CN219998255U - Led芯片封装基板结构及led芯片封装体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED芯片封装基板结构及LED芯片封装体，该基板结构包括单元基板，单元基板包括相对的第一表面和第二表面，以及位于第一表面和第二表面的侧方并与第一表面和第二表面连接的第三表面；第一表面上设置有用于焊接LED芯片的第一焊盘，第二表面上设置有与第一焊盘相对应的第二焊盘，第二焊盘用于安装固定单元基板，第三表面上设置有连接线路，连接线路电性连接第一焊盘和第二焊盘；基于上述基板结构，可有效确保单元基板的承载强度，避免使用过程中发生断裂，而且还能有效提升LED芯片封装体的加工效率，大幅降低成本。

Description

LED芯片封装基板结构及LED芯片封装体

技术领域

本实用新型涉及LED芯片封装技术领域，尤其涉及一种LED芯片封装基板结构及LED芯片封装体。

背景技术

Micro LED凭借低能耗、高亮度、高对比度及高可靠性的特性，满足了各种像素密度和各种尺寸显示的需求，如AR/VR、智能手表、大屏电视等。Micro LED凭借多项优势特点，正逐步展现其巨大应用潜力，成为最佳新型高清显示方案。

其中，MIP(Micro LED in Package)是一种基于Micro LED的新型封装架构，MIP封装技术的工艺流程为：将Micro LED芯片通过巨量转移技术转移到载板上，进行封装，然后切割成单颗或多合一的芯片封装体，再将芯片封装体分光混光，接着再进行贴片工艺、屏体表面封装或覆膜，最终完成显示屏的制作。目前，采用的载板主要是BT基板，其次可以采用玻璃基板。不管是采用BT基板还是玻璃基板，均需要在载板上制作导电通孔H，如图15，以连接基板两表面的焊盘，满足电路导通的需求。

然而，由于Micro LED芯片封装体的尺寸较小，因此载板上的导电通孔一般采用激光打孔的方式制作。激光打孔需要逐一执行，不但打孔效率低，严重拉低Micro LED封装工作的工作效率，而且激光的加工成本高。此外，制作导电通孔会降低载板的强度，甚至有可能导致载板崩裂。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种无需对用于封装LED芯片的载板进行打孔即可实现正反两面电路导通的LED芯片封装基板结构及LED芯片封装体。

为了实现上述目的，本实用新型公开了一种LED芯片封装基板结构，其包括单元基板，所述单元基板包括相对的第一表面和第二表面，以及位于所述第一表面和所述第二表面的侧方并与所述第一表面和所述第二表面连接的第三表面；所述第一表面上设置有用于焊接LED芯片的第一焊盘，所述第二表面上设置有与所述第一焊盘相对应的第二焊盘，所述第二焊盘用于安装固定所述单元基板，所述第三表面上设置有连接线路，所述连接线路电性连接所述第一焊盘和所述第二焊盘。

较佳地，所述第一焊盘包括正极焊盘和负极焊盘，所述第二焊盘包括与所述正极焊盘相对应的正极连接焊盘和所述负极焊盘相对应的负极连接焊盘，所述第一表面上的正极焊盘为三个、所述负极焊盘为一个，或，所述第一表面上的正极焊盘为一个、所述负极焊盘为三个。

较佳地，所述连接线路为覆设在所述第三表面上的金属导电层。

较佳地，所述连接线路的两端分别覆盖所述第一焊盘和所述第二焊盘相应的外侧面。

较佳地，所述第一焊盘和所述第二焊盘包括靠近设置有所述连接线路的所述第三表面的连接壁，所述连接壁与相应的所述第三表面共面。

较佳地，所述单元基板为陶瓷基板。

本实用新型还公开一种LED芯片封装体，其包括单元基板和LED芯片，所述单元基板包括相对的第一表面和第二表面，以及位于所述第一表面和所述第二表面的侧方并与所述第一表面和所述第二表面连接的第三表面；所述第一表面上设置有第一焊盘，所述LED芯片通过所述第一焊盘焊接在所述单元基板上；所述第二表面上设置有与所述第一焊盘相对应的第二焊盘，所述第二焊盘用于安装固定所述单元基板，所述第三表面上设置有连接线路，所述连接线路电性连接所述第一焊盘和所述第二焊盘。

较佳地，所述单元基板上设置有单一所述LED芯片，所述单元基板上的相对的第三表面上分别设置有所述连接线路。

较佳地，所述单元基板上设置有包括构成单像素集并具有不同光色的第一光色芯片、第二光色芯片和第三光色芯片；所述单元基板上的两相对的第三表面上分别设置有两所述连接线路。

较佳地，所述第一光色芯片、所述第二光色芯片和所述第三光色芯片共阴极或共阳极，以使得，所述第一表面上的正极焊盘为三个、所述负极焊盘为一个，或，所述第一表面上的正极焊盘为一个、所述负极焊盘为三个。

较佳地，所述连接线路为覆设在所述第三表面上的金属导电层。

较佳地，所述单元基板为陶瓷基板。

较佳地，所述单元基板的第一表面上还覆设有封装层，所述封装层用于将所述LED芯片与所述单元基板封装在一起。

与现有技术相比，本实用新型上述技术方案公开的LED芯片封装体包括单元基板和LED芯片，其中，单元基板通过第一表面装配LED芯片，并通过第二表面安装固定在目标PCB板上，而且，还在位于第一表面和第二表面的侧方第三表面布置连接线路，通过该连接线路电性连接分别位于第一表面和第二表面上的焊盘，这样，无需在单元基板上打孔来连通第一表面和第二表面，从而有效确保单元基板的承载强度，避免使用过程中发生断裂，而且还能有效提升LED芯片封装体的加工效率，大幅降低成本，更能提升LED芯片封装体的良品率。

附图说明

图1为本实用新型实施例中单像素封装体的正面结构示意图。

图2为本实用新型实施例中单像素封装体的背面结构示意图。

图3为本实用新型实施例中单像素封装体的侧面结构示意图。

图4为本实用新型实施例中单芯片封装体的截面示意图。

图5为本实用新型实施例中原始基板的平面结构图。

图6为图5中原始基板正面敷设线路层的平面结构图。

图7为图5中原始基板背面敷设线路层的平面结构图。

图8为图6中单元基板的平面结构图。

图9为图7中单元基板的平面结构图。

图10为在图6的固晶结构图。

图11为沿图10中A-A向的截面图。

图12为图11中添加封装层的平面结构图。

图13为本实用新型实施例中切割线的分布示意图。

图14为本实用新型实施例中将各个基板条层叠放置的平面结构图。

图15为现有技术中LED芯片基板的平面结构图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

如图1至图3，本实施例公开一种LED芯片封装体M，以用于基于LED发光源的照明器件或显示器件的装配。该LED芯片封装体M包括单元基板100和LED芯片D。单元基板100包括相对的第一表面S1和第二表面S2，以及位于第一表面S1和第二表面S2的侧方并与第一表面S1和第二表面S2连接的第三表面。本实施例中，第一表面S1为单元基板100的正面，第二表面S2为单元基板100的背面，第三表面为单元基板100的侧面。

第一表面S1上设置有包括正极焊盘和负极焊盘的第一焊盘P1，LED芯片D通过第一焊盘P1焊接在单元基板100上，也即，正极焊盘与LED芯片D的正极连接，负极焊盘与LED芯片D的负极连接。第二表面S2上设置有与第一焊盘P1相对应的第二焊盘P2，该第二焊盘P2用于安装固定单元基板100。第二焊盘P2包括与正极焊盘相对应的正极连接焊盘和与负极焊盘相对应的负极连接焊盘，也即，通过正极连接焊盘和负极连接焊盘将单元基板100焊接在待装配的PCB母板上。

其中，第三表面上设置有连接线路C0，该连接线路C0电性连接第一焊盘P1和第二焊盘P2，也即通过连接线路C0连接正极焊盘和正极连接焊盘以及负极焊盘和负极连接焊盘，从而实现单元基板100正反两面的导通。

具体地，连接线路C0为覆设在第三表面上的金属导电层。本实施例中，该金属导电层为通过真空溅镀或蒸镀工艺，在第三表面上镀上金属导电材料形成。

进一步地，在第三表面上覆设金属导电层时，使得金属导电层的两端分别覆盖所述第一焊盘P1和第二焊盘P2相应的外侧面，从而实现连接线路C0与第一焊盘P1和第二焊盘P2的稳定导通，避免出现虚连。

更进一步地，所述第一焊盘P1和所述第二焊盘P2包括靠近设置有所述连接线路C0的第三表面的连接壁，所述连接壁与相应的所述第三表面共面。在本实施例中，由于位于第一焊盘P2和第二焊盘P2侧边的连接壁与相应的第三表面共面，因此，在批量制作过程中，由于各个LED芯片封装体M是从原始基板(也叫母板)上切割得到，当切割而露出第三表面时，第一焊盘P1和第二焊盘P2也同时露出，从而方便连接线路C0的制作，并能有效提升连接线路C0与第一焊盘P1和第二焊盘P2的连接稳定度。

本实施例中LED芯片封装体M可为单芯片封装体，如图4，也即在单元基板100上仅配置一颗LED芯片D。对于单芯片封装体，第一焊盘P1包括位于单元基板100正面的一正极焊盘P1’和一负极焊盘P1”，第二焊盘P2包括位于单元基板100背面的一正极连接焊盘P2’和一负极连接焊盘P2”。因此，需在单元基板100上相对的第三表面上分别设置连接线路C0，该两条连接线路C0分别连接正极焊盘P1’和正极连接焊盘P2’以及负极焊盘P1”和负极连接焊盘P2”。或者，在另一实施例中，在单元基板100上同一侧的第三表面上设置两条连接线路C0，以满足正极焊盘P1’与正极连接焊盘P2’的连接，负极焊盘P1”与负极连接焊盘P2”的连接。

另外，该LED芯片封装体M还可为单像素封装体，如图1和图2，也即设置在单元基板100上的LED芯片D包括构成单像素集并具有不同光色的第一光色芯片R、第二光色芯片G和第三光色芯片B。本实施例中，第一光色芯片R发红光，第二光色芯片G发绿光，第三光色芯片B发蓝光，以此构成光的三原色，使得该LED芯片封装体M可输出不同光色。

为方便装配，第一光色芯片R、第二光色芯片G和第三光色芯片B共阴极或共阳极。当第一光色芯片R、第二光色芯片G和第三光色芯片B共阴极时，第一表面S1上具有三个正极焊盘P1a、P1b、P1c，以及一个负极焊盘P1d。相应地，第二表面S2上具有三个正极连接焊盘P2a、P2b、P2c，以及一个负极连接焊盘P2d。另外，当第一光色芯片R、第二光色芯片G和第三光色芯片B共阳极时，第一表面S1上的正极焊盘为一个、负极焊盘为三个，相应地，第二表面S2上的正极连接焊盘也为一个，负极连接焊盘也为三个。

对于单像素封装体，需在单元基板100上相对的两个第三表面上分别设置两连接线路C0，也即在每一单元基板100的两侧的两端形成四条连接线路C0，该四条连接线路C0分别连接三个正极焊盘P1a、P1b、P1c和三个正极连接焊盘P2a、P2b、P2c以及负极焊盘P1d和负极连接焊盘P2d。

另外需要说明书的是，本实施例中的第一光色芯片R为垂直安装结构芯片，第二光色芯片G和第三光色芯片B为倒装芯片，那么，第一光色芯片R靠近单元基板100的一侧的电极与用作共极焊盘的负极焊盘焊接，第一光色芯片R背离单元基板100一侧的电极通过引线与其中一个正极焊盘连接。

进一步地，本实施例中的单元基板100优选为陶瓷基板。相比传统使用的树脂基板、金属基板以及玻璃基板，陶瓷基板的价格较低，其导热性能好，绝缘性强，且尺寸稳定性强，不易受热后热膨胀。该陶瓷基板的陶瓷材料可以是氧化铝(Al203)、氮化铝(AlN)或氧化铍(BeO)等材料。

更进一步地，单元基板100的第一表面S1上还覆设有封装层2，封装层2用于将LED芯片D与单元基板100封装在一起。

另外，具有上述结构的LED芯片封装体制作成型方法包括如下几个步骤：

S1：结合参阅图5至图9，提供一原始基板1，并在原始基板1上划分若干单元基板100，单元基板100上具有单元电路，单元电路包括位于单元基板100正面的第一焊盘P1以及位于单元基板100背面的第二焊盘P2。

S2：结合参阅图10和图11，固晶，也即在每一单元基板100的第一焊盘P1上分别固定连接LED芯片D。

S3：对原始基板1的正面进行封装，以形成封装层2，如图12，通过该封装层2将LED芯片D与原始基板1封装在一起。在本实施例中，通过封装层2可以起到隔绝空气中水、氧的作用，避免LED芯片D直接暴露于空气中，影响LED芯片D的使用寿命，封装层2亦使得最终的封装体的表面保持墨色一致。

S4：对原始基板1进行裁切，如图13，以将原始基板1分隔为若干呈条状的基板条10，每一基板条10上包括若干单元基板100，且在基板条10上形成位于侧面的两相对的裁切面。

S5：如图14，在每一基板条10的至少一裁切面上敷设连接线路C0，通过连接线路C0使每一单元基板100上的第一焊盘P1与对应的第二焊盘P2电性连接。

S6：对基板条10进行裁切，以获得若干单元封装体，也即单个LED芯片封装体M，如图1。

进一步地，对原始基板1进行线路加工的方法包括：

S10：在原始基板1(此时为裸板)的正面和背面分别覆设金属层。本实施例中，采用直接键合铜工艺(DBC，Direct Bonding Copper)或直接镀铜工艺(DPC，Direct platingcopper)在原始基板1的正面和背面上制作整面的金属层。

S11：通过蚀刻方法，在原始基板1的正面的金属层上形成第一线路层L1，第一线路层L1包括若干第一焊盘P1，在原始基板1的背面的金属层上形成第二线路层L2，第二线路层L2包括若干第二焊盘P2。

S12：如图6和图7，在第一线路层L1上蚀刻出若干纵横分布的第一分割线X1，并在第二线路层L2上蚀刻出若干纵横分布的第二分割线X2，第二分割线X2与第一分割线X1正相对。通过第一分割线X1和第二分割线X2，将原始基板1划分为若干单元基板100，并将第一线路层L1和第二线路层L2划分为若干单元电路。本实施例中，原始基板1上的若干单元基板100呈阵列分布。

再者，对原始基板1的正面进行封装的方法包括：

S30：提供一槽体，并在槽体的底部铺设离型膜。

S31：向槽体中注入液体的封装材料，封装材料包括氟碳树脂、环氧胶水、环氧树脂、硅胶及硅树脂中的一种或多种混合物。另外，封装材料还可包括黑色染料及黑色碳粉中的一种或多种混合物。

S32：将原始基板1的正面浸入槽体中。

S33：加热并加压固化槽体中的封装材料，以在原始基板1的正面形成封装层2。

再者，对原始基板1进行裁切以获得若干基板条10的方法包括：

在彼此相邻两排或两列单元基板100之间以及原始基板1的边框上建立彼此平行的切割线X3，如图13，并沿切割线X3对原始基板1进行裁切，以获得若干基板条10。本实施例中，位于彼此相邻两排或两列单元基板100之间的切割线X3与第一分割线X1和第二分割线X2重合。

再者，连接线路C0的成型方法包括：

首先，将若干基板条10上下层叠放置，如图14，以露出每一基板条10上的裁切面；

然后，采用真空溅镀或蒸镀工艺，在裁切面上镀上导电材料，以形成连接线路C0。

本发明另一较佳实施例中的LED芯片封装体的制作方法包括如下步骤：

S7：获得若干单元封装体M之后，批量对若干单元封装体M的周侧和背面进行电镀，以便使得单元封装体M在装配时便于焊接。

具体地，批量电镀的方法包括：

首先，将若干单元封装体M和多个金属小球混合在滚筒中；

然后，采用滚镀工艺，在单元封装体M的周侧和背面线路上电镀镍层，并在镍层上电镀锡层。当然，还可在单元封装体M的周侧和背面线路上电镀气体导电金属层。

综上，本实用新型公开了一种LED芯片封装体M，其包括单元基板100和LED芯片D，其中，单元基板100通过第一表面S1装配LED芯片D，并通过第二表面S2安装固定在目标PCB板上，而且，还在位于第一表面S1和第二表面S2的侧方第三表面布置连接线路C0，通过该连接线路C0电性连接分别位于第一表面S1和第二表面S2上的焊盘，这样，无需在单元基板100上打孔来连通第一表面S1和第二表面S2，从而有效确保单元基板100的承载强度，避免使用过程中发生断裂，而且还能有效提升LED芯片封装体M的加工效率，大幅降低成本，更能提升LED芯片封装体M的良品率。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (13)

1.一种LED芯片封装基板结构，其特征在于，包括单元基板，所述单元基板包括相对的第一表面和第二表面，以及位于所述第一表面和所述第二表面的侧方并与所述第一表面和所述第二表面连接的第三表面；所述第一表面上设置有用于焊接LED芯片的第一焊盘，所述第二表面上设置有与所述第一焊盘相对应的第二焊盘，所述第二焊盘用于安装固定所述单元基板，所述第三表面上设置有连接线路，所述连接线路电性连接所述第一焊盘和所述第二焊盘。

2.根据权利要求1所述的LED芯片封装基板结构，其特征在于，所述第一焊盘包括正极焊盘和负极焊盘，所述第二焊盘包括与所述正极焊盘相对应的正极连接焊盘和所述负极焊盘相对应的负极连接焊盘，所述第一表面上的正极焊盘为三个、所述负极焊盘为一个，或，所述第一表面上的正极焊盘为一个、所述负极焊盘为三个。

3.根据权利要求1所述的LED芯片封装基板结构，其特征在于，所述连接线路为覆设在所述第三表面上的金属导电层。

4.根据权利要求3所述的LED芯片封装基板结构，其特征在于，所述连接线路的两端分别覆盖所述第一焊盘和所述第二焊盘相应的外侧面。

5.根据权利要求1所述的LED芯片封装基板结构，其特征在于，所述第一焊盘和所述第二焊盘包括靠近设置有所述连接线路的所述第三表面的连接壁，所述连接壁与相应的所述第三表面共面。

6.根据权利要求1所述的LED芯片封装基板结构，其特征在于，所述单元基板为陶瓷基板。

7.一种LED芯片封装体，其特征在于，包括单元基板和LED芯片，所述单元基板包括相对的第一表面和第二表面，以及位于所述第一表面和所述第二表面的侧方并与所述第一表面和所述第二表面连接的第三表面；所述第一表面上设置有第一焊盘，所述LED芯片通过所述第一焊盘焊接在所述单元基板上；所述第二表面上设置有与所述第一焊盘相对应的第二焊盘，所述第二焊盘用于安装固定所述单元基板，所述第三表面上设置有连接线路，所述连接线路电性连接所述第一焊盘和所述第二焊盘。

8.根据权利要求7所述的LED芯片封装体，其特征在于，所述单元基板上设置有单一所述LED芯片，所述单元基板上的两相对的第三表面上分别设置所述连接线路。

9.根据权利要求7所述的LED芯片封装体，其特征在于，所述单元基板上设置有包括构成单像素集并具有不同光色的第一光色芯片、第二光色芯片和第三光色芯片；所述单元基板上的两相对的第三表面上分别设置两所述连接线路。

10.根据权利要求9所述的LED芯片封装体，其特征在于，所述第一光色芯片、所述第二光色芯片和所述第三光色芯片共阴极或共阳极，以使得，所述第一表面上的正极焊盘为三个、负极焊盘为一个，或，所述第一表面上的正极焊盘为一个、负极焊盘为三个。

11.根据权利要求7所述的LED芯片封装体，其特征在于，所述连接线路为覆设在所述第三表面上的金属导电层。

12.根据权利要求7所述的LED芯片封装体，其特征在于，所述单元基板为陶瓷基板。

13.根据权利要求7所述的LED芯片封装体，其特征在于，所述单元基板的第一表面上还覆设有封装层，所述封装层用于将所述LED芯片与所述单元基板封装在一起。