一种基于滚压式的热塑性树脂光转换体贴合封装LED的工艺方法技术

本发明专利技术涉及一种基于滚压式的热塑性树脂光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，它包括至少由光转换膜片的准备、光转换膜片阵列的定形和裁切、LED封装体元件的滚压贴合成型和LED封装体元件的固化成型工序构建的流程式连续工艺。本发明专利技术具有连续滚压贴合封装LED的显著优点，能够满足热塑性树脂光转换体贴合封装LED的条件需要，提高工业化批量LED封装的生产效率和优品率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光转换体封装LED
，特别是涉及一种基于滚压式的热塑性树脂光转换体贴合封装LED的工艺方法。
技术介绍
LED具有高亮度、低热量、长寿命、环保、可再生利用等优点，被称为21世纪最有发展前景的新一代绿色照明光源。目前，虽然LED的理论寿命可以达到100000小时以上，然而在实际使用中，因为受到芯片失效、封装失效、热过应力失效、电过应力失效或/和装配失效等多种因素的制约，其中以封装失效尤为突出，而使得LED过早地出现光衰或光失效的现象，这将阻碍LED作为新型节能型照明光源的前进步伐。为了解决这些问题，业界许多学者已开展了相关研究，并且提出了一些能够提高LED光效和实际使用寿命的改进措施。如近几年新发展起来的倒装LED与传统的正装LED相比，具有高光效、高可靠性和易于集成的优点，并且封装材料大幅简化，如传统正装LED封装的金线、固晶胶、支架等材料都不再需要；封装工艺流程也大幅简化，如传统正装LED封装工艺的固晶、焊线，甚至是分光等都不再需要，使得倒装LED得到越来越广泛的应用；但同时也要看到，现有倒装LED封装技术大多采用的是有机硅树脂类的光转换体与倒装LED芯片贴合的流延工艺、丝网印刷工艺、上下平板模工艺、单辊摆压工艺等，这些工艺及其相配套的封装装备均不能很好地解决有机硅树脂类光转换体存在的气孔、厚薄不均等瑕疵，造成光转换体封装LED的良品率低；同时还因生产效率低，使得产品成本居高不下。中国专利申请201010204860.9公开了“一种倒装LED芯片的封装方法”，其步骤包括：(a)通过丝网印刷把光转换体涂覆于LED芯片表面，并对光转换体进行烘烤固化；(b)把LED芯片固定在芯片基板上，使LED芯片电极与芯片基板电极键合；(c)把LED芯片和芯片基板固定在支架反射杯的杯底；(d)利用导线将已固定的芯片基板的正负电极分别与支架的正负电极连接；(e)将封模或透镜盖在固定有LED芯片和芯片基板的支架上，并充满硅胶；(f)整体结构进行烘烤固化。该方法虽然通过丝网印刷工艺来提高光转换体涂覆厚度的均匀性，提高荧光粉颗粒分布的均匀性，以达到提高良品率的目的；但还存在以下明显不足：一是丝网印刷把有机硅树脂类的光转换体涂覆于LED芯片表面，之后在烘烤固化过程中因受热过应力影响，还是会导致光转换体涂层与LED芯片的涂覆面层局部产生气泡而形成凹凸不平的瑕疵；二是将封模或透镜盖充满硅胶与涂覆有光转换体的LED芯片封装，之后整体结构进行烘烤固化过程中因受热过应力影响，还是会导致封模或透镜盖中的硅胶面层局部产生气泡而形成凹凸不平的瑕疵。因不能解决LED芯片封装过程中受热过应力的影响，必然会导致LED光效下降；三是整个LED芯片封装工艺未配备智能控制系统进行控制，直接影响良品率的提升。中国专利申请201310270747.4公开了“被覆有光转换体层的LED、其制造方法以及LED装置”，该方案包括：LED配置工序，在支撑片的厚度方向的一个面上配置LED；层配置工序，以被覆LED的方式在支撑片的厚度方向的一个面上配置光转换体层，所述光转换体层由含有通过活性能量射线的照射而固化的活性能量射线固化性树脂以及光转换体的荧光树脂组合物形成；固化工序，对光转换体层照射活性能量射线，使光转换体层固化；裁切工序，与LED对应地裁切光转换体层，从而得到具备LED、和被覆LED的光转换体层的被覆有光转换体层的LED；以及LED剥离工序，在裁切工序之后，将被覆有光转换体层的LED从支撑片剥离。该方法的目的在于提供光转换体均匀配置在LED的周围以防损伤，从而得到被覆有光转换体层的LED、以及具备该被覆有光转换体层的LED的LED装置；但还存在以下明显不足：一是光转换体的荧光树脂组合物在固化过程中，因受热过应力影响，还是会导致光转换体面层的局部产生气泡而形成凹凸不平的瑕疵；二是覆有光转换体层的LED，仍然会受到热过应力影响，导致LED使用中出现光效下降；三是整个封装工艺中的工序比较繁琐，封装LED的生产效率不高；四是上下平板模工艺，会导致倒装芯片发生位移，且又无智能控制系统进行精确控制，必然造成良品率降低。中国专利申请：201380027218.X公开了“树脂片材层合体及使用其的半导体发光元件的制造方法”，该方案所述树脂片材层合体是在基材上设置有含荧光体树脂层，所述含荧光体树脂层具有多个区块，基材具有长度方向和宽度方向，所述多个区块在长度方向上重复配置成列。虽然该方案的专利技术目的在于，通过所述树脂片材层合体，提高贴附有含荧光体树脂层的半导体发光元件的颜色和亮度的均匀性、制造的容易性、设计的自由度等，但还存在以下明显不足：一是采用的荧光体树脂片材为固化的荧光体树脂片材，将无法有效消除其中可能残留的气孔、凹凸不平或其它加工瑕疵等；二是在粘接工序中，将加压工具自半导体发光元件侧向进行加压，将会损伤半导体发光元件；三是采用荧光体树脂层中含粘接剂粘接工艺，较难清除被粘接后的半导体发光元件中的残留物，粘接过程易产生气孔，会造成良品率降低，同时，粘接层的存在还降低了LED元件的出光效率；四是与半导体发光元件的发光面粘接的荧光体树脂片材的基材没有被剥离，合直接影响半导体发光元件的光效；五是荧光体树脂层以多个区块在长度方向上重复配置成列的方式呈现，然而实现该荧光体树脂层的多个区块配置，实际操作程序繁琐，将影响整个元件的封装效率，多个块区在位置上的布置差错会直接影响后续与发光元件之间的贴合的精确度，而多个区块之间在大小与厚度方面如果再不满足一致性的要求，则可能会导致严重的产品一致性问题。综上所述，如何克服现有技术所存在的不足已成为当今于光转换体封装LED
中亟待解决的重大难题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服现有技术的不足而提供一种基于滚压式的热塑性树脂光转换体贴合封装LED的工艺方法，本专利技术具有连续滚压贴合封装LED的显著优点，能够满足热塑性树脂光转换体贴合封装LED的条件需要，提高工业化批量LED封装的生产效率和优品率。根据本专利技术提出的一种基于滚压式的热塑性树脂光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，它包括至少由光转换膜片的准备、光转换膜片阵列的滚压定形和裁切、LED封装体元件的滚压贴合成型和LED封装体元件的固化成型工序构建的流程式连续工艺，其基本步骤包括如下：步骤1，光转换膜片的准备：获取至少包括热塑性树脂和光转换材料所组成的光转换膜片；步骤2，光转换膜片阵列的滚压定形和裁切：在真空条件下，将步骤1所述的光转换膜片通过相向对准的带有凸块阵列的滚压装置1与带有凹槽阵列的滚压装置2，进行协同滚压定形和裁切，得到由带凹槽的单块光转换膜片所组成的光转换膜片阵列，该光转换膜片阵列中的各单块光转换膜片相互之间带有用于分割单块光转换膜片的切缝；步骤3，LED封装体元件的滚压贴合成型：在真空条件下，将步骤2所述光转换膜片阵列与带有载体膜片的LED倒装芯片阵列进行相向对准的滚压贴合，使所述LED倒装芯片阵列中的LED倒装芯片贴合嵌入所述光转换膜片阵列的单块光转换膜片的凹槽中，从而得到LED封装体元件；所述LED倒装芯片是指单个LED倒装芯片或LED倒装芯片组件；其中，所述LED倒装芯片组件由两个或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于滚压式的热塑性树脂光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，包括至少由光转换膜片的准备、光转换膜片阵列的滚压定形和裁切、LED封装体元件的滚压贴合成型和LED封装体元件的固化成型工序构建的流程式连续工艺，其基本步骤包括如下：步骤1，光转换膜片的准备：获取至少包括热塑性树脂和光转换材料所组成的光转换膜片；步骤2，光转换膜片阵列的滚压定形和裁切：在真空条件下，将步骤1所述的光转换膜片通过相向对准的带有凸块阵列的滚压装置1与带有凹槽阵列的滚压装置2，进行协同滚压定形和裁切，得到由带凹槽的单块光转换膜片所组成的光转换膜片阵列，该光转换膜片阵列中的各单块光转换膜片相互之间带有用于分割单块光转换膜片的切缝；步骤3，LED封装体元件的滚压贴合成型：在真空条件下，将步骤2所述光转换膜片阵列与带有载体膜片的LED倒装芯片阵列进行相向对准的滚压贴合，使所述LED倒装芯片阵列中的LED倒装芯片贴合嵌入所述光转换膜片阵列的单块光转换膜片的凹槽中，从而得到LED封装体元件；所述LED倒装芯片是指单个LED倒装芯片或LED倒装芯片组件；其中，所述LED倒装芯片组件由两个或两个以上的单个LED倒装芯片组合而成；步骤4，LED封装体元件的固化成型：在真空条件下，采用降温固化方式，将所述LED封装体元件进行固化，使得贴合在LED倒装芯片阵列上的各单块光转换膜片收缩而自然包裹，从而得到成品LED封装体元件。...

【技术特征摘要】
1.一种基于滚压式的热塑性树脂光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，包括至少由光转换膜片的准备、光转换膜片阵列的滚压定形和裁切、LED封装体元件的滚压贴合成型和LED封装体元件的固化成型工序构建的流程式连续工艺，其基本步骤包括如下：步骤1，光转换膜片的准备：获取至少包括热塑性树脂和光转换材料所组成的光转换膜片；步骤2，光转换膜片阵列的滚压定形和裁切：在真空条件下，将步骤1所述的光转换膜片通过相向对准的带有凸块阵列的滚压装置1与带有凹槽阵列的滚压装置2，进行协同滚压定形和裁切，得到由带凹槽的单块光转换膜片所组成的光转换膜片阵列，该光转换膜片阵列中的各单块光转换膜片相互之间带有用于分割单块光转换膜片的切缝；步骤3，LED封装体元件的滚压贴合成型：在真空条件下，将步骤2所述光转换膜片阵列与带有载体膜片的LED倒装芯片阵列进行相向对准的滚压贴合，使所述LED倒装芯片阵列中的LED倒装芯片贴合嵌入所述光转换膜片阵列的单块光转换膜片的凹槽中，从而得到LED封装体元件；所述LED倒装芯片是指单个LED倒装芯片或LED倒装芯片组件；其中，所述LED倒装芯片组件由两个或两个以上的单个LED倒装芯片组合而成；步骤4，LED封装体元件的固化成型：在真空条件下，采用降温固化方式，将所述LED封装体元件进行固化，使得贴合在LED倒装芯片阵列上的各单块光转换膜片收缩而自然包裹，从而得到成品LED封装体元件。2.根据权利要求1所述的一种基于滚压式的热塑性树脂光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，步骤1所述光转换膜片的准备，是指在真空加热的条件下，将至少包括热塑性树脂和光转换材料的混合浆料通过光面双辊滚压，从而得到光转换膜片。3.根据权利要求2所述的一种基于滚压式的热塑性树脂光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，所述混合浆料通过光面双辊滚压，从而制得光转换膜片，是指首先将混合浆料通过光面双辊滚压压合机A滚压成型，制得粗制光转换膜片；然后再将成型后的粗制光转换膜片通过光面双辊滚压压合机B滚压成型，制得精制光转换膜片。4.根据权利要求3所述的一种基于滚压式的热塑性树脂光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，所述粗制光转换膜片的厚度为850μm以内；精制光转换膜片的厚
\t度为800μm以内。5.根据权利要求2所述的一种基于滚压式的热塑性树脂光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，所述混合浆料通过光面双辊滚压，从而制得光转换膜片，是指将所述混合浆料通过三组或三组以上的双辊滚压成型，制得精制的光转换膜片；该精制光转换膜片的厚度为800μm以内。6.根据权利要求4或5所述的一种基于滚压式的热塑性树脂光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，步骤1所述混合浆料的温度为180～320℃。7.根据权利要求4或5所述的一种基于滚压式的热塑性树脂光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，步骤1所述混合浆料的温度为240～280℃。8.根据权利要求7所述的一种基于滚压式的热塑性树脂光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，步骤1所述光转换材料为量子点荧光体，所述光转换膜片为量子点荧光体膜片。9.根据权利要求7所述的一种基于滚压式的热塑性树脂光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，步骤1所述光转换材料为荧光粉，所述光转换膜片为荧光体膜片。10.根据权利要求9所述的一种基于滚压式的热塑性树脂光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，所述混合浆料的材质中包括粘接剂。11.根据权利要求1、4、5或10任一项所述的一种基于滚压式的热塑性树脂光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，步骤2所述通过相向对准的带有凸块阵列的滚压装置1与带有凹槽阵列的滚压装置2进行协同滚压定形和裁切，是指通过相向对准的带有凸块阵列的滚压装置1与带有凹槽阵列的滚压装置2进行同时滚压定形和裁切，即滚压定形与滚压裁切同时进行，两个功能一次实现。12.根据权利要求11所述的一种基于滚压式的热塑性树脂光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，步骤2所述通过相向对准的带有凸块阵列的滚压装置1与带有凹槽阵列的滚压装置2进行同时滚压定形和裁切，是指将所述光转换膜片通过带有凸块阵列的滚压装置1与带有凹槽阵列的滚压装置2进行滚压定形，从而得到由带凹槽的单块光转换膜片所组成的光转换膜片阵列；且所述凸块阵列的凸块外周上或/和所述凹槽阵列的凹槽外沿上设有刀口，在滚压定形的同时对所述光转换膜片进行形成切缝的滚压裁切，从而形成用于分割所述单块光转
\t换膜片的切缝。13.根据权利要求12所述的一种基于滚压式的热塑性树脂光转换体贴合封装LED的工艺方法，其特征在于，步骤2所述通过相向对准的带有凸块阵列的滚压装置1与带有凹槽阵列的滚压装置2进行同时滚压定形和裁切，是指将所述光转换膜片通过带有凸块阵列的单辊轮1和带有凹槽阵列的单辊轮2同时进行滚压定形和裁切；所述带有凸块阵列的滚压装置1为带有凸块阵列的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何锦华，
申请(专利权)人：江苏诚睿达光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32