[發明專利]一種LED產品封裝結構及封裝方法

在審

• 申請號: 202011043336.8
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112086546A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 申鳳儀;申廣
• 申請（專利權）人: 申廣
• 主分類號: H01L33/38
• 分類號: H01L33/38;H01L33/52;H01L33/62;H01L25/075;H01L33/00
• 代理公司: 蘇州中合知識產權代理事務所(普通合伙) 32266
• 代理人: 阮梅

本發明涉及一種LED產品封裝結構及封裝方法。LED產品封裝結構包括多個LED芯片、與多個LED芯片緊密結合為一體的封裝樹脂、芯片電極層及外圍電路層，芯片電極層與外圍電路層電連接并為一體成型結構。本發明通過在多個LED芯片之間填充封裝樹脂形成LED芯片與封裝樹脂的封裝體，再采用增材制造方式，在多個LED芯片電極面形成金屬種子層，然后通過圖形電鍍的方式將金屬種子層增厚形成芯片電極與外圍電路的連接。本發明的LED產品封裝結構產品制造效率可大幅提高，在降低成本方面具有巨大的優勢，可更好的匹配小尺寸芯片，同時芯片電極層與外圍電路采用同質導電材料、一次性同步制作完成，可大大提高生產效率，降低生產成本。

技術領域

本發明涉及LED封裝技術領域，特別是一種LED產品封裝結構及封裝方法。

背景技術

目前，現有技術中LED產品封裝結構主要有以下類型：

1、引腳式(Lamp)LED封裝

引腳式封裝就是常用的(Lamp)封裝結構。一般用于電流較小(20-30mA)，功率較低(小于0.1W)的LED封裝。主要用于儀表顯示或指示，大規模集成時也可作為顯示屏。其缺點在于封裝熱阻較大(一般高于100K/W)，壽命較短。

2、表面組裝(貼片)式(SMT-LED)封裝

表面組裝技術(SMT)是一種可以直接將封裝好的器件貼、焊到PCB表面指定位置上的一種封裝技術。具體而言，就是用特定的工具或設備將芯片引腳對準預先涂覆了粘接劑和焊膏的焊盤圖形上，然后直接貼裝到未鉆安裝孔的PCB表面上，經過波峰焊或再流焊后，使器件和電路之間建立可靠的機械和電氣連接。SMT技術具有可靠性高、高頻特性好、易于實現自動化等優點，是電子行業最流行的一種封裝技術和工藝。

3、板上芯片直裝式(COB)LED封裝

COB是Chip On Board(板上芯片直裝)的英文縮寫，是一種通過粘膠劑或焊料將LED芯片直接粘貼到PCB板上，再通過引線鍵合實現芯片與PCB板間電互連的封裝技術。PCB板可以是低成本的FR-4材料(玻璃纖維增強的環氧樹脂)，也可以是高熱導的金屬基或陶瓷基復合材料(如鋁基板或覆銅陶瓷基板等)。而引線鍵合可采用高溫下的熱超聲鍵合(金絲球焊)和常溫下的超聲波鍵合(鋁劈刀焊接)。COB技術主要用于大功率多芯片陣列的LED封裝，同SMT相比，不僅大大提高了封裝功率密度，而且降低了封裝熱阻(一般為6-12W/m.K)。

4、系統封裝式(SiP)LED封裝

SiP(System in Package)是近幾年來為適應整機的便攜式發展和系統小型化的要求，在系統芯片System on Chip(SOC)基礎上發展起來的一種新型封裝集成方式。對SiP-LED而言，不僅可以在一個封裝內組裝多個發光芯片，還可以將各種不同類型的器件(如電源、控制電路、光學微結構、傳感器等)集成在一起，構建成一個更為復雜的、完整的系統。同其他封裝結構相比，SiP具有工藝兼容性好(可利用已有的電子封裝材料和工藝)，集成度高，成本低，可提供更多新功能，易于分塊測試，開發周期短等優點。按照技術類型不同，SiP可分為四種：芯片層疊型、模組型、MCM型和三維(3D)封裝型。

引腳式(Lamp)LED封裝、表面組裝(貼片)式(SMT-LED)封裝均采用固晶、焊線、封膠工藝，需要使用固晶機、焊線機設備，除芯片外需要使用封裝支架、焊接線等原料，可以加工的芯片尺寸受到一定限制，無法加工長寬尺寸小于100微米的LED芯片。板上芯片直裝式(COB)LED封裝省略了焊線設備和焊接線原料，但需要用到回流焊和錫膏，將芯片通過SMT印刷到線路板上然后回流焊接。由于芯片P、N電極之間需要一定的絕緣寬度，100微米長寬以下芯片尺寸難度非常大。同時引腳式封裝和COB封裝對于100微米以下或更小尺寸芯片封裝的成本繼續降低空間有限。另外，上述幾種LED產品封裝結構均存在芯片電極與外圍電路連接工藝復雜的問題，生產效率低，生產成本高。

發明內容