一种smd led平板支架结构和led芯片的制作方法
【专利摘要】本发明涉及LED芯片封装加工【技术领域】，尤其涉及一种SMD?LED平板支架结构和LED芯片，包括金属基板，在所述金属基板固定LED晶片的位置开设一凹坑，所述凹坑的坑深为0.05-0.2mm、坑底面积为0.3-5.5mm2。所述LED晶片固定于凹坑底面。凹坑的深度浅、底面积小，灌封该凹坑的胶量比灌封传统SMD?LED碗杯支架的胶量消耗少，灌封该平板支架结构时不易出现胶面偏移现象。凹坑的侧壁为金属材质，金属材质侧壁的光反射能力比传统SMD?LED碗杯支架的PPA材质侧壁的光反射能力强，使封装的LED晶片的出光亮度相对于封装在传统SMD?LED碗杯支架的LED晶片的出光亮度提升5％以上。
【专利说明】一种SMD LED平板支架结构和LED芯片
【技术领域】
[0001]本发明涉及LED芯片封装加工【技术领域】，尤其涉及一种SMD LED平板支架结构和LED芯片。
【背景技术】
[0002]目前的 SMD (Surface Mounted Devices、表面贴装器件)LED (Light EmittingDiode、发光二极管)碗杯支架,一般由注塑结构和金属基板组成且具有碗杯结构，该碗杯结构的侧壁为光线反射能力弱的PPA材质。如图1和图2所示，其是封装单颗LED晶片于SMD LED碗杯支架的结构俯视图和结构剖面图。LED晶片I通过环氧、硅胶或银胶等底胶剂粘接在碗杯结构底部的金属基板区域，并通过BANDING技术在LED晶片I上方的电极处引出导线2与该碗杯支架的正负电极相连,起到电气连接的作用。该碗杯支架的碗杯结构的杯深约为0.3mm以上、杯底面积约为LED晶片I底面积的4倍以上。灌封该碗杯结构的胶量相对消耗较多，具有该类碗杯支架的LED芯片的出光角度最大只能达到120°且由于PPA材质的弱反射使得其出光亮度较小。可见，SMD LED碗杯支架由于设置了碗杯结构而便于胶水的灌封和LED晶片的出光，但同时也限制了灌封胶的成型、封装器件的出光角度和出光亮度。
[0003]为满足覆膜成型工艺和更大出光角度的需求，后续出现了 SMD LED平板支架，该类平板支架一般不具有碗杯结构，LED晶片直接粘接于该平板支架的金属基板上。具有该类平板支架的LED芯片的出光角度可以达到120° -160°的大角度范围，但点胶时容易出现胶面偏移的现象。且即使采用点围坝胶或专用的粘度相对较高的胶水，出现胶面偏移现象的情况也没有得到改善。胶面偏移对LED芯片的显指、色温、角度、光通量和光效的影响不大，但会使得LED芯片的配光曲线严重变形。如图3和图4所示，其是点胶正常的LED芯片的配光曲线图和点胶偏移的LED芯片的配光曲线图。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提出一种SMD LED平板支架结构和LED芯片，灌封该支架结构的胶量消耗小，灌封时不易出现胶面偏移现象，且使得具有该支架结构的LED芯片的出光亮度大。
[0005]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]第一方面，提供一种SMD LED平板支架结构,包括金属基板,在所述金属基板固定LED晶片的位置开设一凹坑，所述凹坑的坑深为0.05-0.2mm、坑底面积为0.3-5.5mm2。
[0007]其中，所述凹坑包括圆台形坑，所述圆台形坑的轴对称的两条侧棱延长线的夹角为 5-60° 。
[0008]其中，所述凹坑还包括圆柱形坑，所述圆柱形坑的柱高为0.01-0.1mm，所述圆柱形坑位于圆台形坑的正上方，所述圆柱形坑的直径和圆台形坑的上表面直径相等，所述圆台形坑和圆柱形坑一体成型。[0009]其中，所述凹坑的侧壁覆盖Cu镀Ag层。
[0010]其中，所述凹坑为冲压成型或蚀刻成型。
[0011]第二方面，提供一种LED芯片，包括LED晶片和上述的SMD LED平板支架结构，所述LED晶片固定于凹坑底面。
[0012]其中，所述LED晶片为45Mil的LED晶片，所述坑底面积为1.9-5.2mm2。
[0013]其中，所述LED晶片为20Mil的LED晶片，所述坑底面积为0.3-1.1mm2。
[0014]其中，所述LED晶片与凹坑底面之间设置银胶层。
[0015]其中，所述凹坑的正上方设置与凹坑形状配合的灌封胶。
[0016]本发明的有益效果在于:一种SMD LED平板支架结构和LED芯片，包括金属基板，在所述金属基板固定LED晶片的位置开设一凹坑,所述凹坑的坑深为0.05-0.2mm、坑底面积为0.3-5.5mm2。所述LED晶片固定于凹坑底面。凹坑的深度浅、底面积小，灌封该凹坑的胶量比灌封传统SMD LED碗杯支架的胶量消耗少，且由于凹坑的存在，灌封该平板支架结构时不易出现胶面偏移现象。在金属基板上直接开设凹坑，凹坑的侧壁为金属材质，金属材质侧壁的光反射能力比传统SMD LED碗杯支架的PPA材质侧壁的光反射能力强，使封装的LED晶片的出光亮度相对于封装在传统SMD LED碗杯支架的LED晶片的出光亮度提升5%以上。可见，该SMD LED平板支架结构和LED芯片，灌封该支架结构的胶量消耗小，灌封时不易出现胶面偏移现象，且使得具有该支架结构的LED芯片的出光亮度大。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是封装单颗LED晶片于SMD LED碗杯支架的结构俯视图。
[0019]图2是封装单颗LED晶片于SMD LED碗杯支架的结构剖面图。
[0020]图3是点胶正常的LED芯片的配光曲线图。
[0021]图4是点胶偏移的LED芯片的配光曲线图。
[0022]图5是本发明提供的封装于SMD LED平板支架结构的LED芯片结构俯视图。
[0023]图6是本发明提供的封装于SMD LED平板支架结构的LED芯片结构主视图。
[0024]图7是本发明提供的封装于SMD LED平板支架结构的LED芯片结构侧视图。
[0025]图8是本发明提供的倒装晶片封装于SMD LED平板支架结构的LED芯片结构俯视图。
[0026]图9是本发明提供的倒装晶片封装于SMD LED平板支架结构的LED芯片结构主视图。
[0027]图10是本发明提供的倒装晶片封装于SMD LED平板支架结构的LED芯片结构侧视图。
[0028]附图标记说明如下:
[0029]1-LED晶片；2_导线；3_金属基板；4_注塑结构；5_凹坑；6_灌封胶。【具体实施方式】
[0030]为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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。
[0031]请参考图5、图6和图7，其分别是本发明提供的封装于SMD LED平板支架结构的LED芯片结构俯视图、结构主视图和结构侧视图。
[0032]一种SMD LED平板支架结构，包括金属基板3，在所述金属基板3固定LED晶片I的位置开设一凹坑5,所述凹坑5的坑深为0.05-0.2mm、坑底面积为0.3-5.5mm2。
[0033]本发明提供的SMD LED平板支架结构，凹坑5的深度浅、底面积小，灌封该凹坑5的胶量比灌封传统SMD LED碗杯支架的胶量消耗少，且由于凹坑5的存在，灌封该平板支架结构时不易出现胶面偏移现象。在金属基板3上直接开设凹坑5，凹坑5的侧壁为金属材质，金属材质侧壁的光反射能力比传统SMDLED碗杯支架的PPA材质侧壁的光反射能力强，使封装的LED晶片I的出光亮度相对于封装在传统SMD LED碗杯支架的LED晶片I的出光亮度提升5%以上。可见，该SMD LED平板支架结构，灌封该支架结构的胶量消耗小，灌封时不易出现胶面偏移现象，且使得具有该支架结构的LED芯片的出光亮度大。
[0034]其中，所述凹坑5包括圆台形坑，所述圆台形坑的轴对称的两条侧棱延长线的夹角为5-60°。
[0035]根据圆台形坑的轴对称的两条侧棱延长线的夹角和几何关系，可计算出圆台形坑的上表面面积。
[0036]凹坑5的底面积小，约为固定的LED晶片I底面积的1.5-4倍，配合延长线互相成5-60°夹角的两条侧棱，可使具有该支架结构的LED芯片的出光角度达到120-160°。
[0037]其中，所述凹坑5还包括圆柱形坑，所述圆柱形坑的柱高为0.01-0.1mm，所述圆柱形坑位于圆台形坑的正上方，所述圆柱形坑的直径和圆台形坑的上表面直径相等，所述圆台形坑和圆柱形坑一体成型。
[0038]当然，基于本发明的技术背景和设计需求，凹坑5还可以是碗型或其他形状，只要达到本发明实现的技术效果即可，此处不作赘述。
[0039]对于封装单颗LED晶片I于SMD LED平板支架结构，分割该支架结构与导线2连接的正负极的注塑结构4位置可以根据实际需求在金属基板3的区域内作相应调整。通过调整金属基板3、注塑结构4和凹坑5尺寸就可以把该支架结构应用于单颗和多颗LED晶片I的固晶封装。
[0040]其中，所述凹坑5的侧壁覆盖Cu镀Ag层。
[0041]凹坑5的侧壁覆盖Cu镀Ag层，Cu镀Ag即为金属基板3材质，该Cu镀Ag层使凹坑5侧壁的光反射率提高，使封装的蓝宝石衬底的LED芯片的出光亮度相对于封装于传统SMD LED碗杯支架的LED芯片的出光亮度提升5%以上。
[0042]其中，所述凹坑5为冲压成型或蚀刻成型。
[0043]本发明提供的SMD LED平板支架结构通过冲压或蚀刻在金属基板3上表面直接开设凹坑5，帮助LED晶片I侧面的发光光线更多的反射到LED晶片I的上面，提升封装LED芯片的光效，且能有效控制点胶量，保证点胶的形状一致，使色区集中度更高。[0044]请参考图8、图9和图10，其分别是本发明提供的倒装晶片封装于SMD LED平板支架结构的LED芯片结构俯视图、结构主视图和结构侧视图。
[0045]一种LED芯片，包括LED晶片I和上述的SMD LED平板支架结构，所述LED晶片I固定于凹坑5底面。
[0046]上述的SMD LED平板支架结构既适用于传统正装晶片的封装，也适用于倒装晶片的封装，广泛应用于锡膏或助焊剂批量印刷。
[0047]LED晶片I直接放置在金属基板3热沉，缩短散热路径、降低热阻、提升散热效果，并有效降低LED晶片I的结温。
[0048]其中，所述LED晶片I为45Mil的LED晶片1，所述坑底面积为1.9-5.2mm2。
[0049]45Μ?1的LED晶片I为6寸硅衬底的LED晶片1，采用IW大功率LED晶片1，性能稳定，抗人体和环境静电达8000V以上，光效能达到1401m/W以上，是目前市面上最大的LED晶片I。
[0050]其中，所述LED晶片I为20Mil的LED晶片1，所述坑底面积为0.3-1.1mm2。
[0051]规格尺寸低于20Mil的LED晶片I光效能较低，市场应用率低且采购周期长。
[0052]其中，所述LED晶片I与凹坑5底面之间设置银胶层。
[0053]其中，所述凹坑5的正上方设置与凹坑5形状配合的灌封胶6。
[0054]在SMD LED平板支架结构的金属基板3上冲压或蚀刻出一个凹坑5，使采用点胶方式灌封该支架结构时，更易于操作和色区集中度更高。该凹坑5的深度浅，底面积小，可灵活设计灌封胶6光形并大范围调整出光角度。凹坑5可适用于多种灌封胶6方式，如点胶、覆膜、MOLDING等，且点胶时对胶量和胶面的控制容易，色区集中度相比没凹坑5结构的更高。LED晶片I置于凹坑5的底部，凹坑5的Cu镀Ag材质侧壁将LED晶片I侧边的发光光线反射出来，提高了 LED芯片的整体亮度，使光形饱满。
[0055]优选实施例:一种SMD LED平板支架结构，包括金属基板3，在所述金属基板3固定45Μ?1的LED晶片I的位置开设一凹坑5，所述凹坑5的坑深为0.1mm、坑底面积为4.5mm2。所述凹坑5包括圆台形坑，所述圆台形坑的轴对称的两条侧棱延长线的夹角为60°。所述凹坑5还包括圆柱形坑,所述圆柱形坑的柱高为0.01mm,所述圆柱形坑位于圆台形坑的正上方，所述圆柱形坑的直径和圆台形坑的上表面直径相等，所述圆台形坑和圆柱形坑一体成型。该优选实施例解决了灌封传统SMD LED碗杯支架的胶量消耗较多、具有该传统SMDLED碗杯支架的LED芯片的出光角度较小、侧表面的光线反射率较低和灌封传统SMD LED平板支架容易出现胶面偏移的技术问题；达到了灌封该SMD LED平板支架结构的胶量消耗小，灌封时不易出现胶面偏移现象的技术效果，使具有该支架结构的LED芯片的出光角度达到160°，光亮度相对于侧面为PPA材质的碗杯结构提升6%，且光形饱满、点胶形状一致、色区集中度高。
[0056]一 种SMD LED平板支架结构和LED芯片，灌封该支架结构的胶量消耗小，灌封时不易出现胶面偏移现象，且使得具有该支架结构的LED芯片的出光亮度大，出光角度达到120-160°，散热效果好。
[0057]以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种SMD LED平板支架结构，包括金属基板(3)，其特征在于:在所述金属基板(3)固定LED晶片(I)的位置开设一凹坑(5)，所述凹坑(5)的坑深为0.05-0.2mm、坑底面积为0.3-5.5mm2。
2.根据权利要求1所述的SMDLED平板支架结构，其特征在于，所述凹坑(5)包括圆台形坑，所述圆台形坑的轴对称的两条侧棱延长线的夹角为5-60°。
3.根据权利要求2所述的SMDLED平板支架结构，其特征在于，所述凹坑(5)还包括圆柱形坑，所述圆柱形坑的柱高为0.01-0.1mm,所述圆柱形坑位于圆台形坑的正上方,所述圆柱形坑的直径和圆台形坑的上表面直径相等，所述圆台形坑和圆柱形坑一体成型。
4.根据权利要求1所述的SMDLED平板支架结构，其特征在于，所述凹坑(5)的侧壁覆盖Cu锻Ag层ο
5.根据权利要求1所述的SMDLED平板支架结构，其特征在于，所述凹坑(5)为冲压成型或蚀刻成型。
6.一种LED芯片，其特征在于，包括LED晶片(I)和如权利要求1_5任意一项所述的SMD LED平板支架结构，所述LED晶片⑴固定于凹坑(5)底面。
7.根据权利要求6所述的LED芯片，其特征在于，所述LED晶片(I)为45Mil的LED晶片(I)，所述坑底面积为1.9-5.2mm2。
8.根据权利要求6所述的LED芯片，其特征在于，所述LED晶片(I)为20Mil的LED晶片(I)，所述坑底面积为0.3-1.1mm2。
9.根据权利要求6所述的LED芯片，其特征在于，所述LED晶片⑴与凹坑(5)底面之间设置银胶层。
10.根据权利要求6所述的LED芯片，其特征在于，所述凹坑(5)的正上方设置与凹坑(5)形状配合的灌封胶(6)。
【文档编号】H01L33/60GK104009146SQ201410253709
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月9日 优先权日:2014年6月9日
【发明者】李漫铁, 屠孟龙, 谢玲 申请人:深圳雷曼光电科技股份有限公司