CN211654858U - 一种晶片封装用的围坝陶瓷基板和晶片封装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种晶片封装用的围坝陶瓷基板和晶片封装结构。晶片封装结构包括玻璃盖板、围坝陶瓷基板和晶片；围坝陶瓷基板包括陶瓷基板和由围坝基板制作的围坝，陶瓷基板包括陶瓷板和布置在陶瓷板表面的金属化图形层，围坝固定在陶瓷基板的顶面；围坝基板采用覆铜板，覆铜板包括铜箔和含有树脂的基板；围坝的内孔覆盖有金属层，紫外LED芯片贴装于陶瓷板顶面的金属化图形层上，玻璃盖板固定在围坝的顶部。本实用新型利用覆铜板作为围坝基板，在加工过程中不易变形翘曲，围坝基板便于加工和分切，不损伤刀具；围坝孔内壁的金属层可以反射晶片发出的光，晶片的发光效率高。
Description
[技术领域]
本实用新型涉及晶片封装，尤其涉及一种晶片封装用的围坝陶瓷基板和晶片封装结构。
[背景技术]
紫外发光二极管(UV-LED)具有节能环保、寿命长、体积小、波长可控等优势。其中，深紫外LED的发光波长小于300nm，可应用于杀菌消毒、水净化、生化检测等领域。
三维陶瓷基板上的金属围坝可以通过直接电镀铜工艺制作，金属围坝的高度为400μm至800μm，需要多次电镀，工艺复杂、成本高，多次电镀的应力使基板容易产生翘曲、拉裂、断板等缺陷。单颗制作、单颗贴合的围坝，组装的工艺难度大，生产效率低，围坝的贴合精度低。
申请号为CN201610944502.9的发明公开一种紫外LED封装用的围坝陶瓷基板制备方法，包括有以下步骤：(1)在陶瓷基板的表面制作多个独立线路，各个独立线路彼此间隔分开；在围坝基板上开设多个通孔，各个通孔在底端的内径大于独立线路的最大宽度；(2)在围坝基板的底面涂胶形成一粘结层；(3)使粘结层夹设于围坝基板的底面和陶瓷基板的表面之间；(4)待粘结层凝固后，对叠合固定在一起的陶瓷基板和围坝基板进行分切而得到成品。
该发明对叠合固定在一起的陶瓷基板和围坝基板进行分切而得到成品，提高了围坝的生产效率，但发明的围坝基板为金属或陶瓷材质，存在以下缺陷：金属围坝基板加工围坝内孔或分切的难度大，成本高；带有围坝内孔的陶瓷围坝基板在烧结过程中容易变形翘曲，而且陶瓷围坝会吸收晶片发出的紫外光，影响紫外LED晶片的发光效率。
[发明内容]
本实用新型要解决的技术问题是提供一种围坝基板不易变形、易于加工和分切、晶片发光效率高的晶片封装用的围坝陶瓷基板。
本实用新型要解决的技术问题是提供一种围坝基板不易变形、易于加工和分切、发光效率高的晶片封装结构。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种晶片封装用的围坝陶瓷基板，包括陶瓷基板和由围坝基板制作的围坝，陶瓷基板包括陶瓷板和布置在陶瓷板表面的金属化图形层，围坝固定在陶瓷基板的顶面；所述的围坝基板采用覆铜板，所述的覆铜板包括铜箔和含有树脂的基板；围坝的内孔覆盖有金属层。
以上所述的围坝陶瓷基板，围坝通过粘接层或焊接层固定在陶瓷板的顶面上、金属化图形层种子金属薄层的顶面上或金属化图形层成品铜厚的顶面上；当围坝通过粘接层固定在陶瓷基板的顶面时，围坝的内孔覆盖的金属层向下延伸，并覆盖所述粘接层的内周。
以上所述的围坝陶瓷基板，所述的覆铜板为单面覆铜板或双面覆铜板，当覆铜板为单面覆铜板时，覆铜板的铜箔布置在围坝的顶部。
以上所述的围坝陶瓷基板，围坝的内孔为阶梯孔，围坝基板包括单块的双面覆铜板或层叠的两块单面覆铜板，当围坝基板为层叠的两块单面覆铜板时，两块单面覆铜板的基板相对并粘接；阶梯孔的小孔开在下层的单面覆铜板上，阶梯孔的大孔开在上层的单面覆铜板上。
以上所述的围坝陶瓷基板，围坝的顶面覆盖有金属层，或围坝的顶面与外周覆盖有金属层。
一种晶片封装结构，包括玻璃盖板、三维陶瓷基板和晶片，所述的三维陶瓷基板为上述的围坝陶瓷基板，所述的晶片贴装于陶瓷板顶面的金属化图形层上，玻璃盖板固定在围坝的顶部。
以上所述的晶片封装结构，玻璃盖板底面的外沿包括环形的可焊金属层，玻璃盖板底面的可焊金属层与围坝的顶部焊接；围坝通过粘接层或焊接层固定在陶瓷板的顶面上、金属化图形层种子金属薄层的顶面上或金属化图形层成品铜厚的顶面上；当围坝通过粘接层固定在陶瓷基板的顶面时，围坝的内孔覆盖的金属层向下延伸，并覆盖所述粘接层的内周。
以上所述的晶片封装结构，围坝的内孔为上大下小的阶梯孔，玻璃盖板嵌入到围坝阶梯孔的大孔中；玻璃盖板底面的可焊金属层与阶梯孔台阶上的金属层焊接。
以上所述的晶片封装结构，玻璃盖板底面与围坝的顶部粘接。
以上所述的晶片封装结构，围坝的内孔为上大下小的阶梯孔，玻璃盖板嵌入到围坝阶梯孔的大孔中；玻璃盖板底面与阶梯孔台阶的顶面粘接。
本实用新型利用覆铜板作为围坝基板，在加工过程中不易变形翘曲，围坝基板便于加工和分切，不损伤刀具；围坝孔内壁的金属层可以反射晶片发出的光，晶片的发光效率高；本实用新型的围坝陶瓷基板和晶片封装结构可用于紫外LED、VCSEL二极管和晶振等晶片的封装。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型实施例1紫外LED的剖面图。
图2是本实用新型实施例2紫外LED的剖面图。
图3是本实用新型实施例3紫外LED的剖面图。
图4是本实用新型实施例4紫外LED的剖面图。
图5是本实用新型实施例5紫外LED的剖面图。
图6是本实用新型实施例6紫外LED的剖面图。
图7是本实用新型实施例7紫外LED的剖面图。
图8是本实用新型实施例8紫外LED的剖面图。
图9是本实用新型实施例9紫外LED的剖面图。
图10是本实用新型实施例10紫外LED的剖面图。
[具体实施方式]
本实用新型实施例1紫外LED的结构如图1所示，包括玻璃盖板10、围坝陶瓷基板(三维陶瓷基板)和紫外LED芯片20。围坝陶瓷基板包括陶瓷基板30和由围坝基板制作的围坝40。陶瓷基板30包括陶瓷板31和布置在陶瓷板31上下表面的金属化图形层32，紫外LED芯片20贴装于陶瓷板31上表面的金属化图形层32的电极322上。围坝基板采用双面覆铜板，包括上铜箔42、下铜箔43和含树脂的基板41，含树脂的基板41可以是在增强材料(如玻纤布)的基础上浸以树脂的基板，也可以是纯树脂的基板，还是以是在树脂中含有少量增强材料的基板。基板41的树脂可以采用BT树脂、改性环氧树脂或PI树脂，以耐受260℃至320℃的加工温度。围坝40通过粘接层(或焊接层)01固定在金属化图形层32成品铜厚321的顶面上。围坝40的内孔覆盖有金属层44，顶面覆盖有金属层45，围坝40的内孔覆盖的金属层44的下端向下延伸至陶瓷板31的上表面，覆盖粘接层01的内周和成品铜厚321的内周，以防止粘接层01因光照老化。玻璃盖板10底面的外沿有一圈环形的可焊金属层11，玻璃盖板10底面的可焊金属层11通过焊接层02与围坝40的顶部的金属层45焊接。
本实用新型实施例1的围坝基板也可以采用单面覆铜板。当覆铜板为单面覆铜板时，覆铜板的铜箔布置在围坝40的顶部，覆铜板的基板通过粘接层01固定在金属化图形层32成品铜厚321的顶面上。
本实用新型实施例1围坝陶瓷基板的制作和紫外LED封装的工作过程如下：
101)对作为围坝基板的双面覆铜板加工定位孔，用模具冲切出围坝内孔(或钻切围坝内孔)；
102)围坝基板的围坝内孔进行导电化处理，如进行金属化处理，使孔内壁覆上一层金属；
103)围坝基板的铜箔通过涂敷感光材料、曝光、显影、蚀刻，将纵横交叉的切割道蚀刻出来；
104)利用板边定位孔进行铆钉固定定位，整片的围坝基板与整片的陶瓷板31用胶膜(粘接层01)粘合；胶膜采用填充金属粒子的导电胶，或对其孔的内沿进行导电化处理，以便电镀金属层：
105)围坝40与陶瓷板31一起进行整片电镀，使围坝40孔的内壁和顶面电镀上金属层，围坝孔的内壁的金属层可以防止围坝孔内壁吸光老化，降低紫外LED的发光效率；
106)对整片围坝基板进行刀片切割，在整板的陶瓷板31上分割出独立的围坝40，切割时刀片不伤及底部的陶瓷板31，完成供紫外LED封装用的、整板的围坝陶瓷基板；
107)在陶瓷板31上表面金属化图形层32的电极322上进行紫外LED芯片20焊接；
108)在围坝40顶面设置焊接层02(焊锡层)，在玻璃盖板10底面的外与围坝40接触位置电镀或丝印可焊金属层11(银层、金层或铜层)；
109)通过回流焊进行玻璃盖板10与围坝40顶部的焊接，完成整板的紫外LED封装；
1010)对整板的紫外LED进行单颗分割，得到单颗的紫外LED产品。
本实用新型实施例1用双面覆铜板作为围坝基板，双面覆铜板在加工过程中不易变形翘曲，围坝基板的铜箔的纵横交叉的切割道可以提前蚀刻出来，便于加工和分切，不会损伤刀具；围坝孔的内壁电镀有金属层，金属层可以反射紫外LED发出的紫外光，紫外LED的发光效率高。
本实用新型实施例2紫外LED的结构如图2所示，实施例2紫外LED的结构与实施例1的区别仅仅在于，实施例2的围坝40通过粘接层01固定在金属化图形层32的种子金属薄层323的顶面上。
本实用新型实施例3紫外LED的结构如图3所示，实施例3紫外LED的结构与实施例1的区别仅仅在于，实施例3的围坝40通过粘接层01直接固定在陶瓷板31的顶面上。
本实用新型实施例4紫外LED的结构如图4所示，实施例4紫外LED的结构与实施例1的区别在于，围坝40的内孔为上大下小的阶梯孔，围坝基板采用层叠的两块单面覆铜板40A和40B，两块单面覆铜板40A和40B的基板相对并粘接在一起。阶梯孔的小孔开在下层的单面覆铜板40A上，阶梯孔的大孔开在上层的单面覆铜板40B上。玻璃盖板10嵌入到围坝40阶梯孔的大孔中。玻璃盖板10底面的可焊金属层11通过焊接层02与阶梯孔台阶上的金属层46焊接。
当阶梯孔为圆孔时，围坝基板也可以采用单块双面覆铜板，此时，围坝40的阶梯内孔采用控深钻孔方式加工。
本实用新型实施例4紫外LED在步骤109)中需要将玻璃盖板10事先切割成小颗，分别嵌入到围坝40的阶梯孔中再进行焊接。
本实用新型实施例5紫外LED的结构如图5所示，实施例5紫外LED的结构与实施例4的区别仅仅在于，实施例5的围坝40通过粘接层01固定在金属化图形层32的种子金属薄层323的顶面上。
本实用新型实施例6紫外LED的结构如图6所示，实施例6紫外LED的结构与实施例4的区别仅仅在于，实施例6的围坝40通过粘接层01直接固定在陶瓷板31的顶面上。
本实用新型实施例7紫外LED的结构如图7所示，实施例7紫外LED的结构与实施例1的区别在于，围坝40的外周覆盖有金属层47，其加工过程与实施例1不同的是，先对整片围坝基板进行刀片切割，在整板的陶瓷板31上分割出独立的围坝40，然后围坝40与陶瓷板31一起进行整片电镀，使围坝40孔的内壁、顶面和外周分别电镀上金属层44、金属层45和金属层47。
本实用新型实施例8紫外LED的结构如图8所示，实施例8紫外LED的结构与实施例4的区别在于，围坝40的外周覆盖有金属层47，其加工过程与实施例1不同的是，先对整片围坝基板进行刀片切割，在整板的陶瓷板31上分割出独立的围坝40，然后围坝40与陶瓷板31一起进行整片电镀，使围坝40孔的内壁、顶面和外周分别电镀上金属层44、金属层45和金属层47。
本实用新型实施例9紫外LED的结构如图9所示，实施例9紫外LED的结构与实施例1的区别在于，玻璃盖板10底面的外沿不需要覆盖可焊金属层11，玻璃盖板10底面直接与围坝40的顶部通过粘接层03粘接，而不是焊接，因为围坝40的顶部有内沿未封闭的粘接层03，所以围坝40的内孔覆盖的金属层可以不下延伸至陶瓷板31的上表面，覆盖粘接层01的内周和成品铜厚321的内周。
本实用新型实施例10紫外LED的结构如图10所示，实施例10紫外LED的结构与实施例4的区别在于，玻璃盖板10底面不需要覆盖可焊金属层11层，玻璃盖板10底面直接与围坝40阶梯孔台阶上的金属层通过粘接层03粘接，而不是焊接，因为围坝40的顶部有内沿未封闭的粘接层03，所以围坝40的内孔覆盖的金属层可以不向下延伸至陶瓷板31的上表面，覆盖粘接层01的内周和成品铜厚321的内周。
本实用新型以上实施例对围坝提前进行整片加工；再整片贴在陶瓷板上，利用定位孔整片固定对位，精度高；再整片对围坝进行刀片切割，全程都是整片的方式加工，生产效率高，人工成本低。
本实用新型以上实施例利用覆铜板作为围坝基板，覆铜板在加工过程中不易变形翘曲，围坝基板的铜箔的纵横交叉的切割道可以提前蚀刻出来，便于加工和分切，不会损伤刀具；围坝孔的内壁电镀有金属层，金属层可以反射紫外LED发出的紫外光，紫外LED的发光效率高。
本实用新型的围坝陶瓷基板和晶片封装结构可用于紫外LED、VCSEL(垂直腔面发射激光)二极管和晶振等晶片的封装。
Claims (10)
1.一种晶片封装用的围坝陶瓷基板，包括陶瓷基板和由围坝基板制作的围坝，陶瓷基板包括陶瓷板和布置在陶瓷板表面的金属化图形层，围坝固定在陶瓷基板的顶面；其特征在于，所述的围坝基板采用覆铜板，所述的覆铜板包括铜箔和含有树脂的基板；围坝的内孔覆盖有金属层。
2.根据权利要求1所述的围坝陶瓷基板，其特征在于，围坝通过粘接层或焊接层固定在陶瓷板的顶面上、金属化图形层种子金属薄层的顶面上或金属化图形层成品铜厚的顶面上；当围坝通过粘接层固定在陶瓷基板的顶面时，围坝的内孔覆盖的金属层向下延伸，并覆盖所述粘接层的内周。
3.根据权利要求1所述的围坝陶瓷基板，其特征在于，所述的覆铜板为单面覆铜板或双面覆铜板，当覆铜板为单面覆铜板时，覆铜板的铜箔布置在围坝的顶部。
4.根据权利要求1所述的围坝陶瓷基板，其特征在于，围坝的内孔为阶梯孔，围坝基板包括单块的双面覆铜板或层叠的两块单面覆铜板，当围坝基板为层叠的两块单面覆铜板时，两块单面覆铜板的基板相对并粘接；阶梯孔的小孔开在下层的单面覆铜板上，阶梯孔的大孔开在上层的单面覆铜板上。
5.根据权利要求1所述的围坝陶瓷基板，其特征在于，围坝的顶面覆盖有金属层，或围坝的顶面与外周覆盖有金属层。
6.一种晶片封装结构，包括玻璃盖板、三维陶瓷基板和晶片，其特征在于，所述的三维陶瓷基板为权利要求1所述的围坝陶瓷基板，所述的晶片贴装于陶瓷板顶面的金属化图形层上，玻璃盖板固定在围坝的顶部。
7.根据权利要求6所述的晶片封装结构，其特征在于，玻璃盖板底面的外沿包括环形的可焊金属层，玻璃盖板底面的可焊金属层与围坝的顶部焊接；围坝通过粘接层或焊接层固定在陶瓷板的顶面上、金属化图形层种子金属薄层的顶面上或金属化图形层成品铜厚的顶面上；当围坝通过粘接层固定在陶瓷基板的顶面时，围坝的内孔覆盖的金属层向下延伸，并覆盖所述粘接层的内周。
8.根据权利要求7所述的晶片封装结构，其特征在于，围坝的内孔为上大下小的阶梯孔，玻璃盖板嵌入到围坝阶梯孔的大孔中；玻璃盖板底面的可焊金属层与阶梯孔台阶上的金属层焊接。
9.根据权利要求6所述的晶片封装结构，其特征在于，玻璃盖板底面与围坝的顶部粘接。
10.根据权利要求9所述的晶片封装结构，其特征在于，围坝的内孔为上大下小的阶梯孔，玻璃盖板嵌入到围坝阶梯孔的大孔中；玻璃盖板底面与阶梯孔台阶的顶面粘接。
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