[发明专利]一种芯片级LED封装设备、方法以及荧光膜制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种芯片级LED封装设备、封装方法以及荧光膜制备方法，属于半导体技术领域。

背景技术

半导体照明技术是21世纪最具发展前景的高科技领域之一，其中发光二极管(Lighting Emitting Diodes，简称LED)是其核心技术之一。理论预计，半导体LED照明灯具的发光效率可以达到甚至超过白炽灯的10倍，日光灯的2倍。目前LED被广泛应用于各种领域，包括背光单元、汽车、电信号、交通灯、照明装置等。随着科技的进步以及发光效率的进一步提高，其应用领域也在进一步得到拓宽，在不久的将来LED必将替代传统的照明光源，成为新一代的绿色光源。

在整个LED产业链中，LED制造成本50％集中在封装上，因此封装在器件成本中占了很大比重。当前市场上主流的商品化LED由基板、芯片、荧光粉、金属线、硅胶透镜等组成，其封装工艺流程为：扩晶→固晶→焊线→涂覆荧光粉→灌胶→检测。通过点胶工艺在LED芯片上涂覆荧光粉与硅胶的混合体层是LED封装技术中的关键环节，工艺上主要需要监控胶头与芯片距离，点胶量等参数，但是这样涂覆荧光粉存在致命缺点，通过点胶得到的荧光粉层结构不均匀。批量生产时，由于点胶后停留时间不一致，导致荧光胶沉降程度不同，造成荧光粉层结构不均匀，封装后色温、光色漂移。

目前，业界采取多种措施来改进荧光粉和胶混合物的涂覆量及涂覆方式，如部分公司通过改进点胶机设备的原理来保证荧光粉及胶的量的一致性，这就增加了封装厂家设备资金投入，虽然在一定程度上对产品的品质有改善，但将大幅度增加产品的生产成本。同时，该设备仍然难以从根本上解决胶体性能随时间变化而导致涂覆量难以控制的问题。其次封装过程需要采用金属引线引出LED芯片的P极和N极，一旦金属引线断裂，容易引起LED失效，降低了LED的可靠性。

随着LED在器件材料、芯片工艺、封装制程技术等方面的研究不断进步，尤其是倒装芯片的逐渐成熟与荧光粉涂覆技术的多样化，一种新的芯片尺寸级封装CSP(Chip Scale Package)技术应运而生。CSP具有诸多优点：1.稳定性更好，没有了金线和支架，故障率更低。安装、运输、储存过程中损坏的几率大幅降低，生产损耗降低。2.尺寸更小，光密度更高，更利于光的控制。3.热阻更低，直接接触芯片底部镀焊盘，减少热阻层。4.灵活性更好，可以任意组合成各种功率和串并数。5.性价比更高，减少了支架和硅胶的用量，减少了封装这一流通环节，整体成本降低。

CSP封装的核心技术是制备荧光膜。目前荧光膜制备技术掌握在国外大型半导体企业手中，国内涉及该领域的LED封装企业较少，能够满足批量供货的厂家暂时还不多，因而开发荧光膜的生产工艺显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于开发一种芯片级LED封装设备、封装方法以及荧光膜制备方法，以解决目前CSP封装难以规模化生产的问题。采用该工艺封装，工艺简单，性能优良，有效降低了封装成本。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种芯片级LED封装用荧光膜制备方法，其包括以下步骤：

(1)依次称取A型硅胶、B型硅胶、补强剂、增粘剂、荧光粉，利用搅拌机将其搅拌均匀；

(2)将混合均匀的硅胶与荧光粉的混合物放入真空脱泡机中进行真空脱泡；

(3)将脱泡后的混合物注入模具中并摊铺均匀，对其再次进行真空脱泡；

(4)将脱泡后的模具放入烘箱中加热，半固化成膜，脱模后即得荧光膜。

本发明的一种芯片级LED封装用荧光膜制备方法，其进一步的技术方案是所述的A型硅胶、B型硅胶均为本公司研发的高折射率加成型液体硅胶，A胶与B胶的质量比为1:5～1:11.5。

本发明的一种芯片级LED封装用荧光膜制备方法，其进一步的技术方案是所述补强剂为乙烯基MQ硅树脂，白炭黑，石英粉，膨润土中的一种或几种。

本发明的一种芯片级LED封装用荧光膜制备方法，其进一步的技术方案是所述补强剂用量为A胶，B胶总质量的5‰～5％。

本发明的一种芯片级LED封装用荧光膜制备方法，其进一步的技术方案是所述增粘剂用量为A胶，B胶总质量的0.1％～1.5％

本发明的一种芯片级LED封装用荧光膜制备方法，其进一步的技术方案是所述荧光粉为铝酸盐系荧光粉，硅酸盐系荧光粉，氮化物系荧光粉中的一种或几种。

本发明的一种芯片级LED封装用荧光膜制备方法，其进一步的技术方案是所述荧光粉色温为3000K～5000K。