專利名稱：表面安裝型發(fā)光二極管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管的構形，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的結構，其構成是在基板91上形成導電型板92，基板是91是典型的玻璃環(huán)氧樹脂印刷線路板，導電型板92包括分別安設在基板91兩對邊上的一對端子部分92a，一個端子部分92a連接一小塊92b，另一端子部分92a連接接線部分92c。
所述的導電型板92通常是鍍金的，發(fā)光二極管(LED)芯片93安設在所述安裝部分92b。通過金導線94將芯片和接線部分92c連接以后，構成透明環(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和所述的金導線94，并制成一個完整的表面安裝型發(fā)光二極管90。
當在工業(yè)基礎上實際生產這種裝置時，一次供應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，并分別用金導線94連線。此后，以連續(xù)隆脊的方式預制各鑄型部分95，然后借助切割器80進行切割，從而制造出單個的裝置。
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相互之間不產生局部剝離相比較，經常更多地使水分和異物侵入內部，其結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，當裝置接通而發(fā)射熱時，由于導電型板92和鑄型部分95的材料熱膨脹系數不同，所以二者以不同的速率膨脹，從而產生應力，該應力造成剝離。
此外，如果包括許多裝置的整體是這樣構成時，在用上述切割器將整體切割成單個裝置時，裝置的導電型板92將外露出。每個導電型板92和相應的鑄型部分95會由于切割作業(yè)產生的應力而剝離。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)光二極管應考慮需要解決的問題。
根據發(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，其構成是在基板上安裝LED芯片，基板具有分別安排在導電型板兩對置邊的一對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邊，直接接合所述基板至少0.1mm，其余部分接合所述導電型板，而相對垂直于安排所述各端子部分處的所述基板邊的其他兩個邊，全部與基板直接接合。


圖1本發(fā)明表面安裝型發(fā)光二極管實施例的透視圖；圖2簡要表示上述實施例中導電型板的形式；
圖3表明上述實施例的試樣和傳統(tǒng)裝置試樣進行熱試驗的比較結果；圖4簡要表示本發(fā)明表面安裝型發(fā)光二極管的另一實施例中導電型板的形成；圖5與本發(fā)明相比較的傳統(tǒng)裝置透視圖；圖6簡要表示上述傳統(tǒng)裝置中導電型板的形成；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1代表表面安裝型發(fā)光二極管；2基板，3導電型板，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1表示(下面簡稱發(fā)光二極管)，該發(fā)光二極管構造是在基板2上帶有導電型板3并安裝LED芯片，導電型板3包括端子部分3a，安裝部分3b和接線部分3c，利用金導線5將他們進行適當地連接，然后如同相比較的傳統(tǒng)裝置一樣構成鑄型部分6。
也和相比較的傳統(tǒng)裝置相同，當以工業(yè)基礎實際制造這種裝置時，每次供應許多相互連接的基板2，各LED芯片4分別裝配在基板上，并利用各條金導線5進行連線。此后以連續(xù)隆脊的形式預制各個鑄型部分6，并借助于切割器進行切割，以便制造單個的裝置(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構的單個發(fā)光二極管1時，每個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有一對相對置安排的邊，其長度大致和所述基板2的寬度相等，鑄型部分6的另一對相對置安排的邊具有選定的和預定的長度。
對于本發(fā)明來說，應注意到以下事實，即鑄型部分6和基板2的剝離大多數發(fā)生在安排導電型板3的部位上，為防止這樣的剝離發(fā)生，盡量給與導電型板合適的形狀，而給與導電型板合適形狀的關鍵應集中在和基板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電型板3。
更具體地說，所述端子部分3a的兩側面變窄。通過這種方法，基板2兩側面因此顯露至少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。這樣，在安裝部分3b裝配LED芯片4以后，設置鑄型部分6時，鑄型部分6的平行邊6a的側端部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)，相對分別設置端子部分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，導電型板3在垂直邊6b上沒有露出來。
支持上述設計的基礎是尋找到由一系列實驗結果所獲得的數據，這些實驗將在下面介紹，實驗結果表明，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，則剝離的阻力越大，當平行邊6a和垂直邊6b的角部直接與基板2接合時，剝離的阻力顯著增加。
實驗中，相對于具有上述構形的本發(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度。實驗證實，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)時產生的剝離現(xiàn)象。
圖3顯示一個線圖，它說明在熱循環(huán)試驗中，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T標示的曲線是本發(fā)明發(fā)光二極管的剝離頻率曲線，而線圖中參考號C標示的是傳統(tǒng)裝置的剝離頻率曲線。
試驗采用多個試樣裝置，一個循環(huán)包括預熱(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5次，每個循環(huán)都要觀察產生剝離的數量。
對照剝離頻率曲線C的傳統(tǒng)裝置試樣，在第一個循環(huán)中，有10％稍多一點的試樣產生剝離，但在第2，3，4，和5循環(huán)中，試樣剝離百分數分別等于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)以前實際上不產生剝離，只在第4循環(huán)中僅有11％產生剝離，第5循環(huán)中剝離百分數很小為25％。這樣，當將發(fā)光二極管固定到電路基板上時，本發(fā)明與傳統(tǒng)裝置比較，防止產生剝離的效果是很顯著的。
上述試驗特別值得注意的是第三循環(huán)以前根本不產生剝離，這一事實說明剝離頻率驚奇地減少。當把包括發(fā)光二極管1的許多電路元件固定到電路基板上時，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熱循環(huán)的觀點來看是非常重要的。
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個或更少的熱循環(huán)，則基板2和鑄型部分6之間將不曾產生剝離，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)明的另一實施例，該實施例中，安裝部分3b和接線部分3c直接連接各端子部分3a的時候，一個端子部分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。在這個實施例中，如同前一個實施例一樣，垂直邊6b不與導電型板相交叉。
采用上述第二實施例的結構，本發(fā)明人進一步證實實驗的結論，即加長平行邊6a和基板2直接連接的部分，從而更加減小剝離的危險。如果曾發(fā)生過這種剝離，因為該剝離僅只沿著窄小的過渡線部分3a上產生，所以進入鑄型部分內部的水分和異物的危險減小，對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)平行于安設各端部分處的基板邊的兩個邊，直接接合基板至少0.1mm，其余部分接合導電型板，而相對垂直于安設各端子部分處的基板邊的另外兩個邊，則全部與基板直接接合。采用這種結構，發(fā)光二極管的機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)光二極管的一個端子部分和相應的接線部分，以及另一個端子部分和安裝部分通過窄小的過渡線部分進行連接，采用這種方式，使連續(xù)平行于分別安設各端子部分的所送基板邊的鑄型部分兩個邊，和所述過渡線部分交叉，則進一步加大剝離阻力，以使發(fā)光二極管工作更加可靠。
權利要求
1.一種表面安裝型發(fā)光二極管，其構成是在基板上安裝LED芯片，基板具有分別安排在導電型板兩對置邊的一對端子部分，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邊，直接接合所述基板至少0.1mm，其余部分接合所述導電型板，而相對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邊，則全部與基板直接接合。
2.根據權利要求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行連接，連續(xù)平行于設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)平行于安設各端子部分(3a)處的基板邊的兩個邊，直接接合基板(2)至少0.1mm，其余部分與導電型板接合；而垂直于相對安設各端子部分(3a)處的基板邊的另外兩個邊，則全部與基板(2)接合。因此改善裝置的機械和熱阻力，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H01L21/60GK1137176SQ9610272
公開日1996年12月4日 申請日期1996年3月15日 優(yōu)先權日1995年5月26日
發(fā)明者田口佳子 申請人:斯坦雷電氣株式會社