CN108400218A - 一种基于csp型式的led封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于CSP型式的LED封装方法，包括五个步骤：芯片制造→LED支架制作→芯片组装→模塑封装→切片，其先使LSI芯片和LED支架分别模块化，再进行组装，组装后的焊接过程只需要加压加热即可热熔接触连接在一起，无需焊头一个一个地焊接，此种成型方法简单快捷，生产效率高，并且成本低，进而通过模塑胶封装，使装配体外部包覆密封胶，提高密封性能，并且密封后在表面带临时膜，可对产品进行保护，防止产品在装配和运输过程划伤。
Description
技术领域
本发明涉及LED领域技术，尤其是指一种基于CSP型式的LED封装方法。
背景技术
电子产品的飞速发展，微电子封装技术面临着电子产品“高性价比、高可靠性、多功能、小型化及低成本”发展趋势带来的挑战和机遇。QFP(四边引脚扁平封装)、TQFP(塑料四边引脚扁平封装)作为表面安装技术(SMT)的主流封装形式一直受到业界的青睐，但当它们在0.3mm引脚间距极限下进行封装、贴装、焊接更多的I/O引脚的VLSI时遇到了难以克服的困难，尤其是在批量生产的情况下，成品率将大幅下降。因此以面阵列、球形凸点为I/O的BGA(球栅阵列)应运而生，以它为基础继而又发展为芯片尺寸封装(Chip Scale Package，简称CSP)技术。采用新型的CSP技术可以确保VLSI在高性能、高可靠性的前提下实现芯片的最小尺寸封装(接近裸芯片的尺寸)，而相对成本却更低，因此符合电子产品小型化的发展潮流，是极具市场竞争力的高密度封装形式。
CSP技术的出现为以裸芯片安装为基础的先进封装技术的发展，如多芯片组件(MCM)、芯片直接安装(DCA)，注入了新的活力，拓宽了高性能、高密度封装的研发思路。在MCM技术面临裸芯片难以储运、测试、老化筛选等问题时，CSP技术使这种高密度封装设计柳暗花明。
CSP产品已有100多种，封装类型也多，目前全球有50多家IC厂商生产各种结构的CSP产品。然而CSP封装工艺仍然存在工艺复杂，成本高和效率低的难题。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种基于CSP型式的LED封装方法，此封装方法简单可靠，效率高，成本低。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：
一种基于CSP型式的LED封装方法，包括以下步骤
步骤(1)，芯片制造：取LSI芯片，在LSI芯片上制作电极焊区和外电极的金属布线图形，制出Pb-Sn焊料润湿性良好的底层金属；在底层金属的凸点设置TiN-Ni-Au多层结构的下金属层，在底层金属与下金属层之间制出聚酰亚胺缓冲层，在下金属层的末端采用蒸发光刻方法形成Pb-Sn触点；
步骤(2)，LED支架制作：取绝缘框架，该绝缘框架具有一从底部向上突起的凸台，所述绝缘框架上印刷电路，该绝缘框架的凸台上设有焊盘，该绝缘框架的底面设有电极；在绝缘框架上注入树脂层，并且形成芯片容置腔；
步骤(3)，芯片组装：将上述经过布线的LSI芯片倒装置入芯片容置腔，使Pb-Sn触点与焊盘一一对应，加热加压，Pb-Sn熔化后使芯片上的底层金属与框架上的印刷电路连通；
步骤(4)，模塑封装：把步骤3组装后的产品放入至模塑模具中，模塑模分为两部分，上模和下模，产品固定于下模，并通过真空板临时膜(33)紧贴到上模，当夹紧模塑模时，把模塑模加热到近165～175℃，注入密封剂，通过提供热和压力使密封剂熔化，密封剂分布于整个芯片产品表面，并通过向内拉紧模塑模而硬化，脱模得到有临时膜的密封晶片；
步骤(5)，切片：切割出LED封装颗粒，切割后的颗粒大小小于或等于LSI芯片面积的120％。
作为一种优选方案，所述LSI芯片的芯片厚度为0.3～0.5mm。
作为一种优选方案，所述底层金属是由Pb-Sn与环氧树脂组成的具有弹性的导电胶。
作为一种优选方案，所述绝缘框架底部的电极为间距设置的平片体，各电极不超出绝缘框架的外部。
作为一种优选方案，每一LED封装颗粒均具有两个电极，两个电极之间的间距为0.5～1.0mm。
作为一种优选方案，所述绝缘框架为柔性薄片。
作为一种优选方案，步骤(2)，所述绝缘框架上印刷电路的方法是采用3D打印机在绝缘框架表面打印电路图，在绝缘框架需要将导线引至另一面的地方钻孔，再于钻孔位置浇入铜金属，接通绝缘框架两面的导线。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，基于CSP型式的LED封装方法包括五个步骤：芯片制造→LED支架制作→芯片组装→模塑封装→切片，其先使LSI芯片和LED支架分别模块化，再进行组装，组装后的焊接过程只需要加压加热即可热熔接触连接在一起，无需焊头一个一个地焊接，此种成型方法简单快捷，生产效率高，并且成本低。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明之实施例的分解图。
图2是本发明之实施例的模塑封装的示意图。
附图标识说明：
10、LSI芯片 11、底层金属
12、下金属层 13、聚酰亚胺缓冲层
14、Pb-Sn触点 20、LED支架
21、绝缘框架 21、凸台
22、焊盘 23、电极
24、树脂层 25、容置腔
30、模塑模具 31、上模
32、下模 33、临时膜。
具体实施方式
请参照图1和图2所示，其显示出了本发明之较佳实施例的方法，此种基于CSP型式的LED封装方法包括以下步骤
步骤(1)，芯片制造：取LSI芯片10，在LSI芯片10上制作电极焊区和外电极的金属布线图形，制出Pb-Sn焊料润湿性良好的底层金属11；在底层金属11的凸点设置TiN-Ni-Au多层结构的下金属层12，在底层金属11与下金属层12之间制出聚酰亚胺缓冲层13，在下金属层12的末端采用蒸发光刻方法形成Pb-Sn触点14；
步骤(2)，LED支架20制作：取绝缘框架21，该绝缘框架21具有一从底部向上突起的凸台21，所述绝缘框架21上印刷电路，该绝缘框架21的凸台21上设有焊盘22，该绝缘框架21的底面设有电极23；在绝缘框架21上注入树脂层24，并且形成芯片容置腔25；
步骤(3)，芯片组装：将上述经过布线的LSI芯片10倒装置入芯片容置腔25，使Pb-Sn触点14与焊盘22一一对应，加热加压，Pb-Sn熔化后使芯片上的底层金属11与框架上的印刷电路连通；
步骤(4)，模塑封装：把步骤3组装后的产品放入至模塑模具30中，模塑模分为两部分，上模31和下模32，产品固定于下模32，并通过真空板临时膜33紧贴到上模31，当夹紧模塑模时，把模塑模加热到近165～175℃，注入密封剂，通过提供热和压力使密封剂熔化，密封剂分布于整个芯片产品表面，并通过向内拉紧模塑模而硬化，脱模得到有临时膜33的密封晶片；
步骤(5)，切片：切割出LED封装颗粒，切割后的颗粒大小小于或等于LSI芯片10面积的120％。
可以理解地，上述CSP型式的LED封装方法是针对一次制作多个LED封装结构的情况，在其制作过程中有更之细节之处体现在:所述LSI芯片10的芯片厚度为0.3～0.5mm。所述底层金属11是由Pb-Sn与环氧树脂组成的具有弹性的导电胶。所述绝缘框架21底部的电极23为间距设置的平片体，各电极23不超出绝缘框架21的外部。每一LED封装颗粒均具有两个电极23，两个电极23之间的间距为0.5～1.0mm。所述绝缘框架21为柔性薄片。所述绝缘框架21上印刷电路的方法是采用3D打印机在绝缘框架21表面打印电路图，在绝缘框架21需要将导线引至另一面的地方钻孔，再于钻孔位置浇入铜金属，接通绝缘框架21两面的导线。
可以理解地，其中，步骤(1)中LSI芯片10的电极23焊区通过底层金属11和下层金属引出，并设置了Pb-Sn触点14，在此基础上增加聚酰亚胺缓冲层13，使得装配时即使承受一定的应力，也不容易受损。
可以理解地，步骤(2)中，凸台21直接向上突起使凸台21底部形成镂空，镂空位置一方面可以用于装配时定位，另一方面使用后贴在散热板上有效增强散热效果。此外，采用印刷电路的方式在绝缘框架21成型焊盘22及电极23，这种结构可实现很高的引脚数，有利于提高芯片的电学性能，减少封装尺寸，提高可靠性，同时由于它无需焊丝工艺，体积特别小，提高了封装效率。
可以理解地，步骤(3)中，由于装配前已经将LSI芯片10模块化，以及LED支架20制作后也是模块化，因此可以快速将LSI芯片10装配于框架上。装配后，只需要加热加压，便可使Pb-Sn熔化自动焊接，此过程自动焊接，免人工焊，效率高，成型效果好。
可以理解地，步骤(4)中，通过模塑胶封装，使装配体外部包覆密封胶，提高密封性能，并且密封后在表面带临时膜33，可对产品进行保护，防止产品在装配和运输过程划伤。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种基于CSP型式的LED封装方法，其特征在于：包括以下步骤
步骤(1)，芯片制造：取LSI芯片(10)，在LSI芯片上制作电极焊区和外电极的金属布线图形，制出Pb-Sn焊料润湿性良好的底层金属(11)；在底层金属(11)的凸点设置TiN-Ni-Au多层结构的下金属层(12)，在底层金属与下金属层之间制出聚酰亚胺缓冲层(13)，在下金属层的末端采用蒸发光刻方法形成Pb-Sn触点(14)；
步骤(2)，LED支架(20)制作：取绝缘框架(21)，该绝缘框架具有一从底部向上突起的凸台(21)，所述绝缘框架上印刷电路，该绝缘框架的凸台上设有焊盘(22)，该绝缘框架的底面设有电极(23)；在绝缘框架上注入树脂层(24)，并且形成芯片容置腔(25)；
步骤(3)，芯片组装：将上述经过布线的LSI芯片(10)倒装置入芯片容置腔(25)，使Pb-Sn触点(14)与焊盘(22)一一对应，加热加压，Pb-Sn熔化后使芯片上的底层金属(11)与框架上的印刷电路连通；
步骤(4)，模塑封装：把步骤3组装后的产品放入至模塑模具(30)中，模塑模分为两部分，上模(31)和下模(32)，产品固定于下模(32)，并通过真空板临时膜(33)紧贴到上模(31)，当夹紧模塑模时，把模塑模加热到近165～175℃，注入密封剂，通过提供热和压力使密封剂熔化，密封剂分布于整个芯片产品表面，并通过向内拉紧模塑模而硬化，脱模得到有临时膜的密封晶片；
步骤(5)，切片：切割出LED封装颗粒，切割后的颗粒大小小于或等于LSI芯片(10)面积的120％。
2.根据权利要求1所述的一种基于CSP型式的LED封装方法，其特征在于：所述LSI芯片(10)的芯片厚度为0.3～0.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种基于CSP型式的LED封装方法，其特征在于：所述底层金属(11)是由Pb-Sn与环氧树脂组成的具有弹性的导电胶。
4.根据权利要求1所述的一种基于CSP型式的LED封装方法，其特征在于：所述绝缘框架(21)底部的电极(23)为间距设置的平片体，各电极(23)不超出绝缘框架(21)的外部。
5.根据权利要求1或4所述的一种基于CSP型式的LED封装方法，其特征在于：每一LED封装颗粒均具有两个电极(23)，两个电极之间的间距为0.5～1.0mm。
6.根据权利要求1所述的一种基于CSP型式的LED封装方法，其特征在于：所述绝缘框架(21)为柔性薄片。
7.根据权利要求1所述的一种基于CSP型式的LED封装方法，其特征在于：步骤(2)，所述绝缘框架(21)上印刷电路的方法是采用3D打印机在绝缘框架(21)表面打印电路图，在绝缘框架(21)需要将导线引至另一面的地方钻孔，再于钻孔位置浇入铜金属，接通绝缘框架(21)两面的导线。
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