CN103682019B - 发光二极管及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管，其包括基板、嵌设于基板的第一电极组合、第二电极组合、以及电性连接至第一电极组合及第二电极组合的若干发光二极管晶粒，所述第一电极组合包括间隔设置的第一电极及第二电极，所述第一电极及第二电极嵌设于基板，且其下表面外露于基板，所述第二电极组合位于第一、第二电极之间，其包括第三电极，所述第三电极嵌设于所述基板，且其下表面位于所述基板内，所述发光二极管晶粒电性连接所述第一电极、第二电极、第三电极。本发明还涉及一种发光二极管的制造方法。

Description

发光二极管及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种发光元件及其制造方法，特别设计一种发光二极管及其制造方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种可将电流转换成特定波长范围的光的半导体元件，凭借其发光效率高、体积小、重量轻、环保等优点，已被广泛地应用到当前的各个领域当中。
现有的发光二极管，通常包括一基板，设置于基板上的若干个间隔的第一电极及第二电极，若干分别电性连接至第一电极及第二电极的发光二极管晶粒，这些发光二极管晶粒可根据需要组成串联、并联或串、并联状态。
由于传统的发光二极管的第一电极及第二电极与外界电路板装设时，每一电极通过焊料焊接至外界电路板。这样一来，一方面，需要重复大量的焊接操作，浪费工时；另一方面，由于相邻的电极之间距离较小，在焊接过程中容易因相邻的电极上的焊料粘连而导致相邻电极短路，从而损坏发光二极管。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种安全性高的发光二极管及其制造方法。
一种发光二极管，其包括基板、嵌设于基板的第一电极组合、第二电极组合、以及电性连接至第一电极组合及第二电极组合的若干发光二极管晶粒，所述第一电极组合包括间隔设置的第一电极及第二电极，所述第一电极及第二电极嵌设于基板，且其下表面外露于基板，所述第二电极组合位于第一、第二电极之间，其包括第三电极，所述第三电极嵌设于所述基板，且其下表面位于所述基板内，所述发光二极管晶粒电性连接所述第一电极、第二电极、第三电极。
一种发光二极管的制造方法，其包括以下步骤：
提供组接框，所述组接框包括内空的导线架、围设于所述导线架内且间隔设置的第一电极组合及第二电极组合及连接所述第一电极组合及第二电极组合的金属支架，所述第一电极组合包括间隔的第一电极及第二电极，所述第二电极组合包括第三电极；
在所述组接框内的间隔区域内形成基板，且使第一电极组合及第二电极组合均嵌设于所述基板，所述第一电极及第二电极的上表面及下表面分别外露于基板，所述第三电极上表面外露于基板，其下表面位于所述基板内部；
提供发光二极管晶粒，并将所述发光二极管晶粒电性连接至第一电极组合及第二电极组合；
切割所述组接框及基板形成多个发光二极管。
上述发光二极管中，由于所述第一电极组合的第一电极及第二电极的下表面外露于所述基板，而第三电极的下表面收容于所述基板的内部，因此，在该第一电极与第二电极在焊接至外界电路时，第三电极被基板阻隔而不与焊料粘接，且由于所述第二电极组合位于第一、第二电极之间，第一电极与第二电极之间因为距离较大，其上的焊料也不易于粘连在一起，从而避免导致整个发光二极管短路连接，有利于提高了该发光二极管的安全使用性。
下面参照附图，结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1为本发明第一实施例中的发光二极管的立体图。
图2为图1所示的发光二极管沿II-II线的剖视图。
图3至图9为本发明的发光二极管的制造方法步骤示意图。
主要元件符号说明
发光二极管 1
组接框 2
第一电极组合 11
第二电极组合 13
基板 20
主体部 21
间隔部 23
发光二极管晶粒 30
封装体 40
通孔 41
金属支架 50
连接条 51、53、55
第一电极 111
第二电极 113
第三电极 131
第四电极 133
本体部 231
凸伸部 233
收容部 251、252、253、254
金属引线 301、303
第一主体部 1111
第一支撑部 1113
第二主体部 1131
第二支撑部 1133
第三主体部 1311
第三支撑部 1313
第四主体部 1331
第四支撑部 1333
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参见图1，本发明第一实施例中的发光二极管1，其包括一基板20、嵌设于基板20的一第一电极组合11、一第二电极组合13、电性连接至第一电极组合11及第二电极组合13的若干发光二极管晶粒30及覆盖所述第一电极组合11及第二电极组合13的一封装体40。
请一并参见图2，该第一电极组合11与第二电极组合13间隔设置，且沿所述发光二极管1的纵向位于同一直线上。该第一电极组合11包括一第一电极111及与该第一电极111间隔的第二电极113。该第二电极组合13位于该第一电极111与第二电极113之间，且包括间隔的第三电极131及第四电极133。该第一电极111、第二电极113的高度大于第三电极131、第四电极133的高度。该第一电极111、第二电极113以及第三电极131、第四电极133沿发光二极管1上的II-II线的纵截面均呈“T”型。
该第一电极111与第二电极113自所述基板20的顶面朝向底面延伸的厚度相等，且该第一电极111及第二电极113的上表面及下表面均外露于所述基板20的顶面及底面。该第一电极111及第二电极113外露于基板的下表面用以与焊料配合。
所述第一电极111包括一第一主体部1111及自该第一主体部1111下表面中部斜向下向内延伸的一第一支撑部1113。该第一主体部1111为长方形板体。该第一支撑部1113各处的横截面为矩形，且其沿发光二极管1的横向或纵向的截面均呈梯形。该第一支撑部1113的宽度自靠近第一主体部1111的顶端向远离第一主体部1111的底端方向逐渐减小。
所述第二电极113与第一电极111的结构类似，且该第二电极113沿发光二极管1纵向延伸的长度大于第一电极111沿发光二极管1纵向延伸的长度。该第二电极113沿发光二极管1横向延伸的宽度等于第一电极111沿发光二极管1横向延伸的宽度。
所述第二电极113包括一第二主体部1131及自该第二主体部1131下表面中部斜向下向内延伸的一第二支撑部1133。该第二主体部1131为长方形板体，且与第一主体部1111的厚度相等。该第二支撑部1133各处的横截面为矩形，且其沿发光二极管1横向或纵向的截面均梯形。该第二支撑部1133的宽度自靠近第二主体部1131的顶端向远离第二主体部1131的底端方向逐渐减小。该第二支撑部1133自第二主体部1131下表面竖直向下延伸的高度等于所述第一支撑部1113自第一主体部1111下表面竖直向下延伸的高度。
所述第三电极131与第四电极133之间通过金属支架50连接，其厚度相等且小于第一电极111与第二电极113的厚度。该第三电极131及第四电极133的上表面均外露于所述基板20的顶面，下表面均位于基板20内部。第三电极131外露于基板20的上表面用以承载所述发光二极管晶粒30。
所述第三电极131与所述第一电极组合11的第二电极113的结构类似，其包括一第三主体部1311、自该第三主体部1311下表面斜向下向内延伸的第三支撑部1313。其中，所述第三主体部1311的厚度等于所述第一主体部1111或第二主体部1131的厚度；所述第三支撑部1313自第三主体部1311下表面竖直向下延伸的高度小于所述第二支撑部1133自第二主体部1131下表面竖直向下延伸的高度。
所述第四电极133与所述第一电极组合11的第一电极111的结构类似，其包括一第四主体部1331、自该第四主体部1331下表面中部斜向下向内延伸的第四支撑部1333。其中，所述第四主体部1331的厚度等于所述第一主体部1111或第二主体部1131的厚度；所述第四支撑部1333自第四主体部1331下表面竖直向下延伸的高度小于所述第一支撑部1113自第一主体部1111下表面竖直向下延伸的高度。如此，则第一电极111及第二电极113的下表面在同一平面内，第三电极131及第四电极133的下表面在另一平面内，且两个平面之间具有一高度差。
所述基板20包括一主体部21及自该主体部21的上表面向上间隔凸设的间隔部23。二相邻的间隔部23之间形成若干收容部251、252、253、254。这些收容部251、252、253、254沿发光二极管1上的II-II线的界面呈“T”字型，其沿发光二极管1纵向的宽度沿其厚度方向自上向下逐渐减小。
这些收容部251、252、253、254分别与所述第一电极111、第三电极131、第四电极133、第二电极113对应设置，且对应收容该第一电极111、第三电极131、第四电极133及第二电极113于其内。
所述主体部21为一纵长的板体，其位于所述第三电极131及第四电极133下表面所在的平面与所述第一电极111及第二电极113下表面所在的平面之间，且沿发光二极管1横向方向延伸。
该主体部21的纵截面为梯形。该主体部21的上表面与所述第三电极131及第四电极133的下表面平齐；其下表面与所述第一电极111及第二电极113的下表面平齐。该主体部21沿发光二极管1纵向延伸的宽度自其上表面向下表面逐渐减小。
所述间隔部23沿发光二极管1纵向的截面均大致呈“凸”字型。该间隔部23沿第一电极111、第二电极113、第三电极131以及第四电极133之间的间隔区沿发光二极管1横向延伸。
该间隔部23包括一本体部231及自该本体部231中部一体向上延伸的、纵长的凸伸部233。该本体部231沿发光二极管1纵向延伸的截面呈梯形，其沿发光二极管1纵向延伸的宽度沿其厚度方向自上向下逐渐增大。
该凸伸部233沿发光二极管1纵向的延伸的宽度较本体部231沿发光二极管1纵向的宽度小。如此，每一间隔部23的相对两侧分别形成一近似L型的台阶部。二台阶部分别用以与所述第一电极111、第二电极113、第三电极131及第四电极133的周缘外表面相配合。
所述基板20与所述第一电极组合11及第二电极组合13组装后，该基板20收容第一电极组合11及第二电极组合13；基板20的间隔部23的台阶部分别与所述第一电极111、第二电极113、第三电极131及第四电极133的周缘外表面相配合固定。如此，便将第一电极111、第二电极113、第三电极131及第四电极133与基板20固定连接在一起。
本实施例中，一方面，由于所述第一电极111、第二电极113、第三电极131及第四电极133的周缘外表面分别与间隔部23两侧的台阶部卡合，增大了第一电极111、第二电极113、第三电极131及第四电极133与该基板20的接触面积，进而使其接触更加牢固；另一方面，由于第一电极111、第二电极113、第三电极131及第四电极133的夹设作用，使得该基板20与各个电极之间的接触面的气密性更加良好，使其具有一定的防水防潮的功效。
所述发光二极管晶粒30的其中之一分别通过金属引线301、303电性连接至所述第一电极111、第三电极131，所述发光二极管晶粒30的其中之另一也分别通过金属引线301、303电性连接至第二电极113、第四电极133。本实施例中，发光二极管晶粒30的数量为两个，且均相同。当然，这些发光二极管晶粒30的数量也可为多个，如三个、四个等，对应地，第二电极组合13包括的电极的数量也可随之变化；另外，发光二极管晶粒30也可以选用不同颜色、不同功率的的发光二极管晶粒。
所述封装体40由硅树脂、硅酮、环氧树脂或者聚合体材料制成。
该封装体40包括若干通孔41，这些通孔41分别对应第一电极111、第三电极131及第二电极113、第四电极133设置，且对应收容发光二极管晶粒30于其底部。每一通孔41分别自封装体40上表面斜向下贯穿至第一电极111及第三电极131的上表面以及第二电极113及第四电极133的上表面。每一通孔41各处横截面均呈椭圆形，且其内径自封装体40的上表面沿其厚度方向向下逐渐减小。
所述金属支架50由金属材料制成，其收容于所述基板20内部，且连接所述第三电极131及第四电极133。该金属支架50以及所述金属引线301、303将所述第一电极组合11及第二电极组合13电性组合在一起。
其他实施例中，所述第一电极组合11的第一电极111、第二电极113以及第二电极组合13的第三电极131、第四电极133的形状及结构也可以完全相同，只要第一电极组合11的第一电极111及第二电极113的上表面及下表面分别外露于所述基板20的顶面及底面，而位于第一电极111及第二电极113之间的第三电极131及第四电极133的上表面外露于基板20的顶面，而下表面收容于所述基板20即可。
当然，所述第二电极组合13也可以仅有第三电极131或第四电极133，只要该第三电极131或第四电极133上表面外露于基板20的顶面，下表面收容于所述基板20即可。
本发明第一实施例中的发光二极管1的制造方法，其包括如下步骤：
步骤一，请参见图3至图5，提供一组接框2。其中，图4及图5分别为图3中所示的组接框2沿IV-IV线和V-V线的剖视图。
该组接框2包括一内空的导线架22、围设于该导线架22内且间隔设置的第一电极组合11及第二电极组合13、连接第一电极组合11及第二电极组合13与该导线架22的所述金属支架50。本实施例中，该组接框2内的第一电极组合11及第二电极组合13的数目均为4个，且第一电极组合11以及第二电极组合13与该导线架22之间均间隔设置。当然，该组接框2内的第一电极组合11及第二电极组合13的数目可以依据实际需要而定。
该第一电极组合11包括所述第一电极111及与第一电极111间隔相对的所述第二电极113；该第二电极组合13包括所述第三电极131及与第三电极131间隔的所述第四电极133。
该导线架22为一矩形框体，其由金属材料制成，其各边的高度等于所述第一电极111、第二电极113的厚度。
所述金属支架50包括若干连接条51、53、55。该金属支架50分别通过这些连接条51、53、55将第一电极组合11、第二电极组合13连接固定于组接框2内。其中，靠近导线架22内侧周缘的第一电极111、第二电极113、第三电极131及第四电极133的外侧分别通过连接条51连接导线架22的内侧；沿导线架22纵向间隔排布的第三电极131及第四电极133之间通过连接条53相连接；沿导线架22横向间隔排列的第一电极111之间、第二电极113之间、第三电极131之间以及第四电极133之间分别通过连接条55相互连接。
步骤二，请参见图6，在所述组接框2内的间隔区域内形成所述基板20，且使第一电极组合11及第二电极组合13均嵌设于所述基板20。其中，所述第一电极111及第二电极113的上表面及下表面分别与基板20的顶面及底面平齐，且所述第一电极111及第二电极113的上表面及下表面均外露于所述基板20；所述第三电极131及第四电极133的上表面与所述基板20的顶面平齐，且外露于所述基板20，下表面收容于所述基板20内部。所述第一电极111及第二电极113外露于基板20的下表面用以与外部电路（图未示）焊接，第三电极131外露于基板20顶面的上表面用以承载所述发光二极管晶粒30。
步骤三，请参见图7，在该组接框2上形成覆盖组接框2的所述封装体40，且使得封装体40的所述通孔41分别对应于第一电极111、第三电极131以及第二电极113、第四电极133。
步骤四，请参见图8，提供若干所述发光二极管晶粒30，并将这些发光二极管晶粒30通过所述金属引线301、303对应电性连接至第一电极111、第三电极131以及第二电极113、第四电极133，且使每一发光二极管晶粒30对应收容于所述通孔41。为了改善发光二极管晶粒30的发光效果，可在所述通孔41内覆盖形成一包覆发光二极管晶粒30的封装层，该封装层内含有荧光粉。本实施例中，这些发光二极管晶粒30均相同。当然，这些发光二极管晶粒30可以根据实际需要来选择不同颜色或不同功率的发光二极管晶粒。
步骤五，请参见图9，切割导线架22与基板20形成多个发光二极管1。
具体的，沿图9中所示的虚线切割，即可形成多个发光二极管1。
当然，也可以根据不同需要来选择不同的切割方式，从而提高了制作效率，节约了成本。
本发明提供的发光二极管1，由于所述第一电极组合11的第一电极111及第二电极113的下表面外露于所述基板20，而第三电极131及第四电极133的下表面收容于所述基板20的内部，因此，在该第一电极111与第二电极113在焊接至外界电路时，第三电极131及第四电极133被基板20阻隔而不与焊料粘接，且由于所述第二电极组合13位于第一、第二电极111、113之间，第一电极111与第二电极113之间因为距离较大，其上的焊料也不易于粘连在一起，从而避免导致整个发光二极管1短路连接，有利于提高了该发光二极管1的安全使用性。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种发光二极管，其包括基板、嵌设于基板的第一电极组合、第二电极组合、以及电性连接至第一电极组合及第二电极组合的若干发光二极管晶粒，其特征在于：所述第一电极组合包括间隔设置的第一电极及第二电极，所述第一电极及第二电极嵌设于基板，且其下表面外露于基板，所述第二电极组合位于第一、第二电极之间，其包括第三电极，所述第三电极嵌设于所述基板，且其下表面位于所述基板内，所述发光二极管晶粒电性连接所述第一电极、第二电极、第三电极，所述第一电极、第二电极、第三电极的纵截面均呈“T”型，且其沿发光二极管纵向延伸的宽度沿发光二极管的厚度方向自上向下逐渐减小。
2.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：还包括有与所述第三电极间隔的第四电极，且所述第三电极与所述第四电极之间通过金属连接条连接。
3.如权利要求2所述的发光二极管，其特征在于：所述发光二极管晶粒的其中之一的引线分别电性连接第一电极、第三电极，所述发光二极管晶粒的其中之另一的引线分别电性连接第二电极、第四电极。
4.如权利要求2所述的发光二极管，其特征在于：所述第三、第四电极的高度小于第一、第二电极的高度。
5.如权利要求2所述的发光二极管，其特征在于：所述基板包括主体部及自主体部的上表面向上间隔凸设的间隔部；二相邻的间隔部之间形成若干收容部，所述收容部对应收容所述第一电极、第二电极、第三电极及第四电极设置。
6.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一电极、第二电极及第三电极的上表面平齐且外露于基板，所述第一电极及第二电极的下表面平齐。
7.一种发光二极管的制造方法，其包括：
提供组接框，所述组接框包括内空的导线架、围设于所述导线架内且间隔设置的第一电极组合及第二电极组合及连接所述第一电极组合及第二电极组合的金属支架，所述第一电极组合包括间隔的第一电极及第二电极，所述第二电极组合包括第三电极；
在所述组接框内的间隔区域内形成基板，且使第一电极组合及第二电极组合均嵌设于所述基板，所述第一电极及第二电极的下表面外露于基板，所述第三电极的下表面位于所述基板内部；
提供发光二极管晶粒，并将所述发光二极管晶粒电性连接至第一电极组合及第二电极组合；
切割所述组接框及基板形成多个发光二极管。
8.如权利要求7所述的发光二极管的制造方法，其特征在于：所述第一电极、第二电极及第三电极的上表面平齐且外露于基板，所述第一电极及第二电极的下表面平齐。
9.如权利要求7所述的发光二极管的制造方法，其特征在于：还包括与所述第三电极间隔的第四电极，且所述第三电极及第四电极之间通过所述金属支架连接。
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