CN202178295U - 发光二极管封装件 - Google Patents

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李飞鸿
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Abstract

本实用新型涉及一种发光二极管封装件，包括：引线框，包括导电芯片载体；透镜，部分地覆盖所述引线框；多个LED，布置在所述导电芯片载体的上表面上；以及聚合物壳体，包括其间具有高度距离的相对的第一主表面和第二主表面、其间具有宽度距离的相对的侧表面、以及其间具有长度距离的相对的端表面，其中，所述高度距离、所述宽度距离和所述长度距离小于2mm，所述聚合物壳体至少部分地覆盖所述引线框并限定从所述第一主表面延伸至所述聚合物壳体内部的腔室，所述导电芯片载体的至少一部分暴露在所述腔室的底面上，其中，所述腔室底面的面积与所述第一主表面的面积的比例为至少35％。该发光二极管封装件具有低运行温度和低制造成本。

Description

发光二极管封装件
技术领域
本公开总体上涉及表面安装器件，且更具体地涉及容纳LED器件的塑封引线芯片载体和包括所述器件的LED显示器。
背景技术
近年来，发光二极管(LED)技术得到显著的发展，使得出台了增加亮度和色彩保真度的LED。由于这些改进的LED和改进的图像处理技术，大规格、全色LED视频显示屏已变得可用，并且现在普遍使用。大规格的LED显示器一般包括独立的LED面板的结合体，其中所述LED面板提供由相邻像素间的距离或“像素间距”确定的图像分辨率。
意图从更远的距离来观看的户外显示器具有相对较大的像素间距，且通常包含分立的LED阵列。在分立的LED阵列中，驱动一串独立安装的红色、绿色和蓝色LED，以为观看者形成一副全色像素的画面。在另一方面，要求较短的像素间距(如3mm或更小)的室内显示器一般包括用于支承安装在单个电子封装件(例如表面安装器件(SMD)封装件)上的红色、绿色和蓝色LED的面板。每个SMD通常限定一个像素。相对较小的SMD附接至控制每个SMD的输出的驱动器印刷电路板(PCB)。
虽然室内显示器和户外显示器都在大幅的偏轴角度范围内可视，但是色彩保真度经常会随着视角的加大而出现可感知的损失。此外，每个LED封装件的材料和/或用于安装每个LED的材料可能具有反射特性，这会由于产生不期望的光反射和/或眩光而进一步降低色彩保真度。
众所周知的是，SMD和许多其他类型的电子封装件，无论它们是否包含集成电路或分立元件(如二极管或功率晶体管)，都散发大量的热量，所以需要热量管理(thermal management)。而且，过多的热量可能造成LED故障。因此，设计LED系统时考虑因素之一是进行有效的热量管理。在电子封装件的设计中，有效的热量管理的目的之一是将LED和其它有效电路元件的运行温度维持在一个适当的低水平，以防止发生过早的元件故障。包括传导传热在内的各种冷却策略比较常用。为了散发电子封装件内的热量，进行传导传热的一种传统方法是允许将热量沿着器件的引线传导出去。然而，引线往往没有足够的质量或暴露的表面积来提供有效的散热。例如，主要在可见的电磁波谱部分内发光的高强度LED会产生大量的热量，使用这种传统的技术很难散发这些热量。
增大视角、维持相对低的运行温度和减小SMD封装件的尺寸，这些设计目的在某种程度上是互相制约的。将期望以较低的成本开发一种针对所有这些设计目的的SMD封装件。
实用新型内容
在某些实施方式中，发光二极管(LED)封装件包括：引线框，包括导电芯片载体；透镜，部分地覆盖所述引线框；多个LED，布置在所述导电芯片载体的上表面上；以及聚合物壳体，包括其间具有高度距离的相对的第一主表面和第二主表面、其间具有宽度距离的相对的侧表面、以及其间具有长度距离的相对的端表面，其中，所述高度距离、所述宽度距离和所述长度距离小于2mm，所述聚合物壳体至少部分地覆盖所述引线框并限定从所述第一主表面延伸至所述聚合物壳体内部的腔室，所述导电芯片载体的至少一部分暴露在所述腔室的底面上，其中，所述腔室底面的面积与所述第一主表面的面积的比例为至少35％。
进一步地，引线框是弯曲的且包括小于0.5mm的轮廓厚度。
进一步地，引线框是弯曲的且包括小于0.42mm至0.48mm的轮廓厚度。
进一步地，所述高度距离小于1.0mm。
进一步地，所述高度距离小于0.85mm至1.0mm。
进一步地，所述高度距离小于0.9mm。
进一步地，所述宽度距离和长度距离小于1.85mm。
进一步地，所述宽度距离和长度距离为1.85mm至2mm。
进一步地，所述宽度距离和长度距离为1.95mm。
进一步地，聚合物壳体至少部分地覆盖引线框并限定从第一主表面延伸至聚合物壳体内部的腔室，其中，导电芯片载体的至少一部分暴露在腔室中，导电芯片载体的暴露部分包括相对的侧边，其中，一个侧边至少与腔室侧边一样长，且另一侧边比相邻腔室侧边长度的1/2大。
进一步地，位于导电芯片载体的上表面上的述多个LED的至少一部分以小于0.4mm的间距设置。
进一步地，所述间距为0.3mm至0.4mm。
进一步地，发光二极管封装件具有1.85mm至2.00mm的轮廓宽度，其中，引线框具有0.42mm至0.48mm的轮廓厚度，且发光二极管封装件具有0.85mm至0.95mm的轮廓高度。
进一步地，发光二极管封装件具有1.85mm至2.0mm的轮廓宽度和1.85mm至2.0mm的轮廓长度，且腔室具有0.42mm至0.48mm的深度。
进一步地，引线框包括金属片材，且聚合物壳体包含热塑性塑料。
进一步地，引线框还包括与导电芯片载体隔开的第一、第二和第三导电连接件，所述第一、第二和第三导电连接件中的每一个都具有上表面、下表面和位于上表面上的连接盘，其中，第一导电连接件至少部分地被导电芯片载体包围，并且其中，第一导电连接件的上表面的表面面积小于第二或第三导电连接件的上表面面积。
进一步地，第二和第三导电连接件的上表面具有相对于发光二极管封装件的中心轴线的非对称轮廓。
进一步地，每个LED包括第一接线端和第二接线端，其中，每个LED的第一接线端电耦接至导电芯片载体，并且其中，所述多个LED中的每个的第二接线端通过单一丝焊电耦接至相应导电连接件的连接盘。
进一步地，多个LED中的选定的一个发出红光，且所选LED的第二接线端电耦接至所述第一导电连接件的连接盘。
进一步地，所述多个LED包括独立发出红光、绿光或蓝光的LED，并且其中，至少发出蓝光或绿光的LED具有0.3mm至0.4mm的宽度和0.3mm至0.4mm的长度。
进一步地，聚合物壳体含有白色聚邻苯二甲酰胺或黑色聚邻苯二甲酰胺中的一种。
进一步地，导电芯片载体的质量中心相对于腔室的几何中心偏移。
进一步地，腔室底面的面积与第一主表面的面积的比例为至少40％。
进一步地，腔室底面的面积与第一主表面的面积的比例为至少50％。
在某些实施方式中，发光二极管(LED)封装件包括：弯曲的引线框，包括导电芯片载体，并包括小于0.5mm的轮廓厚度；透镜，部分地覆盖引线框；多个LED，布置在导电芯片载体的上表面上；以及聚合物壳体，至少部分地覆盖引线框并且其中具有露出所述多个LED的腔室。
进一步地，聚合物壳体包括其间具有高度距离的相对的第一主表面和第二主表面、其间具有宽度距离的相对的侧表面、以及其间具有长度距离的相对的端表面，其中，所述高度距离小于1.0mm，且所述宽度距离和所述长度距离小于2.0mm。
进一步地，聚合物壳体至少部分地覆盖所述引线框并限定从所述第一主表面延伸至所述聚合物壳体内部的腔室，所述导电芯片载体的至少一部分暴露在所述腔室中，其中，所述导电芯片载体的暴露部分包括相对的侧边，其中，一个侧边至少与腔室侧边一样长，且另一侧边比相邻腔室侧边长度的1/2大。
进一步地，所述高度距离小于1.0mm。
进一步地，所述多个LED包括发出红光、绿光和蓝光且沿着表面安装器件的第一中心轴线布置的LED，并且其中，所述高度距离在0.85mm至0.95mm的范围内，所述宽度距离和所述长度距离在1.85mm至2.00mm的范围内。
进一步地，每个LED具有第一接线端和第二接线端，其中，每个LED的第一接线端与所述导电芯片载体电耦接，其中，所述第一导电连接件至少部分地被所述导电芯片载体包围，且所述第一导电连接件的上表面具有比所述第二或第三导电连接件的上表面更小的表面面积，并且其中，所述多个LED中的选定的一个发出红光，且所选LED的第二接线端电耦接至所述第一导电连接件的连接盘。
进一步地，引线框还包括与导电芯片载体隔开的第一、第二和第三导电连接件，所述第一、第二和第三导电连接件中的每一个都具有上表面、下表面和位于上表面上的连接盘；并且其中，每个LED的第二接线端电耦接至第一、第二和第三导电连接件中的相应一个的连接盘。
进一步地，第二和第三导电连接件的上表面具有相对于表面安装器件的第二中心轴线不对称的轮廓，第二中心轴线近似垂直于第一中心轴线。
进一步地，导电芯片载体包括具有近似L形几何形状的本体，并且该L形的右下部分延伸到表面安装器件的第二中心轴线之外，其中，第二中心轴线近似垂直于第一中心轴线。
进一步地，在导电芯片载体和第一导电连接件之间具有L形间隙，并且其中，所述L形间隙位于第二中心轴线的上方。
进一步地，导电芯片载体和导电连接件包括金属片材，且聚合物壳体包含热塑性塑料。
进一步地，所述腔室具有0.42mm至0.48mm的深度。
进一步地，所述多个LED中的每个的第二接线端通过单一丝焊电耦接至相应导电连接件的连接盘。
进一步地，聚合物壳体含有白色聚邻苯二甲酰胺或黑色聚邻苯二甲酰胺中的一种。
进一步地，第一主表面中的腔室开口的宽度为1.4mm至1.55mm。
进一步地，第一主表面中的腔室的开口具有比第一主表面的总面积的50％大且比70％小的面积。
进一步地，围绕腔室的壳体具有在0.10mm至0.35mm范围内的壁厚。
在某些实施方式中，发光二极管(LED)封装件包括：聚合物壳体，其至少部分地覆盖引线框并限定从聚合物壳体的第一主表面延伸至聚合物壳体内部的腔室；引线框，其至少部分地被聚合物壳体覆盖，引线框包括导电芯片载体，导电芯片载体的至少一部分暴露在腔室中，导电芯片载体的暴露部分包括相对的侧边，其中，一个侧边至少与腔室侧边一样长，且另一侧边比相邻腔室侧边长度的1/2大；以及透镜，部分地覆盖所述引线框。
在某些实施方式中，发光二极管(LED)封装件包括：引线框，包括导电芯片载体；透镜，至少部分地覆盖引线框；至少一个LED晶片，位于导电芯片载体的上表面上；以及聚合物壳体，包括其间具有高度距离的相对的第一主表面和第二主表面、其间具有宽度距离的相对的侧表面、以及其间具有长度距离的相对的端表面，其中，所述高度距离、所述宽度距离和所述长度距离小于1.85mm。
进一步地，聚合物壳体至少部分地覆盖引线框并限定从其第一主表面延伸至聚合物壳体内部的腔室，引线框包括导电芯片载体，导电芯片载体的至少一部分暴露在腔室中。
本实用新型的微型表面安装LED封装件具有低运行温度和低制造成本。
附图说明
图1为根据本实用新型实施方式的表面安装器件的透视图；
图2为图1中所示实施方式的平面俯视图；
图3为根据一个实施方式的可用于表面安装器件中的引线框的透视图；
图4为图1所示实施方式的底部透视图；
图5为图3所示引线框的俯视图；
图6为图2实施方式的沿剖面线6-6截取的剖面图；
图7为表面安装器件的一个实施方式的俯视图；以及
图8为与根据本实用新型实施方式的表面安装器件结合的LED显示屏的一部分的前正视图。
具体实施方式
以下描述呈现了代表实施本实用新型的最佳预期模式的本实用新型的优选实施方式。该描述并非以限制的意义来进行，而仅是为了描述本实用新型的一般原理的目的，本实用新型的范围由所附权利要求来限定。
现在将参照附图在下文对本实用新型的实施方式进行更全面的描述，附图中示出了本实用新型的实施方式。但是本实用新型可以以很多不同的方式实现，不应将本实用新型理解为仅限于这里所描述的实施方式。相反，提供这些实施方式是为了使本公开彻底和完整，并向本领域技术人员充分传达本实用新型的范围。在整个实用新型中相同参考标号表示相同元件。
将理解，虽然在本文中可使用术语第一、第二等来描述各种元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用来将元件区分开来。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件可被称为第一元件。如本文中所使用的，术语“和/或”包括所列相关项目中的一个以及一个或多个相关项目的所有组合。
将理解，当提到一个元件(诸如层、区域或基板)位于另一个元件“之上”或延伸到另一个元件“上”时，其可以直接位于另一个元件之上或直接延伸到另一个元件上，或者可存在中间元件。相反，当提到一个元件“直接在另一个元件之上”或“直接延伸到另一个元件上”时，则不存在中间元件。还将理解，当提到一个元件“连接”或“耦接”至另一个元件时，其可直接连接或耦接至另一个元件或者可存在中间元件。相反，当提到一个元件“直接连接”或“直接耦接”至另一个元件时，则不存在中间元件。
本文可使用相对术语(诸如“以下”或“以上”或“上方”或“下方”或“水平的”或“竖直的”)来描述一个元件、层或区域与另一个元件、层或区域的关系，如附图中所示。将理解的是，这些术语意图涵盖装置的除了附图所示方位以外的不同方位。
本文所使用的术语仅是为了描述具体实施方式的目的，并不意欲限制本实用新型。除了文中另有明确规定以外，文中使用的单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”同样包括复数形式。还可进一步理解，文中所使用的术语“包括”(“comprises”、“comprising”、“includes”)和/或“包含”(“including”)表示存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它的特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。
除非另有规定，文中所使用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本实用新型所属领域的普通技术人员的一般理解相同。还可进一步理解，文中所使用的术语应该解释为具有与它们在相关技术环境中一致的含义，且除了在此明确限定以外，不应解释为具有理想化的或过于正式的含义。
一个实施方式公开了一种表面安装LED封装件，其包括支承多个LED的引线框和至少部分地覆盖引线框的塑料壳体。在本公开中，LED也可指LED芯片或LED晶片。引线框包括导电芯片载体以及与导电芯片载体隔开的第一、第二和第三导电连接件。第一、第二和第三导电连接件中的每一个都具有上表面、下表面和位于上表面上的连接盘。所述多个LED设置在导电芯片载体的上表面上。每个LED具有第一接线端和第二接线端，其中每个LED的第一接线端与导电芯片载体电耦接。每个LED的第二接线端与第一、第二和第三导电连接件中的对应一个的连接盘电耦接。在一些实施方式中，弯曲的引线框具有的厚度为整个封装件厚度的约1/2或更小。在某些实施方式中，弯曲的引线框的轮廓厚度为约0.5mm或更小，例如为约0.42mm至约0.48mm，且表面安装LED封装件具有小于约1.0mm的轮廓高度，例如为约0.84mm至约0.95mm。在一些实施方式中，表面安装LED封装件包括0.84mm或更小的轮廓高度，且弯曲的引线框具有约0.42mm或更小的厚度。
另一个实施方式的实例公开了一种表面安装LED封装件，其包括支承多个LED的引线框和至少部分地覆盖引线框的塑料壳体。所述壳体包括其间具有高度距离的相对的第一主表面和第二主表面、其间具有宽度距离的相对的侧表面、以及其间具有长度距离的相对的端表面。壳体限定从第一主表面延伸至壳体内部的腔室。引线框包括导电芯片载体以及与导电芯片载体隔开的第一、第二和第三导电连接件。第一、第二和第三导电连接件中的每一个都具有上表面、下表面和位于上表面上的连接盘。多个LED设置在导电芯片载体的上表面上。每个LED具有第一接线端和第二接线端，其中每个LED的第一接线端与导电芯片载体电耦接。每个LED的第二接线端与第一、第二和第三导电连接件中的对应一个的连接盘电耦接。多个LED包括发出红光、绿光或蓝光且沿着表面安装器件的第一中心轴线安置的LED。高度距离在小于1mm的范围内，例如为约0.84mm至约0.95mm。在一些实施方式中，表面安装LED封装件具有0.84mm或更小的高度。宽度距离和长度距离小于2mm，例如在约1.85mm至2.00mm的范围内。在一些实施方式中，宽度距离和长度距离小于1.85mm或更小。
再一个实施方式公开了一种引线框，其包括导电芯片载体以及与芯片载体隔开的第一、第二和第三导电连接件。导电芯片载体具有支承多个LED的上表面。每个LED具有第一接线端和第二接线端。每个LED的第一接线端与芯片载体电耦接。第一、第二和第三连接件中的每一个都具有上表面、下表面和位于上表面上的连接盘。每个LED的第二接线端与第一、第二和第三连接件中的对应一个的连接盘电耦接。第一连接件至少部分地被芯片载体包围。在第一、第二和第三连接件的上表面中，第一连接件的上表面具有最小的面积。
图1至图4示出了根据具体示例性实施方式的用于LED显示器(诸如室内LED显示屏和/或户外LED显示屏)的表面安装LED封装件10及其各部件。LED封装件10包括至少部分地覆盖引线框14的塑料壳体12。引线框14包括导电芯片载体142以及与导电芯片载体隔开的第一、第二和第三导电连接件144、146和148，如图3所示。引线框14的各部件(包括芯片载体142)具有范围在约0.42mm至约0.48mm的轮廓厚度。换言之，轮廓高度是弯曲的引线框的高度。例如，轮廓高度是指芯片载体142的下表面82与芯片载体142的上表面102之间的距离。在发生弯曲前，引线框金属片材可具有小于约0.15mm的片材厚度。LED封装件10还包括部分地覆盖引线框的透镜(未示出)。
导电芯片载体142具有包括连接盘60的上表面102。连接盘60从塑料壳体12中露出。连接盘60具有与第一中心轴线62大致平行的相对侧边。相对侧边中的靠近连接盘126和128的一个侧边至少与腔室侧边一样长。靠近连接盘124的另一侧边比相邻腔室侧边长度的约1/2大。多个LED设置在导电芯片载体142的上表面102上。例如，在图1至图3中，三个LED 44、46和48设置在上表面102的连接盘60上。这三个LED通常会发出不同颜色的光。例如，LED 44可发出红光，LED 46可发出绿光，而LED 48可发出蓝光。LED中的两个或多个可发出同样的颜色，包括白色。例如，LED 44和LED 46都可发出红光。每个LED都具有第一接线端和第二接线端。第一接线端可叫做阳极。例如，第一LED 44具有与第一导电芯片载体144电耦接的阳极。第二和第三LED 46和48中的每个都具有分别与第二导电芯片载体146和第三导电芯片载体148电耦接的阳极。芯片载体142还可用作散热片来消散来自多个LED的热量。
蓝色LED和绿色LED的尺寸为具有约205微米至约275微米的宽度和约285微米至约355微米的长度。在一个实施方式中，蓝色LED和绿色LED具有约240微米的宽度和约320微米的长度。蓝色LED和绿色LED的厚度可在约100微米至约130微米之间变化，优选地为约115微米。
红色LED具有两个优选尺寸。在第一实施方式中，红色LED具有约355微米的优选宽度和长度，但尺寸可在约330微米至约380微米的范围内。该实施方式中的红色LED的厚度优选地为约70微米至约125微米，更优选地为约100微米。在这个实施方式中，红色LED具有尺寸在约90微米至约110微米的范围内(优选地为约100微米)的焊盘。
在第二实施方式中，红色LED具有约290微米的优选宽度和长度，但可在约265微米至约315微米的范围内。该实施方式中的红色LED的优选厚度基本上与第一实施方式中的相同，但厚度在约85微米至约115微米的范围内。在这个实施方式中，红色LED具有尺寸在约80微米至100微米的范围内(优选地为约90微米)的焊盘。
第一、第二和第三导电连接件中的每一个都具有上表面、下表面或接线端和位于上表面上的连接盘。例如，在图3中，第一导电连接件144具有上表面104、下表面84和位于上表面104上的连接盘124。第一导电连接件144至少部分地被导电芯片载体142包围。第二导电连接件146具有上表面106、下表面86和位于上表面106上的连接盘126。第三导电连接件148具有上表面108、下表面88和位于上表面108上的连接盘128。第一导电连接件144的上表面104的表面面积小于上表面106或108的上表面面积。
壳体12一般可为长方形，包括相对的第一主表面24和第二主表面26、分别相对的对应的侧表面28和30以及端表面32和34。第一主表面和第二主表面也可叫做上表面和下表面。在一个实施方式中，上表面24和下表面26之间的距离或封装件轮廓高度小于约1.0mm。优选地，上主表面24和下主表面26之间的距离h为约0.85mm至约0.95mm。更优选地，上主表面24和下主表面26之间的距离h为约0.90mm。侧表面28和30之间的距离w以及端表面32和34之间的距离l优选地小于约2.0mm。优选地，侧表面28和30之间的距离w为约1.85mm至约2.0mm，且端表面32和34之间的距离l也在约1.85mm至约2.0mm之间的范围内。更优选地，侧表面28和30之间的距离w为约1.95mm，且端表面32和34之间的距离l为约1.95mm。
通过实例和非限制性方式，表面安装LED封装件10可具有约1.95mm的总长度L、约1.95mm的总宽度W和约0.90mm的高度H。
塑料壳体12进一步限定从上表面24延伸进入塑料壳体12的本体的凹部或腔室36。在一些实施方式中，反射插件或环38可沿腔室36的侧面或壁40的至少一部分设置并固定。反射插件或环38也可与塑料壳体12制成一体，且可由与塑料壳体12同样的材料制成。环38的反射性的效果优选地通过使腔室36和支承于其中的环38向内朝向壳体内部逐渐变细而增强。腔室36的优选形状为正方形或长方形腔室。正方形形状状使得表面安装LED封装件10在侧表面28和30以及端表面32和34中的每个侧面上具有更均匀的壁厚。因此，根据本公开的一个方面，与例如环形腔室相比，这种腔室的尺寸增大。腔室底面的面积与主表面的面积的比例为至少35％。在一些实施方式中，该比例大于40％。在其它实施方式中，该比例大约50％。
壳体12由既能电绝缘又能热传导的材料制成。在一个实施方式中，壳体是热塑性缩聚物的。特别优选的热塑性缩聚物是聚邻苯二甲酰胺(PPA)。在一个优选实施方式中，壳体12可由黑色PPA或白色PPA形成。已经发现，在图像生成SMD封装件中使用黑色材料，例如在视频显示器中采用SMD，提高了对比度。其它壳体材料包括陶瓷、树脂、环氧树脂和玻璃。
在图1和图2中的示例性实施方式中，表面安装LED封装件10中的三个LED 44、46、48优选地分别发出红色、绿色和蓝色，从而当适当地通电时，LED以组合方式基本上产生所有颜色。LED芯片可具有正方形尺寸或长方形尺寸。例如，正方形LED芯片具有的轮廓高度可小于约0.11mm，或者在约0.09mm至约0.11mm的范围内，或者小于约0.1mm，或者在约0.08mm至0.10mm的范围内。正方形LED芯片具有的轮廓宽度可小于约0.32mm，或者在0.265mm至0.315mm的范围内。正方形LED芯片具有的轮廓宽度可小于约0.38mm，或者在约0.33mm至约0.38mm的范围内。长方形LED芯片具有的轮廓高度可小于约0.13mm，或者在约0.10mm至约0.13mm的范围内。长方形LED芯片具有的轮廓宽度可小于约0.28mm，或者在约0.20mm至约0.28mm的范围内。长方形LED芯片具有的轮廓宽度可小于约0.36mm，或者在约0.28mm至约0.36mm的范围内。
在示例性实施方式中，红色LED 44布置在第一和第二导电连接件144、146之间(图3)。绿色LED 46布置在腔室36的中心附近。蓝色LED48布置在第三导电连接件148附近。为了消散来自LED的热量，优选地增大上表面102的上表面面积。然而，第一、第二和第三导电连接件144、146和148的表面积应足够大，以分别保持连接盘124、126和128。
LED芯片44、46、48在沿着表面安装LED封装件10的第一中心轴线62的横向方向上(即，在与侧表面28和30大致垂直的方向上)延伸。引线50、52、54、56大致互相平行并在沿着表面安装LED封装件10的第二中心轴线62a且大致垂直于方向62的方向上延伸。第一轴线和第二轴线在第二LED芯片46的中心附近互相交叉。
在这个实施方式中，通过提供焊盘、成形流动(mold flowing)、散热和芯片定位来设计导电连接件，从而与现有公开(例如未决美国专利申请序列号12/152,766的申请中所公开的内容)相比，改善了来自红色LED 44的散热，该申请的公开内容以引用方式结合于此。参照图3，通过使第一导电连接件144的上表面104的表面面积最小化来实现增强的散热，该上表面仅具有足够的空间来保持连接盘124。上表面104的表面面积小于第二和第三导电连接件146和148的上表面106或108的表面面积。
同时，为了确保形成壳体12时PPA流体在每个方向上均匀流动，上表面102和104的轮廓112和114相对于第二轴线62a不对称。同样地，第二和第三导电连接件146和148的上表面的轮廓116和118相对于第二轴线62a不对称。
替换地或附加地，如图5所示，上表面102和104的轮廓112和114可制成相对于与第一轴线62大致垂直并包括第二轴线62a的平面不对称。同样地，第二和第三导电连接件146和148的上表面的轮廓116和118可制成相对于包括第二轴线62a的该平面不对称。
导电连接件144、146和148分别包括增大的电连接盘124、126、128，这些电连接盘分别位于与支承连接件142的上表面的部件相邻但与之隔开的中心区58中。在表面安装LED封装件10的优选形式中，引线52、54、56和58弯曲，以延伸至壳体的外部并沿着它们对应的端表面32和34延伸，然后再弯曲，使得引线的下表面82、84、86和88沿着塑料壳体12的下表面26延伸。下表面82、84、86和88也可称为引脚焊盘(pin pad)。引线的下表面82、84、86和88中的面向外的表面与导热本体的底面基本上齐平，以便于连接至下面的基板。利用许多公知连接技术(包括焊接)中的任一种将引线的下表面82、84、86和88电连接或焊接至基板上的迹线(trace)或焊盘。
在一个优选实施方式中，焊盘被包括在端部的底面上，使得从顶部观察每个独立的SMD时看不到焊料。这是有利的，因为这有助于防止眩光并提高了对比度，特别是在白天观察时。如图1和图6中最佳所示，腔室36延伸到壳体内部足够的深度，以露出连接盘60和124、126、128。
从壳体的端表面32和34向内延伸的引线52、54、56和58的下表面82、84、86和88的特定尺寸可取决于以下因素：表面安装LED封装件的预期实施、待采用的LED、壳体12的材料、SMD的大小和/或其它此类因素和/或这些因素的结合。在一些实施方式中，壳体外部的引线50、52、54、56可通过焊盘之间的间隙92隔开，以使连接件彼此电隔离。
导电芯片载体142及导电连接件144、146和148可由导电金属或金属合金(诸如铜、铜合金)、其它合适的低电阻率耐腐蚀材料或这些材料的结合物制成。因为所有的LED芯片都布置在导电芯片载体142上，所以上表面102的大表面面积可有助于散热。
LED 44、46和48中的每一个可通过导电和导热接口100(诸如焊料、粘合剂、涂层、膜、密封剂、糊状物、油脂和/或其它合适的材料)与连接盘60电耦接。在一优选实施方式中，可利用LED底面上的焊盘将LED 44、46和48与连接盘60电耦接并固定，使得从顶部看不到焊料。防止从顶部看到焊料是有利的，以便减少反射并提供更好的对比度，特别是在白天时。LED 44、46和48中的每一个都可具有约0.1mm的轮廓高度。LED 44、46和48中的每一个都可具有约0.2mm至0.4mm的轮廓宽度。LED 44、46和48中的每一个都可具有约0.2mm至0.4mm的轮廓长度。
在根据本公开的某些制造方法中，在围绕连接盘成形和/或装配壳体12之前，可将LED 44、46和48耦接至连接盘60。替换地，在连接件已被部分地覆盖在壳体中之后，可将LED耦接至连接盘60。延伸到壳体中的腔室36可配置为使得连接盘60和124、126、128的足够部分被露出以接收LED和相关的丝焊(wire bond)。
现在参照图6至图7，示出了用于LED的SMD封装件10的各个部件的一些实例。通过实例和非限制性方式，下面所描述的与图6至图7中所示实施方式相关的尺寸也可应用于图1至图5的表面安装封装件。
在图6的示例性实施方式中，SMD封装件10的宽度或长度小于约2.0mm。优选地，SMD的宽度或长度在约1.85mm至约2.05mm的范围内。更优选地，SMD的宽度或长度为约1.95mm。SMD封装件10的轮廓高度小于约1.0mm。优选地，SMD的轮廓高度在约0.85mm至约0.95mm的范围内。更优选地，SMD的轮廓高度为约0.9mm。腔室36在上表面中具有约1.48mm至约1.58mm范围内的开口宽度，且在下表面中具有约1.21mm至约1.31mm范围内的宽度。优选地，腔室36在上表面中具有约1.53mm的开口宽度，且在下表面中具有约1.26mm的宽度。腔室的两个侧表面之间的角度θ在约28.0°至约38.00°的范围内，优选地为约33.0°。下表面82的宽度在约0.58mm至约0.62mm的范围内，优选地为约0.6mm。下表面82的厚度为约0.08mm。腔室36在第一主表面24中的开口的宽度在约1.4mm至约1.55mm的范围内。腔室36在第一主表面中的开口具有的面积大于第一主表面24的总面积的约50％且小于约65％。围绕腔室的壳体具有约0.10mm至约0.35mm范围内的壁厚。特别地，靠近第一主表面24的壳体壁厚比靠近连接盘60的壳体壁厚薄。
在图7中，露出的连接盘124具有约0.25mm×0.36mm的尺寸。上表面102的连接盘60为L形。L形的右下部分覆盖腔室36的下表面156上的整个右下区158。右下区158由腔室轮廓及第一和第二中心轴线62和62a限定。在导电芯片载体142的连接盘60和第一导电连接件144的连接盘124之间具有L形间隙92a。L形间隙92a布置在第二中心轴线62a的上方。连接球具有约0.12mm的直径。连接球的每一侧上具有约0.05mm的间距。因此，连接盘124应大于约(0.12+0.05+0.05)＝0.22mm。同时，必须具有一些允许制造误差，约0.02mm至约0.03mm。因此，最小可行的连接盘具有约0.25mm的最佳宽度。两个相邻的LED之间的间距P1或P2为约0.3mm至约0.4mm。进一步，如图2和图7所示，导电芯片载体142的质量中心相对于腔室36的几何中心偏移。腔室底面36a的面积与主表面24的面积的比例为至少35％。在一些实施方式中，该比例大于40％。在其它实施方式中，该比例大于50％。
图8示意性示出了LED显示屏300(例如室内显示屏)的一部分，一般来说，该显示屏包括支承以列和行的形式排列的多个SMD 304的驱动器PCB 302，每个SMD限定一个像素310。显示器的每个像素310具有约2.8mm或更小×约2.8mm或更小的尺寸。SMD 304可包括诸如那些上述和图1至图7所示的器件。SMD器件304电连接至PCB 302上的互相连接的迹线或焊盘，以提供适当的电信号处理电路和驱动器电路(未示出)。
如上所讨论，每个SMD支承红色LED、绿色LED和蓝色LED的竖直定向的线性阵列306。已经发现，在加大视角的范围之后，LED的这种线性定向提高了色彩保真度。还可提供通孔308，以允许塑料SMD本体与PCB的更好和更短的接触。通孔308也允许改善散热。
如前所述，可发现，本实用新型的实施方式提供了一种微型表面安装LED封装件，其包括位于部分地被塑料壳体覆盖的引线框上的多个LED。与先前公开的发明相比，本公开的微型表面安装LED封装件具有低运行温度和低制造成本。
因此，期望将前面的详细描述看作为示例性的而非限制性的，且应理解，包括所有等同物的所附权利要求用来限定本公开的精神和范围。

Claims (44)

1.一种发光二极管封装件，其特征在于，包括：
引线框，包括导电芯片载体；
透镜，部分地覆盖所述引线框；
多个LED，布置在所述导电芯片载体的上表面上；以及
聚合物壳体，包括其间具有高度距离的相对的第一主表面和第二主表面、其间具有宽度距离的相对的侧表面、以及其间具有长度距离的相对的端表面，其中，所述高度距离、所述宽度距离和所述长度距离小于2mm，所述聚合物壳体至少部分地覆盖所述引线框并限定从所述第一主表面延伸至所述聚合物壳体内部的腔室，所述导电芯片载体的至少一部分暴露在所述腔室的底面上，其中，所述腔室底面的面积与所述第一主表面的面积的比例为至少35％。
2.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述引线框是弯曲的且包括小于0.5mm的轮廓厚度。
3.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述引线框是弯曲的且包括小于0.42mm至0.48mm的轮廓厚度。
4.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述高度距离小于1.0mm。
5.根据权利要求4所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述高度距离小于0.85mm至1.0mm。
6.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述高度距离小于0.9mm。
7.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述宽度距离和所述长度距离小于1.85mm。
8.根据权利要求7所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述宽度距离和所述长度距离为1.85mm至2mm。
9.根据权利要求8所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述宽度距离和所述长度距离为1.95mm。
10.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述聚合物壳体至少部分地覆盖所述引线框并限定从所述第一主表面延伸至所述聚合物壳体内部的腔室，其中，所述导电芯片载体的至少一部分暴露在所述腔室中，所述导电芯片载体的暴露部分包括相对的侧边，其中，一个侧边至少与腔室侧边一样长，且另一侧边比相邻腔室侧边长度的1/2大。
11.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，位于所述导电芯片载体的上表面上的所述多个LED的至少一部分以小于0.4mm的间距设置。
12.根据权利要求11所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述间距为0.3mm至0.4mm。
13.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述发光二极管封装件具有1.85mm至2.00mm的轮廓宽度，其中，所述引线框具有0.42mm至0.48mm的轮廓厚度，且所述发光二极管封装件具有0.85mm至0.95mm的轮廓高度。
14.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述发光二极管封装件具有1.85mm至2.0mm的轮廓宽度和1.85mm至2.0mm的轮廓长度，且所述腔室具有0.42mm至0.48mm的深度。
15.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述引线框包括金属片材，且所述聚合物壳体包含热塑性塑料。
16.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述引线框还包括与所述导电芯片载体隔开的第一、第二和第三导电连接件，所述第一、第二和第三导电连接件中的每一个都具有上表面、下表面和位于上表面上的连接盘，其中，所述第一导电连接件至少部分地被所述导电芯片载体包围，并且其中，所述第一导电连接件的上表面的表面面积小于所述第二或第三导电连接件的上表面面积。
17.根据权利要求16所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述第二和第三导电连接件的上表面具有相对于所述发光二极管封装件的中心轴线的非对称轮廓。
18.根据权利要求16所述的发光二极管封装件，其特征在于，每个LED包括第一接线端和第二接线端，其中，每个LED的第一接线端电耦接至所述导电芯片载体，并且其中，所述多个LED中的每个的第二接线端通过单一丝焊电耦接至相应导电连接件的连接盘。
19.根据权利要求18所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述多个LED中的选定的一个发出红光，且所选LED的第二接线端电耦接至所述第一导电连接件的连接盘。
20.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述多个LED包括独立发出红光、绿光或蓝光的LED，并且其中，至少发出蓝光或绿光的LED具有0.3mm至0.4mm的宽度和0.3mm至0.4mm的长度。
21.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述聚合物壳体含有白色聚邻苯二甲酰胺或黑色聚邻苯二甲酰胺中的一种。
22.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述导电芯片载体的质量中心相对于所述腔室的几何中心偏移。
23.根据权利要求1所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述腔室底面的面积与所述第一主表面的面积的比例为至少40％。
24.根据权利要求23所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述腔室底面的面积与所述第一主表面的面积的比例为至少50％。
25.一种发光二极管封装件，其特征在于，包括：
弯曲的引线框，包括导电芯片载体，并包括小于0.5mm的轮廓厚度；
透镜，部分地覆盖所述引线框；
多个LED，布置在所述导电芯片载体的上表面上；以及
聚合物壳体，至少部分地覆盖所述引线框并且其中具有露出所述多个LED的腔室。
26.根据权利要求25所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述聚合物壳体包括其间具有高度距离的相对的第一主表面和第二主表面、其间具有宽度距离的相对的侧表面、以及其间具有长度距离的相对的端表面，其中，所述高度距离小于1.0mm，且所述宽度距离和所述长度距离小于2.0mm。
27.根据权利要求26所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述聚合物壳体至少部分地覆盖所述引线框并限定从所述第一主表面延伸至所述聚合物壳体内部的腔室，所述导电芯片载体的至少一部分暴露在所述腔室中，其中，所述导电芯片载体的暴露部分包括相对的侧边，其中，一个侧边至少与腔室侧边一样长，且另一侧边比相邻腔室侧边长度的1/2大。
28.根据权利要求26所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述高度距离小于1.0mm。
29.根据权利要求25所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述多个LED包括发出红光、绿光和蓝光且沿着表面安装器件的第一中心轴线布置的LED，并且其中，所述高度距离在0.85mm至0.95mm的范围内，所述宽度距离和所述长度距离在1.85mm至2.00mm的范围内。
30.根据权利要求29所述的发光二极管封装件，其特征在于，每个LED具有第一接线端和第二接线端，其中，每个LED的第一接线端与所述导电芯片载体电耦接，其中，所述第一导电连接件至少部分地被所述导电芯片载体包围，且所述第一导电连接件的上表面具有比所述第二或第三导电连接件的上表面更小的表面面积，并且其中，所述多个LED中的选定的一个发出红光，且所选LED的第二接线端电耦接至所述第一导电连接件的连接盘。
31.根据权利要求30所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述引线框还包括与所述导电芯片载体隔开的第一、第二和第三导电连接件，所述第一、第二和第三导电连接件中的每一个都具有上表面、下表面和位于上表面上的连接盘；并且其中，每个LED的第二接线端电耦接至第一、第二和第三导电连接件中的相应一个的连接盘。
32.根据权利要求31所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述第二和第三导电连接件的上表面具有相对于所述表面安装器件的第二中心轴线不对称的轮廓，所述第二中心轴线近似垂直于所述第一中心轴线。
33.根据权利要求32所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述导电芯片载体包括具有近似L形几何形状的本体，并且该L形的右下部分延伸到所述表面安装器件的第二中心轴线之外，其中，所述第二中心轴线近似垂直于所述第一中心轴线。
34.根据权利要求33所述的发光二极管封装件，其特征在于，在所述导电芯片载体和所述第一导电连接件之间具有L形间隙，并且其中，所述L形间隙位于所述第二中心轴线的上方。
35.根据权利要求25所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述导电芯片载体和所述导电连接件包括金属片材，且所述聚合物壳体包含热塑性塑料。
36.根据权利要求25所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述腔室具有0.42mm至0.48mm的深度。
37.根据权利要求25所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述多个LED中的每个的第二接线端通过单一丝焊电耦接至相应导电连接件的连接盘。
38.根据权利要求25所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述聚合物壳体含有白色聚邻苯二甲酰胺或黑色聚邻苯二甲酰胺中的一种。
39.根据权利要求25所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述第一主表面中的腔室开口的宽度为1.4mm至1.55mm。
40.根据权利要求39所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述第一主表面中的所述腔室的开口具有比所述第一主表面的总面积的50％大且比70％小的面积。
41.根据权利要求25所述的发光二极管封装件，其特征在于，围绕所述腔室的壳体具有在0.10mm至0.35mm范围内的壁厚。
42.一种发光二极管封装件，其特征在于，包括：
聚合物壳体，其至少部分地覆盖引线框并限定从所述聚合物壳体的第一主表面延伸至所述聚合物壳体内部的腔室；
引线框，其至少部分地被所述聚合物壳体覆盖，所述引线框包括导电芯片载体，所述导电芯片载体的至少一部分暴露在所述腔室中，所述导电芯片载体的暴露部分包括相对的侧边，其中，一个侧边至少与腔室侧边一样长，且另一侧边比相邻腔室侧边长度的1/2大；以及
透镜，部分地覆盖所述引线框。
43.一种发光二极管封装件，其特征在于，包括：
引线框，包括导电芯片载体；
透镜，至少部分地覆盖所述引线框；
至少一个LED晶片，位于所述导电芯片载体的上表面上；以及
聚合物壳体，包括其间具有高度距离的相对的第一主表面和第二主表面、其间具有宽度距离的相对的侧表面、以及其间具有长度距离的相对的端表面，其中，所述高度距离、所述宽度距离和所述长度距离小于1.85mm。
44.根据权利要求43所述的发光二极管封装件，其特征在于，所述聚合物壳体至少部分地覆盖所述引线框并限定从其第一主表面延伸至所述聚合物壳体内部的腔室，所述引线框包括导电芯片载体，所述导电芯片载体的至少一部分暴露在所述腔室中。
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