專利名稱：通過(guò)漏版印刷在管芯頂部上沉積熒光劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及發(fā)光二極管(LED)，且尤其涉及在LED管芯上沉積含有熒光劑的材料以用于光色選擇。
背景技術(shù)：
由于白熾燈產(chǎn)生的熱多于光，因此世界渴求更有效的人造光源。LED是有前景的技術(shù)且已廣泛應(yīng)用于特定目的，如交通信號(hào)燈和閃光燈。對(duì)于有色光，LED芯片通常與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料結(jié)合以獲得期望的輸出光顏色。例如，黃色熒光劑通常與藍(lán)色LED結(jié)合以產(chǎn)生白光。然而，基于LED的普通照明燈的開(kāi)發(fā)已經(jīng)遇到了各種困難。這些困難包括難以大規(guī)模生產(chǎn)具有提供恒定光色的熒光劑的LED發(fā)射器。傳統(tǒng)的LED發(fā)射器通常包括凹槽結(jié)構(gòu)或杯形結(jié)構(gòu)的LED管芯，該LED管芯具有在杯狀結(jié)構(gòu)中的含有熒光劑的材料。在某些情況下，含有熒光劑的材料通過(guò)例如硅酮材料與LED管芯分離。這些傳統(tǒng)的方法通常具有很多缺點(diǎn)。例如，傳統(tǒng)的方法通常使用大量的熒光齊U，且它們可以導(dǎo)致熒光劑和硅酮材料的較差的冷卻。因此，發(fā)射器可受到較不可靠的封裝和光色的非均勻的角度分布。鑒于現(xiàn)有的LED制造方法，大規(guī)模生產(chǎn)具有恒定色溫的白光LED已被證明是一挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及用于將可控量的含有熒光劑的材料沉積在LED管芯的頂部上的方法。在一些實(shí)施方式中，多個(gè)LED管芯被置于模板的開(kāi)口中。例如通過(guò)印刷涂覆合適粘度的含有熒光劑的材料，然后使用作為導(dǎo)板的模板除去多余的材料。開(kāi)口的尺寸將含有熒光劑的材料限制到僅在LED管芯的露出的上表面，且模板的高度有助于控制含有熒光劑的材料的厚度。漏印板可以用來(lái)遮蓋管芯的不期望具有含有熒光劑的材料的區(qū)域。本文中描述的方法相比于通過(guò)傳統(tǒng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)的方式具有許多優(yōu)點(diǎn)。該方法使用傳統(tǒng)的設(shè)備和方法并且適于有成本效益的大批量生產(chǎn)。因?yàn)闊晒鈩﹥H被置于LED管芯的上表面上，因此熒光劑的使用量減少。熒光劑材料中產(chǎn)生的熱可以通過(guò)該LED管芯分散，且更好的冷卻可以降低熒光劑和硅酮材料的溫度并且導(dǎo)致更可靠的封裝。相比之下，在管芯頂部上放置熒光劑的傳統(tǒng)方法包括使用注射器放置熒光劑材料的液滴。該方法的一個(gè)缺點(diǎn)是，液體混合物容易沉淀且可以導(dǎo)致色彩偏移。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，含有熒光劑的材料的混合物在被施加到模板之前形成所需的粘度。根據(jù)一實(shí)施方式,用于將一層含有突光劑的材料沉積在多個(gè)LED管芯上的方法包括:將具有多個(gè)開(kāi)口的模板布置在膠帶上，以及將多個(gè)LED管芯中的每個(gè)LED管芯都布置在模板的多個(gè)開(kāi)口的一個(gè)開(kāi)口中。該方法還包括將漏印板布置在模板以及多個(gè)LED管芯上。漏印板具有多個(gè)開(kāi)口，該多個(gè)開(kāi)口配置成使各個(gè)LED管芯的上表面露出，但可以遮蓋用于接合焊盤等的表面區(qū)域等。然后，將含有熒光劑的材料布置在各個(gè)LED管芯的露出的上表面。該方法還包括除去漏印板和模板。在上述方法的具體實(shí)施方式
中，膠帶被置于玻璃板上。膠帶可以是熱釋放膠帶或UV釋放膠帶。在一些實(shí)施方式中，模板中的開(kāi)口的面積約等于LED管芯的尺寸。模板中的開(kāi)口的厚度基本上等于LED管芯的厚度。在一些實(shí)施方式中，漏印板被配置成覆蓋LED管芯上的接合焊盤區(qū)域。在一些實(shí)施方式中，該方法包括將含有熒光劑的材料沉積在漏印板和LED管芯上，以及從漏印板的上表面去除含有熒光劑的材料且從該LED管芯的上表面上去除在漏印板的上表面上方突伸的含有熒光劑的材料。在一實(shí)施方式中，在漏印板中的開(kāi)口的深度等于所需的含有熒光劑的材料的厚度。為了在熒光劑沉積后除去漏印板，該漏印板可以涂覆有鐵氟龍。通過(guò)參考對(duì)本說(shuō)明書(shū)的剩余部分以及隨后的附圖的詳細(xì)描述，還可以進(jìn)一步理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)。


圖1至圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于實(shí)施熒光劑沉積的方法的剖面圖。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于實(shí)施熒光劑沉積的方法的基板；圖2和圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于實(shí)施熒光劑沉積的方法的網(wǎng)格模板；圖4不出將LED芯片置入模板的網(wǎng)格開(kāi)口的方法；圖5示出被放置在模板以及LED芯片上的漏印板；圖6示出在漏印板上沉積的含有熒光劑的混合物；圖7示出固化的中間結(jié)構(gòu)，該中間結(jié)構(gòu)包括玻璃板、在該玻璃板上的模板、布置在模板中的開(kāi)口中的LED芯片，以及具有填充漏印板中的開(kāi)口的含有熒光劑的混合物且在LED芯片的曝光的上表面上的漏印板；圖8示出除去漏印板的圖7中的結(jié)構(gòu)構(gòu)；圖9示出包括附接到膠帶上的多個(gè)分離的LED管芯的結(jié)構(gòu)，各個(gè)LED管芯均具有一層含有突光劑的材料；以及圖10是概述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于將一層含有熒光劑的材料沉積在多個(gè)LED管芯上的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式參考上面列舉的一系列附圖做出以下描述。這些圖僅為舉例說(shuō)明的示例，且不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗票疚闹械臋?quán)利要求的范圍。結(jié)合示出和描述的各個(gè)方面，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將了解其他變型、修改和替換。圖1示出用于實(shí)施熒光劑沉積的方法的基板的俯視圖和剖面圖。膠帶110被布置在玻璃板120上。在一實(shí)施方式中，所述膠帶可以是單面膠帶，其可以是由聚酯制成的熱釋放膠帶或UV釋放膠帶。例如,可以使用來(lái)自SemiconductorEquipment Corp.的市售的膠帶。將膠帶110在玻璃板上伸展，且用雙環(huán)夾使其保持在適當(dāng)位置。圖1中，所示出的板120為圓形玻璃板，但也可以使用由絕緣性固體制成的其它合適形狀的板。如圖1所示，膠帶110通過(guò)雙環(huán)夾122被緊固在玻璃基板120上。然后，如圖2所示，網(wǎng)格模板130被布置在膠帶110的帶粘性的上側(cè)。在圖2的示例中，網(wǎng)格模板包括以6X6陣列布置的開(kāi)口。然而，根據(jù)應(yīng)用，網(wǎng)格模板可以有其他的網(wǎng)格圖案，例如，30 X 30的陣列。在一些實(shí)施方式中，網(wǎng)格模板是具有正方形開(kāi)口的金屬板。所述開(kāi)口略大于LED芯片尺寸，且所述板的厚度與所述芯片的厚度相同。在圖3中示出了模板130具體示例，其中，對(duì)于尺寸為0.9mmX0.9mm的LED芯片，開(kāi)口 132的尺寸為0.95mmX0.95mm。在該示例中，開(kāi)口之間的間距為0.5mm，且板的厚度為0.17mm。當(dāng)然，可以改變這些尺寸。在圖4中，各個(gè)LED芯片140被置入網(wǎng)格開(kāi)口中。例如，利用網(wǎng)格作為基準(zhǔn)，可以使用取放工具以將各個(gè)LED芯片置入網(wǎng)格開(kāi)口中。在圖5中，將漏印板150置于模板以及模板開(kāi)口中的LED芯片上。在LED芯片上的漏印板開(kāi)口的圖案示出為152，其使LED芯片140的除接合焊盤位置144之外的頂部區(qū)域露出。如下所述，LED芯片的上表面的露出的區(qū)域準(zhǔn)備容納熒光劑涂層在該示例中，漏印板150可以由金屬材料或絕緣材料制成，且用鐵氟龍(Teflon)涂覆。漏印板150的開(kāi)口對(duì)應(yīng)于膠帶上的芯片位置。所述開(kāi)口略小于芯片尺寸。所述板的厚度約為2mil(熒光劑層的厚度)。在漏印板用于印刷熒光劑/硅酮之前，可以用抗粘溶液(例如，LS-2233)涂覆漏印板。在圖6中，含有熒光劑的混合物160被沉積在漏印板上。例如，可以通過(guò)混合硅酮(例如，Ker2500)、熒光劑(例如，黃色熒光劑和紅色熒光劑)、以及稀釋液(例如，KF-994，環(huán)四硅氧烷)來(lái)制備該混合物，以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)恼扯群陀|變性。此時(shí)，該混合物與傳統(tǒng)的液體分配方法中所使用的混合物相比，可以具有較高的粘度。因此，可以減小由沉淀所引起的熒光劑混合物的變化。在施加熒光劑混合物后，可以使用脫氣步驟以除去氣泡。然后，將混合物輾過(guò)漏印板且印刷。在印刷后，將多余的硅酮/熒光劑/稀釋混合物從漏印板中除去。該漏印板的厚度使得位于管芯頂部上的熒光劑混合物的厚度可控。圖7示出中間結(jié)構(gòu)，包括玻璃板120、在該玻璃板上的模板130、布置在模板中的開(kāi)口中的LED芯片140，以及具有填充漏印板中的開(kāi)口的含有磷光體的混合物160且在LED芯片的露出的上表面上的漏印板150。該中間結(jié)構(gòu)被放置在熱板上，以在120°C至150°C下使硅酮固化2分鐘。在固化期間，該漏印板保持在印刷位置處從而使硅酮不流動(dòng)且覆蓋引線接合焊盤，直到硅酮/熒光劑/稀釋混合物變干。在圖8中，除去漏印板。由于漏印板涂覆有特氟絕和抗粘材料，因此可以除去漏印板而不帶走干燥的硅酮/熒光劑。在圖9中，除去模板。如果在漏印板下面使用熱釋放膠帶，則可以在170°C下加熱玻璃板后除去漏印板。對(duì)于UV釋放膠帶，所述結(jié)構(gòu)的背側(cè)暴露于UV。如圖9所示，此時(shí)，各個(gè)分離的LED管芯均覆蓋有一層含有熒光劑的混合物。
圖9所示的結(jié)構(gòu)包括附接在膠帶110上的多個(gè)分離的LED管芯140，各個(gè)LED管芯均具有在管芯頂部的一層含有熒光劑的材料160。此時(shí)，可以使用標(biāo)準(zhǔn)組裝方法(例如，使用取放工具)將涂覆有熒光劑的LED管芯安裝在發(fā)射器封裝件中。圖10是概述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于將一層含有熒光劑的材料沉積在多個(gè)LED (發(fā)光二極管)管芯上的方法的流程圖。如圖10所示，該方法包括以下步驟:.將具有多個(gè)開(kāi)口的模板布置在膠帶上；.將多個(gè)LED管芯中的各個(gè)LED管芯都布置在模板的多個(gè)開(kāi)口中的一個(gè)開(kāi)口中； 將漏印板布置在模板以及多個(gè)LED管芯上，該漏印板具有配置成使各個(gè)LED管芯的上表面露出的多個(gè)開(kāi)口；.將含有熒光劑的材料沉積在各個(gè)LED管芯的露出的上表面上； 除去漏印板；以及.除去模板。上文結(jié)合圖1至圖9描述了該方法的示例。在該方法中，將含有熒光劑的材料沉積在各個(gè)LED管芯的上表面的步驟包括:.將含有熒光劑的材料沉積在漏印板和LED管芯上；以及.從漏印板的上表面去除含有熒光劑的材料以及從該LED管芯的上表面上去除在模板的上表面上方突伸的含有熒光劑的材料。根據(jù)本發(fā)明的另 一實(shí)施方式，上述方法中的模板和漏印板可以組合成一個(gè)模板。上述方法適合于在用于單色多管芯發(fā)射器的管芯附接和引線接合步驟之前的熒光劑沉積。某些實(shí)施方式中，在印刷熒光劑后，測(cè)試各個(gè)管芯的光色。可以在多管芯封裝件中選擇并且附接相反顏色(相對(duì)于所有管芯的平均色)的兩個(gè)或多個(gè)管芯。盡管已經(jīng)針對(duì)具體實(shí)施方式
描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明旨在涵蓋在所附權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)的所有的修改和等同物。
權(quán)利要求
1.一種用于將一層含有突光劑的材料沉積在多個(gè)LED (發(fā)光二極管)管芯上的方法,所述方法包括: 將具有多個(gè)開(kāi)口的模板布置在膠帶上； 將多個(gè)LED管芯中的每個(gè)LED管芯分別布置在所述模板的所述多個(gè)開(kāi)口中的一個(gè)開(kāi)口中； 將漏印板布置在所述模板及所述多個(gè)LED管芯上，所述漏印板具有配置成使各個(gè)所述LED管芯的上表面露出的多個(gè)開(kāi)口 ； 將含有熒光劑的材料沉積在各個(gè)所述LED管芯的露出的上表面上； 除去所述漏印板；以及 除去所述模板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述膠帶被置于玻璃板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述膠帶是熱釋放膠帶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述膠帶是UV釋放膠帶。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述模板中的所述開(kāi)口的面積約等于所述LED管芯的尺寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述模板中的所述開(kāi)口的厚度基本上等于所述LED管芯的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述漏印板被配置成覆蓋在所述LED管芯上的接合焊盤區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將含有熒光劑的材料沉積在所述漏印板中的各個(gè)所述開(kāi)口中的步驟包括: 將所述含有熒光劑的材料沉積在所述漏印板和所述LED管芯上；以及從所述漏印板的上表面去除所述含有熒光劑的材料以及從所述LED管芯的上表面上去除在所述漏印板的上表面上方突伸的所述含有熒光劑的材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述漏印板中的所述開(kāi)口的深度等于所需的所述含有熒光劑的材料的厚度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述漏印板涂覆有鐵氟龍。
11.一種包括附接到膠帶的多個(gè)分離的LED管芯的結(jié)構(gòu)，各個(gè)所述LED管芯都具有一層含有熒光劑的材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過(guò)漏版印刷在管芯頂部上沉積熒光劑。一種用于將一層含有熒光劑的材料沉積在多個(gè)LED管芯上的方法包括將具有多個(gè)開(kāi)口的模板布置在膠帶上，以及將多個(gè)LED管芯中的每個(gè)LED管芯都布置在模板的多個(gè)開(kāi)口中的一個(gè)開(kāi)口中。所述方法還包括將漏印板布置在所述模板以及所述多個(gè)LED管芯上。所述漏印板具有多個(gè)開(kāi)口，所述多個(gè)開(kāi)口配置成使各個(gè)所述LED管芯的上表面露出。然后，將含有熒光劑的材料沉積在各個(gè)所述LED管芯的露出的上表面上。所述方法還包括去除所述漏印板和所述模板。
文檔編號(hào)H01L33/50GK103199182SQ20121057567
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者梅澤群, 閆先濤 申請(qǐng)人:硅谷光擎