一种CSP灯珠封装结构的制作方法

一种csp灯珠封装结构
技术领域
1.本技术属led封装技术领域，具体涉及一种csp灯珠封装结构。


背景技术：

2.csp(chip scale package)led以其可靠性高、体积小而备受关注及青睐。常见的csp结构一般有两种结构，如图1所示的结构一：包括led芯片1、荧光胶4；如图2所示的结构二：包括支架5、固晶焊料、led芯片1和荧光胶4。
3.图1结构一的csp比较明显的缺点是焊盘较小，csp的有效焊接面积较小、附着力较小，后端产品的可靠性及生产良率较低。图2结构二的csp的有效焊接面积较大，但其使用固晶焊料将led芯片1的电极和支架5进行电连接，比较明显的缺点是后段的工艺温度不能接近或超过固晶焊料的温度，否则会产生固晶焊料二次熔融的问题。因此，亟需对现有csp结构进行进一步改进。


技术实现要素：

4.本技术为了解决上述技术问题，提供了一种csp灯珠封装结构。
5.本技术采用如下方案，一种csp灯珠封装结构，包括：
6.led芯片，其底部设有电极；
7.绝缘载体层，其设于所述led芯片周侧；
8.金属层，其设于所述绝缘载体层底部，并与所述电极具有间距；
9.荧光胶，其封装所述led芯片、所述绝缘载体层和所述金属层，并使所述电极底部表面和所述金属层底部表面裸露。
10.如上所述的一种csp灯珠封装结构，所述电极底部表面和所述金属层底部表面处于同一水平线上。
11.如上所述的一种csp灯珠封装结构，所述电极与所述金属层之间的间距大于0.5微米、小于80微米。
12.如上所述的一种csp灯珠封装结构，所述金属层与所述电极之间的间距由所述荧光胶填充。
13.如上所述的一种csp灯珠封装结构，所述的金属层包含一层或多层金属基材，所述的金属基材为单材质材料或合金材料，所述单材质材料为金、银、铜、铁、铝或锡。
14.如上所述的一种csp灯珠封装结构，所述的金属层的厚度为1微米至100微米。
15.如上所述的一种csp灯珠封装结构，所述金属基材的底部表面还设有焊接薄膜层，所述焊接薄膜层的材料为金、银、铜或锡，所述焊接薄膜层的厚度为0.001微米至5微米。
16.如上所述的一种csp灯珠封装结构，所述绝缘载体层包含一层或多层绝缘基材，所述绝缘基材为pi薄膜、pet薄膜、pc薄膜、ps薄膜中的单一或任意组合层叠结构，所述绝缘载体层的厚度为8微米至25微米。
17.如上所述的一种csp灯珠封装结构，所述绝缘载体层与所述荧光胶的接触面设有
反射层，所述反射层为白色油墨，所述反射层的厚度为0.05微米至15微米。
18.如上所述的一种csp灯珠封装结构，所述电极包括间隔设置的第一电极和第二电极；
19.所述金属层包括间隔设置的第一金属层和第二金属层，且所述第一金属层间隔设于所述第一电极周侧，所述第二金属层间隔设于所述第二电极周侧。
20.与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
21.本技术提供一种csp灯珠封装结构，通过在led芯片周侧设置绝缘载体层，绝缘载体层底部设置有与led芯片电极具有间距的金属层，通过荧光胶将led芯片、绝缘载体层和金属层进行封装，本技术通过在led芯片电极侧间隔设置金属层，可使金属层充当led芯片电极的扩展焊盘，增大了csp的可焊接面积，可以有效地改善现有csp封装结构一有效焊接面积较小问题，提升csp的焊接附着力和csp后端产品的可靠性及生产良率，同时相比于现有csp封装结构二，本技术的csp封装结构没有固晶焊料，可以有效的避免后段温度过高引起的csp固晶焊料二次熔融的问题，解放后端产品的温度局限，适用于多次回流焊的复杂工艺。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
23.图1是现有csp结构一的结构示意图。
24.图2是现有csp结构二的结构示意图。
25.图3是本技术实施例中一种csp灯珠封装结构的结构示意图。
26.图4是本技术实施例中一种csp灯珠封装结构仰视角的结构示意图。
27.图5是本技术实施例中一种csp灯珠封装结构的立体结构示意图。
28.图6是本技术实施例中金属层的结构示意图。
29.图7是本技术实施例中绝缘载体层的结构示意图。
30.图8是本技术实施例中绝缘载体层和金属层贴合的结构示意图。
31.图9是本技术实施例中在金属基材上制作出预设金属基材图案的示意图。
32.图10是本技术实施例中在绝缘载体上开孔的示意图。
33.图11是本技术实施例中在开孔中排列led芯片的示意图。
34.图12是本技术实施例中荧光胶进行封装的示意图。
35.图13是本技术实施例中切割成单个csp灯珠封装结构的示意图。
具体实施方式
36.实施例1：
37.如图3-13所示，一种csp灯珠封装结构，包括led芯片1、绝缘载体层2、金属层3和荧光胶4；led芯片1底部设有电极10；绝缘载体层2设于所述led芯片1周侧；金属层3设于所述绝缘载体层2底部，并与所述电极10具有间距；荧光胶4封装所述led芯片1、绝缘载体层2和所述金属层3，并使所述电极10底部表面和所述金属层3底部表面裸露。
38.本技术提供一种csp灯珠封装结构，通过在led芯片周侧设置绝缘载体层，绝缘载
体层底部设置有与led芯片电极具有间距的金属层，通过荧光胶将led芯片、绝缘载体层和金属层进行封装，本技术通过在led芯片电极侧间隔设置金属层，可使金属层充当led芯片电极的扩展焊盘，增大了csp的可焊接面积，可以有效地改善现有csp封装结构一有效焊接面积较小问题，提升csp的焊接附着力和csp后端产品的可靠性及生产良率，同时相比于现有csp封装结构二，本技术的csp封装结构没有固晶焊料，可以有效的避免后段温度过高引起的csp固晶焊料二次熔融的问题，解放后端产品的温度局限，适用于多次回流焊的复杂工艺。
39.优选的，所述电极10底部表面和所述金属层3底部表面处于同一水平线上。所述的金属层的焊接面与led芯片电极的焊接面在同一水平线上，在金属层作为扩展焊盘时，便于将led芯片电极和金属层之间进行焊接，相比于现有结构二采用支架作为扩展焊盘，本技术的优势是结构简单、体积小，不需使用固晶焊料。
40.优选的，所述电极10与所述金属层3之间的间距大于0.5微米、小于80微米；当距离小于0.5微米时容易造成电迁移，影响产品性能，当距离大于80微米时，会提高led芯片电极和金属层之间焊接难度。
41.优选的，所述金属层3与所述电极10之间的间距由所述荧光胶4填充，通过荧光胶封装，使得金属层与led芯片电极层之间有间距。
42.优选的，所述的金属层3包含一层或多层金属基材31，所述的金属基材31为单材质材料或合金材料，所述单材质材料为金、银、铜、铁、铝或锡，所述的金属层3的厚度为1微米至100微米，当厚度小于1微米时会导致厚度过薄焊接效果差，当厚度超过100微米时导致厚度过厚增大结构了体积，更优选为10微米至40微米，可使金属层充当led芯片电极的扩展焊盘。
43.优选的，所述金属基材31的底部表面还设有焊接薄膜层32，所述焊接薄膜层32的材料为金、银、铜或锡等焊接良好的材料，所述焊接薄膜层32的厚度为0.001微米至5微米，采用化学镀、电镀、喷锡、沉金、溅射等工艺设于金属层表面，用于焊接。
44.优选的，所述绝缘载体层2包含一层或多层绝缘基材21，所述绝缘基材21为pi薄膜、pet薄膜、pc薄膜、ps薄膜中的单一或任意组合层叠结构，所述绝缘载体层2的厚度为8微米至25微米，用于充当金属层加工载体，同时绝缘载体层上开设有开孔20，led芯片装配在开孔内，且led芯片和金属层之间具有间距。
45.优选的，所述绝缘载体层2与所述荧光胶4的接触面设有反射层22，所述反射层22为白色油墨，所述反射层22的厚度为0.05微米至15微米，所述白色油墨用于提高光源反射率。
46.优选的，所述电极10包括间隔设置的第一电极101和第二电极102；所述金属层3包括间隔设置的第一金属层301和第二金属层302，且所述第一金属层301间隔设于所述第一电极101周侧，所述第二金属层302间隔设于所述第二电极102周侧。第一金属层301和第二金属层302用于分别充当第一电极101和第二电极102的扩展焊盘，第一电极101和第二电极102对称设置，均呈相对的“匚”型。
47.所述的led芯片为倒装led芯片，至少包含电极层及非电极层。所述的电极层为含有金、银、铬、铝、铂、钯等一种或多种金属的单一金属或合金，所述的电极层可以为单一金属或合金结构，也可以为多层金属或合金层的组合。所述的电极层用于焊接，使led芯片与
整个电路形成电气连接。所述的非电极层至少包含发光层，优选的非电极层包含绝缘层、反射层、发光层、衬底。所述的绝缘层一般为二氧化硅、二氧化钛的单层或多层结构。所述的反射层一般为金层、银层或二氧化硅与二氧化钛的交替多层结构。所述的发光层为掺杂的外延层，优选的，所述的外延层为氮化镓。所述的衬底一般为蓝宝石、硅或碳化硅。
48.所述的荧光胶为混有荧光粉的封装胶。所述的封装胶一般为硅胶、改性硅树脂、环氧树脂等热固性透明材料，优选的材料为硅胶。所述的荧光粉一般为掺杂的铝酸盐、掺杂的硅酸盐、掺杂的氮化物、掺杂的氟化物、掺杂的硫化物等一种或多种材料。所述的荧光粉一般在荧光胶内的重量占比为0％至90％，优选的比例为20％至75％。
49.实施例2：
50.如图3-13所示，一种csp灯珠封装结构的制作工艺，包括以下步骤：
51.s1、开料及贴合：准备尺寸合适的金属层3的金属基材31及绝缘载体层2的绝缘基材21，并将金属基材31及绝缘基材21的材料贴合在一起；
52.s2、制作电路及开孔：在金属基材31上制作出预设金属图案，并在绝缘基材上开孔；
53.s3、排晶：在开孔中排列led芯片1，并使led芯片1的电极10与金属基材31之间形成间距；
54.s4、压膜：把制作好的荧光胶膜压从芯片的正上方压下，对led芯片1、绝缘基材21和金属基材31进行封装，形成荧光胶层，荧光胶4对led芯片1与金属基材31之间的间距进行填充，并使led芯片1的电极10底部表面和金属基材31底部表面裸露；
55.s5、切割：把整片csp灯珠切割成单个csp灯珠封装结构，即得。
56.本技术提供一种csp灯珠封装结构的制作工艺，先将金属基材31和绝缘基材21贴合，然后在金属基材31上制作出预设金属图案，以及在绝缘基材上开设用于装载led芯片1的开孔，接着在开孔中排列led芯片1，并使led芯片1的电极10与金属基材31之间形成间距，再使用荧光胶膜将led芯片1、绝缘基材21和金属基材31进行封装，使得led芯片1的电极10底部表面和金属基材31底部表面裸露，最后切割成单个csp灯珠封装结构，本技术通过在led芯片1电极10侧间隔设置金属层3，通过金属层3充当led芯片1电极10的扩展焊盘，增大了csp的可焊接面积，可以有效地改善现有csp封装结构一有效焊接面积较小问题，提升csp的焊接附着力和后端产品的可靠性及生产良率，同时相比于现有csp封装结构二，本技术的csp封装结构没有固晶焊料，可以有效的避免后段温度过高引起的csp固晶焊料二次熔融的问题，解放后端产品的温度局限，适用于多次回流焊的复杂工艺。
57.优选的，步骤s2具体包括以下步骤：
58.s201、制作电路：通过曝光、显影、蚀刻在金属基材31上制作出预设的金属图案；
59.s202、表面处理：采用化学镀、电镀、喷锡、沉金或溅射工艺对金属基材31表面进行表面处理以形成焊接薄膜层32；
60.s203、印刷：通过印刷或喷涂工艺在绝缘基材的表面印刷白色油墨；
61.s204、开孔：采用激光切割在绝缘基材上开孔20。
62.上述实施方式，先将金属基材31制作成预设的金属图案，再将金属基材31表面处理加工焊接良好的材料以形成焊接薄膜层32，绝缘基材的表面印刷白色油墨以形成反射层22，所述白色油墨用于提高光源反射率，再在绝缘基材上开孔20用于装配led芯片1。
63.另一实施方式，步骤s2具体包括以下步骤：
64.s211、制作电路一：通过曝光、显影、蚀刻在金属基材31上制作出预设的金属图案；
65.s212、印刷：通过印刷或喷涂工艺在绝缘基材的表面印刷白色油墨；
66.s213、开孔：采用激光切割在绝缘基材上开孔；
67.s214、制作电路二：通过曝光、显影、蚀刻在金属基材31上制作出预设的金属图案；
68.s215、表面处理：采用化学镀、电镀、喷锡、沉金或溅射工艺对金属基材31表面进行表面处理以形成焊接薄膜层32。
69.上述实施方式，先将金属基材31分隔成间隔的金属图案电路一，使其形成预成型金属层，然后在绝缘基材的表面印刷白色油墨以形成反射成，所述白色油墨用于提高光源反射率，再在绝缘基材上开孔20用于装配led芯片1，接着将金属基材31制作成预设的金属图案电路二，以在预成型金属层上再次加工开孔形成间隔的第一金属层301和第二金属层302，第二次制作电路的目的是加工孔位要基于步骤s213的切割孔位而定，使得制作的金属图案更精确跟led电极能形成预定的间距，最后在金属基材31表面处理加工焊接良好的材料以形成焊接薄膜层32。
70.优选的，所述焊接薄膜层32的材料为金、银、铜或锡等焊接良好的材料，厚度为0.001微米至5微米，采用化学镀、电镀、喷锡、沉金、溅射等工艺设于金属层3表面所述电极10底部表面和所述金属层3底部表面处于同一水平线上。所述的金属层的焊接面与led芯片1电极10的焊接面在同一水平线上，在金属层作为扩展焊盘时，便于将led芯片1电极10和金属层之间进行焊接，相比于现有结构二采用支架作为扩展焊盘，本技术的优势是结构简单、体积小，不需使用固晶焊料。
71.优选的，步骤s2中，开孔20尺寸的长宽比led芯片1尺寸的长宽各大0.5微米至80微米，led芯片1的电极10与金属基材31之间形成间距大于0.5微米、小于80微米，当距离小于0.5微米时容易造成电迁移，影响产品性能，当距离大于80微米时，会提高led芯片1电极10和金属基材31之间焊接难度，所述金属基材31与所述电极10之间的间距由所述荧光胶4填充，通过荧光胶4封装，使得金属基材31与led芯片1电极10之间有间距。
72.优选的，步骤s2中，所述的金属基材31的材质为单材质材料或合金材料，所述单材质材料为金、银、铜、铁、铝或锡，厚度为的厚度为1微米至100微米，当厚度小于1微米时会导致厚度过薄焊接效果差，当厚度超过100微米时导致厚度过厚增大结构了体积，更优选10微米至40微米，通过金属层3充当led芯片1电极10的扩展焊盘。
73.优选的，所述绝缘基材为pi薄膜、pet薄膜、pc薄膜、ps薄膜中的单一或任意组合层叠结构，厚度为8微米至25微米，用于充当金属层3加工载体，同时绝缘载体层2上开设有开孔20，led芯片1装配在开孔内，且led芯片1和金属层3之间具有间距。
74.优选的，步骤s4中，荧光胶4为混有荧光粉的封装胶，所述的封装胶为硅胶、改性硅树脂或环氧树脂，所述的荧光粉为掺杂的铝酸盐、掺杂的硅酸盐、掺杂的氮化物、掺杂的氟化物、掺杂的硫化物中一种或多种材料，所述的荧光粉在荧光胶4内的重量占比为20％至75％。
75.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种csp灯珠封装结构，其特征在于，包括：led芯片(1)，其底部设有电极(10)；绝缘载体层(2)，其设于所述led芯片(1)周侧；金属层(3)，其设于所述绝缘载体层(2)底部，并与所述电极(10)具有间距；荧光胶(4)，其封装所述led芯片(1)、所述绝缘载体层(2)和所述金属层(3)，并使所述电极(10)底部表面和所述金属层(3)底部表面裸露。2.根据权利要求1所述的一种csp灯珠封装结构，其特征在于：所述电极(10)底部表面和所述金属层(3)底部表面处于同一水平线上。3.根据权利要求1所述的一种csp灯珠封装结构，其特征在于：所述电极(10)与所述金属层(3)之间的间距大于0.5微米、小于80微米。4.根据权利要求1或3所述的一种csp灯珠封装结构，其特征在于：所述金属层(3)与所述电极(10)之间的间距由所述荧光胶(4)填充。5.根据权利要求1所述的一种csp灯珠封装结构，其特征在于：所述的金属层(3)包含一层或多层金属基材(31)，所述的金属基材(31)为单材质材料或合金材料，所述单材质材料为金、银、铜、铁、铝或锡。6.根据权利要求1或5所述的一种csp灯珠封装结构，其特征在于：所述的金属层(3)的厚度为1微米至100微米。7.根据权利要求5所述的一种csp灯珠封装结构，其特征在于：所述金属基材(31)的底部表面还设有焊接薄膜层(32)，所述焊接薄膜层(32)的材料为金、银、铜或锡，所述焊接薄膜层(32)的厚度为0.001微米至5微米。8.根据权利要求1所述的一种csp灯珠封装结构，其特征在于：所述绝缘载体层(2)包含一层或多层绝缘基材(21)，所述绝缘基材(21)为pi薄膜、pet薄膜、pc薄膜、ps薄膜中的单一或任意组合层叠结构，所述绝缘载体层(2)的厚度为8微米至25微米。9.根据权利要求1或8所述的一种csp灯珠封装结构，其特征在于：所述绝缘载体层(2)与所述荧光胶(4)的接触面设有反射层(22)，所述反射层(22)为白色油墨，所述反射层(22)的厚度为0.05微米至15微米。10.根据权利要求1所述的一种csp灯珠封装结构，其特征在于：所述电极(10)包括间隔设置的第一电极(101)和第二电极(102)；所述金属层(3)包括间隔设置的第一金属层(301)和第二金属层(302)，且所述第一金属层(301)间隔设于所述第一电极(101)周侧，所述第二金属层(302)间隔设于所述第二电极(102)周侧。

技术总结
本申请提供一种CSP灯珠封装结构，通过在LED芯片周侧设置绝缘载体层，绝缘载体层底部设置有与LED芯片电极具有间距的金属层，通过荧光胶将LED芯片、绝缘载体层和所述金属层封装，本申请通过在LED芯片电极侧间隔设置金属层，通过金属层充当LED芯片电极的扩展焊盘，增大了CSP的可焊接面积，可以有效地改善现有CSP封装结构一有效焊接面积较小问题，增加CSP后端产品的可靠性及生产良率，同时相比于现有CSP封装结构二，本项目的CSP封装结构没有固晶焊料，可以有效的避免后段温度过高引起的CSP固晶焊料二次熔融的问题，解放后端产品的温度局限，适用于多次回流焊的复杂工艺。适用于多次回流焊的复杂工艺。适用于多次回流焊的复杂工艺。


技术研发人员：皮保清 王洪贯 石红丽
受保护的技术使用者：中山市木林森电子有限公司
技术研发日：2021.09.07
技术公布日：2022/3/8