CN104538530A - 发光二极管封装件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发光二极管封装件，包括：芯片，在芯片上固定设置有延伸电极，延伸电极包括主电极和与主电极相连的电极延伸端，与芯片相对设置的基板，在基板上固定设置有防偏焊盘，防偏焊盘能容纳主电极并能延伸以容纳至少部分电极延伸端，其中，延伸电极和防偏焊盘能焊接在一起以实现芯片与基板的电连接，在焊接过程中，延伸电极和相应的防偏焊盘能保持相对静止。本发明的发光二极管封装件能够防止芯片在倒装焊接的过程中相对于基板发生偏转或偏移。

Description

发光二极管封装件

技术领域

本发明涉及一种电子元件，特别是一种发光二极管封装件。

背景技术

二极管封装件一般包括设置有电极的芯片和设置有焊盘的基板。芯片和基板可通过倒装焊接的方式电连接在一起。为了使芯片的发光层的电流密度更均匀，芯片的发光效率更高，通常在电极上设置电极延伸端。

在现有技术中，二极管封装件的基板上多采用方形焊盘。在倒装焊接的过程中，电极延伸端会在液态焊料的表面张力的作用下向方形焊盘的边角处偏转，以保证电极延伸端尽可能容纳在焊盘中。但是在电极延伸端相对于焊盘的偏转过程中，设置于芯片上的其他电极容易在该电极偏转的带动下偏离甚至脱离焊盘。尤其是在焊接的过程中，不同的焊盘上的焊料很难保证同时熔化，一般都会有延迟时间。从而已经熔化的焊料会带动该处的电极延伸端偏转，而焊料未融化处的电极及其延伸端因不受液态焊料的表面张力的平衡，从而导致芯片更容易相对于基板偏转甚至偏移，进而导致电极及其延伸端不能与焊盘正常连接。这会导致芯片与基板不能正常电连接，进而极大地影响了生产发光二极管封装件的产品合格率。

因此，需要一种在倒装焊接时防止芯片相对于基板偏转的发光二极管封装件。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种发光二极管封装件，通过该发光二极管封装件能实现在倒装焊接时，防止芯片相对于基板偏转。

本发明提出了一种发光二极管封装件，包括：芯片，在芯片上固定设置有延伸电极，延伸电极包括主电极和与主电极相连的电极延伸端，与芯片相对设置的基板，在基板上固定设置有防偏焊盘，防偏焊盘能容纳主电极并能延伸以容纳至少部分电极延伸端，其中，延伸电极和防偏焊盘能焊接在一起以实现芯片与基板的电连接，在回流焊接过程中，延伸电极和相应的防偏焊盘能保持相对静止。

通过本发明提出的发光二极管封装件，基板与芯片相对设置，固定在基板上的防偏焊盘与固定在芯片上的延伸电极相对，并且防偏焊盘能容纳主电极。另外，防偏焊盘能延伸以容纳至少部分从主电机向芯片的其他部分延伸的电极延伸端。在焊接时，在防偏焊盘上设置焊料，焊料能覆盖整个防偏焊盘，当防偏焊盘上的焊料熔化时，延伸电极的主电极与至少部分电极延伸端能通过熔化的焊料与防偏焊盘相连。当焊料凝固后，防偏焊盘与延伸电极固定式电连接。由于延伸电极和相应的防偏焊盘能保持相对静止，因此相对于现有技术来说，本发明的发光二极管封装件能够在倒装焊接的过程中，防止与延伸电极固定连接的芯片相对于与防偏焊盘固定连接的基板发生偏转。这里应理解地是，这里的电极延伸端不发生偏转，是在焊接过程不受到外界干扰的条件下实现的。

在一个实施例中，防偏焊盘具有能与电极延伸端或电极延伸端背向主电极的延长线相交的圆弧边段。当防偏焊盘容纳部分电极延伸端时，圆弧边段与电极延伸端相交，即电极延伸端能穿过防偏焊盘的圆弧边段。当防偏焊盘容纳整个电极延伸端时，圆弧边段与电极延伸端背向主电极的延长线相交，即背向主电极延长后的电极延伸端能穿过防偏焊盘的圆弧边段。由于在倒装焊接时，夹在芯片和基板之间的焊料融化后，液态焊料的张力会导致其承载的电极延伸端朝向最近的非弧形边缘进行偏转，因此圆弧边段的设置使得电极延伸端无论朝哪个方向偏转，电极延伸端被焊盘容纳的长度和面积均不会发生改变，因而电极延伸端不会在张力的作用下相对于防偏焊盘发生偏转，这样就避免了主电极在电极延伸端的带动下偏离甚至脱离焊盘，从而能有效防止与延伸电极固定的芯片相对于与防偏焊盘固定的基板相对运动。对于多个焊盘上的焊料不同时熔化的情况来说，亦是如此。这样能保证芯片能按预先与防偏焊盘对准的那样与基板焊接在一起，从而保证了芯片与基板之间的电连接，进而保证了发光二极管封装件的产品合格率，极大地提高了生产效率，减少了生产成本。

在一个实施例中，防偏焊盘还具有第一侧边和第二侧边，圆弧边段夹在第一侧边和第二侧边之间，其中，第一侧边靠近电极延伸端，第二侧边远离电极延伸端。圆弧边段的一端与第一侧边相连，另一端与第二侧边相连。电极延伸端会在焊料的张力的作用下，朝向焊盘与电极延伸端最靠近的边角偏转或偏移，从而与电极延伸端靠近的第一侧边能保证使用者能够预测电极延伸端的偏转或偏移方向。而第二侧边远离电极延伸端，使得电极延伸端不会朝第二侧边处的边角偏转或偏移，从而降低了电极延伸端的异向游动几率。在初始状态下，电极延伸端已经靠近第一侧边，从而电极延伸端的可偏转和偏移空间较少，进而保证在焊接结束后，芯片与基板的相对位置不会发生较大的偏移，并进一步防止芯片相对于基板发生偏转。这使得芯片与基板的相对位置保持在预期的范围内，从而保证了生产出的发光二极管封装件能有效工作，并能与其他电子元器件正常装配。

在一个实施例中，第一侧边与电极延伸端平行。与电极延伸端平行的第一侧边能防止在电极延伸端偏移的过程中，主电极在电极延伸端的带动下偏移到防偏焊盘所在的范围之外。这样能保证延伸电极与防偏焊盘之间的焊接更加牢固和完整，从而保证了芯片与基板之间的电连接有效，进而保证了发光二极管封装件的产品合格率。

在一个实施例中，防偏焊盘的圆弧边段的中心角大于或等于90°并小于180°，并优选为等于90°。中心角为直角或钝角的焊盘能进一步保证在防偏焊盘的第一侧边靠近电极延伸端时，第二侧边远离电极延伸端，从而进一步降低了电极延伸端的异向游动几率，进而保证了芯片不会相对于基板产生超出预期的偏转或偏移。这进一步保证了生产出的发光二极管封装件能有效工作，并进一步保证了发光二极管封装件能与其他电子元器件正常装配。另外，优选为令圆弧边段的中心角等于90°，这样可以减小制造成本。

在一个实施例中，防偏焊盘构造为扇形。扇形的防偏焊盘是能实现防止电极延伸端向防偏焊盘的边角偏转或偏移的形状最为简化的防偏焊盘，从而能在防止芯片相对于基板偏转或偏移的同时，减小加工难度，从而能提高生产速率，并减少生产过程中的出错率，进而保证了生产出的发光二极管封装件的合格率。

在一个实施例中，在芯片上间隔开设置有成对的延伸电极，成对的延伸电极的电极延伸端相互平行，在基板上间隔开设置有与成对的延伸电极相对应的成对的防偏焊盘，成对的防偏焊盘相对设置。防偏焊盘相对设置意味着，成对的防偏焊盘的圆弧边段相对，第一侧边相对平行并且第二侧边相对平行。相对设置的防偏焊盘使得在电极延伸端朝向第一侧边的边角偏转或偏移时，与其成对的电极延伸端向与其对应的第一侧边的边角偏转或偏移，由于这两者的第一侧边是相对设置的，从而不同的电极延伸端的偏转或偏移的趋势不同，进而使得电极延伸端的偏转或偏移相互抵消，使得芯片相对于基板的偏移或偏转更小。这里应注意地是，这里所说的“相对”为大致相对，只要能实现不同的电极延伸端的偏转或偏移的趋势能相互减弱或抵消即可。

在一个实施例中，主电极的面积与防偏焊盘的面积比为大于1∶1并小于或等于1∶5。与延伸电极的主电极的面积相适宜的防偏焊盘的面积能防止在倒装焊接的过程中，主电极随着与主电极相连的电极延伸端的偏移和偏转而偏移到防偏焊盘之外，从而保证了延伸电极与防偏焊盘之间的连接完整性，进而保证了芯片与基板之间能正常电连接。此外，与延伸电极的主电极的面积相适宜的防偏焊盘的面积还能防止因防偏焊盘的面积过大导致芯片的面积增大，从而能保证封装件具有适宜的尺寸以与其他电子元器件装配，另外还减小了发光二极管封装件的制造成本。

在一个实施例中，电极延伸端容纳在防偏焊盘内的长度与电极延伸端的总长度比为大于0∶4并小于或等于1∶4。能与防偏焊盘焊接在一起的电极延伸端的长度适宜，使得延伸电极与防偏焊盘之间的连接更加牢固，从而使得发光二极管封装件的稳定性更好，发光效率更高。另外，还减少了制造发光二极管封装件使用的材料，从而减小了制造成本。

在一个实施例中，包括多个与基板相连的芯片。在一个基板上设置多个芯片，从而减少了基板的数量，进而实现发光二极管封装件的高度集成化，减少了制造成本，并增加了发光二极管封装件的有效性。

这里应理解地是，用语“平行”是指大致平行，而不是绝对平行。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：(1)基板与芯片相对设置，固定在基板上的防偏焊盘与固定在芯片上的延伸电极相对，并且防偏焊盘能容纳主电极。(2)防偏焊盘能延伸以容纳至少部分从主电机向芯片的其他部分延伸的电极延伸端。(3)在焊接时，在防偏焊盘上设置焊料，焊料能覆盖整个防偏焊盘，当防偏焊盘上的焊料熔化时，延伸电极能通过熔化的焊料与防偏焊盘相连。当焊料凝固后，防偏焊盘与延伸电极固定式电连接。(4)相对于现有技术来说，本发明的发光二极管封装件能够在倒装焊接的过程中，防止与延伸电极固定连接的芯片相对于与防偏焊盘固定连接的基板发生偏转。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1是根据本发明的发光二极管封装件的一个实施例的示意图。

图2是根据图1的实施例的优选实施例的示意图。

图3是根据本发明的发光二极管封装件的另一个实施例的示意图。

图4是根据图3的实施例的优选实施例的示意图。

图5是根据本发明的发光二极管封装件的又一个实施例的示意图。

图6是根据图5的实施例的优选实施例的示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

图1到图6显示了发光二极管封装件1(以下简称封装件1)的结构示意图。封装件1包括芯片10，在芯片10上固定设置有延伸电极，延伸电极包括主电极21和电极延伸端22。这里应理解地是，芯片10上的电极一般成对设置，并可以为多对，可以是延伸电极也可以是其他类型的电极，例如图3到图6显示的普通电极50。芯片10、延伸电极和普通电极50的结构和排布方式为本领域技术人员所熟知的内容，在此不加赘述。封装件1还包括与芯片10相对设置的基板30，基板30上固定设置有延伸电极40。另外，如图3到图6所示，普通电极50可使用与其形状相适应的普通焊盘60，一般为方形焊盘。下面将结合图1到图6对与芯片10及其上的延伸电极相对应的基板30和防偏焊盘40的结构和排布方式进行详细说明。

如图1到6所示，防偏焊盘40能容纳主电极21，还能向电极延伸端22延伸以容纳至少部分电极延伸端22。为了防止电极延伸端22发生偏转，防偏焊盘40具有圆弧边段41。当防偏焊盘40容纳全部电极延伸端22时，圆弧边段41能与电极延伸端22背向主电极21的延长线相交。当防偏焊盘40仅容纳部分电极延伸端22时，圆弧边段41能与电极延伸端22相交。芯片10和基板30通过延伸电极与防偏焊盘40之间的倒装焊接而实现电连接。焊接时，将基板10水平向上放置，在防偏焊盘40上添加与防偏焊盘40的形状相适应的焊料，再将芯片与基板相对放置在基板上，使防偏焊盘40与延伸电极相对。在焊料熔化后，液态焊料的表面张力会驱使液态焊料容纳最大的延伸电极40的面积，从而会导致容纳于防偏焊盘40上的液态焊料内的延伸电极偏转，进而使得置于基板10之上的芯片30随延伸电极的偏转而偏转。圆弧边段41的设置使得无论延伸电极朝向哪一侧偏转，容纳在防偏焊盘40内的延伸电极的面积均不会改变，从而延伸电极不会发生偏转。这样，就防止了芯片10随延伸电极的偏转而偏转或偏移，进而保证了焊接后的基板30和芯片10的相对位置在预期的范围内。本发明所用的焊料可为焊接常用的焊锡。

防偏焊盘40还具有靠近电极延伸端22的第一侧边42和远离电极延伸端22的第二侧边43，圆弧边段41夹在第一侧边42和第二侧边43之间。电极延伸端22会在液态焊料的张力的驱使下，向离电极延伸端22最近的非圆弧边角偏转或偏移。因此，设置与电极延伸端22靠近的第一侧边42和远离电极延伸端22的第二侧边43能有效控制电极延伸端22的偏转或偏移方向，使其向第一侧边42偏转或偏移。此外，由于第一侧边42与电极延伸端22距离较近，所以电极延伸端22的可移动空间较少，从而保证了芯片10与基板30的相对位置不会发生较大的改变。这样能保证生产出的封装件1的电连接状态良好，并且产品合格率高，提高了生产效率并压缩了生产成本。

第一侧边42还能优选为与电极延伸端22大致平行。与电极延伸端22大致平行的第一侧边42能防止主电极21在电极延伸端22的带动下偏移到防偏焊盘40所在的范围之外，进而能够保证延伸电极与防偏焊盘40之间的连接的完整性。这使得芯片10与基板30之间能的电连接品质良好，极大地提高了生产出的封装件1的产品合格率。

防偏焊盘的圆弧边段的中心角大于或等于90°并小于180°。在一个优选的实施例中，圆心角等于90°。这种设置能够进一步保证在防偏焊盘40的第一侧边42靠近电极延伸端22时，第二侧边43能远离电极延伸端22，保证了电极延伸端22能根据使用者的预期向第一侧边42偏转或偏移，从而保证了芯片10与基板30的相对位置关系，进一步保证了生产出的发光二极管封装件能有效工作，并进一步保证了封装件1能与其他电子元器件正常装配。此外，圆心角为90°能保证防偏焊盘40能在保证延伸电极不发生偏转或偏移的情况下，减小防偏焊盘40的面积，从而减少了生产封装件1的成本。

为了进一步减少封装件1的制造成本，能将防偏焊盘构造为扇形防偏焊盘。扇形防偏焊盘的形状简单，易于加工，从而能提高生产速率，并减少生产过程中的出错率，进而保证了生产出的封装件1的合格率。

防偏焊盘40的面积应大于主电极21的面积。在一个优选的实施例中，主电极21的面积与防偏焊盘40的面积比为大于1∶1并小于或等于1∶5。这保证了防偏焊盘40与延伸电极的主电极21的形状相适宜，从而能防止在主电极21随电极延伸端22的偏转或偏移的而偏离到防偏焊盘40的范围之外，从而能保证芯片10与基板30之间的连接完整性，进而保证了芯片与基板之间能正常电连接。此外，这种设置还防止了因防偏焊盘的面积过大导致的芯片的面积增大，从而能保证封装件具有适宜的尺寸以与其他电子元器件装配，另外还减小了发光二极管封装件的制造成本。

在一个实施例中，电极延伸端容纳在防偏焊盘内的长度与电极延伸端的总长度比为大于0∶4并小于或等于1∶4。能与防偏焊盘焊接在一起的电极延伸端的长度适宜，使得延伸电极与防偏焊盘之间的连接更加牢固，从而使得发光二极管封装件的稳定性更好，发光效率更高。另外，还减少了制造发光二极管封装件使用的材料，从而减小了制造成本。

这里应理解地是，电极延伸端容纳于防偏焊盘内的长度一方面取决于防偏焊盘的形状，另一方面取决于电极延伸端的总长度。

为了防止芯片偏移到基板之外而造成连接失效，基板的面积应大于芯片的面积。另外，这还使得基板上能设置多个芯片，从而减少了基板的数量，以实现发光二极管封装件的高度集成化。

在图1所示的实施例中，在芯片10上设置了两个延伸电极，两个延伸电极的电极延伸端22和22’相互平行。在基板30上设置了与延伸电极的形状和排布相对应多个扇形的防偏焊盘40和40’。防偏焊盘40容纳有主电极21和部分电极延伸端22，第一侧边42靠近电极延伸端22并与电极延伸端22平行，第二侧边43远离电极延伸端22，并且第一侧边42与第二侧边43之间形成钝角夹角，该钝角夹角为圆弧边段41的中心角。防偏焊盘40’容纳有主电极21’和部分电极延伸端22’，第一侧边42’靠近电极延伸端22’并与电极延伸端22’平行，第二侧边43’远离电极延伸端22’，并且第一侧边42’与第二侧边43’之间形成钝角夹角，该钝角夹角为圆弧边段41’的中心角。

防偏焊盘40和40’相对设置，即第一侧边42和42’相对平行，第二侧边43和43’相对平行，并且圆弧边段41和41’相对。在焊接的过程中，电极延伸端22具有向第一侧边42偏移的趋势，电极延伸端22’具有向第一侧边42’偏移的趋势。这两个偏移趋势的方向是相反的，从而能相互抵消，以使芯片10的偏转或偏移更小，进而进一步保证了封装件1的产品合格率。

这里应理解地是，延伸电极也可设置为多对，每一对延伸电极和与其相对应的防偏焊盘均能按如图中所示的那样设置。防偏焊盘的相对设置应理解为：当延伸电极为多个的时候，能够相互抵消或削弱偏移趋势的设置。

图2为图1的实施例的优选实施例，图2中的防偏焊盘40和40’为直角扇形的防偏焊盘。这能够减小防偏焊盘40的面积，从而能增大防偏焊盘40的有效面积占防偏焊盘40的总面积的百分比。

在图3所示的实施例中，芯片10上设置了延伸电极和普通电极50，基板30上设置了与延伸电极的形状和排布相对应的扇形的防偏焊盘40，还设置了与普通电极50的形状和排布相对应的方形的普通焊盘60。防偏焊盘40容纳主电极21和部分电极延伸端22，并且第一侧边42与电极延伸端22平行并靠近电极延伸端22，第二侧边43远离电极延伸端22，圆弧边段41的中心角为钝角。由于在焊接的过程中，不存在能抵消延伸电极的偏移趋势的结构，因此在这种情况中，一般避免第一侧边42与芯片10的边缘靠近，从而能防止芯片10移出焊盘所在的范围，进而能保证芯片10与基板30之间的相对位置在预期的范围内，以保证芯片10与基板30之间的电连接良好。

图4为图3的实施例的优选实施例，图4中的防偏焊盘40为直角扇形的防偏焊盘40。这能够减小防偏焊盘40的面积，从而能增大防偏焊盘40的有效面积占防偏焊盘40的总面积的百分比。

图5示意性地显示了封装件1的另一种实施例，其为图3的实施例的变形。图5的实施例与图3的实施例的区别在于防偏焊盘40的设置方向。由于没有能与延伸电极的偏移趋势相抵消的结构，因此只要第一侧边42与电极延伸端22平行即可，防偏焊盘40的结构也能构造为如图5所示的那样。

图6为图5的实施例的优选实施例，图6中的防偏焊盘40为直角扇形的防偏焊盘。这能够减小防偏焊盘40的面积，从而能增大防偏焊盘40的有效面积占防偏焊盘40的总面积的百分比。

这里应理解地是，当设置有多对电极和焊盘时，多对电极和焊盘可选用如图1到图6中任一实施例的设置方式。

这里应注意地是，图1到图6中的封装件1为基板30与芯片10相对设置时的示意图，因此，图中的主电极21和21’、电极延伸端22和22’、部分或者全部防偏焊盘40和40’、普通电极50和普通焊盘60均会被芯片10遮挡而不可见。这里为了易于理解，将这些结构画出。

封装件1的倒装焊接过程为：

步骤一：在基板30的防偏焊盘40上添加适应于防偏焊盘40的形状的焊料；

步骤二：将芯片10正对式置于基板30上，防偏焊盘40容纳主电极21并能延伸以容纳至少部分电极延伸端22，防偏焊盘40的圆弧边段41与电极延伸端22或电极延伸端22背向主电极21的延长线相交；

步骤三：加热焊料以使焊料熔化；

步骤四：使焊料冷却以使焊料凝固。

在不受外界干扰的情况下，封装件1的结构能够防止芯片10相对于基板30发生偏转或偏移，从而能保证芯片10和基板30之间具有良好的电连接结构，并且能保证封装件1与其他电子元器件成功装配。

另外，还应该保证在倒装焊接时，基板30为水平设置的，从而能防止在焊接的过程中，熔化的焊料流动到防偏焊盘或普通焊盘之外，进而保证了延伸电极与防偏焊盘之间的焊接品质，进而保证了芯片10与基板30之间的电连接品质良好。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种发光二极管封装件，包括：

芯片，在所述芯片上固定设置有延伸电极，所述延伸电极包括主电极和与所述主电极相连的电极延伸端，

与所述芯片相对设置的基板，在所述基板上固定设置有防偏焊盘，所述防偏焊盘能容纳所述主电极并能延伸以容纳至少部分电极延伸端，

其中，所述延伸电极和防偏焊盘能焊接在一起以实现芯片与基板的电连接，在焊接过程中，所述延伸电极和相应的防偏焊盘能保持相对静止。

2.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述防偏焊盘具有能与电极延伸端或电极延伸端背向所述主电极的延长线相交的圆弧边段。

3.根据权利要求2所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述防偏焊盘还具有第一侧边和第二侧边，所述圆弧边段夹在所述第一侧边和第二侧边之间，

其中，所述第一侧边靠近电极延伸端，所述第二侧边远离电极延伸端。

4.根据权利要求3所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述第一侧边与所述电极延伸端平行。

5.根据权利要求2到4中任一项所述的发光二极管封装件，其特征在于，防偏焊盘的圆弧边段的中心角大于或等于90°并小于180°，并优选为等于90°。

6.根据权利要求2到5中任一项所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述防偏焊盘构造为扇形。

7.根据权利要求2到6中任一项所述的发光二极管封装件，其特征在于，在所述芯片上间隔开设置有成对的延伸电极，所述成对的延伸电极的电极延伸端相互平行，

在所述基板上间隔开设置有与所述成对的延伸电极相对应的成对的防偏焊盘，所述成对的防偏焊盘相对设置。

8.根据权利要求1到7中任一项所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述主电极的面积与所述防偏焊盘的面积比为大于1∶1并小于或等于1∶5。

9.根据权利要求1到8中任一项所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述电极延伸端容纳在所述防偏焊盘内的长度与所述电极延伸端的总长度比为大于0∶4并小于或等于1∶4。

10.根据权利要求1到9中任一项所述的发光二极管封装件，其特征在于，包括多个与所述基板相连的芯片。