一种节能型LED照明设备及其制造方法与流程

本发明涉及led封装制造领域，具体涉及一种节能型led照明设备及其制造方法。

背景技术：

现有的led封装多为cob形式的，其利用绝缘基板上的电路图案实现led的串并联。在制造工艺中，首先需要对led晶圆进行切割，然后在通过倒装或者焊线的形式固定于绝缘基板上。然而，这种晶圆的切割对led外延片是不利的，容易对外延片的基底(例如蓝宝石)造成损伤或断裂，进而导致led的发光效率低下或者使得led失效。此外，大面积的绝缘基板往往会由于led的高功率而过热，因而导致绝缘基板的翘曲。并且随着温度的提高，led的使用寿命会大幅度较低，且耗电量也会随着增加，不利于环保节能。对于倒装led芯片，其两电极位于不同的高度，使得焊球的高度不同，极易产生短路且不利于焊接。

技术实现要素：

基于解决上述问题，本发明提供了一种节能型led照明设备，包括：

绝缘基板，所述绝缘基板具有相对的第一表面和第二表面，在所述第一表面上设置有第一铜层，在所述第二表面上设置有第二铜层，所述绝缘基板包括经由隔离槽分立的多个基岛和连接所述多个基岛的多个桥；其中，所述第一铜层包括多个第一图案、多个第二图案和多个连接部，其中所述第二图案的厚度大于所述第一图案的厚度；所述连接部连接相邻两个基岛的所述第一图案和第二图案，且所述连接部延伸经过所述桥；

倒装的多个led芯片，所述多个led芯片的每一个均具有第一电极和第二电极，其中第一电极和第二电极位于不同的高度；所述多个led芯片的每一个分别焊接于所述多个基岛的每一个的第一铜层上且所述第一电极通过第一焊料层焊接于所述第一图案，所述第二电极通过第二焊料层焊接于所述第二图案；所述多个led芯片通过所述第一图案、第二图案和连接部形成串联的灯串；

封装树脂，密封所述多个led芯片和所述绝缘基板，且填充所述隔离槽。

其中，所述灯串末端的第一电极或第二电极通过所述绝缘基板内的通孔电连接至第二铜层。

本发明还提供了制造上述节能型led照明设备的制造方法，包括以下步骤：

(1)将绝缘基板固定于临时基板上，所述绝缘基板具有相对的第一表面和第二表面，在所述第一表面上热压有第一铜箔，在所述第二表面上热压有第二铜箔；其中，第一铜箔经由图案化形成第一部分和第二部分，第一部分和第二部分经由连接部连接；

(2)在所述第一铜箔上层压第一干膜并经平坦化露出所述第一部分和第二部分，然后层压第二部分并经由显影曝光形成露出所述第二部分的开口；

(3)采用电镀工艺在所述开口中填充铜层，使得所述铜层和第二部分构成第二图案，所述第一部分即为第一图案；

(4)去除所述第一干膜和第二干膜，并经由激光切割，使得所述绝缘基板分割成经由隔离槽分立的多个基岛和连接所述多个基岛的多个桥，每个基岛包括一第一图案和一第二图案；所述连接部连接相邻两个基岛的所述第一图案和第二图案，且所述连接部延伸经过所述桥；

(5)将多个led芯片分别焊接于所述多个基岛的第一铜层上，所述多个led芯片的每一个均具有第一电极和第二电极，其中第一电极和第二电极位于不同的高度；其中，所述第一电极通过第一焊料层焊接于所述第一图案，所述第二电极通过第二焊料层焊接于所述第二图案；所述多个led芯片通过所述第一图案、第二图案和连接部形成串联的灯串；

(6)模塑形成封装树脂，密封所述多个led芯片和所述绝缘基板，且填充所述隔离槽。

本发明又提供了一种节能型led照明设备，包括：

绝缘基板，所述绝缘基板具有相对的第一表面和第二表面，所述绝缘基板包括经由隔离槽分立的多个基岛；在所述基岛上设置有台阶，所述台阶包括第一台面、第二台面以及连接所述第一和第二台面的连接面；在所述台阶上设置有第一铜层，在所述第二表面上设置有第二铜层；其中，所述第一铜层包括多个第一图案和多个第二图案，其中所述第二图案的厚度等于所述第一图案的厚度，且所述第一图案形成于所述第一台面上，所述第二图案形成于第二台面上；所述第一图案包括第一焊接部和第一焊线部，所述第二图案包括第二焊接部和第二焊线部；

倒装的多个led芯片，所述多个led芯片的每一个均具有第一电极和第二电极，其中第一电极和第二电极位于不同的高度；所述多个led芯片的每一个分别焊接于所述多个基岛的每一个的第一铜层上且所述第一电极通过第一焊料层焊接于所述第一焊接部，所述第二电极通过第二焊料层焊接于所述第二焊接部；

焊线，所述焊线焊接于相邻两基岛之间的第一焊线部和第二焊线部，使得所述多个led芯片通过所述第一图案、第二图案和焊线形成串联的灯串；

封装树脂，密封所述多个led芯片和所述绝缘基板，且填充所述隔离槽。

其中，所述灯串末端的第一电极或第二电极通过所述绝缘基板内的通孔电连接至第二铜层。

本发明又提供了上述节能型led照明设备的制造方法，包括以下步骤：

(1)将绝缘基板固定于临时基板上，所述绝缘基板具有相对的第一表面和第二表面，在所述第二表面上热压有第二铜层；

(2)在所述绝缘基板上形成第一沟槽；

(3)在所述第一沟槽底部形成第二沟槽，所述第二沟槽使得所述绝缘基板分割成分立的多个基岛；且在所述基岛上设置有台阶，所述台阶包括第一台面、第二台面以及连接所述第一和第二台面的连接面；

(4)在所述第一台面和第二台面上形成第一铜层，其中，所述第一铜层包括多个第一图案和多个第二图案，其中所述第二图案的厚度等于所述第一图案的厚度，且所述第一图案形成于所述第一台面上，所述第二图案形成于第二台面上；所述第一图案包括第一焊接部和第一焊线部，所述第二图案包括第二焊接部和第二焊线部；

(5)将多个led芯片分别焊接于所述多个基岛的第一铜层上，所述多个led芯片的每一个均具有第一电极和第二电极，其中第一电极和第二电极位于不同的高度；其中，所述第一电极通过第一焊料层焊接于所述第一焊接部，所述第二电极通过第二焊料层焊接于所述第二焊接部；

(6)使用焊线焊接相邻两基岛之间的第一焊线部和第二焊线部，使得所述多个led芯片通过所述第一图案、第二图案和焊线形成串联的灯串；

(7)模塑形成封装树脂，密封所述多个led芯片和所述绝缘基板，且填充所述第一和第二沟槽。

本发明还提供了一种节能型led照明设备，其包括：

绝缘基板，所述绝缘基板具有相对的第一表面和第二表面，在所述第一表面上设置有第一铜层，在所述第二表面上设置有第二铜层，所述绝缘基板包括经由隔离槽分立的多个基岛；其中，所述第一铜层包括多个第一图案、多个第二图案，其中所述第二图案的厚度大于所述第一图案的厚度；所述第一图案包括第一焊接部和第一焊线部，所述第二图案包括第二焊接部和第二焊线部

倒装的多个led芯片，所述多个led芯片的每一个均具有第一电极和第二电极，其中第一电极和第二电极位于不同的高度；所述多个led芯片的每一个分别焊接于所述多个基岛的每一个的第一铜层上且所述第一电极通过第一焊料层焊接于所述第一焊接部，所述第二电极通过第二焊料层焊接于所述第二焊接部；

焊线，所述焊线焊接于相邻两基岛之间的第一焊线部和第二焊线部，使得所述多个led芯片通过所述第一图案、第二图案和焊线形成串联的灯串；

封装树脂，密封所述多个led芯片和所述绝缘基板，且填充所述隔离槽。

本发明的优点如下：

(1)本发明利用电镀工艺形成较厚的第二图案或者利用台阶，避免倒装芯片因电极的高度差而带来的焊球高度不一致，且易于焊接led芯片；

(2)孤立的多个基岛可以防止基板的翘曲问题，保证封装结构的可靠性，节省电力，实现节能环保。

附图说明

图1为第一实施例的led照明设备的俯视图；

图2为沿图1的a1a2线的剖视图；

图3为沿图1的b1b2线的剖视图；

图4为第二实施例的led照明设备的俯视图；

图5为沿图4的c1c2线的剖视图之一；

图6为沿图4的c1c2线的剖视图之二；

图7为沿图4的d1d2线的剖视图；

图8-13为第一和第二实施例的led照明设备制造方法的示意图；

图14为第三实施例的led照明设备的剖视图；

图15-20为第三实施例的led照明设备制造方法的示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下内容中提供了许多不同的实施例或范例，以描述本发明的半导体封装结构及形成方法的不同特征。以下中，通过描述构件和排列方式的特定范例来简化描述。当然，这些特定的范例仅作为示例而并非用以限定本发明。举例来说，下文中，当叙述第一特征形成于第二特征之上或上方，其可能包含上述第一特征与上述第二特征是直接接触的实施例，亦可能包含了有额外的特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使上述第一特征与第二特征可能未直接接触的实施例。此外，本发明可能在不同的范例中重复附图标记。这样的重复是为了简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。

此外，可在此使用空间相关词语，例如：“在…下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用词，这是为了便于描述附图中一个组件或特征与另一个(些)组件或特征之间的关系。除了在附图中示出的方位外，这些空间相关用词意欲包含使用中或操作中的装置的不同方位。装置可能被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，则在此使用的空间相关词也可依此相同解释。

下文描述一些实施例的变化。通过各种视角和所示的实施例中，类似的附图标记用来标记类似的组件。可理解的是，可在上述方法之前、期间、及之后提供额外的操作，且在上述方法的其他实施例中，可置换或删除其中的一些操作。

第一实施例

参见图1-3，本发明的节能型led照明设备，包括绝缘基板10、倒装的多个led芯片7、封装树脂8。其中绝缘基板10形成为多个孤立的基岛1，且每个基岛1上固定一led芯片7，由此形成阵列或排状的结构。

所述绝缘基板10优选为陶瓷基板，例如dbc基板，所述绝缘基板10具有相对的第一表面和第二表面，在所述第一表面上设置有第一铜层14，在所述第二表面上设置有第二铜层13；所述绝缘基板10包括经由隔离槽9分立的多个基岛1和连接所述多个基岛1的多个桥2。

其中，所述第一铜层14包括多个第一图案3、多个第二图案4和多个连接部5；所述连接部5连接相邻两个基岛的所述第一图案3和第二图案4，且所述连接部5延伸经过所述桥2；参见图2和3，其中所述第二图案4的厚度大于所述第一图案3的厚度，这是为了与所述led芯片7的台阶状的电极配置相对应，以实现后续的焊料层的统一厚度。此外，为了实现电引出，在最外侧的基岛1内形成有通孔6，该通孔6用于将所述第一铜层14与第二铜层13电互连。

在基岛1上设置有倒装的多个led芯片7，所述多个led芯片7的每一个均具有第一电极11和第二电极12，其中第一电极11和第二电极12位于不同的高度，其中第一电极11和第二电极12位于芯片的台阶处，且位于高低不同的台面上；所述多个led芯片7的每一个分别焊接于所述多个基岛1的每一个的第一铜层14上且所述第一电极11通过第一焊料层(未示出)焊接于所述第一图案3，所述第二电极12通过第二焊料层(未示出)焊接于所述第二图案4；所述多个led芯片7通过所述第一图案3、第二图案4和连接部5形成串联的灯串；在图1中，形成了两组灯串，可以通过切割形成两个封装设备，也可以通过底部的第二铜层13实现两组灯串的串并联，形成单一封装设备。其中，在俯视观察时，所述led芯片7的投影完全覆盖所述第一图案3和第二图案4。

为了密封以及固定多个基岛1和led芯片7，还包括封装树脂8，其密封所述多个led芯片7和所述绝缘基板10，且填充所述隔离槽9。可以参见图2，其可以通过两侧的通孔6实现灯串的第二表面的电引出。其中，所述封装树脂8可以是例如聚酰亚胺、环氧树脂、硅胶等材质。

本发明还提供了一种较为简便的方法制造上述led照明设备，包括以下步骤：

(1)将绝缘基板固定于临时基板上，所述绝缘基板具有相对的第一表面和第二表面，在所述第一表面上热压有第一铜箔，在所述第二表面上热压有第二铜箔；其中，第一铜箔经由图案化形成第一部分和第二部分，第一部分和第二部分经由连接部连接；

(2)在所述第一铜箔上层压第一干膜并经平坦化露出所述第一部分和第二部分，然后层压第二部分并经由显影曝光形成露出所述第二部分的开口；

(3)采用电镀工艺在所述开口中填充铜层，使得所述铜层和第二部分构成第二图案，所述第一部分即为第一图案；

(4)去除所述第一干膜和第二干膜，并经由激光切割，使得所述绝缘基板分割成经由隔离槽分立的多个基岛和连接所述多个基岛的多个桥，每个基岛包括一第一图案和一第二图案；所述连接部连接相邻两个基岛的所述第一图案和第二图案，且所述连接部延伸经过所述桥；

(5)将多个led芯片分别焊接于所述多个基岛的第一铜层上，所述多个led芯片的每一个均具有第一电极和第二电极，其中第一电极和第二电极位于不同的高度；其中，所述第一电极通过第一焊料层焊接于所述第一图案，所述第二电极通过第二焊料层焊接于所述第二图案；所述多个led芯片通过所述第一图案、第二图案和连接部形成串联的灯串；

(6)模塑形成封装树脂，密封所述多个led芯片和所述绝缘基板，且填充所述隔离槽。

具体的参见图8-13，其详细介绍了该实施例的制造工艺流程。

参见图8，将绝缘基板10固定于临时基板20上，所述绝缘基板10具有相对的第一表面和第二表面，在所述第一表面上热压有第一铜箔(或第一铜层)14，在所述第二表面上热压有第二铜箔(或第二铜层)13；其中，第一铜箔14经由图案化形成第一部分3和第二部分4，第一部分3和第二部分4经由连接部5连接。

参见图9，在所述第一铜箔14上层压第一干膜21并经平坦化露出所述第一部分3和第二部分4，然后层压第二干膜22并经由显影曝光形成露出所述第二部分4的开口23。

参见图10，采用电镀工艺在所述开口23中填充铜层，使得所述铜层和第二部分4构成第二图案24，所述第一部分3即为第一图案。

参见图11，去除所述第一干膜21和第二干膜22，并经由激光切割，使得所述绝缘基板10分割成经由隔离槽9分立的多个基岛1和连接所述多个基岛1的多个桥2，每个基岛1包括一第一图案和一第二图案；所述连接部5连接相邻两个基岛1的所述第一图案和第二图案，且所述连接部5延伸经过所述桥2。

参见图12，将多个led芯片7分别焊接于所述多个基岛1的第一铜层14上，所述多个led芯片7的每一个均具有第一电极11和第二电极12，其中第一电极11和第二电极12位于不同的高度；其中，所述第一电极11通过第一焊料层焊接于所述第一图案，所述第二电极12通过第二焊料层焊接于所述第二图案；所述多个led芯片通过所述第一图案、第二图案和连接部5形成串联的灯串。

参见图13，利用注塑模具15模塑形成封装树脂8，密封所述多个led芯片7和所述绝缘基板10，且填充所述隔离槽9。

第二实施例

参照图4，本发明还提供了另一种节能环保型led照明装置，其与第一实施例基本相同，包括绝缘基板10、倒装的多个led芯片7、封装树脂8。

所述绝缘基板10具有相对的第一表面和第二表面，在所述第一表面上设置有第一铜层14，在所述第二表面上设置有第二铜层13，所述绝缘基板14包括经由隔离槽9分立的多个基岛1；其中，所述第一铜层14包括多个第一图案31、多个第二图案32，其中所述第二图案32至少一部分的厚度大于所述第一图案31的厚度。例如，参见图5、7，所述第二图案32的全部均具有较厚的厚度，而参见图6、7，所述第二图案32仅在焊接led芯片的位置具有较厚的厚度，其可以通过图9中的开口23的位置来实现。所述第一图案31包括第一焊接部33和第一焊线部35，所述第二图案32包括第二焊接部34和第二焊线部36。

在绝缘基板10上设置有倒装的多个led芯片7，所述多个led芯片7的每一个均具有第一电极11和第二电极12，其中第一电极11和第二电极12位于不同的高度；所述多个led芯片7的每一个分别焊接于所述多个基岛1的每一个的第一铜层14上且所述第一电极11通过第一焊料层焊接于所述第一焊接部33，所述第二电极12通过第二焊料层焊接于所述第二焊接部34。

还包括焊线37，所述焊线37焊接于相邻两基岛1之间的第一焊线部35和第二焊线部36，使得所述多个led芯片7通过所述第一图案31、第二图案32和焊线37形成串联的灯串。

为了密封和使得所述基岛成为一个整体，还进一步包括封装树脂8，密封所述多个led芯片7和所述绝缘基板10，且填充所述隔离槽9。

其与第一实施例不同的是，该实施例不具有基岛之间的桥，其通过焊线跨越隔离槽9以实现led芯片7的串联。

该实施例的制造方法同样可以参考图8-13，其制造过程与实施例一基本相同，只是在切割成基岛时，无需预留桥的位置，且第一铜层没有连接部，额外需要焊线去焊接两个基岛的焊线部，以实现led芯片的串联。

第三实施例

参见图14，本发明的节能型led照明设备，包括绝缘基板10、倒装的多个led芯片7、封装树脂8。其中绝缘基板10形成为多个孤立的基岛1，且每个基岛1上固定一led芯片7，由此形成阵列或排状的结构。

其中，所述绝缘基板10具有相对的第一表面和第二表面，所述绝缘基板10包括经由隔离槽9分立的多个基岛1；在所述基岛1上设置有台阶40，所述台阶40包括第一台面43、第二台面44以及连接所述第一和第二台面的连接面45；在所述台阶40上设置有第一铜层14，在所述第二表面上设置有第二铜层13；其中，所述第一铜层14包括多个第一图案41和多个第二图案42，其中所述第二图案42的厚度等于所述第一图案41的厚度41，且所述第一图案41形成于所述第二台面44上，所述第二图案42形成于第一台面43上；所述第一图案41包括第一焊接部和第一焊线部，所述第二图案42包括第二焊接部和第二焊线部(可以参考图4)。

所述多个led芯片7的每一个均具有第一电极11和第二电极12，其中第一电极11和第二电极12位于不同的高度；所述多个led芯片7的每一个分别焊接于所述多个基岛1的每一个的第一铜层14上且所述第一电极11通过第一焊料层焊接于所述第一焊接部，所述第二电极12通过第二焊料层焊接于所述第二焊接部。

还包括焊线，所述焊线焊接于相邻两基岛之间的第一焊线部和第二焊线部，使得所述多个led芯片7通过所述第一图案41、第二图案42和焊线形成串联的灯串(类似于图4-7，在此不再赘述)。

还设置有封装树脂8密封所述多个led芯片7和所述绝缘基板10，且填充所述隔离槽9。

其中，所述灯串末端的第一电极11或第二电极12通过所述绝缘基板10内的通孔48电连接至第二铜层13。

本发明还提供了一种较为简便的方法制造上述led照明设备，包括以下步骤：

(1)将绝缘基板固定于临时基板上，所述绝缘基板具有相对的第一表面和第二表面，在所述第二表面上热压有第二铜层；

(2)在所述绝缘基板上形成第一沟槽；

(3)在所述第一沟槽底部形成第二沟槽，所述第二沟槽使得所述绝缘基板分割成分立的多个基岛；且在所述基岛上设置有台阶，所述台阶包括第一台面、第二台面以及连接所述第一和第二台面的连接面；

(4)在所述第一台面和第二台面上形成第一铜层，其中，所述第一铜层包括包括多个第一图案和多个第二图案，其中所述第二图案的厚度等于所述第一图案的厚度，且所述第一图案形成于所述第一台面上，所述第二图案形成于第二台面上；所述第一图案包括第一焊接部和第一焊线部，所述第二图案包括第二焊接部和第二焊线部；

(5)将多个led芯片分别焊接于所述多个基岛的第一铜层上，所述多个led芯片的每一个均具有第一电极和第二电极，其中第一电极和第二电极位于不同的高度；其中，所述第一电极通过第一焊料层焊接于所述第一焊接部，所述第二电极通过第二焊料层焊接于所述第二焊接部；

(6)使用焊线焊接相邻两基岛之间的第一焊线部和第二焊线部，使得所述多个led芯片通过所述第一图案、第二图案和焊线形成串联的灯串；

(7)模塑形成封装树脂，密封所述多个led芯片和所述绝缘基板，且填充所述第一和第二沟槽。

具体的参见图15-20，其详细介绍了该实施例的制造工艺流程。

参见图15，将绝缘基板10固定于临时基板20上，所述绝缘基板10具有相对的第一表面和第二表面，在所述第二表面上热压有第二铜层13。

参见图16，在所述绝缘基板10上形成第一沟槽50。

参见图17，在所述第一沟槽50底部形成第二沟槽51，所述第二沟槽51使得所述绝缘基板10分割成分立的多个基岛1；且在所述基岛上形成有台阶40，所述台阶40包括第一台面43、第二台面44以及连接所述第一和第二台面的连接面45。

参见图18，在端部的基岛内形成通孔48，其中通孔48电连接所述第二铜层13。

参见图19，在所述第一台面44和第二台面43上形成第一铜层14，其中，所述第一铜层14包括多个第一图案41和多个第二图案42，其中所述第二图案42的厚度等于所述第一图案41的厚度，且所述第一图案41形成于所述第一台面44上，所述第二图案42形成于第二台面43上；所述第一图案41包括第一焊接部和第一焊线部，所述第二图案包括第二焊接部和第二焊线部。

参见图20，将多个led芯片7分别焊接于所述多个基岛1的第一铜层14上，所述多个led芯片7的每一个均具有第一电极11和第二电极12，其中第一电极11和第二电极12位于不同的高度；其中，所述第一电极11通过第一焊料层焊接于所述第一焊接部，所述第二电极12通过第二焊料层焊接于所述第二焊接部。

接着，使用焊线焊接相邻两基岛1之间的第一焊线部和第二焊线部，使得所述多个led芯片7通过所述第一图案41、第二图案42和焊线形成串联的灯串。

最后，模塑形成封装树脂8，密封所述多个led芯片7和所述绝缘基板10，且填充所述第一和第二沟槽50、51。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。