專利名稱：一種大功率白光led熒光粉涂覆方法
技術領域：
本發(fā)明屬于半導體照明技術領域，具體涉及大功率白光LED封裝技術，特別是熒光粉涂覆エ藝，本發(fā)明可改善LED出光均勻度，減小LED空間光色差，同時不受封裝后續(xù)エ藝高溫的影響。
背景技術：
半導體照明光源以其高效節(jié)能、長壽命、色彩豐富和環(huán)保等優(yōu)點已經(jīng)成為世界上新型的照明光源發(fā)展趨勢，高亮度、大功率白光LED更是普通照明光源的需求熱點。實現(xiàn)白光LED的方法有三種藍色LED芯片和黃色熒光粉，RGBLED芯片合成，紫外LED芯片和紅綠藍熒光粉。而在所述白光LED照明技術中以藍LED芯片配合黃色熒光粉(PCLED，phosphor 的一個關鍵技術就是熒光粉層的涂覆エ藝，熒光粉層的濃度、厚度和形狀直接影響LED白光的出光均勻度、色度一致性和出光效率。目前突光粉涂敷方式有傳統(tǒng)型和平面涂層(Uniform Distribution)。a) “傳統(tǒng)的熒光粉涂敷方式”，是采用傳統(tǒng)的灌膠エ藝，即直接在芯片表面點涂熒光粉膠。エ藝過程是將熒光粉與膠體(環(huán)氧樹脂/硅膠)混合，按ー定比例配成粉漿，攪拌均勻，然后在顯微鏡下用細針頭將熒光粉膠涂于芯片表面。主要問題1.由于膠滴實際微觀表面的凹凸不平，當光線出射吋，導致局部偏黃或偏藍的不均勻光斑出現(xiàn)；2.熒光粉層的厚度和形狀難以精確控制，導致光場分布不均勻；3.在實際操作中，無論手動或者機器操作，同一批次的LED之間熒光粉在形狀上都會有一定差異，導致產(chǎn)品的光色一致性較差，廣品的重復率也低。b)平面涂層型i) Lumileds 公司開發(fā)的保形涂層(Conformal coating)技術(US6576488 B2),其采用采用了ー種新型的感光膠成型エ藝，將熒光粉與感光膠體混合后，通過電泳被覆技術將熒光粉被覆在芯片上和光學曝光、顯影過程，以形成均勻厚度的敷型涂布的結構。然而電泳被覆制程的制造成本昂貴，不利于降低LED的售價。ii)電子科技大學課題組研發(fā)了基于水溶性聚こ烯醇(PVA)透明感光膠的LED平面涂層エ藝，實現(xiàn)了自曝光技術和基于多層多相(PVA+硅膠)結構的熒光粉平面涂層。但是此方法采用的水溶性聚こ烯醇透明感光膠不能承受后續(xù)封裝如回流焊エ藝的高溫影響，從而可能造成器件失效。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供ー種大功率白光LED熒光粉涂覆方法，通過配置基于酚醛樹脂正型光阻劑的新型耐高溫熒光粉膠，再通過涂覆、對準曝光、顯影、堅膜等處理，使在LED芯片表面所形成的熒光粉層形狀厚度均勻一致，從而改善LED出光均勻度，減小LED空間光色差，同時可使器件不受封裝后續(xù)エ藝高溫的影響，而且成本較低，エ藝簡單，便于大批量生產(chǎn)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括以下步驟①配置基于酚醛樹脂的正型光阻劑將有機成分成膜劑、感光劑按濃度配比10% -35% 2%-10%混合均勻，充分溶解于剩余的有機溶劑中，用聚四氟こ烯超濾膜過濾兩次，制成新型耐高溫正型光刻膠。②配制含有光阻劑的熒光粉膠將熒光粉、膠體(硅膠/環(huán)氧樹脂)和由①制取的正型耐高溫光阻劑按質量配比8 25 65 80 15 30混合，攪拌均勻，靜止或抽真空至氣泡消失。③熒光粉膠涂覆將②制取的含有熒光粉和光阻劑的熒光粉膠涂覆在LED芯片表面，形成熒光粉涂層，并在暗室中自然陰干，風干或烘干。④曝光顯影用事先做好的掩模板和適當?shù)钠毓庠磳ED表面進行對準曝光，然 后在顯影液中顯影，形成平整厚度均勻一致的熒光粉涂層。⑤堅膜對④得到的熒光粉層進行固化處理，如烘烤、二次曝光和深紫外固化。按照本發(fā)明所提供的大功率白光LED熒光粉涂覆方法，其特征在于步驟①中，有機成分成膜劑成為膜劑酚醛樹脂，且其濃度范圍為10% -35%。按照本發(fā)明所提供的大功率白光LED熒光粉涂覆方法，其特征在于步驟①中，感光劑為偶氮基萘醌及其衍生物或者重氮化合物或鄰重氮萘醌中的ー種或幾種，且感光劑的濃度范圍為2% -10%。按照本發(fā)明所提供的大功率白光LED熒光粉涂覆方法，其特征在于步驟①中，有機溶劑為乳酸こ酷、こニ醇醚例如2-甲氧基醚、こニ醇單甲基醚、こニ醇單甲基醚、こ酸丙ニ醇單甲基醚酯(PGMEA)中的ー種或幾種，且有機溶劑的濃度范圍為50%-80%。按照本發(fā)明所提供的大功率白光LED熒光粉涂覆方法，其特征在于步驟③中，熒光粉膠的涂覆方法可采用旋轉涂布、浸膠、點膠、噴涂、絲網(wǎng)或厚膜印刷中的ー種。按照本發(fā)明所提供的大功率白光LED熒光粉涂覆方法，其特征在于步驟④中，對準曝光前要進行軟烘5min(80 100°C )，之后要進行后烘5 IOmin (100 150°C )，然后再進行顯影。按照本發(fā)明所提供的大功率白光LED熒光粉涂覆方法，其特征在于步驟④中，對準曝光線為X光射線、電子束射線、紫外光射線、可見光射線或其他可作為曝光射線的光源。按照本發(fā)明所提供的大功率白光LED熒光粉涂覆方法，其特征在于步驟⑤中，堅膜可采用烘烤、二次曝光和深紫外固化。按照本發(fā)明所提供的大功率白光LED熒光粉涂覆方法，以有機成分酚醛樹脂為成膜劑、偶氮基萘醌及其衍生物或者重氮化合物或鄰重氮萘醌為感光劑、こ酸丙ニ醇苯甲基醚酯等為溶劑制成耐高溫正型光阻劑，再將此光阻劑與熒光粉及硅膠/環(huán)氧樹脂按一定比例混合均勻，制成基于酚醛樹脂光阻劑的熒光粉膠。再通過涂覆、對準曝光、顯影、堅膜等エ藝過程在LED芯片表面形成厚度均勻一致的熒光粉層，從而改善LED出光均勻度，減小LED空間光色差，同時可使器件不受封裝后續(xù)エ藝高溫的影響。


圖I是LED芯片及支架的結構圖。圖2是已涂覆了熒光粉感光膠的LED結構圖。圖3是對LED表面用適當?shù)钠毓庠春褪孪茸龊玫难谀０暹M行對準曝光的示意圖。圖4顯影后的得到厚度均勻一致的熒光粉涂層的結構圖。圖5是固化后的熒光粉層示意圖。固化的方式可以是烘烤、二次自曝光和深UV固化，可使涂層性能更加穩(wěn)定。圖中標識說明LED芯片I、固晶膠2、金線3、電極4、支架5、未曝光顯影的熒光粉層6、掩模板7、曝光顯影后的突光粉層8、固化后的突光粉層9。
具體實施例方式
為闡述本發(fā)明的思想及目的，下面將結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進ー步說明。圖I-圖5是本發(fā)明制作基于酚醛樹脂光刻膠的熒光粉膠涂覆エ藝過程。圖I是LED芯片及支架的結構圖(LED芯片I、固晶膠2、金線3、電極4、支架5)。圖2是已涂覆了熒光粉感光膠的LED結構圖。將粘合劑酚醛樹脂、感光劑如偶氮基萘醌衍生物或者重氮化合物、溶劑如こ酸醚酯等按一定比例混合均勻，充分溶解，制成正型光阻劑，然后采用灌封、點膠、旋轉涂布、浸膠、噴涂或絲網(wǎng)印刷等方式將上述熒光粉膠涂覆在LED芯片表面，形成ー層熒光粉層，應在暗室自然陰干、風干或烘干。圖3是對LED表面用適當?shù)钠毓庠春褪孪茸龊玫难谀０暹M行對準曝光的示意圖。通過改變曝光的強度和時間，從而控制熒光粉層的厚度和形狀。在曝光之前，需在80°C 120°C溫度下軟烘I到5分鐘。之后用紫外光、遠紫外線、電子線、X線等通過事先做好的掩模板照射形成的涂布層，根據(jù)需要實施曝光后進行后烘，再進行顯影液顯影，去除芯片周圍及電極部分的熒光粉膠，從而形成預訂需要的圖案。圖4顯影后的得到厚度均勻一致的熒光粉涂層的結構圖。圖5是固化后的熒光粉層示意圖。固化的方式可以是烘烤、二次自曝光和深UV固化，可使涂層性能更加穩(wěn)定。以下是本發(fā)明的具體實施實例。實施例一將酚醛樹脂、偶氮基萘醌和こ酸丙ニ醇單甲基醚酯按濃度配比25 10 65混合均勻，充分溶解，用O. 25 μ m聚四氟こ烯超濾膜過濾兩次，制成新型耐高溫正型光刻膠，置于5 20°C冰箱并密封避光保存。將AB硅膠按I : I的比例配好，然后與適量的熒光粉混合，攪拌均勻，制成熒光粉膠。將制成的突光粉膠和光刻膠按質量75份、25份混合攪拌均勻,制成含有突光粉的光刻膠，靜止放置待氣泡消失。將含有熒光粉的光刻膠涂覆在LED芯片上，在勻膠機上勻膠轉速350rpm下20s，形成含有光阻劑的熒光粉層，并在暗室自然陰干。對LED表面的熒光粉層用UV光和事先做好的掩模板進行對準曝光，G_line，10 30mff/cm2,10 100 秒。
在顯影液中顯影。用2. 38%的四甲基氫氧化銨水溶液顯影15s，再用純水進行漂洗，形成平整厚度均勻一致的熒光分層。再對形成的熒光粉層進行熱固化，120 150°C烘烤15 30分鐘，増加熒光粉層的穩(wěn)定性。實施例ニ將酚醛樹脂、偶氮基萘醌和こ酸丙ニ醇單甲基醚酯按濃度配比15 7 78混合，攪拌均勻，充分溶解，用O. 25 μ m聚四氟こ烯超濾膜過濾兩次，制成新型耐高溫正型光刻膠，置于5 20°C冰箱并密封避光保存。將AB硅膠按I : I的比例配好，然后與適量的熒光粉混合，攪拌均勻，制成熒光粉 膠。將制成的突光粉膠和光刻膠按質量65份、35份混合攪拌均勻,制成含有突光粉的光刻膠，靜止放置待氣泡消失。將含有熒光粉的光刻膠噴涂在LED芯片正表面，形成含有光阻劑的熒光粉層，并在暗室風干。對LED表面的熒光粉層用UV光和事先做好的掩模板進行對準曝光。G-Iine, 20 35mff/cm2,10 100 秒。在顯影液中顯影。用濃度為O. 26的四甲基氫氧化銨水溶液顯影10S，再用純水進行漂洗，形成平整厚度均勻一致的熒光分層。再對形成的熒光粉層進行深紫外光固化，增加熒光粉層的穩(wěn)定性。以上是對本發(fā)明所提供的一種基于酚醛樹脂光刻膠的熒光粉涂覆エ藝進行了詳細的介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明的結構原理及實施方式進行了闡述，以上實施例只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。
權利要求
1.ー種大功率白光LED熒光粉涂覆新方法，其特征在于該エ藝包含以下步驟 a配置基于酚醛樹脂的正型光阻劑將有機成分成膜劑、感光劑、按濃度配比10%-35% 2%-10%混合均勻，充分溶解于剩余的有機溶劑中，用聚四氟こ烯超濾膜過濾兩次，制成新型耐高溫正型光刻膠； b配制含有光阻劑的熒光粉膠將熒光粉、膠體(硅膠/環(huán)氧樹脂)和由①制取的正型耐高溫光阻劑按質量配比8 25 65 80 15 30混合，攪拌均勻，靜止或抽真空至氣泡消失； c熒光粉膠涂覆將②制取的含有熒光粉和光阻劑的熒光粉膠涂覆在LED芯片表面，形成熒光粉涂層，并在暗室中自然陰干，風干或烘干； d曝光顯影用事先做好的掩模板和適當?shù)钠毓庠磳ED表面進行對準曝光，然后在顯影液中顯影，形成平整厚度均勻一致的熒光粉涂層； e堅膜對④得到的熒光粉層進行固化處理，如烘烤、二次曝光和深紫外固化，使涂層性能更加穩(wěn)定。
2.根據(jù)權利要求I所述的大功率白光LED熒光粉涂覆新方法，其特征在于步驟a中所述的有機成分成膜劑為酚醛樹脂，且其濃度范圍為10% -35%。
3.根據(jù)權利要求I所述的大功率白光LED熒光粉涂覆新方法，其特征在于步驟a中感光劑為偶氮基萘醌及其衍生物或者重氮化合物或鄰重氮萘醌中的ー種或幾種，且感光劑的濃度范圍為2% -10%。
4.根據(jù)權利要求I所述的大功率白光LED熒光粉涂覆新方法，其特征在于步驟a中有機溶劑為乳酸こ酷、こニ醇醚例如2-甲氧基醚、こニ醇單甲基醚、こニ醇單甲基醚、丙ニ醇單甲基醚酯中的ー種或幾種，且有機溶劑的濃度范圍為50% -80%。
5.根據(jù)權利要求I所述的大功率白光LED熒光粉涂覆新方法，其特征在于步驟c中熒光粉膠的涂覆方法可采用旋轉涂布、浸膠、點膠、噴涂、絲網(wǎng)或厚膜印刷中的ー種。
6.根據(jù)權利要求I所述的大功率白光LED熒光粉涂覆新方法，其特征在于步驟d中對準曝光前要進行在80 100°C軟烘5min，之后要進行后在100 150°C下烘5 lOmin，然后再進行顯影。
7.根據(jù)權利要求I所述的大功率白光LED熒光粉涂覆新方法，其特征在于步驟d中對準曝光線為X光射線、電子束射線、紫外光射線、可見光射線或其他可作為曝光射線的光源。
8.根據(jù)權利要求I所述的大功率白光LED熒光粉涂覆新方法，其特征在于步驟e中堅膜可采用烘烤、二次曝光和深紫外固化。
全文摘要
本發(fā)明涉及大功率白光LED封裝技術，特別是熒光粉涂覆工藝，包括以下步驟配置基于酚醛樹脂的正型光阻劑、配制含有光阻劑的熒光粉膠、熒光粉膠涂覆、曝光顯影、堅膜，按照本發(fā)明所提供的大功率白光LED熒光粉涂覆方法，以有機成分酚醛樹脂為成膜劑、偶氮基萘醌及其衍生物或者重氮化合物或鄰重氮萘醌為感光劑、乙酸丙二醇苯甲基醚酯等為溶劑制成耐高溫正型光阻劑，再將此光阻劑與熒光粉及硅膠/環(huán)氧樹脂按一定比例混合均勻，制成基于酚醛樹脂光阻劑的熒光粉膠。再通過涂覆、對準曝光、顯影、堅膜等工藝過程在LED芯片表面形成厚度均勻一致的熒光粉層，從而改善LED出光均勻度，減小LED空間光色差，同時可使器件不受封裝后續(xù)工藝高溫的影響。
文檔編號H01L33/00GK102842656SQ20111017415
公開日2012年12月26日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權日2011年6月24日
發(fā)明者劉沛, 郭倫春, 夏鼎智, 陳建昌 申請人:深圳市九洲光電科技有限公司