CN102130240B - 金属支架式led芯片封装工艺 - Google Patents

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Abstract

金属支架式LED芯片封装工艺，包括对金属支架（8）的功能区的绝缘层（7）进行表面粗糙化处理、对绝缘层（7）和金属支架进行碗杯挖割处理以形成支架碗杯、对支架碗杯以及导电介质（6）的未覆盖油墨层（5）的部分进行反光层制作以及通过模具将二次配光透镜（1）一次成型在金属支架表面等。本发明的金属支架式LED芯片封装工艺使得二次配光透镜在金属支架上一次成型，将LED产品的出光效率提高了10%~20%，金属支架由于增加了反光层，其有利于降低LED产品的热阻；该封装工艺能够高效地封装LED芯片，其不但大大降低了封装过程对材料的要求，而且使得封装工艺更为简化，在直接节约成本的同时也有利于LED灯具的推广应用。

Description

金属支架式LED芯片封装工艺
技术领域
本发明涉及一种LED芯片封装工艺，具体地，涉及到一种金属支架式LED芯片封装工艺。
背景技术
LED作为一种新型光源，与传统光源相比，其具有众多优点，例如长寿、节能、低压、体积小、无污染等。但是，从目前的技术水平来看，通过COB工艺（即板上芯片封装工艺或芯片板上封装工艺）封装的单颗LED的光通量最高也就在100lm/w左右，要想制造出能与传统封装LED光通量相媲美的芯片封装的 LED，那就需要在COB支架和二次光学处理上进行优化，以期最终达到理想的技术效果。总体而言，现有技术中通用的COB工艺存在两大缺陷：
第一，热阻高。由于通过现有的COB工艺封装的LED产品多数是直接在附有绝缘层的支架上进行封装的，而绝缘与导热是两矛盾体，绝缘好则散热差；有一些厂家虽然在COB工艺中使用了金属支架杯碗，但没有进行相关的配套处理，因此优质的固晶材料同样没法使用，目前还没有人能将COB封装产品的热阻做的比传统封装产品低，所以LED产品的亮度也不如传统封装产品；
第二，光萃取效率低（即将LED芯片发出的光萃取出来的比率）。由于现有的金属支架式COB封装产品都是通过简单固晶、焊线、涂荧光粉、点硅胶等几个主要步骤来完成封装，因此这些产品的共性是出光效率低。
鉴于现有技术COB工艺的上述缺点，需要设计一种新型的LED芯片封装工艺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种金属支架式LED芯片封装工艺，以克服现有技术的不足，该LED芯片封装工艺稳定可靠，能够使得生产的LED产品在具有良好绝缘性，并且热阻低、出光效率高。
上述技术问题通过如下技术方案解决：金属支架式LED芯片封装工艺，依次包括如下工艺步骤：第一，对金属支架进行防氧化处理；第二，对所述金属支架进行绝缘处理，以在该金属支架上形成绝缘层；第三，在所述绝缘层的表面上布置导电介质，将该导电介质在所述金属支架的非功能区刻蚀成需要形状的非功能区导电电路，并在所述金属支架的功能区刻蚀成具有所需接触面积和粗糙度的功能区导电电路；第四，对所述金属支架的功能区的绝缘层进行表面粗糙化处理；第五，对应于所述金属支架的非功能区进行油墨覆盖处理以形成油墨层，使得该油墨层整体厚度比所述导电介质高0.05mm以上；第六，对应于所述金属支架的功能区对所述绝缘层和金属支架进行碗杯挖割处理以形成支架碗杯，并使得该支架碗杯的侧围面具有需要的倾斜角度，该支架碗杯的底部水平；第七，对所述支架碗杯以及所述导电介质的未覆盖所述油墨层的部分进行反光层制作；第八，在对应于所述支架碗杯的位置将LED芯片通过固晶或共晶材料与所述金属支架粘合；第九，通过金线将所述LED芯片与所述导电介质的功能区导电电路连通；第十，将荧光粉层覆盖在所述LED芯片表面上并进行固化或固定处理，以得到所需的LED光色；第十一，通过模具将二次配光透镜一次成型在所述金属支架表面，并使得该二次配光透镜罩盖所述LED芯片。
与上述技术方案相似，本发明还提供一种上述技术方案的变型方案：金属支架式LED芯片封装工艺，依次包括如下工艺步骤：第一，对金属支架进行防氧化处理；第二，对所述金属支架进行绝缘处理，以在该金属支架上形成绝缘层；第三，在所述绝缘层的表面上布置导电介质，将该导电介质在所述金属支架的非功能区刻蚀成需要形状的非功能区导电电路，并在所述金属支架的功能区刻蚀成具有所需接触面积和粗糙度的功能区导电电路；第四，对所述金属支架的功能区的绝缘层进行表面粗糙化处理，并使得该金属支架的待与LED芯片粘合的固晶区裸露金属；第五，对应于所述金属支架的非功能区进行油墨覆盖处理以形成油墨层，并在所述金属支架的功能区对所述金属支架固晶区的裸露金属进行碗杯挖割处理，以形成支架碗杯，并使得该支架碗杯的侧围面具有需要的倾斜角度，该支架碗杯的底部水平；第六，对所述支架碗杯以及所述导电介质的未覆盖所述油墨层的部分进行反光层制作；第七，在对应于所述支架碗杯的位置将所述LED芯片通过固晶或共晶材料与所述金属支架粘合；第八，通过金线将所述LED芯片与所述导电介质的功能区导电电路连通；第九，将荧光粉层覆盖在所述LED芯片表面上并进行固化或固定处理，以得到所需的LED光色；第十，通过模具将二次配光透镜一次成型在所述金属支架表面，并使得该二次配光透镜罩盖所述LED芯片。
通过本发明的上述技术方案，所述金属支架式LED芯片封装工艺具有如下优点：第一，二次配光透镜在金属支架上一次成型，显著地提高了LED封装产品的出光效率，极大地推进了LED在室内照明方面的推广应用；第二，所述金属支架由于增加了反光层，为后续封装固晶材料的选用提供了广泛的选择，其有利于降低LED产品的热阻，保障了产品的稳定性；第三，对金属支架的绝缘层的表面粗糙化处理，为后续封装做二次配光和光萃取提供了良好的平台，其能够广泛适用于大、中、小各种封装厂家，既适合于大企业中的机械化自动封装，也适合于小企业的手工模条封装，具有普遍的工艺适用性；第四，金属支架式LED芯片封装工艺能够高效地封装LED芯片，其不但大大降低了封装过程对材料的要求，而且使得封装工艺更为简化，直接节约成本的同时也有利于LED灯具在市场上的推广应用。
附图说明
图1是通过本发明的金属支架式LED芯片封装工艺生产的LED产品的结构示意图；
图2是体现本发明金属支架式LED芯片封装工艺的工艺步骤的分解结构示意图；
图中：1二次配光透镜；2荧光粉层；3金线；4 LED芯片；5油墨层；6导电介质；7绝缘层；8金属支架。
具体实施方式
以下结合附图描述本发明金属支架式LED芯片封装工艺的具体实施方式。
参见图1所示，通过本发明金属支架式LED芯片封装工艺生产的LED产品主要包括金属支架8、绝缘层7、导电介质6、油墨层5、LED芯片4、金线3、荧光粉层2和二次配光透镜1。
下面参照图2说明图1所示LED产品的生产工艺，即本发明的金属支架式LED芯片封装工艺。
本发明的金属支架式LED芯片封装工艺的第一实施方式依次包括如下工艺步骤：
第一，对金属支架8进行防氧化处理；
第二，对所述金属支架8进行绝缘处理，以在该金属支架8上形成绝缘层7；
第三，在所述绝缘层7的表面上布置导电介质6（例如铜箔），将该导电介质6在所述金属支架8的非功能区刻蚀成需要形状的非功能区导电电路，并在所述金属支架8的功能区刻蚀成具有所需接触面积和粗糙度的功能区导电电路；
第四，对所述金属支架8的功能区的绝缘层7进行表面粗糙化处理；
第五，对应于所述金属支架8的非功能区进行油墨覆盖处理以形成油墨层5，使得该油墨层5整体厚度比所述导电介质6高0.05mm以上；
第六，对应于所述金属支架8的功能区对所述绝缘层7和金属支架8进行碗杯挖割处理以形成支架碗杯，并使得该支架碗杯的侧围面具有需要的倾斜角度，该支架碗杯的底部水平；
第七，对所述支架碗杯以及所述导电介质6的未覆盖所述油墨层5的部分进行反光层制作；
第八，在对应于所述支架碗杯的位置将LED芯片4通过固晶或共晶材料与所述金属支架8粘合；
第九，通过金线3将所述LED芯片4与所述导电介质6的功能区导电电路连通；
第十，将荧光粉层2覆盖在所述LED芯片4表面上并进行固化或固定处理，以得到所需的LED光色；
第十一，通过模具将二次配光透镜1一次成型在所述金属支架8表面，并使得该二次配光透镜1罩盖所述LED芯片4，从而得到需要的产品。
本发明的金属支架式LED芯片封装工艺的第二实施方式依次包括如下工艺步骤：
第一，对金属支架8进行防氧化处理；
第二，对所述金属支架8进行绝缘处理，以在该金属支架8上形成绝缘层7；
第三，在所述绝缘层7的表面上布置导电介质6（例如铜箔），将该导电介质6在所述金属支架8的非功能区刻蚀成需要形状的非功能区导电电路，并在所述金属支架8的功能区刻蚀成具有所需接触面积和粗糙度的功能区导电电路；
第四，对所述金属支架8的功能区的绝缘层7进行表面粗糙化处理，并使得该金属支架8的待与LED芯片4粘合的固晶区裸露金属；
第五，对应于所述金属支架8的非功能区进行油墨覆盖处理以形成油墨层5，并在所述金属支架8的功能区对所述金属支架8固晶区的裸露金属进行碗杯挖割处理，以形成支架碗杯，并使得该支架碗杯的侧围面具有需要的倾斜角度，该支架碗杯的底部水平；
第六，对所述支架碗杯以及所述导电介质6的未覆盖所述油墨层5的部分进行反光层制作；
第七，在对应于所述支架碗杯的位置将LED芯片4通过固晶或共晶材料与所述金属支架8粘合；
第八，通过金线3将所述LED芯片4与所述导电介质6的功能区导电电路连通；
第九，将荧光粉层2覆盖在所述LED芯片4表面上并进行固化或固定处理，以得到所需的LED光色；
第十，通过模具将二次配光透镜1一次成型在所述金属支架8表面，并使得该二次配光透镜1罩盖所述LED芯片4，从而得到需要的产品。
本发明的金属支架式LED芯片封装工艺主要有以下几个方面的优点：第一，二次配光透镜在金属支架8上一次成型，显著地提高了LED封装产品的出光效率（实际使用证实对不同的LED产品一般提高10%~20%），极大地推进了LED在室内照明方面的推广应用；第二，所述金属支架由于增加了反光层，为后续封装固晶材料的选用提供了广泛的选择，其有利于降低LED产品的热阻，保障了产品的稳定性；第三，对金属支架的绝缘层的表面粗糙化处理，为后续封装做二次配光和光萃取提供了良好的平台，其能够广泛适用于大、中、小各种封装厂家，既适合于大企业中的机械化自动封装，也适合于小企业的手工模条封装，具有普遍的工艺适用性；第四，金属支架式LED芯片封装工艺能够高效地封装LED芯片，其不但大大降低了封装过程对材料的要求，而且使得封装工艺更为简化，直接节约成本的同时也有利于LED灯具在市场上的推广应用。
在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，可以通过任何合适的方式进行任意组合，其同样落入本发明所公开的范围之内。同时，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。此外，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。本发明的保护范围由权利要求限定。

Claims (2)

1.金属支架式LED芯片封装工艺，其特征是，依次包括如下工艺步骤：
第一，对金属支架(8)进行防氧化处理；
第二，对所述金属支架进行绝缘处理，以在该金属支架上形成绝缘层(7)；
第三，在所述绝缘层的表面上布置导电介质(6)，将该导电介质在所述金属支架(8)的非功能区刻蚀成需要形状的非功能区导电电路，并在所述金属支架的功能区刻蚀成具有所需接触面积和粗糙度的功能区导电电路；
第四，对所述金属支架的功能区的绝缘层(7)进行表面粗糙化处理；
第五，对应于所述金属支架的非功能区进行油墨覆盖处理以形成油墨层(5)，使得该油墨层整体厚度比所述导电介质(6)大0.05mm以上；
第六，对应于所述金属支架(8)的功能区对所述绝缘层(7)和金属支架(8)进行碗杯挖割处理以形成支架碗杯，并使得该支架碗杯的侧围面具有需要的倾斜角度，该支架碗杯的底部水平；
第七，对所述支架碗杯以及所述导电介质(6)的未覆盖所述油墨层(5)的部分进行反光层制作；
第八，在对应于所述支架碗杯的位置将LED芯片(4)通过固晶或共晶材料与所述金属支架(8)粘合；
第九，通过金线(3)将所述LED芯片与所述导电介质(6)的功能区导电电路连通；
第十，将荧光粉层(2)覆盖在所述LED芯片表面上并进行固化或固定处理，以得到所需的LED光色；
第十一，通过模具将二次配光透镜(1)一次成型在所述金属支架表面，并使得该二次配光透镜罩盖所述LED芯片(4)。
2.根据权利要求1所述的金属支架式LED芯片封装工艺，其特征是，步骤第四所述表面粗糙化处理，使得该金属支架的待与LED芯片(4)粘合的固晶区裸露金属。
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