一种通过压印光刻技术制备LED支架的材料及方法技术

本发明专利技术公开了一种LED支架的制备技术，具体涉及制备工艺及相关材料技术。本发明专利技术提供的LED支架的制备技术，包含：在已布好线路的印刷线路板(PCB)或引脚上涂覆液态压印胶，通过压印模板，原位获得大面积制造LED支架。所用压印模板为柔性复合模具,在外电场或真空作用下，模板与衬底保形接触，实现液态压印胶的图形化，光照后液态压印胶固化，进而脱模显影。所用液态压印胶由环氧树脂、丙烯酸酯、填料、颜料、光引发剂以及固化剂等所组成。所得LED支架可以进一步切割使用，或直接大面积使用。

【技术实现步骤摘要】
一种通过压印光刻技术制备LED支架的材料及方法
本专利技术涉及在PCB板上或引脚上大面积制造LED支架的压印光刻技术及相关材料。通过压印光刻技术，可大面积原位制备从毫米到微米尺度的LED支架。采用液态压印胶，可以快捷、无废料的实现固化性优异，粘接性能良好，可靠性优异的LED支架。
技术介绍
传统LED器件主要使用热塑性(ThermoplasticPlastics)塑料包封支架,树脂材料多为PPA、PA6T、PA9T、PCT等,由于采用注塑加工，流道物料存在反复加工，导致工序长、性能劣化，由此类热塑性塑料包封支架封装的LED器件存在散热、气密性、耐热、耐光衰性能较差等问题。采用环氧塑封料(EMC)模塑制备的LED支架，虽然在可靠性测试及使用过程中表现优异，但存在物料浪费、成本高，以及工序复杂等问题。通过上述方法制备的LED支架进而固晶、焊线、封装后，需要进一步焊接到PCB板上，存在工序长，物料、能源浪费严重等问题。近年来，随着小间距LED显示、芯片级封装(CSP)的发展，LED支架不断小型化，同时PCB板上直接加工的需求逐渐加大。通过模压法制备的小间距LED存在模压、切割、焊接等工序，存在物料浪费、工序复杂、焊接困难、可靠性低等问题。可见，目前为止，LED支架的制备存在制程繁杂、物料能源浪费、集成度低、可靠性不高等一系列问题。而另一方面，LED支架所用材料主要集中在可注塑的热塑性树脂，以及热固化的环氧树脂基和硅树脂基模塑料。加工过程普遍存在物料及能源浪费严重、可靠性难以保证等问题。
技术实现思路
为了克服现有技术及材料的缺点，本专利技术的目的在于提供一种压印光刻技术及相应材料技术，可以大规模制造不同尺寸的LED支架，同时解决支架材料的物料能耗浪费及可靠性问题。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种通过压印光刻技术制备LED支架的方法，采用压印光刻设备，在印刷线路板(PCB)或引脚上涂覆、固化压印胶。其中，压印光刻设备包括柔性复合模具A(1-4)、承载台8、以及气动、电动、真空、静电系统。压印胶为液态或固态材料，包含树脂、填料、功能性助剂、感光助剂以及固化组分。所述的压印光刻方法，包括以下步骤：模具安装、样品安装、压印胶的涂覆及压印、光固化(曝光)、脱模、显影以及后固化等过程，也可不进行显影以及后固化过程。所述的模具及样品安装，柔性复合模具A通过真空吸附在电控机械手上，将待加工管脚或PCB板安装在样品承载台8上。所述的电控机械手，可以程序控制真空吸附及解吸附，实现对柔性复合模具从中间或侧边开始的吸附及解吸附。所述的压印胶的涂覆，可以通过丝网印刷、喷墨、喷胶、点胶、热压延技术、以及真空注胶等中的一种或多种方法，将压印胶涂覆到管脚或PCB板上。所述的压印光刻过程，压印胶的涂覆及压印过程可以分步或同时进行。压印过程可以采用静电吸附技术或真空吸附、同时真空灌胶，以及二者的组合技术。所述的静电吸附技术过程包括以下步骤：将柔性复合模具与涂覆好压印胶的样品之间调整为10微米到500微米的间隔，在样品与柔性复合模具之间施加220V-1000V静电场，电控机械手按程序从中间向四边释放真空吸附，在静电吸引力作用下，液体压印胶从中间开始完全填充模具，柔性复合模具同时紧贴样品表面，避免气泡生成，形成无间隙漏胶的压印胶图形化。所述的真空吸附过程包括以下步骤：将柔性复合模具与涂覆好压印胶的样品在电控机械手作用下，从一个侧边开始逐渐贴合并加载真空系统，在负压作用下，液体压印胶从一侧边开始完全填充模具，柔性复合模具同时逐渐紧贴样品表面，形成无间隙漏胶的压印胶图形化。所述的真空吸附注胶过程包括以下步骤：将柔性复合模具与样品在电控机械手作用下贴合，加载真空系统，液体压印胶从一侧边真空注胶到完全填充模具，形成无间隙漏胶的压印胶图形化。所述的压印胶的光固化技术，选择紫外及可见光敏感性光固化压印胶，在光照下固化。光照时间依据所用压印胶的不同，可曝光从10秒到5分钟。所述的压印胶的脱模过程，电控机械手将柔性复合模具从一侧开始真空吸附，使得柔性复合模具与固化的压印胶逐渐脱离，避免脱模困难。所述的压印胶的显影过程，利用溶剂，如丙酮、碳酸二甲酯、乙醇、碱性水溶液等中的一种或多种，将残余的未固化压印胶清除干净。所述的压印胶的后固化过程，利用加热、红外线或者微波等技术，实现压印胶的完全固化。所述的柔性复合模具包含透明背衬层1、透明导电层2、透明功能层3，以及紫外反射(吸收)层4等四层。柔性复合模具的透明背衬层采用有机玻璃(PMMA)、聚碳酸酯、聚酯、光学玻璃、石英玻璃、蓝宝石等。柔性复合模具的透明导电层采用氧化铟锡(ITO)、参杂的二氧化锡(FTO)、纳米金属或导电填料复合的聚合物导电材料。柔性复合模具的透明功能层采用硬质聚二甲基硅氧烷(PDMS)、疏水改性的透明环氧树脂、疏水改性交联型透明丙烯酸酯材料、透明含氟材料。柔性复合模具的紫外反射(吸收)层采用疏水处理的金属镀层、混合银、镍、碳粉、石墨粉等的硬质聚二甲基硅氧烷、含氟高分子材料等。压印胶采用环氧树脂、丙烯酸酯、聚氨酯、乙烯基酯树脂、乙烯基醚树脂等中的一种或多种与功能性材料配合而成。所述的环氧树脂为脂肪族、芳香族、含杂原子的环氧树脂中的一种或多种。包含但不限于，双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸、氢化双酚A缩水甘油醚、六氢苯酐缩水甘油酯、苯酐缩水甘油酯、偏苯三缩水甘油酯、异氰酸三缩水甘油酯、双酚A缩水甘油醚、双酚F缩水甘油醚、双酚S缩水甘油醚、邻甲酚环氧树脂等中的一种或多种。所述的丙烯酸酯为单官能团、双官能团、多官能团的一种或多种。包含但不限于，三环[5.2.1.02,6]癸烷二甲醇丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸异冰片酯、乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯、丁二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯丙烯酸聚酯、丙烯酸聚氨酯、丙烯酸环氧树脂、丙烯酸聚醚树脂等中的一种或多种所述的聚氨酯为含聚酯、聚醚结构的脂肪族或芳香族聚合物，包含羟基、丙烯酸酯基或异氰酸酯基团。所述的功能性材料包含反射物、着色物、增强物、界面处理剂、离子吸附剂、光引发剂、光稳定剂、抗老化剂、脱模剂。反射物包含但不限于，氧化钛、氧化锆、氧化锌、氧化铝等中的一种或多种。所述的增强物包含但不限于，石英粉、硅微粉、无定形硅微粉、球形硅微粉、碳酸钙、玻璃纤维、矿物纤维、滑石粉、云母粉以及粘土等中的一种或多种。所述的界面处理剂包含但不限于，有机硅氧烷、有机钛以及有机铬等中的一种或多种。所述的光引发剂包含但不限于，安息香及其衍生物、苯乙酮衍生物、芳香酮类、多烯烃-硫醇类、硫杂蒽酮、烷基金属类、金属羰基化合物、阳离子光引发剂类。附图说明图1为本实施例流程图，图1A为柔性复合模具示意图，图1B为置于承载台上的光固化后的LED支架示意图，图1C为显影后的LED支架示意图。具体实施方式下面，示出实施例，具体地说明本专利技术，但本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过压印光刻技术制备LED支架的方法，采用压印光刻设备，在印刷线路板(PCB)或引脚上涂覆、固化压印胶，其特征在于，1)压印光刻设备包括柔性复合模具A(1‑4)、承载台8、以及气动、电动、真空、静电系统。2)压印胶为液态或固态材料，包含树脂、填料、功能性助剂、感光助剂以及固化组分。

【技术特征摘要】
1.一种通过压印光刻技术制备LED支架的方法，采用压印光刻设备，在印刷线路板(PCB)或引脚上涂覆、固化压印胶，其特征在于，1)压印光刻设备包括柔性复合模具A(1-4)、承载台8、以及气动、电动、真空、静电系统。2)压印胶为液态或固态材料，包含树脂、填料、功能性助剂、感光助剂以及固化组分。2.根据权利要求1所述的压印光刻方法，其特征在于，包括以下步骤：模具安装、样品安装、压印胶的涂覆及压印、光固化(曝光)、脱模、显影以及后固化等过程，也可不进行显影以及后固化过程。3.根据权利要求2所述的模具及样品安装，其特征在于，柔性复合模具A通过真空吸附在电控机械手上，将待加工管脚或PCB板安装在样品承载台8上。4.根据权利要求3所述的电控机械手，其特征在于，此机械手可以程序控制真空吸附及解吸附，实现对柔性复合模具从中间或侧边开始的吸附及解吸附。5.根据权利要求2所述的压印胶的涂覆，其特征在于，可以通过丝网印刷、喷墨、喷胶、点胶、热压延技术、以及真空注胶等中的一种或多种方法，将压印胶涂覆到管脚或PCB板上。6.根据权利要求2所述的压印光刻过程，其特征在于，压印胶的涂覆及压印过程可以分步或同时进行。压印过程可以采用静电吸附技术或真空吸附、同时真空灌胶，以及二者的组合技术。7.根据权利要求6所述的静电吸附技术过程，其特征在于，包括以下步骤：将柔性复合模具与涂覆好压印胶的样品之间调整为10微米到500微米的间隔，在样品与柔性复合模具之间施加静电场，电控机械手按程序从中间向四边释放真空吸附，在静电吸引力作用下，液体压印胶从中间开始完全填充模具，柔性复合模具同时紧贴样品表面，形成无间隙漏胶的压印胶图形化。8.根据权利要求6所述的真空吸附过程，其特征在于，包括以下步骤：将柔性复合模具与涂覆好压印胶的样品在电控机械手作用下，从一个侧边开始逐渐贴合并加载真空系统，在负压作用下，液体压印胶从一侧边开始完全填充模具，柔性复合模具同时逐渐紧贴样品表面，形成无间隙漏胶的压印胶图形化。9.根据权利要求6所述的真空吸附注胶过程，其特征在于，包括以下步骤：将柔性复合模具与样品在电控机械手作用下贴合，加载真空系统，液体压印胶从一侧边真空注胶到完全填充模具，形成无间隙漏胶的压印胶图形化。10.根据权利要求2所述的压印胶的光固化技术，其特征在于，选择紫外及可见光敏感...

【专利技术属性】
技术研发人员：余英丰，郑辉，顾炜，
申请(专利权)人：上海隆因诺光电有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31