CN105870300A - 一种led封装结构及其封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种LED封装结构及其封装方法；LED封装结构，包括上表面设有固焊功能区和LED芯片、下表面固设有引脚的PCB基板；固焊功能区与引脚电性连接；LED芯片与固焊功能区电性连接；PCB基板包括两层重叠固定联接在一起的板材；下板材上设有第一通孔，且厚度与预留的上锡高度相同；第一通孔的内表面设有金属层；引脚与该金属层电性连接；上板材上设有第二通孔；第二通孔内装填满导电金属；固焊功能区与第二通孔内的导电金属电性连接；第二通孔内的导电金属与第一通孔的内表面的金属层电性连接。本结构，增大了焊接时的吃锡面积，提高了后续焊接的可靠性；由于预留的吃锡位置高度可控，简化了PCB基板的生产流程。
Description
技术领域
本发明涉及LED封装技术，尤其涉及一种LED封装结构及其封装方法。
背景技术
LED器件的正面焊盘用于放置芯片，背面焊盘用于上锡；正面焊盘与背面焊盘有两种连接方式：
第一种LED器件，如图1所示，通过对金属脚进行折弯形成“L”型引脚，通过“L”型引脚形成正反面的电性连接。
第二种LED器件，如图2所示，对PCB基板特定位置进行钻孔，在通孔上通过电镀、化学工艺使孔壁上形成电镀金属，通过通孔形成正反面的电性连接。为了防止LED器件封装胶水从正面溢到背面或客户使用时锡膏从背面溢到正面，一般会用填充物将通孔填充起来。此种结构的CHIP型LED器件只有背面焊盘可以吃锡，相比“L”型引脚，上锡效果差，容易造成LED器件虚焊。
在第二种LED器件中，为了解决LED器件只有背面焊盘可以吃锡，相比“L”型引脚，上锡效果差，容易造成LED器件虚焊的问题，如图3所示，专利申请号为CN20151049071.1、名称为LED封装结构及其封装方法的发明专利，虽然该技术方案能够解决引脚的吃锡能力较差，虚焊率高的问题。但是该技术方案无法精确控制填充物的多少，无法精确预留上锡的高度，空出的通孔的高度会与设计高度会存在较大的误差。还因填充物是可流动的物质，填充物表面无法形成平整的面，影响美观和上锡效果。
发明内容
为了弥补上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种上锡面积大、能精确控制上锡高度、上锡面平整且上锡效果非常好的LED封装结构及其封装方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种LED封装结构，包括PCB基板；所述PCB基板的上表面设有固焊功能区，下表面固设有引脚；所述固焊功能区与所述引脚电性连接；所述PCB基板的上表面还设有LED芯片；所述LED芯片通过键合线与固焊功能区电性连接；所述PCB基板上表面还设有用于固定LED芯片的胶体；所述PCB基板包括两层重叠固定联接在一起的板材；下板材上设有第一通孔，且厚度与预留的上锡高度相同；所述第一通孔的内表面设有金属层；所述引脚与该金属层电性连接；上板材上设有第二通孔；所述第二通孔内装填满导电金属；所述固焊功能区与第二通孔内的导电金属电性连接；所述第二通孔内的导电金属与第一通孔的内表面的金属层电性连接。
进一步的，所述第一通孔和第二通孔均通过机械、镭射或化学腐蚀方法做出。
进一步的，所述第一通孔的内表面的金属层通过电镀或化学工艺制成。
进一步的，所述上板材和下板材通过机械压合和/或胶水粘接的方式固定联接在一起。
本发明还提供了一种LED封装方法，包括如下步骤：
a、根据LED器件的具体应用，先确定下板材和上板材的厚度，然后在下板材上制造多个第一通孔，并在其底面上设置多个引脚；在上板材上制造多个第二通孔，并在其上表面设置多个固焊功能区；在第一通孔的内表面镀满金属层，在第二通孔内装填满导电金属；接着将下板材和上板材重叠固定联接在一起，构成PCB基板，并使得导电金属和金属层电性连接；每个固焊功能区与一个第二通孔内的导电金属接触，实现电性连接；每两个引脚相对地固定在一个第一通孔的两侧，并分别于该第一通孔的内表面的金属层接触，实现电性连接；
b、在上板材的上表面设置多个LED芯片，每个LED芯片的正负极分别通过键合线与相邻的两个固焊功能区接触，实现电性连接；然后用胶体将各个LED芯片固定在上板材的上表面；
c、对PCB基板进行裁切，裁切面与PCB基板垂直，且通过第一通孔的中心线，切割出单个的LED器件，其LED芯片的阳极，与一个固焊功能区、一个第一通孔内表面和一个引脚电性连接，其LED芯片的阴极与另一个固焊功能区、另一个第一通孔内表面和另一个引脚电性连接。
进一步的，采用机械、镭射或化学腐蚀方法，制造第一通孔和第二通孔；采用电镀或化学工艺在第一通孔的内表面渡上金属层。
进一步的，每个第一通孔的上端口的四周设有与其内表面的金属层接触的金属，每个第二通孔的下端口的四周设有与其内装的导电金属接触的金属；上板材和下板材重叠固定连接在一起时，与金属层接触的金属和与导电金属接触的金属相接触，以实现导电金属和金属层的电性连接。
进一步的，第一通孔的中心线位于两个相邻的第二通孔中心线的中间，且该两个相邻的第二通孔之间无LED芯片。
进一步的，在下板材上表面无金属的部位，先涂上胶水，然后将上板材放置在下板材的上表面上，使得上板材的下表面上无金属的部位与胶水贴合，最后再通过机械压合重叠固定在一起。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本技术方案，由于下板材上设有第一通孔，使得按第一通孔中心线切割出来后的LED器件的两侧与引脚形成了L形的引脚，增大了吃锡面积，大大提高了后续焊接的可靠性。最重要的是，本技术方案中，PCB基板由下板材和上板材重叠固定在一起，且下板材的厚度与预留的吃锡高度相同，使得预留吃锡位置高度可控，大大简化了PCB基板的生产流程；同时，由于不用再需要填充填充物，使得吃锡位置的平整度非常好，提高了后续焊接的可靠性。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为现有技术中第一种LED封装结构切割出单个LED灯珠的结构示意图；
图2为现有技术中第二种LED封装结构切割出单个LED灯珠的结构示意图(通孔填满填充物)；
图3为现有技术中第三种LED封装结构切割出单个LED灯珠的结构示意图(通孔不填满填充物)；
图4为本发明实施例中PCB基板裁切前的结构示意图；
图5为在图4的基础上切割出单个LED灯珠的结构示意图。
附图标记
1 PCB基板 11 下板材
111 第一通孔 1111 金属层
12 上板材 121 第二通孔
2 固焊功能区 3 引脚
4 LED芯片 5 键合线
6 胶体 7 胶水
8 金属
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
如图4所示，一种LED封装结构，包括PCB基板1；PCB基板1的上表面设有固焊功能区2，下表面固设有引脚3；固焊功能区2与引脚3电性连接；PCB基板1的上表面还设有LED芯片4；LED芯片4通过键合线5与固焊功能区2电性连接；PCB基板1上表面还设有用于固定LED芯片4的胶体6；PCB基板1包括两层重叠固定联接在一起的板材；下板材11上设有第一通孔111，且厚度与预留的上锡高度相同；第一通孔111的内表面设有金属层1111；引脚3与该金属层1111电性连接；上板材12上设有第二通孔121；第二通孔121内装填满导电金属；固焊功能区2与第二通孔121内的导电金属电性连接；第二通孔121内的导电金属与第一通孔111的内表面的金属层1111电性连接。
为了方便且快速地对第一通孔111和第二通孔121进行加工，第一通孔111和第二通孔121均通过机械、镭射或化学腐蚀方法做出。
为了方便且快速地在第一通孔111的内表面渡上金属层1111，第一通孔111的内表面的金属层1111通过电镀或化学工艺制成。
为了方便、快速且稳固地将上板材12和下板材11重叠固定联接在一起，上板材12和下板材11通过机械压合和/或胶水粘接的方式固定联接在一起。
本发明还提供了一种LED封装方法，包括如下步骤：
a、根据LED器件的具体应用，先确定下板材11和上板材12的厚度，然后在下板材11上制造多个第一通孔111，并在其底面上设置多个引脚3；在上板材12上制造多个第二通孔121，并在其上表面设置多个固焊功能区2；在第一通孔111的内表面镀满金属层1111，在第二通孔121内装填满导电金属；接着将下板材11和上板材12重叠固定联接在一起，构成PCB基板1，并使得导电金属和金属层1111电性连接；每个固焊功能区2与一个第二通孔121内的导电金属接触，实现电性连接；每两个引脚3相对地固定在一个第一通孔111的两侧，并分别于该第一通孔111的内表面的金属层1111接触，实现电性连接；
b、在上板材12的上表面设置多个LED芯片4，每个LED芯片4的正负极分别通过键合线5与相邻的两个固焊功能区2接触，实现电性连接；然后用胶体6将各个LED芯片4固定在上板材12的上表面；
c、对PCB基板1进行裁切，裁切面与PCB基板1垂直，且通过第一通孔111的中心线，切割出单个的LED器件，其LED芯片4的阳极，与一个固焊功能区2、一个第一通孔111内表面和一个引脚3电性连接，其LED芯片4的阴极与另一个固焊功能区2、另一个第一通孔内111表面和另一个引脚3电性连接。
为了方便且快速地在下板材11上加工出第一通孔111，在上板材12上加工出第二通孔121，采用机械、镭射或化学腐蚀方法，制造第一通孔111和第二通孔121；同时还为了方便且快速地在第一通孔111的内表面渡上金属层1111，采用电镀或化学工艺在第一通孔111的内表面渡上金属层1111。
为了简化结构，同时实现第一通孔111的内表面的金属层1111与第二通孔121内的导电金属电性连接，每个第一通孔111的上端口的四周设有与其内表面的金属层1111接触的金属8，每个第二通孔121的下端口的四周设有与其内装的导电金属接触的金属8；上板材12和下板材11重叠固定连接在一起时，与金属层1111接触的金属8和与导电金属接触的金属8相接触，以实现导电金属和金属层1111的电性连接。
为了便于在PCB基板1上切割出单个的LED器件，第一通孔111的中心线位于两个相邻的第二通孔121中心线的中间，且该两个相邻的第二通孔121之间无LED芯片4。
为了将下板材11和上板材12牢固地重叠固定在一起，在下板材11上表面无金属8的部位，先涂上胶水7，然后将上板材12放置在下板材11的上表面上，使得上板材12的下表面上无金属8的部位与胶水7贴合，最后再通过机械压合重叠固定在一起。
如图5所示，为了增大上锡面积，提高焊接的可靠性，单个的LED器件的上锡部位为两个第一通孔111的内表面的金属层1111经切割后的部分和两个引脚3。
综上所述：上述技术方案，由于在PCB基板1上设有第一通孔111，使得按第一通孔111中心线切割出来后的LED器件的两侧与引脚3形成了L形的引脚，增大了吃锡面积，大大提高了后续焊接的可靠性。最重要的是，本技术方案中，PCB基板1由下板材11和上板材12重叠固定在一起，且下板材11的厚度与预留的吃锡高度相同，使得预留吃锡位置高度可控，大大简化了PCB基板的生产流程；同时，由于不再需要填充填充物，吃锡位置不会再像填充物表面那样，凹凸不平，而是平整度非常好，提高了后续焊接的可靠性。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (9)
1.一种LED封装结构，包括PCB基板；所述PCB基板的上表面设有固焊功能区，下表面设有引脚；所述固焊功能区与所述引脚电性连接；所述PCB基板的上表面还设有LED芯片；所述LED芯片通过键合线与固焊功能区电性连接；所述PCB基板上表面还设有用于固定LED芯片的胶体；其特征在于：所述PCB基板包括两层重叠固定联接在一起的板材；下板材上设有第一通孔，且厚度与预留的上锡高度相同；所述第一通孔的内表面设有金属层；所述引脚与该金属层电性连接；上板材上设有第二通孔；所述第二通孔内装填满导电金属；所述固焊功能区与第二通孔内的导电金属电性连接；所述第二通孔内的导电金属与第一通孔的内表面的金属层电性连接。
2.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于：所述第一通孔和第二通孔均通过机械、镭射或化学腐蚀方法做出。
3.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于：所述第一通孔的内表面的金属层通过电镀或化学工艺制成。
4.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于：所述上板材和下板材通过机械压合和/或胶水粘接的方式固定联接在一起。
5.一种LED封装方法，包括如下步骤：
a、根据LED器件的具体应用，先确定下板材和上板材的厚度，然后在下板材上制造多个第一通孔，并在其底面上设置多个引脚；在上板材上制造多个第二通孔，并在其上表面设置多个固焊功能区；在第一通孔的内表面镀满金属层，在第二通孔内装填满导电金属；接着将下板材和上板材重叠固定联接在一起，构成PCB基板，并使得导电金属和金属层电性连接；每个固焊功能区与一个第二通孔内的导电金属接触，实现电性连接；每两个引脚相对地固定在一个第一通孔的两侧，并分别于该第一通孔的内表面的金属层接触，实现电性连接；
b、在上板材的上表面设置多个LED芯片，每个LED芯片的正负极分别通过键合线与相邻的两个固焊功能区接触，实现电性连接；然后用胶体将各个LED芯片固定在上板材的上表面；
c、对PCB基板进行裁切，裁切面与PCB基板垂直，且通过第一通孔的中心线，切割出单个的LED器件，其LED芯片的阳极，与一个固焊功能区、一个第一通孔内表面和一个引脚电性连接，其LED芯片的阴极与另一个固焊功能区、另一个第一通孔内表面和另一个引脚电性连接。
6.根据权利要求5所述的LED封装方法，其特征在于：采用机械、镭射或化学腐蚀方法，制造第一通孔和第二通孔；采用电镀或化学工艺在第一通孔的内表面渡上金属层。
7.根据权利要求5所述的LED封装方法，其特征在于：每个第一通孔的上端口的四周设有与其内表面的金属层接触的金属，每个第二通孔的下端口的四周设有与其内装的导电金属接触的金属；上板材和下板材重叠固定连接在一起时，与金属层接触的金属和与导电金属接触的金属相接触，以实现导电金属和金属层的电性连接。
8.根据权利要求7所述的LED封装方法，其特征在于：第一通孔的中心线位于两个相邻的第二通孔中心线的中间，且该两个相邻的第二通孔之间无LED芯片。
9.根据权利要求8所述的LED封装方法，其特征在于：在下板材上表面无金属的部位，先涂上胶水，然后将上板材放置在下板材的上表面上，使得上板材的下表面上无金属的部位与胶水贴合，最后再通过机械压合重叠固定在一起。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Application publication date: 20160817 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |