CN100352071C - 发光二极管灯 - Google Patents

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Abstract

切口部分7A被设置在布线图7的形成表面上，并位于与外部衬底7的布线图9接触的点上，这样，通过回流焊接熔化的焊料9a沿着切口部分7A的边缓慢地向上流动，提高焊料连接性能。切口部分7A如同通过切离衬底6那样被形成凹槽状，结果，熔化的焊料停留在凹槽部分内，其阻止熔化的焊料向上运动漫过切口部分7A。

Description

发光二极管灯
技术领域
本发明涉及一种发光二极管灯，具体而言，涉及一种适于在焊接过程中调整焊料流动的发光二极管灯。
背景技术
已知一种具有作为光源的发光二极管(在下文将作为LED被提及)的发光灯。这种发光灯的优点是，作为光源的LED的利用允许灯通过低的电力消耗以具有良好的照明性能，并且在将灯安装到要求光源的多种电子装置时，也具有极好的安装性能。
近来电子装置或类似物的小型化发展要求发光灯的进一步小型化，其产生的问题涉及在照亮LED过程中产生的热的热消散及灯的安装性能。尤其，对于安装性能，发光灯的小型化导致进一步缩小的安装面积，其引起保证足够的焊料连接强度的困难，也引起发光灯内电连接的困难。
为了解决上述问题，这里存在一种发光灯，多个凹陷部分被形成在发光灯的底表面内，每个凹陷部分的尺寸足够容纳由球形焊料组成的凸起，且发光灯内的焊料连接强度被设计由底面和作为焊料连接表面的每个凹陷部分的侧表面保证(参见日本未审查专利出版物No.2000-244022)
图1是在日本未审查专利出版物No.2000-244022公开的发光二极管的横截面视图。发光二极管30由绝缘衬底31和通过粘性膜40粘合到绝缘衬底31的板材50构成。
绝缘衬底31包括容纳LED芯片32的孔31A，并且第一和第二电镀层54安装在孔31A底部内。LED芯片32安装在第一电镀层54上，且LED芯片32电极的上部表面通过电线33电连接到具有不同极性的第二电镀层54。
板材50被构造以用绝缘树脂53覆盖金属板材51、52的底面，金属板材51、52通过绝缘树脂53的分离部分53A也被彼此电绝缘。用于安装凸起55的凹陷开口被形成在板材50的底面内，金属材料51、52由凸起55位于其上的电镀层54覆盖，这样，材料51、52不被暴露于凹槽开口。根据这种结构，在通过熔化凸起执行焊料连接时，覆盖有电镀层54的每个凹槽部分的底部和侧表面变为至焊料的连接表面，因此以提高焊料连接的性能。
发明内容
根据日本未审查专利出版物No.2000-244022描述的发光二极管，但是，需要凸起形成过程用于将凸起55安装在板材50底面内，引起制作过程的增多。同样，发光二极管内良好的焊料连接性能是否可以达到依赖于凸起55的形状或熔化性能。因此，为了获得良好的焊料连接性能，凸起的形成稳定性被要求维持在一定的水平，结果，制造费用增加的问题出现。
有鉴于上述，需要一种发光二极管灯，其克服上述相关技术中所存在的问题。本发明解决了相关技术的这种需要以及其它需要，这点从此公开中对本领域普通技术人员将变得明显。
本发明的目标是提供一种发光二极管灯，其可以容易地获得稳定的焊料连接性能。
本发明的一个方面，为了达到上述目标，提供一种发光二极管灯，其包括：外壳；容纳在外壳的孔内的发光二极管；端子部分，所述端子部分一个末端连接到发光二极管，并在所述外壳的外部底面形成布线图表面，其中切口部分只被形成在所述布线图表面的一个端部，以使焊料流动进入所述切口部分。
在上述发光二极管灯，板材设置在端子部分和外壳部分之间，其中第二切口部分形成在板材内以与端子部分内的上述部分对应。
在发光二极管内，多个陶瓷板材被安装以形成外壳，且多个陶瓷板材被安装在外壳和端子部分之间，这里这些陶瓷板材通过层压和烧结被整体地形成。
本发明的一个方面是提供一种发光设备，其包括：外壳；容纳在外壳内形成的孔内的发光二极管；连接到发光二极管并在所述外壳的外部底面形成布线图表面的端子部分；及外部衬底，所述外部衬底具有连接到端子部分的布线图，其中焊料流动凹陷形成在端子部分和布线图之间，以使布线图上的焊料流动进入焊料流动凹陷，并且所述焊料流动凹陷只形成在所述布线图表面的一个端部。
在上述发光设备中，焊料流动凹陷包括形成在端子部分内的切口部分，以及形成在布线图内的槽部分以与切口部分相对，并且所述发光二极管包括多个发光二极管。且槽部分的定位以小幅度偏离切口部分。
本发明的一个方面是提供一种发光设备，包括灯，包括：由多个板材形成的外壳；设置在外壳的孔内的多个发光二极管的阵列；连接到发光二极管的第一布线图；连接到第一布线图并在所述外壳的外部底面形成布线图表面的端子部分；设置在端子部分和外壳之间的多个板材；及具有焊接到端子部分的第二布线图的外部衬底，其中切口部分只形成在所述布线图表面的一个端部，并且切口部分形成于在切割一系列灯以产生灯的过程中产生的切割表面内。
根据本发明的一个方面，用于流入焊料的焊料流动凹陷形成在灯的端子部分和其外部之间以供应适量的焊料，这样，稳定的焊料连接性能可以被容易地达到。
本发明的这些和其它目标、特征、方面及优点将在参照附图对本发明的优选实施例进行的详细说明而变得显而易见。
附图说明
现在参照形成原始公开一部分的附图：
图1是相关技术中描述的发光二极管灯的横截面视图；
图2是根据本发明第一实施例的发光二极管灯的正视图；
图3是发光二极管灯的透视图；
图4是沿图2中A-A线的发光二极管的横截面视图；
图5是显示焊料流入发光二极管灯的端子部分内的切口部分的部分放大视图，其中，图5A是显示回流焊接过程中的焊料流动运动的视图，及图5B是显示焊料被固化的状态的视图；
图6是显示发光二极管灯的制造过程的工艺流程图，其中，图6A是显示板材准备过程的视图，图B是显示板材层压过程的视图，及图6C是显示切割过程的视图；
图7是发光二极管灯的制造过程的流程图；
图8A是第二实施例的发光二极管设备的透视图；
图8B是在发光二极管灯的两个侧面和外部衬底之间的焊料流动凹陷的部分放大视图；
图9A是第三实施例的发光二极管设备的透视图；及
图9B是外部衬底的布线图的侧面内的凹槽部分的部分放大视图。
具体实施方式
本发明所选择的实施例将参照附图进行说明。从此公开将对本领域普通技术人员变得显而易见，本发明实施例的下述说明仅用于说明，而用于通过权利要求书和它们的等同物对本发明限定。
图2是根据本发明第一实施例的发光二极管灯的正视图。发光二极管1安装有：由层压板材构成的外壳2；容纳在外壳2椭圆形开口部分2A内的发光二极管(下文称为LED)阵列3R1、3R2、3G、3B1及3B2；和安装在稍后将描述的衬底内的布线图4，其用于电连接LEDs；并且开口部分2A充满作为密封树脂的环氧树脂以以形成密封部分2B，其保护每个LED。
外壳2通过层压多个陶瓷板材形成，其中LED 3R1、3R2、3G、3B1及3B2以阵列方式安装在开口部分2A内以形成LED灯。外壳2包括拐角部分2a，每个拐角部分为倒弧形。
LED 3R1、3R2(红色)在其上表面和底表面上具有电极，上表面上的电极通过电线5被电连接到布线图4。LED 3G(绿色)、LED 3B1和LED 3B2(都为蓝色)在每个底表面上具有电极(未显示)，且每个电极通过Au凸起被电连接到布线图4。另外，在图2显示的发光二极管灯内，RGB(红-绿-蓝)的LED被安装，但是一种或两种颜色的LED可能被利用。
布线图4通过在钨层上层压Au形成，并由多个布线区域4A、4B、4C、4E和4F组成。在第一实施例中，布线区域4A被设置为阳极，布线区域4C、4D、4E和4G被设置为阴极。布线区域4B通过安装在衬底横截面内的布线层(未显示)被电连接到布线区域4F。
图3是发光二极管灯1的透视图。此透视图是安装在外部衬底8内的发光二极管灯1的发光方向的对面上的底面透视图。通过把陶瓷板材放在一起(put together)形成的衬底6被安装在发光二极管灯1的底表面内，布线图7被安装在衬底6的一个表面上。图3显示布线图7未被焊接到布线图9的状态。
布线图7通过在钨层上安装Au形成并包括多个区域70、71、72、73、74和75，以及用于通过衬底6电连接布线图7到上述布线图4的通孔7a。区域72、73和74设置有作为焊料流动凹陷的切口部分7A，所述焊料流动凹陷通过以矩形切离布线图7以及衬底6形成在边界部分内至布线图。区域70被设计沿着如倒置的弧形末端的拐角部分2a流动焊料。
外壁衬底8设置有位于玻璃钢板衬底等的表面上的布线图9，所述玻璃钢板衬底等通过导电薄膜形成图案形状。在此实施例中每个布线图9由铜膜形成，与发光二极管灯1所布线图7垂直，焊料(未显示)被设置在布线图9的表面上。
图4是沿图2中A-A线的发光二极管灯1的横截面视图。外壳2通过层压由板材20、21和22组成的三种材料形成，且通过连接表面10被连接到衬底6。
板材21在具有板材20的边界面上和在暴露于开口部分2A内部的表面上包括钨层21A，Ag层21B被层压到暴露于开口部分2A内部的钨层21A。
板材22这样被形成，从而在开口部分2A的深度方向倾斜的表面被形成。
衬底6通过层压陶瓷板材6A、6B被形成，布线图(未显示)被设置在板材6A、6B之间。板材6B包括作为焊料流动凹陷的切口部分7A，所述焊料流动凹陷通过以蚀刻等切离板材6B以及布线图7的部分而形成。
图5是显示焊料流入切口部分7A的部分放大视图。如图5A所示，当回流焊接被执行时，在布线图9与区域72垂直的状态下，焊料9a被熔化然后基于如箭头B所示的毛细现象被移入切口部分7A。图5B显示焊料9a被固化的状态，在布线图9和区域72之间倾斜的固化的焊料9a在其间设置有电连接。同样，熔化的焊料9a在向上方向的流动在切口部分7A的顶端被阻塞，从而以防止熔化的焊料9a蔓延过整个区域72。
图6是显示发光二极管灯制造过程的工艺流程图。发光二极管灯的制造过程基于如下图7所示的流程图将被说明。
(1)板材制备过程
如图6A所示，首先，板材20、21和22、布线图4形成于其内的板6A、和布线图7形成于其内的板材6B被制备。
其中每个具有椭圆形的开口部分2A通过不同的过程在板材20、21和22内预先形成为预定阵列，不同的过程的说明被省略。
矩形凹陷部分在用于形成板材6B内的布线图7的表面上形成为预定的阵列。这些凹槽部分通过在稍后描述的切割过程中切掉发光二极管灯1而适合于形成用于发光二极管灯1的布线图7的形成表面上的切口部分7A。
图6省略图2和图3说明的发光二极管灯1的反向弧形拐角部分2a。
板材21的开口部分2A预先以不同的过程被形成，其后，钨膜基于薄膜形成过程被形成在板材21的上表面上和每个开口部分2A的内壁表面上。
(2)板材层压过程
下面，如图6B所示，板材20、21和22、板材6A和6B被层压。此层压过程通过板材20、21和22定位在适当位置而完成，这样，在板材20、21和22内分别形成的椭圆不会变成相互不在适当的位置。在这种状态下，通过一体地布置多个发光二极管灯而形成集合。
(3)烧灼过程
下面，各个陶瓷通过执行集合的烧结过程被烧制，结果，板材20、21和22、及板材6A和6B被一体化。
(4)发光元件(二极管)的安装过程
下面，相对于图6B所示的集合，Au形成于布线图4，7的暴露部分内。然后，第五LED被安装在开口部分2A内部，它们的一部分被丝焊至布线图4。
(5)切割过程
下面，如图6C所示，发光二极管灯1通过切块等来切割集合而产生。
根据上述第一实施例，下列效果可以被达到。
(1)切口部分7A作为焊料流动凹陷被安装在每个布线图7的形成表面上，通过回流焊接熔化的焊料9a慢慢地沿着每个切口部分7a的边缘向上流动，提高焊接连接性能。
(2)切口部分7A形成为凹槽状，如同通过切离衬底6而形成，熔化的焊料停留在凹槽内，其防止熔化的焊料向上运动漫过切口部分7A。如果焊料9a沿着布线图7向上运动较大幅度，发光二极管灯的整个重量平衡中断，其功能以致使布线图7的形成表面被指向下面的面，可能使发光二极管灯1倒下。根据第一实施例，由于焊料9a不可能向上运动漫过切口部分7A，可以防止发光二极管灯1失去重量平衡。
(3)安装切口部分7A到布线图7在通过切等切离发光二极管灯1过程中阻止布线图7的末端的毛口的产生，其阻止焊料9a内可湿性的退化和如图案剥离等缺点的产生。
(4)由于切口部分7A的焊料连接性能的提高的结果是，通过照明LED3R1、3R2、3G、3B1及3B2产生的热通过焊料连接部分以有效方式传导至布线图9或类似物，从而提高散热性能。
但是，在第一实施例中，其说明开口部分2A内充满作为密封树脂的透明环氧树脂，波长转换可能通过使用混有荧光衬底的环氧树脂完成，所述荧光衬底由自LEDs发射的光激发。
第二实施例
图8A是第二实施例的发光设备1A的透视图。图8B是焊料流动凹陷SFR的部分放大视图。此透视图是安装在外部衬底8内的发光二极管灯1的发光方向的对面上的底面透视图。但是，与第一实施例中等同的元件以相同的附图标记表示。
根据第二实施例，焊料流动凹陷SFR包括形成于外部衬底8的布线图9内的凹槽形的凹槽部分9A，和布线图7的切口部分7A。凹槽部分9A与切口部分7A相对设置，但是，如图8B所示，每个凹槽部分9A与每个切口部分7A偏离长度1被安装。这种凹槽部分9A可以通过蚀刻等部分地移动布线图9和外部衬底8而产生。
根据上述第二实施例，可以达到下面的效果。
(1)凹槽部分9A被安装在布线图9内，所述布线图9与安装切口部分7A的区域相对，焊料在其中更容易的运动的边增加了，由此，提高焊料连接性能。
(2)熔化的焊料不仅停留在切口部分7A内也停留在凹槽部分9A内，由此提高焊料连接性能，也有效地防止大量的焊料在布线图7的上部侧面内向上运动。
(3)由于在安装发光二极管灯1的表面的衬底和外部衬底8被定位在适当的位置的状态下布线图7和布线图9被焊接，发光二极管灯的定位准确性非常好。
但是，在第二实施例中，布线图9的凹槽部分9A通过与切口部分7A距离长度1被定位，但是凹槽部分9A可能大体相应于切口部分7A的位置设置。
第三实施例
图9A是第三实施例的发光设备1B的透视图。图9B是作为焊料流动凹陷的凹槽部分的部分放大视图。此透视图是安装在外部衬底8上的发光二极管灯1的发光方向的对面的底面透视图。
第三实施例如下构造，凹槽部分9A被安装在布线图9内，而不用为布线图7提供任何切口部分，其也阻止大量的焊料向上流动。
虽然只有选择的实施例用于说明本发明，本领域普通技术人员从此公开中显而易见的是在未背离所附权利要求中所限定的本发明的范围的情况下可以对本发明进行不同的修改和变动。此外，根据本发明的前述实施例的说明只是出于说明目的，而不是为了限制本发明，其范围通过所附权利要求及其等同物进行限定。
本发明不受上述实施例的限制，但是在本发明的精神的范围内的不同的改进和变化对本领域普通技术人员而言是显而易见的。

Claims (12)

1、一种发光二极管灯，包括：
外壳；
容纳在外壳的孔内的发光二极管；
端子部分，所述端子部分一个末端连接到发光二极管，并在所述外壳的外部底面形成布线图表面，其中
切口部分只被形成在所述布线图表面的一个端部，以使焊料流动进入所述切口部分。
2、如权利要求1所述的发光二极管灯，其中
所述发光二极管包括多个发光二极管。
3、如权利要求1所述的发光二极管灯，还包括所述外壳与端子部分之间的板材，其中
第二切口部分被形成在板材内，所述第二切口与所述切口相对应被定位，与所述切口部分一起形成一个切口部分。
4、如权利要求1所述的发光二极管灯，其中
端子部分通过具有导电图的导电薄膜形成。
5、如权利要求1所限定的发光二极管灯，其中
多个陶瓷板材被设置以形成外壳，且多个陶瓷板材被设置在外壳和端子部分之间，这些陶瓷板材通过层压和烧灼被一体化形成。
6、一种发光设备，包括：
外壳；
容纳在外壳内形成的孔内的发光二极管；
连接到发光二极管并在所述外壳的外部底面形成布线图表面的端子部分；及
外部衬底，所述外部衬底具有连接到端子部分的布线图，其中
焊料流动凹陷形成在端子部分和布线图之间，以使布线图上的焊料流动进入焊料流动凹陷，并且
所述焊料流动凹陷只形成在所述布线图表面的一个端部。
7、如权利要求6所述的发光设备，其中
焊料流动凹陷是形成在端子部分内的切口。
8、如权利要求6所述的发光设备，其中
焊料流动凹陷包括设置在外部衬底的布线图内的凹槽部分
9、如权利要求6所述的发光设备，其中
所述发光二极管包括排列在外壳的孔内的多个发光二极管。
10、如权利要求6所述的发光设备，其中
焊料流动凹陷包括形成在端子部分内的切口部分，以及形成在布线图内的凹槽部分以与切口部分相对，及
所述发光二极管包括多个发光二极管。
11、如权利要求10所述的发光设备，其中
所述凹槽部分的位置以较小的幅度自切口部分偏离。
12、一种发光设备，包括：
灯，包括：
由多个板材形成的外壳；
设置在外壳的孔内的多个发光二极管的阵列；
连接到发光二极管的第一布线图；
连接到第一布线图并在所述外壳的外部底面形成布线图表面的端子部分；
设置在端子部分和外壳之间的多个板材；及
具有焊接到端子部分的第二布线图的外部衬底，其中
切口部分只形成在所述布线图表面的一个端部，并且切口部分形成于在切割一系列灯以产生灯的过程中产生的切割表面内。
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