CN210092117U - 3d封装支架及玻璃透镜大功率uvled灯珠 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种3D封装支架及玻璃透镜大功率UVLED灯珠，其中，3D封装支架中包括：3D电路基板；设置于3D电路基板表面芯片焊盘和引线焊盘；及于3D电路基板表面、芯片焊盘和引线焊盘外圈设置的圆形台阶卡槽，圆形台阶卡槽中包括一沿内侧设置用于放置球形玻璃透镜的台阶，台阶内侧表面为非圆形的任意形状，且台阶的内切圆直径R₂与球形玻璃透镜球体直径R₁满足条件：R₁‑0.3mm≤R₂≤R₁‑0.125mm。确保在球形玻璃透镜在搬运/工装过程中，不会出现“位偏”和“尺寸公差”问题，将球形玻璃透镜UVLED芯片封装制程中“画胶和盖玻璃”工序的良率提升至99％以上。

Description

3D封装支架及玻璃透镜大功率UVLED灯珠

技术领域

本实用新型涉及LED技术领域，尤其是一种3D封装支架及UVLED灯珠。

背景技术

在硅胶透镜大功率UVLED产品中，工作过程中硅胶材质出现了明显不耐UV(紫外)辐射的特点，故至2015年以来，国内众多的UVLED封装产品厂家相继推出玻璃透镜UVLED封装产品，如，鸿利、瑞丰、国星、鸿日、迈科、优为芯、源铭、永成等。球形玻璃透镜因具备工艺成熟、具有良好的UV光透光率、性价比高等特点，逐渐在UVLED封装中大量被使用，大大提高了大功率UVLED封装产品透镜耐UV特性。

目前，市场上玻璃透镜封装UVLED灯珠，主要采用两种封装方式：1)内腔填充硅胶-玻璃透镜UVLED灯珠，如图1所示；2)内腔无填充硅胶-玻璃透镜UVLED灯珠，如图2所示。其中，内腔无填充硅胶-玻璃透镜UVLED灯珠在UV辐射固化市场中更受终端用户的喜欢，产品在大功率和高UV辐照条件下表现出更好的产品稳定性。玻璃透镜UVLED产品的封装工艺步骤主要包括：UVLED Chip固晶、金属引线、画胶和盖玻璃透镜、光电测试、切割及产品包装，其中，画胶和盖玻璃透镜工步中盖玻璃透镜部分较常规白光LED产品硅胶透镜工艺差异极大。在白光LED产品中，硅胶透镜主体为一次模压成形；而玻璃透镜为单颗球形玻璃产品，需将透镜逐颗搬运至工装位进行封装。

在搬运工装过程中，球形玻璃透镜会出现“位偏”和“尺寸公差”问题，对UVLED玻璃透镜封装产品金属引线存在致命伤害，如出现如图3所示的金属引线伏倒、如图4所示的金属引线断路、如图5所示的金属引线短路等不良影响。

实用新型内容

为了克服以上不足，本实用新型提供了一种3D封装支架及玻璃透镜大功率UVLED灯珠，有效解决现有封装工艺中由球形玻璃透镜出现“位偏”和“尺寸公差”对玻璃透镜大功率UVLED灯珠的金属引线造成损害的技术问题。

本实用新型提供的技术方案为：

一种3D封装支架，适用于玻璃透镜大功率UVLED灯珠，所述3D封装支架中包括：

3D电路基板；

设置于所述3D电路基板表面芯片焊盘和引线焊盘；及

于所述3D电路基板表面、芯片焊盘和引线焊盘外圈设置的圆形台阶卡槽，所述圆形台阶卡槽中包括一沿内侧设置用于放置球形玻璃透镜的台阶，所述台阶内侧表面为非圆形的任意形状，且台阶的内切圆直径R₂与球形玻璃透镜球体直径R₁满足条件：R₁-0.3mm≤R₂≤R₁-0.125mm。

进一步优选地，所述台阶中外侧圆直径R₃与球形玻璃透镜球体直径R₁满足条件：R₁+0.125mm≤R₃≤R₁+0.25mm。

本实用新型还提供了一种玻璃透镜大功率UVLED灯珠，包括上述3D封装支架，还包括：垂直结构UVLED芯片、金属引线、球形玻璃透镜及耐UV胶，其中，

所述UVLED芯片固定于芯片焊盘表面，并通过金属引线将UVLED芯片的电极连接至引线焊盘；

球形玻璃透镜设置于圆形台阶卡槽中台阶表面，并通过耐UV胶固定。

在本实用新型提供的3D封装支架及玻璃透镜大功率UVLED灯珠中，通过在3D电路基板表面放置球形玻璃透镜的区域设置包含一台阶的圆形台阶卡槽，并限定台阶的内切圆直径R₂与球形玻璃透镜球体直径R₁之间及台阶中外侧圆直径R₃与球形玻璃透镜球体直径R₁之间的关联关系，确保在球形玻璃透镜在搬运/工装过程中，不会出现“位偏”和“尺寸公差”问题，将球形玻璃透镜UVLED芯片封装制程中“画胶和盖玻璃”工序的良率提升至99％以上(原有技术良率不足90％)。

附图说明

图1为现有技术中内腔填充硅胶-玻璃透镜UVLED灯珠侧面示意图；

图2为现有技术中内腔无填充硅胶-玻璃透镜UVLED灯珠侧面示意图；

图3为现有技术中UVLED灯珠金属引线伏倒侧面示意图；

图4为现有技术中UVLED灯珠金属引线断路侧面示意图；

图5为现有技术中UVLED灯珠金属引线短路侧面示意图；

图6为现有技术中UVLED灯珠俯视示意图；

图7为本实用新型中UVLED灯珠俯视示意图。

附图标记：

1-球形玻璃透镜，2-耐UV胶，3-UVLED芯片，4-金属引线，5-圆形台阶卡槽，6-芯片焊盘，7-引线焊盘，8-3D电路基板，9-金属引线伏倒，10-金属引线断路，11-金属引线断路。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施案例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。

针对现有技术中俯视示意图如图6所示的玻璃透镜大功率UVLED灯珠，玻璃透镜搬运/工装过程中会出现的问题，本实用新型提供了一种适用于玻璃透镜大功率UVLED灯珠的3D封装支架，在该3D封装支架中包括：3D电路基板、设置于3D电路基板表面芯片焊盘和引线焊盘及于3D电路基板表面、芯片焊盘和引线焊盘外圈设置的圆形台阶卡槽，其中，圆形台阶卡槽中包括一沿内侧设置用于放置球形玻璃透镜的台阶，台阶内侧表面为非圆形的任意形状，且台阶的内切圆直径R₂与球形玻璃透镜球体直径R₁满足条件：R₁-0.3mm≤R₂≤R₁-0.125mm；台阶中外侧圆直径R₃与球形玻璃透镜球体直径R₁满足条件：R₁+0.125mm≤R₃≤R₁+0.25mm。

要说明的是，在该3D封装支架中，对于圆形台阶卡槽中的台阶仅对其内切圆直径R₂和外侧圆直径R₃进行限定，对其形状不做具体限定，只要不是圆形即可，如，台阶内侧表面为正五边形；又如，台阶内侧表面为不规则的六边形，俯视图如图7所示等。

本实用新型还提供了一种玻璃透镜大功率UVLED灯珠，包括上述3D封装支架之外，还包括：垂直结构UVLED芯片、金属引线、球形玻璃透镜及耐UV胶(如，信越3432硅胶)，其中，UVLED芯片固定于芯片焊盘表面，并通过金属引线将UVLED芯片的电极连接至引线焊盘；球形玻璃透镜设置于圆形台阶卡槽中台阶表面，并通过耐UV胶固定。在该玻璃透镜大功率UVLED灯珠中内腔无填充硅胶，在其他实施方式中，玻璃透镜大功率UVLED灯珠中还包括填充在圆形台阶卡槽内的硅胶，硅胶的高度与台阶的高度齐平。

在一实例中，3838玻璃透镜UVLED灯珠(内腔无填充硅胶款)采用本实用新型提供的3D封装支架，封装工艺如下：

1)UVLED固晶工步：将45mil(密耳)UVLED芯片蓝膜片子通过扩晶机进行扩晶操作；之后，使用银胶通过固晶机将UVLED芯片固定在3D电路基板表面的芯片焊盘上，并在150℃的环境下烘烤2-3h(小时)。烘烤完成之后，冷却至室温并取出，待焊线。

2)焊线工步：将固晶好的UVLED材料用料盒送至焊线设备处，焊线机通过超声波金属焊接方式实现“UVLED芯片-金属引线-焊线焊盘”的焊接连通，其中，金属引线线径为1.0mil 99.9％金线。

3)画胶和盖玻璃透镜工步：将配好的耐UV胶倒入胶管中，连接胶管螺杆推杆将耐UV胶挤出胶管(装配有0.3mm口径出胶针头)。出胶针头沿着台阶壁做出画胶(或吐胶)动作；之后，使用四轴搬运机器人抓取球形玻璃透镜安置在台阶表面进行固定，并在150℃的环境下烘烤2-3h。

4)光电测试工步：使用ASM光电测试机对盖完玻璃透镜整片3838灯珠材料进行光电参数性能测试。

5)切割：使用Dissco切割机对完成光电测试得整片3838灯珠进行切割作业，得到单颗3838玻璃透镜UVLED灯珠产品。

6)产品包装：剔除不良(外观不良&光电参数不良)3838灯珠后，将余下的良品3838玻璃透镜UVLED灯珠产品进行贴带包装，得到3838玻璃透镜UVLED灯珠。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种3D封装支架，其特征在于，适用于玻璃透镜大功率UVLED灯珠，所述3D封装支架中包括：

3D电路基板；

设置于所述3D电路基板表面芯片焊盘和引线焊盘；及

于所述3D电路基板表面、芯片焊盘和引线焊盘外圈设置的圆形台阶卡槽，所述圆形台阶卡槽中包括一沿内侧设置用于放置球形玻璃透镜的台阶，所述台阶内侧表面为非圆形的任意形状，且台阶的内切圆直径R₂与球形玻璃透镜球体直径R₁满足条件：R₁-0.3mm≤R₂≤R₁-0.125mm。

2.如权利要求1所述的3D封装支架，其特征在于，所述台阶中外侧圆直径R₃与球形玻璃透镜球体直径R₁满足条件：R₁+0.125mm≤R₃≤R₁+0.25mm。

3.一种玻璃透镜大功率UVLED灯珠，其特征在于，所述玻璃透镜大功率UVLED灯珠中包括如权利要求1或2所述的3D封装支架，还包括：垂直结构UVLED芯片、金属引线、球形玻璃透镜及耐UV胶，其中，

所述UVLED芯片固定于芯片焊盘表面，并通过金属引线将UVLED芯片的电极连接至引线焊盘；

球形玻璃透镜设置于圆形台阶卡槽中台阶表面，并通过耐UV胶固定。

Images