專(zhuān)利名稱(chēng)：一種表面貼裝式led封裝體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到SMD LED封裝技術(shù)，特別是涉及一種表面貼裝式LED封裝體及其制 造方法，是新型的白光LED封裝技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，LED由原來(lái)的DIP結(jié)構(gòu)高速向SMD結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，SMD結(jié)構(gòu)的LED具 有重量輕、個(gè)體更小、自動(dòng)化安裝、發(fā)光角度大、顏色均勻、衰減少等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越被人接受， 雖然一般SMD LED具有以上優(yōu)點(diǎn)，但還是存在有衰減較大、導(dǎo)熱較差、不能過(guò)大電流使用、價(jià) 格貴等問(wèn)題；如果在不改變產(chǎn)品的整體外觀尺寸情況下，提高產(chǎn)品的導(dǎo)熱及散熱能力，并提 高使用電流降低衰減并提高可靠性，至今在業(yè)界仍沒(méi)有較好的解決辦法。在現(xiàn)有的SMD LED制造中，采用PLCC2結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品(例如35 規(guī)格)和PLCC4結(jié) 構(gòu)產(chǎn)品(例如35 規(guī)格)較多，但上述結(jié)構(gòu)都是采用普通的方式，例如EP2144305公開(kāi)的 PLCC2采用一正一負(fù)兩腳的方式，采用一只腳導(dǎo)熱散熱，另一只腳導(dǎo)電。普通的PLCC4為一 正三負(fù)內(nèi)部并聯(lián)方式或二正二負(fù)并聯(lián)方式，燈腳內(nèi)部是分離，各燈腳分別導(dǎo)電導(dǎo)熱。這樣造 成的結(jié)果是導(dǎo)熱及散熱面積過(guò)少，衰減大、可支持的電流低，從而導(dǎo)致產(chǎn)品壽命變短，不能 發(fā)揮出LED的真正壽命長(zhǎng)，免維護(hù)的好處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種表面貼裝式LED封裝體及其制造方法，其可解決現(xiàn)有制 造方法中衰減偏大、使用電流偏低、成本過(guò)高、壽命短等問(wèn)題。為此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種表面貼裝式LED封裝體，包括支架和其 上的LED芯片，支架包括具有多個(gè)引腳電極的框架，其特征在于封裝體采用多個(gè)具有同一 極性的引腳電極來(lái)散熱，并且所述多個(gè)同一極性的引腳電極是相連的。優(yōu)選地，還包括引線(xiàn)，所述芯片通過(guò)一根引線(xiàn)與所述多個(gè)同一極性的引腳電極電 連接。優(yōu)選地，框架在位于相鄰的引腳電極之間的位置開(kāi)有窗口。優(yōu)選地，所述窗口有三個(gè)。優(yōu)選地，所述支架的材料為紅銅。優(yōu)選地，所述封裝體僅包含一個(gè)LED芯片，且框架包括一正三負(fù)或一負(fù)三正共計(jì) 四個(gè)引腳電極。根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)方面，提供了一種表面貼裝式LED封裝體的制造方法，包 括如下步驟加工出具有多個(gè)引腳電極并且相鄰引腳電極之間具有窗口或者過(guò)道的框架， 其中，所述引腳電極中多個(gè)同一極性的引腳電極是相連的，以提供散熱；對(duì)框架進(jìn)行注塑以 形成支架；在支架上放置LED芯片并進(jìn)行固晶；通過(guò)引線(xiàn)將支架上的正負(fù)引腳電極與LED 芯片電連接；在芯片上方灌注熒光膠。優(yōu)選地，固晶時(shí)的定位精度優(yōu)于1微米，采用硅樹(shù)脂膠水進(jìn)行固晶。
優(yōu)選地，框架包括一正三負(fù)共計(jì)四個(gè)引腳電極。優(yōu)選地，還包括自動(dòng)測(cè)試步驟，所述測(cè)試步驟采用了單邊雙測(cè)試爪。本發(fā)明采用了新的支架結(jié)構(gòu)，并改進(jìn)散熱方式，提高產(chǎn)品的散熱面積及熱容量。常 規(guī)PLCC2結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品采用單腳散熱，而造成LED亮度衰減過(guò)大的原因，除了所使用的晶片， 膠水等原因外，還有一個(gè)重點(diǎn)是由晶片產(chǎn)生的熱量能否快速導(dǎo)出，支架的熱容量，散熱方式 有很大關(guān)系，針對(duì)此些特性，需要設(shè)計(jì)出一種新的框架結(jié)構(gòu)。使用合理的耐沖擊、耐內(nèi)應(yīng)力 解決方案，解決了產(chǎn)品的可靠性?？蚣艿慕饘儆昧吭蕉啵侵Ъ艿臒崛莺蛯?dǎo)熱能力將成倍提高，像我司此支架底部 全部使用采用銅材，將提高熱容和導(dǎo)熱能力，但此方法還是存在有致命問(wèn)題，分析后，本發(fā) 明創(chuàng)新性的采用增加底部窗口來(lái)解決。為得確實(shí)的測(cè)試參數(shù)，需對(duì)測(cè)試機(jī)臺(tái)進(jìn)行改進(jìn)，使其能批量測(cè)試此產(chǎn)品并得到測(cè) 試參數(shù)。常規(guī)的PLCC2結(jié)構(gòu)的測(cè)試機(jī)為正負(fù)極各一邊，而此產(chǎn)品存在有正負(fù)在同一邊的情 況，按常規(guī)測(cè)試方法時(shí)，容易短路，無(wú)法進(jìn)行測(cè)試，創(chuàng)新性的改進(jìn)機(jī)臺(tái)，使產(chǎn)品能批量測(cè)試。本發(fā)明采用改進(jìn)的燈腳方式，提高了客戶(hù)焊接的可靠性，提高產(chǎn)品的壽命。當(dāng)客戶(hù) 使用普通PLCC2結(jié)構(gòu)的LED，在過(guò)回流焊焊接不好時(shí)，易導(dǎo)致焊接不良，造成死燈等，并且會(huì) 導(dǎo)致散熱不良，使產(chǎn)品的壽命大打折扣，而本發(fā)明創(chuàng)新性的四腳方案為產(chǎn)品可靠性提供了 保障。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的LED封裝結(jié)構(gòu)，其中，引腳1、3、4為負(fù)極，引腳2為正極，或 引腳1、3、4為正極，引腳2為負(fù)極；X表示芯片，F(xiàn)表示缺口。圖2為本發(fā)明產(chǎn)品的產(chǎn)品衰減圖。圖3為本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)的窗口結(jié)構(gòu)。圖4a_4b為本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)的沾合效果圖。圖為本發(fā)明的焊接效果圖。圖6為本發(fā)明的測(cè)試裝置。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳盡的說(shuō)明。圖1描述了一種表面貼裝式LED封裝體，包括封裝體的頂視圖、側(cè)視圖和安裝上芯 片后的頂視圖。本發(fā)明的一個(gè)主要方面在于對(duì)支架進(jìn)行了改進(jìn)。通常，支架是指將框架和PPA結(jié) 合在一起的結(jié)合體，框架是指金屬部份，PPA是指沾附在框架上的白色塑料；框架起到導(dǎo)電 導(dǎo)熱及固定芯片的作用，PPA起到給膠水定型、反光的作用，支架是通過(guò)PPA將框架包裹形 成固有的型態(tài)以供達(dá)成某種要求的整體。它們之間是先用沖壓機(jī)將銅料帶沖壓成具有各功 能形狀的框架，然后通過(guò)注塑機(jī)將PPA包裹成框架上，再通過(guò)折腳機(jī)、切斷機(jī)切斷成一片一 片的支架。本發(fā)明的支架包括具有多個(gè)引腳電極的框架，其中，3只腳(圖中1、3、4腳)在沖 壓后仍然是相連的，所以可以作為同一極性的引腳電極來(lái)使用。此產(chǎn)品采PLCC4結(jié)構(gòu)，其中有3只腳用來(lái)散熱(圖中1、3、4腳)。具體而言，從圖1可以看出，支架上包括1、2、3、4共 四個(gè)電極。芯片通過(guò)一根引線(xiàn)和引腳電極1、3、4相連接，通過(guò)一根引線(xiàn)和引腳電極2相連 接。與常規(guī)的PLCC2結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品相比，產(chǎn)品由原來(lái)的1只腳導(dǎo)熱散熱增加到3只腳來(lái)散熱， 散熱面積及熱容量變成了常規(guī)PLCC2結(jié)構(gòu)SMD的3倍，從而能及時(shí)將芯片產(chǎn)生的熱量通過(guò) 多腳及時(shí)導(dǎo)到PCB板上散熱，降低芯片的周?chē)鷾囟?，達(dá)到降低產(chǎn)品衰減的目的，如圖2所示。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)及驗(yàn)證，確認(rèn)金屬材料與所灌注的膠水的結(jié)合性較差，一旦控制不 好，在后期客戶(hù)的使用中很容易導(dǎo)致支架與灌注的膠水脫離，從而使支架與膠水之間產(chǎn)生 隔層，嚴(yán)重者導(dǎo)致發(fā)光變色、死燈等異常；而PPA與膠水的結(jié)合性非常好，因此對(duì)此方案進(jìn) 行改進(jìn)，引入了窗口結(jié)構(gòu)。提高了沾合性，提高了產(chǎn)品的可靠性。本發(fā)明在支架的底部將框架開(kāi)出A、B、C三個(gè)窗口，使PPA從這三部份露出，并與 原來(lái)正負(fù)極露出的PPA形成一個(gè)對(duì)邊結(jié)合位，使結(jié)合位達(dá)到平衡，從而增加膠水與支架以 及PPA與框架的結(jié)合力，解決后期客戶(hù)使用時(shí)因膠體膨漲產(chǎn)生的應(yīng)力導(dǎo)致膠水與支架隔層 問(wèn)題，并解決死燈與發(fā)光變色問(wèn)題。更進(jìn)一步的解釋。在3腳與4腳之間的連接框架的中間開(kāi)出一個(gè)窗口 A，負(fù)責(zé)提高 3腳和4腳之間膠水與PPA及框架之間的結(jié)合力。在1腳與3腳之間的連接框架的中間開(kāi) 出一個(gè)窗口 B，負(fù)責(zé)提高1腳和3腳之間膠水與PPA及框架之間的結(jié)合力。將1腳與2腳 之間的框架上多切除一塊，使與A窗口相對(duì)等，負(fù)責(zé)提高1腳與2腳之間的粘合力。ABC三 個(gè)窗口與原來(lái)2腳與4腳之間的過(guò)道E形成一個(gè)十字狀，使ABCE之間的抗拉力達(dá)到平衡。 PPA從ABC窗口及2腳與1、3、4腳之間的過(guò)道露出，即可以鎖定框架，提高框架與PPA之間 的粘合力。圖如和4b分別顯示出底部全框架沾合效果圖和底部框架開(kāi)窗沾合效果圖。從中 不難看出，窗口層這種結(jié)構(gòu)，有效的粘合了框架和PPA，解決了金屬材料與所灌注的膠水的
結(jié)合性較差這一難題。常規(guī)產(chǎn)品在回流焊時(shí)，容易出現(xiàn)如圖中的焊錫裂開(kāi)、爬錫不良、空洞等，一 旦產(chǎn)生以上不良，產(chǎn)品的可靠得不到保證，而本發(fā)明因?yàn)椴捎枚嗄_導(dǎo)電導(dǎo)熱，在源頭上就保 證了產(chǎn)品的可靠性。創(chuàng)新的四腳方案，使客戶(hù)在使用時(shí)更可靠。因采用PLCC4結(jié)構(gòu)，當(dāng)3只 散熱腳中只要有一只腳焊接正常，就不會(huì)影響產(chǎn)品散熱和導(dǎo)電，產(chǎn)品的可靠性即可得到保 證。工藝方面，因采用新結(jié)構(gòu)支架，為保證產(chǎn)品合理的導(dǎo)熱散熱，提高產(chǎn)品的可靠性， 需對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)。首先，對(duì)固晶工藝進(jìn)行了改進(jìn)。針對(duì)常規(guī)產(chǎn)品采用1只腳散熱的方式，不需要考慮 芯片的固晶位置，而新結(jié)構(gòu)產(chǎn)品因?yàn)椴捎眯碌膶?dǎo)熱方式，為達(dá)到平均的導(dǎo)熱散熱，芯片必須 放在支架的正中間，而固定芯片的固定膠必須點(diǎn)在支架中間，而固晶膠的用量直接影響晶 片的熱量導(dǎo)出和光通量的輸出。為保證固晶膠多少穩(wěn)定性以及位置的準(zhǔn)確性，采用固晶準(zhǔn) 確性非常高的設(shè)備進(jìn)行固晶，設(shè)備精度達(dá)到lum。要承受較高的電流及過(guò)高的晶片溫度，因此對(duì)導(dǎo)熱膠的材料選擇要求較高，本發(fā) 明通過(guò)對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的分析，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致產(chǎn)品衰減較大，除了晶片框架散熱差之外，無(wú)法將LED 芯片產(chǎn)生的溫度導(dǎo)出而致LED芯片周?chē)鷾囟冗^(guò)高，從而使芯片周?chē)z水黃變從而使亮度衰 減，另一種為芯片的固晶導(dǎo)熱及耐熱較差，在長(zhǎng)時(shí)間使用下，容易黃變，從而導(dǎo)致產(chǎn)品亮度衰較嚴(yán)重。根據(jù)分析情況，通過(guò)與供應(yīng)商的合作，采用一種能夠耐高溫、導(dǎo)熱性較好的硅樹(shù) 脂類(lèi)膠水進(jìn)行固晶。而芯片的選擇與普通白光的芯片采用一樣的規(guī)格尺寸?？蚣苓x擇方面，本發(fā)明選用以下材料，框架為紅銅，碗杯壁為118材料，鍍銀厚度 要求4um以上。熒光膠的好壞決定產(chǎn)品的光量輸出以及產(chǎn)品的耐氣候性，好的保護(hù)膠能提高芯片 的光輸出，并在長(zhǎng)時(shí)間使用下不會(huì)出現(xiàn)變色，根據(jù)以上狀況分析，本發(fā)明采用一種折射率較 高的硅樹(shù)脂進(jìn)行封裝，提高了產(chǎn)品的光的輸出和耐氣候性。設(shè)備方面，本發(fā)明的全自動(dòng)固晶機(jī)、全自動(dòng)焊線(xiàn)機(jī)、點(diǎn)膠機(jī)、分光測(cè)試機(jī)、檢驗(yàn)測(cè)試 機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響重大，以購(gòu)買(mǎi)進(jìn)口成熟設(shè)備為主，保證產(chǎn)品質(zhì)量性能的穩(wěn)定 性。因白光產(chǎn)品對(duì)一致性要求較高，對(duì)自動(dòng)測(cè)試設(shè)備的要求較高，除購(gòu)買(mǎi)國(guó)際頂級(jí)測(cè)試主機(jī) 外，還需對(duì)測(cè)試時(shí)LED的位置進(jìn)行一致性確認(rèn)，以保證產(chǎn)品發(fā)光顏色的一致。此外，還對(duì)自動(dòng)測(cè)試設(shè)備進(jìn)行適應(yīng)性改造。針對(duì)此產(chǎn)品的特殊結(jié)構(gòu)，分析研究此產(chǎn) 品的測(cè)試方法，經(jīng)過(guò)多次設(shè)備改進(jìn)，解決了自動(dòng)測(cè)試技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)一次性實(shí)時(shí) 測(cè)試，并得出實(shí)際測(cè)試參數(shù)，為保證產(chǎn)品的一致性，對(duì)測(cè)試機(jī)進(jìn)行了進(jìn)行特殊的改進(jìn)，協(xié)助 校正，使測(cè)試數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，具體技術(shù)方案如圖6所示。改進(jìn)測(cè)試爪由原來(lái)的單邊單測(cè)試爪為 單邊雙測(cè)試爪，每個(gè)爪電流可以分別連接，按本產(chǎn)品的腳位要求，將1和3腳斷開(kāi)，采用2和 4腳進(jìn)行測(cè)試，采用此方案后，本產(chǎn)品正向或反向進(jìn)入測(cè)試站進(jìn)行測(cè)試都不會(huì)存在短路情 況，解決批量測(cè)試問(wèn)題。測(cè)試座上的1腳和3腳輔助校正燈的位置，使測(cè)試結(jié)果更加準(zhǔn)確。以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā) 明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改 或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種表面貼裝式LED封裝體，包括支架和其上的LED芯片，支架包括具有多個(gè)引腳電 極的框架，其特征在于該封裝體包括用于散熱的多個(gè)具有同一極性的引腳電極，并且所述 多個(gè)具有同一極性的引腳電極是相連的。
2.如權(quán)利要求1所述的LED封裝體，其特征在于，還包括引線(xiàn)，所述芯片通過(guò)一根引線(xiàn) 或?qū)щ娢镔|(zhì)與所述多個(gè)同一極性的引腳電極連接。
3.如權(quán)利要求1所述的LED封裝體，其特征在于，框架在位于相鄰的引腳電極之間的位 置開(kāi)有窗口。
4.如權(quán)利要求3所述的LED封裝體，其特征在于，所述窗口有三個(gè)。
5.如權(quán)利要求2或3所述的LED封裝體，其特征在于，所述支架的材料為紅銅。
6.如權(quán)利要求5所述的LED封裝體，其特征在于所述封裝體僅包含一個(gè)LED芯片，且 框架包括一正三負(fù)或者一負(fù)三正共計(jì)四個(gè)電極弓I腳。
7.一種表面貼裝式LED封裝體的制造方法，包括如下步驟加工出具有多個(gè)引腳電極 并且相鄰引腳電極之間具有窗口或者過(guò)道的框架，其中，所述引腳電極中多個(gè)同一極性的 引腳電極是相連的，以提供散熱；對(duì)框架進(jìn)行注塑以形成支架；在支架上放置LED芯片并進(jìn) 行固晶；通過(guò)引線(xiàn)將支架上的正負(fù)引腳電極與LED芯片電連接；在芯片上方灌注熒光膠。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，固晶時(shí)的定位精度優(yōu)于1μ m，采用硅樹(shù)脂膠 水進(jìn)行固晶。
9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，框架包括一正三負(fù)共計(jì)四個(gè)引腳電極。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括自動(dòng)測(cè)試步驟，所述測(cè)試步驟采用 了單邊雙測(cè)試爪。
全文摘要
一種表面貼裝式LED封裝體，包括支架和其上的LED芯片，支架包括具有多個(gè)引腳電極的框架，其特征在于所述封裝體包括用于散熱的多個(gè)具有同一極性的引腳電極，并且所述多個(gè)具有同一極性的引腳電極是相連的。本發(fā)明采用了一種新的支架結(jié)構(gòu)，采用的多腳散熱方式，提高了產(chǎn)品的散熱面積及熱容量，解決了常規(guī)PLCC2結(jié)構(gòu)因采用單腳散熱而造成LED亮度衰減過(guò)大的問(wèn)題，能夠?qū)崃靠焖賹?dǎo)出；同時(shí)，本發(fā)明使用合理的耐沖擊、耐內(nèi)應(yīng)力解決方案，解決了產(chǎn)品的可靠性。
文檔編號(hào)H01L33/00GK102117880SQ20111002535
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月24日
發(fā)明者李邵立, 雒繼軍 申請(qǐng)人:佛山市藍(lán)箭電子有限公司