[發明專利]一種用于將一排發光二極管裸片組裝于襯底上的方法

有效

• 申請號: 201380030972.9
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN104508843B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: R·F·卡爾利克;詹姆斯·建-強·魯;C·S·古德溫;A·特卡琴科
• 申請（專利權）人: 倫斯勒理工學院
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/52
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司72003
• 代理人: 黃艷,聶慧荃

相關申請的交叉引用

本申請涉及并主張2012年4月20日提交的題為“變革的LED封裝(TRANSFORMATIVE LED PACKAGING)”的美國臨時申請第61/687,240號的權益，其內容通過援引并入本文。

關于聯邦政府資助的研究的聲明

本發明的資助一部分由來自國家科學基金(National Science Foundation)(批準號EEC-0812056)的補助并且一部分由來自NYSTAR(批準號C090145)的補助予以支持。美國政府可能擁有本發明的某些權利。

技術領域

本發明涉及基于無機半導體材料的發光二極管(LED)以及一種封裝LED的方法。

背景技術

現有的LED封裝典型地包含多個半導體器件一次一個地定位于襯底上的工藝。典型的工藝可能受限于大約每小時10000個單元的速度。這里存在以更高的速度，例如每分鐘高達10000個單元，將這些器件以及相關聯的控制傳感器件封裝到一體照明系統的需求。一些現有方法，包括裸片印刷和介觀自組裝工藝，受到了可制造的LED芯片設計的可用性和與高速貼片誤差相關聯的缺陷率的限制。

發明內容

本文描述了可編程的定向自組裝和輔助能量貼片工藝，其適合高速、高準確率和低缺陷率的發光二極管(LED)系統封裝操作。

根據本發明的一方案，提供了一種用于將一排LED裸片組裝于襯底上的方法。該方法包括將裸片定位在流體中的步驟；使用直接在襯底的背側或靠近襯底的背側按預定位置設置的磁體，使裸片暴露于磁力下，以將裸片吸引到襯底的前側；以及使裸片與襯底之間形成永久的電氣和/或機械連接，從而在襯底上構成一排LED裸片。

附圖說明

圖1描述了一種用于將LED組裝于襯底上的裝置的示意圖。

圖2描述了安裝于膠帶背面的LED裸片的橫截面圖。

圖3描述了制造裸片的浮層的示意性工藝順序。

圖4描述了用于將LED組裝于示意性示出的襯底上的另一裝置的示意圖。

圖5描述了用于將LED組裝于襯底上的工藝順序的流程圖。

具體實施方式

圖1描繪了根據本發明的第一個示例性實施例的用于將LED裸片組裝在襯底上的裝置1。裸片是從器件晶片上切分出的單個芯片(chip)，而器件晶片可能是大片的半導體。裝置1包括用于儲存流體(例如水)的容器4。供給器5位于容器4的上方，用于將漂浮的LED裸片2分配到流體的表面3上。例如，供給器5可以是漏斗、振動供給器或旋轉供給器。

繞襯底卷筒6卷繞并貯存在襯底卷筒6上的柔性襯底7繞輪齒(cog)8、磁性滾筒10、輪齒12、輪齒14和卷筒16卷繞。襯底7任選地由厚度為0.127mm(5mil)的聚對苯二甲酸乙二醇酯構成。用作襯底7的對可見光或UV具有良好透光性的其它透明材料包括柔性玻璃或聚合物，包括但不限于聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯或其他類似材料。襯底7還可以含有用來將LED光線轉變為其他波長的變色材料?？蛇x地，可以使用由電介質反射片和/或金屬反射片構成的高反射材料。根據對系統的光學設計和性能的需求可考慮各種使用。

雖然圖中未示，但是一個或多個卷筒6、輪齒8、磁性滾筒10、輪齒12、輪齒14和卷筒16可連接至步進電機(圖中未示)，該步進電機使從動的滾筒/輪齒/卷筒繞其自身的轉軸旋轉(轉軸垂直于紙面延伸)。應理解，在操作過程中，襯底7從卷筒6向卷筒16移動。

篩15具有一連串的開孔17(圖中示出了一個)，篩15位于容器4的邊緣并且鄰近磁性滾筒10。開孔17的尺寸使得裸片2在被裝載到襯底7上之前被定位在適當的方位。

磁性滾筒10位于容器4的邊緣并鄰近篩15。磁性滾筒10包括在其外圍設置的一排磁體19。磁體19有助于將裸片2通過磁性拾取到襯底7上。根據一個示例性實施例，磁性滾筒10上設置30個方形磁體19。每個磁體19可以是美國賓夕法尼亞州的Jamison的K&J Magnetics販售的鍍鎳釹N42磁體。也可以使用電磁體。