倒裝晶片的錫膏共晶結構的製作方法
2023-10-11 11:13:59 3
倒裝晶片的錫膏共晶結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種倒裝晶片的錫膏共晶結構，該結構包括正極金屬支架、負極金屬支架和LED晶片，正極金屬支架與負極金屬支架之間通過絕緣區隔離後形成金屬倒裝支架體，金屬倒裝支架體向下內嵌凹有一成型腔，LED晶片的正電極和負電極均朝向下，LED晶片倒裝在該成型腔內，且LED晶片的正電極通過錫膏共晶在正極金屬支架上，LED晶片的負電極通過錫膏共晶在負極金屬支架上；成型腔內注塑環氧樹脂膠後LED晶片包覆在該環氧樹脂膠內。本實用新型採用倒裝共晶方式不僅有效避免因焊液流動導致LED晶片移位的現象，而且直接共晶接觸，使得LED晶片與正負極金屬支架的導熱性更好，有利於提高散熱效果；正極支架和負極支架均由金屬製成，可取消導線架PPA結構降低成本。
【專利說明】倒裝晶片的錫膏共晶結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及LED的封裝【技術領域】，尤其涉及一種倒裝晶片的錫膏共晶結構。
【背景技術】
[0002]發光二極體是一種能將電能轉換為可見光固態的半導體器件，其被廣泛應用於顯示屏、交通信號、顯示光源、汽車用燈、LED背光源、照明光源等領域。發光二極體在具體應用之前需要進行LED封裝之後才能正式使用。現有市面上LED封裝包括以下缺陷:
[0003]I)傳統的LED導線架支架是使用銅材衝壓後放入塑料射出機內，進行埋入射出後成型的，這種成型方式，不僅工藝複雜，而且散熱效果差；
[0004]2) LED導線架支架上直接設置兩個電極焊點，且LED晶片的兩電極直接朝上並分別通過金線與LED導線架支架的兩極焊接，這種焊接方式由於焊液具有流動性，LED晶片很容易出現移位現象，造成LED晶片定位不準確，從而造成LED產品質量不合格，且金線焊接費時費力；
[0005]3)傳統採用塑料射出導線架工藝，即是採用PPA塑料結構進行反射，因此需要單獨設置PPA塑料結構的分布空間，不僅加大了成本和封裝體積；而且塑料結構的折射，造成光線折射導致光損失。PPA塑料PPA塑料中文為:耐高溫尼龍，PPa熱變形溫度高達300° C以上，連續使用溫度可達170° C能滿足您所需的短期和長期的熱性能。
[0006]因此，現有市面上的封裝技術已無法滿足市場的需求了。
實用新型內容
[0007]針對上述技術中存在的不足之處，本實用新型提供一種散熱效果好、成本低、體積小、發光效果好及共晶定位準確的倒裝晶片的錫膏共晶結構。
[0008]為實現上述目的，本實用新型提供一種倒裝晶片的錫膏共晶結構，包括正極金屬支架、負極金屬支架和LED晶片，所述正極金屬支架與負極金屬支架之間通過絕緣區隔離後形成金屬倒裝支架體，所述金屬倒裝支架體向下內嵌凹有一成型腔，所述LED晶片的正電極和負電極均朝向下，所述LED晶片倒裝在該成型腔內，且所述LED晶片的正電極通過錫膏共晶在正極金屬支架上，所述LED晶片的負電極通過錫膏共晶在負極金屬支架上；所述成型腔內注塑環氧樹脂膠後LED晶片包覆在該環氧樹脂膠內。
[0009]其中，所述金屬正極支架和金屬負極支架的外表面均電鍍有附著銀離子的銀電鍍層。
[0010]其中，所述正極金屬支架的一端向上折彎後形成正極引腳，所述負極金屬支架的一端向上折彎後形成負極引腳。
[0011]其中，所述正極金屬支架的另一端與負極金屬支架的另一端之間的絕緣區內注塑有環氧樹脂膠。
[0012]其中，所述銀電鍍層為銅鍍銀電鍍層、銅鍍鎳銀電鍍層或鐵鍍鎳銀電鍍層中的一種。
[0013]其中，所述正極金屬支架和負極金屬支架均為銅材支架、鐵材支架或鋁材支架中的一種。
[0014]其中，所述成型腔為U型成型腔；且所述絕緣區置於成型腔的底端中心位置上。
[0015]其中，所述錫膏的共晶溫度為220°。
[0016]本實用新型的有益效果是:與現有技術相比，本實用新型提供的倒裝晶片的錫膏共晶結構，LED晶片的正負電極均朝向下，且各自採用倒裝的方式通過錫膏共晶在正極金屬支架和負極金屬支架上，該倒裝共晶方式不僅有效避免因焊液流動導致LED晶片移位的現象，提高了共晶定位的準確性，而且省略了焊金線的步驟，直接共晶接觸，使得LED晶片與正負極金屬支架的導熱性更好，有利於提高散熱效果；同時，正極支架和負極支架均由金屬製成，不僅進一步提高散熱效果，而且可取消導線架PPA結構降低成本和減小了支架體積；進一步的，採用環氧樹脂膠注塑滿成型腔，將LED晶片包覆在該環氧樹脂膠內，可確保光直線進行，減少了光線折射導致光損失，提高了發光效果。本實用新型具有散熱效果好、成本低、體積小、發光效果好、共晶定位準確、製作工藝簡單、適合大批量生產等特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型未注塑環氧樹脂膠的主視圖；
[0018]圖2為圖1的俯視圖；
[0019]圖3為圖1注塑環氧樹脂膠後的主視圖。
[0020]主要元件符號說明如下:
[0021]10、正極金屬支架11、負極金屬支架
[0022]12、LED 晶片13、錫膏
[0023]14、環氧樹脂膠15、成型腔
[0024]16、絕緣區101、正極引腳
[0025]111、負極引腳
【具體實施方式】
[0026]為了更清楚地表述本實用新型，下面結合附圖對本實用新型作進一步地描述。
[0027]請參閱圖1-3，本實用新型提供的倒裝晶片的錫膏共晶結構，包括正極金屬支架10、負極金屬支架11和LED晶片12，正極金屬支架10與負極金屬支架11之間通過絕緣區16隔離後形成金屬倒裝支架體，金屬倒裝支架體向下內嵌凹有一成型腔15,LED晶片12的正電極和負電極均朝向下，LED晶片12倒裝在該成型腔15內，且LED晶片12的正電極通過錫膏13共晶在正極金屬支架10上，LED晶片12的負電極通過錫膏13共晶在負極金屬支架11上；成型腔15內注塑環氧樹脂膠14後LED晶片12包覆在該環氧樹脂膠14內。成型腔15為U型成型腔，也可以為其他形狀；錫膏13的共晶溫度為220°。
[0028]相較於現有技術的情況，本實用新型提供的倒裝晶片的錫膏共晶結構，LED晶片12的正負電極均朝向下，且各自採用倒裝的方式通過錫膏13共晶在正極金屬支架10和負極金屬支架11上，該倒裝共晶方式不僅有效避免因焊液流動導致LED晶片12移位的現象，提高了共晶定位的準確性，而且省略了焊金線的步驟，直接共晶接觸，使得LED晶片12與正負極金屬支架的導熱性更好，有利於提高散熱效果；同時，正極支架和負極支架均由金屬製成，不僅進一步提高散熱效果，而且可取消導線架PPA結構降低成本和減小了支架體積；進一步的，採用環氧樹脂膠14注塑滿成型腔，LED晶片12包覆在該環氧樹脂膠14內，可確保光直線進行，減少了光線折射導致光損失，提高了發光效果。本實用新型具有散熱效果好、成本低、體積小、發光效果好、共晶定位準確、製作工藝簡單、適合大批量生產等特點。
[0029]在本實施例中，金屬正極支架10和金屬負極支架11的外表面均電鍍有附著銀離子的銀電鍍層(圖未示)。該結構在金屬倒裝支架體的載體上進行電鍍工藝，即是將附著銀離子的電鍍層附著在金屬倒裝支架體上，進行防氧化處理，方便錫膏焊接。本案中銀電鍍層可為銅鍍銀電鍍層、銅鍍鎳銀電鍍層或鐵鍍鎳銀電鍍層中的一種，當然還可以是其他電鍍層，如果是對電鍍層類型的改變，均屬於對本案的簡單變形或變換，落入本案的保護範圍內。
[0030]在本實施例中，正極金屬支架10的一端向上折彎後形成正極引腳101，負極金屬支架11的一端向上折彎後形成負極引腳111。正極金屬支架10的另一端與負極金屬支架11的另一端之間的絕緣區16內注塑有環氧樹脂膠14。本案中正極金屬支架10和負極金屬支架11均為銅材支架、鐵材支架或鋁材支架中的一種，當然，該支架的材質還可以是其他金屬材質。該正極金屬支架10和負極金屬支架11的製作工藝如下:第一，根據支架載體尺寸，進行衝壓模開發；第二，衝壓模試模，將厚度0.1MM-0.5MM的金屬材料進行外觀衝壓，形成正極金屬支架10和負極金屬支架11 ;第三，根據支架載體尺寸，進行彎腳模開發；第四，將正負極引腳予以彎腳成型，形成正極引腳101和負極引腳111 ;第五，將正極金屬支架10和負極金屬支架11進行電鍍工藝，將銀離子附著在正負極金屬支架上，進行防氧化處理，方便焊接。
[0031]在本實施例中，絕緣區16置於成型腔15的底端中心位置上。即是正極金屬支架10與負極金屬支架11形狀大小相似。當然，兩者的形狀大小可不一致，只要是LED晶片12的正負電極均朝向下，且各自採用倒裝的方式通過錫膏13共晶在正極金屬支架10和負極金屬支架11上的實施方式，均屬於對本案的簡單變形或變換，落入本案的保護範圍內。
[0032]另外，本結構中採用在絕緣區16內注塑環氧樹脂膠14。當然，絕緣區還可以是注塑絕緣膠或填充絕緣布，只要是能實現絕緣作用的實施方式，均屬於對本案的簡單變形或變換，落入本案的保護範圍內。
[0033]本實用新型提供的倒裝晶片的錫膏共晶結構，該雙電極晶片的製作工藝如下:
[0034]第一步，採用上述的步驟製作出正極金屬支架10和負極金屬支架11 ；
[0035]第二步，採用錫膏13倒裝共晶的方式將LED晶片12固定在正極金屬支架10與負極金屬支架11所形成的成型腔15內，錫膏13的共晶溫度為220° ;共晶後形成半成品；
[0036]第三步，將半成品採用進口的環氧樹酯膠14注塑在成型腔15和絕緣區16內，並放入烤箱150°C 3小時，使得LED晶片12包覆在環氧樹脂膠14內，使得LED晶片12可透過線性發光，減少了光線折射而導致光損失；且烘烤前後色溫變化在50K範圍以內，其一致性高，提高了出貨率；
[0037]第四，出烤後，使用下料模進行下料，形成成品；
[0038]第五，成品下料後雙電極晶片放入分光機進行分選，分選因素包括色溫、座標、光強度、流明、電壓、測試光電特性；
[0039]第六，雙電極晶片燈珠分選後，放入邊帶機，進行編帶作業。
[0040]本實用新型的優勢在於:
[0041]1)LED晶片12的正負電極均朝向下，且各自採用倒裝的方式通過錫膏13共晶在正極金屬支架10和負極金屬支架11上，該倒裝共晶方式不僅有效避免因焊液流動導致LED晶片12移位的現象，提高了共晶定位的準確性，而且省略了焊金線的步驟，直接共晶接觸，使得LED晶片12與正負極金屬支架的導熱性更好，有利於提高散熱效果；
[0042]2)正極支架和負極支架均由金屬製成，不僅進一步提高散熱效果，而且可取消導線架PPA結構降低成本和減小了支架體積；
[0043]3)進一步的，採用環氧樹脂膠14注塑滿成型腔，LED晶片12包覆在該環氧樹脂膠14內，可確保光直線進行，減少了光線折射導致光損失，提高了發光效果；
[0044]4)在金屬倒裝支架體的載體上進行電鍍工藝，即是將附著銀離子的電鍍層附著在金屬倒裝支架體上，進行防氧化處理，方便錫膏焊接；
[0045]5)本實用新型具有散熱效果好、成本低、體積小、發光效果好、共晶定位準確、製作工藝簡單、適合大批量生產等特點。
[0046]以上公開的僅為本實用新型的幾個具體實施例，但是本實用新型並非局限於此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種倒裝晶片的錫膏共晶結構，其特徵在於，包括正極金屬支架、負極金屬支架和LED晶片，所述正極金屬支架與負極金屬支架之間通過絕緣區隔離後形成金屬倒裝支架體，所述金屬倒裝支架體向下內嵌凹有一成型腔，所述LED晶片的正電極和負電極均朝向下，所述LED晶片倒裝在該成型腔內，且所述LED晶片的正電極通過錫膏共晶在正極金屬支架上，所述LED晶片的負電極通過錫膏共晶在負極金屬支架上；所述成型腔內注塑環氧樹脂膠後LED晶片包覆在該環氧樹脂膠內。
2.根據權利要求1所述的倒裝晶片的錫膏共晶結構，其特徵在於，所述金屬正極支架和金屬負極支架的外表面均電鍍有附著銀離子的銀電鍍層。
3.根據權利要求1所述的倒裝晶片的錫膏共晶結構，其特徵在於，所述正極金屬支架的一端向上折彎後形成正極引腳，所述負極金屬支架的一端向上折彎後形成負極引腳。
4.根據權利要求3所述的倒裝晶片的錫膏共晶結構，其特徵在於，所述正極金屬支架的另一端與負極金屬支架的另一端之間的絕緣區內注塑有環氧樹脂膠。
5.根據權利要求2所述的倒裝晶片的錫膏共晶結構，其特徵在於，所述銀電鍍層為銅鍍銀電鍍層、銅鍍鎳銀電鍍層或鐵鍍鎳銀電鍍層中的一種。
6.根據權利要求1所述的倒裝晶片的錫膏共晶結構，其特徵在於，所述正極金屬支架和負極金屬支架均為銅材支架、鐵材支架或鋁材支架中的一種。
7.根據權利要求6所述的倒裝晶片的錫膏共晶結構，其特徵在於，所述成型腔為U型成型腔；且所述絕緣區置於成型腔的底端中心位置上。
8.根據權利要求1所述的倒裝晶片的錫膏共晶結構，其特徵在於，所述錫膏的共晶溫度為220°。
【文檔編號】H01L33/62GK203932106SQ201420348248
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月26日 優先權日:2014年6月26日
【發明者】陳蘇南 申請人:深圳市邁克光電子科技有限公司