CN104022214B - 发光二极管封装结构及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管封装结构的制造方法，包括如下步骤：提供引线架，多列第一、第二电极交错排列于引线架上，同列第一、第二电极分别通过连接条串接，第一、第二电极外侧两端形成第一、第二接引电极；在相邻连接条之间形成围绕第一、第二电极且具有容置槽的反射杯，第一、第二接引电极外露于反射杯；在反射杯底部进行切割形成第一沟槽；在容置槽内设置发光二极管芯片并电连接第一、第二电极；在反射杯顶部对应第一沟槽的位置横向切割反射杯和连接条并向下贯穿连通第一沟槽。本发明还提供一种由上述制造方法制成的发光二极管封装结构。本发明中第一、第二电极嵌置于反射杯内，第一、第二接引电极外露于反射杯，有效提升发光二极管封装结构的密合度。

Description

发光二极管封装结构及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种半导体发光元件，特别涉及一种发光二极管封装结构及其制造方法。
背景技术
发光二极管（light emitting diode，LED）作为一种高效的发光源，具有环保、省电、寿命长等诸多特点已经被广泛的运用于各种领域。
在应用到具体领域中之前，发光二极管还需要进行封装，以保护发光二极管芯片，从而获得较高的发光效率及较长的使用寿命。
一般的发光二极管封装结构通常先成型反射杯，在反射杯成型后再将电极弯折贴设于反射杯的底面及侧面上。然而，这种方法制成的发光二极管封装结构的密合度不佳，封装结构中的电极与反射杯之间结合不紧密，电极在使用过程中容易松动或脱落。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种具有较好密合度的发光二极管封装结构及其制造方法。
一种发光二极管封装结构的制造方法，包括以下步骤：提供装设有多列第一电极和第二电极的引线架，所述第一电极和第二电极交错排列于引线架上，同列中的各第一电极通过第一连接条纵向串接，同列中的各第二电极通过第二连接条纵向串接，第一电极邻近第一连接条的一端向外延伸形成一第一接引电极，第二电极邻近第二连接条的一端向外延伸形成一第二接引电极；在引线架上相邻的第一连接条和第二连接条之间形成围绕第一电极和第二电极的反射杯，所述反射杯具有容纳发光二极管芯片的容置槽，所述第一电极和第二电极嵌置于反射杯内，所述第一接引电极和第二接引电极分别自反射杯的相对两侧凸伸出反射杯之外；在反射杯的底部于同列相邻的第一电极或第二电极之间形成第一沟槽，所述第一沟槽的深度小于反射杯的厚度；在容置槽内设置发光二极管芯片并电连接所述发光二极管芯片与第一电极和第二电极；以及在反射杯顶部对应第一沟槽的位置处横向切割反射杯、第一连接条和第二连接条并向下贯穿连通第一沟槽，从而将引线架和反射杯分离为若干独立的发光二极管封装结构。
一种发光二极管封装结构，该发光二极管封装结构由上述制造方法所制成。
与现有技术相比，在本发明所述的发光二极管封装结构的制造方法中，反射杯形成于两相邻的第一连接条和第二连接条之间，第一电极和第二电极在反射杯成型后嵌置于反射杯内，反射杯成型的过程中并不会与第一接引电极和第二接引电极发生干涉，在反射杯成型后第一接引电极和第二接引电极外露于反射杯的相对两侧，由上述制造方法所制成的发光二极管封装结构中第一电极和第二电极与反射杯结合的更加牢固，能够效提升整个发光二极管封装结构的密合度。
下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1是本发明一实施例的发光二极管封装结构的制造方法流程图。
图2是图1中所示发光二极管封装结构的制造方法步骤S101中所得的元件的俯视示意图。
图3是图2中所示框线部分的放大示意图。
图4是图3中所示元件沿IV-IV线的剖面示意图。
图5是图3中所示元件的仰视示意图。
图6是图3中所示元件沿VI-VI线的剖面示意图。
图7是图2中所示元件放置于模具内时的剖面示意图。
图8是图2中所示元件放置于模具内时的仰视示意图（其中下模具的底部被隐藏）。
图9是图1中所示发光二极管封装结构的制造方法步骤S102中所得的元件的俯视示意图。
图10是图9中所示框线部分的放大示意图。
图11是图10中所示元件沿XI-XI线的剖面示意图。
图12是图10中所示元件的仰视示意图。
图13是图1中所示发光二极管封装结构的制造方法步骤S103中所得的元件的仰视示意图。
图14是图13中所示元件的左视图。
图15是图13中所示元件的俯视示意图。
图16是图1中所示发光二极管封装结构的制造方法步骤S105中所得的发光二极管封装结构的俯视示意图。
图17是图16中所示发光二极管封装结构沿XVII-XVII线的剖面示意图。
图18是图16中所示发光二极管封装结构的仰视示意图。
主要元件符号说明
第一电极 10
第一接引电极 11
第一沟槽 13
第二电极 20
第二接引电极 21
第一连接条 30
第二连接条 31
阻隔槽 40
引线架 50
模具 60
上模具 61
下模具 62
反射杯 70
容置槽 71
发光二极管芯片 80
导线 81、82
封装层 90
发光二极管封装结构 100
上表面 101、201
下表面 102、202
导孔 103、203
通槽 105、205
弧形面 131、231
第一连接部 301
第一支撑部 302
第一成型槽 303
第二连接部 311
第二支撑部 312
第二成型槽 313
流道 611
第一增厚部 1022
第二增厚部 2022
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
图1为本发明一实施例的发光二极管封装结构的制造方法流程图，该发光二极管封装结构的制造方法包括如下步骤：
步骤S101，请参阅图2，提供一装设有多列第一电极10和第二电极20的引线架50，所述第一电极10、第二电极20交错排列于引线架50上，同列中的各第一电极10通过第一连接条30纵向串接，同列中的各第二电极20通过第二连接条31纵向串接，各第一电极10邻近第一连接条30的一端向外凸出延伸形成一第一接引电极11，各第二电极20邻近第二连接条31的一端向外凸出延伸形成一第二接引电极21。
该引线架50上还设有延展性能较好的若干金属细线（未标示），该金属细线用于将所述第一电极10和第二电极20分别固定于引线架50上。
请一并参阅图3至图6，该第一电极10和第二电极20均呈纵长的条状。
该第一接引电极11自第一电极10的远离第二电极20的一端向外再向下一体延伸形成。该第二接引电极21自第二电极20的远离第一电极10的一端向外再向下一体延伸形成。该第一接引电极11的宽度小于第一电极10的宽度。该第二接引电极21的宽度小于第二电极20的宽度。
该第一电极10包括相对设置的上表面101和下表面102。该第一电极10上开设有贯穿其上表面101和下表面102的至少一导孔103。该第二电极20包括相对设置的上表面201和下表面202。该第二电极20上开设有贯穿其上表面201和下表面202的至少一导孔203。
该第一电极10的下表面102和第二电极20的下表面202分别向下凸出延伸形成第一增厚部1022和第二增厚部2022。该第一增厚部1022和第二增厚部2022分别自第一电极10和第二电极20内侧相对的两端垂直向下延伸而出。该第一增厚部1022的宽度（沿第一连接条30延伸方向上的宽度，即纵向的宽度）小于对应的第一电极10的宽度。该第二增厚部2022的宽度（沿第二连接条31延伸方向上的宽度，即纵向的宽度）小于对应的第二电极20的宽度。
该第一连接条30包括多个位于相邻第一电极10之间的第一连接部301以及位于第一电极10底部并与两相邻第一连接部301连接的第一支撑部302。该第二连接条31包括多个位于相邻第二电极20之间的第二连接部311以及位于第二电极20底部并与两相邻第二连接部311连接的第二支撑部312。
沿第一电极10的延伸方向该第一支撑部302的宽度小于第一连接部301的宽度。沿第二电极20的延伸方向该第二支撑部312的宽度小于第二连接部311的宽度。
该第一连接部301和第一支撑部302均具有相对设置的顶面和底面（未标示）。该第一连接部301的底面和第一支撑部302的底面均远离第一电极10设置。该第一连接部301的底面和第一支撑部302的底面相互平齐。该第一连接部301的顶面与第一电极10的上表面101平齐（请参考图6）。该第二连接部311和第二支撑部312均具有相对设置的顶面和底面（未标示）。该第二连接部311的底面和第二支撑部312的底面均远离第二电极20设置。该第二连接部311的底面和第二支撑部312的底面相互平齐。该第二连接部311的顶面与第二电极20的上表面201平齐。
在本实施例中该第一支撑部302的底面与第一接引电极11的远离第一电极10的底面以及第一增厚部1022的远离第一电极10的底面平齐。该第二支撑部312的底面与第二接引电极21的远离第二电极20的底面以及第二增厚部2022的远离第二电极20的底面平齐（请参考图4）。
该第一连接条30与第一电极10共同围设出一开口朝向第二电极20的第一成型槽303。该第一成型槽303位于第一电极10的底部。该第二连接条31与第二电极20共同围设出一开口朝向第一电极10并与第一成型槽303相对设置的第二成型槽313。该第二成型槽313位于第二电极20的底部。
该第一成型槽303沿第一连接条30延伸方向上的宽度与第一电极10的宽度大小相当。该第二成型槽313沿第二连接条31延伸方向上的宽度与第二电极20的宽度大小相当。优选地，该第一成型槽303沿第一连接条30延伸方向上的宽度略大于第一电极10的宽度；该第二成型槽313沿第二连接条31延伸方向上的宽度略大于第二电极20的宽度。
相邻的第一电极10和第二电极20之间形成一阻隔槽40以绝缘性阻断该第一电极10和第二电极20。该第一增厚部1022与第一连接条30以及第一电极10共同围设形成一通槽105。该第二增厚部2022与第二连接条31以及第二电极20共同围设形成一通槽205。该通槽105的顶端与导孔103连通。该通槽205的顶端与导孔203连通。该阻隔槽40分别与通槽105、通槽205横向（沿第一电极10和第二电极20的纵长方向）连通。
步骤S102，请同时参阅图9至图10，在引线架50上相邻的第一连接条30和第二连接条31之间形成围绕第一电极10和第二电极20的反射杯70。该反射杯70具有容纳发光二极管芯片80（请参阅图15）的容置槽71。该反射杯70具有容纳发光二极管芯片80的容置槽71。该第一接引电极11和第二接引电极21自反射杯70的相对两侧凸出于反射杯70外。该第一成型槽303和第二成型槽313均被反射杯70填充。
请一并参阅图11和图12，该容置槽71自第一电极10上表面101和第二电极20的上表面201同时向上贯穿该反射杯70。该第一电极10的上表面101的部分和该第二电极20上表面201的部分均外露于该容置槽71的底部。所述第一增厚部1022和第二增厚部2022与该容置槽71正对设置。该第一增厚部1022远离第一电极10的底面（未标示）和第二增厚部2022远离第二电极20的底面（未标示）均外露于反射杯70的底部。
请同时参考图7至图8，在本发明中该反射杯70成型于一模具60之中，该模具60包括相对设置的上模具61和下模具62。该上模具61和下模具62共同围设出一收容该引线架50的密闭空间（未标示）。
该反射杯70的材质为环氧树脂、硅树脂、PPA（聚邻苯二酰胺树脂）等高分子化合物中的任一种，并通过注塑的方式一体成型于模具60内。
用于成型该反射杯70的高分子化合物经过高温加热后变成熔融的模料（图未示）。该模料经流道611被注入模具60内。该模料经导孔103和导孔203流入通槽105和通槽205以及阻隔槽40中。该模料被第一连接条30和第二连接条31阻挡而在第一连接条30和第二连接条31之间围绕第一增厚部1022和第二增厚部2022流动以形成预设的反射杯70形状。
在反射杯70成型后该第一增厚部1022远离第一电极10的底面（未标示）和第二增厚部2022远离第二电极20的底面（未标示）均外露于反射杯70外。
步骤S103，请同时参考图13至图15，在反射杯70的底部（未标示）于同列相邻的第一电极10或者同列相邻的第二电极20之间形成第一沟槽13，该第一沟槽13的深度小于反射杯70的厚度。优选地，该第一沟槽13自反射杯70的底部朝向反射杯70的内部贯穿延伸至第一电极10的下表面102（或第二电极20的下表面202）。
该第一沟槽13是利用机械切割的方式沿着第一电极10的第一支撑部302和第一连接部301的结合处以及第二电极20的第二支撑部312和第二连接部311的结合处横向切割该反射杯70、第一连接条30和第二连接条31而形成。该第一沟槽13的宽度与同列相邻的第一电极10（或同列相邻的第二电极20）之间的宽度大小相当。优选地，在本实施例中利用钻石切刀对反射杯70、第一连接条30和第二连接条31切割形成第一沟槽13。
步骤S104，在容置槽71内设置发光二极管芯片80并电连接所述第一电极10和第二电极20。在本实施例中，为了对发光二极管芯片80进行保护还进一步在容置槽71内形成覆盖发光二极管芯片80的封装层90（请参阅图17）。
步骤S105，请同时参考图15至图18，在反射杯70的顶部对应第一沟槽13的位置处横向切割反射杯70、第一连接条30和第二连接条31并向下贯穿连通第一沟槽13，从而将引线架50和反射杯70分离为多个独立的发光二极管封装结构100。在本实施例中，利用机械方式来分离该引线架50和反射杯70，该切割线L的位置邻近第一电极10或第二电极20的侧边缘（请参阅图15）。
该发光二极管芯片80位于容置槽71的底部。具体地，该发光二极管芯片80设置于第一电极10的上表面101上并通过导线81、导线82分别与第一电极10和第二电极20电连接。可以理解地，在其他实施例中，该发光二极管芯片80还可以通过倒装（Flip-Chip）的方式直接与第一电极10和第二电极20电连接。
该封装层90可为硅胶、环氧树脂或其他高分子材质中的一种。优选地，该封装层90还包含有荧光粉或光学扩散粉，以用于转换或漫射该发光二极管芯片80发出的光线。
在本发明中，由发光二极管封装结构的制造方法制成的发光二极管封装结构100既可以作为侧面发光型发光二极管封装结构也可以作为顶部发光型发光二极管封装结构使用。当该发光二极管封装结构100作为侧面发光型发光二极管封装结构使用并安装于电路板（图未示）上时，该发光二极管封装结构100通过第一接引电极11和第二接引电极21与外部电路连接；当发光二极管封装结构100作为顶部发光型发光二极管封装结构使用时，该发光二极管封装结构100通过第一增厚部1022的底面和第二增厚部2022的底面分别与外部电路结构电连接。
在本发明中，该反射杯70通过注塑的方式一体成型并围绕该第一电极10和第二电极20设置。与现有技术相比，在本发明所述的发光二极管封装结构的制造方法中，反射杯70形成于两相邻的第一连接条30和第二连接条31之间，第一电极10和第二电极20在反射杯70成型后嵌置于反射杯70内，反射杯70在成型的过程中并不会与第一接引电极11和第二接引电极21发生干涉，在反射杯70成型后第一接引电极11和第二接引电极21外露于反射杯70的相对两侧，由上述制造方法所制成的发光二极管封装结构中第一电极10和第二电极20与反射杯70之间结合的更加牢固，能够效提升整个发光二极管封装结构100的密合度。同时这种制造方法适合批量制作发光二极管封装结构100，能有效提高生产效率。
其次，在现有技术中，通常在反射杯70成型后直接对引线架50进行切割，这容易导致分离形成的发光二极管封装结构100的侧边产生金属毛边，而本发明中在分离反射杯70和引线架50之前还包括在反射杯70的底部进行切割形成第一沟槽13的步骤，避免了在后续分离引线架50和反射杯70时容易产生金属毛边的问题，有效提升了发光二极管封装结构100的良率。
再次，该第一增厚部1022、第二增厚部2022能增加该反射杯70与第一电极10、第二电极20的结合强度，该导孔103、导孔203内卡榫有形成反射杯70的高分子化合物，亦能增加该反射杯70与第一电极10和第二电极20的结合强度。
另外，在本发明中成型反射杯70时，该第一增厚部1022和第二增厚部2022的底面分别外露于反射杯70的底部，发光二极管芯片80工作时产生的热量能通过第一增厚部1022的底面和第二增厚部2022的底面散发到空气之中，从而有效提升该发光二极管封装结构100的散热效率。
还可以理解的是，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 (4)

1.一种发光二极管封装结构的制造方法，包括以下步骤：
提供装设有多列第一电极和第二电极的引线架，所述第一电极和第二电极交错排列于引线架上，同列中的各第一电极通过第一连接条纵向串接，同列中的各第二电极通过第二连接条纵向串接，第一电极邻近第一连接条的一端向外延伸形成一第一接引电极，第二电极邻近第二连接条的一端向外延伸形成一第二接引电极；
在引线架上相邻的第一连接条和第二连接条之间形成围绕第一电极和第二电极的反射杯，所述反射杯具有容纳发光二极管芯片的容置槽，所述第一电极和第二电极嵌置于反射杯内，所述第一接引电极和第二接引电极分别自反射杯的相对两侧凸伸出反射杯之外；
在反射杯的底部于同列相邻的第一电极或第二电极之间形成第一沟槽，所述第一沟槽的深度小于反射杯的厚度；
在容置槽内设置发光二极管芯片并电连接所述发光二极管芯片与第一电极和第二电极；以及
在反射杯顶部对应第一沟槽的位置处横向切割反射杯、第一连接条和第二连接条并向下贯穿连通第一沟槽，从而将引线架和反射杯分离为若干独立的发光二极管封装结构；其中所述第一连接条包括多个位于相邻第一电极之间的第一连接部和多个位于第一电极底部并与相邻第一连接部连接的第一支撑部，所述第二连接条包括多个位于相邻第二电极之间的第二连接部和多个位于第二电极底部并与相邻第二连接部连接的第二支撑部。
2.如权利要求1所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述第一连接部和第一支撑部均具有一远离第一电极设置的底面，所述第一连接部的底面和第一支撑部的底面平齐，所述第二连接部和第二支撑部均具有一远离第二电极设置的底面，所述第二连接部的底面和第二支撑部的底面平齐。
3.如权利要求2所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述第一电极和第二电极均具有相对设置的上表面与下表面，所述第一连接部具有一与底面相对设置的顶面，所述第一连接部的顶面与第一电极的上表面平齐，所述第二连接部具有一底面相对设置的的顶面，所述第二连接部的顶面与第二电极的上表面平齐。
4.一种发光二极管封装结构，其特征在于：所述发光二极管封装结构由权利要求1-3中任一项所述的发光二极管封装结构的制造方法所制成。
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