CN106784242A - Led器件、led灯及加工led器件导电焊线的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED器件，包括LED芯片、用于承载LED芯片的支架、连接LED芯片电极与支架的导电焊线以及覆盖LED芯片和导电焊线的封装胶体，所述支架包括绝缘区以及分别位于所述绝缘区两侧的第一电连接区和第二电连接区，所述LED芯片安装在所述第一电连接区，所述导电焊线的一端位于所述LED芯片电极，另一端位于所述第二电连接区，所述导电焊线包括竖直段、第一弯折段、第二弯折段和连接段。本发明还公开了一种LED灯。本发明还公开了一种加工LED器件导电焊线的方法。本发明LED器件的导电焊线通过竖直段、第一弯折段、第二弯折段和连接段形成的三维结构来提高导电焊线的应力承受能力，从而提高器件的整体使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及LED器件技术领域，尤其涉及一种LED器件、应用该LED器件的LED灯以及加工LED器件中导电焊线的方法。
背景技术
参见附图1所示，现有技术中的LED器件包括支架1a，支架1a上依次设有第一电连接区11a、绝缘区12a和第二电连接区13a，其中LED芯片安装在第一电连接区11a，其中LED芯片和支架需要通过导电焊线连接，从而实现LED芯片的导通，导电焊线的两端分别焊接后需要在支架1a上面覆盖封装胶体，封装胶体将LED芯片和导电焊线覆盖于其内。
但是在使用LED器件时，封装胶体会由于冷热冲击产生热胀冷缩现象，在此过程中，绝缘区12a两侧的第一电连接区11a和第二电连接区13a之间的距离会被拉大，导电焊线也会随着封装胶体被拉伸，容易导致导电焊线被拉断或者导电焊线两端的焊点脱落，造成LED器件失效的现象。
为了解决上述技术问题，现有技术中公开了公告号为CN204204914U的中国实用新型专利，其公开了“LED封装结构”，通过在金线（即上述的导电焊线）的一端设置直线段，其中直线段贴于基板或所述支架上，所述直线段对金线受到的应力有一定的缓冲，以使直线段与相应电极的焊接更为牢固。
但是上述公开专利中的金线（导电焊线）为一个二维结构，其直线段只是对金线（导电焊线）长度方向有一定的应力缓冲作用，而由于金线（导电焊线）是整体被封装胶体包裹，封装胶体的热胀冷缩会对整个导电焊线产生应力冲击，并且应力冲击无固定方向，即金线（导电焊线）会受到来自上、下、左、右或其他不规则方向的应力冲击，若这些应力得不到缓冲，或者只是得到部分的缓冲，而其它得不到应力缓冲的部分导电焊线会提前损坏，从而大大降低LED器件的整体使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种LED器件，通过将导电焊线设置成三维结构以提高导电焊线承受来自各个方向应力的能力。
本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种LED器件，提高导电焊线的使用寿命。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种LED器件，包括LED芯片、用于承载LED芯片的支架、连接LED芯片电极与支架的导电焊线以及覆盖所述LED芯片和导电焊线的封装胶体，所述支架包括绝缘区以及分别位于所述绝缘区两侧的第一电连接区和第二电连接区，所述LED芯片安装在所述第一电连接区，所述导电焊线的一端位于所述LED芯片电极，另一端位于所述第二电连接区，所述导电焊线包括依次连接的竖直段、第一弯折段、第二弯折段和连接段；
所述竖直段与所述LED芯片电极连接；
所述第一弯折段向绝缘区方向设置；
所述第二弯折段向第二电连接区方向设置，并且所述第二弯折段设于第二电连接区和第一弯折段之间的空间；
所述连接段包括远离所述第二弯折段的至少部分贴设于第二电连接区的直线段，所述直线段与所述第二电连接区连接，所述竖直段、第一弯折段、第二弯折段和连接段形成三维结构。
作为上述方案的改进，所述连接段与竖直段处于同一竖直平面。
作为上述方案的改进，所述第一弯折段向LED芯片远离LED芯片电极的一端倾斜。
作为上述方案的改进，所述第一弯折段与第二弯折段连接的部分位于所述LED芯片的上方；
或者，所述第一弯折段与第二弯折段连接的部分位于绝缘区和LED芯片之间的空间。
作为上述方案的改进，所述竖直段、第一弯折段、第二弯折段和连接段依次连接形成曲线部分，所述曲线部分在水平面的投影为曲线。
作为上述方案的改进，所述竖直段和所述LED芯片电极连接的端点与连接段和所述第二电连接区的端点在同一水平线上。
作为上述方案的改进，所述第一弯折段向绝缘区方向斜向上设置；所述第二弯折段向第二电连接区方向斜向下设置，并且所述第二弯折段设于第二电连接区和第一弯折段之间的空间。
作为上述方案的改进，所述LED芯片为蓝光芯片，所述封装胶体为荧光粉与有机硅混合物。
作为上述方案的改进，所述竖直段的高度为H1，所述H1为30μm-70μm。
作为上述方案的改进，所述导电焊线最高点与所述LED芯片上表面之间的距离为H2，所述H2为70μm-130μm。
作为上述方案的改进，所述第一弯折段在水平面上的投影的长度为L1，所述L1为100μm-350μm。
作为上述方案的改进，所述连接段在水平面上的投影的长度为L2，所述L2为70μm-150μm。
作为上述方案的改进，所述第一弯折段与竖直段连接的起始点处的切线与竖直线所成的锐角为A1，所述A1为10°-70°。
作为上述方案的改进，所述第一弯折段和第二弯折段在水平面上的投影的夹角为A2，所述A2为100°-160°。
相应的，本发明还公开了一种LED灯，包括本发明所述的LED器件。
相应的，本发明还公开了一种加工本发明LED器件的导电焊线的方法，
包括如下步骤：
（1）将金球焊接在LED芯片电极后，焊头向上运动，线夹放线从而形成竖直段；
（2）焊头按设定轨迹向绝缘区方向运动从而形成第一弯折段；
（3）焊头按设定轨迹向第二电连接区方向设置从而形成第二弯折段，所述第二弯折段设于第二电连接区和第一弯折段之间的空间；
（4）水平运动线夹放线从而形成连接段；
（5）线夹放线关闭，焊头往下运动至第二电连接区进行焊接，所述竖直段、第一弯折段、第二弯折段和连接段形成三维结构。
作为上述方案的改进，步骤（2）中，焊头按设定轨迹向绝缘区方向斜向上运动从而形成第一弯折段；步骤（3）中，焊头按设定轨迹向第二电连接区方向斜向下设置从而形成第二弯折段，所述第二弯折段设于第二电连接区和第一弯折段之间的空间。
实施本发明的实施例，具有如下有益效果：
1、一般的，导电焊线与LED芯片电极连接的部分需要通过烧结这一工序，从而会产生热影响区，经过烧结后的导电焊线其应力承受能力会变小，本发明通过将此部分的导电焊线设置成竖直的结构，降低此部分的应力冲击，保证此部分的使用寿命能够与导电焊线的整体寿命相适配，以免此段过早损坏影响整体寿命，另外，导电焊线的竖直段可以提高其与LED芯片电极的连接牢固性；
2、本发明所述竖直段、第一弯折段、第二弯折段和连接段形成三维结构，此时，即使导电焊线受到来自多个不规则方向的应力冲击，也会有对应的应力缓冲能力，相对于现有技术的二维导电焊线，本发明的导电焊线可以消除来自各个方向的应力冲击，有效避免导电焊线被拉断；
3、本发明所述连接段与第二电连接区连接的一端设置成至少部分为贴设于第二电连接区的直线段，即使连接段受到第二弯折段向上的拉力或其他方向的应力时，其通过直线段也可以有一定的缓冲，不会将此拉力直接传送至导电焊线与第二电连接区连接的端部，从而增强连接段与第二电连接区连接的牢固性；
4、本发明结合竖直段、第一弯折段、第二弯折段和连接段形成的三维结构提高导电焊线的应力承受能力，从而提高LED器件以及LED灯的整体使用寿命。
附图说明
图1是现有技术LED器件部分结构的剖视图；
图2是本发明LED器件的俯视图；
图3是图2中A处的局部放大图；
图4是图2沿DD方向的剖视图；
图5是图4中B处的局部放大图；
图6是图5中F处的局部放大图；
图7是图2沿EE方向的剖视图；
图8是图6中C处的局部放大图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。
实施例一
参见附图2至附图8，本发明公开了一种用于LED器件，包括LED芯片3、用于承载LED芯片3的支架1、连接LED芯片电极30与支架1的导电焊线2以及覆盖所述LED芯片3和导电焊线2的封装胶体，所述封装胶体优选为硅树脂、硅胶或环氧树脂，所述支架1包括绝缘区12以及分别位于所述绝缘区12两侧的第一电连接区11和第二电连接区13，所述LED芯片3安装在所述第一电连接区11，所述导电焊线2的一端位于所述LED芯片电极30，另一端位于所述第二电连接区13。
其中，所述LED芯片3为蓝光芯片、红光芯片或绿光芯片，可以根据需求选择，当第一电连接区11设有多个LED芯片3时，多个LED芯片3也可以根据需求选择不同光的LED芯片。
作为LED芯片3和封装胶体的优选方案，所述LED芯片为蓝光芯片，所述封装胶体为荧光粉与有机硅混合物。
为了实现本发明的目的，本发明所述导电焊线2包括依次连接的竖直段21、第一弯折段22、第二弯折段23和连接段24，以下依次对各段进行详细描述。
其中，所述竖直段21与LED芯片电极30连接，竖直段21在支架1上的投影形状为导电焊线2的径向截面形状。导电焊线2与LED芯片电极30连接的端部需要经过烧结而成，所以其应力承受能力小，本发明将此部分设置成竖直段21，即垂直的直线段，此时，竖直段21不会受到外界应力影响，从而提高导电焊线2与LED芯片电极30连接部分的使用寿命。
其中，所述第一弯折段22向绝缘区12方向设置，具体的可以向绝缘区方向斜向上设置，即在附图中，第一弯折段22由竖直段21向第二弯折段23的方向是向左并向斜上方向设置，即第一弯折段22在附图4中显示的是向上或者向下，不是水平的直线。
优选的，所述第一弯折段22向LED芯片3远离LED芯片电极30的一端倾斜，即第一弯折段22在附图4中向左上倾斜。所述导电焊线2受到的外界的应力主要是来自封装胶体的热胀冷缩，若导电焊线2所处位置的封装胶体较厚，其受到的应力会相对较大，由于LED芯片3需要占一定的空间，所以LED芯片3所处的竖直方位的封装胶体相对较薄，本发明的第一弯折段22向绝缘区方向向上倾斜设置可以减少导电焊线2受到的外界应力。
其中，所述第二弯折段23向第二电连接区13方向设置，具体的可以为向第二电连接区方向斜向下设置，并且所述第二弯折段23设于第二电连接区13和第一弯折段22之间的空间，此设计是为了给下述连接段24提供空间。
本发明所述竖直段、第一弯折段、第二弯折段和连接段形成三维结构，即本发明的导电焊线2为三维结构，此时，即使导电焊线2受到来自多个不规则方向的应力冲击，也会有对应的应力缓冲能力，例如，当导电焊线2受到水平方向的应力时，第一弯折段22和第二弯折段23由于为上凸的弯折结构，其具有向两头方向拉伸的缓冲空间，以使应力得到相应的缓冲，当导电焊线2受到上下方向的应力时，由于第一弯折段22、第二弯折段23和连接段24以及竖直段21形成三维结构，此时，第一弯折段22和第二弯折段23的外凸部分可以上下缓冲，其受到竖直段21和连接段24的限制较小，从而实现应力的缓冲，同理，本发明的导电焊线2受到其它应力冲击时，其可以通过三维结构得到各个方向的缓冲，相对于现有技术的二维导电焊线，本发明的导电焊线2可以消除来自各个方向的应力冲击，有效避免导电焊线2被拉断，从而提高导电焊线2和LED器件的使用寿命。
其中，所述连接段24包括远离第二弯折段23的至少部分为贴设于第二电连接区13的直线段，所述直线段与所述第二电连接区13连接。
由于有至少部分贴设于第二电连接区13的直线段，即使连接段24受到第二弯折段23向上的拉力或者其他应力时，也可以通过直线段有一定的缓冲，不会将此拉力直接传送至导电焊线与第二电连接区连接的端部，从而增强第二电连接区与导电焊线2连接的牢固性。
优选的，所述连接段24与竖直段21处于同一竖直平面，即所述竖直段21在支架1上的投影和连接段24处于同一直线上。本发明将连接段24与竖直段21设置于同一竖直平面，可以进一步提高连接段24与第二电连接区连接的牢固性。本实施例中，优选的，所述竖直段与所述LED芯片电极连接的端点与连接段与所述第二电连接区的端点在同一水平线上，由于第一弯折段、第二弯折段2和连接段以及竖直段形成类似三角形的三维结构，可以进一步提高导电焊线的牢固性。
参见附图3所示，所述竖直段21、第一弯折段22、第二弯折段23和连接段24依次连接形成曲线部分，所述曲线部分在水平面的投影为曲线，其中所述竖直段21、第一弯折段22、第二弯折段23和连接段24优选依次顺滑曲线过渡连接，通过顺滑曲线过渡连接方式可以进一步地提高导电焊线2的应力承受能力，避免薄弱的过渡部分过早的损坏。另外，所述竖直段21、第一弯折段22、第二弯折段23和连接段24为一体成型结构，一体成型的导电焊线2能够承受更大的应力冲击。
需要说明的是，导电焊线2第一弯折段22与第二弯折段23连接的部位（即第一弯折段22的上端）为拐点端，拐点端是导电焊线2弯折相对较大的部位，在产生拐点端的时候，其已经承受一定的加工损伤，因此较为脆弱，为了保证导电焊线2的整体使用寿命，本发明通过以下两种优选实施方式提高拐点端的应力承受能力。
第一种实施方式，所述第一弯折段22与第二弯折段23连接的部分位于所述LED芯片的上方；
第二种实施方式，所述第一弯折段22与第二弯折段23连接的部分位于绝缘区12和LED芯片3之间的空间。
当第一弯折段22与第二弯折段23连接的部分（即拐点端）位于LED芯片3上方时，则第一弯折段22整个均处于LED芯片3的上方，此时，第一弯折段22所处位置下方的封装胶体相对最薄，下方封装胶体越薄，则导电焊线2受到的热膨胀应力越小；但是有的LED芯片电极30位于LED芯片3边缘，LED芯片3的宽度无法满足第一弯折段22的拐点端位于LED芯片3的上方这一条件，在这种情况下，所述第一弯折段22与第二弯折段23连接的部分优选位于绝缘区12和LED芯片3之间，其中绝缘区12处的应力最大，本发明将拐点端优选位于绝缘区12和LED芯片3之间，避开将薄弱的拐点端设于绝缘区12上方，以免拐点端影响导电焊线2的整体使用寿命。
根据发明人多次的实验验证，导电焊线2各段的参数对其使用寿命也有重要影响，以下是发明人多次试验得出的较优的参数选择。
（1）所述竖直段21的高度为H1，所述H1为30μm-70μm，所述H1进一步地优选范围为50μm-60μm；
（2）所述导电焊线2最高点与LED芯片3上表面之间的距离为H2，所述H2为70μm-130μm，所述H2进一步地优选范围为80μm-120μm；
（3）所述第一弯折段22在水平面上的投影的长度为L1，所述L1为100μm-350μm，所述L1进一步地优选范围为120μm-320μm；
（4）所述连接段24在水平面上的投影的长度为L2，所述L2为70μm-150μm，所述L2进一步地优选范围为90μm-120μm；
（5）所述第一弯折段22和第二弯折段23在水平面上的投影的夹角为A2，所述A2为100°-160°，所述A2进一步地优选范围为115°-150°。
为了保证第一弯折段22与竖直段21之间的部位能够达到应力承受能力，本发明对第一弯折段22的起始点作了一定的限定，即所述第一弯折段22与竖直段21连接的起始点处的切线与竖直线所成的锐角为A1，所述A1为10°-70°，所述A1进一步地优选范围为20°-60°，A1过大会导致导电焊线2热影响区弯曲受损，夹角过小则对于器件内部向上的应力无法形成有效的缓冲，应力会直接拉扯导电焊线2造成导电焊线2的热影响区断裂。
本发明所述导电焊线2的各段处于上述范围时，导电焊线2形成的三维结构可以较好地消除来自各个方向的应力，防止导电焊线2被拉断，从而提高导电焊线2的使用寿命。
实施例二
相应的，本发明还公开了一种LED灯，其包括本发明实施例一所述的LED器件，采用本发明所述的LED器件的灯，其使用寿命长。
实施例三
相应的，本发明还公开了一种加工实施例一所述LED器件的导电焊线2的方法，包括如下步骤：
（1）将金球焊接在LED芯片电极30后，焊头向上运动，线夹放线从而形成竖直段21；
（2）焊头按设定轨迹向绝缘区12方向运动从而形成第一弯折段22，进一步的可以为斜向上运动；
（3）焊头按设定轨迹向第二电连接区13方向设置从而形成第二弯折段23，进一步的，可以向第二电连接区方向斜向下设置，所述第二弯折段23设于第二电连接区13和第一弯折段22之间的空间；
（4）水平运动线夹放线从而形成连接段；
（5）线夹放线关闭，焊头往下运动至第二电连接区13进行焊接，所述竖直段、第一弯折段、第二弯折段和连接段形成三维结构。
采用本实施例方法加工出的导电焊线的优选三维结构为，步骤（2）中，焊头按设定轨迹向绝缘区方向斜向上运动从而形成第一弯折段；步骤（3）中，焊头按设定轨迹向第二电连接区方向斜向下设置从而形成第二弯折段，所述第二弯折段设于第二电连接区和第一弯折段之间的空间。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (17)
1.一种LED器件，包括LED芯片、用于承载LED芯片的支架、连接LED芯片电极与支架的导电焊线以及覆盖所述LED芯片和导电焊线的封装胶体，所述支架包括绝缘区以及分别位于所述绝缘区两侧的第一电连接区和第二电连接区，所述LED芯片安装在所述第一电连接区，所述导电焊线的一端位于所述LED芯片电极，另一端位于所述第二电连接区，其特征在于，所述导电焊线包括依次连接的竖直段、第一弯折段、第二弯折段和连接段；
所述竖直段与所述LED芯片电极连接；
所述第一弯折段向绝缘区方向设置；
所述第二弯折段向第二电连接区方向设置，并且所述第二弯折段设于第二电连接区和第一弯折段之间的空间；
所述连接段包括远离所述第二弯折段的至少部分贴设于第二电连接区的直线段，所述直线段与所述第二电连接区连接，所述竖直段、第一弯折段、第二弯折段和连接段形成三维结构。
2.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述连接段与竖直段处于同一竖直平面。
3.根据权利要求1所述的用于LED器件，其特征在于，所述第一弯折段向LED芯片远离LED芯片电极的一端倾斜。
4.根据权利要求1至3任一项所述的LED器件，其特征在于，所述第一弯折段与第二弯折段连接的部分位于所述LED芯片的上方；
或者，所述第一弯折段与第二弯折段连接的部分位于绝缘区和LED芯片之间的空间。
5.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述竖直段、第一弯折段、第二弯折段和连接段依次连接形成曲线部分，所述曲线部分在水平面的投影为曲线。
6.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述竖直段和所述LED芯片电极连接的端点与连接段和所述第二电连接区的端点在同一水平线上。
7.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述第一弯折段向绝缘区方向斜向上设置；所述第二弯折段向第二电连接区方向斜向下设置，并且所述第二弯折段设于第二电连接区和第一弯折段之间的空间。
8.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述LED芯片为蓝光芯片，所述封装胶体为荧光粉与有机硅混合物。
9.根据权利要求1所述的用于LED器件，其特征在于，所述竖直段的高度为H1，所述H1为30μm-70μm。
10.根据权利要求1所述的用于LED器件，其特征在于，所述导电焊线最高点与所述LED芯片上表面之间的距离为H2，所述H2为70μm-130μm。
11.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述第一弯折段在水平面上的投影的长度为L1，所述L1为100μm-350μm。
12.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述连接段在水平面上的投影的长度为L2，所述L2为70μm-150μm。
13.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述第一弯折段与竖直段连接的起始点处的切线与竖直线所成的锐角为A1，所述A1为10°-70°。
14.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述第一弯折段和第二弯折段在水平面上的投影的夹角为A2，所述A2为100°-160°。
15.一种LED灯，其特征在于，包括权利要求1至14任一项所述的LED器件。
16.一种加工权利要求1至14任一项所述的LED器件导电焊线的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将金球焊接在LED芯片电极后，焊头向上运动，线夹放线从而形成竖直段；
（2）焊头按设定轨迹向绝缘区方向运动从而形成第一弯折段；
（3）焊头按设定轨迹向第二电连接区方向设置从而形成第二弯折段，所述第二弯折段设于第二电连接区和第一弯折段之间的空间；
（4）水平运动线夹放线从而形成连接段；
（5）线夹放线关闭，焊头往下运动至第二电连接区进行焊接，所述竖直段、第一弯折段、第二弯折段和连接段形成三维结构。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，焊头按设定轨迹向绝缘区方向斜向上运动从而形成第一弯折段；步骤（3）中，焊头按设定轨迹向第二电连接区方向斜向下设置从而形成第二弯折段，所述第二弯折段设于第二电连接区和第一弯折段之间的空间。
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