TWI423489B - Surface mount power type LED bracket manufacturing method and product thereof - Google Patents

Description

表面貼裝功率型LED支架製造方法及其產品

本發明涉及一種應用於LED器件的LED支架的製造方法及其產品，具體涉及用於製造表面貼裝型功率LED器件支架的製造方法及其產品。

半導體照明被譽為第四代照明光源，逐漸普及應用到通用照明領域。其中，功率發光二極體(功率LED)以高亮度、高功率深受市場歡迎。傳統功率LED用的支架有兩種：PLCC型(plastic leaded chip carrier，塑封帶引線片式載體)和陶瓷基板。

如附圖1所示為現有技術的PLCC型支架結構示意圖。PLCC型支架是具有反射腔結構的塑膠外殼01包裹金屬引線框架02，該金屬引線框架02帶有承載LED芯片04的芯片安放部03與電極用的引腳05；該芯片安放部03與正負電極之一成一體結構。由於PLCC型支架帶有反射腔、且結構緊湊，特別適合應用於配光要求高、貼裝密度高的領域。大功率LED存在工作時產生高熱能的問題，需要採用技術手段將所產生的熱能很好的散發，否則會影響其壽命和出光效果。因此大功率LED用的PLCC型支架的典型封裝結構是：具有反射腔結構的塑膠外殼除了包裹金屬引線框架外，還包裹置於LED芯片底部且露於支架之外的熱沉，該熱沉的材料一般選用散熱效果良好的金屬材料，例如銅，以利於散發LED工作時產生的高熱能。由於散熱效果良好，PLCC型大功率LED是目前最常用的大功率LED封裝結構之一。

另一種傳統功率LED用的支架是陶瓷基板，其典型封裝結構如附圖2所示：承載LED芯片的基板06與置於該基板06上的反射腔07均採用陶瓷材料；對於大功率LED器件情況，基板06的芯片安放處還具有至少一個的通孔08，通孔08內填充導熱材料，增強散熱效果，滿足大功率LED器件的散熱要求。由於陶瓷基板具有良好的絕緣性和散熱性，所以該類基板廣泛應用在大功率LED領域，與PLCC型支架一併佔據整個大功率LED市場。

儘管如此，PLCC型支架與陶瓷基板均存在一些缺點。就PLCC型支架而言，其製造工藝複雜，精度要求高，已經有很多相關的專利申請，其核心關鍵技術仍掌握在國外企業手裏，且技術相對成熟，改進空間有限。特別是功率LED用的PLCC型支架，還需要結合裝配熱沉進行散熱，由於加入了熱沉，需要製備沉孔和裝配熱沉，所以其結構更加複雜，導致支架封裝工藝更加繁瑣。同時，PLCC型的大功率LED體積大，其封裝結構不能應用於迴流焊接工藝，不適合全自動批量化的測試與編帶工藝，也不利於下游產品的批量化焊接安裝，尤其不適用於後續的LED產品製造的表面貼裝工藝。可見現有的PLCC型支架的結構複雜，使得其製造工藝相對複雜，產品的加工成本也相對較高，而且產品的後續加工工藝受限，增加了後續LED產品的生產成本和降低了生產效率，並相應限制了PLCC型支架功率LED的應用範圍。

雖然陶瓷基板能克服PLCC型支架的主要缺點，但是陶瓷基板的一個普遍問題是製造工藝難度大，成本高和材質脆。這也是目前限制陶瓷基板不能完全取代PLCC型支架的關鍵因素。

綜上所述，需要尋找一種製造工藝簡單、產品出光和散熱效果良好、加工成本較低的LED支架結構及其製造工藝，與前述陶瓷基板和PLCC型支架相比，可以克服上述現有PLCC型支架和陶瓷基板的技術缺點。現有的技術改進中，本領域技術人員已經在製造材料、製作工藝方面進行了嘗試，但都沒有很好的解決和克服上述技術缺陷。

在本發明作出之前，本申請人曾提出了申請號為201010165442.3、名稱為“一種表面貼裝型功率LED支架製造方法及其產品”中國發明專利的技術方案，提出一種採用單面覆銅線路板和金屬片製成的表面貼裝型功率LED支架的製造方法和支架產品，具有製造方法簡單、成本低、散熱效果好的優點，能夠克服功率LED常有的PLCC型支架和陶瓷基板的缺點，具有佔領功率LED支架市場的潛力。然而，在進一步的研究中也發現，由於單面覆銅線路板與金屬片之間僅是通過粘合膠片連接，在單面覆銅線路板的通孔底部邊緣與金屬片之間可能出現空隙，所以會引起不易通過如“紅墨水”等可靠性試驗，導致該功率LED支架的可靠性存在一定的問題。而且，由於通孔底部與金屬片不是緻密連接，形成芯片安放處底部不連續平滑，所以會引起LED芯片的反光率降低。

本發明是針對上述技術缺陷，提出可以解決上述技術問題的技術新方案。本發明提供一種能夠克服本領域技術人員普遍認為的普通絕緣板如PCB板不適於作為功率LED的封裝材料的技術偏見，同時解決使用單面覆銅線路板為基板的情況下在通孔底部邊緣與金屬片可能出現空隙的問題，提出一種工藝簡單、成本低廉、具有高可靠性、應用範圍廣、高散熱性和高反光率的功率LED支架製造方法及其產品。

與現有技術的陶瓷基板和PLCC型支架相比，普通絕緣板，如PCB板，其擁有價格低廉、對於板的加工工藝相對成熟的優勢，即具有成本低、易於加工的優點。然而，由於普通絕緣板存在散熱效果差、耐熱性差的缺點，一方面本領域技術人員普遍認為其不適合功率型LED器件的高散熱性的要求，只能用於小功率的LED器件，故通用性較差；另一方面，由於其耐熱性差，在LED封裝固晶工藝中還容易出現分層和變形等問題，成品率較低，本領域技術人員普遍認為普通絕緣板不適於作為功率LED的封裝材料。

本發明克服上述技術偏見，採用雙面覆金屬層的普通絕緣板板作為製造功率LED支架的基板，在已經作出的以單面覆銅線路板為支架基板並粘接金屬片的技術方案的基礎上，針對還存在的技術缺陷而進行的進一步技術創新與改進，本發明使用普通絕緣板為基板，在其雙面覆有金屬層構成雙面覆金屬層線路板，作為製造表面貼裝型功率LED支架的基板，通過傳統普通絕緣板加工工藝和對於支架結構的創新特殊設計，實現提供一種表面貼裝型功率LED支架方法及其產品的目的。

根據本發明的方法技術方案，提供一種表面貼裝功率型LED支架製造方法，具體步驟如下：

1)準備雙面覆金屬層線路板：所述線路板以普通絕緣板為基板，在所述基板上表面覆蓋金屬層一，在所述基板下表面覆蓋有金屬層二，構成所述雙面覆有金屬層的線路板；

2)形成孔：採用機械工藝、鐳射工藝或腐蝕工藝，在所述線路板上形成至少一個孔；

3)設置孔壁金屬層：採用電鍍工藝、沉積工藝或絲網印刷工藝，在所述孔內壁上設置金屬層；

4)增加金屬層厚度：通過熔合工藝、沉積工藝或電鍍工藝增加所述線路板下表面的金屬層厚度，在所述金屬層二上增加與之成一體結構的金屬層三構成厚金屬層，使孔底部的金屬層達到能夠承載LED芯片的厚度；

5)金屬層蝕刻：採用蝕刻工藝處理線路板上的金屬層，在所述線路板上表面形成線路層一，在所述線路板下表面形成線路層二，所述線路層一、線路層二與所述孔構成功率LED支架結構。

6)分離功率LED支架單元：採用切割工藝加工上述步驟形成的功率LED支架結構，分離出獨立的功率LED支架單元。

本發明還提供一種根據上述表面貼裝功率型LED支架製造方法製造的產品的技術方案。根據本發明的表面貼裝型功率LED支架的技術方案，其結構包括：一雙面覆金屬層線路板為支架基板，所述支架基板上具有孔以及支架線路層，組成所述功率LED支架；所述支架基板是由金屬層一、金屬層二和置於所述兩金屬層之間的絕緣基板組成；所述線路層包括在基板上表面的線路層一和在基板下表面的線路層二；所述線路層一是由對應孔周圍、用於焊接金屬線的引線連接部以及對應所述孔兩側的正負電極層一組成，所述引線連接部分別電性連接正負電極層一；在所述支架基板底部具有厚金屬層，所述線路層二是由對應所述孔底部的厚金屬層作為芯片安放部和對應所述芯片安放部並與其電性絕緣的正負電極層二組成；所述正負電極層一、正負電極層二電性連接組成支架電極；所述孔內壁設有金屬層。

本發明是不同於現有技術的結構的支架及其製造方法，本發明的技術方案在製造工藝和產品結構上進行了創新。一方面，本發明克服現有技術的偏見，採用在普通絕緣板上雙面覆金屬層作為製造支架的雙面覆金屬層線路板，通過本發明的技術方案的工藝和結構的創新設計，採用普通絕緣板加工工藝與其他LED支架製造的傳統工藝，使用雙面覆金屬層線路板製造出表面貼裝型功率LED支架，一方面工藝簡單，生產效率高，產品可靠性好，大大降低了生產成本；另一方面，通過本發明對於支架結構的創新設計，使得用普通絕緣板製造的LED支架能夠滿足功率LED的高耐熱要求，由於本發明的支架結構將LED芯片直接與導熱良好的、構成芯片安放部的一體結構厚金屬層接觸，讓LED芯片工作時釋放的熱量能夠直接通過厚金屬層釋放至外界，所以該LED支架具有良好的散熱效果和高的可靠性，並且具有良好的出光效果，通過試驗證明，該雙面覆金屬層普通絕緣板製造的LED支架具有優良的耐熱性能，在LED封裝的銀漿固晶中不會出現分層和裂解等問題。

綜上所述，本發明的方法克服了本領域技術人員普遍認為普通絕緣板不能夠用於製造功率LED支架的技術偏見，巧妙地將普通絕緣板應用於LED支架的製造，極大的簡化了現有的功率LED支架的製造工藝，提高了生產效率、降低了生產成本，本發明的方法製造的產品成本低廉，可靠性好，散熱和出光效果好，能應用於迴流焊接工藝，適合全自動批量化的測試與編帶工藝，有利於下游產品的批量化焊接安裝，尤其適用於後續的LED產品製造的表面貼裝工藝，具有更為廣闊的應用範圍。可見，本發明是克服了技術偏見的發明創造，本發明的方法和產品相對於現有技術具有顯著的進步，取得了十分突出的、積極的技術效果。

圖1所示的是一個現有技術的PLCC型支架，具有反射腔結構的塑膠外殼01包裹金屬引線框架02，該金屬引線框架02帶有承載LED芯片04的芯片安放部03與電極用的引腳05。

圖2所示的是一個現有技術的陶瓷基板，承載LED芯片的基板06與置於該基板06上的反射腔07均採用陶瓷材料。

實施例一

根據圖3和圖4所示，為本發明提供的一種功率LED支架製造方法的實施例一。

如圖3給出了本實施例的工藝流程圖，結合圖4給出的工藝步驟示意圖，對本實施例的具體製造步驟說明如下。

步驟S11)準備雙面覆金屬層線路板：準備一雙面覆金屬層的線路基板1，如圖4A所示，包括普通絕緣基板10、覆蓋所述基板上表面的金屬層一11，以及覆蓋所述基板10下表面的金屬層二12。基板10的材質沒有特殊要求，為普通絕緣板，如PCB板，優選的是，可採用價格便宜的玻璃纖維布基板、CEM-3(3級複合環氧材料，英文Composit Epoxy Material Grade-3)基板、CEM-1(1級複合環氧材料，英文Composit Epoxy Material Grade-1)基板，也可優選採用雙馬來醯亞胺樹脂(BT)基板以及類似的基材；所覆金屬層優選的是銅層。

步驟S12)形成盲孔：採用機械工藝、鐳射工藝或腐蝕工藝，在所述雙面覆金屬層線路板上形成至少一個盲孔13；所述盲孔13底部是金屬層二，即保留金屬層二(如圖4B所示)，優選的是，可以將盲孔設置為M行×N列的盲孔陣列，以形成具有M行×N列的盲孔13陣列的支架基板結構(圖2中未示出)。

另一個優選方案是，在此步驟中還可以同時在對應所述盲孔的兩側各形成至少一個電極小盲孔141，以構成電極的一部分(如圖4所示)。

步驟S13)　設置孔壁金屬層：採用電鍍法、沉積法或絲網印刷法工藝，在所述盲孔13內壁設置金屬反射層131。優選的是，所述金屬反射層是銅層或銀層，可以增加LED器件的出光效果。在具有電極小盲孔141的優選方案中，還在此步驟中，在所述電極小盲孔141內壁設置電極導電層142(如圖4C所示)，以構成正負電極的一部分，優選的是所述電極導電層可為銅層或者銀層，以提高電極的導電性能。

步驟S14)形成厚金屬層：採用熱熔工藝、電鍍工藝或沉積工藝在雙面覆金屬層的線路基板1的金屬層二12上增加與之成一體結構的金屬層三，進一步增加金屬層厚度，形成厚金屬層15(如圖4D所示)。優選的是所述金屬層三是銅層。優選的方案之一是，採用電鍍工藝或沉積工藝在金屬層二12生成一層金屬三，所述金屬三與金屬層二12構成厚金屬層15，所述厚金屬層15的厚度達到能夠承載LED芯片的厚度。另一個優選的方案是，首先在雙面覆金屬層線路板1的下表面，將一金屬箔14同雙面覆金屬層線路板1疊合併層壓粘貼，使金屬箔14物理連接在所述線路板底部的金屬層二12上(圖4中未示出)，然後採用熱熔工藝、電鍍工藝或沉積工藝使所述線路板底部的金屬層12與所述金屬箔14形成緻密連接，成一體結構，形成厚金屬層15。在此方案中，優選的是將粘合膠片置於所述金屬箔14與線路板底部之間，然後高溫加熱至所述粘合膠片溶解成具有粘貼性的狀態，壓合所述金屬箔14使其與所述線路板底部物理粘貼在一起，形成參見圖4E、4F所示的假連接，然後採用熱熔工藝、電鍍工藝或沉積工藝使所述線路板底部的金屬層12與所述金屬箔14形成緻密連接，成一體結構，形成厚金屬層15。

步驟S15)蝕刻：採用蝕刻工藝在金屬層一上形成線路層一16、在厚金屬層15上形成線路層二17；所述線路層一16包括引線連接部161和正負電極層一162，其中，形成的所述引線連接部161與所述正負電極層一162分別電性連接；形成的所述線路層二17包括芯片安放部171和與之相互電性絕緣的正負電極層二172，其中芯片安放部171是所述盲孔13的底部，用以承載LED芯片。在具有電極小盲孔141的優選方案中，還形成所述小盲孔141內壁的導電金屬層142與正負電極層一162、正負電極層二172電性連接構成正負電極(如圖4E所示)。形成的所述線路層一、線路層二與所述盲孔構成功率LED支架結構。

步驟S16)分離出功率LED支架單元：採用切割工藝加工經過上述步驟形成的功率LED支架結構，分離出獨立的功率LED支架單元。

此外，還在上述步驟中具有一些非必須的可選步驟，具體如下。

在實施步驟S14)前，還可以有一蝕刻步驟S13b)，採用蝕刻工藝去掉線路板下表面的大部分金屬層二，保留至少圍繞所述孔底部的金屬層，作為後續工藝中線路層二的基礎。此步驟不是必須步驟，可以省去。

在實施步驟15)後，還可以有一電鍍線路層步驟S15a)，通過電鍍工藝在所述線路層一16、線路層二17、盲孔13底部的金屬箔上表面、盲孔側壁的金屬層上再電鍍形成一層金屬層，如銀層、金層、錫層等類似的金屬層，以增加支架的光亮度和可焊性。此步驟不是必須步驟，可以省去。

在實施步驟15)後，還可以有一安裝杯罩板步驟S15a')：本步驟為非必須的可選步驟，由下述分步驟組成：子步驟1)準備一基板，基板的材質沒有特殊要求，為普通絕緣板，如PCB板，優選的是，可採用價格便宜的玻璃纖維布基板、CEM-3(3級複合環氧材料，英文Composit Epoxy Material Grade-3)、CEM-1(1級複合環氧材料，英文Composit Epoxy Material Grade-1)、FR-1(1級阻燃紙基板，英文flame resistant laminates Grade-1)、FR-2(2級阻燃紙基板，英文flame resistant laminates Grade-2)，也可優選採用雙馬來醯亞胺樹脂基板(BT)，以及類似的基材；子步驟2)通過機械、鐳射工藝或者腐蝕工藝，在所述基板上形成與步驟S12)所述盲孔的位置、數量對應的杯孔，形成杯罩板，優選的是，所述杯孔為反射杯狀或圓柱狀；子步驟3)在所述杯罩板上表面塗覆黑色材料，增加器件的對比度；子步驟4)將所述杯罩板粘貼在步驟S15)或者步驟S15a)後形成的線路板上表面，其中所述杯體口徑大於盲孔的口徑，遮蔽除引線連接部外的整個線路層一。其中，子步驟3)為可選步驟，該子步驟可以省去；子步驟4)的一優選實施方案是：A)將粘合膠片置於所述杯罩板與線路板上表面之間；B)高溫加熱，所述粘合膠片溶解成具有粘貼性的狀態，進而粘貼所線路板上表面與杯罩板。

由於上述步驟S15a)、步驟S15a')為非必要步驟，在其他實施方案中可以省去此兩個步驟或其中之一。

上述工藝採用的是普通絕緣板的加工工藝，工藝簡單，成品率高，相對於現有技術很大程度提高生產效率，降低了加工成本。

對於上述步驟形成的功率LED支架單元，屬於表面貼裝型支架，可代替現存大功率LED用的PLCC型支架和陶瓷基板支架；對於包括步驟S15a')形成的功率LED支架單元，可代替現有傳統的頂部出光LED支架，特別適合應用於顯示幕用的頂部出光LED器件。

在本實施例中，採用的工藝十分簡單，在雙面覆金屬層線路板1上形成盲孔金屬導電層131，及直接在線路板的金屬層二上形成金屬層三或者粘貼金屬箔後形成緻密連接而構成一體結構的厚金屬層，該工藝解決了孔底部邊緣與金屬片之間可能出現空隙的問題和由此所引起的不易通過如“紅墨水”等可靠性試驗的問題，提高了功率LED支架的可靠性；同時，由於本實施例的工藝，盲孔底部構成一體結構的厚金屬層，使盲孔底部光滑連接，提高了LED產品的出光率。

實施例二

根據圖5和圖6所示，為本發明提供的一種功率LED支架製造方法的實施例二。

如圖5給出了本實施例的工藝流程圖，結合圖6所示工藝步驟示意圖，對本實施例的具體製造步驟說明如下。

步驟S21)準備雙面覆金屬層線路板：準備一雙面覆金屬層的線路基板2，包括普通絕緣基板20、覆蓋所述基板上表面的金屬層一21，以及覆蓋所述基板下表面的金屬層二22；基板20的材質沒有特殊要求，為普通絕緣板，如PCB板，優選的是，可採用價格便宜的玻璃纖維布基板(FR-4)、CEM-3(3級複合環氧材料，英文Composit Epoxy Material Grade-3)、CEM-1(1級複合環氧材料，英文Composit Epoxy Material Grade-1)，還可以優選雙馬來醯亞胺樹脂(BT)以及類似材質的基材為基板；優選的是，金屬層為銅層。(如圖6A所示)

步驟S22)形成通孔：採用機械工藝、鐳射工藝或腐蝕工藝，在所述雙面覆金屬層線路板2上形成至少一個通孔23(如圖6B所示)；優選的一個方案是，可以將通孔設置為M行×N列的通孔陣列，以形成M行×N列的通孔23陣列的支架基板(圖6沒示出)；另一個優選的方案是，在該步驟中還可以同時在對應所述通孔的兩側各形成至少一個電極小通孔281以構成電極的一部分。

步驟S23)設置孔壁金屬層：採用電鍍工藝、沉積工藝或絲網印刷工藝，在所述通孔23內壁設置上金屬層231，起反射作用；在具有電極小通孔281優選方案中，還可在此步驟中在所述電極小通孔內壁設置金屬層構成電極導電層282(如圖6C所示)，以構成正負電極的一部分。

步驟S24)第一次蝕刻：保留所述覆有金屬層線路板上表面的金屬層一21；採用蝕刻工藝去掉覆有金屬層線路板下表面的大部分金屬層二22，其中，保留至少圍繞所述通孔23底部邊緣的金屬層221，作為後續工藝中形成芯片安放部的基礎。在設置有電極小通孔的優選方案中，還可以保留金屬層二22中圍繞小通孔281底部邊緣的金屬層222，作為後續工藝中形成正負電極層二的基礎，以構成支架正負電極層的一部分。(如圖6D所示)

步驟S25)　增加金屬層厚度：通過熔合工藝、沉積工藝或電鍍工藝增加所述線路板下表面的金屬層厚度，在所述金屬層二上增加與之成一體結構的金屬層三構成厚金屬層，使孔底部的金屬層達到能夠承載LED芯片的厚度。

實現該步驟的一個優選的方案是：通過連接金屬箔實現增加金屬層厚度，即在雙面覆金屬層線路板2的下表面，將一金屬箔24同雙面覆金屬層線路板2疊合併層壓，形成厚金屬層。具體分為兩步驟：1)壓合金屬箔：採用粘合工藝將金屬箔24壓合粘貼在所述線路板底部，形成假連接，所述假連接是附圖6F所示的連接；2)使金屬箔與所述線路板底部的金屬層一體化：採用熱熔工藝、電鍍工藝或沉積工藝使所述線路板底部的金屬層與所述金屬箔形成緻密連接，成一體結構，形成厚金屬層。

在上述優選方案中，壓合金屬箔步驟可以通過採用粘合膠片25將金屬箔24粘貼在所述雙面覆金屬層線路板2底部實現，具體步驟是：A)將粘合膠片25置於所述金屬箔24與雙面覆金屬層線路板2底部之間；B)高溫加熱，所述粘合膠片25溶解成具有粘貼性的狀態，進而將所述金屬箔24壓合粘貼在雙面覆金屬層線路板2底部，使金屬箔24與雙面覆金屬層線路板2物理粘貼在一起，形成附圖6F所示的假連接。在具有電極小通孔的優選方案中，還在所述線路板的電極用小通孔281底部的金屬層222與金屬箔24形成如附圖6F所示的假連接。金屬箔與雙面覆金屬層線路板一體化步驟可以採用熱熔工藝、電鍍工藝或沉積工藝實現，使所述雙面覆金屬層線路板底部2通孔周圍的金屬層221與金屬箔24緻密連接，形成一體結構，實現金屬箔與雙面覆金屬層線路板一體化。優選的是，在具有電極小通孔的情況下，還包括使得所述線路板的電極用小通孔281底部的金屬層222與金屬箔24緻密連接一起，形成一體結構的厚金屬層(如附圖6E、6F、6G所示)。

在本步驟中，通過壓合金屬箔步驟後，雖然金屬箔24與雙面覆金屬層線路板2物理粘貼在一起，但是所述通孔23底部的金屬層221與金屬箔24沒有完全真正連接成一體結構，這將導致LED支架在如“紅墨水”等可靠性試驗中出現不合格的問題，影響LED支架的可靠性與穩定性。通過金屬箔與雙面覆金屬層線路板一體化步驟，使所述雙面覆金屬層線路板2底部與金屬箔24緻密連接一起，實現了金屬箔與雙面覆金屬層線路板一體化，克服了由於上述可靠性試驗嚴重不合格的缺陷，增強了本功率LED支架的可靠性。另外，此步驟還可平滑通孔底部，增加反光率。

步驟S26)第二次蝕刻：採用蝕刻工藝蝕刻金屬層一21形成線路層一26，蝕刻所述厚金屬層形成線路層二27，在厚金屬層24上形成線路層二27；所述線路層一26包括引線連接部261和正負電極層一262，其中，引線連接部261分別電性連接正負電極層一262；所述線路層二27包括芯片安放部271和正負電極層二272，二者相互電性絕緣，其中芯片安放部271是置於通孔23底部且密封通孔23底部的金屬箔24部分，用以承載LED芯片。(如圖6H所示)，在具有正負電極小通孔的優選方案中，還在蝕刻時形成的所述正負電極層二272，所述正負電極層二272是位於電極小通孔281底部且密封電極小通孔281底部的金屬層部分。電極小通孔281內壁的金屬層282分別電性連接正負電極層一262與正負電極層二272，共同形成功率LED支架的正負電極18。(如圖6H所示)

與實施例一所述相同，還可以在金屬層蝕刻步驟後進行可選的電鍍線路層步驟S26a)：即通過電鍍工藝在所述線路層一26、線路層二27、通孔23底部的金屬箔24上表面、通孔23側壁的金屬層231形成金屬電鍍層，如銀層、金層、錫層等類似的金屬層，以增加光亮度和可焊性。

與實施例一所述相同，還可以在金屬層蝕刻步驟後進行可選的安裝杯罩板步驟S26a’)：具體步驟與實施例一所述的相關內容相同，在此不再贅述。

上述兩可選步驟為非必要步驟，在其他實施例可以省去該倆步驟或其中之一。

步驟S27)分離出功率LED支架單元：採用切割工藝加工經過上述步驟形成的功率LED支架，分離出獨立的功率LED支架單元。

上述工藝採用的是普通絕緣板的加工工藝，工藝簡單，成品率高，相對於現有技術很大程度提高生產效率，降低了加工成本。

在本實施例的工藝中，採用的工藝十分簡單，在雙面覆金屬層線路板1上形成的通孔金屬導電層231、金屬層二與粘貼的金屬箔後形成緻密連接而構成一體結構的厚金屬層，該工藝解決了孔底部的邊緣與金屬層之間可能出現空隙和由此所引起的不易通過如“紅墨水”等可靠性試驗的問題，提高了功率LED支架的可靠性，同時，由於本實施例工藝，在通孔內壁設置的金屬層與通孔底部的厚金屬層形成一體結構的，使孔底部光滑連接，提高了LED產品的出光率。

實施例三

根據圖7所示，為本發明提供的一種功率LED支架，其結構包括：一雙面覆金屬層線路板為支架基板3，至少一個設置在所述支架基板3的通孔31,以及位於通孔31兩側的正、負電極32和通孔31底部的芯片安放部351。其中，所述支架基板3是由金屬層一33、金屬層二34和置於所述兩金屬層之間的絕緣基板組成；優選的是，所述正或負電極32還各包括至少一個貫穿支架基板3的電極小通孔321，在所述電極小通孔321內壁設置有導電層322或填入導電材料(未標示)；所述金屬層一33構成線路層一，包括位於通孔31周圍、用於焊接金屬線的引線連接部331以及位於所述通孔兩側的正負電極層一332，且引線連接部331分別電性連接正負電極層一332；所述金屬層二34構成線路層二，包括圍繞通孔31底部的金屬層341和圍繞電極小通孔321底部的金屬層342；所述通孔31內壁鍍有金屬層311起反射作用；還包括一置於所述支架基板3底部的金屬箔35，其中密封所述通孔31底部的金屬箔35部分稱為芯片安放部351；所述金屬箔35通過粘合膠片36粘貼在支架基板3的底部，並且金屬箔35與通孔31底部的金屬層341成一體結構；所述金屬箔35還包括與芯片安放部351電性絕緣的正負電極層二352。所述電極導電層322或所述導電材料(未標示)與所述正或負電極層一332、正或負電極層二352電性連接。

實施例四

根據圖8所示，本發明提供一種功率LED支架的具體實施例二，其結構與上述具體功率LED支架實施例一的區別在於：還包括一設置於支架基板3上表面的杯罩板37。其中，該杯罩板37是通過粘合膠片36與支架基板3上表面連接；該杯罩板37還包括與通孔31位置對應的孔狀杯體即杯孔371；該杯孔371的孔徑大於通孔31的孔徑，且引線連接部331暴露在杯孔371中；該杯罩板37覆蓋正負電極32。優選的是，該杯罩板37杯孔371可以是反射杯狀或者圓柱狀，不限於本實施例；優選的是，該杯罩板37上表面可以塗覆黑色材料，增加對比度，特別適合應用於戶內外LED顯示幕中。

實施例五

根據圖9所示，為本發明提供的一種功率LED支架具體實施例三，其結構包括：一雙面覆金屬層線路板為支架基板4，至少一個設置在所述支架基板4的盲孔41，以及位於盲孔41兩側的正負電極42。其中，所述支架基板4是由金屬層一43、金屬層二44和置於所述兩金屬層之間的絕緣基板組成；所述金屬層一43構成線路層一，包括位於盲孔41周圍、用於焊接金屬線的引線連接部431以及位於所述盲孔兩側的正負電極層一432，且引線連接部431分別電性連接正負電極層一432；所述金屬層二44構成線路層二，包括作為盲孔41底部的金屬層(稱為芯片安放部441)和正負電極層二442；所述盲孔41內壁鍍有金屬層411起反射作用；所述芯片安放部441與正、負電極層二442電性絕緣。優選的是，所述正或負電極42還包括至少一個貫穿支架金屬層一43、基板4的電極小盲孔421，在所述電極小盲孔421內壁設置有電極導電層422或填入導電材料(未標注)，所述電極導電層422或所述導電材料與所述正或負電極層一432、正或負電極層二442電性連接。

實施例六

根據圖10所示，為本發明提供的一種功率LED支架具體實施例四，其結構與上述實施例三的區別在於：還包括一設置於支架基板4上表面的杯罩板45。其中，該杯罩板45是通過粘合膠片46與支架基板4上表面連接；該杯罩板45還包括與盲孔41位置對應的孔狀杯體即杯孔451；該杯孔451的孔徑大於盲孔41的孔徑，且引線連接部431暴露在杯孔451中；該杯罩板45覆蓋正負電極42。該杯罩板45可以是反射杯狀或者圓柱狀，不限於本實施例；在其他實施例中，該杯罩板45上表面可以塗覆黑色材料，增加對比度，特別適合應用於戶內外LED顯示幕中。

綜上所述，本發明克服了現有技術偏見，採用普通絕緣板作為製造功率LED支架的基板，工藝方法簡單、成品率高，產品結構設計獨特，產品成本低、普及性強，其散熱效果良好、應用範圍廣，適於工業化批量生產，取得了十分突出的技術效果。

01．．．塑膠外殼

02．．．金屬引線框架

03、171、271、351、441．．．芯片安放部

04．．．LED芯片

05．．．電極用引腳

06．．．基板

07．．．反射腔

08、23、31．．．通孔

1、2．．．雙面覆金屬層的線路基板

10．．．普通絕緣基板(簡稱基板)

11、21、33、43．．．金屬層一

12、22、34、44．．．金屬層二

13．．．盲孔

131．．．金屬反射層

141、421．．．電極小盲孔

142、282、322、422．．．電極導電層

14、24、35．．．金屬箔

15．．．厚金屬層

16、26．．．線路層一

161、331、431．．．引線連接部

162、262、332、432．．．正負電極層一

17、27．．．線路層二

172、272、352、442．．．正負電極層二

20．．．普通絕緣基板

221．．．通底部邊緣的金屬層

222．．．電極小通孔底部邊緣金屬層

231．．．金屬反射層

25、36、46．．．粘合膠片

261．．．引線連接部

281、321．．．電極小通孔

3、4．．．支架基板

311、411．．．孔壁金屬層

32、42．．．正負電極

341．．．孔底部金屬層

342．．．電極小通孔底部金屬層

37、41、45．．．杯罩板

371、451．．．杯孔

圖1所示為現有技術的功率LED用PLCC型支架結構示意圖；

圖2所示為現有技術的功率LED用陶瓷基板支架結構示意圖；

圖3所示是本發明方法的第一個實施例的工藝流程圖；

圖4所示是本發明方法的第一個實施例的工藝步驟示意圖；

圖5所示是本發明方法的第二個實施例的工藝流程圖；

圖6所示是本發明方法的第二個實施例的工藝步驟示意圖；

圖7所示是本發明的功率LED支架第一個實施例結構示意圖；

圖8所示是本發明的功率LED支架第二個實施例結構示意圖；

圖9所示是本發明的功率LED支架第三個實施例結構示意圖；

圖10所示是本發明的功率LED支架第四個實施例結構示意圖。

3．．．支架基板

31．．．通孔

32．．．正負電極

33．．．金屬層一

34．．．金屬層二

35．．．金屬箔

36．．．粘合膠片

311．．．孔壁金屬層

321．．．電極小通孔

322．．．電極導電層

331．．．引線連接部

332．．．正負電極層一

341．．．孔底部金屬層

342．．．電極小通孔底部金屬層

351．．．芯片安放部

352．．．正負電極層二

Claims (31)

1. 一種表面貼裝功率型LED支架的製造方法，其特徵在於：所述方法由下述步驟組成：1)準備雙面覆金屬層線路板：所述線路板以普通絕緣板為基板，在所述基板上表面覆蓋金屬層一，在所述基板下表面覆蓋金屬層二，構成所述雙面覆有金屬層的線路板；2)形成孔：採用機械工藝、鐳射工藝或腐蝕工藝，在所述線路板上形成至少一個孔；3)設置孔壁金屬層：採用電鍍工藝、沉積工藝或絲網印刷工藝，在所述孔內壁上設置金屬層；4)增加金屬層厚度：通過熔合工藝、沉積工藝或電鍍工藝增加所述線路板下表面的金屬層厚度，在所述金屬層二上增加與之成一體結構的金屬層三，構成厚金屬層，使所述孔底部的金屬層達到能夠承載LED芯片的厚度；5)金屬層蝕刻：採用蝕刻工藝處理線路板上的金屬層，在所述線路板上表面形成線路層一，在所述線路板下表面形成線路層二，所述線路層一、所述線路層二以及所述孔組成功率LED支架結構；6)分離功率LED支架單元：採用切割工藝加工上述步驟形成的功率LED支架結構，分離出獨立的功率LED支架單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中：在步驟1)中，所述絕緣板為PCB板；在步驟2)中，所述形成的孔為M行×N列的孔陣列。
3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中：在實施步驟4)之前，還有一次蝕刻步驟，採用蝕刻工藝去掉線路板下表面的大部分金屬層二，保留至少圍繞所述孔底部的金屬層，作為線路層二的基礎。
4. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中：在步驟5)中，形成的所述線路層一是圍繞所述孔的引線連接部和與所述引線連接部分別電性連接的正負電極層一，形成的所述線路層二是位於所述孔底部的芯片安放部和與所述芯片安放部電性絕緣的正負電極層二，所述芯片安放部用以承載LED芯片，所述正負電極層一和所述正負電極層二電性連接，構成支架的正負電極。
5. 如申請專利範圍第4項所述的方法，其中：在步驟2)中，還在對應所述孔的兩側各形成至少一個電極小孔，以構成電極的一部分；在步驟3)中，還在所述電極小孔內壁設置孔內金屬導電層，以構成電極的一部分；在步驟4)實施之前，還有一次蝕刻步驟，採用蝕刻工藝去掉線路板下表面的大部分金屬層二，保留至少圍繞所述孔底部和至少圍繞所述電極小孔底部的金屬層；在步驟5)中，形成的所述正負電極層一、正負電極層二是對應於所述電極小孔，並與所述電極小孔內壁金屬導電層電性連接，所述正負電極層一、正負電極層二、電極小孔金屬導電層組成支架的正負電極。
6. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中：在步驟1)中，所述絕緣板為玻璃纖維布基板、CEM-3基板、CEM-1基板或雙馬來醯亞胺樹脂(BT)基板；所覆金屬層是銅層；在步驟2)中，所述形成的孔為M行×N列的孔陣列；在步驟3)中，所述孔壁金屬層為銅層或銀層；在步驟4)中，所述金屬層三為銅層。
7. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中：在實施步驟6)前，還有電鍍線路層工藝步驟，通過電鍍工藝在所述線路層一、所述線路層二和所述以及孔的內壁鍍上一層金屬層。
8. 如申請專利範圍第7項所述的方法，其中：電鍍形成的一層金屬層是銀層、金層或錫層。
9. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中：在步驟6)前，還有安裝杯罩板的步驟，由下述分步驟組成：分步驟1)準備一絕緣基板；分步驟2)通過機械工藝、鐳射工藝或腐蝕工藝，在所述基板上形成與步驟2)所形成的所述孔相對應的杯體，所述杯體口徑大於孔的口徑，構成杯罩板；分步驟3)將所述杯罩板安裝粘貼在線路板上表面，露出所述孔，遮蔽除引線連接部外的整個線路層一。
10. 如申請專利範圍第9項所述的方法，其中：在所述分步驟2)中，所述絕緣基板為玻璃纖維布基板、CEM-3基板、CEM-1基板、FR-1基板、FR-2基板或雙馬來醯亞胺樹脂(BT)基板，形成的所述杯孔是反射杯狀或者圓柱狀；在所述分步驟2)之後，還有在所述杯罩板上表面塗覆黑色材料的步驟，以增加器件的對比度；在所述分步驟3)中，使用粘接膠片將所述杯罩板粘貼在所述線路板上表面。
11. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中：在步驟2)中，所述形成的孔為盲孔，所述盲孔的底部為金屬層二；在步驟4)中，使用熔合工藝、沉積工藝或電鍍工藝增加所述線路板下表面的金屬層厚度，在所述金屬層二上熔合金屬層三，或沉積或電鍍生成金屬層三，構成一體結構的厚金屬層，使所述盲孔底部的金屬層達到能夠承載LED芯片的厚度；在步驟5)中，蝕刻形成的所述線路層一是圍繞所述盲孔的引線連接部和與所述引線連接部分別電性連接的正負電極層一，蝕刻形成的所述線路層二是位於所述盲孔底部的芯片安放部和與所述芯片安放部電性絕緣的正負電極層二，蝕刻形成的所述芯片安放部是盲孔底部的厚金屬層部分，用以承載LED芯片，所述正負電極層一和所述正負電極層二電性連接，構成支架的正負電極。
12. 如申請專利範圍第11項所述的方法，其中：在實施步驟4)之前，還有一蝕刻步驟，採用蝕刻工藝去掉線路板下表面的大部分金屬層二，保留至少圍繞所述盲孔底部的金屬層，作為線路層二的基礎；在步驟4)中，所述金屬層三是金屬箔，構成所述厚金屬層包括兩個分步驟：1)壓合金屬箔：採用粘合工藝將金屬箔壓合粘貼在所述線路板底部，形成假連接；2)使金屬箔與所述線路板底部的金屬層二一體化：採用熱熔工藝使所述線路板底部的金屬層與所述金屬箔形成緻密連接，成一體結構，形成厚金屬層。
13. 如申請專利範圍第11項所述的方法，其中：在步驟2)中，還包括在對應所述盲孔的兩側各形成至少一個電極小盲孔，所述電極小盲孔的底部為金屬層二，以構成電極的一部分；在步驟3)中，還包括採用電鍍工藝、沉積工藝或絲網印刷法工藝在所述電極小盲孔內壁設置導電金屬層；在步驟5)中，蝕刻形成的所述正負電極層一，是由保留位於電極小盲孔周圍的金屬層一構成；蝕刻形成的所述正負電極層二，是由保留位於電極小盲孔底部的厚金屬層構成；蝕刻形成的所述正負電極層一、正負電極層二與所述電極小盲孔內壁金屬層電性連接，組成支架正負電極。
14. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中：在步驟2)中，所述形成的孔為通孔；在步驟4)中，所述金屬層三是金屬箔，構成所述厚金屬層包括兩個分步驟：1)壓合金屬箔：採用粘合工藝將金屬箔壓合粘貼在所述線路板底部，形成假連接；2)使金屬箔與所述線路板底部的金屬層一體化：採用熱熔工藝、電鍍工藝或沉積工藝使所述線路板底部的金屬層與所述金屬箔形成緻密連接，成一體結構，形成厚金屬層；在步驟5)中，蝕刻所述金屬層一形成的所述線路層一，所述線路層一包括圍繞所述通孔的引線連接部和與所述引線連接部電性連接的正負電極層一；蝕刻所述厚金屬層形成所述線路層二，所述線路層二包括所述通孔底部的芯片安放部和與所述芯片安放部電性絕緣的正負電極層二，所述芯片安放部是通孔底部的厚金屬層部分，用以承載LED芯片，所述正負電極層一、正負電極層二組成支架的正負電極。
15. 如申請專利範圍第14項所述的方法，其中：在實施步驟4)之前，還有一蝕刻步驟，採用蝕刻工藝去掉線路板下表面的大部分金屬層二，保留至少圍繞所述通孔底部的金屬層，作為線路層二的基礎；在步驟4)中，所述壓合金屬箔的步驟中的金屬箔壓合粘貼，是將粘合膠片置於所述金屬箔與線路板底部之間，然後高溫加熱至所述粘合膠片溶解成具有粘貼性的狀態，壓合所述金屬箔使其與所述線路板底部物理粘貼在一起，形成假連接。
16. 如申請專利範圍第15項所述的方法，其中：在步驟2)中，還包括在對應所述通孔的兩側各形成至少一個電極小通孔，以構成電極的一部分；在步驟3)中，還包括採用電鍍工藝、沉積工藝或絲網印刷法工藝在所述電極小通孔內壁設置導電層；在實施步驟4)之前的蝕刻步驟中，還保留圍繞電極小通孔底部的金屬層，作為電極層二的基礎；在步驟4)中，還包括所述壓合金屬箔步驟，是將金屬箔壓合粘貼在所述線路板底部，與所述線路板底部的金屬層形成假連接；在步驟5)中，蝕刻形成的所述正負電極層一與所述電極小孔內壁金屬導電層電性連接，蝕刻形成的所述正負電極層二是小通孔底部的的厚金屬層部分，與所述電極小孔內壁金屬導電層電性連接，所述正負電極層一、正負電極層二、電極小通孔組成支架的正負電極。
17. 一種如前述申請專利範圍第1至16項中任一項所述的方法製造的表面貼裝型功率LED支架結構，其特徵在於：所述支架是以雙面覆金屬層線路板作為支架線路板，所述線路板的結構是以普通絕緣板為基板，在其上表面覆蓋有金屬層一、在其下表面覆蓋有金屬層二；在所述線路板上具有至少一個孔；在所述孔內壁上設置有金屬層；在所述金屬層二上增加與之成一體結構的金屬層三，構成厚金屬層，所述孔底部的金屬層的厚度能夠承載LED芯片；所述線路板上表面具有線路層一，所述線路板下表面具有線路層二，所述線路層一、所述線路層二以及所述孔組成功率LED支架結構；切割所述功率LED支架結構，可分離出獨立的功率LED支架單元。
18. 如申請專利範圍第17項所述的支架結構，其中：所述線路板是以PCB板為絕緣基板，所述線路板上具有的孔為M行×N列的孔陣列；線路板的下表面大部分金屬層二被去除，具有至少圍繞所述孔底部的金屬層二，構成線路層二的基礎；所述線路層二由線路板下表面保留的金屬層二與蝕刻後的金屬層三組成。
19. 如申請專利範圍第18項所述的支架結構，其中：所述線路層一的結構是由圍繞所述孔的引線連接部和與所述引線連接部分別電性連接的正負電極層一組成，所述線路層二的結構是位於所述孔底部的芯片安放部和與所述芯片安放部電性絕緣的正負電極層二組成，所述芯片安放部用以承載LED芯片，所述正負電極層一和所述正負電極層二電性連接，構成支架的正負電極。
20. 如申請專利範圍第19項所述的支架結構，其中：在對應所述孔的兩側各具有至少一個電極小孔，以構成電極的一部分；在所述電極小孔內壁設置有孔內金屬導電層，以構成電極的一部分；在線路板的下表面大部分金屬層二被去除，具有至少圍繞所述孔底部和至少圍繞所述電極小孔底部的金屬層；所述正負電極層一、正負電極層二的位置對應於所述電極小孔，並與所述電極小孔內壁金屬導電層電性連接，所述正負電極層一、正負電極層二、電極小孔金屬導電層組成支架的正負電極。
21. 如申請專利範圍第20項所述的支架結構，其中：所述絕緣板為玻璃纖維布基板、CEM-3基板、CEM-1基板或雙馬來醯亞胺樹脂(BT)基板；所覆金屬層一、金屬層二是銅層；所述形成的孔為M行×N列的孔陣列；所述孔壁金屬層為銅層或銀層；所述金屬層三為銅層。
22. 如申請專利範圍第17項所述的支架結構，其中：在所述支架結構的所述線路層一、所述線路層二和所述孔的內壁鍍有一層金屬層。
23. 如申請專利範圍第17項所述的支架結構，其中於：所述孔為盲孔，所述盲孔的底部為金屬層二；所述金屬層二上熔合有金屬層三，或沉積或電鍍生成有金屬層三，構成一體結構的厚金屬層，所述盲孔底部金屬層的厚度能夠承載LED芯片；所述線路層一是由圍繞所述盲孔的引線連接部和與所述引線連接部分別電性連接的正負電極層一構成，所述線路層二是位於所述盲孔底部的芯片安放部和與所述芯片安放部電性絕緣的正負電極層二，所述芯片安放部是由盲孔底部的厚金屬層部分組成，用以承載LED芯片，所述正負電極層一和所述正負電極層二電性連接，構成支架的正負電極。
24. 如申請專利範圍第23項所述的支架結構，其中：在對應所述盲孔的兩側各形成至少一個電極小盲孔，所述電極小盲孔的底部為金屬層二，以構成電極的一部分；所述電極小盲孔內壁設置有導電金屬層；所述正負電極層一，是由保留的位於電極小盲孔周圍的金屬層一構成；所述正負電極層二，是由保留位於電極小盲孔底部的厚金屬層構成；蝕刻形成的所述正負電極層一、正負電極層二與所述電極小盲孔內壁金屬層電性連接，組成支架正負電極。
25. 如申請專利範圍第17項所述的支架結構，其中：所述孔為通孔；所述線路板底部的金屬層二上增加的金屬層三是金屬箔，所述金屬箔壓合粘貼在所述線路板底部，形成假連接，使所述線路板底部的金屬層與所述金屬箔一體化構成緻密連接，組成厚金屬層；所述線路層一是由圍繞所述通孔的引線連接部和與所述引線連接部電性連接的正負電極層一構成；所述線路層二是由所述通孔底部的芯片安放部和與所述芯片安放部電性絕緣的正負電極層二構成，所述芯片安放部是由通孔底部的厚金屬層部分組成，用以承載LED芯片，所述正負電極層一和所述正負電極層二電性連接，構成支架的正負電極。
26. 如申請專利範圍第25項所述的支架結構，其中：在線路板下表面的大部分金屬層二被去除，具有蝕刻後的至少圍繞所述通孔底部的金屬層二，作為線路層二的基礎；所述金屬箔通過粘合膠片高溫壓合與所述線路板底部物理粘貼，與所述圍繞所述通孔底部的金屬層二形成假連接；通過熔合、電鍍或沉積使金屬箔與所述線路板底部的金屬層二一體化構成緻密連接，成一體結構，構成厚金屬層。
27. 如申請專利範圍第26項所述的支架結構，其中：在對應所述通孔的兩側各具有至少一個電極小通孔，在所述電極小通孔內壁設置有導電層，構成電極的一部分；還具有蝕刻後的圍繞電極小通孔底部的金屬層二，作為電極層二的基礎；所述金屬箔壓合粘貼在所述線路板底部，還與所述線路板底部的圍繞電極小通孔底部的金屬層二形成假連接；所述正負電極層一與所述電極小孔內壁金屬導電層電性連接，所述正負電極層二是小通孔底部的的厚金屬層部分，與所述電極小孔內壁金屬導電層電性連接，所述正負電極層一、正負電極層二、電極小通孔組成支架的正負電極。
28. 如申請專利範圍第23或25項所述的支架結構，其中：所述孔兩側的正負電極分別設置有三個電極小孔；所述電極小孔內壁設有導電金屬導電層或者填有內部導電材料，並與所述正負電極層一、正負電極層二電性連接，構成正負電極。
29. 如申請專利範圍第23或25項所述的支架結構，其特徵在於：所述支架結構還包括一設置在支架基板上表面的杯罩板，所述杯罩板是與支架基板上表面粘合連接在一起；所述杯罩板包括與所述孔位置對應的杯孔；所述杯孔的孔徑大於所述孔的孔徑，所述引線連接部暴露在所述杯孔中；所述杯罩板覆蓋正負電極層一。
30. 如申請專利範圍第29項所述的支架結構，其中：所述杯罩板為玻璃纖維布基板、CEM-3基板、CEM-1基板、FR-1基板、FR-2基板或雙馬來醯亞胺樹脂基板；所述杯罩板的杯孔是反射杯狀或者圓柱狀；所述杯罩板上表面塗覆有黑色材料，以增加器件的對比度。
31. 如申請專利範圍第23或25項所述的支架結構，其中：所述杯罩板通過粘接膠片粘貼連接在所述線路板上表面。