[發(fā)明專利]一種芯片級LED封裝設(shè)備、方法以及熒光膜制備方法

有效

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• 申請日: 2016-07-03
• 公開（公告）號: CN105932144B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅雪方;陳文娟;羅子杰;瞿澄
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇羅化新材料有限公司
• 主分類號: H01L33/52
• 分類號: H01L33/52;H01L33/50;H01L33/00;C08J5/18
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種芯片級LED封裝設(shè)備、封裝方法以及熒光膜制備方法，屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體照明技術(shù)是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的高科技領(lǐng)域之一，其中發(fā)光二極管(Lighting Emitting Diodes，簡稱LED)是其核心技術(shù)之一。理論預(yù)計(jì)，半導(dǎo)體LED照明燈具的發(fā)光效率可以達(dá)到甚至超過白熾燈的10倍，日光燈的2倍。目前LED被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，包括背光單元、汽車、電信號、交通燈、照明裝置等。隨著科技的進(jìn)步以及發(fā)光效率的進(jìn)一步提高，其應(yīng)用領(lǐng)域也在進(jìn)一步得到拓寬，在不久的將來LED必將替代傳統(tǒng)的照明光源，成為新一代的綠色光源。

在整個(gè)LED產(chǎn)業(yè)鏈中，LED制造成本50％集中在封裝上，因此封裝在器件成本中占了很大比重。當(dāng)前市場上主流的商品化LED由基板、芯片、熒光粉、金屬線、硅膠透鏡等組成，其封裝工藝流程為：擴(kuò)晶→固晶→焊線→涂覆熒光粉→灌膠→檢測。通過點(diǎn)膠工藝在LED芯片上涂覆熒光粉與硅膠的混合體層是LED封裝技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，工藝上主要需要監(jiān)控膠頭與芯片距離，點(diǎn)膠量等參數(shù)，但是這樣涂覆熒光粉存在致命缺點(diǎn)，通過點(diǎn)膠得到的熒光粉層結(jié)構(gòu)不均勻。批量生產(chǎn)時(shí)，由于點(diǎn)膠后停留時(shí)間不一致，導(dǎo)致熒光膠沉降程度不同，造成熒光粉層結(jié)構(gòu)不均勻，封裝后色溫、光色漂移。

目前，業(yè)界采取多種措施來改進(jìn)熒光粉和膠混合物的涂覆量及涂覆方式，如部分公司通過改進(jìn)點(diǎn)膠機(jī)設(shè)備的原理來保證熒光粉及膠的量的一致性，這就增加了封裝廠家設(shè)備資金投入，雖然在一定程度上對產(chǎn)品的品質(zhì)有改善，但將大幅度增加產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。同時(shí)，該設(shè)備仍然難以從根本上解決膠體性能隨時(shí)間變化而導(dǎo)致涂覆量難以控制的問題。其次封裝過程需要采用金屬引線引出LED芯片的P極和N極，一旦金屬引線斷裂，容易引起LED失效，降低了LED的可靠性。

隨著LED在器件材料、芯片工藝、封裝制程技術(shù)等方面的研究不斷進(jìn)步，尤其是倒裝芯片的逐漸成熟與熒光粉涂覆技術(shù)的多樣化，一種新的芯片尺寸級封裝CSP(Chip Scale Package)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。CSP具有諸多優(yōu)點(diǎn)：1.穩(wěn)定性更好，沒有了金線和支架，故障率更低。安裝、運(yùn)輸、儲存過程中損壞的幾率大幅降低，生產(chǎn)損耗降低。2.尺寸更小，光密度更高，更利于光的控制。3.熱阻更低，直接接觸芯片底部鍍焊盤，減少熱阻層。4.靈活性更好，可以任意組合成各種功率和串并數(shù)。5.性價(jià)比更高，減少了支架和硅膠的用量，減少了封裝這一流通環(huán)節(jié)，整體成本降低。

CSP封裝的核心技術(shù)是制備熒光膜。目前熒光膜制備技術(shù)掌握在國外大型半導(dǎo)體企業(yè)手中，國內(nèi)涉及該領(lǐng)域的LED封裝企業(yè)較少，能夠滿足批量供貨的廠家暫時(shí)還不多，因而開發(fā)熒光膜的生產(chǎn)工藝顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于開發(fā)一種芯片級LED封裝設(shè)備、封裝方法以及熒光膜制備方法，以解決目前CSP封裝難以規(guī)模化生產(chǎn)的問題。采用該工藝封裝，工藝簡單，性能優(yōu)良，有效降低了封裝成本。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明的一種芯片級LED封裝用熒光膜制備方法，其包括以下步驟：

(1)依次稱取A型硅膠、B型硅膠、補(bǔ)強(qiáng)劑、增粘劑、熒光粉，利用攪拌機(jī)將其攪拌均勻；

(2)將混合均勻的硅膠與熒光粉的混合物放入真空脫泡機(jī)中進(jìn)行真空脫泡；

(3)將脫泡后的混合物注入模具中并攤鋪均勻，對其再次進(jìn)行真空脫泡；

(4)將脫泡后的模具放入烘箱中加熱，半固化成膜，脫模后即得熒光膜。

本發(fā)明的一種芯片級LED封裝用熒光膜制備方法，其進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的A型硅膠、B型硅膠均為本公司研發(fā)的高折射率加成型液體硅膠，A膠與B膠的質(zhì)量比為1:5～1:11.5。

本發(fā)明的一種芯片級LED封裝用熒光膜制備方法，其進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述補(bǔ)強(qiáng)劑為乙烯基MQ硅樹脂，白炭黑，石英粉，膨潤土中的一種或幾種。

本發(fā)明的一種芯片級LED封裝用熒光膜制備方法，其進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述補(bǔ)強(qiáng)劑用量為A膠，B膠總質(zhì)量的5‰～5％。

本發(fā)明的一種芯片級LED封裝用熒光膜制備方法，其進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述增粘劑用量為A膠，B膠總質(zhì)量的0.1％～1.5％

本發(fā)明的一種芯片級LED封裝用熒光膜制備方法，其進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述熒光粉為鋁酸鹽系熒光粉，硅酸鹽系熒光粉，氮化物系熒光粉中的一種或幾種。

本發(fā)明的一種芯片級LED封裝用熒光膜制備方法，其進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述熒光粉色溫為3000K～5000K。