一種倒裝led芯片的固晶方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及LED芯片固晶，尤其是一種倒裝LED芯片的固晶方法。
【背景技術】
[0002]LED晶片是利用半導體材料制成，晶片核心為PN結，在PN結兩端施加相應電壓時，能夠向外部發出光亮。隨著對LED光源功率要求的不斷提升，LED晶片的面積越來越大，倒裝晶片(Flip chip)因其有效發光面積大等優點應用也越來越廣。倒裝芯片與正裝芯片的固晶工藝有所區別，倒裝芯片的電極設置在LED晶片的底部，固晶時，通過在焊盤上點固晶膠或錫膏，然后將倒裝芯片放置在焊盤上固化。如中國專利，公開號為104752596的一種LED倒裝晶片的固晶方法，包括將助焊劑涂覆在打磨機的柔性打磨頭上，打磨頭在底板上高速打磨，形成均勻的助焊劑層，還包括在所述助焊劑層上點固晶膠，將LED倒裝晶片固定放置于所述固晶膠上，采用加熱設備按照預定的溫度曲線加熱至助焊劑揮發，冷卻，完成固晶。傳統倒裝LED芯片封裝生產工藝采用錫膏或銀膠連接芯片與電路。由于芯片底部的正負電極距離很近，所以生產時容易產生短路;而且錫膏融化時具有一定的流動性，使芯片容易發生歪斜;高溫金屬氧化發黑，金屬銀與硫產生黑色硫化銀，嚴重影響LED的出光;錫膏固化時不可避免的存在空洞，若空洞數量越多，產品虛焊的可能性越大。且錫膏或銀膠作為導電材質的金屬粒徑超過10um，這使LED芯片貼合在線路上的間隙約25-50um，極不利于了 led芯片產生熱的傳遞。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種倒裝LED芯片的固晶方法，解決傳統工藝存在的技術問題。
[0004]為解決上述技術問題，本發明的技術方案是:一種倒裝LED芯片的固晶方法，包括以下步驟:
(1)倒裝線路板設計:固晶區域和倒裝芯片尺寸相同，倒裝線路板除固晶區域外的四周采用高反射油墨覆蓋；固晶區域內設有正極焊盤和負極焊盤，正、負極焊盤之間形成阻隔間隙；
(2)將縱向導電膠滴在固晶區域上，縱向導電膠將正極焊盤和負極焊盤覆蓋，然后再將倒裝LED芯片放置在固晶區域，倒裝LED芯片的正、負電極與正、負極焊盤對應；
(3)將倒裝LED芯片置于100?130°C環境下4?6分鐘將縱向導電膠進行固化；
(4)將倒裝LED芯片放入熱壓機中進行熱壓，熱壓機對倒裝LED芯片施加的壓力為80?120kpa，對其加熱溫度為130?170°C，熱壓的作用時間為50?70秒；
(5)完成倒裝LED芯片固晶后，倒裝LED芯片的電極與焊盤之間的縱向導電膠的厚度小于5um，且倒裝LED芯片的電極與焊盤之間的縱向導電膠被擠壓形成導電狀態，阻隔間隙內的縱向導電膠沒有受到擠壓而呈絕緣狀態。
[0005]本發明工作原理:縱向導電膠中含有導電離子，導電離子表面有絕緣層，直徑為5-10um，不受外力擠壓時為絕緣狀態。LED芯片的電極與焊盤之間的導電離子被擠壓后形成導電狀態，從而使LED芯片與焊盤是電芯連接的；LED芯片正、負極之間的阻隔間隙深度為25um寬度為15um，此區域內的導電離子沒被擠壓，絕緣層沒有破裂而不會導電，所以LED芯片正、負極之間不會因為縱向導電膠的粘連而發生短路，所以在滴縱向導電膠時不需求其滴落的位置很精確，一定程度上簡化了工藝，提高了效率。倒裝線路板的表面覆蓋白色的油墨，增加LED光的反射，提高出光效率；固晶時，只需對LED芯片進行熱壓50?70秒即可，工藝時間更短;利用熱壓機對倒裝LED芯片進行熱壓，設備結構簡單，操作起來方便;另外，縱向導電膠為白色，具有一定的反射作用，有助于增加LED出光率;倒裝LED芯片底部的電極與焊盤之間的縱向導電膠厚度小，所以LED上的熱量傳遞路徑更短，使LED芯片的散熱效率更快，壽命更長。
[0006]作為改進，所述步驟(1)中，覆蓋的油墨的厚度為4?6um。
[0007]作為改進，所述步驟(1)中，阻隔間隙的寬度為10?20um，深度大于25um。
[0008]作為改進，所述熱壓機包括下模、對下模加熱的下模加熱裝置、上模、對上模加熱的上模加熱裝置、驅動上模上下移動的驅動機構和保護膜;所述保護膜一端纏繞在放卷機上，另一端在上模與下模之間穿過后纏繞在收卷機上。保護膜確保熱壓時模具與LED芯片軟接觸，以防損壞芯片；已經被熱壓過的保護膜已經失去效用，通過放卷機和收卷機來改變保護膜的位置，確保每次熱壓都是采用新的保護膜。
[0009]作為改進，上模通過保護膜熱壓在倒裝LED芯片的頂面。
[0010]作為改進，所述保護膜為0.2mm的鐵氟龍膠帶，具有耐熱和不粘的特性。
[0011]本發明與現有技術相比所帶來的有益效果是:
(1)LED芯片正、負極之間不會因為縱向導電膠的粘連而發生短路，所以在滴縱向導電膠時不需求其滴落的位置很精確，一定程度上簡化了工藝，提高了效率；
(2)倒裝線路板的表面覆蓋白色的油墨，增加LED光的反射，提高出光效率;固晶時，只需對LED芯片進行熱壓50?70秒即可，工藝時間更短；
(3)利用熱壓機對倒裝LED芯片進行熱壓，設備結構簡單，操作起來方便；
(4)縱向導電膠為白色，具有一定的反射作用，有助于增加LED出光率；
(5)倒裝LED芯片底部的電極與焊盤之間的縱向導電膠厚度小，所以LED上的熱量傳遞路徑更短，使LED芯片的散熱效率更快，壽命更長。
[0012](6)縱向導電膠即具有固晶作用，而且具有導電作用，正負極焊盤之間的縱向導電膠沒有受到擠壓而呈絕緣狀態，解決傳統固晶工藝出現芯片電極出現短路的現象。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明LED固晶設備結構示意圖。
[0014]圖2為熱壓機結構示意圖。
[0015]圖3為倒裝LED芯片與線路板結合的示意圖。
[0016]圖4為本發明工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合說明書附圖對本發明作進一步說明。
[0018]如圖1所示，一種LED固晶設備，按物料輸送方向依次包括隧道烤爐1、熱壓機2、LED測試裝置3、LED點膠裝置4、烘干裝置5、分光機6和包裝機7。各個設備之間通過輸送軌道進行對接，可實現自動化生產。
[0019]自動化生產的原理:使用常規生產設備固晶機實現點膠和放置倒裝LED芯片8，完成一個單元的產品后直接送入隧道烤爐1，經過5分鐘120°C的高溫環境烘烤，然后將產品送入熱壓機2中，感應器感應到產品后將其送至熱壓機2的熱壓位置，熱壓機2對產品進行熱壓;完成后，將產品輸送至LED測試裝置3中，該工位會將不良品自動標記并分揀出來，良品會傳送至LED點膠裝置4進行點粉;完成點粉后，產品進入烘干裝置5中，經過150°C2小時烘烤，將產品送至包裝前的冷