CN105591010B - Led芯片、led支架以及led芯片的封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED芯片，包括：LED支架，LED支架包括本体和设置在本体之上的一个或多个焊盘，每个焊盘具有凹槽；LED管芯，LED管芯设置在LED支架上，LED管芯具有一个或多个管脚；一个或多个导线，导线的第一端与LED管芯的一个管脚电性连接，导线的第二端与LED支架的焊盘中的一个凹槽连接；导电体，导电体填充在凹槽之中。本发明的LED芯片通过导电体将导线的第二端与焊盘电性连接，相当于增大了焊接面积，能够提高导线与焊盘的结合力，提升LED自身结构稳定性，降低由焊点异常导致死灯的概率。本发明还公开了一种LED支架和LED芯片的封装方法。
Description
技术领域
本发明涉及LED(Lighting Emitting Diode，发光二极管)制造技术领域，具体涉及一种LED芯片、用于LED芯片的LED支架，以及LED芯片的封装方法。
背景技术
LED有长寿命，无污染，低功耗等特点，它作为一种绿色环保灯具已经在逐步推广使用并得到广泛认可。现有LED芯片的结构如图1所示，主要包括LED支架1'、LED管芯2'、金线3'和封装胶体(图1中未示出)。该LED芯片的封装步骤为：固晶→银胶固化→焊线→封胶→胶水固化→冲切(切割)→测试→包装→入库。其中焊线工艺的目的是通过焊接金线3'的方式将LED管芯2'的管脚与LED支架1'上的焊盘连接，进而实现二者的电性导通。具体步骤：采用金线焊线机，首先将金线3'一端通过高压进行烧球，然后将烧好的金球压合在LED管芯2'的管脚上(第一焊点)，金线3'另一端拉到LED支架1'的焊盘位置，通过瓷嘴的纵向压力与使其与焊盘压合连接，在瓷嘴横向切力的作用下将金线3'压断，形成第二焊点。图1中金线3'位置的局部放大图如图2所示。由于上述焊线过程中第二焊点是通过纯物理的压合方式实现的，容易造成第二焊点金线薄弱且与焊盘间结合力较小。LED芯片在后续的回流焊等高温工艺中，容易出现因封装胶体膨胀造成的内部第二焊点D点断线或E点脱落的情况，进而导致LED产品死灯不良。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种焊接牢固、避免死灯情况的LED芯片，本发明的另一个目的在于提出一种用于前述LED芯片的LED支架，本发明的又一个目的在于提出一种焊接牢固、避免死灯情况的LED芯片的封装方法。
根据本发明第一方面实施例的LED芯片，可以包括：LED支架，所述LED支架包括本体和设置在所述本体之上的一个或多个焊盘，每个所述焊盘具有凹槽；LED管芯，所述LED管芯设置在所述LED支架上，所述LED管芯具有一个或多个管脚；一个或多个导线，所述导线的第一端与所述LED管芯的一个管脚电性连接，所述导线的第二端与所述LED支架的焊盘中的一个凹槽连接；导电体，所述导电体填充在所述凹槽之中。
本发明实施例的LED芯片中，通过导电体将导线的第二端与焊盘电性连接，相当于增大了焊接面积，能够提高导线与焊盘的结合力，提升LED自身结构稳定性，降低由第二焊点异常导致死灯的概率。
另外，根据本发明上述实施例的LED芯片还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一个实施例中，所述凹槽的底部尺寸大于顶部尺寸。凹槽采用上小下大的结构时，能够使焊接效果更牢固，导电体不脱落剥离，进而能够使得LED成品经过回流炉时，不会因为胶体高温膨胀造成金线第二焊点脱落或者导电体剥离。
在本发明的一个实施例中，所述凹槽的横切面为圆形，纵切面为梯形。该形状的凹槽具有对称美观、易于加工的优点。
在本发明的一个实施例中，所述导电体为导电银胶。
根据本发明第二方面实施例的用于前述LED芯片的LED支架，可以包括：本体；设置在本体之上的一个或多个焊盘，每个焊盘具有凹槽。
本发明实施例的用于LED芯片的LED支架，焊盘中设置有凹槽，该凹槽可以在未来焊接时容纳导电体，从而增大焊接面积、增强焊接结合力，进而提升LED自身结构稳定性。
另外，根据本发明上述实施例的用于LED芯片的LED支架还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一个实施例中，凹槽的底部尺寸大于顶部尺寸。
在本发明的一个实施例中，凹槽的横切面为圆形，纵切面为梯形。
根据本发明第三方面实施例的LED芯片的封装方法，可以包括步骤：提供上文公开的的LED支架；将LED管芯设置在LED支架上，LED管芯具有一个或多个管脚；提供一个或多个导线，将导线的第一端与LED管芯的一个管脚电性连接，并且，将导线的第二端伸入LED支架的一个焊盘中的凹槽中；向凹槽之中填充导电体。
本发明实施例的LED芯片的封装方法，通过向焊盘中的凹槽填充导电体，增大了焊接面积、增强焊接结合力，进而提升LED自身结构稳定性，降低由第二焊点异常导致死灯的概率。
另外，根据本发明上述实施例的LED芯片的封装方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一个实施例中，导电体为导电银胶。
在本发明的一个实施例中，向凹槽中填充导电银胶后，进行真空脱泡处理。
附图说明
图1是现有技术的LED芯片的结构示意图。
图2是图1中焊线部位的细节示意图。
图3是本发明实施例的LED芯片的结构示意图。
图4是图3中虚线圈区域的局部放大图。
图5是本发明实施例的用于LED芯片的LED支架的结构示意图。
图6是本发明实施例的LED芯片的封装方法的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明一个实施例的LED芯片如图3和图4所示。其中图3为该LED芯片的整体结构示意图，图4为图3中虚线圈区域的局部放大图。该LED芯片可以包括LED支架1、LED管芯2、导线3和导电体4。LED支架1包括本体11和设置在本体11之上的一个或多个焊盘12，每个焊盘12具有凹槽。焊盘12的凹槽部分和其他部分均为导体，优选地，可以采用同种导电材料。LED管芯2能够将电能转化为光能。LED管芯2可以通过固晶胶粘接等方式设置在LED支架1上。LED管芯2具有一个或多个管脚。导线3可以采用金线或其他材料导线，数目可以为一个或多个。导线3的第一端与LED管芯2的一个管脚电性连接，导线3的第二端与LED支架1的焊盘12中的一个凹槽连接。导电体4填充在凹槽之中。该LED芯片中还可以包括透明绝缘胶，该透明绝缘胶起到封装作用，此为本领域技术人员已知知识，因此图3和图4中省略未绘出。
需要说明的是，导线3的第二端可以与凹槽内表面直接接触，也可以通过导电体4与凹槽间接地相连。
需要说明的是，尽管图3中示出了LED管芯2具有两个管脚，通过两根导线3连接至两个焊盘12中的凹槽的情况，但此处仅是出于示例的方便，而非本发明的限制。在本发明的其他实施例中，也可能出现其他数目的情况。例如：当LED管芯2中的PN电极为垂直结构时，可以从LED管芯2顶部的电极引出一个管脚，然后通过一根导线连接至一个焊盘，而LED管芯2中底部的电极则通过导电银胶直接粘接在LED支架1上，省略了第二个管脚、第二根导线和第二个具有凹槽的焊盘。
本发明实施例的LED芯片中，通过导电体4将导线3的第二端与焊盘12电性连接，相当于增大了焊接面积，能够提高导线3与焊盘12的结合力，提升LED自身结构稳定性，降低由第二焊点异常导致死灯的概率。
在本发明的一个实施例中，凹槽的底部尺寸大于顶部尺寸。凹槽采用上小下大的结构时，能够使导电体4不易脱落剥离，焊接效果更牢固，进而能够使得LED成品经过回流炉时，不会因为高温膨胀造成导线第二焊点脱落或者导电体4剥离。
在本发明的一个实施例中，凹槽的横切面可以为圆形，纵切面可以为梯形。换言之，凹槽呈圆台形状，具有对称美观、易于加工的优点。
在本发明的一个实施例中，导电体为导电银胶。导电银胶在固化前具有一定流动性，易于注入凹槽中并逐渐填满凹槽空间。
本发明一个实施例的用于上述结构LED芯片的LED支架如图5所示，包括本体100和设置在本体100之上的一个或多个焊盘200，每个焊盘200具有凹槽。焊盘200的凹槽部分和其他部分均为导体，优选地，可以采用同种导电材料。可选地，凹槽的底部尺寸大于顶部尺寸。凹槽的横切面可以为圆形，纵切面可以为梯形。
本发明实施例的用于LED芯片的LED支架，焊盘中设置有凹槽，该凹槽可以在未来焊接时容纳导电体，从而增大焊接面积、增强焊接结合力，进而提升LED自身结构稳定性。
本发明一个实施例的LED芯片的封装方法如图6所示，可以包括以下步骤：
A.提供LED支架。
具体地，LED支架可以为上文公开的任一种LED支架。
B.将LED管芯设置在LED支架上，LED管芯具有一个或多个管脚。
可选地，可以通过固晶胶将LED管芯粘接在LED支架上。
C.提供一个或多个导线，将导线的第一端与LED管芯的一个管脚电性连接，并且，将导线的第二端伸入LED支架的一个焊盘中的凹槽中。
具体地，导线可以采用金线或其他材料导线。需要说明的是，导线的第二端可以直接压焊在凹槽内表面上，也可以悬在凹槽空间中。
D.向凹槽之中填充导电体。
可选地，步骤D之后还可以进行点胶工艺，即利用透明绝缘胶封装LED产品，此为本领域技术人员已知知识，故不赘述。
本发明实施例的LED芯片的封装方法，通过向焊盘中的凹槽填充导电体，增大了焊接面积、增强焊接结合力，进而提升LED自身结构稳定性，降低由第二焊点异常导致死灯的概率。
在本发明的一个实施例中，导电体为导电银胶。导电银胶在固化前具有一定流动性，易于注入凹槽中并逐渐填满凹槽空间。
在本发明的一个实施例中，向凹槽中填充导电银胶后，进行真空脱泡处理。真空脱泡处理可以使得导电银胶在凹槽中的填充更加致密、无气泡无孔洞，不会引起断路死灯情况。
为使本领域技术人员更好地理解本发明的内容，申请人介绍一个详细实施例如下。
步骤1：提供LED支架。该LED支架的焊盘上对应金线第二焊点位置设置有凹槽。该凹槽用于焊接金线第二焊点，并用于填充导电银胶。凹槽的底部及四周均为与焊盘其他处相同的金属。该凹槽底部直径大于顶部直径，该凹槽横切面为圆形，纵切面为梯形。该结构可有效保证将来导电银胶固化后完全嵌入凹槽内部，不易脱落、剥离，进而能够有效保证LED成品过SMT回流炉时避免胶体高温膨胀造成金线第二焊点脱落或导电银胶剥离造成的死灯情况。
步骤2：将LED管芯通过固晶胶(银胶或白胶)固定在LED支架上。控制好固晶胶量，固晶胶面积等于或略大于管芯底部面积，固晶胶爬胶高度不高于管芯厚度的1/4为宜。固晶胶量过少会造成管芯与支架结合力不足；固晶胶量过多会造成漏电或粘胶表面不良等情况。
步骤3：将固晶完成的产品放入烤箱进行固晶胶的高温固化，具体固化温度、时间需参考所用固晶胶的固化条件。固化温度或时间不足，固晶胶不能完全固化，无法实现固晶效果。固晶胶固化完成即完成了LED管芯与LED支架的结合或电性导通。
步骤4：将完成固晶胶固化的产品进行金线焊接，将金线第二焊点压合在焊盘的凹槽内。具体操作为：通过调整焊线参数，将金线第二焊点通过瓷嘴压合到焊盘的凹槽内，焊线时需确保金线线径不接触到凹槽顶部焊盘，避免金线线径受损。金线线径受损后，在产品使用过程中受外力作用或LED胶体高温膨胀时，受损线径容易断线死灯。
步骤5：向已焊线产品的凹槽内部点注导电银胶，使导电银胶将金线的第二焊点包含其中。导电银胶量要填满整个凹槽，并将金线第二端全部包含其中。为避免点注过程中向凹槽内引入气泡，点注完导电银胶的产品需进行真空脱泡处理。
步骤6：将点注完导电银胶的产品放入烤箱进行导电银胶的高温固化。固化温度、时间需参考所用导电银胶的固化条件。
该导电银胶经高温固化后会完全嵌入在凹槽内部，且因凹槽与焊盘为一体化金属构造，金线除直接与凹槽底部结合形成导通电路外，还通过导电银胶与整个凹槽侧壁及底部连通形成更大范围的电路导通结构。当LED成品在客户端进行回流焊作业时，因凹槽成梯形结构，导电银胶受LED胶体作用或自身膨胀时都只能与凹槽侧壁形成更加紧密的结合，进而有效保护了金线第二焊点与焊盘的结合及电性导通，确保LED不会出现死灯问题。
步骤7：将完成步骤6的产品进行封胶/灌胶。将搅拌、脱泡完毕的胶水倒入点胶针筒，根据LED产品的碗杯大小设置好对应点胶机台的出胶量，胶量以平杯为准。
步骤8：并将封胶完毕的产品放入烤箱进行胶水固化，完成LED产品的封装。具体烤箱温度、时间需参考所用硅胶或环氧树脂的固化条件。烘烤过程中需保证LED支架的水平放置，避免因放置不平导致胶水溢出问题。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种LED芯片，其特征在于，包括：
LED支架，所述LED支架包括本体和设置在所述本体之上的一个或多个焊盘，每个所述焊盘具有凹槽，所述凹槽的底部尺寸大于顶部尺寸；
LED管芯，所述LED管芯设置在所述LED支架上，所述LED管芯具有一个或多个管脚；
一个或多个导线，所述导线的第一端与所述LED管芯的一个管脚电性连接，所述导线的第二端与所述LED支架的焊盘中的一个凹槽连接；
导电体，所述导电体填充在所述凹槽之中。
2.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述凹槽的横切面为圆形，纵切面为梯形。
3.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述导电体为导电银胶。
4.一种用于如权利要求1-3任意一项所述的LED芯片的LED支架，其特征在于，包括：
本体；
设置在所述本体之上的一个或多个焊盘，每个所述焊盘具有凹槽，所述凹槽的底部尺寸大于顶部尺寸。
5.根据权利要求4所述的LED支架，其特征在于，所述凹槽的横切面为圆形，纵切面为梯形。
6.一种LED芯片的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供权利要求4或5所述的LED支架；
将LED管芯设置在所述LED支架上，所述LED管芯具有一个或多个管脚；
提供一个或多个导线，将所述导线的第一端与所述LED管芯的一个管脚电性连接，并且将所述导线的第二端伸入所述LED支架的一个焊盘中的凹槽中；
向所述凹槽之中填充导电体。
7.根据权利要求6所述的LED芯片的封装方法，其特征在于，所述导电体为导电银胶。
8.根据权利要求7所述的LED芯片的封装方法，其特征在于，向所述凹槽中填充所述导电银胶后，进行真空脱泡处理。
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