[发明专利]一种LED产品封装结构及封装方法

说明书

本发明涉及一种LED产品封装结构及封装方法。LED产品封装结构包括多个LED芯片、与多个LED芯片紧密结合为一体的封装树脂、芯片电极层及外围电路层，芯片电极层与外围电路层电连接并为一体成型结构。本发明通过在多个LED芯片之间填充封装树脂形成LED芯片与封装树脂的封装体，再采用增材制造方式，在多个LED芯片电极面形成金属种子层，然后通过图形电镀的方式将金属种子层增厚形成芯片电极与外围电路的连接。本发明的LED产品封装结构产品制造效率可大幅提高，在降低成本方面具有巨大的优势，可更好的匹配小尺寸芯片，同时芯片电极层与外围电路采用同质导电材料、一次性同步制作完成，可大大提高生产效率，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及LED封装技术领域，特别是一种LED产品封装结构及封装方法。

背景技术

目前，现有技术中LED产品封装结构主要有以下类型：

1、引脚式(Lamp)LED封装

引脚式封装就是常用的(Lamp)封装结构。一般用于电流较小(20-30mA)，功率较低(小于0.1W)的LED封装。主要用于仪表显示或指示，大规模集成时也可作为显示屏。其缺点在于封装热阻较大(一般高于100K/W)，寿命较短。

2、表面组装(贴片)式(SMT-LED)封装

表面组装技术(SMT)是一种可以直接将封装好的器件贴、焊到PCB表面指定位置上的一种封装技术。具体而言，就是用特定的工具或设备将芯片引脚对准预先涂覆了粘接剂和焊膏的焊盘图形上，然后直接贴装到未钻安装孔的PCB表面上，经过波峰焊或再流焊后，使器件和电路之间建立可靠的机械和电气连接。SMT技术具有可靠性高、高频特性好、易于实现自动化等优点，是电子行业最流行的一种封装技术和工艺。

3、板上芯片直装式(COB)LED封装

COB是Chip On Board(板上芯片直装)的英文缩写，是一种通过粘胶剂或焊料将LED芯片直接粘贴到PCB板上，再通过引线键合实现芯片与PCB板间电互连的封装技术。PCB板可以是低成本的FR-4材料(玻璃纤维增强的环氧树脂)，也可以是高热导的金属基或陶瓷基复合材料(如铝基板或覆铜陶瓷基板等)。而引线键合可采用高温下的热超声键合(金丝球焊)和常温下的超声波键合(铝劈刀焊接)。COB技术主要用于大功率多芯片阵列的LED封装，同SMT相比，不仅大大提高了封装功率密度，而且降低了封装热阻(一般为6-12W/m.K)。

4、系统封装式(SiP)LED封装

SiP(System in Package)是近几年来为适应整机的便携式发展和系统小型化的要求，在系统芯片System on Chip(SOC)基础上发展起来的一种新型封装集成方式。对SiP-LED而言，不仅可以在一个封装内组装多个发光芯片，还可以将各种不同类型的器件(如电源、控制电路、光学微结构、传感器等)集成在一起，构建成一个更为复杂的、完整的系统。同其他封装结构相比，SiP具有工艺兼容性好(可利用已有的电子封装材料和工艺)，集成度高，成本低，可提供更多新功能，易于分块测试，开发周期短等优点。按照技术类型不同，SiP可分为四种：芯片层叠型、模组型、MCM型和三维(3D)封装型。

引脚式(Lamp)LED封装、表面组装(贴片)式(SMT-LED)封装均采用固晶、焊线、封胶工艺，需要使用固晶机、焊线机设备，除芯片外需要使用封装支架、焊接线等原料，可以加工的芯片尺寸受到一定限制，无法加工长宽尺寸小于100微米的LED芯片。板上芯片直装式(COB)LED封装省略了焊线设备和焊接线原料，但需要用到回流焊和锡膏，将芯片通过SMT印刷到线路板上然后回流焊接。由于芯片P、N电极之间需要一定的绝缘宽度，100微米长宽以下芯片尺寸难度非常大。同时引脚式封装和COB封装对于100微米以下或更小尺寸芯片封装的成本继续降低空间有限。另外，上述几种LED产品封装结构均存在芯片电极与外围电路连接工艺复杂的问题，生产效率低，生产成本高。

发明内容