发光二极管封装件和发光二极管显示器的制作方法
专利名称：发光二极管封装件和发光二极管显示器的制作方法
技术领域：
本实用新型一般涉及表面安装器件，更具体地，涉及容纳LED器件的塑料引线芯片载体，以及涉及包括该器件的LED显示器。
背景技术：
近年来，发光二极管(LED)技术一直都有显著的提高，使得引进了增加亮度和色彩保真度的LED。归因于这些改进的LED和改进的图像处理技术，大规格、全彩LED视频显示屏已变得可用，并且现在已普遍使用。大规格的LED显示器一般包括独立LED面板的组合体，其中所述LED面板提供由相邻像素间的距离或“像素间距”确定的图像分辨率。意图用于从更远距离来观看的户外显示器具有相对比较大的像素间距，且通常包含分立(离散)的LED阵列。在分立的LED阵列中，一串独立安装的红色LED、绿色LED和蓝色LED被驱动以便形成给观看者呈现全彩像素的画面。另一方面，户内显示屏要求较短的像素间距(例如3mm)，且包括承载安装在独立电子封装件(例如表面安装器件(SMD)封装件)上的红色LED、绿色LED和蓝色LED的面板。每个SMD通常限定一个像素。相对较小的SMD连接至控制每个SMD的输出的驱动器印刷电路板(PCB)。虽然室内显示器和室外显示器都在较大离轴角的范围内可视，但是随着视角的加大经常还是会出现彩色保真度的可感知缺失。此外，每个LED封装件的材料和/或用于安装每个LED的材料可具有反射特性，由于产生了不必要的光线反射和/或眩光，这可能进一步降低了色彩保真度。众所周知的是，无论其是否包含集成电路或分立元件(例如二极管或功率晶体管)，SMD和许多其它类型的电子封装件都散发足够的热量，所以需要热量管理。过多热量也可导致LED故障。因此设计LED系统所考虑的因素之一是有效的热量管理。在电子封装件的设计中，有效的热量管理的目标之一是将LED的运行温度和其它有源电路元件的运行温度维持在一个适当的低水平，足以防止发生过早的部件故障。包括传导传热的各种冷却策略比较常用。一种执行传导传热以便散发电子封装件内热量的传统方法允许将热量沿着器件的引线传导出去。然而，引线往往没有足够的质量或暴露的表面积以提供有效的散热。 例如，主要在电磁波谱的可见光部分内发光的高强度LED可产生大量的热量，使用这种传统的技术很难将这些热量消散。加大视角、维持相对低的运行温度以及减小SMD封装件的尺寸的设计目标在某种程度上是互相制约的。将期望用较低成本开发一种解决所有这些设计目标的SMD封装件。
实用新型内容本实用新型提供了一种发光二极管封装件，包括引线框，包括多个导电芯片载体；设置在所述多个导电芯片载体中每个上的发光二极管；透镜，至少部分地覆盖所述引线框；以及塑料壳体，其至少部分地包绕所述引线框，其特征在于，表面安装的发光二极管封装件的除了透镜之外的轮廓高度小于1mm。[0008]进一步地，根据本实用新型的发光二极管封装件，所述表面安装的发光二极管封装件除了透镜之外的宽度小于2. 6mm，且其中所述表面安装的发光二极管封装件除了透镜之外的长度小于2. 6mm。进一步地，根据本实用新型的发光二极管封装件，每个发光二极管具有第一电端子和第二电端子，每个发光二极管的所述第一电端子电耦合至相应的导电芯片载体，且其中所述多个发光二极管中每个的所述第一电端子和所述第二电端子分别包括阴极和阳极， 其中每个发光二极管的所述第二电端子电耦合至多个导电连接件中相应一个的连接垫。进一步地，根据本实用新型的发光二极管封装件，所述塑料壳体包括具有0.5mm 深度的正方形或长方形腔室。 进一步地，根据本实用新型的发光二极管封装件，所述导电芯片载体中的每个均支撑单个发光二极管，所述发光二极管独立发出红光、绿光或蓝光。根据本实用新型的发光二极管封装件，进一步包括与所述多个导电芯片载体分离的多个导电连接件，每个导电芯片载体具有上表面、下表面和位于上表面上的芯片承载垫， 每个导电连接件具有上表面、下表面和位于上表面上的连接垫，其特征在于，所述多个发光二极管中每个的第二电端子通过单独焊线电耦合至相应导电连接件的连接垫。进一步地，根据本实用新型的发光二极管封装件，每个所述导电连接件的下表面和每个所述导电芯片载体的下表面均具有0. 4mm乘0. 7mm的垫面积。进一步地，根据本实用新型的发光二极管封装件，所述塑料壳体包含热塑性塑料。进一步地，根据本实用新型的发光二极管封装件，所述塑料壳体包括白色聚邻苯二甲酰胺或黑色聚邻苯二甲酰胺中的一种。本实用新型还公开了一种发光二极管显示器，其包括承载有以竖直列和水平行的形式排列的表面安装器件阵列的基板，所述表面安装器件中的每个都包括引线框，包括多个导电芯片载体；设置在所述多个导电芯片载体中每个上的发光二极管，所述多个发光二极管被配置为通电以便以组合的方式产生全范围的色彩并限定所述显示器的一个像素； 透镜，至少部分地覆盖所述引线框；和壳体，其至少部分地包绕所述引线框。所述发光二极管显示器还包括信号处理和发光二极管驱动电路，其电连接以选择性地对表面安装器件的阵列通电，其特征在于，所述显示器的每个像素具有2. 8mm或更小乘以2. 8mm或更小的尺寸。本实用新型还提供了一种发光二极管封装件，其包括引线框，包括多个导电芯片载体；设置在所述多个导电芯片载体中每个上的发光二极管；透镜，至少部分地覆盖所述引线框；以及至少部分地包绕所述引线框的聚合物壳体，所述聚合物壳体包括相对的、其间具有高度距离的第一主表面和第二主表面；相对的、其间具有宽度距离的侧表面；和相对的、其间具有长度距离的端面，其特征在于，所述高度距离、所述宽度距离和所述长度距离均小于2. 6mmο进一步地，根据本实用新型的发光二极管封装件的特征在于，所述壳体至少部分地包绕所述引线框并限定了一腔室，所述腔室从所述第一主表面至所述腔室的底面延伸至所述壳体的内部，且所述腔室底面的面积与所述主表面的面积的比率为至少35%。进一步地，根据本实用新型的发光二极管封装件包括红色发光二极管晶片、绿色发光二极管晶片和蓝色发光二极管晶片。[0020]进一步地，根据本实用新型的发光二极管封装件，其特征在于，所述壳体至少部分地包绕所述引线框并限定了一腔室，所述腔室从所述第一主表面至所述腔室的底面延伸至所述壳体的内部，且每个导电芯片载体具有延伸了腔室底面长度至少1/2以上的长度。另一个实施例公开了一种表面安装LED封装件，其包括壳体和至少部分被壳体包绕的引线框。所述壳体包括相对的第一主表面和第二主表面、相对的侧表面，以及相对的端面。所述壳体限定有从第一主表面延伸至壳体内部的腔室。引线框包括多个导电芯片载体。在每个导电芯片载体的每个芯片承载垫上具有单个LED。每个LED具有第一电端子和第二电端子。每个LED的第一电端子电耦合至相应的导电芯片载体。每个LED的第二电端子电耦合至多个导电连接件的相应一个的连接垫。所述腔室的深度小于0.6mm。在一些实施例中，该深度小于约0. 55mm。在其它实施例中，该深度小于约0. 5mm。在又一些其它实施例中，该深度小于约0. 45mm，且在另一些其它实施例中，该深度小于约0. 4mm。在某些实施例中，轮廓高度小于1mm。在一些实施例中，该轮廓高度小于0.95mm。在又一些其它实施例中，该轮廓高度小于约0. 90mm，且在另一些其它实施例中，该轮廓高度小于约0. 85mm。另一实施例公开了一种LED显示器，其包括承载有以竖直列和水平行的形式排列的表面安装器件(SMD)阵列的基板。每个SMD都包括壳体和多个LED，所述多个LED被配置为通电的以便以组合方式产生基本全范围色彩以及被配置为用于限定所述显示器的一个像素。LED显示器进一步包括信号处理和LED驱动电路，所述电路被电连接以便可选择地对 SMD的阵列通电从而在LED显示器上显示图像。显示器的每个像素具有约2. 8mm(或更小) 乘以约2. 8mm(或更小)的尺寸。与先前公开的相比，本实用新型的微型表面安装LED封装件具有较大的引脚垫、 更低的运行温度和更低的制造成本。
图1为根据本实用新型的实施例的表面安装器件的立体图；图2为图1中所示的实施例的俯视图；图3为可用在表面安装器件中的根据一个实施例的引线框的透视图；图4为图1所示的实施例的仰视立体图；图5为图3所示的引线框的顶视图；图6为沿剖面线6-6截取的图2实施例的横截面视图；图7为表面安装器件的一个实施例的顶视图；以及图8为根据本实用新型的实施例的包含表面安装器件的LED显示屏的一部分的正视图。
具体实施方式
以下描述呈现了代表实施本实用新型的最佳预期模式的本实用新型优选实施例。 该说明并非以限制性的意义来进行，而仅是为了描述本实用新型的一般原则的目的，本实用新型的范围由所附权利要求书来限定。现在将通过参照附图(其中示出了本实用新型的实施例)在下文对本实用新型的实施例进行充分地描述。然而本实用新型可通过多种不同的形式体现，且不应理解为局限CN 202282348 U
说明书
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于本文所列的实施例。相反，提供这些实施例是为了使该实用新型是彻底和完整的，并充分向本领域的技术人员传达了本实用新型的范围。通篇中相同参考标记表示相同元件。将理解，虽然在本文中可使用术语第一、第二等来描述各种不同元件，但是这些元件不应被这些术语限制。这些术语只是用于将一个元件与另一个元件相区分。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件可被称为第一元件。当用在本文中时，术语“和/或”包括相关所列出项目中的一个或多个中的任何和所有的组合。将理解，当元件(诸如层、区或基板)被称为位于另一个元件“之上”或延伸到另一个元件“上”，其可以直接位于另一个元件之上或直接延伸到另一个元件上，或也可存在插入元件。相反，当元件被称为“直接位于”另一个元件“上”或“直接延伸到”另一个元件上时，不存在插入元件。还将理解的是，当一个元件被称为与另一个元件“连接”或“耦合” 时，其可直接连接或耦合至另一个元件或可以存在插入元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦合”至另一个元件时，不存在插入元件。相关术语(诸如“以下”或“以上”或“上”或“下”或“水平的”或“垂直的”)也可
用于在本文中描述图中所示的一个元件、层或区与另一个元件、层或区之间的关系。应该理解的是，这些术语意图还包含本装置的除图中所示的方位外的不同方位。本文所使用的术语目的仅是为了描述特定实施例，而且并非意图限制本实用新型。如在本文中所使用时，除非上下文已另外清楚地指明，否则单数形式“一”也意图包括
复数形式。将进一步理解的是，当在本文中使用时，术语“包括”、“由......构成”、“含有”
和/或“包含”指明所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组的存在或添加。除非另有规定，否则本文中使用的所有术语(包括技术和科学术语)均具有本实用新型所属领域普通技术人员一般所理解的相同意思。将进一步理解的是，本文所使用的术语应解释为具有与本说明书的内容和相关领域中的意思一致的意思，且除非本文清楚地规定，否则将不会以理想化或过于正式意义来解释。在某些实施例中，LED封装件设有多个LED，且每个LED电耦合至独立的输入端和输出端。这样，LED晶片(die)可独立控制并可更有效地操作。在某些实施例中，LED封装件包括引线框，具有围绕引线框模制的聚合物(例如塑料)壳体。聚合物壳体包括其间具有高度距离的相对的第一主表面和第二主表面、其间具有宽度距离的相对的侧表面，以及其间具有长度距离的相对的端面，其中高度距离、宽度距离和长度距离小于约2. 6mm。在某些实施例中，该距离为约2. 5mm或更小，在另一些其它实施例中，该距离为约2. 35mm或更小。在某些实施例中，壳体至少部分地包绕引线框且限定从第一主表面延伸至壳体内部的腔室，导电芯片载体的至少一部分暴露在腔室的底部处。腔室底部的面积与主表面的面积的比率为至少约35%。在一些实施例中，该比率大于40%。在另一些其它实施例中，该比率大于50%。在某些实施例中，发光二极管封装件包括多个LED晶片，例如，红色LED晶片、绿色 LED晶片和蓝色LED晶片，且引线框包括用于每个LED的导电芯片载体。在某些实施例中， 每个导电芯片载体具有延伸腔室底部长度的至少1/2以上的长度。普通安装垫将具有增加的面积以改善散热。
7[0041]图1-4示出了根据具体示例性实施例的、用在LED显示器(诸如室内LED显示屏和/或室外LED显示屏)中的表面安装LED封装件10及其部件。LED封装件10包括至少部分地包绕引线框14的塑料壳体12。引线框14包括第一、第二和第三导电芯片载体142、 143和144以及与导电芯片载体分离的第一、第二和第三导电连接件146、147和148，如图3 所示。芯片载体142-144具有范围在约0.42mm至约0.48mm内的轮廓高度。换言之，轮廓高度是弯曲的引线框的高度。例如，在图3中，轮廓高度指的是芯片载体142的下表面82 与芯片载体142的上表面102间的距离。在一些实施例中，轮廓高度小于约1. Omm0在另一些其它实施例中，轮廓高度小于约0. 95mm。在又一些其它实施例中，轮廓高度为约0. 85mm 至约0. 95mm。在弯曲前，引线框金属片可具有小于约0. 15mm的片厚度。第一、第二和第三导电芯片载体中的每个都具有包括连接垫的上表面。例如，第一导电芯片载体144具有包括连接垫124的上表面104。LED44设置在导电芯片载体144的上表面104上的连接垫124上。LED 46设置在上表面103的连接垫123上。LED 48设置在上表面102的连接垫122上。每个LED具有第一电端子和第二电端子。第一电端子被限定为阳极。例如第一 LED 44具有电耦合至第一导电芯片载体146的阳极。第二和第三LED 46和48中的每个都具有分别电耦合至第二和第三导电芯片载体147和148的阳极。第一、第二和第三导电连接件中的每个都具有上表面、下表面和位于上表面上的连接垫。每个导电芯片载体都具有上表面、下表面和位于上表面上的芯片承载垫，每个导电连接件都具有上表面、下表面和位于上表面上的连接垫。例如，在图3中，第一导电连接件 146具有上表面104、下表面84和位于上表面104上的连接垫126。第二导电连接件147具有上表面106、下表面86和位于上表面106上的连接垫127。第三导电连接件148具有上表面108、下表面88和位于上表面108上的连接垫128。第一导电芯片载体142具有上表面102、下表面82和位于上表面102上的连接垫122。第二导电芯片载体143具有上表面 103、下表面83和位于上表面103上的连接垫123。第三导电芯片载体144具有上表面104、 下表面84和位于上表面104上的连接垫124。导电芯片载体的下表面和连接垫也可被称为引脚垫。第一和第二导电芯片载体142和143彼此相邻，且第二和第三导电芯片载体143 和144彼此相邻。相邻的导电芯片载体被载体间隙分离且相对于载体间隙中的中线具有非对称的上表面轮廓。第一和第二导电连接件146和147彼此相邻。第二和第三导电连接件 147和148彼此相邻。相邻的导电连接件被连接间隙分离且相对于连接间隙中的中线具有非对称的上表面轮廓。壳体12 —般可为长方形，包括相对的第一主表面M和第二主表面沈、相对的侧表面28和30、以及相对的端面32和34。第一和第二主表面也可被称作上表面和下表面。 在一个实施例中，上表面M和下表面26之间的距离(或封装件轮廓高度)小于约1. Omm0 优选地，上主表面M和下主表面沈之间的距离h为约0. 90mm至约1. 00mm。更优选地，上主表面M和下主表面沈之间的距离h为约0. 95mm。侧表面28和30之间的距离w以及端面32和34之间的距离1优选为小于约2. 6mm。优选地，侧表面28和30之间的距离w为约2. 40mm至约2. 60mm,且端面32和34之间的距离1的范围也在约2. 40mm至约2. 60mm之间。更优选地，侧表面28和30之间的距离w为约2. 50mm,且端面32和34之间的距离1为约 2. 50mm。[0046]通过实施例和非限制的方式，表面安装LED封装件10可具有约2. 5mm的总长度L， 约2. 5mm的总宽度W和约0. 95mm的高度H。塑料壳体12进一步限定了从上表面M延伸进入塑料壳体12的主体中的凹槽或腔室36。在一些实施例中，反射插件或环38可沿腔室36的侧面或壁40的至少一部分定位并固定。反射插件或环38也可与塑料壳体12制成一体，且可由与塑料壳体12同样的材料制成。环38的反射率的效力优选地通过使腔室36和承载于其中的环38向内朝向壳体内部逐渐变细而增强。腔室36的优选形状为正方形或长方形腔室。正方形状使表面安装LED 封装件10在侧表面观和30以及端面32和34中的每个侧面具有更均勻的壁厚。因此，根据本实用新型的一个方面，与例如圆形形状的腔室的尺寸相比，腔室的尺寸增加了。壳体12由既能电绝缘又能热传导的材料制成。在一个实施例中，壳体是热塑缩聚物的。特别优选的热塑缩聚物是聚邻苯二甲酰胺(PPA)。在一个优选实施例中，壳体12可由黑色PPA或白色PPA形成。已经发现，在图像生成SMD (例如对于在视频显示器中所用的 SMD)封装件中使用黑色材料，提高了对比度。其它壳体材料包括陶瓷、树脂、环氧树脂和玻
^^ ο在图1和图2中的例证性实施例中，表面安装LED封装件10中的三个LED 44、46、 48优选分别发出红色、绿色和蓝色，所以当适当通电时，这些LED以组合的方式产生基本全范围的色彩。这些LED中的两个或多个也可发出同样的颜色，包括白色。例如，LED 44 和LED 46均可发出红色光。LED芯片可具有正方形尺寸或长方形尺寸。例如，正方形LED 芯片可具有小于约0. 11mm、或在约0. 09mm至约0. Ilmm范围内、或小于约0. Imm或在0. 08 至0. IOmm范围内的轮廓高度。正方形LED芯片可具有小于约0. 32mm或在约0. 265mm至约0. 315mm范围内的轮廓宽度。正方形LED芯片可具有小于约0. 38mm、或在约0. 33mm至约0.38mm范围内的轮廓宽度。长方形LED芯片可具有小于约0. 13mm或在约0. IOmm至约0. 13mm范围内的轮廓高度。长方形LED芯片可具有小于约0. ^mm、或在约0. 20mm至约0. 28mm范围内的轮廓宽度。长方形LED芯片可具有小于约0. 36mm、或在约0. ^mm至约 0. 36mm范围内的轮廓宽度。在例证性实施例中，红色LED 44设置在第一导电芯片载体142上。绿色LED 46 靠近腔室36的中心设置在第二导电芯片载体143上。蓝色LED48设置第三导电芯片载体 144上。为了消散LED的热量，优选地增加芯片载体上表面的上表面面积，以使它们可以更有效地散热。例如，每个芯片载体的上表面面积是相应连接件的上表面面积的约2倍。LED芯片44、46、48在横向方向(即在与侧表面观和30垂直的方向)上沿第一轴线62延伸。引线50、52、M、56互相平行并在与方向62垂直的方向上沿第二轴线62a的延伸。第一轴线和第二轴线在第二 LED芯片46的中心附近互相交叉。在这个实施例中，通过提供焊盘、模内流动、散热和芯片定位来设计导电连接件， 因此与现有公开技术(例如本申请人的共同未决美国专利申请序列号12/321，059，该专利的公开内容以引用的方式并入本文)的散热相比，改善了红色LED 44的散热。参照图1-4， 通过每个引脚垫的更大表面面积实现了增强的散热。例如导电连接件146-148的每个下表面86-88增大了 10%以上。导电芯片载体的每个下表面82-84的表面面积也增加10%以上。更具体地，下表面83和87的表面面积增加了约40%。同时，为了确保当形成壳体12时PPA流体在每个方向均勻流动，上表面104、104的轮廓112和116相对于第二轴线6 非对称。同样地，第一和第二导电连接件146和148 的相邻上表面的轮廓116和117相对于连接件146和147之间的间隙非对称。第二和第三导电连接件147和148的相邻上表面的轮廓117和118相对于连接件147和148之间的间隙非对称。同样地，相邻芯片载体的轮廓相对于相邻芯片载体(诸如122-123、123-124)之间的间隙也非对称。导电连接件146、147和148分别包括增大的电连接垫126、127、128，这些电连接垫位于中心区58中，该中心区58与芯片载体的部件承载上表面102-104相邻但是与之隔开。 在表面安装LED封装件10的优选形式中，引线52、54、56和58弯曲以延伸至壳体的外部并沿着其各自的端面32和34延伸，然后再弯曲以使引线的下表面82-84和86-88沿着塑料壳体12的下表面沈延伸。引线的下表面82-84和86-88的面向外的表面与热导电体的底表面基本上齐平，以便于连接至底部基板。使用许多已知连接技术(包括焊接)中的任一种将引线的下表面82-84和86-88电连接或焊接至基板上的焊痕或垫。在一个优选的实施例中，焊垫包括在端部的底部上，以使当从顶部观看每个独立的SMD时看不到焊料。有利的是，这有助于防止眩光并提高了对比度，特别是在白天观看的时候。如图1和图6中所示，腔室36延伸到壳体内部足够深度以露出连接垫122-1M和 U6-128。从壳体的端面32和；34向内延伸的引线52巧4和56_58的下表面82_84和86-88 的具体尺寸可依靠以下因素而定表面安装LED封装件的预期实施、待采用的LED、壳体12 的材料、SMD的大小和/或其它此类因素和/或这些因素的组合。在一些实施例中，可通过垫之间的间隙92分离壳体外部的引线50-52和M-56以使连接部件相互电绝缘。多个导电芯片载体142、143和144以及多个导电连接件146、147和148可由导电金属或金属合金(诸如铜、铜合金、其它合适的低电阻率耐腐蚀材料或这些材料的组合)制造。因为LED芯片设置在导电芯片载体142-144上，所以上表面102-104的大表面面积可有助于散热。LED 44、46和48中的每个均可通过导电和导热界面100(诸如焊料、粘合剂、涂层、 膜、密封剂、膏剂、油脂和/或其它合适的材料)与不同的连接垫独立地电耦合。在优选的实施例中，可使用位于LED 44、46和48底部上的焊垫将LED 44、46和48与连接垫122-124 电耦合并固定，以从顶部看不到焊料。防止焊料从顶部被看到的有利之处是，减少了反射并提供了更好的对比度，特别是在白天观看的时候。在根据本公开的某些制造方法中，在将壳体12模制和/或装配在连接垫122-1M 周围之前，LED 44、46和48可耦合至连接垫122-124。或者，在连接件已经部分地被包盖在壳体中之后，LED可耦合至连接垫122-124。延伸到壳体中的腔室36可被构造为使连接垫 122-124和的足够部分被露出以接收LED和相关焊线(wire bonds,丝焊)。现在参照图6-7，其中示出了用于LEDlO的SMD封装件的各个部件的一些实例。作为实例而非限制性的，下面描述的与图6-7中所示的实施例相关的尺寸也可应用于图1-5 中的表面安装封装件。在图6的示例性实施例中，SMD封装件10的宽度或长度小于约2. 6mm。优选地，SMD 的宽度或长度为约2. 4mm至约2. 6mm。更优选地，SMD的宽度或长度为约2. 5mm。SMD封装件 10的轮廓高度小于约1. 0mm。优选地，SMD的轮廓高度的范围为约0. 9mm至约1. 0mm。更优选地，SMD的轮廓高度为约0. 95mm。腔室36在上表面中具有范围为约1. 86mm至约1. 96mm 的开口宽度，并在下表面中具有范围在约1. 59至1. 69mm内的宽度。优选地，腔室36在上表面中具有约1.91mm的开口宽度，并在下表面中具约1. 64mm的宽度。腔室的两个侧表面之间的角度θ的范围为约25.0°至约35. 00°，优选为约30.0°。第一主表面M中的腔室开口 36的宽度在约1.4mm至约1.55mm的范围内。第一主表面中的腔室36的开口具有大于第一主表面M总面积的约55%且小于该总面积的约61%的面积。围绕腔室的壳体具有约0. 3mm至约0. 45mm范围内的壁厚度。特别地，壳体的靠近第一主表面M的壁厚度比壳体的靠近连接垫60的壁厚度薄。在图7中，这三个LED 44、46和48具有约0. 3mm至约0. 4mm的节距Pl和P2。LED 44,46和48中的每个均可具有约0. 3mm至约0. 4mm的轮廓宽度。LED 44,46和48中的每个均可具有约0. 3mm至约0. 4mm的轮廓长度。在某些实施例中，节距小于约0. 3mm且轮廓宽度小于约0. 3mm。间隙92可具有约0. 13至约0. 17mm的宽度。腔室底面36a的面积与主表面M的面积的比率为至少35%。在一些实施例中，该比率大于40%。在另一些其它实施例中，该比率大于50%。图8示例性示出了 LED显示屏300的一部分，例如室内显示屏，一般来说其包括承载有以列和行的形式排列的很多表面安装器件304的驱动器PCB 302，每个SMD限定一个像素。显示器的每个像素可具有约2. 8mm乘以约2. 8mm的尺寸。可通过不同电压电平来驱动每个LED芯片。例如，可通过2. 2V电源驱动红色LED，而可通过约3. IV的电源驱动蓝色LED 和绿色LED。SMD 304可包括诸如上面描述的那些和图1-7中所示的器件。SMD器件304电连接至PCB 302上的相连接焊痕或垫以对合适的电信号处理和驱动电路(未示出)响应。如上所述，每个SMD都承载有红色LED、绿色LED和蓝色LED的垂直定向的线性阵列306。已经发现LED的该线性定向在较大的视角范围提高了色彩保真度。也可提供通孔 308以允许陶瓷SMD主体与PCB的更高和更短的接触。通孔308也允许改善散热。如前所述，可以理解，本实用新型实施例提供了微型表面安装LED封装件，其包括部分地被塑料壳体包绕的引线框上的多个LED。引线框包括多个导电芯片载体和多个导电连接件。每对相邻芯片载体或相邻连接件的上表面相对于相邻芯片载体或相邻连接件之间的间隙中的中线具有非对称轮廓。与先前公开的相比，本实用新型的微型表面安装LED封装件具有较大的引脚垫、更低的运行温度和更低的制造成本。因此，希望将前述详细描述看作为示例性的而非限制性的，且应理解，是由以下权利要求(包括所有等效物)限定本实用新型的精神和范围。
权利要求1.一种发光二极管封装件，包括 引线框，包括多个导电芯片载体；设置在所述多个导电芯片载体中每个上的发光二极管； 透镜，至少部分地覆盖所述引线框；以及塑料壳体，其至少部分地包绕所述引线框，其特征在于，表面安装的发光二极管封装件的除了透镜之外的轮廓高度小于1mm。
2.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述表面安装的发光二极管封装件除透镜之外的宽度小于2. 6mm，且其中所述表面安装的发光二极管封装件除透镜之外的长度小于2. 6mm。
3.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，每个发光二极管具有第一电端子和第二电端子，每个发光二极管的所述第一电端子电耦合至相应的导电芯片载体， 且其中所述多个发光二极管中每个的所述第一电端子和所述第二电端子分别包括阴极和阳极，其中每个发光二极管的所述第二电端子电耦合至多个导电连接件中相应一个的连接垫。
4.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述塑料壳体包括具有 0. 5mm深度的正方形或长方形腔室。
5.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述导电芯片载体中的每个均支撑单个发光二极管，所述发光二极管独立发出红光、绿光或蓝光。
6.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，进一步包括与所述多个导电芯片载体分离的多个导电连接件，每个导电芯片载体具有上表面、下表面和位于上表面上的芯片承载垫，每个导电连接件具有上表面、下表面和位于上表面上的连接垫，其特征在于，所述多个发光二极管中每个的第二电端子通过单独焊线电耦合至相应导电连接件的连接垫。
7.根据权利要求6所述的发光二极管封装件，其特征在于，每个所述导电连接件的下表面和每个所述导电芯片载体的下表面均具有0. 4mm乘0. 7mm的垫面积。
8.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述塑料壳体包含热塑性塑料。
9.根据权利要求8所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述塑料壳体包括白色聚邻苯二甲酰胺或黑色聚邻苯二甲酰胺中的一种。
10.一种发光二极管显示器，包括承载有以竖直列和水平行的形式排列的表面安装器件阵列的基板，所述表面安装器件中的每个都包括引线框，包括多个导电芯片载体；设置在所述多个导电芯片载体中每个上的发光二极管，所述多个发光二极管被配置为通电以便以组合的方式产生全范围的色彩并限定所述显示器的一个像素； 透镜，至少部分地覆盖所述引线框；和壳体，其至少部分地包绕所述引线框， 以及信号处理和发光二极管驱动电路，其电连接以选择性地对表面安装器件的阵列通电， 其特征在于，所述显示器的每个像素具有2. 8mm或更小乘以2. 8mm或更小的尺寸。
11.一种发光二极管封装件，包括引线框，包括多个导电芯片载体；设置在所述多个导电芯片载体中每个上的发光二极管；透镜，至少部分地覆盖所述引线框；以及至少部分地包绕所述引线框的聚合物壳体，所述聚合物壳体包括相对的、其间具有高度距离的第一主表面和第二主表面；相对的、其间具有宽度距离的侧表面；和相对的、其间具有长度距离的端面，其特征在于，所述高度距离、所述宽度距离和所述长度距离均小于 2. 6mmο
12.根据权利要求11所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述壳体至少部分地包绕所述引线框并限定了一腔室，所述腔室从所述第一主表面至所述腔室的底面延伸至所述壳体的内部，且所述腔室底面的面积与所述主表面的面积的比率为至少35%。
13.根据权利要求11所述的发光二极管封装件，包括红色发光二极管晶片、绿色发光二极管晶片和蓝色发光二极管晶片。
14.根据权利要求11所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述壳体至少部分地包绕所述引线框并限定了一腔室，所述腔室从所述第一主表面至所述腔室的底面延伸至所述壳体的内部，且每个导电芯片载体具有延伸了腔室底面长度至少1/2以上的长度。
专利摘要本实用新型提供了发光二极管封装件和发光二极管显示器，所述发光二极管封装件包括引线框，包括多个导电芯片载体；设置在所述多个导电芯片载体中每个上的发光二极管；透镜，至少部分地覆盖所述引线框；以及塑料壳体，其至少部分地包绕所述引线框，其中表面安装的发光二极管封装件的轮廓高度小于1mm。
文档编号G09F9/33GK202282348SQ20112018988
公开日2012年6月20日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者C·H·庞, C·K·陈, D·埃默森, J·张, Y·K·刘, 李飞鸿 申请人:惠州科锐半导体照明有限公司
技术领域：
本实用新型一般涉及表面安装器件，更具体地，涉及容纳LED器件的塑料引线芯片载体，以及涉及包括该器件的LED显示器。
背景技术：
近年来，发光二极管(LED)技术一直都有显著的提高，使得引进了增加亮度和色彩保真度的LED。归因于这些改进的LED和改进的图像处理技术，大规格、全彩LED视频显示屏已变得可用，并且现在已普遍使用。大规格的LED显示器一般包括独立LED面板的组合体，其中所述LED面板提供由相邻像素间的距离或“像素间距”确定的图像分辨率。意图用于从更远距离来观看的户外显示器具有相对比较大的像素间距，且通常包含分立(离散)的LED阵列。在分立的LED阵列中，一串独立安装的红色LED、绿色LED和蓝色LED被驱动以便形成给观看者呈现全彩像素的画面。另一方面，户内显示屏要求较短的像素间距(例如3mm)，且包括承载安装在独立电子封装件(例如表面安装器件(SMD)封装件)上的红色LED、绿色LED和蓝色LED的面板。每个SMD通常限定一个像素。相对较小的SMD连接至控制每个SMD的输出的驱动器印刷电路板(PCB)。虽然室内显示器和室外显示器都在较大离轴角的范围内可视，但是随着视角的加大经常还是会出现彩色保真度的可感知缺失。此外，每个LED封装件的材料和/或用于安装每个LED的材料可具有反射特性，由于产生了不必要的光线反射和/或眩光，这可能进一步降低了色彩保真度。众所周知的是，无论其是否包含集成电路或分立元件(例如二极管或功率晶体管)，SMD和许多其它类型的电子封装件都散发足够的热量，所以需要热量管理。过多热量也可导致LED故障。因此设计LED系统所考虑的因素之一是有效的热量管理。在电子封装件的设计中，有效的热量管理的目标之一是将LED的运行温度和其它有源电路元件的运行温度维持在一个适当的低水平，足以防止发生过早的部件故障。包括传导传热的各种冷却策略比较常用。一种执行传导传热以便散发电子封装件内热量的传统方法允许将热量沿着器件的引线传导出去。然而，引线往往没有足够的质量或暴露的表面积以提供有效的散热。 例如，主要在电磁波谱的可见光部分内发光的高强度LED可产生大量的热量，使用这种传统的技术很难将这些热量消散。加大视角、维持相对低的运行温度以及减小SMD封装件的尺寸的设计目标在某种程度上是互相制约的。将期望用较低成本开发一种解决所有这些设计目标的SMD封装件。
实用新型内容本实用新型提供了一种发光二极管封装件，包括引线框，包括多个导电芯片载体；设置在所述多个导电芯片载体中每个上的发光二极管；透镜，至少部分地覆盖所述引线框；以及塑料壳体，其至少部分地包绕所述引线框，其特征在于，表面安装的发光二极管封装件的除了透镜之外的轮廓高度小于1mm。[0008]进一步地，根据本实用新型的发光二极管封装件，所述表面安装的发光二极管封装件除了透镜之外的宽度小于2. 6mm，且其中所述表面安装的发光二极管封装件除了透镜之外的长度小于2. 6mm。进一步地，根据本实用新型的发光二极管封装件，每个发光二极管具有第一电端子和第二电端子，每个发光二极管的所述第一电端子电耦合至相应的导电芯片载体，且其中所述多个发光二极管中每个的所述第一电端子和所述第二电端子分别包括阴极和阳极， 其中每个发光二极管的所述第二电端子电耦合至多个导电连接件中相应一个的连接垫。进一步地，根据本实用新型的发光二极管封装件，所述塑料壳体包括具有0.5mm 深度的正方形或长方形腔室。 进一步地，根据本实用新型的发光二极管封装件，所述导电芯片载体中的每个均支撑单个发光二极管，所述发光二极管独立发出红光、绿光或蓝光。根据本实用新型的发光二极管封装件，进一步包括与所述多个导电芯片载体分离的多个导电连接件，每个导电芯片载体具有上表面、下表面和位于上表面上的芯片承载垫， 每个导电连接件具有上表面、下表面和位于上表面上的连接垫，其特征在于，所述多个发光二极管中每个的第二电端子通过单独焊线电耦合至相应导电连接件的连接垫。进一步地，根据本实用新型的发光二极管封装件，每个所述导电连接件的下表面和每个所述导电芯片载体的下表面均具有0. 4mm乘0. 7mm的垫面积。进一步地，根据本实用新型的发光二极管封装件，所述塑料壳体包含热塑性塑料。进一步地，根据本实用新型的发光二极管封装件，所述塑料壳体包括白色聚邻苯二甲酰胺或黑色聚邻苯二甲酰胺中的一种。本实用新型还公开了一种发光二极管显示器，其包括承载有以竖直列和水平行的形式排列的表面安装器件阵列的基板，所述表面安装器件中的每个都包括引线框，包括多个导电芯片载体；设置在所述多个导电芯片载体中每个上的发光二极管，所述多个发光二极管被配置为通电以便以组合的方式产生全范围的色彩并限定所述显示器的一个像素； 透镜，至少部分地覆盖所述引线框；和壳体，其至少部分地包绕所述引线框。所述发光二极管显示器还包括信号处理和发光二极管驱动电路，其电连接以选择性地对表面安装器件的阵列通电，其特征在于，所述显示器的每个像素具有2. 8mm或更小乘以2. 8mm或更小的尺寸。本实用新型还提供了一种发光二极管封装件，其包括引线框，包括多个导电芯片载体；设置在所述多个导电芯片载体中每个上的发光二极管；透镜，至少部分地覆盖所述引线框；以及至少部分地包绕所述引线框的聚合物壳体，所述聚合物壳体包括相对的、其间具有高度距离的第一主表面和第二主表面；相对的、其间具有宽度距离的侧表面；和相对的、其间具有长度距离的端面，其特征在于，所述高度距离、所述宽度距离和所述长度距离均小于2. 6mmο进一步地，根据本实用新型的发光二极管封装件的特征在于，所述壳体至少部分地包绕所述引线框并限定了一腔室，所述腔室从所述第一主表面至所述腔室的底面延伸至所述壳体的内部，且所述腔室底面的面积与所述主表面的面积的比率为至少35%。进一步地，根据本实用新型的发光二极管封装件包括红色发光二极管晶片、绿色发光二极管晶片和蓝色发光二极管晶片。[0020]进一步地，根据本实用新型的发光二极管封装件，其特征在于，所述壳体至少部分地包绕所述引线框并限定了一腔室，所述腔室从所述第一主表面至所述腔室的底面延伸至所述壳体的内部，且每个导电芯片载体具有延伸了腔室底面长度至少1/2以上的长度。另一个实施例公开了一种表面安装LED封装件，其包括壳体和至少部分被壳体包绕的引线框。所述壳体包括相对的第一主表面和第二主表面、相对的侧表面，以及相对的端面。所述壳体限定有从第一主表面延伸至壳体内部的腔室。引线框包括多个导电芯片载体。在每个导电芯片载体的每个芯片承载垫上具有单个LED。每个LED具有第一电端子和第二电端子。每个LED的第一电端子电耦合至相应的导电芯片载体。每个LED的第二电端子电耦合至多个导电连接件的相应一个的连接垫。所述腔室的深度小于0.6mm。在一些实施例中，该深度小于约0. 55mm。在其它实施例中，该深度小于约0. 5mm。在又一些其它实施例中，该深度小于约0. 45mm，且在另一些其它实施例中，该深度小于约0. 4mm。在某些实施例中，轮廓高度小于1mm。在一些实施例中，该轮廓高度小于0.95mm。在又一些其它实施例中，该轮廓高度小于约0. 90mm，且在另一些其它实施例中，该轮廓高度小于约0. 85mm。另一实施例公开了一种LED显示器，其包括承载有以竖直列和水平行的形式排列的表面安装器件(SMD)阵列的基板。每个SMD都包括壳体和多个LED，所述多个LED被配置为通电的以便以组合方式产生基本全范围色彩以及被配置为用于限定所述显示器的一个像素。LED显示器进一步包括信号处理和LED驱动电路，所述电路被电连接以便可选择地对 SMD的阵列通电从而在LED显示器上显示图像。显示器的每个像素具有约2. 8mm(或更小) 乘以约2. 8mm(或更小)的尺寸。与先前公开的相比，本实用新型的微型表面安装LED封装件具有较大的引脚垫、 更低的运行温度和更低的制造成本。
图1为根据本实用新型的实施例的表面安装器件的立体图；图2为图1中所示的实施例的俯视图；图3为可用在表面安装器件中的根据一个实施例的引线框的透视图；图4为图1所示的实施例的仰视立体图；图5为图3所示的引线框的顶视图；图6为沿剖面线6-6截取的图2实施例的横截面视图；图7为表面安装器件的一个实施例的顶视图；以及图8为根据本实用新型的实施例的包含表面安装器件的LED显示屏的一部分的正视图。
具体实施方式
以下描述呈现了代表实施本实用新型的最佳预期模式的本实用新型优选实施例。 该说明并非以限制性的意义来进行，而仅是为了描述本实用新型的一般原则的目的，本实用新型的范围由所附权利要求书来限定。现在将通过参照附图(其中示出了本实用新型的实施例)在下文对本实用新型的实施例进行充分地描述。然而本实用新型可通过多种不同的形式体现，且不应理解为局限CN 202282348 U
说明书
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于本文所列的实施例。相反，提供这些实施例是为了使该实用新型是彻底和完整的，并充分向本领域的技术人员传达了本实用新型的范围。通篇中相同参考标记表示相同元件。将理解，虽然在本文中可使用术语第一、第二等来描述各种不同元件，但是这些元件不应被这些术语限制。这些术语只是用于将一个元件与另一个元件相区分。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件可被称为第一元件。当用在本文中时，术语“和/或”包括相关所列出项目中的一个或多个中的任何和所有的组合。将理解，当元件(诸如层、区或基板)被称为位于另一个元件“之上”或延伸到另一个元件“上”，其可以直接位于另一个元件之上或直接延伸到另一个元件上，或也可存在插入元件。相反，当元件被称为“直接位于”另一个元件“上”或“直接延伸到”另一个元件上时，不存在插入元件。还将理解的是，当一个元件被称为与另一个元件“连接”或“耦合” 时，其可直接连接或耦合至另一个元件或可以存在插入元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦合”至另一个元件时，不存在插入元件。相关术语(诸如“以下”或“以上”或“上”或“下”或“水平的”或“垂直的”)也可
用于在本文中描述图中所示的一个元件、层或区与另一个元件、层或区之间的关系。应该理解的是，这些术语意图还包含本装置的除图中所示的方位外的不同方位。本文所使用的术语目的仅是为了描述特定实施例，而且并非意图限制本实用新型。如在本文中所使用时，除非上下文已另外清楚地指明，否则单数形式“一”也意图包括
复数形式。将进一步理解的是，当在本文中使用时，术语“包括”、“由......构成”、“含有”
和/或“包含”指明所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组的存在或添加。除非另有规定，否则本文中使用的所有术语(包括技术和科学术语)均具有本实用新型所属领域普通技术人员一般所理解的相同意思。将进一步理解的是，本文所使用的术语应解释为具有与本说明书的内容和相关领域中的意思一致的意思，且除非本文清楚地规定，否则将不会以理想化或过于正式意义来解释。在某些实施例中，LED封装件设有多个LED，且每个LED电耦合至独立的输入端和输出端。这样，LED晶片(die)可独立控制并可更有效地操作。在某些实施例中，LED封装件包括引线框，具有围绕引线框模制的聚合物(例如塑料)壳体。聚合物壳体包括其间具有高度距离的相对的第一主表面和第二主表面、其间具有宽度距离的相对的侧表面，以及其间具有长度距离的相对的端面，其中高度距离、宽度距离和长度距离小于约2. 6mm。在某些实施例中，该距离为约2. 5mm或更小，在另一些其它实施例中，该距离为约2. 35mm或更小。在某些实施例中，壳体至少部分地包绕引线框且限定从第一主表面延伸至壳体内部的腔室，导电芯片载体的至少一部分暴露在腔室的底部处。腔室底部的面积与主表面的面积的比率为至少约35%。在一些实施例中，该比率大于40%。在另一些其它实施例中，该比率大于50%。在某些实施例中，发光二极管封装件包括多个LED晶片，例如，红色LED晶片、绿色 LED晶片和蓝色LED晶片，且引线框包括用于每个LED的导电芯片载体。在某些实施例中， 每个导电芯片载体具有延伸腔室底部长度的至少1/2以上的长度。普通安装垫将具有增加的面积以改善散热。
7[0041]图1-4示出了根据具体示例性实施例的、用在LED显示器(诸如室内LED显示屏和/或室外LED显示屏)中的表面安装LED封装件10及其部件。LED封装件10包括至少部分地包绕引线框14的塑料壳体12。引线框14包括第一、第二和第三导电芯片载体142、 143和144以及与导电芯片载体分离的第一、第二和第三导电连接件146、147和148，如图3 所示。芯片载体142-144具有范围在约0.42mm至约0.48mm内的轮廓高度。换言之，轮廓高度是弯曲的引线框的高度。例如，在图3中，轮廓高度指的是芯片载体142的下表面82 与芯片载体142的上表面102间的距离。在一些实施例中，轮廓高度小于约1. Omm0在另一些其它实施例中，轮廓高度小于约0. 95mm。在又一些其它实施例中，轮廓高度为约0. 85mm 至约0. 95mm。在弯曲前，引线框金属片可具有小于约0. 15mm的片厚度。第一、第二和第三导电芯片载体中的每个都具有包括连接垫的上表面。例如，第一导电芯片载体144具有包括连接垫124的上表面104。LED44设置在导电芯片载体144的上表面104上的连接垫124上。LED 46设置在上表面103的连接垫123上。LED 48设置在上表面102的连接垫122上。每个LED具有第一电端子和第二电端子。第一电端子被限定为阳极。例如第一 LED 44具有电耦合至第一导电芯片载体146的阳极。第二和第三LED 46和48中的每个都具有分别电耦合至第二和第三导电芯片载体147和148的阳极。第一、第二和第三导电连接件中的每个都具有上表面、下表面和位于上表面上的连接垫。每个导电芯片载体都具有上表面、下表面和位于上表面上的芯片承载垫，每个导电连接件都具有上表面、下表面和位于上表面上的连接垫。例如，在图3中，第一导电连接件 146具有上表面104、下表面84和位于上表面104上的连接垫126。第二导电连接件147具有上表面106、下表面86和位于上表面106上的连接垫127。第三导电连接件148具有上表面108、下表面88和位于上表面108上的连接垫128。第一导电芯片载体142具有上表面102、下表面82和位于上表面102上的连接垫122。第二导电芯片载体143具有上表面 103、下表面83和位于上表面103上的连接垫123。第三导电芯片载体144具有上表面104、 下表面84和位于上表面104上的连接垫124。导电芯片载体的下表面和连接垫也可被称为引脚垫。第一和第二导电芯片载体142和143彼此相邻，且第二和第三导电芯片载体143 和144彼此相邻。相邻的导电芯片载体被载体间隙分离且相对于载体间隙中的中线具有非对称的上表面轮廓。第一和第二导电连接件146和147彼此相邻。第二和第三导电连接件 147和148彼此相邻。相邻的导电连接件被连接间隙分离且相对于连接间隙中的中线具有非对称的上表面轮廓。壳体12 —般可为长方形，包括相对的第一主表面M和第二主表面沈、相对的侧表面28和30、以及相对的端面32和34。第一和第二主表面也可被称作上表面和下表面。 在一个实施例中，上表面M和下表面26之间的距离(或封装件轮廓高度)小于约1. Omm0 优选地，上主表面M和下主表面沈之间的距离h为约0. 90mm至约1. 00mm。更优选地，上主表面M和下主表面沈之间的距离h为约0. 95mm。侧表面28和30之间的距离w以及端面32和34之间的距离1优选为小于约2. 6mm。优选地，侧表面28和30之间的距离w为约2. 40mm至约2. 60mm,且端面32和34之间的距离1的范围也在约2. 40mm至约2. 60mm之间。更优选地，侧表面28和30之间的距离w为约2. 50mm,且端面32和34之间的距离1为约 2. 50mm。[0046]通过实施例和非限制的方式，表面安装LED封装件10可具有约2. 5mm的总长度L， 约2. 5mm的总宽度W和约0. 95mm的高度H。塑料壳体12进一步限定了从上表面M延伸进入塑料壳体12的主体中的凹槽或腔室36。在一些实施例中，反射插件或环38可沿腔室36的侧面或壁40的至少一部分定位并固定。反射插件或环38也可与塑料壳体12制成一体，且可由与塑料壳体12同样的材料制成。环38的反射率的效力优选地通过使腔室36和承载于其中的环38向内朝向壳体内部逐渐变细而增强。腔室36的优选形状为正方形或长方形腔室。正方形状使表面安装LED 封装件10在侧表面观和30以及端面32和34中的每个侧面具有更均勻的壁厚。因此，根据本实用新型的一个方面，与例如圆形形状的腔室的尺寸相比，腔室的尺寸增加了。壳体12由既能电绝缘又能热传导的材料制成。在一个实施例中，壳体是热塑缩聚物的。特别优选的热塑缩聚物是聚邻苯二甲酰胺(PPA)。在一个优选实施例中，壳体12可由黑色PPA或白色PPA形成。已经发现，在图像生成SMD (例如对于在视频显示器中所用的 SMD)封装件中使用黑色材料，提高了对比度。其它壳体材料包括陶瓷、树脂、环氧树脂和玻
^^ ο在图1和图2中的例证性实施例中，表面安装LED封装件10中的三个LED 44、46、 48优选分别发出红色、绿色和蓝色，所以当适当通电时，这些LED以组合的方式产生基本全范围的色彩。这些LED中的两个或多个也可发出同样的颜色，包括白色。例如，LED 44 和LED 46均可发出红色光。LED芯片可具有正方形尺寸或长方形尺寸。例如，正方形LED 芯片可具有小于约0. 11mm、或在约0. 09mm至约0. Ilmm范围内、或小于约0. Imm或在0. 08 至0. IOmm范围内的轮廓高度。正方形LED芯片可具有小于约0. 32mm或在约0. 265mm至约0. 315mm范围内的轮廓宽度。正方形LED芯片可具有小于约0. 38mm、或在约0. 33mm至约0.38mm范围内的轮廓宽度。长方形LED芯片可具有小于约0. 13mm或在约0. IOmm至约0. 13mm范围内的轮廓高度。长方形LED芯片可具有小于约0. ^mm、或在约0. 20mm至约0. 28mm范围内的轮廓宽度。长方形LED芯片可具有小于约0. 36mm、或在约0. ^mm至约 0. 36mm范围内的轮廓宽度。在例证性实施例中，红色LED 44设置在第一导电芯片载体142上。绿色LED 46 靠近腔室36的中心设置在第二导电芯片载体143上。蓝色LED48设置第三导电芯片载体 144上。为了消散LED的热量，优选地增加芯片载体上表面的上表面面积，以使它们可以更有效地散热。例如，每个芯片载体的上表面面积是相应连接件的上表面面积的约2倍。LED芯片44、46、48在横向方向(即在与侧表面观和30垂直的方向)上沿第一轴线62延伸。引线50、52、M、56互相平行并在与方向62垂直的方向上沿第二轴线62a的延伸。第一轴线和第二轴线在第二 LED芯片46的中心附近互相交叉。在这个实施例中，通过提供焊盘、模内流动、散热和芯片定位来设计导电连接件， 因此与现有公开技术(例如本申请人的共同未决美国专利申请序列号12/321，059，该专利的公开内容以引用的方式并入本文)的散热相比，改善了红色LED 44的散热。参照图1-4， 通过每个引脚垫的更大表面面积实现了增强的散热。例如导电连接件146-148的每个下表面86-88增大了 10%以上。导电芯片载体的每个下表面82-84的表面面积也增加10%以上。更具体地，下表面83和87的表面面积增加了约40%。同时，为了确保当形成壳体12时PPA流体在每个方向均勻流动，上表面104、104的轮廓112和116相对于第二轴线6 非对称。同样地，第一和第二导电连接件146和148 的相邻上表面的轮廓116和117相对于连接件146和147之间的间隙非对称。第二和第三导电连接件147和148的相邻上表面的轮廓117和118相对于连接件147和148之间的间隙非对称。同样地，相邻芯片载体的轮廓相对于相邻芯片载体(诸如122-123、123-124)之间的间隙也非对称。导电连接件146、147和148分别包括增大的电连接垫126、127、128，这些电连接垫位于中心区58中，该中心区58与芯片载体的部件承载上表面102-104相邻但是与之隔开。 在表面安装LED封装件10的优选形式中，引线52、54、56和58弯曲以延伸至壳体的外部并沿着其各自的端面32和34延伸，然后再弯曲以使引线的下表面82-84和86-88沿着塑料壳体12的下表面沈延伸。引线的下表面82-84和86-88的面向外的表面与热导电体的底表面基本上齐平，以便于连接至底部基板。使用许多已知连接技术(包括焊接)中的任一种将引线的下表面82-84和86-88电连接或焊接至基板上的焊痕或垫。在一个优选的实施例中，焊垫包括在端部的底部上，以使当从顶部观看每个独立的SMD时看不到焊料。有利的是，这有助于防止眩光并提高了对比度，特别是在白天观看的时候。如图1和图6中所示，腔室36延伸到壳体内部足够深度以露出连接垫122-1M和 U6-128。从壳体的端面32和；34向内延伸的引线52巧4和56_58的下表面82_84和86-88 的具体尺寸可依靠以下因素而定表面安装LED封装件的预期实施、待采用的LED、壳体12 的材料、SMD的大小和/或其它此类因素和/或这些因素的组合。在一些实施例中，可通过垫之间的间隙92分离壳体外部的引线50-52和M-56以使连接部件相互电绝缘。多个导电芯片载体142、143和144以及多个导电连接件146、147和148可由导电金属或金属合金(诸如铜、铜合金、其它合适的低电阻率耐腐蚀材料或这些材料的组合)制造。因为LED芯片设置在导电芯片载体142-144上，所以上表面102-104的大表面面积可有助于散热。LED 44、46和48中的每个均可通过导电和导热界面100(诸如焊料、粘合剂、涂层、 膜、密封剂、膏剂、油脂和/或其它合适的材料)与不同的连接垫独立地电耦合。在优选的实施例中，可使用位于LED 44、46和48底部上的焊垫将LED 44、46和48与连接垫122-124 电耦合并固定，以从顶部看不到焊料。防止焊料从顶部被看到的有利之处是，减少了反射并提供了更好的对比度，特别是在白天观看的时候。在根据本公开的某些制造方法中，在将壳体12模制和/或装配在连接垫122-1M 周围之前，LED 44、46和48可耦合至连接垫122-124。或者，在连接件已经部分地被包盖在壳体中之后，LED可耦合至连接垫122-124。延伸到壳体中的腔室36可被构造为使连接垫 122-124和的足够部分被露出以接收LED和相关焊线(wire bonds,丝焊)。现在参照图6-7，其中示出了用于LEDlO的SMD封装件的各个部件的一些实例。作为实例而非限制性的，下面描述的与图6-7中所示的实施例相关的尺寸也可应用于图1-5 中的表面安装封装件。在图6的示例性实施例中，SMD封装件10的宽度或长度小于约2. 6mm。优选地，SMD 的宽度或长度为约2. 4mm至约2. 6mm。更优选地，SMD的宽度或长度为约2. 5mm。SMD封装件 10的轮廓高度小于约1. 0mm。优选地，SMD的轮廓高度的范围为约0. 9mm至约1. 0mm。更优选地，SMD的轮廓高度为约0. 95mm。腔室36在上表面中具有范围为约1. 86mm至约1. 96mm 的开口宽度，并在下表面中具有范围在约1. 59至1. 69mm内的宽度。优选地，腔室36在上表面中具有约1.91mm的开口宽度，并在下表面中具约1. 64mm的宽度。腔室的两个侧表面之间的角度θ的范围为约25.0°至约35. 00°，优选为约30.0°。第一主表面M中的腔室开口 36的宽度在约1.4mm至约1.55mm的范围内。第一主表面中的腔室36的开口具有大于第一主表面M总面积的约55%且小于该总面积的约61%的面积。围绕腔室的壳体具有约0. 3mm至约0. 45mm范围内的壁厚度。特别地，壳体的靠近第一主表面M的壁厚度比壳体的靠近连接垫60的壁厚度薄。在图7中，这三个LED 44、46和48具有约0. 3mm至约0. 4mm的节距Pl和P2。LED 44,46和48中的每个均可具有约0. 3mm至约0. 4mm的轮廓宽度。LED 44,46和48中的每个均可具有约0. 3mm至约0. 4mm的轮廓长度。在某些实施例中，节距小于约0. 3mm且轮廓宽度小于约0. 3mm。间隙92可具有约0. 13至约0. 17mm的宽度。腔室底面36a的面积与主表面M的面积的比率为至少35%。在一些实施例中，该比率大于40%。在另一些其它实施例中，该比率大于50%。图8示例性示出了 LED显示屏300的一部分，例如室内显示屏，一般来说其包括承载有以列和行的形式排列的很多表面安装器件304的驱动器PCB 302，每个SMD限定一个像素。显示器的每个像素可具有约2. 8mm乘以约2. 8mm的尺寸。可通过不同电压电平来驱动每个LED芯片。例如，可通过2. 2V电源驱动红色LED，而可通过约3. IV的电源驱动蓝色LED 和绿色LED。SMD 304可包括诸如上面描述的那些和图1-7中所示的器件。SMD器件304电连接至PCB 302上的相连接焊痕或垫以对合适的电信号处理和驱动电路(未示出)响应。如上所述，每个SMD都承载有红色LED、绿色LED和蓝色LED的垂直定向的线性阵列306。已经发现LED的该线性定向在较大的视角范围提高了色彩保真度。也可提供通孔 308以允许陶瓷SMD主体与PCB的更高和更短的接触。通孔308也允许改善散热。如前所述，可以理解，本实用新型实施例提供了微型表面安装LED封装件，其包括部分地被塑料壳体包绕的引线框上的多个LED。引线框包括多个导电芯片载体和多个导电连接件。每对相邻芯片载体或相邻连接件的上表面相对于相邻芯片载体或相邻连接件之间的间隙中的中线具有非对称轮廓。与先前公开的相比，本实用新型的微型表面安装LED封装件具有较大的引脚垫、更低的运行温度和更低的制造成本。因此，希望将前述详细描述看作为示例性的而非限制性的，且应理解，是由以下权利要求(包括所有等效物)限定本实用新型的精神和范围。
权利要求1.一种发光二极管封装件，包括 引线框，包括多个导电芯片载体；设置在所述多个导电芯片载体中每个上的发光二极管； 透镜，至少部分地覆盖所述引线框；以及塑料壳体，其至少部分地包绕所述引线框，其特征在于，表面安装的发光二极管封装件的除了透镜之外的轮廓高度小于1mm。
2.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述表面安装的发光二极管封装件除透镜之外的宽度小于2. 6mm，且其中所述表面安装的发光二极管封装件除透镜之外的长度小于2. 6mm。
3.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，每个发光二极管具有第一电端子和第二电端子，每个发光二极管的所述第一电端子电耦合至相应的导电芯片载体， 且其中所述多个发光二极管中每个的所述第一电端子和所述第二电端子分别包括阴极和阳极，其中每个发光二极管的所述第二电端子电耦合至多个导电连接件中相应一个的连接垫。
4.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述塑料壳体包括具有 0. 5mm深度的正方形或长方形腔室。
5.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述导电芯片载体中的每个均支撑单个发光二极管，所述发光二极管独立发出红光、绿光或蓝光。
6.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，进一步包括与所述多个导电芯片载体分离的多个导电连接件，每个导电芯片载体具有上表面、下表面和位于上表面上的芯片承载垫，每个导电连接件具有上表面、下表面和位于上表面上的连接垫，其特征在于，所述多个发光二极管中每个的第二电端子通过单独焊线电耦合至相应导电连接件的连接垫。
7.根据权利要求6所述的发光二极管封装件，其特征在于，每个所述导电连接件的下表面和每个所述导电芯片载体的下表面均具有0. 4mm乘0. 7mm的垫面积。
8.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述塑料壳体包含热塑性塑料。
9.根据权利要求8所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述塑料壳体包括白色聚邻苯二甲酰胺或黑色聚邻苯二甲酰胺中的一种。
10.一种发光二极管显示器，包括承载有以竖直列和水平行的形式排列的表面安装器件阵列的基板，所述表面安装器件中的每个都包括引线框，包括多个导电芯片载体；设置在所述多个导电芯片载体中每个上的发光二极管，所述多个发光二极管被配置为通电以便以组合的方式产生全范围的色彩并限定所述显示器的一个像素； 透镜，至少部分地覆盖所述引线框；和壳体，其至少部分地包绕所述引线框， 以及信号处理和发光二极管驱动电路，其电连接以选择性地对表面安装器件的阵列通电， 其特征在于，所述显示器的每个像素具有2. 8mm或更小乘以2. 8mm或更小的尺寸。
11.一种发光二极管封装件，包括引线框，包括多个导电芯片载体；设置在所述多个导电芯片载体中每个上的发光二极管；透镜，至少部分地覆盖所述引线框；以及至少部分地包绕所述引线框的聚合物壳体，所述聚合物壳体包括相对的、其间具有高度距离的第一主表面和第二主表面；相对的、其间具有宽度距离的侧表面；和相对的、其间具有长度距离的端面，其特征在于，所述高度距离、所述宽度距离和所述长度距离均小于 2. 6mmο
12.根据权利要求11所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述壳体至少部分地包绕所述引线框并限定了一腔室，所述腔室从所述第一主表面至所述腔室的底面延伸至所述壳体的内部，且所述腔室底面的面积与所述主表面的面积的比率为至少35%。
13.根据权利要求11所述的发光二极管封装件，包括红色发光二极管晶片、绿色发光二极管晶片和蓝色发光二极管晶片。
14.根据权利要求11所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述壳体至少部分地包绕所述引线框并限定了一腔室，所述腔室从所述第一主表面至所述腔室的底面延伸至所述壳体的内部，且每个导电芯片载体具有延伸了腔室底面长度至少1/2以上的长度。
专利摘要本实用新型提供了发光二极管封装件和发光二极管显示器，所述发光二极管封装件包括引线框，包括多个导电芯片载体；设置在所述多个导电芯片载体中每个上的发光二极管；透镜，至少部分地覆盖所述引线框；以及塑料壳体，其至少部分地包绕所述引线框，其中表面安装的发光二极管封装件的轮廓高度小于1mm。
文档编号G09F9/33GK202282348SQ20112018988
公开日2012年6月20日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者C·H·庞, C·K·陈, D·埃默森, J·张, Y·K·刘, 李飞鸿 申请人:惠州科锐半导体照明有限公司
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