表面贴装型支架和多芯片光电器件的制作方法

文档序号:15452409发布日期:2018-09-15 00:17阅读:120来源:国知局

本发明涉及光电技术领域,尤其涉及一种表面贴装型支架和一种多芯片光电器件。



背景技术:

目前,smd(surfacemountdevice,表面贴装器件)型led(light-emittingdiode,发光二极管)产品的尺寸越来越多样化,并且往大尺寸方向发展,功率越做越大,甚至已取代中低功率的cob(chiponboard,集成芯片)led产品。smd型产品的一个特点是需要过回流焊,发光二极管芯片贴装在导电基底上进行电连接和散热。目前贴装的过程就是采用锡膏进行回流焊,而在回流焊中可能因为焊盘设计、回流焊曲线不当等原因造成空洞率过大,而空洞率过大则容易造成散热效果较差。再者,smd型(表面贴装型)产品尺寸越大,由于单个固晶区域较大,串联的芯片数量较多而难以实现低电压(例如6v等)的设计。此外,硅胶与金属材料以及绝缘材料的结合力都较弱,容易出现分层的现象。

因此,提出一种可以克服现有技术缺陷的表面贴装型支架和多芯片光电器件,具有重要意义。



技术实现要素:

本发明的实施例提供一种表面贴装型支架和一种多芯片光电器件,本发明实施例可以减少大尺寸表面贴装型支架的锡膏的空洞率以提高散热效果、提高表面贴装型支架与硅胶之间的结合力以降低出现分层现象的概率、和/或实现低电压的固晶焊线设计。

一方面,本发明实施例提供一种表面贴装型支架,包括:导电基底,包括至少三个连接垫,其中,所述至少三个连接垫相互间隔设置,所述至少三个连接垫的第一表面用于形成固晶区域,所述至少三个连接垫的与所述第一表面相对的第二表面用于形成焊盘区域,所述至少三个连接垫中的至少一个连接垫带有正极极性且剩余的连接垫带有负极极性;以及绝缘材料层,所述绝缘材料层至少部分覆盖所述导电基底的第一表面且环绕所述固晶区域以及填充在任意相邻两个所述连接垫之间的间隙处。

在本发明的一个实施例中,所述至少三个连接垫包括多个带有正极极性的连接垫和多个带有负极极性的连接垫。

在本发明的一个实施例中,所述至少三个连接垫包括偶数个连接垫,所述偶数个连接垫的其中一半连接垫带有正极极性且剩余的一半连接垫带有负极极性。

在本发明的一个实施例中,带有正极极性的所述连接垫与带有负极极性的所述连接垫交替设置。

在本发明的一个实施例中,所述导电基底还包括至少一个连接筋,多个带有相同极性的所述连接垫之间通过所述至少一个连接筋中的其中一个连接筋相连通。

在本发明的一个实施例中,所述导电基底还包括两个连接筋,多个带有正极极性的所述连接垫通过所述两个连接筋中的其中一个所述连接筋相连通,以及多个带有负极极性的所述连接垫通过所述两个连接筋中的另一个所述连接筋相连通,所述两个连接筋分别位于所述导电基底的相对两侧。

在本发明的一个实施例中,所述绝缘材料层至少部分覆盖所述至少一个连接筋,所述导电基底的包括所述至少三个连接垫的所述第一表面的表面四个侧边都有未被所述绝缘材料层覆盖的部分。

另一方面,本发明实施例提供一种表面贴装型支架,包括:导电基底,包括多个连接垫,其中所述多个连接垫的第一表面用于形成固晶区域,所述多个连接垫的与所述第一表面相对的第二表面用于形成焊盘区域;以及绝缘材料层,包括周边绝缘材料部和中间绝缘材料部,所述周边绝缘材料部至少部分覆盖所述导电基底的第一表面且环绕所述固晶区域,所述中间绝缘材料部填充在任意相邻两个所述连接垫之间的间隙处、且所述中间绝缘材料部凸出于所述多个连接垫的所述第一表面。

在本发明的一个实施例中,所述中间绝缘材料部凸出于所述多个连接垫的所述第一表面的高度的取值范围为50微米至100微米。

再一方面,本发明实施例提供一种多芯片光电器件,包括:如前述任意一项实施例所述的表面贴装型支架;以及多个光电芯片,设置在所述表面贴装型支架的所述固晶区域内。

综上所述,本发明实施例通过对表面贴装型支架结构的重新设计,可以减少表面贴装型支架的锡膏的空洞率以提高散热效果、提高表面贴装型支架与硅胶之间的结合力以降低出现分层现象的概率、和/或实现低电压的固晶焊线设计。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为本发明一个实施例中表面贴装型支架的正面结构示意图;

图1b为图1中表面贴装型支架的背面结构示意图;

图1c为图1中表面贴装型支架沿着剖面线a得到的剖视图;

图1d为本发明其他实施例中表面贴装型支架的局部剖面图;

图1e为本发明其他实施例中表面贴装型支架的局部剖面图;

图1f为本发明其他实施例中表面贴装型支架的局部剖面图;

图1g为本发明其他实施例中表面贴装型支架的局部剖面图;

图2为本发明第二实施例中多芯片光电器件的结构示意图;

图3为本发明其他实施例中多芯片光电器件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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作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。

第一实施例

如图1a、图1b和图1c所示,本发明第一实施例提供的一种表面贴装型支架10,主要包括:导电基底11和绝缘材料层13。

其中,导电基底11包括多个连接垫,例如如图1a所示的呈一行排列且相互间隔设置的连接垫111、连接垫113、连接垫115和连接垫117。连接垫111、连接垫113、连接垫115和连接垫117的形状大致呈矩形。连接垫111、连接垫113、连接垫115和连接垫117的正面(如图1a所示)例如用于形成固晶区域,且所述固晶区域用于设置光电芯片例如led芯片。而连接垫111、连接垫113、连接垫115和连接垫117的背面(如图1b所示)例如用于形成焊盘区域。

在此值得一提的是,导电基底11所包括的连接垫的数目并不局限于如图1a、1b和1c所示的四个,其还可以为不少于三个的其他数目;优选地,导电基底11所包括的连接垫的数目为不少于三个的偶数个。导电基底11的材料例如为导电金属材料等。

绝缘材料层13例如包括周边绝缘材料部131和中间绝缘材料部133。周边绝缘材料部131至少部分覆盖导电基底11的正面,且所述固晶区域由周边绝缘材料部131环绕而位于周边绝缘材料部131内。如图1c所示,中间绝缘材料部133填充在任意相邻的两个连接垫之间,例如图1a中所示的连接垫111和连接垫113之间、连接垫113和连接垫115之间以及连接垫115和连接垫117之间的间隙处;且中间绝缘材料部133优选为凸设于与其相邻的连接垫的正面,也即中间绝缘材料部133的高度高于与其相邻的连接垫的正面。当然,本发明实施例的中间绝缘材料部133高出与其相邻的连接垫的正面的凸出部分沿着剖面线a得到的剖面形状并不局限于图1c中所示的近似矩形的形状,其还可以是如图1d所示的近似梯形的形状、如图1e所示的近似三角形的形状、如图1f所示的近似矩形的上方中间部分有近似倒梯形凹槽的形状、或者如图1g所示的近似矩形的上方中间部分有近似倒三角形凹槽的形状等。甚至,在其他一些实施例中,表面贴装型支架10也可以不具有“中间绝缘材料部133凸设于与其相邻的连接垫的正面,也即中间绝缘材料部133的高度高于与其相邻的连接垫的正面”的特征。

更具体地,如图1c-1g所示,中间绝缘材料部133的剖面形状为两头(图1c-1g中的上侧和下侧)宽中间窄且外形近似天平用的砝码,这样一来,中间绝缘材料部133镶嵌在与其相邻的两个连接垫之间,就不容易发生上下方向的位移。

绝缘材料层13的材料例如还可以为具备反射光线的效果的绝缘反射材料。具体地,绝缘材料层13的材料例如可以为热固型材料,例如emc(emc-epoxymoldingcompound,环氧树酯模压塑料)、up(unsaturatedpolyester,不饱和聚酯)或smc(siliconemoldingcompound,硅树脂模压塑料);绝缘材料层13的材料例如还可以为热塑性材料,例如ppa(polyphthalamide,聚邻苯二酰胺)或pct(poly1cyclolexylenedimethyleneterephthalate,聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯)。

在此值得一提的是,连接垫111、连接垫113、连接垫115和连接垫117分别带有正极极性或负极极性,且连接垫111、连接垫113、连接垫115和连接垫117中的至少一个连接垫带有正极极性且至少一个连接垫带有负极极性。若带有相同极性的连接垫的数目为多个,则所述带有相同极性的多个连接垫之间通过连接筋相连通。例如若带有正极极性的连接垫的数目多于一个,则所有带有正极极性的连接垫之间通过一个连接筋相连通,若带有负极极性的连接垫的数目多于一个,则所有带有负极极性的子金属片之间通过另一个连接筋相连通。连接筋的材料例如和连接垫的材料相同,更进一步地,连接筋例如和连接垫一体制成的,导电基底11例如还包括连接筋。

具体地,在图1a、图1b和图1c所示的实施例中,连接垫111、连接垫113、连接垫115和连接垫117例如分别带有正极极性、负极极性、正极极性、负极极性。连接垫111和连接垫115之间因为带有相同的正极极性,所以通过第一连接筋1191相连通。连接垫113和连接垫117之间因为带有相同的负极极性,所以通过第二连接筋1193相连通。如此一来,只要知道一个连接垫的极性,与该连接垫通过连接筋相连通的其他连接垫的极性也就知道了,也即通过同一个连接筋连通的所有连接垫之间相互带有相同的极性。再者,从图1a和图1b可知,第一连接筋1191和第二连接筋1193分别位于导电基底11的相对两侧(如图1a所示的上侧和下侧)。优选地,带有正极极性的连接垫111和连接垫115与带有负极极性的连接垫113和连接垫117之间交替设置,具体地,如图1a所示,从右往左四个连接垫依次带有正极极性、负极极性、正极极性和负极极性,也即“一正一负”或“一负一正”交替设置。若导电基底11所包括的连接垫的数目为不少于三个的偶数个,此时优选地,带有正极极性的连接垫数目和带有负极极性的连接垫数目相等,如此一来,便于实现带有正极极性的连接垫111和连接垫115与带有负极极性的连接垫113和连接垫117之间交替设置。当然在此值得一提的是,在其他一些实施例中,若带有相同极性的连接垫的数目为多个,所述带有相同极性的多个连接垫之间也可以不通过连接筋相连通,具体地,例如每个连接垫可以通过各自的连接部分别连接设置在表面贴装型支架10上的正极电极或负极电极。

更具体地,连接垫111、连接垫115和第一连接筋1191例如为一体成型结构。连接垫113、连接垫117和第二连接筋1193例如为一体成型结构。更具体地,连接垫111、连接垫113、连接垫115、连接垫117、第一连接筋1191和第二连接筋1193例如是通过同一片导电材料经由冲压或蚀刻等手段处理得到的,所述导电材料例如为铜、铝等金属材料。绝缘材料层13例如是在通过同一片导电材料经由冲压或蚀刻等手段处理得到连接垫111、连接垫113、连接垫115、连接垫117、第一连接筋1191和第二连接筋1193之后,通过模压或射出绝缘材料在相应位置得到的。绝缘材料例如为emc(epoxymoldingcompound,环氧树脂模压塑料)材料。

绝缘材料层13例如至少部分覆盖第一连接筋1191和第二连接筋1193的正面,也即第一连接筋1191和第二连接筋1193的正面可以未被绝缘材料层13全部覆盖,从而第一连接筋1191和第二连接筋1193的正面均有未被绝缘材料层13覆盖的部分110。如此一来,其更有利于第一连接筋1191和第二连接筋1193上的热量散发至空气中。

如图1a所示,导电基底11的正面四个侧边(如图1a中的导电基底11的上边缘、下边缘、左边缘和右边缘)都有未被绝缘材料层13覆盖的部分110,也即导电基底11的上边缘、下边缘、左边缘和右边缘都有未被绝缘材料层13覆盖的部分110。如此一来,其更有利于导电基底11上的热量散发至空气中。

如图1c所示,中间绝缘材料部133凸出于连接垫111、113、115、117的正面(或称内表面、上表面)的高度h不少于50微米。优选地,中间绝缘材料部133凸出于连接垫111、113、115、117的正面的高度h的取值范围为50微米至100微米,其有利于达到较佳出光亮度和较强结合力之间的平衡。

进一步地,表面贴装型支架10的尺寸例如为13毫米*13毫米。当然,本发明实施例中表面贴装型支架10的尺寸并不局限于此处的13毫米*13毫米,根据需要其还可以设置为其他合适的尺寸。

由于中间绝缘材料部133凸出于连接垫的正面,从而可以增加导电基底11和绝缘材料层13分别与铺设在其上的封装材料例如硅胶之间的结合力。

由于整个导电基底11包括了多个连接垫,因此多个连接垫的背面分别用于形成焊盘区域,也即表面贴装型支架10的焊盘被分成了多个焊盘区域,因此每个焊盘区域的尺寸就比较小,所以在回流焊过程中助焊剂挥发时产生的气泡较容易排出,从而可以减少空洞率,提高散热效果。

综上所述,本发明前述第一实施例通过对表面贴装型支架10的结构重新设计,可以提高表面贴装型支架与封装材料例如硅胶之间的结合力,降低出现分层现象的概率、减少表面贴装型支架在回流焊过程中的锡膏的空洞率、提高散热效果和/或实现低电压的固晶焊线设计。

第二实施例

如图2所示,本发明第二实施例提供的一种多芯片光电器件20,主要包括:多个光电芯片例如多个led芯片23和表面贴装型支架。其中,所述表面贴装型支架例如为如前述第一实施例所述的表面贴装型支架10,其具体结构及功能细节可参考前述第一实施例的描述,在此不再赘述。多个led芯片23例如设置在所述表面贴装型支架的固晶区域。

所述表面贴装型支架的尺寸例如为13毫米*13毫米。多个led芯片23例如包括五十二个也即二十六对led芯片23,五十二个led芯片23例如采用“26并2串”,也即每一对led芯片23中的两个led芯片串联在一起、之后二十六对led芯片23再并联在一起的设计。具体地,如图2所示,每一个连接垫的固晶区域设置有两列led芯片23,每一个连接垫的固晶区域里的每一行的led芯片23(也即两个led芯片23)串联在一起,所有串联之后的两个led芯片23再并联在一起,每个led芯片23的电压例如为3v,则图2所示的多芯片光电器件20可以实现6v的低压设计。

当然,本发明实施例也并不局限于如图2所示的“26并2串”的设计,在其他实施例中,其还可以是如图3所示的“5并12串”,也即每十二个led芯片31串联形成五串led芯片后再并联在一起的设计。每个led芯片31的电压例如为3v,则图3所示的多芯片光电器件30可以实现36v设计。

在此值得一提的是,所述表面贴装型支架的尺寸并不局限于13毫米*13毫米,其还可以根据需要设置为其他合适的尺寸。当然,由于led芯片23大小的限制,所述表面贴装型支架的尺寸不同,其上可设置的led芯片23的数目也相应会有变化。

由于连接垫111、连接垫113、连接垫115和连接垫117所带的极性为正、负极性交替设置,因此可以节约led芯片23之间的焊线的长度,提高多芯片光电器件20的性能。

综上所述,本发明第二实施例的多芯片光电器件例如多芯片光电器件20通过对其所包括的表面贴装型支架的结构重新设计,可以减少表面贴装型支架在回流焊过程中的锡膏的空洞率以提高散热效果、提高表面贴装型支架与封装材料例如硅胶之间的结合力以降低出现分层现象的概率、和/或实现低电压的固晶焊线设计。

在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多路单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多路网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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