CN111834509B - 一种直插式led器件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种直插式LED器件，所述直插式LED器件包括支架、LED芯片和封装层。本发明提供的直插式LED器件的碗杯由电极支架的碗杯缺口组合形成，LED芯片可选用的种类较多，选型设计难度较低；在电连接结构选用键合线时，LED芯片的键合线长度较短，键合线无需跨出碗杯杯口即可实现键合线与引脚间的电连接，从而使直插式LED器件因键合线磨损或断裂所产生的不良大大降低，在实际应用中具有良好的实用性。

Description

一种直插式LED器件

技术领域

本发明涉及LED领域，具体涉及到一种直插式LED器件。

背景技术

图1示出了现有的直插式LED器件结构，在现有的直插式LED器件结构中，用于供LED芯片设置的碗杯402设置在其中一个电极支架401的端面上，LED芯片不可避免的需通过键合线404与另一电极支架形成电连接，从视图中可看出，当键合线404需要与非碗杯设置电极支架形成电连接时，键合线404需要跨出碗杯402的杯口，一方面，键合线404可能会与碗杯402的杯壁产生碰撞，从而导致键合线404破损失效；另一方面，键合线404长度过大，弧顶过高，在封装层点胶时可能会因冲线导致键合线404断裂失效；以上两方面都会降低直插式LED器件的生产良率。此外，由于LED芯片需要基于键合线404与电极支架形成电连接，部分自带金属触点的LED芯片无法应用至现有结构的直插式LED器件中，不利用直插式LED器件的选型设计。

发明内容

为了克服现有直插式LED器件结构的缺陷，本发明实施例提供了一种直插式LED器件，该直插式LED器件的碗杯由电极支架的碗杯缺口组合形成，LED芯片可选用的种类较多，选型设计难度较低；在电连接结构选用键合线时，LED芯片的键合线长度较短，键合线无需跨出碗杯杯口即可实现键合线与引脚间的电连接，从而使直插式LED器件因键合线磨损或断裂所产生的不良大大降低，在实际应用中具有良好的实用性。

相应的，本发明提供了一种直插式LED器件，所述直插式LED器件包括支架、LED芯片和封装层；

所述支架包括至少两个相互绝缘的电极支架，所述电极支架分别为正极支架和负极支架；

所述正极支架上设置有第一碗杯缺口，所述负极支架上设置有第二碗杯缺口，所述第一碗杯缺口和所述第二碗杯缺口组合形成一碗杯；

所述LED芯片设置在所述碗杯内，且所述LED芯片基于电连接结构分别与所述第一碗杯缺口位置的表面和所述第二碗杯缺口位置的表面形成电连接；

所述封装层包覆所述LED芯片，所述正极支架和所述负极支架的下端均外露于所述封装层形成引脚。

可选的实施方式，所述封装层采用草帽型结构，顶面为圆顶。

可选的实施方式，所述LED芯片为红外芯片。

可选的实施方式，所述封装层数量为多层，多层所述封装层依次覆盖在所述LED芯片上；多层所述封装层中的最内层封装层包覆所述LED芯片。

可选的实施方式，在多层所述封装层中，最内层封装层硬度最低，最外层封装层硬度最高。

可选的实施方式，多层所述封装层由内层至外层硬度逐层增大。

可选的实施方式，其特征在于，多层所述封装层中最内层封装层材质为硅胶或掺杂有荧光粉的硅胶；多层所述封装层中最外层封装层材质为环氧树脂。

可选的实施方式，多层所述封装层中最内层的封装层的硬度范围为D10～D55。

可选的实施方式，在多层所述封装层数量大于或等于三层时，位于最内层封装层与最外层封装层之间的封装层材质为掺杂有硅扩散粉的硅胶，或掺杂有硅扩散粉的环氧树脂。

可选的实施方式，多层所述封装层数量为三层；

在位于最内层封装层与最外层封装层之间的封装层材质为掺杂有硅扩散粉的硅胶时，硬度范围为D12～D65；

或在位于最内层封装层与最外层封装层之间的封装层材质为掺杂有硅扩散粉的环氧树脂时，硬度范围为D15～D65。

可选的实施方式，多层所述封装层中最内层封装层填充在所述碗杯中，且多层所述封装层中最内层封装层顶面高度与所述碗杯杯口相平。

可选的实施方式，所述正极支架和所述负极支架间基于绝缘层相互绝缘，所述绝缘层厚度取值范围为[0.15mm,1.2mm]。

可选的实施方式，所述绝缘层材料为聚邻苯二酰胺树脂，或聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯，或环氧树脂注塑化合物。

本发明提供了一种直插式LED器件，该直插式LED器件的碗杯由碗杯缺口组合形成，LED芯片可选用的种类较多，选型设计难度较低；在电连接结构选用键合线时，LED芯片的键合线长度较短，键合线无需跨出碗杯杯口即可实现键合线与引脚间的电连接，从而使直插式LED器件因键合线磨损或断裂所产生的不良大大降低；封装层采用多层封装层结构，有利于降低LED芯片和键合线所受到的内应力，降低LED芯片和键合线损坏的几率；多层封装层结构间采用不同硬度的材质制成，在实现封装层对外的防护功能的同时，还实现了对内部的LED芯片和键合线的保护功能，进一步对LED芯片和键合线进行保护；最内侧的封装层采用硅胶材料，在实现应力缓冲功能的同时，还具有良好的散热效果，对提高直插式LED器件寿命、防止LED芯片老化具有良好的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。

图1示出了现有直插式LED器件的结构示意图；

图2示出了本发明实施例一的直插式LED器件结构示意图；

图3示出了本发明实施例二的直插式LED器件结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

图2示出了本发明实施例的直插式LED器件结构示意图。本发明实施例提供了一种直插式LED器件，该直插式LED器件包括支架1，封装层2、LED芯片3。所述LED芯片3设置在所述支架上，所述封装层2包覆所述LED芯片3。

所述支架1包括至少两个相互绝缘的电极支架，所述电极支架包括正极支架110和负极支架111，所述正极支架110和所述负极支架11的下端均外露于所述封装层2，分别对应形成正极引脚120和负极引脚121。

所述正极支架110和负极支架111间相互绝缘，可选的，所述正极支架110和负极支架111之间设置有绝缘层103相互绝缘。所述正极支架110和负极支架111的上表面分别设置有相互配对的碗杯缺口；具体的，正极支架110上设置有第一碗杯缺口101，负极支架111上设置有第二碗杯缺口102。

在正极支架110和负极支架111相对位置固定时，第一碗杯缺口101和第二碗杯缺口102组合形成一完整的碗杯104，所述碗杯104底面为一平面；所述LED芯片3设置在所述碗杯104内。

LED芯片3设置在碗杯104内，且LED芯片3基于电连接结构与对应的第一碗杯缺口101和第二碗杯缺口102的表面形成电连接。

具体实施中，根据LED芯片3的类型，可选用多种电连接结构。

可选的，LED芯片可以为垂直结构芯片、倒装结构芯片或正装结构芯片；正装结构芯片的正极和负极通过键合线焊接在对应的电极支架的碗杯上；垂直结构芯片的正极是通过键合线焊接在正极支架的碗杯缺口表面上，负极是通过金球共晶键合在负极支架的碗杯缺口表面上；倒装芯片的正极和负极是通过金球共晶键合在对应的电极支架的碗杯上。

具体的，当LED芯片为正装结构芯片时，LED芯片3可设置在碗杯104底面的任一位置上，LED芯片3的两个电极基于键合线4分别连接至对应的第一碗杯缺口101和第二碗杯缺口102的表面上，与对应的正极支架110和负极支架111形成电连接。

具体的，当LED芯片为垂直结构芯片时，LED芯片3需设置在负极支架111在碗杯缺口101位置的表面上，LED芯片3的负极通过金球共晶键合在负极支架111上，LED芯片3的正极通过键合线焊接在正极支架110的第一碗杯缺口表面上。

具体的，当LED芯片为倒装结构芯片时，LED芯片3需跨设在正极支架110和负极支架111上，LED芯片3的正极和负极通过金球共晶键合在正极支架110和负极支架111上。

可选的，在本发明实施例中，LED芯片选用红外芯片。红外芯片常用于遥控器等设备上，本发明实施例的直插式LED器件的顶发光性能较好，对设备指向性的发出红外信号具有良好的效果；但红外芯片自身性质较脆，在封装层成型时需要注意保护红外芯片，防止封装层压碎所述红外芯片。

在本发明实施例中，封装层2具有封装LED芯片和成型直插式LED器件形状两个功能。在本发明实施例中，封装层2采用草帽型结构，顶面为圆顶，具有良好的顶发光效果。封装层2可基于环氧树脂固化形成；环氧树脂固化后，表面成型质量好，硬度高，一方面，可防止外部对LED芯片和键合线的破坏，对LED芯片和键合线形成良好的保护；另一方面，可对键合线进行固定，防止键合线因摆动导致键合线损坏。

本发明实施例中，直插式LED器件的碗杯基于电极支架上的碗杯缺口组成，与现有直插式LED器件结构相比，键合线在碗杯中就可以实现电连接，不需要像现有的直插式LED器件那样，碗杯是设置在其中一个电极支架上，键合线需要跨过碗杯的杯壁才能和另一个电极支架实现电连接，减少了键合线受磨损的可能性，提高直插式LED器件的生产良率；同时，键合线的长度减少，弧顶高度降低，在封装层注胶成型时，不易出现注胶冲线导致键合线断裂的现象，对提高直插式LED器件的生产良率具有良好的作用。

实施例二：

图3示出了本发明实施例的直插式LED器件结构示意图，本发明实施例提供了一种直插式LED器件，该直插式LED器件包括支架1、封装层2和LED芯片3，在本发明实施例中，支架1包括至少两个电极支架，分别为正极支架110和负极支架111。

具体的，正极支架110和负极支架111基于绝缘层103相互绝缘，所述绝缘层103由绝缘材料形成，可选的，绝缘材料可以为聚邻苯二酰胺树脂(PPA)、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯(PCT)、环氧树脂注塑化合物(EMC)等绝缘材料。

所述绝缘层厚度取值范围为[0.15mm,1.2mm]。当LED芯片3为倒装结构芯片时，LED芯片的两个电极间的距离是有范围的；当LED芯片为正装结构芯片或垂直结构芯片时，键合线的长度也是有范围的，过长或过短的键合线都会影响键合线自身的可靠性，故绝缘层厚度取值范围为[0.15mm,1.2mm]。

所述正极支架110和负极支架111间相互绝缘，可选的，所述正极支架110和负极支架111之间设置有绝缘层103相互绝缘。所述正极支架110和负极支架111的上表面分别设置有相互配对的碗杯缺口；具体的，正极支架110上设置有第一碗杯缺口101，负极支架111上设置有第二碗杯缺口102。在正极支架110和负极支架111相对位置固定时，第一碗杯缺口101和第二碗杯缺口102组合形成一完整的碗杯104，所述碗杯104底面为一平面；所述LED芯片3设置在所述碗杯104内。

在实施例一的基础上，本发明实施例的直插式LED器件封装层2数量为多层，所述多层封装层2依次覆盖在LED芯片3上。具体的，每一层封装层根据其设置的位置，具有不同的功能作用，具体实施中，需根据封装层所起的作用进行材料的选择。

在本发明实施例中，最内侧的封装层用于包覆LED芯片3和电连接结构，最外侧的封装层用于根据需求形成封装层所需的外形结构。可选的，所述最内侧的封装层填充在所述碗杯中，且所述最内侧的封装层顶面高度与所述碗杯杯口相平，便于点胶作业时最内侧的封装层成型。

具体实施中，最内侧的封装层硬度范围为D10～D55，可选的，可使用硅胶或掺杂有荧光粉的硅胶制成。一方面，硅胶的散热性能较好，可快速的将LED芯片的热量导出，防止产生热堆积导致LED芯片的损坏和快速老化，另一方面，硅胶的硬度较低，有利于通过形变吸收外部压力，对内侧包覆的LED芯片和电连接结构形成保护；最外侧的封装层使用环氧树脂材料制成，硬度为D70～D95，可用于形成封装层的外部结构并防止外部对直插式LED器件造成损坏。

当封装层的数量大于或等于三层时，位于最内层封装层与最外层封装层之间的中间封装层的硬度范围介于最内层封装层与最外层封装层之间；优选的，所述多层封装层由内至外硬度逐层增加。

封装层采用多层封装层结构的原因在于，一方面，胶水在固化成型时，会产生一定的内应力，胶水固化成型的尺寸越大，内应力越大，且内应力主要集中在胶水的中部，因此，通过多层封装层的设置，每一层封装层固化成型时所产生的内应力较小，不容易对LED芯片和电连接结构造成破坏；另一方面，通过多层封装层的设计，且多层封装层采用不同硬度的材料制成，LED芯片和电连接结构上的封装层材料较软，且内层的封装层会通过自身的形变吸收大部分作用于最外层封装层的作用力，从而对LED芯片和电连接结构实现保护。

本实施例中，如图3所示，本发明实施例的封装层包括三层，分别是第一封装层201、第二封装层202和第三封装层203，其中，第一封装层201位于碗杯104内，包覆LED芯片3和键合线4，基于硅胶或掺杂有荧光粉的硅胶制成，硬度范围为D10～D55；第三封装层203用于成型封装层所需的外形结构并用于抵挡外力，基于环氧树脂制成，硬度为D70～D95；第二封装层202成型在第一封装层201和第三封装层203之间，当第二封装层202材质为掺杂有硅扩散粉的硅胶时，硬度范围为D12～D65，当第二封装层202材质为掺杂有硅扩散粉的环氧树脂时，硬度范围为D15～D65。

在掺杂有硅扩散粉的硅胶中，硅扩散粉与硅胶的质量比取值范围为[0.005，0.1]；在掺杂有硅扩散粉的环氧树脂中，硅扩散粉与环氧树脂的质量比取值范围为[0.005，0.1]。

当第二封装层采用环氧树脂掺杂硅扩散粉的方式制成时，硅扩散粉的掺杂浓度越高，第二封装层的硬度越低；当第二封装层采用硅胶掺杂硅扩散粉的方式制成时，硅扩散粉的掺杂浓度越高，第二封装层的硬度越高。因此，通过改变硅扩散粉的掺杂浓度，可较为便捷的调节位于最内层封装层和最外层封装层之间的中间封装层的硬度。

需要说明的是，设置中间封装层的原因为硅胶材料与环氧树脂材料由于材质属性差异较大，在受热时结合面会发生分层等现象，因此，通过设置中间封装层，减少相邻两层封装层之间的材质属性差异，有利于解决封装层的分层问题；中间封装层的数量越多，产品良率越高。

本发明实施例的直插式LED器件封装层采用多层设计，根据封装层不同位置的用途使用不同硬度的封装层，对保护LED芯片和电连接结构、提高直插式LED器件良品率具有良好的效果；使用绝缘层填充间隙的方式，加强LED芯片的散热效果，提高直插式LED器件的使用寿命。

此外，在实施例一和实施例二所述的直插式LED器件结构中，正极引脚120长度大于负极引脚121长度，用于标识直插式LED器件的正极和负极，便于直插式LED器件的安装使用；封装层2整体外形为圆顶的立体结构，发光光线主要集中于圆顶处，可达到良好的顶面发光效果。

综上，本发明实施例提供了一种直插式LED器件，该直插式LED器件的碗杯由电极支架的碗杯缺口共同组成，LED芯片可选用的种类较多，选型设计难度较低；在使用键合线实现LED芯片与电极支架的电连接时，键合线长度较短，键合线无需跨出碗杯杯口即可实现键合线与电极支架的电连接，从而使直插式LED器件因键合线磨损或断裂所产生的不良大大降低；封装层采用多层结构，有利于降低LED芯片和键合线所受到的内应力，降低LED芯片和键合线损坏的几率；多层封装层结构间采用不同硬度的材质制成，在实现封装层对外的防护功能的同时，还实现了对内部的LED芯片和键合线的保护功能，进一步对LED芯片和键合线进行保护；最内层封装层采用硅胶材料，在实现应力缓冲功能的同时，还具有良好的散热效果，对提高直插式LED器件寿命、防止LED芯片老化具有良好的效果。

以上对本发明实施例所提供的一种直插式LED器件进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种直插式LED器件，其特征在于，所述直插式LED器件包括支架、LED芯片和封装层；

所述支架包括至少两个相互绝缘的电极支架，所述电极支架分别为正极支架和负极支架；

所述正极支架上设置有第一碗杯缺口，所述负极支架上设置有第二碗杯缺口，所述第一碗杯缺口和所述第二碗杯缺口组合形成一碗杯；

所述LED芯片设置在所述碗杯内，且所述LED芯片基于电连接结构分别与所述第一碗杯缺口位置的表面和所述第二碗杯缺口位置的表面形成电连接；

所述电连接结构为键合线，所述LED芯片和所述键合线完全位于所述碗杯内；所述封装层包覆所述LED芯片和键合线，所述正极支架和所述负极支架的下端均外露于所述封装层形成引脚；

所述封装层包括第一封装层、第二封装层和第三封装层，所述第一封装层位于碗杯内并包覆LED芯片和键合线，所述第三封装层用于成型封装层所需的外形结构；所述第二封装层为成型在第一封装层和第三封装层之间的结构；

第一封装层基于硅胶或掺杂有荧光粉的硅胶制成，硬度范围为D10～D55；

第二封装层基于掺杂有硅扩散粉的硅胶或掺杂有硅扩散粉的环氧树脂制成，当第二封装层材质为掺杂有硅扩散粉的硅胶时，硬度范围为D12～D65，当第二封装层材质为掺杂有硅扩散粉的环氧树脂时，硬度范围为D15～D65；

第三封装层基于环氧树脂制成，硬度为D70～D95。

2.如权利要求1所述的直插式LED器件，其特征在于，所述封装层采用草帽型结构，顶面为圆顶。

3.如权利要求1所述的直插式LED器件，其特征在于，所述LED芯片为红外芯片。

4.如权利要求1所述的直插式LED器件，其特征在于，所述正极支架和所述负极支架间基于绝缘层相互绝缘，所述绝缘层厚度取值范围为[0.15mm,1.2mm]。

5.如权利要求1所述的直插式LED器件，其特征在于，所述绝缘层材料为聚邻苯二酰胺树脂，或聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯，或环氧树脂注塑化合物。

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