CN113644183A - 一种发光二极管及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发光二极管及其制作方法，制作方法包括在绝缘基材上打孔并使其贯穿绝缘基材，得到至少具有左贯穿孔和右贯穿孔的基板；将左支架的支脚穿过左贯穿孔，将右支架的支脚穿过右贯穿孔，并将左支架和右支架分别压合到基板的表面得到复合基板；将导电物质印刷在压合的左支架和右支架上，以作为LED固晶功能区；将LED芯片直接固定在左支架和右支架上，并通过回流焊或者烘烤以将LED芯片固定在复合基板上；在复合基板上制作封装胶体，使封装胶体覆盖LED芯片，并进行烘烤；将穿过左贯穿孔和右贯穿孔的支脚切除，即可得到贴片型发光二极管。本发明省去了传统直插和贴片LED基板或者支架的生产成本和时间，降低了材料的费用。
Description
技术领域
本发明涉及发光装置领域，特别涉及一种发光二极管及其制作方法。
背景技术
发光二极管(LED)的优势已广为人知，具体表现为容易动态控制亮度和色彩、外形尺寸小、寿命长、光束中不含红外线和紫外线、发光方向性很强等，这些是LED大规模进军各个领域的优势。但是要想充分发挥LED的性能优势，灵活进入各种应用市场，必须改善LED的制程工艺，使LED在制造工艺中可以灵活变更，以来满足应用市场需求。
目前市场上的LED，主要是以应用领域的需求为主，不同领域所需求的颜色、线路、尺寸、配光、封装形式均不同，除了单晶、双晶及多晶的要求，也有2D发光、3D发光要求，另外，下游使用要求使得其LED都需要不同的封装形式来配合，且不同的封装形式其制程工艺和基板结构亦不同，现有技术中的制程工艺存在LED基板及支架的共通性不强导致生产制造成本巨大、生产管理复杂，这直接造成从LED基板到封装器件生产制造的成本非常大、生产周期长，。所以要适用于不同市场，需要统一制程工艺，使其最大化发挥LED的产能，同时降低LED制造的成本。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种发光二极管及其制作方法，能够在保证基板及支架的共通性的基础上，生产不同类型的成品，所述技术方案如下：
一方面，本发明提供了一种发光二极管的制作方法，所述制作方法包括以下步骤：
S1、制作基板：在绝缘基材上打孔并使其贯穿所述绝缘基材，得到至少具有左贯穿孔和右贯穿孔的基板；
S2、制作复合基板：将左支架的支脚穿过左贯穿孔，将右支架的支脚穿过右贯穿孔，并将左支架和右支架分别压合到所述基板的表面，其中，所述左支架和右支架各自至少一只支脚超出基板下表面，且所述左支架和右支架由金属制成，得到复合基板；
S3、固晶：将导电物质印刷在压合的左支架和右支架上，以作为LED固晶功能区，所述固晶功能区通过左支架的支脚和右支架的支脚进行电气连接；
S4、安装LED芯片：将LED芯片直接固定在所述左支架和右支架上，并通过回流焊或者烘烤以将所述LED芯片固定在所述复合基板上；
S5、封胶：在所述复合基板上制作封装胶体，使所述封装胶体覆盖所述LED芯片，并进行烘烤。
所述制作方法用于制作直插型发光二极管或贴片发光二极管：
步骤S5执行后得到直插型发光二极管；或者，所述制作方法还包括以下步骤：
S6、切割：将穿过左贯穿孔和右贯穿孔的支脚切除，得到贴片发光二极管，若不切支脚就是直插型发光二极管。
本发明通过一套制作工艺可做单晶或多晶，即不仅能够生产直插式LED，还能够生产贴片式LED，其中，S5完成后制得的发光二极管为直插式LED，S6完成后制得的发光二极管为贴片式LED。
进一步地，若步骤S4中安装的LED芯片为正装芯片，则步骤S5之前还包括以下步骤：焊线：分别由所述正装芯片的晶粒正极和负极引出导线，并将所述导线连接至所述复合基板的左支架和右支架；
若步骤S4中安装的LED芯片为倒装芯片，则步骤S5之前不需要所述焊线步骤。
优选地，通过印刷、压模的方式使胶体材料在复合基板的发光面上形成透镜状或平面状的封装胶体，以使发光二极管的发光角度到达应用范围；或者，通过围靶点胶的方式将胶体材料涂覆在发光面上，形成平面状的封装胶体。
优选地，步骤S3中的导电物质为银胶或锡膏，步骤S5中的胶体材料包括荧光粉和胶水的混合物。
优选地，所述LED芯片的数量为一个或多个，所述固晶功能区的位置、形状和面积根据LED芯片的待安装位置和/或待安装数量而调整。
优选地，步骤S1中利用不透明的导热绝缘基材以制成2D发光二极管，或者，步骤S1中利用透明的导热绝缘基材以制成3D发光二极管。
另一方面，本发明提供了一种发光二极管，包括基板、左支架、右支架、LED芯片和封装胶体，所述基板上设有至少两个贯穿孔，所述左支架与基板上表面压合且其支脚向下穿过贯穿孔，所述右支架与基板上表面压合且其支脚向下穿过贯穿孔，形成复合基板，所述左支架和右支架各自至少一只支脚超出基板下表面，所述导电胶印刷在压合的左支架和右支架上，以作为LED固晶功能区；
所述LED芯片固定在被压合的左支架和右支架上，并固定在所述复合基板上，所述封装胶体覆盖在所述LED芯片上。
进一步地，所述固晶功能区包括左功能区和右功能区，所述LED芯片同时与所述左功能区和右功能区电连接。
优选地，所述基板为蓝宝石、BT树脂、玻璃、陶瓷或者不透明绝缘材料，所述左支架和右支架的材质为铜、金、银、铝中的一种或多种，所述左支架和右支架各自具有一条或多条支脚，所述贯穿孔的数量大于或等于所述左支架与右支架的支脚总和。
优选地，所述LED芯片的数量为一个或多个，所述LED芯片为倒装芯片，或者，所述LED芯片为正装芯片，所述正装芯片的晶粒正极和负极分别通过导线与所述左支架和右支架连接。
本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：
a.基于基板上的特殊工艺来实现LED器件封装，使LED的应用功能的共同性更强，制造成本更低；
b.大幅度简化从LED封装基板到器件封装生产的工艺步骤，从而减少了物料和人力的投入；
c.结构简单，可实施性强，适合批量生产，同时，生产周期相对较短，生产管理相对简单。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的制作方法下的各部件侧面示意图；
图2是本发明实施例提供的制作方法下的各部件正面示意图；
图3是本发明实施例提供的制作方法下的各部件背面示意图；
图4是本发明实施例提供的制作方法的部分流程示意图；
图5是本发明实施例提供的发光二极管的结构示意图。
其中，附图标记包括：1-基板，21-左支架，22-右支架，3-贯穿孔，4-导电胶，5-LED芯片，6-封装胶体。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，更清楚地了解本发明的目的、技术方案及其优点，以下结合具体实施例并参照附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明保护的范围。除此，本发明的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本发明的一个实施例中，提供了一种发光二极管的制作方法，如图1-3所示，所述制作方法包括以下步骤：
S1、制作基板：在绝缘基材上打孔并使其贯穿所述绝缘基材，得到至少具有左贯穿孔和右贯穿孔的基板。其中，(导热)绝缘基材包括但不限于玻璃、蓝宝石(最佳)、BT(BismaleimideTriazine，BT树脂基板材料，简称BT)、陶瓷、PET或者其他绝缘材料等，其中，利用不透明的导热绝缘基材以制成2DLED，利用透明的导热绝缘基材以制成3DLED；绝缘基材须用激光钻孔方式(或其他方式)打孔贯穿。
S2、制作复合基板：将左支架的支脚穿过左贯穿孔，将右支架的支脚穿过右贯穿孔，并将左支架和右支架分别压合到所述基板的表面。其中，所述左右支架的支脚至少各1只超出基板下表面，所述左支架和右支架由金属(比如：铜、金、银、铝中的一种或多种)制成；所述贯穿孔(包括左贯穿孔和右贯穿孔)的数量大于或等于左支架与右支架的支脚总和，所述贯穿孔的位置由左右支架的上的脚位置决定。
S3、固晶：将导电物质印刷在压合的左支架和右支架上，以作为LED固晶功能区，所述固晶功能区通过左支架的支脚和右支架的支脚进行电气连接；其中，所述导电物质可以是银胶或锡膏或铜柱，所述印刷方式包括但不限于点胶或电镀等。
S4、安装LED芯片：将LED芯片直接固定在所述左支架和右支架上，并通过回流焊或者烘烤以将所述LED芯片固定在所述复合基板上。其中，所述LED芯片的数量为一个或多个，既可以倒装芯片亦可正装芯片；所述固晶功能区的位置、形状和面积根据LED芯片的待安装位置和/或待安装数量而调整。
S5、封胶：在所述复合基板上制作封装胶体，使所述封装胶体覆盖所述LED芯片，并进行烘烤。其中，可以通过印刷或压模的方式使胶体材料在复合基板的发光面上形成透镜状或平面状的封装胶体，以使发光二极管的发光角度到达应用范围，或者通过围靶点胶的方式将胶体材料涂覆在发光面上，形成平面状的封装胶体，使单颗LED结构的发光角度达到应用范围，相对于平面状，透镜状的封装胶体6一般更容易实现较小的发光角度，具体地，对于平面状的封装胶体6，其发光角度为120°至180°，对于透镜状的封装胶体6，其发光角度范围一般为15°至180°；另外所述胶体材料包括荧光粉和胶水的混合物。
S6、切割：将穿过左贯穿孔和右贯穿孔的支脚切除，得到贴片发光二极管，若不切支脚则得到直插发光二极管。
在本实施例中，所述LED芯片5为倒装芯片，具体地，在一种绝缘基材上用激光钻孔方式进行打贯穿孔3以形成基板1，如图1-3所示，贯穿孔3分布在所述绝缘基材的左右两侧，再通过高温压合的方式(或其他方式)把左支架21和右支架22压合到所述基板1上以形成一种新型复合基板，所述复合基板的特点是左支架21和右支架22上各自所带的若干引脚中至少一只伸出所述复合基板的贯穿孔3，具体超出尺寸不做详细限定；再把导电胶4分别印刷在所述左支架21和右支架22上，以作为固晶功能区即焊线功能区，所述左支架21和右支架22上的若干引脚作为电气连接脚；再把所述倒装芯片直接固定在所述左支架21和右支架22上，并通过烘烤以将所述LED芯片5固定在所述复合基板上，之后直接将封装胶体6覆盖在倒装芯片上并进行烘烤；最后，根据使用需求来对所述左支架21和右支架22上的引脚进行处理，如图4所示，若需要贴片型LED，则将所述引脚伸出所述贯穿孔3的部分进行切除，或者直接用切割机对烘烤后的产品进行切割，得到单颗LED产品即直插型LED，再进行后序测试、包装等。
在本发明的一个实施例中，所述LED芯片5为正装芯片，其与倒装芯片不同的是，在将正装芯片固定在所述左支架21和右支架22上之后，即在S5之前，还需要进行焊线的操作，具体地，从所述正装芯片的晶粒正极和负极分别引出导线，并将所述导线连接至所述复合基板的左支架21和右支架22上。
在本发明的一个实施例中，提供了一种通过上述制作方法制得的发光二极管，其实施例的思想与上述实施例中制作方法的工作过程属于同一思想，通过全文引用的方式将上述制作方法实施例的全部内容并入本发光二极管实施例，不再赘述。
在本发明的一个实施例中，提供了一种发光二极管，如图5所示，包括基板1、左支架21、右支架22、LED芯片5和封装胶体6，所述基板1上设有至少两个贯穿孔3，所述左支架21与基板1上表面压合且其支脚向下穿过贯穿孔3，所述右支架22与基板1上表面压合且其支脚向下穿过贯穿孔3，形成复合基板，所述支脚均与基板1下表面保持齐平，所述导电胶4印刷在压合的左支架21和右支架22上，以作为LED固晶功能区，所述固晶功能区包括左功能区和右功能区，所述LED芯片5同时与所述左功能区和右功能区电连接，所述LED芯片5固定在被压合的左支架21和右支架22上，并固定在所述复合基板上，所述封装胶体6覆盖在所述LED芯片5上。
本发明工艺通过高温压合工艺在绝缘基板上做金属支架压合后作为LED器件用的复合基板，利用金属支架的脚达到焊接导通同时完成，减少了传统直插和贴片LED先要分别制作基板和支架，省去了传统直插和贴片LED基板或者支架的生产成本和时间以及种类繁多的问题，降低了材料的费用，制作工艺上比较传统工艺减少了贴片和直插LED单独制作基板的步骤，并且该工艺的左右金属支架可以根据需要临时变更，无需重新制作基板，大大减低了新产品的开发周期和投资成本，且生产工艺简单，同时把导热绝缘基板改变成透明基板后制作的LED可以满足特殊市场使用的3D发光要求，并且适合广泛应用于生产，同时，整个产品结构的应用功能性共通性更强、制造成本更低、物料的通用性更强，可以做到小尺寸高功率，替代传统的LED封装器件基板或支架工艺的复杂性，有效地减少了从LED封装基板到器件封装生产的工艺步骤、物料以及人力的投入，可以有效地控制LED的成本、生产效率和新产品设计和样品生产的效率，使其在应用领域的竞争优势大大提升。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种发光二极管的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括以下步骤：
S1、制作基板：在绝缘基材上打孔并使其贯穿所述绝缘基材，得到至少具有左贯穿孔和右贯穿孔的基板；
S2、制作复合基板：将左支架的支脚穿过左贯穿孔，将右支架的支脚穿过右贯穿孔，并将左支架和右支架分别压合到所述基板的表面，其中，所述左支架和右支架由金属制成，得到复合基板；
S3、固晶：将导电物质印刷在压合的左支架和右支架上，以作为LED固晶功能区，所述固晶功能区通过左支架的支脚和右支架的支脚进行电气连接；
S4、安装LED芯片：将LED芯片直接固定在所述左支架和右支架上，并通过回流焊或者烘烤以将所述LED芯片固定在所述复合基板上；
S5、封胶：在所述复合基板上制作封装胶体，使所述封装胶体覆盖所述LED芯片，并进行烘烤。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，若步骤S4中安装的LED芯片为正装芯片，则步骤S5之前还包括以下步骤：焊线：分别由所述正装芯片的晶粒正极和负极引出导线，并将所述导线连接至所述复合基板的左支架和右支架；
若步骤S4中安装的LED芯片为倒装芯片，则步骤S5之前不需要所述焊线步骤。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤S5包括：通过印刷、压模的方式使胶体材料在复合基板的发光面上形成透镜状或平面状的封装胶体，以使发光二极管的发光角度到达应用范围；或者，通过围靶点胶的方式将胶体材料涂覆在发光面上，形成平面状的封装胶体。
4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，步骤S3中的导电物质为银胶或锡膏，步骤S5中的胶体材料包括荧光粉和胶水的混合物。
5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述LED芯片的数量为一个或多个，所述固晶功能区的位置、形状和面积根据LED芯片的待安装位置和/或待安装数量而调整。
6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤S1中利用不透明的导热绝缘基材以制成2D发光二极管，或者，步骤S1中利用透明的导热绝缘基材以制成3D发光二极管。
7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤S5执行后得到直插型发光二极管；或者，所述制作方法还包括以下步骤：
S6、切割：将穿过左贯穿孔和右贯穿孔的支脚切除，得到贴片发光二极管。
8.一种发光二极管，其特征在于，包括基板(1)、左支架(21)、右支架(22)、导电胶(4)、LED芯片(5)和封装胶体(6)，所述基板(1)上设有至少两个贯穿孔(3)，所述左支架(21)与基板(1)上表面压合且其支脚向下穿过贯穿孔(3)，所述右支架(22)与基板(1)上表面压合且其支脚向下穿过贯穿孔(3)，形成复合基板，所述左支架和右支架各自至少一只支脚超出基板(1)下表面，所述导电胶(4)印刷在压合的左支架(21)和右支架(22)上，以作为LED固晶功能区；
所述LED芯片(5)固定在被压合的左支架(21)和右支架(22)上，并固定在所述复合基板上，所述封装胶体(6)覆盖在所述LED芯片(5)上。
9.根据权利要求8所述的发光二极管，其特征在于，所述固晶功能区包括左功能区和右功能区，所述LED芯片(5)同时与所述左功能区和右功能区电连接。
10.根据权利要求8所述的发光二极管，其特征在于，所述基板(1)为蓝宝石、BT树脂、玻璃、陶瓷或者不透明绝缘材料，所述左支架(21)和右支架(22)的材质为铜、金、银、铝中的一种或多种，所述左支架(21)和右支架(22)各自具有一条或多条支脚，所述贯穿孔(3)的数量大于或等于所述左支架(21)与右支架(22)的支脚总和。
11.根据权利要求8所述的发光二极管，其特征在于，所述LED芯片(5)的数量为一个或多个，所述LED芯片(5)为倒装芯片，或者，
所述LED芯片(5)为正装芯片，所述正装芯片的晶粒正极和负极分别通过导线与所述左支架(21)和右支架(22)连接。
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