CN102024881A - 发光二极管 - Google Patents

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王文兵
詹明伟
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Abstract

本发明揭露一种发光二极管。发光二极管电性连接电路板。发光二极管包括发光芯片、封装件、引脚以及隔热件。封装件封装发光芯片。引脚耦接发光芯片和电路板。引脚与封装件形成第一交接处。引脚与电路板形成第二交接处。隔热件位于第一交接处和第二交接处之间。

Description

发光二极管
技术领域
本发明有关于一种发光二极管，且特别是有关于一种防止死灯现象的发光二极管。
背景技术
发光二极管(light emitting diode，LED)是一类可直接将电能转化为可见光和辐射能的发光器件。由于LED具有工作电压低、耗电量小、发光效率高、体积小等一系列特性，因此已经成为日常生活中十分普及的产品。
在LED产业链接中，上游是LED衬底及其芯片的生产，中游为LED芯片的设计及制造，下游为LED的封装与测试。随着LED的越来越普及，LED的上、中游产业受到前所未有的重视，进一步推动了下游封装技术的产业发展。
LED的封装技术主要包括引脚式封装和表面贴装封装。LED引脚式封装采用引线架作各种封装外型的引脚，是最先研发成功并投放市场的封装结构，品种数量繁多，技术成熟度较高。引脚式封装技术被大多数客户认为是目前LED封装技术中最方便、最经济的解决方案。
在引脚式封装工艺中，LED的引脚通过波峰焊接的方式来与电路板结合。LED在经过270℃高温的波峰焊接时，一部分热量通过引脚传递至封装件，致使封装件与引脚交接处的温度达到155℃。由于封装件的主要材料为环氧树脂，其耐热范围上限仅为130+10℃。故此时封装件温度已经超出其本身的耐热范围，造成封装件特性改变及热膨胀变化，从而产生较大的内应力，超过了LED内部金线的承受拉力。如此则致使金线断裂，从而造成LED死灯。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发光二极管，以改善现有技术的缺失。
本发明提出的发光二极管电性连接电路板。发光二极管包括发光芯片、封装件、引脚以及隔热件。封装件封装发光芯片。引脚耦接发光芯片和电路板。引脚与封装件形成第一交接处。引脚与电路板形成第二交接处。隔热件位于第一交接处和第二交接处之间。
本发明有益效果为，通过设置隔热件使得封装件温度降至其耐热范围以内。在不改变封装件原本特性以及不降低波峰焊接温度的条件下，即可满足封装工艺，避免了发光二极管封装过程中的死灯现象。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1所示为本发明第一较佳实施例的发光二极管的示意图。
图2所示为本发明第二较佳实施例的发光二极管的示意图。
具体实施方式
图1所示为本发明第一较佳实施例的发光二极管的示意图。本实施例所提供的发光二极管1电性连接电路板3。发光二极管1包括发光芯片11、封装件12、引脚13以及隔热件14。本发明对引脚13和隔热件14的数量不作任何限定，隔热件14的数量可根据引脚13的数量相对应设置。
于本实施例中，封装件12封装发光芯片11。引脚13耦接发光芯片11和电路板3。引脚13与封装件12形成第一交接处A。引脚13与电路板3形成第二交接处B。隔热件14位于第一交接处A和第二交接处B之间的任一位置，该位置不包括第一交接处A和第二交接处B。
于本实施例中，封装件12的主要材料为环氧树脂(Epoxy)。环氧树脂作为非晶态高分子材料，按其力学性质分为玻璃态、高弹态和粘流态三种状态。玻璃化转变是指非晶态高分子材料在高弹态和玻璃态之间的转变，对应的转变温度称为玻璃转移温度(glass transition temperature，Tg)。
当玻璃态高分子在Tg温度发生转变时，其模量降落达3个数量级，使材料从坚硬的固体突然变成柔软的弹性体，完全改变了材料的使用性能。高分子的很多物理性质，如体积(比体积)、热力学性质(比热容、焓)和电磁性质(介电常数和介电损耗、核磁共振吸收谱线宽度等)均有明显的变化。
为保持环氧树脂特性，封装件的耐热温度上限为Tg+10℃。当超出该耐热温度上限时，环氧树脂因热容量、热膨胀系数等的急剧变化而发生热膨胀，从而产生较大的内应力，导致内部金线(图未示)断裂。
于本实施例中，在发光二极管1进行引脚式封装的过程中，引脚13首先通过电路板上一通孔(图未示)插入至电路板3中。然后通过波峰焊接和电路板3相结合。
于本实施例中，当发光二极管1进行波峰焊接时，一部分热量从第二交接处B通过引脚13向上传递。当热量传至隔热件14时，受到隔热件14的阻隔，致使较少的热量传递至第一交接处A。从而使得第一交接处A的温度低于环氧树脂的耐热温度上限。
于本实施例中，隔热件14的材料为红胶或紫外光固化胶。然而本发明不仅限于此，任何具有隔热性能的材料均可作为隔热件。红胶主要是由环氧树脂、硬化剂、颜料以及填充料组成。紫外光固化胶主要是由齐聚体、单体、光引发剂以及各种助剂组成。
于本实施例中，隔热件14所处的位置不包括第一交接处A和第二交接处B。如果隔热件14设于第一交接处A，则不能有效地确保第一交接处A的温度在环氧树脂的耐热温度以内。如果隔热件14设于第二交接处B，则容易致使电路板3上的通孔不能很好的吃锡，从而导致引脚13与电路板3结合不牢固。
图2所示为本发明第二较佳实施例的发光二极管的示意图。本实施例所提供的发光二极管2电性连接电路板4。发光二极管2包括发光芯片21、封装件22、引脚23、隔热件24、金线25以及包覆件26。于本实施例中，引脚23和隔热件24的数量为二，然而，本发明对此不作任何限定。本发明对金线25和包覆件26的数量亦不作任何限定。
于本实施例中，发光芯片21、封装件22、隔热件24皆为第一实施例所述，在此不再赘述。以下仅就不同之处予以说明。
于本实施例中，引脚23为L型引线架，用以支撑发光芯片21和耦接发光芯片21和电路板4。引脚23分别具有一弯折处C。为方便设置，于本实施例中，隔热件24可设于弯折处C。然而，本发明对此不作任何限定。
于本实施例中，金线25耦接发光芯片21和引脚23。包覆件26包覆部分引脚23。包覆件26用以保护引脚23并固定封装件22，同时兼具美化外观的作用。
于本实施例中，通过比较发光二极管2的引脚23在吃锡时裸露以及包覆了隔热件24这两种状态下第一交接处A的温度变化，来说明本发明的有益效果。
在第一种状态下(发光二极管2的引脚23在吃锡时裸露)，取一个发光二极管2进行实验。首先，将发光二极管2去除包覆件26，同时在第一交接处A焊接一感温线。接着将发光二极管2和电路板4通过270℃的波峰焊接5秒钟。然后通过感温线测量第一交接处A的温度。
本实验的波峰焊接高温工艺为270℃。然而，本发明并不以此为限，所属技术领域的技术人员可将本发明实施例所提供的发光二极管2应用至任意高温工艺。
本实验中发光二极管2的封装件22的Tg为130℃。即封装件22的耐热温度上限为140℃。然而本发明并不以此为限。
本实验中使用的隔热件24为红胶。然而本发明并不以此为限。任何具有隔热性能的材料均可作为隔热件，例如紫外光固化胶。
实验结果表明，当引脚23裸露在锡波中时，感温线测得第一交接处A的温度为155℃。
对应地，在引脚23的弯折处C设了隔热件24后，感温线测得第一交接处A的温度为131℃。
可见，在引脚23的弯折处C设置了隔热件24后，第一交接处A的温度从155℃下降到了131℃，即第一交接处A的温度从封装件22的耐热温度上限以上下降到耐热温度上限以内。由此，有效地避免了发光二极管封装过程中由于高温引起金线断裂造成的死灯现象。
综上所述，本实施例所提供的发光二极管通过设置隔热件使得封装件温度降至其耐热范围以内。在不改变环氧树脂和金线原本特性以及不降低波峰焊接温度的条件下，即可满足封装工艺，避免了发光二极管封装过程中的死灯现象。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (6)

1.一种发光二极管，电性连接电路板，其特征是，上述发光二极管包括：
发光芯片；
封装件，封装上述发光芯片；
引脚，耦接上述发光芯片和上述电路板，上述引脚与上述封装件形成第一交接处，上述引脚与上述电路板形成第二交接处；以及
隔热件，位于上述第一交接处和上述第二交接处之间。
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征是，上述引脚为L型。
3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征是，上述隔热件位于上述L型的弯折处。
4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征是，上述发光二极管还包括金线和包覆件，上述金线耦接上述发光芯片和上述引脚，上述包覆件包覆部分上述引脚。
5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征是，上述隔热件的材料为红胶或紫外光固化胶。
6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征是，上述封装件的材料为环氧树脂，其玻璃转移温度为130摄氏度。
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