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一种高色域CSP LED及其制作工艺

阅读：607发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种高色域CSP LED及其制作工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种高色域 CSP LED及其制作工艺，该制作工艺包括：将芯片排列成矩阵结构；将白墙膜与排列好的芯片进行热压，使用定高片对白墙膜定高后，放置到氮气烤箱中进行烘烤；将定位玻璃置于印刷工作台上，并在定位玻璃上设置丝网，使所有芯片均位于丝网网孔中心处；使用印刷机在芯片表面均匀印刷荧光胶，取下丝网，烘烤使荧光胶固化；在芯片和白墙膜的表面热压透明膜并在控制厚度后，将带有透明膜的定位玻璃放置到氮气烤箱中进行烘烤；切割上述工件，得到CSP LED灯珠。本发明通过丝网印刷的方式将荧光胶印刷在芯片的出光面，并在烘烤之后使用透明膜覆盖，整个过程无需将荧光胶与水接触，进而避免对制成的CSP LED灯珠光电特性造成影响，同时避免机器损伤。，下面是一种高色域CSP LED及其制作工艺专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种高色域CSP LED制作工艺，其特征在于，包括：
将芯片排列成矩阵结构，所述芯片的出光面朝上，芯片的电极通过固晶膜贴合于定位玻璃上；
将预制好的白墙膜与排列好的芯片进行热压，使用定高片对白墙膜定高后，将带有白墙膜和芯片的定位玻璃放置到氮气烤箱中进行烘烤；
烘烤结束后将带有芯片的定位玻璃置于印刷工作台上，并在定位玻璃上设置丝网，使所有芯片均位于丝网网孔中心处；
使用印刷机在芯片表面均匀印刷荧光胶，荧光胶印刷完成后，取下丝网，烘烤使荧光胶固化；
在芯片和白墙膜的表面热压透明膜并在控制厚度后，将带有透明膜的定位玻璃放置到氮气烤箱中进行烘烤；
利用划片机切割上述工件，得到CSP LED灯珠。
2.如权利要求1所述的一种高色域CSP LED制作工艺，其特征在于，排列芯片时，所述芯片的排列精度为±10μm，角度偏转小于1°，芯片与芯片之间的间距为0.376 0.466mm。
~
3.如权利要求1所述的一种高色域CSP LED制作工艺，其特征在于，所述固晶膜为两面均涂刷有热解胶的PET膜，所述热解胶的厚度为2μm-5μm。
4.如权利要求1所述的一种高色域CSP LED制作工艺，其特征在于，所述白墙胶采用有机硅、环氧树脂和二氧化钛中的一种或两种。
5.如权利要求1所述的一种高色域CSP LED制作工艺，其特征在于，在热压完所述白墙膜之后，采用溶剂擦拭的方式将芯片表面的白墙胶膜去除，使所有芯片出光面均裸露。
6.如权利要求1所述的一种高色域CSP LED制作工艺，其特征在于，所述使用印刷机在芯片表面均匀印刷荧光胶的步骤包括：
通过丝杆控制印刷机的刮刀下降，同时利用光栅尺测量刮刀位置；
当刮刀接触丝网时停止下降，通过刮刀的注胶口均匀喷出荧光胶；
喷胶同时，刮刀以5-10mm/s的速度匀速前进，从而在芯片表面印刷荧光胶。
7.如权利要求1或6所述的一种高色域CSP LED制作工艺，其特征在于，所述荧光胶包括苯基硅胶和氟化物荧光粉，其中，氟化物荧光粉的含量为30% 60%。
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8.如权利要求1所述的一种高色域CSP LED制作工艺，其特征在于，利用划片机对相邻两组芯片之间的区域进行横向和纵向划切，并控制芯片四周的荧光胶的壁厚为0.1-0.2mm。
9.如权利要求1或8所述所述的一种高色域CSP LED制作工艺，其特征在于，所述划片机的切割刀厚度为0.06-0.1mm，切割刀的刀片转速为20000-30000rpm，划切速度为30mm/s。
10.一种高色域CSP LED，采用如权利要求1 9中任意一项所述的高色域CSP LED制作工~
艺制成，其特征在于，包括：芯片、设置在芯片两侧并与芯片热压式连接的白墙胶、设置在所述芯片的出光面上的荧光胶和覆盖在荧光胶和白墙胶表层的透明膜。

说明书全文

一种高色域CSP LED及其制作工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及CSP（Chip Scale Package，芯片级尺寸封装）领域，特别涉及一种高色域CSP LED及其制作工艺。

背景技术

[0002] 传统LED的封装，通常使用InGaN蓝光芯片加上YAG黄色荧光粉，色域只能控制在NTSC 65%-72%。而色域覆盖主要由红、绿、蓝三基色覆盖范围决定，覆盖范围越广，色域越高。传统LED只有InGaN蓝色比例覆盖范围，所以色域覆盖较小，不能满足高色彩品质要求的医疗及工业显示器需求。基于LED高光效、低碳环保、节能的特点，目前市面上大部分LCD电视、手机已采用LED作为背光源。

[0003] 同时，为了满足LED背光光源高色域覆盖率的需求，业内正逐步导入一些窄半波宽的新荧光材料，例如氟化物（KSF）荧光粉、量子点荧光粉。氟化物荧光粉比传统氮化物荧光粉形成的半波宽更窄，可有效地形成高色域产品，使LED显示图像更清晰，色彩更丰富。此外，拥有NTSC85%-100%色域范围的KSF荧光粉可以达到量子点电视的显色效果。与高昂的量子点技术成本相比，KSF荧光粉技术更加成熟，是显示市场主流的高色域解决方案。目前商业化氟化物CSP灯珠基本都是在芯片表面覆盖氟化物荧光膜，然后在荧光膜表面压制透明硅胶保护层，最后切割得到单颗独立CSP。但是该方式仍然不可避免造成氟化物荧光粉与水接触，从而影响灯珠的光电特性以及造成机器损伤。

发明内容

[0004] 本发明提供一种高色域CSP LED及其制作工艺，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供一种高色域CSP LED制作工艺，包括：将芯片排列成矩阵结构，所述芯片的出光面朝上，芯片的电极通过固晶膜贴合于定位玻璃上；将预制好的白墙膜与排列好的芯片进行热压，使用定高片对白墙膜定高后，将带有白墙膜和芯片的定位玻璃放置到氮气烤箱中进行烘烤；烘烤结束后将带有芯片的定位玻璃置于印刷工作台上，并在定位玻璃上设置丝网，使所有芯片均位于丝网网孔中心处；使用印刷机在芯片表面均匀印刷荧光胶，荧光胶印刷完成后，取下丝网，烘烤使荧光胶固化；在芯片和白墙膜的表面热压透明膜并在控制厚度后，将带有透明膜的定位玻璃放置到氮气烤箱中进行烘烤；利用划片机切割上述工件，得到CSP LED灯珠。

[0006] 作为优选，排列芯片时，所述芯片的排列精度为±10μm，角度偏转小于1°，芯片与芯片之间的间距为0.376 0.466mm。~

[0007] 作为优选，所述固晶膜为两面均涂刷有热解胶的PET膜，所述热解胶的厚度为2μm-5μm。

[0008] 作为优选，所述白墙胶采用有机硅、环氧树脂和二氧化钛中的一种或两种。

[0009] 作为优选，在热压完所述白墙膜之后，采用溶剂擦拭的方式将芯片表面的白墙胶膜去除，使所有芯片出光面均裸露。

[0010] 作为优选，所述溶剂采用乙醇、丙酮和甲苯中的一种或多种。

[0011] 作为优选，所述使用印刷机在芯片表面均匀印刷荧光胶的步骤包括：通过丝杆控制印刷机的刮刀下降，同时利用光栅尺测量刮刀位置；当刮刀接触丝网时停止下降，通过刮刀的注胶口均匀喷出荧光胶；喷胶同时，刮刀以5-10mm/s的速度匀速前进，从而在芯片表面印刷荧光胶。

[0012] 作为优选，所述荧光胶包括苯基硅胶和氟化物荧光粉，其中，氟化物荧光粉的含量为30% 60%。~

[0013] 作为优选，利用划片机对相邻两组芯片之间的区域进行横向和纵向划切，并控制芯片四周的荧光胶的壁厚为0.1-0.2mm。

[0014] 作为优选，所述划片机的切割刀厚度为0.06-0.1mm，切割刀的刀片转速为20000-30000rpm，划切速度为30mm/s。

[0015] 本发明还提供一种高色域CSP LED，包括：芯片、设置在芯片两侧并与芯片热压式连接的白墙胶、设置在所述芯片的出光面上的荧光胶和覆盖在荧光胶和白墙胶表层的透明膜。

[0016] 作为优选，所述白墙胶采用有机硅、环氧树脂和二氧化钛中的一种或两种。

[0017] 作为优选，所述荧光胶包括：苯基硅胶和氟化物荧光粉。

[0018] 作为优选，所述荧光胶通过丝网印刷在所述芯片的出光面上。

[0019] 与现有技术相比，本发明通过丝网印刷的方式将荧光胶印刷在芯片的出光面，并在烘烤之后使用透明膜覆盖，整个过程无需将荧光胶与水接触，进而避免对制成的CSP LED灯珠光电特性造成影响同时避免机器损伤。使用本发明的制作工艺得到的CSP LED灯珠，在350-1000mA条件下测试，NTSC色域比值达85%-95%，在700mA条件下老化1000h，未出现硅胶开裂或者死灯现象。本发明的灯珠实现了高色域覆盖率、高亮度、高可靠性。此外，本发明的荧光胶中的荧光粉完全包覆于硅胶之中，可以有效避免芯片切割过程中产生HF对操作人员身体损伤以及对机器设备的腐蚀，避免腐蚀性气体对环境的影响。
附图说明

[0020] 图1 7为本发明的一种高色域CSP LED制作工艺中不同工序对应的元件结构示意~图。

[0021] 图中所示：1-定位玻璃、2-芯片、3-白墙膜、4-荧光胶、5-透明膜。

具体实施方式

[0022] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

[0023] 本发明提供一种高色域CSP LED制作工艺，包括以下步骤：首先，利用精密排片机在定位玻璃1上，将芯片2排列成60×60矩阵，要求芯片2排列精度为±10μm，角度偏转＜1°。进一步的，相邻两组芯片2之间的间距为0.376 0.466mm。具体~
排布芯片2时，将芯片2的出光面向上，芯片2的电极通过固晶膜与定位玻璃1接触。所述固晶膜是一种两面涂刷有热解胶的PET膜，所述热解胶的厚度2 5μm。固晶膜的一面紧密贴合于~
定位玻璃上，另一面粘附芯片，如图1所示。

[0024] 接着，将预制好的白墙膜3与排列好的芯片2热压，利用定高片控制白墙膜3的厚度为0.13-0.15mm，热压完成后采用免研磨的方式将芯片2表面少量的白墙膜3擦掉，使所有芯片2的出光面均裸露出。如图2所示。优选地，本发明采用溶剂擦拭的方式去除白墙膜3，具体使用的溶剂为乙醇、丙酮和甲苯中的一种或多种。

[0025] 接着，将带有白墙膜3和芯片2的定位玻璃1放置到氮气烤箱中烘烤3小时，烘烤温度为150℃。

[0026] 烘烤结束后将定位玻璃1置于印刷工作台上，并放置丝网，使所有芯片2均位于丝网的网孔中心处。接着，利用内六角螺丝将丝网与定位玻璃1固定住。进一步的，所述丝网的材质为不锈钢或钛合金，丝网网孔的表面积为芯片2表面积的110%-120%，丝网的厚度为0.05mm-0.1mm，如图3所示。

[0027] 接着，使用印刷机在芯片2表面均匀印刷荧光胶4，荧光胶4印刷完成后，取下丝网，烘烤使荧光胶4固化。

[0028] 具体地，通过精密丝杆控制印刷机的刮刀下降，同时利用精密光栅尺测量刮刀的位置，当刮刀接触丝网时，停止下降。接着，通过刮刀的注胶口均匀喷出荧光胶，喷胶同时，刮刀以5-10mm/s的速度匀速前进。如图4所示。所述荧光胶4包括高折射的苯基硅胶和氟化物荧光粉，其中氟化物荧光粉的含量为30-60%。

[0029] 荧光胶4印刷完成后，将丝网取出，放入150℃氮气烤箱烘烤3h，使荧光胶完全固化。如图5所示。

[0030] 将预制好的透明膜5与上述的带有荧光胶4的产品热压，利用定高片控制产品总厚度为0.3-0.35mm，如图6所示。热压完成后放入氮气烤箱烘烤3h，烘烤温度为150℃。

[0031] 接着，利用划片机从相邻两颗芯片2中间对其进行横向和纵向划切，控制芯片四周的荧光胶4的壁厚为0.1-0.2mm。所述划片机使用的切割刀的厚度为0.06-0.1mm，切割刀的刀片转速为20000-30000rpm，划切速度为30mm/s。切割后产品如图7所示。

[0032] 本发明还提供一种高色域CSP LED，包括：芯片2、设置在芯片2两侧并与芯片2热压式连接的白墙胶3、设置在所述芯片2的出光面上的荧光胶4和覆盖在荧光胶4和白墙胶3表层的透明膜5。

[0033] 综上所述，本发明通过丝网印刷的方式将荧光胶4印刷在芯片2的出光面，并在烘烤之后使用透明膜5覆盖，整个过程无需将荧光胶4与水接触，进而提高CSP LED灯珠的光电特性，同时避免机器损伤。使用本发明的制作工艺得到的CSP LED灯珠，在350-1000mA条件下测试，NTSC色域比值达85%-95%，在700mA条件下老化1000h，未出现硅胶开裂或者死灯现象。本发明的灯珠实现了高色域覆盖率、高亮度、高可靠性。此外，本发明的荧光胶4中的荧光粉完全包覆于硅胶之中，可以有效避免芯片2切割过程中产生HF对操作人员身体损伤以及对机器设备的腐蚀，避免腐蚀性气体对环境的影响。

[0034] 显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

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