一种高亮度CSP倒装LED的制备方法与流程

一种高亮度csp倒装led的制备方法
技术领域
1.本发明涉及led光源技术领域，具体涉及一种高亮度csp倒装led的制备方法。


背景技术：

2.随着技术的发展，led光源因高效节能、安全环保、可靠耐用、使用寿命长的优点而被广泛应用于室内照明、舞台照明、隧道照明、景观照明及紫外固化消毒等领域，应用环境的不同对led封装的要求也不同。在led光源中，目前最主要的成本在于基板和芯片，而近些年芯片级封装(csp)-led光源推出市场，用于汽车灯市场和cob集成等领域，但是目前阻碍其进一步扩大应用的问题除了成本，还在于现有csp倒装led光源出光光效都较低。其中以蓝宝石倒装芯片为例，市场上主流使用白胶把芯片的侧面遮挡住，然后在芯片的正面利用喷涂或者贴膜技术等方式涂布一层荧光胶层，另外一种就是把芯片放置在置晶板上进行压模荧光胶后切割得到五面发光的csp。前者做到了单面发光但是影响了侧面的出光导致亮度存在损失，后者荧光胶层比较厚，通常在150um以上，荧光胶层过厚同样影响了亮度。因此，在使用此光源进行贴片集成时大大降低了产品的出光性能，并且因为在相同色温色区下，荧光胶层越厚，说明荧光胶层中的硅胶占比越大，众所周知，目前市场上硅胶的耐热性有限，使用时经常会发生荧光层发黑的现象，本质上其实就是荧光层中的硅胶发黑，硅胶发黑就等同于失效，大大影响csp倒装led光源的发光性能和使用性能。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的问题，本发明提供一种高亮度csp倒装led的制备方法。本发明的技术方案为：
4.一种高亮度csp倒装led的制备方法，包括以下步骤：
5.步骤1，将若干个led倒装芯片以矩阵方式粘接排布在高粘度膜上，再将高粘度膜粘接在置晶板上；
6.步骤2，在置晶板上的led倒装芯片表面喷涂荧光胶液，以形成荧光胶层；
7.步骤3，在led倒装芯片表面形成荧光胶层的置晶板上注入透明硅胶进行压模处理，以使每个led倒装芯片上形成一层硅胶透镜；
8.步骤4，在置晶板上将每个形成透镜的led倒装芯片进行切割并从高粘度膜上剥离，即得到若干个csp倒装led，每个csp倒装led具有5个发光面，侧部为4个矩形面，顶部为椭圆透镜面。
9.进一步地，所述led倒装芯片的尺寸为20～80mil。
10.进一步地，所述高粘度膜耐120～180℃高温。
11.进一步地，所述荧光胶液按照重量份的组成为：荧光粉，5～15份；硅胶，2～10份；稀释剂，1～30份；二氧化硅，0.01～2份。
12.进一步地，所述荧光胶液按照重量份的组成为：荧光粉，10份；硅胶，6份；稀释剂，3份；二氧化硅，0.06份。
13.优选地，所述荧光粉为yag铝酸盐黄粉绿粉和/或氮化物红粉。
14.进一步地，所述稀释剂为邻二甲苯、二甲苯、异构烷烃溶剂、辛葵酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或多种混合。
15.优选地，所述稀释剂为邻二甲苯。
16.优选地，所述二氧化硅为气态纳米级二氧化硅。
17.进一步地，所述荧光胶层的厚度为30～80μm。
18.进一步地，所述椭圆透镜面的凸起角度为100
°
～170
°
。
19.优选地，所述椭圆透镜面上形成有以顶部中心向外发散的环状螺纹和竖螺纹交错形成的网状结构。
20.本发明的有益效果为：
21.现有的五面发光csp倒装led制作方法中，led倒装芯片是粘接在置晶板上的，其发光的五面外侧被荧光层包裹。制备完成后，置晶板被取走，芯片底面与荧光层底面是平齐的。后续在实际使用时，整个部件被安放在基板上，芯片与基板直接焊接连接。由于芯片发热导致荧光层膨胀，极易将芯片拽离底部的基板，造成虚焊并导致产品报废。
22.而本发明在制备五面发光的csp倒装led时，创造性地提出将led倒装芯片粘接在高粘度膜上，再将高粘度膜粘接在置晶板上。由于高粘度膜是柔性的，芯片在重力作用下，一部分会陷入到膜中。在此基础上再在芯片外包裹荧光胶层，荧光胶层的底面和芯片底面就不是平齐的。在后续实际使用中，即便荧光胶层膨胀，也不会与下部基板接触而将芯片拽离基板。这大大提高了产品使用寿命。
23.除此之外，按照本发明方法可以获得五面发光的高亮度csp倒装led，其亮度比现有市售csp倒装led提升10％～20％。这是因为与本发明相比，现有市售的csp倒装led产品还具有以下问题：1、荧光层比本发明荧光胶层厚。由于led白光主要是由led激发荧光粉得到的黄光 led芯片自己的蓝光混光形成白光，而荧光层在激发荧光的同时也会导致一部分光的损耗，因此更厚的荧光层会带来更大的光损耗，使得总体亮度会较低。2、本发明提出的椭圆透镜面可以强化对光线进行提取，使得更多的光能从椭圆透镜面照射出来，从而提高亮度，如果椭圆透镜面上还形成有特定的网状结构，则能进一步强化发光效果和发光面积。
附图说明
24.图1为本发明实施例1的高亮度csp倒装led的制备方法中步骤1获得的置晶板的结构示意图。
25.图2为本发明实施例1的高亮度csp倒装led的制备方法中步骤2喷涂荧光胶层的示意图。
26.图3为本发明实施例1的高亮度csp倒装led的制备方法中步骤2获得的形成荧光胶层的led倒装芯片的结构示意图。
27.图4为本发明实施例1的高亮度csp倒装led的制备方法中步骤3获得的形成透镜的led倒装芯片的结构示意图。
28.图5为本发明实施例1的高亮度csp倒装led的制备方法中步骤4切割led芯片的示意图。
29.图6为本发明实施例1的高亮度csp倒装led的制备方法中步骤4获得的形成透镜的
led倒装芯片的结构示意图。
30.图7为本发明实施例2的高亮度csp倒装led的结构示意图。
31.图8为本发明实施例的csp倒装led的发光原理图，其中，图8a表示实施例1不带网状结构透镜的csp倒装led的发光原理图，图8b表示实施例2和3带网状结构透镜的csp倒装led的发光原理图。
32.图9为本发明对比例1的csp倒装led的结构及发光原理图。
33.图10为本发明对比例2的csp倒装led的结构及发光原理图。
34.图1～7中，1、置晶板，2、高粘度膜，3、led倒装芯片，4、喷涂机喷头，5、荧光胶液，6、荧光胶层，7、透镜，8、切割刀片，d、透镜切角平面，f、网状结构，1’、现有倒装芯片的荧光层，2’、现有倒装芯片的芯片，3’、现有倒装芯片的白胶层。
具体实施方式
35.本发明实施例采用的硅胶选用oe系列硅胶产品。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
37.下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
38.实施例1
39.本实施例提供一种高亮度csp倒装led的制备方法，包括以下步骤：
40.步骤1，将若干个尺寸为80milled倒装芯片以矩阵方式粘接排布在高粘度膜2上，再将高粘度膜粘接在置晶板1上；高粘度膜耐120～180℃高温，可以选用粘着力150～400g/20mm的硅胶材质。如图1所示。
41.步骤2，在置晶板1上的led倒装芯片3表面采用喷涂机喷头4于140度喷涂荧光胶液5，以形成荧光胶层6；荧光胶液5的制备方法为：将yag铝酸盐黄粉绿粉10g、硅胶6g、邻二甲苯3g、纳米级二氧化硅0.06g混合均匀即得，所形成的荧光胶层6厚度为30μm。如图2和3所示。
42.步骤3，在led倒装芯片3表面形成荧光胶层6的置晶板1上注入透明硅胶进行压模处理，以使每个led倒装芯片上形成一层硅胶透镜7；采用的模具为表面平滑模具。如图4所示。
43.步骤4，在置晶板1上将每个形成透镜7的led倒装芯片3采用切割刀片8进行切割，所形成的透镜切角平面为d，并从高粘度膜2上剥离，即得到若干个csp倒装led，每个csp倒装led具有5个发光面，侧部为4个矩形面，顶部为椭圆透镜面，椭圆透镜面的凸起角度为150
°
。如图5和6所示。
44.本实施例获得的csp倒装led的发光效率为200lm/w。
45.实施例2
46.本实施例提供一种高亮度csp倒装led的制备方法，该led结构如图7所示，与实施例1的区别在于：1)压膜处理采用的模具带有以中心向外发散的环状螺纹和竖螺纹交错形成的网状结构，进而在该led的椭圆透镜面上形成有以顶部中心向外发散的环状螺纹和竖
螺纹交错形成的网状结构f。2)荧光胶液中的荧光粉为氮化物红粉。3)椭圆透镜面的凸起角度为100
°
。
47.本实施例获得的csp倒装led的发光效率为210lm/w。
48.实施例3
49.本实施例提供一种高亮度csp倒装led的制备方法，与实施例2的区别在于：椭圆透镜面的凸起角度为170
°
。
50.本实施例获得的csp倒装led的发光效率为220lm/w。
51.图8给出了实施例1的光滑透镜与实施例2和3的螺旋纹路透镜的发光原理图，螺旋纹路透镜对比光滑透镜，会对出光进行二次混光，混光的光斑会较为均匀，并且透镜表面有螺旋纹路会减少对出光的反射作用，因此对光线提取有一定的提升，对比普通透镜的会有2～10％的亮度提升，对比不加椭圆透镜面的csp倒装led产品亮度提升可达20～30％。
52.对比例1
53.本对比例提供一种现有市售csp倒装led，结构及发光原理如图9所示，该led的发光效率为150lm/w，这种led的特点是五面包裹荧光胶层厚度约150um～200um(平面)，与本发明相比，对比例1的发光效率明显偏低。这是由于：1、荧光层比本发明荧光胶层厚。led白光主要是由led激发荧光粉得到的黄光 led芯片自己的蓝光混光形成白光，而荧光层在激发荧光的同时也会导致一部分光的损耗，因此更厚的荧光层会带来更大的光损耗，使得总体亮度会较低。2、本发明提出的椭圆透镜面可以强化对光线进行提取，使得更多的光能从椭圆透镜面照射出来，从而提高亮度。
54.对比例2
55.本对比例提供一种现有市售csp倒装led，结构及发光原理如图10所示，该led的发光效率170lm/w，这种led是利用白胶反射制作成单面csp，主要问题是：1、白胶的反射率通常只有90％左右，利用白胶的反射会导致出光有一定的损耗。2、发光光斑不均匀。3、荧光层较厚，通常有100～150um或导致激发亮度较低。
56.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。