CN106784254A - Led晶片封装框架、组件、工艺及led光源 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种LED晶片封装框架、组件、工艺及LED光源，其中，LED晶片封装框架包括板体，所述板体开设有贯穿所述板体的让位口，所述板体设有二金线绑定焊盘。本发明的技术方案能够简化LED晶片封装基板的结构，提高其散热性能。

Description

LED晶片封装框架、组件、工艺及LED光源

技术领域

本发明涉及LED晶片封装技术领域，特别涉及一种LED晶片封装框架、组件、工艺及LED光源。

背景技术

目前，大功率LED COB封装基板通常采用铜基板、陶瓷基板、铝基板等，为了降低其导热热阻，多采用热电分离的形式制作各类基板，其结构复杂、散热较差。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种LED晶片封装框架，旨在简化LED晶片封装基板的结构，提高其散热性能。

为实现上述目的，本发明提出的LED晶片封装框架，包括板体，所述板体开设有贯穿所述板体的让位口，所述板体设有二金线绑定焊盘。

可选地，所述板体还设有二电极焊盘，每一所述电极焊盘与一所述金线绑定焊盘电性连接。

可选地，二所述金线绑定焊盘与二所述电极焊盘均设于所述板体的同一表面。

可选地，所述板体背离所述金线绑定焊盘的表面设有基板固接焊盘。

可选地，二所述金线绑定焊盘相对设置，所述让位口位于二所述金线绑定焊盘之间。

本发明还提出了一种LED晶片封装组件，包括LED晶片封装基板和设于该LED晶片封装基板的LED晶片封装框架，该LED晶片封装框架是如前所述的LED晶片封装框架，所述LED晶片封装基板的固晶焊盘由所述LED晶片封装框架的让位口显露出。

本发明再提出了一种LED光源，包括如前所述的LED晶片封装组件和设于该LED晶片封装组件的固晶焊盘的LED晶片。

本发明又提出了一种LED晶片封装工艺，包括以下步骤：

提供一LED晶片封装基板；

贴装LED晶片，将LED晶片设置于LED晶片封装基板的固晶焊盘；

贴装LED晶片封装框架，将LED晶片的正负极分别与LED晶片封装框架的二金线绑定焊盘电性连接。

可选地，所述贴装LED晶片的步骤之前还包括：

按LED晶片封装基板的制板文件制作钢网并印刷固晶胶，钢网的厚度为0.06mm～0.10mm。

可选地，所述将LED晶片的正负极分别与LED晶片封装框架的二金线绑定焊盘电性连接的步骤之后还包括：

在与固晶胶相匹配的炉温曲线的基础上各温区上调3℃～5℃，并通过回流焊固晶和固定框架。

本发明的技术方案，通过于LED晶片的封装过程中使用LED晶片封装框架，具体地，通过于该LED晶片封装框架的板体上开设让位口，并于该板体的表面设置二金线绑定焊盘，便可利用该LED晶片封装框架完成LED晶片的走线、绑定及焊线过程，从而于传统的LED晶片COB封装基板中省略掉了绝缘层、线路层等结构层的设置，使得LED晶片封装基板的结构得以有效的简化，降低了其成本。并且，由于LED晶片封装基板中绝缘层、线路层等结构层的省略，还可使得封装完毕后的LED晶片与导热基板之间只留有固晶胶层，从而有效降低了热阻，提高了散热效率，亦即提高了LED晶片封装基板的散热性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明LED晶片封装框架一实施例的俯视结构示意图；

图2为图1中LED晶片封装框架的仰视结构示意图；

图3为与本发明LED晶片封装框架相配合的LED晶片封装基板一实施例的俯视结构示意图；

图4为图3中LED晶片封装基板的仰视结构示意图；

图5为图3中LED晶片封装基板沿A-A线的剖视结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	LED晶片封装基板	200	LED晶片封装框架
10	导热基板	210	板体
				11	线槽	211	金线绑定焊盘
30	阻焊油墨层	213	电极焊盘
				31	固晶焊盘	215	基板固接焊盘
33	框架焊盘	230	让位口

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种LED晶片封装框架200。

如图1至图2所示，在本发明LED晶片封装框架200一实施例中，所述LED晶片封装框架200包括板体210，所述板体210开设有贯穿所述板体210的让位口230，所述板体210设有二金线绑定焊盘211。

需要说明的是，本发明LED晶片封装框架200需要配合LED晶片封装基板100以进行LED晶片的封装，所以，下面介绍一种LED晶片封装基板100，以更完整地说明本发明LED晶片封装框架200。

如图3至图5所示，所述LED晶片封装基板100包括导热基板10和覆盖于所述导热基板10一表面的阻焊油墨层30，所述阻焊油墨层30开设有固晶焊盘31，所述固晶焊盘31贯穿所述阻焊油墨层30的两个相对表面。

导热基板10为紫铜板，具体地，可选择紫铜板T2或T3，其优良的导热性可给予本发明LED晶片封装基板100良好的散热性能，其优良的耐腐蚀性可给予本发明LED晶片封装基板100良好的化学稳定性，且其优良的焊接性可给予本发明LED晶片封装基板100良好的LED晶片固接性能。

导热基板10亦可选择铝板，可以理解的，铝板亦具有优良的导热性能，可给予本发明LED晶片封装基板100良好的散热性能。此外，导热基板10还可选择其他导热性能良好的材料，如铁、铁合金、铜合金、铝合金等。

进一步地，导热基板10的一侧表面固化有阻焊油墨层30，该阻焊油墨层30的表面开设有若干固晶焊盘31，且每一固晶焊盘31均以导热基板10的表面为底面，用于同时固接若干LED晶片。并且，如图1所示，若干固晶焊盘31呈矩阵形式排列，这样，可使得若干固晶焊盘31的设置有序得当，从而有利于每一LED晶片与晶片焊盘的固接、有利于若干LED晶片的绑定、且有利于每一LED晶片的散热。于此同时，阻焊油墨层30的表面还开设有框架焊盘33，且该框架焊盘33围绕于若干固晶焊盘31的区域四周，用于固接LED晶片封装框架。

本实施例中，板体210选用双面FR4的PCB线路板。具体地，板体210呈矩形，其中部开设有矩形让位口230，该让位口230贯穿板体210两相对的表面，用于在封装时显露出LED晶片封装基板100的若干固晶焊盘31，进而使得LED晶片不被遮挡而能够进行后续的工艺流程。

进一步地，板体210的一表面设有二间隔设置的金线绑定焊盘211，可以理解的，其中一金线绑定焊盘211用于在封装时与每一LED晶片的正极电性连接，相应地，其中另一金线绑定焊盘211则用于封装时与每一LED晶片的负极电性连接，以实现封装时LED晶片封装基板100上固设的若干LED晶片的走线、绑定、及焊线，并且，这样的过程简单、便捷、且可靠。

因此，可以理解的，本发明的技术方案，通过于LED晶片的封装过程中使用LED晶片封装框架200，具体地，通过于该LED晶片封装框架200的板体210上开设让位口230，并于该板体210的表面设置二金线绑定焊盘211，便可利用该LED晶片封装框架200完成LED晶片的走线、绑定及焊线过程，从而于传统的LED晶片COB封装基板中省略掉了绝缘层、线路层等结构层的设置，使得LED晶片封装基板100的结构得以有效的简化，降低了其成本。并且，由于LED晶片封装基板100中绝缘层、线路层等结构层的省略，还可使得封装完毕后的LED晶片与导热基板之间只留有固晶胶层，从而有效降低了热阻，提高了散热效率，亦即提高了LED晶片封装基板100的散热性能。

需要说明的是，所述导热基板10的厚度为0.5mm～3mm。

具体地，导热基板10的厚度可选择0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.5mm、2mm、3mm等。

如此，既可满足LED晶片封装过程中固晶、焊线(绑定)等工艺过程的需求，亦可满足LED晶片封装后的散热需求，不仅保证了LED晶片封装基板100的机械强度，保障了LED晶片封装后的使用性能和可靠性，而且有效控制了成本，节省了资源消耗。

优选地，所述阻焊油墨层30的可见光反射率大于等于90％。

具体地，阻焊油墨层30采用感光油墨，其对紫外线敏感，并且能通过紫外线进行固化，这样，可使得阻焊油墨层30的布置更加简单、方便、且快捷，进而有效提高LED晶片封装基板100的制备效率。

可以理解的，阻焊油墨层30对可见光的反射率达到90％及以上，可有效反射封装完毕后的LED晶片发光时照射至LED晶片封装基板100的可见光，从而使得LED晶片的光能损失得以有效减少，即使得光源的光衰极大地得以降低。

并且，阻焊油墨层30的厚度不小于25μm，这样，可有效保障阻焊油墨层30的功能作用，使得LED晶片封装基板100的结构布置更加合理，可靠性更高，耐久性更强。

优选地，所述固晶焊盘31的开窗面积小于等于LED晶片的背面面积。

这样，可在有效保障LED晶片固接于LED晶片封装基板100的稳定性的同时，避免固晶过程中银胶或锡膏过多而覆盖LED晶片侧面的情况，避免LED晶片的发光部分被遮挡或部分遮挡，从而有效保障了固接于本发明LED晶片封装基板100的LED晶片的发光能力及效率，提高了本发明LED晶片封装基板100的可靠性和实用性。此外，这样的设置，还可有效避免固晶过程中银胶或锡膏过多而接触LED晶片电极的情况，避免LED晶片短路的发生，从而有效提高了LED晶片封装的可靠性和成品率。

需要说明的是，如图4和图5所示，所述导热基板10背离所述阻焊油墨层30的表面设有粗化结构，所述粗化结构于该表面的投影区域至少部分与所述固晶焊盘31于该表面的投影区域相重叠。具体地，本实施例中，粗化结构为多条相互平行且首尾连接的线槽11，这样，成型方便、简单可靠。当然，在其他实施例中，粗化结构还可设置为其他合理形式。

这样，将经过粗化处理的LED晶片封装基板100背面(导热基板10背离阻焊油墨层30的表面)做为热管散热器的蒸发面时，由于该表面的换热面积因粗化处理而得以有效增大，大大地提高了该表面的沸腾换热系数(约为未做粗化处理的5-8倍)，从而有效提升了本发明LED晶片封装基板100的散热能力，进而可使得固接于该LED晶片封装基板100的LED晶片的工作性能得以有效提高，使用寿命得以有效延长。

优选地，所述粗化结构的投影区域覆盖所述固晶焊盘31的投影区域。

如此，热量的散发路径得以有效缩短，有利于热量更加快速地散发，进一步使得LED晶片封装基板100的散热性能得以提高。

进一步地，所述LED晶片封装基板100还包括有机膜(未图示)，该有机膜覆盖所述粗化结构的表面、所述阻焊油墨层30的表面、及所述导热基板10未被所述阻焊油墨层30和所述粗化结构覆盖的表面。

可以理解的，该有机膜由抗氧化处理(OSP)得到，具有防氧化、耐热冲击、耐湿性，可保护导热基板10表面于常态环境中不再继续生锈(氧化或硫化等)；但在后续的焊接高温中，该有机膜又很容易被助焊剂等所迅速清除，如此，可使露出的干净的导热基板10表面得以在极短的时间内与熔融焊锡等结合成为牢固的焊点。

如图1所示，所述板体210还设有二电极焊盘213，每一所述电极焊盘213与一所述金线绑定焊盘211电性连接。

具体地，由于板体210采用的是PCB线路板，在该PCB线路板成型时，便可于该PCB线路板的内部布线，使得每一电极焊盘213与一金线绑定焊盘211对应电性连接。进一步地，二电极焊盘213中有一正极焊盘，用于与电源的正极电性连接，有一负极焊盘，用于与电源的负极电性连接。

如此，当每一LED晶片的正负两极分别与二金线绑定焊盘211绑定、焊线完毕后，便可利用分别与二金线绑定焊盘211一一对应、电性连接的二电极焊盘213进行下级电路的连接，从而有效避免了复杂的走线及其所导致的封装不稳定性和不可靠性，进而有效提升了LED晶片封装的成品率。

如图1和图2所示，二所述金线绑定焊盘211与二所述电极焊盘213均设于所述板体210的同一表面。

具体地，所述板体210背离所述金线绑定焊盘211的表面设有基板固接焊盘215，且该基板固接焊盘215绕环让位口230设置。如此，可有利于板体210未设置有金线绑定焊盘211和电极焊盘213的表面与LED晶片封装基板100的连接，使得LED晶片封装框架200的稳定性得以有效提升，从而保障了LED光源的电性连接的稳定性，保障了LED光源的可靠性。

进一步地，板体210设置有金线绑定焊盘211和电极焊盘213的表面便可向外并面向操作人员或自动化机器的操作臂，从而有利于LED晶片的固晶和绑定等工艺过程，即，可使得LED晶片的封装过程更加简单、便捷、且有效，进而提高了LED光源的生产效率。

优选地，二所述金线绑定焊盘211相对设置，所述让位口230位于二所述金线绑定焊盘211之间。可以理解的，这样的设置，可有效缩短LED晶片绑定时金线走线至金线绑定焊盘211的距离，使得金线的布置更加简单、有效、且合理，既提高了LED晶片的封装效率，亦提升了封装完毕后光源的可靠性和稳定性。

本发明还提出了一种LED晶片封装组件，包括LED晶片封装基板100和设于该LED晶片封装基板100的LED晶片封装框架，该LED晶片封装框架是如前所述的LED晶片封装框架200，该LED晶片封装框架200的具体结构参见前述实施例。由于本LED晶片封装组件采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

其中，所述LED晶片封装基板100的固晶焊盘31由所述LED晶片封装框架200的让位口230显露出。

本发明再提出了一种LED光源，包括如前所述的LED晶片封装组件和设于该LED晶片封装组件的固晶焊盘的LED晶片，该LED晶片封装组件的具体结构参见前述实施例。由于本LED光源采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本发明又提出了一种LED晶片封装工艺，包括以下步骤：

提供一LED晶片封装基板100。

具体地，该LED晶片封装基板100包括导热基板10和覆盖于所述导热基板10一表面的阻焊油墨层30，所述阻焊油墨层30开设有固晶焊盘31，所述固晶焊盘31贯穿所述阻焊油墨层30的两个相对表面。

按LED晶片封装基板100的制板文件制作钢网，并利用该钢网于LED晶片封装基板100上印刷固晶胶，其中，钢网的厚度为0.06mm～0.10mm。

具体地，可选择银胶或锡膏作为固晶胶进行固晶。其中，锡膏的颗粒度越小越好，通常采用4号粉以下的即可；而锡膏种类则可根据环保要求来选择，无卤无铅的中低温锡膏最佳。

贴装LED晶片，将LED晶片设置于LED晶片封装基板100的固晶焊盘31。

具体地，使用固晶机贴装LED晶片。

贴装LED晶片封装框架200，将LED晶片的正负极分别与LED晶片封装框架200的二金线绑定焊盘211电性连接。

具体地，对于LED晶片封装框架200的贴装，既可使用手工贴装的方式，简单、便捷，亦可采用机器贴装的方式，节省人力资源消耗。具体的贴装方式则可根据实际情况进行合理选择，以便于实际封装，提高封装效率。之后，根据设计需求，利用金线，将每一LED晶片的正极与一金线绑定焊盘211连接，于此同此，将每一LED晶片的负极与另一金线绑定焊盘211进行连接。

在与固晶胶相匹配的炉温曲线的基础上各温区上调3℃～5℃，并通过回流焊固晶和固定框架。如此，可进一步提高LED晶片和LED晶片封装框架200的贴装稳定性，从而有效保障了其工作性能，进而提高了LED光源的可靠性和成品率。

在固晶区围坝并定量注入荧光胶；

固化荧光胶。

具体地，在恒温箱中将荧光胶固化，即可得到LED光源。

需要说明的是，利用该封装工艺封装得到的LED光源结构简单，成本低廉，具有高可靠性和高稳定性，散热性能良好，光衰极小，使用寿命长。

此外，采用本发明LED晶片封装组件，并结合锡膏或银胶印刷工艺进行固晶，固晶焊盘31的高度仅为阻焊油墨层30的厚度，这样，可使得固晶焊盘31的高度和体积均较小，即使得锡膏用量可通过钢网开窗面积的大小、钢网的厚度、及阻焊油墨层30的厚度得以有效控制，不仅能够实现LED晶片的有效固定，而且导热性能良好，工艺简单、有效、便捷且可靠，极大地提升了固晶效率，从而使得封装效率亦得以有效提高，即为生产带来了便利，并且还避免了锡膏用量过多导致的LED晶片短路的情况，亦即，还提高了LED晶片固化的可靠性和光源的成品率。同时，由于锡膏印刷工艺可使若干LED晶片规整地被固化于导热基板10之上，还可有利于固晶步骤后的焊线(绑定)过程，使得焊线(绑定)更加的简便、可靠，从而提高了焊线(绑定)的效率，使得封装效率、产品可靠性进一步得以有效提升。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种LED晶片封装框架，其特征在于，包括板体，所述板体开设有贯穿所述板体的让位口，所述板体设有二金线绑定焊盘。

2.如权利要求1所述的LED晶片封装框架，其特征在于，所述板体还设有二电极焊盘，每一所述电极焊盘与一所述金线绑定焊盘电性连接。

3.如权利要求2所述的LED晶片封装框架，其特征在于，二所述金线绑定焊盘与二所述电极焊盘均设于所述板体的同一表面。

4.如权利要求3所述的LED晶片封装框架，其特征在于，所述板体背离所述金线绑定焊盘的表面设有基板固接焊盘。

5.如权利要求1-4任一项所述的LED晶片封装框架，其特征在于，二所述金线绑定焊盘相对设置，所述让位口位于二所述金线绑定焊盘之间。

6.一种LED晶片封装组件，其特征在于，包括LED晶片封装基板和设于该LED晶片封装基板的LED晶片封装框架，该LED晶片封装框架是如权利要求1-5任一项所述的LED晶片封装框架，所述LED晶片封装基板的固晶焊盘由所述LED晶片封装框架的让位口显露出。

7.一种LED光源，其特征在于，包括如权利要求6所述的LED晶片封装组件和设于该LED晶片封装组件的固晶焊盘的LED晶片。

8.一种LED晶片封装工艺，其特征在于，包括以下步骤：

提供一LED晶片封装基板；

贴装LED晶片，将LED晶片设置于LED晶片封装基板的固晶焊盘；

贴装LED晶片封装框架，将LED晶片的正负极分别与LED晶片封装框架的二金线绑定焊盘电性连接。

9.如权利要求8所述的LED晶片封装工艺，其特征在于，所述贴装LED晶片的步骤之前还包括：

按LED晶片封装基板的制板文件制作钢网并印刷固晶胶，钢网的厚度为0.06mm～0.10mm。

10.如权利要求8所述的LED晶片封装工艺，其特征在于，所述将LED晶片的正负极分别与LED晶片封装框架的二金线绑定焊盘电性连接的步骤之后还包括：

在与固晶胶相匹配的炉温曲线的基础上各温区上调3℃～5℃，并通过回流焊固晶和固定框架。