CN110649009A - 一种双模压成型的led产品及制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种双模压成型LED产品及制作工艺，该LED产品包括PCB板、固定安装在PCB板上的LED芯片、第一次模压成型的反光杯和第二次模压成型的保护板；反光杯设置在PCB板上，保护板设置在反光杯上，保护板的形状和大小与反光杯的形状和大小相适配，并与反光杯和PCB板共同形成用于容纳LED芯片的容纳空间。通过用第一有机材料进行第一次模压成型获得反光杯，然后将LED芯片固定在PCB板上，再用第二有机材料进行第二次模压成型获得保护板，这样便可以解决LED产品内应力释放问题，提升LED产品的可靠性及气密性。
Description
技术领域
本申请涉及LED技术领域，尤其涉及一种双模压成型的LED产品及制作工艺。
背景技术
LED产品因其具有节能、省电、高效率、反应时间快、寿命周期长、且不含汞和环保等优点，被广泛用于照明和显示行业，成为近年来最受瞩目的产品之一。
LED产品的封装是指发光芯片的封装，LED的封装不仅要求能够保护灯芯，而且还要能够透光。现有LED封装是在支架上封装芯片后，将用胶水把芯片和支架包裹起来，再经过长烤让胶水固化，最终完成封装过程。这种封装结构连接不可靠、易脱落，因芯片发热或环境潮湿而产生应力导致封装胶水气密性不好。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种双模压成型的LED产品及制作工艺，能够有效解决上述的问题。
根据本申请实施例的第一方面，提供了一种双模压成型的LED产品，包括：
PCB板；
LED芯片，固定安装在所述PCB板上；
反光杯，设置在所述PCB板上，由第一次模压成型制得；
保护板，设置在所述反光杯上，所述保护板由第二次模压成型制得；所述保护板的形状和大小与所述反光杯的形状和大小相适配，并与所述反光杯和所述PCB板共同形成用于容纳所述LED芯片的容纳空间。
在本申请实施例提供的LED产品中，所述反光杯采用第一有机材料制成；所述保护板采用第二有机材料制成；其中，所述第一有机材料和所述第二有机材料均包括同一种有机基骨架。
在本申请实施例提供的LED产品中，所述反光杯包括反光面和固定面，所述反光面的形状呈圆锥形，所述固定面的形状与所述PCB板的形状相适配。
在本申请实施例提供的LED产品中，所述保护板包括锥形部，所述锥形部与所述反光杯和所述PCB板抵接；
其中，所述锥形部包括弧面和平面，所述弧面的形状和大小与所述反光面的形状和大小相适配。
在本申请实施例提供的LED产品中，所述保护板包括还平面部，所述平面部为所述LED产品的光线发出部位。
在本申请实施例提供的LED产品中，所述有机基骨架包括环氧树脂骨架、有机硅胶骨架中的至少一种。
根据本申请实施例的第二方面，提供了一种双模压成型的LED产品的制作工艺，所述LED产品包括PCB板、LED芯片、反光杯和保护板，其特征在于，所述制作工艺包括：
用第一有机材料在所述PCB板上进行第一次模压成型，以在所述PCB板上模压所述反光杯而获得第一组合体；
将所述LED芯片固定安装在所述第一组合体上的PCB板上，以获得第二组合体；
用第二有机材料在所述第二组合体的PCB板和反光杯上进行第二次模压成型，以在所述第二组合体的PCB板和反光杯上模压所述保护板而获得LED封装器件；
对所述LED封装器件进行切割，获得单个的所述LED产品。
在本申请实施例提供的制作工艺中，所述第一有机材料和所述第二有机材料均包括同一种有机基骨架。
在本申请实施例提供的制作工艺中，所述有机基骨架包括环氧树脂骨架、有机硅胶骨架中的至少一种。
在本申请实施例提供的制作工艺中，所述用第一有机材料在所述PCB板上进行第一次模压成型，以在所述PCB板上模压所述反光杯而获得第一组合体之前，还包括：
在由树脂基或类玻纤材料制成的绝缘件上进行覆铜和蚀刻，以得到所述PCB板。
本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请提供了一种双模压成型的LED产品及制作工艺，该LED产品包括PCB板、固定安装在PCB板上的LED芯片、第一次模压成型的反光杯和第二次模压成型的保护板；反光杯设置在PCB板上，保护板设置在反光杯上，保护板的形状和大小与反光杯的形状和大小相适配，并与反光杯和PCB板共同形成用于容纳LED芯片的容纳空间。该LED产品通过用有机材料进行第一次模压成型获得反光杯，然后将LED芯片固定在在PCB板上，再用有机材料进行第二次模压成型获得保护板，这样便可以解决LED产品内应力释放问题，提升LED产品的可靠性及气密性。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例提供的一种双模压成型的LED产品的结构示意图；
图2是图1中的LED产品在另一角度的结构示意图；
图3是图1中的LED产品的分解示意图；
图4是图1中的LED产品的部分结构示意图；
图5是图1中的反光杯的结构示意图；
图6是图1中的反光杯在另一角度的结构示意图；
图7是图1中的保护板的结构示意图；
图8是图1中的LED产品的部分结构示意图；
图9是图8中的导电件的结构示意图；
图10是图8中的导电件在另一角度的结构示意图；
图11是图8中的LED芯片电性连接的示意图；
图12是本申请一实施例提供的一种双模压成型的LED产品的制作工艺的流程示意图；
图13是本申请一实施例提供的一种双模压成型的LED产品的制作工艺的另一流程示意图。
附图标记说明：
10、反光杯；110、反光面；120、固定面；
20、保护板；210、平面部；220、锥形部；221、平面；222、弧面；
30、PCB板；310、绝缘件；320、导电件；321、第一导电面；322、第二导电面；323、定位孔；
40、LED芯片；410、发光晶片；420、驱动芯片；430、键合线；
50、导电柱；
60、容纳空间。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1至图3，本申请的实施例提供了一种双模压成型的LED产品，包括PCB板30、固定安装在所述PCB板30上的LED芯片40、第一次模压成型的反光杯10和第二次模压成型的保护板20。反光杯10设置在PCB板30上，保护板20设置在反光杯10上，保护板20的形状和大小与反光杯10的形状和大小相适配，并与反光杯10和PCB板30共同形成用于容纳LED芯片40的容纳空间60。
采用以上技术方案后，由于保护板20与反光杯10均为模压成型，保护板20用于替代传统保护胶水，该保护板20也采用模压成型，尺寸精度高且翘曲变形也很小，且同时具有收缩率小和机械性能较稳定的特性，密封效果比用保护胶水固化成的保护层更好，同时模压成型的保护板20造价较低，其模具结构较简单，制造费用通常比注塑模具或传递成型模具低，批量生产时价格相对低。
在一可选的实施方式中，反光杯10采用第一有机材料制成，保护板20采用第二有机材料制成。其中，第一有机材料和第二有机材料均包括同一种有机基骨架。
传统LED产品的封装结构在反光杯10内填充保护胶水以包围LED芯片40，LED芯片40中驱动芯片420是采用半导体硅材料制成，发光晶片410是由氮化镓或磷化铝镓锢材料制成，而保护胶水一般是由多种有机材料与无机材料复合而成，多种材料复合的保护胶水会影响到LED产品的湿敏特性，也制约了LED产品的可靠性。因为传统LED产品在使用或加工过程中，组成保护胶水的多种材料吸水性或膨胀率不完全相同，在受潮或高温的条件下，保护胶水内部容易发生膨胀，在此过程中产生的应力可能会破坏LED产品的内部结构或造成保护胶水与框架分离，从而引起LED产品失效。比如传统的LED产品无法进行高温SMT(SurfaceMounted Technology表面贴装技术)工艺，否则易出现反光杯10内部的保护胶水因高温导致内部膨胀，在此过程中产生的应力可能会造成LED芯片40内的键合线430拉断而失效。
反光杯10和保护板20固定连接，且反光杯10和保护板20均采用包括同一种有机基骨架的有机材料模压成型，由此使得反光杯10和保护板20的膨胀率大体相同。在LED产品受潮或受热条件下，反光杯10和保护板20所产生的内应力也大体一样，保证了二者的相对变形相对一致，提高了LED产品的可靠性和气密性。比如在反光杯10、保护板20和PCB板30共同组成的容纳空间60中的LED芯片40通电工作导致反光杯10和保护板20发热而产生的内应力时，反光杯10和保护板20之间的相对变形相对一致，使得LED产品的可靠性和气密性得到进一步的增强。
另一方面，因LED产品本身发光的功能特性，保护板20为高透光性或光扩散性，当LED芯片40发光时，在反光杯10的配合下，LED芯片40所产生的光从保护板20透射或扩散至外部，以使得LED产品能正常工作，同时LED产品的发光方式具有多样性。而制成反光杯10的第二有机材料为不透光，起到反射聚光作用。相比于一般五面发光的LED产品，本申请实施例提供的LED产品设有不透光的反光杯10，具有高度聚光的作用，增强LED产品指定方向的发光强度。
在一个可选的实施方式中，在本申请实施例提供的LED产品中，第一有机材料和第二有机材料包括的同一种有机基骨架为环氧树脂(Epoxy)骨架和有机硅胶骨架中的至少的一种。例如，当有机材料采用EMC(Epoxy Molding Compound环氧树脂模塑料)时，固化方便、粘附力强、绝缘性好，EMC固化时的收缩性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强，和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比，EMC中环氧树脂骨架的在固化过程中显示出很低的收缩性(小于2％)，从而可以减缓LED产品受到热应力释放的影响。
请参阅图5和图6，在一可选的实施方式中，反光杯10包括反光面110和固定面120，反光面110的形状呈圆锥形，固定面120的形状与第一导电面321的形状相适配。反光面110的设置，使得本申请实施例中的LED产品聚光性更好，提高LED产品的定向指向性光强。第一次模压成型的反光杯10的固定面120与PCB板30接触，固定面120的形状与第一导电面321的形状相适配，使得反光杯10与PCB板30的固定连接更稳固，进一步增加LED产品的可靠性。请参阅图4，反光杯10和PCB板30接触处形成四个控制接口，第一导电脚部分位于四个控制接口中，便于后续的电源或电信号的输入/输出。其中，反光杯10还设有防呆结构，在本实施例中，防呆结构为一个包括圆形图案的结构，LED封装完成后，防呆结构的投影位于PCB板30上第一导电脚所处的方位。
请参阅图7，在一可选的实施方式中，保护板20包括平面部210和锥形部220。其中，锥形部220包括弧面222和平面221，弧面222的形状和大小与反光杯10的反光面110的形状和大小相适配，平面221的形状和大小与反光杯10的第一导电面321的形状和大小相适配。第二次模压成型的保护板20的锥形部220与反光杯10的反光面110抵接，使得保护板20与反光杯10的固定连接更稳固，进一步增加LED产品的可靠性。此外，平面部210为LED产品的光线发出部位，此时LED产品的发光面为整个平面部210，且发出的光为散射光，聚光性弱、亮度低，但是照射面广。可以理解的是，在另一可选的实施方式中，保护板20不包括平面部210，此时LED的发光面为锥形部220背离反光杯10的面，此时LED产品发出的光为聚集光，聚光性强、亮度高，但是照射面窄。
在一些具体实施例中，保护板20中平面部210的厚度为0.1毫米到7毫米，比如可以为0.1毫米、2毫米、5毫米或7毫米，此时LED产品具有良好的发光效果。在保护板20厚度不变的情况下，平面部210的厚度越小，LED产品发出的光的发光角度更接近反光杯10锥形部220的夹角，聚光性强越强；平面部210的厚度越大，LED产品发出的光的发光角度更接近180度，聚光性强越弱。
请参阅图8，在一可选的实施方式中，PCB板30包括由树脂基或类玻纤材料制成绝缘件310和包覆在所述绝缘件310表面的导电件320，导电件320用于连接外界电源和/或信号源。
具体地，在本申请实施例提供的LED产品中，反光杯10和保护板20由有机材料制成，绝缘件310由树脂基材料制成，以使得反光杯10、保护板20与绝缘件310的膨胀系数差别不大，进一步提高LED产品的可靠性。绝缘件310由类玻纤材料制成时，绝缘件310弹性系数高、刚性强，同时与树脂接着性良好，与反光杯10的固定连接更稳固。
请参阅图8至图10，在一可选的实施例中，绝缘件310包括相对设置的底面和顶面，导电件320包括第一导电面321和第二导电面322。第一导电面321包覆在顶面上，第二导电面322包覆在底面上。其中，LED芯片40固定安装在第一导电面321上。
请参阅图8至图10，在一个可选的实施方式中，导电件320还包括多个导电脚。其中，LED产品内导电脚的数量主要根据LED产品的驱动方式而设计，本申请不做任何限制，在下述的实施例中，LED产品主要以四个导电脚为例进行说明。其中，第一导电脚用于接地，第二导电脚用于接电源，第三导电脚用于信号输出，第四导电脚用于信号输入，对于其它数量的导电脚，本实施例此处不再赘述。
请参阅图8至图10，在一个可选的实施方式中，导电件320还包括多个定位孔323，PCB板30还包括多个与定位孔323相适配的导电柱50，导电柱50用于电性连接第一导电面321和第二导电面322，将LED芯片40的控制信号和输出信号从第一导电面321导入到底部的第二导电面322，便于后续SMT电气连接。
请参阅图11，在一可选的实施方式中，LED芯片40包括用于发光的发光晶片410和用于控制发光晶片410的驱动芯片420。发光晶片410和驱动芯片420均与第一导电面321电性连接。
在一个可选的实施方式中，如图8、图9和图11所示，发光晶片410的数量为三个，其中两个发光晶片410安装在第二导电脚上，另外一个发光晶片410安装在第三导电脚上。在本实施方式中，键合线430的数量为九条，其中驱动芯片420上设有七条键合线430，分别与第一导电脚、第二导电脚、第三导电脚、第四导电件320和三个发光晶片410电连接，另外两条分别用于将第二导电脚上的其中一个发光晶片410、第三导电脚的发光晶片410与第二导电脚连接。
请参阅图12，本申请的实施例提供了一种双模压成型的LED产品的制作工艺，LED产品包括PCB板30、LED芯片40、反光杯10和保护板20，制作工艺包括以下步骤：
S101、用第一有机材料在PCB板30上进行第一次模压成型，以在PCB板30上模压反光杯10而获得第一组合体；
S102、将LED芯片40固定安装在第一组合体上的PCB板30上，以获得第二组合体；
S103、用第二有机材料在第二组合体的PCB板30和反光杯10上进行第二次模压成型，以在第二组合体的PCB板30和反光杯10上模压保护板20而获得LED封装器件；
S104、对LED封装器件进行切割，获得单个的LED产品。
具体地，步骤S101中，第一有机材料为不透光的材料。步骤S103中，第二有机材料为高透光的材料。其中，第一有机材料和第二有机材料均包括同一种有机基骨架。
因LED产品本身发光的功能特性，发光方向的保护板20为高透光性，以使得LED产品能正常工作，而制成反光杯10的第二有机材料为不透光，相比于一般五面发光的LED产品，本申请实施例提供的LED产品设有不透光的反光杯10，具有高度聚光的作用，增强LED产品指定方向的发光强度。
在一个可选的实施方式中，在本申请实施例提供的LED产品中，有机基骨架包括环氧树脂骨架和有机硅胶骨架中的至少一种。例如，当有机材料采用EMC时，固化方便、粘附力强、绝缘性好，EMC固化时的收缩性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强，和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比，EMC中的环氧树脂骨架在固化过程中显示出很低的收缩性(小于2％)，从而可以减缓LED产品受到热应力释放的影响。
请参阅图12，在一可选的实施方式中，一种双模压成型的LED产品的制作工艺包括以下步骤：
S201、在由树脂基或类玻纤材料制成绝缘件310上进行覆铜和蚀刻，以得到PCB板30。
S202、用第一有机材料在PCB板30上进行第一次模压成型，以在PCB板30上模压反光杯10而获得第一组合体；
S203、将LED芯片40固定安装在第一组合体上的PCB板30上，以获得第二组合体；
S204、用第二有机材料在第二组合体的PCB板30和反光杯10上进行第二次模压成型，以在第二组合体的PCB板30和反光杯10上模压保护板20而获得LED封装器件；
S205、对LED封装器件进行切割，获得单个的LED产品。
具体地，在本申请实施例提供的LED产品中，反光杯10和保护板20由有机材料制成，绝缘件310由树脂基材料制成，以使得反光杯10、保护板20与绝缘件310的膨胀系数差别不大，进一步提高LED产品的可靠性；绝缘件310由类玻纤材料制成时，绝缘件310弹性系数高、刚性强，同时与树脂接着性良好，与反光杯10的固定连接更稳固。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种双模压成型的LED产品，其特征在于，包括：
PCB板；
LED芯片，固定安装在所述PCB板上；
反光杯，设置在所述PCB板上，所述反光杯由第一次模压成型制得；
保护板，设置在所述反光杯上，所述保护板由第二次模压成型制得；所述保护板的形状和大小与所述反光杯的形状和大小相适配，并与所述反光杯和所述PCB板共同形成用于容纳所述LED芯片的容纳空间。
2.根据权利要求1所述的LED产品，其特征在于，所述反光杯采用第一有机材料制成；所述保护板采用第二有机材料制成；
其中，所述第一有机材料和所述第二有机材料均包括同一种有机基骨架。
3.根据权利要求2所述的LED产品，其特征在于，所述有机基骨架包括环氧树脂骨架和有机硅胶骨架中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的LED产品，其特征在于，所述反光杯包括:
反光面，形状呈圆锥形，用于反射所述LED芯片发出的光；
固定面,与所述PCB板固定连接，所述固定面与所述PCB板相适配。
5.根据权利要求4所述的LED产品，其特征在于，所述保护板包括锥形部，所述锥形部与所述反光杯和所述PCB板抵接；
其中，所述锥形部包括弧面，所述弧面与所述反光面相适配。
6.根据权利要求5所述的LED产品，其特征在于，所述保护板还包括平面部，所述平面部为所述LED产品的光线发出部位。
7.一种双模压成型的LED产品的制作工艺，其特征在于，所述LED产品包括PCB板、LED芯片、反光杯和保护板，所述制作工艺包括：
用第一有机材料在所述PCB板上进行第一次模压成型，以在所述PCB板上模压所述反光杯而获得第一组合体；
将所述LED芯片固定安装在所述第一组合体上的PCB板上，以获得第二组合体；
用第二有机材料在所述第二组合体的PCB板和反光杯上进行第二次模压成型，以在所述第二组合体的PCB板和反光杯上模压所述保护板而获得LED封装器件；
对所述LED封装器件进行切割，获得单个的所述LED产品。
8.根据权利要求7所述的制作工艺，其特征在于，所述第一有机材料和所述第二有机材料均包括同一种有机基骨架。
9.根据权利要求8所述的制作工艺，其特征在于，所述有机基骨架包括环氧树脂骨架和有机硅胶骨架中的至少一种。
10.根据权利要求7所述的制作工艺，其特征在于，所述用第一有机材料在所述PCB板上进行第一次模压成型，以在所述PCB板上模压所述反光杯而获得第一组合体之前，还包括：
在由树脂基或类玻纤材料制成的绝缘件上进行覆铜和蚀刻，以得到所述PCB板。
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|---|---|---|---|
| CN201910970067.0A CN110649009A (zh) | 2019-10-12 | 2019-10-12 | 一种双模压成型的led产品及制作工艺 |
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2019
- 2019-10-12 CN CN201910970067.0A patent/CN110649009A/zh active Pending
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