一种倒装LED芯片CSP制造方法转让专利
申请号 : CN201911080159.8
文献号 : CN110854108B
文献日 : 2021-08-27
发明人 : 麦家通 , 戴轲
申请人 : 安晟技术(广东)有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种倒装LED芯片CSP制造方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1:在载板上贴第一热解膜,在所述第一热解膜上贴第一双面膜;
步骤2:在所述第一双面膜上排布倒装LED芯片的矩阵阵列,相邻的所述倒装LED芯片之间具有空隙;所述第一双面膜包括涂胶区域以及在所述涂胶区域之外的第一空余区域,所述矩阵阵列设置在所述涂胶区域内;
步骤3:在所述矩阵阵列上涂覆遮光胶;
步骤4:将第一压件压在所述遮光胶上,使得所述遮光胶填充所述空隙,所述遮光胶不超出所述涂胶区域;
步骤5:固化所述遮光胶;
步骤6:剥离所述第一压件,除去所述倒装LED芯片上表面的遮光胶;
步骤7:在所述矩阵阵列上涂覆荧光胶;
步骤8:在所述第一空余区域放置支撑块,所述支撑块的高度大于所述倒装LED芯片的高度;所述步骤8在所述步骤7之前或之后进行;
步骤9:将第二压件放置在所述支撑块上,所述第二压件在所述矩阵阵列上方压平所述荧光胶;
步骤10:固化所述荧光胶;
步骤11:剥离所述第二压件,剥离所述载板,切割所述矩阵阵列,得到所述倒装LED芯片的CSP封装件;
在所述步骤9中,所述第二压件包括第二压板、第二热解膜、第二双面膜和高温膜,所述第二热解膜贴在所述第二压板上,所述第二双面膜贴在所述第二热解膜上,所述第二双面膜包括贴合区域以及在所述贴合区域之外的第二空余区域,所述贴合区域与所述涂胶区域对应设置,所述第二空余区域与所述第一空余区域对应设置,所述高温膜贴在所述贴合区域上;所述第二压件以所述第二压板朝上、所述高温膜朝下的方式放置在所述支撑块上,所述高温膜与所述荧光胶接触,所述第二双面膜与所述支撑块接触;根据CSP封装件的厚度要求,选择合适的所述支撑块的高度以及所述高温膜的厚度,所述CSP封装件的厚度等于所述支撑块的高度减去所述高温膜的厚度;
所述第一热解膜和所述第二热解膜分别具有粘结性且在加热后粘结性消失;所述第一双面膜和所述第二双面膜分别双面具有粘性;所述高温膜没有粘性且表面光滑。
2.根据权利要求1所述的一种倒装LED芯片CSP制造方法,其特征在于:所述第一压件包括第一压板和保护膜,所述保护膜与所述遮光胶接触,所述第一压板设置在所述保护膜上,所述第一压板平行于所述载板;
在所述步骤4中,将所述第一压板下压,使所述保护膜靠近所述倒装LED芯片的上表面。
3.根据权利要求1所述的一种倒装LED芯片CSP制造方法,其特征在于:所述第一空余区域设置在所述涂胶区域的周围,对应地所述第二空余区域设置在所述贴合区域周围;
所述支撑块的数目为至少两个,所述支撑块具有相同的高度且至少两个所述支撑块对称地设置在所述涂胶区域两侧。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种倒装LED芯片CSP制造方法,其特征在于:所述载板上设有所述倒装LED芯片的矩阵定位标记;在所述步骤2中,根据所述矩阵定位标记在所述第一双面膜上排布倒装LED芯片的矩阵阵列;
在所述步骤5和所述步骤10中,固化条件为:在75℃至90℃下固化45min至80min,然后在115℃至125℃下固化15min至45min;
所述第一热解膜或所述第一双面膜上设有切割标记;在所述步骤11中,根据所述切割标记切割所述矩阵阵列。
5.根据权利要求1至3任一项所述的一种倒装LED芯片CSP制造方法,其特征在于:在所述步骤6中,使用消膜剂除去所述倒装LED芯片上表面的遮光胶;所述消膜剂沾在无纺布上,使用所述无纺布拭擦所述倒装LED芯片上表面。
6.根据权利要求5所述的一种倒装LED芯片CSP制造方法,其特征在于:所述消膜剂包括以下质量份的组分:稀释剂:50质量份至70质量份;
工业酒精:30质量份至40质量份;
丙酮:10至30质量份;
所述稀释剂包括60wt%至90wt%的醋酸甲酯以及10wt%至40wt%的工业酒精;所述工业酒精浓度为98wt%。
7.根据权利要求1至3任一项所述的一种倒装LED芯片CSP制造方法,其特征在于:所述遮光胶包括以下质量份的组分:硅胶:90质量份至110质量份;
二氧化硅粉末:1质量份至5质量份;
氧化铝粉末:1质量份至5质量份;
二氧化钛粉末:50质量份至80质量份;
所述硅胶由A胶和B胶组成,所述A胶包含乙烯基封端甲基苯基聚硅氧烷和铂二乙烯基四甲基二硅氧烷溶液,所述B胶包含苯基硅树脂、苯基含氢聚硅氧烷和乙炔基环己醇。
8.根据权利要求1至3任一项所述的一种倒装LED芯片CSP制造方法,其特征在于:所述荧光胶包括以下质量份的组分:硅胶:90质量份至110质量份;
荧光粉:40质量份至60质量份;
二氧化硅粉末:1质量份至5质量份;
DP胶:1质量份至3质量份;
所述硅胶由A胶和B胶组成,所述A胶包含乙烯基封端甲基苯基聚硅氧烷和铂二乙烯基四甲基二硅氧烷溶液,所述B胶包含苯基硅树脂、苯基含氢聚硅氧烷和乙炔基环己醇;
所述DP胶包括环氧树脂和光扩散剂。
说明书 :
一种倒装LED芯片CSP制造方法
技术领域
背景技术
厚度。新型的芯片级封装技术即CSP能够减少封装体积,使封装件更薄,有助于散热。现有的
CSP LED通常是五面发光,即LED芯片的顶面和四个侧面均能发光,五面发光的工艺相对比
较简单,但满足不了对产品出光的角度、一致性等要求。而目前单面发光的LED芯片CSP制造
方法较为复杂,且难以控制荧光层厚度,导致生产成本高,发光效果难以控制。
发明内容
涂胶区域内;
化,在芯片的上表面涂覆荧光胶并固化,同时制备了多个单面发光LED芯片CSP封装件,切割
后即可获得单个封装件,提高了生产效率,降低了生产成本。同时,本发明通过第一双面膜、
支撑块和第二压件的设置,能够控制芯片封装厚度。
以及在贴合区域之外的第二空余区域,贴合区域与涂胶区域对应设置,第二空余区域与第
一空余区域对应设置,高温膜贴在贴合区域上。更进一步的技术方案是,在步骤9中,第二压
件以第二压板朝上、高温膜朝下的方式放置在支撑块上,高温膜与荧光胶接触,第二双面膜
与支撑块接触。
撑块对称地设置在涂胶区域两侧。
酒精、稀释剂的顺序依次添加各组分原料;通过玻璃棒顺时针或逆时针搅拌3至5分钟;将所
得混合液放置到阴凉处储存待用。
与荧光膜的粘结度。具体地,稀释剂用量可以在50质量份至70质量份范围内,高于该用量会
导致无法清除残膜,低于该用量会导致后续烘烤发泡;工业酒精用量可以在30质量份至40
质量份的范围内,高于该用量会导致无法清除残膜,低于该用量会导致后续烘烤发泡;丙酮
用量可以在20质量份至30质量份范围内,高于该用量会导致容易清除芯片间空隙的遮光
胶,低于该用量会导致无法清除芯片表面残膜。本发明还提供了消膜剂的制备方法,制备方
法简单,搅拌均匀后阴凉处放置以减少挥发。
烷和乙炔基环己醇。更进一步的技术方案是,A胶与B胶的质量比为1:5,相对于硅胶质量百
分数为100wt%,A胶由16wt%至17wt%的乙烯基封端甲基苯基聚硅氧烷和0.03wt%至
0.05wt%的铂二乙烯基四甲基二硅氧烷溶液组成,B胶由63wt%至64wt%的苯基硅树脂、
19wt%至20wt%的苯基含氢聚硅氧烷和0.05wt%至0.07wt%的乙炔基环己醇组成。更进一
步的技术方案是,相对于硅胶质量百分数为100wt%,A胶由16.63wt%的乙烯基封端甲基苯
基聚硅氧烷和0.04wt%的铂二乙烯基四甲基二硅氧烷溶液组成,B胶由63.5wt%的苯基硅
树脂、19.77wt%的苯基含氢聚硅氧烷和0.06wt%的乙炔基环己醇组成。更进一步的技术方
案是,A胶在80rpm下粘度为5700至8400mPa·s,B胶在80rpm下粘度为4600至7000mPa·s。
氧化钛、硅胶的顺序依次添加物料;通过玻璃棒顺时针或逆时针搅拌3至5分钟;放入真空脱
泡机公转、自转5至8分钟进行搅拌脱泡。
面发光。当采用包括上述组分的遮光胶时,能够有效填充空隙,在起到遮光效果的同时,不
影响胶水的粘合度,加强散热效果并且防止粉状物料的过快沉淀。具体地,硅胶用量可以在
90质量份至110质量份范围内,高于该用量会导致遮光胶容易裂膜,低于该用量会导致遮光
胶不能成型;二氧化硅粉末用量可以在1质量份至5质量份范围内,高于该用量会导致遮光
胶粘稠度过高,低于该用量会导致氧化铝沉淀过快沉淀;氧化铝粉末用量可以在1质量份至
5质量份范围内,高于该用量会增加硅胶膜硬度,低于该用量会导致散热效果差;二氧化钛
粉末的用量可以在50质量份至80质量份范围内,高于该用量会影响粘合度,低于该组分则
遮光效果差。本发明还提供了遮光胶的制备方法,制备方法简单,并且各组分按一定顺序添
加能够使得各组分更好地分散,真空脱泡搅拌有利于除去遮光胶中的气泡。
烷和乙炔基环己醇。更进一步的技术方案是,A胶与B胶的质量比为1:5,相对于硅胶质量百
分数为100wt%,A胶由16wt%至17wt%的乙烯基封端甲基苯基聚硅氧烷和0.03wt%至
0.05wt%的铂二乙烯基四甲基二硅氧烷溶液组成,B胶由63wt%至64wt%的苯基硅树脂、
19wt%至20wt%的苯基含氢聚硅氧烷和0.05wt%至0.07wt%的乙炔基环己醇组成。更进一
步的技术方案是,相对于硅胶质量百分数为100wt%,A胶由16.63wt%的乙烯基封端甲基苯
基聚硅氧烷和0.04wt%的铂二乙烯基四甲基二硅氧烷溶液组成,B胶由63.5wt%的苯基硅
树脂、19.77wt%的苯基含氢聚硅氧烷和0.06wt%的乙炔基环己醇组成。更进一步的技术方
案是,A胶在80rpm下粘度为5700至8400mPa·s,B胶在80rpm下粘度为4600至7000mPa·s。
胶、硅胶的顺序依次添加物料;通过玻璃棒顺时针或逆时针搅拌3至5分钟;放入真空脱泡机
公转、自转5至8分钟进行搅拌脱泡。更进一步的技术方案是,硅胶按照A胶、B胶的顺序依次
添加。
硅胶用量可以在90质量份至110质量份范围内,高于该用量会导致荧光胶容易裂膜,低于该
用量会导致荧光胶不能成型;荧光粉用量可以在40质量份至60质量份范围内,高于该用量
会导致颜色偏黄,低于该用量会导致颜色偏蓝;二氧化硅粉末用量可以在1质量份至5质量
份的范围内,高于该用量会导致荧光胶粘稠度增加,低于该用量会导致荧光粉沉淀过快;DP
胶用量可以在1质量份至3质量份的范围内,高于该用量会导致光效降低,高于该用量会导
致模糊效果差,能够看到CSP内部结构。本发明还提供了荧光胶的制备方法,制备方法简单,
并且各组分按一定顺序添加能够使得各组分更好地分散,真空脱泡搅拌有利于除去荧光胶
中的气泡。
附图说明
具体实施方式
热解膜11具有粘结性,在加热后粘结性消失,易于剥离;第一双面膜12可以是硅胶双面膜,
其双面具有粘性。载板10、第一热解膜11和第一双面膜12共同构成倒装LED芯片20的载体,
载板10、第一热解膜11和第一双面膜12可以通过具有压膜辊的冷裱机进行贴合。
载板10上的矩阵定位标记13,例如可以通过视觉检测仪器进行定位,再根据矩阵定位标记
13在第一双面膜12上排布倒装LED芯片20的矩阵阵列,排布可以通过排片机等装置进行。相
邻的倒装LED芯片20之间具有空隙21。第一双面膜12包括涂胶区域以及在涂胶区域之外的
第一空余区域,矩阵阵列设置在涂胶区域内。在本实施例中,第一空余区域设置在涂胶区域
的四周。
30接触,第一压板40设置在保护膜41上,第一压板40平行于载板10。保护膜41可以保持遮光
胶30固化表面的光滑洁净,第一压板40可以是玻璃板,用来提供一定的压力。将第一压板40
下压,使保护膜41靠近倒装LED芯片20的上表面,减少倒装LED芯片20上表面的残留遮光胶
30。
烘烤1h,120℃下烘烤0.5h。
手动使用镊子夹紧无纺布拭擦倒装LED芯片20上表面。
度相同,4个支撑块分别设置在涂胶区域四周的第一空余区域上。步骤8在步骤7之前或之后
进行。
膜73,第二热解膜71贴在第二压板70上,第二双面膜72贴在第二热解膜71上,第二双面膜72
包括贴合区域以及在贴合区域之外的第二空余区域,贴合区域与涂胶区域对应设置,第二
空余区域与第一空余区域对应设置,高温膜73贴在贴合区域上。第二压件以第二压板70朝
上、高温膜73朝下的方式放置在支撑块60上,高温膜73与荧光胶50接触,第二双面膜72与支
撑块60接触。其中,第二热解膜71具有粘结性,在加热后粘结性消失,易于剥离;第二双面膜
72可以是硅胶双面膜,其双面具有粘性;高温膜73没有粘性,表面光滑,避免粘荧光层或导
致荧光层表面粗糙。第二压板70、第二热解膜71、第二双面膜72和高温膜73可以通过具有压
膜辊的冷裱机进行贴合。支撑块60支撑在第一双面膜12和第二双面膜72之间,第一双面膜
12和第二双面膜72对支撑块60有一定的粘结作用,避免固化等过程中第二压件相对于载体
位移而导致封装厚度变化。本发明可以根据CSP封装件的厚度要求,选择合适的支撑块60的
高度以及高温膜73的厚度,CSP封装件的厚度等于支撑块60的高度减去高温膜73的厚度。具
体在本实施例中,支撑块60的高度为0.55mm,高温膜的厚度为0.15mm,可以得到厚度为
0.4mm的封装芯片。
为80℃烘烤1h,120℃烘烤0.5h。
量份。采用上述组分时能够有效填充空隙,起到遮光作用,不影响胶水的粘合度,加强散热
效果并且防止粉状物料的过快沉淀。遮光胶的制备步骤包括:按照二氧化硅、氧化铝粉、二
氧化钛、硅胶的先后顺序依次添加物料,通过玻璃棒顺时针或逆时针搅拌3至5分钟,放入真
空脱泡机公转、自转5至8分钟进行搅拌脱泡。采用上述制备方法制得的不同组分用量的遮
光胶的实施例和对比例及其性能参数如下表1所示。
二氧化钛用量过低,有明显的芯片蓝光透出,不符合遮光要求。对比例2中氧化铝粉用量过
多,导致胶膜硬度过大,后期有裂膜现象,同时大大增加了胶液的粘稠度,导致粉状不均匀。
组分能够提高荧光胶的光效,加强粘结力,更好控制荧光膜的厚薄度,并且提高后续的切割
效率。荧光胶的制备步骤包括:按照荧光粉、二氧化硅、DP胶、硅胶A、硅胶B的先后顺序依次
添加物料,通过玻璃棒顺时针或逆时针搅拌3至5分钟,放入真空脱泡机公转、自转5至8分钟
进行搅拌脱泡。采用上述制备方法制得的不同组分用量的荧光胶的实施例和对比例及其性
能参数如下表2所示。其中,模糊度通过对比确定。在表2的实施例和对比例中,荧光粉由黄
绿粉和氮化物红粉按0.48:0.033质量比配合组成,其中,黄绿粉的发射波长为530nm至
3+ 3+
540nm,组成成分为Y3AI(Ga,Gd)5O12:Ce (YAG:Ce );氮化物红粉的发射波长为620nm至
2+
635nm,组成成分为(Sr,Ca)AISiN3:Eu 。
中荧光粉用量过低,DP胶用量过高,模糊度过高,严重影响光效。对比例2中荧光粉用量过
高,颜色偏移过大。此外,本发明的荧光胶具有适中的粘度,配合本发明的制造方法能够很
好控制荧光膜的厚薄度。且本发明的荧光胶具有适合的力学性能,具有较高的强度和柔韧
性,能够提高切割效率,减少切割破坏,避免切割时变形或破裂。
多余的残膜,且清除残膜后,后续烘烤不会发泡,加强了芯片与荧光膜的粘结度。消膜剂的
制备步骤包括:按照丙酮、工业酒精、稀释剂的先后顺序依次添加物料,通过玻璃棒顺时针
或逆时针搅拌5分钟,放到阴凉处储存待用。采用上述制备方法制得的不同组分用量的消膜
剂的实施例和对比例及其性能参数如下表3所示。表3的实施例和对比例中稀释剂由80wt%
的醋酸甲酯和20wt%的工业酒精组成。
高,难以清除残余膜,且后续烘烤发泡严重。对比例2不使用稀释剂,无法清除残膜。
护范围之内。