專利名稱：發(fā)光二極管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管及其制造方法。
目前LED(發(fā)光二極管)燈泡已廣泛使用于人們的日常生活之中，到處可見發(fā)光二極管的產(chǎn)品用于廣告看板、小型照明設(shè)備和警示用的顯示板等，甚至用于移動(dòng)電話液晶面板的照明。
由于電子產(chǎn)品的發(fā)展趨向輕巧小型化，以廣告看板而言，較小的發(fā)光二極管燈泡可以使得整個(gè)看板的解析度提高，而使得面板上能顯示的文字圖樣可以有更多的變化，以更引人注目達(dá)到廣告宣傳的功效。
現(xiàn)有的發(fā)光二極管，如圖3所示，其制造時(shí)先將鐵片沖制成型，形成如欄桿狀的支架20粗胚，在該支架20的粗胚頂端形成如圖4所示呈相間隔的正、負(fù)電極21、22端，且在負(fù)電極22端頂部以沖壓方式制成一容置杯26，然后依序進(jìn)行鍍銅、鍍鎳保護(hù)銅，以不使氧化、鍍銅、鍍銀等四道電鍍程序，以完成支架20的加工，并增加導(dǎo)電性，降低阻抗接著可在支架20上進(jìn)行芯片23的安裝，其是將芯片23焊接置于支架20負(fù)電極22的容置杯26中，然后將其晶線24與正電極21端相焊接，此時(shí)可將支架20置入模條(圖中未示)中，再在模條中灌入環(huán)氧樹脂25，經(jīng)烘烤成型后即可將模條剝離，最后將支架20沖壓裁切以完成LED燈泡的成品。
上述的LED燈泡制作流程根據(jù)各廠商的安排各有所不同，但所運(yùn)用的原理及制成的LED燈泡均大同小異，差異僅在容置杯26中所灌的物質(zhì)為單純螢光材料層27(如圖5所示)，或者為螢光材料層27與一般AB膠的混合層28(如圖6所示)，從現(xiàn)有的LED燈泡制作過程來看，尚有下列問題存在1·設(shè)備成本高現(xiàn)有的支架20在電鍍流程中采用鍍銀的步驟，雖可提高支架20的導(dǎo)電效果，但其設(shè)備成本高，無法與現(xiàn)有的鎢絲燈泡設(shè)備相比。
2·材料成本高現(xiàn)有芯片23晶線24是以純黃金材質(zhì)制成，使得材料成本提升。
3·生產(chǎn)成本高現(xiàn)有的支架20在以鐵片沖制成型后，另需搭配一沖壓作業(yè)流程，以便在負(fù)電極22端的端面上沖制一容置杯26，這種生產(chǎn)制作流程的增加，必然使生產(chǎn)成本提高。
4·設(shè)計(jì)的限制由于現(xiàn)有LED燈泡是將芯片23置于支架20負(fù)電極22端的容置杯26之中，故其僅可朝容置杯26開口的方向發(fā)光，并無法向側(cè)面發(fā)光。
基于上述原因，便有人以SMD(表面粘裝技術(shù))及Backligh的方法制作LED，其具備有省電、制程簡(jiǎn)單、體積小等的優(yōu)點(diǎn)，但其芯片的封裝乃利用灌膠的方式，利用膠餅融化后灌膠在粘有芯片32的印刷電路板PCB30上而成如圖7所示的半成品后，再經(jīng)切割完成。這種方法所使用的膠餅在融化后即無法再回收，費(fèi)用高，且灌膠后的成品表面無弧面(如圖7、圖8所示)，其聚光力較不良，且現(xiàn)有的膠餅具有流動(dòng)性高、粘度低，易浪費(fèi)的缺點(diǎn)存在。
本發(fā)明的目的再于提供一種節(jié)省制作成本、制程簡(jiǎn)單、亮度佳、且體積小的發(fā)光二極管LED及其制造方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明所提供的發(fā)光二極管包括印刷電路板金屬線路上的一對(duì)電極、以表面粘裝方式粘著在一電極上的發(fā)光用的芯片、連接芯片與另一電極為電路通路狀態(tài)的晶線、以及覆蓋在芯片所在的印刷電路板上的呈弧狀面的環(huán)氧樹脂。
上述的發(fā)光二極管，其中，環(huán)氧樹脂為二液型環(huán)氧樹脂，它的主劑與硬化劑以重量百分比100比30至33的比例所混合，并可加入改變其色系的螢光粉。
上述的發(fā)光二極管，其中，主劑的主要成份為液態(tài)環(huán)氧樹脂和無機(jī)硅填料，硬化劑的主要成份為聚胺類。
上述的發(fā)光二極管，其中，環(huán)氧樹脂的弧狀面可為半球體。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明所提供的發(fā)光二極管制造方法，其特點(diǎn)為首先以表面粘著方法將發(fā)光用的芯片貼覆于印刷電路板金屬線路上的一電極上，然后再用晶線將一電極上附有的芯片連接至另一電極，使之成為通路狀態(tài)，再將印刷電路板置入環(huán)氧樹脂的點(diǎn)膠機(jī)中，使用點(diǎn)膠機(jī)在貼有芯片的印刷電路板上點(diǎn)置環(huán)氧樹脂，再將印刷電路板置入一高溫烘烤，待烘烤完畢后，再利用切割機(jī)將含有芯片在其上的印刷電路板切割成型。
上述的發(fā)光二極管制造方法，其中，高溫烘烤的條件為短烤溫度110～130℃，時(shí)間2小時(shí)，長(zhǎng)烤溫度約150℃，時(shí)間1.5～2小時(shí)。
由于采用了上述的技術(shù)解決方案，使發(fā)光二極管不僅制程簡(jiǎn)單，產(chǎn)量大，并在制造過程中不需要多組模具，如支架，切割器等等，且以點(diǎn)膠的方式制作發(fā)光二極管，可節(jié)省材料，不會(huì)導(dǎo)致如灌膠的方式般的浪費(fèi)原料，故可大量節(jié)省成本。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)特征及目的。


圖1是本發(fā)明半成品的立體圖。
圖2是本發(fā)明的局部立體圖。
圖3是現(xiàn)有的LED燈泡支架示意圖。
圖4是現(xiàn)有的LED燈泡芯片安置于支架正、負(fù)電極端部分后放大剖面示意圖。
圖5是現(xiàn)有的LED燈泡負(fù)電極處容置杯中充填物的示意圖。
圖6是另一現(xiàn)有的LED燈泡負(fù)電極處容置杯中充填物的示意圖。
圖7是現(xiàn)有的印刷電路板上LED半成品的立體圖。
圖8是現(xiàn)有的印刷電路板上LED的局部立體圖。
本發(fā)明所用的二液型環(huán)氧樹脂乃由主劑與硬化劑所組成，其中主劑中的主要成份為液態(tài)環(huán)氧樹脂與無機(jī)硅填料，而硬化劑的主要成份為聚胺類，此主劑為極具高搖變性的糊狀液體，當(dāng)與硬化劑以適當(dāng)比例混合后將其滴于平面上，會(huì)形成一半球狀，雖經(jīng)烘烤，亦不會(huì)變形，以下便是主劑與硬化劑的物性表主劑 硬化劑外觀淺藍(lán)半透明液體 無色透明液體粘度cps/25℃ 25000～45000 5～15混合比wt％ 100 30～33硬化條件 80～100℃×2～1hr膠化時(shí)間 12～18min15g×80℃)硬化劑物性引張強(qiáng)度 psi 9800曲折強(qiáng)度 psi 454,000熱變形 HDT℃ 75吸水率 RT×24hr,％ 2.7硬度 shore D 74～77介電常數(shù) 1000Hz3.6100Hz 4.7上述的二液型環(huán)氧樹脂與螢光粉調(diào)和后可改變發(fā)光二極管的發(fā)光色系，使用在點(diǎn)膠機(jī)中制作成品，而螢光粉的制法步驟如下1·將單離出來的螢光粉先以真空方式進(jìn)行干燥制程。
2·取出干燥后的螢光粉以球磨機(jī)進(jìn)行研磨。
3·將研磨好的螢光粉取出，置于搖篩機(jī)內(nèi)，進(jìn)行螢光粉粒徑的篩選，每50μm為一個(gè)分布，取出粒徑范圍在10μm至250μm間的螢光粉末備用。大于250μm粒徑的螢光粉末留至下次繼續(xù)研磨使用。
4·取研磨好的螢光粉(10μm至250μm間皆可，但以75±25μm粒徑范圍為最佳)，以重量百分比方式計(jì)算，秤取膠劑的0.01％至3％(其中以0.5±0.05％的比例為最佳，以電磁攪拌器攪拌子應(yīng)避免使用金屬材質(zhì)，以鐵弗龍包覆的攪拌子為佳)充分混合。
5·將混和好的螢光膠劑置于溫、濕度控制范圍(溫度在10℃±2℃，濕度在30％RH±10％RH內(nèi))的環(huán)境靜置至少6小時(shí)后備用。
PCB在銅線路印刷在其上完成之后，即將芯片利用(SMD表面粘著)的技術(shù)將芯片粘著于PCB之上，再將晶線置于其上，而后再將前述的二液型環(huán)氧樹脂混合螢光粉置入點(diǎn)膠機(jī)之中，通過點(diǎn)膠的方式將混合后的環(huán)氧樹脂點(diǎn)置于芯片之上，由于此混合的環(huán)氧樹脂粘度高，點(diǎn)置在芯片上時(shí)會(huì)凝聚為一半球體，之后再將點(diǎn)置完成的含芯片的PCB板置入一高溫烘烤，烘烤條件如下短烤溫度為110～130℃，時(shí)間2hrv(小時(shí))長(zhǎng)烤溫度為約150℃，時(shí)間1.5～2hr(小時(shí))經(jīng)烘烤而使環(huán)氧樹脂硬化，其硬化時(shí)間與溫度如前所述。最后再將PCB切割后即成。
本發(fā)明的產(chǎn)品請(qǐng)參看圖1、圖2，此為本發(fā)明的半成品，其中在一附有銅線路11的PCB10上，以SMD方式將芯片12粘貼于銅線路11的負(fù)電極上，之后再由芯片12處牽一晶線13至正電極處，完成后再利用一點(diǎn)膠機(jī)，將二液型環(huán)氧樹脂灌膠以點(diǎn)膠的方式，一顆顆的點(diǎn)膠在芯片12之上。
由于此二液型環(huán)氧樹脂的粘度及內(nèi)聚力極高，點(diǎn)膠在PCB上會(huì)凝聚為半球型(如圖2所示)，此一環(huán)氧樹脂層具有弧面，擁有良好的聚光效果，且藍(lán)光芯片配合混合有螢光粉的環(huán)氧樹脂可以發(fā)出光度佳的白光，且經(jīng)切割后的產(chǎn)品體積小，具有更優(yōu)良的發(fā)光效果。
權(quán)利要求
1·一種發(fā)光二極管，其特征在于它包括印刷電路板金屬線路上的一對(duì)電極、以表面粘裝方式粘著在一電極上的發(fā)光用的芯片、連接芯片與另一電極為電路通路狀態(tài)的晶線、以及覆蓋在芯片所在的印刷電路板上的呈弧狀面的環(huán)氧樹脂。
2·根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述的環(huán)氧樹脂為二液型環(huán)氧樹脂，它的主劑與硬化劑以重量百分比100比30至33的比例所混合，并可加入改變其色系的螢光粉。
3·根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述的主劑的主要成份為液態(tài)環(huán)氧樹脂和無機(jī)硅填料，硬化劑的主要成份為聚胺類。
4·根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述的環(huán)氧樹脂的弧狀面可為半球體。
5·一種發(fā)光二極管制造方法，其特征在于首先以表面粘著方法將發(fā)光用的芯片貼覆于印刷電路板金屬線路上的一電極上，然后再用晶線將一電極上附有的芯片連接至另一電極，使之成為通路狀態(tài)，再將印刷電路板置入環(huán)氧樹脂的點(diǎn)膠機(jī)中，使用點(diǎn)膠機(jī)在貼有芯片的印刷電路板上點(diǎn)置環(huán)氧樹脂，再將印刷電路板置入一高溫烘烤，待烘烤完畢后，再利用切割機(jī)將含有芯片在其上的印刷電路板切割成型。
6·如權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于高溫烘烤的條件為短烤溫度110～130℃，時(shí)間2小時(shí)，長(zhǎng)烤溫度約150℃，時(shí)間1.5～2小時(shí)。
全文摘要
一種發(fā)光二極管及其制造方法,其制造方法為:首先以表面粘著方法將發(fā)光用的芯片貼覆于PCB(印刷電路板)金屬線路上的一電極上,然后再用晶線將一電極上附有的芯片連接至另一電極,使之成為通路狀態(tài),再將PCB置入環(huán)氧樹脂的點(diǎn)膠機(jī)中,使用點(diǎn)膠機(jī)在貼有芯片的PCB上點(diǎn)置環(huán)氧樹脂,再將PCB置入一高溫烘烤,待烘烤完畢后,再利用切割機(jī)將含有芯片在其上的PCB板切割成型。這樣不僅制程簡(jiǎn)單,產(chǎn)量大,并可節(jié)省材料,降低制作成本。
文檔編號(hào)H01L33/00GK1304185SQ0010107
公開日2001年7月18日 申請(qǐng)日期2000年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月12日
發(fā)明者劉渾煌 申請(qǐng)人:李洲企業(yè)股份有限公司