JP6675423B2 - 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

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 Download PDF

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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、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ば、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
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、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を提供することにあり、本発明は、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、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。
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よると、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、第１の保護膜、半硬化光変換膜及び第２の保護膜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第２の保護膜を剥離し、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パッケージ素子の第１の保護膜を剥離し、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、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問題をより良く解決するように、本発明は、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。一方、ローラのローリングによって半硬化有機シリコン樹脂光変換フィルムにおける凸凹不平の処に流れが生じ、半硬化有機シリコン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半硬化有機シリコン樹脂光変換フィルムを得る。もう一方、低温凍結手法によって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、第２の保護膜を剥離し、そして直接加熱又は／及び光照射加熱手法によって第２の保護膜を有しない半硬化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。更にまた、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、第２の保護膜を剥離し、そして直接加熱又は／及び光照射加熱手法によって第２の保護膜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１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第２の保護膜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。
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、第１の保護膜、半硬化光変換膜及び第２の保護膜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第２の保護膜を剥離し、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パッケージ素子の第１の保護膜を剥離し、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っ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第１の保護膜と第２の保護膜との間に挟み込み、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し、第１の保護膜、半硬化光変換膜及び第２の保護膜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、第１の保護膜、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、及び第２の保護膜を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、第１の保護膜、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、及び第２の保護膜を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、粗製半硬化光変換フィルムを得た後、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、第１の保護膜（９−２）、半硬化スラリー（９−１）及び第２の保護膜（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２つのシングルローラ（１−１）、（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２つのシングルローラ（１−３）、（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。
前記粗製半硬化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。前記精製半硬化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、前記第１の保護膜及び第２の保護膜の材料は、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対の２本ロール又は複数対の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、第２の保護膜（９−３）を剥離し、剥離された第２の保護膜（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、第２の保護膜（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、第２の保護膜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、第２の保護膜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第１のローリングによる切断のローリング部材と平滑面の第２のローリングによる切断のローリング部材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。
前記刃アレー付き第１のローリングによる切断のローリング部材は、刃アレー付き第１のローリングによる切断のシングルローラ又は刃アレー付き第１のローリングによる切断の平面輸送装置であり、前記平滑面の第２のローリングによる切断のローリング部材は、平滑面の第２のローリングによる切断のシングルローラ又は平滑面の第２のローリングによる切断の平面輸送装置であり、前記刃アレー付き第１のローリングによる切断のローリング部材と平滑面の第２のローリングによる切断のローリング部材の少なく一方は、シングルローラである。
前記刃アレー付き第１のローリングによる切断のローリング部材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、第２の保護膜（９−３）を剥離し、剥離された第２の保護膜（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、第２の保護膜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、第２の保護膜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２つのシングルローラ（１−１）、（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２つのシングルローラ（１−３）、（１−４）を含む。第１の保護膜（９−２）、半硬化スラリー（９−１）及び第２の保護膜（９−３）を第１の２本ロールのローリング装置における２つのシングルローラ（１−１）、（１−２）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）を第２の２本ロールのローリング装置における２つのシングルローラ（１−３）、（１−４）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第１のローリングによる切断のローリング部材と平滑面の第２のローリングによる切断のローリング部材を含む。
前記ローリング切断装置における刃アレー付き第１のローリングによる切断のローリング部材は、刃アレー付き第１のローリングによる切断のシングルローラ又は刃アレー付き第１のローリングによる切断の平面輸送装置である。前記平滑面の第２のローリングによる切断のローリング部材は、平滑面の第２のローリングによる切断のシングルローラ又は平滑面の第２のローリングによる切断の平面輸送装置である。前記刃アレー付き第１のローリングによる切断のローリング部材と前記平滑面の第２のローリングによる切断のローリング部材の少なく一方は、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、刃アレー付き第１のローリングによる切断のローリング部材と平滑面の第２のローリングによる切断のローリング部材のピッチを調節する変位調節装置が設けられる。前記刃アレー付き第１のローリングによる切断のローリング部材と平滑面の第２のローリングによる切断のローリング部材において、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。
１−１と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２つのシングルローラ
１−３と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２つのシングルローラ
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第２の保護膜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第２の保護膜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 第１の保護膜
９−３ 第２の保護膜
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 第２の保護膜が剥離された半硬化光変換フィルム

Claims (13)

  1. 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、第１の保護膜、半硬化光変換膜及び第２の保護膜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、温度−４０〜−５℃での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第２の保護膜を剥離し、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後工程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後工程半硬化光変換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パッケージ素子の第１の保護膜を剥離し、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。
  2. 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第１の保護膜と第２の保護膜との間に挟み込み、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し第１の保護膜、半硬化光変換膜及び第２の保護膜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、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。
  3. 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。
  4. 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、第１の保護膜、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、及び第２の保護膜を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、第１の保護膜、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、及び第２の保護膜を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、粗製半硬化光変換フィルムを得た後、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。
  5. 前記粗製半硬化光変換フィルムの厚さは、８５０μｍ以下であり、
    前記精製半硬化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。
  6. ステップ１において、前記第１の保護膜及び第２の保護膜の材料は、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。
  7. 前記１対の２本ロール又は複数対の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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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第１のローリングによる切断のローリング部材と平滑面の平滑面の第２のローリングによる切断のローリング部材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、
    前記刃アレー付き第１のローリングによる切断のローリング部材は、刃アレー付き第１のローリングによる切断のシングルローラ又は刃アレー付き第１のローリングによる切断の平面輸送装置であり、平滑面の前記第２のローリングによる切断のローリング部材は、平滑面の第２のローリングによる切断のシングルローラ又は平滑面の第２のローリングによる切断の平面輸送装置であり、前記刃アレー付き第１のローリングによる切断のローリング部材と平滑面の第２のローリングによる切断のローリング部材の少なく一方は、シングルローラであり、
    前記刃アレー付き第１のローリングによる切断のローリング部材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、
    前記ローリングによる切断のシングルローラとローリングによる切断のシングルローラ又はローリングによる切断のシングルローラとローリングによる切断の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。
  11. 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１０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。
  12. 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１０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。
  13. 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。
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