專利名稱：引線框上包覆成型的透鏡和引線框上包覆成型透鏡的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二級管(LED)技術(shù)，更特別的是還涉及LED的透鏡蓋。本發(fā)明特別用作加強型透鏡蓋和制造所述加強型透鏡蓋的方法，并將具體參照其來描述。然而，值得重視的是本發(fā)明可能會涉及其它相似的情況和應用。
背景技術(shù)：
LED組件通常包括基座，由基座支撐的LED和LED上的蓋。LED通常是一片帶有延伸的引線的半導體材料，引線用于從中向LED傳遞電流。蓋通常是一種基本上透明的材料，其具有拱頂形狀，且作為使光線從LED中發(fā)射的透鏡。當組裝后，蓋和基座用于封裝LED并保護它不受不利的環(huán)境影響。光學透射蓋又用于增強從LED的光線發(fā)射和控制自LED的外部發(fā)光圖案。
設計的一些方面涉及為LED提供一個合適的蓋。蓋應該有足夠的剛性以提供結(jié)構(gòu)上可靠的構(gòu)件。而且，蓋應該至少部分基本透明，特別是當蓋老化時，以減小光線衰減量從而不至于有害地影響LED發(fā)出的光線光譜。直到此時，這些設計方面通常相互矛盾，即，某一個方面的改進常常導致另一個方面的弱化。
嘗試著平衡這些設計方面的LED蓋通常很難制造。例如，一種傳統(tǒng)的蓋由兩部分組成。兩部分蓋通常包括一個硬外殼和一個通常用硅脂形成的軟的彈性內(nèi)殼，在那里為LED的襯底限定了空間。兩部分蓋的硬外殼使得它結(jié)構(gòu)可靠而軟內(nèi)殼降低了LED襯底受損的可能性。兩部分蓋的一個缺點是硬殼通常具有低的熱特性。因此，需要能夠平衡上面討論的設計方面且相對容易制造的LED蓋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了新的改進透鏡組件，其克服了上述和其它困難，并提供了上述和其它的有利特性。更特別地是，根據(jù)發(fā)明的一個方面，為發(fā)光二級管提供了一個透鏡蓋。根據(jù)該發(fā)明方面，透鏡蓋包括基座部分，拱頂部分和用于為透鏡蓋提供結(jié)構(gòu)整體性以加強基座部分的支撐框架。
根據(jù)發(fā)明的另一個方面，提供了引線框帶組件(leadframe stripassembly)用于具有透鏡和結(jié)構(gòu)上支撐所述透鏡的剛性支撐框架的LED透鏡組件。更特別的是，根據(jù)發(fā)明的該方面，引線框帶組件包括引線框帶和至少一個放置于引線框帶內(nèi)的支撐框架。至少一個透鏡被包覆成型在至少一個支撐框架上。
根據(jù)發(fā)明的另一個方面，提供了發(fā)光二級管(LED)組件。更特別地是，根據(jù)發(fā)明的該方面，LED組件包括LED，光學透射蓋和支撐LED的基座。光學透射蓋封裝LED且包含用于加強蓋基座部分的剛性元件?；袕哪抢镅由斐龅碾娺B接到LED的電引線。
根據(jù)發(fā)明的又一個方面，提供了制造LED蓋組件的方法。更特別地是，根據(jù)發(fā)明的該方面，提供了一片基本上剛性的材料的帶。至少一個支撐框架在連到帶的加工部分的帶中形成。至少一個透鏡被包覆成型在至少一個連接到加工部分的支撐框架上。包覆成型的支撐框架被從帶的加工部分移走。


本發(fā)明可由多種元件、元件布局、多種步驟、步驟的安排來實現(xiàn)。附圖僅用于闡明一個或多個優(yōu)選實施例且并不限定本發(fā)明。
圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的透鏡組件的透視圖，該組件具有從基座延伸出的拱頂和沿拱頂在基座上環(huán)形布置的支撐框架。
圖2為從圖1中線2-2截取的剖視圖。
圖3為根據(jù)發(fā)明的另一個實施例的透鏡組件的剖視圖，該組件具有從基座延伸出的拱頂和封閉在底座中的支撐環(huán)。
圖4為支撐框架的透視圖。
圖5為根據(jù)發(fā)明的實施例的一卷引線框材料和用于形成多數(shù)透鏡組件的裝置(金屬沖孔和透鏡模具)的局部示意圖。
圖6為沿圖5線6-6截取的引線框材料卷的局部透視圖，表示用金屬沖孔在那里形成的支撐框架。
圖7為沿圖5中線7-7的引線框材料的局部俯視圖，表示透鏡模具中的引線框材料。
圖8為沿圖5中線8-8的引線框材料的局部俯視圖，表示在支撐框架上的包覆成型的透鏡。
圖9為在圖8的引線框材料的支撐框架上的包覆成型的透鏡的局部透視圖。
圖10為包含圖1透鏡組件的發(fā)光二級管(LED)組件。
圖11為真空吸取和放置裝置的局部橫截面示意圖，該裝置用于將一個單一透鏡組件從引線框材料中移走和通過放置透鏡組件到LED基座上來封裝帶有透鏡組件的LED。
圖12為一種替代裝置的局部橫截面示意圖，該裝置用于將一個單一透鏡組件從引線框材料中移開和封裝帶有透鏡組件的LED。
具體實施例方式
現(xiàn)在來參照附圖，圖中內(nèi)容僅為了闡釋發(fā)明的一個或多個優(yōu)選實施例，并不是用于限制相似情況，根據(jù)一個優(yōu)選實施例，圖10表示通常由參引數(shù)字10表示的發(fā)光二極管(LED)組件。LED組件通常包括被底座14支撐的且被蓋或透鏡組件16封裝的LED12。蓋16是透光的且/或至少部分地基本透明，用以允許LED射出的光線從那里通過。如同將會在下面更詳細的描述的那樣，蓋16包括剛性元件18，其在這里也作為向蓋16提供結(jié)構(gòu)剛性的支撐框架。
基座14包括電引線20，其從基座14延伸出并電連接到LED12，用以向LED12提供電流。更確切的說，引線20通過基座體22延伸且通過連線24電連接到LED12。當通過引線20和連線24提供合適的電流時，LED12發(fā)出穿過蓋16的光線。蓋16用于保護LED免受LED所安放的環(huán)境的影響。
再參照圖1和2，蓋16用軟的和/或彈性材料構(gòu)成，該材料形成環(huán)形的基座部分30和從基座部分延伸出的拱頂部分32。拱頂部分32作為透鏡用于平行校準來自LED12的光線。蓋16在30，32部分內(nèi)部限定了LED室34以用于容納LED12。支撐框架18被布置在基座部分30上，并加固基座部分30以便為蓋16提供結(jié)構(gòu)的整體性。特別是，支撐框架18具有為蓋16增加空間穩(wěn)定性的好處。此外，正如同將在下面更詳細描述的那樣，支撐框架18使得蓋16更易于操縱，特別是當蓋16作為LED組件的部分被裝配時。在圖示的實施例中，支撐框架18是一個鄰近基座部分30放置的環(huán)。更明確的是，如同將在下面更詳細描述的那樣，基座部分30被包覆成型在支撐框架18上，因此支撐框架被調(diào)整在緊接拱頂部分32的基座部分30表面36上。在這里描述的優(yōu)選的實施例中，蓋16用硅脂或相似材料構(gòu)成，支撐框架18用不銹鋼或類似材料構(gòu)成。
參照圖3，另一種可選擇的蓋16’如圖可示，其包含基座部分30’和從基座延伸出的拱頂部分32’。蓋16’可選擇的用于替代LED組件10中的蓋16。同拱頂部分32一樣，拱頂部分32’作為透鏡用于平行校準來自LED的光線。LED室34’被限定在蓋16’中用以容納LED。蓋16’包括被布置在基座部分30’的支撐框架18，用以加固基座部分來為蓋16’提供結(jié)構(gòu)整體性。然而，支撐框架18被置于基座部分30’內(nèi)，也就是，支撐框架18被包在基座部分30’里面或由基座部分30’包圍。同蓋16一樣，基座部分30’被包覆成型在支撐框架18上。然而，支撐框架18是定向于嵌入基座部分30’中或嵌入基座30’的。在大多數(shù)其它方面，蓋16’和蓋16相似。
參照圖4，支撐框架18被表示成平環(huán)或墊圈類結(jié)構(gòu)。在這里討論的圖示實施例中，支撐框架18是一個單獨元件，它為環(huán)形且通常與透鏡蓋(16或16’)的基座部分(30或30’)的形狀相配。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，基座部分可以是可供替換的形狀(橢圓形，矩形，等等)，且框架18可由多于一個單片構(gòu)成且/或可進行改變以與該可供替換形狀匹配或?qū)ζ溲a充。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可知，支撐框架18可由一個以上單件構(gòu)成且/或可具有隨基座部分的形狀而改變的形狀。支撐框架18的目的在于為基座部分提供剛度，這將會改善蓋的結(jié)構(gòu)整體性。
參照圖5，一卷38相對剛性的引線框材料40被用于形成多個支撐框架18，該支撐框架與透鏡材料包覆成型用以形成多個蓋。更特別的是，在優(yōu)選實施例中引線框材料40卷38是不銹鋼材料的，但可以可選擇的使用另一種金屬、塑料或其它適合的結(jié)構(gòu)材料或襯底；引線框材料40卷38被展開和送入到用以剪切引線框材料40使之成為部分引線框帶44的金屬沖孔設備42中，如圖6所示。確切的說，沖孔設備42從內(nèi)腔或區(qū)域46去除引線框材料從而形成多個支撐框架18的內(nèi)徑。圍繞每個支撐框架18，沖孔設備42從外腔或區(qū)域48去除引線框材料從而形成支撐框架18的外徑和多個支撐結(jié)構(gòu)50。支撐結(jié)構(gòu)50連接支撐框架18到引線框材料40的剩余或加工部分52，當引線框材料40被進一步加工時，保持支撐框架18的位置和方向。沖孔設備42還在加工部分52中形成多個銷或?qū)蚩?4，其在這里作為凹槽被提到，加工部分52在進一步加工時可用于保持和/或定位引線框材料40的展開部分。在優(yōu)選實施例中，引線框材料40可以根據(jù)特定的應用改變類型，厚度和寬度。
下一步，沖過孔的引線框材料40被送入或傳送到透鏡模具設備56。雖然引線框材料40被表示為直接從沖孔設備42送入到透鏡模具設備56，但沖過孔的材料40可先被收集，過后展開送入到透鏡模具設備56。再參照圖7，透鏡模具設備56靠近展開的引線框材料40，在每個支撐框架18附近形成模具型腔58。在優(yōu)選的實施例中，如圖5所示，模具型腔58在透鏡模具設備56中圍繞著支撐框架18形成。每個模具型腔58包括用于形成基座部分30的基座型腔部分和用于形成拱頂部分32的拱頂型腔部分。
硅脂材料，這里提到的液體硅脂橡膠(LSR)，通過連到傳送材料到型腔58的澆口截面60的澆口(未示出)，被澆入模具型腔58并被包覆成型到支撐框架18上或與支撐框架18包覆成型。在圖示的實施例中，模具型腔58被相對于支撐框架18定位，這樣以至于基座型腔部分鄰近支撐框架18并且包覆成型使得硅脂基座部分鄰近支撐框架18構(gòu)成。在替換的實施例中，模具型腔58被相對于支撐框架18定位，這樣以至于基座型腔部分繞支撐框架18被定位并且包覆成型使得硅脂基座部分包有支撐框架18，這樣以至于支撐框架18嵌入到它們各自的基座部分32中。在加工部分52的導向孔54容納透鏡模具設備56的銷62用以使支撐框架18和模具型腔58對齊和相關(guān)。
澆注后，硅脂材料允許固化形成蓋16，其包括鄰近支撐框架18的基座部分30和從基座部分30通過支撐框架18延伸出的拱頂部分32。在足夠的固化時間后，包覆成型的支撐框架18和它們相應的引線框材料40的加工部分52被從透鏡模具設備56中移走。參考圖8和9，支撐框架18用蓋16包覆成型，蓋16通過固化的被從澆道部分60和澆口移走的硅脂材料64，66(沒有在圖9中表示出)互相連接。包覆成型的支撐框架18還通過支撐結(jié)構(gòu)50被連到加工部分52。每個蓋或透鏡16包括鄰近支撐框架18且在支撐框架18下面形成的基座部分30和穿過支撐框架18突出的拱頂部分32。
為了將其封裝和/或移動，展開的包覆成型的引線框材料40可以被選擇地切割成各種長度的帶44。帶44使引線框材料部分可以被堆放或用其它方法移動。在分離成帶或作為如圖5所示加工的延續(xù)，每個包覆成型的支撐框架18可被從它的加工部分52移走。根據(jù)一個實施例，參照圖11，真空吸取和放置設備70被用于移走每個帶有蓋16的包覆成型的支撐框架18。如所示，設備70將每個蓋16和其支撐框架18從支撐結(jié)構(gòu)50中分離。當持有蓋和框架16，18，然后設備70旋轉(zhuǎn)蓋和框架到合適的位置并把蓋16放置到帶有LED12的基座上以封裝LED12。設備70可以包括合適的夾緊和定位構(gòu)件72，以便當每個蓋16和它的框架18被移開時，在合適的位置支撐加工部分52。
根據(jù)另一個實施例，參照圖12，設備70’可被用來代替設備70。設備70’是按壓式裝置，使用單獨的動作從它的支撐結(jié)構(gòu)50切斷支撐框架18，放置帶有切斷的支撐框架18的蓋到底座14上以封裝LED12。銷72’可在導向孔54中用以相對于設備70’來定位支撐框架。使用向下的行程，設備70’將每個蓋16從帶44中移開并將它放置在基座14上。
發(fā)明參照優(yōu)選實施例被描述。明顯的是，修改和變更將依據(jù)閱讀和理解前述詳細描述發(fā)生在其它實施例中。應該明確的是，發(fā)明將構(gòu)建在包括的所有這樣的修改和變更的范圍內(nèi)，如它們來自附加的權(quán)利要求或與其等價的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于發(fā)光二級管的透鏡蓋，其特征在于，包括基座部分；拱頂部分；和支撐框架，其加固所述基座部分以用來為透鏡蓋提供結(jié)構(gòu)的整體性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡蓋，其特征在于所述支撐框架是布置在所述基座部分的環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡蓋，其特征在于所述支撐框架是(i)鄰近基座部分放置的支撐框架和(ii)被所述基座部分包含的支撐框架中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡蓋，其特征在于所述基座部分是包覆成型在所述支撐框架上的。
5.一種引線框帶組件，其用于LED透鏡組件，且具有透鏡和用于結(jié)構(gòu)上支撐所述透鏡的剛性支撐框架，其特征在于，包括引線框帶；置于所述引線框帶內(nèi)的至少一個支撐框架；和被包覆成型在所述至少一個支撐框架上的至少一個透鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的引線框帶組件，其特征在于所述透鏡包括拱頂部分和基座部分，所述基座部分被包覆成型在所述至少一個支撐框架上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的引線框帶組件，其特征在于所述至少一個支撐框架是(i)鄰近基座部分放置的支撐框架和(ii)被所述基座部分包含的支撐框架中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的引線框帶組件，其特征在于所述支撐框架是環(huán)形地布置在所述基座部分的環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的引線框帶組件，其特征在于所述透鏡用液態(tài)硅脂橡膠構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的引線框帶組件，其特征在于包括兩個支撐框架，其上具有包覆成型透鏡，所述兩個支撐框架通過支撐結(jié)構(gòu)連接到所述引線框帶的加工部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的引線框帶組件，其特征在于所述加工部分包括在所述支撐框架的包覆成型中用于銷對齊的凹槽。
12.一種發(fā)光二級管(LED)組件，包括LED；封裝所述LED且包括剛性元件的光透射蓋；和用于支撐所述LED的基座，所述基座具有從其延伸出并連接到所述LED的電引線。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的LED組件，其特征在于進一步包括電連接所述LED和所述電引線的接合線。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的LED組件，其特征在于所述蓋包括拱頂部分和環(huán)形基座部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的LED組件，其特征在于所述剛性元件是環(huán)形的且布置在所述環(huán)形基座部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的LED組件，其特征在于所述剛性元件是(i)置于鄰近所述環(huán)形基座部分的剛性元件(ii)被所述環(huán)形基座部分包含的剛性元件中的一個。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的LED組件，其特征在于所述蓋的所述拱頂部分是用基本上透明材料構(gòu)成的。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的LED組件，其特征在于所述蓋是用硅脂材料構(gòu)成的。
19.一種制造LED組件的方法，其特征在于，包括以下步驟提供剛性材料帶；在連接到所述帶加工部分的所述帶中形成至少一個支撐框架；在所述至少一個連接到所述加工部分的支撐框架上包覆成型至少一個透鏡；和從所述帶的所述加工部分去除包覆成型的支撐框架。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于進一步包括使用所述包覆成型支撐框架來封裝LED。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于所述去除和使用所述包覆成型的支撐框架的步驟包含子步驟使用真空吸取和放置裝置從所述帶的所述加工部分除去所述包覆成型的支撐框架；使用所述真空吸取和放置裝置封裝所述除去了包覆成型支撐框架的LED。
全文摘要
發(fā)光二級管(LED)組件包括LED，光透射蓋和用于支撐LED的基座。光透射蓋封裝LED且包括用于加固蓋基座部分的剛性元件?；◤哪抢镅由斐龅碾娺B接到LED的電引線。為制作蓋，至少一個支撐框架在基本剛性的材料帶中形成。至少一個的支撐框架連接到帶的加工部分。至少一個透鏡被包覆成型在與加工部分相連的至少一個支撐框架上。包覆成型的支撐框架被從帶的加工部分移除。
文檔編號H01J5/16GK1898808SQ200580000798
公開日2007年1月17日 申請日期2005年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月6日
發(fā)明者愛德華·M.弗雷哈迪, 蒂莫西·A.巴特庫斯 申請人:班斯集團公司