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CN103855284B - 一种led晶片封装方法 - Google Patents

一种led晶片封装方法 Download PDF

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Abstract

本发明适用于LED产品领域，提供了一种LED晶片的封装方法，包括：将覆晶晶片固定于真空吸附装置上；向真空吸附装置上涂覆荧光胶；将相邻覆晶晶片之间的荧光胶部分去除，保留预定厚度的荧光胶；向荧光胶表面涂覆透明封装胶，填充相邻覆晶晶片间的空缺区域，形成透明封装层，获得阵列式LED封装体；取下阵列式LED封装体；将其分割成多个LED封装单体。本发明在真空吸附装置上对覆晶晶片进行封装，整个封装体仅由覆晶晶片、荧光胶、透明封装胶组成，可靠性高、节省物料、成本低、产能高；无支架形状限制，利于大规模集成封装；可减少光子在荧光粉间的内部散射等损耗，利于提升产品亮度；晶片正负极无需镀金锡合金层，节约成本。

Description

一种LED晶片封装方法
技术领域
本发明涉及LED产品制造技术领域，尤其涉及一种LED晶片封装方法。
背景技术
传统白光LED产品的封装方式是将LED晶片通过固晶胶粘接或共晶焊接的方式固定在支架上的碗杯中，采用金线将晶片的正极连接于支架的正极，将晶片的负极连接于支架的负极，再向碗杯中填充符合目标色区的荧光胶。由于支架、荧光胶、用于粘接晶片的胶体的热膨胀系数不同，容易在支架、荧光胶、金线、胶体等方面出现可靠性问题；且LED支架种类繁多，粘接晶片和支架正负极的材质多为PPA，PCT及EMC材质，其耐高温性，气密性均有较大缺陷，进而影响LED产品的可靠性。虽然陶瓷支架具有较好的耐高温性和较好的气密性，但支架成本接近晶片成本，且陶瓷支架封装LED制费昂贵，设备投入大，导致陶瓷支架的LED产品产能小，价格高。因此，支架封装结构的LED产品在可靠性，使用寿命，制造成本及价格方面的缺陷均是LED产品替代传统照明产品的较大阻碍。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED晶片的封装方法，旨在提高LED产品的可靠性，保证其较长的使用寿命，同时降低成本，提高产能。
本发明是这样实现的，一种LED晶片的封装方法，包括下述步骤：
将若干个覆晶晶片置于真空吸附装置上，通过对真空吸附装置进行抽真空将各所述覆晶晶片吸附固定；
向所述真空吸附装置上涂覆荧光胶，将各所述覆晶晶片覆盖；
将相邻的两所述覆晶晶片之间的荧光胶部分祛除，保留预定厚度的荧光胶，所述预定厚度的荧光胶的厚度小于所述覆晶晶片上方的荧光胶厚度，所述预定厚度的荧光胶的厚度为20微米；
向所述荧光胶表面涂覆透明封装胶，使所述透明封装胶填充相邻覆晶晶片间的空缺区域，并在所述荧光胶之上形成透明封装层，获得阵列式LED封装体；
将所述阵列式LED封装体从所述真空吸附装置上取下；
对各所述覆晶晶片的底部电极进行蒸镀金属扩展电极的操作；
在各所述覆晶晶片底部的正负电极之间及正负扩展电极之间填充防焊胶；
将所述阵列式LED封装体分割成多个LED封装单体。
本发明与传统采用支架封装的方法相比，具有如下优点：
第一、直接在真空吸附装置上对覆晶晶片进行封装，整个封装体仅由覆晶晶片、荧光胶、透明封装胶组成，省去支架、金线等物料，且覆晶晶片、荧光胶和透明封装胶性能均极稳定，可靠性远高于支架和金线的封装模式，进而避免由于支架和胶体的热膨胀系数不同而导致的产品可靠性问题，保证其超长的使用寿命，并可节约大量成本，提高产能；
第二、采用真空吸附装置吸附覆晶晶片，易操作，装置可重复利用；
第三、荧光胶和透明封装胶的涂覆过程在装置上进行，与采用点胶机向碗杯内一一点胶的方法相比，物料利用率高，降低了封装成本；
第四、仅对覆晶晶片进行荧光胶和透明封装胶的涂覆，无支架形状的限制，封装过程更加简单，利于LED产品的大规模集成封装，利于封装器件的成本降低；
第五、荧光胶直接涂覆于覆晶晶片表面，不同于支架碗杯承载荧光胶的方式，大量减少光子在荧光粉间的内部散射等损耗，利于提升产品的亮度；
第六、由于不采用支架承载晶片，覆晶晶片底部正负极无需昂贵的一定厚度(3μm左右)的金锡合金层(传统方法需要在晶片底部设置金锡合金层焊接于支架上)，大幅节约了成本。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的LED晶片的封装方法流程图；
图2a是与LED晶片的封装方法相对应的封装结构示意图(一)；
图2b是与LED晶片的封装方法相对应的封装结构示意图(二)；
图2c是与LED晶片的封装方法相对应的封装结构示意图(三)；
图2d是与LED晶片的封装方法相对应的封装结构示意图(四)；
图2e是图2d中A区域的放大图；
图2f是与LED晶片的封装方法相对应的封装结构示意图(六)；
图2f’是与LED晶片的封装方法相对应的封装结构示意图(七)；
图2g是与LED晶片的封装方法相对应的封装结构示意图(八)；
图2h是与LED晶片的封装方法相对应的封装结构示意图(九)；
图2h’是与LED晶片的封装方法相对应的封装结构示意图(十)；
图2i是与LED晶片的封装方法相对应的封装结构示意图(十一)；
图2j是与LED晶片的封装方法相对应的封装结构示意图(十二)；
图3是本发明第二实施例提供的LED晶片的封装方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一：
图1示出了本发明第一实施例提供的LED晶片的封装方法的流程图，图2a～2e示出了与该方法对应的产品封装结构图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。
结合图1，本发明实施例提供的LED晶片的封装方法包括下述步骤：
步骤S101，将覆晶晶片1置于真空吸附装置2上，通过对真空吸附装置2进行抽真空将所述覆晶晶片1吸附固定；如图2a，如图2b；
在本实施例中，采用的真空吸附装置2具有一抽真空的通道21，自装置的表面向内开有与抽真空通道21连通的阵列式的抽真空孔位22，覆晶晶片1与抽真空孔位22一一对应。
步骤S102，向真空吸附装置2上涂覆荧光胶3，将覆晶晶片1覆盖；如图2c；
在本实施例中，涂覆的荧光胶3形成具有一定厚度的层状结构，将覆晶晶片1完全包裹在内，不需单独对每个覆晶晶片1涂覆荧光胶。
步骤S103，将相邻覆晶晶片1之间的荧光胶部分祛除，保留预定厚度的荧光胶31；如图2d，图2e；
步骤S104，向荧光胶3表面涂覆透明封装胶4，使透明封装胶4填充相邻覆晶晶片1间的空缺区域，并在荧光胶3之上形成透明封装层，获得阵列式LED封装体；如图2f和图2f’；
在本实施例中，透明封装层可以是平面结构，如图2f，也可以是透镜阵列结构，如图2f’，透镜阵列结构的每个透镜41与覆晶晶片1一一对应。
步骤S105，将阵列式LED封装体从真空吸附装置2上取下；如图2g；
步骤S106，将阵列式LED封装体分割成多个LED封装单体；如图2h和图2h’。
经过步骤S101～S106，可获得分离的LED封装单体，每个LED封装单体包括一个覆晶晶片1，于该覆晶晶片1的外围包覆有荧光胶3，于荧光胶3之外设有透明封装胶4，荧光胶的正面与侧面以不小于90°的夹角相交，覆晶晶片1的底部电极11外露，用于与应用端的电极焊接。
在本发明实施例的步骤S103中，可以采用物理或化学方法祛除相邻覆晶晶片1之间的荧光胶，保留一定厚度(10～100μm，优选20μm)的荧光胶31，用于保护装置2，防止装置被损伤；另外，若要先将涂覆好荧光胶3的整体完全分割，为了避免损伤装置，通常将封装产品取下，在装置外将晶片间的荧光胶全部去除，然后再放到装置2上进行透明封装胶4的涂覆工作，这样需要将大量单个的LED封装件一一放置于装置并按照预设间距放置，是极其复杂的过程；若在装置上进行完全分割，装置就会被损伤，需要采用其他物料将其修复，必然造成装置2表面凸凹不平，影响后续操作。因此，将相邻覆晶晶片间的荧光胶保留一定厚度，就可以避免上述问题，且不会增加成本或增加工艺难度，易操作，效果好。
作为本发明的另一种实施例，还可以对覆晶晶片1的底部电极11进行蒸镀金属扩展电极的操作，具体如实施例二所述。
实施例二：
图3示出了本发明第二实施例提供的LED晶片的封装方法的流程图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。
本发明实施例提供的LED晶片的封装方法包括下述步骤：
步骤S201，将覆晶晶片1置于真空吸附装置2上，通过对真空吸附装置2进行抽真空将所述覆晶晶片1吸附固定；如图2a，图2b；
步骤S202，向真空吸附装置2上涂覆荧光胶3，将覆晶晶片1覆盖；如图2c；
步骤S203，将相邻覆晶晶片1之间的荧光胶部分祛除，保留预定厚度的荧光胶31；如图2d和图2e；
步骤S204，向荧光胶3表面涂覆透明封装胶4，使透明封装胶4填充相邻覆晶晶片1间的空缺区域，并在荧光胶3之上形成透明封装层，获得阵列式LED封装体；如图2f和图2f’；
透明封装层可以是平面结构，如图2f，也可以是透镜阵列结构，如图2f’，透镜阵列结构的每个透镜41与覆晶晶片1一一对应。
步骤S205，将阵列式LED封装体从真空吸附装置上取下；如图2g；
步骤S206，对覆晶晶片1的底部电极11进行蒸镀金属扩展电极操作；如图2i；
通过对底部电极11进行蒸镀金属扩展电极操作，获得扩展电极12，其材料可选择金或银等，厚度可以为0.05～3μm。通过蒸镀扩展电极使电极更大，更易进行后续贴片操作。
步骤S207，将阵列式LED封装体分割成多个LED封装单体。
该LED封装单体的结构如图2j所示，当然，该封装单体的透明封装层也可以是透镜结构。
该实施例二与实施例一的主要区别在于对覆晶晶片底部电极11的处理，通过实施例一和实施例二可以获得底部没有扩展电极和具有扩展电极的LED封装单体，用于满足不同应用端的需求。
进一步地，还可以在覆晶晶片底部的正负电极之间及正负扩展电极之间填充防焊胶，以防止电极短路。
综合上述实施例一和实施例二所述的方法，本发明与传统采用支架封装的方法相比，具有如下优点：
第一、直接在真空吸附装置上对覆晶晶片进行封装，整个封装体仅由覆晶晶片、荧光胶、透明封装胶组成，省去支架、金线等物料，且覆晶晶片、荧光胶和透明封装胶性能均极稳定，可靠性远高于支架和金线的封装模式，进而避免由于支架和胶体的热膨胀系数不同而导致的产品可靠性问题，保证其超长的使用寿命，并可节约大量成本，提高产能；
第二、采用真空吸附装置吸附覆晶晶片，易操作，装置可重复利用；
第三、荧光胶和透明封装胶的涂覆过程在装置上进行，与采用点胶机向碗杯内一一点胶的方法相比，物料利用率高，降低了封装成本；
第四、仅对覆晶晶片进行荧光胶和透明封装胶的涂覆，无支架形状的限制，封装过程更加简单，利于LED产品的大规模集成封装，利于封装器件的成本降低；
第五、荧光胶直接涂覆于覆晶晶片表面，不同于支架碗杯承载荧光胶的方式，大量减少光子在荧光粉间的内部散射等损耗，利于提升产品的亮度；
第六、由于不采用支架承载晶片，覆晶晶片底部正负极无需昂贵的一定厚度(3μm左右)的金锡合金层(传统方法需要在晶片底部设置金锡合金层焊接于支架上)，仅需蒸镀金层或银层即可与应用端锡膏等焊料焊接，大幅节约了成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种LED晶片的封装方法，其特征在于，包括下述步骤：
将若干个覆晶晶片置于真空吸附装置上，通过对真空吸附装置进行抽真空将各所述覆晶晶片吸附固定；
向所述真空吸附装置上涂覆荧光胶，将各所述覆晶晶片覆盖；
将相邻的两所述覆晶晶片之间的荧光胶部分祛除，保留预定厚度的荧光胶，所述预定厚度的荧光胶的厚度小于所述覆晶晶片上方的荧光胶厚度，所述预定厚度的荧光胶的厚度为20微米；
向所述荧光胶表面涂覆透明封装胶，使所述透明封装胶填充相邻覆晶晶片间的空缺区域，并在所述荧光胶之上形成透明封装层，获得阵列式LED封装体；
将所述阵列式LED封装体从所述真空吸附装置上取下；
对各所述覆晶晶片的底部电极进行蒸镀金属扩展电极的操作；
在各所述覆晶晶片底部的正负电极之间及正负扩展电极之间填充防焊胶；
将所述阵列式LED封装体分割成多个LED封装单体。
2.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，通过蒸镀金属扩展电极形成的扩展电极的厚度为0.05～3μm。
3.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述真空吸附装置具有一抽真空通道，自所述真空吸附装置的表面开有与所述抽真空通道连通的阵列式的抽真空孔位，所述覆晶晶片与所述抽真空孔位一一对应。
4.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述透明封装层为平面结构。
5.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述透明封装层为透镜阵列结构，所述透镜阵列结构的每个透镜与所述覆晶晶片一一对应。
6.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述荧光胶的正面与侧面以不小于90°的夹角相交。
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