CN117712268A - 一种基于框架复形的led器件扇出封装结构及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于框架复形的LED器件扇出封装结构及方法，结构包括临时基板；临时框架设在临时基板的上表面，临时框架上具有预设形状的空腔；LED芯片设置在空腔内；封装层包覆LED芯片设置并暴露LED芯片的电极，且封装层适于填充空腔与LED芯片之间的间隙；线路层设在封装层上并用于将LED芯片的电极电性引出至封装层中与LED芯片的出光面一侧相对的表面上；保护层设在线路层上。所提出的复形框架是一个临时框架，当所有封装过程完成后能直接将临时框架去除，进而获得单个LED封装器件，解决了不同形状芯片封装后难以切割的问题，改善了芯片封装工艺，节省了生产成本，且临时框架能够在封装过程中起到支撑作用，避免在后续封装过程中出现装置变形。
Description
技术领域
本申请涉及芯片封装技术领域，特别涉及一种基于框架复形的LED器件扇出封装结构及方法。
背景技术
扇出型晶圆级封装因其不需要封装基板(仅临时基板)、不需要引线键合、制作晶圆凸点和底填充等工艺、成本低、更好的电气互连性能和散热性能、更小的封装外形等优点而被受关注，将扇出封装引入LED器件的封装能在提高器件性能的同时大幅降低生产成本。
然而，目前LED的扇出封装仍存在一些弊端，当需要生产圆形、几何多变形等特殊形状LED封装器件时，传统的切割方式无法满足这一要求，同时会造成大量的资源浪费，提高了生产成本，不符合节约资源、保护环境的生产需求。
发明内容
本申请的目的在于至少解决LED扇出封装过程中，不同形状LED封装器件难以切割的问题。为此，本申请提出一种基于框架复形的LED器件扇出封装结构，能够简化工艺，满足特定形状LED封装个体切割需求。
本申请还提出一种基于框架复形的LED器件扇出封装方法。
根据本申请第一方面实施例的基于框架复形的LED器件扇出封装结构，包括：
临时基板；
临时框架，设置在所述临时基板的上表面，所述临时框架上具有预设形状的空腔；
至少一个LED芯片，设置在所述空腔内；
封装层，包覆所述LED芯片设置并暴露所述LED芯片的电极，且所述封装层适于填充所述空腔与所述LED芯片之间的间隙；
线路层，设置在所述封装层上并用于将所述LED芯片的电极电性引出至所述封装层中与所述LED芯片的出光面一侧相对的表面上；
保护层，设置在所述线路层上。
根据本申请的第一方面实施例的基于框架复形的LED器件扇出封装结构，至少具有如下有益效果：所提出的复形框架是一个临时框架，当所有封装过程完成后能直接将临时框架去除，进而获得单个LED封装器件，无需传统工艺中的切割工艺，解决了不同形状芯片封装后难以切割的问题，改善了芯片封装工艺，节省了生产成本，拓宽了芯片的应用场景，满足了不同形状芯片的封装需求，且临时框架是一个具有支撑作用的结构，同时具有一定的硬度和厚度，能够在封装过程中起到支撑作用，避免在后续封装过程中出现装置变形。
根据本申请的第一方面实施例所述的基于框架复形的LED器件扇出封装结构，所述空腔的内壁光滑且具有一定斜度。
根据本申请的第一方面实施例所述的基于框架复形的LED器件扇出封装结构，所述临时框架由聚酯纤维、金属、可溶性复合材料、环氧树脂、有机硅或无机非金属的材料制成
和/或所述临时基板为金属基板、陶瓷基板、玻璃基板、硅基板或聚合物基板；
和/或所述LED芯片为正装芯片、垂直芯片或倒装芯片；
和/或所述封装层还包括盲孔、通孔或填充导电金属的至少之一结构，所述封装层的厚度不超过所述临时框架的厚度。
根据本申请的第一方面实施例所述的基于框架复形的LED器件扇出封装结构，所述线路层包括导电线路，所述导电线路的形状为锯齿形、弧形或直线型。
根据本申请第二方面实施例的基于框架复形的LED器件扇出封装方法，包括以下步骤：
S1：提供临时基板；
S2：提供临时框架，将临时框架固定于临时基板的上表面；
S3：提供若干LED芯片，将LED芯片放置于临时框架的空腔内部并固定，将封装材料注入临时框架的空腔，包覆LED芯片并填充满LED芯片和临时框架的空腔内壁之间的间隙，使形成的封装层厚度不超过临时框架的厚度，同时暴露出所述LED芯片的电极；
S4：在封装层内部或其表面上制备导电线路，将LED芯片的电极电性引出至封装层与所述LED芯片出光面一侧相对的表面上；
S5：在所述线路层的表面制备保护层；
S6：封装完成后，将所述临时框架去除，获得独立的封装个体。
根据本申请的第二方面实施例所述的封装方法，S2中先对所述临时框架定位，再利用芯片转移放置机构将所述LED芯片置于所述临时框架的空腔的预设位置。
根据本申请的第二方面实施例所述的封装方法，S3中封装材料通过刮涂、喷涂、注塑或滴胶的方式将所述LED芯片封装，且封装材料通填充满所述LED芯片和框架之间的间隙，得到封装层；通过研磨、抛光或激光刻蚀加工所述封装层来暴露出所述LED芯片的电极，并通过研磨、抛光或激光刻蚀加工减小所述封装层的厚度至所述临时框架的高度。
根据本申请的第二方面实施例所述的封装方法，S4中通过印刷、电镀、化学镀、溅射或喷涂的方法来制备导电线路。
根据本申请的第二方面实施例所述的封装方法，S5中所述保护层至少包覆住所述封装层表面暴露的所述导电线路，暴露出的所述导电线路用焊盘与外部线路相连接。
根据本申请的第二方面实施例所述的封装方法，S6中通过震动、磁场、机械剥离或化学处理的方式将所述临时框架去除。
不难理解，本申请第二方面实施例中的基于框架复形的LED器件扇出封装方法，具有如前所述第一方面实施例中的基于框架复形的LED器件扇出封装结构的技术效果，因而不再赘述。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请进一步地说明；
图1为本申请实施例的倒装剖面结构示意图；
图2为本申请实施例的俯视图；
图3为本申请实施例的制作流程示意图。
附图标记：
100、临时基板；
200、临时框架；
300、LED芯片；
400、封装层；
500、线路层；
600、保护层。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是至少两个，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以在结合技术方案的具体内容后，合理确定上述词语在本申请中的具体含义。
参照图1至图3，本申请第一方面实施例的基于框架复形的LED器件扇出封装结构，包括临时基板100、临时框架200、至少一个LED芯片300、封装层400、线路层500和保护层600。
其中临时框架200设置在临时基板100的上表面，临时框架200上具有预设形状的空腔；至少一个LED芯片300设置在空腔内；封装层400包覆LED芯片300设置并暴露LED芯片300的电极，且封装层400适于填充空腔与LED芯片300之间的间隙；线路层500设置在封装层400上并用于将LED芯片300的电极电性引出至封装层400中与LED芯片300的出光面一侧相对的表面上；保护层600设置在线路层500上。
可以理解的是，临时框架200具有特定形状的空腔并置于临时基板100上表面，临时框架200空腔底部所在的表面与临时基板100上表面相对固定，包括至少一个LED芯片300放置于临时框架200空腔内部，封装层400包覆LED芯片300并填充满LED芯片300和临时框架200空腔内壁之间的间隙，同时暴露出LED芯片300电极在封装层400上或/和内部，制备线路层500使LED芯片300电极电性引出至封装层400与LED芯片300的出光面一侧相对的表面上。
参照图1至图3，本申请第一方面实施例的基于框架复形的LED器件扇出封装结构，所提出的复形框架是一个临时框架200，当所有封装过程完成后能直接将临时框架200去除，进而获得单个LED封装器件，无需传统工艺中的切割工艺，解决了不同形状芯片封装后难以切割的问题，改善了芯片封装工艺，节省了生产成本，拓宽了芯片的应用场景，满足了不同形状芯片的封装需求，且临时框架200是一个具有支撑作用的结构，同时具有一定的硬度和厚度，能够在封装过程中起到支撑作用，避免在后续封装过程中出现装置变形。
在本申请的一些实施例中，空腔的内壁光滑且具有一定斜度。可以理解的是，临时框架200内部空腔形状包括但不限于方形、圆形、三角形、六边形等几何形状及其任意组合形状；临时框架200内部空腔大小、深度、边界宽度基于所放置LED芯片300大小及数量来确定，临时框架200空腔内壁光滑，同时具有一定斜度；临时框架200材料包括但不限于聚酯纤维、金属、可溶性复合材料、环氧树脂、有机硅、无机非金属材料等。
一些实施例中，临时框架200内部空腔形状为方形，空腔大小为1mm*1mm，深度为0.5mm，边界宽度为0.1mm，空腔内壁光滑，斜度0.5°，所用材料为环氧树脂。
在本申请的一些实施例中，临时基板100为金属基板、陶瓷基板、玻璃基板、硅基板或聚合物基板；一些实施例中，临时基板100为硅基板。
在本申请的一些实施例中，LED芯片300为正装芯片、垂直芯片或倒装芯片；可以理解的是，LED芯片300的数量根据需要可以为一个或者多个。一些实施例中，LED芯片300为正装芯片，数量为一个。
在本申请的一些实施例中，封装层400还包括盲孔、通孔或填充导电金属的至少之一结构，封装层400的厚度不超过临时框架200的厚度。可以理解的是，封装层400的材料包括但不限于环氧树脂、陶瓷等封装材料；封装层400的厚度不超过临时框架200的厚度，可选的封装层400还包括盲孔、通孔、填充导电金属等结构。一些实施例中，封装层400的材料为环氧树脂，厚度为0.1mm。
在本申请的一些实施例中，线路层500包括导电线路，导电线路的形状为锯齿形、弧形或直线型。可以理解的是，线路层500由线路和焊盘组成，导电线路采用导电性良好的金属或聚合物材料制成；导电线路的形状包括但不限于为锯齿形、弧形、直线型；导电线路将LED芯片300电极电性引出至封装层400与芯片出光面一侧相对的封装层400表面上。一些实施例中，采用金属铜作为线路层500的材料。
一些实施例中，保护层600采用具有高绝缘性能的材料，包括绝缘漆、绝缘胶，纤维制品，橡胶、塑料及其制品，玻璃、陶瓷制品，云母、石棉及其制品中的一种。用电镀的方法在制备的线路层500表面镀上一层惰性金属，再采用刮涂的方式在该层惰性金属上均匀覆盖一层具有高绝缘性能的阻焊油墨，用于提高线路层500的强度以及抗干扰能力，同时起到阻焊的作用。
参照图1至图3，本申请第二方面实施例的基于框架复形的LED器件扇出封装方法，基于框架复形的LED器件扇出封装方法可以是本申请第一方面实施例的基于框架复形的LED器件扇出封装结构的封装方法，基于框架复形的LED器件扇出封装方法包括以下步骤：
S1：提供临时基板100；
S2：提供临时框架200，将临时框架200固定于临时基板100的上表面；通过粘连或者装配等方式将临时框架200固定于临时基板100上表面；一些实施例中，利用环氧树脂将临时框架200粘连固定在临时基板100上表面；
S3：提供若干LED芯片300，将LED芯片300放置于临时框架200的空腔内部并固定，将封装材料注入临时框架200的空腔，包覆LED芯片300并填充满LED芯片300和临时框架200的空腔内壁之间的间隙，使形成的封装层400厚度不超过临时框架200的厚度，同时暴露出LED芯片300的电极；
S4：在封装层400内部或其表面上制备导电线路，将LED芯片300的电极电性引出至封装层400与LED芯片300出光面一侧相对的表面上；
S5：在线路层500的表面制备保护层600；
S6：封装完成后，将临时框架200去除，获得独立的封装个体。
可以理解的是，通过复形框架可实现以下几方面功能：
一是便于加工，解决不同形状LED封装器件难以加工的难题，所提出的复形框架是一个临时框架200，当所有封装过程完成后，通过震动、磁场、机械剥离、化学处理等方式能直接将临时框架200去除，进而获得单个LED封装器件，无需传统工艺中的切割工艺；
二是提高芯片放置过程中的定位精度，由于复形框架中存在着不同形状的几何空腔，芯片通过芯片放置装置能够精准放置于空腔内部，提高芯片良率及可靠性；
三是提高封装过程中器件本身的稳定性，由于框架是一个具有支撑作用的结构，同时具有一定的硬度和厚度，能够在封装过程中起到支撑作用，避免在后续封装过程中出现器件变形；
在本申请的一些实施例中，S2中先对临时框架200定位，再利用芯片转移放置机构将LED芯片300置于临时框架200的空腔的预设位置。可以理解的是，由于复形框架中存在着不同形状的几何空腔，芯片通过芯片放置装置能够精准放置于空腔内部，配合临时框架200中独特的几何空腔作为定位基准，能够提高芯片放置过程中的定位精度，提高芯片良率及可靠性。
在本申请的一些实施例中，S3中封装材料通过刮涂、喷涂、注塑或滴胶的方式将LED芯片300封装，且封装材料通填充满LED芯片300和框架之间的间隙，得到封装层400；通过研磨、抛光或激光刻蚀加工封装层400来暴露出LED芯片300的电极，并通过研磨、抛光或激光刻蚀加工减小封装层400的厚度至临时框架200的高度。一些实施例中，利用环氧树脂将一个正装LED芯片300放置在临时框架200内部并固定，采用刮涂的方式填充光学封装材料，并利用抛光的方式暴露出芯片电极。
在本申请的一些实施例中，S4中通过印刷、电镀、化学镀、溅射或喷涂的方法来制备导电线路。一些实施例中，采用喷涂的方式制备导电线路。
在本申请的一些实施例中，S5中保护层600至少包覆住封装层400表面暴露的导电线路，暴露出的导电线路用焊盘与外部线路相连接。一些实施例中，用电镀的方法在制备的线路层500表面镀上一层惰性金属，再采用刮涂的方式在该层惰性金属上均匀覆盖一层具有高绝缘性能的阻焊油墨，用于提高线路层500的强度以及抗干扰能力，同时起到阻焊的作用。
在本申请的一些实施例中，S6中通过震动、磁场、机械剥离或化学处理的方式将临时框架200去除，得到满足产品需求的各形状芯片封装器件，无需进一步切割加工。一些实施例中，采用机械剥离的方式将临时框架200与LED芯片300分离。获得独立的封装个体。
一些实施例中，当采用正装芯片时，与倒装芯片中S3区别在于，封装层400的结构为通孔，将芯片电极连通。
本申请第一方面实施例的基于框架复形的LED器件扇出封装结构，实现不同形状器件的有效分离，节约生产资源。可以理解的是，采用传统切割方式无法高效分离获得不同形状的封装个体，而利用临时框架200能够很好的满足不同形状的封装载体，实现高效、节约生产。提高封装过程中器件整体稳定性和准确性。临时框架200结构独特的几何空腔能够保证芯片放置时的准确定位，同时，由于临时框架200具备一定的稳定性，在封装过程中能够起到支撑作用，保证器件的稳定性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种基于框架复形的LED器件扇出封装结构，其特征在于，包括：
临时基板；
临时框架，设置在所述临时基板的上表面，所述临时框架上具有预设形状的空腔；
至少一个LED芯片，设置在所述空腔内；
封装层，包覆所述LED芯片设置并暴露所述LED芯片的电极，且所述封装层适于填充所述空腔与所述LED芯片之间的间隙；
线路层，设置在所述封装层上并用于将所述LED芯片的电极电性引出至所述封装层中与所述LED芯片的出光面一侧相对的表面上；
保护层，设置在所述线路层上。
2.根据权利要求1所述的基于框架复形的LED器件扇出封装结构，其特征在于：所述空腔的内壁光滑且具有一定斜度。
3.根据权利要求1所述的基于框架复形的LED器件扇出封装结构，其特征在于：所述临时框架由聚酯纤维、金属、可溶性复合材料、环氧树脂、有机硅或无机非金属的材料制成和/或所述临时基板为金属基板、陶瓷基板、玻璃基板、硅基板或聚合物基板；
和/或所述LED芯片为正装芯片、垂直芯片或倒装芯片；
和/或所述封装层还包括盲孔、通孔或填充导电金属的至少之一结构，所述封装层的厚度不超过所述临时框架的厚度。
4.根据权利要求1所述的基于框架复形的LED器件扇出封装结构，其特征在于：所述线路层包括导电线路，所述导电线路的形状为锯齿形、弧形或直线型。
5.一种如权利要求1至4任一项所述的基于框架复形的LED器件扇出封装结构的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：提供临时基板；
S2：提供临时框架，将临时框架固定于临时基板的上表面；
S3：提供若干LED芯片，将LED芯片放置于临时框架的空腔内部并固定，将封装材料注入临时框架的空腔，包覆LED芯片并填充满LED芯片和临时框架的空腔内壁之间的间隙，使形成的封装层厚度不超过临时框架的厚度，同时暴露出所述LED芯片的电极；
S4：在封装层内部或其表面上制备导电线路，将LED芯片的电极电性引出至封装层与所述LED芯片出光面一侧相对的表面上；
S5：在所述线路层的表面制备保护层；
S6：封装完成后，将所述临时框架去除，获得独立的封装个体。
6.根据权利要求5所述的封装方法，其特征在于：S2中先对所述临时框架定位，再利用芯片转移放置机构将所述LED芯片置于所述临时框架的空腔的预设位置。
7.根据权利要求5所述的封装方法，其特征在于：S3中封装材料通过刮涂、喷涂、注塑或滴胶的方式将所述LED芯片封装，且封装材料通填充满所述LED芯片和框架之间的间隙，得到封装层；通过研磨、抛光或激光刻蚀加工所述封装层来暴露出所述LED芯片的电极，并通过研磨、抛光或激光刻蚀加工减小所述封装层的厚度至所述临时框架的高度。
8.根据权利要求5所述的封装方法，其特征在于：S4中通过印刷、电镀、化学镀、溅射或喷涂的方法来制备导电线路。
9.根据权利要求5所述的封装方法，其特征在于：S5中所述保护层至少包覆住所述封装层表面暴露的所述导电线路，暴露出的所述导电线路用焊盘与外部线路相连接。
10.根据权利要求5所述的封装方法，其特征在于：S6中通过震动、磁场、机械剥离或化学处理的方式将所述临时框架去除。
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| CN202311511870.0A CN117712268A (zh) | 2023-11-13 | 2023-11-13 | 一种基于框架复形的led器件扇出封装结构及方法 |
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|---|---|---|---|
| CN202311511870.0A CN117712268A (zh) | 2023-11-13 | 2023-11-13 | 一种基于框架复形的led器件扇出封装结构及方法 |
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| CN117712268A true CN117712268A (zh) | 2024-03-15 |
Family
ID=90145054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202311511870.0A Pending CN117712268A (zh) | 2023-11-13 | 2023-11-13 | 一种基于框架复形的led器件扇出封装结构及方法 |
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2023
- 2023-11-13 CN CN202311511870.0A patent/CN117712268A/zh active Pending
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