改良的led封裝方法及封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明特別涉及一種改良的LED封裝方法及封裝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，具有長壽命且耗電少等特點(diǎn)的半導(dǎo)體發(fā)光元件，特別是白光LED等已 經(jīng)作為光源被廣泛應(yīng)用。當(dāng)前主流的白光LED是通過藍(lán)光芯片加熒光粉的方式實(shí)現(xiàn) (PhosphorConverted)，其封裝方法是將黃色的YAG熒光粉涂覆在藍(lán)光LED芯片上，YAG熒 光粉在吸收460nm左右的藍(lán)光后受激輻射出550nm的黃光，黃光與未被吸收的藍(lán)光混合出 光后，通過混色原理，使人眼識別為白光。另外，一些多色熒光粉也被廣泛應(yīng)用。
[0003] 主流的LED封裝制程中，主要包括固晶、焊線、熒光粉涂覆、透鏡成型和測試分選 等工序。其中，熒光粉涂覆是十分關(guān)鍵的一道工序。傳統(tǒng)白光照明LED器件采用的是灌封 封裝工藝技術(shù)（encapsulation)，即將焚光粉與有機(jī)硅膠的混合體通過點(diǎn)膠（dispensing) 注入已經(jīng)完成固晶和金線綁定的芯片支架上，完成LED芯片表面的熒光粉涂覆。此制程由 于工藝簡單、生產(chǎn)效率高而且設(shè)備投資不昂貴，而被業(yè)界廣泛使用。然而此傳統(tǒng)工藝中，由 于熒光粉層的厚度和分布位置不能被精確控制，導(dǎo)致成品LED出光均勻性差，光斑的藍(lán)圈 黃圈現(xiàn)象明顯，以及發(fā)光亮度不足。
[0004] 為克服這些問題，研究人員嘗試了多種方案。例如，PhilipsLumileds公司開發(fā) 了熒光粉保形涂層（conformalcoating)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)熒光粉涂層形狀的控制。熒光粉保 形涂層使芯片表面的熒光粉層厚度均勻化，能得到色溫一致性好的出射白光，改善功率白 光LED的光斑空間分布均勻性以及管間色度、亮度的均勻一致性情況。該技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn) 在功率型白光LED封裝技術(shù)的一個重要方向。但是熒光粉保形涂層所采用的工藝（例如電 泳法、溶液蒸發(fā)法等）亦有很多問題需要克服，例如，附加設(shè)備投資額大、操作復(fù)雜、生產(chǎn)效 率低等。而其它的一些方案，例如：在熒光膠涂布完成后，利用高速離心設(shè)備對器件進(jìn)行離 心處理以實(shí)現(xiàn)熒光粉的共形沉積；或者，先在LED芯片表面涂布熒光粉，之后再涂布透明硅 膠，最后固化形成封裝結(jié)構(gòu)。但這些方案也同樣存在操作復(fù)雜，成本高等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的主要目的在于提供一種改良的LED封裝方法及封 裝結(jié)構(gòu)。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0007] 在一些實(shí)施例提供了一種LED封裝方法，其包括：
[0008] (1)將熒光粉與液態(tài)有機(jī)硅膠組合物均勻混合后涂覆于LED芯片表面，所述有機(jī) 硅膠組合物包括含乙烯基的有機(jī)聚硅氧烷，氫硅烷交聯(lián)劑以及催化劑，并且在第一溫度條 件下所述有機(jī)硅膠組合物的粘度小于l〇〇〇〇cPS ;
[0009] (2)將經(jīng)步驟（1)處理的LED芯片置于第一溫度條件下進(jìn)行加熱而實(shí)現(xiàn)熒光粉沉 淀，該第一溫度大于室溫，而小于所述有機(jī)硅膠組合物的交聯(lián)溫度；
[0010] (3)將經(jīng)步驟（2)處理的LED芯片置于第三溫度和/或光照條件下，使所述有機(jī)硅 膠組合物固化，從而于所述LED芯片表面形成封裝材料層。
[0011] 在一些較為優(yōu)選的實(shí)施例中，所述封裝方法由所述步驟（1)、步驟（2)和步驟（3) 組成。
[0012] 在一些實(shí)施例中還提供了由前述任一種方法制成的LED封裝結(jié)構(gòu)。
[0013] 在一些實(shí)施例中提供了一種LED封裝結(jié)構(gòu)，其包括LED芯片和覆設(shè)于LED芯片上 的封裝材料層，所述封裝材料層主要由熒光粉與液態(tài)有機(jī)硅膠組合物的混合體固化形成； 其中80%以上的熒光粉集中分布于所述封裝材料層下部和/或所述封裝材料層中40%以 上的部分為基本不含熒光粉的完全透明部。
[0014] 在一些實(shí)施例中還提供了一種發(fā)光裝置，其包含所述的LED封裝結(jié)構(gòu)。
[0015] 較之現(xiàn)有技術(shù)，利用本發(fā)明封裝方法可快捷、簡便、低成本的實(shí)現(xiàn)LED封裝，且能 在減少熒光粉用量的情況下，于在封裝過程中實(shí)現(xiàn)熒光粉于LED芯片表面的共形沉積，使 LED器件出光品質(zhì)大幅提升（例如出光更為均勻，光斑基本無藍(lán)圈、黃圈現(xiàn)象等），還能有效 提升LED器件發(fā)光亮度和散熱性能，因而具有廣闊應(yīng)用前景。
[0016] 下文將對本發(fā)明的技術(shù)方案作更為詳盡的解釋說明。但是，應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明范 圍內(nèi)，本發(fā)明的上述各技術(shù)特征和在下文（如實(shí)施例）中具體描述的各技術(shù)特征之間都可 以互相組合，從而構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術(shù)方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
【附圖說明】
[0017] 圖1是實(shí)施例1-3及對照例1所形成的LED器件的測試圖像；
[0018]圖2是對照例1及實(shí)施例3所獲封裝材料層的橫向切面對比圖；
[0019] 圖3a-圖3b是實(shí)施例2-3采用的有機(jī)硅膠組合物的流變力學(xué)測試曲線圖 (r.t. -150°C) 〇
【具體實(shí)施方式】
[0020] 當(dāng)前被廣泛應(yīng)用的LED(SMD和COB)封裝有機(jī)硅膠的在室溫下粘度范圍為 3000-8000cPs，包括道康寧公司、信越公司、弗洛里光電材料（蘇州）有限公司等供應(yīng)商的 產(chǎn)品。其原因之一即是防止熒光粉在有機(jī)硅膠中的沉淀。為了解決熒光粉和有機(jī)硅膠混合 中產(chǎn)生的氣泡和基板中的潮氣等問題，當(dāng)前的主流封裝工藝都進(jìn)行了分步固化，以期解決 上述問題。但同時，業(yè)界長期以來還一直致力于達(dá)成這樣的技術(shù)目標(biāo)，即利用熒光粉在有機(jī) 硅膠中的沉淀而形成聚集的熒光粉層，然而由于熒光粉沉淀和有機(jī)硅膠的交聯(lián)一直是一個 矛盾體，因此，前述的這一技術(shù)目標(biāo)迄今都尚未達(dá)成。
[0021] 有鑒于此，本案發(fā)明人也進(jìn)行了長期而深入的研究和大量實(shí)踐，且在此過程中意 外的發(fā)現(xiàn)，采用在封裝過程中增加一特殊的熒光粉沉淀步驟，即可以在大幅降低熒光粉用 量的情況下，快捷、簡便、低成本的實(shí)現(xiàn)熒光粉于LED芯片表面的共形沉積，特別是可以通 過點(diǎn)膠實(shí)現(xiàn)焚光粉保形涂層（WhiteLEDConformalPhosphorCoatingviaDispensing)， 提高了出光品質(zhì)，解決了黃圈現(xiàn)象等問題，還可以進(jìn)一步改善散熱情況，從而提高LED壽 命，以及，進(jìn)一步降低了LED封裝的制造成本，其可廣泛應(yīng)用于SMD、C0B、CSP和大規(guī)模集成 LED等領(lǐng)域。如下將具體闡明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0022] 本發(fā)明的一實(shí)施例的一個方面提供了一種LED封裝方法，其包括：
[0023] (1)將熒光粉與液態(tài)有機(jī)硅膠組合物的均勻混合物（亦可簡稱"熒光膠"）涂覆于 LED芯片表面，在第一溫度條件下所述有機(jī)硅膠組合物的粘度小于lOOOOcPs;
[0024] (2)將經(jīng)步驟（1)處理的LED芯片置于第一溫度條件下進(jìn)行加熱而實(shí)現(xiàn)熒光粉沉 淀，該第一溫度大于室溫，而小于所述有機(jī)硅膠組合物的交聯(lián)溫度；
[0025] (3)將經(jīng)步驟（2)處理的LED芯片置于第三溫度（固化溫度）和/或光照條件下， 使所述有機(jī)硅膠組合物固化，從而于所述LED芯片表面形成封裝材料層。
[0026]在一些較佳實(shí)施例中，所述的封裝方法由所述步驟（1)、步驟（2)和步驟（3)組成。
[0027] 在一些實(shí)施例中，所述LED封裝方法還可包括：
[0028] (1)將熒光粉與液態(tài)有機(jī)硅膠組合物的均勻混合物（亦可簡稱"熒光膠"）涂覆于 LED芯片表面；
[0029] (2)將經(jīng)步驟（1)處理的LED芯片置于第一溫度條件下進(jìn)行加熱而實(shí)現(xiàn)熒光粉一 次沉淀，該第一溫度大于室溫，而小于所述有機(jī)硅膠組合物的交聯(lián)溫度；
[0030] (3)將經(jīng)步驟（2)處理的LED芯片置于第二溫度條件下進(jìn)行加熱而實(shí)現(xiàn)熒光粉二 次沉淀，該第二溫度大于室溫，而小于所述有機(jī)硅膠組合物的交聯(lián)溫度；
[0031] (4)將經(jīng)步驟（3)處理的LED芯片置于第三溫度和/或光照條件下，使所述有機(jī)硅 膠組合物固化，從而于所述LED芯片表面形成封裝材料層。
[0032]在一些較佳實(shí)施例中，所述的封裝方法由所述步驟（1)、步驟（2)，步驟（3)和步驟 (4)組成。
[0033] 優(yōu)選的，所述有機(jī)