Led、led装置及led制作工艺的制作方法

xiaoxiao2020-8-1  8

Led 、led装置及led制作工艺的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种LED,包括芯片、相对设置的左、右支架、内层封装胶体和外层封装胶体,所述芯片置于支架上端面,其正、负极引脚与支架的阴、阳电极之间通过金属线焊接,所述左、右支架分设三个区域,内层封装胶体包覆芯片、金属线及左、右支架第一区域的上端面,且从两左、右支架之间延伸至该第一区域的下端面并包覆该区域,外层封装胶体包覆内层封装胶体及伸出内层封装胶体之外的左、右支架第二区域,第三区域延伸于外层封装胶体之外。本发明还提供了具有上述LED的装置及制作该LED的工艺。本发明在产品与电路板回焊加工组装时不会产生内层封装胶体和外层封装胶体之间的相互剥离,有效降低了应力对芯片和金属线的破坏,提高了产品的综合性能。
【专利说明】LED、LED装置及LED制作工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及LED封装领域,尤其涉及一种LED及LED装置。
【背景技术】
[0002]LED (Light Emitting Diode发光二极管)是一种能将电能转化为光的固态的半导体器材,目前,现有的所述LED包括用来导电和支撑的支架、外壳、固定在支架上的芯片和用来保护所述芯片的封胶。所述LED的制造方式是先在支架上形成外壳,然后再用封胶封装,外壳一般采用环氧树脂、酸酐类、高光扩散性填料及热安定性塑料组成;封胶一般采用硅胶或环氧树脂填充,两者材料特性相差较远,回缩率不同,导致在与电路板回焊加工组装时容易造成所述外壳与所述封胶剥离,并因此对芯片和金属线产生较大应力,导致产品产生失效异常;同时,由于结构设计上的缺陷以及封胶所具有的回缩的特性,在加工完成后及后续的使用过程中,保护所述芯片的封胶并未完全包覆芯片,从而使得芯片会在恶劣的环境下(如雨水)导致损坏,影响产品品质。

【发明内容】

[0003]本发明的目的在于克服现有技术之缺陷,提供一种LED及LED装置,其可有效降低应力对芯片和金属线的破坏,在产品与电路板回焊加工组装时不易产生剥离,同时可保证产品在恶劣环境下性能稳定,防潮等级高。
[0004]本发明提供一种LED,包括芯片、相对设置的左支架和右支架、保护所述芯片且可透光的内层封装胶体和设于所述内层封装胶体外围的外层封装胶体,所述芯片置于所述左支架和右支架上端面,所述芯片的正、负极引脚与所述左支架和右支架的阴、阳电极之间通过金属线焊接,所述左支架和右支架分设三个区域,所述内层封装胶体包覆所述芯片、所述金属线及所述左支架和右支架第一区域上端面,且从两左支架和右支架之间延伸至该第一区域的下端面并包覆该第一区域下端面,所述外层封装胶体包覆所述内层封装胶体及伸出所述内层封装胶体之外的左支架和右支架第二区域,所述左支架和右支架之第三区域延伸于所述外层封装胶体之外。
[0005]本发明还提供了一种LED装置,包括上述LED结构。
[0006]本发明所提供的一种LED及其LED装置,其通过设于所述内层封装胶体外围的外层封装胶体,所述内层封装胶体包覆所述芯片与所述金属线,与现有技术相比,在产品与电路板回焊加工组装时不会产生内层封装胶体和外层封装胶体之间的相互剥离,可有效降低应力对芯片和金属线的破坏,提高了产品的性能;同时将内层封装胶体的底面低于支架搁置所述芯片所在的平面,可保证内层封装胶体对芯片底面的保护,在外界恶劣的环境下(如雨水)也不会造成对芯片腐蚀、损坏,保证产品性能稳定、寿命长、防潮等级高。
[0007]本发明还提供了一种LED制作工艺,包括下述步骤:
[0008]I)冲压:采用冲压模具将左支架和右支架冲压成型;
[0009]2)电镀:将所述左支架和右支架上表面用于芯片与金属线接触的功能区局部镀银、镀金或其他金属;
[0010]3)切片:将电镀后的所述左支架和右支架用模具裁标准长;
[0011]4)包装:将裁切好的所述左支架和右支架用防潮纸包装;
[0012]5)固晶:在所述左支架和右支架的底部点银胶或绝缘胶后,采用固晶机将所述芯片固定在所述左支架和右支架之点银胶或绝缘胶区域内;
[0013]6)烘烤:将固定好所述芯片的所述左支架和右支架放入烤箱烘烤固化,时间为1-30分钟,温度130?180° ;
[0014]7)焊线:将烘烤完成的所述芯片及所述左支架和右支架放入焊线机,用金属线将所述芯片的正、负极引脚与所述左支架和右支架的正、负电极连接;
[0015]8)配制封胶材料:所述内层封装胶体采用以环氧树脂或硅胶为原料的透明胶或视需求调配的有色透光胶;所述外层封装胶体采用环氧树脂或硅胶为原料配制的不透明胶;
[0016]9)模压:将上述左支架和右支架置于预制的模压模具A中,注入所述内层封装胶体后模压,
[0017]10)长烤:将上述模压后的产品放入烤箱中,温度为140°C _180°C,时间为1_3小时,让封胶材料充分固化,同时进行热老化;
[0018]11)模压:再将已模压有内层封装胶体的左支架和右支架置于入模压模具B中,压注所述外层封装胶体;,
[0019]12)长烤:将上述模压后的产品放入烤箱中,温度为140°C _180°C,时间为1_8小时,让封胶材料充分固化,同时进行热老化;
[0020]13)切脚:采用切脚机切断左支架和右支架的连筋。
[0021]采用上述工艺,可将芯片、金属线、支架、内层封装胶体、外层封装胶体较好的融合于一体,有利于提闻LED品质。
【专利附图】

【附图说明】
[0022]图1A为本发明实施例所提供的LED结构一主视结构图;
[0023]图1B为本发明实施例所提供的LED结构二主视结构图;
[0024]图1C为本发明实施例所提供的LED结构三主视结构图;
[0025]图1D为本发明实施例所提供的LED结构四主视结构图;
[0026]图2为本发明实施例所提供的LED的俯视结构图;
[0027]图3为本发明实施例所提供的LED的组装流程结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0029]参见图1、图2,本发明实施例提供了一种LED1,所述LEDl包括一相对设置且具有间距的左支架121和右支架122、置于所述左支架121或/和右支架122上端面的芯片11、保护所述芯片且可透光的内层封装胶体13和设于所述内层封装胶体13外围的外层封装胶体14,所述左支架121和右支架122组合构成用于固定LEDl的支架12,所述芯片11具有正、负极引脚,与左支架121和右支架122的阴、阳电极之间通过一金属线15焊接连接,所述左支架121和右支架122分设三个区域,其中第一区域设置有所述芯片11,所述内层封装胶体13包覆所述的芯片11、金属线15及左支架121和右支架122第一区域的上端面,且从左支架121和右支架122之间的间距延伸至该左支架121和右支架122的第一区域的下端面,并包覆该区域下端面,所述外层封装胶体14包覆所述内层封装胶体13侧面部分133、底面132,并将伸出所述内层封装胶体13之外的左支架121和右支架122之第二区域包覆,左支架121和右支架122第三区域置于外层封装胶体14之外。
[0030]本发明上述LEDl的结构设计中,所述内层封装胶体13的底面132低于左支架和右支架左支架121和右支架122搁置有所述芯片11第一区域的下端面,可保证所述内层封装胶体13对所述芯片11底面的保护,即使内层封装胶体13有较大的回缩,在外界恶劣的环境下(如雨水)也不会造成对所述芯片11的腐蚀、损坏,保证产品性能稳定、寿命长。而且,由所述外层封装胶体14包覆所述内层封装胶体13的侧面133和底面132,进而保护所述内层封装胶体13,防潮等级高。这样,在产品与电路板回焊加工组装时不会产生所述内层封装胶体13和所述外层封装胶体14之间的相互剥离,可有效降低应力对所述芯片11和金属线15的破坏,提高了产品的性能。
[0031]参见图1,本发明LEDl之外层封装胶体14为凹型结构,内层封装胶体13置于该外层封装胶体14之凹型腔体内,所述内层封装胶体13的顶面131可与所述外层封装胶体14的顶面141平齐,或内层封装胶体13的顶面131为弧面,其弧面起始端与所述外层封装胶体14的顶面141平齐,弧顶高于或低于外层封装胶体14的顶面141,内层封装胶体13的顶面131还可以是可形成漫反射的凹凸面。上述结构设置既便于所述芯片11发射和接收信号,也能较好的保证所述芯片11的发光性能。
[0032]具体地,参见图1、图2,所述内层封装胶体13是通过压模机和模具以模压方式覆设在所述芯片11与所述金属线15外围,所述外层封装胶体14是通过压模机和模具以模压方式覆设在所述内层封装胶体13的侧面133和底面132。
[0033]为加工方便,所述内层封装胶体13和外层封装胶体14外周可呈规则多边形,本实施例中所述内层封装胶体13、外层封装胶体14均为四方体结构,便于模压成型,当然,所述内层封装胶体13、外层封装胶体14也可以为任意形状,原则上只要所述内层封装胶体13包覆整个所述芯片11、所述金属线15和左支架121和右支架122下端面即可,另外,所述内层封装胶体13的结构还要根据所述芯片11的发光角度及窗口大小设定;所述外层封装胶体14结构可配合所述内层封装胶体13的外形来成型,可灵活处理。上述内层封装胶体13可采用以环氧树脂或硅胶为原料的透明胶或具有透光性的色胶;所述外层封装胶体14可采用以环氧树脂或硅胶为原料的不透明胶。
[0034]具体地,如图1所示,所述LED由两个所述芯片11构成,其中一个所述芯片11具有可发射信号的发射端,另一个所述芯片11具有可接收信号的接收端,所述发射端上表面还设有一发射面,所述接收端上表面设有一接收面。所述发射面与所述接收面未被所述外层封装胶体14所覆盖,可保证正常的发射和接收信号。两个所述芯片11并排设在所述支架12上并具有一个间隙,所述外层封装胶体14可将这两个所述芯片11分别隔离开,保证在传输或接收信号时不会相互干扰。[0035]进一步参见图1A,所述左支架121和右支架122为成镜像相对设置的金属框架结构,其第一、第二区域呈横向依次穿设所述外层封装胶体14和内层封装胶体13内,用于承载及固定芯片11,所述第三区域相对其第一、第二区域折弯,并贴设于外层封装胶体14之侧面,且于该外层封装胶体14底端处再次折弯后其顶端相对且置于外层封装胶体14的底面,从而形成相对设置的框架结构。这种结构设计的优点是,既可有效保证其上端在外层封装胶体14和内层封装胶体13内的固定,同时其下端的设置便于LEDl与其他构件之间的固定,而且在两相对的底端之间还具有一定的散热空间。
[0036]当然,本发明LEDl左支架121和右支架122也可以成镜像相对设置,其第一、第二区域呈横向依次穿设所述外层封装胶体14和内层封装胶体13内,用于承载及固定芯片11,第三区域延伸于外层封装胶体14之外(如图1B),其延伸部分可作为固定基体使LEDl安装固定;或者,第一、第二区域呈横向依次穿设所述外层封装胶体14和内层封装胶体13内,用于承载及固定芯片11,第三区域相对其第一、第二区域折弯,并于外层封装胶体14之侧端再次折弯,并以其顶端相反的方向向外延伸(见图1C、图1D),其延伸部分可作为固定基体使LEDl安装固定。
[0037]更进一步地,于上述框架结构的第一区域上表面设置有散热板(未图示),所述芯片11设在所述散热板上。所述散热板为可导电的金属板,所述金属板包括设置在所述左支架121和右支架122其中一支架第一区域的阳极金属板或阴极金属板和对应设置另一支架第一区域的阴极金属板或阳极金属板(即阳极金属板或阴极金属板在支架上的设置是任意的,只要对应设置即可),且进一步地,还可以是其他极性的金属板,所述金属板的设置有利于芯片11的散热。所述阳极金属板的端部设有阳极电镀层电极,所述阴极金属板的端部设有阴极电镀层电极。所述芯片11的正、负极引脚与阴极电镀层电极、阳极电镀层电极之间通过金属线15焊接,形成电性连接。
[0038]本发明还提供了 LED装置,用于照明部件中,所述照明部件具有上述LEDl之结构,且可采用排列方式多个设置。
[0039]请参见图3,本发明所提供的LED制作工艺如下:
[0040]步骤1:冲压:所述支架12采用冲压模具外观电极成型,可量产,制作简易、方便。
[0041]步骤2:电镀:将所述支架12第一区域镀银、镀金或其他金属,该区域为所述左支架121和右支架122上用于芯片11与金属线15接触的区域,镀银、镀金或其他金属可使得芯片与金属线15易固晶与焊线,不容易脱掉。
[0042]步骤3:切片:将电镀后的所述左支架121和右支架122用模具裁标准长,以方便后续固晶焊线使用。
[0043]步骤4:包装:将裁切好的所述左支架121和右支架122用防潮纸包装,以防止镀银后的所述左支架121和右支架122表面氧化、锈蚀。
[0044]步骤5:固晶:在所述左支架121和右支架122的第一区域上表面点上银胶或绝缘胶后,采用固晶机(图未示)将所述芯片11固定在所述左支架121和右支架122的点银胶或绝缘胶区域内;点银胶或绝缘胶有利于所述芯片11在所述左支架121和右支架122上透过烘烤硬化固定牢固。
[0045]步骤6:烘烤:将固定好所述芯片11的所述支架12放入烤箱烘烤固化,时间为1-30分钟,温度130-180°,可使得所述芯片11稳固的固定在所述支架12。[0046]步骤7:焊线:将固好所述芯片11的所述支架12放入焊线机,采用金属线15将所述芯片11的正、负极引脚(图未示)与所述支架12的正、负电极(图未示)连接。
[0047]步骤8:配制封胶材料:封胶材料有两种,一种内层封装胶体13,一种外层封装胶体14,两种封装胶体可采用性能相同或相近的材料,以保证具有相同的回缩性能。本发明所述内层封装胶体13优选以环氧树脂或硅胶为原料配制的可为透明胶或视需求调配的有色胶,具有透光性,其一有利于所述芯片11的光的发散,其二,便于所述芯片11的信号穿透接收。所述外层封装胶体14优选环氧树脂或硅胶为原料配制的不透明胶,这两种原材料都极为常见,非常容易调配,且价格低。
[0048]步骤9:模压:将固晶焊线好的所述支架12置入模压模具A (图未示)中,先压注所述内层封装胶体13。具体可先将所述模压模具用液压机合模并抽真空,再将所述内层封装胶体13放入注胶道的入口加热,然后用顶杆将加热后的所述内层封装胶体13压入所述注胶道中,所述内层封装胶体13顺着所述注胶道进入各个成型槽中;
[0049]步骤10:长烤:将上述模压后的产品放入烤箱中,温度为140°C _180°C,时间为1-3小时,让封胶材料充分固化,同时进行热老化;
[0050]步骤11:模压:将已经模压内层封装胶体13的所述支架12置入模压模具B(图未示)中,压注所述外层封装胶体14。具体可将已经模压内层封装胶体13的所述支架12排入模压模具B中合模并抽真空,再将所述外层封装胶体14压注入所述内层封装胶体13的四周固化;
[0051]步骤12:长烤:将上述模压后的产品放入烤箱再次长烤,温度为140°C _180°C,时间为1-8小时,主要是为了让所述封胶材料充分固化,同时进行热老化;长烤有利于提高上述封胶材料与所述支架12的粘接强度。步骤13:切脚:由于所述支架12在生产中是连在一起的(不是单个),采用切脚机切断所述支架12的连筋。
[0052]步骤14:测试和分选:将成型好的产品目测,挑出变形、有缺陷的,将合格产品置入分光分色机进行光电测试,保证产品的一致性。
[0053]步骤15:编带包装:将分光分色后的产品采用编带机封装载带包装成盘入库。
[0054]采用上述工艺,可将芯片11、金属线15、支架12、内层封装胶体13、外层封装胶体14融合于一体,相较于点胶方式,不会出现在点胶过程中胶体难控制,不易确定点胶位置的缺陷,也不易造成胶体外漏,可使得产品外观质量佳,生产效率高,且有利于提高LED品质。
[0055]以上所述仅为本发明较佳的实施例而已,其结构并不限于上述列举的形状,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种LED,包括芯片、相对设置的左支架和右支架、保护所述芯片且可透光的内层封装胶体和设于所述内层封装胶体外围的外层封装胶体,所述芯片置于所述左支架和右支架上端面,所述芯片的正、负极引脚与所述左支架和右支架的阴、阳电极之间通过金属线焊接,其特征在于:所述左支架和右支架分设三个区域,所述内层封装胶体包覆所述芯片、所述金属线及所述左支架和右支架第一区域上端面,且从两左支架和右支架之间延伸至该第一区域的下端面并包覆该第一区域下端面,所述外层封装胶体包覆所述内层封装胶体及伸出所述内层封装胶体之外的左支架和右支架第二区域,所述左支架和右支架之第三区域延伸于所述外层封装胶体之外。
2.如权利要求1所述的LED,其特征在于:所述外层封装胶体为凹型结构,所述内层封装胶体置于所述外层封装胶体之凹型腔体内,其顶面与所述外层封装胶体顶面平齐或高于或低于所述外层封装胶体顶面的弧面。
3.如权利要求1所述的LED,其特征在于:所述内层封装胶体是以环氧树脂或硅胶为原料的透明胶或具有透光性的色胶;所述外层封装胶体采用以环氧树脂或硅胶为原料的不透明胶。
4.如权利要求1所述的LED,其特征在于:所述左支架和右支架为金属框架结构,其所述第一、第二区域依次穿设所述外层封装胶体和所述内层封装胶体内,所述第三区域延伸于所述封装胶体外,或相对所述第一、第二区域折弯后设于所述外层封装胶体侧面,且于所述外层封装胶体底端处再次折弯相向置于所述外层封装胶体的底面;或于所述外层封装胶体侧端再次折弯并以相反的方向向外延伸。
5.如权利要求1-4任一项所述的LED,其特征在于:所述左支架和右支架第一区域上端表面设置有散热板,所述芯片设在所述散热板上。
6.如权利要求5所述的LED,其特征在于:所述散热板为可导电的金属板,所述金属板包括设置在所述左支架第一区域的阳极或阴极金属板和对应设置在所述右支架第一区域的阴极或阳极金属板,所述阳极金属板的端部设有阳极电镀层电极,所述阴极金属板的端部设有阴极电镀层电极。
7.如权利要求1所述的LED,其特征在于:所述LED由至少一个所述芯片构成,所述芯片具有可发射信号的发射端和可接收信号的接收端,所述发射端上表面还设有一发射面,所述接收端上表面设有一接收面。
8.一种LED装置,其特征在于:包括权利要求1-7任一项所述的LED。
9.一种LED制作工艺,其特征在于包括下述步骤: 1)冲压:采用冲压模具将左支架和右支架冲压成型; 2)电镀:将所述左支架和右支架上表面用于芯片与金属线接触的功能区局部镀银、镀金或其他金属; 3)切片:将电镀后的所述左支架和右支架用模具裁标准长; 4)包装:将裁切好的所述左支架和右支架用防潮纸包装; 5)固晶:在所述左支架和右支架的底部点银胶或绝缘胶后,采用固晶机将所述芯片固定在所述左支架和右支架之点银胶或绝缘胶区域内; 6)烘烤:将固定好所述芯片的所述左支架和右支架放入烤箱烘烤固化,时间为1-30分钟,温度130~180。;7)焊线:将烘烤完成的所述芯片及所述左支架和右支架放入焊线机,用金属线将所述芯片的正、负极引脚与所述左支架和右支架的正、负电极连接; 8)配制封胶材料:所述内层封装胶体采用以环氧树脂或硅胶为原料的透明胶或视需求调配的有色透光胶;所述外层封装胶体采用环氧树脂或硅胶为原料配制的不透明胶; 9)模压:将上述左支架和右支架置于预制的模压模具A中,注入所述内层封装胶体后模压; 10)长烤:将上述模压后的产品放入烤箱中,温度为140°C_180°C,时间为1-3小时,让封胶材料充分固化,同时进行热老化; 11)模压:再将已模压有内层封装胶体的左支架和右支架置于入模压模具B中,压注所述外层封装胶体; 12)长烤:将上述模压后的产品放入烤箱中,温度为140°C_180°C,时间为1-8小时,让封胶材料充分固化,同时进行热老化; 13)切脚:采用切脚机切断左支架和右支架的连筋。
10.如权利要求9所述的LED制作工艺,其特征在于:所述步骤9)之具体步骤为:先将所述模压模具A用液压机合模并抽真空,再将内层封装胶体放入注胶道的入口加热,然后用一液压顶杆将加热后的上述内层封装胶体压入所述注胶道中,使所述内层封装胶体顺着所述注胶道进入各个成型槽中后固化;所述步骤11)之具体步骤为:将已经模压有内层封装胶体的左右支架置入模压模具B中合模并抽真空,再将外层封装胶体压注于所述内层封装胶体的周边固化。
【文档编号】H01L33/48GK103682030SQ201210330103
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月7日 优先权日:2012年9月7日
【发明者】宋文洲 申请人:深圳市龙岗区横岗光台电子厂, 今台电子股份有限公司

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