Led制造方法、led制造設(shè)備和led的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高質(zhì)量LED和LED構(gòu)件、及其制造方法和設(shè)備，該制造方法和設(shè)備能夠大量且最小制造成本地制造該高質(zhì)量LED和LED構(gòu)件。本發(fā)明包括用于LED或LED構(gòu)件的分離/附著單元、用于進行自動涂布的涂布單元以及干燥單元。使用涂布單元進行涂布，以及使用干燥設(shè)備進行臨時干燥或加速硬化。備選地，多次重復(fù)涂布和干燥，之后進行最終的干燥或硬化。
【專利說明】LED制造方法、LED制造設(shè)備和LED
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通過向由LED或者LED部件構(gòu)成的基板施加涂布材料來制造LED的方法和設(shè)備，并且涉及由此制造的LED。
[0002]更具體地，本發(fā)明涉及用于向由LED或者LED部件構(gòu)成的基板施加溶液或者漿并且干燥該溶液或漿的方法和設(shè)備，并且涉及由此制造的LED。本發(fā)明還涉及用于制造白光發(fā)光二極管的方法和設(shè)備以及由此制造的LED。在本說明書中，術(shù)語“LED部件”是指在制造完成的LED的過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)品。本發(fā)明中的施加工藝包括但不限于連續(xù)或間歇分配、噴墨、使用微簾的施加、使用縫式噴嘴的施加、通過霧化的施加以及噴涂。
【背景技術(shù)】
[0003]在常規(guī)的制造發(fā)射白光的LED的方法中，其中混合了諸如YAG、TAG、或硅石基材料中的至少一種與粘合劑的漿被分配在紫外或藍光發(fā)光二極管上以對其進行涂布，使用噴涂裝置作為精細顆粒產(chǎn)生裝置將還包含被添加用來減小粘性的溶劑的類似漿直接噴涂到LED上，制備磷光體板來覆蓋LED，或者在遠離LED的位置處制備并提供稱為遠距磷光體的磷光體片。
[0004]專利文件I公開了一種通過噴涂向加熱的LED芯片施加包含磷光體的漿、同時用壓縮空氣旋轉(zhuǎn)所述漿，由此將漿施加到LED的側(cè)面(側(cè)面被認為難以通過一般噴涂方法來涂布)，來制造LED的方法。
[0005]專利文件2公開了一種工藝，該工藝用諸如硅酮的粘合劑涂布LED芯片并且固化粘合劑，將由磷光體、粘合劑和溶劑構(gòu)成的漿施加在其上，并且在必要時以混合方式用它們層疊擴散體。
[0006]專利文件3公開了一種工藝，該工藝在兩個注射器之間轉(zhuǎn)移由磷光體、粘合劑和粘度為0.l-200cps的溶劑構(gòu)成的漿，應(yīng)用日本待審專利申請N0.2004-300000的教導(dǎo)，并且將所述漿多次施加于芯片，同時采用日本待審專利申請N0.59-281013教導(dǎo)的空氣脈沖噴涂旋轉(zhuǎn)所述噴涂流。
[0007]使用如非專利文件I中公開的分配器的方法被廣泛應(yīng)用于使用漿來填充其中安裝有芯片的杯，來進行非大功率的炮殼形LED和用于背光的LED的量產(chǎn)。
[0008]真實情況是，在專利文件I中公開的方法通過旋轉(zhuǎn)噴涂流增加了漿顆粒到達側(cè)面的機會。然而，為了實現(xiàn)大約5000K的色溫，有必要提供具有與20-100微米的膜厚等效的單位面積的干燥漿重量的涂層，該膜厚度可以與磷光體和粘合劑的比有關(guān)地變化。為了實現(xiàn)2700K的色溫，需要添加染了紅色的磷光體并且使涂層厚度近似加倍，即，提供具有40-200微米的厚度的涂層，并且在漿被稀釋的情況下，濕涂層厚度需要為1.5-2倍厚。然后，即使被加熱，粘度的暫時降低將引起涂層從芯片的頂端面和側(cè)表面分離，使得不可能提供具有期望厚度的涂層。
[0009]在專利文件2中公開的方法中，將粘合劑施加到LED芯片并且固化該粘合劑，然后通過空氣噴涂在其上施加含有磷光體的漿。然而，涉及噴涂涂布的本領(lǐng)域的工程師中的共識是，通過一般空氣噴涂不可能以期望厚度用噴涂顆粒涂布具有拐角的LED的側(cè)表面，這是因為空氣的體積是噴涂顆粒的體積的400-600倍，并且到達LED的角落的空氣像軟墊一樣起作用從而以重復(fù)方式將不停地到來的含有顆粒的空氣推回去。
[0010]在專利文件3中公開的方法，在邊緣面和壁面的覆蓋質(zhì)量趨于通過以多個薄層(每個薄層具有3-10微米的厚度)施加涂層而改善的同時，在低溫(典型地，在40°C到80°C的范圍內(nèi))下加熱芯片，以防止由于噴涂時溶劑蒸氣的沖撞以及針孔的產(chǎn)生(如果芯片被過度加熱則有可能引起針孔)導(dǎo)致的涂層厚度的不均勻性。然而，在這種溫度下諸如硅酮的粘合劑的交聯(lián)并不以高速得到促進。于是，粘合劑再次在溶劑中溶解或者膨脹從而在靠近邊緣的位置引起涂層的下沉和/或涂層的流動。因此，不能實現(xiàn)理想的涂層。由于該原因，每施加至少一個涂層就從涂布裝置中取出要涂布的物體，并且在單獨的干燥裝置中在150°C -200°C的范圍內(nèi)的溫度下干燥所述物體幾分鐘以促進凝固。
[0011]此外，在一些情況下，將金屬掩蔽放置在作為要施加涂層的物體的陶瓷基板或者晶片級LED的不被施加涂層的部分上。在這些情況下，在應(yīng)用了輔助去除的處理之后去除掩蔽板上的涂層，并且所述掩蔽一旦被分離便被再次附著以防止固化。結(jié)果，包括上述步驟在內(nèi)的間接工作所花費的時間是總涂布時間的三倍到十倍，使得生產(chǎn)率很低。
[0012]另一方面，在通過使用像非專利文件I中公開的那樣的簡單設(shè)備的分配器來施加沒有含粘合劑(例如硅酮)和磷光體的溶劑的漿的情況下，不需要掩蔽，并且可以實現(xiàn)高生產(chǎn)率。然而，LED芯片相對較厚或者如圖7所示那樣中心部分高并且邊緣部分薄，因此不僅其垂直光分布不好而且其空間均勻性分布也不好。因此，這種LED芯片不適合用作用于照明目的的大功率LED。
[0013]現(xiàn)有技術(shù)文件
[0014]專利文件
[0015]專利文件1:日本待審專利申請N0.2005-152811
[0016]專利文件2:日本待審專利申請N0.2010-119945
[0017]專利文件1:TW201034759A1
[0018]非專利文件
[0019]非專利文件1:Catalogue of MUSASHI ENGINEERING
【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]本發(fā)明要解決的問題
[0021]為了改善耐用性和顏色牢固性，用作粘合劑的材料現(xiàn)在已經(jīng)從環(huán)氧基樹脂轉(zhuǎn)移到了具有差的潤濕性的硅酮基樹脂。已經(jīng)開發(fā)了這樣的方法，其中:使用通過溶膠-凝膠工藝生產(chǎn)的液體玻璃并且涂層最終被固化以增強耐熱性和顏色牢固性。在噴涂方法的情況下，同樣，如果通過濕材料形成厚涂層，則如上所述由于涂層下沉導(dǎo)致涂層在芯片頂面的邊緣部分變薄，得到的質(zhì)量并不令人滿意，其中涂層下沉是由于粘合劑或芯片表面的表面上的表面張力效應(yīng)和界面張力導(dǎo)致的。此外，側(cè)表面上的涂層也受到上述現(xiàn)象的困擾，導(dǎo)致尤其是在周圍空間中色溫的變化(即，差的空間均勻性)。在工業(yè)上，很多公司正在解決該問題。
[0022]由于如上所述硅酮粘合劑在芯片上的潤濕性差，因此需要通過進行電暈放電處理、等離子體放電處理或者框架處理(frame treatment)和/或進行強制性的潤濕和均化(leveling)對硅酮粘合劑進行改性，來改善潤濕性。然而，如果用具有過高潤濕性的低粘度漿來形成厚涂層，則將在邊緣和側(cè)表面上發(fā)生下垂(sag)。因此，在這些部分難以保持所需的涂層。
[0023]另一方面，在每次施加涂層都進行干燥的多層涂層的情況下，未遇到上述問題。然而，該方法受到生產(chǎn)率很低的問題的困擾，因為分離/附著工件以及干燥工件的操作所花費的時間比涂布所花費的時間長得多。
[0024]例如，如果要通過使用噴嘴的噴涂將兩個陶瓷基板涂布五層，其中每個陶瓷基板具有IOOmmX 50mm的尺寸并且兩個陶瓷基板并排放置在桌上從而延伸IOOmmXlOOmm的面積，所述噴嘴具有在噴嘴橫向速度為60mm/s時為IOmm的直徑以及IOmm的節(jié)距的有效噴涂圖案，則如果期望得到均勻的涂層，必須在待涂布面積的全部四側(cè)超出IOmm的面積上施加涂層。因此，所涂布區(qū)域的尺寸為120mmX 120mm。如果橫向距離設(shè)定為200nm,并且桌面節(jié)距饋給設(shè)定為0.3秒，則每層所需的涂布時間等于A+B+C+D+E，其中A等于2秒X 12+0.3秒X12，B為從原點移動噴嘴和將噴嘴移到原點所花費的時間，C是分立和附著基板花費的時間，D是附著和去除掩蔽所花費的時間，E是臨時干燥所花費的時間。上文中提及的原點是指用于涂布的噴嘴開始來回移動(在X方向上移動)的位置。在該位置，可以執(zhí)行通過噴嘴的空閑(idle)噴涂。
[0025]在上文中，A是25.6秒，B是7秒，C是60-120秒，D是120秒，E是180秒。時間
E需要長的原因是在使用批量式熱空氣干燥器的情況下通?；ㄙM兩分鐘將待施加的工件或物體加熱到例如170°C。
[0026]如果，例如進行三次涂布，進行兩次臨時干燥，并且然后最終進行實質(zhì)性干燥，則不包括所述實質(zhì)性干燥的時間量在內(nèi)的總時間總計為19.6分鐘。如果進行十次涂布，并且進行九次臨時干燥，則總時間合計為72.5分鐘，導(dǎo)致實際上不可接受的相當高的成本，盡管性能可能得到提升。進行了改善生產(chǎn)率的各種嘗試，包括將桌的面積擴大例如25倍以增加用于噴涂的時間的比例，以及增加工人數(shù)量以使得涂布操作和其它操作能夠彼此獨立地進行。
[0027]然而，這些嘗試的效果是有限的。在實際方法中，以例如IOmm的節(jié)距進行第一層的涂布，并且第二層和隨后的層的涂布節(jié)距偏移適當?shù)牧恳詫崿F(xiàn)均勻涂布。
[0028]在施加多層涂層(每層厚度小并且涂布節(jié)距適當偏移)的情況下，有效的是實際節(jié)距小至0.l_3mm，這是因為小節(jié)距允許顆粒以期望角度沖擊以到達側(cè)表面。此外，進行縱向涂布施加和橫向涂布施加將得到最佳結(jié)果。
[0029]在另一方面，使用具有例如500mmX500mm的放大的尺寸的桌并且設(shè)置增加的數(shù)量的待涂布物體，使得處理速度增加。然而，為了允許設(shè)置增加數(shù)量的待涂布物體，需要加大操作人員使用的涂布設(shè)備的門的開口。此外，為了操作人員以提高的精度將待涂布物體設(shè)置在桌上的大區(qū)域上，操作人員需要穿過門的開口進入設(shè)備中。因此，在獨立設(shè)備中使用包含有機溶劑的漿的情況下，需要增加引入的新鮮進氣空氣的量以及排氣量以確保操作人員的健康和安全。即使操作人員并不進入設(shè)備，但是出于衛(wèi)生學(xué)的原因也必須將開口處的表面速度保持為高于0.4m/s。因此，例如，在門具有尺寸為IOOOmmX IOOOmm的開口的情況下，必須將排氣流量保持為高于24m3/分鐘，這導(dǎo)致僅凈室中補充空氣的消耗就是大成本。此外，涂布室中的空氣速度也相應(yīng)地高。結(jié)果，噴涂的顆粒趨于分散，從而使涂布效率大大退化，導(dǎo)致浪費昂貴的磷光體。
[0030]解決問題的手段
[0031]為了解決上述問題，做出了本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種性能上大大優(yōu)于常規(guī)方法并且實現(xiàn)了高生產(chǎn)率的涂布方法、涂布設(shè)備和LED。另一目的是提供一種制造方法，該制造方法即使在使用包含有機溶劑的漿的情況下也能夠極佳地保護操作人員的健康和安全，并且能夠大大降低成本，并且提供一種制造設(shè)備及LED。
[0032]本發(fā)明提供了一種通過使用多個施加器向LED或LED部件施加多種不同類型的磷光體以形成層疊層來制造LED或LED部件的方法，其特征在于:至少兩種磷光體中的至少一種磷光體的層是薄層，在干燥之后該薄層的平均厚度在3-15微米的范圍內(nèi)。
[0033]在根據(jù)本發(fā)明的上述制造方法中，優(yōu)選的是，所述層中的所述至少兩種磷光體選自紅色、綠色和黃色磷光體。
[0034]在根據(jù)本發(fā)明的上述制造方法中，優(yōu)選的是，所述至少兩種磷光體是至少混合有粘合劑的漿。
[0035]在根據(jù)本發(fā)明的上述制造方法中，優(yōu)選的是，至少一種漿包含溶劑，所述漿中磷光體與粘合劑的重量比在3:1到10:1的范圍內(nèi)，所述漿中非揮發(fā)性成分與溶劑的重量比在4:1到1:4的范圍內(nèi)，并且所述漿的粘度在I到IOOmPa.s之間的范圍內(nèi)。
[0036]在根據(jù)本發(fā)明的上述制造方法中，優(yōu)選的是所述方法包括:從紅色和綠色磷光體漿的組合、綠色和黃色磷光體漿的組合、以及紅色和黃色磷光體漿的組合選擇用于層疊層的兩種磷光體漿的組合；當在LED或LED部件上形成層疊的層時，首先形成由一個單色層、單色層疊層或者兩種顏色的層疊層構(gòu)成的涂布層，隨后施加其它(一種或多種)顏色的一種或多種漿，其中所述層中的每個層都是具有3到15微米的平均厚度的薄層；每次在施加一層或多層后進行臨時干燥，并且在重復(fù)上述步驟之后最終進行干燥和固化。
[0037]在根據(jù)本發(fā)明的上述制造方法中，優(yōu)選的是，所述施加器是使?jié){霧化的裝置。
[0038]本發(fā)明也提供了一種用于LED或LED部件的涂布方法。該方法的特征在于包括:使用空氣噴涂裝置或空氣輔助噴涂裝置，霧化包含溶劑的具有1-1OOmPa *s的粘度的漿，在所述漿中，磷光體與粘合劑的重量比在3:1到10:1的范圍內(nèi)，并且非揮發(fā)性成分與溶劑的重量比在4:1到1:4之間的范圍內(nèi)。加熱所述LED或LED部件；將所述LED或LED部件與所述空氣噴涂裝置或空氣輔助噴涂裝置的噴出口之間的距離設(shè)定在5到80mm之間的范圍內(nèi)；將到達待涂布物體的位置處的噴涂圖案的寬度設(shè)定在I到20mm之間的范圍內(nèi)；并且在以脈沖處理施加沖擊時進行噴涂。
[0039]通過根據(jù)本發(fā)明的制造方法獲得的LED是這樣的LED:該LED通過向用作基板的LED施加選自紅色、綠色和黃色中的至少兩種顏色的磷光體以在其上形成層疊層并且通過干燥固化所述磷光體而形成。所述LED的特征在于，所述層疊層選自至少紅色和綠色的磷光體的層疊層、至少綠色和黃色的磷光體的層疊層、以及至少紅色和黃色的磷光體的層疊層，它們中一種顏色的涂層的平均厚度在3到15微米之間的范圍內(nèi)。
[0040]為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種通過向LED或LED部件施加涂布材料來制造LED或LED部件的方法，其特征在于:
[0041 ] 在涂布物體支撐單元上設(shè)置所述LED或LED部件；
[0042]然后在以相對的方式移動所述涂布物體支撐單元和施加器的同時在涂布室中向所述LED或LED部件施加至少一種涂布材料以形成至少一個涂布層；
[0043]然后將所述涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到干燥裝置，并且至少促進所述LED或LED部件的臨時干燥或者粘合劑的固化；
[0044]然后將所述涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到所述涂布室并且使用所述至少一個施加器向所述LED或LED部件施加所述至少一種涂布材料以形成層；
[0045]然后將所述涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到所述干燥裝置并且至少促進臨時干燥或固化；
[0046]執(zhí)行以上步驟預(yù)定次數(shù)；以及
[0047]然后最終干燥或固化所述LED或LED部件。
[0048]在根據(jù)所述另一方面的上述制造方法中，用于最終干燥或固化的干燥裝置可以是不同于所述用于促進粘合劑的臨時干燥或固化的干燥裝置的干燥裝置。
[0049]在根據(jù)所述另一方面的上述制造方法中，所述涂布物體支撐單元可以被直接轉(zhuǎn)移到所述干燥裝置。
[0050]在根據(jù)所述另一方面的上述制造方法中，可以在所述LED或LED部件從所述涂布物體支撐單元分離、放置在存放裝置中或板上并且再次設(shè)置在涂布物體支撐單元上之后，將所述涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到所述干燥裝置。
[0051]為了解決上述問題，在根據(jù)本發(fā)明的上述制造方法中，優(yōu)選的是，所述至少一種涂布材料是包含磷光體和粘合劑的漿。
[0052]為了解決上述問題，在根據(jù)本發(fā)明的所述另一方面的制造方法中，優(yōu)選的是，在2到30之間的范圍內(nèi)選擇層的數(shù)目、在所述干燥裝置中進行的至少臨時干燥的次數(shù)、或者在所述干燥裝置中執(zhí)行的至少用于促進包含在漿中的粘合劑的固化的處理的次數(shù)。
[0053]為了解決上述問題，在根據(jù)本發(fā)明的所述另一方面的制造方法中，優(yōu)選的是，至少在倒數(shù)第二層的涂布完成時測量施加于LED或LED部件的涂布量或者色溫，并且如果涂布量或色溫落在預(yù)定范圍之外，則以校正的變化量進行涂布使得涂布量或特性落入所述預(yù)定范圍內(nèi)。
[0054]為了解決上述問題，在根據(jù)本發(fā)明的制造方法中，優(yōu)選的是，所述LED包括成組的LED，所述涂布物體支撐單元是加熱桌，在施加漿時通過該加熱桌將LED或LED部件加熱到30°C到90°C之間的溫度，并且所述干燥裝置選自真空干燥裝置、熱空氣干燥裝置、遠紅外干燥裝置、紫外干燥裝置、電感加熱干燥裝置和通過微波爐干燥裝置進行的固化中的至少一種。
[0055]為了解決上述問題，在根據(jù)本發(fā)明的制造方法中，優(yōu)選的是，所述施加器是精細顆粒產(chǎn)生裝置，掩蔽所述LED或LED部件的不需要被涂布的部分，并且逐節(jié)距地相對移動所述精細顆粒產(chǎn)生裝置和所述LED或LED部件，并且所述節(jié)距的相位在每次施加至少一層時變化。
[0056]為了解決上述問題，在根據(jù)本發(fā)明的制造方法中，優(yōu)選的是，所述精細顆粒產(chǎn)生裝置是空氣噴涂裝置，所述空氣噴涂裝置的一端處的噴出部與所述LED或成組的LED之間的距離能夠在5到80毫米之間的范圍內(nèi)調(diào)整，所述空氣噴涂裝置的所述端處的噴出部與所述LED或成組的LED以2到15毫米之間的節(jié)距相對移動，并且在涂布期間每施加一層就將所述相位改變0.1到7.5毫米之間的量。[0057]為了解決上述問題，在根據(jù)本發(fā)明的制造方法中，優(yōu)選的是，所述漿包含溶劑，并且所述漿具有1-1OOmPa.s之間的粘度。
[0058]為了解決上述問題，在根據(jù)本發(fā)明的制造方法中，優(yōu)選的是，所述磷光體和粘合劑的重量比在1:3到10:1之間的范圍內(nèi)，非揮發(fā)性成分與揮發(fā)性成分的重量比在4:1到1:4之間的范圍內(nèi)。
[0059]為了解決上述問題，在根據(jù)本發(fā)明的制造方法中，優(yōu)選的是，至少一種漿被霧化成顆粒，對所述顆粒充電并且將其施加于所述LED或LED部件。
[0060]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種制造LED或LED部件的方法，其特征在于包括:第一步驟:將LED或LED部件設(shè)置在涂布室外的設(shè)置/分離區(qū)中的涂布物體支撐單元上；第二步驟:將所述涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到所述室中；第三步驟:向LED或LED部件施加漿以形成至少一層；第四步驟:將涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到所述室外的干燥裝置，以促進至少臨時的干燥或固化；以及第五步驟:將涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到所述室中并且施加所述漿以形成層，其中在再次重復(fù)第四和第五步驟一次或多次之后，將涂布物體支撐單元移動到所述設(shè)置/分離區(qū)，從所述涂布物體支撐單元分離LED或LED部件，并且最終干燥或固化由此分離的LED或LED部件。
[0061]優(yōu)選的是，通過不是在所述第四步驟中用于促進臨時干燥或固化的所述干燥裝置的干燥裝置，來執(zhí)行最終干燥或固化從所述涂布物體支撐單元分離的所述LED或LED部件的步驟。
[0062]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種LED，通過噴涂向所述LED施加至少包含磷光體和粘合劑的漿，并且干燥或固化所述漿以改變從所述LED發(fā)射的光的顏色，所述LED通過執(zhí)行以下步驟制造:第一步驟:在涂布室中向放置在被加熱到30°C到150°C的范圍內(nèi)的溫度的桌上的LED施加漿以形成至少一個涂層；第二步驟:將所述LED轉(zhuǎn)移到干燥裝置并且促進臨時干燥或固化；第三步驟:直接或間接測量所述LED的色溫或涂布重量；第四步驟:將所述LED轉(zhuǎn)移到所述涂布室中并且施加所述至少一種漿以形成層疊層，并且在重復(fù)第二到第四步中的至少一個步驟至少一次之后，將所述LED轉(zhuǎn)移到干燥裝置并且進行最終的干燥或固化。
[0063]優(yōu)選的是，用于所述最終的干燥或固化的干燥裝置不同于在所述第二步中用于臨時干燥或固化的所述促進的干燥裝置。
[0064]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種制造LED或LED部件的設(shè)備，其特征在于執(zhí)行:第一步驟:將LED或LED部件設(shè)置在涂布室外的用于LED或LED部件的設(shè)置/分離區(qū)中的涂布物體支撐單元上；第二步驟:通過設(shè)于所述設(shè)置/分離區(qū)域與所述涂布室之間的第一開口將所述涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到所述涂布室中并且關(guān)閉所述開口 ；第三步驟:使用至少一個施加器向所述LED或LED部件涂布至少包含磷光體和粘合劑的至少一種漿以形成至少一個涂層；第四步驟:打開第二開口，將所述涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到所述涂布室外的干燥裝置，關(guān)閉所述第二開口，并且促進至少臨時干燥或固化；第五步驟:打開所述第二開口，將所述涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到所述涂布室，關(guān)閉所述第二開口，并且施加所述至少一種漿以形成層疊層；并且在再次重復(fù)所述第四和第五步驟一次或多次之后，打開所述第一開口，并且將所述涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到所述設(shè)置/分離區(qū)。
[0065]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種制造LED或LED部件的設(shè)備，其特征在于執(zhí)行:第一步:將LED或LED部件設(shè)置在具有第一門的涂布室外的設(shè)置/分離區(qū)中的加熱的涂布物體支撐單元上；第二步驟:通過設(shè)于所述設(shè)置/分離區(qū)域與所述涂布室之間的開口將受熱的涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到所述涂布室中并且關(guān)閉所述開口 ；第三步驟:相對地移動所述涂布物體支撐單元和所述施加器以向所述LED或LED部件施加包含溶劑的涂布材料從而形成至少一個涂布層，打開所述開口，將所述涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到所述設(shè)置/分離區(qū)，并且關(guān)閉所述開口以允許所述LED或LED部件被設(shè)置/分離，其中為所述涂布室設(shè)置的用于到達所述涂布室內(nèi)部的第二門的面積小于所述第一門的面積。
[0066]本發(fā)明的有益效果
[0067]如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的LED、制造LED或LED部件的方法以及制造LED或LED部件的設(shè)備中，重復(fù)地進行使用涂布材料的涂布和臨時干燥或固化的促進。這樣，可以沒有時間損失地形成具有可靠質(zhì)量的涂層，并且可以實現(xiàn)LED或LED部件的量產(chǎn)。
[0068]在本發(fā)明的一種優(yōu)選模式中，重要的是，就空氣和涂布材料而言都使用脈沖處理中的速度能量進行空氣噴涂(air spaying),甚至在LED的側(cè)面上也以薄層施加涂層，并且重復(fù)地進行涂布和臨時干燥，當然對施加器和干燥裝置沒有限制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0069]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的施加設(shè)備的示意性橫截面視圖，主要示出了從側(cè)面看到的施加室。
[0070]圖2是根據(jù)本公開第一實施例的施加設(shè)備的示意性俯視圖。
[0071]圖3是從側(cè)面看到的根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第一修改的施加設(shè)備的示意性橫截面視圖。
[0072]圖4是從側(cè)面看到的根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第二修改的施加設(shè)備的示意性橫截面視圖。
[0073]圖5是根據(jù)本公開第二實施例的干燥裝置的示意性橫截面視圖。
[0074]圖6是根據(jù)本公開第二實施例的涂布設(shè)備的示意性橫截面視圖。
[0075]圖7是典型LED的示意性橫截面視圖。
[0076]圖8是根據(jù)本公開第一和第二實施例的LED部件的示意性橫截面視圖。
[0077]圖9是根據(jù)本公開第一和第二實施例的LED的示意性橫截面視圖。
[0078]圖10是根據(jù)圖1所示的根據(jù)本發(fā)明第一實施例的涂布設(shè)備的第一修改的涂布設(shè)備的示意性橫截面視圖。
【具體實施方式】
[0079]下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。僅為了說明的目的給出以下實施例以便促進對本發(fā)明的理解，并且所述實施例并不意圖排除在不脫離本發(fā)明的技術(shù)范圍的情況下由本領(lǐng)域技術(shù)人員對其進行的可行性添加、替代、修改。
[0080]附圖示意性地示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例
[0081](第一實施例)
[0082]圖1-3示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的涂布設(shè)備。圖1是從室側(cè)(booth side)看到的所述涂布設(shè)備的示意性橫截面視圖，圖2是示意性俯視圖，并且圖3是從一側(cè)看到的示意性橫截面視圖。圖10是從一側(cè)看到的圖1所示的涂布設(shè)備的修改的橫截面視圖。
[0083]參考圖1，可以是LED或LED部件的待涂布物體11被設(shè)置在涂布物體支撐單元10上，通過第二驅(qū)動源3和第二驅(qū)動軸4在直線方向(Y方向)上移動支撐單元10。施加器8被固定于托架7，托架7連接到第三驅(qū)動源5和第三驅(qū)動軸6從而沿著垂直方向(Z方向)直線移動。此外，第三驅(qū)動軸6被在與第二驅(qū)動軸4垂直的方向上移動的第一驅(qū)動軸2在直線方向(X方向)上移動，使得施加器8能夠逐節(jié)距(pitch)地在兩個垂直方向上移動。因此，能夠在驅(qū)動軸的行程區(qū)域上實現(xiàn)均勻涂布。
[0084]與上述的涂布的“橫向施加”相反，可以通過“縱向施加”進行涂布，其中施加器逐節(jié)距地移動并且涂布物體支撐單元連續(xù)移動?；蛘撸梢越惶孢M行橫向施加和縱向施加。在通過施加器8將涂布材料以至少一層施加于待涂布物體11之后，待涂布物體被轉(zhuǎn)移到布置在圖1中右側(cè)的干燥區(qū)，在該干燥區(qū)通過干燥裝置50進行臨時干燥或者固化促進，其中擋板的擋板15打開并且關(guān)閉裝置16關(guān)閉。干燥手段可以選自加熱的空氣、遠紅外光、真空、紫外光和通過微波爐進行的固化?；蛘?，可以組合地采用它們中的兩種或更多種。對于干燥手段沒有特別限制。
[0085]在施加設(shè)備配備有兩個施加器的情況下，正是圖10中所示的涂布設(shè)備的情況下，非常有效的是分開或同時驅(qū)動兩個施加器8a、8b以分別施加不同的涂布材料。例如，可以提供三個施加器。
[0086]優(yōu)選的是，涂布室O中的暴露物僅包括諸如施加器8、待涂布物體11和涂布物體支撐單元10的必備部件，并且為了安全起見驅(qū)動源和電線不設(shè)置在涂布室O中，在涂布材料包含有機溶劑的情況下驅(qū)動源和電線可能是著火的原因。本發(fā)明容易允許這種布置。
[0087]空氣引入單元18、18’設(shè)于涂布室的上部中，并且空氣引入單元18〃設(shè)于干燥腔的上部中。通過排放單元12和排放風(fēng)扇13進行的下通風(fēng)(down draft)對通過空氣引入單元18、18’、18"引入室和干燥腔中的空氣進行排放，排放電單元12設(shè)于該室的下部中。作為引入單元中的過濾器，優(yōu)選使用HEPA。由于施加器產(chǎn)生精細顆粒，因此優(yōu)選的是將允許空氣經(jīng)過的具有精細多孔性的燒結(jié)材料或者耐火芳族聚酰胺纖維用作排放空氣過濾器，目的是在涂布材料例如是包含有機溶劑的漿的情況下捕獲過剩顆粒?；钚蕴靠梢源媾欧趴諝膺^濾器或者與其相結(jié)合使用，以吸附有機溶劑和溶劑氣味?；蛘?，可以在排放線路中提供真空類型的溶劑收集器以保護環(huán)境。
[0088]為了提高涂布室O的氣密性，可以通過密封帶28密封其中托架移動的上部開口以及允許涂布物體支撐單元的移動的下部開口，該密封帶28與這些部件一起移動。在圖1中，僅示出了密封上部開口的帶28。在W02011/083841A1中詳細描述了密封帶的結(jié)構(gòu)，W02011/083841A1公開了由本發(fā)明的發(fā)明人作出的發(fā)明。因此，在本申請中將不描述密封帶的結(jié)構(gòu)。涂布物體支撐單元10可以是加熱的桌子以便加熱待涂布物體。此外，涂布物體支撐單元10可以被設(shè)計成具有吸氣結(jié)構(gòu)，該吸氣結(jié)構(gòu)通過真空泵等吸住待涂布物體，目的是防止待涂布物體移位并實現(xiàn)緊密接觸以有利于熱傳遞。桌子的加熱裝置可以通過循環(huán)加熱媒質(zhì)、加熱元件、電感應(yīng)加熱、高頻加熱或其它裝置施加熱。對于加熱裝置或加熱方法沒有特別的限制。
[0089]如果其上放置待涂布物體的桌子是吸氣桌，則待涂布物體上的掩蔽可以僅通過層疊膜或薄金屬板被整體地吸住并固定住，所述膜或薄金屬板具有(一個或多個)施加開口以及施加于其表面的遠離涂布側(cè)的那側(cè)上的一部分或整個區(qū)域的耐熱且耐溶劑的粘合劑。因此,可以使掩蔽系統(tǒng)簡單。
[0090]由于施加器和桌子上的待涂布物體在兩個垂直方向上相對移動，因此可以根據(jù)從單獨的控制單元(未示出)發(fā)出的命令，使用該施加器在整個待涂布物體上或者僅在其期望部分中有效地施加涂布材料。通過第二驅(qū)動源3以期望的節(jié)距或步幅在Y方向上間歇地饋送或移動待涂布物體。施加器8被第一驅(qū)動源I在X方向上移動，同時在第二驅(qū)動源導(dǎo)致的在Y方向上的移動中斷的時間段期間進行施加?？梢酝ㄟ^重復(fù)地進行施加和待涂布物體的間歇移動實現(xiàn)一層涂布。在第二和隨后的層的涂布中，在節(jié)距位置(即，涂布開始的位置)被單獨的控制設(shè)備的程序自動偏移的情況下進行涂布，由此可以實現(xiàn)均勻涂布?；蛘?，可以通過間歇地與施加器8操作上相關(guān)聯(lián)地驅(qū)動第一驅(qū)動軸2來在X方向上逐節(jié)距地移動施加器8并且在施加器8的逐節(jié)距移動中斷時在Y方向上連續(xù)地與第二驅(qū)動軸4操作上相關(guān)聯(lián)地移動涂布物體支撐單元10，來進行涂布。優(yōu)選的是，以相同的方式進行第二和隨后的層的涂布?；蛘撸梢越惶孢M行上述的涂布模式。每個驅(qū)動軸可以被導(dǎo)軌和能夠被驅(qū)動源驅(qū)動的繩或帶的組合代替。
[0091]如圖2中所示，在涂布室10上方的外部被第一驅(qū)動源I和第一驅(qū)動軸2在向上和向下的方向上或沿著直線方向Z移動的第三驅(qū)動源5，連接到圖1中所示的第三驅(qū)動軸6?？諝馔ㄟ^空氣吸入單元18、18’和18”被吸入到室O內(nèi)部以及干燥腔內(nèi)部。到達室內(nèi)部的通道是通過可打開的門形成的。圖2中示出的允許施加器8在Y方向上移動的開口 30的長度可以增加，以使得能夠在大面積上進行涂布。開口 30被在Y方向上延伸的帶20密封以保持氣密性，帶20在操作上與第一驅(qū)動軸2相關(guān)聯(lián)地移動。優(yōu)選的是，第一和第三驅(qū)動源1、3以及第一和第三驅(qū)動軸2、4設(shè)于室O外部，并且出于衛(wèi)生和安全的原因，用于移動等的開口 30被帶20等密封，當然本發(fā)明不受該特征的限制。
[0092]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第一修改。與圖1中所示的涂布設(shè)備中的那些部分等效的部分將用與圖1中的那些附圖標記加上100相等的附圖標記表示，并且下文中的描述將主要涉及與圖1中所示的不同的地方。
[0093]參考圖3，通過設(shè)于涂布室100左側(cè)的涂布物體設(shè)置/分離室的打開的門114或者通過圖中未示出的另一開口，將待涂布物體111自動設(shè)置在涂布物體支撐單元110上。涂布物體支撐單元110可以移動到涂布物體設(shè)置/分離室中的涂布物體設(shè)置/分離區(qū)中、到涂布室100中以及到設(shè)置于涂布室100右側(cè)的干燥裝置150中。為了該移動，需要長驅(qū)動軸104和驅(qū)動源103作為驅(qū)動裝置。該軸可以被也用作涂布物體支撐單元的帶代替。該室在正面設(shè)有門109，其允許到達室內(nèi)部。門109僅允許調(diào)整施加器等以及到達在圖中未示出的涂布材料供給單元，就足夠了。因此，門109的面積可以比涂布物體設(shè)置/分離室的門114小很多(門109的面積可以是例如300mmX 300mm)，即使待涂布物體和涂布物體支撐單元具有500mmX 500mm的大面積也是如此,這導(dǎo)致小的補充空氣能量(make up air energy)。
[0094]因此，為了防止其他區(qū)域受到負面影響，涂布物體設(shè)置/分離室和涂布室100被可以開關(guān)的擋板115分割，并且涂布室100和干燥裝置被可以開關(guān)的擋板開口的擋板115’和關(guān)閉裝置116’分割。
[0095]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第二修改。與圖1中所示的涂布設(shè)備中的那些部分等效的部分將用與圖1中的那些附圖標記加上200相等的附圖標記表示，并且下文中的描述將主要涉及圖1和圖3之間不同的地方。
[0096]參考圖4，涂布室200和待涂布物體設(shè)置/分離室被可以開關(guān)的擋板215分割。因此，涂布室200和涂布物體設(shè)置/分離室可以是分割的。因此，導(dǎo)引到涂敷室200內(nèi)部的通道門209的面積可以比涂布物體設(shè)置/分離室的門214小很多。因此，如果例如在凈室中安裝和使用涂布設(shè)備，則可以使得吸入涂布室200/從涂布室200釋放的空氣量小。就噴涂中的能量和涂布效率而言這是很大的優(yōu)點，即使在所述設(shè)備并不附有干燥裝置的情況下也是如此。
[0097](第二實施例)
[0098]接下來，將參考圖5和6描述本發(fā)明的第二實施例及其修改。
[0099]在第二實施例中，圖5是從一側(cè)看到的真空干燥裝置的橫截面視圖，圖7是從一側(cè)看到的另外設(shè)有加熱器單元的真空干燥裝置的橫截面視圖。
[0100]參考圖5，通過封裝將作為待涂布物體的LED311保持與加熱桌310緊密接觸，并且真空泵在真空室60中運行，由此促進施加到LED311的涂布材料的干燥。在具有高沸點的溫和溶劑的情況下，這特別有效，因為真空可以降低沸點從而使得該溶劑能夠以高速率蒸發(fā)。在干燥區(qū)中，通過增加單獨提供的真空泵導(dǎo)致的真空程度，使被加熱到在30°C _150°C的范圍內(nèi)的溫度的加熱桌上的作為待涂布物體的LED與所述桌緊密接觸。這使得LED能夠在短時間達到設(shè)定溫度并且能夠使得干燥或固化快速進展。
[0101]在圖6中所示的情況下，在真空室460的上部中設(shè)有遠紅外加熱器450，使得待涂布物體411能夠以兩種方式被加熱。因此，加熱桌410提供在30°C-90°C范圍(這對于涂層施加是有利的)內(nèi)的熱就足夠了。
[0102]圖7是示出用于LED的待涂布物體70的示意圖，通過常規(guī)分配器向其施加了包含磷光體的漿80。涂層厚度在中心部分大并且涂層不能覆蓋邊緣，導(dǎo)致色溫的變化?？拷€71所接合到的襯墊的部分被遮擋并且難以涂布。
[0103](實例)
[0104]將參考圖8描述本發(fā)明的例子。
[0105]圖8示出了通過根據(jù)本發(fā)明的方法向LED芯片170施加一層或多層漿、并且之后在干燥裝置中促進粘合劑的固化而形成的第一層181，其粘合劑的固化已經(jīng)以相同方式得到促進的第二層182，以及其固化已經(jīng)得到促進的第三層183。應(yīng)用本發(fā)明實現(xiàn)了 LED芯片170的表面的均勻涂布以及邊緣和側(cè)面的涂布。由于粘合劑的固化得到了促進，下一涂層中溶劑向粘合劑中的再溶程度低至可忽略。因此，可以實現(xiàn)高質(zhì)量的涂布。在圖8中，用附圖標記71標示的是引線。
[0106]具體地，對于常規(guī)技術(shù)，很難施加由下述成分構(gòu)成的漿以通過一次涂布處理形成具有±1.5%的單位面積變化的薄層:具有高比重以及在幾微米到30微米之間約為10微米的平均顆粒尺寸分布；具有相對低的比重的粘合劑；以及在需要時添加的溶劑。此外，在顯微視圖中，其一些部分可以包含大的顆粒，并且其其它部分可以包含小顆粒，這是理所當然的。
[0107]在本發(fā)明中，通過釋放均勻分散的漿以最大數(shù)量的薄層施加涂層，所述漿通過以下步驟制備:將填充有漿的注射器、施加器和小尺寸泵布置在循環(huán)路徑中，并且在需要實現(xiàn)均勻分散的情況下使得所述漿循環(huán)同時攪動所述注射器中的所述漿；在包括填充有漿的注射器的循環(huán)路徑中提供攪動和泵浦系統(tǒng)，以引起加壓的流經(jīng)過施加器并且返回注射器的上游；或者利用壓力差使得漿在兩個注射器之間交替移動，通過15KPa到40Kpa之間的流體壓力差和增加的流速在移動到注射器之一的漿中產(chǎn)生噴射流，所述增加的流速是在流道的至少一部分中的為0.5mm-1mm的流道直徑導(dǎo)致的。
[0108]通過上述方法，有可能使得涂布膜的顆粒尺寸分布均勻，這是概率問題。此外，可以向循環(huán)路徑的優(yōu)選部分應(yīng)用振動，由此可以保持進一步改善的分散。在更優(yōu)選的涂布中，LED的表面可以被構(gòu)造成具有電導(dǎo)率，在電泳中情況就是如此。然后，例如，在噴涂的情況下，霧化的顆?？梢员混o電充電以防止霧化的顆粒聚集并且實現(xiàn)精細顆粒的粘附。因此，可以實現(xiàn)理想的磷光體涂布。
[0109]本發(fā)明不限于通過單個施加器用一種漿涂布多個層疊層，而是可以通過多個施加器以多個層施加多種磷光體。具體地，根據(jù)本發(fā)明，可以通過使用具有設(shè)于一個涂布室中的多個施加器(例如，圖10中所示的兩個施加器8a、8b)的涂布設(shè)備，以層疊層將多種不同種類的磷光體施加于作為待涂布物體的LED或LED部件，來制造LED，并且優(yōu)選的是，以層的形式層疊的兩種磷光體中的至少一個磷光體薄層的平均厚度在3-15微米的范圍內(nèi)。
[0110]前述的形成層的至少兩種磷光體可以選自紅色、綠色和黃色磷光體。
[0111]也優(yōu)選的是，前述至少兩種磷光體與粘合劑混合以形成漿。
[0112]此外，優(yōu)選的是至少一種漿包含溶劑，所述漿中磷光體與粘合劑的重量比在3:1到10:1的范圍內(nèi)，所述漿中非揮發(fā)性成分與溶劑的重量比在4:1到1:4的范圍內(nèi)，并且所述漿的粘度在1-1OOmPa.s的范圍內(nèi)。
[0113]也優(yōu)選的是，用于層疊層的兩種磷光體漿的組合選自紅色和綠色磷光體漿的組合、綠色和黃色磷光體漿的組合、以及紅色和黃色磷光體漿的組合，當在LED或LED部件上形成層疊的層時，首先施加由一個單色層、單色層疊層或者兩種顏色的層疊層構(gòu)成的涂布層，隨后施加其它(一種或多種)顏色的一種或多種漿，其中每個層是具有3-15微米之間的平均厚度的薄層，每次在施加一層或多層后進行臨時干燥，并且在重復(fù)上述過程之后最終進行通過干燥的固化。
[0114]圖9是示出了由耐熱PET或PEN膜等制成的基板75的示意圖，在所述基板75上已經(jīng)通過根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備施加和干燥了漿，目的是制作用于覆蓋LED的磷光體膜或磷光體板或者制作布置在與LED的表面遠遠地間隔開的位置處的遠距磷光體。在圖9中，附圖標號191-194分別表示第一層、第二層、第三次和第四層。
[0115]在該方法中，漿被均勻地分布，在上述的到LED基板的施加時也是如此。作為待涂布物體的基板可以是諸如鏡面加工的金屬板的導(dǎo)電材料、或者釋放涂布膜或者導(dǎo)電膜。同樣地通過噴涂或其它手段將期望的漿以多個層施加在所述基板上，并且之后將所述基板與被施加并干燥的磷光體涂層分開。通過用所述分開的磷光體膜或磷光體板覆蓋LED，能夠有效地生產(chǎn)LED照明裝置。在根據(jù)本發(fā)明的該方法中，使顆粒帶電的方式更有效，因為涂層被施加在平坦表面上，并且使用如圖10中所示的多個施加器，多種顏色的磷光體可以以理想的分布被施加于一個涂布基板。
[0116]例如，在其中磷光體被施加于陶瓷基板的表面以實現(xiàn)大功率照明或晶片級LED芯片的現(xiàn)有技術(shù)中，使用頻繁用于其他類型的LED的分配器。當施加其中混合了硅酮或其它粘合劑和磷光體的漿時，具有例如Imm見方的尺寸的LED芯片表面上的涂層厚度由于表面張力和界面張力而在分配的中心附近變大并且由于收縮而向著邊緣減小。因此，不可能形成均勻的涂層。此外，由于芯片的高度約0.1_，邊緣部分太薄，并且涂層與芯片側(cè)面的粘附很不穩(wěn)定，導(dǎo)致色溫的過大變化，這使得作為用于照明的大功率LED，LED的質(zhì)量不能接受。
[0117]作為對策，US2009/10179213A1公開了一種技術(shù)，其中將粘合劑施加于芯片，并且通過壓力噴涂(air spraying)將由粘合劑、磷光體和溶劑構(gòu)成的衆(zhòng)施加在粘合劑層上,并且在需要時以多層施加這種涂布。如上所述，LED芯片具有三維結(jié)構(gòu)，并且在其周圍設(shè)有布線。因此，為了使得芯片頂面上的涂層厚度均勻，重要的是:制備一種漿，其中通過使用精細顆粒產(chǎn)生裝置的方法諸如空氣噴涂使得磷光體的重量比的比例盡可能大于粘合劑并且該漿被溶劑稀釋以具有流動能力；使得每一層的厚度盡可能??；以及使得所施加的層的數(shù)目盡可能多。即使采用了噴涂，也不可能形成相對薄的涂層，除非所述漿被溶劑稀釋。從每單位面積的涂層重量轉(zhuǎn)換的一層干燥且薄的涂層厚度為約3-15微米。
[0118]即使在使用包含溶劑的漿形成多個薄涂層的情況下，如果所述漿被施加到包含殘留溶劑或者未開始固化的涂層上，則粘合劑將被所述溶劑溶解或者膨脹。于是，涂層的質(zhì)量類似于以厚層施加的涂層。考慮到這一點，在本發(fā)明中，重要的是，待涂布物體被加熱以便瞬間蒸發(fā)所述溶劑。然而，如果涂層的厚度大，則即使被加熱溶劑也將不會瞬間蒸發(fā)，由于表面張力、界面張力以及向著邊緣增加的下沉，難以形成均勻的涂層。然而，將待涂布物體加熱到90°C _150°C之間的高溫將導(dǎo)致包含在噴涂顆粒中的粘合劑在流到芯片表面上之前固化。于是，涂層的表面可能由于凹凸、氣泡和/或不穩(wěn)定的凝膠化變得不平滑，導(dǎo)致質(zhì)量缺陷。
[0119]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的是被加熱的待涂布物體的溫度在35 V -90°C的范圍內(nèi)，并且理想的是該溫度在50°C到70°C的范圍內(nèi)，當然在不同種類的溶劑之間優(yōu)選的溫度和理想
溫度有差異。
[0120]在通過噴涂或其它方法使涂布材料霧化從而進行涂布的情況下，LED芯片的表面由于溶劑的蒸發(fā)熱被快速冷卻。因此，需要用每平方厘米1.5W-4.5W的熱量來防止溫度降低以及提高溫度上升的跟隨能力。從生產(chǎn)率角度，優(yōu)選的是，桌子尺寸在225-2500平面厘米的范圍內(nèi)，從而允許多個陶瓷基板或晶片被放置在涂布物體支撐桌上。必須掩蔽不能施加涂層的區(qū)域，例如后面將制作焊接連接的區(qū)域。
[0121]在重復(fù)利用掩模的情況下，可以用用于污染控制的氟基或者陶瓷基處理劑覆蓋所述掩模，該處理劑通常被施加于建筑物的護墻板。這有利于分離掩模上的凝膠化涂布膜。為了進行高速制造，優(yōu)選的是，用以氟基樹脂或聚酰胺-酰亞胺樹脂為代表的耐熱且耐溶劑的塑料膜事先部分地或者全部地層疊待涂布物體，例如使用諸如硅酮基膠粘劑或交聯(lián)丙烯酸基或尿烷基膠粘劑的耐熱且耐溶劑的膠粘劑。
[0122]將諸如陶瓷基板或晶片的待涂布物體放置在構(gòu)成涂布物體放置區(qū)域的涂布物體放置室中的加熱桌上，并且所述待涂布物體通過第二驅(qū)動源和第二驅(qū)動軸在Y方向上前進到構(gòu)成涂布區(qū)的涂布室，然后在施加器前的位置開始逐節(jié)距地間歇移動，通過第一驅(qū)動源和第一驅(qū)動軸使得所述施加器在與待涂布物體的移動方向(Y方向)垂直的X方向上來回移動。當施加器在一個方向(X方向)上移動行程所需距離而進行施加時，涂布物體支撐桌暫停。在完成一個涂布行程或者完成一個行程的移動之后，該桌間歇地移動一個節(jié)距。通過重復(fù)進行上述操作，形成一層涂層。[0123]在施加器適于空氣噴涂或空氣輔助噴涂的情況下，優(yōu)選的是使用這樣的噴嘴:該噴嘴的噴涂角度使得待涂布物體上的圖案寬度或者待涂布物體表面上噴涂的涂布材料的寬度等于l_20mm。應(yīng)當考慮取決于芯片的形狀和類型的整個芯片上各個部分的期望涂布厚度來選擇圖案寬度。盡管可以采用連續(xù)噴涂，但是更有效的是采用在轉(zhuǎn)讓給本專利申請的受讓人的PCT申請PCT/JP2011/050168(國際公開W02011/083841A1)中公開的脈沖空氣噴涂，以在所采用的LED芯片的邊緣和側(cè)面上實現(xiàn)期望的涂層厚度。
[0124]優(yōu)選的是，用于霧化作為涂布材料的漿的裝置是空氣噴涂裝置或空氣輔助噴涂裝置，用于LED或LED部件的基板被加熱，作為待涂布物體的LED或LED部件與噴涂裝置的噴出口之間距離被設(shè)定在5-80mm的范圍內(nèi)，到達待涂布物體的位置處的噴涂圖案的寬度在
l-20mm的范圍內(nèi)，并且在用脈沖向所述基板施加沖擊的同時進行噴涂。
[0125]在使用包含具有低潤濕性的粘合劑(例如硅酮粘合劑)的漿的情況下，難以覆蓋側(cè)面和圍繞邊緣的部分，除非對涂布材料施加沖擊以使其撞擊用于LED的待涂布物體的表面。此外，如果意圖形成薄涂布膜而將嘴直徑設(shè)定為小或者針形閥等的開口設(shè)定為小以使得流量低，則所述嘴、開口或針形閥等可能由于漿的特性而被堵塞，導(dǎo)致不可靠的涂布質(zhì)量。就這一點而言，根據(jù)本發(fā)明的使用沖擊脈沖的噴涂是有效的?？梢酝ㄟ^將噴嘴端部與待涂布物體之間的距離設(shè)定為小于80mm并且將噴涂空氣的壓力設(shè)定為0.15-0.35Mpa，來達成使用沖擊脈沖的噴涂。在從5-30mm的很近的距離進行噴涂的情況下，沖擊可能過強。因此，優(yōu)選將噴涂空氣設(shè)定在0.05-0.15Mpa的范圍內(nèi)。
[0126]優(yōu)選的是，間歇移動的節(jié)距在l_15mm的范圍內(nèi)。在一層的平均干燥涂層厚度近似為每單位面積等效重量7微米或更小的情況下，從生產(chǎn)率的角度，優(yōu)選的是在涂布室進行多次涂布，之后將待涂布物體轉(zhuǎn)移到干燥區(qū)進行干燥。
[0127]當涂布暫停時,磷光體顆粒等在具有低粘度的衆(zhòng)中的沉淀大大進展,該衆(zhòng)應(yīng)當被移動或使其循環(huán)以防止沉淀。由于甚至在噴嘴內(nèi)也可能發(fā)生沉淀，因此施加器移動到原始位置等等，并且通過以預(yù)定間隔進行空閑噴涂將其中漿不會移動的開/閉閥的通道下游中的漿釋放到小容器等等?？梢砸允┘诱駝拥拿}沖方式進行空閑噴涂，導(dǎo)致小的釋放。
[0128]優(yōu)選的是，干燥室中的溫度被設(shè)定在90°C -250°C之間的范圍內(nèi)，該范圍可以根據(jù)粘合劑的類型而變化。從生產(chǎn)率的角度，重要的是選擇這樣的裝置:使用該裝置可以在短時間內(nèi)實現(xiàn)干燥和固化。用于干燥的手段可以是，但不限于，熱空氣、紅外光、高頻波、電感加熱、UV、使用微波或其它手段的固化。
[0129]不管與所完成的層的數(shù)目相關(guān)的干燥的時序如何，理想的是，第二層的涂布開始的位置從第一層的涂布開始的位置自動偏移期望距離。在要以12mm的節(jié)距形成十個涂層的情況下，將該偏移設(shè)定為1.2mm在該十個層中提供了與以1.2mm的移動節(jié)距進行涂布的情況相同的結(jié)果。然而，使用大節(jié)距進行的多層涂布優(yōu)于使用小節(jié)距進行的涂布，這是因為使用大節(jié)距進行的多層涂布可以使得一層的每單位面積的涂層重量減小，消除了前述的下垂(sag)問題。優(yōu)選的是，通過將節(jié)距除以層數(shù)來計算偏移量。該偏移量通常設(shè)定在
0.l-5mm的范圍內(nèi)。盡管優(yōu)選涂布次數(shù)或者層的次數(shù)盡可能大，但是當考慮到生產(chǎn)率以及磷光體顆粒的平均尺寸(具有以3-30微米為中心的顆粒尺寸分布)時涂布次數(shù)有限制?？紤]到質(zhì)量和生產(chǎn)率，優(yōu)選的是在2-30的范圍內(nèi)選擇涂布次數(shù)。
[0130]當向作為待涂布物體的LED或LED部件施加磷光體時，可以通過例如使用多個施加器以層疊方式施加黃色的第一層、重量例如為第一層的重量的1/5的紅色的第二層、黃色的第三層、紅色或綠色的第四層，而不是混合具有不同平均顆粒尺寸分布和不同比重的黃色、紅色和綠色磷光體，來改善彩色再現(xiàn)性。在這種情況下，層疊的層數(shù)越大，色散(顏色混合)越好。
[0131]根據(jù)本發(fā)明的方法可以提供作為待涂布物體的LED，紅色、綠色和黃色磷光體中的至少兩種以多個層施加在所述LED上并且通過干燥被固化，其中一個磷光體涂層的平均厚度在3-15微米的范圍內(nèi)。
[0132]如果要回收前述掩模上的磷光體材料，有可能通過在上面施加有粘合劑的芯片上設(shè)置特定掩模、施加包含溶劑和被粘合劑包封的磷光體顆粒、并且之后去除掩模上的涂層，來有效地對所述磷光體材料進行回收。
[0133]對于昂貴的紅色和綠色磷光體，該方法特別有效。在要混合這些顏色的情況下，可以在施加了包含黃色磷光體和粘合劑的漿之后以上述方式進行涂布。掩模上包含混合的粘合劑和磷光體的漿的再利用會導(dǎo)致不可靠的質(zhì)量，并且通常僅可用于中等或低級芯片。
[0134]可以在不參考層數(shù)為一還是超過一的情況下對每個層、對需要進行測量的(一個或多個)層、或者對倒數(shù)第二層，進行色溫和/或重量的測量，并且在必要時可以校正涂層的量。使用該方法，可以實現(xiàn)期望的質(zhì)量。手動或自動地將其上已經(jīng)應(yīng)用了期望次數(shù)的涂布的待涂布物體轉(zhuǎn)移到取出區(qū)域并且將其拿至高溫干燥器等中以完成固化。
[0135]工業(yè)適用性
[0136]根據(jù)本發(fā)明，有可能在保持高質(zhì)量的情況下以減少的時間損失制造有附加值的LED和LED部件。本發(fā)明可以提供即使在使用有機溶劑時也安全且衛(wèi)生并且操作人員能夠以小的負擔操作的設(shè)備。
【權(quán)利要求】
1.一種通過使用多個施加器向LED或LED部件施加多種不同類型的磷光體以形成層疊的層來制造LED或LED部件的方法，其特征在于:至少兩種磷光體中的至少一種磷光體的層是薄層，在干燥之后該薄層的平均厚度在3-15微米的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造LED或LED部件的方法，其特征在于:所述層中的所述至少兩種磷光體選自紅色、綠色和黃色磷光體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造LED或LED部件的方法，其特征在于:所述至少兩種磷光體是至少混合有粘合劑的漿。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造LED或LED部件的方法，其特征在于:至少一種漿包含溶劑，所述漿中磷光體與所述粘合劑的重量比在3:1到10:1之間的范圍內(nèi)，所述漿中非揮發(fā)性成分與所述溶劑的重量比在4:1到1:4之間的范圍內(nèi)，并且所述漿的粘度在I到IOOmPa.s之間的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造LED或LED部件的方法，其特征在于包括:從紅色和綠色磷光體漿的組合、綠色和黃色磷光體漿的組合、以及紅色和黃色磷光體漿的組合選擇用于層疊層的兩種磷光體漿的組合；當在LED或LED部件上形成所述層疊的層時，首先形成由一個單色層、單色層疊層或者兩種顏色的層疊層構(gòu)成的涂布層，隨后施加其它顏色的一種或多種漿，其中所述層中的每個層都是具有3到15微米之間的平均厚度的薄層；每次在施加一層或多層時進行臨時干燥，并且在重復(fù)上述步驟之后最終進行干燥和固化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造LED或LED部件的方法，其特征在于:所述施加器是使?jié){霧化的裝置。
7.一種用于LED或LED部件的涂布方法，其特征在于包括:使用空氣噴涂裝置或空氣輔助噴涂裝置，霧化包含溶劑的具有1-1OOmPa.s的粘度的漿，在所述漿中，磷光體與粘合劑的重量比在3:1到10:1之間的范圍內(nèi)，并且非揮發(fā)性成分與所述溶劑的重量比在4:1到1:4之間的范圍內(nèi)；加熱所述LED或LED部件；將所述LED或LED部件與所述噴涂裝置或空氣輔助噴涂裝置的噴出口之間的距離設(shè)定在5到80mm之間的范圍內(nèi)；將到達待涂布物體的位置處的噴涂圖案的寬度設(shè)定在I到20_之間的范圍內(nèi)；以及在以脈沖方式施加沖擊時進行噴涂。
8.一種LED，通過向該LED施加選自紅色、綠色和黃色中的至少兩種顏色的磷光體來在該LED上形成層疊層并且通過干燥固化所述層疊層而制造所述LED，該LED的特征在于:所述層疊層選自至少紅色和綠色的磷光體的層疊層、至少綠色和黃色的磷光體的層疊層、以及至少紅色和黃色的磷光體的層疊層，它們中一種顏色的涂層的平均厚度在3到15微米之間的范圍內(nèi)。
9.一種通過向LED或LED部件施加涂布材料來制造LED或LED部件的方法，其特征在于: 在涂布物體支撐單元上設(shè)置所述LED或LED部件； 然后在以相對的方式移動所述涂布物體支撐單元和施加器的同時在涂布室中向所述LED或LED部件施加至少一種涂布材料以形成至少一個涂布層； 然后將所述涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到干燥裝置，并且至少促進所述LED或LED部件的臨時干燥或者粘合劑的固化； 然后將所述涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到所述涂布室并且使用所述至少一個施加器向所述LED或LED部件施加所述至少一種涂布材料以形成層； 然后將所述涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到所述干燥裝置并且至少促進臨時干燥或固化； 執(zhí)行以上步驟預(yù)定次數(shù)；以及 然后最終干燥或固化所述LED或LED部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造LED或LED部件的方法，其特征在于:所述涂布物體支撐單元被直接轉(zhuǎn)移到所述干燥裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造LED或LED部件的方法，其特征在于:在所述LED或LED部件從所述涂布物體支撐單元分離、放置在存放裝置中或板上并且再次設(shè)置在涂布物體支撐單元上之后，所述涂布物體支撐單元被轉(zhuǎn)移到所述干燥裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造LED或LED部件的方法，其特征在于:所述至少一種涂布材料是至少包含磷光體和粘合劑的漿。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造LED或LED部件的方法，其特征在于:在2到30之間的范圍內(nèi)選擇層的數(shù)目、在所述干燥裝置中進行的至少臨時干燥的次數(shù)、或者在所述干燥裝置中執(zhí)行的至少用于促進包含在漿中的粘合劑的固化的處理的次數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造LED或LED部件的方法，其特征在于:至少在倒數(shù)第二層的涂布完成時直接或間接測量施加于所述LED或LED部件的涂布量或者色溫，并且如果涂布量或色溫落在預(yù)定范圍之外，則以校正的變化量進行涂布使得最終涂布量或色溫落入所述預(yù)定范圍內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造LED或LED部件的方法，其特征在于:所述LED包括成組的LED，所述涂布物體支撐單元是加熱桌，在施加漿時通過該加熱桌將成組的LED或LED部件加熱到30°C到90°C之間的溫度，并且所述干燥裝置選自真空干燥裝置、熱空氣干燥裝置、遠紅外干燥裝置、紫外干燥裝置、電感加熱干燥裝置和通過微波爐干燥裝置進行的固化中的至少一種。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造LED或LED部件的方法，其特征在于:所述施加器是精細顆粒產(chǎn)生裝置，掩蔽所述LED或LED部件的不需要被涂布的部分，并且逐節(jié)距地相對移動所述精細顆粒產(chǎn)生裝置和所述LED或LED部件，并且所述節(jié)距的相位在每次施加至少一層時變化。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制造LED或LED部件的方法，其特征在于:所述精細顆粒產(chǎn)生裝置是空氣噴涂裝置，所述孔子噴涂裝置的一端處的噴出部與所述LED或成組的LED之間的距離能夠在5到80毫米之間的范圍內(nèi)調(diào)整，所述空氣噴涂裝置的所述端處的噴出部與所述LED或成組的LED以2-15毫米的節(jié)距相對移動，并且在涂布期間每施加一層就將所述相位改變0.1到7.5毫米之間的量。
18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造LED或LED部件的方法，其特征在于:所述漿包含溶劑，所述將具有I到IOOmPa.s之間的粘度，并且以脈沖方式執(zhí)行噴涂。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的制造LED或LED部件的方法，其特征在于:所述磷光體和所述粘合劑的重量比在1:3到10:1之間的范圍內(nèi)，非揮發(fā)性成分與揮發(fā)性成分的重量比在4:1到1:4之間的范圍內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造LED或LED部件的方法，其特征在于:至少一種漿被霧化成顆粒，所述顆粒被充電并且被施加于所述LED或LED部件以形成層。
21.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造LED或LED部件的方法，其特征在于包括:第一步驟:將LED或LED部件設(shè)置在涂布室外的設(shè)置/分離區(qū)中的涂布物體支撐單元上；第二步驟:將所述涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到所述室中；第三步驟:向所述LED或LED部件施加漿以形成至少一層；第四步驟:將所述涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到所述室外的干燥裝置，以促進至少臨時的干燥或固化；以及第五步驟:將所述涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到所述室中并且施加所述漿以形成層，其中在再次重復(fù)第四和第五步驟一次或多次之后，將所述涂布物體支撐單元移動到所述設(shè)置/分離區(qū)，從所述涂布物體支撐單元分離LED或LED部件，并且最終干燥或固化由此分離的所述LED或LED部件。
22.—種LED，通過噴涂向該LED施加至少包含磷光體、粘合劑和溶劑的漿，并且干燥或固化所述漿以改變從所述LED發(fā)射的光的顏色，所述LED通過執(zhí)行以下步驟制造:第一步驟:在涂布室中向放置在被加熱到30°C到150°C的范圍內(nèi)的溫度的桌上的該LED施加至少一種漿以形成至少一個涂層；第二步驟:將所述LED轉(zhuǎn)移到干燥裝置并且促進臨時干燥或固化；第三步驟:直接或間接測量所述LED的色溫或涂布重量；第四步驟:將所述LED轉(zhuǎn)移到所述涂布室中并且施加所述至少一種漿以形成層疊層，并且在重復(fù)所述第二到第四步驟至少一次之后，將所述LED轉(zhuǎn)移到干燥裝置并且進行干燥或固化。
23.一種制造LED或LED部件的設(shè)備，其特征在于執(zhí)行以下步驟:第一步驟:將LED或LED部件設(shè)置在涂布室外的用于所述LED或LED部件的設(shè)置/分離區(qū)中的涂布物體支撐單元上；第二步驟:通過設(shè)于所述設(shè)置/分離區(qū)域與所述涂布室之間的第一開口將所述涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到所述涂布室中并且關(guān)閉所述開口 ；第三步驟:向所述LED或LED部件施加至少包含磷光體和粘合劑的至少一種漿以形成至少一個涂布層；第四步驟:打開第二開口，將所述涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到所述涂布室外的臨時干燥區(qū)，關(guān)閉所述第二開口，并且促進至少臨時干燥或固化；第五步驟:打開所述第二開口，將所述涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到所述涂布室，關(guān)閉所述第二開口，并且施加所述漿以形成層疊層；并且在再次重復(fù)所述第四和第五步驟一次或多次之后，打開所述第一開口，并且將所述涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到所述設(shè)置/分離區(qū)。
24.一種制造LED或LED部件的設(shè)備，其特征在于執(zhí)行以下步驟:第一步驟:將LED或LED部件設(shè)置在具有第一門的涂布室外的設(shè)置/分離區(qū)中的加熱的涂布物體支撐單元上；第二步驟:通過設(shè)于所述設(shè)置/分離區(qū)域與所述涂布室之間的開口將所述涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到所述涂布室中并且關(guān)閉所述開口 ；第三步驟:相對地移動所述涂布物體支撐單元和施加器以向所述LED或LED部件施加包含有機溶劑的涂布材料從而形成至少一個涂布層，打開所述開口，將所述涂布物體支撐單元轉(zhuǎn)移到所述設(shè)置/分離區(qū)，并且關(guān)閉所述開口以允許所述LED或LED部件被設(shè)置/分離。其中為所述涂布室設(shè)置的用于到達所述涂布室內(nèi)部的第二門的面積小于所述第一門的面積。
【文檔編號】B05D3/00GK103931005SQ201280055637
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月14日
【發(fā)明者】松永正文 申請人:瑪太克司馬特股份有限公司