一種led的封裝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種LED的封裝方法，屬于半導(dǎo)體封裝【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明多次以鐵箔（8）作為導(dǎo)電層進(jìn)行高精度的電鍍工藝，并結(jié)合光刻工藝實(shí)現(xiàn)再布線金屬層和金屬塊，其次以包封樹脂包封再布線金屬層和金屬塊形成金屬引線框本體（1），再在金屬引線框本體（1）上正裝固定LED芯片（2），然后完成整個封裝結(jié)構(gòu)。本發(fā)明采用高精度的電鍍工藝實(shí)現(xiàn)金屬引線框本體，克服了濕法腐蝕工藝存在的框架的翹曲缺陷，有效地解決了芯片貼裝與打線工藝的協(xié)調(diào)問題，提高了產(chǎn)品的良率和一致性。
【專利說明】一種LED的封裝方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種LED的封裝方法，屬于半導(dǎo)體封裝【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 在節(jié)能環(huán)保的大背景下，我國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景備受看好，EMC (環(huán)氧包封料）封裝是LED行業(yè)目前高端發(fā)展方向之一。由于EMC封裝方法中，引線框是通 過濕法腐蝕工藝形成，即所謂的半刻蝕工藝，該工藝形成的引線框的框架本身的翹曲較大， 導(dǎo)致芯片貼裝與打線工藝較難調(diào)整，良率損失大；同時，該工藝形成的引框架刻蝕精度低， 產(chǎn)品的一致性不好。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服上述傳統(tǒng)引線框封裝LED的不足，提供一種提高產(chǎn)品的良 率和一致性的LED封裝方法。
[0004] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的： 本發(fā)明一種LED的封裝方法，其工藝過程如下： 取一載板和鐵箔，在載板上固定鐵箔； 在鐵箔上貼光刻膜I，順次通過設(shè)定圖形、曝光、顯影，形成光刻膜I開口圖形； 在光刻膜I開口圖形內(nèi)電鍍金屬，形成再布線金屬層，并在再布線金屬層的表面化學(xué) 鍍鎳/金，通過去膠工藝去除剩余的光刻膜； 在完成再布線金屬層的鐵箔上貼光刻膜II，順次通過設(shè)定圖形、曝光、顯影，形成光刻 膜II開口圖形，露出再布線金屬層； 在光刻膜II開口圖形內(nèi)電鍍形成金屬塊，通過去膠工藝去除剩余的光刻膜，再布線金 屬層與金屬塊一對一連接，分別形成金屬組塊I、金屬組塊II、金屬組塊III ; 對形成金屬組塊I、金屬組塊II、金屬組塊III的鐵箔上方進(jìn)行包封，形成包封層； 采用研磨、拋光的工藝減薄鐵箔上方的包封層，露出金屬組塊I、金屬組塊II、金屬組 塊III的一端面，且在金屬組塊I、金屬組塊II、金屬組塊III的該端面化學(xué)鍍鎳/金層； 將上述完成封裝的結(jié)構(gòu)上下翻轉(zhuǎn)180°，取下載板，并腐蝕掉鐵箔，露出金屬組塊I、金 屬組塊II、金屬組塊III的另一端面，在金屬組塊I、金屬組塊II、金屬組塊III的該端面化學(xué) 鍍鎳/金層； 在完成鎳/金層的金屬組塊III的表面點(diǎn)上粘合劑I，并將LED芯片的背面通過粘合劑 I貼裝至金屬組塊III的區(qū)域內(nèi)； 打線，將LED芯片的電極通過引線分別與金屬組塊I、金屬組塊II的再布線金屬層連 接； 點(diǎn)封裝物，所述封裝物包裹LED芯片及其引線； 將上述完成封裝的LED封裝結(jié)構(gòu)切割成單顆封裝體。
[0005] 本發(fā)明所述金屬組塊III的再布線金屬層的邊界不小于LED芯片的邊界。
[0006] 本發(fā)明所述光刻膜I開口圖形的開口尺寸不小于對應(yīng)的光刻膜II開口圖形的開 口尺寸。
[0007] 本發(fā)明所述金屬組塊I、金屬組塊II、金屬組塊III均呈T字型。
[0008] 本發(fā)明所述金屬組塊I、金屬組塊II、金屬組塊III的高度相等。
[0009] 本發(fā)明所述金屬塊的高度為100微米?200微米。
[0010] 本發(fā)明所述金屬塊的材質(zhì)為金屬銅。
[0011] 本發(fā)明所述再布線金屬層的材質(zhì)為金屬銅。
[0012] 本發(fā)明在打線之后還包括步驟：在引線與金屬組塊I、金屬組塊II的連接處點(diǎn)上 粘合劑II。
[0013] 本發(fā)明在點(diǎn)封裝物之前還包括工藝步驟：在LED芯片的發(fā)光面噴涂熒光物質(zhì)。
[0014] 本發(fā)明采用光刻工藝結(jié)合電鍍工藝實(shí)現(xiàn)金屬引線框本體的再布線金屬層和金屬 塊，提升了金屬引線框的加工精度。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明的金屬引線框通過高精度的電鍍工藝實(shí)現(xiàn)，克服了濕法腐蝕工藝存在的框架的 翹曲缺陷，有效地解決了芯片貼裝與打線工藝的協(xié)調(diào)問題，提高了產(chǎn)品的良率和一致性。
[0016]

【專利附圖】

【附圖說明】 圖1為本發(fā)明一種LED的封裝方法的流程示意圖； 圖2為本發(fā)明一種LED的封裝方法的封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的剖面示意圖； 圖3為圖2的各部件位置關(guān)系的俯視不意圖； 圖4至圖17為圖2實(shí)施例的封裝方法的流程示意圖； 其中，金屬引線框本體1 包封層10 再布線金屬層111、112、113 金屬塊 121、122、123 金屬組塊I 11 金屬組塊II 12 金屬組塊III 13 鎳/金層151、152 切割道16 LED芯片2 電極21、22 粘合劑I 31 粘合劑II 32 熒光物質(zhì)4 引線51、52 封裝物6 載板7 鐵箔8 光刻膜I 91 光刻膜I開口圖形911 光刻膜II 92 光刻膜II開口圖形921。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 現(xiàn)在將在下文中參照附圖更加充分地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的示例 性實(shí)施例，從而本公開將本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。然而，本發(fā)明可以 以許多不同的形式實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)被解釋為限制于這里闡述的實(shí)施例。
[0018] 參見圖1，本發(fā)明一種LED的封裝方法的工藝過程如下： 5101 :在載板上固定鐵箔； 5102 :在鐵箔上形成再布線金屬層； 5103 :在再布線金屬層上形成金屬塊； 5104 :包封再布線金屬層和金屬塊，形成金屬引線框本體； 5105 :除去載板和鐵箔； 5106 :將LED芯片固定于金屬引線框本體的表面； 5107 :打線； 5108 :點(diǎn)封裝物，封閉LED芯片； 5109 :切割成單顆封裝體。
[0019] 實(shí)施例，參見圖2和圖3 一種LED的封裝結(jié)構(gòu)，其包括金屬引線框本體1和LED芯片2, LED芯片2正裝設(shè)置于金 屬引線框本體1之上。金屬引線框本體1由金屬組塊I 11、金屬組塊II 12、金屬組塊III13 和包封金屬組塊I 11、金屬組塊II 12、金屬組塊III13的包封層10構(gòu)成。金屬組塊III13位 于金屬引線框本體1的中央，所占區(qū)域最大，金屬組塊I 11設(shè)置于金屬組塊III 13的左側(cè)， 金屬組塊II 12設(shè)置于金屬組塊III13的右側(cè)，金屬組塊I 11、金屬組塊II 12、金屬組塊III13 二者的1?度相等。
[0020] 金屬組塊I 11、金屬組塊II 12、金屬組塊III13的上部分分別為再布線金屬層111、 112、113,其下部分分別為金屬塊121、122、123，且金屬再布線層111與金屬塊121、金屬再 布線層112與金屬塊122、金屬再布線層113與金屬塊123分別上下固定連接。再布線金屬 層111、112、113的邊界分別不小于對應(yīng)金屬塊121、122、123的邊界。金屬組塊I 11、金屬 組塊II 12、金屬組塊III13的材質(zhì)通常為金屬銅，在其上端面設(shè)置鎳/金層151、在其下端面 設(shè)置鎳/金層152,以防止金屬銅表面氧化，同時也可滿足焊接可靠性的要求。
[0021] 包封層10由一種有很好的電絕緣性的包封樹脂形成，其連接并緊固金屬組塊 I 11、金屬組塊II 12、金屬組塊III 13 ;同時包封層10內(nèi)一般還含有氧化硅、氧化鋁等填充 料，以提高包封樹脂的彈性模量和導(dǎo)熱系數(shù)、降低熱膨脹系數(shù)，從而提升封裝方法的導(dǎo)熱性 能和可靠性。
[0022] 金屬組塊III 13上設(shè)置粘合劑I 31，LED芯片2通過粘合劑I 31與金屬組塊III 13 固連，金屬組塊III 13的再布線金屬層113的邊界不小于LED芯片2的邊界，以實(shí)現(xiàn)快速散 熱。粘合劑I 31-般為導(dǎo)熱膠或?qū)崮ぃ糟y粉為主要導(dǎo)熱材質(zhì)居多，其延展面積以略大 于LED芯片2的底部面積為佳。
[0023] 電極21通過引線51與金屬組塊I 11的再布線金屬層111實(shí)現(xiàn)電氣連通，電極22 通過引線52與金屬組塊II 12的再布線金屬層112實(shí)現(xiàn)電氣連通。因此以選擇再布線金屬 層的邊界大于金屬塊的邊界為佳，呈T字型，以分別固定金屬引線51、引線52,在SMT(表面 貼裝）工藝過程和使用過程中可以避免引線51、引線52被拉出，以提升產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的力學(xué)可 靠性。金屬組塊I 11、金屬組塊II 12的上方也可點(diǎn)上粘合劑II 32,以增加引線51與金屬 組塊I 11的再布線金屬層111、引線52與金屬組塊II 12的再布線金屬層112的連接強(qiáng)度。 粘合劑II 32 -般為導(dǎo)熱膠或?qū)崮?，以銀粉為主要導(dǎo)熱材質(zhì)居多。
[0024] 金屬引線框本體1的上表面設(shè)置硅膠、光學(xué)樹脂等材質(zhì)的封裝物6,封裝物6將 LED芯片2和引線51、52封閉于其內(nèi)，以保護(hù)LED芯片2和引線51、52,封裝物6的外表面 呈凸面。
[0025] 為了獲得白光，需要選擇發(fā)藍(lán)色光的芯片，并在LED芯片2的發(fā)光面涂覆黃色熒光 粉的熒光物質(zhì)4,通過藍(lán)光激發(fā)黃色熒光物質(zhì)獲得白光，形成白光LED的封裝結(jié)構(gòu)。
[0026] 上述實(shí)施例的LED的封裝方法的工藝過程如下： 如圖4所示，取一平整的載板7和鐵箔8,在載板7上固定鐵箔8,鐵箔8比載板7稍微 小些。
[0027] 如圖5和圖6所示，在鐵箔8上貼可光刻的光刻膜I 91，順次通過設(shè)定圖形、曝光、 顯影等工藝，形成光刻膜I開口圖形911。
[0028] 如圖7所示，以鐵箔8作為導(dǎo)電層，在光刻膜I開口圖形911內(nèi)電鍍銅，形成再布 線金屬層111、112、113，再布線金屬層113位于再布線金屬層111、112之間；在再布線金屬 層111、112、113的表面化學(xué)鍍鎳/金，再布線金屬層113的邊界不小于LED芯片2的邊界； 通過去膠工藝去除剩余的光刻膜。
[0029] 如圖8和圖9所示，在完成再布線金屬層111、112、113的鐵箔8上貼可光刻的光 刻膜II 92,順次通過設(shè)定圖形、曝光、顯影，形成光刻膜II開口圖形921，露出表面完成化學(xué) 鍍鎳/金的部分再布線金屬層111、112、113 ;光刻膜I開口圖形911的開口尺寸不小于對 應(yīng)的光刻膜II開口圖形921的開口尺寸。
[0030] 如圖10所示，再次以鐵箔8作為導(dǎo)電層，在光刻膜II開口圖形921內(nèi)電鍍形成金 屬塊121、122、123,金屬塊121、122、123的高度為100微米?200微米。通過去膠工藝去除 剩余的光刻膜，再布線金屬層111、112、113與金屬塊121、122、123-對一連接，分別形成金 屬組塊I 11、金屬組塊II 12、金屬組塊III13,通常金屬組塊I 11、金屬組塊II 12、金屬組塊 III 13均呈T字型，有效地固定了金屬引線，在SMT (表面貼裝）工藝過程和使用過程中，金 屬引線不會被拉出，提升了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的力學(xué)可靠性。
[0031] 如圖11所示，對形成金屬組塊I 11、金屬組塊II 12、金屬組塊III 13的整個鐵箔8 進(jìn)行包封，形成包封層10。
[0032] 如圖12所示，采用研磨、拋光的工藝減薄鐵箔8上方的包封層10,露出金屬組塊 I 11、金屬組塊II 12、金屬組塊III13的一端面，且在金屬組塊I 11、金屬組塊II 12、金屬組 塊III 13的該端面化學(xué)鍍形成鎳/金，形成鎳/金層151。
[0033] 如圖13所示，將上述完成的封裝結(jié)構(gòu)上下翻轉(zhuǎn)180°，取下載板7,并腐蝕掉鐵箔 8,露出金屬組塊I 11、金屬組塊II 12、金屬組塊III13的另一端面，在金屬組塊I 11、金屬組 塊II 12、金屬組塊III 13的另一端面化學(xué)鍍鎳/金，形成鎳/金層152。
[0034] 如圖14所示，在完成化學(xué)鍍鎳/金的金屬組塊III 13的表面點(diǎn)上粘合劑I 31，粘合 劑I 31的邊界一般不小于LED芯片2的邊界，并將LED芯片2的背面通過粘合劑I 31貼 裝至金屬組塊III 13的區(qū)域內(nèi)；打線，將LED芯片2的電極21通過引線51與金屬組塊I 11 的再布線金屬層111連通、電極22通過引線52與金屬組塊II 12的再布線金屬層112連接。
[0035] 如圖15所示，在金屬組塊I 11、金屬組塊II 12的上方，引線51、52與金屬組塊 I 11、金屬組塊II 12的連接處也可點(diǎn)上粘合劑II 32,以增加引線51與金屬組塊I 11的再 布線金屬層111、引線52與金屬組塊II 12的再布線金屬層112的連接強(qiáng)度。
[0036] 如圖16所示，在LED芯片2的發(fā)光面噴涂熒光物質(zhì)4,點(diǎn)封裝物6包裹LED芯片2 和引線51、引線52。封裝物6的外形通常形成具有聚光或散光效應(yīng)的結(jié)構(gòu)，如半球狀、凸透 鏡狀等，以適應(yīng)各種場合需要。
[0037] 如圖17所示，將上述完成封裝的LED封裝結(jié)構(gòu)沿切割道16切割成單顆封裝體。
[0038] 本發(fā)明一種LED的封裝方法不限于上述優(yōu)選實(shí)施例，如LED芯片2的個數(shù)可以不 止一個，可根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要增加個數(shù)，所有芯片均設(shè)置在金屬組塊III 13的上方，通過金 屬組塊III13直接散熱，散熱通道短，熱阻小、性能穩(wěn)定。
[0039] 任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對 以上實(shí)施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本發(fā)明權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍 內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種LED的封裝方法，其工藝過程如下： 取一載板（7 )和鐵箔（8 )，在載板（7 )上固定鐵箔（8 ); 在鐵箔（8)上貼光刻膜I (91)，順次通過設(shè)定圖形、曝光、顯影，形成光刻膜I開口圖 形（911); 在光刻膜I開口圖形（911)內(nèi)電鍍金屬，形成再布線金屬層（111、112、113)，并在再布 線金屬層（111、112、113)的表面化學(xué)鍍鎳/金，通過去膠工藝去除剩余的光刻膜； 在完成再布線金屬層（111、112、113)的鐵箔（8)上貼光刻膜11(92)，順次通過設(shè)定圖 形、曝光、顯影，形成光刻膜II開口圖形（921)，露出再布線金屬層（111、112、113); 在光刻膜II開口圖形（921)內(nèi)電鍍形成金屬塊（121、122、123)，通過去膠工藝去除剩 余的光刻膜，再布線金屬層（111、112、113)與金屬塊（121、122、123)-對一連接，分別形成 金屬組塊I (11)、金屬組塊II (12)、金屬組塊111(13); 對形成金屬組塊I (11)、金屬組塊II (12)、金屬組塊111(13)的鐵箔（8)上方進(jìn)行包封， 形成包封層（10); 米用研磨、拋光的工藝減薄鐵箔（8)上方的包封層（10)，露出金屬組塊I (11)、金屬組 塊II (12)、金屬組塊111(13)的一端面，且在金屬組塊I (11)、金屬組塊II (12)、金屬組塊III (13)的該端面化學(xué)鍍鎳/金層（151); 將上述完成的封裝結(jié)構(gòu)上下翻轉(zhuǎn)180°，取下載板（7)，并腐蝕掉鐵箔（8)，露出金屬組 塊I (11)、金屬組塊II (12)、金屬組塊111(13)的另一端面，在金屬組塊I (11)、金屬組塊II (12)、金屬組塊111(13)的該端面化學(xué)鍍鎳/金層（152); 在完成鎳/金層（152)的金屬組塊111(13)的表面點(diǎn)上粘合劑I (31)，并將LED芯片（2) 的背面通過粘合劑I (31)貼裝至金屬組塊111(13)的區(qū)域內(nèi)； 打線，將LED芯片（2)的電極通過引線分別與金屬組塊I (11)、金屬組塊II (12)的再 布線金屬層連接； 點(diǎn)封裝物（6 )，所述封裝物（6 )包裹LED芯片（2 )及其引線； 將上述完成封裝的LED封裝結(jié)構(gòu)切割成單顆封裝體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED封裝方法，其特征在于：所述再布線金屬層（113)的邊界 不小于LED芯片（2)的邊界。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED封裝方法，其特征在于：所述光刻膜I開口圖形（911)的 開口尺寸不小于對應(yīng)的光刻膜II開口圖形（921)的開口尺寸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED封裝方法，其特征在于：所述金屬組塊I (11)、金屬組塊 II (12)、金屬組塊III(13)均呈T字型。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED封裝方法，其特征在于：所述金屬組塊I (11)、金屬組塊 II (12)、金屬組塊III(13)的高度相等。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED封裝方法，其特征在于：所述金屬塊（121、122、123)的高 度為100微米?200微米。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED封裝方法，其特征在于：所述金屬塊（121、122、123)的材 質(zhì)為金屬銅。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED封裝方法，其特征在于：所述再布線金屬層（111、112、 113)的材質(zhì)為金屬銅。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的LED封裝方法，其特征在于：在打線之后還包 括步驟：在引線與金屬組塊I (11)、金屬組塊II (12)的連接處點(diǎn)上粘合劑II (32)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的LED封裝方法，其特征在于：在點(diǎn)封裝物（6)之前還包括工 藝步驟：在LED芯片2的發(fā)光面噴涂熒光物質(zhì)（4)。
【文檔編號】H01L33/48GK104112811SQ201410361999
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】張黎, 賴志明, 陳棟, 陳錦輝 申請人:江陰長電先進(jìn)封裝有限公司