專利名稱：在半導體發(fā)光器件上沉積磷光體的方法和設備的制作方法
技術領域：
本公開涉及用于沉積磷光體的方法和設備，更具體地說，涉及用于通過以下方式沉積磷光體的方法和設備，即，根據(jù)制造的發(fā)光器件芯片的發(fā)光特性重新排列制造的發(fā)光器件芯片，然后通過使用壓縮成型法高效地沉積磷光體。
背景技術：
發(fā)光二極管(LED)是將電信號轉換為光的半導體發(fā)光器件，其特性在于，與其它發(fā)光器件相比，LED具有較長的壽命，并且可以以低壓驅動。近來，使用具有高亮度的白光 LED的照明設備替代了根據(jù)現(xiàn)有技術的照明設備?？赏ㄟ^在發(fā)射綠色光或紫外(UV)光的發(fā)光器件上沉積具有紅色、綠色或黃色的磷光體來形成白光LED。根據(jù)現(xiàn)有技術的在多個LED芯片上沉積磷光體的方法的示例是晶片級涂覆法。晶片級涂覆法包括在晶片上形成多個LED芯片，并且在評估每個LED芯片的光學特性之前在晶片上沉積磷光體。根據(jù)晶片級涂覆法，僅在晶片上沉積磷光體，從而其應用會局限于光僅朝每個LED 芯片的電極焊盤發(fā)射的LED結構。另外，根據(jù)晶片級涂覆去，在基于對多個LED芯片中的每個LED芯片進行的光學特性評估來分選多個LED芯片之前，將磷光體漿料沉積在其上形成有未被分選的多個LED芯片的晶片上。因此，由于多個LED芯片之間的光學特性差異，因此形成了具有不規(guī)則的光學特性的白光芯片，使得整個工藝的良率會急劇降低。

發(fā)明內容
提供了通過對發(fā)光器件執(zhí)行壓縮成型來在每個發(fā)光器件的側表面和頂表面上均勻地沉積磷光體的方法。提供了能夠在每個發(fā)光器件的側表面和頂表面上均勻地沉積磷光體的壓縮成型設備。將在下面的描述中部分地闡述其它方面，并且將通過描述而部分地清楚，或者可通過實踐給出的實施例來獲知。根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種沉積磷光體的方法包括下述操作在晶片上形成多個發(fā)光器件，評估所述多個發(fā)光器件的發(fā)射特性，并根據(jù)發(fā)射特性將所述多個發(fā)光器件在載體基底上重新排列；通過壓縮成型工藝在多個重新排列的所述發(fā)光器件上沉積磷光體；以及切分在載體基底上的所述多個重新排列的發(fā)光器件。評估發(fā)射特性的操作可包括單個地分離形成在晶片上的所述多個發(fā)光器件并評估所述多個發(fā)光器件中的每個發(fā)光器件的發(fā)射特性的操作。評估發(fā)射特性的操作可包括評估所述多個發(fā)光器件中的每個發(fā)光器件的發(fā)光波長、亮度或響應時間的操作。重新排列的操作可包括在載體基底上形成粘合層，然后在粘合層上重新排列具有相同的發(fā)射特性的發(fā)光器件的操作。粘合層可由光敏粘合劑(PSA)形成。沉積磷光體的操作可包括下述操作將載體基底安裝在磷光體沉積設備中，其中， 所述多個發(fā)光器件在載體基底上重新排列；并通過將磷光體供應到載體基底的區(qū)域上來將磷光體沉積在所述多個發(fā)光器件上，其中，所述多個發(fā)光器件形成在所述區(qū)域上?？蓪⒘坠怏w沉積在所述多個發(fā)光器件中的每個發(fā)光器件的除了所述多個發(fā)光器件中的每個發(fā)光器件的電極焊盤之外的表面上。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種磷光體沉積設備包括下模具，其中安裝有載體基底， 載體基底上排列有多個發(fā)光器件；上模具，形成為對應于下模具；以及成型模具，形成在下模具的側表面上?？稍谏夏＞呱闲纬蛇B接到彈簧的銷?？稍谏夏＞咧行纬啥鄠€真空孔?？稍谙履＞咧行纬啥鄠€真空孔。密封橡膠可形成在成型模具上，以在執(zhí)行成型操作時通過與附著在上模具上的離型膜接觸而保持氣密性。該磷光體沉積設備還可包括與上模具或下模具接觸的離型膜。離型膜可由聚氯乙烯(PVC)或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成。離型膜的厚度可以在幾微米至幾十微米的范圍內。


通過下面結合附圖對實施例的描述，這些和/或其它方面將變得清楚且更容易理解，在附圖中圖I是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的包括壓縮成型法的形成發(fā)光器件的工藝的流程圖；圖2示出了在發(fā)光器件形成工藝中的晶片和發(fā)光器件的陣列；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的利用壓縮成型的磷光體沉積工藝的剖視圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的利用壓縮成型的磷光體沉積工藝的剖視圖；圖5A和圖5B示出了其上通過壓縮成型工藝沉積有磷光體的發(fā)光器件的示例；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的利用壓縮成型設備的磷光體成型工藝；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的利用壓縮成型設備的磷光體成型工藝；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的當?shù)寡b芯片被鍵合到印刷電路板(PCB)時通過利用壓縮成型設備沉積磷光體的工藝。
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細參照實施例，在附圖中示出了實施例的示例。在附圖中，為了清楚起見，夸大了層和區(qū)域的厚度。圖I是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的包括壓縮成型法的形成發(fā)光器件的工藝的流程圖。圖2示出了在發(fā)光器件形成工藝中的晶片和發(fā)光器件的陣列。參照圖I和圖2，根據(jù)半導體工藝，多個發(fā)光器件，例如多個發(fā)光二極管(LED)芯片C，形成在晶片W上。LED芯片形成工藝可以指普通的半導體LED形成工藝，包括電極焊盤的多個LED芯片C可形成在一個晶片W上。每個LED芯片C的形狀不受限制，在圖2中，形狀為矩形。每個LED芯片C可包括分別形成在其角落區(qū)域的η型電極焊盤和P型電極焊盤。在晶片W上形成LED芯片C之后，將LED芯片C分離，評估每個LED芯片C的特性，然后根據(jù)LED芯片C的特性分選LED芯片C?？苫诎l(fā)光波長、亮度或響應時間來分選 LED芯片C的特性，且LED芯片C的特性可以是隨機的。例如，基于如圖2中所示形成的每個LED芯片C的發(fā)射波長，可以僅選擇性地分選具有特定發(fā)射波長帶的LED芯片C。在下文中，在本說明書中，可將LED芯片的包括發(fā)光波長、亮度或響應時間在內的特性稱作發(fā)射特性。在根據(jù)LED芯片C的發(fā)射特性分選LED芯片C之后，將包括在同一組中的LED芯片C在載體基底(例如，藍寶石基底等)上重新排列(例如，重新排列并對齊)。在下文中， 將根據(jù)基于LED芯片的發(fā)射特性的分選而包括在同一組中的LED芯片稱作具有相同特性的 LED芯片?？煽紤]將被沉積的磷光體的厚度以及沉積磷光體和切分LED芯片的工藝來確定重新排列的LED芯片之間的間距。例如，可以以幾微米至幾百微米的間距設置LED芯片。將要在一個載體基底上重新排列并對齊的LED芯片的片數(shù)不受限制，并且可以是隨機的。在載體基底上重新排列并對齊具有相同特性的LED芯片之后，執(zhí)行在LED芯片上同時沉積磷光體的成型工藝。以這種方式，當在一個載體基底上對齊具有相同發(fā)射特性的 LED芯片，然后在其上沉積磷光體時，易于選擇磷光體，因此，可以控制作為最終產品的LED 封裝件的發(fā)射特性，并提高LED封裝件的可靠性。執(zhí)行在具有相同特性的LED芯片上沉積磷光體的工藝之后，為了形成LED芯片封裝件，可執(zhí)行切分在載體基底上對齊的LED芯片的工藝。這里，為了便于執(zhí)行切分工藝，可考慮切分工藝來預先設定在載體基底上對齊的LED芯片之間的間距。在下文中，將詳細描述對于在載體基底上重新排列并對齊的LED芯片的磷光體沉積工藝以及在該磷光體沉積工藝中使用的磷光體沉積設備。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的利用壓縮成型的磷光體沉積工藝的剖視圖。參照圖3的(a)，在載體基底301上形成粘合層302，并將多個LED芯片303在粘合層302上對齊。這里，形成粘合層302以將LED芯片303固定在載體基底301上。在下文中，將其上形成有LED芯片303的載體基底301稱作載體基底300。粘合層302可由光敏粘合劑(PSA)形成，并可由能夠容易地將LED芯片303與載體基底301分離的材料形成。粘合層302的粘合劑組分可通過對其照射紫外(UV)光來固化。然而，粘合層302是可選擇的，如果載體基底301由能夠容易地固定LED芯片303的材料形成，則可省略粘合層302。載體基底301可由柔性材料或固態(tài)板形成，并可由有機材料和無機材料中的一種形成。另外，載體基底301可由用玻璃纖維浸潰有機類聚合物或無機類聚合物而形成的復合材料形成。LED芯片303可包括形成在其表面上的電極焊盤，在LED 芯片303的每個電極焊盤上可形成凸塊304。在本實施例中，通過利用其上形成有LED芯片 303的載體基底300，將磷光體沉積在LED芯片303的側表面和頂表面上。參照圖3的(b)，將其上形成有LED芯片的載體基底300安裝在磷光體沉積設備中，并且將磷光體沉積在載體基底301上。參照圖3的(b)，將離型膜306附著在下模具305a上，并將其上形成有LED芯片的載體基底300固定在上模具305b上。在將磷光體漿料307供應到離型膜306上之后，使上模具305b接近下模具305a，直至LED芯片303的凸塊304接觸離型膜306，從而通過壓縮成型工藝使磷光體漿料307沉積在每個LED芯片303的暴露區(qū)域上。離型膜306可附著在下模具305a的表面上，并可用于在磷光體沉積工藝之后幫助磷光體材料和下模具305a之間的分離。離型膜306可由諸如聚氯乙烯(PVC)或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的材料形成。離型膜306可具有在幾微米至幾十微米的范圍內的厚度。 可根據(jù)預定的混合比混合樹脂與一種或多種磷光體材料來形成磷光體漿料307。樹脂可包括具有高粘著性、耐熱性、低吸濕性和高透射率的材料。例如，樹脂可包括聚合物材料，例如環(huán)氧樹脂或硅可固化樹脂。由于磷光體在下模具305a和上模具305b中固化，所以可使用熱可固化樹脂。磷光體的含量不受限制，可根據(jù)封裝件水平和發(fā)光器件的光學特性來調節(jié)磷光體含量。例如，磷光體含量可以在百分之幾至百分之幾十的范圍內。參照圖3的(C)和(d)，將其上形成有LED芯片的載體基底300與上模具305b分離，然后可使用切割器308單個地切分其上形成有LED芯片的載體基底300上的LED芯片。 然后，使用傳送器309使每個LED芯片30與載體基底301的粘合層302分離?？赏ㄟ^額外的封裝工藝將分離的LED芯片30形成為LED封裝件。如圖3的(e) 所示，可通過將LED芯片30固定在封裝體311和313中的芯片安裝部分312和314并通過執(zhí)行引線鍵合工藝來形成LED封裝件。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的利用壓縮成型的磷光體沉積工藝的剖視圖。 與圖3中的前述實施例不同，在本實施例中，對具有倒裝芯片結構的LED芯片執(zhí)行壓縮成型工藝。參照圖4的(a)，在載體基底401上形成粘合層402，并將多個LED芯片403在粘合層402上對齊。這里，形成粘合層402以將LED芯片403固定在載體基底401上。凸塊 404可形成在每個LED芯片403的電極焊盤上并可粘附在粘合層402中。由于LED芯片403 具有倒裝芯片結構，并且反射層形成在每個LED芯片403的有源層上，所以光可朝每個LED 芯片403的側表面以及基底的頂表面發(fā)射，從而可將磷光體沉積在基底的頂表面和側表面上。通過使用粘合層402，可將凸塊404粘附而不變形，并可將凸塊404埋入到粘合層402 中的預定深度。粘合層402可具有比凸塊404的高度大大約50%的厚度。為了容易地將凸塊404與粘合層402分離，粘合層402可由UV光可固化粘合劑形成，所述UV光可固化粘合劑由在固化后其粘著性降低的PSA形成。粘合層402的材料可包括聚烯烴、光聚合丙烯酸類樹脂或它們的復合材料。在成型溫度相對高的情況下，可使用聚酰亞胺類光聚合材料、環(huán)氧樹脂類光聚合材料、硅樹脂類光聚合材料或它們的復合材料以具有耐熱性。參照圖4的(b)，將其上形成有LED芯片的載體基底400安裝在磷光體沉積設備中，并將磷光體沉積在載體基底401上。參照圖4的(b)，將離型膜406附著在下模具405a上，將其上形成有LED芯片的載體基底400固定在上模具405b上。在將磷光體漿料407供應到離型膜406上之后，使上模具405b接近下模具405a，直至磷光體被沉積在每個LED芯片403的暴露區(qū)域上，從而通過壓縮成型工藝將磷光體漿料407沉積在每個LED芯片403的暴露區(qū)域上。參照圖3的(b) 關于離型膜306的描述也可被應用于圖4的(b)中的離型膜406。
參照圖4的(C)和(d)，將其上形成有LED芯片的載體基底400與上模具405b分離，然后可使用切割器408單個地切分其上形成有LED芯片的載體基底400上的LED芯片 40。然后，使用傳送器409將其上沉積有磷光體的每個LED芯片40與載體基底401的粘合層402分尚?？赏ㄟ^額外的封裝工藝將分離的LED芯片40形成為LED封裝件。如圖4的(e) 所示，可通過將凸塊404固定在封裝體410和411中來形成LED封裝件，其中，凸塊404屬于其上沉積有磷光體的每個LED芯片40。圖5A和圖5B示出了其上通過壓縮成型工藝沉積有磷光體的發(fā)光器件的示例。參照圖5A和圖5B，發(fā)光器件具有這樣的結構，S卩，芯片表面51通過磷光體52成型，連接到發(fā)光器件的電極焊盤的凸塊53a和53b從磷光體52突出。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的沉積磷光體的方法可包括通過執(zhí)行壓縮成型將磷光體均勻地沉積在發(fā)光器件的頂表面和側表面上，而不管發(fā)光器件的形狀如何。根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的壓縮成型可以變化，在下文中，將參照圖6至圖8描述壓縮成型方法和用于該方法的設備。圖6示出了在載體基底上重新排列發(fā)光器件以使發(fā)光器件的凸塊面向上方的發(fā)光器件的成型工藝。參照示出了壓縮成型設備的圖6的(a)，使用真空孔602將離型膜604附著在上模具601的表面上。將下模具605設置在上模具601下方,且下模具605具有真空孔606。 當執(zhí)行成型操作時，成型模具607形成在下模具605的側表面上，密封橡膠608形成在成型模具607上，以通過與附著在上模具601上的離型膜604接觸而保持氣密性。參照圖6的(b)，將其上形成有發(fā)光器件(例如，LED芯片)的載體基底600安裝在下模具605上，并且在通過真空孔606抽氣的同時，將其上形成有LED芯片的載體基底 600緊密地附著到下模具605。然后，將磷光體漿料609分配在其上形成有LED芯片的載體基底600上。這里，可以考慮空腔的體積來預先設定分配的磷光體漿料609的量，所述空腔是當上模具601和下模具605彼此緊密附著時的模具601、605和607的內部空間。參照圖6的(C)，當上模具601或下模具605和成型模具607移動時，上模具601 的銷603上的離型膜604緊密地附著到下模具605。這里，空腔中的空氣被去除。參照圖6的(d)，通過向載體基底600施加壓力，直至其上形成有LED芯片的載體基底600的凸塊接觸離型膜604，來執(zhí)行壓縮成型。凸塊部分地埋入在離型膜604中，并將具有預定厚度的磷光體沉積在每個LED芯片的表面上。圖7示出了在具有粘合層的載體基底上沉積磷光體漿料的成型工藝，連接到每個 LED芯片的電極焊盤的凸塊粘附到粘合層上。參照圖7的(a)，通過經(jīng)由真空孔702抽氣來將離型膜704附著在上模具701的表面上。將下模具705設置在上模具701下方，且下模具705具有真空孔706。當執(zhí)行成型操作時，成型模具707形成在下模具705的側表面上，密封橡膠708形成在成型模具707上， 以通過與附著在上模具701上的離型膜704接觸而保持氣密性。參照圖7的(b)，將其上形成有LED芯片的載體基底700安裝在下模具705上，其中，LED芯片被重新排列以使形成在LED芯片的電極焊盤上的凸塊接觸粘合層，并且在通過下模具705的真空孔706抽氣的同時，將其上形成有LED芯片的載體基底700緊密地附著到下模具705。然后，將磷光體漿料709分配到其上形成有LED芯片的載體基底700上。參照圖7的(C)，當上模具701或下模具705和成型模具707移動時，上模具701 的銷703上的離型膜704緊密地附著到下模具705。在該工藝中，空腔(即上模具701和下模具705之間的空間)中的空氣被去除。參照圖7的(d)，在上模具701向下移動或下模具705向上移動的同時，通過向載體基底700施加壓力來執(zhí)行壓縮成型。在圖6和圖7的壓縮成型設備中，上模具和下模具的位置是相對的，因此，上模具的位置和下模具的位置可以任意改變。在這種情況下，其上形成有LED芯片的載體基底被安裝在上模具上，離型膜附著在下模具上，磷光體漿料可被分配在下模具上的離型膜上。然后，通過在將上模具和下模具彼此緊密地附著的同時執(zhí)行壓縮成型工藝，可將磷光體漿料沉積在每個LED芯片的暴露區(qū)域上。根據(jù)一個或多個實施例的通過執(zhí)行壓縮成型來沉積磷光體的方法不僅可應用于其上重新排列有發(fā)光器件的載體基底，也可應用于將發(fā)光器件芯片鍵合到印刷電路板 (PCB)的情況。圖8示出了在將倒裝芯片鍵合到PCB之后通過執(zhí)行壓縮成型來沉積磷光體的工藝。參照圖8，通過經(jīng)由真空孔102去除空氣以將離型膜104附著到上模具101的表面上來準備上模具101。在上模具101上形成連接到彈簧的銷103。下模具105布置在上模具101下方。PCB 108和發(fā)光器件(例如，以倒裝芯片的方式鍵合到PCB 108的LED芯片 100)形成在下模具105上。成型模具106形成在下模具105的側表面上，密封橡膠107形成在成型模具106 上，以通過接觸上模具101的離型膜104而保持氣密性。在上模具101和下模具105彼此緊密地附著的同時，可將磷光體漿料109沉積在以倒裝芯片的方式鍵合的LED芯片100的
暴露區(qū)域上。通過利用壓縮成型來執(zhí)行磷光體沉積工藝，可將磷光體容易地沉積在每個LED芯片的除了電極焊盤之外的側表面和頂表面上。另外，在倒裝芯片結構的情況下，可圍繞發(fā)射表面容易地沉積磷光體。由于具有相似的發(fā)射特性的LED芯片已經(jīng)被重新排列，所以可以根據(jù)發(fā)射特性容易地選擇磷光體漿料，從而可容易地制造具有可靠的光學特性的白光LED。 通過執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的沉積磷光體的方法，能夠制造各種LED封裝件，并可通過單個地切分載體基底上的LED芯片來形成期望的LED封裝件。根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，壓縮成型方法可包括通過在載體基底上重新排列具有相似發(fā)射特性的發(fā)光器件，然后通過壓縮成型工藝沉積磷光體，從而在發(fā)光器件的頂表面和側表面上均勻地沉積磷光體。通過這樣，能夠提供具有均勻的發(fā)射特性的白光發(fā)射器件。另外，根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，可以提供能夠在發(fā)光器件的頂表面和側表面上均勻地沉積磷光體的壓縮成型設備。應該理解的是，這里描述的示例性實施例應當僅以描述性的意思來看待，而不是出于限制的目的。典型地，每個實施例中描述的特征或方面應當被看作可用于其它實施例中的其它相似的特征或方面。
權利要求
1.一種沉積磷光體的方法，該方法包括下述步驟在晶片上形成多個發(fā)光器件，評估所述多個發(fā)光器件的發(fā)射特性，并根據(jù)發(fā)射特性將所述多個發(fā)光器件在載體基底上重新排列；通過壓縮成型工藝在多個重新排列的所述發(fā)光器件上沉積磷光體；以及切分在載體基底上的多個重新排列的所述發(fā)光器件。
2.如權利要求I所述的方法，其中，評估所述多個發(fā)光器件的發(fā)射特性的步驟包括單個地分離形成在晶片上的所述多個發(fā)光器件，并評估所述多個發(fā)光器件中的每個發(fā)光器件的發(fā)射特性。
3.如權利要求2所述的方法，其中，評估所述多個發(fā)光器件的發(fā)射特性的步驟包括評估所述多個發(fā)光器件中的每個發(fā)光器件的發(fā)光波長、亮度或響應時間。
4.如權利要求I所述的方法，其中，將所述多個發(fā)光器件在載體基底上重新排列的步驟包括在載體基底上形成粘合層，然后在粘合層上重新排列具有相同的發(fā)射特性的發(fā)光器件。
5.如權利要求4所述的方法，其中，粘合層由光敏粘合劑形成。
6.如權利要求I所述的方法，其中，沉積磷光體的步驟包括將載體基底安裝在磷光體沉積設備中，其中，所述多個發(fā)光器件在載體基底上重新排列；并通過將磷光體供應到載體基底的區(qū)域上來將磷光體沉積在所述多個發(fā)光器件上，其中，所述多個發(fā)光器件形成在所述區(qū)域上。
7.如權利要求6所述的方法，其中，將磷光體沉積在所述多個發(fā)光器件中的每個發(fā)光器件的除了所述多個發(fā)光器件中的每個發(fā)光器件的電極焊盤之外的表面上。
8.一種磷光體沉積設備，所述磷光體沉積設備包括下模具，其中安裝有載體基底，載體基底上排列有多個發(fā)光器件；上模具，形成為對應于下模具；以及成型模具，形成在下模具的側表面上。
9.如權利要求8所述的磷光體沉積設備，其中，在上模具上形成連接到彈簧的銷。
10.如權利要求8所述的磷光體沉積設備，其中，在上模具中形成多個真空孔。
11.如權利要求8所述的磷光體沉積設備，其中，在下模具中形成多個真空孔。
12.如權利要求8所述的磷光體沉積設備，其中，密封橡膠形成在成型模具上，以在執(zhí)行成型操作時通過與附著在上模具上的離型膜接觸而保持氣密性。
13.如權利要求8所述的磷光體沉積設備，所述磷光體沉積設備還包括與上模具或下模具接觸的離型膜。
14.如權利要求13所述的磷光體沉積設備，其中，離型膜由聚氯乙烯或聚對苯二甲酸乙二醇酯形成。
15.如權利要求13所述的磷光體沉積設備，其中，離型膜的厚度在幾微米至幾十微米的范圍內。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通過壓縮成型工藝沉積磷光體的方法和設備，該方法包括在晶片上形成多個發(fā)光器件，評估所述多個發(fā)光器件的發(fā)射特性，并根據(jù)發(fā)射特性將所述多個發(fā)光器件在載體基底上重新排列；通過壓縮成型工藝在多個重新排列的所述發(fā)光器件上沉積磷光體；以及切分在載體基底上的所述多個重新排列的發(fā)光器件。
文檔編號H01L33/00GK102593281SQ20121001466
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權日2011年1月12日
發(fā)明者劉哲準, 洪性在 申請人:三星Led株式會社