CN1127152C - 表面安装型发光二极管 - Google Patents
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Abstract
一种表面安装型发光二极管,其中至少包含接合线的基板上表面,覆盖的防焊剂薄膜,平行于端子部分的铸型部分两个边沿该接合线与基板连接。发明的结构方案可达到以下效果,即由于防焊剂薄膜材料比基板和导电型板的材料柔软,所以为构成铸型部分而通过金属模进行挤压时,只有防焊剂薄膜产生变形,避免基板产生任何变形,因而防止了割裂和剥离的发生,于是装置不会产生不良的导电性,并且大大增强了装置的可靠性。
Description
本发明涉及发光二极管的结构,更确切地说,发明涉及不需要在印刷线路板上制成配合孔的情况下,就可装配在印刷线路板表面上的表面安装型发光二极管。
图6和图7表示所考虑类型中已知的表面安装型发光二极管90的结构。其构成是在基板91上形成导电型板92,基板91是典型的玻璃还氧树脂印刷线路板,导电型板92包括分别安设在长方形基板91相对短边的一对端子部分92a,一个端子部分92a连接一小块部分92b,另一端子部分92a连接接线部分92c,并向所述基板91的中央延伸。
所述导电型板92通常是镀金的。所述安装部分92b装设发光二极管(LED)芯片93。通过金导线94把芯片和接线部分92c连接以后,制成透明还氧树脂的大致呈直角的平行六面体铸型部分95,以便覆盖所述的LED芯片93和所述的金导线94,并制造一个表面安装型发光二极管90。
然而,在制造具有上述结构的表面安装型发光二极管操作中,构成铸型部分95的步骤时,第一个问题是:基板91由图8所示的金属模81、82挤压,于是基板91在压力作用下产生变形,导电型板92的端子部分92a产生割裂和剥离,因此造成诸如装置的局部导电率低劣的问题。
第二个问题是:由于导电型板92和铸型部分95的材料热膨胀系数不同,因此二者以不同的速率膨胀,为将装置固定到印刷线路板上,导电型板和铸型部分受到高温,形成焊剂反流,导电型板92与铸型部分95产生剥离,如焊剂、熔剂和水分等杂质可通过产生的剥离部分进入内部,于是缩短了表面安装型发光二极管的使用寿命。以上这些问题有待于解决。
按照本发明可通过提供一种表面安装型发光二极管解决上述存在的问题,该二极管的构成是:长方形基板上表面的中央安设大致垂直的平行六面体铸型部分,基板具有沿其各短边的一对端子部分,安装部分和接线部分安排在基板上表面,并分别连接各端子部分,以形成导电型板方式。其特征是:至少包含接合线的部分基板上表面,由防焊剂薄膜覆盖,连续平行于所述端子部分的铸型部分的两个边,沿该接合线与基板接合。采用这种方案,端子部分的割裂以及铸型部分的剥离都能有效地防止。
图1是本发明表面安装型发光二极管实施例透视图;
图2是简要表明上述实施例中防焊剂薄膜的构成;
图3是简要表明上述实施例中铸型部分的构成;
图4是在上述实施例的试样和相比较的传统装置的试样上进行热试验的结果线图;
图5是简要表示本发明表面安装型发光二极管另一实施例中防焊剂薄膜的构成;
图6是相比较的传统装置透视图;
图7是简要表示上述传统装置中的导电型板的构成;
图8是上述实施例中表示铸型部分构成的表面安装型发光二极管局部透视图。
附图中参考号1-表面安装型发光二极管,2-基板,2a-上表面,2b-短边,3-导电型板,3a-端子部分,3b-安装部分,3c-接线部分,4-LED芯片,5-金导线,6-铸型部分,6a-接合线,7、8-防焊剂薄膜,11、12-金属模。
现在通过参照表示本发明实施例的附图,详尽介绍本发明。首先参看图1和图2。图1和图2显示本发明的表面安装型发光二极管,由参考号1表示(下面简称发光二极管),该二极管构成是在基板2上装配一个LED芯片,基板2上设有包含端子部分3a、安装部分3b和接线部分3c的型板3,利用金导线5将它们适当地进行连接,然后,和相比较的传统装置一样形成铸型部分6。
按照本发明,在所述基板2的上表面2a上构成防焊剂薄膜7。这种防焊剂薄膜7安设在至少包括接合线6a的基板局部上表面,连续平行于基板2两短边的铸型部分6的两个边,沿该接合线6a与基板2接合,在基板两短边处设置所述端子部分3a。
更具体地说,所述基板2带有两个不同类型的区域,这两区域由基板2的上表面2a上所述接合线6a所限定,一个区域显露,并包括局部端子部分3a,但不包括安装部分3b和接线部分3c;另一个区域由铸型部分6所覆盖,并包括局部所述端子部分3a、所述安装部分3b和所述接线部分3c。防焊剂薄膜7安设在基板2的上表面2a上,以这种方式薄膜在显露区域和覆盖区域内延伸。
实践中,实际制造表面安装型发光二极管1的过程,当用浸蚀或其他一些方法在基板2上制作导电型板3时,借助如网板印刷等合适的印刷工艺,在预定的一个部位或几个部位构成防焊剂薄膜。
现在介绍具有上述构形的本发明发光二极管的功能和效果。首先,采用上述方案,为组成铸型部分6在用图3所示的金属模11、12挤压基板2时,所述导电型板3的端子部分3a上没有出现割裂和剥离。这是因为防焊剂薄膜7的材料与所述基板2和导电型板3的材料比较很柔软,因此当他们用金属模11,12如上述进行挤压时,只有防焊剂薄膜发生变形,从而避免基板2产生任何可能的变形,并且也防止产生割裂和剥离。
图4表示本发明发光二极管1与相比较的传统装置(图6和图7)在热循环试验中的性能线图。图中参考号T曲线是发明的发光二极管剥离频率曲线,而参考号C曲线是传统装置的剥离频率曲线。
试验中采用多个试样装置。一个热循环包括预热(150℃,2分钟)和正常加热(240℃,5秒),它表示热条件,在这种热条件下,将发光二极管1固定到电路基板上重复5次,观察每个循环中发生的剥离数量。
对照传统装置的剥离频率曲线C,第1循环中有10%多一点的试样产生剥离,同样在第2、3、4和5循环中,分别有多于60%,82%,90%和95%的试样产生剥离,由此说明在第5循环里几乎全部试样都产生剥离。
与上面所观察现象相反,本发明的装置试样至第5循环实际上不产生任何剥离。这是因为安排在带有导电型板3的基板2和铸型部分6之间的柔软防焊剂薄膜产生了变形,用以补偿由于基板2和铸型部分6材料热膨胀系数不同而造成任何尺寸差异的结果。
使用防焊剂薄膜7作为缓冲材料,使装置适合用金属模11、12进行挤压,同时也适应于温度变化,用防焊剂薄膜7的另一原因是:如果在装置通过回流炉时发生剥离,那么防焊剂薄膜7就可有效地防止使焊剂和熔剂流到导电型板3以及最终到达LED芯片4上的情况发生。
在由本发明人所进行的一系列实验中,已发现在传统装置上需施加侧向力约1.7公斤的条件下,铸型6和基板2产生剥离,但对本发明的发光二极管要达到相同的效果则需2公斤左右的侧向力,由此证实提高了18%左右。所以采用防焊剂薄膜7可有效地加强基板和铸型间的连接强度。
上述实施例中,由于防焊剂薄膜7安置在靠近各端子部分3a的两个部位,对于连接LED芯片4的阳极的端子部分3a一侧的防焊剂薄膜7,以及对于连接LED芯片4的阴极的端子部分3a一侧的防焊剂薄膜7使用不同的颜色,因此可鉴别发光二极管的极性。
由于基板2很小,其尺寸约0.8mm×1.6mm,所以当将发光二极管装配到线路板上时,和/或当发光二极管进行试验时,很难识别发光二极管的极性。上述的着色措施使LED芯片的极性容易识别,因此可大大提高装配作业和/或试验工作的效率。
此外,如果LED芯片4发射红光,则阳极端子部分3a侧上的防焊剂薄膜7最好也着色红色。同样,如果LED芯片4发射绿光,则阳极端子部分3a侧上的防焊剂薄膜7最好也着色绿色。采用这种方案。使LED芯片4发出的光色和阳极侧的防焊剂薄膜7的颜色相关联,而用不同的颜色如黑色选为阴极侧的防焊剂薄膜7的颜色,于是可以同时识别出发光二极管的极性和由发光二极管发射出的光色。
图5表示发明的另一实施例,上述实施例中,只在两接合线6a上和靠近两接合线6a附近形成防焊剂薄膜7,而在该实施例中,除去安装部分3b和接线部分3c以外,防焊剂薄膜覆盖整个基板2的上表面2a。这里的关键问题是应使防焊剂薄膜至少要覆盖所述的接合线6a。
采用这种方案,设置在安装部分3b的LED芯片4完全被防焊剂薄膜8包围。如果将防焊剂薄膜作成白色,它也可作为反射膜,因此一旦发光二极管1激发时,它的光更加明亮,从而加强了发光二极管的发光效果。
应用这个实施例,也如同上述实施例一样,可将防焊剂薄膜8制成显示由LED芯片4发出的光色。甚至在二极管尚未激发情况下,也可识别出发光二极管将要发出的光色。因为该发光二极管的其他功能和效果与第一实施例的相同,所以在这里就不再描述了。
如同上述对本发明表面安装型发光二极管的详细介绍,至少包含接合线的部分基板上表面,由防焊剂薄膜覆盖,连续平行于所述端子部分的铸型部分的两个边,沿该接合线与基板接合。采用这种方案,首先,因为制作防焊剂薄膜的材料比所述基板和导电型板的材料柔软很多,在将他们通过金属模进行挤压时,只有防焊剂薄膜产生变形,从而避免基板发生任何可能的变形,并且也防止产生割裂和剥离,因此装置也不会有例如不良导电性等问题,于是增加了装置的可靠性。
第二,因为本发明表面安装型发光二极管的包含导电型板的基板表面和铸型部分之间叠加了防焊制薄膜,所以当发光二级管通过回流炉而受到大的温度变化时,柔软的防焊剂薄膜可补偿由于基板和铸型部分的材料热膨胀系数不同而引起的任何尺寸差别,于是基板和铸型部分不产生剥离,从而有效地防止杂质和水分进入LED芯片进而造成对芯片的损伤,考虑到这方面的问题,本发明也提供了一种高度可靠性的表面安装型发光二极管。
此外,如果发明的表面安装型发光二极管的防焊剂薄膜,根据安排的端子部分一侧显示不同的颜色,在装置很小且具有对称构形的情况下,则发光二极管的极性和发射的光色很容易被识别,因此可高效率地进行装配作业和/或试验工作。
另外,如果本发明的发光二极管的防焊剂薄膜,在除了所述安装部分和所述接线部分以外的整个基板表面上制成,并显示白色或由LED芯片发射的光色,那么防焊剂薄膜可实际上作为反射膜,用以提高表面安装型发光二极管的发光效果。
Claims (3)
1、表面安装型发光二极管,其构成是:在长方形基板上表面中央安装大致垂直的平行六面体铸型部分,基板具有沿基板各短边设置的一对端子部分,安装部分和接线部分安设在基板上表面,并分别连接各端子部分,形成导电型板方式,其特征是:至少包含接合线的部分基板上表面由防焊剂薄膜覆盖,连续平行于所述端子部分的铸型部分的两个边,沿该接合线与基板接合。
2、按照权利要求1所述的表面安装型发光二极管,其特征是:所述防焊剂薄膜根据安排的端子部分一侧而显示不同的颜色。
3、按照权利要求1所速的表面安装型发光二极管,其特征是:除了所述安装部分和接线部分以外,在所述基板的整个表面上制作所述的防焊剂薄膜,并显示白色或由LED芯片发射的光色。
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EXPY | Termination of patent right or utility model |