CN103824904A - Led封装基板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED封装基板的制造方法,其包括以下步骤:(a)、在基板上形成多个导通孔;(b)、仅在基板的正面上及导通孔内镀上一层铜层;(c)、将所述基板的正面朝下,并且从背面方向向导通孔内填入绝缘的填充物;(d)、将导通孔内凸出正面的那部分填充物磨平;(e)、仅在背面上镀上一层铜层;(f)、对正面和背面均依次进行覆盖干膜、曝光、显影及蚀刻线路;(g)、在正面和背面上均依次镀上镍层和金层。采用本发明的方法所制造出来的基板有利于背面锡膏沉积,具有焊接牢固、避免连锡等优点,有利于实现高对比度、高清晰度且体积小型化的全彩表面贴装器件。
Description
技术领域
本发明涉及LED技术领域,更具体地涉及一种LED封装基板的制造方法。
背景技术
近年来,LED显示屏依靠其独特的低价、低耗、高亮度、长寿命等优越性一直在平板显示领域扮演着重要的角色,并且在今后相当长的一段时期内还有相当大的发展空间。LED显示屏具有高亮度、可拼接使用、方便灵活、高效低耗等优点,使得它在大面积显示,特别是在体育、金融、展览、交通等领域的应用相当广泛。在室内市场,小间距LED显示产品对传统的电视墙、背投产品的替代有很大的市场空间。随着密度的不断提高,LED显示屏的市场也越来越宽。目前来看,在电视台、高端会议室、高端消费品、模拟仿真等场所,小间距产品已经表现出强劲的竞争力。
QFN(Quad Flat No-lead Package,方形扁平无引脚封装)技术是实现全彩表面贴装器件(SMD)尺寸小型化、体积小型化的重要手段之一。基于该封装技术可生产出高对比度、高清晰度且体积小型化的全彩表面贴装器件以满足市场需求。现有技术中,通常采用如下方式来制造上述全彩表面贴装器件的封装基板:首先,在基板上钻孔;接着,在基板的正背面上及孔内同时电镀金属层;将基板的正面朝上向孔内填满绝缘的填充物;将孔内的填充物凸出基板背面的那部分磨平;正反两面进行覆盖干膜、曝光、显影及蚀刻线路;在正面和背面先镀上镍层再镀上金层;最后在基板的背面刷上极性标识。基于该方法所制成的封装基板虽然可满足QFN的基本要求,但是由于孔内填充物与正面及背面金属表面相平,在后续回流焊焊接过程中,容易出现焊接不牢固、侧面露出锡膏、相邻模组出现连锡短路等情况,从而影响基板的使用性能且不利于器件的尺寸小型化设计。
鉴于此,有必要提供一种可解决上述缺陷的LED封装基板的制造方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有高对比度、高清晰度且体积小型化的LED封装基板的制造方法以满足市场需求。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:提供一种LED封装基板的制造方法,其包括以下步骤:(a)、在基板上形成多个导通孔;(b)、仅在所述基板的正面上及导通孔内镀上一层铜层;(c)、将所述基板的正面朝下,并且从背面方向向导通孔内填入绝缘的填充物;(d)、将所述导通孔内凸出基板正面的那部分填充物磨平;(e)、仅在所述基板的背面上镀上一层铜层;(f)、对所述基板的正面和背面均依次进行覆盖干膜、曝光、显影及蚀刻线路;以及(g)、在所述基板的正面和背面上均依次镀上镍层和金层。
优选地,所述步骤(b)包括:在所述基板的背面覆盖一层防镀膜,在正面上及导通孔内镀上铜层。
优选地,所述步骤(b)中:在所述基板的背面覆盖一层防镀膜之后,通过曝光方式除去覆盖到各个通孔的那部分防镀膜而将被防镀膜覆盖的导通孔露出。
优选地,在所述步骤(c)中,填入导通孔内的填充物高度大于导通孔深度的三分之一且小于导通孔的深度。
优选地,在所述步骤(f)和(g)之间还包括以下步骤:(f1)、在所述基板的正面上、切割成多个独立器件后会出现金属裸露的边缘位置处覆盖一层防流油墨层。
优选地,所述步骤(f1)包括:在所述基板的正面上刷上多条防流油墨层,多条防流油墨层平行分布且覆盖所述导通孔内的填充物。
优选地,在所述步骤(b)和(e)中所镀铜层的厚度为400-600微英寸;在所述步骤(g)中所镀镍层的厚度为200-400微英寸,金层的厚度大于5微英寸。
优选地,在所述步骤(g)之后还包括以下步骤:(h)在基板的背面形成一极性标识。
优选地,所述步骤(h)包括:在所述基板的背面刷上若干条油墨层,多条油墨层相互垂直交错分布且使得切割后每个独立器件的背面形成了十字形油墨层,该十字形油墨层的中央形成一三角形镂空结构以作为极性标识。
优选地,所述填充物为油墨或树脂;所述基板为全黑FR-4BT树脂基覆铜板。
与现有技术相比,本发明所提供的LED封装基板的制造方法颠覆传统做法,导通孔内填充物的是从基板背面方向填入,而且基板的背面不与正面同时镀上金属层,而是在进行塞孔后才镀上金属层,从而可保证孔内靠近基板背面的位置预留有部分空间来沉积锡膏,由该方法制成的基板在进行回流焊时可实现焊接牢固、无虚焊、侧面无锡膏等良好效果,也因此不会产生锡珠反光以及减少与附近材料连锡的可能性,有利于实现高对比度、高清晰度且体积小型化的全彩表面贴装器件,从而使得显示屏的间距可以做得更小,显示效果更好。
通过以下的描述并结合附图,本发明将变得更加清晰,这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1为本发明LED封装基板的制造方法一实施例的流程图。
图2为采用图1所示制造方法在基板上形成导通孔后的结构示意图。
图3为图1所示制造方法中基板的结构变化示意图。
图4为形成防流油墨层之前的基板正面示意图。
图5为形成防流油墨层之后的基板正面示意图。
图6为采用图1所示制造方法所制成的基板的剖面示意图。
图7为图6所示基板中A部分的放大图。
图8为形成有极性标志的基板背面示意图。
图9为图8所示基板中一个单元器件的背面示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然,以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参照图1至图9,本实施例的LED封装基板的制造方法主要通过以下方式来实现:
首先,在基板11上形成多个导通孔12(步骤S1)。其中,本实施例选用全黑FR-4BT树脂基覆铜板来作为基板11,该全黑FR-4BT树脂基覆铜板是用于PCB(印制电路板)的一种特殊的高性能基板材料,具有很高的高玻璃化温度、优秀的介电性能、低热膨胀率、良好的力学特征等性能,采用该黑色基板11可避免产生反光等不良影响,增加器件的对比度。如图2所示,在上述步骤中,通过自动钻孔设备在基板11上形成矩阵式分布的多个导通孔12,相邻导通孔12之间的间距可根据SMD器件的实际尺寸需求来进行设置的(相邻导通孔12之间的间距为单个矩形SMD器件基板的边长)。
在基板11的正面上及导通孔12内镀上一层铜层13a(步骤S2)。本实施例中上述步骤可通过以下方式来实现:如图3所示,首先在基板11的背面贴上一层防镀膜14b,然后通过曝光的方式除去覆盖到各个导通孔12的那部分防镀膜而将导通孔12从基板11的背面露出,最后顺利地在基板11的正面上及导通孔12内镀上铜层13a。可理解地,在上述过程中,也可不进行曝光操作,在保留完整的防镀膜14b的情况下进行镀铜层13a的操作。
将基板11的正面朝下,并且从背面方向向导通孔12内填入绝缘的填充物15(步骤S3)。此处塞孔的目的是为了在后续生产工艺中进行封正面环氧树脂胶体时,不产生溢胶而流向背面焊盘,其中的填充物15选择油墨或树脂以提供良好绝缘效果且节约成本。在该步骤中选择从背面方向填充,可保障导通孔12内靠近基板11正面的位置填满油墨或树脂,且可在其靠近背面的地方预留空间18以便于在后续回流焊焊接过程中有利于锡膏沉积此处。优选地,填入导通孔12内的填充物15高度大于导通孔12深度的三分之一且小于导通孔12的深度,最佳选择导通孔12深度的二分之一。
将导通孔12内凸出基板11正面的那部分填充物15磨平(步骤S4)。在上述步骤S3中,由于重力的作用,填充物15在导通孔12内形成内凹结构且其底部从基板11的正面凸出来,因此,需要除去凸出基板11正面的那部分填充物15,使其与基板11的正面持平。
在基板11的背面上镀上一层铜层13b(步骤S5)。在电镀前首先在基板11正面的铜层13a上贴上一层防镀膜14a以防止其正面也被电镀上。上述背面镀层的操作是在导通孔12填入填充物15后才进行的,此设计可确保导通孔12内的填充物15至少是低于背面的铜层13b,使得在步骤S3中尽管是将导通孔12内填满填充物15也可保证基板11的背面存在沉积锡膏的空间,避免出现焊接不稳、连锡短路等问题。
对基板11的正面和背面均依次进行覆盖干膜、曝光、显影及蚀刻线路(步骤S6)。如图3所示,该步骤是为了在基板11的正面及背面形成相应的焊盘线路,其具体实现方式为本领域技术人员所熟知,在此不再赘述。
在基板11的正面上、切割成多个独立器件后会出现金属裸露的边缘位置处覆盖一层防流油墨层16(步骤S7)。具体地,如图4和图5所示,由于生产工艺的需要,每个单元器件在基板11上的线路布局是一样的,当产品成型后需要沿着多条相互平行的横向切割道17a及多条相互平行的纵向切割道17b进行交错切割而形成多个单元器件。沿着纵向切割道17b进行切割后,基板11的纵向边缘将裸露出金属层,因此,上述步骤中是沿着纵向切割线17b在基板11的正面刷上多条防流油墨层16,多条防流油墨层16平行分布且覆盖基板11的纵向边缘和导通孔12内的填充物15。总而言之,防流油墨层16是为了防止水汽入浸而设置的,单元器件的基板11四周只要有金属裸露就需要覆盖油墨层。实际操作时,防流油墨层16的走向最好是与正面封装环氧树脂胶时模具内胶道的流向平行。因为在封装胶体时,胶体流向是有方向要求的,当基板11的表面线路出现拐角时,胶体流向这些地方时就会有气泡产生,而气泡会使得光产生散射和折射且出现胶体内部结构不牢固等系列问题。由于基板11表面覆盖的防流油墨层16会比原来的金属表面高出一部分,其衔接处会有一个很高的台阶,若正面封装胶体从垂直于防流油墨层16的方向流入,则上述拐角处就没有办法流入胶体,从而残留空气而产生汽泡。
在基板11的正面和背面上均依次镀上镍层和金层(步骤S8)。经该电镀步骤后,基板11上的线路由内到外依次为铜层、镍层和金层。为了实现更好的导电性能并节约成本,本制造方法中所镀金属层均采用如下较优的厚度范围:在步骤S2和步骤S5所镀铜层的厚度为400-600微英寸,而在上述步骤S8中所镀镍层的厚度为200-400微英寸,金层的厚度大于5微英寸,而在本实施例中,铜层的厚度为500微英寸,镍层的厚度为300微英寸,而金层的厚度为5微英寸。
最后,在基板11的背面上形成一极性标识(步骤S9)。具体地,如图8和图9所示,在所述基板11的背面刷上若干条油墨层19,多条油墨层19相互垂直交错分布且使得切割后每个独立器件的背面形成了十字形油墨层19,该十字形油墨层的中央形成一三角形镂空结构19a以作为极性标识。
如上所述,本发明所提供的LED封装基板的制造方法颠覆传统做法,导通孔内填充物的是从基板背面方向填入,而且基板的背面不与正面同时镀上金属层,而是在进行塞孔后才镀上金属层,从而可保证孔内靠近基板背面的位置预留有部分空间来沉积锡膏,由该方法制成的基板在进行回流焊时可实现焊接牢固、无虚焊、侧面无锡膏等良好效果,也因此不会产生锡珠反光以及减少与附近材料连锡的可能性,有利于实现高对比度、高清晰度且体积小型化的全彩表面贴装器件,从而使得显示屏的间距可以做得更小,显示效果更好。
以上结合最佳实施例对本发明进行了描述,但本发明并不局限于以上揭示的实施例,而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。
Claims (10)
1.一种LED封装基板的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:
(a)、在基板上形成多个导通孔;
(b)、仅在所述基板的正面上及导通孔内镀上一层铜层;
(c)、将所述基板的正面朝下,并且从背面方向向导通孔内填入绝缘的填充物;
(d)、将所述导通孔内凸出基板正面的那部分填充物磨平;
(e)、仅在所述基板的背面上镀上一层铜层;
(f)、对所述基板的正面和背面均依次进行覆盖干膜、曝光、显影及蚀刻线路;以及
(g)、在所述基板的正面和背面上均依次镀上镍层和金层。
2.如权利要求1所述的LED封装基板的制造方法,其特征在于,所述步骤(b)包括:在所述基板的背面覆盖一层防镀膜,在正面上及导通孔内镀上铜层。
3.如权利要求2所述的LED封装基板的制造方法,其特征在于,所述步骤(b)中:在所述基板的背面覆盖一层防镀膜之后,通过曝光方式除去覆盖到各个通孔的那部分防镀膜而将被防镀膜覆盖的导通孔露出。
4.如权利要求1所述的LED封装基板的制造方法,其特征在于:在所述步骤(c)中,填入导通孔内的填充物高度大于导通孔深度的三分之一且小于导通孔的深度。
5.如权利要求1所述的LED封装基板的制造方法,其特征在于,在所述步骤(f)和(g)之间还包括以下步骤:
(f1)、在所述基板的正面上、切割成多个独立器件后会出现金属裸露的边缘位置处覆盖一层防流油墨层。
6.如权利要求5所述的LED封装基板的制造方法,其特征在于,所述步骤(f1)包括:在所述基板的正面上刷上多条防流油墨层,多条防流油墨层平行分布且覆盖所述导通孔内的填充物。
7.如权利要求1所述的LED封装基板的制造方法,其特征在于:在所述步骤(b)和(e)中所镀铜层的厚度为400-600微英寸;在所述步骤(g)中所镀镍层的厚度为200-400微英寸,金层的厚度大于5微英寸。
8.如权利要求1所述的LED封装基板的制造方法,其特征在于,在所述步骤(g)之后还包括以下步骤:
(h)在基板的背面形成一极性标识。
9.如权利要求8所述的LED封装基板的制造方法,其特征在于,所述步骤(h)包括:在所述基板的背面刷上若干条油墨层,多条油墨层相互垂直交错分布且使得切割后每个独立器件的背面形成了十字形油墨层,该十字形油墨层的中央形成一三角形镂空结构以作为极性标识。
10.如权利要求1-9任一项所述的LED封装基板的制造方法,其特征在于:所述基板为全黑FR-4BT树脂基覆铜板;所述填充物为油墨或树脂。
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