JP2018525815A - 不定形有機シリコン樹脂光変換体でｌｅｄを貼り合せてパッケージするプロセス方法 - Google Patents
不定形有機シリコン樹脂光変換体でｌｅｄを貼り合せてパッケージするプロセス方法 Download PDFInfo
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Abstract
本発明は、精製光変換フィルムのローリングによる成形工程と、光変換フィルムアレーのローリングによる形決め工程と、光変換フィルムアレーの溶融工程と、ＬＥＤフリップチップアレーフィルムの準備工程と、ＬＥＤパッケージ素子のローリングによる貼り合せ成形工程と、ＬＥＤパッケージ素子の硬化成形工程と、ＬＥＤパッケージ素子の切断工程から構成される一連の流れのプロセスを含む、不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法である。本発明は、連続ローリングによるプロセスを利用してＬＥＤを貼り合せてパッケージするという顕著なメリットを有し、不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージする条件要求を満たすことができ、ＬＥＤパッケージの工業上でのバッチ式の生産効率及び歩き留まりを高めることに寄与する。
【選択図】図１
【選択図】図１
Description
本発明は、光変換体でＬＥＤをパッケージする技術分野に属し、特に、ローリングによって不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法に関する。
ＬＥＤは、輝度が高くて熱量が低く、寿命が長く、環境に優しくてリサイクル可能などのメリットを有し、２１世紀において最も有望と視される新世代の省エネ照明光源と称される。今のところ、ＬＥＤは論理上、その寿命が１０００００時間以上に達するが、実際に使用する場合、チップの無効化、パッケージの無効化、熱的オーバーストレスの無効化、電気的オーバーストレスの無効化又は／及び取付きの無効化などの多くの要因に制限され、その中でも特にパッケージの無効化のため、ＬＥＤは早めに光の減衰又は光の無効化という現象が生じた。これで、ＬＥＤが進んで新規な省エネ照明光源になることは妨げられる。数多くの業者はこのような問題を解決するために、関わる研究を展開し、ＬＥＤの光効率と実際使用寿命を向上できる幾つかの改良措置が開示された。例えは、近年発展してきたフリップチップ型ＬＥＤは、従来型のＬＥＤに比べると、光効率が高く、信頼性が高くて集積しやすいメリットを有するとともに、パッケージ材料が大幅に簡略化し、例えば、従来型のＬＥＤパッケージにおけるワイヤ、ダイボンドペースト、ホルダーなどの材料はいずれも必要でなく、パッケージプロセスも大幅に簡略化し、例えば、従来型のＬＥＤパッケージプロセスにおけるダイボンド、ワイヤボンド、ひいては分光などはいずれも必要でなく、これによって、フリップチップ型ＬＥＤはますます広く適用されてきた。ところが、今までのフリップチップ型ＬＥＤのパッケージ技術は、有機シリコン樹脂系光変換体とフリップチップ型ＬＥＤのチップを貼り合わせる流延プロセス、スクリーンプリントプロセス、上型プレートと下型プレートによるプロセス、シングルローラのローリングプロセスなどを採用する場合が多く、このようはプロセス及びこれらと一緒にセットとなるパッケージ設備は、いずれも有機シリコン樹脂系光変換体が有するエアホール、厚さむらなどの不足を良好に解決できないため、光変換体でＬＥＤをパッケージする歩き留まりが低く、また生産効率が低いため、製品のコストを低減できない。
特許文献１には、「フリップチップ型ＬＥＤチップのパッケージ方法」が開示され、以下のステップを含む。（ａ）スクリーンプリントによって光変換体をＬＥＤチップの表面に塗布し、光変換体をベークして硬化させる。（ｂ）ＬＥＤチップをチップ基板上に固定し、ＬＥＤチップの電極とチップ基板の電極を結合する。（ｃ）ＬＥＤチップとチップ基板をホルダーの反射カップの底に固定する。（ｄ）ワイヤを利用し、固定されたチップ基板の正電極と負電極のそれぞれを、ホルダーの正電極と負電極に接続する。（ｅ）封止型又はレンズのハウジングをＬＥＤチップとチップ基板が固定されたホルダーに覆わせ、シリコンゲルで充満する。（ｆ）構成全体をベークして硬化させる。この方法は、スクリーンプリントプロセスによって光変換体の塗布厚さの均一性を向上させ、蛍光粉末ペレットの分布の均一性を向上させ、これで歩き留まりを高めるという目的を実現したが、やはり以下の明らかなデメリットを有する。一つ目は、スクリーンプリントによって有機シリコン樹脂系光変換体をＬＥＤチップの表面に塗布した後、ベーク硬化の過程において、熱的オーバーストレスの影響で、やはり光変換体塗層とＬＥＤチップの塗布面層に、一部的に気泡が生じて凸凹不平の不足を形成してしまうこと。二つ目は、封止型またはレンズのハウジングにシリコンゲルを充満して光変換体が塗布されたＬＥＤチップとパッケージした後、構成全体をベークして硬化させる過程において、熱的オーバーストレスの影響で、やはり封止型又はレンズのハウジング内のシリコンゲル面層に、一部的に気泡が生じて凸凹不平の不足を形成してしまうこと。ＬＥＤチップをパッケージする過程における熱的オーバーストレスの影響を解決できない限り、ＬＥＤの光効率低下を避けることはできないこと。三つ目は、ＬＥＤチップをパッケージするプロセス全体において、インテリジェント制御システムを配置して制御することはないため、直接に歩き留まりの向上を影響すること。
特許文献２には、「光変換体層が被覆されたＬＥＤ、その製造方法及びＬＥＤ装置」が開示され、この手段は、支持シートの厚さ方向での一方の面にＬＥＤを配置するＬＥＤ配置工程と、ＬＥＤを被覆するように、支持シートの厚さ方向での一方の面に、活性エネルギー線の照射によって硬化する活性エネルギー線硬化性樹脂及び光変換体を含む蛍光樹脂組成物から形成される光変換体層を配置する層配置工程と、光変換体層に活性エネルギー線を照射して光変換体層を硬化させる硬化工程と、ＬＥＤに対応して光変換体層を切断し、ＬＥＤ及びＬＥＤを被覆した光変換体層を備える光変換体層が被覆されたＬＥＤを得る切断工程と、切断工程の後、光変換体層が被覆されたＬＥＤを支持シートから剥離するＬＥＤ剥離工程とを含む。この方法の目的は、ＬＥＤの周囲に光変換体が均一に配置されて損傷を防ぎ、光変換体層が被覆されたＬＥＤ、及びこの光変換体層が被覆されたＬＥＤを備えるＬＥＤ装置を提供することにあるが、やはり以下の明らかなデメリットを有する。一つ目は、光変換体の蛍光樹脂組成物が硬化する過程において、熱的オーバーストレスの影響で、やはり光変換体面層に一部的に気泡が生じて凸凹不平の不足を形成してしまうこと。二つ目は、光変換体層が被覆されたＬＥＤは、やはり熱的オーバーストレスの影響で、ＬＥＤの使用中に光効率の低下が生じること。三つ目は、パッケージプロセス全体における工程が煩雑であり、ＬＥＤパッケージの生産効率が高くないこと。四つ目は、上型プレートと下型プレートによるプロセスのため、フリップチップの位置ずれが生じ、歩き留まりの低下を避けることはできないこと。
特許文献３には、「樹脂シート積層体、及びこれを使用する半導体発光素子の製造方法」が開示され、この手段に記載された樹脂シート積層体は、長手方向と幅方向を有する基材に、長手方向に繰り返して列になるように配置される複数のブロックを有する蛍光体含有樹脂層が設置される。本手段の発明の目的は、前記樹脂シート積層体によって、蛍光体含有樹脂層が貼り付けられた半導体発光素子の色と輝度の均一性、製造しやすさ、設計の自由度などを高めることにあるが、やはり以下の明らかなデメリットを有する。一つ目は、採用された蛍光体樹脂シートは硬化された蛍光体樹脂シートであり、その中に残され得るエアホール、凸凹不平、又は他の加工欠点などを有効的に除去できないこと。二つ目は、接着工程において、加圧道具で半導体発光素子の側方向から加圧し、半導体発光素子を損傷すること。三つ目は、蛍光体樹脂層に接着剤を含む接着プロセスを採用し、接着された半導体発光素子における残留物は相対的に除去し切れ難く、接着過程にエアホールが生じやすく、歩き留まりの低下を引き起こすとともに、接着層の存在によって、ＬＥＤ素子の出光効率が低減されること。四つ目は、半導体発光素子の発光面に接着された蛍光体樹脂シートの基材は剥離しなく、直接に半導体発光素子の光効率を影響すること。五つ目は、蛍光体樹脂層は、複数のブロックが長手方向に繰り返して列になるように配置されるように現れるが、当該蛍光体樹脂層の複数のブロックの配置を実現する実際の操作プログラムは煩雑であり、素子のパッケージ効率全体を影響し、複数のブロックの位置上での配置ミスは、直接的にその後の発光素子との間の貼り合せ精度を影響し、また、複数のブロックの間に大きさ及び厚さの面で一致性の要求を満足できなけれは、深刻な製品の一致性の問題が生じ得ること。
総じて言えば、今のところ、従来技術が有するデメリットをどのように克服することは、既に光変換体でＬＥＤをパッケージする技術分野において極めて解決しようとする重大な課題の一つである。
中国特許出願２０１０１０２０４８６０．９
中国特許出願２０１３１０２７０７４７．４
中国特許出願２０１３８００２７２１８．Ｘ
特許文献１には、「フリップチップ型ＬＥＤチップのパッケージ方法」が開示され、以下のステップを含む。（ａ）スクリーンプリントによって光変換体をＬＥＤチップの表面に塗布し、光変換体をベークして硬化させる。（ｂ）ＬＥＤチップをチップ基板上に固定し、ＬＥＤチップの電極とチップ基板の電極を結合する。（ｃ）ＬＥＤチップとチップ基板をホルダーの反射カップの底に固定する。（ｄ）ワイヤを利用し、固定されたチップ基板の正電極と負電極のそれぞれを、ホルダーの正電極と負電極に接続する。（ｅ）封止型又はレンズのハウジングをＬＥＤチップとチップ基板が固定されたホルダーに覆わせ、シリコンゲルで充満する。（ｆ）構成全体をベークして硬化させる。この方法は、スクリーンプリントプロセスによって光変換体の塗布厚さの均一性を向上させ、蛍光粉末ペレットの分布の均一性を向上させ、これで歩き留まりを高めるという目的を実現したが、やはり以下の明らかなデメリットを有する。一つ目は、スクリーンプリントによって有機シリコン樹脂系光変換体をＬＥＤチップの表面に塗布した後、ベーク硬化の過程において、熱的オーバーストレスの影響で、やはり光変換体塗層とＬＥＤチップの塗布面層に、一部的に気泡が生じて凸凹不平の不足を形成してしまうこと。二つ目は、封止型またはレンズのハウジングにシリコンゲルを充満して光変換体が塗布されたＬＥＤチップとパッケージした後、構成全体をベークして硬化させる過程において、熱的オーバーストレスの影響で、やはり封止型又はレンズのハウジング内のシリコンゲル面層に、一部的に気泡が生じて凸凹不平の不足を形成してしまうこと。ＬＥＤチップをパッケージする過程における熱的オーバーストレスの影響を解決できない限り、ＬＥＤの光効率低下を避けることはできないこと。三つ目は、ＬＥＤチップをパッケージするプロセス全体において、インテリジェント制御システムを配置して制御することはないため、直接に歩き留まりの向上を影響すること。
特許文献２には、「光変換体層が被覆されたＬＥＤ、その製造方法及びＬＥＤ装置」が開示され、この手段は、支持シートの厚さ方向での一方の面にＬＥＤを配置するＬＥＤ配置工程と、ＬＥＤを被覆するように、支持シートの厚さ方向での一方の面に、活性エネルギー線の照射によって硬化する活性エネルギー線硬化性樹脂及び光変換体を含む蛍光樹脂組成物から形成される光変換体層を配置する層配置工程と、光変換体層に活性エネルギー線を照射して光変換体層を硬化させる硬化工程と、ＬＥＤに対応して光変換体層を切断し、ＬＥＤ及びＬＥＤを被覆した光変換体層を備える光変換体層が被覆されたＬＥＤを得る切断工程と、切断工程の後、光変換体層が被覆されたＬＥＤを支持シートから剥離するＬＥＤ剥離工程とを含む。この方法の目的は、ＬＥＤの周囲に光変換体が均一に配置されて損傷を防ぎ、光変換体層が被覆されたＬＥＤ、及びこの光変換体層が被覆されたＬＥＤを備えるＬＥＤ装置を提供することにあるが、やはり以下の明らかなデメリットを有する。一つ目は、光変換体の蛍光樹脂組成物が硬化する過程において、熱的オーバーストレスの影響で、やはり光変換体面層に一部的に気泡が生じて凸凹不平の不足を形成してしまうこと。二つ目は、光変換体層が被覆されたＬＥＤは、やはり熱的オーバーストレスの影響で、ＬＥＤの使用中に光効率の低下が生じること。三つ目は、パッケージプロセス全体における工程が煩雑であり、ＬＥＤパッケージの生産効率が高くないこと。四つ目は、上型プレートと下型プレートによるプロセスのため、フリップチップの位置ずれが生じ、歩き留まりの低下を避けることはできないこと。
特許文献３には、「樹脂シート積層体、及びこれを使用する半導体発光素子の製造方法」が開示され、この手段に記載された樹脂シート積層体は、長手方向と幅方向を有する基材に、長手方向に繰り返して列になるように配置される複数のブロックを有する蛍光体含有樹脂層が設置される。本手段の発明の目的は、前記樹脂シート積層体によって、蛍光体含有樹脂層が貼り付けられた半導体発光素子の色と輝度の均一性、製造しやすさ、設計の自由度などを高めることにあるが、やはり以下の明らかなデメリットを有する。一つ目は、採用された蛍光体樹脂シートは硬化された蛍光体樹脂シートであり、その中に残され得るエアホール、凸凹不平、又は他の加工欠点などを有効的に除去できないこと。二つ目は、接着工程において、加圧道具で半導体発光素子の側方向から加圧し、半導体発光素子を損傷すること。三つ目は、蛍光体樹脂層に接着剤を含む接着プロセスを採用し、接着された半導体発光素子における残留物は相対的に除去し切れ難く、接着過程にエアホールが生じやすく、歩き留まりの低下を引き起こすとともに、接着層の存在によって、ＬＥＤ素子の出光効率が低減されること。四つ目は、半導体発光素子の発光面に接着された蛍光体樹脂シートの基材は剥離しなく、直接に半導体発光素子の光効率を影響すること。五つ目は、蛍光体樹脂層は、複数のブロックが長手方向に繰り返して列になるように配置されるように現れるが、当該蛍光体樹脂層の複数のブロックの配置を実現する実際の操作プログラムは煩雑であり、素子のパッケージ効率全体を影響し、複数のブロックの位置上での配置ミスは、直接的にその後の発光素子との間の貼り合せ精度を影響し、また、複数のブロックの間に大きさ及び厚さの面で一致性の要求を満足できなけれは、深刻な製品の一致性の問題が生じ得ること。
総じて言えば、今のところ、従来技術が有するデメリットをどのように克服することは、既に光変換体でＬＥＤをパッケージする技術分野において極めて解決しようとする重大な課題の一つである。
本発明の目的は、従来技術のデメリットを克服するために、不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法を提供することにあり、本発明は、連続ローリングによるプロセスを利用してＬＥＤを貼り合せてパッケージするという顕著なメリットを有し、不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージする条件要求を満足でき、ＬＥＤパッケージの工業上でのバッチ式の生産効率及び歩き留まりを高めることに寄与する。
本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法によると、精製光変換フィルムのローリングによる成形工程と、光変換フィルムアレーのローリングによる形決め工程と、光変換フィルムアレーの溶融工程と、ＬＥＤフリップチップアレーフィルムの準備工程と、ＬＥＤパッケージ素子のローリングによる貼り合せ成形工程と、ＬＥＤパッケージ素子の硬化成形工程と、ＬＥＤパッケージ素子の切断工程から構成される一連の流れのプロセスを含み、基本的には、
ステップ１として、真空加熱下で、外層保護フィルムＡ、半硬化光変換材及び外層保護フィルムＢを１対又は複数対の平滑面のローリングによるラミネート装置に通してローリングし、外層保護フィルムＡ、半硬化光変換フィルム及び外層保護フィルムＢからなる精製光変換フィルムを得るステップであって、前記半硬化光変換材は、半硬化光変換膜又は半硬化光変換スラリーであり、前記外層保護フィルムＢの材料は、少なくとも光変換材を含む可融性有機シリコン感光樹脂である、精製光変換フィルムのローリングによる成形ステップと、
ステップ２として、真空下で、前記外層保護フィルム付き精製光変換フィルムを対向して合わせたバンプアレー付き第１のローリング装置と溝アレー付き第２のローリング装置との間に通し、加熱してローリングによって形決めを行い、溝付き光変換フィルム単体からなる光変換フィルムアレーを得るステップであって、前記溝は外層保護フィルムＢに近い側にある、光変換フィルムアレーのローリングによる形決めステップと、
ステップ３として、真空下で、光照射によってステップ２の前記光変換フィルムアレーの外層保護フィルムＢを溶融させ、溶融された光変換フィルムアレーを得る、光変換フィルムアレーの溶融ステップと、
ステップ４として、ＬＥＤフリップチップがアレーになるようにキャリアフィルムに配列されるＬＥＤフリップチップアレーフィルムを得るステップであって、前記ＬＥＤフリップチップは単一のＬＥＤフリップチップ、又は単一のＬＥＤフリップチップを２つ以上組み合わせてなるＬＥＤフリップチップ部品を意味する、ＬＥＤフリップチップアレーフィルムの準備ステップと、
ステップ５として、真空加熱下で、ステップ３の前記溶融された光変換フィルムアレーとステップ４の前記ＬＥＤフリップチップアレーフィルムを平滑面の第３のローリング装置と溝アレー付き第４のローリング装置との間に通し、対向して合わせてローリングによって貼り合せ、ＬＥＤフリップチップアレーフィルムにおけるＬＥＤフリップチップを前記溶融された光変換フィルムアレーにおける光変換フィルム単体の溝に貼り合せて嵌め込み、ＬＥＤパッケージ素子を得るステップであって、前記第４のローリング装置における溝アレーの溝の形状及びサイズは、第２のローリング装置における溝アレーの溝の形状及びサイズと同じである、ＬＥＤパッケージ素子のローリングによる貼り合せ成形ステップと、
ステップ６として、加熱硬化又は／及び光硬化手法によって、ステップ５の前記ＬＥＤパッケージ素子を硬化装置に通して硬化させ、硬化ＬＥＤパッケージ素子を得る、ＬＥＤパッケージ素子の硬化成形ステップと、
ステップ７として、ステップ６の前記硬化ＬＥＤパッケージ素子の外層保護フィルムＡを剥離して硬化ＬＥＤパッケージ素子を切断し、ＬＥＤパッケージ素子個体に分割するスリットを有するＬＥＤパッケージ素子製品を得る、ＬＥＤパッケージ素子の切断ステップと、
を含むことを特徴とする。
ステップ１として、真空加熱下で、外層保護フィルムＡ、半硬化光変換材及び外層保護フィルムＢを１対又は複数対の平滑面のローリングによるラミネート装置に通してローリングし、外層保護フィルムＡ、半硬化光変換フィルム及び外層保護フィルムＢからなる精製光変換フィルムを得るステップであって、前記半硬化光変換材は、半硬化光変換膜又は半硬化光変換スラリーであり、前記外層保護フィルムＢの材料は、少なくとも光変換材を含む可融性有機シリコン感光樹脂である、精製光変換フィルムのローリングによる成形ステップと、
ステップ２として、真空下で、前記外層保護フィルム付き精製光変換フィルムを対向して合わせたバンプアレー付き第１のローリング装置と溝アレー付き第２のローリング装置との間に通し、加熱してローリングによって形決めを行い、溝付き光変換フィルム単体からなる光変換フィルムアレーを得るステップであって、前記溝は外層保護フィルムＢに近い側にある、光変換フィルムアレーのローリングによる形決めステップと、
ステップ３として、真空下で、光照射によってステップ２の前記光変換フィルムアレーの外層保護フィルムＢを溶融させ、溶融された光変換フィルムアレーを得る、光変換フィルムアレーの溶融ステップと、
ステップ４として、ＬＥＤフリップチップがアレーになるようにキャリアフィルムに配列されるＬＥＤフリップチップアレーフィルムを得るステップであって、前記ＬＥＤフリップチップは単一のＬＥＤフリップチップ、又は単一のＬＥＤフリップチップを２つ以上組み合わせてなるＬＥＤフリップチップ部品を意味する、ＬＥＤフリップチップアレーフィルムの準備ステップと、
ステップ５として、真空加熱下で、ステップ３の前記溶融された光変換フィルムアレーとステップ４の前記ＬＥＤフリップチップアレーフィルムを平滑面の第３のローリング装置と溝アレー付き第４のローリング装置との間に通し、対向して合わせてローリングによって貼り合せ、ＬＥＤフリップチップアレーフィルムにおけるＬＥＤフリップチップを前記溶融された光変換フィルムアレーにおける光変換フィルム単体の溝に貼り合せて嵌め込み、ＬＥＤパッケージ素子を得るステップであって、前記第４のローリング装置における溝アレーの溝の形状及びサイズは、第２のローリング装置における溝アレーの溝の形状及びサイズと同じである、ＬＥＤパッケージ素子のローリングによる貼り合せ成形ステップと、
ステップ６として、加熱硬化又は／及び光硬化手法によって、ステップ５の前記ＬＥＤパッケージ素子を硬化装置に通して硬化させ、硬化ＬＥＤパッケージ素子を得る、ＬＥＤパッケージ素子の硬化成形ステップと、
ステップ７として、ステップ６の前記硬化ＬＥＤパッケージ素子の外層保護フィルムＡを剥離して硬化ＬＥＤパッケージ素子を切断し、ＬＥＤパッケージ素子個体に分割するスリットを有するＬＥＤパッケージ素子製品を得る、ＬＥＤパッケージ素子の切断ステップと、
を含むことを特徴とする。
本発明は、以下のメカニズムによって実現される。従来のＬＥＤフリップチップのパッケージプロセスに存在する鍵になる問題をより良く解決するように、本発明は、ローリングによって不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージする新しいプロセスを見事に設計した。本発明のローリングによって貼り合せてパッケージすることは、以下のメカニズムによる。一つ目は、ローラのローリングによって半硬化光変換フィルムにおける凸凹不平の処に流れが生じ、半硬化光変換フィルムに残され得るエアホール、凸凹不平、又は他の加工不足などを除去し、エアホールがなくてフラットで厚さが均一な精製光変換フィルムを得ること。二つ目は、ローリングされた半硬化光変換フィルムは加工において変形でき、所望の最も好ましい光変換体発光面の形状、例えば弧状、半円球状及び矩形状などを形成すること。三つ目は、外層保護フィルムＢの材料として光変換材を含む可融性有機シリコン感光樹脂を採用ことにより、光照射手段によって効果的に外層保護フィルムＢを溶融させて半硬化光変換フィルムと一体になることができ、ＬＥＤフリップチップと密接に貼り合せることに寄与すること。四つ目は、本発明は一連の流れのプロセスであり、ＬＥＤパッケージ素子のバッチ式の生産加工条件を満たすこと、及び規格・サイズの完全一致を確保することに寄与し、ＬＥＤパッケージ素子の生産効率を高めるだけでなく、それとともにＬＥＤパッケージ素子製品の光色の一致性を高め、歩き留まりを大幅に向上させた。
本発明は従来技術に比較して、以下のような顕著なメリットを有する。
一つ目は、本発明は流れとしての連続ローリングによってＬＥＤを貼り合せてパッケージする新しい製造プロセスフローを開示し、従来の流延プロセス、スクリーンプリントプロセス、上型プレートと下型プレートによるプロセス、及びシングルロールのローリングプロセスなどの元の製造プロセスに存在する、貼り合せてパッケージされたＬＥＤの出光効率、生産効率及び歩き留まりが明らかに不足である問題を克服した。本発明は、半硬化有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージする条件要求を満たし、ＬＥＤパッケージの工業上でのバッチ式の生産効率及び歩き留まりを高めることができること。
二つ目は、本発明は不定形光変換フィルムで成形する新しいプロセスを開示し、弧状、半円球状及び矩形状などのような各種の不定形状の発光面を製造でき、光変換フィルムに残され得るエアホール、凸凹不平及び他の加工不足などを効果的に除去し、ＬＥＤパッケージ素子製品の光色の一致性を顕著に高めることができ、また、不定形化された発光面によって、ＬＥＤパッケージ素子製品の出光効率及び出光均一性を効果的に高めることができること。
三つ目は、本発明が開示した溶融という新しいプロセス手段は、従来の保護膜層に対する剥離というプロセス手段の不足を克服でき、ローリングによって有機シリコン樹脂光変換フィルムでＬＥＤを貼り合せる一連の流れのプロセスを実現するだけでなく、セットとなる一連のプロセスの設備システム及びインテリジェント制御の実施に好適であり、ＬＥＤパッケージの工業上でのバッチ式の生産要求をより良く満たし、ＬＥＤパッケージの工業上でのバッチ式の生産効率を顕著に高めること。
四つ目は、本発明が開示したプロセス方法は、有機シリコン樹脂光変換体と各種のパワーのＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセスに広く適用され、工業上でバッチ式でＬＥＤをパッケージする過程において製品生産プロセス過程に精細化加工を実施する要求を完全に満たすこと。
本発明は従来技術に比較して、以下のような顕著なメリットを有する。
一つ目は、本発明は流れとしての連続ローリングによってＬＥＤを貼り合せてパッケージする新しい製造プロセスフローを開示し、従来の流延プロセス、スクリーンプリントプロセス、上型プレートと下型プレートによるプロセス、及びシングルロールのローリングプロセスなどの元の製造プロセスに存在する、貼り合せてパッケージされたＬＥＤの出光効率、生産効率及び歩き留まりが明らかに不足である問題を克服した。本発明は、半硬化有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージする条件要求を満たし、ＬＥＤパッケージの工業上でのバッチ式の生産効率及び歩き留まりを高めることができること。
二つ目は、本発明は不定形光変換フィルムで成形する新しいプロセスを開示し、弧状、半円球状及び矩形状などのような各種の不定形状の発光面を製造でき、光変換フィルムに残され得るエアホール、凸凹不平及び他の加工不足などを効果的に除去し、ＬＥＤパッケージ素子製品の光色の一致性を顕著に高めることができ、また、不定形化された発光面によって、ＬＥＤパッケージ素子製品の出光効率及び出光均一性を効果的に高めることができること。
三つ目は、本発明が開示した溶融という新しいプロセス手段は、従来の保護膜層に対する剥離というプロセス手段の不足を克服でき、ローリングによって有機シリコン樹脂光変換フィルムでＬＥＤを貼り合せる一連の流れのプロセスを実現するだけでなく、セットとなる一連のプロセスの設備システム及びインテリジェント制御の実施に好適であり、ＬＥＤパッケージの工業上でのバッチ式の生産要求をより良く満たし、ＬＥＤパッケージの工業上でのバッチ式の生産効率を顕著に高めること。
四つ目は、本発明が開示したプロセス方法は、有機シリコン樹脂光変換体と各種のパワーのＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセスに広く適用され、工業上でバッチ式でＬＥＤをパッケージする過程において製品生産プロセス過程に精細化加工を実施する要求を完全に満たすこと。
図１は本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法のフローチャートのブロック模式図である。
図２は本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法のフローレイアウト構成模式図である。
図３Ａは本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法において、精製光変換フィルムを製造する第１の実施例の工程模式図である。
図３Ｂは本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法において、精製光変換フィルムを製造する第２の実施例の工程模式図である。
図３Ｃは本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法において、精製光変換フィルムを製造する第３の実施例の工程模式図である。
図４Ａは本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法において、光変換フィルムアレーのローリングによる形決めの第１の実施例の工程模式図である。
図４Ｂは本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法において、光変換フィルムアレーのローリングによる形決めの第２の実施例の工程模式図である。
図５は本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法において、光変換フィルムアレーの溶融の工程模式図。
図６は本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法において、ＬＥＤパッケージ素子のローリングによる貼り合せ成形の一つの実施例の工程模式図である。
図７Ａは本発明によって製造されたＬＥＤパッケージ素子製品の平面構成模式図である。
図７Ｂは本発明によって引っ張って製造されたＬＥＤパッケージ素子個体製品の平面構成模式図である。
図８Ａは本発明によって製造された弧状のＬＥＤパッケージ素子であり、図８Ａ−１は左面図であり、図８Ａ−２は右面図であり、図８Ａ−３は上面図であり、図８Ａ−４は側面図である。
図８Ｂは本発明によって製造された半円状のＬＥＤパッケージ素子であり、図８Ｂ−１は左面図であり、図８Ｂ−２は右面図であり、図８Ｂ−３は上面図であり、図８Ｂ−４は側面図である。
図８Ｃは本発明によって製造された矩形状のＬＥＤパッケージ素子であり、図８Ｃ−１は左面図であり、図８Ｃ−２は右面図であり、図８Ｃ−３は上面図であり、図８Ｃ−４は側面図である。
図２は本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法のフローレイアウト構成模式図である。
図３Ａは本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法において、精製光変換フィルムを製造する第１の実施例の工程模式図である。
図３Ｂは本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法において、精製光変換フィルムを製造する第２の実施例の工程模式図である。
図３Ｃは本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法において、精製光変換フィルムを製造する第３の実施例の工程模式図である。
図４Ａは本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法において、光変換フィルムアレーのローリングによる形決めの第１の実施例の工程模式図である。
図４Ｂは本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法において、光変換フィルムアレーのローリングによる形決めの第２の実施例の工程模式図である。
図５は本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法において、光変換フィルムアレーの溶融の工程模式図。
図６は本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法において、ＬＥＤパッケージ素子のローリングによる貼り合せ成形の一つの実施例の工程模式図である。
図７Ａは本発明によって製造されたＬＥＤパッケージ素子製品の平面構成模式図である。
図７Ｂは本発明によって引っ張って製造されたＬＥＤパッケージ素子個体製品の平面構成模式図である。
図８Ａは本発明によって製造された弧状のＬＥＤパッケージ素子であり、図８Ａ−１は左面図であり、図８Ａ−２は右面図であり、図８Ａ−３は上面図であり、図８Ａ−４は側面図である。
図８Ｂは本発明によって製造された半円状のＬＥＤパッケージ素子であり、図８Ｂ−１は左面図であり、図８Ｂ−２は右面図であり、図８Ｂ−３は上面図であり、図８Ｂ−４は側面図である。
図８Ｃは本発明によって製造された矩形状のＬＥＤパッケージ素子であり、図８Ｃ−１は左面図であり、図８Ｃ−２は右面図であり、図８Ｃ−３は上面図であり、図８Ｃ−４は側面図である。
以下、随付図面及び実施例に基いて、本発明の具体的な実施形態を更に詳細的に説明する。
［実施例１］
図１及び図２を参照し、本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法は、精製光変換フィルムのローリングによる成形工程と、光変換フィルムアレーのローリングによる形決め工程と、光変換フィルムアレーの溶融工程と、ＬＥＤフリップチップアレーフィルムの準備工程と、ＬＥＤパッケージ素子のローリングによる貼り合せ成形工程と、ＬＥＤパッケージ素子の硬化成形工程と、ＬＥＤパッケージ素子の切断工程から構成される一連の流れのプロセスを含み、具体的には、
ステップ１として、真空加熱下で、外層保護フィルムＡ、半硬化光変換材及び外層保護フィルムＢを１対又は複数対の平滑面のローリングによるラミネート装置に通してローリングし、外層保護フィルムＡ、半硬化光変換フィルム及び外層保護フィルムＢからなる精製光変換フィルムを得るステップであって、前記半硬化光変換材は、半硬化光変換膜又は半硬化光変換スラリーであり、前記外層保護フィルムＢの材料は、少なくとも光変換材を含む可融性有機シリコン感光樹脂である、精製光変換フィルムのローリングによる成形ステップと、
ステップ２として、真空下で、前記外層保護フィルム付き精製光変換フィルムを対向して合わせたバンプアレー付き第１のローリング装置と溝アレー付き第２のローリング装置との間に通し、加熱してローリングによって形決めを行い、溝付き光変換フィルム単体からなる光変換フィルムアレーを得るステップであって、前記溝は外層保護フィルムＢに近い側にある、光変換フィルムアレーのローリングによる形決めステップと、
ステップ３として、真空下で、光照射によってステップ２の前記光変換フィルムアレーの外層保護フィルムＢを溶融させ、溶融された光変換フィルムアレーを得る、光変換フィルムアレーの溶融ステップと、
ステップ４として、ＬＥＤフリップチップがアレーになるようにキャリアフィルムに配列されるＬＥＤフリップチップアレーフィルムを得るステップであって、前記ＬＥＤフリップチップは単一のＬＥＤフリップチップ、又は単一のＬＥＤフリップチップを２つ以上組み合わせてなるＬＥＤフリップチップ部品を意味する、ＬＥＤフリップチップアレーフィルムの準備ステップと、
ステップ５として、ステップ３の前記溶融された光変換フィルムアレーとステップ４の前記ＬＥＤフリップチップアレーフィルムを平滑面の第３のローリング装置と溝アレー付き第４のローリング装置との間に通し、対向して合わせてローリングによって貼り合せ、ＬＥＤフリップチップアレーフィルムにおけるＬＥＤフリップチップを前記溶融された光変換フィルムアレーにおける光変換フィルム単体の溝に貼り合せて嵌め込み、ＬＥＤパッケージ素子を得るステップであって、前記第４のローリング装置における溝アレーの溝の形状及びサイズは、第２のローリング装置における溝アレーの溝の形状及びサイズと同じである、ＬＥＤパッケージ素子のローリングによる貼り合せ成形ステップと、
ステップ６として、加熱硬化又は／及び光硬化手法によって、ステップ５の前記ＬＥＤパッケージ素子を硬化装置に通して硬化させ、硬化ＬＥＤパッケージ素子を得る、ＬＥＤパッケージ素子の硬化成形ステップと、
ステップ７として、ステップ６の前記硬化ＬＥＤパッケージ素子の外層保護フィルムＡを剥離して硬化ＬＥＤパッケージ素子を切断し、ＬＥＤパッケージ素子個体に分割するスリットを有するＬＥＤパッケージ素子製品を得る、ＬＥＤパッケージ素子の切断ステップと、を含む。
特に説明する。
本発明は、ＬＥＤフリップチップ構造のようなフォトニックデバイス又はエレクトロニックデバイスの生産加工に好適に使用される。
光透過率が高くて耐熱性が良い従来の有機シリコン樹脂は、いずれも選択的に本発明に係るプロセス方法に使用される。本発明は、一般的なＬＥＤパッケージ素子の使用時のハンダリフロー温度及び長期間にわたて使用する場合の熱、光などによる老化を防止する条件を満たすために、メチルビニル有機シリコン樹脂を採用することが好ましい。従来の量子ドット蛍光体、蛍光粉末は、いずれも選択的に本発明のプロセス方法に適用される。
通常の場合、本発明に用いられる混合スラリーは接着剤を含む必要がない。極めて厳しい条件でＬＥＤパッケージ素子製品を使用し、光変換体とＬＥＤとの間の接着力を更に高める必要がある場合、本発明に用いられる混合スラリーは接着剤を含んでもよい。
本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法の更に好ましい形態は、以下のようにである。
ステップ１において、前記精製光変換フィルムのローリングによる成形は、外層保護フィルムＡ、半硬化光変換材及び外層保護フィルムＢを１対又は複数対の平滑面のローリングによるラミネート装置に通してローリングすることを意味し、１対又は複数対の対向して合わせた平滑面の２本ロールのローリングによるラミネート装置、又は／及び平滑面のシングルローラと平滑面の平面輸送装置とを組み合わせてなるローリング装置に順次に通してローリングし、精製光変換フィルムを得る。図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃを参照し、図３Ａに、ステップ１において、外層保護フィルムＡ（８−３）、半硬化光変換膜（８−１）及び外層保護フィルムＢ（８−４）を１対の平滑面のローリングによるラミネート装置に通してローリングし、精製光変換フィルム（８−６）を得ることを示す。図３Ｂに、ステップ１において、外層保護フィルムＡ（８−３）、半硬化光変換スラリー（８−２）及び外層保護フィルムＢ（８−４）を１対の平滑面のローリングによるラミネート装置に通してローリングし、精製光変換フィルム（８−６）を得ることを示す。図３Ｃに、ステップ１において、外層保護フィルムＡ（８−３）、半硬化光変換スラリー（８−２）及び外層保護フィルムＢ（８−４）を２対の平滑面のローリングによるラミネート装置に通してローリングし、精製光変換フィルム（８−６）を得ることを示す。
ステップ１において、前記精製光変換フィルムのローリングによる成形の温度は、５０〜１２０℃であり、８０〜１００℃であることが最も好ましい。
ステップ１において、前記精製光変換フィルムの厚さは、８００μｍ以下であり、１５０〜２５０μｍであることが最も好ましい。
ステップ１において、前記半硬化光変換フィルムの材料は、半硬化有機シリコン樹脂蛍光粉末膜又は半硬化有機シリコン樹脂量子ドット蛍光体膜である。
ステップ１において、前記外層保護膜Ａの材料は、ポリエステル、ポリオレフィン又はポリエーテルである。
ステップ１の前記外層保護膜Ｂにおける光変換材とステップ１の前記半硬化光変換フィルムにおける光変換材は、材料及び含有量が同じである。前記外層保護膜Ｂの材料は、接着剤を更に含む。
ステップ２において、前記バンプアレー付き第１のローリング装置は、バンプアレー付き第１のシングルローラ又はバンプアレー付き第１の平面輸送装置である。前記溝アレー付き第２のローリング装置は、溝アレー付き第２のシングルローラ又は溝アレー付き第２の平面輸送装置である。前記第１のローリング装置と第２のローリング装置の少なくとも一方は、シングルローラである。図４Ａ及び図４Ｂを参照し、図４Ａに、ステップ２において、外層保護フィルムＡ（８−３）と外層保護フィルムＢ（８−４）が付けられた精製光変換フィルム（８−６）を、対向して合わせたバンプアレー付き第１のシングルローラ（２−１）と溝アレー付き第２のシングルローラ（２−２）との間に通し、加熱してローリングによって形決めを行い、溝付き光変換フィルム単体（８−７）からなる光変換フィルムアレーを得ることを示す。図４Ｂに、ステップ２において、外層保護フィルムＡ（８−３）と外層保護フィルムＢ（８−４）が付けられた精製光変換フィルム（８−６）を、対向して合わせたバンプアレー付き第１のシングルローラ１（２−１）と溝アレー付き第２の平面輸送装置（２−３）の間に通し、加熱してローリングによって形決めを行い、溝付き光変換フィルム単体（８−７）からなる光変換フィルムアレーを得ることを示す。
ステップ２において、前記溝付き光変換フィルム単体の外形形状は、弧状、半円球状又は矩形状である。
ステップ２の前記溝付き光変換フィルム単体において、溝の長さ、幅、高さのサイズは、ＬＥＤフリップチップの長さ、幅、高さのサイズの１．０１〜１．０５倍であり、ＬＥＤフリップチップ長さ、幅、高さのサイズの１．０２倍であることが最も好ましい。
ステップ２において、前記光変換フィルムアレーのローリングによる形決めの温度は、５０〜１２０℃であり、８０〜１００℃であることが最も好ましい。
ステップ３において、前記溶融は、光放射手段を採用して外層保護フィルムＢを溶融させてステップ１の前記半硬化光変換フィルムと一体になることを意味する。図５を参照し、図５に、ステップ３において、溶融前の溝付き光変換フィルム単体（８−７）からなる光変換フィルムアレーを溶融装置３に通し、光放射によって光変換フィルムアレーの外層保護フィルムＢ（８−４）に照射し、半硬化光変換フィルムと一体になり、溶融された溝付き光変換フィルム単体（８−８）からなる光変換フィルムアレーを得ることを示す。
ステップ４において、前記ＬＥＤフリップチップアレーフィルムにおけるキャリアフィルムは、引っ張り可能なキャリアフィルムであり、前記引っ張り可能なキャリアフィルムの材料は、耐高温のポリエステル、ポリジメチルシロキサン及びポリ塩化ビニルの中の一種である。
ステップ５において、前記ステップ３の前記溶融された光変換フィルムアレーとステップ４の前記ＬＥＤフリップチップアレーフィルムを平滑面の第３のローリング装置と溝アレー付き第４のローリング装置との間に通し、対向して合わせてローリングによって貼り合せることは、前記光変換フィルムアレーを溝アレー付き第４のシングルローラ又は溝アレー付き第４の平面輸送装置にセットするとともに、前記ＬＥＤフリップチップアレーフィルムをロール面が平滑面である第３のシングルローラ又は平面が平滑面である第３の平面輸送装置にセットし、ローリングによって貼り合せ、前記ＬＥＤフリップチップアレーにおけるＬＥＤフリップチップを前記溶融された光変換フィルムアレーにおける光変換フィルム単体の溝に貼り合せて嵌め込み、ＬＥＤパッケージ素子を得ることを意味する。
平滑面の第３のローリング装置は、ロール面が平滑面である第３のシングルローラ又は平面が平滑面である第３の平面輸送装置であり、前記溝アレー付き第４のローリング装置は、溝アレー付き第４のシングルローラ又は溝アレー付き第４の平面輸送装置である。光変換フィルムアレーがセットされる装置とＬＥＤフリップチップアレーフィルムがセットされる装置の少なくとも一方は、シングルローラである。
図６を参照し、図６に、ステップ５において、溶融された光変換フィルム単体（８−８）からなる光変換フィルムアレーとＬＥＤフリップチップアレーフィルムを平滑面の第３のシングルローラ（４−１）と溝アレー付き第４のシングルローラ（４−２）の間に通し、対向して合わせてローリングによって貼り合せ、ＬＥＤパッケージ素子（８−９）を得ることを示す。
ステップ５において、前記ＬＥＤパッケージ素子のローリングによる貼り合せ成形の温度は、５０〜１２０℃であり、８０〜１００℃であることが最も好ましい。
ステップ６において、前記光硬化手段は、活性エネルギー線による硬化である。前記加熱硬化手段は、硬化温度が１４０〜１８０℃であり、硬化時間が１時間以上である。硬化温度が１５０〜１６０℃であり、硬化時間が２時間であることは最も好ましい。
ステップ７において、前記スリットの幅は２０μｍ以下であり、１５μｍであることが最も好ましい。
ステップ７において、前記硬化ＬＥＤパッケージ素子を切断することは、硬化ＬＥＤパッケージ素子を刃アレー付き第５のローリング装置と平滑面の第６のローリング装置との間に通し、対向して合わせてローリングによって切断し、ＬＥＤパッケージ素子個体に分割するスリットを有するＬＥＤパッケージ素子製品を得ることを意味する。
前記刃アレー付き第５のローリング装置は、刃アレー付き第５のシングルローラ又は刃アレー付き第５の平面輸送装置である。前記平滑面の第６のローリング装置は、平滑面の第６のシングルローラ又は平滑面の第６の平面輸送装置である。前記刃アレー付き第５のローリング装置と前記平滑面の第６のローリング装置の少なくとも一方は、シングルローラである。前記刃アレーは、矩形状の格子アレーを有する刃である。前記矩形状の格子のサイズは、ＬＥＤパッケージ素子個体製品のサイズと同じである。
必要に応じて、本発明の前記ＬＥＤパッケージ素子製品は、引っ張り機に通してその引っ張り可能なキャリアフィルムを引っ張ってフィルムを拡大し、ＬＥＤパッケージ素子製品を引っ張られた後前記スリットに沿って分割させ、ＬＥＤパッケージ素子個体製品を製造してもよい。図７Ａ、図７Ｂに示す。
本発明によって製造されたＬＥＤパッケージ素子個体製品は、弧状のＬＥＤパッケージ素子、ＬＥＤパッケージ素子及び矩形状のＬＥＤパッケージ素子であってもよい。図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃに示す。
本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法は、有機シリコン樹脂光変換体と各種のパワーのＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセスに広く適用される。
［実施例２］
本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法に用いられる設備システムは、精製光変換フィルムのための平滑面のローリングによるラミネート装置と、精製光変換フィルムを加熱してローリングによって形決めを行うローリングによる形決め装置と、ローリングによって形決めが行われた精製光変換フィルムを溶融させる溶融装置と、溶融された精製光変換フィルムとキャリアフィルム付きＬＥＤフリップチップアレーを対向して合わせてローリングによって貼り合せるローリングによる貼り合せ装置とを含み、前記ローリングによるラミネート装置、ローリングによる形決め装置、溶融装置、及びローリングによる貼り合せ装置は順次に設けられ、共同して連動する工程設備を構成する設備システムであって、前記ローリングによるラミネート装置は、１対又は複数対の対向して合わせてローリングする平滑面のローリング部材Ａと平滑面のローリング部材Ｂを含み、前記ローリングによる形決め装置は、対向して合わせてローリングするバンプアレー付き第１のローリング装置と溝アレー付き第２のローリング装置を含み、前記ローリングによる貼り合せ装置は、対向して合わせてローリングする平滑面の第３のローリング装置と溝アレー付き第４のローリング装置を含む。
前記本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法に用いられる設備システムの具体的な実施形態については、更に以下のように説明する。
前記平滑面のローリングによるラミネート装置における平滑面のローリング部材Ａは、平滑面のシングルローラＡ又は平滑面の平面輸送装置Ａであり、前記平滑面のローリング部材Ｂは、平滑面のシングルローラＢ又は平滑面の平面輸送装置Ｂである。前記平滑面のローリング部材Ａと平滑面のローリング部材Ｂの少なくとも一方はシングルローラである。図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃを参照し、図３Ａに、平滑面のローリング装置は対向して合わせてローリングする平滑面のシングルローラＡ１（１−１）と平滑面のシングルローラＢ１（１−２）を含むことを示す。図３Ｂに、ローリングによるラミネート装置は対向して合わせてローリングする平滑面のシングルローラＡ１（１−１）と平滑面のシングルローラＢ１（１−２）を含むことを示す。図３Ｃに、ローリングによるラミネート装置は２対の平滑面のローリング部材Ａと平滑面のローリング部材Ｂを含み、具体的には、対向して合わせてローリングする平滑面のシングルローラＡ１（１−１）と平滑面のシングルローラＢ１（１−２）、及び対向して合わせてローリングする平滑面のシングルローラＡ２（１−３）と平滑面のシングルローラＢ２（１−４）を含むことを示す。外層保護フィルムＡ（８−３）、半硬化光変換膜（８−１）又は半硬化光変換スラリー（８−２）及び外層保護フィルムＢ（８−４）を１対又は複数対の平滑面のローリングによるラミネート装置に通してローリングし、精製光変換フィルム（８−６）を得る。
前記ローリングによる形決め装置におけるバンプアレー付き第１のローリング装置は、バンプアレー付き第１のシングルローラ又はバンプアレー付き第１の平面輸送装置である。前記溝アレー付き第２のローリング装置は、溝アレー付き第２のシングルローラ又は溝アレー付き第２の平面輸送装置である。前記バンプアレー付き第１のローリング装置と溝アレー付き第２のローリング装置の少なくとも一方は、シングルローラである。図４Ａ及び図４Ｂを参照し、図４Ａに、ローリングによる形決め装置は対向して合わせたバンプアレー付き第１のシングルローラ（２−１）と溝アレー付き第２のシングルローラ（２−２）を含むことを示す。図４Ｂに、ローリングによる形決め装置は対向して合わせたバンプアレー付き第１のシングルローラ（２−１）と溝アレー付き第２の平面輸送装置（２−３）を含むことを示す。外層保護フィルムＡ（８−３）と外層保護フィルムＢ（８−４）が付けられた精製光変換フィルム（８−６）をローリングによる形決め装置に通し、加熱してローリングによって形決めを行い、溝付き光変換フィルム単体（８−７）からなる光変換フィルムアレーを得る。
前記溶融装置は、光放射装置である。図５を参照し、図５に、溶融前の溝付き光変換フィルム単体（８−７）からなる光変換フィルムアレーを溶融装置３に通し、光放射によって光変換フィルムアレーの外層保護フィルムＢ（８−４）を照射し、半硬化光変換フィルムと一体になり、溶融された溝付き光変換フィルム単体（８−８）からなる光変換フィルムアレーを得ることを示す。
前記ローリングによる貼り合せ装置における前記平滑面の第３のローリング装置は、ロール面が平滑面である第３のシングルローラ又は平面が平滑面である第３の平面輸送装置であり、前記溝アレー付き第４のローリング装置は、溝アレー付き第４のシングルローラ又は溝アレー付き第４の平面輸送装置である。光変換フィルムアレーがセットされる装置とＬＥＤフリップチップアレーフィルムがセットされる装置の少なくとも一方は、シングルローラである。図６を参照し、図６に、ローリングによる貼り合せ装置は対向して合わせてローリングする平滑面の第３のシングルローラ（４−１）と溝アレー付き第４のシングルローラ（４−２）を含むことを示す。溶融された光変換フィルム単体（８−８）からなる光変換フィルムアレーとＬＥＤフリップチップアレーフィルムを平滑面の第３のシングルローラ（４−１）と溝アレー付き第４のシングルローラ（４−２）との間に通し、対向して合わせてローリングによって貼り合せ、ＬＥＤパッケージ素子（８−９）を得る。
前記ローリングによるラミネート装置に、平滑面のローリング部材Ａと平滑面のローリング部材Ｂのピッチを調節する変位調節装置が設けられる。ローリングによる形決め装置に、第１のローリング装置と第２のローリング装置のピッチを調節する変位調節装置が設けられる。ローリングによる貼り合せ装置に、第３のローリング装置と第４のローリング装置のピッチを調節する変位調節装置が設けられる。
前記ローリングによるラミネート装置における平滑面のローリング部材Ａと平滑面のローリング部材Ｂにおいて、シングルローラであるものは、そのロール径方向の振れ距離が２μｍ以下である。前記ローリングによる形決め装置におけるバンプアレー付き第１のローリング装置と溝アレー付き第２のローリング装置において、シングルローラであるものは、そのロール径方向の振れ距離が２μｍ以下である。前記ローリングによる貼り合せ装置における平滑面の第３のローリング装置と溝アレー付き第４のローリング装置において、シングルローラであるものは、そのロール径方向の振れ距離が２μｍ以下である。
前記ローリングによる形決め装置における溝アレー付き第２のローリング装置とローリングによる貼り合せ装置における溝アレー付き第４のローリング装置は、溝アレーの溝の形状が同じであり、前記溝の形状は弧状、半円球状又は矩形状である。
前記ローリングによる形決め装置におけるバンプアレー付き第１のローリング装置におけるバンプアレーのバンプは、形状が矩形状であり、且つ長さ、幅、高さのサイズがＬＥＤフリップチップの長さ、幅、高さサイズの１．０１〜１．０５倍である。
前記設備システムは、ＬＥＤパッケージ素子の硬化成形のための硬化装置を更に含み、当該硬化装置は前記ローリングによる貼り合せ装置の後ろに設けられる工程設備である。
前記硬化装置は、トンネル型温度制御装置又はトンネル型光照射装置である。前記トンネル型温度制御装置は、加熱部材、温度調節・制御部材及びコンベア通路を含む。前記トンネル型光照射装置は、光照射部材、光照射調節・制御部材及びコンベア通路を含む。
前記設備システムは、硬化ＬＥＤパッケージ素子を切断する切断装置を更に含み、当該切断装置は前記硬化装置の後ろに設けられる工程設備である。
前記切断装置は、ローリングによる切断装置であり、当該ローリングによる切断装置は対向して合わせて設けられた刃アレー付きローリング部材Ｃと平滑面のローリング部材Ｄを含む。
前記ローリングによる切断装置における刃アレー付きローリング部材Ｃは、刃アレー付きシングルローラＣ又は刃アレー付き平面輸送装置Ｃである。前記平滑面のローリング部材Ｄは、平滑面のシングルローラＤ又は平滑面の平面輸送装置Ｄである。前記刃アレー付きローリング部材Ｃと前記平滑面のローリング部材Ｄの少なくとも一方は、シングルローラである。前記刃アレーは、矩形状の格子アレーを有する刃である。前記矩形状格子のサイズは、ＬＥＤパッケージ素子個体のサイズと同じである。
前記ローリングによる切断装置に、刃アレー付きローリング部材Ｃと平滑面のローリング部材Ｄのピッチを調節する変位調節装置が設けられる。前記刃アレー付きローリング部材Ｃと平滑面のローリング部材Ｄにおいて、シングルローラであるものは、そのロール径方向の振れ距離が２μｍ以下である。
前記設備システムは、ＬＥＤフリップチップアレーの成形のためのＬＥＤフリップチップアレー成形装置を更に含み、前記ＬＥＤフリップチップアレー成形装置は前記ローリングによる貼り合せ装置の前に設けられる工程設備である。ＬＥＤフリップチップアレー成形装置は、ＬＥＤフリップチップをピックアップして置くロボットアーム、及び変位を正確に決定する機能を有する平面輸送部材を含む。
前記設備システムにおけるローリングによるラミネート装置、ローリングによる形決め装置、溶融装置、チップアレー成形装置、ローリングによる貼り合せ装置、硬化装置及び切断装置は、順次に共同して連動し、一連の流れの工程設備を構成する。
本発明の具体的な実施形態に説明しないことは、いずれも本分野の公知の技術に属し、公知の技術を参照して実施することができる。
本発明は繰り返して検証し、満たされた試行効果を取得した。
以上の具体的な実施形態及び実施例は、本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法の技術構想の具体的な説明であり、本発明の保護範囲はこれに制限されるものではない。本発明が開示した技術構想に基いて、本技術手段に対して成されたいずれの同等の変更又は等価の修飾は、いずれも本発明の技術手段の保護範囲に属する。
［実施例１］
図１及び図２を参照し、本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法は、精製光変換フィルムのローリングによる成形工程と、光変換フィルムアレーのローリングによる形決め工程と、光変換フィルムアレーの溶融工程と、ＬＥＤフリップチップアレーフィルムの準備工程と、ＬＥＤパッケージ素子のローリングによる貼り合せ成形工程と、ＬＥＤパッケージ素子の硬化成形工程と、ＬＥＤパッケージ素子の切断工程から構成される一連の流れのプロセスを含み、具体的には、
ステップ１として、真空加熱下で、外層保護フィルムＡ、半硬化光変換材及び外層保護フィルムＢを１対又は複数対の平滑面のローリングによるラミネート装置に通してローリングし、外層保護フィルムＡ、半硬化光変換フィルム及び外層保護フィルムＢからなる精製光変換フィルムを得るステップであって、前記半硬化光変換材は、半硬化光変換膜又は半硬化光変換スラリーであり、前記外層保護フィルムＢの材料は、少なくとも光変換材を含む可融性有機シリコン感光樹脂である、精製光変換フィルムのローリングによる成形ステップと、
ステップ２として、真空下で、前記外層保護フィルム付き精製光変換フィルムを対向して合わせたバンプアレー付き第１のローリング装置と溝アレー付き第２のローリング装置との間に通し、加熱してローリングによって形決めを行い、溝付き光変換フィルム単体からなる光変換フィルムアレーを得るステップであって、前記溝は外層保護フィルムＢに近い側にある、光変換フィルムアレーのローリングによる形決めステップと、
ステップ３として、真空下で、光照射によってステップ２の前記光変換フィルムアレーの外層保護フィルムＢを溶融させ、溶融された光変換フィルムアレーを得る、光変換フィルムアレーの溶融ステップと、
ステップ４として、ＬＥＤフリップチップがアレーになるようにキャリアフィルムに配列されるＬＥＤフリップチップアレーフィルムを得るステップであって、前記ＬＥＤフリップチップは単一のＬＥＤフリップチップ、又は単一のＬＥＤフリップチップを２つ以上組み合わせてなるＬＥＤフリップチップ部品を意味する、ＬＥＤフリップチップアレーフィルムの準備ステップと、
ステップ５として、ステップ３の前記溶融された光変換フィルムアレーとステップ４の前記ＬＥＤフリップチップアレーフィルムを平滑面の第３のローリング装置と溝アレー付き第４のローリング装置との間に通し、対向して合わせてローリングによって貼り合せ、ＬＥＤフリップチップアレーフィルムにおけるＬＥＤフリップチップを前記溶融された光変換フィルムアレーにおける光変換フィルム単体の溝に貼り合せて嵌め込み、ＬＥＤパッケージ素子を得るステップであって、前記第４のローリング装置における溝アレーの溝の形状及びサイズは、第２のローリング装置における溝アレーの溝の形状及びサイズと同じである、ＬＥＤパッケージ素子のローリングによる貼り合せ成形ステップと、
ステップ６として、加熱硬化又は／及び光硬化手法によって、ステップ５の前記ＬＥＤパッケージ素子を硬化装置に通して硬化させ、硬化ＬＥＤパッケージ素子を得る、ＬＥＤパッケージ素子の硬化成形ステップと、
ステップ７として、ステップ６の前記硬化ＬＥＤパッケージ素子の外層保護フィルムＡを剥離して硬化ＬＥＤパッケージ素子を切断し、ＬＥＤパッケージ素子個体に分割するスリットを有するＬＥＤパッケージ素子製品を得る、ＬＥＤパッケージ素子の切断ステップと、を含む。
特に説明する。
本発明は、ＬＥＤフリップチップ構造のようなフォトニックデバイス又はエレクトロニックデバイスの生産加工に好適に使用される。
光透過率が高くて耐熱性が良い従来の有機シリコン樹脂は、いずれも選択的に本発明に係るプロセス方法に使用される。本発明は、一般的なＬＥＤパッケージ素子の使用時のハンダリフロー温度及び長期間にわたて使用する場合の熱、光などによる老化を防止する条件を満たすために、メチルビニル有機シリコン樹脂を採用することが好ましい。従来の量子ドット蛍光体、蛍光粉末は、いずれも選択的に本発明のプロセス方法に適用される。
通常の場合、本発明に用いられる混合スラリーは接着剤を含む必要がない。極めて厳しい条件でＬＥＤパッケージ素子製品を使用し、光変換体とＬＥＤとの間の接着力を更に高める必要がある場合、本発明に用いられる混合スラリーは接着剤を含んでもよい。
本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法の更に好ましい形態は、以下のようにである。
ステップ１において、前記精製光変換フィルムのローリングによる成形は、外層保護フィルムＡ、半硬化光変換材及び外層保護フィルムＢを１対又は複数対の平滑面のローリングによるラミネート装置に通してローリングすることを意味し、１対又は複数対の対向して合わせた平滑面の２本ロールのローリングによるラミネート装置、又は／及び平滑面のシングルローラと平滑面の平面輸送装置とを組み合わせてなるローリング装置に順次に通してローリングし、精製光変換フィルムを得る。図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃを参照し、図３Ａに、ステップ１において、外層保護フィルムＡ（８−３）、半硬化光変換膜（８−１）及び外層保護フィルムＢ（８−４）を１対の平滑面のローリングによるラミネート装置に通してローリングし、精製光変換フィルム（８−６）を得ることを示す。図３Ｂに、ステップ１において、外層保護フィルムＡ（８−３）、半硬化光変換スラリー（８−２）及び外層保護フィルムＢ（８−４）を１対の平滑面のローリングによるラミネート装置に通してローリングし、精製光変換フィルム（８−６）を得ることを示す。図３Ｃに、ステップ１において、外層保護フィルムＡ（８−３）、半硬化光変換スラリー（８−２）及び外層保護フィルムＢ（８−４）を２対の平滑面のローリングによるラミネート装置に通してローリングし、精製光変換フィルム（８−６）を得ることを示す。
ステップ１において、前記精製光変換フィルムのローリングによる成形の温度は、５０〜１２０℃であり、８０〜１００℃であることが最も好ましい。
ステップ１において、前記精製光変換フィルムの厚さは、８００μｍ以下であり、１５０〜２５０μｍであることが最も好ましい。
ステップ１において、前記半硬化光変換フィルムの材料は、半硬化有機シリコン樹脂蛍光粉末膜又は半硬化有機シリコン樹脂量子ドット蛍光体膜である。
ステップ１において、前記外層保護膜Ａの材料は、ポリエステル、ポリオレフィン又はポリエーテルである。
ステップ１の前記外層保護膜Ｂにおける光変換材とステップ１の前記半硬化光変換フィルムにおける光変換材は、材料及び含有量が同じである。前記外層保護膜Ｂの材料は、接着剤を更に含む。
ステップ２において、前記バンプアレー付き第１のローリング装置は、バンプアレー付き第１のシングルローラ又はバンプアレー付き第１の平面輸送装置である。前記溝アレー付き第２のローリング装置は、溝アレー付き第２のシングルローラ又は溝アレー付き第２の平面輸送装置である。前記第１のローリング装置と第２のローリング装置の少なくとも一方は、シングルローラである。図４Ａ及び図４Ｂを参照し、図４Ａに、ステップ２において、外層保護フィルムＡ（８−３）と外層保護フィルムＢ（８−４）が付けられた精製光変換フィルム（８−６）を、対向して合わせたバンプアレー付き第１のシングルローラ（２−１）と溝アレー付き第２のシングルローラ（２−２）との間に通し、加熱してローリングによって形決めを行い、溝付き光変換フィルム単体（８−７）からなる光変換フィルムアレーを得ることを示す。図４Ｂに、ステップ２において、外層保護フィルムＡ（８−３）と外層保護フィルムＢ（８−４）が付けられた精製光変換フィルム（８−６）を、対向して合わせたバンプアレー付き第１のシングルローラ１（２−１）と溝アレー付き第２の平面輸送装置（２−３）の間に通し、加熱してローリングによって形決めを行い、溝付き光変換フィルム単体（８−７）からなる光変換フィルムアレーを得ることを示す。
ステップ２において、前記溝付き光変換フィルム単体の外形形状は、弧状、半円球状又は矩形状である。
ステップ２の前記溝付き光変換フィルム単体において、溝の長さ、幅、高さのサイズは、ＬＥＤフリップチップの長さ、幅、高さのサイズの１．０１〜１．０５倍であり、ＬＥＤフリップチップ長さ、幅、高さのサイズの１．０２倍であることが最も好ましい。
ステップ２において、前記光変換フィルムアレーのローリングによる形決めの温度は、５０〜１２０℃であり、８０〜１００℃であることが最も好ましい。
ステップ３において、前記溶融は、光放射手段を採用して外層保護フィルムＢを溶融させてステップ１の前記半硬化光変換フィルムと一体になることを意味する。図５を参照し、図５に、ステップ３において、溶融前の溝付き光変換フィルム単体（８−７）からなる光変換フィルムアレーを溶融装置３に通し、光放射によって光変換フィルムアレーの外層保護フィルムＢ（８−４）に照射し、半硬化光変換フィルムと一体になり、溶融された溝付き光変換フィルム単体（８−８）からなる光変換フィルムアレーを得ることを示す。
ステップ４において、前記ＬＥＤフリップチップアレーフィルムにおけるキャリアフィルムは、引っ張り可能なキャリアフィルムであり、前記引っ張り可能なキャリアフィルムの材料は、耐高温のポリエステル、ポリジメチルシロキサン及びポリ塩化ビニルの中の一種である。
ステップ５において、前記ステップ３の前記溶融された光変換フィルムアレーとステップ４の前記ＬＥＤフリップチップアレーフィルムを平滑面の第３のローリング装置と溝アレー付き第４のローリング装置との間に通し、対向して合わせてローリングによって貼り合せることは、前記光変換フィルムアレーを溝アレー付き第４のシングルローラ又は溝アレー付き第４の平面輸送装置にセットするとともに、前記ＬＥＤフリップチップアレーフィルムをロール面が平滑面である第３のシングルローラ又は平面が平滑面である第３の平面輸送装置にセットし、ローリングによって貼り合せ、前記ＬＥＤフリップチップアレーにおけるＬＥＤフリップチップを前記溶融された光変換フィルムアレーにおける光変換フィルム単体の溝に貼り合せて嵌め込み、ＬＥＤパッケージ素子を得ることを意味する。
平滑面の第３のローリング装置は、ロール面が平滑面である第３のシングルローラ又は平面が平滑面である第３の平面輸送装置であり、前記溝アレー付き第４のローリング装置は、溝アレー付き第４のシングルローラ又は溝アレー付き第４の平面輸送装置である。光変換フィルムアレーがセットされる装置とＬＥＤフリップチップアレーフィルムがセットされる装置の少なくとも一方は、シングルローラである。
図６を参照し、図６に、ステップ５において、溶融された光変換フィルム単体（８−８）からなる光変換フィルムアレーとＬＥＤフリップチップアレーフィルムを平滑面の第３のシングルローラ（４−１）と溝アレー付き第４のシングルローラ（４−２）の間に通し、対向して合わせてローリングによって貼り合せ、ＬＥＤパッケージ素子（８−９）を得ることを示す。
ステップ５において、前記ＬＥＤパッケージ素子のローリングによる貼り合せ成形の温度は、５０〜１２０℃であり、８０〜１００℃であることが最も好ましい。
ステップ６において、前記光硬化手段は、活性エネルギー線による硬化である。前記加熱硬化手段は、硬化温度が１４０〜１８０℃であり、硬化時間が１時間以上である。硬化温度が１５０〜１６０℃であり、硬化時間が２時間であることは最も好ましい。
ステップ７において、前記スリットの幅は２０μｍ以下であり、１５μｍであることが最も好ましい。
ステップ７において、前記硬化ＬＥＤパッケージ素子を切断することは、硬化ＬＥＤパッケージ素子を刃アレー付き第５のローリング装置と平滑面の第６のローリング装置との間に通し、対向して合わせてローリングによって切断し、ＬＥＤパッケージ素子個体に分割するスリットを有するＬＥＤパッケージ素子製品を得ることを意味する。
前記刃アレー付き第５のローリング装置は、刃アレー付き第５のシングルローラ又は刃アレー付き第５の平面輸送装置である。前記平滑面の第６のローリング装置は、平滑面の第６のシングルローラ又は平滑面の第６の平面輸送装置である。前記刃アレー付き第５のローリング装置と前記平滑面の第６のローリング装置の少なくとも一方は、シングルローラである。前記刃アレーは、矩形状の格子アレーを有する刃である。前記矩形状の格子のサイズは、ＬＥＤパッケージ素子個体製品のサイズと同じである。
必要に応じて、本発明の前記ＬＥＤパッケージ素子製品は、引っ張り機に通してその引っ張り可能なキャリアフィルムを引っ張ってフィルムを拡大し、ＬＥＤパッケージ素子製品を引っ張られた後前記スリットに沿って分割させ、ＬＥＤパッケージ素子個体製品を製造してもよい。図７Ａ、図７Ｂに示す。
本発明によって製造されたＬＥＤパッケージ素子個体製品は、弧状のＬＥＤパッケージ素子、ＬＥＤパッケージ素子及び矩形状のＬＥＤパッケージ素子であってもよい。図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃに示す。
本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法は、有機シリコン樹脂光変換体と各種のパワーのＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセスに広く適用される。
［実施例２］
本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法に用いられる設備システムは、精製光変換フィルムのための平滑面のローリングによるラミネート装置と、精製光変換フィルムを加熱してローリングによって形決めを行うローリングによる形決め装置と、ローリングによって形決めが行われた精製光変換フィルムを溶融させる溶融装置と、溶融された精製光変換フィルムとキャリアフィルム付きＬＥＤフリップチップアレーを対向して合わせてローリングによって貼り合せるローリングによる貼り合せ装置とを含み、前記ローリングによるラミネート装置、ローリングによる形決め装置、溶融装置、及びローリングによる貼り合せ装置は順次に設けられ、共同して連動する工程設備を構成する設備システムであって、前記ローリングによるラミネート装置は、１対又は複数対の対向して合わせてローリングする平滑面のローリング部材Ａと平滑面のローリング部材Ｂを含み、前記ローリングによる形決め装置は、対向して合わせてローリングするバンプアレー付き第１のローリング装置と溝アレー付き第２のローリング装置を含み、前記ローリングによる貼り合せ装置は、対向して合わせてローリングする平滑面の第３のローリング装置と溝アレー付き第４のローリング装置を含む。
前記本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法に用いられる設備システムの具体的な実施形態については、更に以下のように説明する。
前記平滑面のローリングによるラミネート装置における平滑面のローリング部材Ａは、平滑面のシングルローラＡ又は平滑面の平面輸送装置Ａであり、前記平滑面のローリング部材Ｂは、平滑面のシングルローラＢ又は平滑面の平面輸送装置Ｂである。前記平滑面のローリング部材Ａと平滑面のローリング部材Ｂの少なくとも一方はシングルローラである。図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃを参照し、図３Ａに、平滑面のローリング装置は対向して合わせてローリングする平滑面のシングルローラＡ１（１−１）と平滑面のシングルローラＢ１（１−２）を含むことを示す。図３Ｂに、ローリングによるラミネート装置は対向して合わせてローリングする平滑面のシングルローラＡ１（１−１）と平滑面のシングルローラＢ１（１−２）を含むことを示す。図３Ｃに、ローリングによるラミネート装置は２対の平滑面のローリング部材Ａと平滑面のローリング部材Ｂを含み、具体的には、対向して合わせてローリングする平滑面のシングルローラＡ１（１−１）と平滑面のシングルローラＢ１（１−２）、及び対向して合わせてローリングする平滑面のシングルローラＡ２（１−３）と平滑面のシングルローラＢ２（１−４）を含むことを示す。外層保護フィルムＡ（８−３）、半硬化光変換膜（８−１）又は半硬化光変換スラリー（８−２）及び外層保護フィルムＢ（８−４）を１対又は複数対の平滑面のローリングによるラミネート装置に通してローリングし、精製光変換フィルム（８−６）を得る。
前記ローリングによる形決め装置におけるバンプアレー付き第１のローリング装置は、バンプアレー付き第１のシングルローラ又はバンプアレー付き第１の平面輸送装置である。前記溝アレー付き第２のローリング装置は、溝アレー付き第２のシングルローラ又は溝アレー付き第２の平面輸送装置である。前記バンプアレー付き第１のローリング装置と溝アレー付き第２のローリング装置の少なくとも一方は、シングルローラである。図４Ａ及び図４Ｂを参照し、図４Ａに、ローリングによる形決め装置は対向して合わせたバンプアレー付き第１のシングルローラ（２−１）と溝アレー付き第２のシングルローラ（２−２）を含むことを示す。図４Ｂに、ローリングによる形決め装置は対向して合わせたバンプアレー付き第１のシングルローラ（２−１）と溝アレー付き第２の平面輸送装置（２−３）を含むことを示す。外層保護フィルムＡ（８−３）と外層保護フィルムＢ（８−４）が付けられた精製光変換フィルム（８−６）をローリングによる形決め装置に通し、加熱してローリングによって形決めを行い、溝付き光変換フィルム単体（８−７）からなる光変換フィルムアレーを得る。
前記溶融装置は、光放射装置である。図５を参照し、図５に、溶融前の溝付き光変換フィルム単体（８−７）からなる光変換フィルムアレーを溶融装置３に通し、光放射によって光変換フィルムアレーの外層保護フィルムＢ（８−４）を照射し、半硬化光変換フィルムと一体になり、溶融された溝付き光変換フィルム単体（８−８）からなる光変換フィルムアレーを得ることを示す。
前記ローリングによる貼り合せ装置における前記平滑面の第３のローリング装置は、ロール面が平滑面である第３のシングルローラ又は平面が平滑面である第３の平面輸送装置であり、前記溝アレー付き第４のローリング装置は、溝アレー付き第４のシングルローラ又は溝アレー付き第４の平面輸送装置である。光変換フィルムアレーがセットされる装置とＬＥＤフリップチップアレーフィルムがセットされる装置の少なくとも一方は、シングルローラである。図６を参照し、図６に、ローリングによる貼り合せ装置は対向して合わせてローリングする平滑面の第３のシングルローラ（４−１）と溝アレー付き第４のシングルローラ（４−２）を含むことを示す。溶融された光変換フィルム単体（８−８）からなる光変換フィルムアレーとＬＥＤフリップチップアレーフィルムを平滑面の第３のシングルローラ（４−１）と溝アレー付き第４のシングルローラ（４−２）との間に通し、対向して合わせてローリングによって貼り合せ、ＬＥＤパッケージ素子（８−９）を得る。
前記ローリングによるラミネート装置に、平滑面のローリング部材Ａと平滑面のローリング部材Ｂのピッチを調節する変位調節装置が設けられる。ローリングによる形決め装置に、第１のローリング装置と第２のローリング装置のピッチを調節する変位調節装置が設けられる。ローリングによる貼り合せ装置に、第３のローリング装置と第４のローリング装置のピッチを調節する変位調節装置が設けられる。
前記ローリングによるラミネート装置における平滑面のローリング部材Ａと平滑面のローリング部材Ｂにおいて、シングルローラであるものは、そのロール径方向の振れ距離が２μｍ以下である。前記ローリングによる形決め装置におけるバンプアレー付き第１のローリング装置と溝アレー付き第２のローリング装置において、シングルローラであるものは、そのロール径方向の振れ距離が２μｍ以下である。前記ローリングによる貼り合せ装置における平滑面の第３のローリング装置と溝アレー付き第４のローリング装置において、シングルローラであるものは、そのロール径方向の振れ距離が２μｍ以下である。
前記ローリングによる形決め装置における溝アレー付き第２のローリング装置とローリングによる貼り合せ装置における溝アレー付き第４のローリング装置は、溝アレーの溝の形状が同じであり、前記溝の形状は弧状、半円球状又は矩形状である。
前記ローリングによる形決め装置におけるバンプアレー付き第１のローリング装置におけるバンプアレーのバンプは、形状が矩形状であり、且つ長さ、幅、高さのサイズがＬＥＤフリップチップの長さ、幅、高さサイズの１．０１〜１．０５倍である。
前記設備システムは、ＬＥＤパッケージ素子の硬化成形のための硬化装置を更に含み、当該硬化装置は前記ローリングによる貼り合せ装置の後ろに設けられる工程設備である。
前記硬化装置は、トンネル型温度制御装置又はトンネル型光照射装置である。前記トンネル型温度制御装置は、加熱部材、温度調節・制御部材及びコンベア通路を含む。前記トンネル型光照射装置は、光照射部材、光照射調節・制御部材及びコンベア通路を含む。
前記設備システムは、硬化ＬＥＤパッケージ素子を切断する切断装置を更に含み、当該切断装置は前記硬化装置の後ろに設けられる工程設備である。
前記切断装置は、ローリングによる切断装置であり、当該ローリングによる切断装置は対向して合わせて設けられた刃アレー付きローリング部材Ｃと平滑面のローリング部材Ｄを含む。
前記ローリングによる切断装置における刃アレー付きローリング部材Ｃは、刃アレー付きシングルローラＣ又は刃アレー付き平面輸送装置Ｃである。前記平滑面のローリング部材Ｄは、平滑面のシングルローラＤ又は平滑面の平面輸送装置Ｄである。前記刃アレー付きローリング部材Ｃと前記平滑面のローリング部材Ｄの少なくとも一方は、シングルローラである。前記刃アレーは、矩形状の格子アレーを有する刃である。前記矩形状格子のサイズは、ＬＥＤパッケージ素子個体のサイズと同じである。
前記ローリングによる切断装置に、刃アレー付きローリング部材Ｃと平滑面のローリング部材Ｄのピッチを調節する変位調節装置が設けられる。前記刃アレー付きローリング部材Ｃと平滑面のローリング部材Ｄにおいて、シングルローラであるものは、そのロール径方向の振れ距離が２μｍ以下である。
前記設備システムは、ＬＥＤフリップチップアレーの成形のためのＬＥＤフリップチップアレー成形装置を更に含み、前記ＬＥＤフリップチップアレー成形装置は前記ローリングによる貼り合せ装置の前に設けられる工程設備である。ＬＥＤフリップチップアレー成形装置は、ＬＥＤフリップチップをピックアップして置くロボットアーム、及び変位を正確に決定する機能を有する平面輸送部材を含む。
前記設備システムにおけるローリングによるラミネート装置、ローリングによる形決め装置、溶融装置、チップアレー成形装置、ローリングによる貼り合せ装置、硬化装置及び切断装置は、順次に共同して連動し、一連の流れの工程設備を構成する。
本発明の具体的な実施形態に説明しないことは、いずれも本分野の公知の技術に属し、公知の技術を参照して実施することができる。
本発明は繰り返して検証し、満たされた試行効果を取得した。
以上の具体的な実施形態及び実施例は、本発明が開示した不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法の技術構想の具体的な説明であり、本発明の保護範囲はこれに制限されるものではない。本発明が開示した技術構想に基いて、本技術手段に対して成されたいずれの同等の変更又は等価の修飾は、いずれも本発明の技術手段の保護範囲に属する。
１−１ ローリングによる成形ステップにおける平滑面の２本ロールのローリングによるラミネート装置における平滑面のシングルローラＡ１
１−２ ローリングによる成形ステップにおける平滑面の２本ロールのローリングによるラミネート装置における平滑面のシングルローラＢ１
１−３ ローリングによる成形ステップにおける平滑面の２本ロールのローリングによるラミネート装置における平滑面のシングルローラＡ２
１−４ ローリングによる成形ステップにおける平滑面の２本ロールのローリングによるラミネート装置における平滑面のシングルローラＢ２
１−５ ローリングによる成形ステップにおける第１の緩衝ローラ
１−６ ローリングによる成形ステップにおける第２の緩衝ローラ
２−１ ローリングによる形決めステップにおけるバンプアレー付き第１のシングルローラ
２−２ ローリングによる形決めステップにおける溝アレー付き第２のシングルローラ
２−３ ローリングによる形決めステップにおける溝アレー付き第２の平面輸送装置
２−４ ローリングによる形決めステップにおけるバンプアレー付き第１のシングルローラでのバンプ
２−５ ローリングによる形決めステップにおける溝アレー付き第２のシングルローラでの溝
２−６ ローリングによる形決めステップにおける溝アレー付き第２の平面輸送装置での溝
３ 溶融装置
４−１ ローリングによる貼り合せ成形ステップにおける平滑面の第３のシングルローラ
４−２ ローリングによる貼り合せ成形ステップにおける溝アレー付き第４のシングルローラ
４−３ ローリングによる貼り合せ成形ステップにおける溝アレー付き第４のシングルローラでの溝
４−４ ＬＥＤフリップチップアレーフィルムにおけるＬＥＤフリップチップ
４−５ＬＥＤフリップチップアレーフィルムにおけるキャリアフィルム
５ 硬化装置
６ 剥離・切断装置
７ 巻き取りロール
８−１ 半硬化光変換膜
８−２ 半硬化光変換スラリー
８−３ 外層保護フィルムＡ
８−４ 外層保護フィルムＢ
８−５ 半硬化光変換フィルム
８−６ 精製光変換フィルム
８−７ 溶融前の溝付き光変換フィルム単体からなる光変換フィルムアレーにおける光変換フィルム単体
８−８ 溶融後の溝付き光変換フィルム単体からなる光変換フィルムアレーにおける光変換フィルム単体
８−９ ローリングによる貼り合せ成形後のＬＥＤパッケージ素子。
９−１ 第３の緩衝ローラ
９−２ ＬＥＤフリップチップ緩衝ローラ
１−２ ローリングによる成形ステップにおける平滑面の２本ロールのローリングによるラミネート装置における平滑面のシングルローラＢ１
１−３ ローリングによる成形ステップにおける平滑面の２本ロールのローリングによるラミネート装置における平滑面のシングルローラＡ２
１−４ ローリングによる成形ステップにおける平滑面の２本ロールのローリングによるラミネート装置における平滑面のシングルローラＢ２
１−５ ローリングによる成形ステップにおける第１の緩衝ローラ
１−６ ローリングによる成形ステップにおける第２の緩衝ローラ
２−１ ローリングによる形決めステップにおけるバンプアレー付き第１のシングルローラ
２−２ ローリングによる形決めステップにおける溝アレー付き第２のシングルローラ
２−３ ローリングによる形決めステップにおける溝アレー付き第２の平面輸送装置
２−４ ローリングによる形決めステップにおけるバンプアレー付き第１のシングルローラでのバンプ
２−５ ローリングによる形決めステップにおける溝アレー付き第２のシングルローラでの溝
２−６ ローリングによる形決めステップにおける溝アレー付き第２の平面輸送装置での溝
３ 溶融装置
４−１ ローリングによる貼り合せ成形ステップにおける平滑面の第３のシングルローラ
４−２ ローリングによる貼り合せ成形ステップにおける溝アレー付き第４のシングルローラ
４−３ ローリングによる貼り合せ成形ステップにおける溝アレー付き第４のシングルローラでの溝
４−４ ＬＥＤフリップチップアレーフィルムにおけるＬＥＤフリップチップ
４−５ＬＥＤフリップチップアレーフィルムにおけるキャリアフィルム
５ 硬化装置
６ 剥離・切断装置
７ 巻き取りロール
８−１ 半硬化光変換膜
８−２ 半硬化光変換スラリー
８−３ 外層保護フィルムＡ
８−４ 外層保護フィルムＢ
８−５ 半硬化光変換フィルム
８−６ 精製光変換フィルム
８−７ 溶融前の溝付き光変換フィルム単体からなる光変換フィルムアレーにおける光変換フィルム単体
８−８ 溶融後の溝付き光変換フィルム単体からなる光変換フィルムアレーにおける光変換フィルム単体
８−９ ローリングによる貼り合せ成形後のＬＥＤパッケージ素子。
９−１ 第３の緩衝ローラ
９−２ ＬＥＤフリップチップ緩衝ローラ
Claims (20)
- 精製光変換フィルムのローリングによる成形工程と、光変換フィルムアレーのローリングによる形決め工程と、光変換フィルムアレーの溶融工程と、ＬＥＤフリップチップアレーフィルムの準備工程と、ＬＥＤパッケージ素子のローリングによる貼り合せ成形工程と、ＬＥＤパッケージ素子の硬化成形工程と、ＬＥＤパッケージ素子の切断工程から構成される一連の流れのプロセスを含み、基本的には、
ステップ１として、真空加熱下で、外層保護フィルムＡ、半硬化光変換材及び外層保護フィルムＢを１対又は複数対の平滑面のローリングによるラミネート装置に通してローリングし、外層保護フィルムＡ、半硬化光変換フィルム及び外層保護フィルムＢからなる精製光変換フィルムを得るステップであって、前記半硬化光変換材は、半硬化光変換膜又は半硬化光変換スラリーであり、前記外層保護フィルムＢの材料は、少なくとも光変換材を含む可融性有機シリコン感光樹脂である、精製光変換フィルムのローリングによる成形ステップと、
ステップ２として、真空下で、前記外層保護フィルム付き精製光変換フィルムを対向して合わせたバンプアレー付き第１のローリング装置と溝アレー付き第２のローリング装置との間に通し、加熱してローリングによって形決めを行い、溝付き光変換フィルム単体からなる光変換フィルムアレーを得るステップであって、前記溝は外層保護フィルムＢに近い側にあり、前記溝付き光変換フィルム単体の外形形状は不定形を呈する、光変換フィルムアレーのローリングによる形決めステップと、
ステップ３として、真空下で、光照射によってステップ２の前記光変換フィルムアレーの外層保護フィルムＢを溶融させ、溶融された光変換フィルムアレーを得る、光変換フィルムアレーの溶融ステップと、
ステップ４として、ＬＥＤフリップチップがアレーになるようにキャリアフィルムに配列されるＬＥＤフリップチップアレーフィルムを得るステップであって、前記ＬＥＤフリップチップは単一のＬＥＤフリップチップ、又は単一のＬＥＤフリップチップを２つ以上組み合わせてなるＬＥＤフリップチップ部品を意味する、ＬＥＤフリップチップアレーフィルムの準備ステップと、
ステップ５として、真空加熱下で、ステップ３の前記溶融された光変換フィルムアレーとステップ４の前記ＬＥＤフリップチップアレーフィルムを、平滑面の第３のローリング装置と溝アレー付き第４のローリング装置との間に通し、対向して合わせてローリングによって貼り合せ、ＬＥＤフリップチップアレーフィルムにおけるＬＥＤフリップチップを前記溶融された光変換フィルムアレーにおける光変換フィルム単体の溝に貼り合せて嵌め込み、ＬＥＤパッケージ素子を得るステップであって、前記第４のローリング装置における溝アレーの溝の形状及びサイズは、第２のローリング装置における溝アレーの溝の形状及びサイズと同じである、ＬＥＤパッケージ素子のローリングによる貼り合せ成形ステップと、
ステップ６として、加熱硬化又は／及び光硬化手法によって、ステップ５の前記ＬＥＤパッケージ素子を硬化装置に通して硬化させ、硬化ＬＥＤパッケージ素子を得る、ＬＥＤパッケージ素子の硬化成形ステップと、
ステップ７として、ステップ６の前記硬化ＬＥＤパッケージ素子の外層保護フィルムＡを剥離して硬化ＬＥＤパッケージ素子を切断し、ＬＥＤパッケージ素子個体に分割するスリットを有するＬＥＤパッケージ素子製品を得る、ＬＥＤパッケージ素子の切断ステップと、
を含むことを特徴とする、不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法。 - ステップ１の前記精製光変換フィルムのローリングによる成形において、外層保護フィルムＡ、半硬化光変換材及び外層保護フィルムＢを１対又は複数対の平滑面のローリングによるラミネート装置に通してローリングすることは、１対又は複数対の対向して合わせた平滑面の２本ロールのローリングによるラミネート装置、又は／及び平滑面のシングルローラと平滑面の平面輸送装置を組み合わせてなるローリングによるラミネート装置に順次に通してローリングし、精製光変換フィルムを得ることを意味することを特徴とする、請求項１に記載の不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法。
- ステップ１において、前記精製光変換フィルムのローリングによる成形の温度は、５０〜１２０℃であることを特徴とする、請求項２に記載の不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法。
- ステップ１において、前記精製光変換フィルムの厚さは、８００μｍ以下であることを特徴とする、請求項３に記載の不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法。
- ステップ１において、前記半硬化光変換フィルムの材料は、半硬化有機シリコン樹脂蛍光粉末膜又は半硬化有機シリコン樹脂量子ドット蛍光体膜であることを特徴とする、請求項１に記載の不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法。
- ステップ１において、前記外層保護フィルムＡの材料は、ポリエステル、ポリオレフィン又はポリエーテルであることを特徴とする、請求項５に記載の不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法。
- ステップ１の前記外層保護フィルムＢにおける光変換材とステップ１の前記半硬化光変換フィルムにおける光変換材は、材料及び含有量が同じであることを特徴とする、請求項５に記載の不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法。
- 前記外層保護フィルムＢの材料は、接着剤を含むことを特徴とする、請求項７に記載の不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法。
- ステップ２において、前記バンプアレー付き第１のローリング装置は、バンプアレー付き第１のシングルローラ又はバンプアレー付き第１の平面輸送装置であり、
前記溝アレー付き第２のローリング装置は、溝アレー付き第２のシングルローラ又は溝アレー付き第２の平面輸送装置であり、
前記第１のローリング装置と第２のローリング装置の少なくとも一方は、シングルローラであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法。 - ステップ２において、前記溝付き光変換フィルム単体の外形形状が不定形を呈することは、溝付き光変換フィルム単体の外形形状が弧状、半円球状又は矩形状であることを意味することを特徴とする、請求項９に記載の不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法。
- ステップ２の前記溝付き光変換フィルム単体において、溝の長さ、幅、高さのサイズは、ＬＥＤフリップチップの長さ、幅、高さのサイズの１．０１〜１．０５倍であることを特徴とする、請求項１０に記載の不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法。
- ステップ２において、前記光変換フィルムアレーのローリングによる形決めの温度は、５０〜１２０℃であることを特徴とする、請求項１０に記載の不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法。
- ステップ３において、前記溶融は、光放射手段を採用して外層保護フィルムＢを溶融させてステップ１の前記半硬化光変換フィルムと一体になることを意味するを特徴とする、請求項１に記載の不定形発光面を有する有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法。
- ステップ５において、ステップ３の前記溶融された光変換フィルムアレーとステップ４の前記ＬＥＤフリップチップアレーフィルムとを平滑面の第３のローリング装置と溝アレー付き第４のローリング装置との間に通し、対向して合わせてローリングによって貼り合せることは、前記光変換フィルムアレーを溝アレー付き第４のシングルローラ又は溝アレー付き第４の平面輸送装置にセットするとともに、前記ＬＥＤフリップチップアレーフィルムをロール面が平滑面である第３のシングルローラ又は平面が平滑面である第３の平面輸送装置にセットし、ローリングによって貼り合せ、前記ＬＥＤフリップチップアレーにおけるＬＥＤフリップチップを前記溶融された光変換フィルムアレーにおける光変換フィルム単体の溝に貼り合せて嵌め込み、ＬＥＤパッケージ素子を得ることを意味し、
平滑面の第３のローリング装置は、ロール面が平滑面である第３のシングルローラ又は平面が平滑面である第３の平面輸送装置であり、
前記溝アレー付き第４のローリング装置は、溝アレー付き第４のシングルローラ又は溝アレー付き第４の平面輸送装置であり、
光変換フィルムアレーがセットされる装置とＬＥＤフリップチップアレーフィルムがセットされる装置の少なくとも一方は、シングルローラであることを特徴とする、請求項１に記載の不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法。 - ステップ５において、前記ＬＥＤパッケージ素子のローリングによる貼り合せ成形の温度は、５０〜１２０℃であることを特徴とする、請求項１に記載の不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法。
- テップ６において、前記光硬化手段は、活性エネルギー線による硬化であり、
前記加熱硬化手段は、硬化温度が１４０〜１８０℃であり、硬化時間が１時間以上であることを特徴とする、請求項１に記載の不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法。 - ステップ７において、前記スリットの幅は、２０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法。
- ステップ７において、前記硬化ＬＥＤパッケージ素子を切断することは、硬化ＬＥＤパッケージ素子を刃アレー付き第５のローリング装置と平滑面の第６のローリング装置との間に通し、対向して合わせてローリングによって切断し、ＬＥＤパッケージ素子個体に分割するスリットを有するＬＥＤパッケージ素子製品を得ることを意味し、
前記刃アレー付き第５のローリング装置は、刃アレー付き第５のシングルローラ又は刃アレー付き第５の平面輸送装置であり、
前記平滑面の第６のローリング装置は、平滑面の第６のシングルローラ又は平滑面の第６の平面輸送装置であり、
前記刃アレー付き第５のローリング装置と前記平滑面の第６のローリング装置の少なくとも一方は、シングルローラであり、
前記刃アレーは、矩形状の格子アレーを有する刃であることを特徴とする、請求項１又は１７に記載の不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法。 - ステップ４において、前記ＬＥＤフリップチップアレーフィルムにおけるキャリアフィルムは、引っ張り可能なキャリアフィルムであり、前記引っ張り可能なキャリアフィルムの材料は、耐高温のポリエステル、ポリジメチルシロキサン及びポリ塩化ビニルの中の一種であることを特徴とする、請求項１に記載の不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法。
- ステップ７において、前記ＬＥＤパッケージ素子製品は、引っ張り機に通してその引っ張り可能なキャリアフィルムを引っ張ってフィルムを拡大し、ＬＥＤパッケージ素子製品を引っ張られ後前記スリットに沿って分割させ、ＬＥＤパッケージ素子個体製品を得ることを特徴とする、請求項１９に記載の不定形有機シリコン樹脂光変換体でＬＥＤを貼り合せてパッケージするプロセス方法。
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