CN100521128C - 形成模铸部件的模具及使用此模具制造模铸部件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种形成模铸部件的模具以及使用此模具形成模铸部件的方法。模具包括上部表面，以及具有外周边表面以及被此外圆周围绕的凹表面的下部表面。注入孔以及排放孔自上部表面延伸至下部表面。因此，在模具与封装接合以使得排放孔向上之后，经由注入孔注入模铸材料可在封装上形成模铸部件，从而能防止气泡截留于模铸部件中。

Description

形成模铸部件的模具及使用此模具制造模铸部件的方法
技术领域
本发明是关于一种模具以及使用此模具形成模铸部件的方法，且更特定而言是关于一种在一封装上形成透镜形状的模铸部件的模具以及使用此模具形成模铸部件的方法。
背景技术
大体而言，发光装置包括安装有LED(发光二极管)的封装，以及覆盖此LED用于改良某一范围视角内的光发射效率的透镜。此透镜可借由铸造或类似方法预先制造，并随后接合于封装上，但透镜与封装较弱地附着。因此，使用一种模铸技术，以环氧树脂或硅氧树脂在一封装上形成透镜形状的模铸部件。
使用树脂形成模铸部件的方法在Kamada的标题为“SemiconductorDevice and Manufacturing Method for same”的美国专利公开案第2003/0168720号中公开。图1为说明Kamada的形成模铸部件的方法。
参看图1，对一金属板打孔，以形成包括金属引线(未图示)、通气框303以及注入框305的框，并执行压制过程以将金属引线的末端定位于框303以及305下方，从而完成此框。
随后，借由注入模铸形成封装支撑件304(或封装体)。此时，散热片302以及导线架可在模中进行插入模铸(insertion-mold)而形成封装体304。封装体304具有一使金属引线末端以及散热片302暴露的凹陷，且具有邻近于框303以及305的闸306。
其后，将LED301安装于散热片302上，且其经由接线而电连接至金属引线。
随后，对上部模具401的预定表面施压以使其邻近于封装体304的上部表面。上部模具401经成形而具有用于导引待注入的模铸材料的沟槽、用于导引气体的沟槽，以及用于使模铸部件形成为所需形状的凹陷以及凸起。模铸材料沿注入框305的上部表面流至闸306，且在以模铸材料填充时，气体沿通气框303的上部表面排放。因此，空间403由模铸材料来填充，从而形成具有所需形状的模铸部件。同时，对具有一容纳封装体304的凹陷的下部模具402施压，使得整个封装体304以及导线架处于适当位置。
根据现有方法，其所存在的优点是因为，可使用转移模铸方法而连续形成若干模铸部件，且可采用框303以及305来防止产生树脂毛边。
然而，在空间403由模铸材料填充时，在空间403由模铸材料完全填充之前，通气框303的一侧的闸306可能被模铸材料阻塞。因此，空间403中的气体可能不会完全排放，而是可能截留于模铸材料中。截留于模铸材料中的气体可能引起模铸部件的劣质固化，并减少射过模铸部件的光的均一性以及效率。
发明内容
技术问题
本发明的一目标为提供一种能够防止气体截留于模铸材料中的模具。
本发明的另一目标为提供一种形成模铸部件的方法，其可防止气体截留于模铸材料中。
本发明的又一目标为提供一种形成模铸部件的方法，其可防止产生毛边。
技术解决方案
为达成此等目标，本发明提供一种在一封装上形成模铸部件的经改良的模具，以及使用此模具形成模铸部件的方法。在本发明的一个实施例中，提供一种模具，其包括上部表面，以及具有外周边表面以及被所述外周边表面围绕的凹表面的下部表面。注入孔以及排放孔自上部表面延伸至下部表面。因此，在模具与封装接合以使得排放孔向上之后，可经由注入孔注入模铸材料以在封装上形成模铸部件，从而可能防止气泡截留于模铸部件中。
注入孔以及排放孔可自上部表面延伸至下部表面的外周边表面。因此，可防止注入孔以及排放孔中所含的模铸材料保留于具有所需形状的模铸部件的上部表面上。
在本发明的另一实施例中，提供一种形成模铸部件的方法。此方法包含制备一模具，此模具包括上部表面，以及具有外周边表面以及被外周边表面围绕的凹表面的下部表面。模具包括自上部表面延伸至下部表面的注入孔以及排放孔。此外，制备安装有LED的封装。使封装与模具彼此接合。此时，接合封装与模具，使得凹表面覆盖LED，外周边表面邻近于封装的上部表面，邻近于排放孔的封装的边缘部分向上，且相对于封装的此边缘部分的另一边缘部分向下。随后，将模铸材料注入注入孔。在模铸材料注入注入孔中时，凹表面与封装的上部表面之间的空间由模铸材料来填充，且内部气体经由排放孔而排放。由于排放孔位于上部部分中，因此在模铸材料阻塞排放孔之前可排放空间中的气体。因此，防止了气体截留于模铸材料中。
同时，封装的制备包含制备具有引线电极的导线架。封装体形成于导线架上。封装体具有使引线电极暴露的凹陷。此外，引线电极凸出至封装体之外。LED安装于凹陷区域中，且LED与引线电极电连接。
封装体可具有用于将经由注入孔注入的模铸材料朝向凹陷导引的导引凹槽，以及用于将内部气体导引至排放孔的导引凹槽。因此，可防止注入孔以及排放孔中所含的模铸材料保留于具有所需形状的模铸部件的上部表面上。
有利作用
根据本发明，可提供一种能够防止气体截留于模铸材料中的经改良的模具，且亦提供一种能够防止气体截留于模铸材料中的使用此模具来形成模铸部件的方法。此外，本发明可提供一种能够防止在引线电极上产生树脂毛边的形成模铸部件的方法。
附图说明
图1为说明形成模铸部件的现有已知方法的截面图。
图2至图5为说明根据本发明的实施例的形成模铸部件的方法的截面图，其中图3为图2的分解截面图。
图6为说明根据本发明的实施例而形成的模铸部件的截面图。
图7为说明根据本发明的另一实施例的形成模铸部件的方法的一封装截面图。
10：封装                        11：导线架
13：封装体                      13a、13b：导引凹槽
15：发光二极管                  20：模具
21：连接框                      23：上部表面
23a：注入孔                     23b：排放孔
24：上部表面                    25a：外周边表面
25b：凹表面                     26：凸起
31：下部夹具/夹具               31a：凹陷
33：上部夹具/夹具               33a：通孔
35：模铸部件                    41：覆盖座
41a：通孔                       50：封装
51：导线架                      53：封装体
53a、53b：导引凹槽              55：发光二极管
57：散热片                      301：发光二极管
302：散热片                     303：通气框
304：封装体/封装支撑件          305：注入框
306：闸                         401：上部模具
402：下部模具                403：空间
具体实施方式
下文中将参看附图来详细描述本发明的较佳实施例。仅出于说明性目的而提供以下实施例，使得熟习此项技术者可完全了解本发明的精神。因此，本发明并不限于以下实施例，而是可以其他形式实施。
图式中，为便于说明而夸大了元件的宽度、长度、厚度以及类似尺寸。在说明书以及图式中，相同参考数字始终表示相同元件。
图2至图5为说明根据本发明的实施例的形成模铸部件的方法的截面图。此处，图3为图2的分解截面图。
参看图2以及图3，制备用于在封装上形成模铸部件的模具20。模具20具有上部表面24以及一下部表面，此下部表面具有外周边表面25a以及被外周边表面围绕的凹表面25b。上部表面24与下部表面可经由如图中所示的侧边而连接，但其不限于此，上部表面24与下部表面可不经由任何侧边而彼此连接。因此，模具20的上部表面并不限于为平坦表面，而是可具有各种形状。
模具20的凹表面其形状对应于具有所需形状的模铸部件。凹槽及/或凸起可形成于凹表面中。
同时，邻近于封装的上部表面的外周边表面25a可为平坦表面，但其不限于此。外周边表面25a亦可为一倾斜表面，以在封装的上部表面与模具20的外周边表面25a之间形成空间，或者，可在外周边表面25a中形成凹槽。此外，围绕封装的侧壁的凸起26可形成于外周边表面25a的一边缘上。凸起26可沿外周边表面25a的边缘连续或不连续。
注入孔23a以及排放孔23b自上部表面24延伸至下部表面。注入孔23a以及排放孔23b为穿过模具20的通孔。注入孔23a以及排放孔23b可分别自上部表面23延伸至凹表面25b，但较佳是延伸至外周边表面25a。此时，其中形成注入孔23a的外周边表面25a可具有自排放孔23b连接至凹表面25b的凹槽(未图示)。此凹槽在封装的上部表面与模具之间形成充分的空间，从而允许空气易于排放。同时，注入孔23a以及排放孔23b可经配置而彼此面对，其中凹表面25b如图中所示介于其间，但其不限于此。注入孔与排放孔彼此有间隔。
可使用注入模铸技术来形成模具20。此时，可插入模铸连接框21以形成多个模具20，且因此多个模具20可经由连接框21而彼此连接并用作单一个单元。
注入孔23a形成为垂直于连接框21，或较佳为自上部表面24的中心朝向下部表面的外侧而倾斜。以下将对此进行解释。同时，类似于注入孔23a，排放孔23b亦可形成为垂直的或倾斜的。
同时，制备安装有LED 15的封装10。封装10的制备包括制备具有引线电极的导线架11。可借由对诸如Cu或Al板的金属板打孔来形成导线架11。根据先前技术，使用压制过程将引线电极的末端定位于框下方，但自本发明的实施例可排除此过程。
其后，具有使引线电极暴露的凹陷的封装体13形成于导线架11上。封装体13可使用插入模铸技术来形成，且由热固性或热塑性树脂来制成。连接至凹陷的导引凹槽13a以及13b可形成于封装体13的上部表面中。导引凹槽13a形成于对应于模具20的注入孔23a的位置，且导引凹槽13b形成于对应于模具20的排放孔23b的位置。同时，引线电极凸出至封装体13之外。出于便利的目的，将封装13关于引线电极而分为上部部分以及下部部分。
同时，将LED 15安装于凹陷区域中。可如图中所示将LED 15安装于引线电极上，但其不限于此。亦可将LED 15安装于凹陷中封装体13的上部表面上。LED 15经由接线电连接至引线电极。在上部以及下部表面上分别形成有电极的1结合模的情况下，LED 15可使用一导电粘着剂而附着于引线电极，且LED 15的上部电极可经由接线而连接至另一引线电极。在上部表面上形成有两个电极的2结合模的情况下，LED 15的两个电极经由接线而连接至引线电极。同时，LED 15可安装于一子基板(未图示)上，且此子基板(sub-mount)可经由接线而连接至引线电极。
封装10接合于模具20，使得模具的凹表面25b覆盖LED 15，且外周边表面25a邻近于封装体13的上部表面。此时，模具20的凸起26围绕封装体13的上部部分。凸起26减少了模具20与封装体13之间的模铸材料泄漏，且亦使模具20与封装体10对准。
同时，为防止模具20与封装体13之间泄漏的模铸材料附着至引线电极，可以覆盖座41来覆盖导线架11。覆盖座41具有允许封装体13穿过的通孔41a。
在本发明的实施例中，模具20以及封装10紧固接合着，且各种接合构件可用于此目的。举例而言，如图中所示，可使用夹具31以及33来接合模具20与封装10。
更特定而言，下部夹具31具有用于容纳封装体13的凹陷31a。封装体13的下部部分容纳于下部夹具31的凹陷31a中，且导线架11位于下部夹具31的上部表面上。同时，覆盖座41不仅可覆盖导线架11，且亦可覆盖下部夹具31的上部表面，且亦可防止模铸材料附着于下部夹具31。
同时，上部夹具33接合于模具20的上部部分，并对模具20施压以使其抵靠下部夹具31。上部夹具33具有通孔33a，其用于暴露模具20的注入孔23a以及排放孔23b。通孔33a可经尺寸调整以使模具20的上部表面24可穿过其中，如图中所示，但其不限于此，通孔33a可具有各种尺寸及/或形状。在以连接框21连接多个模具20的情况下，上部夹具33可对连接框21施压，从而将模具20压向下部夹具31。随后，使用诸如销、螺钉或夹钳的固定构件(未图示)来接合下部夹具31与上部夹具33。因此，模具20与封装10可彼此紧固接合着。
参看图4，对彼此接合的模具20与封装10进行旋转，使得邻近于排放孔23b的封装体13的边缘部分向上，且相对于封装体13的边缘部分的另一部分向下。因此，在被封装体13与模具20围绕的空间中，导引凹槽13b位于上方。同时，在注入孔23a形成于相对于排放孔23b的位置的情况下，注入孔23a以及导引凹槽13a位于下方。
在此实施例中，模具20与封装10在接合之后旋转，但模具20与封装10亦可在旋转之后接合。
随后，经由注入孔23a注入诸如环氧树脂或硅氧树脂的模铸材料。模铸材料可含有磷及/或扩散体。模铸材料自空间底部来填充空间，且空间中的气体经由导引凹槽13b以及排放孔23b而排放至外部。由于导引凹槽13b以及排放孔23b位于空间的上部部分中，因此气体可经由排放孔23b而连续排放，直至空间完全填入模铸材料。因此，防止了内部气体截留于模铸材料中。
同时，为防止模铸材料经由注入孔23a回流，注入孔23a形成为垂直于封装体13的上部表面，或较佳为自模具20的下部表面至上部表面24朝向模具20的中心而倾斜。
参看图5，在空间完全填入模铸材料之后，模铸材料固化并形成模铸部件35。模铸材料可在夹具31、33接合的状态下固化。同样，固化过程亦可在模具20旋转至朝上后进行。
参看图6，在固化过程完成之后，分离并移除夹具31与33以及覆盖座41。由此，具有所需形状的模铸部件35的封装完成。
模铸部件35的形状根据模具20的凹表面25b的形状来确定。因此，借由改变模具20的凹表面25b的形状，可能形成多种形状的模铸部件35。连接至模铸部件35并在导引凹槽13a以及13b中固化的模铸材料可保留于其中。
在此实施例中，例示性解释了模铸部件35形成于具有凹陷的封装10上，但本发明不限于此。本发明亦可应用于覆盖LED的模铸部件形成于无凹陷封装上的情况。同时，本发明亦可应用于使用散热片的封装，且图7为说明形成此封装50的方法的截面图。
参看图7，借由如参看图2以及图3而描述的打孔过程来形成导线架51。此时，引线电极的末端彼此间隔。随后，形成一具有使引线电极暴露的凹陷的封装体53。封装体53亦具有一通孔，此通孔连接至凹陷并穿过封装体53的下部表面。同时，类似于图2的封装体13，封装体53在其上部表面中可具有导引凹槽53a以及53b。导引凹槽53a以及53b可以各种方式修改并如图中所示暴露出引线电极。
同时，将散热片57插入通孔中。散热片57可具有较宽的下部表面以便促进热耗散，且在其中心区域亦具有一凸起。将凸起插入通孔中，且其凸入凹陷区域中。
LED 55安装于散热片57的上部表面上，并经由接线电连接至引线电极。引线电极与LED可经由接线以各种方式连接。在散热片57导电的情况下，可使用接线连接散热片与引线电极。
在此实施例中，在封装体53形成之后插入散热片57，但其不限于此。亦可将散热片与导线架一起进行插入模铸，以形成如先前技术的封装体。亦可在散热片57预先接合至导线架51之后，将散热片与导线架进行插入模铸以形成一封装体。
随后，执行参看图2至图6所解释的过程，以形成一模铸部件至该封装50。

Claims (18)

1.一种在封装上形成模铸部件的模具，其特征在于包括：
上部表面；
下部表面，其具有外周边表面以及被所述外周边表面围绕的凹表面；以及
注入孔以及排放孔，其自所述上部表面延伸至所述下部表面。
2.根据权利要求1所述的在封装上形成模铸部件的模具，其特征在于所述注入孔以及所述排放孔自所述上部表面延伸至所述下部表面的所述外周边表面。
3.根据权利要求2所述的在封装上形成模铸部件的模具，其特征在于所述注入孔以及所述排放孔经定位而彼此相对，其中所述凹表面介于其间。
4.根据权利要求1所述的在封装上形成模铸部件的模具，其特征在于所述外周边表面是平坦的。
5.根据权利要求1所述的在封装上形成模铸部件的模具，其特征在于更包含凸起，该凸起提供于所述外周边表面的边缘上以围绕所述封装的侧壁。
6.根据权利要求1所述的在封装上形成模铸部件的模具，其特征在于所述模具是借由插入模铸连接框而形成的。
7.一种形成模铸部件的方法，其特征在于包括下列步骤：
制备模具，所述模具包括上部表面.具有外周边表面以及被所述外周边表面围绕的凹表面的下部表面，以及自所述上部表面延伸至所述下部表面的注入孔以及排放孔；
制备安装有LED(发光二极管)的封装；
接合所述封装与所述模具，使得所述凹表面覆盖所述LED，所述外周边表面邻近于所述封装的上部表面，邻近于所述排放孔的所述封装的边缘部分向上，且相对于所述封装体的所述边缘部分的另一边缘部分向下；以及将模铸材料注入至所述注入孔中。
8.根据权利要求7所述的形成模铸部件的方法，其特征在于所述注入孔以及所述排放孔自所述模具的所述上部表面延伸至所述外周边表面。
9.根据权利要求8所述的形成模铸部件的方法，其特征在于所述注入孔以及所述排放孔经定位而彼此相对，其中所述凹表面介于其间。
10.根据权利要求7所述的形成模铸部件的方法，其特征在于所述注入孔形成为：在所述模具与所述封装接合时，垂直于所述封装的上部表面，或自所述模具的所述下部表面至所述上部表面向上倾抖。
11.根据权利要求8所述的形成模铸部件的方法，其特征在于所述外周边表面是平坦的。
12.根据权利要求7所述的形成模铸部件的方法，其特征在于所述模具是借由插入模铸连接框而形成的。
13.根据权利要求7所述的形成模铸部件的方法，其特征在于安装有所述LED的所述封装的所述制备包含步骤：
制备具有引线电极的导线架；
在所述导线架上形成具有使所述引线电极暴露的凹陷的封装体，其中所述引线电极凸出至所述封装体之外；
将所述LED安装于所述凹陷区域中；以及
电连接所述LED与所述引线电极。
14.根据权利要求13所述的形成模铸部件的方法，其特征在于所述封装体形成为具有用于将经由所述注入孔注入的所述模铸材料导引至所述凹陷的导引凹槽，以及用于将内部气体导引至所述排放孔的导引凹槽。
15.根据权利要求13所述的形成模铸部件的方法，其特征在于更包含步骤：
在所述封装体的所述形成之后，将散热片接合至所述封装体，
其中所述散热片的上部表面凸入所述凹陷区域中，且所述LED安装于所述散热片的所述上部表面上。
16.根据权利要求13所述的形成模铸部件的方法，其特征在于更包含步骤：
在所述封装体的所述形成之前，将散热片接合至所述导线架，其中所述LED安装于所述散热片的上部表面上。
17.根据权利要求13所述的形成模铸部件的方法，其特征在于接合所述封装与所述模具的所述步骤包含步骤：
将所述封装体的下部部分插入下部夹具的凹陷，其中所述导线架位于所述下部夹具的上部表面上；
使用覆盖座覆盖所述下部夹具以及所述导线架，所述覆盖座具有允许所述封装体穿过的通孔，以用于使所述封装体的上部部分自所述覆盖座向上凸出；
将所述模具配置于所述封装体上；
使用具有通孔的上部夹具对所述模具施压以使其抵靠所述封装体，所述通孔用于暴露所述模具的穿过所述模具的所述注入孔以及所述排放孔；以及
借由接合所述上部夹具与所述下部夹具而固定所述模具。
18.根据权利要求17所述的形成模铸部件的方法，其特征在于接合所述封装与所述模具的所述步骤更包含步骤：在所述上部夹具与所述下部夹具接合之后旋转所述夹具。
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