JP6731005B2 - 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設備システム - Google Patents

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設備システム Download PDF

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Description

本発明は、ＬＥＤをパッケージする設備の技術分野に属し、特に、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設備システムに関する。
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、且つインテリジェント制御システムによる高精度の制御はないため、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たさなければ、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、既に蛍光体でＬＥＤをパッケージする設備の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、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設備システム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、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に好適である要求を満たし、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。
本発明は、本出願者が提出した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分願技術である。
本発明が開示した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設備システムによると、光変換フィルムにローリングによる形決めとローリングによる切断を行って光変換フィルムアレーを形成するためのローリングによる形決め・切断共同装置と、前記光変換フィルムアレーとＬＥＤフリップチップアレーとをラミネートするためのローリングによる貼り合せ装置とを含み、前記ローリングによる形決め・切断共同装置と前記ローリングによる貼り合せ装置は、順次に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形決め・切断共同装置は、対向して合わせて設けられ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、対向して合わせて設けられた溝アレー付き第４のローリング装置とローリング面が平滑面である第３のローリング装置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、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設備システムを見事に設計した。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、真空下で、ローラのローリングによって熱可塑性樹脂光変換フィルムにおける凸凹不平の処に塑性流れが生じ、光変換フィルムに残され得るエアホール、凹凸不平、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。もう一方、ローリングされた熱可塑性樹脂光変換フィルムは本発明の加工において塑性変形ができ、所望の最も好ましい光変換体発光面層形状、例えば弧面状、半球面状又は平面状などを形成し、ＬＥＤパッケージ素子の出光効率及び出光均一性を高める。更にまた、本発明は、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一連のプロセスに従って、順次に共同して連動する工程設備を構成し、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ことができるだけでなく、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ることもでき、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、本発明が開示した設備システムは、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新しい製造プロセスに好適である顕著なメリットを有し、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設備に存在する、貼り合せてパッケージされたＬＥＤの出光効率、歩き留まり及び生産効率が明らかに不足である問題を克服した。本発明は、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一連の流れのプロセスの要求を満たし、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、本発明が開示した設備システムは、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、本発明によって製造されたＬＥＤパッケージ素子は、従来の同類品より歩き留まりが明らかに高めたこと。
三つ目は、本発明が開示した光変換フィルムアレーのローリングによる形決め・切断、及びローリングによってＬＥＤフリップチップアレーを貼り合せてパッケージしてＬＥＤパッケージ素子を形成する工程設備は、複数の選択できる具体的な実施形態を含み、従来技術のデメリットを克服できるだけでなく、ＬＥＤパッケージ素子製品の出光効率及び出光均一性を顕著に高め、また、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、ＬＥＤパッケージ素子製品の光色の一致性を大幅に向上させ、従来のＬＥＤパッケージプロセスにおける分光プロセスを削除できること。
四つ目は、本発明が開示した設備システムは、ローリングによって熱可塑性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に精細化加工を実施する要求を満たすこと。
図１は本発明に係る設備システムを利用する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設備システムの第１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に示す第１のフローレイアウト構成模式図において、光変換フィルムを調製するための２本ロールのローリングによるラミネート装置の構成模式図である。 図４は本発明の図２に示す第１のフローレイアウト構成模式図において、光変換フィルムアレーにローリングによって形決めと切断を行うためのローリングによる形決め・切断共同装置、及び光変換フィルムアレーとＬＥＤフリップチップを貼り合せるためのローリングによる貼り合せ装置の構成模式図である。 図５Ａは本発明の図２に示す第１のプロファイル構成模式図における光変換フィルムアレーの形決め・切断における切断手法１の構成模式図である。 図５Ｂは本発明の図２に示す第１のプロファイル構成模式図における光変換フィルムアレーの形決め・切断における切断手法２の構成模式図である。 図６は本発明が開示した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設備システムの第２のフローレイアウト構成模式図である。 図７は本発明の図６に示す第２のフローレイアウト構成模式図中において、光変換フィルムアレーにローリングによって形決めと切断を行うためのローリングによる形決め・切断共同装置、及び光変換フィルムアレーとＬＥＤフリップチップを貼り合せるためのローリングによる貼り合せ装置の構成模式図である。 図８は本発明が開示した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設備システムの第３のフローレイアウト構成模式図である。 図９は本発明の図８に示す第３のフローレイアウト構成模式図において、光変換フィルムアレーにローリングによって形決めと切断を行うためのローリングによる形決め・切断共同装置、及び光変換フィルムアレーとＬＥＤフリップチップを貼り合せるためのローリングによる貼り合せ装置の構成模式図である。 図１０は本発明が開示した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設備システムの第４のフローレイアウト構成模式図である。 図１１Ａは本発明の図１０に示す第４のフローレイアウト構成模式図において、光変換フィルムアレーの形決め・切断装置の構成模式図である。 図１１Ｂは本発明の図１０に示す第４のフローレイアウト構成模式図において、形決め・切断が行われた光変換フィルムアレーとＬＥＤフリップチップとの貼り合せ成形装置の構成模式図である。 図１２Ａは本発明に係る設備システムを利用して製造されたＬＥＤパッケージ素子製品の平面構成模式図である。 図１２Ｂは本発明に係る設備システムを利用して製造されたＬＥＤパッケージ素子個体製品の平面構成模式図である。 図１３Ａは本発明に係る設備システムを利用して製造された弧面状のＬＥＤパッケージ素子の構成模式図であり、図１３Ａ−１は左面図であり、図１３Ａ−２は右面図であり、図１３Ａ−３は上面図であり、図１３Ａ−４は側面図である。 図１３Ｂは本発明に係る設備システムを利用して製造された半球面状のＬＥＤパッケージ素子の構成模式図であり、図１３Ｂ−１は左面図であり、図１３Ｂ−２は右面図であり、図１３Ｂ−３は上面図であり、図１３Ｂ−４は側面図である。 図１３Ｃは本発明に係る設備システムを利用して製造された平面状のＬＥＤパッケージ素子の構成模式図であり、図１３Ｃ−１は左面図であり、図１３Ｃ−２は右面図であり、図１３Ｃ−３は上面図であり、図１３Ｃ−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。
図１、図２、図６、図８及び図１０を参照し、本発明が開示した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設備システムは、光変換フィルムに対してローリングによる形決めとローリングによる切断を行って光変換フィルムアレーを形成するためのローリングによる形決め・切断共同装置と、前記光変換フィルムアレーとＬＥＤフリップチップアレーとをラミネートするためのローリングによる貼り合せ装置とを含み、前記ローリングによる形決め・切断共同装置と前記ローリングによる貼り合せ装置は、順次に共同して連動する工程設備を構成し、前記ローリングによる形決め・切断共同装置は、対向して合わせて設けられ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、対向して合わせて設けられた溝アレー付き第４のローリング装置とローリング面が平滑面である第３のローリング装置を含む。
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と加工に好適に使用される。
本発明が開示した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設備システムの更に好ましい実施形態は、以下のようである。
前記ローリングによる形決め・切断共同装置における第１のローリング装置のバンプアレーのバンプ外周又は／及び前記第２のローリング装置における溝アレーの溝外縁に、刃が設けられる（図５Ａ及び図５Ｂ参照）。
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一方はシングルローラである。
前記溝アレー付き第２のシングルローラ又は溝アレー付き第２の平面輸送装置において、溝アレーの溝形状は弧面状、半球面状又は平面状である。
前記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の平面輸送装置において、バンプアレーのバンプの形状はフリップチップの形状と同じである。バンプの長さ、幅、高さのサイズは、それぞれ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。前記バンプアレーのバンプ長さ、幅、高さのサイズは、熱可塑性樹脂の収縮率によるが、ＬＥＤフリップチップの長さ、幅、高さのサイズの１．０２倍であることが好ましい。
前記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。
前記ローリングによる貼り合せ装置における第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る。前記第４のローリング装置と第３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。
前記第４のシングルローラ又は第４の平面輸送装置において、溝アレーの溝の形状は、前記第２のシングルローラ又は第２の平面輸送装置における溝アレーの溝の形状と同じである。
前記ローリングによる形決め・切断共同装置における第２のローリング装置と前記ローリングによる貼り合せ装置における第４のローリング装置は、二重機能を有する同一の装置である。
更に説明する。前記ローリングによる形決め・切断共同装置と前記ローリングによる貼り合せ装置の具体的な実施形態は、以下のようなことを含む。
第１のローリング装置はバンプアレー付き第１のシングルローラであり、第２のローリング装置と第４のローリング装置ともは溝アレー付き第２のシングルローラであり、第３のローリング装置はロール面が平滑面である第３のシングルローラである場合、ローリングによる形決め・切断共同装置とローリングによる貼り合せ装置の構成を図４に示す。本例において、溝アレー付き第４のシングルローラと溝アレー付き第２のシングルローラは、同一の装置である。
第１のローリング装置はバンプアレー付き第１のシングルローラであり、第２のローリング装置は溝アレー付き第２のシングルローラであり、第３のローリング装置はロール面が平滑面である第３のシングルローラであり、第４のローリング装置は溝アレー付き第４のシングルローラである場合、ローリングによる形決め・切断共同装置とローリングによる貼り合せ装置の構成を図７に示す。
第１のローリング装置はバンプアレー付き第１のシングルローラであり、第２のローリング装置と第４のローリング装置ともは溝アレー付き第２の平面輸送装置であり、第３のローリング装置はロール面が平滑面である第３のシングルローラである場合、ローリングによる形決め・切断共同装置とローリングによる貼り合せ装置の構成を図９に示す。本例において、溝アレー付き第４の平面輸送装置と溝アレー付き第２の平面輸送装置は、同一の装置である。
第１のローリング装置はバンプアレー付き第１のシングルローラであり、第２のローリング装置は溝アレー付き第２のシングルローラであり、第３のローリング装置はロール面が平滑面である第３のシングルローラであり、第４のローリング装置４は溝アレー付き第４の平面輸送装置である場合、ローリングによる形決め・切断共同装置とローリングによる貼り合せ装置の構成をそれぞれ図１１Ａ及び図１１Ｂに示す。
前記平面輸送装置は、二つ以上のローラで平面コンベアを支持して輸送する装置であり、その中、少なくとも一つのローラが電機によって駆動される。前記平面コンベアの材料は、金属、又は耐熱性及び強度性能が良い非金属であってもよい。
前記設備システムは、ＬＥＤパッケージ素子製品を製造するための降温硬化装置を含む。当該降温硬化装置は、前記ローリングによる貼り合せ装置の後ろに位置する工程設備である。
前記降温硬化装置は、温度調節・制御部及びコンベア通路を含むトンネル型多温度領域装置である。
前記設備システムは、光変換フィルムを調製するための２本ロールのローリングによるラミネート装置を含む。当該２本ロールのローリングによるラミネート装置は、前記ローリングによる形決め・切断共同装置の前に位置する工程装置である。
前記２本ロールのローリングによるラミネート装置は、第１の平滑面の２本ロールのローリングによるラミネータを含み、当該第１の平滑面の２本ロールのローリングによるラミネータは、対向して合わせてローリングするローリング面が平滑面である２つの平滑面シングルローラを含む。
前記２本ロールのローリングによるラミネート装置は、第２の平滑面の２本ロールのローリングによるラミネータを更に含み、当該第２の平滑面の２本ロールのローリングによるラミネータは、対向して合わせてローリングするローリング面が平滑面である２つの平滑面シングルローラを含む。
前記第１の平滑面の２本ロールのローリングによるラミネータにおける２本ロールのピッチは、８５０μｍ以下である。第２の平滑面の２本ロールのローリングによるラミネータにおける２本ロールのピッチは、８００μｍ以下である。
更に説明する。第１の平滑面の２本ロールのローリングによるラミネータは、対向して合わせてローリングするローリング面が平滑面である２つの平滑面シングルローラ、及び第２の平滑面の２本ロールのローリングによるラミネータにおける対向して合わせてローリングするローリング面が平滑面である２つの平滑面シングルローラからなる２本ロールのローリングによるラミネート装置の構成を図３に示す。
前記設備システムは、少なくとも熱可塑性樹脂及び光変換材を含んで混合するための溶融混練装置を更に含む。当該溶融混練装置は、前記２本ロールのローリングによるラミネートの前に位置する工程設備である。
前記溶融混練装置、２本ロールの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・切断共同装置、ローリングによる貼り合せ装置、及び降温硬化装置は、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（図２、図６、図８及び図１０参照）。
本発明が開示したローリングによって熱可塑性樹脂蛍光体でＬＥＤを貼り合せてパッケージする設備システムは、各種の熱可塑性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新しいプロセスに広く適用される。
以下、実施例２として本発明をローリングによって熱可塑性樹脂蛍光体でＬＥＤを貼り合せてパッケージする新しいプロセスに利用し、本発明の実施例２の具体的な実施形態を更に詳細的に説明する。
図１、図２、図６、図８及び図１０を参照し、本発明に係る設備システムを利用する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は、光変換フィルムの準備工程と、光変換フィルムアレーの形決め・切断工程と、ＬＥＤパッケージ素子の貼り合せ成形工程と、ＬＥＤパッケージ素子の硬化成形工程から構成される一連のプロセスを含み、基本的には、
ステップ１として、少なくとも熱可塑性樹脂及び光変換材を含んでなる光変換フィルムを取得する、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、ステップ１の前記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、ローリングによって形決めと切断を共同に行い、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、前記光変換フィルムアレーにおける光変換フィルム単体のそれぞれの間に、光変換フィルム単体に分割するためのスリットを有する、光変換フィルムアレーの形決め・切断ステップと、
ステップ３として、真空下で、前記ステップ２の光変換フィルムアレーとキャリアフィルム付きＬＥＤフリップチップアレーとを対向して合わせて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パッケージ素子の貼り合せ成形ステップと、
ステップ４として、真空下で、降温硬化手法によって前記ＬＥＤパッケージ素子を硬化させ、ＬＥＤフリップチップアレーに貼り合せた光変換フィルム単体のそれぞれを収縮させて自然に包み、ＬＥＤパッケージ素子製品を得る、ＬＥＤパッケージ素子的硬化成形ステップと、を含む。
必要に応じて、ステップ４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製造してもよい（図１２Ａ及び図１２Ｂ参照）。得られたＬＥＤパッケージ素子個体製品の外形形状を図１３Ａ、図１３Ｂ及び図１３Ｃに示す。
前記本発明に係る設備システムを使用する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具体的な実施ステップについては、更に以下のように説明する。
ステップ１において、前記光変換フィルムの準備は、真空加熱下で、少なくとも熱可塑性樹脂及び光変換材を含む混合スラリーを平滑面の２本ロールに通してローリングし、光変換フィルムを得ることを意味する。前記混合スラリーを平滑面の２本ロールに通してローリングし、光変換フィルムを得ることは、まず、混合スラリーを第１の平滑面の２本ロールのローリングによるラミネータに通してローリングによって成形し、粗製光変換フィルムを製造した後、成形された粗製光変換フィルムを第２の平滑面の２本ロールのローリングによるラミネータに通してローリングによって成形し、精製光変換フィルムを製造することを意味する。前記粗製光変換フィルムの厚さは、８５０μｍ以下である。精製光変換フィルムの厚さは、８００μｍ以下である。前記混合スラリーを平滑面の２本ロールに通してローリングし、光変換フィルムを得ることは、前記混合スラリーを３対以上の２本ロールに通してローリングによって成形し、精製光変換フィルムをを製造することを意味する。当該精製光変換フィルムの厚さは、８００μｍ以下である。前記混合スラリーの温度は、１８０〜３２０℃であり、２４０〜２８０℃であることが最も好ましい。前記光変換材は量子ドット蛍光体であり、前記光変換フィルムは量子ドット蛍光体フィルムである。前記光変換材は蛍光粉末であり、前記光変換フィルムは蛍光体フィルムである。前記混合スラリーの材料は接着剤を含んでもよい。
ステップ２において、前記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てローリングによって形決めと切断を共同に行うことは、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てローリングによって形決めと切断を同時に行うことを意味し、即ち、ローリングによる形決めとローリングによる切断が同時に行われ、一度で二つの機能が実現される。
ステップ２において、前記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てローリングによって形決めと切断を同時に行うことは、前記光変換フィルムを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ことを意味する。また、前記バンプアレーのバンプ外周又は／及び前記溝アレーの溝外縁に刃が設けられ、ローリングによる形決めと同時に、スリットを形成するようにローリングによって前記光変換フィルムを切断し、前記光変換フィルム単体に分割するためのスリットを形成する。
ステップ２において、前記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てローリングによって形決めと切断を同時に行うことは、前記光変換フィルムをバンプアレーと溝アレーがそれぞれ付けられた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形決めと切断を同時に行うことを意味する。前記バンプアレー付き第１のローリング装置は、前記２本ロールのローリング装置におけるバンプアレー付き第１のシングルローラであり、前記溝アレー付き第２のローリング装置は、前記２本ロールのローリング装置における溝アレー付き第２のシングルローラである。前記バンプアレー付き第１のシングルローラのバンプ外周又は前記溝アレー付き第２のシングルローラの溝外縁に、刃が設けられる。（図５Ａ及び図５Ｂ参照）
ステップ２において、前記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てローリングによって形決めと切断を同時に行うことは、前記光変換フィルムをバンプアレー付き第１のシングルローラと溝アレー付き第２の平面輸送装置との間に通してローリングによって形決めと切断を同時に行うことを意味する。その中、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の平面輸送装置である。前記バンプアレー付き第１のシングルローラのバンプ外周又は前記溝アレー付き第２の平面輸送装置の溝外縁に、刃が設けられる。
ステップ２において、前記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てローリングによって形決めと切断を同時に行うことは、前記光変換フィルムをバンプアレー付き第１の平面輸送装置と溝アレー付き第２のシングルローラとの間に通してローリングによって形決めと切断を同時に行うことを意味する。その中、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のシングルローラである。前記バンプアレー付き第１の平面輸送装置のバンプ外周又は前記溝アレー付き第２のシングルローラの溝外縁に、刃が設けられる。
ステップ２において、前記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の外形形状は、弧面状、半球面状又は平面状である。前記ローリングによって形決めと切断を共同に行う温度は、１２０〜２５０℃である。前記スリットの深さは、前記精製光変換フィルム厚さの５０〜１００％である。前記スリットの深さは、前記精製光変換フィルム厚さの７０〜８０％である。前記スリットの幅は、２０μｍ以下である。前記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。
ステップ３において、前記ローリングによる貼り合せは、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、キャリアフィルム付きＬＥＤフリップチップアレー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ることにより、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。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。
ステップ３において、前記ローリングによる貼り合せの温度は、１２０〜２５０℃である。前記キャリアフィルム付きＬＥＤフリップチップアレー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ってもよい。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。
更に説明する。ステップ２において、前記ローリングによる形決め・切断共同工程、及び前記ローリングによる貼り合せ工程の具体的な実施形態は、以下のようなことを含む。
光変換フィルムをバンプアレー付き第１のシングルローラと溝アレー付き第２のシングルローラとの間に通してローリングによって形決めと切断を同時に行ってから、キャリアフィルム付きＬＥＤフリップチップアレーと一緒に、溝アレー付き第２のシングルローラと平滑面の第３のシングルローラとの間に通してローリングによってＬＥＤを貼り合せてパッケージする工程を図４に示す。本例において、溝アレー付き第４のシングルローラと溝アレー付き第２のシングルローラは、同一の装置である。
光変換フィルムをバンプアレー付き第１のシングルローラと溝アレー付き第２のシングルローラとの間に通してローリングによって形決めと切断を同時に行ってから、キャリアフィルム付きＬＥＤフリップチップアレーと一緒に、溝アレー付き第４のシングルローラと平滑面の第３のシングルローラとの間に通してローリングによってＬＥＤを貼り合せてパッケージする工程を図７に示す。
光変換フィルムをバンプアレー付き第１のシングルローラと溝アレー付き第２の平面輸送装置との間に通してローリングによって形決めと切断を同時に行ってから、キャリアフィルム付きＬＥＤフリップチップアレーと一緒に、溝アレー付き第２の平面輸送装置と平滑面の第３のシングルローラとの間に通してローリングによってＬＥＤを貼り合せてパッケージする工程を図９に示す。本例において、溝アレー付き第４の平面輸送装置と溝アレー付き第２の平面輸送装置は、同一の装置である。
光変換フィルムをバンプアレー付き第１のシングルローラと溝アレー付き第２のシングルローラとの間に通してローリングによって形決めと切断を同時に行ってから、キャリアフィルム付きＬＥＤフリップチップアレーと一緒に、溝アレー付き第４の平面輸送装置と平滑面の第３のシングルローラとの間に通してローリングによってＬＥＤを貼り合せてパッケージする工程を図１１Ａ、図１１Ｂに示す。
ステップ４において、前記降温硬化手法は、段階的な降温硬化手法又は均一的な降温硬化手法である。前記段階的な降温硬化手法の温度段階は、ＬＥＤパッケージ素子の温度を複数の段階に従って室温まで降温することを意味し、降温硬化の時間は、３〜１０分間であり、降温硬化段階毎の時間は調節できる。前記均一的な降温硬化手法は、ＬＥＤパッケージ素子の温度を均一に室温まで降温することを意味し、降温硬化の時間は、３〜１０分間である。
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設備システム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 溶融混練装置
２−１と２−２ 第１の平滑面の２本ロールのローリングによるラミネータにおけるローリング面が平滑面である２つの平滑面シングルローラ
２−３と２−４ 第２の平滑面の２本ロールのローリングによるラミネータにおけるローリング面が平滑面である２つの平滑面シングルローラ
２−５ 混合スラリー
２−６ 粗製光変換フィルム
２−７ 精製光変換フィルム。
３−１ バンプアレー付き第１のシングルローラ
３−２ 溝アレー付き第２のシングルローラ
３−３ 平滑面の第３のシングルローラ
３−４ 溝アレー付き第４のシングルローラ
３−５ 溝アレー付き第２の平面輸送装置
３−６ 溝アレー付き第４の平面輸送装置
４−１ 第１のシングルローラでのバンプ
４−２ 第２のシングルローラでの溝
４−３ バンプ外周の刃
４−４ 溝付き光変換フィルム単体
４−５ ＬＥＤフリップチップ
４−６ キャリアフィルム
４−７ ＬＥＤパッケージ素子
４−８ 溝外縁の刃
４−９ 第４のシングルローラでの溝
５ 硬化装置
６−１ ＬＥＤフリップチップの緩衝ロール
６−２ 第１の緩衝ローラ
６−３ 第２の緩衝ローラ
７ 巻き取りロール

Claims (16)

  1. 光変換フィルムにローリングによる形決めとローリングによる切断を行って光変換フィルムアレーを形成するためのローリングによる形決め・切断共同装置と、
    前記光変換フィルムアレーとＬＥＤフリップチップアレーとをラミネートするためのローリングによる貼り合せ装置とを含み、
    前記ローリングによる形決め・切断共同装置と前記ローリングによる貼り合せ装置は、順次に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形決め・切断共同装置は、対向して合わせて設けられ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、対向して合わせて設けられた溝アレー付き第４のローリング装置とローリング面が平滑面である第３のローリング装置を含むことを特徴とする、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設備システム。
  2. 前記ローリングによる形決め・切断共同装置における第１のローリング装置のバンプアレーのバンプ外周又は／及び前記第２のローリング装置における溝アレーの溝外縁に、刃が設けられることを特徴とする、請求項１に記載の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設備システム。
  3. 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ことを特徴とする、請求項２に記載の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設備システム。
  4. 前記溝アレー付き第２のシングルローラ又は溝アレー付き第２の平面輸送装置における溝アレーの溝の形状は、弧面状、半球面状又は平面状であることを特徴とする、請求項３に記載の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設備システム。
  5. 前記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の平面輸送装置において、バンプアレーのバンプの形状は、ＬＥＤフリップチップの形状と同じであり、バンプの長さ、幅、高さのサイズは、それぞれ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４に記載の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設備システム。
  6. 前記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、
    前記ローリングによる貼り合せ装置における第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、
    前記第４のローリング装置と第３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、
    前記第４のシングルローラ又は第４の平面輸送装置における溝アレーの溝の形状は、前記第２のシングルローラ又は第２の平面輸送装置における溝アレーの溝の形状と同じであることを特徴とする、請求項３〜５のいずれか一項に記載の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設備システム。
  7. 前記ローリングによる形決め・切断共同装置における第２のローリング装置と前記ローリングによる貼り合せ装置における第４のローリング装置は、二重機能を有する同一の装置であることを特徴とする、請求項６に記載の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設備システム。
  8. 前記第１の平面輸送装置、第２の平面輸送装置、第３の平面輸送装置又は第４の平面輸送装置は、二つ以上のローラで平面コンベアを支持して輸送する装置であり、その中、少なくとも一つのローラが電機によって駆動されることを特徴とする、請求項６に記載の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設備システム。
  9. 前記設備システムは、ＬＥＤパッケージ素子製品を製造するための降温硬化装置を更に含み、前記降温硬化装置は、前記ローリングによる貼り合せ装置の後ろに位置する工程設備であることを特徴とする、請求項１に記載の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設備システム。
  10. 前記設備システムは、ＬＥＤパッケージ素子製品を製造するための降温硬化装置を更に含み、前記降温硬化装置は、前記ローリングによる貼り合せ装置の後ろに位置する工程設備であることを特徴とする、請求項６に記載の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設備システム。
  11. 前記降温硬化装置は、温度調節・制御部及びコンベア通路を含むトンネル型多温度領域装置であることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の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設備システム。
  12. 前記設備システムは、光変換フィルムを調製するための２本ロールのローリングによるラミネート装置を更に含み、前記２本ロールのローリングによるラミネート装置は、前記ローリングによる形決め・切断共同装置の前に位置する工程装置であり、
    前記２本ロールのローリングによるラミネート装置は、第１の平滑面の２本ロールのローリングによるラミネータを含み、前記第１の平滑面の２本ロールのローリングによるラミネータは、対向して合わせてローリングするローリング面が平滑面である２つの平滑面シングルローラを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の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設備システム。
  13. 前記２本ロールのローリングによるラミネート装置は、第２の平滑面の２本ロールのローリングによるラミネータを更に含み、前記第２の平滑面の２本ロールのローリングによるラミネータは、対向して合わせてローリングするローリング面が平滑面である２つの平滑面シングルローラを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の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設備システム。
  14. 前記第１の平滑面の２本ロールのローリングによるラミネータにおける２本ロールのピッチは、８５０μｍ以下であり、
    前記第２の平滑面の２本ロールのローリングによるラミネータにおける２本ロールのピッチは、８００μｍ以下であることを特徴とする、請求項１３に記載の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設備システム。
  15. 前記設備システムは、少なくとも熱可塑性樹脂及び光変換材を含んで混合するための溶融混練装置を更に含み、前記溶融混練装置は、前記２本ロールのローリングによるラミネート装置の前に位置する工程設備であることを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の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設備システム。
  16. 前記溶融混練装置、２本ロールの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・切断共同装置、ローリングによる貼り合せ装置、及び降温硬化装置は、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ことを特徴とする、請求項１５に記載の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設備システム。
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