CN217444420U - 一种高可靠性一体封装支架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高可靠性一体封装支架，芯片的正负极分别通过键合线分别连接至正极功能区凸起和负极功能区凸起上，塑胶支架正面设置有圆形反光面，塑胶支架正面一角设置有标识角，塑胶支架背面设置有正极焊盘、负极焊盘，正极焊盘、负极焊盘之间设置有白道，正极功能区凸起内设置有正极功能区凸起内凹槽，正极焊盘内设置有正极焊盘内凹槽，负极功能区凸起内设置有负极功能区凸起内凹槽，负极焊盘内设置有负极焊盘内凹槽，正极功能区凸起与负极功能区凸起之间的白道上形成有凸起的功能区与白道内形成的凹槽，封装胶沿着凹槽将固晶胶，芯片，键合线及对应的凹槽密封形成一体结构。本实用新型采用一体式封装结构，大大提升了LED灯珠的信赖性。

Description

一种高可靠性一体封装支架

技术领域

本实用新型涉及的是LED技术领域，具体涉及一种高可靠性一体封装支架。

背景技术

LED自从问世以上，受到广泛重视而得到迅速发展，是与它本身所具有的优点分不开的。这些优点概括起来是：亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。LED的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性方向发展。

但实际在生产使用LED产品的过程中，我们经常会遭遇“产品硫化(包含硫化、卤化、氧化等污染现象)，高温高湿，温差变化大等恶劣环境导致产品失效”等问题，这些问题给客户和生产厂家都带来一定损失，出现硫化反应后，产品功能区会黑化，光通量会逐渐下降，色温出现明显漂移。其原理是：因为贴片LED的支架是在铜的基材上镀银(银层会起到发亮，反射光的作用)，TOP LED在高温焊接时，碰到了硫或硫蒸气，则会造成支架上的银层与硫发生化学反应Ag+S＝AgS↓，形成AgS,视反应量的多少，其颜色为黄色或黑色不等。最严重的银层都反应完，金丝断裂，造成LED开路。高温高湿，温差变化大等恶劣环境下，会造成封装胶与支架塑胶之间出现缝隙，水汽，含硫气体等会通过缝隙，渗进支架功能区，造成产品功能区发黑,固晶胶剥离,甚至会出现封装胶整体脱落现象,从而造成灯珠死灯。

目前LED支架存在如下缺点：

1：支架功能区(正极功能区a和负极功能区b)与杯壁c呈光滑平面结构(如图1-1和图1-2)所示，对产品性能造成如下影响：

1.1：封装胶与支架杯壁出现剥离:

封装胶与支架杯壁均为光滑平面,封装胶与支架塑胶的膨胀系数也不一样,在产品长期使用过程中,两者由于冷热冲击,高温高湿等影响,封装胶水粘接性会不断降低,最终造成封装胶水与支架界面间出现分层剥离,水汽或硫化气体会随着分层缝隙,侵入支架内部。

1.2：封装胶与支架功能区界面出现剥离:

封装胶与支架功能区亦为光滑平面,随着胶水粘性的降低,剥离程度的加剧,水汽侵入的进一步扩展,也会导致封装胶水与支架功能区界面间出现剥离现象，剥离程度和区域随着使用过程加剧而扩展，进一步造成固晶胶与支架剥离，键合线与芯片受腐蚀，最终导致样品出现死灯。

2：支架白道，对产品性能造成如下影响：

支架塑胶与金属焊盘之间呈平滑结合，极易造成支架塑胶与金属焊盘之间出现缝隙：支架塑胶与金属焊盘的膨胀系数相差较大，在灯珠贴片的过程中，两者经过高温膨胀及冷缩后，其界面会出现不同程度的缝隙。

对以上两种密封性缺点，行业内通常采用如下两种方式解决：

1：封装胶表面涂覆工艺：在封装胶的上表面再次涂覆密封防水材料，从而达到表面隔离效果。

此工艺主要存在两个缺点：由于LED灯珠在使用过程中，会产生大量的热量，防水材料在一定的使用时间后，也会出现老化剥离现象；防水材料，在一定程度上会对灯珠的光通量，光色，显指，色坐标等造成一定的影响。

2：对功能区镀银层再次电镀：由于镀银层容易被硫化，对镀银层再次溅镀氧化铝，氧化钛等材料，以减缓功能区的硫化和氧化速度。

此工艺主要存在两个缺点：

1)：再次做单层或多层镀层后，容易导致固晶焊线异常，例如：推拉力不足；难以焊线，键合线与支架功能区接触不良等；

2)：键合线与功能区焊接部分，支架白道，固晶胶等没有被保护在内，镀层功能亦会在灯珠使用过程中逐渐减弱，在灯珠使用一定的时间后，会出现键合线发黑，键合线接触不良，固晶胶脱落等现象。

因此实际生产过程中，通常会采用红墨水实验，3次回流焊实验作为产品密封性验证实验。

针对上述缺点，本实用新型设计了一种高可靠性一体封装支架。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种高可靠性一体封装支架，结构设计合理，采用一体式封装结构，工艺简单，大大提升了LED灯珠的信赖性。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种高可靠性一体封装支架，包括塑胶支架、固晶胶、晶片放置区、键合线、芯片、反光面、标识角、白道、正极焊盘、负极焊盘、正极功能区凸起、正极功能区凸起内凹槽、正极焊盘内凹槽、负极功能区凸起、负极功能区凸起内凹槽、负极焊盘内凹槽、封装胶和凸起的功能区与白道内形成的凹槽，塑胶支架正面中心的芯片通过固晶胶固定在晶片放置区(支架线路上)，芯片的正负极分别通过键合线分别连接至正极功能区凸起和负极功能区凸起上，塑胶支架正面设置有圆形反光面，塑胶支架正面一角设置有标识角，塑胶支架背面设置有正极焊盘、负极焊盘，正极焊盘、负极焊盘之间设置有白道，正极功能区凸起内设置有正极功能区凸起内凹槽，正极焊盘内设置有正极焊盘内凹槽，负极功能区凸起内设置有负极功能区凸起内凹槽，负极焊盘内设置有负极焊盘内凹槽，正极功能区凸起与负极功能区凸起之间的白道上形成有凸起的功能区与白道内形成的凹槽，封装胶沿着凹槽(正极功能区凸起内凹槽、正极焊盘内凹槽、负极功能区凸起内凹槽、负极焊盘内凹槽、)将固晶胶，芯片，键合线及对应的凹槽密封形成一体结构。

作为优选，所述的正极焊盘、负极焊盘通过锡膏焊接在PCB板上，作电性连接。

作为优选，所述的塑胶支架用于固定线路板，并为电气线路的设计创造出相应安全的空间。

作为优选，所述的塑胶支架的杯口可以是圆形，方形，椭圆形等。

作为优选，所述的塑胶支架的引脚不少于2个。

作为优选，所述的白道边缘设置有白道边缘凹槽。

本实用新型具有以下有益效果：

1：LED灯珠信赖性的提升：

1.1：克服封装胶与支架杯壁出现剥离的隐患:一体化封装，封装胶将功能区，固晶胶，芯片，键合线完全密封在内部，形成一个整体，即便出现缝隙，水气及硫化气体，也被隔离在封装胶外表面。使由于封装胶外表面及白道边缘行成流道，即便出现缝隙，水气及硫化气体也会沿着流道被导出灯珠外部；

1.2：克服封装胶与支架功能区出现剥离的隐患；

1.3：克服材料膨胀系数不一致导致的隐患：由于一体封装结构，支架塑胶料，封装胶，金属焊盘等膨胀系数不一致导致的性耐性隐患被显著降低。

1.4：克服支架白道造成的性耐性隐患：由于⒅亦被封装胶密封在内，也可避免支架由白道塑胶断裂引起的风险，使白道的隐患被显著降低。

1.5:可以使灯珠各部件结合的更紧密:封装胶流入对应的凹槽内,固化后使正负焊盘向中间结合,可以将正负极金属焊盘及支架塑胶料紧密结合在一起。

1.6:固焊功能区做成凸起设计,其与支架底层面有一定的高度,可以避免固晶胶,芯片,键合线等遭受水气及硫化气体的污染。

2：相较与目前两种密封工艺，具有以下优点：

2.1：一体化封装：使功能区，固晶胶，芯片，键合线被完全密封在内，不与外界的水气，硫化气体等接触，从而避免了产品在安全的环境内长期使用。

2.2：节省成本：本实用新型不需表面再封装，或溅镀其它金属，在性耐性提升的同时节省成本，具有实施工艺简单，操作性强等优点；

2.3：不影响产品固焊及光参：本实用新型无需再封装，或溅镀其它金属，从而避免其造成的工艺异常，对灯珠的光通量，光色，显指，色坐标等的影响。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1-1为本实用新型背景技术的示意图；

图1-2为图1-1的轴测图；

图2-1为本实用新型的俯视图；

图2-2为本实用新型的仰视图；

图2-3为本实用新型的正视图；

图2-4为本实用新型的立体示意图；

图3-1为本实用新型的正剖视图；

图3-2为本实用新型的轴侧剖视图；

图3-3为本实用新型的封装示意图；

图4为本实用新型的另一种结构俯视图；

图5-1为本实用新型的另一种结构的剖视图；

图5-2为本实用新型的另一种结构的封装图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

参照图2-1至图5-2，本具体实施方式采用以下技术方案：一种高可靠性一体封装支架，包括塑胶支架1、固晶胶2、晶片放置区3、键合线4、芯片5、反光面6、标识角7、白道8、正极焊盘9、负极焊盘10、正极功能区凸起11、正极功能区凸起内凹槽12、正极焊盘内凹槽13、负极功能区凸起14、负极功能区凸起内凹槽15、负极焊盘内凹槽16、封装胶17和凸起的功能区与白道内形成的凹槽18，塑胶支架1正面中心的芯片5通过固晶胶2固定在晶片放置区3(支架线路上)，芯片5的正负极分别通过键合线4分别连接至正极功能区凸起11和负极功能区凸起14上，塑胶支架1正面设置有圆形反光面6，塑胶支架1正面一角设置有标识角7，塑胶支架1背面设置有正极焊盘9、负极焊盘10，正极焊盘9、负极焊盘10之间设置有白道8，正极功能区凸起11内设置有正极功能区凸起内凹槽12，正极焊盘9内设置有正极焊盘内凹槽13，负极功能区凸起14内设置有负极功能区凸起内凹槽15，负极焊盘10内设置有负极焊盘内凹槽16，正极功能区凸起11与负极功能区凸起14之间的白道8上形成有凸起的功能区与白道内形成的凹槽18，封装胶17沿着凹槽(正极功能区凸起内凹槽12、正极焊盘内凹槽13、负极功能区凸起内凹槽15、负极焊盘内凹槽16、)将固晶胶，芯片，键合线及对应的凹槽密封形成一体结构。

所述的晶片放置区3是在功能区上形成凸起的晶片放置功能区；标识角7对支架正负极作区分，白道8将支架功能区间隔开；正极功能区凸起11是在原有功能区上形成凸起的晶片放置功能区；负极功能区凸起14是在原有功能区上形成凸起的晶片放置功能区。

本具体实施方式在原有支架的功能区上形成凸起的固晶功能区，凸起的功能区内及焊盘内也设置凹槽；封装时，封装胶会沿着凹槽，将固晶胶，芯片，键合线及对应的凹槽密封形成一体结构。

本具体实施方式的塑胶支架采用塑胶材质：塑胶材质的作用在于固定线路板，并为电气线路的设计创造出相应安全的空间。因此：

1)：塑胶材质的颜色和材料可以根据用途有多种设计：如白色PCT、白色PPA、黑色PPA、透明PC、白色EMC、白色陶瓷等；

2)：塑胶材质的形状和尺寸可以根据用途有多种设计。

本具体实施方式的支架形状尺寸：支架整体形状尺寸可以根据设计者用途，设计出不同的形状及尺寸,因此：

1)：支架杯口可以设计为圆形，方形，椭圆形等；

2)：支架功能区可以设计成不同形状；

3)：支架尺寸可以设计为3528,5050,2835,5730等。

本具体实施方式的支架引脚，绝缘层，底部焊盘的相关替代：

1)：三者可以根据不同的用途，设计成不同结构及不同形状功能区，以满足相应的固焊排布。因此：

2)：基材材质不限：基板的材质可以是铝，铜，陶瓷等；

3)：基材表面处理方式，镀层材质等不限；

4：形状尺寸不限；

5)：引脚形状及数量不限：本具体实施方式仅采用两引脚支架举例说明，还可以有多个引脚，形成多个凹杯及功能区凸起,如图4-1三杯支架所示；

6)：凹槽形状及数量不限：例如本具体实施方式也可采用如下设计：(图5-1焊盘内不设凹槽；图5-2白道边缘凹槽19)；负极功能区凸起和正极功能区凸起也可根据实际需求设计成不等高形状。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种高可靠性一体封装支架，其特征在于，包括塑胶支架(1)、固晶胶(2)、晶片放置区(3)、键合线(4)、芯片(5)、反光面(6)、标识角(7)、白道(8)、正极焊盘(9)、负极焊盘(10)、正极功能区凸起(11)、正极功能区凸起内凹槽(12)、正极焊盘内凹槽(13)、负极功能区凸起(14)、负极功能区凸起内凹槽(15)、负极焊盘内凹槽(16)、封装胶(17)和凸起的功能区与白道内形成的凹槽(18)，塑胶支架(1)正面中心的芯片(5)通过固晶胶(2)固定在晶片放置区(3)，芯片(5)的正负极分别通过键合线(4)分别连接至正极功能区凸起(11)和负极功能区凸起(14)上，塑胶支架(1)正面设置有圆形反光面(6)，塑胶支架(1)正面一角设置有标识角(7)，塑胶支架(1)背面设置有正极焊盘(9)、负极焊盘(10)，正极焊盘(9)、负极焊盘(10)之间设置有白道(8)，正极功能区凸起(11)内设置有正极功能区凸起内凹槽(12)，正极焊盘(9)内设置有正极焊盘内凹槽(13)，负极功能区凸起(14)内设置有负极功能区凸起内凹槽(15)，负极焊盘(10)内设置有负极焊盘内凹槽(16)，正极功能区凸起(11)与负极功能区凸起(14)之间的白道(8)上形成有凸起的功能区与白道内形成的凹槽(18)，封装胶(17)沿着凹槽将固晶胶，芯片，键合线及对应的凹槽密封形成一体结构。

2.根据权利要求1所述的一种高可靠性一体封装支架，其特征在于，所述的正极焊盘(9)、负极焊盘(10)通过锡膏焊接在PCB板上，作电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种高可靠性一体封装支架，其特征在于，所述的塑胶支架用于固定线路板，并为电气线路的设计创造出相应安全的空间。

4.根据权利要求1所述的一种高可靠性一体封装支架，其特征在于，所述的塑胶支架(1)的杯口为圆形，方形或椭圆形。

5.根据权利要求1所述的一种高可靠性一体封装支架，其特征在于，所述的塑胶支架(1)的引脚不少于2个。

6.根据权利要求1所述的一种高可靠性一体封装支架，其特征在于，所述的白道(8)边缘设置有白道边缘凹槽(19)。

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