CN108878630A - 一种led倒装芯片封装器件结构及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED倒装芯片封装器件结构及其制备方法，包括：荧光粉层；芯片发光层；芯片电极金属层；基板电极金属层和导电孔结构；基板绝缘层和支撑结构。所述芯片电极金属层2为含Au和Ni的金属结构；所述基板电极金属层和导电孔结构3为含Cu金属层或Cu与其它金属组合的金属结构。所述LED倒装芯片封装器件可以解决小尺寸LED倒装芯片的CSP焊盘电极太小难以精确控制贴装，同时避免了普通锡膏焊接相关的芯片与常用封装支架结构之间的热膨胀系数差异性问题，所述LED倒装芯片封装器件可以用于二次回流工艺，使用可靠性大幅提升，生产工艺简单可行，成本比先有工艺低廉。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED封装器件结构及其制备方法，尤其是一种LED倒装芯片封装器件结构及其制备方法。
背景技术
LED正装芯片普及多年，其性价比的优势获得了主流市场的青睐。然而，LED倒装芯片相比于正装芯片更有优势，包括更好的散热路径、大电流驱动下更高的光效、更低的免焊线封装成本等等。目前，市面上开发的基于普通锡膏焊料焊接的LED倒装芯片封装方式以集成型的COB为主，如图1所示。由于芯片1与基板2热膨胀系数差异等因素，使用普通焊料焊接倒装芯片的分立式SMD封装器件基本没有成熟的商品问世。此外，传统的CSP器件虽然属于一种倒装芯片的分立式封装器件，如图2所示，但只能适用于具有大电极2的中大尺寸芯片1的制作，采用现有工艺制作的小芯片CSP产品由于焊盘太小满足不了当前产线的贴装精度要求。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供一种LED倒装芯片封装器件结构及其制备方法。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：一种LED倒装芯片封装器件结构及其制备方法。
其中，所述一种LED倒装芯片封装器件结构，包括：荧光粉层；芯片发光层；芯片电极金属层；基板电极金属层和导电孔结构；基板绝缘层和支撑结构；其中：所述基板绝缘层和支撑结构为绝缘材料板，所述绝缘材料板为BT、PMMA或陶瓷材料。于绝缘材料板双面敷设有铜箔；贯穿绝缘材料板及铜箔设有若干个通孔，通孔数目视乎芯片个数或最终切割情况而定。于双面铜箔表面各敷设一层导电铜箔层，上下导电铜箔层之间通过在通孔内的铜连接镀层连接从而实现上、下导电铜箔层的电连接，上述上、下导电铜箔层与铜连接镀层形成基板电极金属层和导电孔结构；于基板电极金属层和导电孔结构上设置芯片电极金属层，所述芯片电极金属层为含Au和Ni的金属结构，其内层为Ni金属层，外层为Au金属层；在芯片电极金属层上电连接设有发光芯片，单个或多个发光芯片焊接好后形成芯片发光层；在芯片发光层上设置荧光粉层。
所述的芯片发光层1可以是单个LED芯片，也可以是多个单个LED芯片集成化的集成芯片。
所述一种LED倒装芯片封装器件结构的制备方法包括以下步骤：
1.在芯片的电极面金属介质上依次进行蒸镀、溅镀、然后化学镀或电镀Ni层、最后覆盖一层Au金属层；
2.制备复合基板，其流程如下：A、准备好基板绝缘层并在基板绝缘层的双面覆铜箔形成基材，基板绝缘层可以是BT、PMMA或陶瓷材料中的任一种材料；B、在铁板台上垫上软平板状后备板，然后将基材置于后备板上，在基材预定位置上进行钻孔；C、对钻好孔的基材进行孔内镀铜，使上、下面的铜箔电导通；D、对步骤D所得的基材的上面和底面蚀刻出预定的线路；E、在预定焊接芯片电极的铜箔位置镀Ni/Au或Ni/Ag，Ni/Au就是先在对应的铜箔位置镀Ni层再镀Au层，Ni/Ag就是先在对应的铜箔位置镀Ni层再镀Ag层；在铜箔上所预定焊接芯片电极的电极位置是在基材的上面或/和在基材的底面；如此形成复合基板；
3.将步骤1镀好电极的倒装芯片经过锡膏焊接在步骤2所制成的复合基板上对应的电极位置上；
4.对焊接好芯片的基板进行贴荧光粉层，或者模造荧光粉层；
5.对步骤4所得的复合基板进行切割，切割后形成单颗灯珠。
优选地，所述芯片电极金属层为含Au和Ni结合的金属结构，其中内层为Ni金属层，外层为Au金属层；
优选地，所述复合基板上用于预定焊接芯片电极的铜箔位置上的金属层为Cu/Ag金属结构，其内层为Cu金属层，外层为Ag金属层，所述导电孔结构为Cu金属结构；
优选地，所述基板绝缘层和支撑结构为BT材料结构；
进一步，所述的孔内镀铜的步骤为先清洗基材，再对整块基材进行化学镀铜，然后再电镀铜。
综上所述，本发明的有益效果是：所述LED倒装芯片封装器件可以解决小尺寸LED倒装芯片的CSP焊盘电极太小难以精确控制贴装，同时避免了普通锡膏焊接相关的芯片与常用封装支架结构之间的热膨胀系数差异性问题，所述LED倒装芯片封装器件可以用于二次回流工艺，使用可靠性大幅提升，生产工艺简单可行，成本比先有工艺低廉。
附图说明
图1为本旧款LED倒装芯片封装的结构示意图；
图2为传统的CSP器件的结构示意图；
图3为本发明实施例1所述LED灯芯片的结构意图；
图4为复合基板生产的流程图。
具体实施方式
实施例1：
本发明实施例1所描述的一种LED倒装芯片封装器件结构，如图3所示，包括：荧光粉层5、芯片发光层1、芯片电极金属层2、基板电极金属层和导电孔结构3、基板绝缘层和支撑结构4；其中：所述基板绝缘层和支撑结构4为BT板。于BT板双面敷设有铜箔6；贯穿BT板及铜箔设有若干个通孔7，通孔数目视乎芯片个数或最终切割情况而定。于双面铜箔6表面各敷设一层导电铜箔层，上下导电铜箔层之间通过在通孔7内的铜连接镀层连接从而实现上下导电铜箔层的电连接，上述上下导电铜箔层与铜连接镀层形成基板电极金属层和导电孔结构3；于基板电极金属层和导电孔结构3上设置芯片电极金属层2，所述芯片电极金属层2为含Au和Ni的金属结构，其内层为Ni金属层，外层为Au金属层；在芯片电极金属层2上电连接设有发光芯片，多个发光芯片焊接好后形成芯片发光层1；在芯片发光层1上模造荧光粉层5。
实施例2：
本发明实施例2所描述的一种LED倒装芯片封装器件结构的制备方法，如图4所示，其包括以下步骤：
1.在倒装芯片的电极面金属介质上依次进行蒸镀、溅镀、然后化学镀或电镀Ni层、最后覆盖一层Au金属层；
2.制备复合基板，其流程如图4，A、准备好基板绝缘层4的双面覆铜箔6的基材20，具体为：基板绝缘层是BT板，基材20为双面覆铜BT板；B、在铁板台10上垫上软平板状的后备板9，然后将基材置于后备板上，在基材预定位置上进行钻孔；C、对钻好孔的基材进行孔内镀铜，使BT板上、下面的铜箔电导通；D、对步骤C所得基材的上面和底面蚀刻出预定的线路；E、在铜箔上所预定焊接芯片电极的电极位置镀Ni/Au，即是先镀Ni层再镀Au层，如此形成复合基板；
3.将步骤1镀好电极的倒装芯片经过锡膏焊接在步骤2所制成的复合基板对应的电极位置上；
4.对焊接好芯片的基板进行模造荧光粉层；
5.对步骤4所得的复合基板按预设线路进行切割形成单颗灯珠。
上述实例仅例示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵。
Claims (6)
1.一种LED倒装芯片封装器件结构，其特征在于，由荧光粉层、芯片发光层、芯片电极金属层、基板电极金属层和导电孔结构、基板绝缘层和支撑结构组成；其中：所述基板绝缘层和支撑结构为绝缘材料板，于绝缘材料板双面敷设有铜箔；贯穿绝缘材料板及铜箔设有多个通孔；于双面铜箔表面各敷设一层导电铜箔层，在通孔内设有实现上、下导电铜箔层电连接的铜连接镀层，上、下导电铜箔层与铜连接镀层形成基板电极金属层和导电孔结构；于基板电极金属层和导电孔结构上设置芯片电极金属层；在芯片电极金属层上电连接设有发光芯片，发光芯片形成芯片发光层；在芯片发光层上设置荧光粉层。
2.根据权利要求1所述的一种LED倒装芯片封装器件结构，其特征在于，所述芯片电极金属层为含Au和Ni的金属结构，其中内层为Ni金属层，外层为Au金属层。
3.根据权利要求1或2所述的一种LED倒装芯片封装器件结构，其特征在于，所述绝缘材料板为BT、PMMA或陶瓷材料的板材。
4.一种LED倒装芯片封装器件结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在倒装芯片的电极面金属介质上依次进行蒸镀、溅镀、然后化学镀或电镀Ni层、最后覆盖一层Au金属层；
(2).制备复合基板，其流程下：A、准备好基板绝缘层并在基板绝缘层的双面覆铜箔形成基材，基板绝缘层可以是BT、PMMA或陶瓷材料中的任一种材料；B、在铁板台上垫上软平板状后备板，然后将基材置于后备板上，在基材预定位置上进行钻孔；C、对钻好孔的基材进行孔内镀铜，使上、下面的铜箔电导通；D、对步骤D所得的基材的上面和底面蚀刻出预定的线路；E、在预定焊接芯片电极的铜箔位置镀Ni/Au或Ni/Ag，Ni/Au就是先在对应的铜箔位置镀Ni层再镀Au层，Ni/Ag就是先在对应的铜箔位置镀Ni层再镀Ag层；在铜箔上所预定焊接芯片电极的电极位置是在基材的上面或/和在基材的底面；如此形成复合基板；
(3).将步骤1镀好电极的倒装芯片经过锡膏焊接在步骤2所制成的复合基板上对应的电极位置上；
(4).对焊接好芯片的基板进行贴荧光粉层，或者模造荧光粉层；
(5).对步骤(4)所得的复合基板进行切割，切割后形成单颗灯珠。
5.根据权利要求4所述的一种LED倒装芯片封装器件结构的制备方法，其特征在于，所述的孔内镀铜的步骤为先清洗基材，再对整块基材进行化学镀铜，然后再电镀铜。
6.根据权利要求4所述的一种LED倒装芯片封装器件结构的制备方法，其特征在于，所述复合基板上用于预定焊接芯片电极的电极位置上的金属层为Ag/Cu金属结构，其内层为Cu金属层，外层为Ag金属层，所述导电孔结构为Cu金属结构。
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| CN113991004A (zh) * | 2021-10-26 | 2022-01-28 | 东莞市中麒光电技术有限公司 | Led基板制作方法、led基板、led器件制作方法及led器件 |
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