一种基于CSP芯片的陶瓷封装LED及其制备方法与流程

一种基于csp芯片的陶瓷封装led及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及一种半导体照明元器件，特别是涉及一种基于csp芯片的陶瓷封装led及其制备方法。


背景技术：

2.在已公知的led光源技术中，多种结构的贴片式led已被半导体照明业界所广泛采用。现有的一种基于陶瓷衬底的led，是利用ltcc技术在氧化铝陶瓷基板上沉积金属化，实现led的电气连接并利用氧化铝陶瓷的技术特点制备了具有smd结构的led支架。本发明的发明人注意到，在该技术方案中，为了实现高效散热，该发明人在技术方案之下陶瓷层中的芯片位置设置了高导热柱，该方案存在着光效低、成本高、制造效率低下、一致性差等问题。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供一种基于csp芯片的陶瓷封装led及其制备方法，以解决现有基于陶瓷衬底的led的光效低、成本高、一致性差等问题的问题，包括：
4.一种基于csp芯片的陶瓷封装led，包括盖板、陶瓷支架、内电极、导电胶、芯片以及背电极，所述陶瓷支架为荧光陶瓷；
5.所述盖板设置在所述陶瓷支架的上面，所述内电极设置在所述陶瓷支架的上表面，所述芯片设置在所述内电极的上表面，并与所述导电胶一端相连，所述导电胶的另一端与所述内电极相连接，所述背电极设置在所述陶瓷支架的下表面；
6.所述陶瓷支架上设有金属化通孔，所述内电极与所述背电极分别连接所述金属化通孔的两端。
7.可选地，所述内电极和所述背电极由银、银钯、银铂、铜、镍或金的一种或多种构成。
8.可选地，所述金属化通孔由铜、钛、银、镍或金构成，形成电气连接的可耐焊功能。
9.可选地，所述芯片为csp倒装芯片。
10.一种基于csp芯片的陶瓷封装led的制备方法，用于制备权利要求1
‑
4所述的基于csp芯片的陶瓷封装led，所述方法包括：
11.制备具有反面和正面的陶瓷基片，所述陶瓷基片的正面设置有第一横向切槽和第一纵向切槽，所述第一横向切槽和纵向第一切槽将所述陶瓷基片划分为多个陶瓷矩形单元；针对每个陶瓷矩形单元，在所述陶瓷矩形单元的反面设置背电极；在所述陶瓷矩形单元的正面设置内电极；在所述内电极上设置导电胶，在所述导电胶上粘有芯片的底面电极；将所述芯片的另一电极通过金丝进行超声或热压邦定处理，形成可靠的电气连接；在所述陶瓷矩形单元的端面上形成端头侧导电极；
12.制备具有反面和正面的散热基片，所述散热基片的正面设置有第二横向切槽和第二纵向切槽，所述第二横向切槽和第二纵向切槽将所述散热基片划分为多个散热矩形单元；针对每个散热矩形单元，在所述散热矩形单元的的正面设置凹型槽孔，从而形成反射
杯；
13.将所述散热矩形单元通过导热胶分别粘着到陶瓷矩形单元上；
14.在所述凹型槽孔内注入胶体荧光粉，形成所述基于csp芯片的陶瓷封装led。
15.本发明具有以下优点：
16.在本发明中，一种基于csp芯片的陶瓷封装led，包括盖板、陶瓷支架、内电极、导电胶、芯片以及背电极，所述陶瓷支架为荧光陶瓷；所述盖板设置在所述陶瓷支架的上面，所述内电极设置在所述陶瓷支架的上表面，所述芯片设置在所述内电极的上表面，并与所述导电胶一端相连，所述导电胶的另一端与所述内电极相连接，所述背电极设置在所述陶瓷支架的下表面；所述陶瓷支架上设有金属化通孔，所述内电极与所述背电极分别连接所述金属化通孔的两端。由于使用荧光陶瓷，光效高，并且上述结构的led成本低廉、质量可靠、散热效率高、适合smt工艺、全角度发光。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本发明一实施例提供的一种基于csp芯片的陶瓷封装led的结构示意图；
19.图2是本发明一实施例提供的一种基于csp芯片的陶瓷封装led的局部结构示意图；
20.图3是本发明一实施例提供的一种基于csp芯片的陶瓷封装led的剖面结构示意图；
21.图4是本发明一实施例提供的陶瓷支架的结构示意图；
22.图5是本发明一实施例提供的陶瓷支架的背电极的结构示意图；
23.图6是本发明一实施例提供的陶瓷基片的结构示意图；
24.图7是本发明又一实施例提供的陶瓷基片的结构示意图；
25.图8是本发明又一实施例提供的陶瓷基片的结构示意图；
26.图9是本发明又一实施例提供的陶瓷基片的结构示意图。
具体实施方式
27.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
28.如图1、2、3、4、5所示，本发明所述的一种基于csp芯片的陶瓷封装led，包括盖板1、陶瓷支架2、内电极3、导电胶4、芯片5、荧光粉、侧导电极7和背电极8，盖板1通过高温导热硅胶或环氧树脂粘结设置在所述陶瓷支架2的上面；所述内电极3设置在所述陶瓷支架2的上表面；所述芯片5设置所述内电极3的上表面，并与所述导电胶4的一端相连，导电胶4的另一端与所述内电极3相连接；所述侧导电极7设置在所述陶瓷支架2的侧端面，且与所述内电极
3和背电极8的全部或部分相连接；所述背电极8设置在所述陶瓷支架2的下表面。芯片5为csp倒装芯片，所述陶瓷支架上设有金属化通孔，所述内电极与所述背电极分别连接所述金属化通孔的两端。金属化通孔由铜、钛、银、镍或金构成，形成电气连接的可耐焊功能。
29.所述盖板1采用散热陶瓷或绝缘散热材料构成反射杯，且所述盖板1角度可以任意调整，优选方案为采用氧化铝陶瓷，反射杯角度被设置成喇叭口形；所述盖板1主要用于提供散热、光线集光并提供反射；
30.所述陶瓷支架采用氧化铝、氮化铝或氧化铍等精密电子陶瓷，且所述陶瓷支架2被事先设置成smd所需要特定形状或结构，优选方案为采用氮化铝材料，且被设置成矩形结构。主要作用是提供电气基体和高效散热。
31.所述内电极3的全部或至少其中一部分，由银、银钯、银铂、金或贱金属铜等材料的一种或数种材料构成，或者，所述内电极3可以由相互叠加或相互搭接的至少2层或以上电极结构组成。所述内电极3优选采用银钯或贱金属铜构成。内电极3主要为芯片7提供电气互联和提供辅助散热。
32.所述侧导电极7设置在所述陶瓷支架2的侧端面，且与所述内电极3和背电极8的全部或部分相连接，所述侧导电极7采用银、铜或镍铬等材料构成，或者，所述侧导电极7还可以包括在上述银、铜或镍铬材料上电镀的耐焊、可焊层。侧导电极7的主要功能是提供电气互联、散热和smd装配。
33.如图5所示，所述背电极8采用银或贱金属铜等材料构成，所述背电极可以分为左右两组背电极81和82。主要作用是提供散热和元件贴装。
34.所述内电极3上设置有安装芯片5的贴装焊盘9和用于邦定金线4的打线焊盘10，且所述内电极3被所述盖板1和所述荧光粉6所覆盖。所述内电极3上还可以设置芯片5保护电路，用以保护芯片5免受异常电气冲击。
35.所述芯片5至少包括1颗或以上，所述芯片5的底面设置在所述内电极3的贴装焊盘9的上表面。所述芯片5可以采用单颗单色led或3颗以上彩色led芯片组成，用以获得不同的色彩输出效果。
36.综上，上述一种基于csp芯片的陶瓷封装led，包括盖板、陶瓷支架、内电极、导电胶、芯片以及背电极，所述陶瓷支架为荧光陶瓷；所述盖板设置在所述陶瓷支架的上面，所述内电极设置在所述陶瓷支架的上表面，所述芯片设置在所述内电极的上表面，并与所述导电胶一端相连，所述导电胶的另一端与所述内电极相连接，所述背电极设置在所述陶瓷支架的下表面；所述陶瓷支架上设有金属化通孔，所述内电极与所述背电极分别连接所述金属化通孔的两端。由于使用荧光陶瓷，光效高，并且上述结构的led成本低廉、质量可靠、散热效率高、适合smt工艺、全角度发光。
37.一种基于csp芯片的陶瓷封装led的制备方法，用于制备上述实施例所述的基于csp芯片的陶瓷封装led，具体包括如下步骤：
38.步骤11，如图6
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9，制备具有反面和正面的陶瓷基片，所述陶瓷基片的正面设置有第一横向切槽12和第一纵向切槽11，或者，基片的正面可以设置具有特殊结构的凹槽，所述第一横向切槽12和第一纵向切槽11将所述陶瓷基片划分为多个陶瓷矩形单元1，成为陶瓷支架结构；针对每个陶瓷矩形单元，在所述陶瓷矩形单元的反面设置背电极；在所述陶瓷矩形单元的正面设置内电极；在所述内电极上设置导电胶，在所述导电胶上粘有芯片的底面
电极；将所述芯片的另一电极通过金丝进行超声或热压邦定处理，形成可靠的电气连接；在所述陶瓷矩形单元的端面上形成端头侧导电极7；
39.步骤12，制备具有反面和正面的散热基片，所述散热基片的正面设置有第二横向切槽和第二纵向切槽，所述第二横向切槽和第二纵向切槽将所述散热基片划分为多个散热矩形单元；针对每个散热矩形单元，在所述散热矩形单元的的正面设置凹型槽孔，从而形成反射杯；
40.步骤13，将所述散热矩形单元通过导热胶分别粘着到陶瓷矩形单元上；
41.步骤14，在所述凹型槽孔内注入胶体荧光粉，形成所述基于csp芯片的陶瓷封装led半成品。
42.步骤15，将上述步骤形成的基于csp芯片的陶瓷封装led半成品进行电镀，制得本发明所述的基于csp芯片的陶瓷封装led半成品。
43.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
44.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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
45.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。