CN113851574A - 一种led封装结构体及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了LED封装结构体制作方法，包括一次性制作完整的铜杯，铜杯的内壁为光滑的表面；在基板上对应设置LED芯片和铜杯的区域形成助焊剂；将LED芯片和铜杯通过助焊剂固定在基板上；将玻璃片固定在铜杯的开口处，得到LED封装结构体。本申请中制作方法单独制作出完整的铜杯，铜杯是一次性制作出来的，且铜杯的内壁为光滑的表面，避免铜杯表面出现波纹、凹凸不平，提升铜杯的工艺精度和良率，再将铜杯和LED芯片固定在基板上，并将玻璃片固定在铜杯的开口处，当LED封装结构体发出光线时，光线在铜杯的光滑侧壁发生反射的效果增强，进而提升LED封装结构体的出光效率。本申请还提供一种具有上述优点的LED封装结构体。
Description
技术领域
本申请涉及LED技术领域，特别是涉及一种LED封装结构体及其制作方法。
背景技术
目前LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)封装结构体在制作过程中，先将LED芯片与基板结合，然后在基板上采用多次电镀的方式在LED芯片的周围制作一定厚度的铜杯，铜杯制作完成后，在铜杯上面粘贴一块玻璃片。
多次电镀制作铜杯的方式工艺比较复杂，并且每次电镀是在前一次电镀铜层的基础上进行，多次电镀后会出现铜层的对位出现偏移、毛边等问题，工艺精度及良率都较低，且由于铜杯内壁凹凸不平，对照射到内壁上的光线反射差，影响封装结构体的出光率。
因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。
发明内容
本申请的目的是提供一种LED封装结构体及其制作方法，以提高LED封装结构体的良率和出光率。
为解决上述技术问题，本申请提供一种LED封装结构体制作方法，包括：
一次性制作完整的铜杯，所述铜杯的内壁为光滑的表面；
在基板上对应设置LED芯片和所述铜杯的区域形成助焊剂；
将所述LED芯片和所述铜杯通过所述助焊剂固定在所述基板上；
将玻璃片固定在所述铜杯的开口处，得到LED封装结构体。
可选的，所述一次性制作完整的铜杯包括：
通过冲压模具，冲压加工得到所述铜杯。
可选的，所述在基板上对应设置LED芯片和所述铜杯的区域形成助焊剂之前，还包括：
在所述基板的上表面涂覆掩膜胶；
对所述掩膜胶进行曝光、显影，以保留对应所述LED芯片区域的所述掩膜胶；
在所述基板的上表面显影掉所述掩膜胶的区域形成反射层；
去除所述基板上剩余的所述掩膜胶。
可选的，所述将所述LED芯片和所述铜杯通过所述助焊剂固定在所述基板上之前，还包括：
在所述铜杯的内表面形成所述反射层。
可选的，当所述LED芯片为UVC LED芯片时，所述反射层为铝反射层。
可选的，当所述LED芯片以正装形式固定在所述基板上时，所述将所述LED芯片和所述铜杯通过所述助焊剂固定在所述基板上之后，还包括：
在所述LED芯片的电极与所述基板之间焊接导线。
本申请还提供一种LED封装结构体，所述LED封装结构体采用上述所述的LED封装结构体制作方法制得，所述LED封装结构体包括：
基板；
设于所述基板上表面的LED芯片和铜杯；
设于所述铜杯开口处的玻璃片。
可选的，所述铜杯的内壁呈倾斜的表面。
可选的，还包括：
设于所述铜杯的所述内壁的反射层。
可选的，还包括：
设于所述基板和所述铜杯之间的反射层。
本申请所提供的一种LED封装结构体制作方法，包括：一次性制作完整的铜杯，所述铜杯的内壁为光滑的表面；在基板上对应设置LED芯片和所述铜杯的区域形成助焊剂；将所述LED芯片和所述铜杯通过所述助焊剂固定在所述基板上；将玻璃片固定在所述铜杯的开口处，得到LED封装结构体。
可见，本申请中的LED封装结构体制作方法单独制作出完整的铜杯，铜杯是一次性制作出来的，且铜杯的内壁为光滑的表面，避免铜杯表面出现波纹、凹凸不平，提升铜杯的工艺精度和良率，再将铜杯和LED芯片固定在基板上，并将玻璃片固定在铜杯的开口处，当LED封装结构体发出光线时，光线在铜杯的光滑侧壁发生反射的效果增强，进而提升LED封装结构体的出光效率。
此外，本申请还提供一种具有上述优点的LED封装结构体。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种LED封装结构体制作方法的流程图；
图2为本申请实施例所提供的另一种LED封装结构体制作方法的流程图；
图3为本申请实施例中铜杯的俯视图；
图4为本申请实施例中基板上形成反射层和锡膏后的俯视图；
图5为本申请实施例所提供的＝一种LED封装结构体的结构示意图；
图6为本申请实施例所提供的另一种LED封装结构体的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
正如背景技术部分所述，目前多次电镀制作铜杯的方式工艺比较复杂，并且每次电镀是在前一次电镀铜层的基础上进行，多次电镀后会出现铜层的对位出现偏移、毛边等问题，工艺精度及良率都较低，且由于铜杯内壁凹凸不平，对照射到内壁上的光线反射差，影响封装结构体的出光率。
有鉴于此，本申请提供了一种LED封装结构体制作方法，请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种LED封装结构体制作方法的流程图，该方法包括：
步骤S101：一次性制作完整的铜杯，所述铜杯的内壁为光滑的表面。
本申请中对一次性制作出完整铜杯的方式不做限定，可自行选择。可选的，所述一次性制作完整的铜杯包括：通过冲压模具，冲压加工得到所述铜杯。相较于多次电镀制作铜杯的方式，冲压加工制作铜杯的方式，工艺简单，制作速度快，并且生产成本低。或者，采用蚀刻的方式一次性加工出完整的铜杯。
现有技术中采用电镀工艺制作的铜杯，其内壁是竖直的，垂直于基板表面，本申请铜杯内壁既可以竖直的，也可以为倾斜的，倾斜角度可自行设置，优选地，倾斜角度在45°～60°。当铜杯内壁为倾斜的表面时，可以增加LED封装结构体的出光效率。
步骤S102：在基板上对应设置LED芯片和所述铜杯的区域形成助焊剂。
本申请中对在基板上形成助焊剂的方式不做限定，根据助焊剂的种类而定。例如，当助焊剂为锡膏或者绝缘胶时，可以采用丝网印刷的方式在基板上对应设置LED芯片和铜杯的区域印刷助焊剂；当助焊剂为金锡合金时，可以采用蒸镀的方式在基板上对应设置LED芯片和铜杯的区域形成助焊剂。
步骤S103：将所述LED芯片和所述铜杯通过所述助焊剂固定在所述基板上。
其中，LED芯片包括但不限于UVC LED芯片、红光LED芯片、蓝光LED芯片、绿光LED芯片等，具体根据需要进行设置。
需要说明的是，本申请中对LED芯片固定在基板上的方式不做限定，视情况而定。例如，LED芯片可以以倒装形式固定在基板上，或者以正装形式固定在基板上。
当LED芯片以倒装形式固定在基板上时，可以采用共晶焊接的方式将LED芯片固定在基板上，其中共晶的方式可以为回流焊或者热压等方式。LED芯片的电极通过助焊剂与基板电连接。
当LED芯片以正装形式固定在基板上时，所述将所述LED芯片和所述铜杯通过所述助焊剂固定在所述基板上之后，还包括：
在所述LED芯片的电极与所述基板之间焊接导线。
步骤S104：将玻璃片固定在所述铜杯的开口处，得到LED封装结构体。
玻璃片一般采用胶粘的形式固定在铜杯的开口处。当LED芯片可以为UVC LED芯片时，玻璃片为石英玻璃片。
本申请中的LED封装结构体制作方法单独制作出完整的铜杯，铜杯是一次性制作出来的，且铜杯的内壁为光滑的表面，避免铜杯表面出现波纹、凹凸不平，提升铜杯的工艺精度和良率，再将铜杯和LED芯片固定在基板上，并将玻璃片固定在铜杯的开口处，当LED封装结构体发出光线时，光线在铜杯的光滑侧壁发生反射的效果增强，进而提升LED封装结构体的出光效率。
请参考图2，图2为本申请实施例所提供的另一种LED封装结构体制作方法的流程图。
步骤S201：一次性制作完整的铜杯，所述铜杯的内壁为光滑的表面。
步骤S202：在所述基板的上表面涂覆掩膜胶。
掩膜胶可以为光刻胶，或者UV(Ultraviolet，紫外)胶。
本步骤中掩膜胶涂覆在基板的整个上表面，为了提升掩膜胶厚度的均匀性，可以采用旋涂的方式。
步骤S203：对所述掩膜胶进行曝光、显影，以保留对应所述LED芯片区域的所述掩膜胶。
本步骤中基板上对应设置LED芯片的区域仍然有掩膜胶，其他区域的掩膜胶被显影掉。
步骤S204：在所述基板的上表面显影掉所述掩膜胶的区域形成反射层。
需要指出的是，本申请中对形成反射层的方式不做限定，可自行选择。例如，可以采用电镀方式，或者蒸镀方式，或者磁控溅射方式等。
还需要说明的是，本申请中对反射层的材料也不做具体限定，根据LED封装结构体的发光种类而定。例如，当LED封装结构体为UVC LED封装结构体时，反射层的材料可以为铝、铜、金，优选的，当所述LED芯片为UVC LED芯片时，所述反射层为铝反射层，铝对UVC光线的反射率最高，约99％，可以最大化的提升LED封装结构体的出光效率；当LED封装结构体为红光LED封装结构体时，反射层的材料可以为银、银锡合金等。
步骤S205：去除所述基板上剩余的所述掩膜胶。
步骤S206：在基板上对应设置LED芯片的区域和反射层上对应设置所述铜杯的区域形成助焊剂。
当基板上形成有反射层时，铜杯设置在反射层上。
步骤S207：将所述LED芯片和所述铜杯通过所述助焊剂分别固定在所述基板和反射层上。
步骤S208：将玻璃片固定在所述铜杯的开口处，得到LED封装结构体。
本实施例中的LED封装结构体制作方法在基板上LED芯片的周围设置反射层，可以增强对LED芯片四周的光线的反射，从而提升LED封装结构体的出光效率。
进一步的，在本申请的一个实施例中，所述将所述LED芯片和所述铜杯通过所述助焊剂固定在所述基板上之前，还包括：
在所述铜杯的内表面形成所述反射层。
需要指出的是，本申请中对形成反射层的方式不做限定，可自行选择。例如，可以采用电镀方式，或者蒸镀方式，或者磁控溅射方式等。
在本实施例中，在基板上LED芯片的周围以及铜杯的内壁均设置反射层，不仅增强对LED芯片四周的光线的反射，还可以增强对照射到铜杯内壁光线的反射，进一步提升LED封装结构体的出光效率。
可以理解的是，为了提升LED器件的制作效率，多个基板以基板阵列的形式，相应的固晶时多个LED芯片、多个铜杯的焊接同时操作，然后粘贴玻璃片，最后对基板阵列进行切割，得到单个的LED封装结构体。
下面以UVC LED芯片为例，对本申请中的LED封装结构体制作方法进行阐述。
步骤1、在DPC(Direct plating copper，直接镀铜)氮化铝陶瓷基板上表面(Direct plating copper，直接镀铜)光刻胶，通过曝光、显影的方式把DPC氮化铝陶瓷基板上放置UVC LED芯片的区域预留出来，UVC LED芯片以外的区域的光刻胶显影掉；
步骤2、采用电镀或者蒸镀或者测控溅射方式在步骤1中DPC氮化铝陶瓷基板显影区域制作一层铝反射层；
步骤3、将用于放置UVC LED芯片的区域的光刻胶显影掉，漏出UVCLED芯片的固晶区域；
步骤4、通过冲压模具，冲压制作出一定规格的铜杯，铜杯内壁为倾斜的表面，倾斜角度为45°，并在铜杯内壁制作一层铝反射层6，铜杯阵列的俯视图如图3所示；
步骤5、请参考图4，将DPC氮化铝陶瓷基板1表面按照一定规则，通过钢网印刷工艺印刷一层锡膏8，锡膏8位于铝反射层6上，固晶区域7没有铝反射层；
步骤6、将UVC LED芯片通过助焊剂与DPC氮化铝陶瓷基板进行共晶结合；
步骤7、将铜杯和DPC氮化铝陶瓷基板通过对位MARK点贴合；
步骤8、UVC LED芯片与DPC氮化铝陶瓷基板通过共晶结合，铜杯和DPC氮化铝陶瓷基板通过锡膏焊接结合，共晶温度在300℃左右，共晶的方式可以采用回流焊、热压等方式；
步骤9、通过粘接胶把石英玻璃片盖在铜杯开口处，得到LED封装结构体阵列；
步骤10、将UVC LED封装结构体阵列沿着DPC氮化铝陶瓷基板上的切割对位线进行切割，然后UV光照射脱膜成独立的小颗UVC LED封装结构体；
步骤11、测试编带，将小颗的UVC LED封装结构体按照波长、电压、光功率等参数进行测试分档然后编带；
步骤12、入库。
相较于现有的UVC LED封装结构体，本方法制得的UVC LED封装结构体的出光效率提升40％以上。
本申请还提供一种LED封装结构体，如图5所示，所述LED封装结构体采用如权利要求1所述的LED封装结构体制作方法制得，所述LED封装结构体包括：
基板1；
设于所述基板1上表面的LED芯片3和铜杯2；
设于所述铜杯2开口处的玻璃片4。
其中，基板1包括但不限于陶瓷基板、金属板、BT(Bismaleimide Triazine)板，其中陶瓷基板的表面设置有铜和金线路层11。
需要说明的是，本申请中对LED芯片3的种类不做限定，根据需要自行设置。例如，LED芯片3可以为UVC LED芯片、红光LED芯片、蓝光LED芯片、绿光LED芯片等等。当LED芯片3可以为UVC LED芯片时，玻璃片4为石英玻璃片。
还需要说明的是，本申请中对LED芯片3在基板1上的设置形式不做限定，例如LED芯片3可以以正装形式固定在基板1上，或者以倒装形式固定在基板1。LED芯片3的电极31需要与基板1实现电连接。
还需要说明的是，本申请中对铜杯2内壁是否倾斜不做限定，铜杯2内壁呈竖直的表面，或者所述铜杯2的内壁呈倾斜的表面，倾斜角度可自行设置，优选地，倾斜角度在45°～60°。当铜杯2内壁为倾斜的表面时，可以增加LED封装结构体的出光效率。
玻璃板4一般通过粘结剂5固定在铜杯2的开口处。
本申请中的LED封装结构体，在制作时单独制作出完整的铜杯2，铜杯2是一次性制作出来的，且铜杯2的内壁为光滑的表面，避免铜杯2表面出现波纹、凹凸不平，提升铜杯2的工艺精度和良率，再将铜杯2和LED芯片3固定在基板1上，并将玻璃片4固定在铜杯2的开口处，当LED封装结构体发出光线时，光线在铜杯2的光滑侧壁发生反射的效果增强，进而提升LED封装结构体的出光效率。
请参考图6，图6为本申请实施例所提供的另一种LED封装结构体的结构示意图。在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，LED封装结构体还包括：
设于所述铜杯2的所述内壁的反射层6。
铜杯2内壁的反射层6可以增强对照射到铜杯2内壁光线的反射，进一步提升LED封装结构体的出光效率。
进一步的，LED封装结构体还包括：
设于所述基板1和所述铜杯2之间的反射层6。
需要说明的是，本申请中对反射层6的材料也不做具体限定，根据LED封装结构体的发光种类而定。例如，当LED封装结构体为UVC LED封装结构体时，反射层6的材料可以为铝、铜、金，优选的，当所述LED芯片3为UVC LED芯片3时，所述反射层6为铝反射层6，铝对UVC光线的反射率最高，约99％，可以最大化的提升LED封装结构体的出光效率；当LED封装结构体为红光LED封装结构体时，反射层6的材料可以为银、银锡合金等。
在本实施例中，在基板1上LED芯片3的周围以及铜杯2的内壁均设置反射层6，不仅增强对LED芯片3四周的光线的反射，还可以增强对照射到铜杯2内壁光线的反射，进一步提升LED封装结构体的出光效率。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上对本申请所提供的LED封装结构体及其制作方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种LED封装结构体制作方法，其特征在于，包括：
一次性制作完整的铜杯，所述铜杯的内壁为光滑的表面；
在基板上对应设置LED芯片和所述铜杯的区域形成助焊剂；
将所述LED芯片和所述铜杯通过所述助焊剂固定在所述基板上；
将玻璃片固定在所述铜杯的开口处，得到LED封装结构体。
2.如权利要求1所述的LED封装结构体制作方法，其特征在于，所述一次性制作完整的铜杯包括：
通过冲压模具，冲压加工得到所述铜杯。
3.如权利要求1所述的LED封装结构体制作方法，其特征在于，所述在基板上对应设置LED芯片和所述铜杯的区域形成助焊剂之前，还包括：
在所述基板的上表面涂覆掩膜胶；
对所述掩膜胶进行曝光、显影，以保留对应所述LED芯片区域的所述掩膜胶；
在所述基板的上表面显影掉所述掩膜胶的区域形成反射层；
去除所述基板上剩余的所述掩膜胶。
4.如权利要求3所述的LED封装结构体制作方法，其特征在于，所述将所述LED芯片和所述铜杯通过所述助焊剂固定在所述基板上之前，还包括：
在所述铜杯的内表面形成所述反射层。
5.如权利要求4所述的LED封装结构体制作方法，其特征在于，当所述LED芯片为UVCLED芯片时，所述反射层为铝反射层。
6.如权利要求1至5任一项所述的LED封装结构体制作方法，其特征在于，当所述LED芯片以正装形式固定在所述基板上时，所述将所述LED芯片和所述铜杯通过所述助焊剂固定在所述基板上之后，还包括：
在所述LED芯片的电极与所述基板之间焊接导线。
7.一种LED封装结构体，其特征在于，所述LED封装结构体采用如权利要求1所述的LED封装结构体制作方法制得，所述LED封装结构体包括：
基板；
设于所述基板上表面的LED芯片和铜杯；
设于所述铜杯开口处的玻璃片。
8.如权利要求7所述的LED封装结构体，其特征在于，所述铜杯的内壁呈倾斜的表面。
9.如权利要求8所述的LED封装结构体，其特征在于，还包括：
设于所述铜杯的所述内壁的反射层。
10.如权利要求7至9任一项所述的LED封装结构体，其特征在于，还包括：
设于所述基板和所述铜杯之间的反射层。
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