將led裸片與引線框架帶的接合的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及發(fā)光二極管(LED)的封裝，并且具體設(shè)及用于形成包含多個(gè)互連的LED 裸片并且具有良好散熱能力的L邸模塊的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 大功率、高亮度L抓在非常小的面積(例如，1mm2)中生成高熱量，并且該熱量必須 高效地耗散，同時(shí)保持小的封裝(或模塊)尺寸。此外，為了生成非常高的通量，在相同封裝 中可W存在多個(gè)LED。運(yùn)樣的L邸通常在封裝中串聯(lián)和/或并聯(lián)連接。
[0003] 在用于大功率L抓的常見封裝中，LED裸片的底部金屬焊盤被焊接到可導(dǎo)熱底座 (例如，陶瓷）的頂部金屬焊盤，并且Lm)裸片被封裝。外部底座金屬焊盤（電連接至Lm)裸片 的陽極和陰極)隨后焊接至印刷電路板(PCB)的焊盤，其中PCB有助于消散來自L抓的熱量并 且向L邸裸片供電。L邸與底座和PCB的熱禪接并不如直接與金屬散熱器的熱禪接那樣好。在 存在串聯(lián)連接的單個(gè)封裝中的多個(gè)Lm)時(shí)，由于LED無法共享用于散熱的大金屬焊盤，熱設(shè) 計(jì)更加復(fù)雜。
[0004] 運(yùn)一散熱問題在汽車前燈領(lǐng)域尤其嚴(yán)重，其中多個(gè)大功率LED必須在密封的前燈 拋物線反射體中的焦點(diǎn)附近的小空間中傳遞高通量。
[0005] 已經(jīng)提出了各種用于封裝多個(gè)Lm)的現(xiàn)有技術(shù)的Lm)模塊，但仍然存在使得封裝不 適合汽車前燈的散熱及尺寸問題。該現(xiàn)有技術(shù)的示例包括美國專利公開No 7806560、 8371723、2013/0005055W及2008/0074871。
[0006] 因此，所需要的是用于形成具有相對小的尺寸、具有優(yōu)異的散熱能力并且能夠包 含可W在諸如前燈、指示器燈或尾燈的汽車應(yīng)用中使用的大功率LED陣列的LED模塊的技 術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 在一個(gè)實(shí)施例中，大功率垂直Lm)在插入到前燈、指示器燈或尾燈總成的插座中的 模塊中使用，或者用于另一應(yīng)用。每個(gè)Lm)裸片具有用作陰極的底部金屬焊盤W及導(dǎo)熱體。 頂部電極是線接合焊盤并且用作陽極。
[000引為了提供所需的通量W及電壓降（諸如針對汽車中的12V供電），多個(gè)LED并聯(lián)連 接，并且并聯(lián)組被串聯(lián)連接。
[0009] 在簡單示例中，假設(shè)需要12個(gè)L邸裸片W生成所需通量，其中存在四組并聯(lián)連接的 L邸裸片(每組3個(gè)），并且四個(gè)組在電源端子兩端串聯(lián)連接。通過作為基于藍(lán)光GaN的LED,而 W諸如YAG憐光體的黃色憐光體在它們上方，L邸可W發(fā)射白光。
[0010] 第一組中的Ξ個(gè)Lm)裸片使它們的底部焊盤直接焊接或銀環(huán)氧膠合至作為引線框 架的部分的公共第一銅帶。第二組中的Ξ個(gè)Lm)裸片使它們的底部焊盤直接焊接至作為引 線框架的部分的公共第二銅帶。第Ξ組中的Ξ個(gè)Lm)裸片使它們的底部焊盤直接焊接至作 為引線框架的部分的公共第Ξ銅帶。在第一組中的L邸裸片的陽極線接合至第二銅帶。第二 組中的Lm)裸片的陽極線接合至第Ξ銅帶。第Ξ組中的Lm)裸片的陽極線接合至第四銅帶。 所有銅帶具有反射性銀層W實(shí)現(xiàn)反射比。
[0011] 在另一實(shí)施例中，Lm)裸片具有用作陽極的底部金屬焊盤W及導(dǎo)熱體。頂部電極是 線接合焊盤并且用作陰極。第一組中的Lm)裸片的陰極線接合至第二銅帶。第二組中的LED 裸片的陰極線接合至第Ξ銅帶。第Ξ組中的L邸裸片的陰極線接合至第四銅帶。透明封裝材 料在諸如處于Ξ個(gè)位置的銅帶和LED裸片周圍模制W允許帶在封裝殼體之間彎曲，但仍然 在帶之間提供機(jī)械禪接。在一個(gè)實(shí)施例中，透明封裝材料用作可透光外殼。
[0012] 銅帶然后彎曲成諸如Ξ角形狀或U形狀，使得銅帶的端部在相同平面中W形成LED 陣列的陽極和陰極端部引線。電流控制器禪接在帶的端部與模塊的電力引線之間。帶的端 部可W與凸緣卡合W連接至電流控制器。
[0013] 該帶遠(yuǎn)寬于承載所需電流所需的寬度，因?yàn)樗鼈冞€用于散熱和反射。在一個(gè)實(shí)施 例中，帶比L邸裸片的寬度的五倍更寬。
[0014] 因此，所有的LED裸片使它們發(fā)光表面面向外并且大致是廣角的。由于存在來自 L邸裸片的側(cè)面發(fā)射，光發(fā)射可W大體上為球形的。
[0015] 電結(jié)構(gòu)然后被封閉在透明保護(hù)線燈泡中W保護(hù)電結(jié)構(gòu)并且給予該模塊標(biāo)準(zhǔn)形式， 諸如T20燈泡形式，用W連接至標(biāo)準(zhǔn)插座。燈泡可W是透明的導(dǎo)熱塑料W封裝Lm)和引線框 架。彎曲的電結(jié)構(gòu)的寬發(fā)射型式特別適合用于反射性總成中。
[0016] 在另一實(shí)施例中，電結(jié)構(gòu)由可透光外殼覆蓋W形成初級光學(xué)器件，并且隨后具有 可透光外殼的電結(jié)構(gòu)密封在導(dǎo)熱塑料中，用W保護(hù)電結(jié)構(gòu)、熱量的耗散W及給予模塊標(biāo)準(zhǔn) 形式。導(dǎo)熱塑料封裝引線框架并且W所暴露的電結(jié)構(gòu)的出光表面接觸可透光外殼。
[0017] 在另一實(shí)施例中，燈泡可W允許空氣在燈泡內(nèi)流通從冷卻銅帶和led裸片。由于在 每個(gè)超大尺寸的銅帶上方、下方和側(cè)面存在空氣間隙，Lm)裸片即使在前燈或尾燈反射體總 成中也被冷卻。
[0018] 運(yùn)一概念可W應(yīng)用于任意數(shù)量的并聯(lián)和串聯(lián)連接的Lm)裸片。不同顏色的Lm)或者 不同類型的L邸可W安裝在相同的銅帶上，或者安裝在同一燈具的不同帶上。
[0019] 所得到的模塊使用相對少的部件，提高了其可靠性。
[0020] 在另一實(shí)施例中，銅帶未彎曲并且在反射性杯體中被支撐。帶散熱并且串聯(lián)和并 聯(lián)連接L邸裸片。
【附圖說明】
[0021] 圖1是模塊的一段的透視圖，示出安裝在銅帶(單個(gè)引線框架的部件)上的四個(gè)LED 裸片，其中L邸裸片串聯(lián)和并聯(lián)連接。
[0022] 圖2是圖1的帶之一的截面圖，其中銀環(huán)氧樹脂層在L邸裸片區(qū)域中。
[0023] 圖3圖示在固化步驟之后經(jīng)由銀環(huán)氧樹脂電且熱附接至帶的L邸裸片。
[0024] 圖4圖示布置在L邸裸片的頂部電極上W用于線接合的金球。
[0025] 圖5圖示將L邸裸片的頂部陽極連接至相鄰銅帶的金線。
[0026] 圖6是銅帶的升高段的透視圖，其中一個(gè)L邸裸片安裝在該升高段上。
[0027] 圖7是具有升高段的引線框架的透視圖。
[0028] 圖8是Ξ個(gè)銅帶的從上至下視圖，其中兩個(gè)帶中的每一個(gè)上有六個(gè)Lm)裸片(并聯(lián) 連接)并且兩組L邸裸片利用線接合串聯(lián)連接。
[0029] 圖9是在圖8的帶已經(jīng)彎曲W形成Ξ角形狀之后模塊的一部分的透視圖。在實(shí)際實(shí) 施例中，帶和L邸裸片在彎曲之前已在Ξ角形的Ξ個(gè)平坦段處被封裝。
[0030] 圖10是圖9的模塊的一部分的側(cè)視圖，示出在帶的一部分周圍的模制的環(huán)氧樹脂 鑄件(用于機(jī)械穩(wěn)定性）W及透明娃樹脂或環(huán)氧樹脂透鏡如何封裝L邸裸片。
[0031] 圖11是圖10的模塊部分的透視圖，示出兩個(gè)帶W及并聯(lián)連接的兩個(gè)Lm)裸片上的 封裝材料。
[0032] 圖12是圖9的Ξ個(gè)帶W及L邸裸片上的封裝材料的截面端視圖。
[0033] 圖13是圖12的模塊部分的透視圖，示出串聯(lián)連接的兩個(gè)封裝的L邸裸片。
[0034] 圖14是圖9的模塊部分的側(cè)視圖，其中鑄件已經(jīng)形成，其還示出模塊的電流控制器 部分W及用于保護(hù)電結(jié)構(gòu)的透明燈泡。
[0035] 圖15是圖14的模塊的正視圖。
[0036] 圖16-18是與電部件附接的引線框架的透視圖。
[0037] 圖19是模塊上的機(jī)械基準(zhǔn)的正視圖。
[0038] 圖20是圖示模塊被安裝在發(fā)光體中的側(cè)視圖。
[0039] 圖21是圖示銅帶彎曲成U形狀W用于不同發(fā)射型式的透視圖。帶可W隨后W圖12 和13中示出的方式安裝。
[0040] 圖22是圖14的帶的側(cè)視圖。
[0041] 圖23圖示帶如何在Lm)裸片下變窄并且隨后加寬W允許一行中的Lm)裸片更靠近 在一起而不犧牲通過帶的散熱。
[0042] 圖24是包含諸如來自圖1的銅帶W及L邸裸片的圓錐形反射性杯體的截面圖。
[0043] 相同或相似元件W相同數(shù)字標(biāo)記。
【具體實(shí)施方式】
[0044] 圖1是模塊10的一段的透視圖，示出安裝在銅帶14A和14B(引線框架的部分)上的 四個(gè)Lm)裸片12,其中Lm)裸片12串聯(lián)和并聯(lián)連接。帶14C用作互連件并且是引線框架的部 分。帶14C可W比帶14A和帶14B窄。在模塊10的制造過程中，帶14連同用于其它模塊的帶一 起設(shè)置在大的沖壓板中。帶14由薄的銅橫片連接在一起，薄的銅橫片將隨后在切割過程中 切斷。
[0045] 帶14將通常大約0.25-0.5 mm厚和至少2 mm寬W進(jìn)行良好的散熱。由于L抓裸片12 的寬度通常小于1 mm，帶14的寬度遠(yuǎn)寬于承載Lm)電流所需的寬度。在一個(gè)實(shí)施例中，帶14 的寬度超過Lm)裸片12的寬度的四倍。帶14電鍛有銀W成為高反射性的，因此提供寬的帶14 還提供了良好的導(dǎo)熱、良好的側(cè)光反射比W及低電阻的協(xié)同作用。
[0046] 對于汽車前燈應(yīng)用，L抓裸片12可W是包括具有YGA憐光體的發(fā)藍(lán)