CN109671834A - 一种双面出光的led芯片csp封装结构及其封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种双面出光的LED芯片CSP封装结构及其封装方法，其利用第一和第二荧光层、透明基板实现双面出光，并且利用环形凹槽形成在所述基板的边缘位置，减少边缘位置的压力，从而实现防止翘曲的目的，同时，所述环形凹槽增加了水汽进入的路径距离，防止焊线的氧化和封装的不稳定性；此外，利用双面荧光层和塑封层的热膨胀系数的三明治结构，减小应力和剥离风险。
Description
技术领域
本发明LED封装领域，尤其涉及一种双面出光的LED芯片CSP封装结构及其封装方法。
背景技术
现有的LED芯片封装，多为COB结构，其在制备过程中随温度变化，塑封材料会产生膨胀或收缩，进而导致封装结构的翘曲，影响封装的密封性，且可能导致塑封材料的剥离。参见图3，其为典型的COB封装结构，具有基板1，基板1上设置有电路结构，LED芯片2倒装或者引线键合于所述基板1上，塑封层3塑封所述LED芯片2，无论是倒装还是引线键合，塑封层3与基板1界面间的水汽机内路径较短，且LED芯片2极易产生大量的热量，导致基板1的两端发生翘曲，从而导致塑封层3从基板1上剥离，水汽极易进去导致封装的不可靠性增加。
发明内容
基于解决上述问题，本发明提供了一种双面出光的LED芯片CSP封装方法，包括：
（1）提供一基板，所述基板为透明基板，并在所述基板的边缘区域形成至少两个环形凹槽；
（2）在所述至少两个环形凹槽的较为内侧的环形凹槽底部形成通孔，所述通孔贯通所述基板；
（3）将LED芯片固定于所述基板的中间区域，所述中间区域由所述至少两个环形凹槽围成；
（4）在所述通孔中填充导电材料形成导电孔，其中导电材料至少突出在所述较为内侧的环形凹槽内；
（5）焊接键合引线，将所述LED芯片电连接于所述导电孔的一端；
（6）形成塑封层，所述塑封层具有一凹陷，所述凹陷露出所述LED芯片的上表面，所述塑封层高于所述LED芯片；
（7）在所述塑封层上形成第一荧光层，所述荧光层覆盖所述塑封层和所述上表面；
（8）在所述导电孔的另一端形成焊球，并在所述基板的底面形成围绕所述焊球的第二荧光层。
根据本发明的实施例，所述第一和第二荧光层为相同材质，且其热膨胀系数（CTE）大于所述塑封层的热膨胀系数（CTE）。
根据本发明的实施例，其中步骤（6）具体包括：将待塑封的结构放置于塑封模具中，所述模具包括上模具和下模具，其中所述下模具具有离型膜，所述待封装的结构置于所述离型膜上；所述上模具具有圆台型凸起，所述凸起压靠于所述LED芯片的上表面，注塑树脂材料并进行固化，然后进行解离。
优选的，本发明还提供了另一种双面出光的LED芯片CSP封装方法，包括：
（1）提供一基板，所述基板为透明基板，并在所述基板的边缘区域形成至少两个环形凹槽；
（2）在所述至少两个环形凹槽的较为内侧的环形凹槽底部形成通孔，所述通孔贯通所述基板；
（3）在所述通孔中填充导电材料形成导电孔，其中导电材料至少突出在所述较为内侧的环形凹槽内，并在所述基板的底面形成焊球，所述焊球连接于所述导电孔的一端；
（4）将LED芯片固定于所述基板的中间区域，所述中间区域由所述至少两个环形凹槽围成；
（5）焊接键合引线，将所述LED芯片电连接于所述导电孔的另一端；
（6）形成塑封层，所述塑封层具有一凹陷，所述凹陷露出所述LED芯片的上表面，所述塑封层高于所述LED芯片；
（7）在所述塑封层上形成第一荧光层，所述荧光层覆盖所述塑封层和所述上表面；
（8）在所述基板的底面形成围绕所述焊球的第二荧光层。
根据本发明的实施例，其特征在于，所述第一和第二荧光层为相同材质，且其热膨胀系数（CTE）大于所述塑封层的热膨胀系数（CTE）。
根据本发明的实施例，其中步骤（6）具体包括：将待塑封的结构放置于塑封模具中，所述模具包括上模具和下模具，其中所述下模具具有柔性层，所述待封装的结构置于所述柔性层上使得所述焊球嵌入所述柔性层内；所述上模具具有圆台型凸起，所述凸起压靠于所述LED芯片的上表面，注塑树脂材料并进行固化，然后进行解离。
由上述方法，本发明还提供了一种双面出光的LED芯片CSP封装结构，包括：
基板，所述基板为透明基板，所述基板的边缘区域具有至少两个环形凹槽；
导电孔，形成在所述至少两个环形凹槽的较为内侧的环形凹槽底部，所述导电孔贯通所述基板；
焊球，连接于所述导电孔的一端；
LED芯片，固定于所述基板的中间区域，所述中间区域由所述至少两个环形凹槽围成；
键合引线，其将所述LED芯片电连接于所述导电孔的另一端；
塑封层，其具有一凹陷，所述凹陷露出所述LED芯片的上表面，所述塑封层高于所述LED芯片；
第一荧光层，所述第一荧光层覆盖所述塑封层和所述上表面；
第二荧光层，形成在所述基板的底面并包裹所述焊球的一部分。
根据本发明的实施例，所述基板为柔性基板，所述柔性基板包括聚酯类薄膜、聚酰亚胺薄膜等。
根据本发明的实施例，所述基板为透明玻璃，所述透明玻璃内分散有荧光粉。
根据本发明的实施例，所述第一荧光层和第二荧光层包括环氧树脂或硅树脂。
本发明利用第一和第二荧光层、透明基板实现双面出光，并且利用环形凹槽形成在所述基板的边缘位置，减少边缘位置的压力，从而实现防止翘曲的目的，同时，所述环形凹槽增加了水汽进入的路径距离，防止焊线的氧化和封装的不稳定性；此外，利用双面荧光层和塑封层的热膨胀系数的三明治结构，减小应力和剥离风险。
附图说明
图1为本发明的双面出光的LED芯片CSP封装方法的示意图；
图2为本发明另一实施例的双面出光的LED芯片CSP封装方法的示意图；
图3为现有的COB封装结构的示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
参见图1，基于克服热翘曲和应力，以及保护封装结构不受水汽的，本发明提供了双面出光的LED芯片CSP封装方法，包括：
参见图1a，提供一基板11，并在所述基板11的边缘区域形成至少两个环形凹槽12；为了保证双面出光，所述基板11为透明基板，可选的，所述基板11为柔性基板，所述柔性基板包括聚酯类薄膜、聚酰亚胺薄膜等。此外，所述基板为透明玻璃，所述透明玻璃内分散有荧光粉。该玻璃基板可以通过荧光玻璃烧结工艺制造而成。
参见图1b，在所述至少两个环形凹槽12的较为内侧的环形凹槽底部形成通孔13，所述通孔13贯通所述基板11；所述凹槽12的截面可以是半球形状、方形形状亦或者是梯形形状；所述通孔13通过机械钻孔或者激光钻孔实现贯通。
参见图1c，将LED芯片14固定于所述基板11的中间区域，所述中间区域由所述至少两个环形凹槽12围成；可以通过粘结胶、树脂或者焊料固定在所述基板11上。
参见图1d，在所述通孔13中填充导电材料形成导电孔15，其中导电材料至少突出在所述较为内侧的环形凹槽12内，但是未填满，这样在后续引线的键合中，可以保护引线。
参见图1e，焊接键合引线16，将所述LED芯片14电连接于所述导电孔15的一端。
参见图1f，将上述待塑封的结构放置于塑封模具中，所述模具包括上模具17和下模具19，其中所述下模具17具有离型膜18，所述待封装的结构置于所述离型膜18上；所述上模具19具有圆台型凸起20，所述凸起20压靠于所述LED芯片14的上表面，注塑树脂材料并进行固化。
参见图1g，解离去除所述模具，形成塑封层22，所述塑封层22具有一凹陷23，所述凹陷23露出所述LED芯片14的上表面，所述塑封层23高于所述LED芯片14；
参见图1h，在所述塑封层22上形成第一荧光层24，所述第一荧光层24覆盖所述塑封层23和所述上表面；
参见1i，在所述导电孔15的另一端形成焊球26，并在所述基板11的底面形成围绕所述焊球的第二荧光层25。
根据本发明的实施例，所述第一和第二荧光层24、25为相同材质，且其热膨胀系数（CTE）大于所述塑封层22的热膨胀系数（CTE）。所述第一荧光层和第二荧光层24、25包括环氧树脂或硅树脂
优选的，参照图2，本发明还提供了另一种双面出光的LED芯片CSP封装方法，其与前一实施例相同的内容在此不再赘述，具体包括：
参照图2a，提供一基板11，所述基板为透明基板，并在所述基板11的边缘区域形成至少两个环形凹槽12；在所述至少两个环形凹槽12的较为内侧的环形凹槽底部形成通孔13，所述通孔13贯通所述基板11；在所述通孔13中填充导电材料形成导电孔15，其中导电材料至少突出在所述较为内侧的环形凹槽内，并在所述基板11的底面形成焊球26，所述焊球26连接于所述导电孔15的一端；将LED芯片14固定于所述基板11的中间区域，所述中间区域由所述至少两个环形凹槽12围成；焊接键合引线16，将所述LED芯片14电连接于所述导电孔15的另一端。
参见图2b，将待塑封的结构放置于塑封模具中，所述模具包括上模具17和下模具19，其中所述下模具17具有柔性层21，所述待封装的结构置于所述柔性层21上使得所述焊球26嵌入所述柔性层21内；所述上模具19具有圆台型凸起20，所述凸起20压靠于所述LED芯片14的上表面，注塑树脂材料并进行固化。
参见图2c，解离形成塑封层22，所述塑封层22具有一凹陷23，所述凹陷23露出所述LED芯片14的上表面，所述塑封层22高于所述LED芯片14；
参见图2d，在所述塑封层22上形成第一荧光层24，所述第一荧光层24覆盖所述塑封层22和所述上表面；
参见图2e，在所述基板11的底面形成围绕所述焊球26的第二荧光层25。
根据本发明的实施例，所述第一和第二荧光层24、25为相同材质，且其热膨胀系数（CTE）大于所述塑封层22的热膨胀系数（CTE）。所述第一荧光层和第二荧光层24、25包括环氧树脂或硅树脂
由上述方法，本发明还提供了一种双面出光的LED芯片CSP封装结构，包括：
基板，所述基板为透明基板，所述基板的边缘区域具有至少两个环形凹槽；
导电孔，形成在所述至少两个环形凹槽的较为内侧的环形凹槽底部，所述导电孔贯通所述基板；
焊球，连接于所述导电孔的一端
LED芯片，固定于所述基板的中间区域，所述中间区域由所述至少两个环形凹槽围成；
键合引线，其将所述LED芯片电连接于所述导电孔的另一端；
塑封层，其具有一凹陷，所述凹陷露出所述LED芯片的上表面，所述塑封层高于所述LED芯片；
第一荧光层，所述第一荧光层覆盖所述塑封层和所述上表面；
第二荧光层，形成在所述基板的底面并包裹所述焊球的一部分。
根据本发明的实施例，所述第一荧光层和第二荧光层包括环氧树脂或硅树脂。
本发明利用第一和第二荧光层、透明基板实现双面出光，并且利用环形凹槽形成在所述基板的边缘位置，减少边缘位置的压力，从而实现防止翘曲的目的，同时，所述环形凹槽增加了水汽进入的路径距离，防止焊线的氧化和封装的不稳定性；此外，利用双面荧光层和塑封层的热膨胀系数的三明治结构，减小应力和剥离风险。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种双面出光的LED芯片CSP封装方法，包括：
（1）提供一基板，所述基板为透明基板，并在所述基板的边缘区域形成至少两个环形凹槽；
（2）在所述至少两个环形凹槽的较为内侧的环形凹槽底部形成通孔，所述通孔贯通所述基板；
（3）将LED芯片固定于所述基板的中间区域，所述中间区域由所述至少两个环形凹槽围成；
（4）在所述通孔中填充导电材料形成导电孔，其中导电材料至少突出在所述较为内侧的环形凹槽内；
（5）焊接键合引线，将所述LED芯片电连接于所述导电孔的一端；
（6）形成塑封层，所述塑封层具有一凹陷，所述凹陷露出所述LED芯片的上表面，所述塑封层高于所述LED芯片；
（7）在所述塑封层上形成第一荧光层，所述荧光层覆盖所述塑封层和所述上表面；
（8）在所述导电孔的另一端形成焊球，并在所述基板的底面形成围绕所述焊球的第二荧光层。
2.根据权利要求1所述的双面出光的LED芯片CSP封装方法，其特征在于：所述第一和第二荧光层为相同材质，且其热膨胀系数（CTE）大于所述塑封层的热膨胀系数（CTE）。
3.根据权利要求1所述的双面出光的LED芯片CSP封装方法，其特征在于：其中步骤（6）具体包括：将待塑封的结构放置于塑封模具中，所述模具包括上模具和下模具，其中所述下模具具有离型膜，所述待封装的结构置于所述离型膜上；所述上模具具有圆台型凸起，所述凸起压靠于所述LED芯片的上表面，注塑树脂材料并进行固化，然后进行解离。
4.一种双面出光的LED芯片CSP封装方法，包括：
（1）提供一基板，所述基板为透明基板，并在所述基板的边缘区域形成至少两个环形凹槽；
（2）在所述至少两个环形凹槽的较为内侧的环形凹槽底部形成通孔，所述通孔贯通所述基板；
（3）在所述通孔中填充导电材料形成导电孔，其中导电材料至少突出在所述较为内侧的环形凹槽内，并在所述基板的底面形成焊球，所述焊球连接于所述导电孔的一端；
（4）将LED芯片固定于所述基板的中间区域，所述中间区域由所述至少两个环形凹槽围成；
（5）焊接键合引线，将所述LED芯片电连接于所述导电孔的另一端；
（6）形成塑封层，所述塑封层具有一凹陷，所述凹陷露出所述LED芯片的上表面，所述塑封层高于所述LED芯片；
（7）在所述塑封层上形成第一荧光层，所述荧光层覆盖所述塑封层和所述上表面；
（8）在所述基板的底面形成围绕所述焊球的第二荧光层。
5.根据权利要求4所述的双面出光的LED芯片CSP封装方法，其特征在于：所述第一和第二荧光层为相同材质，且其热膨胀系数（CTE）大于所述塑封层的热膨胀系数（CTE）。
6.根据权利要求4所述的双面出光的LED芯片CSP封装方法，其特征在于：其中步骤（6）具体包括：将待塑封的结构放置于塑封模具中，所述模具包括上模具和下模具，其中所述下模具具有柔性层，所述待封装的结构置于所述柔性层上使得所述焊球嵌入所述柔性层内；所述上模具具有圆台型凸起，所述凸起压靠于所述LED芯片的上表面，注塑树脂材料并进行固化，然后进行解离。
7.一种双面出光的LED芯片CSP封装结构，包括：
基板，所述基板为透明基板，所述基板的边缘区域具有至少两个环形凹槽；
导电孔，形成在所述至少两个环形凹槽的较为内侧的环形凹槽底部，所述导电孔贯通所述基板；
焊球，连接于所述导电孔的一端
LED芯片，固定于所述基板的中间区域，所述中间区域由所述至少两个环形凹槽围成；
键合引线，其将所述LED芯片电连接于所述导电孔的另一端；
塑封层，其具有一凹陷，所述凹陷露出所述LED芯片的上表面，所述塑封层高于所述LED芯片；
第一荧光层，所述第一荧光层覆盖所述塑封层和所述上表面；
第二荧光层，形成在所述基板的底面并包裹所述焊球的一部分。
8.根据权利要求7所述的双面出光的LED芯片CSP封装结构，其特征在于：所述基板为柔性基板，所述柔性基板包括聚酯类薄膜、聚酰亚胺薄膜等。
9.根据权利要求7所述的双面出光的LED芯片CSP封装结构，其特征在于：所述基板为透明玻璃，所述透明玻璃内分散有荧光粉。
10.根据权利要求7所述的双面出光的LED芯片CSP封装结构，其特征在于：所述第一荧光层和第二荧光层包括环氧树脂或硅树脂。
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| CN113054085A (zh) * | 2020-04-22 | 2021-06-29 | 深圳市聚飞光电股份有限公司 | 一种led发光件和发光装置 |
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2018
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