CN1608325A - 按两个在空间和时间上分开的阶段制造光导led体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用在最终凝固前可流动的材料按两个铸造和/或压注工艺步骤制造光导LED体的方法，其中，首先围铸或围注由至少一个发光芯片和至少两个与芯片连接的电接头组成的电子部分，然在一个更大的LED最终铸模内再次至少部分围铸或围注。采用本发明发展了一种制造光导LED体的方法，按此方法，所有制成的发光二极管几乎有相同的光学特性，以及避免由于损坏各LED电子组件而成为废品。
Description
本发明涉及用在最终凝固前可流动的材料按两个铸造和/或压注工艺步骤制造光导LED(发光二极管)体的方法，其中，首先围铸或围注由至少一个发光芯片和至少两个与芯片连接的电接头组成的电子部分，然后在一个更大的LED最终铸模内再次至少部分围铸或围注。
由EP0290697A1已知一种用于制造LED体的此类方法。在那里，在第一个步骤中尤其将前部电子部分、芯片和底脚线浸入树脂槽内。在另一个步骤中，电子部分将被树脂包封并已硬化的端部置入一模具内，在模具内此树脂包封的端部用塑料围注以制成LED体。在此方法中，电子部分包封的形状和壁厚从这一次加料到另一次加料有变动。因此，在各包封步骤内使用不同的材料时，成品LED由于折射率变化而有不同的发射特性。此外，与所采用的材料无关，存在由于不可控制地熔化最初的包封而损坏电子部分的危险。
因此本发明的目的是发展一种制造光导LED体的方法，其中，几乎所有制成的发光二极管有相同的光学特性，以及避免由于损坏各LED电子组件而成为废品。
此目的通过主权利要求的特征达到。为此，在第一个铸造和/或压注工艺步骤中，为了制成中间阶段LED，将第一种可流动的材料加入预铸模，电子部分至少部分区已置入此预铸模内。中间阶段LED装入LED最终铸模内将其后侧放在模具底上或模具底附近，以及在LED最终铸模内侧壁区与中间阶段LED的外壁之间形成一个环形通道。在第二个铸造和/或压铸工艺步骤中，通过环形通道加入第一种或第二可流动的材料。
采用按本发明的方法用压注技术分成两个等效的步骤制造发光二极管。其中，首先加工好的中间阶段LED已经有高的造型精度，所以在第二个工艺步骤围注时，所有的LED在类似的边界条件下形成。因此，所有的LED有几乎相同的发光强度和一致的发射特性。
通过中间阶段LED适当地造型和经由环形通道注入，还保证基本上排除损坏LED电子组件的可能性。
由从属权利要求和下面对示意表示的实施例的说明给出本发明的其他详情。其中：
图1LED体纵剖面；
图2图1在电子部分下面的横截面；
图3中间阶段LED纵剖面；
图4中间阶段LED俯视图，以及
图5图1的俯视图。
图1至5表示在模具(30)内的一个大体积LED(10)，它的光导体用压注技术分至少两个喷注步骤制造。
在图1中表示的LED(10)在这里由两个体(21、41)组成。较小的体是中间阶段LED(41)，而至少部分围绕中间阶段LED在这里例如较大的体称为成形体(21)。
中间阶段LED(41)，图1中在LED(10)内部的下部内，按图3和4至少部分围绕电接头(1、4)和完全围绕发光芯片(6)、底脚线(2)和反射槽(5)。后者例如是阴极(4)的一部分。芯片(6)定位在反射槽(5)内。芯片(6)通过底脚线(2)与阳极(1)触点接通。
本实施例的中间阶段LED(41)就其空间结构而言由三个相互放在一起的几何体组成。下部几何体至少近似长方六面体。它的外表面(42)，其部分区垂直于中间阶段LED(41)中心线定向，在三个棱边处修圆。取代第四个棱边，外表面设计为平的倒角(43)。此长方六面体上下例如以平的平行端面为界。下端面是底面(48)。在上端面(47)上回缩地连接一个有截锥形外表面(44)的直线截锥体，它从长方六面体出发收缩。长方六面体在这里有一个宽度，此宽度大于成形在它上面的截锥体下部基面的直径。在此截锥体上安置一帽状罩(45)。在中间阶段LED(41)的纵剖面内，在罩(45)与外表面(44)之间，例如存在一个切向过渡段。
中间阶段LED(41)的材料是一种可喷注的透明的，例如染色的热塑性塑料(49)，例如是一种改进的聚羟甲基丙烯酰胺(PMMI)。
中间阶段LED(41)在一单独的压注模内，即在一个所谓的预铸模(50)内制造。通常，多个中间阶段LED(41)的电子部分(1-6)在一个模具内同时喷注。
成形体(21)围绕着中间阶段LED(41)成置。在两个物体(21、41)之间存在一个在成品LED(10)中不再能看出的分界缝(61)。成形体(21)或成品LED(10)例如有一种抛物面的形状，发光芯片(6)设在其焦点内。它的与芯片(6)处于相对位置的所谓主光发射面的端面(22)，按图5半边分别设计为环带透镜/菲涅耳透镜(23)和有鳞片状结构的散射面(24)。主光发射面(22)可按其光学目的有一个简单的几何曲率，例如凸的或凹的形状，或可以是一个任意的自由造型的空间表面。它也可以通过叠加各种规则的几种表面元素，如圆锥形、棱锥形、半球形、环面段等组成。
在图1中表示的成形体(21)侧面的抛物线外表面是所谓的辅助光发射面(25)。它可以成形为光滑的或某种型面，以及可以采用几乎任何自由造型的表面。它还可以整个或局部加上透明的或不透光的涂层。必要时它电镀加膜作为附加的反射面。在光滑的例如弯曲的空间表面的情况下，如图1中表示的那样，也可以无需单独镀膜而成为全反射。
为制造成形体(21)，将中间阶段LED(41)置入由多部分组成的压注模内，即所谓的LED最终铸模(30)。分成多个部分的LED最终铸模(30)在图1中只表示了一部分。由图可以看到部分圆柱形和抛物面形状的侧壁区(31、32)、部分用于成形一个部分长方六面体形状的凸耳(26)的侧壁区(33)、以及部分模具底(38)。
被置入的中间阶段LED(41)将其后侧(48)与模具底(38)接触。必要时后侧(48)也可以从模具底(38)离开几毫米。LED最终铸模(30)内轮廓的几何中心线与中间阶段LED(41)的中心线，在这里是一致的。
在闭合LED最终铸模(30)后，可以在LED最终铸模(30)下部圆柱形侧壁区(32)与中间阶段LED的外表面(42)之间，在注入前看到一个环形通道(64)，可见图1。此环形通道(64)有一个横截面(65)，它表示在图2中。从注入区(63)经过此在LED最终铸模(30)内延续的横截面(65)在压注期间注入流动性好的材料(29)，可参见图1中的箭头，它们表示注入区(63)和注入方向。必要时凸耳(26)的横截面可一起用于注入过程。
流入的热塑料(29)在充填LED最终铸模(30)的过程中绕流中间阶段LED(41)。在这里，液态塑料(29)溶解中间阶段LED(41)表面区的塑料，所以在那里两种塑料(29、49)互相交联或融合。按图示的注入区(63)和注入方向，保证注入的塑料(29)只是切向在中间阶段LED(41)旁流过，不会将其一直溶解到电子部分的深处。由此保证对电子部分(1-6)的保护。外表面(44)相对于外表面(42、43)的回错支持上述效果。外表面(44)沿流动方向的收缩也进一步防止中间阶段LED(41)不希望的冲刷。
在凝固后这两种材料(29、49)形成均匀的LED塑料体，它在原先的分界缝(61)的区域内没有光折射。
与端侧注入不同，为构成成形体(21)，塑料(29)也可以经由凸耳(26)加入环形通道内。在这种情况下，塑料(29)垂直于电极(1、4)处于其中的平面(在图1和3中是图纸平面)注入凸耳(26)内。注入地点处于在图中表示的凸耳面(27)重心附近或下方的区域内。流入的塑料被凸耳(26)处于相对位置的外壁制动，使得流向中间阶段LED(41)的塑料流在那里不会发展成破坏力。
为获得高的造型真实性和轮廓精度可采用压注法。还可以设想例如主光发射面(22)与其透镜和/或散射面单独制造并在事先置入压注模内。这同样适用于辅助光发射面(25)。
按另一种方案，将一个略小于成形体(21)的光导体置入模具内中间阶段LED(41)的上面。光导体有例如尚未完成的辅助光发射面，也就是说，它在目前的侧面没有贴靠在LED最终铸模(30)上。然后在压注时充填中间阶段LED(41)与置入的光导体之间以及光导体与LED最终铸模(30)之间尚留空的空隙。加入的塑料(29)在高造型精度和短冷却时间的情况下融合处于LED最终铸模(30)内的物体。短冷却时间尤其由于事先置入大体积冷的光导体造成，光导体在这里只是在一个比较薄的边缘区与新加入的液态塑料接触。
在这里也可以附加地加上一个压注工艺步骤。
当然，即使在此方法中也存在这种可能性，即，除逐个制造发光二极管外也可以制造由多个LED组成的复合件。
附图标记清单
1 接头，阳极，电极
2 底脚线，铝线
4 接头，阴极，电极
5 反射槽
6 芯片
10 发光二极管
21 成形体，部分也是光导体
22 端面，主光发射面
23 环带透镜
24 散射面
25 抛物面，辅助光发射面
反射面；光滑的
26 部分长方六面体形状的凸耳
27 (26)的侧面
29 成形体材料，第二种材料
30 LED最终铸模
31 侧壁区，抛物形
32 侧壁区，圆柱形
33 凸耳(26)侧壁区
38 模具底
41 中间阶段LED，电子部分保护体
42 部分圆柱形和平的外表面、外壁
43 削平、倒角、外壁
44 截锥形外表面，外壁
45 帽状罩，外壁
47 端面，上面，外壁
48 底面，后侧，外壁
49 中间阶段LED的材料，第一种材料
50 预铸模，例如多部分组成
61 分界缝
63 注入区
64 环形通道
65 横截面
Claims (5)
1.用在最终凝固前可流动的材料(29、49)按两个铸造和/或压注工艺步骤制造光导LED体(10)的方法，其中，首先围铸或围注由至少一个发光芯片(6)和至少两个与芯片(6)连接的电接头(1、4)组成的电子部分，然后在一个LED最终铸模(30)内再次至少部分围铸或围注，其特征为：
-在第一个铸造和/或压注工艺步骤中，为了制成中间阶段LED(41)，将第一种可流动的材料(49)加入一个预铸模(50)，电子部分(1-6)至少部分区域已置入此预铸模内，
-中间阶段LED(41)装入LED最终铸模(30)内，将其后侧(48)放在模具底(38)上或模具底(38)附近，同时在LED最终铸模(30)内侧壁区(32)与中间阶段LED(41)的外壁(42、43)之间形成一个环形通道(64)，以及
-在第二个铸造和/或压铸工艺步骤中，通过环形通道(64)加入第一种(49)或第二种(29)可流动的材料。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征为：第一种(49)或第二种(29)可流动的材料通过环形通道(64)在模具底侧面的横截面加入LED最终铸模(30)内。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征为：第二种(29)可流动的材料与第一种(49)相同。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征为：与LED最终铸模(30)的模具底(38)连接的构成环形通道(64)侧面边界的侧壁区(32)至少在环形通道(64)的区域内设计为圆柱形。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征为：预铸模(50)的中心线与LED最终铸模(30)的中心线一致。
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