一种带预制凝胶光学隔离层的LED芯片阵列及其制作方法与流程

一种带预制凝胶光学隔离层的led芯片阵列及其制作方法
技术领域
1.本发明涉及半导体发光器件技术领域，具体涉及一种带预制凝胶光学隔离层的led芯片阵列及其制作方法。


背景技术：

2.led发光模组的光学隔离多数采用点胶工艺制作围坝形成光学隔离，在围坝制作过程中需要严格控制点胶走线路径，放置行列交叉处过厚等问题。在常见的点胶工艺中，需要对覆盖led芯片的胶体和进行光学隔离的围坝分别进行点胶，即执行两次点胶工艺。在点胶工艺中随着点胶次数变多，在点胶机中靠近活塞处会逐渐形成一段气体区域，使得活塞上下方压力发生变化，导致活塞上下移动，发生跳塞现象。跳塞现象会导致活塞与点胶针管之间具有一定的过盈配合，使得活塞无法随胶体量的减小而下移，导致胶体打出量不够充足，从而影响led发光效率，甚至还会影响led的机械强度。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种带预制凝胶光学隔离层的led芯片阵列及其制作方法，所采用的技术方案具体如下：
4.本发明提出了一种带预制凝胶光学隔离层的led芯片阵列，包括：玻璃板、凝胶光学隔离层、led芯片、led芯片阵列、透明胶体和基板；
5.所述玻璃板和所述基板平行间隔设置，所述玻璃板和所述基板之间构成器件布设空间，各个所述凝胶光学隔离层在所述器件布设空间内呈网格分布，用于将所述器件布设空间分隔成多个led芯片布设子空间，所述led芯片阵列分布设置在各个所述led芯片布设子空间中，且所述led芯片阵列中所述led芯片的出光面朝向玻璃板，电极面固定在所述基板上，所述led芯片布设子空间中填充有所述透明胶体。
6.进一步地，所述芯片阵列的电极面固定连接有导电线路板。
7.进一步地，所述凝胶光学隔离层的垂直截面为梯形和矩形中的一种。
8.进一步地，所述透明胶体中混入荧光粉或者量子点。
9.本发明还提出了一种带预制凝胶光学隔离层的led芯片阵列的制作方法，其特征在于，所述方法包括：
10.根据预设采样频率获得透明胶体每次点胶过程中的近程点胶压力序列、x-y轴振动幅值序列和远程气路压力序列；
11.根据所述近程点胶压力序列与时序上前一个所述近程点胶压力序列之间的差异和所述近程点胶压力序列中元素之间的差异获得点胶动作评价；获得所述近程点胶压力序列与前一个所述近程点胶压力序列之间的近程点胶压力变化序列，获得远程气路压力变化序列；获得所述近程点胶压力变化序列和所述远程气路压力变化序列之间的变化相似度，根据所述点胶动作评价和所述变化相似度获得点胶质量评价；
12.根据所述点胶过程之间的点胶质量评价差异和所述x-y轴振动幅值序列差异对所
述点胶过程分组，获得多个点胶过程类别；根据点胶过程类别对应的时间和点胶质量评价获得所述透明胶体的点胶劣化阶段曲线；
13.获得每个凝胶光学隔离层空间邻域范围内的所述透明胶体的点胶时间，根据所述点胶时间获得所述点胶劣化阶段曲线上的劣化值；根据平均劣化值调整所述凝胶光学隔离层点胶时的涂胶量。
14.进一步地，所述根据所述近程点胶压力序列与时序上前一个所述近程点胶压力序列之间的差异和所述近程点胶压力序列中元素之间的差异获得点胶动作评价包括：
15.根据点胶动作评价计算公式获得所述点胶动作评价，所述点胶动作评价计算公式包括：
[0016][0017]
其中，w为所述点胶动作评价，e为自然常数，t
actual
为当前所述近程点胶压力序列中的元素，t
last
为前一个所述近程点胶压力序列中的元素，max()为最大值选取函数，t
actual
为当前所述近程点胶压力序列，ma()滑动平均滤波函数，range()为极差计算函数。
[0018]
进一步地，所述根据所述点胶动作评价和所述变化相似度获得点胶质量评价包括：
[0019]
以所述近程点胶压力序列与前一个所述近程点胶压力序列之间对应元素的比值作为所述近程点胶压力变化序列中的元素；
[0020]
以所述远程气路压力序列与前一个所述远程气路压力序列之间对应元素的比值作为所述远程气路压力变化序列中的元素；
[0021]
根据点胶质量评价计算公式获得所述点胶质量评价，所述点胶质量评价计算公式包括：
[0022][0023]
其中，u为所述点胶质量评价，w为所述点胶动作评价，t
*
为所述近程点胶压力变化序列，p
*
为所述远程气路压力变化序列，ppmcc()为皮尔逊系数计算函数。
[0024]
进一步地，所述根据所述点胶过程之间的点胶质量评价差异和所述x-y轴振动幅值序列差异对所述点胶过程分组，获得多个点胶过程类别包括：
[0025]
获得两个所述点胶过程之间的所述点胶质量评价的差值绝对值；获得两个所述点胶过程之间的所述x-y轴振动幅值序列的dtw距离；以所述差值绝对值和所述dtw距离的乘积作为样本距离；基于所述样本距离根据密度聚类算法对所述点胶过程进行分组，获得多个点胶过程类别。
[0026]
进一步地，所述根据点胶过程类别对应的时间和点胶质量评价获得所述透明胶体的点胶劣化阶段曲线包括：
[0027]
基于每个所述点胶过程类别中样本对应的时间进行直方图统计，所述直方图横坐标为时间，纵坐标为出现频数；以所述直方图中所述出现频数最大的位置对应的时间作为所述点胶过程类别对应的时间；
[0028]
获得每个所述点胶过程类别中的平均点胶质量评价，将所述平均点胶质量评价进行升序排列，以排列的序号作为对应所述点胶过程类别的等级；
[0029]
以所述时间为横坐标，所述等级为纵坐标构建坐标系；每个所述点胶过程类别在所述坐标系中存在对应的样本点，对所述样本点进行多项式拟合，获得所述点胶劣化阶段曲线。
[0030]
进一步地，所述根据平均劣化值调整所述凝胶光学隔离层点胶时的涂胶量包括：
[0031]
根据涂胶量调整公式获得调整后的涂胶量，所述涂胶量调整公式包括：
[0032][0033]
其中，e为调整后的所述涂胶量，为所述平均劣化值，g
max
为所述点胶劣化阶段曲线中的最大值，e
max
为预设最大涂胶量，e
min
为预设最小涂胶量。
[0034]
本发明具有如下有益效果：
[0035]
本发明实施例获取led芯片阵列点胶工艺中对透明胶体的每次点胶过程中的点胶数据。结合点胶机上近程点胶压力和远程气路压力的变化关系获得每次点胶过程的点胶质量评价。点胶质量评价能够评价当前点胶过程是否发生跳塞现象和跳塞影响的严重性。基于点胶质量评价和点胶机的x-y轴振动幅值序列将点胶过程分组，根据点胶过程类别对应的时间和评价构建点胶劣化阶段曲线。点胶劣化阶段曲线能够体现在点胶过程中点胶机随着时间变化的的点胶质量变化特征。根据点胶劣化阶段曲线能够获得每个时间点处对应的点胶状态，根据凝胶光学隔离层空间邻域范围内的透明胶体点胶时间对应的劣化值可获得对应位置处的点胶状态，从而调整凝胶光学隔离层的涂胶量，提高了led芯片阵列的性能和质量。
附图说明
[0036]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0037]
图1为本发明一个实施例所提供的一种带预制凝胶光学隔离层的led芯片阵列结构示意图；
[0038]
图2为本发明一个实施例所提供的一种带预制凝胶光学隔离层的led芯片阵列的制作方法流程图。
具体实施方式
[0039]
为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种带预制凝胶光学隔离层的led芯片阵列及其制作方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
[0040]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。
[0041]
下面结合附图具体的说明本发明所提供的一种带预制凝胶光学隔离层的led芯片
阵列及其制作方法的具体方案。
[0042]
请参阅图1，其示出了本发明一个实施例提供的一种带预制凝胶光学隔离层的led芯片阵列结构示意图，该led芯片阵列包括：玻璃板1、凝胶光学隔离层2、led芯片3、led芯片阵列4、透明胶体5和基板6。
[0043]
其中玻璃板1和基板6平行间隔设置，玻璃板1和基板6之间构成器件布设空间，各个凝胶光学隔离层2在器件布设空间内呈网格分布，用于将器件布设空间分隔成多个led芯片布设子空间，led芯片阵列4分布设置在各个led芯片布设子空间中，且led芯片阵列4中led芯片3的出光面朝向玻璃板，电极面固定在基板上，led芯片布设子空间中填充有透明胶体。
[0044]
优选的，芯片阵列的电极面固定连接有导电线路板。
[0045]
优选的，凝胶光学隔离层的垂直截面为梯形和矩形中的一种。
[0046]
优选的，透明胶体中混入荧光粉或者量子点。
[0047]
本发明还提供了一种专用于带预制凝胶光学隔离层的led芯片阵列的制作方法，请参阅图2，其示出了本发明一个实施例所提供的一种带预制凝胶光学隔离层的led芯片阵列的制作方法流程图，该方法包括：
[0048]
步骤s1：根据预设采样频率获得透明胶体每次点胶过程中的近程点胶压力序列、x-y轴振动幅值序列和远程气路压力序列。
[0049]
对led芯片阵列的点胶工艺分为两大部分，即透明胶体点胶和凝胶光学隔离层点胶，因此先对透明胶体点胶产生的数据进行采集，每次点胶过程均会产生一系列的点胶数据。
[0050]
根据预设采样频率获得每次点胶过程中的近程点胶压力序列、x-y轴振动幅值序列和远程气路压力序列。序列形式的数据能够均衡的表现点胶过程中点胶动作的特征，每种点胶数据的具体意义包括：
[0051]
(1)对于近程点胶压力而言，近程点胶压力体现的是点胶机在进行点胶时的进料口处的压力特征，如果此处的压力不均匀，则会使得涂胶在挤压过程中产生含量不一的胶量，使得led芯片阵列整体硬度不一致。在本发明实施例中，在点胶机的进料口上方安装压力传感器，采样频率设置为1khz，获得每次点胶过程的近程点胶压力序列。
[0052]
(2)对于x-y轴振动幅值而言，其来源主要为跳塞现象和气动结构压力变化导致的振动。当x-y轴振动幅值过大时，说明点胶机的点胶针筒中发生跳塞现象，会对出胶量产生影响。在本发明实施例中，在点胶机的针筒上集成imu传感器，采样频率设置为1khz，获得每次点胶过程的x-y轴振动幅值序列。
[0053]
(3)对于远程气路压力序列而言，与近程点胶压力相对的，远程气路压力是指点胶机的气泵出口压力，远端气路压力是由气泵经过气动软管打入针筒过程中产生的。由于存在涂胶负载的原因，远程气路压力和近程点胶压力之间的变化存在一定时延，原因在于压缩气体打入振动后，气塞直接推向胶体，此时气路承担一定的弹性形变，因为点胶时间较短，因此在动作初期会有压力不同步的现象：例如直接驱动胶体，针筒近端压力会由于较大胶体流速的原因导致冲击，压力出现激增。如果发生了跳塞现象，则针筒整体的气路压力会被针筒中气体部分进行缓冲，气塞先驱动针筒中的空气然后进行往复运动，相较于直接驱动胶体，跳塞时远端和近端的压力在整体的变化过程更加同步。在本发明实施例中，通过在
气泵端口案子歧管的方式将气路同时通向压力传感器，进行远程气路压力序列的采集。
[0054]
步骤s2：根据近程点胶压力序列与时序上前一个近程点胶压力序列之间的差异和近程点胶压力序列中元素之间的差异获得点胶动作评价；获得近程点胶压力序列与前一个近程点胶压力序列之间的近程点胶压力变化序列，获得远程气路压力变化序列；获得近程点胶压力变化序列和远程气路压力变化序列之间的变化相似度，根据点胶动作评价和变化相似度获得点胶质量评价。
[0055]
如果整个透明胶体的点胶过程均为正常状态下的点胶，则每次点胶过程时的点胶数据应是一致的。如果发生了跳塞现象，则会随着点胶时间的增加导致点胶数据出现明显的变化。
[0056]
根据近程点胶压力序列与时序上前一个近程点胶压力序列之间的差异和近程点胶压力序列中元素之间的差异获得点胶动作评价具体包括：
[0057]
根据点胶动作评价计算公式获得点胶动作评价，点胶动作评价计算公式包括：
[0058][0059]
其中，w为点胶动作评价，e为自然常数，t
actual
为当前近程点胶压力序列中的元素，t
last
为前一个近程点胶压力序列中的元素，max()为最大值选取函数，t
actual
为当前近程点胶压力序列，ma()滑动平均滤波函数，range()为极差计算函数。
[0060]
由点胶动作评价计算公式可知，点胶动作评价体现了时序上相邻两个点胶过程的近程压力的变化情况，max(|t
actual-t
last
|)越大说明点胶过程之间出现了较大的近程压力变化，则点胶动作评价越小；滑动平均滤波能够平滑突发的压力变化，避免因为气路紊流和异常抖动导致读数中极差过大形成的误差，range(ma(t
actual
))越大说明在点胶过程中出现了较大的近程压力变化，则点胶动作评价越小。即点胶动作评价计算公式从点胶过程之间的变化情况和点胶过程中的变化情况共同评价了当前点胶过程的质量。
[0061]
如果出现了气塞跳塞的情况，可能因为针筒内混入气体的影响，使得近程点胶压力序列存在稳定变化，导致点胶动作评价较大，此时不能单独根据点胶动作评价进行分析，还需要考虑远程气路压力序列。根据步骤s1中对远程气路压力的介绍可知，在正常情况下远程气路压力和近程点胶压力应呈现不同的特征，只有在发生跳塞时，因为缓冲气体的影响导致远程气路压力和近程点胶压力产生相似的压力变化，因此获得近程点胶压力序列与前一个近程点胶压力序列之间的近程点胶压力变化序列，同理获得远程气路压力变化序列。获得近程点胶压力变化序列和远程气路压力变化序列之间的变化相似度，根据点胶动作评价和变化相似度获得点胶质量评价，具体包括：
[0062]
以近程点胶压力序列与前一个近程点胶压力序列之间对应元素的比值作为近程点胶压力变化序列中的元素。
[0063]
以远程气路压力序列与前一个远程气路压力序列之间对应元素的比值作为远程气路压力变化序列中的元素。
[0064]
根据点胶质量评价计算公式获得点胶质量评价，点胶质量评价计算公式包括：
[0065][0066]
其中，u为点胶质量评价，w为点胶动作评价，t
*
为近程点胶压力变化序列，p
*
为远程
的点胶过程中随机选择一个点胶过程，继续上述所有的步骤，直到所有点胶过程都被标记为“已处理”，这时候所有点胶过程或者是噪声点胶过程，或者已经被分好子类，结束聚类过程，每个子类为一个点胶过程类别。
[0077]
由于跳塞现象是随着时间变化逐渐劣化的，即时间越长，跳塞发生概率越大，跳塞影响越大。因此需要根据对每个点胶过程类别进行时序上的分析，根据点胶过程类别对应的时间和点胶质量评价获得透明胶体点胶时的点胶劣化阶段曲线，点胶劣化阶段曲线表示了在透明胶体点胶时点胶机的点胶质量劣化趋势，曲线的坡度越大，则说明劣化的越快，跳塞现象越严重。具体获得点胶质量劣化趋势的方法包括：
[0078]
基于每个点胶过程类别中样本对应的时间进行直方图统计，直方图横坐标为时间，纵坐标为出现频数。以直方图中出现频数最大的位置对应的时间作为点胶过程类别对应的时间。需要说明的是，直方图由多个柱体构成，每个柱体存在一定的时间跨度，因此以频数最大的位置对应的柱体的时间跨度的平均值作为点胶过程类别对应的时间，具体时间跨度的设置可根据具体实施场景进行设置，在此不做限定。
[0079]
获得每个点胶过程类别中的平均点胶质量评价，将平均点胶质量评价进行升序排列，以排列的序号作为对应点胶过程类别的等级，即等级越大点胶质量越好。
[0080]
以时间为横坐标，等级为纵坐标构建坐标系。每个点胶过程类别在坐标系中存在对应的样本点，对样本点进行多项式拟合，获得点胶劣化阶段曲线。
[0081]
在本发明实施例中，利用最小二乘法进行多项式拟合，且多项式拟合选用的函数式为：g＝a+b*x2+c*x4，其中g为点胶劣化阶段曲线对应的函数值，a、b和c为函数拟合参数，x为时间。
[0082]
步骤s4：获得每个凝胶光学隔离层空间邻域范围内的透明胶体的点胶时间，根据点胶时间获得点胶劣化阶段曲线上的劣化值；根据平均劣化值调整凝胶光学隔离层点胶时的涂胶量。
[0083]
因为点胶劣化阶段曲线为一个随着时间变化的曲线，因此在透明胶体点胶时每次点胶过程对应的时间在点胶劣化阶段曲线上均对应一个劣化值。在透明胶体点胶完成后，需要对凝胶光学隔离层进行点胶，凝胶光学隔离层在led芯片阵列中拥有固定空间位置，获得每个凝胶光学隔离层空间邻域范围内的透明胶体的点胶时间，根据该点胶时间在点胶劣化阶段曲线上可获得对应的劣化值，劣化值表示了对该位置进行点胶时点胶机的点胶质量，因此根据评价劣化值可调整凝胶光学隔离层点胶时的涂胶量，即平均劣化值越小则需要将凝胶光学隔离层的涂胶量增大，具体调整方法包括：
[0084]
根据涂胶量调整公式获得调整后的涂胶量，涂胶量调整公式包括：
[0085][0086]
其中，e为调整后的涂胶量，为平均劣化值，g
max
为点胶劣化阶段曲线中的最大值，e
max
为预设最大涂胶量，e
min
为预设最小涂胶量。
[0087]
需要说明的是，空间邻域范围可根据led芯片的具体尺寸进行具体设置，在此不做限定。最大涂胶量和最小涂胶量同样需要根据点胶机的点胶工艺参数进行具体设置，在此不做限定。
[0088]
通过调整凝胶光学隔离层点胶时的涂胶量补偿了点胶异常的led芯片附近的光路，提高了led芯片阵列的质量。
[0089]
综上所述，本发明实施例获得透明胶体点胶时每个点胶过程中的点胶数据。通过对点胶数据进行分析，确定每个点胶数据的点胶质量评价。根据点胶质量评价和点胶数据对每个点胶过程进行分类，获得多个点胶过程类别。根据每个点胶过程类别对应的点胶时间和点胶质量构建点胶劣化阶段曲线。通过凝胶光学隔离层空间邻域范围内的透明胶体的点胶时间获得对应的劣化值，进而调整凝胶光学隔离层点胶时的涂胶量。本发明实施例通过调整凝胶光学隔离层的涂胶量补偿了点胶异常的led芯片附近的光路，提高了led芯片阵列的质量。
[0090]
需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
[0091]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
[0092]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。