CN108461604A - 一种led灯集成封装方法及封装结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及LED封装领域，公开了一种LED灯集成封装方法及封装结构；所述封装方法包括：在支架的固晶功能区刻印固晶位置；将支架除湿后，上机台操作，将固晶胶点在刻印中心，并将LED正装芯片放置在刻印位置；识别电路方向，将电极片放置在支架上，并在电极片与支架平台接触部位涂上固定胶；按所需色温调制荧光胶配比，设定点胶参数，将荧光胶涂覆在电极片表面，待荧光胶固化后测试成品参数。本发明提供一种高效、低成本的无线键合焊接工艺，封装简单，且适合大规模集成封装，简化封装程序，提高封装效率，使用范围广泛，更容易满足现有LED芯片封装需求；降低LED生产成本。

Description

一种LED灯集成封装方法及封装结构

技术领域

本发明涉及LED封装领域，尤其涉及一种LED灯集成封装方法及封装结构。

背景技术

发光二极管(LED，Light Emitting Diode)是一种半导体固体发光器件，其利用半导体PN结作为发光材料，可以直接将电转换为光。当半导体PN结的两端加上正向电压后，注入PN结中的少数载流子和多数载流子发生复合，放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出颜色为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的光。

在节能环保的大背景下，我国LED产业发展迅速，LED产业发展前景备受看好，目前LED芯片和封装水平、发光效率虽然比白炽灯高，但和荧光灯相比，并不占优势，价格高出很多。在LED封装工艺上，焊接工艺主要有两种，有线键合和无线键合。有线键合是采用金线或者合金线，通过焊线机，将芯片与支架电极导通，实现电气连接；无线键合是将倒装芯片上的电极通过共晶方式或者锡膏固化使得芯片与支架电极导通，实现电气连接。

这两种焊接方式各有优缺点，有线键合的缺点是效率低、多芯片集成封装时一次焊线良率低，另外对设备精度要求高。而无线键合的缺点是采用倒装芯片，价格相对正装芯片高，共晶效率低，而如果是锡膏焊接的话空洞率大，不易控制。

本发明的目的在于提供一种LED灯集成封装方法及封装结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种LED灯集成封装方法及封装结构，结合上述两种焊接键合工艺的优点，发明了一种高效、低成本的无线键合焊接工艺，能一次性键合LED灯。

本发明提供了一种LED灯集成封装结构，所述封装结构包括多个LED正装芯片、支架、印刷电路及印刷电路电极片；所述支架位于最底层，所述LED正装芯片通过绝缘胶或者银胶固定在所述支架上，所述印刷电路覆盖在所述LED正装芯片上，并通过所述印刷电路电极片匹配连接所述多个LED正装芯片的电极。

优选的，所述电极片材质为透明陶瓷或者玻璃、荧光玻璃片或陶瓷荧光片。

优选的，所述封装结构还包括荧光片，所述荧光片，用于在所述印刷电路电极片与所述支架接触位置点上的密封胶固化后，覆盖在所述印刷电路电极片上方。

优选的，所述支架分为底部固晶功能区、塑胶反光杯和正、负极片；所述固晶功能区用于按照所选芯片大小及封装功率刻印固晶位置，便于控制固晶精度和所述电极片上的电路位置；所述正、负极片，用于外接电源。

优选的，所述印刷电路通过激光快速活化金属化技术在陶瓷上印刷电路，激光裁剪与所述支架塑胶反光杯尺寸一致的透明陶瓷片，所述印刷电路中的布局根据所选芯片的电极大小和串、并联方式进行确定。

优选的，所述印刷电路电极片的凸点和正、负极片的凸点高度为2um-1mm。

优选的，所述支架的材料为聚酰亚胺，在外面的封胶材料为环氧树脂、或硅胶、或硅树胶。

除此以外，本发明还提供了一种LED灯集成封装方法，该集成封装方法包括以下步骤：

(1)在支架的固晶功能区刻印固晶位置；

(2)将支架除湿后，上机台操作，将固晶胶点在刻印中心，并将LED正装芯片放置在刻印位置；

(3)识别电路方向，将电极片放置在支架上，并在电极片与支架平台接触部位涂上固定胶；

(4)按所需色温调制荧光胶配比，设定点胶参数，将荧光胶涂覆在电极片表面，待荧光胶固化后测试成品参数，然后包装。

优选的，所述步骤(4)替换为以下步骤：

(4)采用玻璃或者陶瓷荧光片，覆盖在电极片表面，然后四周涂覆固定胶密封。

优选的，在所述步骤(3)之后还包括以下步骤：

(31)固定胶固化前进行通电测试，在支架正、负极上接通直流电，如果芯片全亮，则电极片与芯片完全导通，如果个别芯片没亮，则适当调整电极片位置，使电极片上的电路与芯片充分接触。

本发明实施例的技术方案提供了一种LED灯集成封装方法和封装结构，本发明实施例的技术方案具有以下显著效果：

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明发明一种高效，降低成本，减少人工的LED等集成焊接；能一次性键合多个LED灯，集成度高，利于批量生产；相对于现有的封装工艺，封装简单，且适合大规模集成封装，简化封装程序，提高封装效率，使用范围更加广泛，更容易满足现有LED芯片封装需求；降低LED生产成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种LED灯集成封装结构的纵向剖面图。

图2为本发明实施例提供的一种LED灯集成封装结构的横向剖面图。

图3为本发明实施例提供的LED灯集成封装结构的LED正装芯片图。

图4为本发明实施例提供的LED灯集成封装结构中支架的结构示意图。

图5为本发明实施例提供的LED灯集成封装方法的流程示意图。

图中：101-支架，102-印刷电路，103-印刷电路上电路，104-荧光片，105-与支架结合的印刷电路，106-电极片，107-LED正装芯片；108-LED正装芯片电极，201-正、负极片，202-塑胶反光杯，203-固晶功能区。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“耦合”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种LED灯集成封装结构，如图1-4所示，所述封装结构包括不少于一个LED正装芯片107、支架101、印刷电路102及印刷电路电极片106；所述支架101位于最底层，所述LED正装芯片107通过绝缘胶或者银胶固定在所述支架101上，所述印刷电路102覆盖在所述LED正装芯片107上，并通过所述印刷电路电极片106匹配连接所述LED正装芯片107的电极。

优选的，所述电极片106材质为透明陶瓷或者玻璃、荧光玻璃片或陶瓷荧光片。

优选的，所述封装结构还包括荧光片104，所述荧光片，用于在所述印刷电路电极片与所述支架接触位置点上的密封胶固化后，覆盖在所述印刷电路电极片上方。

优选的，所述支架101分为底部固晶功能区203、塑胶反光杯202和正、负极片201；所述固晶功能区203用于按照所选芯片大小及封装功率刻印固晶位置，便于控制固晶精度和所述电极片上的电路位置；所述正、负极片201，用于外接电源。

优选的，所述印刷电路102通过激光快速活化金属化技术在陶瓷上印刷电路，激光裁剪与所述支架塑胶反光杯尺寸一致的透明陶瓷片，所述印刷电路中的布局根据所选芯片的电极大小和串、并联方式进行确定。

优选的，所述印刷电路电极片106的凸点和正、负极片的凸点高度为2um-1mm。

优选的，所述支架的材料为聚酰亚胺，在外面的封胶材料为环氧树脂、或硅胶、或硅树胶。

更具体地，本产品主要部件分为：正装芯片、支架、印刷电路的电极片、荧光片；其电极片材质可以为透明陶瓷或者玻璃、荧光玻璃片、陶瓷荧光等。

首先将正装芯片通过绝缘胶或者银胶固定在支架上，然后覆盖上印刷电路的电极片，在印刷电路的电极片与支架接触位置点上密封胶，等密封胶固化后，在印刷电路的电极片上方覆盖上荧光片。如果电极片选择的是带有荧光粉的玻璃或陶瓷片，即可不用另外的荧光片。其中重点是控制电极片上的电路与支架上芯片电极的连接匹配。

印刷电路的电极片制作，激光裁剪与支架塑胶反光杯尺寸一致的透明陶瓷片，电路布局根据所选芯片的电极大小和串、并联方式。采用激光快速活化金属化技术在陶瓷上印刷电路。陶瓷片上对应芯片电极的凸点和正负极片的凸点高度为2um-1mm。

除此以外，本发明还提供了一种LED灯集成封装方法，该集成封装方法包括以下步骤：

1.固晶

支架分为底部固晶功能区、塑胶反光杯、正、负极片。固晶功能区按照所选芯片大小及封装功率(决定芯片串、并联方式)刻印固晶位置，便于控制固晶精度和电极片上的电路位置设计。首先支架除湿，上机台操作，将固晶胶点在刻印中心，然后拾取芯片放置在刻印位置，固晶角度偏移小于2度。

2.固定电极片

拾取设计好的电极片，识别电路方向，将电极片放置在支架上，在电极片的与支架平台接触部位涂上固定胶。

3.测试

固定胶固化前进行通电测试，在支架正、负极上接通直流电，如果芯片全亮，则说明电极片与芯片完全导通，如果有个别芯片没亮，适当调整电极片位置，使电极片上的电路与芯片充分接触。

4.点胶

按所需色温调制荧光胶配比，设定点胶参数，将荧光胶涂覆在电极片表面，待荧光胶固化后测试成品参数，然后包装。本方式也可采用玻璃或者陶瓷荧光片，直接覆盖在电极片表面，然后四周涂覆固定胶密封。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LED灯集成封装结构，其特征在于，所述封装结构包括多个LED正装芯片、支架、印刷电路及印刷电路电极片；所述支架位于最底层，所述LED正装芯片通过绝缘胶或者银胶固定在所述支架上，所述印刷电路覆盖在所述LED正装芯片上，并通过所述印刷电路电极片匹配连接所述多个LED正装芯片的电极。

2.根据权利要求1所述的LED灯集成封装结构，其特征在于，所述电极片材质为透明陶瓷或者玻璃、荧光玻璃片或陶瓷荧光片。

3.根据权利要求1所述的LED灯集成封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括荧光片，所述荧光片，用于在所述印刷电路电极片与所述支架接触位置点上的密封胶固化后，覆盖在所述印刷电路电极片上方。

4.根据权利要求1所述的LED灯集成封装结构，其特征在于，所述支架分为底部固晶功能区、塑胶反光杯和正、负极片；所述固晶功能区用于按照所选芯片大小及封装功率刻印固晶位置，便于控制固晶精度和所述电极片上的电路位置；所述正、负极片，用于外接电源。

5.根据权利要求4中所述的LED灯集成封装结构，其特征在于，所述印刷电路通过激光快速活化金属化技术在陶瓷上印刷电路，激光裁剪与所述支架塑胶反光杯尺寸一致的透明陶瓷片，所述印刷电路中的布局根据所选芯片的电极大小和串、并联方式进行确定。

6.根据权利要求5中所述的LED灯集成封装结构，其特征在于，所述印刷电路电极片的凸点和正、负极片的凸点高度为2um-1mm。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的LED灯集成封装结构，其特征在于，所述支架的材料为聚酰亚胺，在外面的封胶材料为环氧树脂、或硅胶、或硅树胶。

8.一种LED灯集成封装方法，其特征在于，该集成封装方法包括以下步骤：

(1)在支架的固晶功能区刻印固晶位置；

(2)将支架除湿后，上机台操作，将固晶胶点在刻印中心，并将LED正装芯片放置在刻印位置；

(3)识别电路方向，将电极片放置在支架上，并在电极片与支架平台接触部位涂上固定胶；

(4)按所需色温调制荧光胶配比，设定点胶参数，将荧光胶涂覆在电极片表面，待荧光胶固化后测试成品参数。

9.根据权利要求8中所述的LED灯集成封装结构，其特征在于，所述步骤(4)替换为以下步骤：

(4)采用玻璃或者陶瓷荧光片，覆盖在电极片表面，然后四周涂覆固定胶密封。

10.根据权利要求8中所述的LED灯集成封装结构，其特征在于，在所述步骤(3)之后还包括以下步骤：

(31)固定胶固化前进行通电测试，在支架正、负极上接通直流电，如果芯片全亮，则电极片与芯片完全导通，如果个别芯片没亮，则适当调整电极片位置，使电极片上的电路与芯片充分接触。