CN103682064A - 侧向发光二极管及其封装方法 - Google Patents

侧向发光二极管及其封装方法 Download PDF

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Abstract

一种侧向发光二极管，包括引脚结构、发光元件、及覆盖于所述发光元件上的封装层，所述引脚结构包括相互间隔的第一电极和第二电极，所述发光元件与所述第一电极、第二电极分别形成电性连接，所述第一电极与第二电极在平行于出光面的面上交错设置。由于第一电极和第二电极在平行于出光面的面上交错设置。当遭受外力时，两交错设置的凸伸部分担外力，避免外力集中在同一直线上，使两金属电极相互靠近的间隙填充塑胶材料后不易断裂，从而保证侧向发光二极管的使用寿命。本发明还涉及一种该侧向发光二极管的封装方法。

Description

侧向发光二极管及其封装方法
技术领域
本发明涉及一种半导体及其封装方法，尤其涉及一种侧向发光二极管及其封装方法。
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。发光二极管在应用到上述各领域中之前，需要将发光二极管芯片进行封装，以保护发光二极管芯片。
业界在进行封装时，会设置引脚结构与发光二极管电性连接，所述引脚结构包括第一电极和第二电极。对于一般的侧向发光二极管，第一电极及第二电极通常设置为规则的长方体状并相互间隔形成一间隙，间隙中填充塑胶材料形成基板。当利用表面贴装技术将侧向发光二极管固定至电路板时，封装元件会遭受一定外力，由于塑胶材料与金属材料的引脚结构之间的延展性及材料特性存在差异，所述第一电极和第二电极之间容易断裂，从而影响该侧向发光二极管的使用寿命。故，需进一步改进。
发明内容
本发明旨在提供一种结构稳固的侧向发光二极管及其封装方法。
一种侧向发光二极管，包括引脚结构、发光元件、及覆盖于所述发光元件上的封装层，所述引脚结构包括相互间隔的第一电极和第二电极，所述发光元件与所述第一电极、第二电极分别形成电性连接，所述第一电极与第二电极在平行于出光面的面上交错设置。
一种侧向发光二极管的封装方法，其包括步骤：
提供相互间隔的第一电极和第二电极，设置第一电极和第二电极的结构在宽度方向上交错对位，使第一电极和第二电极相互靠近的端面间隔形成的间隙在宽度方向上呈曲线，向所述间隙中填充流体材料形成基板；将一发光元件电连接至所述第一、第二电极；及用一封装层覆盖该发光元件。
与先前技术相比，由于第一电极和第二电极在平行于出光面的面上交错设置。当遭受外力时，两交错设置的凸伸部分担外力，避免外力集中在同一直线上，使两金属电极相互靠近的间隙填充塑胶材料后不易断裂，从而保证侧向发光二极管的使用寿命。
附图说明
图1为本发明第一实施例的侧向发光二极管的顶部示意图。
图2为图1所示侧向发光二极管底部示意图。
图3为图1所示侧向发光二极管的剖面示意图。
图4为本发明第二实施例的发侧向光二极管封装方法的顶部示意图。
图5为图4所示侧向发光二极管底部示意图。
图6为图4所示侧向发光二极管的剖面示意图。
主要元件符号说明
侧向发光二极管 100、200
引脚结构 10
反射杯 20
发光元件 30
封装层 40
第一电极 11
第二电极 12
第一表面 13
第二表面 14
间隙 50
基板 60
第一本体部 111
第一凸伸部 112
第一焊接部 113
第一凹槽 15
第二本体部 121
第二凸伸部 122
第二焊接部 123
第二凹槽 16
树脂层 17
收容部 18
延伸部 19
凹陷 21
第一延伸段 51
第二延伸段 52
中间段 53
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
以下将结合附图对本发明的侧向发光二极管100、200作进一步的详细说明。
请参阅图1至图3，本发明第一实施例的侧向发光二极管100包括一引脚结构10、设于该引脚结构10上的一反射杯20和一发光元件30，及覆盖该发光元件30的封装层40。
具体的，该引脚结构10包括第一电极11和第二电极12。两电极11、12相互间隔形成一间隙50，该间隙50中填充绝缘材料而形成基板60。每一电极11包括一第一表面13及与该第一表面13相对的第二表面14。
所述第一电极11包括一第一本体部111，自第一本体部111宽度方向上的一侧朝该第二电极12方向延伸的第一凸伸部112、及自该第一本体部111沿背离该第二电极12方向一体延伸的第一焊接部113。所述第一本体部111靠近第一焊接部113的一端自第二表面14朝第一表面13形成一第一凹槽15。所述第一凸伸部112为规则的长方体，第一凸伸部112与第一本体部111高度相同，且宽度小于第一本体部111的宽度。优选的，本实施例中该第一凸伸部112的宽度略小于第一本体部111宽度的一半。所述第一焊接部113与第一本体部111的高度相同，其用于将封装后的侧向发光二极管100焊接至电路板（图未示）上。
所述第二电极12包括与该第一本体部111对称的第二本体部121、自第二本体部121宽度方向上与该第一凸伸部112相对的一侧朝第一电极11方向延伸的第二凸伸部122、及自该第二本体部121沿背离该第一电极11方向一体延伸的第二焊接部123。所述第二本体部121靠近第二焊接部123的一端自第二表面14朝第一表面13形成一第二凹槽16，所述第二凹槽16与该第一凹槽15形状相同且对应设置。两凹槽15、16中及两电极11、12位于第二表面14的边缘填设胶体材料形成树脂层17，以将两电极11、12连接在一起。所述两焊接部113、123的侧边与树脂层的侧面边缘之间的间距小于100微米。第二凸伸部122与第二本体部121高度相同，且宽度小于第二凸伸部122的宽度。优选的，本实施例中该第二凸伸部122的宽度略小于第二本体部121宽度的一半。所述第二焊接部123与第二本体部121的高度相同，且与该第一焊接部113尺寸相同且对称设置。
所述第一电极11和第二电极12并列交错设置，相应的，所述间隙50包括第一延伸段51、第二延伸段52及连接第一延伸段51和第二延伸段52的中间段53。即该第一本体部111与第二凸伸部122对应间隔形成第一延伸段，第二本体部121与第一凸伸部112对应间隔形成第二延伸段，第一凸伸部与第二凸伸部间隔形成中间段53，该中间段53与该第一延伸段51及第二延伸段52垂直。可以理解的，所述中间段53与两延伸段51、52呈非零角度连接即可。该第一电极11和第二电极12相互靠近的各端面相互平行。
可以理解的，该第一电极11和第二电极12相互靠近的各端面也可不相互平行，只保证两电极11、12并列交错设置且电绝缘即可。同时，各端面之间的间距可以相等、也可以不相等。
所述反射杯20形成于该两本体部111、121的第一表面13上，该反射杯20的外端面与该两电极的本体部111、121靠近焊接部113、123的边缘齐平，使得焊接部113、123外露，以便于后续与电路板焊接固定。该反射杯20内侧面可形成有高反射材料，该反射杯20与该引脚结构10及两电极11、12上表面之间暴露出的基板60共同围设形成一凹陷21，所述凹陷21的顶部尺寸大于其底部尺寸。
所述发光元件30设于该第二电极12上且位于该第二电极12的本体部121上，该发光元件30的两个电极分别与第一电极11的第一凸伸部112、第二电极12的本体部121形成电性连接。本实施例中该发光元件30为发光二极管晶粒，其与两侧的电极11、12通过打线的方式形成电性连接。可以理解的，该发光元件30 也可设置在第二电极12的第二凸伸部122上，并与第一凸伸部112及第二电极12电性连接，以减少打线长度，有利于降低成本。
该封装层40设于该发光元件30上并填设于该凹陷21中，且该封装层40顶部的端面与该反射杯20的上表面齐平。该封装层40可为掺杂有荧光粉的透明胶体，该荧光粉可为石榴石基荧光粉、硅酸盐基荧光粉、原硅酸盐基荧光粉、硫化物基荧光粉、硫代镓酸盐基荧光粉、氮氧化物基荧光粉和氮化物基荧光粉中的一种或多种。
与先前技术相比，由于该第一凸伸部112与该第二凸伸部122交错设置，两电极11、12间在宽度方向上形成弯曲狭长的间隙50，两电极11、12相互靠近的端面呈曲线。当遭受外力时，两交错设置的凸伸部112、122分担外力，避免外力集中在同一直线上，使两金属电极11、12相互靠近的端面填充塑胶材料后不易断裂，从而保证侧向发光二极管100的使用寿命。
下面以本发明实施例的侧向发光二极管100为例，结合图3说明该侧向发光二极管100的制造过程。
第一步骤：提供一引脚结构10，该引脚结构10包括第一电极11和第二电极12，两电极11、12相互间隔一间隙50。每一电极11、12包括一第一表面13及与该第一表面13相对的第二表面14。
所述第一电极11包括一第一本体部111，自第一本体部111一侧朝该第二电极12方向延伸的第一凸伸部112、及自该第一本体部111沿背离该第二电极12方向一体延伸的第一焊接部113。蚀刻所述第一本体部111靠近第一焊接部113一端的第二表面14形成一第一凹槽15。所述第一凸伸部112为规则的长方体，第一凸伸部112与第一本体部111高度相同，且宽度小于第一本体部111的宽度。优选的，本实施例中该第一凸伸部112的宽度略小于第一本体部111宽度的一半。
所述第二电极12包括与该第一本体部111对称的第二本体部121、自第二本体部121自与该第一凸伸部112相对的一侧朝第一电极11方向延伸的第二凸伸部122、及自该第二本体部121沿背离该第一电极11方向一体延伸的第二焊接部123。蚀刻所述第二本体部121靠近第二焊接部123一端的第二表面14形成一第二凹槽16。第二凸伸部122与第二本体部121高度相同，且宽度小于第二凸伸部122的宽度。
将所述第一电极11和第二电极12并列交错设置，相应的，所述间隙50包括第一延伸段51、第二延伸段52及连接第一延伸段51和第二延伸段52的中间段53。即该第一本体部111与第二凸伸部122对应间隔形成第一延伸段，第二本体部121与第一凸伸部112对应间隔形成第二延伸段，第一凸伸部与第二凸伸部间隔形成中间段53，该中间段53与该第一延伸段51及第二延伸段52垂直。可以理解的，所述中间段53与两延伸段51、52呈非零角度连接即可。所述第二凹陷16与该第一凹陷15形状相同且对应设置。所述第一焊接部113和第二焊接部123形状相同且对称设置。该第一电极11和第二电极12相互靠近的各端面相互平行。可以理解的，该第一电极11和第二电极12相互靠近的各端面也可不相互平行，只保证两电极11、12并列交错设置且电绝缘即可。同时，各端面之间的间距可以相等、也可以不相等。
第二步骤：提供模具（图未示），使模具与该引脚结构10间形成腔体（图未示），注入胶体材料并固化形成反射杯20及其他结构。具体的，胶体材料填充于引脚结构10的第一凹槽15、第二凹槽16及两电极11、12位于第二表面14的边缘形成树脂层17。胶体材料填充于腔体形成反射杯20。胶体材料填充于间隙50形成基板60。该胶体材料可为环氧树脂、硅树脂或其他高分子材料。
第三步骤：移除模具，在该引脚结构10上设置发光元件30，并将该发光元件30电连接至该第一、第二电极11、12。具体的，本步骤是将所述发光元件30设置在该第二电极12的第二本体部121上。具体的，通过打线的方式使该发光元件30与该第一电极11的第一凸伸部112和第二电极12的第二本体部121形成电性连接。
第四步骤：将一封装层40覆盖形成于反射杯20内以覆盖该发光元件30。具体的，将一封装层40覆盖于该发光元件30上，该封装层40填充所述反射杯20并与所述反射杯20的上表面相持平。封装层40由透明材料制成，其可以由硅树脂或其他树脂，或者其他混合材料制作而成。该封装层40还可根据发光元件30与发光需要包含有荧光粉。该荧光粉包含石榴石基荧光粉、硅酸盐基荧光粉、原硅酸盐基荧光粉、硫化物基荧光粉、硫代镓酸盐基荧光粉、氮氧化物基荧光粉和氮化物基荧光粉中的一种或多种。
可以理解的，上述方法步骤中，形成反射杯20的步骤并非必须，即通过提供引脚结构10、设置发光元件30及覆盖封装层40这三个步骤即可完成封装。
请参阅图4至图6，为本发明第二实施例的侧向发光二极管200。其结构与第一实施例的侧向发光二极管100基本相同。不同之处在于，所述第一电极11在宽度方向上的中部凹陷形成一收容部18，该第二电极12在宽度方向上朝该第一电极11延伸形成一延伸部19，所述延伸部19形状与该收容部18相匹配收容于该收容部18中并相互间隔形成所述间隙50，本实施例中，该收容部18呈长方体状，该延伸部19为长方体指状结构。该间隙50包括第一延伸段51、第二延伸段52及连接第一延伸段51和第二延伸段52的中间段53。所述第一电极11位于收容部18两侧的端面与第二电极12延伸部19两侧的端面间隔形成该第一延伸段51和第二延伸段52，该收容部18与延伸部19间隔形成该中间段53，所述中间段呈U形。
两电极11、12相互靠近的各端面相互平行。可以理解的，该第一电极11和第二电极12相互靠近的各端面也可不相互平行，只保证两电极11、12并列交错设置且电绝缘即可。同时，各端面之间的间距可以相等、也可以不相等。
可以理解的，该收容部18及延伸部19的形状可为其他，如三角形、菱形等。同时第一电极11、第二电极12的结构也不限于上述形状，只要能达到两电极在宽度方向上交错间隔形成间隙50，且间隙50包括的中间段53与两延伸段51、52呈非零角度设置即可。
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 (11)

1.一种侧向发光二极管，包括引脚结构、发光元件、及覆盖于所述发光元件上的封装层，所述引脚结构包括相互间隔的第一电极和第二电极，所述发光元件与所述第一电极、第二电极分别形成电性连接，其特征在于：所述第一电极与第二电极在平行于出光面的面上交错设置。
2.如权利要求1所述的侧向发光二极管，其特征在于，所述第一电极和第二电极交错间隔一间隙，所述间隙包括两延伸段及连接两延伸段的中间段，所述中间段与两延伸段呈非零角度设置。
3.如权利要求2所述的侧向发光二极管，其特征在于，所述中间段与两延伸段垂直设置。
4.如权利要求1所述的侧向发光二极管，其特征在于，所述第一电极包括第一本体部及自第一本体部宽度方向上的一侧朝所述第二电极方向延伸的第一凸伸部，所述第一凸伸部宽度略小于第一本体部宽度的一半。
5.如权利要求4所述的侧向发光二极管，其特征在于，所述第二电极包括第二本体部及自第二本体部宽度方向上与第一本体部相对的一侧朝第一电极方向延伸的第二凸伸部，所述第二凸伸部宽度略小于第二本体部宽度的一半。
6.如权利要求5所述的侧向发光二极管，其特征在于，所述第一凸伸部与第二凸伸部交错并列设置，且相互靠近的端面相互平行。
7.如权利要求6所述的侧向发光二极管，其特征在于，所述第一电极包括自第一本体部沿背离第二电极的方向形成的第一焊接部，所述第二电极包括自第二本体部沿背离第一电极的方向形成的第二焊接部，第一焊接部与第二焊接部形状相同且对称设置。
8.如权利要求7所述的侧向发光二极管，其特征在于，所述第一本体部靠近第一焊接部的下表面凹陷形成第一凹槽，所述第二本体部靠近第二焊接部的下表面凹陷形成第二凹槽，所述第一凹槽、第二凹槽中及第一电极、第二电极下表面的边缘填充胶体材料形成树脂层，所述第一焊接部、第二焊接部的侧边与树脂层的侧面边缘之间的间距小于100微米。
9.如权利要求1所述的侧向发光二极管，其特征在于，所述第一电极在宽度方向上的中部凹陷形成一收容部，所述第二电极在宽度方向上对应所述收容部凸伸形成以延伸部，所述延伸部与所述收容部形状相匹配、收容于该收容部中并相互间隔形成所述间隙。
10.一种侧向发光二极管的封装方法，其包括步骤：
提供相互间隔的第一电极和第二电极，设置第一电极和第二电极的结构在宽度方向上交错对位，使第一电极和第二电极相互靠近的端面间隔形成的间隙在宽度方向上呈曲线，向所述间隙中填充流体材料形成基板；
将一发光元件电连接至所述第一、第二电极；及
用一封装层覆盖该发光元件。
11.如权利要求10所述的侧向发光二极管的封装方法，其特征在于，在形成基板后、在设置发光元件之前还包括步骤：提供模具，使模具与所述引脚结构间形成一腔体，向该腔体内注入流体材料并固化所述流体材料形成反射杯结构。
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