JP2018525816A - 直列ローリングによって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
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Abstract
【選択図】図1
Description
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面から加圧し、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非常に除去し切れ難く、接着過程においてエアホールが極めて生じやすく、歩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、素子全体のパッケージ効率を影響し、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。
ステップ1として、保護膜A、半硬化光変換膜及び保護膜Bからなる半硬化光変換フィルムを得るステップであって、前記半硬化光変換膜は半硬化有機シリコン樹脂及び光変換材を含む、半硬化光変換フィルムの準備ステップと、
ステップ2として、真空下で、低温凍結手法によってステップ1で得られた半硬化光変換フィルムを仮硬化させ、仮硬化光変換フィルムを得る、半硬化光変換フィルムの仮硬化ステップと、
ステップ3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、LEDフリップチップがアレーになるように配列されることは、単一のLEDフリップチップが単位としてアレーになるように配列されること、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が単位としてアレーになるように配列されることの一方であることを意味する、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4として、真空下で、ステップ2の前記仮硬化光変換フィルムの保護膜Bを剥離し、片側に保護膜を有しない仮硬化光変換フィルムを得て、そして加熱又は/及び光照射手法によって仮硬化光変換フィルムを仮硬化状態から半硬化状態に成させた後、2本ロールでローリングによって半硬化光変換フィルムとLEDフリップチップアレーフィルムを貼り合せ、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半硬化光変換体フィルムに貼り合せて嵌め込み、LEDパッケージ素子を得る、LEDパッケージ素子の2本ロールでのローリングによる貼り合せ成形ステップと、
ステップ5として、真空下で、加熱又は/及び光硬化手法によってLEDパッケージ素子を硬化させ、硬化LEDパッケージ素子を得る、LEDパッケージ素子の硬化ステップと、
ステップ6として、ステップ5で硬化されたLEDパッケージ素子の保護膜Aを剥離し、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、本発明が開示した流れとしての直列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は、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、流れとしての直列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を開示し、半硬化有機シリコン樹脂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、本発明のように製造されたLEDパッケージ素子は、従来技術より歩き留まりが明らかに高めること。
三つ目は、本発明が開示した低温凍結手段によって、まず、仮硬化された有機シリコン樹脂光変換フィルムを得た後、保護膜Bを剥離し、そして直接加熱又は/及び光照射加熱手法によって保護膜Bを有しない半硬化有機シリコン樹脂光変換フィルムを得て、ローリングによってLEDフリップチップアレーフィルムと貼り合せ、LEDパッケージ素子を得ることにより、従来プロセスにおいて半硬化有機シリコン樹脂光変換フィルムの保護膜が剥離できないという大きな問題を良好に解決したこと。
四つ目は、本発明が開示したLEDパッケージ素子の2本ロールでのローリングによる貼り合せ成形の具体的な実施形態において、従来プロセスの接着層を削除して工程を簡略化し、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。
五つ目は、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フリップチップ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2は本発明が開示した直列ローリングによって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3は本発明の図2に示す半硬化光変換フィルムの準備の工程模式図である。
図4は本発明の図2に示す半硬化光変換フィルムの仮硬化の工程模式図である。
図5は本発明の図2に示すLEDパッケージ素子の2本ロールでのローリングによる貼り合せ成形において半硬化光変換フィルムにおける保護膜Bを剥離する工程模式図である。
図6は本発明の図2に示すLEDパッケージ素子の2本ロールでのローリングによる貼り合せ成形において温め直して仮硬化光変換フィルムを仮硬化状態から半硬化状態に成させる工程模式図。
図7は本発明の図2に示すLEDパッケージ素子の2本ロールでのローリングによる貼り合せ成形においてローリングによって貼り合せる工程模式図である。
図8A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8B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。
[実施例1]
図1に基いて、本発明が開示した直列ローリングによって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、半硬化光変換フィルムの準備工程と、半硬化光変換フィルムの仮硬化工程と、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2本ロールで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、保護膜A、半硬化光変換膜及び保護膜Bからなる半硬化光変換フィルムを得るステップであって、前記半硬化光変換膜は半硬化有機シリコン樹脂及び光変換材を含む、半硬化光変換フィルムの準備ステップと、
ステップ2として、真空下で、低温凍結手法によってステップ1で得られた半硬化光変換フィルムを仮硬化させ、仮硬化光変換フィルムを得る、半硬化光変換フィルムの仮硬化ステップと、
ステップ3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、LEDフリップチップがアレーになるように配列されることは、単一のLEDフリップチップが単位としてアレーになるように配列されること、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が単位としてアレーになるように配列されることの一方であることを意味する、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4として、真空下で、ステップ2の前記仮硬化光変換フィルムの保護膜Bを剥離し、片側に保護膜を有しない仮硬化光変換フィルムを得て、そして加熱又は/及び光照射手法によって仮硬化光変換フィルムを仮硬化状態から半硬化状態に成させた後、2本ロールでローリングによって半硬化光変換フィルムとLEDフリップチップアレーフィルムを貼り合せ、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半硬化光変換体フィルムに貼り合せて嵌め込み、LEDパッケージ素子を得る、LEDパッケージ素子の2本ロールでのローリングによる貼り合せ成形ステップと、
ステップ5として、真空下で、加熱又は/及び光硬化手法によってLEDパッケージ素子を硬化させ、硬化LEDパッケージ素子を得る、LEDパッケージ素子の硬化ステップと、
ステップ6として、ステップ5で硬化されたLEDパッケージ素子の保護膜Aを剥離し、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である。
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の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はない。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との間の接着力をさら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。
本発明が開示した直列ローリングによって熱可塑性樹脂光変換体で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、前記半硬化光変換フィルムの準備は、真空下で、少なくとも有機シリコン樹脂及び光変換材からなる半硬化混合スラリーを保護膜Aと保護膜Bとの間に挟み込み、1対又は複数対の2本ロールでローリングによって成形し、保護膜A、半硬化光変換膜及び保護膜Bからなる半硬化光変換フィルムを得ることを意味する。
ステップ1において、前記光変換材は、量子ドット蛍光体又は蛍光粉末である。
ステップ1において、前記1対又は複数対の2本ロールでローリングによって成形することについては、
1対の2本ロールでローリングによって成形することは、保護膜A、有機シリコン樹脂及び光変換材からなる半硬化混合スラリー、及び保護膜Bを1対の平滑面の2本ロールのローリング装置に通することを意味し、
複数対の2本ロールでローリングによって成形することは、保護膜A、有機シリコン樹脂及び光変換材からなる半硬化スラリー、及び保護膜Bを1対の平滑面の2本ロールのローリング装置に通してローリングによって成形し、粗製硬化蛍光粉末フィルムを得た後、粗製半硬化光変換フィルムを1対又は2対以上の平滑面の2本ロールのローリング装置に通してローリングによって成形し、精製半硬化光変換フィルムを意味する。
更に説明する。図3を参照し、ステップ1において、保護膜A(9−2)、半硬化スラリー(9−1)及び保護膜B(9−3)を1対の平滑面の第1の2本ロールのローリング装置におけるシングルローラA1(1−1)とシングルローラA2(1−2)との間に通してローリングし、粗製光変換フィルム(9−4)を得て、粗製光変換フィルム(9−4)を1対の平滑面の第2の2本ロールのローリング装置におけるシングルローラA3(1−3)とシングルローラA4(1−4)との間に通してローリングし、精製光変換フィルム(9−5)を得る。
前記粗製光変換フィルムの厚さは、850μm以下であり、150〜300μmであることが最も好ましい。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、前記保護膜A及び保護膜B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。
前記1対又は複数対の2本ロールで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2において、前記低温凍結の温度は、−40〜−5℃であり、−20〜−10℃であることが好ましい。
ステップ2において、前記仮硬化光変換フィルムは、ステップ1で得られた半硬化光変換フィルムが物理的に硬化したものを意味する。
更に説明する。図4を参照し、ステップ2において、ステップ1で得られた光変換フィルムを温度が−40〜−5℃である凍結部材における第1の凍結シングルローラ(2−1)と第2の凍結シングルローラ(2−2)との間に通して仮硬化を行い、仮硬化光変換フィルム(9−6)を得る。
ステップ3において、前記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る。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又はポリ塩化ビニルの中の一種である。
ステップ4において、前記加熱又は/及び光照射手法によって仮硬化光変換フィルムを仮硬化状態から半硬化状態に成させる温度は、50〜120℃であり、80〜100℃であることが好ましい。
更に説明する。図5を参照し、ステップ4において、まずステップ2で得られた仮硬化光変換フィルム(9−6)を引き取り部材における第1の引き取りシングルローラ(3−1)と第2の引き取りシングルローラ(3−2)との間に通し、保護膜B(9−3)を剥離し、剥離された保護膜B(9−3)を膜回収ローラ(8−1)に回収する。図6を参照し、ステップ4において、仮硬化光変換フィルム(9−6)は、保護膜B(9−3)が剥離された後、温め直し部材における第1の温め直しシングルローラ(4−1)と第2の温め直しシングルローラ(4−2)との間に通し、加熱手段によって仮硬化光変換フィルムを仮硬化状態から半硬化状態に成させ、保護膜Bが剥離された半硬化光変換フィルム(9−7)を得る。
ステップ4において、前記2本ロールでのローリングによる貼り合せ成形の貼り合せ温度は、50〜120℃であり、80〜100℃であることが最も好ましい。
更に説明する。図7を参照し、ステップ4において、最後に、保護膜Bが剥離された半硬化光変換フィルム(9−7)とステップ3で得られたLEDフリップチップアレーフィルムを、第3の2本ロールのローリング装置における第1の平滑面の貼り合せシングルローラ(5−1)と第3の2本ロールのローリング装置における第2の平滑面の貼り合せシングルローラ(5−2)との間に通し、対向して合わせてローリングし、前記LEDフリップチップアレーにおけるLEDフリップチップを半硬化光変換フィルム(9−7)に貼り合せ嵌め込み、LEDパッケージ素子を得る。
ステップ5において、前記光硬化手法は、活性エネルギー線による硬化である。前記加熱硬化手法は、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時間であることが最も好ましい。
ステップ6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ローリング部材Aと平滑面のローリング部材Bからなる装置に通し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。
前記刃アレー付きローリング部材Aは、刃アレー付きシングルローラA又は刃アレー付き平面輸送装置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であり、前記刃アレー付きローリング部材Aと平滑面のローリング部材Bの少なく一方は、シングルローラである。
前記刃アレー付きローリング部材Aにおける刃アレーは、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。
前記シングルローラとシングルローラ又はシングルローラと平面輸送装置のピッチは、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の厚さを超えない。
ステップ6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6においてLEDパッケージ素子製品を得た後、引っ張り機に通してそのキャリアフィルムを引っ張り、LEDパッケージ素子製品を引っ張られた後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。図8A及び図8Bに示す。
本発明が開示した直列ローリングによって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フリップチップ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]
本発明が開示した直列ローリングによって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、両側に保護膜を有する光変換フィルムにおける一方の保護膜を剥離するための保護膜剥離装置と、片側に保護膜を有する光変換フィルムを利用してLEDフリップチップアレーをパッケージしてLEDパッケージ素子を形成するためのローリングによる貼り合せ装置とを含み、前記保護膜剥離装置は、順次に接続して設けられる光変換フィルムの凍結部材、光変換フィルムが凍結された後の片側の保護膜を引き取って剥離する引き取り部材、及び光変換フィルムの温め直し部材を含み、前記ローリングによる貼り合せ装置は、2つのロール面ともが平滑面である平滑面の貼り合せシングルローラを含む。
本発明が開示した直列ローリングによって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
前記光変換フィルムの凍結部材は、一つ又は複数のローラ温度が−40℃〜−5℃である凍結シングルローラを含む凍結ローラ部品である。図4を参照し、保護膜剥離装置における光変換フィルムの凍結部材は、温度が−40〜−5℃である第1の凍結シングルローラ(2−1)と第2の凍結シングルローラ(2−2)を含み、仮硬化を行って仮硬化光変換フィルム(9−6)を得る。
前記光変換フィルムの凍結部材は、光変換フィルムの受取口及び光変換フィルムの送出口を含み、雰囲気温度が−40℃〜−5℃に設けられる温度制御機器である。
前記引き取り部材は、前記光変換フィルムにおける前記片側の保護膜を固定するための係止部を有する引き取りシングルローラを含む。前記片側の保護膜の幅方向の両側に、係止部を有するシングルローラの係止部にマッチングする穴が設けられる。前記保護膜剥離装置は、膜回収装置を更に含む。図5を参照し、片側の保護膜の引き取り部材は、第1の引き取りシングルローラ(3−1)と係止部を有する第2の引き取りシングルローラ(3−2)を含み、保護膜B(9−3)を剥離し、剥離された保護膜B(9−3)を膜回収ローラ(8−1)に収容する。
前記光変換フィルムの温め直し部材は、一つ又は複数のローラ温度が50℃〜120℃である温め直しシングルローラを含む加熱ローラ部品である。前記光変換フィルムの温め直し部材は、光変換フィルムの受取口及び光変換フィルムの送出口が設けられ、雰囲気温度が50℃〜120℃に設けられる温度制御機器である。図6を参照し、光変換フィルムの温め直し部材は、第1の温め直しシングルローラ(4−1)と第2の温め直しシングルローラ(4−2)を含み、加熱手法によって仮硬化光変換フィルムを仮硬化状態から半硬化状態に成させ、保護膜Bが剥離された半硬化光変換フィルム(9−7)を得る。
前記ローリングによる貼り合せ装置における2つのロール面ともが平滑面であるシングルローラは、対向して合わせて設けられ、それぞれ光変換フィルムがセットされるシングルローラとLEDフリップチップアレーフィルムがセットされるシングルローラを意味する。図7を参照し、ローリングによる貼り合せ装置は、第3の2本ロールのローリング装置であり、対向して合わせてローリングする第1の平滑面の貼り合せシングルローラ(5−1)と第2の平滑面の貼り合せシングルローラ(5−2)を含み、保護膜Bが剥離された半硬化光変換フィルム(9−7)とLEDフリップチップアレーフィルムを当該2本ロールのローリング装置に通し、前記LEDフリップチップアレーにおけるLEDフリップチップを半硬化光変換フィルム(9−7)に貼り合せ嵌め込み、LEDパッケージ素子を得る。
前記2つのロール面ともが平滑面であるシングルローラに、光変換フィルムのシングルローラとLEDフリップチップアレーフィルムのシングルローラのピッチを調節する変位調節装置が設けられる。前記光変換フィルムがセットされるシングルローラとLEDフリップチップアレーフィルムがセットされるシングルローラは、いずれも径方向の振れ距離が2μm以下である。前記設備システムは、光変換フィルムを調製するためのローリングによるラミネート装置を更に含み、当該ローリングによるラミネート装置は前記保護膜剥離装置の前に位置する工程装置である。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2本ロールのローラである。前記2本ロールのローラに、ロールのピッチを調節する変位調節装置が設けられる。前記2本ロールのローラのそれぞれの径方向の振れ距離は、2μm以下である。図3を参照し、ローリングによるラミネート装置は、平滑面の第1の2本ロールのローリング装置と平滑面の第2の2本ロールのローリング装置を含み、平滑面の第1の2本ロールのローリング装置はシングルローラA1(1−1)とシングルローラA2(1−2)を含み、平滑面の第2の2本ロールローリング装置はシングルローラA3(1−3)とシングルローラA4(1−4)を含む。保護膜A(9−2)、半硬化スラリー(9−1)及び保護膜B(9−3)をシングルローラA1(1−1)とシングルローラA2(1−2)との間に通してローリングし、粗製光変換フィルム(9−4)を得て、粗製光変換フィルム(9−4)をシングルローラA3(1−3)とシングルローラA4(1−4)との間に通してローリングし、精製光変換フィルム(9−5)を得る。
前記設備システムは、硬化装置を更に含み、当該硬化装置はローリングによる貼り合せ装置の後ろに位置する工程装置である。
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ヤ通路を含む。前記トンネル型光照射装置は、光照射部材、光照射強度調節・制御部材及びコンベヤ通路を含む。
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、当該ローリング切断装置は、対向して合わせて設けられる刃アレー付きローリング部材Aと平滑面のローリング部材Bを含む。
前記ローリング切断装置における刃アレー付きローリング部材Aは、刃アレー付きシングルローラA又は刃アレー付き平面輸送装置Aである。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。前記刃アレー付きローリング部材Aと前記平滑面のローリング部材Bの少なく一方は、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のサイズと同じである。
前記ローリング切断装置に、刃アレー付きローリング部材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。前記刃アレー付きローリング部材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。
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、本発明が開示した直列ローリングによって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。
1−2 半硬化光変換フィルムの準備ステップにおける平滑面の第1の2本ロールのローリング装置におけるシングルローラA2
1−3 半硬化光変換フィルムの準備ステップにおける平滑面の第2の2本ロールのローリング装置におけるシングルローラA3
1−4 半硬化光変換フィルムの準備ステップにおける平滑面の第2の2本ロールのローリング装置におけるシングルローラA4
1−5 第1の緩衝ローラ
1−6 第2の緩衝ローラ
2−1 半硬化光変換フィルムの仮硬化ステップにおける凍結部材における第1の凍結シングルローラ
2−2 半硬化光変換フィルムの仮硬化ステップにおける凍結部材における第2の凍結シングルローラ
3−1 2本ロールでのローリングによる貼り合せ成形ステップにおいて保護膜Bを剥離する引き取り部材における第1の引き取りシングルローラ
3−2 2本ロールでのローリングによる貼り合せ成形ステップにおいて保護膜Bを剥離する引き取り部材における第2の引き取りシングルローラ
4−1 2本ロールでのローリングによる貼り合せ成形ステップにおいて仮硬化光変換フィルムを温め直す温め直し部材における第1の温め直しシングルローラ
4−2 2本ロールでのローリングによる貼り合せ成形ステップにおいて仮硬化光変換フィルムを温め直す温め直し部材における第2の温め直しシングルローラ
5−1 2本ロールでのローリングによる貼り合せ成形ステップにおける第3の2本ロールのローリング装置における第1の平滑面の貼り合せシングルローラ
5−2 2本ロールでのローリングによる貼り合せ成形ステップにおける第3の2本ロールのローリング装置における第2の平滑面の貼り合せシングルローラ
5−3 LEDフリップチップ
5−4 キャリアフィルム
6 硬化装置
7 剥離・切断装置
8−1 膜回収ローラ
8−2 巻き取りローラ
8−3 LEDフリップチップ緩衝ローラ
9−1 半硬化スラリー
9−2 保護膜A
9−3 保護膜B
9−4 粗製光変換フィルム
9−5 精製光変換フィルム
9−6 仮硬化光変換フィルム
9−7 保護膜Bが剥離された半硬化光変換フィルム
Claims (15)
- 半硬化光変換フィルムの準備工程と、半硬化光変換フィルムの仮硬化工程と、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2本ロールで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、保護膜A、半硬化光変換膜及び保護膜Bからなる半硬化光変換フィルムを得るステップであって、前記半硬化光変換膜は半硬化有機シリコン樹脂及び光変換材を含む、半硬化光変換フィルムの準備ステップと、
ステップ2として、真空下で、低温凍結手法によってステップ1で得られた半硬化光変換フィルムを仮硬化させ、仮硬化光変換フィルムを得る、半硬化光変換フィルムの仮硬化ステップと、
ステップ3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、LEDフリップチップがアレーになるように配列されることは、単一のLEDフリップチップが単位としてアレーになるように配列されること、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が単位としてアレーになるように配列されることの一方であることを意味する、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4として、真空下で、ステップ2の前記仮硬化光変換フィルムの保護膜Bを剥離し、片側に保護膜を有しない仮硬化光変換フィルムを得て、そして加熱又は/及び光照射手法によって仮硬化光変換フィルムを仮硬化状態から半硬化状態に成させた後、2本ロールでローリングによって半硬化光変換フィルムとLEDフリップチップアレーフィルムを貼り合せ、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半硬化光変換体フィルムに貼り合せて嵌め込み、LEDパッケージ素子を得る、LEDパッケージ素子の2本ロールでのローリングによる貼り合せ成形ステップと、
ステップ5として、真空下で、加熱又は/及び光硬化手法によってLEDパッケージ素子を硬化させ、硬化LEDパッケージ素子を得る、LEDパッケージ素子の硬化ステップと、
ステップ6として、ステップ5で硬化されたLEDパッケージ素子の保護膜Aを剥離し、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、直列ローリングによって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準備は、真空下で、少なくとも有機シリコン樹脂及び光変換材からなる半硬化混合スラリーを保護膜Aと保護膜Bとの間に挟み込み、1対又は複数対の2本ロールでローリングによって成形し、保護膜A、半硬化光変換膜及び保護膜Bからなる半硬化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、直列ローリングによって熱可塑性樹脂光変換体で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、前記光変換材は、量子ドット蛍光体又は蛍光粉末であることを特徴とする、請求項1に記載の直列ローリングによって熱可塑性樹脂光変換体で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1対の2本ロール又は複数対の2本ロールでローリングによって成形することについて、
1対の2本ロールでローリングによって成形することは、保護膜A、有機シリコン樹脂及び光変換材からなる半硬化混合スラリー、及び保護膜Bを1対の平滑面の2本ロールのローリング装置に通してローリングによって成形することを意味し、
複数対の2本ロールでローリングによって成形することは、保護膜A、有機シリコン樹脂及び光変換材からなる半硬化スラリー、及び保護膜Bを1対の平滑面の2本ロールのローリング装置に通してローリングによって成形し、粗製半硬化蛍光粉末フィルムを得た後、粗製半硬化光変換フィルムを1対又は2対以上の平滑面の2本ロールのローリング装置に通してローリングによって成形し、精製半硬化光変換フィルムを意味することを特徴とする、請求項2に記載の直列ローリングによって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。 - 前記粗製光変換フィルムの厚さは、850μm以下であり、
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4に記載の直列ローリングによって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、前記保護膜A及び保護膜B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1〜4のいずれか一項に記載の直列ローリングによって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1対又は複数対の2本ロールで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又は4に記載の直列ローリングによって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、前記低温凍結の温度は、−40〜−5℃であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の直列ローリングによって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、前記仮硬化光変換フィルムは、ステップ1で得られた半硬化光変換フィルムが物理的に硬化したものを意味することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の直列ローリングによって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、前記加熱又は/及び光照射手法によって仮硬化光変換フィルムを仮硬化状態から半硬化状態に成させる温度は、50〜120℃であり、
前記2本ロールのローリングによる貼り合せ成形の貼り合せ温度は、50〜120℃であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の直列ローリングによって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、前記光硬化手法は、活性エネルギー線による硬化であり、
前記加熱硬化手法は、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1〜5のいずれか一項に記載の直列ローリングによって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6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ローリング部材Aと平滑面のローリング部材Bからなる装置に通し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、
前記刃アレー付きローリング部材Aは、刃アレー付きシングルローラA又は刃アレー付き平面輸送装置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であり、前記刃アレー付きローリング部材Aと平滑面のローリング部材Bの少なく一方は、シングルローラであり、
前記刃アレー付きローリング部材Aにおける刃アレーは、矩形状の格子アレーを有する刃であり、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り、
前記シングルローラとシングルローラ又はシングルローラと平面輸送装置のピッチは、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の厚さを超えないことを特徴とする、請求項1に記載の直列ローリングによって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6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又は12に記載の直列ローリングによって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又はポリ塩化ビニルであることを特徴とする、請求項1又は12に記載の直列ローリングによって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6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キャリアフィルムを引っ張り、LEDパッケージ素子製品を引っ張られた後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14に記載の直列ローリングによって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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