LED模组BGA封装固定结构制造技术

本实用新型专利技术提出LED模组BGA封装固定结构，LED模组、PCB板和BGA贴装焊接治具；所述LED模组为BGA封装的光源器件；凸点阵列的焊点位于BGA封装基板背面；所述LSI芯片位于BGA封装基板正面；所述LSI芯片中设有以模压或灌装的树脂材料进行封装固定的LED发光管及配套电路；LSI芯片与凸点阵列之间电性连接；所述PCB板处设有BGA光源焊盘；所述BGA贴装焊接治具为一定位板，所述定位板上设有一个以上的光源固定孔；当对LED模组进行贴装或焊接时，所述定位板以可拆卸方式固定于PCB板上，LED模组以光源固定孔在PCB板上贴装定位及焊接定位，当LED模组焊接固定于PCB板后再取下定位板，本实用新型专利技术能通过BGA封装来制造高可用性的LED光源。

LED module BGA package fixed structure

The utility model provides a LED module BGA package fixed structure, LED module, PCB board and BGA mount welding fixture; the LED module for BGA light source device package; solder bump array in BGA package back; the LSI chip in BGA package substrate positive; the LSI chip is provided with a resin material molded or filling package fixed LED light tube and matching circuit; the LSI chip and the bump array are electrically connected between the PCB board; a BGA light source pad; the BGA mount for welding fixture positioning plate, the positioning plate is provided with a light source fixing hole; when the LED module is attached or welded, the positioning plate is detachably fixed on the PCB board, LED light source module with fixing holes on the PCB board mounting position and welding position, when the LED module is fixed on the PCB plate and welding set The utility model can be encapsulated by BGA to produce high availability LED light source.

【技术实现步骤摘要】
LED模组BGA封装固定结构
本技术涉及LED光源
，尤其是LED模组BGA封装固定结构。
技术介绍
目前LED的封装方法有：支架排封装，贴片封装，模组封装几种，这些封装方法都是我们常见和常用的。支架排封装是最早采用，用来生产单个LED器件，这就是我们常见的引线型发光二极管（包括食人鱼封装），它适合做仪器指示灯、城市亮化工程，广告屏，护拦管，交通指示灯，及目前我国应用比较普遍的一些产品和领域。贴片封装（SMD）是一种无引线封装，体积小、薄，很适合做手机的键盘显示照明，电视机的背光照明，以及需要照明或指示的电子产品，近年来贴片封装有向大尺寸和高功率的方向发展，一个贴片内封装三、四个led芯片，可用于组装照明产品。模组封装也是一种多芯片封装，在氧化铝或氮化铝基板上以较小的尺寸、高的封装密度封装几十个或几百个LED芯片，内部的联线是混联型式，即有多个芯片的串联、又有好几路的并联。这种封装主要是扩大功率，用做照明产品。一般采用支架排封装的LED，支架排是采用铜或铁金属材料经精密模具冲压而成，铁的支架排要经过镀银。镀银有两个作用，一是为了防止氧化生锈，二是方便焊接，支架排的电镀质量非常关键，它关系到LED的寿命，但是我们一般的LED封装企业都不具备检验支架排电镀质量的能力，这就给了一些电镀企业有机可乘，使电镀的支架排镀银层减薄，减少成本支出。用这样的支架排做出来的产品是肯定用不长久的，如空气中湿度大，很容易造成电镀差的金属件氧化生绣锈，使LED元件失效。即使封装了的LED也会因镀银层太薄附着力不强，焊点与支架脱离，造成死灯现象。这就是我们碰到的使用得好好的灯不亮了，其实就是内部焊点与支架脱离了。目前市场上的SMD封装胶水基本都是硅胶（有良好的耐热性能），做好的产品在初期做点亮测试老化之后都有不错的表现，但是随着时间的推移，就会发现有胶层和PPA支架剥离、LED变色（镀银层变黄发黑）的情况发生。PPA中所添加的二氧化钛因芯片所发出的蓝光造成其引起的光触媒作用，硅胶本身没老化的情况下，PPA本身慢慢老化所造成的。环氧树脂等封装材料因热及光的分解后的残渣产生无机碳，因为有无机碳的存在，蓝光、镀银、氧气及湿气使其加速催化造成LED变色。模组封装由于封装的密度较高，应用时产生的热量大，散热是解决应用的首要问题。没有良好的散热效果，就使得灯的寿命缩短，不够经济实用。采用以上的封装方法生产的器件，都有一个共同特点：热阻的道数较多，难以生产出高质量的照明灯具，且模组本身与散热器的连接处理要求比较高。目前所有的封装方法都是将黄色荧光粉（YAG）和环氧树脂按不同比列混合均匀，直接点到发蓝光的LED芯片上，再加热固化。这种常见的做法优点是节约材料，缺点是不利于散热、荧光粉也会老化。因为环氧树脂和荧光粉都不是导热好的材料，且包裹整个芯片就会影响散热。对于制造LED照明灯具采用这种方法显然不是最好的方案。BGA封装是现代集成电路常用的封装形式，具备较多的优点，但此类封装因为没有插接部分，所以需要特定的固定结构对芯片进行固定，而LED芯片是一种光源器件，有一定的防水、抗震要求，而且LED芯片的功率、自重和尺寸也远大于普通的集成电路，如何通过BGA封装来制造高可用性的LED光源，是一个研究方向。
技术实现思路
本技术提出LED模组BGA封装固定结构，能通过BGA封装来制造高可用性的LED光源。本技术采用以下技术方案。LED模组BGA封装固定结构，所述BGA封装固定结构包括BGA封装形态的LED模组、PCB板和BGA贴装焊接治具；所述LED模组为BGA封装的光源器件；LED模组包括BGA封装基板、LSI芯片、凸点阵列；所述凸点阵列由按预定排列方式有序排列于BGA封装基板焊接面的多个球形或柱形焊点组成；凸点阵列位于BGA封装基板背面；所述LSI芯片位于BGA封装基板正面；所述LSI芯片中设有以模压或灌装的树脂材料进行封装固定的LED发光管及配套电路；LSI芯片与凸点阵列之间电性连接；所述PCB板处设有BGA光源焊盘；所述BGA贴装焊接治具为一定位板，所述定位板上设有一个以上的光源固定孔；所述光源固定孔的大小与LED模组匹配；光源固定孔的位置与PCB板上BGA光源焊盘位置匹配；当对LED模组进行贴装或焊接时，所述定位板以可拆卸方式固定于PCB板上，LED模组以光源固定孔在PCB板上贴装定位及焊接定位，当LED模组焊接固定于PCB板后再取下定位板。所述凸点阵列接按焊点排列形状分为周边型阵列、交错型阵列和全阵列。所述LED模组的凸点阵列中，与LSI芯片的电源引脚和接地引脚相连的焊点位于阵列中央部位；与LSI芯片的I/O接口引脚相连的焊点位于阵列外围。所述LSI芯片中，以模压或灌装的树脂材料形成LED发光管及配套电路外部的防水层。所述BGA光源焊盘处设有阻焊层和焊盘焊接点，阻焊层上开设有阻焊孔；阻焊孔围绕焊盘焊接点，阻焊孔与焊盘焊接点间留有阻焊间隙；所述阻焊层覆盖于过孔和焊盘焊接点间的引线上。所述过孔和焊盘焊接点间以印刷线连接。当定位板上设有多个光源固定孔时，所述光源固定孔在定位板上纵横均匀排列；此类定位板用于设有多个BGA光源焊盘的PCB板，LED模组经光源固定孔在此类PCB板上贴装及焊接后形成LED发光矩阵。以所述LED模组制造LED发光矩阵的方法依次包括以下步骤；A1、把定位板以可拆卸方式固定于PCB板上；A2、在PCB板的BGA光源焊盘处覆以锡膏；A3、把LED模组经光源固定孔贴装于PCB板的BGA光源焊盘处，形成待焊接的LED发光矩阵工件；A4、以焊接台或回流焊设备对LED发光矩阵工件进行焊接，使LED模组焊接固定于PCB板的BGA光源焊盘处；A5、取下定位板。本技术中，采用的BGA封装的I/O端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面，不会超过LED模组的封装；采用BGA技术封装的LED模组，在模组内LED发光管数量相同的情况下，可以减少一半以上的管脚。即在相同体积下，BGA技术的优点是I/O引脚数虽然增加了，但引脚间距并没有减小反而增加了；对于提升高集成度的LED光源的电性能十分有益。本技术由于采用了BGA贴装焊接治具的定位板对BGA封装形态的LED模组进行贴装或焊接时的定位，从而使得BGA封装能应用于大重量的LED模组，拓展了BGA封装的应用领域，使LED发光器件也能实现BGA封装的优点，实现了意想不到的技术效果。本技术中，所述LSI芯片中设有以模压或灌装的树脂材料进行封装固定的LED发光管及配套电路；LSI芯片与凸点阵列之间电性连接；该设计形成了对LED电路结构的二次封装，从而可以把大部分的电源和地引脚放在封装结构中间，I/O口的引线放在外围，简化电路。由于采用了BGA封装来形成LED模组，因此能用可控塌陷芯片法焊接，从而可以改善电热性能。本技术采用BGA封装可以增加引脚间距，由于引脚是焊球，寄生参数减小，信号传输延迟小，在LED模组工作时能大大提高工作频率，且在焊接时可明显改善共面性，而且焊球融化时的表面张力具有明显的“自对准”效应，从而可大大减小安装、焊接的失效率。在LED模组上采用BGA封装，管脚数可以比现有的封装技术少一半以上。如单个LED全彩三合一发光二极管的封装有4个引脚，2*本文档来自技高网...

【技术保护点】
LED模组BGA封装固定结构，其特征在于：所述BGA封装固定结构包括BGA封装形态的LED模组、PCB板和BGA贴装焊接治具；所述LED模组为BGA封装的光源器件；LED模组包括BGA封装基板、LSI芯片、凸点阵列；所述凸点阵列由按预定排列方式有序排列于BGA封装基板焊接面的多个球形或柱形焊点组成；凸点阵列位于BGA封装基板背面；所述LSI芯片位于BGA封装基板正面；所述LSI芯片中设有以模压或灌装的树脂材料进行封装固定的LED发光管及配套电路；LSI芯片与凸点阵列之间电性连接；所述PCB板处设有BGA光源焊盘；所述BGA贴装焊接治具为一定位板，所述定位板上设有一个以上的光源固定孔；所述光源固定孔的大小与LED模组匹配；光源固定孔的位置与PCB板上BGA光源焊盘位置匹配；当对LED模组进行贴装或焊接时，所述定位板以可拆卸方式固定于PCB板上，LED模组以光源固定孔在PCB板上贴装定位及焊接定位，当LED模组焊接固定于PCB板后再取下定位板。

【技术特征摘要】
1.LED模组BGA封装固定结构，其特征在于：所述BGA封装固定结构包括BGA封装形态的LED模组、PCB板和BGA贴装焊接治具；所述LED模组为BGA封装的光源器件；LED模组包括BGA封装基板、LSI芯片、凸点阵列；所述凸点阵列由按预定排列方式有序排列于BGA封装基板焊接面的多个球形或柱形焊点组成；凸点阵列位于BGA封装基板背面；所述LSI芯片位于BGA封装基板正面；所述LSI芯片中设有以模压或灌装的树脂材料进行封装固定的LED发光管及配套电路；LSI芯片与凸点阵列之间电性连接；所述PCB板处设有BGA光源焊盘；所述BGA贴装焊接治具为一定位板，所述定位板上设有一个以上的光源固定孔；所述光源固定孔的大小与LED模组匹配；光源固定孔的位置与PCB板上BGA光源焊盘位置匹配；当对LED模组进行贴装或焊接时，所述定位板以可拆卸方式固定于PCB板上，LED模组以光源固定孔在PCB板上贴装定位及焊接定位，当LED模组焊接固定于PCB板后再取下定位板。2.根据权利要求1所述的LED模组BGA封装固定结构，其特征在于：所述凸点阵列接按焊点排列形状分为周边型阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：林春仁，檀灵真，
申请(专利权)人：福建祥云光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35