一種倒裝型量子點LED燈珠的成型封裝方法與流程

2023-04-28 04:46:06 3

本發明屬於LED背光源加工
技術領域：
，具體地說涉及一種倒裝型量子點LED燈珠的成型封裝方法。
背景技術：
：液晶顯示屏為非法光的顯示裝置，需要藉助背光源才能達到顯示的功能，背光源性能的好壞會直接影響液晶顯示屏的圖像顯示質量，高精細、大尺寸的液晶顯示屏必須有高性能的背光技術與之配合。目前主要的背光源主要包括CCFL(冷陰極螢光燈)、LED(發光二極體)兩種類型，其中，CCFL提供了顯示屏所需的亮度和壽命，是背光照明領域最為常用的一種光源，但是其存在熱量堆積嚴重的問題。近年來，傳統的CCFL背光源已逐漸被LED背光源取代，LED背光源具有高色域、高亮度、長壽命、節能環保、實時色彩可控等諸多優點，特別是高色域的LED背光源使應用其的電視、手機、平板電腦等電子產品屏幕具有更加鮮豔的顏色，色彩還原度更高。目前常用的LED背光源採用藍光晶片激發YAG黃光螢光粉的形式，因背光源中缺少紅光成分，色域值只能達到NTSC65％～72％。為了進一步提高色域值，技術人員普遍採用了藍光晶片同時激發紅光螢光粉、綠光螢光粉的方式，但由於現用螢光粉的半波寬較寬，故即使採用這種方式，也只能將背光源的色域值提升至NTSC80％左右。同時，現有螢光粉的激發效率低，為實現高色域白光需要大量螢光粉，導致LED封裝過程中螢光粉的濃度(螢光粉佔封裝膠水的比例)很高，從而極大地增加了封裝作業的難度以及產品的不良率。近年來，量子點材料逐漸受到重視，特別是量子點螢光粉具有光譜隨尺寸可調、發射峰半波寬窄、斯託克斯位移大、激發效率高等一系列獨特的光學性能，受到LED背光行業的廣泛關注。目前，量子點螢光粉實現高色域白光的方式主要有：(1)將量子點螢光粉製成光學膜材，填充於導光板或者貼於液晶屏幕內，通過藍光或紫外光背光燈珠激發，獲得高色域白光；(2)將量子點螢光粉製成玻璃管，置於屏幕側面，通過藍光或紫外光背光燈珠激發，獲得高色域白光。但是，這兩種實現方式的工藝複雜、光轉化效率低、成本較高，很難實現大規模產業化，且產品色域值不佳，量子點螢光粉易受外界環境和發光晶片溫度的影響。技術實現要素：為此，本發明所要解決的技術問題在於克服現有技術中量子點LED背光源製作工藝複雜、成本高、色域值不佳、量子點易受不良影響的技術瓶頸，從而提出一種工藝簡單、成本低廉、產品色域值高、量子點材料受到保護的倒裝型量子點LED燈珠的成型封裝方法。為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：本發明提供一種倒裝型量子點LED燈珠的成型封裝方法，其包括如下步驟：a、將至少兩種螢光粉按照任意比例混合均勻，其中，至少一種螢光粉為量子點螢光粉，得到混合螢光粉,所述混合螢光粉的發射光峰值波長為450-660nm；b、向所述混合螢光粉中加入封裝膠水，所述封裝膠水與所述混合螢光粉的質量比為1-300:1，混合均勻後得到量子點螢光膠；c、將所述量子點螢光膠製備為厚度50-1000μm的量子點螢光膜，並將所述量子點螢光膜固化；d、在倒裝型發光晶片表面塗覆一層厚度為10-100μm的封裝膠水層，並將固化的量子點螢光膜貼覆於所述封裝膠水層表面，將所述封裝膠水層固化後得到貼覆有量子點螢光膜的發光晶片；e、在LED支架內表面塗覆導電粘結劑，將步驟d得到的貼覆有量子點螢光膜的發光晶片固化於所述導電粘結劑表面；f、按照質量比0.5-300:1的比例，將封裝膠水與TiO2粉末混合均勻，將得到的混合物注塑於經步驟e處理後的發光晶片周圍、所述LED支架內部，混合物固化後即得LED燈珠。作為優選，所述量子點螢光粉為BaS、AgInS2、NaCl、Fe2O3、In2O3、InAs、InN、InP、CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、GaAs、GaN、GaS、GaSe、InGaAs、MgS、MgSe、MgTe、PbS、PbSe、PbTe、Cd(SxSe1-x)、BaTiO3、PbZrO3、CsPbCl3、CsPbBr3、CsPbI3中的至少一種。作為優選，所述混合螢光粉中除量子點螢光粉之外的螢光粉為量子點螢光粉或稀土元素摻雜的無機螢光粉。作為優選，所述無機螢光粉為矽酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、氮化物、氟化物螢光粉中的至少一種；所述封裝膠水為環氧類封裝膠、有機矽類封裝膠、聚氨酯封裝膠中的至少一種。作為優選，所述步驟c中，所述量子點螢光膜由旋塗工藝製備，其在65-200℃下烘烤0.5-12h固化。作為優選，所述倒裝型發光晶片為發射光峰值波長230-400nm的紫外晶片，或所述倒裝型發光晶片為發射光峰值波長420-480nm的藍光晶片。作為優選，所述步驟d中封裝膠水層固化的工藝參數為：烘烤溫度80-160℃，烘烤時間0.5-8h。作為優選，所述導電粘結劑為銀膠或錫膏，所述粘結劑為銀膠時，所述步驟e中所述固化採用烘烤固化工藝，烘烤溫度100-220℃，烘烤時間0.5-8h；所述粘結劑為錫膏時，所述固化採用回流焊工藝，回流焊最高溫度240-275℃，最高溫區加熱時間10-30s。作為優選，步驟f中封裝膠水與TiO2粉末的混合物粘度為10-15000CPS，注塑時模壓壓力大於350g，且注塑時對所述混合物初步加熱固化，加熱溫度為80-150℃，加熱時間為1-30min。作為優選，所述步驟f長所述固化為烘烤固化，烘烤溫度為80-200℃，烘烤時間為1-12h。本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：(1)本發明所述的倒裝型量子點LED燈珠的成型封裝方法，首先製備量子點螢光膠，將其製備為量子點螢光膜，在發光晶片表面塗覆一層封裝膠水層，將量子點螢光膜貼覆於封裝膠水層表面，再在倒裝型發光晶片周圍注塑封裝膠水與TiO2粉末的混合物，固化後即得LED燈珠。與傳統LED背光源相比，量子點螢光材料半波寬較窄，能極大提升LED燈珠的色域值，本發明所述的方法得到的LED燈珠色域值可達NTSC98％以上。量子點螢光膜與發光晶片間隔有封裝膠水層，避免量子點材料直接接觸晶片，受晶片表面高溫的影響，提高了燈珠的可靠性。(2)本發明所述的倒裝型量子點LED燈珠的成型封裝方法，製作工藝簡單，採用倒裝工藝，使用量子點螢光膜與倒裝晶片配合來獲得白光LED燈珠，可定量控制每顆燈珠上量子點及其它發光材料的含量，降低了封裝作業的難度及產品不良率，降低了生產成本，提高了產出色區的集中度，適合大批量工業化生產。附圖說明為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據本發明的具體實施例並結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中圖1是本發明實施例所述的倒裝型量子點LED燈珠的結構示意圖。圖中附圖標記表示為：1-支架；2-金屬鍍層；3-發光晶片；4-晶片電極；5-封裝膠水層；6-量子點螢光膠層；7-杯殼。具體實施方式實施例1本實施例提供一種倒裝型量子點LED燈珠的成型封裝方法，其包括如下步驟：a、將至少兩種螢光粉按照任意比例混合均勻，其中，至少一種螢光粉為量子點螢光粉，得到混合螢光粉，本實施例中，所述混合螢光粉包括0.1g發射光波長為630nm的InGaAs紅光量子點螢光粉，0.07g發射光波長為533nm的CdSe綠光量子點螢光粉，所述量子點螢光粉為粉末狀或溶劑分散狀；b、向所述混合螢光粉中加入0.17g封裝膠水，真空脫泡攪拌，混合均勻後得到量子點螢光膠；c、將所述量子點螢光膠塗覆於相應治具上，通過旋塗的方式製備出厚度為50μm的量子點螢光膜，將所述量子點螢光膜在65℃下烘烤12h，使所述量子點螢光膜固化；d、在發光晶片表面塗覆一層厚度為10μm的有機矽類封裝膠水層，所述發光晶片為發射光波長460nm的倒裝型藍光晶片，將所述量子點螢光膜適當切割後貼覆於所述封裝膠水層表面，將貼覆有量子點螢光膜的倒裝晶片置於烘箱中，在80℃下烘烤8h，使封裝膠水層固化；e、在LED支架內功能區表面塗覆一層銀膠，將貼覆有量子點螢光膜的倒裝晶片放置於銀膠表面，在100℃下烘烤8h固化；f、取10g聚氨酯封裝膠水和10gTiO2粉末混合均勻，得到粘度為1500CPS的混合物，將所述混合物通過模壓機注塑於步驟e處理後的倒裝晶片周圍，模壓機壓力為500g，模具壓合的同時，控制模具加熱溫度為80℃，加熱30min，使混合物初步固化，然後將得到的LED燈珠半成品置於烘箱中，在80℃下烘烤12h，使混合物完全固化成為杯殼，得到倒裝型量子點LED燈珠。本實施例中，所述倒裝型量子點LED燈珠的結構如圖1所示，包括支架1、設置於所述支架1上表面的金屬鍍層2、固定於所述金屬鍍層表面的倒裝型發光晶片3，所述發光晶片3與所述金屬鍍層2之間由晶片電極4連接，所述發光晶片表面設置有封裝膠水層5，所述封裝膠水層5表面設置有量子點螢光膠層6，所述發光晶片3周圍注塑有杯殼7。實施例2本實施例提供一種倒裝型量子點LED燈珠的成型封裝方法，其包括如下步驟：a、將至少兩種螢光粉按照任意比例混合均勻，其中，至少一種螢光粉為量子點螢光粉，得到混合螢光粉，本實施例中，所述混合螢光粉包括0.08g發射光波長為660nm的CsPbBr3紅光量子點螢光粉，0.05g發射光波長為541nm的ZnTe、GaAs綠光量子點螢光粉以及0.06g發射光波長為455nm的PbZrO3藍光量子點螢光粉，所述量子點螢光粉為粉末狀或溶劑分散狀；b、向所述混合螢光粉中加入57g封裝膠水，真空脫泡攪拌，混合均勻後得到量子點螢光膠；c、將所述量子點螢光膠塗覆於相應治具上，通過旋塗的方式製備出厚度為1000μm的量子點螢光膜，將所述量子點螢光膜在200℃下烘烤0.5h，使所述量子點螢光膜固化；d、在發光晶片表面塗覆一層厚度為100μm的聚氨酯類封裝膠水層，所述發光晶片為發射光波長320nm的倒裝型紫外光晶片，將所述量子點螢光膜適當切割後貼覆於所述封裝膠水層表面，將貼覆有量子點螢光膜的倒裝晶片置於烘箱中，在160℃下烘烤0.5h，使封裝膠水層固化；e、在LED支架內功能區表面塗覆一層錫膏，將貼覆有量子點螢光膜的倒裝晶片放置於錫膏表面，採用回流焊工藝，最高回流焊溫度240℃，最高溫區加熱時間為30s；f、取300g有機矽封裝膠水和1gTiO2粉末混合均勻，得到粘度為10CPS的混合物，將所述混合物通過模壓機注塑於步驟e處理後的倒裝晶片周圍，模壓機壓力為750g，模具壓合的同時，控制模具加熱溫度為150℃，加熱1min，使混合物初步固化，然後將得到的LED燈珠半成品置於烘箱中，在200℃下烘烤1h，使混合物完全固化成為杯殼，得到倒裝型量子點LED燈珠。實施例3本實施例提供一種倒裝型量子點LED燈珠的成型封裝方法，其包括如下步驟：a、將至少兩種螢光粉按照任意比例混合均勻，其中，至少一種螢光粉為量子點螢光粉，得到混合螢光粉，本實施例中，所述混合螢光粉包括1.2g發射光波長為635nm的氟化物紅光量子點螢光粉，0.12g發射光波長為531nm的Fe2O3、InN綠光量子點螢光粉，所述量子點螢光粉為粉末狀或溶劑分散狀；b、向所述混合螢光粉中加入10g封裝膠水，真空脫泡攪拌，混合均勻後得到量子點螢光膠；c、將所述量子點螢光膠塗覆於相應治具上，通過旋塗的方式製備出厚度為350μm的量子點螢光膜，將所述量子點螢光膜在150℃下烘烤6h，使所述量子點螢光膜固化；d、在發光晶片表面塗覆一層厚度為50μm的有機矽類封裝膠水層，所述發光晶片為發射光波長430nm的倒裝型藍光晶片，將所述量子點螢光膜適當切割後貼覆於所述封裝膠水層表面，將貼覆有量子點螢光膜的倒裝晶片置於烘箱中，在125℃下烘烤4h，使封裝膠水層固化；e、在LED支架內功能區表面塗覆一層銀膠，將貼覆有量子點螢光膜的倒裝晶片放置於銀膠表面，在200℃下烘烤0.8h固化；f、取50g聚氨酯封裝膠水和3gTiO2粉末混合均勻，得到粘度為350CPS的混合物，將所述混合物通過模壓機注塑於步驟e處理後的倒裝晶片周圍，模壓機壓力為600g，模具壓合的同時，控制模具加熱溫度為100℃，加熱15min，使混合物初步固化，然後將得到的LED燈珠半成品置於烘箱中，在150℃下烘烤6h，使混合物完全固化成為杯殼，得到倒裝型量子點LED燈珠。實施例4本實施例提供一種倒裝型量子點LED燈珠的成型封裝方法，其包括如下步驟：a、將至少兩種螢光粉按照任意比例混合均勻，其中，至少一種螢光粉為量子點螢光粉，得到混合螢光粉，本實施例中，所述混合螢光粉包括0.15g發射光波長為635nm的磷酸鹽紅光螢光粉、0.12g發射光波長為531nm的氮化物綠光螢光粉、1.3g發射光波長為440nm的GaN藍光量子定螢光粉，所述量子點螢光粉為粉末狀或溶劑分散狀；b、向所述混合螢光粉中加入18g封裝膠水，真空脫泡攪拌，混合均勻後得到量子點螢光膠；c、將所述量子點螢光膠塗覆於相應治具上，通過旋塗的方式製備出厚度為755μm的量子點螢光膜，將所述量子點螢光膜在150℃下烘烤6h，使所述量子點螢光膜固化；d、在發光晶片表面塗覆一層厚度為75μm的環氧類封裝膠水層，所述發光晶片為發射光波長290nm的倒裝型紫外晶片，將所述量子點螢光膜適當切割後貼覆於所述封裝膠水層表面，將貼覆有量子點螢光膜的倒裝晶片置於烘箱中，在140℃下烘烤6h，使封裝膠水層固化；e、在LED支架內功能區表面塗覆一層焊錫，採用回流焊工藝，最高回流焊溫度270℃，最高溫區加熱時間為25s；f、取90g聚氨酯封裝膠水和5.5gTiO2粉末混合均勻，得到粘度為7500CPS的混合物，將所述混合物通過模壓機注塑於步驟e處理後的倒裝晶片周圍，模壓機壓力為730g，模具壓合的同時，控制模具加熱溫度為120℃，加熱25min，使混合物初步固化，然後將得到的LED燈珠半成品置於烘箱中，在175℃下烘烤3h，使混合物完全固化成為杯殼，得到倒裝型量子點LED燈珠。實驗例測試實施例1-3所述的封裝方法製得的LED燈珠的色坐標和色域值，結果如表1所示。表1實例1實例2實例3色坐標(0.30,0.28)(0.29,0.29)(0.31,0.29)NTSC色域值99.1％98.3％103.4％上述結果表面，採用實施例1-3所述的方法製得的倒裝型量子點LED燈珠的發光顏色均在白光區，且具有很高的色域值，色域值均可達到NTSC98％以上。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明創造的保護範圍之中。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp