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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410655196.8(22)申请日 2014.11.18H01L 33/50(2010.01)(71)申请人 华中科技大学地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037 号(72)发明人 罗小兵 余兴建 郑怀 谢斌(74)专利代理机构 华中科技大学专利中心 42201代理人 曹葆青(54) 发明名称一种荧光粉胶的涂覆方法(57) 摘要本发明公开了一种荧光粉胶的涂覆方法，属于LED封装领域，其采用压印方式对LED芯片进行荧光粉胶涂覆，包括 S1 将 LED 芯片固定在封装基板上 ；S2 将荧光粉胶涂覆在所述 LED 芯片上或者。
2、所述压印块的端面上，将所述压印块与所述 LED芯片通过压印方式贴合一起 ；S3 待荧光粉胶在所述压印块和所述 LED 芯片之间稳定成形后，对所述荧光粉胶进行固化处理获得荧光粉层，实现荧光粉胶的涂覆。本发明方法操作简单，成本低，可灵活控制荧光粉胶形貌，从而提升 LED 封装光色一致性，其封装成本低，可大规模应用在工业中进行 LED 封装。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书5页 附图6页(10)申请公布号 CN 104485412 A(43)申请公布日 2015.04.01CN 104485412 A1/1 页21.一种荧光粉胶的涂。
3、覆方法，其特征在于，采用压印方式对 LED 芯片进行荧光粉胶涂覆，包括如下步骤 ：S1 ：将 LED 芯片固定在封装基板上，并使 LED 芯片与封装基板之间形成连通电路 ；S2: 将荧光粉胶涂覆在压印块的端面上，接着将所述压印块与所述 LED 芯片通过压印方式贴合一起 ；S3 ：待荧光粉胶在所述压印块和 LED 芯片之间稳定成形后，对所述荧光粉胶进行固化处理获得荧光粉层，以此方式获得理想的荧光粉层形貌。2.如权利要求 1 所述的一种荧光粉胶的涂覆方法，其特征在于，步骤 S2 中所述压印块的端面为涂胶面，所述涂胶面为圆形、矩形或者凹形球面状的一种。3.如权利要求 1 所述的一种荧光粉胶的涂覆方法。
4、，其特征在于，步骤 S2 中通过控制荧光粉胶的质量或 / 和所述涂胶面与所述 LED 芯片的距离或 / 和所述涂胶面投影面积与 LED芯片投影面积的比例以控制荧光粉胶形貌，所述涂胶面投影面积与 LED 芯片投影面积分别为涂胶面和 LED 芯片平行于封装基板并向封装基板进行投影而获得的面积。4.如权利要求 3 所述的一种荧光粉胶的涂覆方法，其特征在于，步骤 S2 中的荧光粉胶中的荧光粉包括 YAG 荧光粉、TAG 荧光粉的一种或者多种。5.如权利要求 1 或 4 所述的一种荧光粉胶的涂覆方法，其特征在于，步骤 S2 中每个所述压印块或者每个所述 LED 芯片上所涂覆的荧光粉胶为 0.1 微升 3。
5、 微升，且荧光粉胶中包含的荧光粉的浓度为 0.01 克 / 毫升 5 克 / 毫升。6.如权利要求 5 所述的一种荧光粉胶的涂覆方法，其特征在于，所述的荧光粉胶包含的胶黏剂包含硅胶、环氧树脂或液态玻璃中的一种或多种。权 利 要 求 书CN 104485412 A1/5 页3一种荧光粉胶的涂覆方法技术领域0001 本发明属于LED封装领域，更具体地，涉及一种采用压印方式进行LED荧光粉胶涂覆的方法。背景技术0002 LED(Light Emitting Diode) 是一种基于 P-N 结电致发光原理制成的半导体发光器件，具有电光转换效率高、使用寿命长、环保节能、体积小等优点，被誉为 21 世纪。
6、绿色照明光源。由于 LED 独特的优越性，已经开始在许多领域得到广泛应用，被业界认为是未来照明技术的主要发展方向，具有巨大的市场潜力。随着以氮化物为代表的第三代半导体材料技术的突破，基于大功率高亮度发光二极管 (LED) 的半导体照明产业在全球迅速兴起，正成为半导体光电子产业新的经济增长点，并在传统照明领域引发了一场革命。0003 大功率白光 LED 通常是由蓝色光与黄色光的两波长光或者蓝色光与绿色光以及红色光的三波长光混合而成。由于两波长光混合方式获得白光 LED 的工艺简单且成本低，得到了广泛采用。在实际生产中，常常在蓝色LED芯片上涂覆黄色YAG荧光粉或者黄色TAG荧光粉从而获得白光 L。
7、ED 产品。在 LED 封装中荧光粉层形貌以及几何尺寸极大影响了 LED的出光效率、色温、空间颜色均匀性等重要光学性能。在 LED 实际封装过程中，主要通过荧光粉胶涂覆来获得理想的荧光粉层几何形貌以及尺寸。0004 LED 封装中最常用的荧光粉胶涂覆方式是通过点胶机将注射器中的荧光粉胶涂覆在 LED 芯片周围，获得的荧光粉胶形貌呈现球冠型，在实际的使用过程中，球冠状形貌常常会出现黄色的光斑。为了改善荧光粉点涂带来的空间颜色不均匀性并提高 LED 的出光效率，发展了荧光粉的保形涂覆和远离涂覆方式。目前，实现保形涂覆和远离涂覆的技术较为复杂，并存在环保问题，且成本较高。发明内容0005 针对现有技。
8、术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种荧光粉胶的涂覆方法，其目的在于通过压印方式进行荧光粉胶涂覆并控制得到所需的荧光粉胶形貌，从而保证LED 的出光效率、色温、空间颜色均匀性，由此解决目前荧光粉涂覆方法复杂并不易获得理想荧光粉胶形貌的技术问题。0006 为实现上述目的，本发明提供了一种荧光粉胶的涂覆方法，其特征在于，采用压印方式对 LED 芯片进行荧光粉胶涂覆，包括如下步骤 ：0007 S1 ：将 LED 芯片固定在封装基板上，并使 LED 芯片与封装基板之间形成连通电路 ；0008 S2: 将荧光粉胶涂覆在压印块的端面上，接着将所述压印块与所述 LED 芯片通过压印方式贴合一起 ；0009。
9、 S3 ：待荧光粉胶在所述压印块和所述 LED 芯片之间稳定成形后，对所述荧光粉胶进行固化处理获得荧光粉层，以此方式获得理想的荧光粉层形貌。0010 进一步的，所述步骤 S2 中采用的压印块的端面为涂胶面，所述涂胶面为圆形、矩说 明 书CN 104485412 A2/5 页4形或者凹形球面状的一种 ；LED 芯片的形状限定为矩形时，选用不同的涂胶面，涂上荧光粉胶后将压印块与 LED 芯片贴合一起，即可得到不同的荧光粉胶形貌。当选用压印块的涂胶面为矩形，可得到棱台状、或者矩形体、或者腰形矩形体或者鼓形矩形体的荧光粉胶形貌 ；当选用压印块的涂胶面为圆形，得到顶面为圆形、底面为矩形的类棱台状的荧光粉。
10、胶形貌 ；当选用凹形球面状的涂胶面，得到球帽状的荧光粉胶形貌。腰形矩形体为矩形体中间凹陷呈腰形的矩形体，鼓形矩形体为中间凸起呈鼓形状的矩形体。0011 进一步的，步骤 S2 中通过控制荧光粉胶的质量或 / 和所述涂胶面与所述 LED 芯片的距离或 / 和所述涂胶面投影面积与 LED 芯片投影面积的比例以控制荧光粉胶形貌，所述涂胶面投影面积与LED芯片投影面积分别为涂胶面和LED芯片平行于封装基板并向封装基板进行投影而获得的面积。当其他条件不变，荧光粉胶的用量相对较多时或者所述压印块涂胶面与所述 LED 芯片的距离较小时，可得到中间呈鼓形的荧光粉胶形貌 ；当其他条件不变，荧光粉胶的用量相对较少时。
11、或者所述压印块涂胶面与所述 LED 芯片的距离较大时，可得到中间呈腰形的荧光粉胶形貌。当涂胶面为矩形，且 LED 芯片也为矩形时，涂胶面投影面积相对 LED 芯片面积的较大时，可得到倒置的四棱台状的荧光粉胶形貌 ；当涂胶面为矩形，且LED芯片也为矩形时，涂胶面投影面积相对LED芯片面积的较小时，可得到四棱台状的荧光粉胶形貌 ；当涂胶面为矩形，且 LED 芯片也为矩形时，涂胶面投影面积相对 LED 芯片面积的相等且形状相同时，可得到矩形体的荧光粉胶形貌。0012 进一步的，步骤 S2 中的荧光粉胶中的荧光粉包括 YAG 荧光粉、TAG 荧光粉的一种或者多种。0013 进一步的，步骤S2中每个所述。
12、压印块或者每个所述LED芯片上所涂覆的荧光粉胶为 0.1 微升 3 微升，且荧光粉胶中包含的荧光粉的浓度为 0.01 克 / 毫升 5 克 / 毫升。实验证明，每个所述压印块或者每个所述 LED 芯片上所涂覆的荧光粉胶为 0.1 微升 3 微升且荧光粉胶中包含的荧光粉的浓度为 0.01 克 / 毫升 5 克 / 毫升，能较好的保证 LED 的出光效率、色温、空间颜色均匀性。0014 进一步的，所述的荧光粉胶包含的胶黏剂包含硅胶、环氧树脂或液态玻璃中的一种或多种。0015 本发明中，荧光粉胶为混合有荧光粉的胶黏剂 ；荧光粉胶形貌为涂覆荧光粉胶时荧光粉胶在所述压印块和所述 LED 芯片之间稳定成形。
13、后的形貌 ；荧光粉层为固化结束后获得的固定成型的荧光粉胶层 ；荧光粉层形貌为固化后获得的固定成型的荧光粉胶层的形貌。0016 本发明方法的有益技术效果为 ：0017 本发明方法先将 LED 芯片固定在封装基板上，并将 LED 芯片与封装基板之间形成连通的电路后，将荧光粉胶涂覆在 LED 芯片上或者压印块上，将模具通过压印方式对准贴合在LED芯片上，荧光粉胶会润湿芯片表面和涂胶面，荧光粉胶对涂胶面和LED芯片的润湿作用改变荧光粉胶在 LED 芯片上方及周围的几何形貌，从而在 LED 芯片和压印块之间形成特定的荧光粉胶形貌。通过选用不同的涂胶面形状、控制荧光粉胶的用量、改变所述压印块涂胶面与所述L。
14、ED芯片的距离以及涂胶面投影面积相对LED芯片面积的比例可灵活控制荧光粉胶形貌，从而理想的荧光粉层形貌，最终可以提升 LED 封装光色一致性，并降低封装成本。本发明所构思的以上技术方案操作简单，成本低，可大规模快速应用在工业中进行 LED说 明 书CN 104485412 A3/5 页5封装。附图说明0018 图 1 本发明方法的流程示意图 ；0019 图 2(a)、(b)、(c) 为三种不同荧光粉涂覆模具的三维结构示意图 ；0020 图 3(a)、(b)、(c) 为采用不同荧光粉涂覆模具得到的荧光粉胶形貌的三维示意图；0021 图 4(a)、(b)、(c) 为实施例 1 中改变荧光粉涂覆模具。
15、中压印块涂胶面投影面积时分别对应控制得到的荧光粉胶形貌的侧视图 ；0022 图 5(a)、(b)、(c) 为实施例 2 中改变压印块和 LED 芯片间距离时分别对应控制得到的荧光粉胶形貌的侧视图 ；0023 图 6(a)、(b)、(c) 为实施例 3 中改变荧光粉涂覆量时分别对应控制得到的荧光粉胶形貌的侧视图。0024 在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中 ：1001- 模具底座、1002- 压印块、1003- 定位块、1004- 荧光粉胶、1005-LED 芯片、1006- 封装基板、1007- 金线。具体实施方式0025 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白。
16、，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。0026 图 1 为本发明方法的流程示意图，本发明提出一种荧光粉涂覆方法，利用荧光粉涂覆模具采取压印方式实现对 LED 芯片的荧光粉胶涂覆，本发明的主要特征在于可灵活控制得到理想的荧光粉胶形貌。压印块安装在荧光粉涂覆模具的模具底座上。0027 图2(a)、(b)、(c)为三种不同荧光粉涂覆模具的三维结构示意图，其中，图2(a)为压印块的涂胶面为矩形时的荧光粉涂覆模具三维图，图 2。
17、(b) 为压印块的涂胶面为圆形时的荧光粉涂覆模具三维图，图 2(c) 为压印块的涂胶面为凹形球面状时的荧光粉涂覆模具三维图。0028 图 3(a)、(b)、(c) 分别为采用图 2(a)、(b)、(c) 的荧光粉涂覆模具获得的荧光粉胶形貌的三维图。图 3(a) 荧光粉胶形貌为四棱台形状，图 3(b) 荧光粉胶形貌为上顶面为圆形下底面为矩形的类棱台形状，图 3(c) 荧光粉胶形貌为球帽状。0029 下面借助实施例更加详细的说明本发明方法 ：0030 实施例 10031 本实施例说明改变荧光粉涂覆模具中压印块涂胶面投影面积时，可分别对应控制得到不同的荧光粉层形貌。0032 S1 ：将 LED 芯片。
18、固定在封装基板 1006 上，并将 LED 芯片 1005 与封装基板之间以金线 1007 形成连通的电路。0033 S2: 将荧光粉胶 1004 涂覆在 LED 芯片 1005 上或者所述模具底座 1001 的压印块说 明 书CN 104485412 A4/5 页61002上，将所述压印块1002与所述LED芯片通过压印方式贴合一起，压印块端面为涂胶面，涂胶面为矩形，通过涂胶面投影面积相对 LED 芯片面积的比例以控制荧光粉胶形貌。荧光粉胶中的荧光粉包括 YAG 荧光粉和 TAG 荧光粉。每个压印块涂覆的荧光粉胶为 3 微升，且包含的荧光粉的浓度为 0.01 克 / 毫升，荧光粉胶的胶黏剂包。
19、含环氧树脂。0034 本实施例中压印块涂胶面的形状为正方形且边长分别为 0.7mm、1.0mm 和 1.2mm，采用边长为 1mm 的垂直式的 LED 芯片。在完成 LED 芯片 1005 的固定并通过金线 1007 进行电路连接工序后，将封装基板 1006 固定在水平面上。通过点胶设备将荧光粉胶涂覆在压印块 1002 表面。然后将该模具与 LED 芯片贴合。上述实验过程进行多次，每次实验过程中采用不同边长的压印块，分别为 0.7mm、1.0mm 和 1.2mm，但均采用边长为 1mm 的垂直式的 LED芯片，将压印块的边长作为其特征尺寸，芯片的边长作为芯片的特征尺寸，从而得到压印块特征尺寸和。
20、芯片特征尺寸的比值分别为小于 1、等于 1 和大于 1 的涂覆情况。0035 S3 ：等荧光粉胶在压印块和 LED 芯片之间的流动稳定后，将荧光粉胶在 150下固化 1 小时，最后将压印块取下完成脱模过程，获得荧光粉层，实现荧光粉胶的涂覆。0036 图 4(a)、(b)、(c) 分别为实施例 1 中改变荧光粉涂覆模具中压印块涂胶面投影面积时分别对应控制得到的荧光粉层形貌侧视图。当涂胶面为矩形，且 LED 芯片也为矩形时，且涂胶面投影面积相对LED芯片面积较大时，可得到图4(c)所示的倒置的四棱台状的荧光粉胶形貌 ；当涂胶面为矩形，且 LED 芯片也为矩形时，且涂胶面投影面积相对 LED 芯片面。
21、积的较小时，可得到图4(a)所示的四棱台状的荧光粉胶形貌 ；当涂胶面为矩形，且LED芯片也为矩形时，且涂胶面投影面积相对 LED 芯片面积相等且形状相同时，可得到图 4(b) 所示的矩形体的荧光粉胶形貌。0037 实施例 20038 本实施例说明改变压印块和 LED 芯片间距时分别对应控制得到的不同的荧光粉胶形貌。0039 S1 ：将 LED 芯片固定在封装基板 1006 上，并将 LED 芯片与封装基板之间以金线1007 形成连通的电路。0040 S2: 将荧光粉胶 1004 涂覆在 LED 芯片 1005 上或者所述模具底座 1001 的压印块1002上，将所述压印块1002与所述LED芯。
22、片通过压印方式贴合一起，压印块端面为涂胶面，涂胶面为矩形，通过改变压印块和 LED 芯片间距以控制荧光粉胶形貌。荧光粉胶中的荧光粉包括YAG荧光粉。每个压印块涂覆的荧光粉胶为0.1微升，且包含的荧光粉的浓度为0.19克 / 毫升，荧光粉胶的胶黏剂包含玻璃胶。0041 压印块涂胶面为边长 1.0mm 的正方形，压印块的凸起高度分别为 300um、200um、和100um，对边长为1mm的垂直式LED芯片进行封装，本实例只改变压印块的凸起高度，这样对于尺寸固定的 LED 芯片和固定的荧光粉胶涂覆用量，高度的改变会改变荧光粉胶在压印块和 LED 芯片之间的形状，即本实例中通过改变压印块的凸起高度来改。
23、变涂胶面和 LED 芯片之间的间距，从而可以控制得到如图 5 所示的几种典型的荧光粉层几何形貌。还可以通过具有不同高度的定位块 1003 的作用，改变涂胶面与所述 LED 芯片的距离。0042 S3 ：等荧光粉胶在压印块和 LED 芯片之间的流动稳定后，将荧光粉胶在 150下固化 1 小时，最后将压印块取下完成脱模过程，获得荧光粉层，实现荧光粉胶的涂覆。0043 图 5(a)、(b)、(c) 分别为实施例 2 中改变压印块和 LED 芯片间距时分别对应控制说 明 书CN 104485412 A5/5 页7得到的荧光粉胶形貌的侧视图。当其他条件不变，压印块涂胶面与所述 LED 芯片的距离较小时，。
24、可得到图 5(a) 所示的中间呈鼓形状的荧光粉胶形貌 ；当其他条件不变，压印块涂胶面与所述 LED 芯片的距离较大时，可得到图 5(c) 所示的中间呈腰形的荧光粉胶形貌 ；当其他条件不变，压印块涂胶面与所述 LED 芯片的距离为一临界值时，可得到图 5(b) 所示的荧光粉胶形貌。0044 实施例 30045 本实施例说明改变荧光粉胶涂覆用量时分别对应控制得到的不同的荧光粉胶形貌。0046 S1 ：将 LED 芯片固定在封装基板 1006 上，并将 LED 芯片与封装基板之间以金线1007 形成连通的电路。0047 S2: 将荧光粉胶 1004 涂覆在 LED 芯片 1005 上或者所述模具底座。
25、 1001 的压印块1002上，将所述压印块1002与所述LED芯片通过压印方式贴合一起，压印块端面为涂胶面，涂胶面为矩形，通过改变荧光粉胶涂覆用量分别对应控制得到不同的荧光粉胶形貌。荧光粉胶中的荧光粉包括 TAG 荧光粉。每个压印块涂覆的荧光粉胶为 1.5 微升，且包含的荧光粉的浓度为 0.5 克 / 毫升，荧光粉胶的胶黏剂为硅胶。0048 压印块涂胶面为边长 1.0mm 的正方形，LED 芯片为边长为 1mm 的正方形形状。改变荧光粉胶的涂覆用量，可获得如图 6 所述的荧光粉胶形貌。0049 S3 ：等荧光粉胶在压印块和芯片之间的流动稳定后，将荧光粉胶在 150下固化 1小时，最后将压印块。
26、取下完成脱模过程，获得荧光粉层，实现荧光粉胶的涂覆。0050 图 6(a)、(b)、(c) 为实施例 3 中改变荧光粉涂覆用量时分别对应控制得到的荧光粉层几何形貌侧视图。当其他条件不变，荧光粉胶的用量相对较多时，可得到图 6(a) 中间呈鼓形状的荧光粉胶形貌 ；当其他条件不变，荧光粉胶的用量相对较少时，可得到图 6(c)中间呈腰形的荧光粉胶形貌 ；当其他条件不变，荧光粉胶的用量为一临界值时，可得到图6(b) 所示的荧光粉胶形貌。0051 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。说 明 书CN 104485412 A1/6 页8图1图 2(a)说 明 书 附 图CN 104485412 A2/6 页9说 明 书 附 图CN 104485412 A3/6 页10图 3(a)说 明 书 附 图CN 104485412 A。