本發(fā)明涉及LED倒裝芯片的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種倒裝芯片壓合機(jī)及倒裝發(fā)光二極管的封裝方法。

背景技術(shù)：

LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，簡(jiǎn)稱LED，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)半導(dǎo)體器件。作為新型高效固體光源，半導(dǎo)體照明具有壽命長(zhǎng)、節(jié)能、環(huán)保、安全等顯著優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用與照明、顯示、信號(hào)指示燈領(lǐng)域。

在現(xiàn)有的技術(shù)中倒裝芯片因具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和良好的散熱性成為電子芯片封裝的主流趨勢(shì)，在照明行業(yè)中也蒸蒸日上。倒裝芯片需將芯片表面的凸點(diǎn)通過焊接系統(tǒng)焊接與基板上，焊接系統(tǒng)對(duì)芯片高度的控制直接影響到芯片的焊接質(zhì)量，過大的焊接高度易導(dǎo)致虛焊，過低的焊接高度易導(dǎo)致短路，芯片水平度差易導(dǎo)致空焊。目前的LED倒裝焊接系統(tǒng)存在無法檢測(cè)芯片焊接質(zhì)量的好壞的問題，良率低，且焊接設(shè)備成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種倒裝芯片壓合機(jī)，集電、機(jī)、光、圖像為一體，綜合運(yùn)用圖像處理技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)、溫度控制技術(shù)、反饋控制等多項(xiàng)技術(shù)，所形成一套全新的倒裝芯片固晶方法和工藝，可進(jìn)行全自動(dòng)、快速固晶，極大提升倒裝固晶良率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供的一種倒裝發(fā)光二極管的封裝方法，包括如下步驟：

1）將導(dǎo)電微粒均勻分散到導(dǎo)熱性良好的絕緣膠水中形成壓合導(dǎo)電膠；

2）將所述壓合導(dǎo)電膠滴在所述封裝基板上，然后將所述倒裝發(fā)光二極管芯片對(duì)齊電極位置放置在滴有所述壓合導(dǎo)電膠的所述封裝基板上；

3）采用所述壓合機(jī)按壓所述倒裝發(fā)光二極管芯片，在所述封裝基板正負(fù)電極施加電壓，當(dāng)所述倒裝發(fā)光二極管電極與所述封裝基板電極之間達(dá)到一定距離時(shí)，使所述倒裝發(fā)光二極管芯片導(dǎo)通，當(dāng)點(diǎn)測(cè)探針檢測(cè)到某一指定電流時(shí)，所述壓合機(jī)停止壓合；

4）加熱固化所述壓合導(dǎo)電膠，形成所述倒裝發(fā)光二極管芯片與所述封裝基板間通過無數(shù)微接觸垂直導(dǎo)電的所述倒裝二極管發(fā)光器件。

作為本發(fā)明的倒裝發(fā)光二極管的封裝方法的一個(gè)優(yōu)選方案，采用所述壓合機(jī)按壓所述倒裝發(fā)光二極管芯片，此時(shí)間距介于2~30um，所述壓合機(jī)施加電壓介于2~100V，所述倒裝發(fā)光二極管芯片導(dǎo)通時(shí)的指定電流介于0.1uA~1A。

作為本發(fā)明的倒裝發(fā)光二極管的封裝方法的一個(gè)優(yōu)選方案，所述基板為帶電路的散熱板，如支架、PCB板、COB板等。

作為本發(fā)明所適用的壓合導(dǎo)電膠，由導(dǎo)熱性好的絕緣物質(zhì)和包覆在絕緣物質(zhì)內(nèi)的導(dǎo)電顆粒組成，所述的絕緣物質(zhì)體積占比為50-98.8%，導(dǎo)電顆粒體積占比為0.2-50%，所述壓合導(dǎo)電膠本身不導(dǎo)電，內(nèi)含導(dǎo)電顆粒，所述導(dǎo)電顆粒外部包含絕緣物質(zhì)，在壓力足夠大的條件下，絕緣物質(zhì)被破壞，導(dǎo)電性能被凸顯出來。

作為本發(fā)明所適用的壓合導(dǎo)電膠的一個(gè)優(yōu)選方案，所述的絕緣物質(zhì)為熱塑性樹脂，所述壓合導(dǎo)電膠包含的導(dǎo)電顆粒材料可為金、銀、銅、鎳、鈀、鉬、鋯、鈷、錫中的一種或多種。

作為本發(fā)明所適用的壓合導(dǎo)電膠的一個(gè)優(yōu)選方案，絕緣物質(zhì)為環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺和酚醛樹脂的一種或多種，所述導(dǎo)電顆粒直徑2~50um。

作為本發(fā)明所應(yīng)用的一種倒裝芯片壓合機(jī)，其特征在于：所述壓合機(jī)包括顯示控制組件、移動(dòng)組件、圖像識(shí)別組件、焊接組件、熱壓頭組件、高度檢測(cè)組件、電性檢測(cè)組件、控溫組件，所述的顯示控制組件由顯示器和控制系統(tǒng)組成，顯示器顯示機(jī)械和系統(tǒng)狀態(tài)，控制系統(tǒng)控制移動(dòng)組件、圖像識(shí)別組件、焊接組件、熱壓頭組件、高度檢測(cè)組件、電性檢測(cè)組件、控溫組件的運(yùn)行，所述熱壓頭組件具有加壓、加熱和自動(dòng)調(diào)整功能。

其中，所述高度檢測(cè)組件能實(shí)時(shí)測(cè)量熱壓頭組件的高度，將高度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，輸出電壓值傳輸給顯示控制組件，所述電性能檢測(cè)組件對(duì)焊接芯片兩端施加電壓并實(shí)時(shí)檢測(cè)電流信號(hào)，當(dāng)電流信號(hào)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)由電性能檢測(cè)組件反饋信號(hào)給控制組件，控制組件控制熱壓頭組件穩(wěn)定在最終高度。

其中，所述移動(dòng)組件包括工作臺(tái)、升降旋轉(zhuǎn)模組、真空系統(tǒng)，起到控制點(diǎn)膠工作臺(tái)準(zhǔn)確點(diǎn)膠在基片指定位置、移動(dòng)倒裝芯片至基片指定位置以及調(diào)整芯片和基片間距的功能。

其中，所述圖像識(shí)別組件包括顯微鏡、CCD圖像處理裝置，圖片處理速度可高達(dá)10ms內(nèi)，能精確識(shí)別芯片坐標(biāo)，用移動(dòng)組件控制芯片和工作臺(tái)的定位，以及精確識(shí)別基片坐標(biāo)，用移動(dòng)組件控制焊接組件的定位。

其中，所述焊接組件實(shí)現(xiàn)將倒裝芯片固定在基片的過程，焊接組件具有加熱功能并由控溫組件控溫，所述控溫組件能快速將基片升高至指定溫度，實(shí)時(shí)測(cè)量基片溫度，將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，并進(jìn)行修正及輸出電壓值傳輸給顯示控制組件，同時(shí)控制溫度恒定并在達(dá)到指定時(shí)間后停止加熱。

如上所述，本發(fā)明所提供一種倒裝發(fā)光二極管的封裝方法，與傳統(tǒng)共晶焊的方法不同，用壓合導(dǎo)電膠實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電和固晶的作用，連接性能較高，工藝簡(jiǎn)單，成本低，且很環(huán)保，同時(shí)本發(fā)明所應(yīng)用的一種倒裝芯片壓合機(jī)，集電、機(jī)、光、圖像為一體，綜合運(yùn)用圖像處理技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)、溫度控制技術(shù)、反饋控制等多項(xiàng)技術(shù)，所形成一套全新的倒裝芯片固晶方法和工藝，可進(jìn)行全自動(dòng)、快速固晶，極大提升倒裝固晶良率，以適應(yīng)我國(guó)倒裝芯片大規(guī)模發(fā)展的需要，設(shè)備具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明中倒裝芯片壓合機(jī)組成和系統(tǒng)控制與傳輸結(jié)構(gòu)圖。

圖2顯示為本發(fā)明中倒裝發(fā)光二級(jí)管封裝方法各步驟進(jìn)行時(shí)的流程示意圖。

在圖1和圖2中包括有：

11-顯示控制組件、12-移動(dòng)組件、13-圖像識(shí)別組件、14-焊接組件、15-熱壓頭組件、16-高度檢測(cè)組件、17-電性檢測(cè)組件、18-控溫組件、

21-倒裝發(fā)光二極管、22-對(duì)稱電極、23-壓合導(dǎo)電膠、24-導(dǎo)電顆粒、25-導(dǎo)電顆粒外的絕緣物質(zhì)、26-基板、27-點(diǎn)測(cè)探針。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，應(yīng)注意的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖示中僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的形態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局形態(tài)也可能更為復(fù)雜。

實(shí)施例：如圖1~圖2所示，本實(shí)施例所應(yīng)用的一種倒裝芯片壓合機(jī)，包括以下結(jié)構(gòu)：顯示控制組件11、移動(dòng)組件12、圖像識(shí)別組件13、焊接組件14、熱壓頭組件15、高度檢測(cè)組件16、電性檢測(cè)組件17、控溫組件18，其中所述熱壓頭組件15具有加壓、加熱和自動(dòng)調(diào)整功能，熱壓頭組件15具有吸附芯片和調(diào)節(jié)芯片水平的功能，熱壓頭的高度由高度檢測(cè)組件16進(jìn)行初步控制功能，由電性檢測(cè)組件17反饋控制最終高度。

顯示控制組件11由顯示器和控制系統(tǒng)組成，顯示機(jī)械和系統(tǒng)狀態(tài)，控制移動(dòng)組件12、圖像識(shí)別組件13、焊接組件14、熱壓頭組件15、高度檢測(cè)組件16、電性檢測(cè)組件17、控溫組件18等運(yùn)行。

移動(dòng)組件12包括工作臺(tái)、升降旋轉(zhuǎn)模組、真空系統(tǒng)，起到控制點(diǎn)膠工作臺(tái)準(zhǔn)確點(diǎn)膠在基片指定位置，移動(dòng)倒裝芯片至基片指定位置，調(diào)整芯片和基片間距等功能。

圖像識(shí)別組件13包括顯微鏡、CCD圖像處理裝置，圖片處理速度可高達(dá)10ms內(nèi)，精確識(shí)別芯片坐標(biāo)，用移動(dòng)組件控制芯片和工作臺(tái)的定位；精確識(shí)別基片坐標(biāo)，用移動(dòng)組件控制焊接組件的定位。

焊接組件14實(shí)現(xiàn)將倒裝芯片固定在基片的過程，焊接組件14具有加熱功能并由控溫組件18控溫。

高度檢測(cè)組件16，實(shí)時(shí)測(cè)量熱壓頭組件15的高度，將高度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，輸出電壓值，傳輸給顯示控制組件11。

電性能檢測(cè)組件17，對(duì)焊接芯片兩端施加電壓，實(shí)時(shí)檢測(cè)電流信號(hào)，當(dāng)電流信號(hào)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，反饋信號(hào)給控制組件11，控制熱壓頭組件15穩(wěn)定在此高度。

控溫組件18，能快速將基片升高至指定溫度，實(shí)時(shí)測(cè)量基片溫度，將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，并進(jìn)行修正及輸出電壓值傳輸給顯示控制組件11，控制溫度恒定并在達(dá)到指定時(shí)間后停止加熱。

本實(shí)施例所提供的一種倒裝發(fā)光二極管的封裝方法，包括以下步驟：

步驟S1，制備壓合導(dǎo)電膠23：將導(dǎo)電顆粒24均勻分散到導(dǎo)熱性良好的絕緣膠水中形成壓合導(dǎo)電膠23；

步驟S2，使用點(diǎn)膠工作臺(tái)將所述壓合導(dǎo)電膠23滴在所述封裝基板26上，然后將所述倒裝發(fā)光二極管芯片21對(duì)齊電極22位置放置在滴有所述壓合導(dǎo)電膠23的所述封裝基板26上；

步驟S3，采用所述壓合機(jī)壓頭16按壓所述倒裝發(fā)光二極管芯片21，在所述封裝基板26正負(fù)電極施加電壓，當(dāng)所述倒裝發(fā)光二極管電極22與所述封裝基板26電極之間達(dá)到一定距離（1-100um），所述導(dǎo)電顆粒外的絕緣物質(zhì)25破裂，所述導(dǎo)電顆粒24導(dǎo)通所述倒裝發(fā)光二極管芯片2，此時(shí)點(diǎn)測(cè)探針27檢測(cè)到0.1uA-200mA范圍內(nèi)的某一指定電流時(shí)，所述壓合機(jī)壓頭16穩(wěn)定在此高度；

步驟S4，用焊接組件14加熱固化所述壓合導(dǎo)電膠23，形成所述倒裝發(fā)光二極管芯片21與所述封裝基板26間通過無數(shù)微接觸垂直導(dǎo)電的所述倒裝二極管發(fā)光器件。

本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備精度有一定的要求，可大批量使用，整體成本低，生產(chǎn)良率明顯提高。

上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理和最佳實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。