專利名稱：表面安裝型發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管的構(gòu)形，更確切地說，發(fā)明涉及在不需要在印刷線路板上制成配合孔的情況下，就可安裝在印刷線路板表面上的表面安裝型發(fā)光二極管。
圖5和圖6表示所考慮類型中已知的表面安裝型發(fā)光二極管90的結(jié)構(gòu)，其構(gòu)成是在基板91上形成導(dǎo)電型板92，基板是91是典型的玻璃環(huán)氧樹脂印刷線路板，導(dǎo)電型板92包括分別安設(shè)在基板91兩對(duì)邊上的一對(duì)端子部分92a，一個(gè)端子部分92a連接一小塊92b，另一端子部分92a連接接線部分92c。
所述的導(dǎo)電型板92通常是鍍金的，發(fā)光二極管(LED)芯片93安設(shè)在所述安裝部分92b。通過金導(dǎo)線94將芯片和接線部分92c連接以后，構(gòu)成透明環(huán)氧樹脂的大致呈直角的平行六面體鑄型部分95，以便覆蓋所述的發(fā)光二極管芯片93和所述的金導(dǎo)線94，并制成一個(gè)完整的表面安裝型發(fā)光二極管90。
當(dāng)在工業(yè)基礎(chǔ)上實(shí)際生產(chǎn)這種裝置時(shí)，一次供應(yīng)許多如圖示的相互連接的基板91，將各LED芯片93分別裝配在基板上，并分別用金導(dǎo)線94連線。此后，以連續(xù)隆脊的方式預(yù)制各鑄型部分95，然后借助切割器80進(jìn)行切割，從而制造出單個(gè)的裝置。
然而，如上述方法制備的傳統(tǒng)表面安裝型發(fā)光二極管90存在以下問題，即和所述基板91與所述鑄型部分95相互之間不產(chǎn)生局部剝離相比較，經(jīng)常更多地使水分和異物侵入內(nèi)部，其結(jié)果損害了表面安裝型發(fā)光二極管90的使用壽命。
通過觀察剝離的后果發(fā)現(xiàn)，鍍金的銅箔端子部分92a沒有良好地附著環(huán)氧樹脂鑄型部分95，當(dāng)裝置接通而發(fā)射熱時(shí)，由于導(dǎo)電型板92和鑄型部分95的材料熱膨脹系數(shù)不同，所以二者以不同的速率膨脹，從而產(chǎn)生應(yīng)力，該應(yīng)力造成剝離。
此外，如果包括許多裝置的整體是這樣構(gòu)成時(shí)，在用上述切割器將整體切割成單個(gè)裝置時(shí)，裝置的導(dǎo)電型板92將外露出。每個(gè)導(dǎo)電型板92和相應(yīng)的鑄型部分95會(huì)由于切割作業(yè)產(chǎn)生的應(yīng)力而剝離。換句話說，這種表面安裝型發(fā)光二極管在制造時(shí)帶有一些剝離區(qū)域。這些是這種類型的表面安裝型發(fā)光二極管應(yīng)考慮需要解決的問題。
根據(jù)發(fā)明，通過以下方式解決上述問題，即提供一種表面安裝型發(fā)光二極管，其構(gòu)成是在基板上安裝LED芯片，基板具有分別安排在導(dǎo)電型板兩對(duì)置邊的一對(duì)端子部分以及安排在中央的安裝部分和接線部分，安裝和接線部分分別和所述的各端子部分保持接觸，用導(dǎo)線接線所述LED芯片，然后用基本垂直的平行六面體鑄型部分覆蓋所述芯片和所述導(dǎo)線，其特征是接合所述基板的所述鑄型部分的邊中，連續(xù)平行于安排所述各端子部分處的所述基板邊的兩個(gè)邊，直接接合所述基板至少0.1mm，其余部分接合所述導(dǎo)電型板，而相對(duì)垂直于安排所述各端子部分處的所述基板邊的其他兩個(gè)邊，全部與基板直接接合。


圖1本發(fā)明表面安裝型發(fā)光二極管實(shí)施例的透視圖；圖2簡(jiǎn)要表示上述實(shí)施例中導(dǎo)電型板的形式；
圖3表明上述實(shí)施例的試樣和傳統(tǒng)裝置試樣進(jìn)行熱試驗(yàn)的比較結(jié)果；圖4簡(jiǎn)要表示本發(fā)明表面安裝型發(fā)光二極管的另一實(shí)施例中導(dǎo)電型板的形成；圖5與本發(fā)明相比較的傳統(tǒng)裝置透視圖；圖6簡(jiǎn)要表示上述傳統(tǒng)裝置中導(dǎo)電型板的形成；圖7說明這種表面安裝型發(fā)光二極管制造步驟的局部透視圖。
附圖中參考號(hào)1代表表面安裝型發(fā)光二極管；2基板，3導(dǎo)電型板，3a端子部分，3b安裝部分，3c接線部分，3d過渡線部分，4LED芯片，5金導(dǎo)線，6鑄型部分，6a平行邊，6b垂直邊現(xiàn)在參照表示本發(fā)明實(shí)施例的附圖詳盡介紹本發(fā)明。首先看圖1和圖2，圖中是本發(fā)明安裝型發(fā)光二極管，由參考號(hào)1表示(下面簡(jiǎn)稱發(fā)光二極管)，該發(fā)光二極管構(gòu)造是在基板2上帶有導(dǎo)電型板3并安裝LED芯片，導(dǎo)電型板3包括端子部分3a，安裝部分3b和接線部分3c，利用金導(dǎo)線5將他們進(jìn)行適當(dāng)?shù)剡B接，然后如同相比較的傳統(tǒng)裝置一樣構(gòu)成鑄型部分6。
也和相比較的傳統(tǒng)裝置相同，當(dāng)以工業(yè)基礎(chǔ)實(shí)際制造這種裝置時(shí)，每次供應(yīng)許多相互連接的基板2，各LED芯片4分別裝配在基板上，并利用各條金導(dǎo)線5進(jìn)行連線。此后以連續(xù)隆脊的形式預(yù)制各個(gè)鑄型部分6，并借助于切割器進(jìn)行切割，以便制造單個(gè)的裝置(參見表示傳統(tǒng)發(fā)光二極管的圖7)。
這樣，在利用切割器制造具有選定外形結(jié)構(gòu)的單個(gè)發(fā)光二極管1時(shí)，每個(gè)基板上帶有基本上呈直角的平行六面體的鑄型部分6，鑄型部分6有一對(duì)相對(duì)置安排的邊，其長(zhǎng)度大致和所述基板2的寬度相等，鑄型部分6的另一對(duì)相對(duì)置安排的邊具有選定的和預(yù)定的長(zhǎng)度。
對(duì)于本發(fā)明來(lái)說，應(yīng)注意到以下事實(shí)，即鑄型部分6和基板2的剝離大多數(shù)發(fā)生在安排導(dǎo)電型板3的部位上，為防止這樣的剝離發(fā)生，盡量給與導(dǎo)電型板合適的形狀，而給與導(dǎo)電型板合適形狀的關(guān)鍵應(yīng)集中在和基板2相接合的鑄型部分6的邊上。
按照本發(fā)明，鑄型部分6的兩邊6a(下面稱作平行邊6a)連續(xù)平行于分別設(shè)置端子部分3a的兩基板邊，該兩平行邊6a的兩端部E處至少有0.1mm直接接合基板2，而所述平行邊6a的其余中央部分連接導(dǎo)電型板3。
更具體地說，所述端子部分3a的兩側(cè)面變窄。通過這種方法，基板2兩側(cè)面因此顯露至少0.1mm，于是安裝部分3b和接線部分3c都由于寬度減小而使各自的末端延長(zhǎng)。這樣，在安裝部分3b裝配LED芯片4以后，設(shè)置鑄型部分6時(shí)，鑄型部分6的平行邊6a的側(cè)端部E就直接與基板2接合。
另方面，鑄型部分6的其余兩邊6b(下面稱作垂直邊6b)，相對(duì)分別設(shè)置端子部分3a的兩基板邊連續(xù)垂直，該兩垂直邊6b全部與基板直接連接。換句話說，導(dǎo)電型板3在垂直邊6b上沒有露出來(lái)。
支持上述設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是尋找到由一系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果所獲得的數(shù)據(jù)，這些實(shí)驗(yàn)將在下面介紹，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，直接與基板2接合的鑄型部分6的平行邊6a和垂直邊6b越長(zhǎng)，則剝離的阻力越大，當(dāng)平行邊6a和垂直邊6b的角部直接與基板2接合時(shí)，剝離的阻力顯著增加。
實(shí)驗(yàn)中，相對(duì)于具有上述構(gòu)形的本發(fā)明發(fā)光二極管1中的鑄型部分垂直邊6b施加垂直力，用以觀察基板2和鑄型部分之間裝置的抗剝離強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，施加1.5公斤左右的力，比傳統(tǒng)裝置(圖5和圖6)的抗剝離強(qiáng)度提高50％。換句話說，本發(fā)明的發(fā)光二極管可有效地避免出現(xiàn)在切割作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的剝離現(xiàn)象。
圖3顯示一個(gè)線圖，它說明在熱循環(huán)試驗(yàn)中，本發(fā)明的發(fā)光二極管1和相比較的傳統(tǒng)裝置(圖5和圖6)的發(fā)光二極管的性能，線圖中參考號(hào)T標(biāo)示的曲線是本發(fā)明發(fā)光二極管的剝離頻率曲線，而線圖中參考號(hào)C標(biāo)示的是傳統(tǒng)裝置的剝離頻率曲線。
試驗(yàn)采用多個(gè)試樣裝置，一個(gè)循環(huán)包括預(yù)熱(150℃，2分鐘)和正常加熱(240℃，5秒)，它代表熱條件，在這樣的熱條件下，將發(fā)光二極管1固定到電路基板上重復(fù)5次，每個(gè)循環(huán)都要觀察產(chǎn)生剝離的數(shù)量。
對(duì)照剝離頻率曲線C的傳統(tǒng)裝置試樣，在第一個(gè)循環(huán)中，有10％稍多一點(diǎn)的試樣產(chǎn)生剝離，但在第2，3，4，和5循環(huán)中，試樣剝離百分?jǐn)?shù)分別等于60％，82％，90％和95％，由此說明在第5循環(huán)中接近全部試樣都發(fā)生剝離。
與上述情況相反，發(fā)明的裝置試樣在第3循環(huán)以前實(shí)際上不產(chǎn)生剝離，只在第4循環(huán)中僅有11％產(chǎn)生剝離，第5循環(huán)中剝離百分?jǐn)?shù)很小為25％。這樣，當(dāng)將發(fā)光二極管固定到電路基板上時(shí)，本發(fā)明與傳統(tǒng)裝置比較，防止產(chǎn)生剝離的效果是很顯著的。
上述試驗(yàn)特別值得注意的是第三循環(huán)以前根本不產(chǎn)生剝離，這一事實(shí)說明剝離頻率驚奇地減少。當(dāng)把包括發(fā)光二極管1的許多電路元件固定到電路基板上時(shí)，本發(fā)明發(fā)光二極管部件的抗剝離性能，從電路基板可承受多個(gè)熱循環(huán)的觀點(diǎn)來(lái)看是非常重要的。
因此，如果通過選擇合適的工序固定本發(fā)明發(fā)光二極管1，制作本發(fā)明發(fā)光二極管使其承受3個(gè)或更少的熱循環(huán)，則基板2和鑄型部分6之間將不曾產(chǎn)生剝離，于是減少LED芯片的偶然事故，例如通過剝離區(qū)侵入水分和異物的現(xiàn)象可完全消除。
圖4表示本發(fā)明的另一實(shí)施例，該實(shí)施例中，安裝部分3b和接線部分3c直接連接各端子部分3a的時(shí)候，一個(gè)端子部分3a和安裝部分3b以及另一端子部分3a和接線部分3c分別通過窄小的過渡線部分3d進(jìn)行連接，該過渡線部分被所述鑄型部分6的平行邊6a交叉。在這個(gè)實(shí)施例中，如同前一個(gè)實(shí)施例一樣，垂直邊6b不與導(dǎo)電型板相交叉。
采用上述第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明人進(jìn)一步證實(shí)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，即加長(zhǎng)平行邊6a和基板2直接連接的部分，從而更加減小剝離的危險(xiǎn)。如果曾發(fā)生過這種剝離，因?yàn)樵搫冸x僅只沿著窄小的過渡線部分3a上產(chǎn)生，所以進(jìn)入鑄型部分內(nèi)部的水分和異物的危險(xiǎn)減小，對(duì)LED芯片的損害也小。
如上所述，與本發(fā)明表面安裝型發(fā)光二極管基板相接合的鑄型部分的邊中，連續(xù)平行于安設(shè)各端部分處的基板邊的兩個(gè)邊，直接接合基板至少0.1mm，其余部分接合導(dǎo)電型板，而相對(duì)垂直于安設(shè)各端子部分處的基板邊的另外兩個(gè)邊，則全部與基板直接接合。采用這種結(jié)構(gòu)，發(fā)光二極管的機(jī)械的和熱的阻力較好，減小基板和鑄型部分之間的剝離，消除了通過表面安裝型發(fā)光二極管裝置剝離部分使水分和異物侵入的可能性，從而提高裝置的可靠性。
本發(fā)明表面安裝型發(fā)光二極管的一個(gè)端子部分和相應(yīng)的接線部分，以及另一個(gè)端子部分和安裝部分通過窄小的過渡線部分進(jìn)行連接，采用這種方式，使連續(xù)平行于分別安設(shè)各端子部分的所送基板邊的鑄型部分兩個(gè)邊，和所述過渡線部分交叉，則進(jìn)一步加大剝離阻力，以使發(fā)光二極管工作更加可靠。
權(quán)利要求
1.一種表面安裝型發(fā)光二極管，其構(gòu)成是在基板上安裝LED芯片，基板具有分別安排在導(dǎo)電型板兩對(duì)置邊的一對(duì)端子部分，以及安排在中央的安裝部分和接線部分，安裝部分和接線部分各自和所述端子部分保持接觸，用導(dǎo)線接線所述LED芯片，然后用基本垂直的平行六面體鑄型部分覆蓋所述LED芯片和所述導(dǎo)線，其特征是接合所述鑄型部分的邊中，連接平行于安排所述各端子部分處的所述基板邊的兩個(gè)邊，直接接合所述基板至少0.1mm，其余部分接合所述導(dǎo)電型板，而相對(duì)垂直于安排所述各端子部分處的所述的基板邊的其他兩個(gè)邊，則全部與基板直接接合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的表面安裝型發(fā)光二極管，其特征是所述端子部分和所述安裝部分以及和所述接線部分的連接，分別能過寬度窄小的過渡線部分進(jìn)行連接，連續(xù)平行于設(shè)置所述端子部分處的所述基板邊的鑄型部分的兩邊，與所述過渡線部分相交叉。
全文摘要
一種發(fā)光二極管(1)，與基板(2)接合的鑄型部分(6)的邊中，連續(xù)平行于安設(shè)各端子部分(3a)處的基板邊的兩個(gè)邊，直接接合基板(2)至少0.1mm，其余部分與導(dǎo)電型板接合；而垂直于相對(duì)安設(shè)各端子部分(3a)處的基板邊的另外兩個(gè)邊，則全部與基板(2)接合。因此改善裝置的機(jī)械和熱阻力，減少基板(2)和鑄型部分(6)之間的剝離，消除侵入水分和異物的可能性，于是提高發(fā)光二極管的工作可靠性。
文檔編號(hào)H01L21/60GK1137176SQ9610272
公開日1996年12月4日 申請(qǐng)日期1996年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月26日
發(fā)明者田口佳子 申請(qǐng)人:斯坦雷電氣株式會(huì)社