CN102447035B - 发光二极管、制造该发光二极管的模具及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发光二极管，其包括顶部设置有电极的第一基板及顶部设置有发光二极管芯片的第二基板；该发光二极管芯片通过导线与电极相连，该第一基板的上方设置有用于覆盖所述导线及电极的第一封装层，该第二基板的上方设置有用于覆盖所述发光二极管芯片的荧光层。本发明还提供一种制造该发光二极管的模具及方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光二极管、制造该发光二极管的模具及方法。
背景技术
一般发光二极管(大陆案就采用大陆的习惯)通常采用压模技术进行封装。然而，在压模过程中容易使发光二极管芯片或连接电极的导线受到损坏，为了避免发光二极管芯片或导线受损，在压模前涂覆在发光二极管芯片上方的荧光材料或封装材料的厚度需要远远高于导线的顶端，从而耗费过多的荧光材料或封装材料且不利于发光二极管的薄型化。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种可避免损坏发光二极管芯片和导线的薄型化发光二极管及制造该发光二极管的模具和方法。
一种发光二极管，其包括顶部设置有电极的第一基板及顶部设置有发光二极管芯片的第二基板；该发光二极管芯片通过导线与电极相连，该第一基板的上方设置有用于覆盖所述导线及电极的第一封装层，该第二基板的上方设置有用于覆盖所述发光二极管芯片的荧光层。
一种制造上述发光二极管的模具，其包括用于承载第一基板的固定部及用于承载第二基板的移动部；该固定部与移动部共同围成一向上开口的容置槽；该移动部相对于固定部上下移动以先在第二基板与固定部之间形成空隙用于填充第一封装层，再在该第一封装层与第二基板之间形成凹陷部用于填充荧光层。
一种发光二极管的制造方法，该制造方法包括如下步骤：
提供顶部设置有电极的第一基板、第二基板及模具，该模具包括用于承载第一基板的固定部及用于承载第二基板的移动部；
在第二基板上设置发光二极管芯片，并设置导线使该发光二极管芯片与电极电连接；
向上移动所述移动部以在第二基板与固定部之间形成空隙；
在所述空隙内设置第一封装层以覆盖所述电极及导线；
将所述移动部移回与固定部平行的位置以在所述第一封装层与第二基板之间形成凹陷部；
在所述凹陷部内设置荧光层以覆盖所述发光二极管芯片；
将成形好的发光二极管从模具中分离出来。
相对于现有技术，本发明所提供的发光二极管、制造发光二极管的模具及方法利用分立设置的第一基板及第二基板配合模具中可上下移动的移动部，以在制造过程中依次形成具有固定形状的空隙和凹陷部，从而可通过注胶的方式分别在第一基板和第二基板上成形第一封装层和荧光层，避免了采用压模方式成形而对发光二极管芯片或导线所造成的损坏，并能有效地控制第一封装层及荧光层的厚度而避免对荧光材料或封装材料造成的浪费。
附图说明
图1为本发明实施方式所提供的发光二极管的结构示意图。
图2为本发明实施方式所提供的发光二极管制造方法的步骤流程图。
图3为图2中所示步骤S801的示意图。
图4为图2中所示步骤S802的示意图。
图5为图2中所示步骤S803的示意图。
图6为图2中所示步骤S804的示意图。
图7为图2中所示步骤S805的示意图。
图8为图2中所示步骤S806的示意图。
图9为图2中所示步骤S807的示意图。
图10为图2中所示步骤S808的示意图。
图11为图2中所示步骤S809的示意图。
图12-13为图2中所示步骤S810的示意图。
主要元件符号说明
发光二极管 1
第一基板 10
第二基板 12
导线 14
外接电极 15
第二封装层 16
陶瓷基板 17
金属薄膜 18
第一电极 100
第二电极 101
第一封装层 102
发光二极管芯片 120
荧光层 122
模具 2
固定部 20
移动部 22
底板 23
侧壁 24
容置槽 25
空隙 26
凹陷部 27
具体实施方式
如图1所示，本发明实施方式所提供的发光二极管1包括第一基板10、第二基板12及发光二极管芯片120，所述第一基板10与所述第二基板12的厚度相同，所述第一基板10顶部的相对两侧分别设置有第一电极100和第二电极101，所述第二基板12的顶部设置该发光二极管芯片120。所述发光二极管芯片120与第一电极100和第二电极101之间分别通过导线14来实现电连接。在本实施方式中，所述第二基板12嵌入第一基板10中部的通孔内。
所述第一基板10上设置有第一封装层102，该第一封装层102覆盖住该第一基板10的部分上表面、该第一电极100、该第二电极101及部分导线14，以增加导线14与第一电极100和第二电极101之间的连接强度，从而提高该发光二极管1的可靠度。所述第一封装层102可为透光材质，例如聚甲基丙烯酸甲酯树脂、甲基丙烯酸树脂、聚丙烯酸树脂、聚碳酸酯或聚乙烯树脂等。
所述第二基板12上设置有荧光层122，该荧光层122覆盖住该第二基板12的部分上表面及该发光二极管芯片120，以将所述发光二极管芯片120所发出的光线转变为特定波长的光线而向外辐射。所述荧光层122的材料可为硫化物、铝酸盐、氧化物、硅酸盐或氮化物。具体地，所述荧光层122的化学成分为：Ca2Al12O9:Mn、(Ca，Sr，Ba)Al2O4:Eu、Y3Al5O12:Ce3+(YAG)、Tb3Al5O12:Ce3+(TAG)、BaMgAl10O17:Eu2+(Mn2+)、Ca2Si5N8:Eu2+、(Ca，Sr，Ba)S:Eu2+、(Mg，Ca，Sr，Ba)2SiO4:Eu2+、(Mg，Ca，Sr，Ba)3Si2O7:Eu2+、Ca8Mg(SiO4)4C12:Eu2+、Y2O2S:Eu3+、CdS、CdTe或CdSe。
优选地，所述荧光层122的顶面与所述第一封装层102的顶面上还可以覆盖透光的第二封装层16，以进一步保护所述发光二极管芯片120和导线14。所述第二封装层16可选择与第一封装层102相同或相异的透光材料。所述第二封装层16、荧光层122及第一封装层102的厚度可以根据需要在制造过程中进行调整。
优选地，所述第一基板10与第二基板12之间设置有金属薄膜18，该金属薄膜18分别与第一基板10及第二基板12相接触的表面形成有共晶界面，从而增加第一基板10与第二基板12之间的连接强度。
优选地，如图12及图13所示，所述发光二极管1的底部可设置有横跨第一基板10及第二基板12的外接电极15，该外接电极15分别与第一基板10顶部的第一电极100和第二电极101相连接以使得所述发光二极管1形成表面贴装元件(Surface Mounted Device，SMD)。此外，如果所述第一基板10及第二基板12的材料为陶瓷，也可在发光二极管1的底部通过烧结工艺设置横跨第一基板10及第二基板12的另一陶瓷基板17。
可以理解的是，本发明中第一基板10与第二基板12的组合方式还可以为除本实施方式以外的其它方式，例如：第二基板12的两侧分别设置并行排列的第一基板10，而不限于本实施方式中所描述的组合方式。
如图2所示，该发光二极管1的制造方法包括如下步骤：
步骤S801，请一并参阅图3，提供如上所述的第一基板10、第二基板12及模具2。
该模具2包括用于承载第一基板10的固定部20及用于承载第二基板12的移动部22，该固定部20包括底板23及位于底板23相对两侧的侧壁24。该底板23中部开设有收容该移动部22的通孔。该移动部22收容于该底板23的通孔使得该固定部20与移动部22围成一向上开口的容置槽25，该移动部22可相对于固定部20沿垂直于底板23的方向上下移动。
在本实施方式中，所述移动部22设置于固定部20中部所开设的通孔内，所述移动部22与固定部20所围成的容置槽25的形状为矩形。可以理解的是，所述移动部22及固定部20的个数、相互间的位置关系及移动部22与固定部20所围成的容置槽25的形状可以根据所要制造的发光二极管1的形状和结构进行调整而不限于本实施方式所公开的情形。
将所述第一基板10放置在所述模具2的固定部20上，所述第二基板12放置在所述模具2的移动部22上；所述第一基板10、第二基板12与模具2之间可涂覆低熔点的焊料，以在制造过程中加强所述第一基板10、第二基板12与模具2之间的牢固度。步骤S802，请一并参阅图4，在所述第二基板12上设置发光二极管芯片120，并设置导线14使该发光二极管芯片120分别与第一基板10上的第一电极100和第二电极101电连接。
步骤S803，请一并参阅图5，向上移动模具2的移动部22，使得所述第二基板12高于第一基板10，所述发光二极管芯片120高于第一基板10上的第一电极100和第二电极101。
步骤S804，请一并参阅图6，可选择地，在所述第二基板12与第一基板10相邻的侧面上设置金属薄膜18。该金属薄膜18以使得在下面的步骤中该第二基板12更容易与第一封装层102脱离；其次，所述金属薄膜18与第一基板10和第二基板12之间还分别形成有共晶界面，从而进一步加强第一基板10与第二基板12之间的连接强度。步骤S805，请一并参阅图7，在所述第二基板12与固定部20的侧壁24之间所形成的空隙26内填充第一封装层102以覆盖住第一基板10上的部分导线14、第一电极100及第二电极101。所述第一封装层102用于增加导线14与第一电极100和第二电极101之间的连接强度；因为所述空隙26具有固定的形状，所以可以通过注胶的方式形成所述第一封装层102而不需要经过压模过程，从而避免在压模时可能对导线14造成的损坏；其次，所述第一封装层102的厚度可以通过控制注胶量或移动部22向上的位移量进行调整。
步骤S806，请一并参阅图8，将所述移动部22移回与固定部20平行的位置，此时所述第一封装层102与第二基板12之间形成一凹陷部27。
步骤S807，请一并参阅图9，在所述凹陷部27内通过注胶的方法形成荧光层122以覆盖住第二基板12上的发光二极管芯片120；同样地，该荧光层122不需要通过压模来成形，从而避免在压模时可能对发光二极管芯片120造成的损坏；该荧光层122的厚度与所述第一封装层102相同以使所述荧光层122的顶面与第一封装层102的顶面保持平整。
步骤S808，请一并参阅图10，可选择地，在所述荧光层122和第一封装层102的上方覆盖透光的第二封装层16，以进一步保护所述发光二极管芯片120和导线14；该第二封装层16的厚度可根据需要进行调整。
步骤S809，请一并参阅图11，将成形好的发光二极管1从模具2中分离出来；如果之前在第一基板10、第二基板12与模具2之间涂有低熔点焊料的，在此步骤需要增加模具2的温度以溶化焊料使得所述第一基板10与第二基板12从模具2中分离出来。
步骤S810，请一并参阅图12和图13，可选择地，在发光二极管1的底部设置横跨第一基板10及第二基板12的外接电极15，所述外接电极15分别与第一基板10顶部的第一电极100和第二电极101相连接，使得所述发光二极管1形成表面贴装元件(Surface Mounted Device，SMD)；而且，所述外接电极15也可以增加第一基板10与第二基板12之间的连接强度。此外，如果所述第一基板10及第二基板12的材料为陶瓷，也可在发光二极管1的底部通过烧结工艺设置横跨第一基板10及第二基板12的另一陶瓷基板17。
本发明所提供的发光二极管1、制造发光二极管的模具2及方法利用设置的可分离的第一基板10及第二基板12配合模具2中可上下移动的移动部22，可在制造发光二极管1的过程中依次形成具有固定形状的空隙26和凹陷部27，进而通过注胶的方式使该第一封装层102可仅覆盖该第一基板10，荧光层122仅覆盖该第二基板20。另外，本发明的方法还避免了采用压模方式成形而对发光二极管芯片120或导线14所造成的损坏，并能有效地控制第一封装层102及荧光层122的厚度而避免对荧光材料或封装材料造成的浪费。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (13)
1.一种制造发光二极管的模具，其包括用于承载第一基板的固定部及用于承载第二基板的移动部，该固定部与移动部共同围成一向上开口的容置槽，该移动部相对于固定部上下移动以先在第二基板与固定部之间形成空隙用于填充第一封装层，再在该第一封装层与第二基板之间形成凹陷部用于填充荧光层；所述发光二极管包括顶部设置有电极的第一基板及顶部设置有发光二极管芯片的第二基板，该发光二极管芯片通过导线与电极相连，该第一基板的上方设置有用于覆盖所述导线及电极的第一封装层，该第二基板的上方设置有用于覆盖所述发光二极管芯片的荧光层，所述第二基板嵌入第一基板中部的通孔内，所述第一基板与第二基板之间设置有金属薄膜，该金属薄膜分别与第一基板及第二基板相接触的表面形成共晶界面。
2.如权利要求1所述的模具，其特征在于：所述发光二极管进一步包括覆盖所述荧光层与第一封装层的第二封装层。
3.如权利要求2所述的模具，其特征在于：所述第一封装层及第二封装层为透光材质。
4.如权利要求1所述的模具，其特征在于：所述发光二极管进一步包括外接电极，所述外接电极横跨第一基板及第二基板并与所述第一基板顶部的电极相连。
5.如权利要求1所述的模具，其特征在于：所述第一基板及第二基板为陶瓷，所述发光二极管的底部通过烧结工艺设置横跨第一基板及第二基板的另一陶瓷基板。
6.如权利要求1所述的模具，其特征在于：所述固定部包括底板及位于底板相对两侧的侧壁，该底板的中部开设有通孔，该移动部收容于该底板的通孔内，该移动部沿垂直于底板的方向上下移动。
7.一种发光二极管制造方法，该制造方法包括如下步骤：
提供顶部设置有电极的第一基板、第二基板及模具，该模具包括用于承载第一基板的固定部及用于承载第二基板的移动部；
在第二基板上设置发光二极管芯片，并设置导线使该发光二极管芯片与电极电连接；
向上移动所述移动部以在第二基板与固定部之间形成空隙；
在所述空隙内设置第一封装层以覆盖所述电极及导线；
将所述移动部移回与固定部平行的位置以在所述第一封装层与第二基板之间形成凹陷部；
在所述凹陷部内设置荧光层以覆盖所述发光二极管芯片；
将成形好的发光二极管从模具中分离出来。
8.如权利要求7所述的发光二极管制造方法，其特征在于：所述第一基板、第二基板与模具之间涂覆有低熔点的焊料，在将发光二极管从模具中分离出来时，增加模具的温度以溶化焊料。
9.如权利要求7所述的发光二极管制造方法，其特征在于：所述第二基板与第一基板相邻的侧面上设置金属薄膜。
10.如权利要求7所述的发光二极管制造方法，其特征在于：进一步包括在所述荧光层和所述第一封装层的上方覆盖透光的第二封装层。
11.如权利要求7所述的发光二极管制造方法，其特征在于：进一步包括在发光二极管的底部设置横跨第一基板及第二基板并与所述第一基板顶部的电极相连的外接电极。
12.如权利要求7所述的发光二极管制造方法，其特征在于：所述第一基板及第二基板为陶瓷，在分离出的发光二极管的底部通过烧结工艺设置横跨第一基板及第二基板的另一陶瓷基板。
13.如权利要求7所述的发光二极管制造方法，其特征在于：所述第一封装层及荧光层采用注胶的方式进行设置。
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