[发明专利]LED卷对卷封装模组

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED封装模块,特别涉及一种LED卷对卷封装模组。

背景技术

中游封装是实现LED从芯片走向最终产品所必需的中间环节，起着保护芯片、电信号连接和增强性能等功能；然而制约白光LED走向普及的障碍之一就是封装成本。目前封装技术工艺步骤多，产品的一致性较差，离理想的单Bin档还有距离，其中封装及测试成本占据了LED制造成本中的近一半。封装成本下降是未来发展的一个趋势，所以研发低成本大批量高质量的LED封装技术也成了亟待解决的难点和热点。

目前，各大跨国LED公司也都在研究晶圆级LED封装。可见研究大尺寸晶圆级封装是厂商和研究人员们的共识。

随着技术的进步，有了直接白光的芯片，人们就可以极大简化传统的封装工艺，有了拿来即用的白光器件，可以采用IC工业中系统封装（SiP）的概念进一步集成形成各种白光模组。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术中存在的缺陷,提供一种LED卷对卷封装模组。针对LED封装中关键的荧光粉涂覆工艺，本发明提出晶圆级直接白光技术，采用该技术将能够制备直接用于照明模块的直接白光LED芯片，该技术有望大大提高生产效率，节省荧光粉胶材料，有可能实现大规模封装单Bin的光色一致性。本发明通过基于基板的卷对卷封装技术，将LED芯片通过封装进行集成。从而在很小的封装体积内低成本地实现LED芯片的卷对卷封装，而且方便安装与使用。在完成直接白光LED芯片制作后，本发明提出采用类似大幅面卷到卷（Roll-to-Roll,R2R）/卷到版（Roll-to-Plate,R2P）技术（如RFID射频标签、微光学导光板、OLED、柔性太阳能电池以及纳米压印），在柔性/硬性基板上进行多功能LED照明模块和系统封装，大幅面卷对卷/卷对版封装一次可以做出几千个模块，可以期望封装成本大大降低，产品一致性大大提高。

本发明主要包括:基板、LED芯片、驱动电源、电子线路、传感器和片状荧光粉、封帽，其特征在于基板、LED芯片、驱动电源、电子线路和片状荧光粉经卷对卷集成封装为一体化模块，LED芯片、驱动电源、电子线路、传感器和片状荧光粉平面放置在基板侧面，其中LED芯片隐埋在基板上，基板表面和内部设有布线层，基板上设有凹槽，一个或者多个LED芯片被封装在凹槽之中，用封帽与基板键合起来将传感器封装在凹槽腔体内。

所述基板为陶瓷基板或环氧玻璃布层压板(FR4基板)或硅基板或柔性基板或直接敷铜陶瓷（简称DBC）基板或直接电镀陶瓷（简称DPC）基板或印刷电路板（简称PCB基板），印刷电路板（简称PCB基板）、FR4基板的材料为覆铜板和铝基板。

所述印刷电路板、环氧玻璃布层压板(FR4基板)在基板的中间线处设有一腔体，腔体处于应力低区域，应力低区域比基板表面应力(Pa)低1/3～2/3。

所述印刷电路板用卷对卷封装技术，挠性覆铜板经贴膜、曝光、湿洗流程形成电路，在挠性覆铜板上附着有一层保护挠性覆铜板及键合材料的保护层，其厚度为50μm～100μm。

所述LED芯片与基板连接方式为倒装焊或引线键合方式，LED芯片可以为水平结构LED芯片、倒装结构LED芯片、垂直结构LED芯片或者是高压LED芯片。LED芯片经焊球与驱动电源、电子线路、传感器连接，在隐埋的LED上方按LED的轮廓保形涂覆一层薄层保护材料，或者在隐埋的LED空腔内完全填满保护材料或不填充任何保护介质，或者在隐埋的LED空腔上方设置保护的封帽。LED芯片隐埋在基板上（隐埋式封装），隐埋LED的空腔上方盖有保护的封帽，封帽上的键合环区域为带有缓冲腔的双墙结构。封装方式中还包含触点阵列封装(LGA)、球栅阵列封装(BGA)、基板侧面加工有用于信号互连的金属面。

本发明的优点是将大幅面卷对卷/卷对版技术应用于LED封装中，制作集成电源驱动、电路和直接白光LED芯片的照明模块，将大幅降低LED制造成本，为LED照明技术带来新的革命。

附图说明

图1基板集成方式下专用集成电路与LED芯片集成后再进行卷对卷封装结构示意图；

图2本发明在硬性基板上封装集成方式的结构示意图；

图3采用卷对卷技术将LED芯片封装与柔性基板上的结构示意图。

图中：1水平结构LED、2高压LED、3交流LED、4驱动电源芯片、5封帽、6电路转换芯片、7基板、7b挠性覆铜板、8焊料、9焊点、9b焊球、10专用集成电路、11填充物、12填充物、14中介层、17a柔性电路、19薄层保护材料。