CN105390457A - 一种低成本、高可靠性csp封装体及其封装方法 - Google Patents

一种低成本、高可靠性csp封装体及其封装方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低成本、高可靠性CSP封装体，包括PI铜基板、晶片、锡膏和荧光胶体；所述PI铜基板的材料为聚酰亚胺，晶片通过锡膏与PI铜基板的底部固定连接，荧光胶体包覆在晶片的外表面。本发明还公开了一种低成本、高可靠性CSP封装方法，制得PI铜基板，采用聚酰亚胺PI作为基板的材料，在所述聚酰亚胺上溅镀上一层铜，以微影蚀刻的方式将铜线路蚀刻出来，采用电镀法在铜线路上电镀使得铜线路的厚度达到所需厚度；采用锡膏将晶片固定在基板的焊盘上，通过回流焊，使晶片和基板形成电气连接；采用压模方式将荧光胶体压覆在基板上，烘烤固化，形成一整片LED。本发明CSP封装体避免了芯片与基板直接接触；利于SMT贴片批量作业，产品良率有效提高。

Description

一种低成本、高可靠性CSP封装体及其封装方法
技术领域
本发明涉及光电技术领域，特别是一种低成本、高可靠性CSP封装体及其封装方法。
背景技术
随着电视机从2K到4K甚至8K，其清晰度越高，对光源的光通量要求就越高。提高光通量有两种方法，提高电流密度或增加器件颗数。如果增加器件颗数，要相适应增加电源和透镜，会导致总体成本大幅增加。而芯片级封装CSP（ChipScalePackage）由于能够在光通量相等的情况，减少发光面提高光密度，使得光效更高，极大地优化系统结构，降低系统成本。
目前CSP主要有两种技术路线。一是将LED晶圆金属化后，经划片制作倒装LED芯片，然后把倒装LED芯片的正上方和四个侧面使用荧光层材料包覆而达到封装的目的，可直接给下游客户应用。但是这种工艺的CSP对SMT贴片的精度要求较高，易造成CSP的旋转或翘起；而且由于芯片与PCB的热膨胀系数差异较大，由此所产生的应力将直接影响CSP的信赖性，因此此种工艺方法的CSP可靠性不高，不利于批量生产。另一种工艺方法先将LED晶圆划片，然后将倒装芯片贴装到已制作有电路的基板材料上，再进行其他封装工艺，最后划片、裂片得到CSP颗粒。但是目前市场上多采用倒装芯片贴装在陶瓷基板上的方式来实现。但是陶瓷基板的价格昂贵，且材质较脆，不利于批量生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种低成本、高可靠性CSP封装体及其封装方法，本发明的导热效率大大提高，有效降低了热阻且成本低。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
根据本发明提出的一种低成本、高可靠性CSP封装体，包括PI铜基板、晶片、锡膏和荧光胶体；所述PI铜基板的材料为聚酰亚胺，晶片通过锡膏与PI铜基板的底部固定连接，荧光胶体包覆在晶片的外表面。
作为本发明所述的一种低成本、高可靠性CSP封装体进一步优化方案，所述PI铜基板的厚度为0.15mm。
作为本发明所述的一种低成本、高可靠性CSP封装体进一步优化方案，所述晶片为蓝色晶片，蓝色晶片的激发波长为450-455nm。
作为本发明所述的一种低成本、高可靠性CSP封装体进一步优化方案，所述荧光胶体包括胶粘剂和黄色荧光粉。
作为本发明所述的一种低成本、高可靠性CSP封装体进一步优化方案，所述黄色荧光粉的峰值波长为560-565nm。
作为本发明所述的一种低成本、高可靠性CSP封装体进一步优化方案，所述胶粘剂为环氧树脂或者硅胶，或者环氧树脂与硅胶的混合物。
一种低成本、高可靠性CSP封装方法，包括如下步骤：
步骤一、制得PI铜基板，具体如下：采用聚酰亚胺PI作为基板的材料，在所述聚酰亚胺上溅镀上一层铜，以微影蚀刻的方式将铜线路蚀刻出来，采用电镀法在铜线路上电镀使得铜线路的厚度达到所需厚度；
步骤二、采用锡膏将晶片固定在基板的焊盘上，通过回流焊，使晶片和基板形成电气连接；
步骤三、采用压模方式将荧光胶体压覆在基板上，烘烤固化，形成一整片LED；
步骤四、采用切割机将整片LED切割成若干CSP颗粒。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
（1）本发明CSP封装体采用特殊结构设计的PI铜基板，PI铜基板厚度约0.15mm左右，顺应了电子器件薄型化的发展需求；成本价格明显低于陶瓷基板，降低了整个产品成本；此外该基板直接通过铜进行热的传导，铜的导热率为380W/(m.K)，导热效率大大提高，有效降低了热阻，延长了使用寿命；
（2）本发明CSP封装体避免了芯片与PCB直接接触，信赖度得到提升；
（3）本发明CSP封装体利于SMT贴片批量作业，产品良率提高；
（4）本发明CSP封装体，发光角度约150°左右，相比传统LED光源器件，本发明封装体为二次配光释放了足够的空间进行二次光学设计。
附图说明
图1是本发明LED基板。
图2是本发明CSP结构示意图。
图中的附图标记解释为：1-铜导热片，2-PI基材，3-基板，4-晶片，5-锡膏，6-荧光胶体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明LED基板如图1所示，具体包括铜导热片1、PI基材2。本发明CSP结构示意图如图2所示，具体包括基板3、晶片4、锡膏5、荧光胶体6。一种低成本、高可靠性CSP封装体，包括PI铜基板、晶片、锡膏和荧光胶体；所述PI铜基板的材料为聚酰亚胺，晶片通过锡膏与PI铜基板的底部固定连接，荧光胶体包覆在晶片的外表面。
制得本发明PI铜基板，基板厚度约0.15mm，顺应了电子器件薄型化的发展需求；此外本发明采用的基板通过底部的铜片进行热的传导，有效降低了热阻。
所述晶片为蓝色晶片，蓝色晶片的激发波长为450-455nm。
所述荧光胶体包括胶粘剂和黄色荧光粉。
所述黄色荧光粉的峰值波长为560-565nm。
所述胶粘剂为环氧树脂或者硅胶，或者环氧树脂与硅胶的混合物。
一种低成本、高可靠性CSP封装方法，包括如下步骤：
步骤一、制得PI铜基板，具体如下：采用聚酰亚胺PI作为基板的材料，在所述聚酰亚胺上溅镀上一层铜，以微影蚀刻的方式将铜线路蚀刻出来，采用电镀法在铜线路上电镀使得铜线路的厚度达到所需厚度；
步骤二、采用锡膏将晶片固定在基板的焊盘上，通过回流焊，使晶片和基板形成电气连接；
步骤三、采用压模方式将荧光胶体压覆在基板上，烘烤固化，形成一整片LED；
步骤四、采用切割机将整片LED切割成若干CSP颗粒。
通过测试、编带机对CSP颗粒进行测试、编带、入库。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种低成本、高可靠性CSP封装体，其特征在于，包括PI铜基板、晶片、锡膏和荧光胶体；所述PI铜基板的材料为聚酰亚胺，晶片通过锡膏与PI铜基板的底部固定连接，荧光胶体包覆在晶片的外表面。
2.如权利要求1所述的一种低成本、高可靠性CSP封装体，其特征在于，所述PI铜基板的厚度为0.15mm。
3.如权利要求1所述的一种低成本、高可靠性CSP封装体，其特征在于，所述晶片为蓝色晶片，蓝色晶片的激发波长为450-455nm。
4.如权利要求1所述的一种低成本、高可靠性CSP封装体，其特征在于，所述荧光胶体包括胶粘剂和黄色荧光粉。
5.如权利要求4所述的一种低成本、高可靠性CSP封装体，其特征在于，所述黄色荧光粉的峰值波长为560-565nm。
6.如权利要求4所述的一种低成本、高可靠性CSP封装体，其特征在于，所述胶粘剂为环氧树脂或者硅胶，或者环氧树脂与硅胶的混合物。
7.一种低成本、高可靠性CSP封装方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、制得PI铜基板，具体如下：采用聚酰亚胺PI作为基板的材料，在所述聚酰亚胺上溅镀上一层铜，以微影蚀刻的方式将铜线路蚀刻出来，采用电镀法在铜线路上电镀使得铜线路的厚度达到所需厚度；
步骤二、采用锡膏将晶片固定在基板的焊盘上，通过回流焊，使晶片和基板形成电气连接；
步骤三、采用压模方式将荧光胶体压覆在基板上，烘烤固化，形成一整片LED；
步骤四、采用切割机将整片LED切割成若干CSP颗粒。
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