一种适用于大功率单面发光的白光CSP及其封装方法与流程

一种适用于大功率单面发光的白光csp及其封装方法
技术领域
1.本发明涉及半导体封装领域，具体的涉及一种适用于大功率单面发光的白光csp及其封装方法。


背景技术：

2.随着半导体技术的快速发展，led封装技术受到广泛关注，其具有效率高、体积小、节能环保等优点。但是大功率 led 芯片相对于普通的白炽灯和荧光灯等照明材料，其体积更小，散热面积小，所以产生热量更难以散发出去，容易导致 led 产生的热量较高。
3.csp 封装是一种应用于高压倒装 led 芯片的新兴的封装形式，但传统的单面发光csp的封装方法，大多为制备固态荧光胶膜或荧光膜颗粒，为了便于使用，需要厚度至少150μm的固态荧光胶膜或荧光膜颗粒，产品耐温性降低；由于荧光胶膜或荧光膜颗粒为固态，如果需要与led芯片粘接，必须通过硅胶，大多为透明硅胶粘接，产品散热性降低。以上两点，使得产品不易使用大功率，芯片散热仍然是现有led封装技术存在的问题。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明一方面提供一种适用于大功率单面发光的白光csp的封装方法，其具体封装步骤包括：s100，将双面粘性胶带设置于暂时承载体上，将扩散膜设置于双面粘性胶带上，设置荧光膜于扩散膜上形成双层膜；s200，将倒装led芯片成阵列的排布在荧光膜上，所述的led芯片发光侧面朝下，贴于荧光膜上，led芯片电极侧面朝上；s300，切割所述扩散膜和荧光膜；s400，于所述led芯片的电极侧面贴上保护胶带，填充反射胶至保护胶带和双面粘性胶带之间；s500，去除保护胶带，切割所述反射胶，去除双面粘性胶带和暂时承载体，得所述单面发光的白光csp；所述s100的扩散膜和荧光膜，为半固态热熔型硅胶膜；所述半固态热熔型硅胶膜在40-60℃时的粘度为10000-40000mpa
·
s；所述s200中，倒装led芯片排布时被加热到40-60℃。
5.优选的，所述半固态热熔型硅胶膜在140-160℃放置2-4小时，会完全固化。
6.优选的，所述扩散膜按重量份计，包括：70-94份硅胶，6-30份扩散粉。
7.本发明中对所述扩散膜的制备原料中的硅胶并不做特殊限定，可以选用本领域技术人员所熟知的各类硅胶，即有机硅树脂。
8.优选的，本发明制得扩散膜的硅胶为道康宁oe-6550，购于科波西电子材料张家港有限公司。
9.优选的，所述扩散粉为km-9000，购于东莞市科迈新材料有限公司。
10.优选的，所述扩散膜的制备方法为：将扩散粉和硅胶混合均匀，涂布，即得所述扩散膜。
11.优选的，所述荧光膜按重量份计，包括：10-90份硅胶，10-90份荧光粉。
12.优选的，所述硅胶为cl-1000，购于科波西电子材料张家港有限公司。
13.优选的，本发明中所述的荧光粉为yag荧光粉、氮化物荧光粉和硅酸盐系荧光粉中的至少一种。
14.进一步优选的，本发明所述荧光粉为英特美yag-05，购于深圳格亮光电有限公司。
15.本发明中所述荧光粉来源不做限定，可以由本领域的人员用熟知的方法制得，或从市场上购获得。
16.所述荧光膜的制备方法为：将荧光粉和硅胶混合均匀，涂布，即得所述荧光膜。
17.优选的，所述s100的荧光膜，厚度为30-100μm。
18.进一步优选的，所述s100的荧光膜，厚度为50-80μm优选的，所述s100的扩散膜，厚度为0-20μm。
19.进一步优选的，所述s100的扩散膜，厚度为5-15μm。
20.发明人发现，现有技术中在进行csp封装时，需要通过硅胶将荧光膜与芯片进行粘接，由于硅胶大多为透明硅胶，且需要一定的厚度才能将荧光膜层与芯片有效粘接，导致芯片的热量不易散发，从而导致封装得到的白光csp产品散热性降低。本发明的封装方法使用的荧光膜和扩散膜为一种半固态热熔型硅胶膜材料，能有效解决该技术问题，本发明的荧光膜和扩散膜在40-60℃时具有轻微粘性，不需要额外使用透明硅胶即可与芯片粘接，通过减少额外的材料使用，降低了芯片外围的膜材料的厚度，使其散热性更好，封装得到的单面发光的白光csp具有优异的散热性，提升了产品耐电流特性，适用于大功率使用。并且，在本发明的封装方法的步骤s200中，倒装led芯片排布时，仅对led芯片进行加热，荧光膜的受热区域随led芯片的大小和位置控制，有效增加了固晶的稳定性和使用时效，并且不会影响其他位置荧光膜的稳定性而避免导致荧光膜表面不均匀影响发光等问题。
21.优选的，所述s200的双面粘性胶带，选自uv胶带、热解胶带、耐热胶带中的一种。
22.进一步优选的，所述双面粘性胶带为霸特cf-r304，购于苏州宸帆新材料有限公司。
23.优选的，所述s400的保护胶带，选自uv胶带、热解胶带、耐热胶带中的一种。
24.进一步优选的，所述保护胶带为kapton聚酰亚胺耐高温胶带，购于苏州得琨电子科技有限公司。
25.优选的，所述s200中，倒装led芯片排布在荧光膜后，进行真空烘烤处理。
26.进一步优选的，所述真空处理为在温度140-160℃、0.1-5 kpa真空条件下，处理2-4小时。
27.通过进行真空烘烤处理，使得荧光膜与led芯片牢固结合。本发明进行封装时，通过带有粘性的荧光膜直接与led芯片粘接，但是荧光膜在粘结时只是具有轻微的粘性，无法保证长期的牢固粘结，会影响产品的长期使用和后续的封装操作。发明人意外的发现，该荧光膜材料在40-60℃时，具有轻微的粘性，处于表干状态，正适合于与led的粘结，但是在将其加热至140-160℃时，其能够快速固化，本发明的封装方法在将荧光膜与芯片粘接后，进行真空处理，使得荧光膜快速固化，与led芯片牢固结合，从而保证了后续的封装操作，且保
证了封装的白光csp的产品的稳定性和可靠性。
28.优选的，所述s400中，所述反射胶是混合钛白粉的硅胶。
29.优选的，所述钛白粉与硅胶的质量比为：30:70。
30.优选的，所述反射胶的制备方法为：将硅胶和钛白粉加入搅拌杯中，混合均匀，涂布为130-180μm的胶膜。
31.优选的，所述s400中，保护胶带贴于led芯片电极侧面，且所述保护胶带边缘超出双面粘性胶带的边缘。
32.通过设置保护胶的胶带边缘超出双面粘性胶带的边缘，使得反射胶可以从侧面，流入扩散膜、荧光膜和led芯片之间，能充分填充在保护胶带和双面粘性胶带之间，对扩散膜、荧光膜和led芯片形成有效包裹。
33.优选的，所述s400为将液态反射胶，使用点胶工艺填充至扩散膜、荧光膜和led芯片之间，液态反射胶高度与电极侧面高度一致。
34.本发明另一方面提供一种根据所述的封装方法封装的白光csp。
35.进一步地，所述白光csp包括：倒装led芯片；于所述led芯片发光侧表面设置的扩散膜和荧光膜；于所述led芯片、扩散膜和荧光膜四周设置的反射胶。
36.有益效果：（1）本发明的单面发光的白光csp的封装方法，封装方法简单，使用特定的半固态热熔型硅胶膜制作的荧光膜、扩散膜，其在室温时表面无粘性，在40-60℃具有粘性，经过固晶工序，将led芯片受热固定在的荧光膜上，荧光膜因受热产生轻微粘性，粘住晶片，不需要再使用粘接用的透明胶，有效提升散热效率、缓减热量热拥堵效应，从而提高led集成电路芯片的可靠性。
37.（2）本发明的制备过程对于超薄的荧光膜具有可操作性，相比于常规csp胶层厚度150-250μm，本发明的胶层厚度只有30-120μm，胶层厚度的大幅度降低，进一步有效提升了led芯片的散热效率。
38.（3）通过本发明的封装方法制备的白光csp，解决了单颗产品功率低的问题，提升了csp的使用功率，可将单颗产品的功率提升至3-5w；有效增强光效和光强，可在大功率条件下使用，具有优异的稳定性、可靠性。
附图说明
39.图1为本发明的一种适用于大功率的单面发光的白光csp的封装方法的流程图；图2为本发明的实施例1中步骤s100的封装结构图；图3为本发明的实施例1中步骤s200的封装结构图；图4为本发明的实施例1中步骤s300的封装结构图；图5为本发明的实施例1中步骤s400的封装结构图；图6为本发明的实施例1中制备的白光csp结构图；图中：1-扩散膜；2-荧光膜；3-双面粘性胶带；4-暂时承载体；5-led芯片；6-led芯片发光侧面；7
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led芯片电极侧面；8-保护胶带；9-反射胶。
具体实施方式
40.以下结合附图和具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
41.实施例实施例1本实施例一方面提供所述白光csp的封装方法。如图1所示为本实施例提供的单面发光的白光csp封装方法的封装流程示意图，图2-5为流程中的封装结构图，该制备方法具体包括如下步骤：s100:结构如图2，将双面粘性胶带3设置于暂时承载体4 上，将扩散膜1设置于双面粘性胶带3上，设置荧光膜2于扩散膜1上形成双层膜；所述扩散膜1和荧光膜2使用半固态热熔型硅胶膜，其在室温时表面无粘性，在40-60℃，会产生轻微粘性，粘度范围10000-40000mpa
·
s，在140-160℃放置2-4小时，会完全固化。
42.所述扩散膜1厚度为10μm，荧光膜2厚度为80μm；所述双面粘性胶带3为霸特cf r304，购于苏州宸帆新材料有限公司。
43.扩散膜1的制备方法为：将30份扩散粉（科迈km-9000，购于东莞市科迈新材料有限公司）和70份硅胶（oe-6550，购于科波西电子材料张家港有限公司）搅拌混合均匀，涂布为20μm的胶膜。
44.荧光膜2的制备方法为：将50份荧光粉（yag-05，购于深圳格亮光电有限公司）和50份硅胶（cl-1000，购于科波西电子材料张家港有限公司），搅拌混合均匀，涂布为100μm的胶膜。
45.步骤s200：结构如图3，将倒装led芯片5成矩阵式的排布在荧光膜2上，所述led芯片发光侧面6朝下，贴于荧光膜2上，led芯片电极侧面7朝上。
46.固晶时倒装led芯片5被加热到50℃，使得led芯片发光侧面6带有温度，此时与led芯片发光侧面6结合的荧光膜2受热产生粘性，固定led芯片5；由于只有led芯片5被加热，荧光膜2受热区域随led芯片5大小控制，增加固晶的稳定性和使用时效。
47.所述倒装led芯片5排布在荧光膜2后，在温度150℃、1.5 kpa真空条件下，处理3小时，使得荧光膜2与led芯片5结合牢固。
48.步骤s300：结构如图4，切割所述扩散膜1和荧光膜2。
49.步骤s400：结构如图5，于所述led芯片电极侧面7贴保护胶带8，填充反射胶9至保护胶带8和双面粘性胶带3之间。所述反射胶9为混合钛白粉的硅胶。
50.反射胶9的制备方法为：将70份硅胶和30份钛白粉加入搅拌杯中，混合均匀，涂布为150μm的胶膜。
51.所述保护胶带8贴于led芯片电极侧面7，且保护胶带8边缘超出双面粘性胶带3的边缘，使得填充工艺为层压，反射胶9可以从侧面，流入扩散膜1、荧光膜2和led芯片5之间。
52.步骤s500：如图6，去除保护胶带8，切割所述反射胶9，去除双面粘性胶带3和暂时承载体4，得所述独立的单面发光的白光csp。
53.本实施例另一方面提供一种根据所述封装方法封装的白光csp，如图6所示，为本实施例制备的白光csp结构图。
54.实施例2本实施例提供一种适用于大功率的单面发光的白光csp的封装方法，其具体实施方式同实施例1，与实施例1的区别在于，所述白光csp不含有扩散膜1，所述荧光膜2厚度为90μm。
55.本实施例另一方面提供一种根据所述封装方法封装的白光csp。
56.实施例3本实施例提供一种适用于大功率的单面发光的白光csp的封装方法，其具体实施方式同实施例1，与实施例1的区别在于，所述s400为将液态反射胶，使用点胶工艺填充至扩散膜1、荧光膜2和led芯片5之间，填充的液态反射胶高度与电极侧面7高度一致。
57.本实施例另一方面提供一种根据所述封装方法封装的白光csp。
58.实施例4本实施例提供一种适用于大功率的单面发光的白光csp的封装方法，其具体实施方式同实施例1，与实施例1的区别在于，所述荧光膜厚度为50μm。
59.本实施例另一方面提供一种根据所述封装方法封装的白光csp。
60.对比例1本实施例提供一种适用于大功率的单面发光的白光csp，其具体实施方式同实施例1，与实施例1的区别在于，所述荧光膜和扩散膜为固态硅胶膜，所述荧光膜与led芯片间设置有透明胶进行粘结；所述透明胶厚度为50μm。
61.本实施例另一方面提供一种根据所述封装方法封装的白光csp。
62.对比例2本实施例提供一种适用于大功率的单面发光的白光csp，其具体实施方式同实施例1，与实施例1的区别在于，所述荧光膜胶层厚度为150μm。
63.本实施例另一方面提供一种根据所述封装方法封装的白光csp。
64.对比例3本实施例提供一种适用于大功率的单面发光的白光csp的封装方法，其具体实施方式同实施例1，与实施例1的区别在于，所述s200中,倒装led芯片排布在荧光膜2后，未进行真空烘烤处理。
65.本实施例另一方面提供一种根据所述封装方法封装的白光csp。
66.对比例4本实施例提供一种适用于大功率的单面发光的白光csp，其具体实施方式同实施例1，与实施例1的区别在于，所述s200中,倒装led芯片被加热到70℃。
67.本实施例另一方面提供一种根据所述封装方法封装的白光csp。
68.性能测试1、可靠性判断：将上述csp在室温下点亮1000小时，点亮条件：电压3v，电流使用1.7a。若亮度损失c＜10%、cie x（f）＜0.01、cie y（f）＜0.01则可靠性判断合格，否则则可靠性判断不合格。
69.可靠性测试前，使用积分球依次测试上述实施例1-4和对比例1-4的光学数据，记
录亮度，cie x / cie y。分别在300小时、700小时、1000小时，再全部测试一次光学数据, 记录亮度，cie x / cie y。
70.2、亮度损失计算：设0小时亮度为a，1000小时亮度为b，亮度损失c=(a-b)/a，合格标准为c＜10%。
71.3、cie x偏移计算：设0小时cie x为d，1000小时cie x为e，cie x偏移f=d-e，合格标准为f＜0.01。cie y偏移计算方法和判断方法与cie x相同。
72.将实施例1-4、对比例1-4封装得到的白光csp进行以上性能测试，测试数据如表1所示。
73.表1

技术特征：
1.一种适用于大功率单面发光的白光csp的封装方法，其特征在于，具体封装步骤包括：s100，将双面粘性胶带设置于暂时承载体上，将扩散膜设置于双面粘性胶带上，设置荧光膜于扩散膜上形成双层膜；s200，将倒装led芯片成阵列的排布在荧光膜上，所述的led芯片的发光侧表面朝下，贴于荧光膜上，led芯片的电极侧面朝上；s300，切割所述扩散膜和荧光膜；s400，于所述led芯片的电极侧面贴上保护胶带，填充反射胶至保护胶带和双面粘性胶带之间；s500，去除保护胶带，切割所述反射胶，去除双面粘性胶带和暂时承载体，得所述单面发光的白光csp；所述s100的荧光膜，为半固态热熔型硅胶膜；所述半固态热熔型硅胶膜在40-60℃时的粘度为10000-40000mpa
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s；所述s200中，倒装led芯片排布时被加热到40-60℃。2.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于， 所述扩散膜按重量份计，包括：70-94份硅胶，6-30份扩散粉。3.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述荧光膜按重量份计，包括：10-90份硅胶，10-90份荧光粉。4.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述s100的荧光膜，厚度为30-100μm。5.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述s100的扩散膜，厚度为0-20μm。6.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述s200中，倒装led芯片排布在荧光膜后，进行真空烘烤处理。7.根据权利要求6所述的封装方法，其特征在于，所述真空烘烤处理为在温度140-160℃、0.1-5 kpa真空条件下，处理2-4小时。8.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述s400中，所述反射胶是混合钛白粉的硅胶。9.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述s400中，保护胶带贴于led芯片电极侧面，且所述保护胶带边缘超出双面粘性胶带的边缘。10.一种根据权利要求1-9任一项所述的封装方法封装的白光csp。

技术总结
本发明提供了一种适用于大功率单面发光的白光CSP及其封装方法，封装步骤包括：S100，将双面粘性胶带设置于暂时承载体上，将扩散膜设置于双面粘性胶带上，设置荧光膜于扩散膜上形成双层膜；S200，将倒装LED芯片成阵列的排布在荧光膜上，所述的LED芯片发光侧面朝下，贴于荧光膜上，LED芯片电极侧面朝上；S300，切割所述扩散膜和荧光膜；S400，于所述LED芯片的电极侧面贴上保护胶带，填充反射胶至保护胶带和双面粘性胶带之间；S500，去除保护胶带，切割所述反射胶，去除双面粘性胶带和暂时承载体，得所述单面发光的白光CSP。该方法有效提升了所制备CSP的使用功率和可靠性。备CSP的使用功率和可靠性。备CSP的使用功率和可靠性。


技术研发人员：刘昊睿 刘东顺 许瑞龙 谭晓华
受保护的技术使用者：天津德高化成新材料股份有限公司
技术研发日：2023.07.07
技术公布日：2023/8/9