CN103270612B - Led封装 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及LED封装。本发明的LED封装包括：金属基板，其向两侧切开一部分，从而形成阳极端子和阴极端子；LED芯片，其安装于金属基板的中央部位的上面；以及塑封部，其封装于上述金属基板上，从而将上述LED芯片密封，并且与中央部位上面所突出的透镜部形成一体。

Description

LED封装
技术领域
本发明涉及LED封装，更具体地涉及在金属基板上直接安装LED芯片，从而提高散热效率的LED封装。
背景技术
通常发光二极管（LED：lightemittingdiode，以下称LED）作为一种在半导体pn结内流通电流，从而发出光的二极管，砷化镓（GaAs）是用作红外线的发光二极管，砷镓铝（GaAIAs）是用作红外线或红光的发光二极管，磷砷化镓（GaAsP）是用作红色、橙色、或黄色的发光二极管，磷化镓（GaP）是用作红色、绿色或黄色的发光二极管，氮化镓（GaN）是白色发光二极管，其将稀土类物质铬、铥、铽用作激活离子的荧光体进行混合，从而发出白光。
此外，LED可分为灯型（LampType）LED和表面安装型（SMD：SurfaceMountDiviceType）LED，灯型LED的问题在于，在基板的上侧形成有两个引线框（金属电极），从而安装LED芯片，并且在其外侧用树脂塑封，从而形成透镜，因此热电阻过高，并且散热困难，从而导致功率过大，所以利用起来较为困难。
反之，表面安装型LED在由陶瓷或印制电路板所形成的基板中焊接LED芯片，并且在其上部用树脂塑封，从而形成透镜，与灯型相比，更容易散出在LED芯片所产生的热，并且提高亮度的同时，广泛应用于彩色电光板和照明装置等各种领域。
最近，随着大功率LED芯片的逐渐开发，用于有效地排出LED芯片中所产生的热的技术也随之被开发，为了更提高LED芯片的散热效率，基板由金属材料制作而成，为防止在安装LED芯片时产生短路，在金属基板的上面形成绝缘层后，通过形成于绝缘层上的电路板安装LED芯片，并且通过引线接合等实现电连接。
但是，在金属基板上所形成的绝缘层的导热性差，因此即使使用金属基板也无法避免导热性低的问题。
因此，如果LED芯片的散热无法正常实现，则作为一种半导体部件的LED芯片，因散热波长产生变化，从而产生发黄现象或者光的放射效率会减小，并且在高温下操作时，LED封装的寿命可能会缩短，从而对LED芯片所产生的热量进行散热的结构加以改善是封装结构及工艺的核心。
发明内容
本发明是为解决现有LED封装中所提出的上述诸多缺点和问题而提出的，本发明的目的在于提供一种LED封装，其中，对金属基板的一部分进行切开，从而形成阳极端子和阴极端子，并且在金属基板上直接安装LED芯片，从而提高散热效率。
此外，本发明的另一个目的在于提供一种LED封装，其中，在金属基板上安装LED芯片，并且在形成塑封部的同时一并形成透镜部，由此可简化制造工艺，从而可节省制造单价，并且能够提高透镜特性。
本发明的上述目的通过提供一种LED封装可实现，上述LED封装包括：金属基板，其向两侧切开一部分从而形成阳极端子和阴极端子；LED芯片，其安装于金属基板的中央部位的上面；以及塑封部，其封装于上述金属基板上，从而将上述LED芯片密封，并且与中央部位上面所突出的透镜部形成一体。
上述金属基板的外围部位具备引线框，并且早其内部由板状的芯片安装部构成，并且上述引线框的边角部可形成上述阳极端子和阴极端子，上述阳极端子和阴极端子通过切开部与上述芯片安装部进行短路。
上述阳极端子和阴极端子通过引线接合与上述LED芯片进行电连接。
上述塑封部利用透明环氧模塑料来封装金属基板的上面和LED芯片，并且上述透镜部可与上述塑封部同时形成，从而形成为一体。
此外，在上述塑封部的各个侧面具备遮光膜，并且上述遮光膜在上述塑封部的侧面按照一定厚度进行密封，并且可由黑色系的环氧模塑料构成，以便可对上述LED芯片所发射出的光进行吸收或反射。
并且在上述金属基板上可安装一个以上的LED芯片。
此外，上述金属基板中，在上述LED芯片安装的区域内形成孔洞，从而可在孔洞的底面安装LED芯片，并且上述孔洞的壁体上可形成反射部件，从而可构成为LED芯片中所发射出的光的反射面。
此外，在构成上述金属基板边缘部的上述引线框上按照一定间距形成洞或者槽，因此可增加塑封部的结合力。
如上所述，本发明的LED封装的优点在于，通过在金属材料的基板上直接安装LED芯片，从而可提高LED芯片的散热效率，与此同时，通过提高散热效率对LED芯片的热变形进行最小化，从而可防止发黄现象。
此外，本发明的优点在于，在金属基板上形成塑封部的同时，利用相同材料的树脂一体形成透镜部，从而可简化制造工艺并节省制造单价。
并且，本发明的优点在于，在上述金属基板的芯片安装部形成孔洞，并且通过在其底面安装LED芯片，从而可提高光照射效率。
附图说明
图1是表示根据本发明的的LED封装的截面图。
图2是表示根据本发明的的LED封装的平面图。
图3是表示根据本发明的另一个实施例的LED封装的截面图。
图4是表示根据本发明的另一个实施例的平面图。
图5是表示根据本发明的又另一个实施例的LED封装的截面图。
图6至图10是对根据本发明的LED封装的制造工艺进行示出的工艺图。
具体实施方式
对于根据本发明的LED封装的上述目的的技术构成和作用效果等事项，通过参照示出有本发明的优选实施例的附图的以下详细说明会更加明确理解。
图1是表示根据本发明的LED封装的截面图，图2是表示根据本发明的LED封装的平面图。
如图所示，根据本发明的LED封装100可包括：金属基板110，其具有阳极端子111和阴极端子112；LED芯片120，其安装于金属基板上；塑封部130，其封装于金属基板110上；以及透镜部140，其与塑封部130一体形成。
上述金属基板110可由外围的引线框113和引线框113内侧的芯片安装部114构成，从而引线框113的一部分可由切开的板状体构成。引线框113所切开的一部分和芯片安装部114在结构上进行分离，从而可由阳极端子111和阴极端子112构成。此时，上述阳极端子111和阴极端子112由引线框113的边缘部的一部分切开而形成，并且，优选地，引线框113的边角部被切开，从而可构成与芯片安装部114进行短路的端子。
此时，上述金属基板110可通过对金属板打孔而形成，并且在通过打孔工艺而制成金属基板110时，用于形成阳极端子111和阴极端子112的切开部115和芯片安装部114可同时形成。由此，通过上述切开部115，阳极端子111以及阴极端子112在引线框113上可构成为短路。
上述金属基板110可由热传导性优良的金属材料构成，并且可由铜heavyCu、不锈钢、铝A1、镍Ni、镁Mg、锌Zn、钽Ta，或者以上的合金中的某一种构成。
优选地，在基板的特性上，铝A1材料制作而成，并且在使用铝制成金属基板110的情况下，在金属基板110的芯片安装部114的表面还可形成通过阳极化处理的氧化膜，并且在金属基板110的表面可形成通过氧化膜的薄膜绝缘层。
由此，在通过阳极化处理芯片安装部114的表面的情况下，通过金属基板110和切开部115所短路的阳极端子111和阴极端子112在封装制造时，可还防止与芯片安装部114接触后可能产生的短路。
此外，如图2所示，在金属基板110的引线框113和阳极端子111以及阴极端子112的边缘部上还可形成槽或者洞116。
此时，形成上述槽或者洞116的原因在于，在金属基板110的引线框113上形成塑封部130时，构成塑封部130的塑封材料中的一部分被注入，从而塑封部130可坚固地结合于引线框113上。
在金属基板110的芯片安装部114上的中央部位可至少安装一个以上的LED芯片120。上述芯片安装部120的中央部位所安装的LED芯片120通过引线接合可电连接于阳极端子111以及阴极端子112，上述阳极端子111以及阴极端子112与引线框113进行短路。
此时，当在芯片安装部114安装一枚芯片时，LED芯片120应安装于中央部位，从而可使得芯片安装部114上的发光效率维持均匀。
此外，在金属基板110的芯片安装部114上可安装多个LED芯片120，并且当安装多个LED芯片120时，可按照一定的间距设置成一列或多列。
此外，在安装有LED芯片120的芯片安装部114的金属基板110的上部可形成塑封部130。
塑封部130涂抹有透明的高分子树脂，即透明环氧模塑料，并可对其进行固化而形成，并且根据需要可在透明环氧模塑料中加入荧光物质或者波长变化物质，从而可提高LED芯片120中所发射出的光的折射率，并且通过提高折射率可改善发光效率。
此时，上述塑封部130的上面所形成的透镜部140通过另外的金属模具可与塑封部130同时形成。
此外，优选地，透镜部140形成为与塑封部130相同材料的高分子树脂的透明环氧模塑料。通过与塑封部130同时形成透镜部140，从而省略掉形成透镜部140的工艺，因此可简化制作工艺，并且实际构成塑封部130的透明环氧模塑料的折射率与构成普通透镜的树脂相比具有两倍的密度，从而可确保设计者需要的折射率，因此可提高贯通透镜部140的光的发光效率。
此时，如图1所示，上述透镜部140中，当在芯片安装部114上安装单一LED芯片120时，仅在LED芯片120所安装的区域的上部可形成一定的曲面，并且当在芯片安装部114上安装多个LED芯片120时，可在塑封部130的上面所有区域形成一定的曲面。
以下图3是表示根据本发明的另一个实施例的LED封装的截面图，图4是表示根据本发明的另一个实施例的平面图。
如图所示，本实施例的LED封装100还可形成有包围塑封部130侧面的遮光膜160。
此时，在本实施例的LED封装100中，对与前述实施例的LED封装相同的构成在图示中使用相同的标号，并且省略重复的具体说明。
上述遮光膜160紧密结合于封装部130的各个侧面，从而可形成一定的厚度，并且从上述LED芯片120中所发出的光可由黑色系的环氧模塑料构成，并且上述黑色系的环氧模塑料可吸收或者反射。
由此，通过上述遮光膜160可防止从LED芯片120中所发出的光向塑封部130的侧面漏出。
此时，上述遮光膜160可形成于引线框113和阳极端子111以及阴极端子112的边缘部上，上述引线框113与金属基板110的芯片安装部114进行电连接，上述阳极端子111和阴极端子112在引线框113中通过切开部115进行短路而分离，并且在形成遮光膜160时，因其粘合力的作用下，阳极端子111和阴极端子112与引线框113维持绝缘状态的同时，可构成为支撑塑封部130的一体金属板110。
此外，图5是表示根据本发明的又另一个实施例的LED封装的截面图。
如图所示，本实施例的LED封装100在金属基板110的芯片安装部114所形成的LED芯片120的安装部位形成孔洞，并且可在孔洞170的底面安装LED芯片120。在通过对引线框113和阳极端子111及阴极端子112所形成的金属基板110进行冲压加工的打孔工艺时，可同时形成上述孔洞170。
此外，可在上述孔洞170的内侧壁面上涂覆另外反射部件180。反射部件180将从安装于底面的LED芯片120中所发射出的光进行反射，从而可照射至孔洞170的上部，进而提高LED芯片120的发光效率，并且可实现LED芯片120的稳定安装。
此时，如图5所示，在金属基板110的上部所形成的封装部130可在金属基板110的上部全部范围形成，但仅在孔洞170的内部填充透明环氧模塑料，从而将封装部130的上部可与金属基板的上部形成相同的高度，并且透镜部140在上述封装部130的上部可具有一定曲面并一体形成。
如图3至图4所记载的实施例一样，本实施例也对相同的构成要素使用相同的标号，并且省略对相同构成要素的具体说明。
如上构成的LED封装的制造过程如下。
首先，图6至图10是对根据本发明的LED封装的制作工艺进行示出的工艺图。
如图所示，根据本发明的LED封装制造方法可包括如下步骤：首先，准备裁断为条形的金属部件200；形成在上述金属部件200上按照一定间距形成阳极端子111和阴极端子112的金属基板100；在上述金属基板110的芯片安装部114上安装LED芯片120；将上述LED芯片120与阳极端子111及阴极端子112进行引线接合；以及在上述金属基板110的上部形成塑封部130和透镜部140。
在准备上述金属部件200的步骤中，在上述金属部件200的下面还可安装有构架未图示，并且在安装有构架的状态下，通过使用冲压进行打孔的工艺，可在上述金属部件200上按照一定的间距形成金属基板110。
此时，上述金属基板110可在板状的金属部件200上通过打孔工艺同时形成多个。
上述构架是组成部件，当在金属部件200上完成LED封装的制造后，最终可将其移除，并且在制造LED封装时，在通过冲压工艺制造金属基板110时，上述构架的作用在于固定多个金属基板110。
上述金属基板110由在外围形成引线框113的芯片安装部114构成，并且也可以由阳极端子111和阴极端子112构成，上述阳极端子111和阴极端子112在引线框113的边角部上通过切开部115与芯片安装部114进行短路。
此外，在形成上述金属基板110之后，还可包括如下步骤：在上述金属基板110的引线框113上形成洞或者槽116。
上述槽或者洞116根据引线框113可多个形成一列，并且在形成塑封部130的步骤中，上述金属基板110的上部所固化的塑封材料中的一部分由于注入于槽或者洞116，可实现塑封部130坚固地结合于金属基板110的引线框113上。
接下来，在金属基板110的芯片安装部114的上面安装LED芯片120，但是LED芯片120安装于芯片安装部114的中央部位，并且在芯片安装部114上可设置一个或者一个以上的多个LED芯片120。
并且，在LED芯片120安装于芯片安装部114时，通过将上述LED芯片120与阳极端子111及阴极端子112进行引线接合可实现电连接。
接下来，在上述金属基板110的上部同时形成塑封部130和透镜部140的情况下，上述塑封部130和透镜部140可使用相同材料的树脂，即透明环氧模塑料，从而可同时形成。
对此进行更为详尽的说明则会如下：准备金属模具未图示，上述金属模具在多个金属基板所形成的条形金属部件200展示透镜部140和封装部130的反转形状，并且在金属模具内部注入透明环氧模塑料，并且通过对其进行固化，可同时一体形成封装部130和透镜部140。通过上述工艺可自由实现透镜部140的形状。
最后，在形成上述塑封部130和透镜部140的步骤之后，还可包括如下步骤：在塑封部130的各个侧面形成反光膜160。
反光膜160可紧密结合于透明的塑封部130的侧面而形成，并且可防止从安装于芯片安装部114的LED芯片120中所发射出的光向塑封部130的侧面漏出。
由此，在形成于金属部件200上的多个金属基板110上形成塑封部130和透镜部140，并且在上述塑封部130的侧面形成反光膜160后，还包括如下步骤：沿着形成于金属基板110两侧部位的划痕线L进行切断，并且切断划痕线L后，从而可完成一个LED封装的制造。
此时，在上述金属基板形成的步骤中，在利用冲压进行打孔工艺时，在金属基板110的芯片安装部114的中央部位通过冲压可形成孔洞，并且可在孔洞的底面安装LED芯片120。
此外，可在上述孔洞的内侧面上还形成反射部件，从而反射从LED芯片120中所发射出的光，进而可将发射光向上照射至孔洞的上部，从而可更提高LED芯片120的发光效率。
以上说明是对本发明的各个优选实施例进行的，对于本发明所属技术领域中具有一般知识的人员，在不脱离本发明的技术思想范围内，可进行各种置换、变形、变更，但是上述置换、变更等包括于以下的请求范围之内。

Claims (9)

1.一种LED封装，其包括：
金属基板，其向两侧切开一部分，从而形成阳极端子和阴极端子；
LED芯片，其安装于金属基板的中央部位的上面；
塑封部，其封装于上述金属基板上，从而将上述LED芯片密封，并且与中央部位上面所突出的透镜部一体形成；以及
上述金属基板的外围部位具备引线框，并且在其内部由板状的芯片安装部构成，并且在上述引线框的边角部形成上述阳极端子以及阴极端子，上述阳极端子以及阴极端子通过切开部与上述芯片安装部进行绝缘。
2.根据权利要求1所述的LED封装，其特征在于：
上述阳极端子和阴极端子通过引线接合与上述LED芯片进行电连接。
3.根据权利要求1所述的LED封装，其特征在于：
上述塑封部中，利用透明环氧模塑料来封装上述金属基板的上面和LED芯片，并且上述透镜部与上述塑封部同时形成。
4.根据权利要求1所述的LED封装，其特征在于：
在上述塑封部的各个侧面具备遮光膜，上述遮光膜与上述塑封部紧密结合。
5.根据权利要求4所述的LED封装，其特征在于：
上述遮光膜由可吸收或者反射光的环氧模塑料构成。
6.根据权利要求1所述的LED封装，其特征在于：
多个上述LED芯片按照一定的间距设置于上述芯片安装部的上面。
7.根据权利要求1所述的LED封装，其特征在于：
上述金属基板在上述芯片安装部形成孔洞，并且LED芯片安装于上述孔洞的底面。
8.根据权利要求7所述的LED封装，其特征在于：
在上述孔洞的内侧壁面形成反射部件。
9.根据权利要求1所述的LED封装的特征在于：
在上述金属基板的引线框上按照一列形成多个洞或者槽。
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