本发明涉及在pcb板上或引脚上大面积制造led支架的压印光刻技术及相关材料。通过压印光刻技术，可大面积原位制备从毫米到微米尺度的led支架。采用液态压印胶，可以快捷、无废料的实现固化性优异，粘接性能良好，可靠性优异的led支架。
背景技术：
传统led器件主要使用热塑性(thermoplasticplastics)塑料包封支架,树脂材料多为ppa、pa6t、pa9t、pct等,由于采用注塑加工，流道物料存在反复加工，导致工序长、性能劣化，由此类热塑性塑料包封支架封装的led器件存在散热、气密性、耐热、耐光衰性能较差等问题。
采用环氧塑封料(emc)模塑制备的led支架，虽然在可靠性测试及使用过程中表现优异，但存在物料浪费、成本高，以及工序复杂等问题。
通过上述方法制备的led支架进而固晶、焊线、封装后，需要进一步焊接到pcb板上，存在工序长，物料、能源浪费严重等问题。
近年来，随着小间距led显示、芯片级封装(csp)的发展，led支架不断小型化，同时pcb板上直接加工的需求逐渐加大。通过模压法制备的小间距led存在模压、切割、焊接等工序，存在物料浪费、工序复杂、焊接困难、可靠性低等问题。
可见，目前为止，led支架的制备存在制程繁杂、物料能源浪费、集成度低、可靠性不高等一系列问题。
而另一方面，led支架所用材料主要集中在可注塑的热塑性树脂，以及热固化的环氧树脂基和硅树脂基模塑料。加工过程普遍存在物料及能源浪费严重、可靠性难以保证等问题。
技术实现要素：
为了克服现有技术及材料的缺点，本发明的目的在于提供一种压印光刻技术及相应材料技术，可以大规模制造不同尺寸的led支架，同时解决支架材料的物料能耗浪费及可靠性问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种通过压印光刻技术制备led支架的方法，采用压印光刻设备，在印刷线路板(pcb)或引脚上涂覆、固化压印胶。其中，压印光刻设备包括柔性复合模具a(1-4)、承载台8、以及气动、电动、真空、静电系统。压印胶为液态或固态材料，包含树脂、填料、功能性助剂、感光助剂以及固化组分。
所述的压印光刻方法，包括以下步骤：模具安装、样品安装、压印胶的涂覆及压印、光固化(曝光)、脱模、显影以及后固化等过程，也可不进行显影以及后固化过程。
所述的模具及样品安装，柔性复合模具a通过真空吸附在电控机械手上，将待加工管脚或pcb板安装在样品承载台8上。
所述的电控机械手，可以程序控制真空吸附及解吸附，实现对柔性复合模具从中间或侧边开始的吸附及解吸附。
所述的压印胶的涂覆，可以通过丝网印刷、喷墨、喷胶、点胶、热压延技术、以及真空注胶等中的一种或多种方法，将压印胶涂覆到管脚或pcb板上。
所述的压印光刻过程，压印胶的涂覆及压印过程可以分步或同时进行。压印过程可以采用静电吸附技术或真空吸附、同时真空灌胶，以及二者的组合技术。
所述的静电吸附技术过程包括以下步骤：将柔性复合模具与涂覆好压印胶的样品之间调整为10微米到500微米的间隔，在样品与柔性复合模具之间施加220v-1000v静电场，电控机械手按程序从中间向四边释放真空吸附，在静电吸引力作用下，液体压印胶从中间开始完全填充模具，柔性复合模具同时紧贴样品表面，避免气泡生成，形成无间隙漏胶的压印胶图形化。
所述的真空吸附过程包括以下步骤：将柔性复合模具与涂覆好压印胶的样品在电控机械手作用下，从一个侧边开始逐渐贴合并加载真空系统，在负压作用下，液体压印胶从一侧边开始完全填充模具，柔性复合模具同时逐渐紧贴样品表面，形成无间隙漏胶的压印胶图形化。
所述的真空吸附注胶过程包括以下步骤：将柔性复合模具与样品在电控机械手作用下贴合，加载真空系统，液体压印胶从一侧边真空注胶到完全填充模具，形成无间隙漏胶的压印胶图形化。
所述的压印胶的光固化技术，选择紫外及可见光敏感性光固化压印胶，在光照下固化。光照时间依据所用压印胶的不同，可曝光从10秒到5分钟。
所述的压印胶的脱模过程，电控机械手将柔性复合模具从一侧开始真空吸附，使得柔性复合模具与固化的压印胶逐渐脱离，避免脱模困难。
所述的压印胶的显影过程，利用溶剂，如丙酮、碳酸二甲酯、乙醇、碱性水溶液等中的一种或多种，将残余的未固化压印胶清除干净。
所述的压印胶的后固化过程，利用加热、红外线或者微波等技术，实现压印胶的完全固化。
所述的柔性复合模具包含透明背衬层1、透明导电层2、透明功能层3，以及紫外反射(吸收)层4等四层。
柔性复合模具的透明背衬层采用有机玻璃(pmma)、聚碳酸酯、聚酯、光学玻璃、石英玻璃、蓝宝石等。
柔性复合模具的透明导电层采用氧化铟锡(ito)、参杂的二氧化锡(fto)、纳米金属或导电填料复合的聚合物导电材料。
柔性复合模具的透明功能层采用硬质聚二甲基硅氧烷(pdms)、疏水改性的透明环氧树脂、疏水改性交联型透明丙烯酸酯材料、透明含氟材料。
柔性复合模具的紫外反射(吸收)层采用疏水处理的金属镀层、混合银、镍、碳粉、石墨粉等的硬质聚二甲基硅氧烷、含氟高分子材料等。
压印胶采用环氧树脂、丙烯酸酯、聚氨酯、乙烯基酯树脂、乙烯基醚树脂等中的一种或多种与功能性材料配合而成。
所述的环氧树脂为脂肪族、芳香族、含杂原子的环氧树脂中的一种或多种。包含但不限于，双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸、氢化双酚a缩水甘油醚、六氢苯酐缩水甘油酯、苯酐缩水甘油酯、偏苯三缩水甘油酯、异氰酸三缩水甘油酯、双酚a缩水甘油醚、双酚f缩水甘油醚、双酚s缩水甘油醚、邻甲酚环氧树脂等中的一种或多种。
所述的丙烯酸酯为单官能团、双官能团、多官能团的一种或多种。包含但不限于，三环[5.2.1.02,6]癸烷二甲醇丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸异冰片酯、乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯、丁二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯丙烯酸聚酯、丙烯酸聚氨酯、丙烯酸环氧树脂、丙烯酸聚醚树脂等中的一种或多种
所述的聚氨酯为含聚酯、聚醚结构的脂肪族或芳香族聚合物，包含羟基、丙烯酸酯基或异氰酸酯基团。
所述的功能性材料包含反射物、着色物、增强物、界面处理剂、离子吸附剂、光引发剂、光稳定剂、抗老化剂、脱模剂。
反射物包含但不限于，氧化钛、氧化锆、氧化锌、氧化铝等中的一种或多种。
所述的增强物包含但不限于，石英粉、硅微粉、无定形硅微粉、球形硅微粉、碳酸钙、玻璃纤维、矿物纤维、滑石粉、云母粉以及粘土等中的一种或多种。
所述的界面处理剂包含但不限于，有机硅氧烷、有机钛以及有机铬等中的一种或多种。
所述的光引发剂包含但不限于，安息香及其衍生物、苯乙酮衍生物、芳香酮类、多烯烃-硫醇类、硫杂蒽酮、烷基金属类、金属羰基化合物、阳离子光引发剂类。
附图说明
图1为本实施例流程图，图1a为柔性复合模具示意图，图1b为置于承载台上的光固化后的led支架示意图，图1c为显影后的led支架示意图。
具体实施方式
下面，示出实施例，具体地说明本发明，但本发明并不限制于下述的实施例。
参照图1，一种通过压印光刻技术制备led支架的方法，采用压印光刻设备，在印刷线路板(pcb)或引脚上涂覆、固化压印胶。该压印光刻设备包括柔性复合模具a(1-4)、承载台8、以及气动、电动、真空、静电系统。压印胶为液态或固态材料，包含树脂、填料、功能性助剂、感光助剂以及固化组分。
如图1a所示，柔性复合模具a通过真空吸附在电控机械手上；图1b所示，将待加工管脚或pcb板安装在样品承载台8上。
通过丝网印刷、喷墨、喷胶、点胶、热压延技术、以及真空注胶等中的一种或多种方法，将压印胶涂覆到管脚或pcb板上。
将柔性复合模具与涂覆好压印胶的样品之间调整为10微米到500微米的间隔，在样品与柔性复合模具之间施加500v静电场，采用可以程序控制真空吸附及解吸附的电控机械手，实现对柔性复合模具从中间向四边释放真空吸附，在静电吸引力作用下，液体压印胶从中间开始完全填充模具，柔性复合模具同时紧贴样品表面，避免气泡生成，形成无间隙漏胶的压印胶图形化。
选择光敏感性光固化压印胶，在365nm紫外灯，照射照度为7000mw/cm2的光照下固化。光照时间依据所用压印胶的不同，具体见下面所示压印胶例。
光固化完成后，开始压印胶的脱模过程，电控机械手将柔性复合模具从一侧开始真空吸附，使得柔性复合模具与固化的压印胶逐渐脱离，避免脱模困难。
已脱模led支架，利用溶剂，如丙酮、碳酸二甲酯、乙醇、碱性水溶液等中的一种或多种，在超声波作用下，将残余的未固化压印胶清除干净，如图1c所示。
利用加热、红外线或者微波等技术，150℃固化,实现压印胶的完全固化。
在本实施例中，柔性复合模具包含透明背衬层1、透明导电层2、透明功能层3，以及紫外反射(吸收)层4等四层。
柔性复合模具的透明背衬层采用有机玻璃(pmma)、聚碳酸酯、聚酯、光学玻璃、石英玻璃、蓝宝石等。
柔性复合模具的透明导电层采用氧化铟锡(ito)、参杂的二氧化锡(fto)、纳米金属或导电填料复合的聚合物导电材料。
柔性复合模具的透明功能层采用硬质聚二甲基硅氧烷(pdms)、疏水改性的透明环氧树脂、疏水改性交联型透明丙烯酸酯材料、透明含氟材料。
柔性复合模具的紫外反射(吸收)层采用疏水处理的金属镀层、混合银、镍、碳粉、石墨粉等的硬质聚二甲基硅氧烷、含氟高分子材料等。
所用的压印胶，选择多种原料的搭配使用，下述例中使用的原料如下所述。
脂环族环氧树脂(erl-4221：陶氏化学商品名，环氧当量128～140)
酚醛型环氧树脂(den438：陶氏化学商品名，环氧当量183～193)
脂环族环氧树脂(ehpe3150：日本大赛璐商品名，环氧当量177)
双酚a型环氧树脂(der332：陶氏化学商品名，环氧当量172～176)
叔碳酸缩水甘油酯(cardurae10p:美国迈图商品名)
三烯丙基异氰尿酸酯(taic：日本化成株式会社商品名)
硫醇(tempic：日本堺化学商品名)
甲基丙烯酸缩水甘油酯(gma)
甲基丙烯酸异冰片烯(sr423：sartomer商品名)
1,6-己二醇二丙烯酸酯(sr238：sartomer商品名)
三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(sr833s：sartomer商品名)
三(2-羟乙基)异氰尿酸三丙烯酸酯(sr368d：sartomer商品名)
聚氨酯丙烯酸酯(cn981：sartomer商品名)
环氧丙烯酸酯(cn104：sartomer商品名)
聚酯丙烯酸酯齐聚物(cn750：sartomer商品名)
2-异丙基硫杂蒽酮(omniraditx：igm商品名)
4-异丁基苯基-4'-甲基苯基碘六氟磷酸盐(omnirad250：igm商品名)
3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(glymo：德固赛商品名)
3-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷(memo：德固赛商品名)
抗氧剂revonox501，台湾奇钛科技商品名
抗氧剂1010，巴斯夫商品名
光稳定剂622,巴斯夫商品名
si-100l,日本三新化学商品名
实施例中的各种测定通过下述方法进行
(1)耐热性
将制备的led支架在150℃老化200小时，目视老化后的固化物的外观，用下述基准评价耐热性。
(颜色变化)
a:没有变化
b：稍有变化
c：发生黄变
(2)耐光性
将制备的led支架在350nm以下的点光源照射，照射照度为5000mw/cm2的紫外光200小时，目视紫外线照射后的固化物的外观，用下述基准评价耐光性。
(颜色变化)
a:没有变化
b：稍有变化
c：发生黄变
(3)吸湿及回流焊后的耐剥离性
将制备的led支架在85℃/85％湿度的恒温恒湿箱放置12小时及36小时，使用回流焊装置进行3次最高温度为260℃10秒的回流焊程序。用光学显微镜观察回流焊后led支架的界面剥离。对各样品，每20个进行同样的观察，用下述基准评价耐剥离性。
aa:放置36小时后无剥离
a:放置12小时后无剥离，放置36小时后有剥离
b：放置12小时后20个有1～5个封装件与树脂发生剥离
c：放置12小时后20个有6个以上封装件与树脂发生剥离
(4)耐冷热冲击性
将制备的led支架，以1℃/min的速度从-65℃升温到150℃并从150℃降温到-65℃，以此为1个循环，实施冷热冲击1000个循环。实验结束后，用光学显微镜观察回流焊后led支架的界面剥离。对各样品，每20个进行同样的观察，用下述基准评价耐冷热冲击性。
a：无剥离
b：20个有1～5个封装件与树脂发生剥离
c：20个有6个以上封装件与树脂发生剥离
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。