CN1992361A - 带透镜的发光二极管器件及带透镜的发光二极管制造方法 - Google Patents

带透镜的发光二极管器件及带透镜的发光二极管制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的是提供一种带透镜的发光二极管器件，提高光取出效率和可靠性，同时能够降低制造成本。带透镜的发光二极管器件具有：引脚框(20)，形成了电极(21)；发光二极管(22)，安装在引脚框(20)的上述电极上；管壳(30)，由第1树脂所构成，设置在引脚框(20)上，在至少露出包含发光二极管的区域的状态下形成了中空部；密封部(40)，由第2树脂构成，填充在管壳(30)的中空部的引脚框(20)内，密封发光二极管(22)；以及透镜部(50)，由第3树脂构成，层叠填充在密封部40上。

Description

带透镜的发光二极管器件及带透镜的发光二极管制造方法
技术领域
本发明涉及通过透镜从发光二极管取出光的带透镜的发光二极管器件和带透镜的发光二极管制造方法，尤其涉及光取出效率和可靠性高，同时能够降低制造成本的技术。
背景技术
图13是表示一般已知的带透镜的发光二极管器件100的断面图。带透镜的发光二极管器件100，通过管芯安装件(无图示)，在形成了电极的引脚框101安装有发光二极管元件102，发光二极管元件102的电极和露出在引脚框外部的电极通过接合线(bonding wire)103连接。
发光二极管元件102的周围形成有由树脂构成的密封部104，其中，由白色热塑性树脂形成了管壳105。再者，为了将发光二极管元件的光在上方聚光，安装有在其它工序制造的、由透明树脂构成的透镜106。图13中的107表示粘合剂。
密封部104一般采用透明树脂，近几年，面向照明用途等的白色发光二极管器件的实用化发展，在此情况下，将对来自发光二极管元件的蓝色光或UV(紫外)光的波长进行变换的萤光体混合在透明树脂中的情况也很多。
过去的带透镜的发光二极管器件，利用粘接、嵌合等方法，将在其它工序成型的透镜106安装在管壳105。此外，有时也采用对管壳105浇注热固化性树脂等的方法。
专利文献1：日本特开2004-343059号公报
在上述带透镜的发光二极管器件中，存在以下问题。也就是说，在利用粘接或嵌合把透镜安装在管壳的情况下，有时，密封部104和透镜106之间会产生微小的间隙，光取出效率下降。并且，有透镜106和管壳105的紧密接合性差、机械强度和耐热性差的问题。
另一方面，在制造工序中，需要将透镜106安装在管壳105的装配工序，需要将透镜106高精度地安装在管壳105的光轴调整工序等，成为降低装配成本的障碍。并且，在用浇注法形成透镜106的情况下，仅能够采用热固化性树脂，但是一般浇注需要长时间的固化工序，这时也成为降低装配成本的问题。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种带透镜的发光二极管器件和带透镜的发光二极管制造方法，光取出效率和可靠性高，同时能够降低制造成本。
为了解决上述问题达到目的，本发明的带透镜的发光二极管器件和带透镜的发光二极管器件的制造方法如下构成。
涉及本发明的带透镜的发光二极管器件，其特征在于，具有：支承部件，形成有电极；发光二极管，安装在该支承部件的上述电极上；管壳，由第1树脂构成，设置在上述支承部件上，在至少露出包含上述发光二极管的区域的状态下形成了中空部；密封部，由第2树脂构成，填充在上述管壳的中空部的上述支承部件侧，密封上述发光二极管；以及透镜部，由第3树脂构成，层叠填充在上述密封部并一体成型。
涉及本发明的带透镜的发光二极管制造方法，其特征在于，具有：安装工序，在支承部件上安装发光二极管元件；第1定位工序，使上述支承部件在第1模具内定位；管壳形成工序，向上述第1模具内供给树脂，形成管壳；密封工序，密封上述发光二极管元件；第2定位工序，使上述支承部件在第2模具内定位；以及透镜部形成工序，向上述第2模具内供给树脂，形成透镜部。
发明效果
若采用本发明，光取出效率和可靠性高，同时能够降低制造成本。
附图说明
图1是表示涉及本发明第1实施方式的带透镜的发光二极管器件的纵断面图。
图2是表示该带透镜的发光二极管器件的制造工序的纵断面图。
图3是表示该带透镜的发光二极管器件的制造工序的纵断面图。
图4是表示该带透镜的发光二极管器件的制造工序的纵断面图。
图5是表示该带透镜的发光二极管器件的制造工序的纵断面图。
图6是表示该带透镜的发光二极管器件的制造工序的纵断面图。
图7是表示涉及本发明第2实施方式的带透镜的发光二极管器件的纵断面图。
图8是表示涉及本发明第3实施方式的带透镜的发光二极管器件的纵断面图。
图9是表示涉及本发明第4实施方式的带透镜的发光二极管器件的纵断面图。
图10是表示涉及本发明第5实施方式的带透镜的发光二极管器件的纵断面图。
图11是表示涉及本发明第6实施方式的带透镜的发光二极管器件的纵断面图。
图12是表示涉及本发明第7实施方式的带透镜的发光二极管器件的纵断面图。
图13是表示带透镜的发光二极管器件的一例的纵断面图。
具体实施方式
图1是表示涉及本发明第1实施方式的带透镜的发光二极管器件10的纵断面图。带透镜的发光二极管器件10具有：引脚框20(形成了电极的支承部件)、形成在该引脚框20上的管壳30、设置在管壳30内部，密封下述的发光二极管22和接合线23的密封部40、以及配置在密封部40的上部的透镜部50。
在引脚框20的表面20a侧形成有多个电极21，在该电极21上安装有发光二极管22。在发光二极管22的一个电极上连接有接合线23，接合线23与电极21连接。而且，图1中20b表示引脚框20的背面。
形成管壳30的第1树脂使用PPA、PC、环氧树脂等的白色系热塑性树脂。并且，形成密封部40的第2树脂使用透明的环氧树脂、硅等热固化性树脂和UV固化性树脂。在发出白色光的器件的情况下，有时波长变换用的萤光体也混合在这些树脂中。再者，形成透镜部50的第3树脂使用透明的硅、环氧树脂等热固化性树脂，或者PMMA、PC、COP等热塑性树脂。
以下说明上述带透镜的发光二极管器件10的制造工序。首先，如图2所示，准备引脚框20，如图3所示，利用管芯安装件(无图示)将发光二极管元件安装到引脚框。然后，将它们插入注塑成型模具内，如图4所示利用第1白色热塑性树脂形成管壳30。
然后，如图5所示，对发光二极管元件22的电极和引脚框20的电极21和进行引线接合后，在发光二极管元件22的周围利用第2密封树脂来形成密封部40。这时，密封部40的形成可以是利用模具的注塑成型，也可以是浇注法成型。
再次将它们插入注塑成型模具的内部，如图6所示，利用透明的第3树脂一体成型透镜部50。在利用热固化性树脂的情况下，采用LIM成型法；在热塑性树脂的情况下，采用注塑成型法。
在这样构成的带透镜的发光二极管器件10中，能够同时进行透镜部50的成型和向管壳30的安装，所以不需要将在其它工序制造的树脂透镜安装到管壳30的工序和光轴调整工序，能够实现装配工序的低成本化。
另一方面，能够防止在透镜部50和管壳30之间产生的间隙、以及在透镜部50和密封部40之间产生的间隙，能够提高光取出效率。并且，在透镜部50和密封部40的边界面产生树脂之间的融合，所以能够提高安装强度。
如上所述，若根据涉及本发明第1实施方式的带透镜的发光二极管器件，则光取出效率和可靠性高，同时能够降低制造成本。
图7是表示涉及本发明第2实施方式的带透镜的发光二极管器件10A的纵断面图。在图7中，对于与图1相同功能的部分，标注同一符号，省略其详细说明。
在透镜部50设置有贯通引脚框20并贯通到未安装发光二极管22的背面20b侧的贯通部51，在该贯通部51的前端部52与引脚框20卡合。
在涉及本实施方式的带透镜的发光二极管器件10A中，也能够获得与上述带透镜的发光二极管器件10相同的效果。再者，具有以下效果。也就是说，在构成管壳30和透镜部50的树脂不同的情况下，很难确保管壳30和透镜部50的紧密接合强度。因此，在一体成型透镜部50时，将透明树脂填充到引脚框20的背面20b来形成贯通部51，防止透镜部50脱落。这样，能够提高紧密接合强度，能够提高可靠性。并且，作为形成透镜部51的第3树脂，使用收缩率和线膨胀系数大的树脂，由此能够增大效果。而且，能够在第3树脂为热塑性树脂或热固化性树脂的情况下使用。
图8是表示涉及本发明第3实施方式的带透镜的发光二极管器件10B的纵断面图。在图8中，对于与图1相同功能的部分标注同一符号，省略其详细说明。
在透镜部50设置有贯通管壳30和引脚框20并贯通到未安装发光二极管22的背面20b侧的贯通部53，在该贯通部53的前端部54与引脚框20卡合。
在涉及本实施方式的带透镜的发光二极管器件10B中，能够获得与上述带透镜的发光二极管器件10A相同的效果。
图9是表示涉及本发明第4实施方式的带透镜的发光二极管器件10C的纵断面图。在图9中，对于与图1相同功能的部分标注同一符号，省略其详细说明。
在本实施方式中，在管壳30的上缘部设置有微小的肋(rib)31。在涉及本发明实施方式的带透镜的发光二极管器件10C中，能够获得与上述带透镜的发光二极管器件10相同的效果，并且，在成型透镜部50时，由透明树脂的热，仅微细的肋31再熔融，与透镜部50相熔接。在此情况下，通过使用熔点高的树脂，能够提高熔接强度。而且，这时的第1树脂和第3树脂采用热塑性树脂。
图10是表示涉及本发明第5实施方式的带透镜的发光二极管器件10D的纵断面图。在图10中，对于与图1相同功能部分，标注同一符号，省略其详细说明。
在引脚框20设有缺口部24。并且，对透镜部50设有贯通引脚框20并延伸到未安装发光二极管22的背面20b的卡合部55，其前端部56与缺口部24卡合。
在涉及本实施方式的带透镜的发光二极管器件10D中，也能够获得与上述带透镜的发光二极管器件10A相同的效果。
图11是表示涉及本发明第6实施方式的带透镜的发光二极管器件10E的纵断面图。在图11中，对于与图1相同功能部分，标注同一符号，省略其详细说明。
带透镜的发光二极管器件10E也能够在与上述带透镜的发光二极管器件10D不同的侧面设置了卡合部55的情况下使用。在引脚框20设有缺口部24。并且，在透镜部50设有沿着引脚框20的侧面延伸设置并延伸设置到未安装发光二极管22的背面20b的卡合部55，其前端部56与缺口部24相结合。
在涉及本实施方式的带透镜的发光二极管器件10E中，也能够获得与上述带透镜的发光二极管器件10D相同的效果。在带透镜的发光二极管器件10E中不需要使卡合部55贯通引脚框20。
图12是表示涉及本发明第7实施方式的带透镜的发光二极管器件10F的纵断面图。在图12中，对于与图1相同功能部分标注同一符号，省略其详细说明。
在管壳30设有贯通孔32。并且，在透镜部50设有贯通贯通孔32的卡合部57，其前端部58与贯通孔32卡合。而且，也可设置缺口部来代替贯通孔32。
在涉及本实施方式的带透镜的发光二极管器件10F中，也能够获得与上述带透镜的发光二极管器件10A相同的效果。
而且，上述各实施方式的结构/工序是其一例。当然能够适当变换。例如，发光二极管元件22的电极和外部电极21的连接，也可以不是引线接合而是倒装片接合。并且，关于制造工序，也可以是在引脚框20用白色树脂形成管壳30，然后，进行发光二极管元件22的安装。再者，即使不是引脚框20，而是形成了电极的支承部件，例如玻璃环氧树脂基板、陶瓷基板，也能够用注塑成型法来一体成型透镜。
而且，本发明不仅限于上述实施方式的原始方式，在实施阶段，不脱离其主要宗旨的范围内能够对构成要素进行变形并具体化。并且，能够通过在上述实施方式公开的多个构成要素的适当组合形成各种发明。例如，也可以从实施方式所示的全部构成要素中删除几个构成要素。再者，也可以适当组合不同实施方式的构成要素。

Claims (10)

1、一种带透镜的发光二极管器件，其特征在于，具有：
支承部件，形成有电极；
发光二极管，安装在该支承部件的上述电极上；
管壳，由第1树脂构成，设置在上述支承部件上，在至少露出包含上述发光二极管的区域的状态下形成了中空部；
密封部，由第2树脂构成，填充在上述管壳的中空部的上述支承部件侧，密封上述发光二极管；以及
透镜部，由第3树脂构成，层叠填充在上述密封部并一体成型。
2、如权利要求1所述的带透镜的发光二极管器件，其特征在于，上述第1树脂是白色系的树脂。
3、如权利要求1所述的带透镜的发光二极管器件，其特征在于，上述第2树脂是透明的热固化性树脂或UV固化性树脂，或者，在这些透明树脂中混合了波长变换用的萤光体。
4、如权利要求1所述的带透镜的发光二极管器件，其特征在于，上述第3树脂是透明的热固化性树脂或热塑性树脂。
5、如权利要求1所述的带透镜的发光二极管器件，其特征在于，上述透镜部具有与上述支承部件或上述管壳卡合的卡合部。
6、如权利要求5所述的带透镜的发光二极管器件，其特征在于，上述卡合部具有贯通部，该贯通部从安装了上述发光二极管元件的面连通到其背面。
7、如权利要求5所述的带透镜的发光二极管器件，其特征在于，上述卡合部具有贯通部，该贯通部从上述管壳连通到上述支承部件的安装了上述发光二极管元件的面的背面。
8、如权利要求5所述的带透镜的发光二极管器件，其特征在于，
上述第1树脂和上述第3树脂是热塑性树脂；
上述卡合部具有在上述管壳的上缘部形成的微小突起、以及由该微小突起和上述透镜部的熔融产生的熔合部。
9、如权利要求5所述的带透镜的发光二极管器件，其特征在于，上述卡合部具有卡合部件，该卡合部件与上述支承部件的安装了上述发光二极管元件的面的背面卡合。
10、一种带透镜的发光二极管器件制造方法，其特征在于，具有：
安装工序，将发光二极管元件安装在支承部件上；
第1定位工序，使上述支承部件在第1模具内定位；
管壳形成工序，向上述第1模具内供给树脂，形成管壳；
密封工序，密封上述发光二极管元件；
第2定位工序，使上述支承部件在第2模具内定位；以及
透镜部形成工序，向上述第2模具内供给树脂，形成透镜部。
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