CN101931042B - Led电极引线的打线方法及封装结构和显示、发光器件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED电极引线的打线方法及封装结构和显示、发光器件，涉及LED封装技术中的打线工艺，以及应用该技术的LED数码管以及LED显示屏。本发明主要针对电极尾线引起的芯片短路问题，用于减小这种芯片短路的事件发生几率，以提高良品率。本发明技术方案包括：将具有垂直电极结构的方形LED芯片固定在基板上；沿所述方形LED芯片的方形对角线方向打电极引线，使电极引线的第一端固定在芯片的第一电极上，打线处将电极引线分成主线和尾线两部分；将电极引线的第二端固定在基板的引脚上。本发明提出的沿芯片对角打线的方案，主要适用于功率较小的LED，这类LED的主要应用有如LED显示屏、数码管和LED发光器等。
Description
技术领域
本发明为一种LED封装技术，主要适用于小功率LED，特别是涉及LED封装技术中的打线工艺，以及还涉及应用该技术的LED数码管以及LED显示屏。
背景技术
如图1所示，现有的LED显示屏的LED灯的第一电极22的打线是沿芯片21边平行的方向(即边中轴线23)进行。由于芯片21非常小，铝制电极引线20在打线后存在一定长度的尾线200。该尾线200如果过长，会在后续封胶的工序中，会被胶体压下，容易导致其与第一电极下面的外延层发生接触，致使芯片短路。
目前，存在一些这种在封装过程中由于尾线因素引起的短路问题。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是：针对电极尾线引起的芯片短路问题，提供一种LED电极引线的打线方法，用于减小这种芯片短路的事件发生几率，以提高良品率。
本发明所要解决的第二个技术问题是：针对电极尾线引起的芯片短路问题，提供一种LED电极引线封装结构，用于减小数码管上的芯片短路的事件发生几率，以提高良品率。
本发明所要解决的第三个技术问题是：针对电极尾线引起的芯片短路问题，提供一种LED数码管，用于减小数码管上的芯片短路的事件发生几率，以提高良品率。
本发明所要解决的第四个技术问题是：针对电极尾线引起的芯片短路问题，提供一种LED显示屏，用于减小LED显示屏上的芯片短路的事件发生几率，以提高良品率。
本发明所要解决的第五个技术问题是：针对电极尾线引起的芯片短路问题，提供一种COB封装的LED发光器，用于减小芯片短路的事件发生几率，以提高良品率。
为了解决本发明的第一个技术问题，本发明提出一种LED电极引线的打线方法，包括以下步骤：
将具有垂直电极结构的方形LED芯片固定在基板上；
沿所述方形LED芯片的方形对角线方向打电极引线，使电极引线的第一端固定在芯片的第一电极上，打线处将电极引线分成主线和尾线两部分；
将电极引线的第二端固定在基板的引脚上。
为了解决本发明的第二个技术问题，本发明提出一种LED电极引线封装结构，包括具有垂直结构的LED芯片，LED芯片为方形片，在LED芯片上表面有第一电极，在第一电极上打有电极引线，打在第一电极上的电极引线包括主线和尾线；所述电极引线沿所述方形片的对角线方向固定在所述第一电极上，所述尾线与所述对角线方向一致。
为了解决本发明的第三个技术问题，本发明提出一种LED数码管，该数码管包括一种LED电极引线封装结构，该结构包括具有垂直结构的LED芯片，LED芯片为方形片，在LED芯片上表面有第一电极，在第一电极上打有电极引线，打在第一电极上的电极引线包括主线和尾线；所述电极引线沿所述方形片的对角线方向固定在所述第一电极上，所述尾线与所述对角线方向一致。
为了解决本发明的第四个技术问题，本发明提出一种LED显示屏。该显示屏包括像素单元，像素单元包括一种LED电极引线封装结构，该结构包括具有垂直结构的LED芯片，LED芯片为方形片，在LED芯片上表面有第一电极，在第一电极上打有电极引线，打在第一电极上的电极引线包括主线和尾线；所述电极引线沿所述方形片的对角线方向固定在所述第一电极上，所述尾线与所述对角线方向一致。
为了解决本发明的第五个技术问题，本发明提出一种COB封装的LED发光器。该COB封装的LED发光器包括具有垂直结构的LED芯片，LED芯片为方形片，在LED芯片上表面有第一电极，在第一电极上打有电极引线，打在第一电极上的电极引线包括主线和尾线；所述电极引线沿所述方形片的对角线方向固定在所述第一电极上，所述尾线与所述对角线方向一致。
优选地：所述LED芯片包括硅衬底、氮化镓、碳化硅或者合金衬底中任一种。
优选地：所述第一电极是N电极。
优选地：所述方形为正方形或者长方形。
优选地：所述LED芯片为蓝光芯片、绿光芯片或者红光芯片。
优选地：所述电极引线为铝线。
本发明显示屏的进一步改进为：
所述像素单元为圆形；
每个像素单元包括位于同一条圆的直径线上的红光芯片、绿光芯片和蓝光芯片三颗方形的LED芯片；
像素单元包括芯片的引脚，每个芯片的引脚位于该芯片的斜角方位，三颗芯片通过各自的电极引线连接到各自的位于基板上的引脚上；
所述三颗芯片均为具有垂直结构的LED芯片，且为方形片，在每颗LED芯片上表面有第一电极，在第一电极上打有电极引线，打在第一电极上的电极引线包括主线和尾线；电极引线沿方形片的对角线方向固定在第一电极上，尾线与对角线方向一致。
对于上述显示屏的进一步改进，由于电极引脚设置在电极的斜方向上，电极引线是斜向连接芯片的第一电极和电极引脚，对于同样长的电极引线，这样需要的像素孔面积就会变小。像素孔面积变小直接带来的好处就是LED显示屏的像素与像素之间的距离可以设计得更近。这样做出来的屏播放出来的画面就会显得更加细腻，可视距离也可以更近一些。
本发明的有益效果：
相比现有技术，本发明提出一种沿芯片对角打线的方案以及相关应用。由于方形的对角线比直角边的长度要长，例如，正方形对角线比边要约长1.4倍，对角打线的时候，尾线可以有更多的安全范围。对于正方形芯片，尾线的长度即使达到原来的1.4倍也是安全的，此种情况，现有技术中的沿边平行方向打线则尾线会超出芯片范围，造成封装过程中短路风险。因此，本发明技术使尾线的长度有一个更广的可操作安全范围，减小了芯片短路的事件发生几率，以提高良品率。本发明可以应用于LED显示屏、数码管和一些发光器等领域，例如发光器为以COB封装形式、打铝线、闪烁的LED发光器，如一些起装饰性作用的快速闪烁的手机装饰灯，以及安装在滚轮上的闪烁彩色LED等。
附图说明
图1是现有技术的结构示意图。
图2是本发明的俯视结构示意图。
图3是图2中实施例沿A-A方向的结构示意图。
图4是现有技术中LED显示屏的像素单元的结构图。
图5是本发明的LED显示屏的像素单元的结构图。
图6是本发明LED显示屏的像素单元的第二个实施例的结构图。
具体实施方式
本发明提出一种LED电极引线的打线方法，其包括以下步骤：将具有垂直电极结构的方形LED芯片固定在基板上；沿方形LED芯片的方形对角线方向打电极引线，使电极引线的第一端固定在芯片的第一电极上，打线处将电极引线分成主线和尾线两部分；将电极引线的第二端固定在基板的引脚上。
本发明LED电极引线封装结构的实施例参见图2和图3所示。LED芯片1为硅衬底垂直结构的LED芯片，硅衬底4的上面为氮化镓外延层3，在外延层3的上面是N型的第一电极2。
芯片1为正方形片，在芯片1的上表面，通过超声焊机将铝材质的电极引线5打在第一电极2上。电极引线5沿正方形对角线焊接在第一电极2上。打线后的电极引线5分成了主线51和尾线50两个部分，尾线50与对角线方向一致。
衬底除了上述硅衬底外，还可以是氮化镓、碳化硅或者合金衬底等，以及其他半导体材料的衬底。
本发明的芯片形状还可以是长方形。
现有技术中，在对打好线封装的芯片进行封装的时候，有些电极引线的尾线会在灌胶的时候被压下紧贴芯片表面，如果尾线过长，其延伸到第一电极下部的外延层如发光层、P型层等将会导致芯片短路，本发明减小了这种情况发生的概率。参看图1和图2，对于正方形的芯片1，本发明技术的这种打线方式相比现有技术的边轴线打线的方式，其电极引线的尾线的长度安全范围可以增加41％(即为原来的根号2倍)，这大大提高了尾线的安全性和减小了由于尾线因素造成的短路几率，以及提高了良品率。
按照本发明的方式打线灌胶做成的包括蓝绿颜色在内的作为指示灯的LED光源，以及应用了这种打线方式的LED光源在内的LED数码管和LED显示屏等均是本发明的保护客体，均在保护范围内。
本发明的LED电极引线的封装结构的一种显示屏的应用举例如下。
参看图4所示为现有技术的一种LED显示屏的一个圆形像素单元(方形像素单元同理)。该像素单元包括RGB三种颜色的LED，每种颜色为一颗正方形LED芯片，它们设在像素圆孔的圆的直径线上。由于电极引线设备和工艺的限制，同一像素点距型号的LED显示屏的电极引线的长度和电极引脚位于孔中的长度一般都比较固定，如图4中引线6的长度设为n，红光引脚7的长度设为m，绿光引脚8的长度设为w，蓝光引脚9的长度为m。设像素孔径为D，因此像素孔径D近似认为是：
D＝2×(w+n)。
本发明提出一种LED显示屏，该屏的像素单元的圆孔参看图5所示。位于基板15上的RGB三颗芯片分布在圆的直径线10上，RGB芯片均为正方形的垂直结构芯片。按照本发明斜向打线技术，以及斜向设置引脚的方案，红光引脚11设置在红光芯片斜向下方向、绿光芯片的右侧边，绿光引脚12设置在绿光芯片斜向上方向、红光芯片的左侧边，蓝光引脚13设置在蓝光芯片斜向上方向、绿光芯片的左侧边。上述引脚相对芯片斜向上或斜向下的偏角为45°。
电极引线14的长度依然为n，引入参数p，而设该像素孔径为D1，则：
设ΔD为现有技术的像素孔径与本发明像素孔径之差，则：
由上计算可得知，本发明技术的像素孔径可以设计得更小，相比现有技术，像素孔径几乎可以再缩小半个引线长度，如图5中虚线圆表示同等条件下现有技术的像素孔的孔径范围。
参看图6所示，如果芯片呈长方形，按照本发明技术，电极引线的向上焊接的偏角更大，这将导致像素孔径更小。图6中，在引线长度相等和引脚长度相等的情况下，虚线框16表示现有技术的正方形芯片的像素单元像素孔的孔径大小，虚线框17表示本发明技术的正方形芯片的像素单元像素孔的孔径大小，实线框18表示本发明技术的长方形芯片的像素单元像素孔的孔径大小。本发明的显示屏要求RGB三颗芯片位于同一条圆的直径线上，在实际应用中，只要RGB三颗芯片位于同一直线上亦可行，不一定要求非要在圆的直径线上。
本发明提出的COB封装的LED发光器，该COB封装的LED发光器包括具有垂直结构的LED芯片，LED芯片为方形片，在LED芯片上表面有第一电极，在第一电极上打有电极引线，打在第一电极上的电极引线包括主线和尾线；电极引线沿方形片的对角线方向固定在第一电极上，尾线与所述对角线方向一致。这种应用，例如应用在手机上，COB封装的LED设在手机四周，手机来电或者播放音乐的时候，这些LED开始闪烁，即手机的“来电闪”功能。又如应用在溜冰鞋和自行车滚轮上的滚动闪，应用在幼儿踩踏鞋上的踩踏闪功能。
本发明提出的LED数码管，该数码管包括上述LED电极引线封装结构，即包括具有垂直结构的LED芯片，LED芯片为方形片，在LED芯片上表面有第一电极，在第一电极上打有电极引线，打在第一电极上的电极引线包括主线和尾线；电极引线沿方形片的对角线方向固定在第一电极上，尾线与对角线方向一致。
Claims (4)
1.一种LED显示屏，包括像素单元，其特征在于：
所述像素单元为圆形；
每个像素单元包括位于同一条圆的直径线上的红光芯片、绿光芯片和蓝光芯片三颗方形的LED芯片；
像素单元包括芯片的引脚，每颗芯片的引脚位于该芯片的斜角方位，三颗芯片通过各自的电极引线连接到各自的位于基板上的引脚上；
所述三颗芯片均为具有垂直结构的LED芯片，在LED芯片上表面有第一电极，在第一电极上打有电极引线，打在第一电极上的电极引线包括主线和尾线，所述电极引线沿所述方形片的对角线方向固定在所述第一电极上，所述尾线与所述对角线方向一致。
2.根据权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于：所述LED芯片包括硅衬底、氮化镓、碳化硅或者合金衬底中任一种。
3.根据权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于：所述第一电极是N电极。
4.根据权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于：所述电极引线为铝线。
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