在晶圓上封裝直接白光led芯片的設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管光源制造的設備，特別涉及一種在大功率發(fā)光二極管晶圓上實現(xiàn)直接輸出白光的直接白光LED芯片的封裝設備。
【背景技術】
[0002]LED (LightEmittingD1de)是一種基于P-N結電致發(fā)光原理制成的半導體發(fā)光器件，具有電光轉換效率高、使用壽命長、環(huán)保節(jié)能、體積小等優(yōu)點，被譽為21世紀綠色照明光源，隨著以氮化物為代表的第三代半導體材料技術的突破，基于大功率高亮度發(fā)光二極管(LED)的半導體照明產(chǎn)業(yè)在全球迅速興起，并在傳統(tǒng)照明領域引發(fā)了一場革命。LED由于其獨特的優(yōu)越性，已經(jīng)開始在許多領域得到廣泛應用，被業(yè)界認為是未來照明技術的主要發(fā)展方向，具有巨大的市場潛力。
[0003]大功率白光LED通常是由兩波長光(藍色光+黃色光)或者三波長光(藍色光+綠色光+紅色光)混合而成。目前廣泛采用的白光LED是通過藍色LED芯片(GaN)和黃色熒光粉(YAG或TAG)組成。在LED封裝中熒光粉層的幾何形貌，濃度和厚度等參數(shù)嚴重影響LED的出光效率、色溫、空間顏色均勻性等重要光學性能；為了獲得良好光學性能的LED產(chǎn)品，熒光粉層的實現(xiàn)工藝是非常關鍵的。
[0004]目前的LED封裝工藝是將從LED晶圓片上切割得到的芯片固定在基板或者支架上面，先實現(xiàn)電連接，再將熒光粉和環(huán)氧樹脂或者硅膠的混合物涂覆到LED芯片周圍，形成熒光粉層。在這種封裝工藝流程中，由于熒光粉膠粘度很大，在涂覆熒光粉的過程中熒光粉膠量在不同的封裝模塊之間往往是不同的，這將導致封裝得到的LED產(chǎn)品光色變化很大，影響產(chǎn)品的一致性；而且由于當色溫超過一定范圍，LED產(chǎn)品將不能夠使用，所以使得LED的成品率不是很高，低成品率帶來的直接后果是增大用戶使用LED產(chǎn)品的成本。而且在封裝過程中熒光粉膠一般是通過點涂到LED周圍，形成球帽狀熒光粉形貌，這種形貌將導致LED產(chǎn)品的空間顏色不均勻，這將影響LED產(chǎn)品用戶的照明舒適感。為此必須發(fā)展新型LED熒光粉涂覆工藝及設備，克服目前封裝工藝的低色溫一致性、低成品率和空間顏色均勻性不高的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對已有技術中存在的缺陷，提供一種在大功率發(fā)光二極管晶圓上實現(xiàn)直接輸出白光的制造設備。
[0006]本發(fā)明包括:LED晶圓片的集成化固定夾具、位移檢測部件、監(jiān)測夾具移動機構、電機和監(jiān)測夾具、熒光粉膠點涂裝置、溫度控制部件，其特征在于所述設備由上夾板、下夾板與立柱組成框架，監(jiān)測夾具移動機構由電機驅(qū)動，設置在上夾板下方，電機設置在上夾板上方，LED晶圓片的集成化固定夾具設置在下夾板的上方，集成化固定夾具的頂部設有抽氣層，抽氣層經(jīng)管道與真空泵連接，抽氣層的下面設有加熱模塊，監(jiān)測夾具移動機構的底部設有一監(jiān)測夾具，監(jiān)測夾具的一側設有位移傳感器，另一側設有點涂裝置，位移傳感器經(jīng)電路與電機控制端連接。
[0007]所述監(jiān)測夾具移動機構經(jīng)步進電機驅(qū)動高精度螺桿機構。集成化固定夾具頂部抽氣層的頂面設有LED晶圓片的定位銷或不設置。
[0008]點膠裝置的動力源為壓縮空氣或液體泵。點膠裝置的動力源為壓縮空氣或液體栗。
[0009]用于封裝的LED晶圓片為水平或垂直芯片或倒裝結構LED晶圓片芯片。LED晶圓片和監(jiān)測夾具之間的間隙填充的方式通過毛細抽吸或注模方式。所述熒光粉為硅酸鹽或鋁酸鹽或氮化物熒光粉，膠體為環(huán)氧樹脂、硅膠。
[0010]本發(fā)明的設備的工作方式為:將制作好電極凸點LED晶圓片固定在水平集成化固定夾具上，通過調(diào)整另一與之平行的監(jiān)測夾具，使LED晶圓片和監(jiān)測夾具之間形成一間隙，并精確控制該間隙厚度，該間隙作為熒光粉膠填充通道。通過在LED晶圓片和監(jiān)測夾具之間間隙邊緣的開口處點涂熒光粉膠，由于毛細力作用，熒光粉膠將自動吸入間隙內(nèi)，并填滿間隙。經(jīng)加溫固化熒光粉膠后，將LED晶圓片連同其表面的熒光粉膠薄膜從監(jiān)測夾具上剝離，最終形成直接發(fā)射白光的LED晶圓片。通過對LED晶圓片切割成單顆LED光源芯片，用于后續(xù)的應用產(chǎn)品的封裝。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點在于該設備能夠大批量實現(xiàn)LED晶圓級涂覆；通過調(diào)整夾具和晶圓片之間的熒光粉膠填充間隙，能夠?qū)崿F(xiàn)晶圓片上不同厚度的熒光粉層，并保證晶圓片上熒光粉厚度的均勻性；該技術將避免后續(xù)封裝中制約LED封裝效率的熒光粉涂覆工藝，大大提高了 LED封裝效率；同時由于晶圓片上均勻的熒光粉厚度，將增加LED封裝的光色集中度，有利于控制LED封裝的成品率；由于高效率和高成品率，該設備將最終降低LED封裝產(chǎn)品的制造成本，加快LED取代傳統(tǒng)照明的步伐。
【附圖說明】
[0012]圖1本發(fā)明的設備結構示意圖；
[0013]圖2A球形金屬電極凸點植入LED晶圓片的結構示意圖；
[0014]圖2B方形金屬電極凸點植入LED晶圓片的結構示意圖；
[0015]圖3監(jiān)測夾具移動機構的結構示意圖；
[0016]圖4集成化固定夾具的結構示意圖；
[0017]圖5集成化固定夾具的俯視結構示意圖；
[0018]圖6LED晶圓片熒光粉膠涂覆示意圖。
[0019]圖中:101LED晶圓片、102集成化固定夾具、104抽氣層、105真空泵、106定位銷、107電極凸點、201監(jiān)測夾具移動機構、202電機、203位移傳感器、204監(jiān)測夾具、205間隙、206加熱模塊、207熒光粉膠、208上夾板、209下夾板、301點涂裝置。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖進一步說明本發(fā)明的實施例:
[0021]本實施例由上夾板208、下夾板209與立柱組成框架，監(jiān)測夾具移動機構201由電機202驅(qū)動，設置在上夾板208的下方，監(jiān)測夾具移動機構201經(jīng)步進電機驅(qū)動高精度螺桿機構。電機202設置在上夾板