CN107240631B - Led倒装芯片的封装方法、封装治具及封装体 - Google Patents

Led倒装芯片的封装方法、封装治具及封装体 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种LED倒装芯片的封装方法、封装治具和封装体，由该封装方法和封装治具所获得的封装体包括一倒装芯片和两个焊线支架，所述焊线支架包括两端的外露焊接电极区和芯片电极固定区，以及位于二者中间的支点区，所述LED倒装芯片的两个芯片电极通过导电胶分别与两个焊线支架的芯片电极固定区固定，所述支点区位于倒装LED外侧；以解决现有现有的倒装芯片封装体直接焊接时容易短路或者断路的问题。

Description

LED倒装芯片的封装方法、封装治具及封装体
技术领域
本发明涉及一种LED倒装芯片的封装体，以及用于制造该封装体的封装方法和封装治具。
背景技术
随着LED倒装芯片(Flip-Chip)技术的不断发展，该结构芯片的优势将得以充分地展现。现有的LED倒装芯片主要是通过以下两种方法焊接在电路板上，一种是直接通过锡膏或者助焊剂直接焊接在电路板上，这种焊接方法由于LED倒装芯片的尺寸都比较小，在电路板上不容易定位，而且焊接时由于锡膏或者助焊剂涂抹不均匀可能存在断路或者短路的情况，而对于覆盖有荧光胶的CSP封装体，夹持的时候还有可能会对荧光胶造成损坏；另一种是将LED倒装芯片封装在封装支架上，然后再将封装支架焊接在电路板上，这种焊接方法由于封装支架的存在增加了热阻，而且还限制的芯片才出光角度。
发明内容
本发明旨在提供一种LED倒装芯片的封装方法、封装治具以及封装体，以解决现有现有的LED倒装芯片封装体直接焊接时容易短路或者断路的问题。
具体方案如下：
一种LED倒装芯片的封装方法，包括以下步骤，
S1、提供一压板和若干个LED倒装芯片，将LED倒装芯片的出光面贴合于该压板的芯片固定区进行固定；
S2、提供一焊线治具和多个焊线支架，其中焊线治具上包括至少一个焊线区域，每个焊线区域上都具有一让位区以及分别位于让位区相对两侧的两个支点，每个支点上都放置一焊线支架，该焊线支架包括两端的外露焊接电极区和芯片电极固定区，以及位于二者中间的支点区，该焊线支架的支点区放置在支点上，而使整个焊线支架呈跷跷板结构，两个支点上的焊线支架的芯片电极固定区相朝向，而两个支点上的焊线支架的外露焊接电极区相背离，每个焊线区域上的两个焊线支架的芯片电极固定区处于低位并且位于让位区内，两个焊线支架的芯片电极固定区分别与LED倒装芯片的两个芯片电极位置相对应，两个焊线支架的外露焊接电极区处于高位；
S4、在每个焊线支架的芯片电极固定区点导电胶；
S5、将压板与焊线治具定位，将压板下压到焊线治具上，该压板下压位于高位的该外露焊接电极区，而使呈跷跷板结构的焊线支架的芯片电极固定区上抬，使芯片电极固定区上的导电胶与LED倒装芯片的电极接触；
S6、烘烤，以使导电胶固化；
S7、去除压板，即获得每个芯片电极上都固定连接有焊线支架的LED倒装芯片。
优选的，所述焊线治具的两个支点背离让位区的一侧上都具有承压平面。
优选的，所述压板上还固定有一薄膜，所述薄膜背离压板的面上具有粘性，所述LED倒装芯片的出光面固定在薄膜具有粘性的面上。
优选的，还包括以下步骤，
S8、准备注胶治具，该注胶治具具有一深度大于LED倒装芯片厚度的注胶凹槽，将步骤S7中获得的LED倒装芯片以LED倒装芯片朝下的方式放入至注胶凹槽中；
S9、在注胶凹槽内注入封装胶体，封装胶体将LED倒装芯片覆盖住，但没有覆盖焊线支架；
S10、烘烤，以使封装胶体固化。
本发明还提供了一种封装治具，该封装治具包括焊线治具以及压板，所述焊线治具上包括本体以及位于本体上的至少一个焊线区域，每个焊线区域上都具有一让位区以及分别位于让位区相对两侧的两个支点，当位于焊线支架中部的支点区放置在该支点上时，整个焊线支架呈跷跷板结构，并且焊线支架位于让位区内的一端处于低位，位于让位区外的一端处于高位，所述压板上具有芯片固定区，位于芯片固定区上的LED倒装芯片的两个电极位置分别与焊线支架处于低位上的部分相对应。
优选的，所述焊线治具的两个支点背离让位区的一侧上都具有承压平面。
优选的，所述让位区为一凹槽，所述凹槽相向的两个侧壁分别与本体的相交的两个棱边处都具有一沿棱边延伸的凹口，所述凹口内安装有第一磁铁，在所述第一磁铁上形成支点。
优选的，所述本体的表面上还设有多个位于凹槽周侧的固定凹槽，所述固定凹槽内安装有第二磁铁。
优选的，所述让位区的底面还设有收容凹槽。
本发明还提供了一种封装体，包括一LED倒装芯片和两个焊线支架，所述焊线支架包括两端的外露焊接电极区和芯片电极固定区，以及位于二者中间的支点区，所述LED倒装芯片的两个芯片电极通过导电胶分别与两个焊线支架的芯片电极固定区固定，所述支点区位于倒装LED外侧。
本发明提供的一种LED倒装芯片的封装方法、封装治具和封装体与现有技术相比较具有以下有益效果：
1、本发明提供的封装体之间在LED倒装芯片的电极上焊接焊线支架，使得LED倒装芯片可以通过焊线支架焊接到电路板上，避免出现因焊接出现的断路或者短路的问题，并且由于没有封装支架的限制，可以具有近360度的出光角度。
2、本发明提供的封装方法通过将焊线支架放置在封装治具上，并且在封装治具上呈跷跷板结构，压板带LED倒装芯片下压时，将焊线支架的高位部位压下，使得低位上的导电胶和LED倒装芯片的电极相接触，方法实施简单，并且可以同时制造多个封装体，效果高。
3、本发明提供的封装治具通过凹槽的棱边作为焊线支架的支点，具有结构简单，容易制造的优点。另外通过磁铁来限定支架的位移，能够保证LED倒装芯片和焊线支架之间的位置。
附图说明
图1示出了封装体的示意图。
图2示出了封装治具的一种实施例的示意图。
图3示出了封装治具的另一种实施例的示意图。
图4示出了注胶治具的示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例1
如图1所示，本发明提供了一种封装体，包括一LED倒装芯片1和两个焊线支架2a和2b，所述LED倒装芯片的两个电极1a和1b通过导电胶3直接与两个相互间隔开的焊线支架2a和2b相固定连接。每个焊线支架包括两端的外露焊接电极区24和芯片电极固定区20，以及位于二者中间的支点区22，所述LED倒装芯片的两个芯片电极通过导电胶分别与两个焊线支架的芯片电极固定区固定，所述支点区位于倒装LED外侧。
参考图1，优选的，所述LED倒装芯片1上还包覆有封装胶体4。其中封装胶体4可以是单纯的封装胶，也可以是混合有荧光粉的封装胶。
参考图1，本发明提供的封装体将LED倒装芯片通过导电胶直接固定在焊线支架上，不仅将LED倒装芯片的电极延伸出来，使其更容易进行焊接操作，而且由于没有封装支架的限制，具有近360度的出光角度，同时具有CSP封装以及支架封装的优势。
实施例2
一种LED倒装芯片的封装方法，包括以下步骤，
S1、提供一压板和若干个LED倒装芯片，将LED倒装芯片的出光面贴合于该压板的芯片固定区进行固定；
S2、提供一焊线治具和多个焊线支架，其中焊线治具上包括至少一个焊线区域，每个焊线区域上都具有一让位区以及分别位于让位区相对两侧的两个支点，每个支点上都放置一焊线支架，该焊线支架包括两端的外露焊接电极区和芯片电极固定区，以及位于二者中间的支点区，该焊线支架的支点区放置在支点上，而使整个焊线支架呈跷跷板结构，两个支点上的焊线支架的芯片电极固定区相朝向，而两个支点上的焊线支架的外露焊接电极区相背离，每个焊线区域上的两个焊线支架的芯片电极固定区处于低位并且位于让位区内，两个焊线支架的芯片电极固定区分别与LED倒装芯片的两个芯片电极位置相对应，两个焊线支架的外露焊接电极区处于高位；
S4、在每个焊线支架的芯片电极固定区点导电胶；
S5、将压板与焊线治具定位，将压板下压到焊线治具上，该压板下压位于高位的该外露焊接电极区，而使呈跷跷板结构的焊线支架的芯片电极固定区上抬，使芯片电极固定区上的导电胶与LED倒装芯片的电极接触；
S6、烘烤，以使导电胶固化；
S7、去除压板，即获得每个芯片电极上都固定连接有焊线支架的LED倒装芯片。
优选的，所述焊线治具的两个支点背离让位区的一侧上都具有承压平面。
优选的，所述压板上还固定有一薄膜，所述薄膜背离压板的面上具有粘性，所述LED倒装芯片的出光面固定在薄膜具有粘性的面上。
优选的，还包括以下步骤，
S8、准备注胶治具，该注胶治具具有一深度大于LED倒装芯片厚度的注胶凹槽，将步骤S7中获得的LED倒装芯片以LED倒装芯片朝下的方式放入至注胶凹槽中；
S9、在注胶凹槽内注入封装胶体，封装胶体将LED倒装芯片覆盖住，但没有覆盖焊线支架；
S10、烘烤，以使封装胶体固化。
如果是在一个封装治具上生产多个封装体，在步骤S10后还具有一切割步骤，以将连接一起的多个封装体切割成单个的封装体。本实施例中所用的焊线治具和注胶治具的结构以及操作步骤详见实施例3中的描述。
实施例3
本发明还提供了一种封装治具，参考图2，所述焊线治具上包括本体5以及位于本体上的至少一个焊线区域，每个焊线区域上都具有一让位区50以及分别位于让位区相对两侧的两个支点(5a和5b)，当位于焊线支架(2a或者2b)中部的支点区放置在该支点上时，整个焊线支架呈跷跷板结构，并且焊线支架位于让位区内的一端处于低位，位于让位区外的一端处于高位，所述压板上具有芯片固定区，位于芯片固定区上的LED倒装芯片的两个电极位置分别与焊线支架处于低位上的部分相对应。
参考图2，作为焊线治具的一个优选方案，所述焊线区域的让位区为一凹槽50a，所述凹槽50a相向的两个侧壁分别与本体的相交的两个棱边即为支点,所述焊线治具的两个支点背离让位区的一侧上都具有承压平面54。焊线支架(2a和2b)可以具有折边或者与支点相配合的凹口来支撑在支点(5a和5b)上，使得焊线支架(2a和2b)在支点(5a和5b)上转动时不会产生滑动或者掉落的情况。参考图2，所述凹槽50a的底面还设有收容凹槽52，收容凹槽52用于收集焊线支架上掉落的导电胶。
参考图3，作为焊线治具的另一个优选方案，所述焊线区域的让位区为一凹槽50b，所述凹槽50b相向的两个侧壁分别与本体的相交的两个棱边处都具有一沿棱边延伸的凹口，所述凹口内安装有第一磁铁60，在所述第一磁铁60上形成支点(5a’和5b’)。图3中的第一磁铁60为矩形的磁铁，即第一磁铁的上棱边为支点。由于在第一磁铁60上形成支点，因此应用在该封装治具上的焊线支架优选具有铁磁性的焊线支架，例如镀银铁支架。可以利用第一磁铁60的磁性来使焊线支架能够稳定的定位在支点上。参考图3，所述凹槽50b的底面还设有收容凹槽52’，以用于收集焊线支架上掉落的导电胶。参考图3，进一步的，所述本体的表面上还设有多个位于凹槽周侧的固定凹槽，所述固定凹槽内安装有第二磁铁62，以用于辅助焊线支架的定位。
参考图2和图3，利用本实施例提供的封装治具制作实施例1的封装体的操作步骤如下，首先用分选机将LED倒装芯片1固定到蓝膜7具有粘性的面上；然后将蓝膜固定到压板8上，其中与压板贴合的面为未固定有LED倒装芯片的面；将两个焊线支架2a和2b分别定位在焊线治具的两个支点5a和5b上，以形成跷跷板的结构，两个焊线支架相邻的两端都处于低位，每个焊线支架处于低位的部分上点导电胶3；将压板8与焊线治具定位，以使LED倒装芯片的两个电极1a和1b分别与两个焊线支架2a和2b相对应，将压板下压，由于焊线支架呈跷跷板结构，因此压板会先与焊线支架的高位部分相接触，继续下压的过程中，焊线支架的高位部分绕着支点往下转动，而点有导电胶的低位部分绕着支点往上转动，使得导电胶与LED倒装芯片的电极相接触，在压板继续下压的过程中，一部分导电胶被挤出焊线支架，掉落到凹槽和收容凹槽里，而不会对芯片造成影响；再将封装治具连通压板一起放入到烘箱中进行烘烤，使得导电胶固化，从而使焊线支架固定到LED倒装芯片的电极上；最后将压板和蓝膜缓慢剥离，即可获得实施例1中描述的封装体。如果是一次封装连在一起的多个封装体，则还需切割的步骤，以形成单个的封装体。
参考图4，如果需要在LED倒装芯片上点封装胶体，可以准备注胶治具9，该注胶治具具有一深度大于LED倒装芯片厚度的注胶凹槽90，将焊线支架则固定在注胶治具9上，而LED倒装芯片以LED倒装芯片朝下的方式悬空放入至注胶凹槽中90，在注胶凹槽内注入封装胶体4，封装胶体将LED倒装芯片覆盖住，但没有覆盖焊线支架；最后将注胶治具连同LED倒装芯片一起放入烤箱中进行烘烤，使封装胶体固化，再将封装体从注胶治具中取出即可。其中注胶治具的注胶凹槽90可以设计成封装胶体所需的形状，使得封装胶体可以一次成型，不需要进行二次加工。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种LED倒装芯片的封装方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1、提供一压板和若干个LED倒装芯片，将LED倒装芯片的出光面贴合于该压板的芯片固定区进行固定；
S2、提供一焊线治具和多个焊线支架，其中焊线治具上包括至少一个焊线区域，每个焊线区域上都具有一让位区以及分别位于让位区相对两侧的两个支点，每个支点上都放置一焊线支架，该焊线支架包括两端的外露焊接电极区和芯片电极固定区，以及位于二者中间的支点区，该焊线支架的支点区放置在支点上，而使整个焊线支架呈跷跷板结构，两个支点上的焊线支架的芯片电极固定区相朝向，而两个支点上的焊线支架的外露焊接电极区相背离，每个封装区域上的两个焊线支架的芯片电极固定区处于低位并且位于让位区内，两个焊线支架的芯片电极固定区分别与LED倒装芯片的两个芯片电极位置相对应，两个焊线支架的外露焊接电极区处于高位；
S4、在每个焊线支架的芯片电极固定区点导电胶；
S5、将压板与焊线治具定位，将压板下压到焊线治具上，该压板下压位于高位的该外露焊接电极区，而使呈跷跷板结构的焊线支架的芯片电极固定区上抬，使芯片电极固定区上的导电胶与LED倒装芯片的电极接触；
S6、烘烤，以使导电胶固化；
S7、去除压板，即获得每个芯片电极上都固定连接有焊线支架的LED倒装芯片。
2.根据权利要求1所述的LED倒装芯片的封装方法，其特征在于：所述焊线治具的两个支点背离让位区的一侧上都具有承压平面。
3.根据权利要求1所述的LED倒装芯片的封装方法，其特征在于：还包括以下步骤，
S8、准备注胶治具，该注胶治具具有一深度大于LED倒装芯片厚度的注胶凹槽，将步骤S7中获得的LED倒装芯片以LED倒装芯片朝下的方式放入至注胶凹槽中；
S9、在注胶凹槽内注入封装胶体，封装胶体将LED倒装芯片覆盖住，但没有覆盖焊线支架；
S10、烘烤，以使封装胶体固化。
4.一种封装治具，该封装治具包括焊线治具以及压板，其特征在于：所述焊线治具上包括本体以及位于本体上的至少一个焊线区域，每个焊线区域上都具有一让位区以及分别位于让位区相对两侧的两个支点，当位于焊线支架中部的支点区放置在该支点上时，整个焊线支架呈跷跷板结构，并且焊线支架位于让位区内的一端处于低位，位于让位区外的一端处于高位，所述压板上具有芯片固定区，位于芯片固定区上的LED倒装芯片的两个电极位置分别与焊线支架处于低位上的部分相对应；所述让位区为一凹槽，所述凹槽相向的两个侧壁分别与本体的相交的两个棱边处都具有一沿棱边延伸的凹口，所述凹口内安装有第一磁铁，在所述第一磁铁上形成支点；所述本体的表面上还设有多个位于凹槽周侧的固定凹槽，所述固定凹槽内安装有第二磁铁；所述让位区的底面还设有收容凹槽。
5.根据权利要求4所述的封装治具，其特征在于：所述焊线治具的两个支点背离让位区的一侧上都具有承压平面。
6.一种封装体，包括一LED倒装芯片和两个焊线支架，其特征在于：所述焊线支架包括两端的外露焊接电极区和芯片电极固定区，以及位于二者中间的支点区，所述LED倒装芯片的两个芯片电极通过导电胶分别与两个焊线支架的芯片电极固定区固定，所述支点区位于倒装LED外侧；封装体通过一封装治具封装，该封装治具包括焊线治具以及压板，所述焊线治具上包括本体以及位于本体上的至少一个焊线区域，每个焊线区域上都具有一让位区以及分别位于让位区相对两侧的两个支点，当位于焊线支架中部的支点区放置在该支点上时，整个焊线支架呈跷跷板结构，并且焊线支架位于让位区内的一端处于低位，位于让位区外的一端处于高位，所述压板上具有芯片固定区，位于芯片固定区上的LED倒装芯片的两个电极位置分别与焊线支架处于低位上的部分相对应；所述让位区为一凹槽，所述凹槽相向的两个侧壁分别与本体的相交的两个棱边处都具有一沿棱边延伸的凹口，所述凹口内安装有第一磁铁，在所述第一磁铁上形成支点；所述本体的表面上还设有多个位于凹槽周侧的固定凹槽，所述固定凹槽内安装有第二磁铁。
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