二极管封装工艺及封装二极管转让专利
申请号 : CN202011272993.X
文献号 : CN112467010B
文献日 : 2022-03-22
发明人 : 李志源 , 郭小明
申请人 : 中山市聚明星电子有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种二极管封装工艺,其特征在于,包括:通过将二极管芯片固定在金属基板上,制作得到待封装的二极管,所述金属基板用于对二极管芯片产生的热量进行散热;
将所述待封装的二极管放置于管壳内部中心区域,所述待封装的二极管具有与外部引脚进行连接的金属引线;
向所述管壳内部注入硅胶,使所述硅胶包裹所述待封装的二极管及所述金属引线;
采用模压封装工艺,向所述管壳内部注入环氧树脂胶体,制作得到封装二极管,其中,所述环氧树脂胶体在所述管壳内部生成光学透镜,所述光学透镜固定于所述硅胶的上表层中心区域。
2.如权利要求1所述的二极管封装工艺,其特征在于,所述金属引线包括正引线和负引线;
所述通过将二极管芯片固定在金属基板上,制作得到待封装的二极管,包括:设置金属基板,所述金属基板的中心区域具有一内凹部;
将二极管芯片固定在所述内凹部上;
通过所述正引线将所述二极管芯片的正极粘结在外部电源的正引脚上;以及,通过所述负引线将所述二极管芯片的负极粘结在所述外部电源的负引脚上;
采用薄膜式涂布方式,使用荧光材料涂覆所述二极管芯片,以使所述荧光材料均匀覆盖所述二极管芯片,形成所述待封装的二极管。
3.如权利要求2所述的二极管封装工艺,其特征在于,所述正引线和所述负引线为拱形丝状结构。
4.如权利要求1所述的二极管封装工艺,其特征在于,所述硅胶由硅胶液和扩散粉混合制作得到;
所述向所述管壳内部注入硅胶,使所述硅胶包裹所述待封装的二极管及所述金属引线,包括:
在将所述硅胶液和所述扩散粉混合均匀后,进行离心脱泡处理,得到离心脱泡后的所述硅胶;
将所述硅胶注入所述管壳内部,并对所述硅胶烘干固化,所述烘干固化的温度为130℃‑170℃,烘烤时间为2‑5小时。
5.如权利要求1‑4任一所述的二极管封装工艺,其特征在于,所述采用模压封装工艺,向所述管壳内部注入环氧树脂胶体,制作得到封装二极管,包括:将放置有所述待封装的二极管的所述管壳放入下模具中;
通过液压机将上模具和所述下模具合模形成密封腔体;
抽取所述密封腔体中的气体,形成真空腔体;
将所述环氧树脂胶体放置在所述模具的注胶道中进行加热,由所述液压机压入所述真空腔体进行固化,以在所述管壳内部生成光学透镜,得到所述封装二极管。
6.如权利要求5所述的二极管封装工艺,其特征在于,所述将所述环氧树脂胶体放置在所述模具的注胶道中进行加热,由所述液压机压入所述真空腔体进行固化,以在所述管壳内部生成光学透镜,得到所述封装二极管,包括:在第一预置加热条件下,将所述环氧树脂胶体加热后,由所述液压机将所述环氧树脂胶体压入所述真空腔体中,在所述硅胶的上表层中心区域进行初固化;
在所述初固化结束后,将所述第一预置加热条件更换为第二预置加热条件;
在所述第二预置加热条件下,对所述环氧树脂胶体进行后固化生所述光学透镜,得到所述封装二极管。
7.如权利要求6所述的二极管封装工艺,其特征在于,所述第一预置加热条件中加热温度为125℃‑135℃,加热时间为0.5‑1.5小时,所述第二预置加热条件中加热温度为115℃‑
125℃,加热时间为3‑5小时。
8.一种封装二极管,其特征在于,包括:二极管芯片、金属基板、金属引线、管壳和光学透镜;其中:
所述二极管芯片固定在所述金属基板上,所述二极管芯片通过所述金属引线与外部引脚进行连接,所述金属基板用于对二极管芯片产生的热量进行散热;
固定在所述金属基板上的二极管芯片被设置在管壳内部中心区域;
所述管壳内部注入有硅胶,所述二极管芯片、所述金属基板及所述金属引线被所述硅胶包裹;
所述光学透镜固定在所述硅胶的上表层中心区域,并与所述管壳固化连接,所述光学透镜由注入所述管壳内部的环氧树脂胶体形成。
9.如权利要求8所述的封装二极管,其特征在于,所述金属引线包括正引线和负引线;
所述金属基板中心区域具有一内凹部,所述二极管芯片固定在所述内凹部上;
所述二极管芯片包括正极和负极,所述正极通过正引线粘结外部电源的正引脚,所述负极通过负引线粘结外部电源的负引脚上,且所述二极管芯片上均匀涂覆有荧光材料。
10.如权利要求9所述的封装二极管,其特征在于,所述正引线和所述负引线为拱形丝状结构。
说明书 :
二极管封装工艺及封装二极管
技术领域
背景技术
与外界引脚连接的金属线的热胀冷缩与环氧树脂的热胀冷缩不一致,容易导致金属线被拉
断,造成发光二极管损坏。通过在环氧树脂内加入固化材料以固化环氧树脂,可以降低金属
性被拉断的概率。然而,在环氧树脂内加入固化材料容易改变环氧树脂传导光线的传导率,
影响发光二极管的发光效率。因此,目前采用环氧树脂封装发光二极管的封装工艺,不能很
好的保护发光二极管的内部结构。
发明内容
表层中心区域。
装二极管,包括:
料。
用硅胶包裹待封装的二极管以及金属引线,使得封装二极管即使处于高温工作状态,硅胶
的形状改变非常小,不易于对金属引线造成损坏。另外,采用模压封装工艺,向管壳注入环
氧树脂胶体,使得到的封装二极管包含了环氧树脂胶体生成的光学透镜,进而,在封装二极
管发出的光线进入光学透镜后,可在光学透镜内发生反射和漫透射,使光线重新分布,增加
封装二极管的光通量输出,并使射出的光线更均匀,提高了二极管的发光效率。
附图说明
实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附
图获得其他的附图。
具体实施方式
细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电
路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
体,使二极管被固化封装;焊线机可用于将正引线焊接在外部电源的正引脚上,以及将负引
线焊接在外部电源的负引脚上。
上,也可以为将二极管芯片通过胶体(例如,固晶胶)粘结在金属基板上,对此不做限定。在
其他示例中,还可使用非金属基板的陶瓷基板,作为二极管中的散热基板,对此不作限定。
因此,管壳需要采用耐高温材料做成。例如,耐高温薄膜绝缘材料、耐高温纤维等。
二极管)设置位置有偏置,则将导致光斑分布不均,从而影响封装二极管的平均光强。
待封装的二极管通过金属引线与外部引脚进行连接。
的二极管进行封装时,将导致环氧树脂胶体颜色变黄,影响环氧树脂胶体的透光效果。然
而,硅胶材料作为直接对待封装的二极管进行封装的胶体,因硅胶具有抗大气老化以及紫
外老化,可以长时间保持硅胶胶体的颜色不变,维持硅胶胶体的透光性能。另外,硅胶的热
稳定性高,高温下(或辐射照射)分子的化学键不断裂、不分解。因此,硅胶不但可耐高温,而
且也耐低温,可在一个很宽的温度范围内使用。即无论是化学性能还是物理机械性能,随温
度的变化都很小。因此,硅胶包裹金属引线时,封装二极管即使处于高温工作状态,硅胶的
形状改变也非常小,以达到保护金属引线的目的。
注胶口向管壳内部注入硅胶,对此不作限定。
的上表层中心区域。
在管壳内部的表层生成光学透镜。其中,可参照图2,从图2可看出光学透镜13固定于硅胶14
的上表层中心区域,且光学透镜13与管壳10的侧壁连接。以此,使封装二极管在工作时,其
产生的光线可均匀的被光学透镜13射出。
装二级管在管壳表层(硅胶的上表层)的出光角度。另外,半球形的光学透镜还具有灯罩的
作用,能够增加封装二极管的光通量输出,并使射出的光线更均匀。
用硅胶包裹待封装的二极管以及金属引线,使得封装二极管即使处于高温工作状态,硅胶
的形状改变非常小,不易于对金属引线造成损坏。另外,采用模压封装工艺,向管壳注入环
氧树脂胶体,使得到的封装二极管包含了环氧树脂胶体生成的光学透镜,进而,在封装二极
管发出的光线进入光学透镜后,可在光学透镜内发生反射和漫透射,使光线重新分布,增加
封装二极管的光通量输出,并使射出的光线更均匀,提高了二极管的发光效率。
述如下:
的,可将金属基板1放置在具有凹部结构的凹模模具上,并进行固定,而后由凸模模具对其
进行冲压得到。
等胶状物质进行固定,对此不作限定。
外部引脚)进行工作。具体可参照图2,从图2可看出二极管芯片2的正极通过正引线3连接正
引脚4,以及二极管芯片2的负极通过负引线5连接负引脚6。其中,正引线3以及负引线5均可
为金属引线,用于导通电流。在其他示例中,上述正引脚4和负引脚6也可以认为是二极管中
不可缺少的部分,即上述正引脚4和负引脚6可认为是属于二极管中的元器件,并不属于外
部电源的元器件,其二极管芯片2的正极、正引线3、正引脚4之间进行连接形成正导电极,以
及二极管芯片2的负极、负引线5以及负引脚6之间进行连接形成负导电极,对此不作限定。
需要说明的是,上述器件相互之间可通过焊接工艺进行连接。
力,可在二极管芯片2工作产生高温时,也能够保证金属引线不因高温膨胀而被拉断。
在芯片的表面及四周。其中,具体可参照图2,二极管芯片2在涂抹荧光材料7之后,其二极管
芯片2的表面及四周的荧光材料7的厚度,均一致。进而,可使荧光材料7均匀分布在二极管
芯片2周围,解决二极管芯片2在发光时因均匀性差造成二极管的色温分布不均的问题,使
二极管的亮度和光斑可以达到预期效果。
负极粘结在外部电源的负引脚上,使二极管芯片可正常工作;另外,采用薄膜式涂布方式,
使荧光材料均匀分布在二极管芯片周围,可解决二极管芯片在发光时因均匀性差造成二极
管芯片的色温分布不均的问题,使二极管芯片的亮度和光斑可以达到预期效果,提高二极
管芯片的光效。
板(铝合金基板)的表面进行黑色氧化处理(例如,铝电泳技术),形成三氧化二铝氧化层。在
其他示例中,还可对金属基板的表面进行喷漆处理,以形成具有绝缘性的金属基板。
极管芯片2完全占据,以及内凹部的侧壁11未与二极管芯片2和荧光材料7占据。基于此,可
在内凹部的上述区域(内凹部的侧壁11和未被二极管芯片2粘合的内凹部的上表面12),涂
抹反射材料。进而,可使得二极管芯片2的光线照射在侧壁11以及内凹部的上表面12时,可
以使光线被反射,从而让光线从正面射出,提高光效。
90°,例如,与竖直方向上的夹角为30°。可以理解的是,当倾斜角度向外倾斜,才可使得涂抹
在侧壁11上的反射材料在对光线进行反射时,反射光线更容易从正面射出,其光线的反射
效果更好。
步骤,详述如下:
在应用中,上述预设范围可以为工作人员预设的范围值,其可根据实际情况进行设置。例
如,预设范围可以为[0,1],其中1可以理解为在常温常压下,空气的光折射率。在实际过程
中,二极管芯片的光折射率一般在2.4,柔性硅胶的光折射率一般在1.5,其之间的差值为
0.9,小于1。因此,可选用柔性硅胶粘合二极管芯片的表层,以使得光线可有效从二极管芯
片的表层射出。需要理解的是,若柔性硅胶的光折射率与二极管芯片的表层的光折射率之
间的差值相差过大,则将导致二极管芯片表层的全反射临界角较小,二极管芯片发出的光
只有一部分能通过界面逸出,进而被有效利用。即相当于其余部分的光将在二极管芯片表
层进行全反射,并没有射出二极管芯片。
下子步骤S1031‑S1032,详述如下:
源进行射出,从而达到封装二极管整体发光的效果。其中,上述离心脱泡处理可以为通过离
心机对混合溶液进行离心,在离心过程中,混合溶液中的气体将被排出得到硅胶。以此,可
使得硅胶在管壳内部固化后,其固化后的硅胶晶体不含有气泡,以保证硅胶晶体的光的传
导率。
干固化的温度为150℃,烘烤时间为3小时。
其中,液压机以液体为工作介质进行能量传递,以实现对上模具和下模具的密封。
进行固化封装。其中,环氧树脂胶体由模具的注胶道进行注入,在注入过程中需对注胶道以
及真快腔体进行加热,持续排除环氧树脂胶体中的气体。
得到所述封装二极管,还包括如下子步骤S10441‑S10443,详述如下:
环氧树脂胶体固化时的环境温度都相对较高,为了确保固化后的环氧树脂胶体具有最佳的
固化性能,则需要对环氧树脂胶体进行持续加热。即其第一预置加热条件中,加热温度可为
125℃‑135℃,加热时间可为0.5‑1.5小时。具体的,本实施例中,第一预置加热条件具体为
加热温度为130℃,加热时间为1小时。
中,在环氧树脂胶体初固化结束后,降低其加热温度,并延长加热时间,再次对其进行后固
化。以此,可减小固化后的环氧树脂(光学透镜)内部的气泡,避免其影响光线的传导。另外,
需要补充的是,在后固化期间,其加热时间为4小时,且加热温度也较高。基于此,可在此后
固化期间,对封装二极管进行热老化测试。即模拟自然环境中的高温环境,对封装二极管进
行测试,检测封装二极管的产品质量。
做限定。另外,金属引线的两端可分别通过焊接方式连接金属引线和外部引脚。
下,因此,管壳10需要采用耐高温材料做成。例如,耐高温薄膜绝缘材料、耐高温纤维等。
14的上表层中心区域,并与管壳10固化连接。若二极管芯片2(待封装的二极管)设置位置有
偏置,或光学透镜13设置位置有偏置,则将导致封装二极管产生的光斑分布不均,从而影响
封装二极管的平均光强。
用硅胶包裹待封装的二极管以及金属引线,使得封装二极管即使处于高温工作状态,硅胶
的形状改变非常小,不易于对金属引线造成损坏。另外,将环氧树脂胶体生成的光学透镜,
固定于硅胶上表层中心区域,使得封装二极管发出的光线进入光学透镜后,可在光学透镜
内发生反射和漫透射,使光线重新分布,增加封装二极管的光通量输出,并使射出的光线更
均匀,提高了二极管的发光效率。
光材料7。
粘合胶等胶状物质进行固定,对此不作限定。
基板。
接负引脚6。其中,正引线3以及负引线5均可为金属引线,用于导通电流。需要说明的是,上
述器件相互之间可通过焊接工艺进行连接。
芯片2工作产生高温时,也可保证金属引线不因高温膨胀而被拉断。
熔化得到荧光胶,由液压装置将荧光胶经涂布方式均匀而有效的覆盖在二极管芯片2的表
面及四周。其中,具体可参照图2,二极管芯片2在涂抹荧光材料7之后,其二极管芯片2的表
面及四周的荧光材料7的厚度,均一致。进而,可使荧光材料7均匀分布在二极管芯片2周围,
解决二极管芯片2在发光时因均匀性差造成封装二极管的色温分布不均的问题,使封装二
极管的亮度和光斑可以达到预期效果。
二极管芯片2与金属基板1之间进行绝缘。其中,衬底材料8包括但不限于三氧化二铝衬底、
碳化硅衬底、硅衬底等,对此不做限定。之后,可通过电镀工艺,分别在衬底材料8的底层和
内凹部的上表面12镀一层金锡合金9,以使其进行连接。具体可参照4中,内凹部的上表面12
镀有的一层金锡合金9。图2中未画出衬底材料8与金属基板1之间的金锡合金9。
部的侧壁11和未被二极管芯片2粘合的内凹部的上表面12),涂抹反射材料(图中未画出)。
进而,可使得二极管芯片2的光线照射在侧壁11以及内凹部的上表面12时,可以使光线进行
反射,从而让光线从正面射出,提高光效。
90°,例如,与竖直方向上的夹角为30°。可以理解的是,当倾斜角度向外倾斜,才可使得涂抹
在侧壁11上的反射材料在对光线进行反射时,反射光线更容易从正面射出,其光线的反射
效果更好。
例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者
替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含
在本申请的保护范围之内。