[发明专利]LED模组BGA封装固定结构

说明书

本发明提出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，本发明能通过BGA封装来制造高可用性的LED光源。

技术领域

本发明涉及LED光源技术领域，尤其是LED模组BGA封装固定结构。

背景技术

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，护栏管，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。

发明内容