CN109166849A - 超小尺寸rgb封装单元的制作方法 - Google Patents

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刘洋
张鹏
张�浩
孙凤莲
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Abstract

本发明涉及一种超小尺寸RGB封装单元制备方法，所述封装单元包括Cu层、绝缘层、光刻层、LED芯片等。其特征是：在中间具有绝缘层的双层Cu基板上制备通孔电镀，根据电路设计对覆盖在Cu基板光刻层进行图形化，将三种RGB LED芯片分别固定于基板固晶区域，通过回流焊、压焊、激光焊等工艺实现固晶并覆加透镜层，可根据线路板设计切割获得所需的多组RGB芯片的封装单元。本发明通过正装LED芯片倒装焊接的方式免去打线工艺造成的空间浪费，能够实现设备精度允许条件下封装单元的极限尺寸，所提供的超小尺寸RGB封装单元可极大提高LED显示屏像素，降低像素间距，也可用于小尺寸调光照明等领域。

Description

超小尺寸RGB封装单元的制作方法
技术领域
本发明涉及LED技术领域，具体涉及一种超小尺寸RGB LED封装单元的结构及其制备方法。
背景技术
现有的RGB LED封装单元是通过红、绿、蓝三种颜色芯片通过固晶、打线、封装的方式实现。由于芯片电极与基板间的互连金线需占用较大空间，造成封装单元尺寸较大，影响其应用效果。
通过RGB三种芯片输入电流的调整可实现LED器件的全彩显示，广泛应用与LED显示屏、情景照明灯具等领域。普遍采用的制作工艺是将LED芯片制作成封装单元后连接至预先设计制作的基板。一种方案是采用单色封装单元，通过不同颜色的单色封装单元进行混光。这种方案下RGB三种颜色发光点距离较大，混光效果不好。另一种方案是将RGB三种芯片封装于同一单元，其芯片间距小，混光效果较好，可用于LED显示。但目前的RGB三色封装单元通常采用固晶、打线、封装的制作工艺，这种工艺下的封装精度同时受到固晶机、打线机影响，在设计制作时芯片间需预留一定空间，同时需在基板上预留用于打线的焊盘。受这些因素影响，现有RGB封装单元尺寸仍有很大的减小空间。
本发明通过正装LED芯片倒装焊接的方式免去打线工艺造成的空间浪费，能够实现设备精度允许条件下封装单元的极限尺寸。所提供的超小尺寸RGB封装单元可广泛用于高清LED显示屏、小尺寸调光照明等领域。
发明内容
本发明的目的是解决封装单元尺寸较大问题，设计一种超小尺寸RGB封装单元制备方法，获得的芯片间距小，混光效果好，能够极大的提升高清LED显示屏显示清晰度。
本发明解决问题方案是：在中间具有绝缘层的双层Cu基板上制备通孔电镀，根据电路设计对覆盖在Cu基板光刻层进行图形化，将三种RGB LED芯片分别固定于基板固晶区域，正装LED芯片倒装焊接，通过回流焊、压焊、激光焊等工艺实现固晶，在已固晶的基板表面覆加透镜层。切割获得所需RGB封装单元，也可根据线路板设计切割位置获得具有多组RGB芯片的封装单元。
本发明所提供的RGB封装单元尺寸小，制作工艺简单、成本低。封装单元内芯片间距小、混光效果好、固晶强度较高。适合用于高清LED显示屏的制作，极大的提升显示屏的像素，也可以应用于小尺寸情景照明灯等领域。
附图说明
图1是双层铜板示意图
图2是激光打孔后示意图
图3是电镀Cu后示意图
图4是添加光刻层后示意图
图5是光刻示意图
图6是蚀刻示意图
图7是去光刻胶示意图
图8是线路板上表面示意图
图9是固晶示意图
图10是添加透镜胶层示意图
图11是一种切割后的封装单元
图12是另一种切割后的封装单元
图中1是Cu层；2是绝缘层；3是通孔；4是光刻层；5是线路板；6是固晶区；7、8、9为不同类型LED芯片。
为清晰起见，这些附图均为示意性及简化的图，它们只给出了对于理解本发明所必要的细节，而省略其他细节。在所有附图中，相同的附图标记和名称用于指同样或对应的部分。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
提供一如图1所示双层Cu基板，基板两侧为Cu层1，Cu层中间有一绝缘层2。
通过激光等手段在基板上制作如图2所示通孔3，通孔用于实现上下两Cu层的导电，其位置取决于基板电路设计。
通过电镀等工艺使通孔3内填充满Cu，如图3所示。
在基板上下Cu层1表面覆盖光刻层4，如图4所示。
根据电路设计对光刻层进行图形化，如图5所示。
通过蚀刻等手段使Cu层1图形化，如图6所示。
去除残留光刻胶，如图7所示。获得基板5如图8所示。此处的焊盘7设计仅为一种具体实施方案。
将RGB三种LED芯片分别固定于基板每一固晶区域6。其中芯片电极与基板焊盘相对应，通过回流焊、压焊、激光焊等工艺实现固晶，如图9所示。连接材料可为Sn-Ag-Cu、AuSn、SnBi等焊膏或合金等材料及形式。
在已固晶的基板表面覆加透镜层，如图10所示。可通过注塑、压膜、浇注等工艺实现。
对封装好的基板进行切割，获得RGB封装单元。该封装单元可以仅有一组RGB芯片，也可以根据线路板设计及切割位置获得具有多组RGB芯片的封装单元，图11、12是两种不同的切割后封装单元。
此外，通过线路板设计，获得的封装单元中RGB可以存在各种排布方式。
以上结合附图对本发明作了详细说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求基础上的改动都是本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种超小尺寸RGB封装单元的制作方法，其特征在于，主要步骤包括：
（a）通过图形化的方式制作一具有上下焊盘的线路板；
（b）利用固晶机实现RGB三种芯片倒装固晶；其中RGB三种芯片电极分别与基板焊盘相对应；
（c）在已固晶的芯片上方加覆透镜胶层；
（d）切割基板获得封装单元。
2.根据权利要求1所述的RGB封装单元的制作方法，其特征在于：所述步骤（b）的具体步骤：
（1）利用固晶机在基板焊盘位置涂覆焊膏，焊膏中合金成分采用Sn-Ag-Cu、AuSn、SnBi；
（2）利用固晶机固定芯片；每种芯片分别固定于对应位置；
（3）通过回流焊、压焊、激光焊等方式完成固晶。
3.根据权利要求1所述的RGB封装单元的制作方法，其特征在于：所述切割基板所获得的封装单元中包含RGB三种芯片各一颗。
4.根据权利要求1所述的RGB封装单元的制作方法，其特征在于：所述切割基板所获得的封装单元中包含多颗RGB芯片。
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