[发明专利]一种LED连续固晶装置及其固晶方法

说明书

一种LED连续固晶装置及其固晶方法，涉及LED芯片封装。所述装置设有基板送膜系统、传动系统、点胶系统、固晶系统、加热系统和基板出膜系统；所述基板送膜系统、传动系统、点胶系统、固晶系统、加热系统和基板出膜系统依次放置于地面。所述固晶方法包括：安装和使用基板送膜系统与传动系统进行基板的传送；使用点胶系统进行基板的点胶；使用固晶系统进行基板的LED固晶；使用加热系统进行银胶的固化；使LED芯片牢牢粘合在基板上。可得到高质量的连续碳化硅陶瓷基板封装产品，实现连续碳化硅薄膜基板的板上LED芯片连续自动固晶和封装产品工业化生产，得到性能更为优越的LED成品器件。

技术领域

本发明涉及LED芯片封装，尤其是涉及一种LED连续固晶装置及其固晶方法。

背景技术

LED(Light Emitting Diode)作为一种性能优异的半导体器件，具有体积小、亮度高、寿命长、节能环保等特点。近年来，LED芯片的输出功率不断提高，对功率型LED半导体器件而言，大功率集成设计和小体积复杂结构会在短时间内积累大量热量，直接加速荧光粉量子产率下降及器件老化，缩短器件使用寿命，甚至导致芯片失效。为了将LED产生的热量更加有效地导出，必须使用高导热、低热阻的散热材料，并采用合理的封装结构，进而提高器件的散热能力。

目前市场上绝大多数的功率型LED半导体器件选用的散热基板主要分为两类：金属基板和陶瓷基板。金属基板选用金属材料如Cu、Al等，虽然成本低，但其热膨胀系数大，与芯片衬底不匹配，容易产生热应力，且需要外加绝缘层来克服其导电性；陶瓷基板材料如Al₂O₃、AlN等具有较高热导率，较低的介电常数和介电损耗，但其制备工艺复杂、成本高且难以制作导电层，因此实际应用受到限制。此外，金属基复合材料AlSiC充分结合了碳化硅陶瓷和金属铝的不同优势，具有高导热性、与芯片相匹配的热膨胀系数、密度小、重量轻，以及高硬度和高抗弯强度，但仍需额外绝缘层，电路制作工艺复杂，导致成品器件成本高，不具备价格优势。

SiC材料具有热导性能强、机械强度高、化学稳定性好、表面可氧化原位生长高绝缘层等优良特性，与金属基复合材料相比更容易同芯片衬底匹配，且无需额外制作绝缘层，与其他陶瓷材料相比更容易加工，所制得的用于大功率LED半导体器件的散热基板，能够很好解决LED的散热问题，正逐步向市场上推广。

根据申请人在中国专利CN101219788中公开的先驱体转化法与熔融纺膜法相结合制备连续SiC薄膜，利用一种特殊的碳化硅薄膜成型装置，可制备得到表面平整、均匀致密、连续的碳化硅薄膜。此外，根据申请人在中国专利CN105135876A中公开的一种加宽型自支撑硅氧碳薄膜制备装置及制备方法，可以得到加宽型自支撑硅氧碳薄膜。制得该薄膜后，通过丝网印刷制作银浆导电层，可得到连续SiC基板。基于以上工艺制得的结构功能一体化自支撑SiC薄膜陶瓷散热基板，具有高导热、高绝缘、高硬度的特点，以及与芯片相一致的热膨胀系数。在该基板上进行点胶、固晶、焊线等操作，可以获得带LED芯片的基板，从而可以涂布混有荧光粉的导热硅胶，得到COB(Chip on Board板上芯片封装)大功率LED半导体器件。

板上芯片封装是连续碳化硅基板封装的关键技术，这种封装方式结构清晰，工艺简单，成本低廉，不仅提高了封装密度，还有效降低了封装热阻，提高了发光二极管的出光效率和使用寿命，适用于同一基板多个LED芯片阵列式封装，满足大功率电子封装器件小型化和高密度封装的要求。

中国专利CN106024647A公开一种COB封装器件低成本生产工艺，通过PCB板图形化工艺代替现有的支架，省去了开模成本，提高了效率及灵活性，但其只适用于大板块的金属或陶瓷基板。而连续SiC自由薄膜基板厚度仅为8～100微米，且宽度较窄，无法应用这种图形化的封装工艺进行固晶和封装。