一种发光器件封装结构及其制备方法与流程

本发明涉及半导体封装技术领域，特别是涉及一种发光器件封装结构及其制备方法。

背景技术

现有的发光器件封装结构的制备过程中，通常在平面基板上设置线路层，然后在线路层上安装多个发光二极管芯片，然后利用荧光硅胶层封装所述发光二极管芯片。常用的发光二极管芯片有砷化镓二极管红光芯片、磷化镓二极管绿光芯片、碳化硅二极管黄光芯片以及氮化镓二极管蓝光芯片等。现有的发光器件封装结构中芯片密度小且散热性能较差，因此，如何设计一种高性能的发光器件封装结构，是业界亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种发光器件封装结构及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提出的一种发光器件封装结构的制备方法，包括以下步骤：

1)在聚甲基丙烯酸甲酯塑料板的下表面沉积一金属反射层，在所述金属反射层的下表面粘结弹性橡胶层，接着在所述弹性橡胶层的下表面粘结外耐候层，以形成封装背板；

2）在聚甲基丙烯酸甲酯塑料板的上表面粘结多个正四棱锥凸起，多个所述正四棱锥凸起呈矩阵排布，所述正四棱锥凸起的侧表面与所述正四棱锥凸起的底面的夹角为30度-60度；

3）在所述封装背板的下表面形成多个平行排布的第一凹槽，所述第一凹槽的深度与所述封装背板的厚度的比值为0.6-0.8，每个所述第一凹槽中嵌入一缓冲导热块，所述缓冲导热块的一部分突出于所述封装背板的下表面，所述缓冲导热块的顶面与所述第一沟槽的顶表面接触；

4）在所述封装背板上沉积一导电金属层，并对所述导电金属层进行图案化处理以形成电路布线层，在所述正四棱锥凸起的四个侧表面上各设置一led芯片，并通过所述电路布线层将多个所述led芯片进行电连接；

5）在所述封装背板的上表面铺设第一隔热封装胶层，所述第一隔热封装胶层将相邻所述正四棱锥凸起之间的间隙填满，所述第一隔热封装胶层的上表面为平坦面；

6）在所述第一隔热封装胶层上铺设第一荧光封装胶层；

7）在所述第一荧光封装胶层上铺设第一硅胶层；

8）在所述第一硅胶层上铺设第二荧光封装胶层；

9）在所述第二荧光封装胶层上铺设第二硅胶层；

其中，所述缓冲导热块的制作工艺为：在第一金属块的底面开设一第二凹槽，所述第二凹槽的深度与所述第一金属块的高度的比值为0.3-0.6，所述第二凹槽的宽度与所述第一金属块的所述底面的宽度比值为0.3-0.6，所述第二沟槽的长度与所述第一金属块的所述底面的长度比值为0.3-0.6；接着在第一金属块的前侧面粘结第一天然橡胶层，在所述第一金属块的后侧面粘结第二天然橡胶层；接着在所述第一天然橡胶层上粘结第一导热硅胶层，在所述第二天然橡胶层上粘结第二导热硅胶层；接着在所述第一导热硅胶层上铺设第一环氧树脂粘结层，在所述第二导热硅胶层上铺设第二环氧树脂粘结层，以形成所述缓冲导热块。

作为优选，所述聚甲基丙烯酸甲酯塑料板包括聚甲基丙烯酸甲酯以及相对于所述聚甲基丙烯酸甲酯100重量份为10-20重量份的导热粉末，所述正四棱锥凸起包括聚甲基丙烯酸甲酯以及相对于所述聚甲基丙烯酸甲酯100重量份为10-20重量份的导热粉末或者包括pet以及相对于pet100重量份为10-20重量份的导热粉末。

作为优选，所述导热粉末的材质为氧化铝、氧化锌、氮化硼、氮化铝、氧化镁、碳化硅以及石墨烯中的一种或多种。

作为优选，所述金属反射层的材质为铝、铜、银中的一种，所述金属反射层的厚度为100-200纳米，所述弹性橡胶层的厚度为1-3毫米，所述外耐候层为含氟树脂层，所述外耐候层的厚度为300-600微米。

作为优选，所述第一凹槽的宽度为10-20毫米，相邻所述第一凹槽之间的间距为5-10毫米，所述第一凹槽的宽度与所述缓冲导热块的宽度相同，所述第一凹槽的长度与所述缓冲导热块的长度相同，所述缓冲导热块突出于所述光伏背板的该一部分的高度为2-5毫米。

作为优选，所述第一金属块的材质为铝、铜、不锈钢中的一种，所述第一金属块的底面的宽度为7-14毫米，所述第一天然橡胶层和所述第二天然橡胶层的厚度均为1-2毫米，所述第一导热硅胶层和所述第二导热硅胶层的厚度均为400-800为微米，所述第一eva粘结层和所述第二eva粘结层的厚度均为100-200为微米。

作为优选，所述第一隔热封装胶层包括硅胶以及相对于所述硅胶100重量份为20-30重量份的硅酸盐粉末，所述第一荧光封装胶层包括环氧树脂以及相对于所述环氧树脂100重量份为3-8重量份的荧光粉，所述第二荧光封装胶层包括硅胶以及相对于所述硅胶100重量份为10-20重量份的荧光粉。

本发明还提出了一种发光器件封装结构，所述发光器件封装结构采用上述方法制备形成的。

本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的发光器件封装结构中，在聚甲基丙烯酸甲酯塑料板的上表面粘结多个正四棱锥凸起，并在正四棱锥凸起的四个侧表面均设置有led芯片，与现有的发光器件封装结构相比，本发明的发光器件封装结构可以装载更多的led芯片，同时通过优化正四棱锥凸起的侧表面与底面的夹角，使得出光更均匀，在聚甲基丙烯酸甲酯塑料板的下表面沉积一金属反射层，以改善出光方向。同时在封装背板的下表面形成多个平行排布的第一沟槽并嵌入缓冲导热块，有效提高了发光器件封装结构的散热性能，缓冲导热块的一部分突出于所述光伏背板的下表面，进而可以起到支撑作用，第一金属块的底面开设一第二沟槽，并优化第二沟槽的具体尺寸，进一步提高了其散热性能，在第一金属块表面设置天然橡胶层和导热硅胶层，使得本发明的发光器件封装结构具有优异的减震性能。第一隔热封装胶层将相邻所述正四棱锥凸起之间的间隙填满，所述第一隔热封装胶层的上表面为平坦面，然后在第一隔热封装胶层上形成第一荧光封装胶层，第一隔热封装胶层的设置可以避免led芯片发出的热量传导至第一荧光封装胶层，进而可以避免第一荧光封装胶层的荧光性能下降，在通过设置荧光粉含量不同的两个荧光封装胶层，且利用硅胶层将两个荧光封装胶层，有效改善了发光器件封装结构出光性能和密封性能。本发明的发光器件封装结构的制备方法简单易行，易于工业化生产。

附图说明

图1为本发明的发光器件封装结构的结构示意图。

图2为本发明的发光器件封装结构的俯视图。

图3为本发明的发光器件封装结构的仰视图。

图4为本发明的缓冲导热块的截面示意图。

图5为本发明的缓冲导热块的仰视图。

具体实施方式

本发明具体实施例提出的一种发光器件封装结构的制备方法，包括以下步骤：

1)在聚甲基丙烯酸甲酯塑料板的下表面沉积一金属反射层，在所述金属反射层的下表面粘结弹性橡胶层，接着在所述弹性橡胶层的下表面粘结外耐候层，以形成封装背板；

2）在聚甲基丙烯酸甲酯塑料板的上表面粘结多个正四棱锥凸起，多个所述正四棱锥凸起呈矩阵排布，所述正四棱锥凸起的侧表面与所述正四棱锥凸起的底面的夹角为30度-60度；

3）在所述封装背板的下表面形成多个平行排布的第一凹槽，所述第一凹槽的深度与所述封装背板的厚度的比值为0.6-0.8，每个所述第一凹槽中嵌入一缓冲导热块，所述缓冲导热块的一部分突出于所述封装背板的下表面，所述缓冲导热块的顶面与所述第一沟槽的顶表面接触；

4）在所述封装背板上沉积一导电金属层，并对所述导电金属层进行图案化处理以形成电路布线层，在所述正四棱锥凸起的四个侧表面上各设置一led芯片，并通过所述电路布线层将多个所述led芯片进行电连接；

5）在所述封装背板的上表面铺设第一隔热封装胶层，所述第一隔热封装胶层将相邻所述正四棱锥凸起之间的间隙填满，所述第一隔热封装胶层的上表面为平坦面；

6）在所述第一隔热封装胶层上铺设第一荧光封装胶层；

7）在所述第一荧光封装胶层上铺设第一硅胶层；

8）在所述第一硅胶层上铺设第二荧光封装胶层；

9）在所述第二荧光封装胶层上铺设第二硅胶层；

其中，所述缓冲导热块的制作工艺为：在第一金属块的底面开设一第二凹槽，所述第二凹槽的深度与所述第一金属块的高度的比值为0.3-0.6，所述第二凹槽的宽度与所述第一金属块的所述底面的宽度比值为0.3-0.6，所述第二沟槽的长度与所述第一金属块的所述底面的长度比值为0.3-0.6；接着在第一金属块的前侧面粘结第一天然橡胶层，在所述第一金属块的后侧面粘结第二天然橡胶层；接着在所述第一天然橡胶层上粘结第一导热硅胶层，在所述第二天然橡胶层上粘结第二导热硅胶层；接着在所述第一导热硅胶层上铺设第一环氧树脂粘结层，在所述第二导热硅胶层上铺设第二环氧树脂粘结层，以形成所述缓冲导热块。

进一步，所述聚甲基丙烯酸甲酯塑料板包括聚甲基丙烯酸甲酯以及相对于所述聚甲基丙烯酸甲酯100重量份为10-20重量份的导热粉末，所述正四棱锥凸起包括聚甲基丙烯酸甲酯以及相对于所述聚甲基丙烯酸甲酯100重量份为10-20重量份的导热粉末或者包括pet以及相对于pet100重量份为10-20重量份的导热粉末。

进一步，所述导热粉末的材质为氧化铝、氧化锌、氮化硼、氮化铝、氧化镁、碳化硅以及石墨烯中的一种或多种。

进一步，所述金属反射层的材质为铝、铜、银中的一种，所述金属反射层的厚度为100-200纳米，所述弹性橡胶层的厚度为1-3毫米，所述外耐候层为含氟树脂层，所述外耐候层的厚度为300-600微米。

进一步，所述第一凹槽的宽度为10-20毫米，相邻所述第一凹槽之间的间距为5-10毫米，所述第一凹槽的宽度与所述缓冲导热块的宽度相同，所述第一凹槽的长度与所述缓冲导热块的长度相同，所述缓冲导热块突出于所述光伏背板的该一部分的高度为2-5毫米。

进一步，所述第一金属块的材质为铝、铜、不锈钢中的一种，所述第一金属块的底面的宽度为7-14毫米，所述第一天然橡胶层和所述第二天然橡胶层的厚度均为1-2毫米，所述第一导热硅胶层和所述第二导热硅胶层的厚度均为400-800为微米，所述第一eva粘结层和所述第二eva粘结层的厚度均为100-200为微米。

进一步，所述第一隔热封装胶层包括硅胶以及相对于所述硅胶100重量份为20-30重量份的硅酸盐粉末，所述硅酸盐可以为硅酸铝或硅酸镁，所述第一荧光封装胶层包括环氧树脂以及相对于所述环氧树脂100重量份为3-8重量份的荧光粉，所述第二荧光封装胶层包括硅胶以及相对于所述硅胶100重量份为10-20重量份的荧光粉。

如图1-5所示，所述发光器件封装结构包括封装背板，所述封装背板包括外耐候层1、弹性橡胶层2、金属反射层3以及聚甲基丙烯酸甲酯塑料板4，在聚甲基丙烯酸甲酯塑料板4的上表面粘结多个正四棱锥凸起5，多个所述正四棱锥凸起5呈矩阵排布，所述正四棱锥凸起5的侧表面与所述正四棱锥凸起5的底面的夹角为30度-60度；在所述封装背板的下表面形成多个平行排布的第一凹槽6，所述第一凹槽6的深度与所述封装背板的厚度的比值为0.6-0.8，每个所述第一凹槽6中嵌入一缓冲导热块7，所述缓冲导热块7的一部分突出于所述封装背板的下表面，所述缓冲导热块7的顶面与所述第一沟槽6的顶表面接触；在所述封装背板上形成电路布线层（未图示），在所述正四棱锥凸起5的四个侧表面上各设置一led芯片8，并通过所述电路布线层将多个所述led芯片8进行电连接；在所述封装背板的上表面铺设第一隔热封装胶层91，所述第一隔热封装胶层91将相邻所述正四棱锥凸起5之间的间隙填满，所述第一隔热封装胶层91的上表面为平坦面；在所述第一隔热封装胶层91上铺设第一荧光封装胶层92；在所述第一荧光封装胶层92上铺设第一硅胶层93；在所述第一硅胶层93上铺设第二荧光封装胶层94；在所述第二荧光封装胶层94上铺设第二硅胶层95。

其中，所述缓冲导热块7包括第一金属块71，在第一金属块71的底面开设一第二凹槽72，所述第二凹槽72的深度与所述第一金属块71的高度的比值为0.3-0.6，所述第二凹槽72的宽度与所述第一金属块71的所述底面的宽度比值为0.3-0.6，所述第二沟槽72的长度与所述第一金属块71的所述底面的长度比值为0.3-0.6；接着在第一金属块71的前侧面粘结第一天然橡胶层73，在所述第一金属块71的后侧面粘结第二天然橡胶层74；接着在所述第一天然橡胶层73上粘结第一导热硅胶层75，在所述第二天然橡胶层74上粘结第二导热硅胶层76；接着在所述第一导热硅胶层75上铺设第一环氧树脂粘结层77，在所述第二导热硅胶层76上铺设第二环氧树脂粘结层78。

实施例1：

一种发光器件封装结构的制备方法，包括以下步骤：

1)在聚甲基丙烯酸甲酯塑料板的下表面沉积一金属反射层，在所述金属反射层的下表面粘结弹性橡胶层，接着在所述弹性橡胶层的下表面粘结外耐候层，以形成封装背板；

2）在聚甲基丙烯酸甲酯塑料板的上表面粘结多个正四棱锥凸起，多个所述正四棱锥凸起呈矩阵排布，所述正四棱锥凸起的侧表面与所述正四棱锥凸起的底面的夹角为50度；

3）在所述封装背板的下表面形成多个平行排布的第一凹槽，所述第一凹槽的深度与所述封装背板的厚度的比值为0.7，每个所述第一凹槽中嵌入一缓冲导热块，所述缓冲导热块的一部分突出于所述封装背板的下表面，所述缓冲导热块的顶面与所述第一沟槽的顶表面接触；

4）在所述封装背板上沉积一导电金属层，并对所述导电金属层进行图案化处理以形成电路布线层，在所述正四棱锥凸起的四个侧表面上各设置一led芯片，并通过所述电路布线层将多个所述led芯片进行电连接；

5）在所述封装背板的上表面铺设第一隔热封装胶层，所述第一隔热封装胶层将相邻所述正四棱锥凸起之间的间隙填满，所述第一隔热封装胶层的上表面为平坦面；

6）在所述第一隔热封装胶层上铺设第一荧光封装胶层；

7）在所述第一荧光封装胶层上铺设第一硅胶层；

8）在所述第一硅胶层上铺设第二荧光封装胶层；

9）在所述第二荧光封装胶层上铺设第二硅胶层；

其中，所述缓冲导热块的制作工艺为：在第一金属块的底面开设一第二凹槽，所述第二凹槽的深度与所述第一金属块的高度的比值为0.5，所述第二凹槽的宽度与所述第一金属块的所述底面的宽度比值为0.5，所述第二沟槽的长度与所述第一金属块的所述底面的长度比值为0.4；接着在第一金属块的前侧面粘结第一天然橡胶层，在所述第一金属块的后侧面粘结第二天然橡胶层；接着在所述第一天然橡胶层上粘结第一导热硅胶层，在所述第二天然橡胶层上粘结第二导热硅胶层；接着在所述第一导热硅胶层上铺设第一环氧树脂粘结层，在所述第二导热硅胶层上铺设第二环氧树脂粘结层，以形成所述缓冲导热块。

其中，所述聚甲基丙烯酸甲酯塑料板包括聚甲基丙烯酸甲酯以及相对于所述聚甲基丙烯酸甲酯100重量份为15重量份的导热粉末，所述正四棱锥凸起包括聚甲基丙烯酸甲酯以及相对于所述聚甲基丙烯酸甲酯100重量份为15重量份的导热粉末。所述导热粉末的材质为氧化锌和氮化铝。所述金属反射层的材质为铝，所述金属反射层的厚度为150纳米，所述弹性橡胶层的厚度为2毫米，所述外耐候层为含氟树脂层，所述外耐候层的厚度为400微米。所述第一凹槽的宽度为12毫米，相邻所述第一凹槽之间的间距为6毫米，所述第一凹槽的宽度与所述缓冲导热块的宽度相同，所述第一凹槽的长度与所述缓冲导热块的长度相同，所述缓冲导热块突出于所述光伏背板的该一部分的高度为4毫米。所述第一金属块的材质为铜，所述第一金属块的底面的宽度为8毫米，所述第一天然橡胶层和所述第二天然橡胶层的厚度均为1.5毫米，所述第一导热硅胶层和所述第二导热硅胶层的厚度均为400为微米，所述第一eva粘结层和所述第二eva粘结层的厚度均为100为微米。所述第一隔热封装胶层包括硅胶以及相对于所述硅胶100重量份为25重量份的硅酸盐粉末，所述硅酸盐可以为硅酸镁，所述第一荧光封装胶层包括环氧树脂以及相对于所述环氧树脂100重量份为5重量份的荧光粉，所述第二荧光封装胶层包括硅胶以及相对于所述硅胶100重量份为15重量份的荧光粉。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。