CN214012964U - Led芯片封装结构及显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种LED芯片封装结构及显示装置，LED芯片封装结构包括基板、第一焊盘、第二焊盘和芯片，基板包括相背的第一表面和第二表面，基板在第一表面开设有凹槽，凹槽不贯穿第二表面，第一焊盘和第二焊盘间隔地设在基板上，且第一焊盘和第二焊盘均自凹槽的底壁延伸至第二表面，芯片至少部分容置在凹槽内，芯片的第一电极和第一焊盘连接，芯片的第二电极和第二焊盘连接。通过在基板上开设凹槽，并将芯片至少部分容置于凹槽内进行封装，减少了芯片伸出第一表面的高度，从而整体上减薄LED产品的厚度，满足超薄型LED产品的应用要求。

Description

LED芯片封装结构及显示装置

技术领域

本实用新型涉及芯片封装技术领域，尤其涉及一种LED芯片封装结构及显示装置。

背景技术

随着器件技术应用的发展，仪表板、开关、符号、电话及传真等工业设备指示灯、背光灯、小型设备、智能穿戴设备背光指示以及尺寸受限的数码管背光指示对LED封装超薄、小尺寸的要求越来越高。数码管、智能穿戴设备等产品都有轻薄化发展的趋势。

传统的LED芯片封装通常采用绝缘胶把正装芯片固定在基板中，之后再用键合线材把芯片正负极与基板正负极相连，最后将荧光胶饼模压注入到基板上。这种结构导致产品厚度难以减薄，无法满足超薄型LED产品的应用要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种LED芯片封装结构及显示装置，能满足超薄型LED产品的应用要求。

为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了如下的技术方案：

第一方面，本实用新型实施方式提供一种LED芯片封装结构，所述LED芯片封装结构包括基板、第一焊盘、第二焊盘和芯片，所述基板包括相背的第一表面和第二表面，所述基板在所述第一表面开设有凹槽，所述凹槽不贯穿所述第二表面，所述第一焊盘和所述第二焊盘间隔地设在所述基板上，且所述第一焊盘和所述第二焊盘均自所述凹槽的底壁延伸至所述第二表面，所述芯片至少部分容置在所述凹槽内，所述芯片的第一电极和所述第一焊盘连接，所述芯片的第二电极和所述第二焊盘连接。

通过在基板上开设凹槽，并将芯片至少部分容置于凹槽内进行封装的结构，减少了芯片伸出第一表面的高度，从而整体上减薄LED产品的厚度，满足超薄型LED产品的应用要求。

一种实施方式中，所述凹槽的形状与所述芯片的形状对应。

一种实施方式中，所述凹槽的个数为一个以上，每个所述凹槽内的所述芯片的个数为一个以上。

一种实施方式中，所述基板还包括相背的第一侧面和第二侧面，所述第一焊盘自所述凹槽的底壁经所述第一表面、所述第一侧面延伸至所述第二表面，所述第二焊盘自所述凹槽的底壁经所述第一表面、所述第二侧面延伸至所述第二表面，所述第一焊盘和所述第二焊盘在所述凹槽内相对于所述凹槽的底壁中垂线对称设置。

一种实施方式中，所述LED芯片封装结构还包括补强件，在所述凹槽的底壁上，所述第一焊盘和所述第二焊盘之间具有第一间隙，所述补强件设置在所述第二表面，所述补强件在所述第二表面的正投影完全覆盖所述第一间隙在所述第二表面的正投影。

一种实施方式中，在所述第二表面上，所述第一焊盘和所述第二焊盘之间具有第二间隙。

一种实施方式中，所述补强件与所述第一焊盘或所述第二焊盘为一体式结构。

一种实施方式中，所述补强件设置于所述第二间隙，且所述补强件与所述第一焊盘和所述第二焊盘均设有间隔距离。

一种实施方式中，所述补强件背向所述基板的表面设有阻焊层。

第二方面，本实用新型实施方式提供一种显示装置，所述显示装置包括第一方面实施方式中任一项所述的LED芯片封装结构。通过采用本实用新型实施例提供的LED芯片封装结构，使得光源厚度较小，从而有利于减薄显示装置的厚度，满足超薄型显示装置的应用要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术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实用新型的一些实施方式，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为一种实施例的LED芯片封装结构示意图；

图2为另一种实施例的LED芯片封装结构示意图；

图3为另一种实施例的LED芯片封装结构示意图；

图4为一种实施例的凹槽形状示意图；

图5为另一种实施例的凹槽形状示意图；

图6为另一种实施例的凹槽形状示意图；

图7为一种实施例的LED芯片封装结构印刷焊料步骤示意图；

图8为一种实施例的LED芯片封装步骤示意图；

图9为一种实施例的LED芯片封装方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1至图3，本实用新型实施例提供一种LED芯片封装结构，包括基板1、第一焊盘21、第二焊盘22和芯片3。基板1包括相背的第一表面11和第二表面12，基板1在第一表面11开设有凹槽13，凹槽13不贯穿第二表面12。第一焊盘21和第二焊盘22间隔地设在基板1上，且第一焊盘21和第二焊盘22均自凹槽13的底壁延伸至第二表面22。芯片3至少部分容置在凹槽13内，芯片3的第一电极和第一焊盘21连接，芯片3的第二电极和第二焊盘22连接。

具体地，基板1通常为PCB板，PCB板上设有凹槽13，凹槽13自第一表面11向第二表面12凹进且不贯穿第二表面12，凹槽13用于容纳芯片3，且凹槽13底壁印制有与芯片3相匹配的线路。芯片3的数量可以根据实际需求设置为1个以上，其安装位置根据实际需求而定，本申请不作过多限定。当基板1的厚度小于芯片3或需要芯片3的发光面高于基板1的第一表面11时，凹槽13的深度小于芯片3的厚度，芯片3部分容置于凹槽13内；如图2和图3所示，当基板1的厚度大于芯片3的厚度且需要芯片3不凸出于第一表面11时，凹槽13的深度大于或等于芯片3的厚度，芯片3完全容纳于凹槽13内部，这种结构可以更好地保护芯片3，防止其裸露在凹槽13外侧受到碰撞等伤害。可选地，芯片3采用倒装LED芯片，以使LED模组的结构更加紧密。其他实施例中，也可以选用正装LED芯片、垂直LED芯片等结构。

第一焊盘21和第二焊盘22为具有导电功能的金属材质或外表面设有导电金属层，且第一焊盘21与第二焊盘22之间设有间隔距离。具体地，第一焊盘21包括第一端211和第二端212，且第一焊盘21由第一端211向第二端212延伸。其中，第一端211容置于凹槽13内，第二端212与基板1的第二表面12连接。类似的，第二焊盘22包括第三端221和第四端222，且第二焊盘22由第三端221向第四端222延伸，第三端221容置于凹槽13内，第四端222与第二表面12连接。芯片3的正极与第一焊盘21的第一端211连接，芯片3的负极与第二焊盘22的第三端221连接。可以理解的是，第一焊盘21与第二焊盘22的位置可以互换，即任选其中一个焊盘为第一焊盘21时，则另一个焊盘即为第二焊盘22。

通过在基板1上开设凹槽13，并将芯片3至少部分容置于凹槽13内进行封装的结构，减少了芯片3伸出第一表面11的高度，从而整体上减薄LED产品的厚度，满足超薄型LED产品的应用要求。

一种实施例中，请参考图4至图6，凹槽13的形状与芯片3的形状对应。具体地，如图4所示，当芯片3的数量为1个且为矩形时，则可开设方形凹槽13；如图5所示，当芯片3的数量为1个且为圆形时，则可开设圆形凹槽13；如图6所示，当芯片3的数量为多个且呈不规则排列时，凹槽13的形状可相应为不规则形状。可以理解的是，凹槽13的底壁面积始终大于芯片3在第一表面11的正投影的面积，以使凹槽13能够容纳芯片3。通过使凹槽13的形状与芯片3对应设置，可以灵活调整凹槽13的形状和大小，既有利于对凹槽13进行加工，又有利于根据基板1的面积和芯片3的形状及布局实时调整凹槽13的形状和大小，以适应多种需求。

一种实施例中，请参考图1、图4和图6，凹槽13的个数为一个以上，每个凹槽13内的芯片3的个数为一个以上。具体地，如图4所示，基板1上开设有一个凹槽13，且凹槽13内芯片3的的数量为一个；如图6所示，基板1上开设有一个凹槽13，且凹槽13内部设有多个芯片3；可选地，基板1上开设有一个凹槽13，且每个凹槽13内均设有一个芯片3；可选地，基板1上设有一个以上的凹槽13，且每个凹槽13内均设有多个芯片3。通过灵活调整凹槽13的个数，可以根据需要将多个芯片3设置于一个凹槽1内，避免多次加工凹槽13；也可以通过增加凹槽13的个数减少对基板1的切割面积，提高结构强度。

一种实施例中，请参考图1，基板1包括相背的第一侧面13和第二侧面14，第一焊盘21的第一端211自凹槽13的底壁经第一表面11、第一侧面13延伸至第二表面12形成第二端212，第二焊盘22的第三端221自凹槽13的底壁经第一表面11、第二侧面14延伸至第二表面12形成第四端222，第一焊盘21的第一端211和第二焊盘22的第三端221在凹槽13内相对于凹槽13的底壁中垂线A对称设置，且第一端211与第三端221间隔设置。可选地，第一端211和第三端221之间设有绝缘物质，以将第一焊盘21和第二焊盘22进行电气隔离的同时，将第一焊盘21和第二焊盘22连接为一个整体，便于均匀导热。

一种实施例中，请参考图1和图2，LED芯片封装结构还包括补强件4。具体地，如图2所示，在凹槽13的底壁上，第一焊盘21和第二焊盘22之间具有第一间隙L1，第一间隙L1用于将第一焊盘21和第二焊盘22隔开形成正负极焊盘，第一间隙L1的大小根据芯片3的正负极间隔距离设置，当芯片3的正负极间隔距离较大时，第一间隙L1较大，当芯片3的正负极间隔距离较小时，第一间隙L1较小。补强件4设置在第二表面12，补强件4在第二表面12的正投影完全覆盖第一间隙L1在第二表面12的正投影。通过设置补强件4弥补基板1在第一焊盘21和第二焊盘22之间厚度过薄易弯曲的缺点，使得LED封装结构在第一间隙L1处的厚度增加，从而提升了结构强度。

一种实施例中，请参考图1和图2，在第二表面12上，第一焊盘21和第二焊盘22之间具有第二间隙L2。具体地，第一焊盘21的第二端212与第二焊盘22的第四端222之间设有第二间隙L2，以将第一焊盘21与第二焊盘22隔开，通过将第一焊盘21与第二焊盘22电气隔离分，以使第一焊盘21和第二焊盘22分别形成正负极焊盘。可选地，第二间隙L2之间设置有绝缘物质，已达到通过绝缘物质实现将第一焊盘21和第二焊盘22进行电气隔离的同时，还能利用绝缘物质将第一焊盘21和第二焊盘22连接为一个整体，便于均匀导热。

一种实施例中，请参考图1至图3，补强件4与第一焊盘21或第二焊盘22为一体式结构。具体地，如图2所示为补强件4与第一焊盘21为一体式结构，补强件4由第一焊盘21的第二端212从第一侧面13所在一侧向第二侧面14所在一侧延伸，且补强件4在第二表面12的正投影完全覆盖第一间隙L1在第二表面12的正投影；如图3所示为补强件4与第二焊盘22为一体式结构，补强件4由第二焊盘22的第四端222从第二侧面14所在一侧向第一侧面13所在一侧延伸，且补强件4在第二表面12的正投影完全覆盖第一间隙L1在第二表面12的正投影。通过使补强件4与第一焊盘21或第二焊盘22为一体式结构设计，既提升了结构LED封装结构的强度，同时使第一焊盘21或第二焊盘22与基板1的接触面积更大，便于散热，且易于安装固定。

一种实施例中，请参考图7，补强件4设置于第二间隙L2，且补强件4的宽度小于第二间隙L2以与第一焊盘21和第二焊盘22均形成间隔距离。补强件4与第二表面12贴合且其在第一表面11的正投影完全覆盖凹槽13的底壁在第一表面11的正投影。补强件4可以为金属或具有一定结构强度的非金属材料制成，金属材料如铜，非金属材料如陶瓷等。可选地，补强件4与第二表面12可拆卸连接。通过将补强件4设置于第二间隙L2，可以避免基板1在第一间隙L1处由于厚度较小易弯曲断裂的问题，且补强件4与第一焊盘21和第二焊盘22相互独立，可以根据需要灵活安装。

一种实施例中，请参考图1，补强件4背向基板1的表面设有阻焊层5。补强件5与第一焊盘21或第二焊盘22为一体式结构，由于补强件4背向基板1的表面为具有导电性能的金属材质，阻焊层5由具有抗酸性、耐溶性和绝缘性能的材料构成，如油墨层。因此，在补强件4背向基板1的表面涂覆阻焊层5以形成一保护层，有利于防止因外界水分等因素对补强件4的腐蚀，且其高绝缘性能够防止贴片时元器件与理论位置发生倾斜而引起的短路问题。

本实用新型实施例提供一种显示装置，显示装置包括上述任一实施例所述的LED芯片封装结构。该显示装置可以为通用照明装置，如LED发光二极管、大功率陶瓷LED光源等，主要运用于道路照明、建筑照明、景观照明、室内照明等高端市场。也可以为LED背光液晶电视、智能穿戴设备等显示装置的背光光源。通过采用本实用新型实施例提供的LED芯片封装结构，使得光源厚度较小，从而有利于减薄显示装置的厚度，满足超薄型显示装置的应用要求。

请参考图9，本实用新型实施例还提供一种LED芯片封装方法，该方法包括制作上述实施例所述的LED芯片的封装结构以及采用该LED芯片的封装结构进行封装。

具体地，本实用新型实施例提供的LED芯片封装方法包括：

步骤S1，请参考图1，在基板1上开设一凹槽13。具体地，基板1包括相背的第一表面11和第二表面12，且第一表面11和第二表面12一次镀有铜层、镍层和金层，铜层上设有电路线路，金层的厚度大于5uinch(微英寸)。可选地，采用激光切割的方式在基板1的第一表面11开设凹槽13，凹槽13由第一表面11向第二表面12凹进但不贯穿第二表面12，凹槽13把基板1分为正极和负极两个区域。可选地，还可采用控深锣机加工、双面芯板压合等方式在基板1上加工凹槽13。

步骤S2，请参考图1，在基板1上间隔地设置第一焊盘21和第二焊盘22。具体地，第一焊盘21和第二焊盘22为具有导电功能的金属材质或外表面涂覆有具有导电功能的金属镀层。第一焊盘21包括第一端211和第二端212，第一端211容置于凹槽13内且与凹槽13的底壁连接，第二端212与基板1的第二表面12连接，第一焊盘21由第一端211延伸至第二端212。类似的，第二焊盘22包括第三端221和第四端222，第三端221容置于凹槽13内，第四端222与第二表面12连接，且第二焊盘22由第三端221向第四端222延伸。第一端211与第三端221、第二端212和第四端222之间均设有间隔距离。

步骤S3，请参考图4和图8，将芯片3与第一焊盘21和第二焊盘22连接。具体地，步骤S3包括：步骤S31：通过3D钢网将焊料7印刷在基板1的凹槽13内，常用焊料7包括银胶、锡膏和助焊剂等，3D钢网的开孔图形根据芯片3的电极进行设计。步骤S32，将芯片3放置于焊料7上。当选用的焊料7为银胶时，则进行烘烤操作，条件一般为：恒温170℃，时间1H。当选用的焊料7为锡膏或助焊剂时，则进行回流焊操作，条件一般为：最高炉温290℃，时间30s，且需要在氮气的环境下进行，避免焊料7中的金属粒子被氧化，这一步骤用于使焊料7熔融并与芯片3及基板1充分结合。最后放置芯片3，使得芯片3至少部分容置在凹槽13内。其中，芯片3的第一电极和第一焊盘21连接，芯片3的第二电极和第二焊盘22连接。

通过在采用激光切割的方式在基板1上开设凹槽13，具有更高的加工精度和加工效率，提升了成品良率。通过将第一焊盘21、第二焊盘22的一端容置于凹槽13的底壁，芯片3的第一电极和第二电极均与第一焊盘21和第二焊盘22于凹槽13内连接，减小了LED芯片凸出于基板1的高度，从而减薄了LED产品的厚度。

进一步地，请参考图7和图8，在基板1上间隔地设置第一焊盘21和第二焊盘22，具体包括：

步骤S21，将第一焊盘21和第二焊盘22相对于凹槽13的底壁中垂线A对称设置。具体地，将第一焊盘21的第一端211和第二焊盘22的第三端221分别设置于凹槽13内中垂线A的两侧，且第一端211和第三端221与中垂线A的距离相等，以达到结构对称，避免LED封装结构因厚度不均引起弯曲损坏。

步骤S22，在第二表面12设一补强件4。具体地，采用两个独立的金属块或金属板作为第一焊盘21和第二焊盘22，将第一焊盘21和第二焊盘22的一端容置于凹槽13的底壁上，且第一焊盘21和第二焊盘22之间具有第一间隙L1，第一焊盘21和第二焊盘22的另一端均延伸至第二表面12。补强件4同样为金属结构，且设置在第二表面12上，其在第二表面12的正投影完全覆盖第一间隙L1在第二表面12的正投影。通过设置补强件4弥补基板1在第一焊盘21和第二焊盘22之间因厚度过薄易弯曲损伤的缺点，使得LED封装结构在第一间隙L1处的厚度增加，从而提升了结构强度。

进一步地，请参考图1至图3，在第二表面12设一补强件4，包括：将补强件4与第一焊盘21或第二焊盘22设置为一体式结构。具体地，基板1包括相对的第一侧面13和第二侧面14，补强件4与第一焊盘21为一体式结构时，补强件4由第一焊盘21的第二端212向第二焊盘22的第四端222延伸，直至第二端212到第一侧面13的距离大于第三端221到第一侧面13的距离。当补强件4与第二焊盘22为一体式结构时，补强件4由第二焊盘22的第四端222向第一焊盘21的第二端212延伸，直至第四端222到第二侧面14的距离大于第一端211到第二侧面14的距离。

可选地，补强件4为单独的金属块或其他具有一定结构强度的材料制成的结构，补强件4与第一焊盘21或第二焊盘22胶粘或焊接。

可选地，补强件4与第一焊盘21或第二焊盘22均间隔设置，且补强件4在第二表面12的正投影完全覆盖第一间隙L1在第二表面12的正投影。

通过在第二表面12设置补强件4，可以避免基板1因在第一间隙L1处厚度过薄易受损的问题。

进一步地，请参考图1和图9，在第二表面12设一补强件4后，还包括步骤S23：在补强件4背向基板1的表面设一阻焊层5。具体地，当补强件4与LED封装结构的负极焊盘为一体式结构时，在补强件4背向基板1的表面涂覆液态光致阻焊剂，液态光致阻焊剂可以为绿色、红色、白色等任意颜色的阻焊油墨，阻焊油墨在使用前为粘稠状态，经印刷、预烘、对位、曝光、显影、固化后形成阻焊层5，将补强件4背向基板1的表面完全覆盖住。由于阻焊层5具有耐腐蚀、耐高温、高绝缘性的有点，因此对LED封装结构具有良好的保护作用，且其高绝缘性避免了元器件易发生短路的问题。

进一步地，请参考图8和图9，在补强件4背向基板1的表面设一阻焊层5后，还包括步骤S4：封装切割。具体地，首先将已配置好的环氧树脂荧光胶饼8放置于模压机器内，调整相应的参数，对已预热并清洁的半成品进行封装处理。待塑封完成进行烘烤操作后，切割机使用对应厚度的刀片对整块基板1进行相应的切割处理，最后变成所需要的产品。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种LED芯片封装结构，其特征在于，所述LED芯片封装结构包括基板、第一焊盘、第二焊盘和芯片，所述基板包括相背的第一表面和第二表面，所述基板在所述第一表面开设有凹槽，所述凹槽不贯穿所述第二表面，所述第一焊盘和所述第二焊盘间隔地设在所述基板上，且所述第一焊盘和所述第二焊盘均自所述凹槽的底壁延伸至所述第二表面，所述芯片至少部分容置在所述凹槽内，所述芯片的第一电极和所述第一焊盘连接，所述芯片的第二电极和所述第二焊盘连接。

2.如权利要求1所述LED芯片封装结构，其特征在于，所述凹槽的形状与所述芯片的形状对应。

3.如权利要求1所述LED芯片封装结构，其特征在于，所述凹槽的个数为一个以上，每个所述凹槽内的所述芯片的个数为一个以上。

4.如权利要求1所述LED芯片封装结构，其特征在于，所述基板还包括相背的第一侧面和第二侧面，所述第一焊盘自所述凹槽的底壁经所述第一表面、所述第一侧面延伸至所述第二表面，所述第二焊盘自所述凹槽的底壁经所述第一表面、所述第二侧面延伸至所述第二表面，所述第一焊盘和所述第二焊盘在所述凹槽内相对于所述凹槽的底壁中垂线对称设置。

5.如权利要求4所述LED芯片封装结构，其特征在于，所述LED芯片封装结构还包括补强件，在所述凹槽的底壁上，所述第一焊盘和所述第二焊盘之间具有第一间隙，所述补强件设置在所述第二表面，所述补强件在所述第二表面的正投影完全覆盖所述第一间隙在所述第二表面的正投影。

6.如权利要求5所述LED芯片封装结构，其特征在于，在所述第二表面上，所述第一焊盘和所述第二焊盘之间具有第二间隙。

7.如权利要求6所述LED芯片封装结构，其特征在于，所述补强件与所述第一焊盘或所述第二焊盘为一体式结构。

8.如权利要求6所述LED芯片封装结构，其特征在于，所述补强件设置于所述第二间隙，且所述补强件与所述第一焊盘和所述第二焊盘均设有间隔距离。

9.如权利要求5所述LED芯片封装结构，其特征在于，所述补强件背向所述基板的表面设有阻焊层。

10.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括如权利要求1至9任一项所述的LED芯片封装结构。

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