CN106856218A - 一种免封装led结构及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种免封装LED结构及其制作方法，所述免封装LED结构包括：表面沉积有电路层的基板和至少一个设置在基板上的LED倒装芯片，所述LED倒装芯片的电极通过焊锡方式与所述基板的电路层连接，在焊锡处的周围设置有用于容纳溢出的锡膏的凹槽。本发明通过优化基板结构，在基板上焊锡处周围设置凹槽，用来容纳溢出的熔融锡膏，可有效的提升倒装芯片封装过程中的生产良率，避免了LED容易发生短路的情况。
Description
技术领域
本发明涉及半导体电子元器件领域，尤其涉及一种免封装LED结构及其制作方法。
背景技术
随着LED功率越来越高，LED的散热问题和封装缺陷也日益突出，为解决散热问题，目前出现了倒装芯片的封装方式，这种方式不需要打线等工艺，直接利用回流焊或共晶等设备，如图1所示，通过锡珠将LED倒装芯片11的电极13与基板10的电路连接，然后在LED倒装芯片11上方涂覆或者贴覆一层荧光粉层12。这种制程方式的LED也被称为免封装LED或芯片级封装LED（CSP）。
倒装芯片封装的LED具有散热性好、大功率等一系列优点。但是封装工艺上却要求较高，所以LED的成本目前比正装芯片要高。具体来说，其封装工艺是指由于倒装芯片通过焊锡联通电路并固定，所以在生产中，如果基板上的焊锡涂覆的精度不够，在过回流焊时锡膏14溢出，在正负两电极之间出现粘连结构15，所以导致正负极出现短路情况，进而使LED无法被点亮。这也是目前倒装LED比例较少的原因，因为难以控制批量性的精度，所以LED的不良率较高。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种免封装LED结构及其制作方法，旨在解决现有的倒装芯片制作过程中易出现短路的问题。
本发明的技术方案如下：
一种免封装LED结构，其中，包括：表面沉积有电路层的基板和至少一个设置在基板上的LED倒装芯片，所述LED倒装芯片的电极通过焊锡方式与所述基板的电路层连接，在焊锡处的周围设置有用于容纳溢出的锡膏的凹槽。
所述的免封装LED结构，其中，所述凹槽设置在焊锡处的两侧。
所述的免封装LED结构，其中，在所述基板上设置有与所述电极连接的凸台。
所述的免封装LED结构，其中，所述凸台上设置有多个沉入到基板内部的孔洞。
所述的免封装LED结构，其中，所述LED倒装芯片的上表面设置有荧光粉层。
所述的免封装LED结构，其中，所述基板的材质为GaN、Si、SiN或陶瓷。
所述的免封装LED结构，其中，所述凸台为圆形、正方形或矩形。
一种如上所述的免封装LED结构的制作方法，其中，包括步骤：
在基板上制作用于容纳溢出的锡膏的凹槽；
在基板的表面沉积电路层；
将LED倒装芯片的电极连接到基板上，并通过焊锡方式接入基板的电路层。
所述的封装方法，其中，所述将LED倒装芯片的电极连接到基板上，并通过焊锡方式接入基板的电路层步骤具体包括：
根据所述凹槽的结构制作出钢网，将锡膏通过钢网刷到基板的凸台表面以进行回流焊过程，将LED倒装芯片通过焊锡方式接入基板的电路层。
所述的封装方法，其中，还包括：
在所述LED倒装芯片的上表面涂覆或贴覆荧光粉层。
有益效果：本发明通过优化基板结构，在基板上焊锡处周围设置凹槽，用来容纳溢出的熔融锡膏，可有效的提升倒装芯片封装过程中的生产良率，避免了LED容易发生短路的情况。
附图说明
图1为现有技术中免封装LED结构的结构示意图；
图2为本发明中免封装LED结构的结构示意图；
图3为本发明免封装LED结构中的基板结构示意图；
图4为本发明免封装LED结构中的安装结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种免封装LED结构及其制作方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图2，图2为本发明一种免封装LED结构较佳实施例的结构示意图，如图所示，其包括：表面沉积有电路层的基板20和至少一个设置在基板20上的LED倒装芯片23，所述LED倒装芯片23的电极25通过焊锡方式与所述基板20的电路层连接，在焊锡处26的周围设置有用于容纳溢出的锡膏的凹槽27。
本发明中，由于在焊锡处26的周围设置了凹槽27，这样这样就可以保证在过回流焊时，锡膏在熔融情况下，若多余出来则会自动流入周围的凹槽27中，使正负两电极不会连通短路。
具体来说，由于所述LED倒装芯片23一般设置有正极和负极两个电极，所以凹槽27可设置在两个电极之间，并且正极附近设置一个凹槽27，负极附近设置一个凹槽27，从而防止二者之间的锡膏连通。
进一步，对于每一个电极，其对于设置有两个凹槽27，并且分别设置在焊锡处26的两侧，这样可确保该电极的锡膏不会与焊锡处26两侧其他位置的锡膏连通。
进一步，在所述基板20上设置有与所述电极25连接的凸台21。凸台21的作用是既起到连接电极25的目的，同时凸起设置，可确保锡膏流入到两侧的凹槽27中。
另外，在所述凸台21上设置有多个沉入到基板20内部的孔洞22。由于凸台21凸起设置，会导致散热和固定的稳定性下降，所以本发明在凸台21中设置了多个孔洞22，这样在后续焊接芯片时，熔融锡膏可以进入孔洞22内，从而增大锡膏、基板20与电极间的接触面积，从而增大了散热面积的同时提升芯片被固定的作用力，提高固定的稳定性。
每个凸台21上的孔洞22可采用均匀分布方式，例如按照圆形结构均匀扩散分布，这样多个孔洞22构成多个环状结构，且各环等距设置；或者按照正方形或长方形方式进行均匀分布，这样设置时，每一列中的相邻孔洞22之间的距离相同，每一列中的相邻孔洞22之间的距离也相同。
本发明中的凸台21可以是圆形、正方形或矩形等等，当然，还可根据需要调整成其他规则或不规则的形状。
进一步，所述LED倒装芯片23的上表面设置有荧光粉层24。该荧光粉层24可以是黄色、红色、绿色等常用荧光粉或量子点材料，用于将蓝光转化为白光。该荧光粉层24可采用喷涂方式或者贴覆方式设置在所述LED倒装芯片的上表面。
进一步，所述基板20的材质为GaN、Si、SiN或陶瓷。
本发明通过优化基板结构设计，可以有效的提升LED倒装芯片23的生产良率，改善了LED容易发生短路的情况。同时还优化了电极部分的结构设计，整体上提升了产品的稳定性，提高了散热性能，也降低了生产成本和使用成本。
本发明还提供一种如上所述的免封装LED结构的制作方法，其包括步骤：
S1、在基板上制作用于容纳溢出的锡膏的凹槽；
S2、在基板的表面沉积电路层；
S3、将LED倒装芯片的电极连接到基板上，并通过焊锡方式接入基板的电路层。
其中，在步骤S1中，如图3所示，先选择基板材料，然后按设计尺寸对基板材料进行裁切，再依次进行涂胶、曝光、光刻和腐蚀制作出基板20的凹槽27和基础层。
在步骤S2中，在制作好凹槽结构的基板表面进行电路层的沉积，具体包括绝缘层镀铜、蚀刻电路、表面处理等工艺，最终制作好的基板表面裸露有正负电极。
如图4所示，所述步骤S3是将LED倒装芯片23的电极连接到基板20上，并通过焊锡方式接入基板20的电路层，其具体包括：
根据所述凹槽的结构制作出钢网，将锡膏通过钢网刷到基板20的凸台21表面，也就是利用钢网将锡膏填充到凹槽27内形成焊锡，以进行回流焊过程，将LED倒装芯片23通过焊锡方式接入基板的电路层。这样，LED倒装芯片23通过接入所述电路层实现电气连接。
进一步，还包括：
在所述LED倒装芯片23的上表面涂覆或贴覆荧光粉层24。即通过喷涂方式涂覆荧光粉层，或者采用贴覆荧光粉膜方式得到荧光粉层24。
综上所述，本发明通过优化基板结构，在基板上焊锡处周围设置凹槽，用来容纳溢出的熔融锡膏，可有效的提升倒装芯片封装过程中的生产良率，避免了LED容易发生短路的情况。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种免封装LED结构，其特征在于，包括：表面沉积有电路层的基板和至少一个设置在基板上的LED倒装芯片，所述LED倒装芯片的电极通过焊锡方式与所述基板的电路层连接，在焊锡处的周围设置有用于容纳溢出的锡膏的凹槽。
2.根据权利要求1所述的免封装LED结构，其特征在于，所述凹槽设置在焊锡处的两侧。
3.根据权利要求1所述的免封装LED结构，其特征在于，在所述基板上设置有与所述电极连接的凸台。
4.根据权利要求3所述的免封装LED结构，其特征在于，所述凸台上设置有多个沉入到基板内部的孔洞。
5.根据权利要求1所述的免封装LED结构，其特征在于，所述LED倒装芯片的上表面设置有荧光粉层。
6.根据权利要求1所述的免封装LED结构，其特征在于，所述基板的材质为GaN、Si、SiN或陶瓷。
7.根据权利要求3所述的免封装LED结构，其特征在于，所述凸台为圆形、正方形或矩形。
8.一种如权利要求1所述的免封装LED结构的制作方法，其特征在于，包括步骤：
在基板上制作用于容纳溢出的锡膏的凹槽；
在基板的表面沉积电路层；
将LED倒装芯片的电极连接到基板上，并通过焊锡方式接入基板的电路层。
9.根据权利要求8所述的封装方法，其特征在于，所述将LED倒装芯片的电极连接到基板上，并通过焊锡方式接入基板的电路层步骤具体包括：
根据所述凹槽的结构制作出钢网，将锡膏通过钢网刷到基板的凸台表面以进行回流焊过程，将LED倒装芯片通过焊锡方式接入基板的电路层。
10.根据权利要求8所述的封装方法，其特征在于，还包括：
在所述LED倒装芯片的上表面涂覆或贴覆荧光粉层。
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