃下封装白墙胶时会在弧形荧光片的四角产生5.5Mpa的应力，弧形荧光片在-40℃下封装白墙胶时会在弧形荧光片的四角产生1.9Mpa的应力。从图12应力分布可知，荧光片四角从方形变更为弧形，荧光片四角的封装白墙胶应力下降三个数量级，这三个数量级变化导致了LED器件在封装过程中不会白墙胶的开裂，提升了LED器件的产品性能。
综上，本发明实施例采用弧形结构的荧光片进行LED器件制备，其可以有效降低荧光片和白墙胶在封装过程中因温度差异产生的应力，使得荧光片和白墙胶在封装过程中不会受到较大应力影响而导致的白墙开裂情况，提升了LED器件的产品性能；这里采用巨量转移的方式将若干个荧光片基于承载物与线路板上的芯片进行贴合，然后通过掩膜板进行喷涂粘合剂转移荧光片到线路板上，提升了荧光片贴合封装的效率，通过阵列转移并实现白墙胶封装，提升了整体LED器件的封装效率。
以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (11)
1.一种基于表面贴片制备LED器件的方法，其特征在于，所述方法包括：
制备LED器件的荧光片，所述荧光片的四角具有弧形结构；
按照线路板上芯片的排列方式将荧光片转移到承载物上，所述承载物上设置有粘结荧光片的低粘性粘结胶层；
对固晶和打线后的线路板上套接掩膜板，所述掩膜板表面成型有若干个开孔，所述若干个开孔中的每一个开孔对应于所述线路板上的一个芯片；
基于套接好的掩膜板对线路板上的芯片表面喷涂粘合剂，所述粘合剂的粘性大于低粘性粘结胶层的粘性；
去除掩膜板，并将承载物上的荧光片与喷涂有粘合剂的线路板进行对位贴合；
将承载物上的荧光片与所述线路板上的芯片进行固化，并在固化中去除所述承载物；
对固化后的线路板进行白墙胶封装；
对封装白墙胶的线路板进行切割形成LED器件。
2.如权利要求1所述的基于表面贴片制备LED器件的方法，其特征在于，所述制备LED器件的荧光片包括：
将荧光粉和基材粉末混合后烧结；
将烧结后的混合物通过模具压合成型圆柱体；
对所述圆柱体按照荧光片的厚度进行切片处理；
通过冲裁工艺制备具有弧形结构的荧光片。
3.如权利要求2所述的基于表面贴片制备LED器件的方法，其特征在于，所述基材粉末包括二氧化硅粉末，或所述基材粉末包括氧化铝粉末。
4.如权利要求1所述的基于表面贴片制备LED器件的方法，其特征在于，所述按照线路板上芯片的排列方式将荧光片转移到承载物上包括：
在所述承载物上设置UV解粘胶，所述承载物为刚性衬板；
基于承载物上的UV解粘胶按照线路板上芯片的排列方式巨量转移荧光片。
5.如权利要求1所述的基于表面贴片制备LED器件的方法，其特征在于，所述掩膜板的四周套接在所述线路板的基板上且所述掩膜板正对于线路板上方成型有镂空结构，所述线路板上的芯片位于所述镂空结构。
6.如权利要求5所述的基于表面贴片制备LED器件的方法，其特征在于，所述镂空结构的高度大于金线和芯片的高度。
7.如权利要求1所述的基于表面贴片制备LED器件的方法，其特征在于，所述开孔的面积小于芯片的表面积。
8.如权利要求1所述的基于表面贴片制备LED器件的方法，其特征在于，所述将承载物上的荧光片与所述线路板上的芯片进行固化，并在固化中去除所述承载物包括：
将承载物上的荧光片与所述线路板上的芯片进行低温烘烤，所述低温烘烤的温度值不超过120℃，并在低温烘烤过程中去除承载物；对荧光片和与所述线路板上的芯片进行高温烘烤，使得粘合剂彻底固化，所述高温烘烤温度根据粘合剂的实际固化温度设定。
9.如权利要求1所述的基于表面贴片制备LED器件的方法，其特征在于，所述对固化后的线路板进行白墙胶封装包括：
使用模压或者点胶工艺进行白墙胶封装，在白墙胶固化后，再对LED器件发光面做研磨抛光，去除荧光片表面的白墙胶。
10.如权利要求9所述的基于表面贴片制备LED器件的方法，其特征在于，所述基板的金属焊盘上设置有若干个凹槽，所述基板的金属焊盘之间设置有若干个切割道。
11.如权利要求1至10任一项所述的基于表面贴片制备LED器件的方法，其特征在于，所述对线路板进行切割形成LED器件包括：
沿着线路板上基板所设计好的切割线进行切割，成型单个LED器件。
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| CN202211632444.8A CN116154048A (zh) | 2022-12-19 | 2022-12-19 | 一种基于表面贴片制备led器件的方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202211632444.8A CN116154048A (zh) | 2022-12-19 | 2022-12-19 | 一种基于表面贴片制备led器件的方法 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117012882A (zh) * | 2023-09-28 | 2023-11-07 | 天津德高化成新材料股份有限公司 | 一种高墨色一致性led显示屏的封装方法及其应用 |
-
2022
- 2022-12-19 CN CN202211632444.8A patent/CN116154048A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN117012882A (zh) * | 2023-09-28 | 2023-11-07 | 天津德高化成新材料股份有限公司 | 一种高墨色一致性led显示屏的封装方法及其应用 |
| CN117012882B (zh) * | 2023-09-28 | 2023-12-22 | 天津德高化成新材料股份有限公司 | 一种高墨色一致性led显示屏的封装方法及其应用 |
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