CN100499187C - 发光二极管 - Google Patents

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Abstract

提供一种发光二极管。LED包含：电路板；在电路板的第一表面上设置的第一电极单元；在电路板的第二表面上设置并与第一电极单元电连接的第二电极单元；在第一电极单元上安装的LED元件；和接合到电路板上以密封LED元件和第一电极单元的树脂体，第一电极单元位于电路板和树脂体的接合表面中。

Description

发光二极管
(对相关申请的交叉引用)
本申请要求在2004年6月10日提交的日本专利申请No.2004-172261作为优先权，在此引用其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及可以可靠地将树脂体固定到电路板上的发光二极管(LED)以密封在电路板上设置的发光二极管(LED)元件。
背景技术
包含具有电极图案的电路板、在电路板上安装的LED元件和固定到电路板上以覆盖LED元件的半透明树脂体的LED是公知的(作为参考，参见日本专利No.3393089和No.3434714)。
图6表示常规的LED的典型结构。LED1包含电路板2、在电路板2的相对侧上设置的一对电极5和6、在一个电极5上设置并通过接合线(bonding wire)4与另一电极6连接的LED元件3、和密封LED元件3和接合线4并固定到其上设置电极对5和6的电路板2上的树脂体7。
可以代替使用接合线，而通过凸块(bump)在电极对上设置LED。
这里，将从电路板2的上表面延伸到侧面和下表面的电极对5和6设置为以一定的间距相互面对。电路板2的上表面上的间距的编号为8。
但是，由金属制成的电极5和6与树脂体7是不同的材料，因此，在电极和树脂体之间有不同的热膨胀系数。因此，当加热LED时，树脂体倾向于在树脂体和电极的接合表面上与在电路板上设置的电极分离。更具体而言，由于不同的热膨胀系数，树脂体经常倾向于在接合表面的边缘接合部分9(阴影区域)与电极分离，有时还会使树脂体产生裂纹。在上述的常规LED结构中，由于具有较长的电极和树脂的边缘接合部分的接合表面在较大的区域中延伸，因此树脂体易于出现裂纹并易于与电极分离。
例如，当为了确定LED的强度而对常规的LED进行诸如施加-40℃～+100℃的热循环的热冲击试验时，裂纹和分离主要在边缘接合部分中产生。在最坏的情况下，树脂的裂纹和分离可能导致诸如接合线和凸块的LED的电连接断裂。
因此，常规的LED易受温度快变的影响，导致在制造阶段中缺陷产品的比例较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED，在该LED中，以较高的粘接性将密封LED元件的树脂体接合到电路板上。
为了实现上述目的，根据本发明的一个实施例，LED包含：电路板、在电路板的第一表面上设置的第一电极单元、在电路板的第二表面上设置并与第一电极单元电连接的第二电极单元、在第一电极单元上安装的LED元件、和接合到电路板上以密封LED元件和第一电极单元的树脂体。
其中，所述第一电极单元的整体配置在接合于所述电路板上的树脂体的外周缘的内侧。
附图说明
图1是表示根据本发明的LED的第一实施例的透视图。
图2是图1中所示的LED的断面图。
图3是表示根据本发明的LED的第二实施例的透视图。
图4是图3中所示的LED的断面图。
图5是表示图3中所示的LED的组装的透视图。
图6是表示常规的LED的透视图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的优选实施例。
图1和图2表示根据本发明的LED的第一实施例。在图1和图2中将本实施例中的LED编号为21。LED 21包含电路板22、在电路板22上安装的LED元件25、和用于密封LED元件25的半透明树脂体26。在电路板的第一表面上例如上表面22a设置包含一对电极的第一电极单元或上电极单元23，并在电路板22的第二表面上例如下表面22b设置包含一对电极的第二电极单元或下电极单元24(见图2)。
如下所述，在本实施例中在上电极单元23上安装LED元件25。
这里，附图表示使用一个LED元件的实施例；但当然，根据本发明也可以使用多个LED元件。
由诸如玻璃环氧树脂、BT树脂(双马来酰亚胺三嗪树脂)等的绝缘材料以正方形形状形成电路板22。通过蚀刻以预定的构图形状在上下表面22a和22b上设置的金属膜，形成上下电极单元23和24。
上电极单元23包含至少一个阳极电极23a和至少一个阴极电极23b，并在电路板22的上表面22a的中心部分的附近构图。与上电极单元23类似，下电极单元24包含至少一个阳极电极24a和至少一个阴极电极24b。当使用多个LED元件时，各个上下电极单元可以包含一对阳极和阴极电极，或者，可以包含多对阳极和阴极电极。上表面22a上的阳极和阴极电极23a和23b分别通过通孔27a和27b与下表面22b上的阳极和阴极电极24a和24b电连接(见图1)。
同时，不需要与上表面22a上的阳极和阴极电极23a和23b对称地形成下表面22b上的阳极和阴极电极24a和24b。
LED元件25具有一对电极25a和25b；通过模片接合(die bonding)在阳极电极23a上安装一个电极25a，并且通过接合线28将另一电极25b连接到阴极电极23b上。另外，可以这样在上电极单元23上放置LED元件25，使得将LED元件设置为通过凸块(未示出)而不是通过使用接合线28桥接上电极单元23的阳极和阴极电极23a和23b。
树脂体26由半透明环氧树脂或硅基树脂材料制成，以完全密封电路板22的上表面22a上的至少一个LED元件25和上电极单元23。如果需要，树脂体可包含荧光材料和染料化合物。换句话说，将包含至少一对阳极和阴极电极23a和23b的上电极单元23和至少一个LED元件25置于接合电路板22的上表面22a和树脂体26的接合表面的边缘接合部分29(阴影区域)内。
因此，上电极单元23的周边由接合电路板22的上表面22a和树脂体26的接合表面(包含边缘接合部分29)包围。在电路板和树脂体之间通过树脂-树脂连接形成除上电极单元23以外的接合表面，并且树脂-树脂连接延伸为大的平面。
如上所述，由于沿接合表面的边缘接合部分29以树脂-树脂方式接合以没有上电极单元的干涉的方式接合电路板的上表面和树脂体的边缘接合部分，因此可以以增强的粘附力接合电路板和树脂体。
另外，由于通过树脂-树脂连接形成边缘接合部分29，并且电路板22和树脂体26具有基本相同的宽度与膨胀和收缩方向，因此，即使在热冲击试验等中对电路板等突然加热，也可以防止在边缘接合部分29上出现裂纹和分离。由此，可以减少对在树脂体26中密封的LED元件25和诸如连接LED元件25和阳极和阴极电极23a和23b的接合线28或凸块的任何电连接部分的影响。
通过在由诸如玻璃环氧树脂等制成的电路板22的上下表面22a和22b上形成导电膜并蚀刻该导电膜，上述LED 21可以形成具有预定的形状的上下电极单元23和24。然后，形成连接上下电极单元23和24的通孔27a和27b，以使其穿过电路板22.然后，将LED元件25模片接合到上电极单元23的阳极电极23a上，并通过接合线28将其连接到阴极电极23b上。最后，通过模具(die)等在电路板22的上表面22a上形成半透明树脂体26，以使其覆盖上电极单元23和LED元件25，由此制成LED。可以代替使用接合线28而通过凸块在上电极单元23上表面安装LED元件25。
图3-5表示根据本发明的LED的第二实施例。本实施例中的LED31具有还包含在电路板22下面设置的基板32的结构。当在电子器件中使用LED 31时，在电路板22下面设置的基板32使得更容易在电子器件的电路板上安装LED。这里将电子器件的电路板称为母板30。基板32由诸如玻璃环氧树脂、BT树脂(双马来酰亚胺三嗪树脂)等绝缘材料制成而且和电路板22的大小大约相同。基板32包括与电子器件的母板30连接的一对电极30a和30b。将各电极30a和30b形成为从基板32的上表面的一部分经侧面延伸到下表面的一部分。
将电路板22的下表面22b上的阳极和阴极电极24a和24b接合到其上设置电极30a和30b的基板32的上表面上。如图4所示，通过焊接在外部电子器件的母板30上安装基板32的下表面。
在LED 31中，通过银糊剂或由导电粒子和粘接剂或胶合剂构成的各向异性导电材料，将基板32的上表面接合到第一实施例中所示的LED 21的电路板22的下表面上。各向异性导电材料具有粘接、导电和绝缘三种功能；导电粒子用于电连接上下电极单元，胶合剂用于机械固定LED 21和基板32的接合表面。
有两种这种类型的各向异性导电材料：各向异性导电膜(ACF)和各向异性导电糊剂(ACP)。
将ACF切割成预定长度的多个片，并直接将切割的各片固定到阳极和阴极电极24a和24b上，而ACP可以滴在阳极和阴极电极24a和24b上并然后均匀地在其上扩展开。ACF和ACP具有电各向异性，该电各向异性在热压缩过程中在压力接合部分中沿厚度方向表现为导电，但在另一方面在沿压力接合部分的平面的方向表现为绝缘。
由于电路板22沿在电路板22中设置的通孔27a和27b的深度方向具有导电性，同时沿接触表面的平面方向不具有导电性，因此可以有效防止电极30a和30b的短路。
同时，虽然在第二实施例中基板32的尺寸与电路板22相同，但是，如果实现了在电路板22上设置的下电极单元24和在基板32上设置的电极30a和30b之间的电连接，那么基板32不限于上述尺寸和形状。因此，可以与在母板30上形成的电极图案的形状等对应形成基板32。
如上所述，根据本发明，由于在位于用于密封LED元件的树脂体内的电路板上设置与LED元件连接的上电极单元，并且通过树脂-树脂接触表面形成电路板和树脂体的接合表面的边缘接合部分，因此，特别在边缘接合部分上可以实现更高的紧密配合强度，并且，即使环境温度突变，电路板和树脂体的膨胀和收缩也不会存在很大的差异。
因此，可以防止树脂体的分离和裂纹、和由树脂体的分离和裂纹引起的LED元件和上电极单元之间的连接部分的劣化。结果，本发明使LED具有足够的耐久性。
另外，由于通过通孔与上电极单元连接的下电极单元被设置在电路板的下表面上，并且电路板的下表面被固定在基板上，该基板具有在基板的表面上设置的电极以方便将LED连接到外部电子器件的母板上，因此，可以简化LED在电子器件的母板上的安装。
虽然说明了本发明的优选实施例，但是，本发明不限于这些实施例；可以对这些实施例进行各种改变和修改。

Claims (3)

1.一种发光二极管，包含：
电路板；和
具有与所述电路板相同的截面形状且固定到所述电路板的下表面上的基板，
所述电路板具备：
设置在上表面上的一对第一电极单元；
设置在下表面上并各自与所述第一电极单元电连接的一对第二电极单元；
安装在所述第一电极单元上并与所述一对第一电极单元电连接的至少一个发光二极管元件；和
接合到所述电路板的上表面上以密封所述至少一个发光二极管元件和所述第一电极单元的树脂体，
其中，所述第一电极单元的整体配置在接合于所述电路板上的树脂体的外周缘的内侧，
在所述基板上，与所述电路板的第二电极单元电连接的一对电极对向配置在基板的端部，各个电极被设置成从基板的上表面绕过侧面而延伸到下表面。
2.根据权利要求1的发光二极管，
其中，通过穿过所述电路板的至少两个通孔电连接所述第一电极单元和所述第二电极单元。
3.根据权利要求1的发光二极管，
其中，通过使用银糊剂或糊剂状或膜状的各向异性导电材料，将所述电路板的所述第二电极单元连接到设置在所述基板上的所述电极上。
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