CN105702841B - 发光二极管及其封装方法 - Google Patents
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Abstract
一种发光二极管，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，所述发光元件与该第一电极、第二电极分别形成电性连接，所述第一电极包括一凸伸部，第二电极包括一凹陷部，所述凸伸部伸入至于所述凹陷部中，且所述凸伸部与凹陷部之间电绝缘。与先前技术相比，本发明中该凸伸部伸入到该凹陷部中，由于该凸伸部与该凹陷部相互间隔一填充有绝缘材料的弯曲狭长的间隙，使得从引脚结构底部经由间隙到达发光元件的路径较长，从而外界水汽不易沿引脚结构与基板之间的缝隙进入该凹陷，增强该发光二极管的气密性，从而保证发光元件的使用寿命。本发明还涉及一种该发光二极管的封装方法。
Description
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芯片电性连接。所述引脚结构包括第一电极和第二电极，该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，所述间隙填充塑胶材料形成基板，由于该间隙竖直设置且路径较短，水汽容易从电极与塑料之间进入发光二极管从而影响发光二极管芯片的寿命。故，需进一步改进。
发明内容
本发明旨在提供一种密封性好的发光二极管及其封装方法。
一种发光二极管，包括引脚结构、发光元件、一反射杯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：所述第一电极还包括一本体部及自所述本体部沿背离所述第二电极方向延伸的一第一卡设部，及自所述本体部一端向所述第二电极凸伸的凸伸部，所述第二电极还包括自所述凹陷部沿背离所述第一电极方向延伸的一第二卡设部，所述第一卡设部的上、下端面分别与第二卡设部的上、下端面齐平，第二电极包括一凹陷部，所述凸伸部伸入至所述凹陷部中，所述凸伸部靠近所述第二电极的各端面与所述凹陷部靠近所述第一电极的各内端面相互平行，且该凸伸部与凹陷部之间电绝缘，所述反射杯形成于所述引脚结构上，并与所述第一卡设部及第二卡设部配合而卡设于所述引脚结构的侧端。
一种发光二极管的封装方法，其包括步骤：
提供具有一凸伸部的第一电极和具有一凹陷部第二电极，将所述发光元件设置在该第一电极上，将所述第一电极的凸伸部伸入在第二电极的凹陷部中，使所述凸伸部的端面与所述凹陷部的内端面相对且二者之间相互间隔，以构成引脚结构，向所述间隙中填充流体材料形成基板，所述凹陷部呈U型，且开口朝向所述第一电极的凸伸部，所述第一电极的凸伸部嵌设于所述凹陷部内；
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；
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，本发明中该凸伸部伸入到该凹陷部中，由于该凸伸部与该凹陷部相互间隔一填充有绝缘材料的弯曲狭长的间隙，使得从引脚结构底部经由间隙到达发光元件的路径较长，从而外界水汽不易沿引脚结构与基板之间的缝隙进入该凹陷，增强该发光二极管的密封性，从而保证发光元件的使用寿命。
附图说明
图1为本发明一实施例的发光二极管的剖面示意图。
图2至图7为本发明一实施例的发光二极管封装方法的各步骤示意图。
主要元件符号说明
发光二极管 100
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 15
基板 50
本体部 111
凸伸部 112
第一卡设部 113
凹陷部 121
第二卡设部 122
第一电性段 123
第二电性段 124
连接段 125
收容空间 126
固定部 21
反射部 22
卡槽 211
凹陷 23
模具 60
底模 61
顶模 62
腔体 63
顶板 621
抵挡部 622
定位部 623
流道 624
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发光二极管100作进一步的详细说明。
请参阅图1，本发明一较优实施例的发光二极管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包括相互间隔的第一电极11和第二电极12，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包括一本体部111、自该本体部111朝该第二电极12方向延伸的一凸伸部112，及自该本体部111沿背离该第二电极12方向延伸的一第一卡设部113。所述本体部111呈规则的长方体状，所述凸伸部112的纵截面呈长方形，并自该本体部111靠近该第二电极12的一端的中部向该第二电极12方向凸伸，即该凸伸部112的高度小于该本体部111的高度。所述第二电极12包括一凹陷部121及与该凹陷部121相连的一第二卡设部122。具体的，所述凹陷部121大致呈U型，且开口朝向该第一电极11，其包括位于该第一表面13上的第一电性段123、位于该第二表面14上的第二电性段124及连接该第一电性段123与该第二电性段124的连接段125，该第一电性段123与该第二电性段124相互平行，所述第一电性段123、第二电性段124及该连接段125围设形成一收容空间126，所述第一电性段123的上表面与该本体部111的上表面齐平，该第二电性段124的下表面与该本体部111的下表面齐平。所述第二卡设部122自该连接段125沿远离该第一电极11的方向凸伸，该第二卡设部122与该第一卡设部113相对应。本实施例中，该第一卡设部113、第二卡设部122及该凸伸部112的上下端面均相互齐平。
该凸伸部112伸入该凹陷部121内，在本实施例中，该凸伸部112嵌设收容于该凹陷部121的收容空间126内，该凸伸部112的端面与该凹陷部121的内端面相对且二者之间相互间隔一间隙15，所述间隙15填充有绝缘材料而形成基板50。该凸伸部112靠近该第二电极12的各端面与该凹陷部121靠近该第一电极11的各内端面相互平行。可以理解的，该凸伸部112靠近该第二电极12的端面与该凹陷部121靠近该第一电极11的端面也可不相互平行，只保证两电极11、12其中之一伸入其中之另一并相互电绝缘即可；同时，各端面之间的间距可以相等、也可以不同。该凸伸部112与凹陷部121的形状也可为其他，如阶梯状等。
所述反射杯20形成于该引脚结构10上并卡设于该引脚结构10的侧端，所述反射杯20包括一固定部21和位于该固定部21上的一反射部22。该固定部21对应该第一卡设部113和第二卡设部122的位置分别对应设置一卡槽211，该卡槽211与该卡设部113、122相互配合卡设以加强固定该反射杯20。所述反射部22位于该引脚结构10上方，该反射部22内侧面可形成有高反射材料，该反射部22与该引脚结构10及两电极11、12上表面之间暴露出的基板50共同围设形成一凹陷23，所述凹陷23的顶部尺寸大于其底部尺寸。
该发光元件30设于该第一电极11上且位于该第一电极11的本体部111上，该发光元件30的两个电极分别与第一电极11、第二电极12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。
该封装层40设于该发光元件30上并填设于该凹陷23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。
由于该凸伸部112与该凹陷部121相互间隔一填充有绝缘材料的弯曲狭长的间隙15，同时反射杯20卡设于引脚结构10的侧端增加反射杯20与引脚结构10之间的贴合面积，使得从引脚结构10底部经由反射杯20与引脚结构10之间的贴合缝隙或经由间隙15到达发光元件30的路径较长，从而外界水汽不易沿间隙15、或引脚结构10与绝缘材料之间的缝隙进入该凹陷23，增强该发光二极管100的气密性，从而保证发光元件30的使用寿命。
此外，由于发光元件30设置在该第一电极11上，第一电极11具有一额外的凸伸部112，使得固定发光元件30的第一电极11具备较大的散热面积，从而导热能力加强以快速有效传导发光元件30产生的热量，增强发光二极管100的散热效率。
再者，由于所述第二电极12的凹陷部121大致呈U型，因此，不仅该第二电极12的下表面具有较大的接触面积，有利于与电路板进行充分的电性连接，而且该第二电极12的上表面更靠近该发光元件30，可以减少将该发光元件30与第二电极12电性连接的金线(图未示)的长度，有利于降低成本。
下面以本发明实施例的发光二极管100为例，结合图1说明该发光二极管100的制造过程。
第一步骤：请参阅图2，提供一引脚结构10，该引脚结构10包括相互间隔的第一电极11和第二电极12，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包括一本体部111、自该本体部111朝该第二电极12方向延伸的一凸伸部112，及自该本体部111沿背离该第二电极12方向延伸的一第一卡设部113。所述本体部111呈规则的长方体状，所述凸伸部112的纵截面呈长方形，并自该本体部111靠近该第二电极12一端的中部向该第二电极12方向凸伸，即该凸伸部112的高度小于该本体部111的高度。所述第二电极12包括一凹陷部121及与该凹陷部121相连的一第二卡设部122。具体的，所述凹陷部121大致呈U型，且开口朝向该第一电极11，其包括位于该第一表面13上的第一电性段123、位于该第二表面14上的第二电性段124及连接该第一电性段123与该第二电性段124的连接段125，该第一电性段123与该第二电性段124相互平行，所述第一电性段123、第二电性段124及该连接段125围设形成一收容空间126，所述第一电性段123的上表面与该本体部111的上表面齐平，该第二电性段124的下表面与该本体部111的下表面齐平。所述第二卡设部122自该连接段125沿远离该第一电极11的方向凸伸，该第二卡设部122与该第一卡设部113相对应。本实施例中，该第一卡设部113、第二卡设部122及该凸伸部112上下端面相互齐平。
将该凸伸部112嵌设收容于该凹陷部121的收容空间126内，使该凸伸部112的端面与该凹陷部121的内端面相对且二者之间相互间隔一间隙15，向该间隙15中填充绝缘流体材料以形成基板50。本实施例中，该凸伸部112靠近该第二电极12的各端面与该凹陷部121靠近该第一电极11的内端面相互平行。可以理解的，该凸伸部112靠近该第二电极12的端面与该凹陷部121靠近该第一电极11的端面也可不相互平行，只保证两电极11、12彼此嵌设并相互间隔即可；同时，各端面之间的间距可以相等、也可以不同。
第二步骤：请参阅图3，提供模具60，使模具60与该引脚结构10间形成一腔体63。该模具60包括一底模61和一顶模62，该底模61顶部为一平整表面，其用于抵合所述引脚结构10的第二表面14以承载所述引脚结构10。所述顶模62抵合所述引脚结构10的第一表面13并与引脚结构10的上表面共同形成一腔体63。
该顶模62包括一顶板621、自该顶板621周缘朝该底模61方向凸伸的抵挡部622及自该顶板621中心朝该底模61方向凸伸的定位部623。具体的，所述顶板621的外表面为一光滑的平面。所述抵挡部622在顶板621周缘围成一环形侧壁，其与该顶板621一体成型并自该顶板621下表面边缘向该底模61方向凸伸，所述抵挡部622中部开设穿孔形成流道624，用以后续注塑流体材料，本实施例中，所述流道624的数量为2个。所述定位部623自该顶板621下表面中部朝该底模61方向延伸，其与该抵挡部622相互间隔，所述定位部623外围尺寸自顶板朝该底模61方向逐渐减，所述定位部623的下表面与该抵挡部622的下表面齐平。
第三步骤：向该腔体63内注入流体材料并固化该流体材料以形成反射杯20结构。具体的，使底模61和顶模62夹设该引脚结构10，即所述底模61的顶部贴合于该引脚结构10的第二表面14，该顶模62的定位部623贴合于该引脚结构10的第一表面13，所述抵挡部622围设该定位部623并贴合于该引脚结构10的第一表面13，即所述定位部623、抵挡部622及引脚结构10围设形成一环形腔体63。沿流道624向该腔体63内注入流体材料，位于该腔体63内的流体材料被固化后形成反射杯20。该流体材料可为环氧树脂、硅树脂或其他高分子材料。
第四步骤：请参阅图4至图6，移除模具60，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设置在该第一电极11的本体部111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和第二电极12形成电性连接。
第五步骤：请参阅图7，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。
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，包括引脚结构、发光元件、一反射杯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：所述第一电极包括一本体部及自所述本体部沿背离所述第二电极方向延伸的一第一卡设部，及自所述本体部一端向所述第二电极凸伸的凸伸部，第二电极包括一凹陷部，所述第二电极还包括自所述凹陷部沿背离所述第一电极方向延伸的一第二卡设部，所述第一卡设部的上、下端面分别与第二卡设部的上、下端面齐平，所述凸伸部伸入至所述凹陷部中，所述凸伸部靠近所述第二电极的各端面与所述凹陷部靠近所述第一电极的各内端面相互平行，且该凸伸部与凹陷部之间电绝缘，所述反射杯形成于所述引脚结构上，并与所述第一卡设部及第二卡设部配合而卡设于所述引脚结构的侧端。
2.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述发光元件设置在该第一电极上。
3.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述凹陷部呈U型，且开口朝向所述第一电极的凸伸部，所述第一电极的凸伸部嵌设于所述凹陷部内。
4.一种发光二极管的封装方法，其包括步骤：
提供具有一凸伸部的第一电极和具有一凹陷部第二电极，将一发光元件设置在该第一电极上，将所述第一电极的凸伸部伸入在第二电极的凹陷部中，使所述凸伸部的端面与所述凹陷部的内端面相对且二者之间相互间隔一间隙，以构成引脚结构，向所述间隙中填充流体材料形成基板，所述凹陷部呈U型，且开口朝向所述第一电极的凸伸部，所述第一电极的凸伸部嵌设于所述凹陷部内；
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；
将所述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。
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