一种精制光转换体贴合封装LED的工艺方法及精制装备系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于精制光转换体贴合封装LED的工艺方法及精制装备系统，本发明专利技术的工艺方法包括异形微孔载体膜片的滚压塑形、半固化光转换膜片的精制成型、LED倒装芯片阵列膜片的准备、LED封装体元件的滚压贴合成型、LED封装体元件的固化成型和LED封装体元件裁切工序构建的流程式连续工艺。本发明专利技术具有精制光转换体的显著优点，特别是能够满足有机硅树脂光转换体贴合封装LED的流程式连续工艺需要，以利于提高工业化批量LED封装的生产效率和优品率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光转换体封装LED
，特别是涉及一种精制有机硅树脂光转换体贴合封装LED的工艺方法及精制装备系统。
技术介绍
LED具有高亮度、低热量、长寿命、环保、可再生利用等优点，被称为21世纪最有发展前景的新一代绿色照明光源。目前，虽然LED的理论寿命可以达到100000小时以上，然而在实际使用中，因为受到芯片失效、封装失效、热过应力失效、电过应力失效或/和装配失效等多种因素的制约，其中以封装失效尤为突出，而使得LED过早地出现了光衰或光失效的现象，这将阻碍LED作为新型节能型照明光源的前进步伐。为了解决这些问题，业界许多学者已开展了相关研究，并且提出了一些能够提高LED光效和实际使用寿命的改进措施。如近几年新发展起来的倒装LED与传统的正装LED相比，具有高光效、高可靠性和易于集成的优点，并且封装材料大幅简化，如传统正装LED封装的金线、固晶胶、支架等材料都不再需要；封装工艺流程也大幅简化，如传统正装LED封装工艺的固晶、焊线，甚至是分光等都不再需要，使得倒装LED得到越来越广泛的应用；但同时也要看到，现有倒装LED封装技术大多采用的是有机硅树脂类的光转换体与倒装LED芯片贴合的流延工艺、丝网印刷工艺、上下平板模工艺、单辊摆压工艺等，这些工艺及其相配套的封装装备均不能很好地解决有机硅树脂类光转换体存在的气孔、厚薄不均等瑕疵，造成光转换体封装LED的良品率低；同时还因生产效率低，使得产品成本居高不下。中国专利申请201010204860.9公开了“一种倒装LED芯片的封装方法”，其步骤包括：(a)通过丝网印刷把光转换体涂覆于LED芯片表面，并对光转换体进行烘烤固化；(b)把LED芯片固定在芯片基板上，使LED芯片电极与芯片基板电极键合；(c)把LED芯片和芯片基板固定在支架反射杯的杯底；(d)利用导线将已固定的芯片基板的正负电极分别与支架的正负电极连接；(e)将封模或透镜盖在固定有LED芯片和芯片基板的支架上，并充满硅胶；(f)整体结构进行烘烤固化。该方法虽然通过丝网印刷工艺来提高光转换体涂覆厚度的均匀性，提高荧光粉颗粒分布的均匀性，以达到提高良品率的目的；但还存在以下明显不足：一是丝网印刷把有机硅树脂类的光转换体涂覆于LED芯片表面，之后在烘烤固化过程中因受热过应力影响，还是会导致光转换体涂层与LED芯片的涂覆面层局部产生气泡而形成凹凸不平的瑕疵；二是将封模或透镜盖充满硅胶与涂覆有光转换体的LED芯片封装，之后整体结构进行烘烤固化过程中因受热过应力影响，还是会导致封模或透镜盖中的硅胶面层局部产生气泡而形成凹凸不平的瑕疵。因不能解决LED芯片封装过程中受热过应力的影响，必然会导致LED光效下降；三是整个LED芯片封装工艺未配备智能控制系统进行控制，直接影响良品率的提升。中国专利申请201310270747.4公开了“被覆有光转换体层的LED、其制造方法以及LED装置”，该方案包括：LED配置工序，在支撑片的厚度方向的一个面上配置LED；层配置工序，以被覆LED的方式在支撑片的厚度方向的一个面上配置光转换体层，所述光转换体层由含有通过活性能量射线的照射而固化的活性能量射线固化性树脂以及光转换体的荧光树脂组合物形成；固化工序，对光转换体层照射活性能量射线，使光转换体层固化；裁切工序，与LED对应地裁切光转换体层，从而得到具备LED、和被覆LED的光转换体层的被覆有光转换体层的LED；以及LED剥离工序，在裁切工序之后，将被覆有光转换体层的LED从支撑片剥离。该方法的目的在于提供光转换体均匀配置在LED的周围以防损伤，从而得到被覆有光转换体层的LED、以及具备该被覆有光转换体层的LED的LED装置；但还存在以下明显不足：一是光转换体的荧光树脂组合物在固化过程中，因受热过应力影响，还是会导致光转换体面层的局部产生气泡而形成凹凸不平的瑕疵；二是覆有光转换体层的LED，仍然会受到热过应力影响，导致LED使用中出现光效下降；三是整个封装工艺中的工序比较繁琐，封装LED的生产效率不高；四是上下平板模工艺，会导致倒装芯片发生位移，必然会造成良品率降低。中国专利申请：201380027218.X公开了“树脂片材层合体及使用其的半导体发光元件的制造方法”，该方案所述树脂片材层合体是在基材上设置有含荧光体树脂层，所述含荧光体树脂层具有多个区块，基材具有长度方向和宽度方向，所述多个区块在长度方向上重复配置成列。虽然该方案的专利技术目的在于，通过所述树脂片材层合体，提高贴附有含荧光体树脂层的半导体发光元件的颜色和亮度的均匀性、制造的容易性、设计的自由度等，但还存在以下明显不足：一是采用的荧光体树脂片材为固化的荧光体树脂片材，将无法有效消除其中可能残留的气孔、凹凸不平或其它加工瑕疵等；二是在粘接工序中，将加压工具自半导体发光元件侧向进行加压，会损伤半导体发光元件；三是采用荧光体树脂层中含粘接剂粘接工艺，很难清除被粘接后的半导体发光元件中的残留物，粘接过程极易产生气孔，会造成良品率降低，同时，粘接层的存在还降低了LED元件的出光效率；四是与半导体发光元件的发光面粘接的荧光体树脂片材的基材没有被剥离，会直接影响半导体发光元件的光效；五是荧光体树脂层以多个区块在长度方向上重复配置成列的方式呈现，然而实现该荧光体树脂层的多个区块配置，实际操作程序繁琐，将影响整个元件的封装效率，多个块区在位置上的布置差错会直接影响后续与发光元件之间的贴合的精确度，而多个区块之间在大小与厚度方面如果不能满足一致性的要求，则可能会导致严重的产品一致性问题。综上所述，如何克服现有技术所存在的不足已成为当今于光转换体封装LED
中亟待解决的重大难题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服现有技术所存在的不足而提供一种精制光转换体贴合封装LED的工艺方法及精制装备系统，本专利技术具有精制光转换体的显著优点，特别是能够满足有机硅树脂光转换体贴合封装LED的流程式连续工艺需要，以利于提高工业化批量LED封装的生产效率和优品率。根据本专利技术提出的一种精制光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，它包括异形微孔载体膜片的滚压塑形、半固化光转换膜片的精制成型、LED倒装芯片阵列膜片的准备、LED封装体元件的滚压贴合成型、LED封装体元件的固化成型和LED封装体元件裁切工序构建的流程式连续工艺，其基本步骤包括如下：步骤1，异形微孔载体膜片的滚压塑形：将微孔载体膜片通过相向对准的带有凸块阵列的第一滚压装置与带有凹槽阵列的第二滚压装置进行滚压塑形，从而得到带凹槽阵列的异形微孔载体膜片；其中：所述微孔载体膜片的微孔孔径不大于10μm；步骤2，半固化光转换膜片的精制成型：将步骤1所述异形微孔载体膜片传送至带有凹槽阵列的平面传送装置A上继续传送前行，同时通过定量加料器向所述异形微孔载体膜片上配置包括光转换材料和有机硅树脂的混合浆料，从而形成具有固定厚度的混合浆料层，之后继续传送前行进入精制装置中进行负压抽吸和光照辐射，从而得到精制的半固化光转换膜片；其中：所述精制装置包括光照辐射器B和负压抽吸器C，两者相向对准设置，所述光照辐射器B设置于平面传送装置A的上部，所述负压抽吸器C设置于平面传送装置A的下部，由所述负压抽吸器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精制光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，它包括异形微孔载体膜片的滚压塑形、半固化光转换膜片的精制成型、LED倒装芯片阵列膜片的准备、LED封装体元件的滚压贴合成型、LED封装体元件的固化成型和LED封装体元件裁切工序构建的流程式连续工艺，其基本步骤包括如下：步骤1，异形微孔载体膜片的滚压塑形：将微孔载体膜片通过相向对准的带有凸块阵列的第一滚压装置与带有凹槽阵列的第二滚压装置进行滚压塑形，从而得到带凹槽阵列的异形微孔载体膜片；其中：所述微孔载体膜片的微孔孔径不大于10μm；步骤2，半固化光转换膜片的精制成型：将步骤1所述异形微孔载体膜片传送至带有凹槽阵列的平面传送装置A上继续传送前行，同时通过定量加料器向所述异形微孔载体膜片上配置包括光转换材料和有机硅树脂的混合浆料，从而形成具有固定厚度的混合浆料层，之后继续传送前行进入精制装置中进行负压抽吸和光照辐射，从而得到精制的半固化光转换膜片；其中：所述精制装置包括光照辐射器B和负压抽吸器C，两者相向对准设置，所述光照辐射器B设置于平面传送装置A的上部，所述负压抽吸器C设置于平面传送装置A的下部，由所述负压抽吸器C产生抽吸力与所述光照辐射能量协同作用于所述装有混合浆料的异形微孔载体膜片上；所述平面传送装置A中的凹槽阵列的凹槽形状和尺寸与所述带凹槽阵列的第二滚压装置中的凹槽形状相同和尺寸相等，即所述异形微孔载体膜片中的凹槽与平面传送装置A中的凹槽贴合紧密匹配；步骤3：LED倒装芯片阵列膜片的准备：获得LED倒装芯片阵列膜片，所述LED倒装芯片阵列膜片中的LED倒装芯片是以阵列方式排列于承载膜片上；其中，所述LED倒装芯片是指单个LED倒装芯片或LED倒装芯片组件；其中所述LED倒装芯片组件由两个或两个以上的单个LED倒装芯片组合而成；步骤4：LED封装体元件的滚压贴合成型：在真空加热的条件下，将步骤2所述的半固化光转换膜片传送至带凹槽阵列的第四滚压装置上，然后与设置在第三滚压装置上的所述LED倒装芯片阵列膜片中的LED倒装芯片进行相向对准的滚压贴合，从而得到LED封装体元件；所述第四滚压装置中的凹槽阵列的凹槽形状和尺寸与所述第二滚压装置中的凹槽阵列的凹槽形状相同和尺寸相等；步骤5：LED封装体元件的固化成型：在真空条件下，采用加温或/和光固化方式，将步骤4所述LED封装体元件通过固化装置E进行固化，得到固化LED封装体元件；步骤6：LED封装体元件的裁切：剥离步骤5所述固化LED封装体元件的异形微 孔载体膜片，对固化LED封装体元件进行裁切至形成具有可分割为单颗LED封装体元件的切缝，从而制得带切缝的成品LED封装体元件。...

【技术特征摘要】
1.一种精制光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，它包括异形微孔载体膜片的滚压塑形、半固化光转换膜片的精制成型、LED倒装芯片阵列膜片的准备、LED封装体元件的滚压贴合成型、LED封装体元件的固化成型和LED封装体元件裁切工序构建的流程式连续工艺，其基本步骤包括如下：步骤1，异形微孔载体膜片的滚压塑形：将微孔载体膜片通过相向对准的带有凸块阵列的第一滚压装置与带有凹槽阵列的第二滚压装置进行滚压塑形，从而得到带凹槽阵列的异形微孔载体膜片；其中：所述微孔载体膜片的微孔孔径不大于10μm；步骤2，半固化光转换膜片的精制成型：将步骤1所述异形微孔载体膜片传送至带有凹槽阵列的平面传送装置A上继续传送前行，同时通过定量加料器向所述异形微孔载体膜片上配置包括光转换材料和有机硅树脂的混合浆料，从而形成具有固定厚度的混合浆料层，之后继续传送前行进入精制装置中进行负压抽吸和光照辐射，从而得到精制的半固化光转换膜片；其中：所述精制装置包括光照辐射器B和负压抽吸器C，两者相向对准设置，所述光照辐射器B设置于平面传送装置A的上部，所述负压抽吸器C设置于平面传送装置A的下部，由所述负压抽吸器C产生抽吸力与所述光照辐射能量协同作用于所述装有混合浆料的异形微孔载体膜片上；所述平面传送装置A中的凹槽阵列的凹槽形状和尺寸与所述带凹槽阵列的第二滚压装置中的凹槽形状相同和尺寸相等，即所述异形微孔载体膜片中的凹槽与平面传送装置A中的凹槽贴合紧密匹配；步骤3：LED倒装芯片阵列膜片的准备：获得LED倒装芯片阵列膜片，所述LED倒装芯片阵列膜片中的LED倒装芯片是以阵列方式排列于承载膜片上；其中，所述LED倒装芯片是指单个LED倒装芯片或LED倒装芯片组件；其中所述LED倒装芯片组件由两个或两个以上的单个LED倒装芯片组合而成；步骤4：LED封装体元件的滚压贴合成型：在真空加热的条件下，将步骤2所述的半固化光转换膜片传送至带凹槽阵列的第四滚压装置上，然后与设置在第三滚压装置上的所述LED倒装芯片阵列膜片中的LED倒装芯片进行相向对准的滚压贴合，从而得到LED封装体元件；所述第四滚压装置中的凹槽阵列的凹槽形状和尺寸与所述第二滚压装置中的凹槽阵列的凹槽形状相同和尺寸相等；步骤5：LED封装体元件的固化成型：在真空条件下，采用加温或/和光固化方式，将步骤4所述LED封装体元件通过固化装置E进行固化，得到固化LED封装体元件；步骤6：LED封装体元件的裁切：剥离步骤5所述固化LED封装体元件的异形微孔载体膜片，对固化LED封装体元件进行裁切至形成具有可分割为单颗LED封装体元件的切缝，从而制得带切缝的成品LED封装体元件。2.根据权利要求1所述的一种精制光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，步骤1所述异形微孔载体膜片的滚压塑形是指将所述异形微孔载体膜片通过带凸块阵列的第一单辊轮或带凸块阵列的第一平面传送装置与带凹槽阵列的第二单辊轮或带凹槽阵列的第二平面传送装置进行滚压塑形；所述带有凸块阵列的第一滚压装置为所述带凸块阵列的第一单辊轮或带凸块阵列的第一平面传送装置，所述带有凹槽阵列的第二滚压装置为所述带凹槽阵列的第二单辊轮或带凹槽阵列的第二平面传送装置；其中，所述第一滚压装置和第二滚压装置中至少一个为单辊轮。3.根据权利要求1或2所述的一种精制光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，步骤4所述LED封装体元件的滚压贴合成型，是指将半固化光转换膜片传送至带凹槽阵列的第四单辊轮或带凹槽阵列的第四平面传送装置中，然后与设置在光面的第三单辊轮或光面的第三平面传送装置上的LED倒装芯片阵列膜片中的LED倒装芯片进行相向对准滚压贴合；所述第三滚压装置为光面的第三单辊轮或第三光面的平面传送装置，所述第四滚压装置为带凹槽阵列的第四单辊轮或带凹槽阵列的第四平面传送装置；其中，所述第三滚压装置和第四滚压装置中至少一个为单辊轮。4.根据权利要求1或2所述的一种精制光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，步骤1所述异形微孔载体膜片的材质为聚酯、聚烯烃或聚醚。5.根据权利要求4所述的一种精制光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，步骤1所述滚压塑形的温度为50-150℃。6.根据权利要求1、2或5所述的一种精制光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，步骤1所述带凹槽阵列的异形载体膜片中的凹槽外形形状为弧形、半圆球形或矩形；所述凸块阵列中凸块的形状为弧形、半圆球形或矩形；所述凹槽阵列的凹槽形状与所述凸块阵列的凸块形状相匹配。7.根据权利要求1所述的一种精制光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，步骤2所述混合浆料还包括粘接剂。8.根据权利要求1所述的一种精制光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，步骤2所述平面传送装置A的材质为碳素钢、不锈钢、铝合金、铜合金或耐高温树脂。9.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：何锦华，
申请(专利权)人：江苏诚睿达光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32