CN101521255A - 发光二极管封装 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种具多模造树脂的发光二极管(LED)封装。该LED封装包括一对引线端子。该对引线端子的至少部分嵌入一封装主体中。该封装主体具有一开口，经由该开口曝露该对引线端子。一LED晶粒安装于该开口中且电连接至该对引线端子。一第一模造树脂覆盖该LED晶粒。一硬度比该第一模造树脂高的第二模造树脂覆盖该第一模造树脂。因此，可减少施加于该LED晶粒上的应力且可防止该等模造树脂的变形。

Description

发光二极管封装
技术领域
本发明关于具有模造树脂的发光二极管封装，且特定言之关于一种发光二极管封装。其中一发光二极管晶粒用一具有较低硬度的模造树脂覆盖且然后用具有更高硬度的另一模造树脂覆盖以减轻施加于该发光二极管晶粒上的应力且防止该模造树脂的上表面的变形。
背景技术
概言之，发光二极管(LED)封装包括用于覆盖一安装后的LED晶粒的模造树脂。该模造树脂保护该LED晶粒不受外部环境影响。意即，该模造树脂保护该LED晶粒及焊线不受外力影响且藉由阻止来自大气的水分而防止LED晶粒损坏。此外，模造树脂可含有可改变自该LED晶粒发射的光的波长的磷光体。结果，使用发射紫外光或蓝光的LED晶粒可获得白光。
另外，当LED晶粒发光时产生热量。该热量转递至LED晶粒的周围。因此，归因于该LED晶粒的重复运作，覆盖LED晶粒的模造树脂经历一热循环。在该模造树脂具有较高硬度的情形下，该模造树脂在该热循环期间可破裂或剥离。此外，归因于由该模造树脂与LED晶粒的热膨胀系数的不同而产生的热应力，LED晶粒可损坏或焊线可断开。模造树脂的破裂和剥离导致所发射光的非均匀性且恶化了防水性。另外，在该模造树脂由热塑树脂形成的情形下，固化之后的剩余应力很大，因此上述问题会更严重。
在名称为“发光装置(Light emitting device)”的美国专利第6,747,293号(Nitta等人)中揭示了一种能够阻止模造树脂归因于热循环的破裂和剥离的LED封装。图1为展示在上述’293号专利中揭示的LED封装500的剖视图。
参看图1，LED封装500包括形成到一引线框的外的引线端子501与502及与引线端子一体地形成的主体503。主体503由热塑树脂制成。放置引线端子501与502使其一端面向彼此且其另一端在相反反向上延伸而自主体503突出至外面。
同时，主体503具有一开口505且一LED晶粒506安装于该开口的一底部表面上。可使用一传导性粘接剂507将LED晶粒506附着至一个引线端子501上，且经由一焊线509将其连接至另一引线端子502。开口505具有一倾斜内壁504使得LED晶粒506发射的光可被反射至外部。
密封树脂511以覆盖LED晶粒506的顶部的方式置于开口505内。密封树脂511为聚硅氧树脂，其具有以日本工业标准(JIS)的JISA计50至90的相对高的硬度。将一透镜513提供于密封树脂511的上方以收集光线。
LED封装500的密封树脂511的硬度与具有以JISA计95的硬度的环氧树脂相比较低且因此可防止密封树脂的破裂或剥离。此外，因为LED封装500的密封树脂511的硬度与具有以JISA计30至40的硬度的聚硅氧树脂相比较高，故外力对LED晶粒506的影响较小。然而，因为LED封装500的密封树脂511与聚硅氧树脂相比具有相对较高的硬度，故其当固化后会引起相对较大量的剩余应力。此外，归因于热循环而产生相对较高的热应力。特定而言，在开口的大小或输入功率增加的情形下，上述应力进一步增加，从而减少了LED晶粒506的可靠性且引起焊线507断开。
同时，LED的发光功率(1uminous power)大体上与输入功率成比例。因此，可藉由增加至LED的电功率输入而获得高发光功率。然而，增加输入功率会导致LED的接面温度的增加。LED的接面温度的增加可引起代表输入能量转化成可见光的转化率的光度效率(photometric efficiency)的损失。因此，需要防止归因于输入功率的增加而导致的LED的接面温度的上升。
在名称为“可表面安装LED封装(Surface mountable LED package)”的美国专利第6,274,924B1号中揭示了一种采用散热片以防止LED接面温度上升的LED封装的实例。如在’924专利中所揭示，该LED晶粒热耦接在散热片上因此可保持于较低的接面温度。因此，可将相对较高的输入功率供应至该LED晶粒以获得较高的发光功率。
然而，在此现有的LED封装中，散热片可轻易自封装主体分离，此会导致结构不稳定性。当散热片与封装主体分离时，将安装在散热片上的LED晶粒与引线电连接的焊线被切断，从而给该LED封装带来不可挽回的损坏。因此，需要提供一种可防止散热片与封装主体分离的LED封装。
发明内容
设计本发明以解决在此项技术中的上述问题。本发明的一目标为提供一种发光二极管封装。其中可保护发光二极管晶粒不受诸如外力及水分的周围环境的影响，可减轻施加于发光二极管晶粒上的应力，且在分类或组装该LED封装的制程期间可防止模造树脂的变形。
本发明的另一目标为提供一种发光二极管封装。其中采用散热片以平稳地将发光二极管晶粒产生的热量耗散到外部且也可防止散热片与封装主体分离。
根据用于解决上述技术问题的本发明的一态样，提供一种具多模造树脂的发光二极管封装。该发光二极管封装包括一对引线端子。该对引线端子的至少部分嵌入一封装主体中。该封装主体具有一开口，经由该开口曝露该对引线端子。一发光二极管晶粒安置于该开口中且电连接至该对引线端子。第一模造树脂覆盖该发光二极管晶粒。此外，与该第一模造树脂相比具有较高硬度的第二模造树脂覆盖该第一模造树脂。因此，该第一模造树脂可用于减轻施加于该发光二极管上的应力，且可防止该第二模造树脂受到外力而变形。
该第一模造树脂可具有小于50A的萧式硬度计(Durometer Shore)值且该第二模造树脂可具有不小于50A的萧式硬度计值。
第一及第二模造树脂可由环氧树脂或聚硅氧树脂形成。此外，第一及第二模造树脂的至少其一可含有磷光体。
另外，该第一模造树脂可较该第二模造树脂相对更厚。结果，可进一步减少施加于该第一模造树脂之下的发光二极管晶粒的应力。
一散热片可耦接至该封装主体的底部。该散热片经由该开口部分地曝露。发光二极管晶粒安装于散热片的曝露的上表面上。因此，发光二极管晶粒产生的热量可经由散热片平稳地耗散至外部。
散热片可具有一基底及从该基底的一中心部分向上突出的突出部。因此，因为不需要增大发光二极管封装的大小而可增加热耗散表面，故可提高热耗散效率。
散热片可形成有在该基底及/或该突出部的至少一侧上的一闭锁台阶(1atching step)。该闭锁台阶耦接至该封装主体以防止散热片与该封装主体分离。
根据本发明的另一态样，提供一种具多模造树脂的发光二极管封装。该封装包括一散热片支撑环。一散热片装配入该支撑环。至少两个引线端子与该支撑环及散热片间隔开，且置于该支撑环的相反两侧。将封装主体与散热片及引线端子模造在一起以支撑散热片及引线端子。该封装主体具有一开口，经由该开口曝露散热片的上端及引线端子的部分。将至少一个发光二极管晶粒安装于散热片的上表面。将焊线用于将发光二极管晶粒与引线端子彼此电连接。第一模造树脂覆盖发光二极管晶粒，且第二模造树脂覆盖第一模造树脂。第二模造树脂比第一模造树脂硬度高。因此，第一模造树脂减轻了施加于发光二极管晶粒上的应力，且防止了第二模造树脂受外力而变形。此外，因为散热片被装配且固定至该支撑环，故可防止散热片与该封装主体分离。
该第一模造树脂可具有小于50A的萧式硬度计值且该第二模造树脂可具有不小于50A的萧式硬度计值。
该第一及该第二模造树脂可由环氧树脂或聚硅氧树脂形成。此外，第一及第二模造树脂的至少其一可含有磷光体。
另外，第一模造树脂可较第二模造树脂相对更厚。结果，可进一步减少施加于该第一模造树脂之下的发光二极管晶粒的应力。
同时，散热片可具有一基底及从该基底的中心向上突出的突出部，且该突出部插入该支撑环。
该散热片可在该突出部的一侧形成有一支撑环接收槽。可将支撑环紧固于该接收槽中。因此，可进一步防止散热片与该封装主体分离。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
图1为说明一现有的发光二极管封装的剖视图。
图2为说明根据本发明的一实施例的发光二极管封装的剖视图。
图3为说明根据本发明的另一实施例的发光二极管封装的剖视图。
图4至图12根据本发明的一实施例说明采用一散热片的发光二极管封装及一制造上述发光二极管封装的方法。
图13至图26根据本发明的另一实施例说明采用一散热片的发光二极管封装及一制造上述发光二极管封装的方法。
10、50、500：发光二极管封装
11、13、51、140、217a、217b、217c、219a、219b、219c、501、502：引线端子
14、54、163、504：内壁
15、55、230、230a、503：封装主体
17、57、160、240、241、241a、243、245、506：LED晶粒
19、59、507：粘接剂
21、61、62、162：焊线        23、63、165：第一模造树脂
25、65、167：第二模造树脂    26、66、50：开口
27、67、166、250、513：透镜  56、153、220：散热片
101：引线面板                141：连接框架
142、215a、215b：支撑引线    144：中空部分
150：第一封装外罩            151：第二封装外罩
152：连接框架收纳槽          154、223：突出部
154a：闭锁台阶               155、158：通孔
156：LED装配部分             159、159a、159b：台阶部分
210：引线框                  211：外部框架
213：支撑环                  216a、216b：切割的支撑环
221：基底                    223a：支撑环收纳槽
511：密封树脂
具体实施方式
图2为说明根据本发明的一实施例的发光二极管封装10的剖视图。
参看图2，发光二极管(LED)封装10包括形成到一引线框之外的一对引线端子11与13及一封装主体15。主体15可使用嵌入成型制程由热塑树脂或热固树脂形成。一般而言，为了批量生产LED封装10，在其中排列有多数个引线框的引线面板中形成多数个封装主体15。模造树脂(23、25或27)固化之后，将引线框切割成个别的LED封装10，且引线端子11与13因此形成。放置引线端子11与13以使其一端靠近面向彼此且其另一端在相反方向上延伸而从主体15突出至外部。
引线端子11与13的至少部分被嵌入封装主体15。意即，主体15包围引线端子11与13的至少部分以将该等引线端子固定至主体15。此外，封装主体15具有一开口26，引线端子11与13经由该开口曝露至外部。开口26的一内壁14可为倾斜的，使得LED晶粒发射的光可被反射至外部。
一LED晶粒17被安装于开口26的一底部表面上。如图所示，可使用一传导性粘接剂19将LED晶粒17附着至一个引线端子11。该传导性粘接剂可包括银(Ag)环氧树脂。此外，LED晶粒17可经由一焊线21连接至另一引线端子13。因此，LED晶粒17与引线端子11与13电连接。
同时，第一模造树脂23覆盖LED晶粒17。第一模造树脂23亦可覆盖焊线21。第一模造树脂23具有相对较低的硬度，意即，其萧式硬度计值较佳小于50A且更佳不大于10A。第一模造树脂23可由环氧树脂或聚硅氧树脂形成。如此图所示，第一模造树脂23可覆盖LED晶粒17及焊线21，且被结合至主体15的内壁。或者，第一模造树脂23可覆盖LED晶粒17但不延伸至封装主体15的内壁。意即，第一模造树脂可被限制于该开口中的特定区域。
此外，第二模造树脂25覆盖第一模造树脂23。第二模造树脂25填充入开口26中且结合至开口26的内壁14。第二模造树脂25的上表面可为平的或以恒定曲率弯曲。第二模造树脂25较佳具有比第一模造树脂23相对更高的硬度，意即，其萧式硬度计值至少为50A。此外，另一模造树脂(未图示)可介于第一模造树脂23与第二模造树脂25之间。第二模造树脂25可由环氧树脂或聚硅氧树脂形成。第二模造树脂25及该另一模造树脂可由与第一模造树脂23相同的材料形成。举例而言，在第一模造树脂23为聚硅氧树脂的情形下，第二模造树脂25也为聚硅氧树脂。若第一模造树脂23及第二模造树脂25由相同材料形成，则可减少归因于在第一与第二模造树脂之间的界面上的反射而导致的光损失，且增加了该等模造树脂之间的粘接性以改良其防水性。另外，第一模造树脂23可较第二模造树脂25更厚。此处，第一及第二模造树脂23及25的厚度定义为在垂直方向上从LED晶粒17的上表面量测的值。因为具有较低硬度的第一模造树脂23比第二模造树脂25更厚，故可最小化施加于LED晶粒17上的应力。
可使用一成型杯或施配器或者使用一转移模造制程来使第一及第二模造树脂23与25成型。
此外，美国专利第6,274,924号已提出一种使用具有不超过10A的萧式硬度计值的模造树脂来保护LED晶粒的LED封装。在‘924专利中提出的封装具有优势，因为可使用具有相对较低的硬度的模造树脂减轻热应力。然而，具有低硬度的模造树脂可易于受外力而变形。
一般而言，在模造树脂已经在LED封装内成形之后，如上所述将引线框切成个别的独立封装。然后，分类或组装独立的封装。此时，具有较低硬度的模造树脂可能受外力而变形。详言之，模造树脂的上表面的变形妨碍了LED晶粒所产生的光的均匀发射。
相反，在本发明的此实施例中，具有相对较高的硬度的第二模造树脂25覆盖第一模造树脂23的顶部。因此，可防止该模造树脂的上表面的变形。此外，因为具有相对较低硬度的第一模造树脂23介于第二模造树脂25与LED晶粒17之间，可减轻在模造树脂中的热应力及剩余应力。此应力减轻导致可防止模造树脂23与25发生破裂及剥离。因此，可防止水分渗透，藉此提高LED封装的可靠性。
另外，第一模造树脂23及/或第二模造树脂25可含有磷光体。该磷光体可用于改变LED晶粒所发射的光的波长。此外，一透镜25可提供于第二模造树脂25上。透镜27用于允许LED晶粒17所发射的光以所要的视角发出。或者，第二模造树脂25可制成透镜的形式，例如制成半圆形或夫瑞奈(Fresnel)透镜类型。
图3为说明根据本发明的另一实施例的LED封装50的剖视图。
参看图3，LED封装50包括一对引线端子51与53、主体55、LED晶粒57、传导性粘接剂59、第一模造树脂63及第二模造树脂，其与参考图2的描述类似。类似地，主体55具有一开口66，其内壁54可为倾斜的。
此外，LED封装50包括一连接至主体55的下部分的导热块或散热片56。如此图所示，散热片56部分经由开口66曝露，且LED晶粒57安装于曝露散热片56的上表面上。散热片可具有一基底及一从该基底的一中心部分向上突出的突出部。该突出部经由开口66曝露至外部。另外，散热片56以其底部表面比曝露的上表面具有更大面积的方式组态，以易于将热量耗散至外部。
LED晶粒57借助于传导性粘接剂59附着至散热片56的上表面。一焊线62将散热片56连接至一个引线端子51，且另一焊线61将LED晶粒57连接至另一引线端子53。结果，LED晶粒57电连接至该对引线端子51与53。
在此实施例中，散热片56用于轻易地耗散LED晶粒57所产生的热量。因此，可进一步减少归因于热循环而产生的热应力。
下文中，将详细描述采用散热片的LED封装的另一实施例。
图4至图12根据本发明的一实施例说明采用一散热片的LED封装及一制造上述LED封装的方法，且图13至图25根据本发明的另一实施例说明采用一散热片的LED封装及一制造上述LED封装的方法。
图4为说明用于批量生产根据本发明的一实施例的LED封装的LED引线面板的平面图，图5为说明根据本发明的实施例的LED封装的分解透视图，及图6为说明根据本发明的实施例的LED封装已经形成于LED引线面板上的状态的平面图。
参看图4，一用于制造本发明的LED封装的LED引线面板101包括以规则间隔排列的多数个引线框。引线框包括引线端子140及将该等引线端子彼此连接的连接框架141。连接框架141是成对的以形成一对称结构且经形成有一在中心具有一预定形状的中空部分144。
此外，连接框架141经由引线端子140及支撑引线142固定至一外部框架。该外部框架组态成包围连接框架141。
虽然在此实施例中描述了在对称连接框架141的中心处形成的中空部分144采用六角形的形状，但本发明并不限制于此。中空部分144可采用圆形或具有至少四个端点的其它多边形的形状。
参看图5，LED引线面板101形成之后，将由第一与第二外罩150与151及一散热片153组成的封装主体顺序固定至LED引线面板101。
意即，具有一预定形状(诸如矩形)的第一封装外罩150被置于该对连接框架141的顶部上，该对连接框架连同引线端子140一体地形成于LED引线面板中，且第二封装外罩151被置于该对连接框架141的底部上。
第一封装外罩150在其中心部分形成有一凹陷部分以收纳模造树脂。在第一封装外罩150的底部中形成一通孔158，经由该通孔曝露连接框架141的中空部分144及各端子。通孔158可具有与凹陷部分相同的面积，及如图中所示小于凹陷部分的面积。凹陷部分及通孔158形成封装主体的开口。在该凹陷部分的一内壁上形成一台阶部分159，此处容纳LED封装的一模造树脂，将在下文中对此进行描述。
在第二封装外罩151的一上表面上形成一与连接框架141具有相同形状的收纳槽152，且在第二封装外罩151的一底部表面上形成一散热片装配槽157，一散热片153插入并安装在该散热片装配槽157中。
此外，第二封装外罩151在其中心形成有一圆形通孔155以收纳散热片153的突出部154。突出部154的上表面可凹陷，其又成为一LED装配部分156，一下文将解释的LED晶粒160装配并固定在此处。
第一及第二封装外罩150及151可由导热性塑料材料或高导热性陶瓷材料形成。导热性塑料材料的实例包括ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(Acrylonitrile Butadiene Styrene))、LCP(液晶聚合物(Liquid CrystallinePolymer))、PA(聚酰胺(Polyamide))、PPS(聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide))、TPE(热塑弹性体(Thermoplastic Elastomer))等等。高导热性陶瓷材料的实例包括Al2O3(氧化铝)、SiC(碳化硅)、AlN(氮化铝)等等。氮化铝(AlN)具有与氧化铝(Al2O3)相同的性质且被广泛使用因为其在导热性方面优于氧化铝。
在第一及第二封装外罩150及151由导热性塑料材料形成的情形下，可分别将该等外罩置于对称连接框架141的顶部及底部且在高温下压制以使其固定至LED引线面板101。此处，在第一及第二封装外罩150及151置于LED引线面板101上之后，可藉由使用具有对应于通孔158及台阶部分159的形状的突出部的压制构件来热压制封装外罩150而形成通孔158及台阶部分159。或者，可使用嵌入成型技术一体地形成第一及第二封装外罩150及151。
在第一及第二封装外罩150及151由陶瓷材料形成的情形下，应该提前制造第一及第二封装外罩150及151使其具有精确的尺寸及形状。然后，将由陶瓷材料形成的第一及第二封装外罩150及151置于LED引线面板101的连接框架141的上方及下方，且然后使用一强粘接剂或类似物将其固定至LED引线面板101。
参看图6，LED封装形成于引线框中，该引线框已经形成在LED引线面板101上。因此，在LED引线面板101中形成多数个LED封装。
将一或多个LED晶粒160安装于位于散热片153的中心的LED装配部分156中且经由焊线162将晶粒连接至连接框架141。
为电保护安装于LED装配部分156中的LED晶粒160，可安装一齐纳二极管(Zener diode)161。此齐纳二极管161可保持恒定电压且因此当传来静电或快速高电流时可保护该LED晶粒160，藉此提高产品可靠性。
图7及图8分别为从上方及下方观察根据此实施例的LED封装的透视图。图9为根据本发明采用一散热片的LED封装的剖视图。图10到图12为说明形成于LED封装中的模造树脂及透镜的剖视图。
多数个LED封装形成于LED引线面板101上，且根据第一及第二封装外罩150及151将形成的LED封装的每一者切离LED引线面板。
参看图7，引线端子140被切割成具有所要长度且以所要的角度弯曲以使得其可安装于PCB基板(未图示)上。
另外，如图8所示，从第二封装外罩151的下方插入散热片153且将其固定至封装主体。此时，散热片153可向下突出越过第二封装外罩151的底部表面。因此，可使向下突出的散热片140的表面与PCB基板直接接触，从而最大化散热效果。
参看图9，在第一封装外罩150的一内部空间中形成两个台阶部分159a及159b。此等台阶部分当形成下文将进行解释的模造树脂或透镜时充当一固定台阶。
另外，散热片153可在突出部154的侧形成有一闭锁台阶154a，使得闭锁台阶154a可插入且固定至一形成于第二封装外罩151的通孔155的内壁中的凹陷部分中。因此，散热片153的突出部154固定至第二封装外罩151的通孔155使得可防止散热片153与封装主体分离。闭锁台阶154a可形成于散热片的基底部分中。闭锁台阶154a可形成于突出部154的最上部边缘上。此时，闭锁台阶154a耦接至第二封装外罩151的上表面，以使得散热片153可固定至封装主体。
参看图10，在第一封装外罩150的内部空间中形成一第一模造树脂165，其透射LED晶粒160所发射的光同时保护LED晶粒160及焊线162。
第一模造树脂165可为环氧树脂或聚硅氧树脂，且亦含有用于转换LED晶粒160所发射的光的磷光体。此外，第一模造树脂165可含有一光漫射器以用于均匀地散布光。
参看图11，第二模造树脂167覆盖第一模造树脂165。第二模造树脂167为环氧树脂或聚硅氧树脂，其硬度比第一模造树脂165的硬度高。第二模造树脂167可含有磷光体及/或光漫射器。
可使用一成型杯或施配器或者使用一转移模造技术将第一及第二模造树脂165及167形成于第一封装外罩150的内部空间中。
参看图12，一透镜166安装于第二模造树脂167的顶部上。该透镜可为一用于在一特定视角范围内折射LED晶粒160所发射的光的凸透镜。该透镜曲率根据所要的视角而变化。透镜166固定在第一封装外罩150的台阶部分159b中。
下文中，将参考图13至图26描述根据本发明的LED封装的另一实施例。
图13为说明根据本发明的另一实施例的一引线框210的透视图。
参看图13，引线框210形成有一散热片支撑环213，可将一散热片插入该散热片支撑环中。如此图所示，支撑环213可呈圆形环的形状，但本发明并不限于此。支撑环213可呈一多边形环的形状。
另外，一外部框架211包围支撑环213。外部框架211与支撑环213间隔开。如此图所示，外部框架211可为矩形，但本发明并不限于此。外部框架211可为圆形或多边形。
支撑环213借助于至少两个支撑引线215a及215b与外部框架211连接。支撑引线215a及215b位于支撑环213的相反两侧且将支撑环213连接至外部框架211。除支撑引线215a及215b之外，可提供额外的支撑引线以将支撑环213与外部框架211连接至彼此。
此外，至少两个引线端子217a至217c与219a至219c自外部框架211朝支撑环213延伸。然而，此等引线端子与支撑环213间隔开。如此图所示，引线端子217a至217c与219a至219c的每一者可在靠近支撑环213的位置处形成有一较大的终止部分。此等引线端子较佳被置于靠近支撑环213的相反两侧。
取决于待安装的二极管的类型及数目以及焊线的连接模式而判定引线端子的所要数目。然而，引线框210较佳具有某数目的引线端子使得其可用于各种情形。如此图所示，因为引线端子217a至217c与219a至219c经安置成与支撑引线215a及215b垂直，故可将一数目的引线端子安置于相同方向上。
虽然图13中说明了六个引线端子，但是可安置更少的引线端子，或可安置额外的引线端子。该等额外的引线端子可安置于与支撑引线215a及215b相同的方向上。
可藉由将由铜合金制成的磷铜板与一晶粒压制而制造根据本发明的此实施例的引线框210。虽然在图13中仅说明单一引线框210，但可由单一磷铜板制造多数个引线框210且将其排列于该磷铜板上。详言之，为批量生产LED封装，可使用由单一磷铜板制成的多数个引线框210。
图14为说明制造根据本发明的一实施例的LED封装的过程的流程图。图15至图26为说明根据图14的过程制造LED封装的方法的透视图及平面图。
参看图14，首先制备图13的引线框210(S01)。如上所述，可藉由压制磷铜板来制造引线框210。另外，多数个引线框可由单一磷铜板制成且可排列于该磷铜板上。
参看图14和图15，制备可插入且固定至引线框210的支撑环213的散热片220。散热片220具有其上可安装一LED晶粒的上表面。较佳地，散热片220的上表面的尺寸小于支撑环213的内径以使得散热片220可易于插入支撑环213，且散热片220的侧的外径大于支撑环213的内径。
此外，散热片220可形成有一支撑环收纳槽223a，支撑环213插入且耦接至该收纳槽。另外，收纳槽223a可以螺旋形式提供，以使得支撑环213可轻易地紧固至槽223a。
散热片220可具有一基底221及一从基底221的中心部分向上突出的突出部223。此处，收纳槽223a形成于突出部223侧上。如图所示，基底221及突出部223可为圆柱形，但本发明并不限于此。基底及突出部可采用多边形外壳的形状。突出部223的形状可类似于支撑环213的内部形状，但本发明并不限于此。意即，支撑环213可采用圆环的形状而突出部223可采用矩形外壳的形状。
散热片220可使用一压制或模造技术由具有高导热性的金属或导热性树脂形成。另外，散热片220与引线框210分开制造。因此，可改变制备引线框210的步骤S01及制备散热片220的步骤S03的顺序或同时执行此等步骤。
参看图14及图16，将散热片220插入且固定至引线框210的支撑环213(S05)。因为散热片220侧的外径大于支撑环213的内径，故可强制将散热片220插入且固定至支撑环213。
另一方面，在形成支撑环收纳槽223a的情形下，支撑环213被接受入收纳槽223a以支撑散热片220。此时，一部分支撑环213被收纳于收纳槽223a中而其剩余部分较佳自突出部223向外突出。此外，在收纳槽223a为螺旋形的情形下，可藉由旋转散热片220而将散热片220插入支撑环213中。
参看图14及图17，在将散热片220固定至引线框210之后，使用嵌入成型技术形成一封装主体230(S07)。封装主体230可使用射出成形制程由热固或热塑树脂形成。
在散热片220周围形成封装主体230以支撑支撑环213、支撑引线215a及215b、引线端子217a至217c和219a至219c及散热片220。支撑引线及引线端子部分地自封装主体向外突出。此外，封装主体230具有一开口，散热片210的一上端及引线端子经由该开口曝露。
如图17所示，支撑引线215a及215b的部分和支撑环213可经由该开口曝露。因此，于封装主体230a中形成一槽或凹陷。或者，如图18所示，封装主体230a可覆盖散热片220、支撑环、支撑引线及引线端子的大部分(不包括散热片的上端及引线端子的部分)。为此，可提供数个开口。即使在此情形下，如图所示，亦可于封装主体230a的上部分中形成由主体230a的侧壁包围的一槽或凹陷。另外，散热片220的底部表面曝露至外部。此外，基底221的侧表面可曝露至外部。以此方式，可增加经由散热片220的热量耗散。
如图17及图18所示，封装主体230或230a形状可为圆柱形，但本发明并不限于此。该主体可形为多边形外壳，诸如一矩形外壳。
因为散热片220耦接至引线框210且然后封装主体230使用射出成形制程由热固树脂或热塑树脂形成，故散热片220可稳固地耦接至封装主体230。
参看图14及图19，自封装主体230向外突出的支撑引线215a及215b被切断并移除(S09)。结果，切断的支撑引线216a及216b保留在封装主体230中，且因此剩余的支撑引线及支撑环213可进一步防止散热片220与封装主体230分离。
同时，当切断支撑引线时，亦可切断并移除除用于供应电流的引线端子之外的自封装主体230向外突出的引线端子。举例而言，如图20所示，若仅需要两个引线端子217c及219c，则将切断并移除其它引线端子217a、217b、219a及219b。此外，如图21所示，若需要四个引线端子217a、217c、219a及219c，则将切断并移除其它引线端子217b及219b。
上述切断并移除引线端子的步骤仅当在引线框210中制备的引线端子比在一LED封装中需要的引线端子多时执行。因此，在LED封装所需要的引线端子的数目与在引线框210中制备的引线端子的数目相同时，不需要执行上述切断并移除引线端子的步骤。此外，即使额外的引线端子保留，其亦并不会影响LED封装的操作。因此，并不必切断并移除额外的引线端子。
参看图14及图22，一LED晶粒240安装于散热片220的上表面上。LED晶粒240可为在其上表面及下表面上具有电极的所谓的单焊接晶粒(one-bonddie)或在其上表面上具有两个电极的所谓的双焊接晶粒(two-bond die)。
在LED晶粒240为单焊接晶粒的情形下，散热片较佳由导电金属形成。在此情形下，使用诸如银环氧树脂的导电粘接剂将LED晶粒240安装于散热片220上。或者，在安装于散热片220上的所有LED晶粒为双焊接晶粒的情形下，散热片220不需为导电的。另外，可使用除银环氧树脂之外的各种导热粘接剂将LED晶粒安装于散热片220上。
同时，可将多数个LED晶粒240安装于散热片220上。此外，该等多数个LED晶粒240可包括发射不同波长的光的各种LED晶粒。举例而言，如图22所示，可将三个LED晶粒240安装于散热片上。此时，该等三个LED晶粒240可分别发射红光、绿光及蓝光。因此，藉由采用三个LED晶粒240，LED封装可实现所有颜色的光。
参看图14及图23，LED晶粒241、243及245分别经由焊线而电连接至引线端子217a至217c及219a至219c(S13)。在LED晶粒241、243及245皆为双焊接晶粒的情形下，该等LED晶粒的每一者经由两个对应焊线连接至两个对应引线端子。意即，如图所示，各别LED晶粒241、243及245可分别电连接至不同对的引线端子。或者，各别LED晶粒经由焊线连接至一个公用引线端子(例如217b)，且亦连接至与公用引线端子位置相反的不同引线端子(例如，219a、219b及219c)。在此情形下，LED晶粒可由不同电流驱动。
另一方面，如图24所示，单焊接晶粒241a及双焊接晶粒243及245可安装在一起。此时，引线端子217b之一经由一焊线电连接至散热片220。因此，引线端子217b经由焊线及散热片220电连接至单焊接晶粒241a的一底部表面。因为可实现单焊接晶粒与双焊接晶粒的各种组合，故亦可以各种模式执行用于每一组合的焊线连接。
此外，引线端子及LED晶粒可以各种方式连接至彼此，且多数个LED晶粒可以并联、串连或串连-并联组态连接至彼此。
在LED晶粒241、243及245与引线端子经由焊线连接之后，使用第一及第二模造树脂(未图示)密封LED晶粒241、243及245(S15)。将模造树脂填入封装主体230的开口中，从而密封LED晶粒及焊线。
此外，第一及/或第二模造树脂可并入磷光体。举例而言，该磷光体可为将蓝光转化为黄光或绿光及红光的磷光体。因此，在用于发射蓝光的LED晶粒被安装于散热片220上的情形下，LED晶粒发射的光的一部分可转化成黄光或绿光及红光，使得可提供向外发射白光的LED封装。另外，模造树脂可并入漫射器。该漫射器分散由LED晶粒发射的光，以使得可防止自外部观察到LED晶粒及焊线且光可均匀地辐射至外部。
在LED晶粒由模造树脂密封之后，如图26所示，一透镜250形成于封装主体230的顶部(S17)。该透镜用于在一特定视角内发射光，且若不需要采用则可将其省略。详言之，第二模造树脂可固化成一透镜形态以充当透镜。此时，可省略形成一透镜的步骤。
参看图14及图25，引线端子217a至217c及219a至219c被切断并自外部框架211弯曲(S19)。最后，完成一可表面安装的LED封装。同时，切断并移除支撑引线的步骤S09可与步骤S19一起执行。
下文中将参考图25详细描述根据该实施例的LED封装。
再次参看图25，该LED封装包括散热片支撑环213。支撑环213由诸如磷铜的铜合金形成。如图所示，支撑环213可形为圆环，但本发明并不限于此。该支撑环可形为多边形环。切断的支撑引线216a及216b自支撑环213向外延伸。切断的支撑引线216a及216b可安置于支撑环213的相反两侧。
将结合图15描述的散热片220插入支撑环213。同时，将至少两个引线端子217a至217c及219a至219c安置于支撑环的两侧且与支撑环213及散热片220间隔开。可弯曲引线端子以便加以表面安装。
另外，模造封装主体230以支撑散热片220及引线端子。封装主体230在其上部具有一开口，经由该开口曝露散热片220的上端及引线端子的部分。同时，引线端子穿过封装主体230的侧壁且自该主体的侧壁向外突出。
如参看图17所解释，支撑环213及支撑引线215a及215b的部分可经由该开口曝露。因此，于封装主体230中形成一槽或凹陷。此外，如参看图18所解释，封装主体230a可覆盖除散热片的上端及引线端子的部分之外的散热片、支撑环、支撑引线及引线端子的大部分。因此，可形成若干开口。即使在此情形下，如图18所示，封装主体230a较佳形成有由该封装主体的侧壁所包围的一槽或凹陷。封装主体230可为在将散热片220插入且固定至支撑环213之后藉由热塑树脂的射出成形而形成的塑性树脂。
此外，LED晶粒241、243及245安装至散热片220的上表面。虽然图25所示的LED晶粒被说明为双焊接晶粒，但本发明并不限于此。举例而言，LED晶粒可为单焊接晶粒或单焊接晶粒与双焊接晶粒的组合。
LED晶粒经由焊线而电连接至引线端子。在LED晶粒为双焊接晶粒的情形下，每一LED晶粒经由两个焊线而电连接至两个引线端子。或者，在该等LED晶粒中的至少一者为单焊接晶粒的情形下，散热片经由焊线而电连接至该等引线端子的至少一者。
该等LED晶粒可根据LED封装的所要求的特征而以各种方式与引线端子连接。
同时，第一及第二密封树脂(未图示)覆盖且密封LED晶粒。在封装主体230的上部上形成的槽用密封树脂填充。此外，密封树脂可含有磷光体及/或漫射器。如图26所示，可进一步于封装主体230中形成透镜250。或者，第二密封树脂可形成为透镜形状从而充当一透镜。
根据本发明，提供一种LED封装：其中可保护LED晶粒不受诸如外力及水分的周围环境的影响，可减轻施加于LED晶粒上的应力，且在分类及组装期间可防止模造树脂的变形。此外，本发明可提供一种LED封装：其中采用一散热片以平稳地耗散LED晶粒所产生的热量，且该散热片不能与封装主体分离。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1、一种发光二极管封装，其特征在于所述发光二极管封装包括：
至少一对引线端子；
封装主体，所述封装主体具有暴露该对引线端子的开口和形成在所述开口的内壁上的台阶部分，所述封装主体包埋该对引线端子的至少一部分；
散热片，所述散热片耦接至所述封装主体的底部且经由所述开口部分地曝露；
发光二极管晶粒，所述发光二极管晶粒安装于所述散热片的上表面上，使得所述发光二极管晶粒低于所述台阶部分且电连接至该对引线端子；
模造树脂，覆盖所述发光二极管晶粒。
2、根据权利要求1所述的发光二极管封装，其特征在于，所述模造树脂包括第一模造树脂和第二模造树脂，所述第一模造树脂覆盖所述发光二极管晶粒，所述第二模造树脂覆盖所述第一模造树脂并延伸而被结合至所述开口的内壁。
3、根据权利要求2所述的发光二极管封装，其特征在于，所述第一模造树脂具有小于50A的萧式硬度计值，且所述第二模造树脂具有不小于50A的萧式硬度计值。
4、根据权利要求3所述的发光二极管封装，其特征在于，所述第一模造树脂和所述第二模造树脂由环氧树脂或聚硅氧树脂形成。
5、根据权利要求2所述的发光二极管封装，其特征在于，所述第一模造树脂延伸而被结合至低于所述台阶部分的所述内壁，所述第二模造树脂延伸而被结合至包括所述台阶部分的所述内壁。
6、根据权利要求5所述的发光二极管封装，其特征在于，所述发光二极管封装还包括位于所述第二模造树脂上方的透镜。
7、根据权利要求5所述的发光二极管封装，其特征在于，所述第一模造树脂及/或所述第二模造树脂含有磷光体。
8、根据权利要求1所述的发光二极管封装，其特征在于，所述散热片具有基底及自所述基底的中心部分向上突出的突出部。
9、根据权利要求8所述的发光二极管封装，其特征在于，所述散热片在所述基底及/或所述突出部的至少一侧上形成有闭锁台阶。
10、根据权利要求1所述的发光二极管封装，其特征在于，所述封装主体包括位于所述引线端子上的第一封装外罩和位于所述引线端子下方的第二封装外罩，所述第一封装外罩和所述第二封装外罩结合在一起。
11、根据权利要求10所述的发光二极管封装，其特征在于，所述第一封装外罩具有凹陷部分，所述凹陷部分形成有所述台阶部分，所述第二封装外罩具有通孔，所述散热片插入到所述通孔中。
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