CN113161468A - 一种发光器件及连接线加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发光器件及连接线加工方法，该发光器件包括支架、发光芯片、连接线和封装胶，所述发光芯片设置在所述支架的顶面上，所述连接线的两端分别连接到所述发光芯片的电极上和所述支架顶面的焊盘上，所述封装胶封装所述发光芯片和所述连接线；所述连接线上设置有第一拐点、第二拐点、第三拐点和第四拐点；在所述第一拐点、第二拐点、第三拐点和第四拐点中所述第二拐点至第一维面的距离最大，且所述第一拐点、第二拐点、第三拐点和第四拐点均位于第二维面的同一侧。该发光器件的连接线线弧结构兼顾了可靠性适用性，对提升发光器件的性能具有良好的效果。
Description
技术领域
本发明涉及到发光器件领域，具体涉及到一种发光器件及连接线加工方法。
背景技术
发光二极管(简称LED)具有高效、节能、环保、寿命长、体积小、易维护等优点，被广泛应用于商业照明、工业照明、户外照明、室内照明和特殊照明等领域。考虑到LED在不同领域的具体应用，LED可靠性的提升一直是LED产业化制备的关键。目前，一般是通过提升LED连接线的抗冷热冲击性、支架的散热效率、封装胶的密封性来提升LED可靠性避免死灯。LED连接线的抗冷热冲击性与连接线的结构密切相关，常用的连接线的线弧结构主要有J线弧和CJ线弧；在抗冷热冲击性方面，CJ线弧的连接线要比J线弧的连接线抗冷热冲击性能高30％；但在适用性方面，CJ线弧的连接线受限于发光芯片尺寸及发光芯片的电极位置，只能运用在小尺寸发光芯片或电极到发光芯片边缘距离小的器件中，否则焊线过程中连接线容易碰到发光芯片从而造成器件的压降异常，而J线弧的连接线可同时运用在不同尺寸发光芯片的器件中，由此可见，现有技术下的连接线的线弧结构存在着可靠性和适用性之间的矛盾。
发明内容
为了克服现有连接线的线弧结构缺陷，本发明实施例提供了一种发光器件及连接线加工方法，该发光器件具有特殊的连接线线弧结构，该连接线线弧结构抗冷热冲击性能好，且该连接线线弧结构能够针对不同的发光芯片尺寸进行适应性的调整，对发光芯片的结构和尺寸没有额外的要求，兼顾了可靠性和适用性，对提升发光器件的性能具有良好的效果。
相应的，本发明提供了一种发光器件，包括支架、发光芯片、连接线和封装胶，所述发光芯片设置在所述支架的顶面上，所述连接线的两端分别连接到所述发光芯片的电极上和所述支架顶面的焊盘上，所述封装胶封装所述发光芯片和所述连接线；其特征在于，所述连接线上设置有第一拐点、第二拐点、第三拐点和第四拐点；所述电极至所述第一拐点的连接线为头段，所述第一拐点至所述第二拐点的连接线为第一缓冲段，所述第二拐点至第三拐点的连接线为第二缓冲段，所述第三拐点至第四拐点的连接线为第三缓冲段，所述第四拐点至所述焊盘的连接线为尾段；
以所述发光芯片的设置面作为第一维面，以过所述连接线的两端并垂直于所述第一维面的平面作为第二维面，在所述第一拐点、第二拐点、第三拐点和第四拐点中所述第二拐点至所述第一维面的距离最大，且所述第一拐点、第二拐点、第三拐点和第四拐点均位于所述第二维面的同一侧。
可选的实施方式，所述连接线至所述第一维面的距离从所述第二拐点至两端逐渐减小。
可选的实施方式，所述连接线至所述第二维面的距离从所述第二拐点至两端逐渐减小。
可选的实施方式，所述第一拐点和所述第二拐点至所述第一维面的距离大于所述发光芯片的顶面至所述第一维面的距离；
所述第三拐点和所述第四拐点至所述第一维面的距离小于所述发光芯片的顶面至所述第一维面的距离。
可选的实施方式，所述第二拐点至所述第一维面的距离与所述第三拐点至所述第一维面的距离的差值大于所述第三拐点至所述第一维面的距离。
可选的实施方式，所述发光芯片的顶面至所述第一维面的距离为H，所述第一拐点至所述第一维面的距离为H1，所述第二拐点至所述第一维面的距离为H2，所述第三拐点至所述第一维面的距离为H3，所述第四拐点至所述第一维面的距离为H4；
其中，H和H1满足条件：30μm≤H1-H≤50μm；
和/或H和H2满足条件：50μm≤H2-H≤100μm；
和/或H和H3满足条件：50μm≤H-H3≤100μm；
和/或H和H4满足条件：70μm≤H-H4≤120μm。
可选的实施方式，所述头段与所述第一缓冲段在所述第二维面上投影的夹角A1的取值范围为[90°，110°]；
所述第一缓冲段与所述第二缓冲段在所述第二维面上投影的夹角A2的取值范围为[130°，150°]；
所述第二缓冲段与所述第三缓冲段在所述第二维面上投影的夹角A3的取值范围为[130°，150°]；
所述第三缓冲段与所述尾段在所述第二维面上投影的夹角A4的取值范围为[150°，170°]。
可选的实施方式，所述第一缓冲段和所述第二缓冲段在所述第一维面上投影的夹角B的取值范围为[120°，150°]。
可选的实施方式，所述支架在所述焊盘与所述发光芯片之间设置有绝缘区，所述绝缘区的宽度为D1；
所述发光芯片靠近所述绝缘区方向的侧壁至所述电极的距离为D2；
所述发光芯片靠近所述绝缘区方向的侧壁至所述绝缘区靠近所述发光芯片方向的边缘的距离为D3；
所述第一缓冲段在所述第一维面上的投影长度为L1,所述第二缓冲段在所述第一维面上的投影长度为L2，所述第三缓冲段在所述第一维面上的投影长度为L3，其中，
L1满足条件：
和/或L2满足条件：[0.5(D1+D3)-20]μm≤L2≤[0.5(D1+D3)+20]μm；
和/或L3满足条件：[0.5(D1+D3)-20]μm≤L3≤[0.5(D1+D3)+20]μm。
相应的，本发明还提供了一种发光器件的连接线加工方法，包括如下步骤：
利用焊线工具将连接线的始端烧结形成第一金属球，将所述第一金属球焊接在发光芯片的电极上；
根据第一拐点、第二拐点、第三拐点和第四拐点的预设位置，通过所述焊线工具带动所述连接线运动并依次形成头段、第一缓冲段、第二缓冲段、第三缓冲段和尾段；
利用所述焊线工具切断所述连接线并将所述连接线的末端烧结形成第二金属球，将所述第二金属球焊接在支架顶面的焊盘上；
其中，所述发光芯片设置在所述支架的顶面上；以所述发光芯片的设置面作为第一维面，以过所述连接线的两端并垂直于所述第一维面的平面作为第二维面，在所述第一拐点、第二拐点、第三拐点和第四拐点中所述第二拐点至所述第一维面的距离最大，且所述第一拐点、第二拐点、第三拐点和第四拐点均位于所述第二维面的同一侧。
综上，本发明提供了一种发光器件及连接线加工方法，该发光器件中的连接线采用新型线弧结构，通过设置第一拐点使连接线在电极至第一拐点间形成小段线弧用于缓冲，避免连接线受应力的影响直接拉扯电极；通过设置第二拐点形成连接线的最高点，将连接线的高度拉高，避免连接线与发光芯片碰撞导致发光器件的压降异常；通过设置第三拐点使连接线在远离发光芯片后的高度降低，减少连接线底部封装胶体的使用量，同时减少连接线受应力的影响；通过设置第四拐点可对第三拐点形成一定的支撑，避免第三拐点因支撑不足导致塌线，也可避免连接线受应力的影响直接拉扯焊盘。
附图说明
图1示出了本发明实施例的发光器件的局部放大透视图；
图2示出了本发明实施例的发光器件的局部正视透视图；
图3示出了本发明实施例的发光器件的局部俯视透视图。
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。
图1示出了本发明实施例的发光器件的局部放大透视图，图2示出了本发明实施例的发光器件的正视透视图，图3示出了本发明实施例的发光器件的俯视透视图，为了标识的清晰性，图2示出了具有不同标记的两幅视图，两幅视图所表示的结构相同。
相应的，本发明提供了一种发光器件，包括支架1、发光芯片2、连接线10和封装胶，所述发光芯片2设置在所述支架1的顶面上，所述连接线10的两端分别连接到所述发光芯片2的电极4上和所述支架1顶面的焊盘3上，所述封装胶封装所述发光芯片2和所述连接线10，为了清楚示意连接线结构，在本发明实施例的视图中未示出封装胶结构。
实际制作中，由于连接线10的两端分别为加工起点和加工终点，因此，连接线10的两端焊点具有一定的形态差异性，本发明实施例中以同样形态对焊点进行示出。
为了便于理解和描述，以所述发光芯片的设置面作为第一维面，以经过所述连接线的两端并垂直于所述第一维面的平面作为第二维面。具体的，图2视图为正对第二维面(XZ平面)视角，图3视图为正对第一维面(XY平面)视角。
具体的，所述连接线10除了两端连接至电极4和焊盘3外，所述连接线10上设置有第一拐点11、第二拐点12、第三拐点13和第四拐点14。具体的，第一拐点11、第二拐点12、第三拐点13和第四拐点14分别为连接线10上具有明显转折的位置，实际操作中，由于加工方式的限制，连接线10在拐点位置处可能会形成圆角等结构，并非理论意义上的点，在本发明实施例中以理论状态为例进行说明。
具体的，所述电极4至所述第一拐点11的连接线10为头段100，所述第一拐点11至所述第二拐点12的连接线10为第一缓冲段101，所述第二拐点12至所述第三拐点13的连接线10为第二缓冲段102，所述第三拐点13至所述第四拐点14的连接线10为第三缓冲段103，所述第四拐点14至所述焊盘3的连接线10为尾段104。
具体的，为避免连接线的坍塌造成连接线与发光芯片碰撞导致发光器件的压降异常，在所述第一拐点11、第二拐点12、第三拐点13和第四拐点14中所述第二拐点11至所述第一维面的距离最大。可选的，所述连接线10至所述第一维面的距离从所述第二拐点12至两端逐渐减小。
具体的，为了减小连接线应受力作用产生刚性拉扯，保证连接线的结构稳定性和功能稳定性，所述第一拐点11、第二拐点12、第三拐点13和第四拐点14均位于所述第二维面的同一侧。可选的，所述连接线10至所述第二维面的距离从所述第二拐点12至两端逐渐减小。在本发明实施例中，所述第一拐点11、所第二拐点12、第三拐点13和第四拐点14均位于所述XZ平面的Y负向侧。
具体的，本发明实施例提供的发光器件中的连接线结构，第一拐点的设置，保证连接线头部留有一小段线弧进行缓冲，避免连接线在受应力时直接与电极发生刚性拉扯；通过控制第二拐点的距离与高度，可以使线弧平缓地在发光芯片的上方过渡，避免连接线与发光芯片碰撞造成发光器件的压降异常；第二拐点与第三拐点形成足够的高度差，使线弧的整体高度快速降低，连接线整体下趴，从而减少连接线底部所需封装胶体的用量，同时减少连接线受应力的影响；第四拐点的设置，在第三拐点和焊盘之间增加了应力点，对第三拐点形成一定的支撑，避免第三拐点因支撑不足导致塌线，同时减缓连接线受应力的影响直接与焊盘发生刚性拉扯。
具体的，为了保证各拐点的高度设置合理，所述第一拐点11和所述第二拐点12至所述第一维面的距离大于所述发光芯片2的顶面至所述第一维面的距离；所述第三拐点13和所述第四拐点14至所述第一维面的距离小于所述发光芯片2的顶面至所述第一维面的距离。
进一步的，所述第二拐点12至所述第一维面的距离与所述第三拐点13至所述第二维面的距离的差值大于所述第三拐点13至所述第一维面的距离。
具体实施中，参照附图图2，所述发光芯片2的顶面至所述第一维面的距离为H，所述第一拐点11至所述第一维面的距离为H1，所述第二拐点12至所述第一维面的距离为H2，所述第三拐点13至所述第一维面的距离为H3，所述第四拐点14至所述第一维面的距离为H4；其中，H和H1满足条件：30μm≤H1-H≤50μm；和/或H和H2满足条件：50μm≤H2-H≤100μm；和/或H和H3满足条件：50μm≤H-H3≤100μm；和/或H和H4满足条件：70μm≤H-H4≤120μm。
以上对不同拐点的高度限定，一方面可避免因连接线下方封装胶体的用量过多，造成连接线受封装胶体的热胀冷缩带来的应力过大，另一方面可保证连接线与发光芯片不会过于接近，避免连接线触碰发光芯片造成发光器件的压降异常。
具体的，为提供更为良好的抗冷热冲击性能。本发明实施例对连接线10上各个拐点所形成的夹角进行限定。
具体实施中，参照附图图2，所述头段100与所述第一缓冲段101在所述第二维面上投影的夹角A1的取值范围为[90°，110°]；所述第一缓冲段101与所述第二缓冲段102的在所述第二维面上投影的夹角A2的取值范围为[130°，150°]；所述第二缓冲段102与所述第三缓冲段103在所述第二维面上投影的夹角A3的取值范围为[130°，150°]；所述第三缓冲段103与所述尾段104在所述第二维面上投影的夹角A4的取值范围为[150°，170°]。
进一步的，参照附图图3，所述第一缓冲段101和所述第二缓冲段102在所述第一维面上投影的夹角B的取值范围为[120°，150°]。
以上对各段之间的夹角限定，可保证各个拐点的稳定性，不会因角度过小使应力集中在各个拐点处，导致连接线在受冷热冲击时容易发生折线，也不会因角度过大导致各个拐点处的夹角无法对连接线的结构形成有效支撑。
具体的，关于连接线每一部分结构的长度，本发明实施例做出以下限定。
针对常见的实施结构，参照附图图2，所述支架1在所述焊盘3与所述发光芯片2之间设置有绝缘区15，所述绝缘区15的宽度为D1；所述发光芯片2靠近所述绝缘区15方向的侧壁至所述电极4的距离为D2；所述发光芯片2靠近所述绝缘区15方向的侧壁至所述绝缘区15靠近所述发光芯片2方向的边缘的距离为D3；所述第一缓冲段101在所述第一维面上的投影长度为L1,所述第二缓冲段102在所述第一维面上的投影长度为L2，所述第三缓冲段103在所述第一维面上的投影长度为L3，其中，L1满足条件：
和/或L2满足条件：[0.5(D1+D3)-20]μm≤L2≤[0.5(D1+D3)+20]μm；和/或L3满足条件：[0.5(D1+D3)-20]μm≤L2≤[0.5(D1+D3)+20]μm。
以上对不同缓冲段的长度限定，一方面考虑到各个拐点处所形成的夹角对不同长度的连接线具有负载上限，避免因连接线某一段的长度过长导致连接线结构崩溃，另一方面考虑到连接线的长度与发光芯片的尺寸和绝缘区的宽度的相对关系，可适应性的调整连接线各段的长度，避免连接线因过长或过短触碰发光芯片造成发光器件压降异常，同时减缓连接线受绝缘区的热胀冷缩带来的应力拉扯。
具体的，由于连接线连接至电极和焊盘之间，其占用的空间主要通过弧高进行限制，以同一弧高范围作为限定条件，对具有不同结构的连接线的发光器件进行冷热冲击试验，以评估不同结构的连接线的抗冷热冲击性能，具体的，测试结果汇总如表一所示。
表一
其中，J线弧和CJ线弧为现有的连接线的线弧结构，MJ线弧为本发明实施例的连接线的线弧结构，在同等的冷热冲击性实验下，J线弧在120次冷热冲击性循环实验后开始发生失效，CJ线弧在440次冷热冲击性循环实验后开始发生失效，MJ线弧在440次冷热冲击性循环实验后仍保持不失效，由此可知，CJ线弧的抗冷热冲击性能比J线弧好，MJ线弧的抗冷热冲击性比CJ线弧好，即MJ线弧的可靠性更好，寿命更长。
相应的，本发明实施例还提供了一种连接线加工方法，可用于以上所述的发光器件的连接线的成型。
具体的，本发明实施例的连接线加工方法包括如下步骤：
利用焊线工具将连接线的始端烧结形成第一金属球，将所述第一金属球焊接在发光芯片的电极上；
根据第一拐点、第二拐点、第三拐点和第四拐点的预设位置，通过所述焊线工具带动所述连接线运动并依次形成头段、第一缓冲段、第二缓冲段、第三缓冲段和尾段；
利用所述焊线工具切断所述连接线并将所述连接线的末端烧结形成第二金属球，将所述第二金属球焊接在支架顶面的焊盘上；
其中，所述发光芯片设置在所述支架的顶面上；以所述发光芯片的设置面作为第一维面，以过所述连接线的两端并垂直于所述第一维面的平面作为第二维面，在所述第一拐点、第二拐点、第三拐点和第四拐点中所述第二拐点至所述第一维面的距离最大，且所述第一拐点、第二拐点、第三拐点和第四拐点均位于所述第二维面的同一侧。
综上，本发明提供了一种发光器件及连接线加工方法，该发光器件中的连接线采用新型线弧结构，通过设置第一拐点使连接线在电极至第一拐点间形成小段线弧用于缓冲，避免连接线受应力的影响直接拉扯电极；通过设置第二拐点形成连接线的最高点，将连接线的高度拉高，避免连接线与发光芯片碰撞导致发光器件的压降异常；通过设置第三拐点使连接线在远离发光芯片后的高度降低，减少连接线底部封装胶体的使用量，同时减少连接线受应力的影响；通过设置第四拐点可对第三拐点形成一定的支撑，避免第三拐点支撑不足导致塌线，也可避免连接线受应力的影响直接拉扯焊盘。
以上对本发明实施例所提供的一种发光器件及连接线加工方法进行了详细介绍，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 (10)
1.一种发光器件，包括支架、发光芯片、连接线和封装胶，所述发光芯片设置在所述支架的顶面上，所述连接线的两端分别连接到所述发光芯片的电极上和所述支架顶面的焊盘上，所述封装胶封装所述发光芯片和所述连接线；其特征在于，所述连接线上设置有第一拐点、第二拐点、第三拐点和第四拐点；所述电极至所述第一拐点的连接线为头段，所述第一拐点至所述第二拐点的连接线为第一缓冲段，所述第二拐点至第三拐点的连接线为第二缓冲段，所述第三拐点至第四拐点的连接线为第三缓冲段，所述第四拐点至所述焊盘的连接线为尾段；
以所述发光芯片的设置面作为第一维面，以过所述连接线的两端并垂直于所述第一维面的平面作为第二维面，在所述第一拐点、第二拐点、第三拐点和第四拐点中所述第二拐点至所述第一维面的距离最大，且所述第一拐点、第二拐点、第三拐点和第四拐点均位于所述第二维面的同一侧。
2.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述连接线至所述第一维面的距离从所述第二拐点至两端逐渐减小。
3.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述连接线至所述第二维面的距离从所述第二拐点至两端逐渐减小。
4.如权利要求2所述的发光器件，其特征在于，所述第一拐点和所述第二拐点至所述第一维面的距离大于所述发光芯片的顶面至所述第一维面的距离；
所述第三拐点和所述第四拐点至所述第一维面的距离小于所述发光芯片的顶面至所述第一维面的距离。
5.如权利要求2所述的发光器件，其特征在于，所述第二拐点至所述第一维面的距离与所述第三拐点至所述第一维面的距离的差值大于所述第三拐点至所述第一维面的距离。
6.如权利要求4和5所述的发光器件，其特征在于，所述发光芯片的顶面至所述第一维面的距离为H，所述第一拐点至所述第一维面的距离为H1，所述第二拐点至所述第一维面的距离为H2，所述第三拐点至所述第一维面的距离为H3，所述第四拐点至所述第一维面的距离为H4；
其中，H和H1满足条件：30μm≤H1-H≤50μm；
和/或H和H2满足条件：50μm≤H2-H≤100μm；
和/或H和H3满足条件：50μm≤H-H3≤100μm；
和/或H和H4满足条件：70μm≤H-H4≤120μm。
7.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述头段与所述第一缓冲段在所述第二维面上投影的夹角A1的取值范围为[90°，110°]；
所述第一缓冲段与所述第二缓冲段在所述第二维面上投影的夹角A2的取值范围为[130°，150°]；
所述第二缓冲段与所述第三缓冲段在所述第二维面上投影的夹角A3的取值范围为[130°，150°]；
所述第三缓冲段与所述尾段在所述第二维面上投影的夹角A4的取值范围为[150°，170°]。
8.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述第一缓冲段与所述第二缓冲段在所述第一维面上投影的夹角B的取值范围为[120°，150°]。
9.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述支架在所述焊盘与所述发光芯片之间设置有绝缘区，所述绝缘区的宽度为D1；
所述发光芯片靠近所述绝缘区方向的侧壁至所述电极的距离为D2；
所述发光芯片靠近所述绝缘区方向的侧壁至所述绝缘区靠近所述发光芯片方向的边缘的距离为D3；
所述第一缓冲段在所述第一维面上的投影长度为L1,所述第二缓冲段在所述第一维面上的投影长度为L2，所述第三缓冲段在所述第一维面上的投影长度为L3，其中，
L1满足条件：
和/或L2满足条件：[0.5(D1+D3)-20]μm≤L2≤[0.5(D1+D3)+20]μm；
和/或L3满足条件：[0.5(D1+D3)-20]μm≤L3≤[0.5(D1+D3)+20]μm。
10.一种发光器件的连接线加工方法，其特征在于，用于权利要求1至9任一项所述的发光器件的连接线的加工，包括以下步骤：
利用焊线工具将连接线的始端烧结形成第一金属球，将所述第一金属球焊接在发光芯片的电极上；
根据第一拐点、第二拐点、第三拐点和第四拐点的预设位置，通过所述焊线工具带动所述连接线运动并依次形成头段、第一缓冲段、第二缓冲段、第三缓冲段和尾段；
利用所述焊线工具切断所述连接线并将所述连接线的末端烧结形成第二金属球，将所述第二金属球焊接在支架顶面的焊盘上；
其中，所述发光芯片设置在所述支架的顶面上；以所述发光芯片的设置面作为第一维面，以过所述连接线的两端并垂直于所述第一维面的平面作为第二维面，在所述第一拐点、第二拐点、第三拐点和第四拐点中所述第二拐点至所述第一维面的距离最大，且所述第一拐点、第二拐点、第三拐点和第四拐点均位于所述第二维面的同一侧。
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