一種led發光二極體封裝工藝的製作方法
2023-05-20 19:39:36
專利名稱：一種led發光二極體封裝工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及發光二極體生產工藝。
背景技術：
由於LED發光二極體被大量運用到現實生活，例如戶內外顯示屏，各種景觀照明以及工業照明、醫療照明等、電視與筆電背光等。隨著LED技術的突飛猛進，目前LED正在擴展到幾乎所有光源光學領域。從08奧運開始，LED大量運用於各種照明與顯示領域。現有的LED有多種實現方式，常用的主要有直插式、SMD、T0P、食人魚LED、大功率LED。目前有一些關於LED方面的專利。如中國2004年公布了一種「陶瓷封裝的貼片LED及其封裝方法」的專利，其是採用陶瓷基板鑽孔成杯的方式，然後在陶瓷杯內固晶焊線，然後採用矽橡膠填封LED晶片與金線，做成貼片式封裝。其不足之處在於該方法只能封成平面，其光強就大打折扣。另外由於陶瓷基板的硬度較硬，且難以加工，凸顯其不足之處。
發明內容
本發明的目的在於提供了可以適應各種不同功率、不同的使用場合，用模具一次成型封裝生產的一種LED發光二極體封裝工藝。本發明採用如下步驟完成製備金屬片材一框架衝切一框架表面處理一固晶焊線 —焊線一模壓成型一衝切一分光一編帶；A、製備金屬片材利用模具使用50T以上的衝壓機將成卷的厚度為0. 3-0. 5mm金屬板材料衝切成160*60mm或其它尺寸的金屬片，衝壓頻率為280-300次/分鐘；B、框架衝切將一個平面的金屬片材衝切成為一個圓弧形反光杯(9)，再在圓弧形反光杯(9)周圍衝切成六個外引腳電極(1、2、3、4、5、6)；C、框架表面處理卷帶引線支架一清洗表面一超聲波脫脂一表面出油一水洗一酸洗一水洗一鍍底銅一水洗一鍍酸銅一水洗一鍍鎳一水洗一鍍銅一水洗一鍍銀一水洗一風乾一鍍光亮劑一水洗一風乾一超聲波熱水洗一風乾一超純水洗一風乾；D、固晶焊線在圓弧形反光杯(9)內固定晶片；E、焊線利用導線將晶片電極與外引線電極之間進行連接；F、模壓成型將成片的已固晶焊線的框架放入模具型腔對應位置，模具型腔經過預熱加溫至100-120°C ；然後合模，合模壓力在50Ton左右，再將混合好並抽好真空的液態膠水通過轉進杆壓入模具型腔，並填滿各個流道，轉進杆轉進壓力約1300kg/cm3 ；加溫到 130°C左右，時間約5-10分鐘，然後打開模具，開模力1. 7Ton ；取出已經固化成型的框架，在框架上形成已固化的整體的矽膠體(11)，矽膠體正面角落上的缺口(1 為極性標識；框架底部反光杯底部(18)外露，與整體封裝的矽膠體(11)處在同一平面或者略微凸出0. Imm ；G、衝切利用衝切模將整支的引線框架上的LED與框架分離，形成單顆的LED ；H、分光將封裝好的成品，利用圓形震動盤上料、再通過機構送到測試位點亮，然後通過光學儀器測試成品的光電參數，按照預設的範圍，分成各個等級；
I、編帶將分光完成的各個等級產品通過卷帶包裝機做成定量的卷帶式包裝。根據LED出光要求，將出光面設計成為球面、平面、杯型等各種不同的形狀以達到相應的角度、亮度以及配光曲線要求。圓弧形反光杯(9)底部點上粘接膠固定晶片。本發明所生產的LED具備高可靠性，組合方式多樣、出光效率高、便於批量生產的特點。可以大幅提升二極體的可靠性與生產效率。本發明的附圖如下
圖1 本發明的引線框架立體示意圖；圖2 本發明模壓一次成型包封后的立體示意圖；圖3 本發明LED成品立體圖；圖4 本發明LED成品的主視A-A剖面圖；圖5 本發明三基色LED的固晶連線示意圖；圖6 本發明大功率LED的固晶連線示意圖；圖7 本發明引線框架的固晶區為平臺的立體示意圖；圖8 本發明引線框架的固晶區為凸臺的立體示意圖；圖9 本發明LED的平面出光光學透鏡形狀示意圖；圖10 本發明LED的杯型出光光學透鏡形狀示意圖；圖11 本發明LED的凸臺出光光學透鏡形狀示意圖；圖12 本發明的工藝流程圖。
具體實施方式
如下製備金屬片材採用原材料金屬薄片，材質以銅材為主(如銅材H68、H65等)，不限銅材也可以用鐵、銀等金屬材料。利用模具衝切、成型，形成一種片式引線框架，引線框架上有多個單元。每個單元由6隻外引腳電極(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、固晶區凹陷的圓弧形反光杯(9)或平臺(39)或凸臺00)以及固晶區支撐架(7)所構成。固晶區通過固晶區支撐架(7)與引線框架的外框架(8)連接。再對衝切成型的引線框架進行表面處理後，特別是圓弧形反光杯(9)的底部(XT)與杯壁06)做銀質鏡面反射層，完成引線框架的製作。該引線框架具備多個外引腳焊盤，可以製作多晶片與可分別獨立點亮三基色的LED。 本引線框架的固晶區，根據情況需要也可以成型為凹陷的圓弧形反光杯(9)、平臺(39)或成型為凸臺(40)。當採用本引線框架生產大功率LED時，則固晶區只為凹陷圓杯，在模壓包封時，杯底露出與封裝體底部平面或略凸出封裝體，如圖2的杯底OO)所示。在使用時，使杯底OO) 與外部熱沉緊密結合，便於將LED晶片02)的熱量導出；框架衝切將一個平面的金屬片材衝切成為一個圓弧形反光杯(9)，再在圓弧形反光杯(9)周圍衝切成六個外引腳電極(1、2、3、4、5、6)；框架表面處理卷帶引線框架一清洗表面一超聲波脫脂一表面出油一水洗一酸洗 —水洗一鍍底銅一水洗一鍍酸銅一水洗一鍍鎳一水洗一鍍銅一水洗一鍍銀一水洗一風乾 —鍍光亮劑一水洗一風乾一超聲波熱水洗一風乾一超純水洗一風乾。固晶焊線在製作好的引線框架的每個單元中心的固晶區的底部(XT)點上晶片粘接膠(21)，然後用一定力度將晶片02)放到點好的晶片粘接膠上面，使晶片與杯底接觸。再通過加溫烘烤，使晶片粘接膠固化；然後用金線或其他導線04)^25)將晶片電極與對應的外引腳焊盤連接。模壓成型即採用根據光學要求與結構要求設計好的模具形腔。對模具進行加溫預熱至100-120°C在模具，然後在型腔內表面均勻噴上一層離模劑， 將固晶連線後的具有多個單元的片式引線框架放入模具型腔對應位置固定，然後合模(合模壓力在50Ton左右)。再通過轉進杆壓入液態環氧樹脂或者矽樹脂或矽膠(也可使用固態膠，通過轉進杆壓入可以熔融的固態環氧樹脂或者矽樹脂、矽膠)，轉進杆轉進壓力約 1300kg/cm3。在溫度與壓力的作用下，配合一定的時間，使環氧樹脂或矽樹脂或矽膠填滿整個模具形腔，包封好引線框架的每個單元，並在溫度的作用下，快速成型固化，在框架上形成已固化的整體的矽膠體(11)，矽膠體正面角落上的缺口(1 為極性標識；框架底部反光杯底部(18)外露，與整體封裝的矽膠體(11)處在同一平面或者略微凸出0. 1mm；模壓模具的形腔根據引線框架的外形尺寸與LED出光的光學要求而設計，則包封出來的LED出光面的光學透鏡外形可為半球形(10)，但不限於半球形，也可以做成平面 (41)或凸臺(43)、杯型(42)或其他形狀。衝切利用衝切模具將整支的引線框架上已成型好的LED與框架分離，然後將各個引腳向內下彎折如圖3的(13)、(14)、(15)、(16)、(17)、(18)成型，便於做表面貼裝使用，形成單顆的LED; (19)為整體封裝矽膠體(11)與引線框架剝離後的痕跡；分光將封裝好的成品，利用圓形震動盤上料、再通過機構送到測試位點亮，然後通過光學儀器測試成品的光電參數，按照預設的範圍，分成各個等級；編帶將分光完成的各個等級，通過卷帶包裝機做成定量的卷帶式包裝。本發明的引線框架可以生產的第二種LED產品，是可以將三種不同的晶片08)、 (29), (30)用粘接膠固定到固晶區，然後用導線(31)、(32)、(33)、(34)、(35)、(36)、(37) 將各個晶片電極與各個對應的引腳焊盤(1) 「2)、⑶「4)、(5)連接，其中外引腳焊盤(6) 與固晶區支撐架(7)用導線連接，便於杯體的單極性晶片與外界導通。然後採用模壓一次成型包封成為成品LED。本發明可以生產的此種LED為三種不同顏色的，但本工藝同樣適用生產多個同顏色晶片的LED。本發明的引線框架可以生產的第三種LED產品，是可以將大功率(大尺寸晶片，如 lmmXlmm，推動功率達到IW以上)LED晶片(37)放入圓弧形反光杯(9)內，用金線或其他金屬導線(38)、(39)連接晶片電極與外引腳電極(1)、(3)、0)、(6)，然後採用模壓一次成型包封成為成品LED。但此種產品只能採用固晶區為凹陷圓杯的引線框架，在模壓一次成型包封時，凹陷的圓杯的杯底凸出包封體，便於在使用時，杯底平面與外部熱沉接觸，而將功率晶片的熱量導出。本發明工藝所生產的LED出光面可以為半球面、平面、凸臺、杯型等各種光學透鏡形式，只需要更改模壓成型模具的上模腔即可，以使用與各種不同應用場合。其生產出來的 LED光學透鏡外形有半球面(10)、平臺(41)、凹陷杯型(42)、凸臺等各種形式。圖7為本發明所生產LED的主流程圖。本發明所生產的LED並具備防水、防潮、耐酸鹼、耐高溫與低溫環境等優異的性能；同時本發明的LED採用將金屬引線框架架衝壓為多個外引腳與不同的固晶區，以適合不同的用途，在表面處理時，並噴鍍增亮劑，使得本發明的LED具備高光通量的特點。
權利要求
1. 一種LEID發光二極體封裝工藝，其特徵在於採用如下步驟完成製備金屬片材一框架衝切一框架表面處理一固晶焊線一焊線一模壓成型一衝切一分光一編帶；A、製備金屬片材利用模具使用50T以上的衝壓機將成卷的厚度為0.3-0. 5mm金屬板材料衝切成160*60mm或其它尺寸的金屬片，衝壓頻率為280-300次/分鐘；B、框架衝切將一個平面的金屬片材衝切成為一個圓弧形反光杯(9)，再在圓弧形反光杯(9)周圍衝切成六個外引線電極(1、2、3、4、5、6)；C、框架表面處理卷帶引線支架一清洗表面一超聲波脫脂一表面出油一水洗一酸洗一水洗一鍍底銅一水洗一鍍酸銅一水洗一鍍鎳一水洗一鍍銅一水洗一鍍銀一水洗一風乾一鍍光亮劑一水洗一風乾一超聲波熱水洗一風乾一超純水洗一風乾；D、固晶焊線在反光杯(9)內固定晶片；E、焊線利用導線將晶片電極與外引線電極之間進行連接；F、模壓成型將成片的已固晶焊線的框架放入模具型腔對應位置，模具型腔經過預熱加溫至100-120°C ；然後合模，合模壓力在50Ton左右，再將混合好並抽好真空的液態膠水通過轉進杆壓入模具型腔，並填滿各個流道，轉進杆轉進壓力約1300kg/cm3 ；加溫到130°C 左右，時間約5-10分鐘，然後打開模具，開模力1. 7Ton ；取出已經固化成型的框架；在框架上形成已固化的整體的矽膠體(11)，矽膠體正面角落上的缺口(1 為極性標識；框架底部反光杯底部(18)外露，與整體封裝的矽膠體(11)處在同一平面或者略微凸出0. Imm ；G、衝切利用衝切模將整支的引線框架上的LED與框架分離，形成單顆的LED；H、分光將封裝好的成品，利用圓形震動盤上料、再通過機構送到測試位點亮，然後通過光學儀器測試成品的光電參數，按照預設的範圍，分成各個等級；I、編帶將分光完成的各個等級產品通過卷帶包裝機做成定量的卷帶式包裝。
2.如權利要求1所述的一種LED發光二極體封裝工藝，其特徵在於根據LED出光要求，將出光面設計成為球面、平面、杯型等各種不同的形狀以達到相應的角度、亮度以及配光曲線要求。
3.如權利要求1所述的一種LED發光二極體封裝工藝，其特徵在於圓弧形反光杯(9) 底部點上粘接膠固定晶片。
全文摘要
本發明一種LED發光二極體封裝工藝涉及發光二極體生產工藝；本發明採用如下步驟完成製備金屬片材→框架衝切→框架表面處理→固晶焊線→焊線→模壓成型→衝切→分光→編帶；根據LED出光要求，將出光面設計成為球面、平面、杯型等各種不同的形狀以達到相應的角度、亮度以及配光曲線要求；圓弧形反光杯(9)底部點上粘接膠固定晶片；本發明所生產的LED具備高可靠性，組合方式多樣、出光效率高、便於批量生產的特點。可以大幅提升二極體的可靠性與生產效率。
文檔編號H01L33/00GK102569553SQ201110460839
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者江淳民, 胡啟勝, 馬洪毅 申請人:深圳市藍科電子有限公司