[發(fā)明專利]一種藍(lán)光LED芯片的封裝方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910039891.0
• 申請(qǐng)日: 2009-06-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101567412A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉立林;王鋼;蔡苗苗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L33/00
• 分類號(hào): H01L33/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 禹小明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)光二極管的封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種藍(lán)光LED芯片的封裝方法。

背景技術(shù)

對(duì)于發(fā)光二極管(LED)這種將電能轉(zhuǎn)化為光能的發(fā)光器件的研究，人們很早就開(kāi)始關(guān)注了。1993年高亮度紅、黃光LED開(kāi)始出現(xiàn)，1995年，高亮度藍(lán)色、綠色發(fā)光二極管相繼開(kāi)發(fā)成功，而寬帶隙GaN基的藍(lán)光、綠光LED除了具有普通LED的性能和優(yōu)點(diǎn)及用途外，還從根本上解決了LED三基色缺色的問(wèn)題，是全彩色顯示不可缺少的關(guān)鍵器件。另一方面，GaN基LED的出現(xiàn)使半導(dǎo)體白光固態(tài)照明成為可能，其被喻為″綠色照明光源″，為人類帶來(lái)照明技術(shù)的革命。

發(fā)光二極管的封裝目前世界上有很多專利，但基本上都與當(dāng)前LED常用的封裝過(guò)程大同小異，主要有點(diǎn)膠、灌封、模壓三種。傳統(tǒng)封裝使用的是AB膠一類的環(huán)氧樹(shù)脂，靠熱固化進(jìn)行封裝，需要在高于100度的溫度長(zhǎng)時(shí)間(大于1小時(shí))使環(huán)氧樹(shù)脂固化和后固化，工序多，生產(chǎn)效率低，周期長(zhǎng)，成本高。其具體包括以下幾個(gè)缺點(diǎn)：1)工藝控制的難點(diǎn)是氣泡、多缺料、黑點(diǎn)；2)實(shí)際生產(chǎn)中多依靠人工操作進(jìn)行點(diǎn)膠，效率低；3)需要模具才能成型，多數(shù)需要透鏡以符合光學(xué)設(shè)計(jì)；4)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)對(duì)設(shè)備要求高，一般企業(yè)難以有足夠資金買(mǎi)到好的設(shè)備；5)熱固化本身可能會(huì)對(duì)芯片產(chǎn)生影響，導(dǎo)致芯片因?yàn)楦邷囟鴵p壞。

目前，一些研究者以光敏樹(shù)脂封裝發(fā)光二極管，提高封裝效率，例如美國(guó)專利6958250，但是該專利中的封裝過(guò)程與當(dāng)前LED常用的封裝過(guò)程類似，需要用到模具。中國(guó)專利200710032491.8提供了一種不需要模具的光固化封裝方法，但是該方法所形成的透鏡外形不理想，蘑菇形的結(jié)構(gòu)易受力脫落，而且對(duì)通入電流的強(qiáng)度和時(shí)間敏感，不適合自動(dòng)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種高生產(chǎn)效率的藍(lán)光LED芯片的封裝方法，該方法能使藍(lán)光LED的封裝工序簡(jiǎn)化、所需封裝設(shè)備簡(jiǎn)單、可實(shí)現(xiàn)規(guī)模化自動(dòng)化生產(chǎn)、生產(chǎn)周期縮短75％以上，與同類產(chǎn)品相比，性能有提高。而且，常規(guī)封裝企業(yè)在實(shí)施本發(fā)明方法時(shí)無(wú)需增添昂貴的設(shè)備。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種藍(lán)光LED芯片的封裝方法，其包括以下步驟：(a)配制藍(lán)光敏感的光敏樹(shù)脂液體；(b)將芯片基座、位于芯片基座上的LED芯片及位于芯片基座下的封裝支架在光敏樹(shù)脂中預(yù)浸；(c)然后將LED芯片、芯片基座及封裝支架倒置浸入光敏樹(shù)脂液體中，芯片基板邊緣浸沒(méi)入光敏樹(shù)脂內(nèi)，通入工作電流I1到LED芯片使其發(fā)光，觸發(fā)光敏樹(shù)脂發(fā)生初步聚合，在LED芯片的出光面上形成光敏樹(shù)脂核；(d)將LED芯片、芯片基座及封裝支架緩慢上升至脫離光敏樹(shù)脂液面，在光敏樹(shù)脂核和芯片基座上將附著一半球形或近半球形光敏樹(shù)脂液滴；(e)通入工作電流I2到LED芯片使其發(fā)光，激發(fā)光敏樹(shù)脂液滴固化；(f)將光敏樹(shù)脂液滴固化后的樣品通入工作電流I3使LED芯片發(fā)光，進(jìn)一步固化去色，或者將樣品用陽(yáng)光曝曬去色，或者用紫光照射去色；(g)最后將固化去色后的樣品進(jìn)行清洗。

在步驟(c)中，在LED芯片出光面上形成的光敏樹(shù)脂核的形狀由通電電流I?1和通電時(shí)間大小控制；上述工作電流I1小于20mA。

在步驟(e)中，工作電流I2大于或等于20mA。

在步驟(f)中，工作電流I3大于100mA。

在步驟(d)中，將裝有光敏樹(shù)脂的容器緩慢下降，使LED芯片、芯片基座及封裝支架脫離光敏樹(shù)脂液面。

該光敏樹(shù)脂包括紫光或近紫外光敏引發(fā)劑，還包括樹(shù)脂單體、預(yù)聚物、助劑及用于樹(shù)脂改性的納米顆粒中的任意一種或幾種的組合，光敏引發(fā)劑含量小于5％。

該光敏樹(shù)脂為同一種或不同種類的材料組成，從而分別進(jìn)行單層封裝或多層封裝。

所述工作電流為直流電。

該LED芯片與芯片基座之間設(shè)有一能將LED芯片發(fā)出的光線反射的反射杯或反射面。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明的封裝方法集芯片預(yù)老化、塑封和透鏡形成于一身，所需時(shí)間短，封裝效率高，性能優(yōu)于同類產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化封裝。本發(fā)明整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程大約15分鐘，生產(chǎn)時(shí)間較短，工藝重復(fù)性極高。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的工序流程示意圖；

圖2為本發(fā)明LED半成品的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置示意圖；

圖4a、4b、4c為L(zhǎng)ED芯片封膠前的光強(qiáng)分布圖；

圖5a、5b、5c為L(zhǎng)ED芯片封膠后的光強(qiáng)分布圖。

具體實(shí)施方式