專利名稱：一種多顆led集成封裝共晶夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種大功率LED集成封裝用點膠夾具，屬于LED行業(yè)，光電子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
LED行業(yè)是一個新興行業(yè)，是國家十二五計劃重點行業(yè)，LED產(chǎn)品具有節(jié)能、省電、高效率、反應(yīng)時間快、壽命周期長、且不含汞，具有環(huán)保效等優(yōu)點。隨著照明市場的快速發(fā)展，對高亮度、高顯色指數(shù)的LED的需要也大幅度提高，尤其像路燈、工礦燈等大功率照明產(chǎn)品。封裝方式也從原來的單顆封裝向集成封裝方式發(fā)展，目前已有相對比較成熟集成封裝方式是金屬基板集成封裝。但是綜合散熱效果不理想，未 來集成封裝發(fā)展的趨勢是陶瓷集成封裝，目前只有美國CREE、OSRAM、PHILIPS等大公司有少數(shù)高端品種采用此種方式。因此在設(shè)備方面各個公司的差異出比較大，沒有統(tǒng)一標準化的設(shè)備。此實用新型專利就針對大功率多顆LED陶瓷集成固晶制程而設(shè)計的一種科學(xué)合理的夾具，此固晶工序主要采用共晶方式。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種新型的用于多芯片大功率LED陶瓷集成固晶工藝夾具。該夾具能夠滿足多顆大功率LED陶瓷集成封裝的固晶工藝，解決在真空/可控氣氛共晶爐內(nèi)芯片與陶瓷基板之間的固定、定位以及焊料熔解后焊接等問題。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種多顆LED集成封裝共晶夾具，包括由基板夾具、芯片定位夾具及加壓夾具三部分鑲裝而成。所述基板夾具包括基板夾具本體，在基板夾具本體上設(shè)置有連接芯片定位夾具及加壓裝置的夾具裝配引導(dǎo)柱，基板夾具本體上并列分布有兩個與基板相匹配的基板放置槽，基板放置槽下方設(shè)置有開槽面積小于基板放置槽的基板底部固定槽。所述基板放置槽槽深I(lǐng) 3_。所述基板底部固定槽槽深0. I 1mm。所述基板放置槽一端設(shè)有操作口，操作口為半圓結(jié)構(gòu),半徑為4 6_。 所述基板夾具材質(zhì)為普通不銹鋼。所述芯片定位夾具包括定位芯片夾具本體，在基板夾具本體上設(shè)置有貫穿夾具裝配引導(dǎo)柱的定位芯片夾具裝配孔，基板夾具本體上并列分布有兩個與壓力夾具裝配相匹配的裝配槽，分別在裝配槽底面均布有若干與芯片相匹配的芯片定位孔。所述加壓夾具包括壓力夾具本體，在壓力夾具本體上設(shè)置有貫穿夾具裝配引導(dǎo)柱的壓力夾具裝配孔，壓力夾具本體上并列分布有兩個與定位芯片夾具裝配相匹配的裝配槽，分別在裝配槽底面均布有若干與芯片定位孔對應(yīng)的芯片壓力點。所述加壓夾具采取高純度石墨材質(zhì)。[0015]本實用新型將基板夾具、芯片定位夾具及加壓裝置三部分鑲裝在一起置于真空/可控氣氛共晶爐內(nèi)。放置基板的基板夾具主要作用是把陶瓷基板放置并固定到其上面，放置基板的熱基板夾具所用材質(zhì)為高純度石墨，化學(xué)性能穩(wěn)定，高溫變形小，熱均勻性，能夠準確定位，同時可以給陶瓷基板均勻加熱。有利于共晶焊接粘接力及空洞率均勻性。定位芯片夾具是本實用新型的第 二部分，其作用是定位陶瓷基板上芯片的位置，并與放置基板的熱板夾具通過夾具裝配引導(dǎo)柱進行裝配。其定位芯片的位置與陶瓷基板匹配。加壓夾具是通過裝配導(dǎo)柱與定位芯片夾具、放置基板的熱板裝配使用，其主要作用是在共晶焊接過程，對各個芯片施加一定壓力，提高芯片與陶瓷基板焊接可靠性，減小空洞率，一般施加在一個芯片上的力量小于25g.所以芯片數(shù)量不同，通過設(shè)計加壓裝置的尺寸來調(diào)節(jié)壓力。加壓夾具的材質(zhì)一般也為高純度石墨，不但石墨熱均勻性好，而且硬度比較小，當與芯片表面接觸的不容易劃傷。

圖I是本實用新型多顆LED集成封裝共晶夾具裝配圖。圖2是本實用新型基板夾具俯視圖。圖3是本實用新型基板夾具側(cè)視圖。圖4是本實用新型芯片定位夾具俯視圖。圖5是本實用新型芯片定位夾具側(cè)視圖。圖6是本實用新型加壓夾具俯視圖。圖7是本實用新型加壓夾具側(cè)視圖。圖8是一種陶瓷基板正面不意圖。圖9是一種陶瓷基板背面示意圖。圖中1、基板夾具本體；2、操作口 ；3、基板放置槽；4、夾具裝配引導(dǎo)柱；5、基板底部固定槽；6、芯片定位孔；7、定位芯片夾具裝配孔；8、定位芯片夾具本體；9、裝配槽(與壓力夾具裝配)；10、芯片壓力點；11、壓力夾具裝配孔；12、壓力夾具本體；13、裝配槽(與定位芯片夾具裝配)。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。如圖I所示，該多顆LED集成封裝共晶夾具，主要由三個部分組成由基板夾具、芯片定位夾具及加壓夾具三部分鑲裝而成。最底層是放置基板的基板夾具，主要放置陶瓷基板；上一層是芯片定位夾具，主要定位芯片；最上一層是加壓夾具，其主要作用給共晶焊接過程中加壓，提高焊接可靠性。三部分通過裝配導(dǎo)柱裝配在一起使用。如圖2所示，基板夾具包括基板夾具本體1，在基板夾具本體I上設(shè)置有連接芯片定位夾具及加壓裝置的夾具裝配引導(dǎo)柱4，基板夾具本體I上并列分布有兩個與基板相匹配的基板放置槽3，基板放置槽3下方設(shè)置有開槽面積小于基板放置槽3的基板底部固定槽5。圖3是本實用新型基板夾具側(cè)視圖。基板放置槽3槽深I(lǐng) 3_?；宓撞抗潭ú?槽深0. I 1mm?；宸胖貌? —端設(shè)有操作口 2,操作口 2為半圓結(jié)構(gòu)，半徑為4 6mm o如圖4所示，芯片定位夾具包括定位芯片夾具本體8，在基板夾具本體I上設(shè)置有貫穿夾具裝配引導(dǎo)柱4的定位芯片夾具裝配孔7，基板夾具本體I上并列分布有兩個與壓力夾具裝配相匹配的裝配槽9，分別在裝配槽9底面均布有若干與芯片相匹配的芯片定位孔6。圖5是芯片定位夾具側(cè)視圖，芯片定位夾具的厚度為0. 5 1_，裝配槽9的深度為I L 5mm。如圖6所示，加壓夾具包括壓力夾具本體12，在壓力夾具本體12上設(shè)置有貫穿夾具裝配引導(dǎo)柱4的壓力夾具裝配孔11，壓力夾具本體12上并列分布有兩個與定位芯片夾具裝配相匹配的裝配槽13，分別在裝配槽13底面均布有若干與芯片定位孔6對應(yīng)的芯片壓力點10。圖7是加壓夾具的側(cè)視圖，加壓夾具的芯片壓力點10為若干向下方向的凸起，與芯片定位夾具中的芯片定位孔6向配合。本實用新型多顆LED與陶瓷基板采取共晶焊接，其LED芯片背面已金屬化，如AuSn80/20,陶瓷電路也已金屬化，線路的材質(zhì)為金。該共晶夾具,其材質(zhì)為高純度石墨，化學(xué)性能穩(wěn)定，高溫變形小，熱均勻性，可塑性好。硬度相對較小與芯片直接接觸不易劃傷。本實用新型能滿足Imm2以上芯片，而且芯片之間的間距彡1mm。定位芯片夾具上芯片位置及固定芯片的矩陣與芯片、集成封裝設(shè)計有關(guān)。陶瓷基板上的電路層是一層高致密性的金屬層，其厚度在3 以上，才能提到可靠的焊接。共晶夾具一次可以共晶2片陶瓷基板。如圖8、圖9所示，陶瓷基板的厚度為0. 38-0. 5mm,其金屬電路層厚度在3 ii m以上。放置基板本體與基板放置槽3的尺寸都是要根據(jù)陶瓷基板的尺寸進行設(shè)計。實施實例如圖8、9為一種陶瓷基板的正面、背面。其厚度為2mm，背面金屬鍍層為0. 25mm.外形尺寸40*40臟，芯片數(shù)量為49個，芯片尺寸為基于此陶瓷基板和芯片，設(shè)計了固晶夾具，即定位芯片夾具、放置基板的熱板和加壓裝置，并已實際應(yīng)用到大功率LED陶瓷集成封裝小量實驗中，性能比較穩(wěn)定。
權(quán)利要求1.一種多顆LED集成封裝共晶夾具，其特征在于包括由基板夾具、芯片定位夾具及加壓夾具三部分鑲裝而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種多顆LED集成封裝共晶夾具，其特征在于所述基板夾具包括基板夾具本體(1)，在基板夾具本體(I)上設(shè)置有連接芯片定位夾具及加壓裝置的夾具裝配引導(dǎo)柱(4)，基板夾具本體(I)上并列分布有兩個與基板相匹配的基板放置槽(3)，基板放置槽(3)下方設(shè)置有開槽面積小于基板放置槽(3)的基板底部固定槽(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種多顆LED集成封裝共晶夾具，其特征在于所述基板放置槽(3)槽深I(lǐng) 3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種多顆LED集成封裝共晶夾具，其特征在于所述基板底部固定槽(5)槽深0. I 1_。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種多顆LED集成封裝共晶夾具，其特征在于所述基板放置槽(3) —端設(shè)有操作口( 2)，操作口( 2)為半圓結(jié)構(gòu)，半徑為4 6mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種多顆LED集成封裝共晶夾具，其特征在于所述芯片定位夾具包括定位芯片夾具本體(8)，在基板夾具本體(I)上設(shè)置有貫穿夾具裝配引導(dǎo)柱(4)的定位芯片夾具裝配孔(7)，基板夾具本體(I)上并列分布有兩個與壓力夾具裝配相匹配的裝配槽(9)，分別在裝配槽(9)底面均布有若干與芯片相匹配的芯片定位孔(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種多顆LED集成封裝共晶夾具，其特征在于所述加壓夾具包括壓力夾具本體(12)，在壓力夾具本體(12)上設(shè)置有貫穿夾具裝配引導(dǎo)柱(4)的壓力夾具裝配孔(11 )，壓力夾具本體(12 )上并列分布有兩個與定位芯片夾具裝配相匹配的裝配槽(13)，分別在裝配槽(13)底面均布有若干與芯片定位孔(6)對應(yīng)的芯片壓力點(10)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種多顆LED集成封裝共晶夾具，其特征在于所述基板夾具和加壓夾具采取高純度石墨材質(zhì)。
專利摘要本實用新型公開了一種多顆LED集成封裝共晶夾具，其特征在于包括由基板夾具、芯片定位夾具及加壓夾具三部分鑲裝而成。最底層是放置基板的基板夾具，主要放置陶瓷基板；上一層是芯片定位夾具，主要定位芯片；最上一層是加壓夾具，其主要作用給共晶焊接過程中加壓，提高焊接可靠性。三部分通過裝配導(dǎo)柱裝配在一起使用。該夾具能夠滿足多顆大功率LED陶瓷集成封裝的固晶工藝，解決在真空/可控氣氛共晶爐內(nèi)芯片與陶瓷基板之間的固定、定位以及焊料熔解后焊接等問題。
文檔編號H01L33/00GK202503025SQ201120569048
公開日2012年10月24日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者楊威, 程治國 申請人:彩虹集團公司