一种贴片式LED模组的制造方法

摘要

本发明公开了一种贴片式LED模组的制造方法，其特征在于包括以下步骤：备料：提供覆晶结构的LED芯片，该LED芯片的一面具有金属电极，并且，所述金属电极的表面间距不小于80μm；编排：将多个所述LED芯片置于一编带当中，所述LED芯片其金属电极位于所述编带容置空间的底部，所述LED芯片的出光面位于所述容置空间开口处；贴装：采用真空吸嘴将所述LED芯片从所述编带中吸出，置于一基板的焊盘上；所述金属电极与所述焊盘相对，所述LED芯片的出光面朝上；及固定：将所述焊盘和金属电极对应固定并连通。将覆晶LED芯片直接采用编带装载的方式，避免了单个LED光源的封装，节省了单个LED光源的封装物料和封装工艺时间、以及生产线。

权利要求

1.一种贴片式LED模组的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：备料：提供覆晶结构的LED芯片，该LED芯片的一面具有金属电极，并且，所述金属电极的表面间距不小于80μm；

编排：将多个所述LED芯片置于一编带当中，所述LED芯片其金属电极位于所述编带容置空间的底部，所述LED芯片的出光面位于所述容置空间开口处；所述编带置于一自动进给的贴片机上，并受控逐个进给；

贴装：采用真空吸嘴将所述LED芯片从所述编带中吸出，置于一基板的焊盘上；所述金属电极与所述焊盘相对，所述LED芯片的出光面朝上；所述焊盘上预先设好锡膏，所述LED芯片的金属电极利用所述锡膏的表面张力暂时固定于所述基板；所述焊盘于所述基板上具有多个，所述锡膏采用丝网印刷的方式附着于所述焊盘；及固定：将所述焊盘和金属电极对应固定并连通；所述固定步骤中采用回流焊机使所述金属电极和焊盘之间的锡膏固化。

2.根据权利要求1所述一种贴片式LED模组的制造方法，其特征在于：所述回流焊机包括以下流程：送板：将已经贴装好的所述基板放置于传输带上，所述传输带受控并行进；

预热：将所述锡膏中的辅助溶剂挥发；

均温：活化所述锡膏中的助焊剂，并蒸发多余水分；

回焊：熔融所述锡膏使之填充所述金属电极和焊盘之间区域并将二者连接；

冷却：使所述锡膏、金属电极、焊盘的温度降低至冷却温度。

3.根据权利要求1所述一种贴片式LED模组的制造方法，其特征在于：所述固定步骤完成后，将所述LED芯片的出光面覆盖荧光膜，所述荧光膜与所述LED芯片一一对应，单独贴装。

4.根据权利要求1所述一种贴片式LED模组的制造方法，其特征在于：所述固定步骤完成后，将所述LED芯片的出光面覆盖荧光膜，所述荧光膜为一整体薄膜的形态，覆盖于所述LED芯片连同其所在基板的表面部分。

5.根据权利要求1所述一种贴片式LED模组的制造方法，其特征在于：所述固定步骤完成后，将所述LED芯片的出光面覆盖荧光膜，所述荧光膜采用液态喷涂的方式直接喷涂于所述LED芯片的出光面，连同其同侧的所述基板表面。

6.根据权利要求1所述一种贴片式LED模组的制造方法，其特征在于：所述LED芯片为发出可见光为蓝光者，其波长范围为440-470nm。

7.根据权利要求1所述一种贴片式LED模组的制造方法，其特征在于：所述LED芯片为发出紫外光者，其波长范围为240-355nm。

8.根据权利要求1所述一种贴片式LED模组的制造方法，其特征在于：所述贴装步骤中，所述焊盘旁设有具有将所述LED芯片底部暂时固定于所述基板表面的辅助胶体。

说明书

一种贴片式LED模组的制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种制造贴片式LED模组的生产方法。

背景技术

[0002] 随着照明LED技术的发展，相对于传统白炽灯、卤素灯类型的照明光源而言，LED已经具有明显节能、可靠、长寿的优势，并且已经可以逐渐达到荧光灯的照明性能，例如光效和显色指数、寿命方面。因此，全球范围内，照明LED的发展方兴未艾，LED光源年产量也逐步增加，

[0003] 相比传统的光源，LED光源具有一些明显的特点，通常在体积上，LED光源都是以单个芯片（chip）为单位，带有电极、荧光粉、封装结构等等，具有较小的体积和较少的光通量，若需要组成合适的照明灯具，则难免使用多个LED光源组成阵列形态的模组，一方面可以整合体积、构造形状并统一供电，另一方面必须达到足够的光通量。这些特点在通用照明、室内照明就已经十分突出：比较常见的做法，就是将完整封装的LED光源排列在基板上固定、连通，构成可整体发光的LED模组，再用此模组装配成完整灯具。若灯具形态较大，单个灯具所需的光通量较高（如1000lm以上），则单颗LED光源的数量必然十分多，特别是采用中小功率（如10mil）封装的LED光源时甚为明显。所以，整个模组的制造工艺制程很长，必须先完成单颗LED光源的封装，才予以焊接在基板上制成模组。

[0004] 针对此问题，有一类办法是COB（chip-on-board）技术，即将芯片固定在基板上以后，再进行打线连接，最后加以涂覆荧光粉、覆盖保护胶等。这类方式免除了单个LED光源的封装体，但带来了新的问题：LED芯片固定于基板以后，总需要针对单个进行打线、涂粉等处理，考虑到金属线的强度，其失效率较高，处理造成工艺隐患较多。而且工艺制程时间太长，备料数量多，所以制造的物料成本和时间成本都难以缩减。

[0005] 所以，在LED模组大规模生产时，总是难以避免封装结构带来过高的成本和繁杂物料带来的工艺流程太长，而且可靠性不高的问题。

发明内容

[0006] 本发明的主要目的在于提供一种贴片式LED模组的制造方法，解决LED模组大规模生产时耗用封装的物料过多的物料成本问题；另一目的在于解决按LED模组大规模生产时工艺制程时间太长的时间成本问题；再一目的在于解决生产完毕的LED模组其上单颗LED光源可靠性不高、具有加工工艺的隐患：

[0007] 一种贴片式LED模组的制造方法，包括以下步骤：

[0008] 备料：提供覆晶结构的LED芯片，该LED芯片的一面具有金属电极，并且，所述金属电极的表面间距不小于80μm；

[0009] 编排：将多个所述LED芯片置于一编带当中，所述LED芯片其金属电极位于所述编带容置空间的底部，所述LED芯片的出光面位于所述容置空间开口处；

[0010] 贴装：采用真空吸嘴将所述LED芯片从所述编带中吸出，置于一基板的焊盘上；所述金属电极与所述焊盘相对，所述LED芯片的出光面朝上；及

[0011] 固定：将所述焊盘和金属电极对应固定并连通。

[0012] 作为本技术方案的改进，可以在如下方面体现：

[0013] 较佳实施例中，所述贴装步骤占用，所述编带置于一自动进给的贴片机上，并受控逐个进给。

[0014] 较佳实施例中，所述贴装步骤中，所述焊盘上预先设好锡膏，所述LED芯片的金属电极利用所述锡膏的表面张力暂时固定于所述基板。

[0015] 较佳实施例中，所述固定步骤中采用回流焊机使所述金属电极和焊盘之间的锡膏固化。

[0016] 较佳实施例中，所述回流焊机包括以下流程：

[0017] 送板：将已经贴装好的所述基板放置于传输带上，所述传输带受控并行进；

[0018] 预热：将所述锡膏中的辅助溶剂挥发；

[0019] 均温：活化所述锡膏中的助焊剂，并蒸发多余水分；

[0020] 回焊：熔融所述锡膏使之填充所述金属电极和焊盘之间区域并将二者连接；

[0021] 冷却：使所述锡膏、金属电极、焊盘的温度降低至冷却温度。

[0022] 较佳实施例中，所述焊盘于所述基板上具有多个，所述锡膏采用丝网印刷的方式附着于所述焊盘。

[0023] 较佳实施例中，所述固定步骤完成后，将所述LED芯片的出光面覆盖荧光膜，[0024] 所述荧光膜与所述LED芯片一一对应，单独贴装。

[0025] 较佳实施例中，所述固定步骤完成后，将所述LED芯片的出光面覆盖荧光膜，[0026] 所述荧光膜为一整体薄膜的形态，覆盖于所述LED芯片连同其所在基板的表面部分。

[0027] 较佳实施例中，所述固定步骤完成后，将所述LED芯片的出光面覆盖荧光膜，所述荧光膜采用液态喷涂的方式直接喷涂于所述LED芯片的出光面，连同其同侧的所述基板表面。

[0028] 较佳实施例中，所述LED芯片为发出可见光为蓝光者，其波长范围为440-470nm。也可为发出紫外光者，其波长范围为240-355nm。

[0029] 较佳实施例中，所述贴装步骤中，所述焊盘旁设有具有将所述LED芯片底部暂时固定于所述基板表面的辅助胶体。

[0030] 本发明带来的有益效果是：

[0031] 1.将覆晶LED芯片直接采用编带装载的方式，避免了单个LED光源的封装，节省了单个LED光源的封装物料和封装工艺时间、以及生产线；

[0032] 2.用真空吸嘴吸取的是LED芯片的出光面，其几何特征一致性好，没有不规则形态带来的吸合失效的情况，其贴片失效率低，定位精确；

[0033] 3.编带式的LED芯片，所有的贴片工艺可以沿用现有的SMT设备，不需要作额外硬件的投入，避免了封装线的成本和工艺时间，其量产的实现较容易；

[0034] 4.覆晶结构的LED芯片贴装于基板后，易于实现荧光膜的行程，可以使用整体喷涂的方式，大面积地实现荧光粉涂覆，喷涂设备可以不接触到LED芯片，其工艺时间短，没有接触工艺带来的隐患。

附图说明

[0035] 以下结合附图实施例对本发明作进一步说明：

[0036] 图1是本发明实施例一所用的覆晶结构的LED芯片10侧视图；

[0037] 图2是实施例一LED芯片编带步骤接收后LED芯片10在编带20中的形态；

[0038] 图3是实施例一编带20的俯视图；

[0039] 图4是实施例一贴装步骤的一个状态；

[0040] 图5是实施例一贴装步骤的另一个状态；

[0041] 图6是实施例一固定步骤完毕后的俯视图；

[0042] 图7图6所示状态的侧视图；

[0043] 图8是实施例一贴装步骤之后的一涂粉步骤状态图；

[0044] 图9是本发明实施例二贴装步骤的一个状态图；

[0045] 图10是实施例二贴装步骤完毕后涂粉步骤状态图。

具体实施方式

[0046] 实施例一：

[0047] 图1所示，本发明所利用的覆晶（Flip-chip）结构的LED芯片10，其主体10为半导体材料部分，下方是与主体10构成欧姆接触的正、负金属电极，在主体10下方的平面内，金属电极13彼此之间的间距G1为80μm；此类覆晶结构的LED芯片，发光面12与导电部分的金属电极13位于主体10的两面，互不干涉，其发光效率较高。

[0048] 如图2和图3所示，将LED芯片10逐个放入编带20中，每一个LED芯片占据一个容置空间23，彼此独立；并且LED芯片10的金属电极13位于容置空间23底部；出光面12位于容置空间的开口处。当LED芯片13置入容置空间完毕，编带20的开口处会有保护膜21将容置空间23封闭，以为保护。编带20沿其长度方向具有定位孔，方便编带机的棘轮等机构抓取并驱动其行进，实现逐个自动进给。本实施例的这种编带适用于所有贴片产品的贴片机，具有良好的通用性。

[0049] 如图4和图5所示，分别贴装步骤的两个状态；当编带20装置于自动贴片机上以后，再将贴片机装载上待贴装的基板40；真空吸嘴30伸入容置空间内，碰触LED芯片10的出光面12后，将其同姿态吸出，此为图4所示的吸出状态；再平移至基板40的焊盘41上方，其中焊盘41乃是最终与金属电极13一一对应者，同时焊盘41上已经具有丝网印刷的锡膏42；焊盘41间隙G2也为80μm。此为图5所示的贴片状态。在图5所示的状态之后，利用锡膏42本身的张力，金属电极13和焊盘41得以暂时固定，而不会因为气流、晃动而随意错位。

[0050] 在此之后，锡膏42在回流焊机经过了以下步骤：

[0051] 送板：将已经贴装好的基板40放置于传输带上，传输带受控并行进；

[0052] 预热：将锡膏42中的辅助溶剂挥发；

[0053] 均温：活化锡膏42中的助焊剂，并蒸发多余水分；

[0054] 回焊：熔融锡膏42使之填充金属电极13和焊盘41之间区域并将二者连接；

[0055] 冷却：使锡膏42、金属电极13、焊盘41的温度降低至冷却温度。

[0056] 完成上述过程后，如图6和图7所示，已经贴装并固定完毕的LED芯片10，金属电极13与焊盘41已经由固态的锡膏42所固定并保持连通。锡膏42在凝固前已依靠自身张力将金属电极13拉动对位。如此，基板40已经固定好LED芯片10，并且，基板40上所有的LED芯片10依据其焊盘41的线路连接，已经构成一个完整的模组，通过接入电源即可整体点亮。

[0057] 本实施例采用的是455nm蓝光LED芯片10，需要整个模组实现4000K色温的白光输出，所以，还必须对模组进行荧光粉涂覆，本实施例采用液态喷涂的方式，将荧光粉直接喷涂于LED芯片10的出光面，连同其同侧的所述基板表面。再经过适当的烘烤，使LED芯片10的出光面12表面、以及其侧面，均有一层荧光膜12，于是，整个基板40所固定的LED芯片10可以通体发出白光，达到高光通照明的要求。

[0058] 可见，将覆晶LED芯片10直接采用编带装载的方式，具有明显的特点，使整个LED模组的制造工艺避免了单个LED光源的封装，最终不需要单个封装就可以将所有的LED芯片10固定并连通于基板40上，节省了单个LED光源的封装物料和封装工艺时间、以及生产线；而且，用真空吸嘴30的贴片机，吸取的是LED芯片10的出光面，其几何特征一致性好，没有不规则形态带来的吸合失效的情况，例如荧光粉的不平整面，所以其贴片失效率低，定位精确；再者，当使用了编带式的LED芯片10，所有的贴片工艺可以沿用现有的SMT设备，不需要作额外硬件的投入，避免了封装线的成本和工艺时间，其量产的实现较容易；最后，当覆晶结构的LED芯片10贴装于基板40后，易于实现荧光膜的行程，可以使用整体喷涂的方式，大面积地实现荧光粉涂覆，喷涂设备可以不接触到LED芯片10，其工艺时间短，没有接触工艺带来的隐患。

[0059] 实施例二：

[0060] 如图9、图10，本发明实施例二的两个状态图：

[0061] 本实施例与实施例一相比，不同的是，在贴装步骤中，基板40其焊盘41之间具有辅助胶体45，此辅助胶体45作用在于，当LED芯片10体积较大时，单靠锡膏42的张力难以将LED芯片10暂时固定于基板，辅助胶体45就作为一暂时性的部件使LED芯片10与焊盘41相对精确而稳定，即使经过回流焊炉也不会发生姿态偏差。

[0062] 另一不同的是，当LED芯片10固定步骤完毕后，将LED芯片10的出光面覆盖荧光膜50，此荧光膜为一整体薄膜的形态，单独成型，所以可以直接用适当的压力和粘结剂，使荧光膜50整体覆盖于LED芯片10连同其所在基板40的表面部分，此方式进一步缩短了整个模组的成型时间，不需要喷涂，也不需要烘烤等待其固化，故具有十分快速的工艺流程。

[0063] 可见，这种直接将LED芯片10用贴片机贴合于基板40的方式，对大面积涂覆荧光粉具有明显的便利，使其可用多种方法有效地成型荧光膜。

[0064] 以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。