專(zhuān)利名稱(chēng)：用于電源發(fā)光二極管的引線(xiàn)框架及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于作為高功耗發(fā)光二極管的電源LED(powerLED)的引線(xiàn)框架，和制造這種用于電源LED的引線(xiàn)框架的方法。
背景技術(shù)：
由于電源LED在具有高功耗的同時(shí)具有高發(fā)熱值，所以需要高電傳導(dǎo)性和高熱釋放特性。金屬引線(xiàn)框架用作用于電源LED的引線(xiàn)框架。
在電源LED的傳統(tǒng)引線(xiàn)框架中，散熱部和引線(xiàn)部為完全分離的部件。圖9(A)和10(A)是電源LED的傳統(tǒng)引線(xiàn)框架的示意平面視圖，而圖9(B)和10(B)是示意正視圖。
在利用注塑成型法，導(dǎo)致樹(shù)脂體粘附和模制到金屬引線(xiàn)框架后，半導(dǎo)體(LED)芯片4作為芯片焊接被結(jié)合到散熱部1。為此，在散熱部1中，使用了具有高熱傳導(dǎo)性的銅和銅合金，以使半導(dǎo)體芯片產(chǎn)生的熱量能夠容易地釋放，并在設(shè)計(jì)中確定了較大的片厚度。
另一方面，引線(xiàn)部2，3無(wú)需釋放熱量而需要具有電傳導(dǎo)性、強(qiáng)度和用于沖切、彎曲等的可成形性。因此，可以使用多種銅基合金、鐵基合金和這些金屬的涂層材料，而在設(shè)計(jì)中規(guī)定較小的板厚度。
通過(guò)使用多工位壓力機(jī)順序和連續(xù)地使長(zhǎng)金屬材料接受諸如沖切、彎曲和錘紋漆的加工，制造了引線(xiàn)部2、3。更確切地說(shuō)，多個(gè)引線(xiàn)部2，3被連接到未示出、較長(zhǎng)且允許自動(dòng)進(jìn)給的連接區(qū)域和饋送孔。
另一方面，在散熱部1中，利用諸如模壓和拉拔成型的加工形成了上部表面11、內(nèi)側(cè)表面12、下部表面13、底部表面14和外側(cè)表面15，而散熱部1被制造為單個(gè)部件。矩形突起形成在底部表面14上，以改進(jìn)熱釋放特性并有利于裝配。
在如圖9(A)和9(B)所示的電源LED的傳統(tǒng)引線(xiàn)框架中，散熱部1和引線(xiàn)部2，3彼此分離。然而，在如圖11(A)和11(B)所示的電源LED的傳統(tǒng)引線(xiàn)框架中，散熱部1和引線(xiàn)部3通過(guò)堵頭8被鉚接和結(jié)合在一起。對(duì)于這種鉚接，柱形銷(xiāo)預(yù)先形成在散熱部1的上部表面11的規(guī)定位置中，圓形通孔預(yù)先形成在引線(xiàn)部3的規(guī)定位置，而銷(xiāo)被插入通孔中后，銷(xiāo)頭通過(guò)鍛打而變形，從而執(zhí)行了鉚接。
作為另一種傳統(tǒng)技術(shù)，在將散熱部和引線(xiàn)部設(shè)置在規(guī)定位置中后，這兩個(gè)部分有時(shí)可通過(guò)執(zhí)行點(diǎn)焊等結(jié)合在一起。
圖11(A)和12(A)是其中形成樹(shù)脂體部的電源LED的傳統(tǒng)引線(xiàn)框架的示意平面視圖，而圖11(B)和12(B)是示意主視圖。
在圖11(A)和11(B)中，散熱部1和引線(xiàn)部2，3被設(shè)置在注射成型機(jī)的模具中的規(guī)定位置中，散熱部1和引線(xiàn)部2，3被保持在不連接狀態(tài)，然后模具被關(guān)閉，而加熱后的熔化樹(shù)脂在壓力下被灌注入模具中，之后熔化樹(shù)脂被冷卻和固化，從而樹(shù)脂體部6被導(dǎo)致粘附和形成在金屬引線(xiàn)框架中。
另一方面，在圖12(A)和12(B)中，散熱部1和引線(xiàn)部3被鉚接和結(jié)合在一起，而散熱部1未被結(jié)合到引線(xiàn)部2。在這種情況中，散熱部1和引線(xiàn)部2，3被設(shè)置在注射造型機(jī)的模具中的規(guī)定位置中。在這方面上，這種傳統(tǒng)技術(shù)與圖9(A)和9(B)和圖11(A)和11(B)中所示的傳統(tǒng)技術(shù)不同，但在其它方面，它與后者幾乎相同。
在所有傳統(tǒng)技術(shù)中，樹(shù)脂體部6的形狀相同。樹(shù)脂體部6是由上表面61、側(cè)表面65，66，67，68和底表面69包圍的大致的長(zhǎng)方體。在上部表面61中，存在一個(gè)從上部邊緣60向具有圓角的菱形下部邊緣63的凹陷，并形成傾斜表面62；并存在從下部邊緣63向與引線(xiàn)2、3和散熱片部1的上部表面的邊界的凹陷，并形成傾斜表面。定位標(biāo)記64被設(shè)置在上部表面61的一個(gè)角處。
然而在傳統(tǒng)技術(shù)中，散熱部和引線(xiàn)部為分離部件，而因此，如果這些部件的尺寸精度和定位僅僅具有很小的誤差，有問(wèn)題的引線(xiàn)框架就變成了缺陷產(chǎn)品。因此，不合格率較高而需要高精度定位，導(dǎo)致高成本。
此外，即使當(dāng)使用散熱部的自動(dòng)供應(yīng)和設(shè)置機(jī)器時(shí)，與其它步驟中的加工速率相比，該加工速度很低，導(dǎo)致整體的制造速度的降低。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于電源LED的引線(xiàn)框架，該引線(xiàn)框架不需要部件的裝配，具有低的缺陷產(chǎn)品發(fā)生率，并以相對(duì)較低的成本被制造；并且本發(fā)明的目的在于提供一種制造用于電源LED的引線(xiàn)框架的方法，該方法不需要部件的裝配，具有低的缺陷產(chǎn)品發(fā)生率，能夠以相對(duì)較低的成本制造，并具有高的加工速度。
上述目的利用本發(fā)明的第一方面中的用于電源LED的引線(xiàn)框架而實(shí)現(xiàn)，即一種用于電源LED的引線(xiàn)框架，其中至少在一側(cè)的引線(xiàn)部和散熱部作為整體單元由相同的金屬材料制成。
同樣，利用本發(fā)明的第二方面的制造用于電源LED的引線(xiàn)框架的方法而實(shí)現(xiàn)上述目的，即一種制造用于電源LED的引線(xiàn)框架的方法，其中在變形形狀的長(zhǎng)金屬材料中，厚度比為4∶1到10∶1的厚壁部和通常部被縱向排列，變形形狀的長(zhǎng)金屬材料經(jīng)過(guò)多工位壓力機(jī)和注射成型機(jī)，從而金屬材料接受沖切、彎曲和樹(shù)脂成型。
在根據(jù)本發(fā)明的用于電源LED的引線(xiàn)框架中，其中至少在一側(cè)的引線(xiàn)部和散熱部作為整體單元由相同的金屬材料制成。因此，不需要組裝和結(jié)合散熱部和引線(xiàn)部的步驟，而可以獲得不會(huì)出現(xiàn)裝配缺陷和結(jié)合缺陷的結(jié)果。
在根據(jù)本發(fā)明的制造用于電源LED的引線(xiàn)框架的方法中，變形形狀的長(zhǎng)金屬材料經(jīng)過(guò)多工位壓力機(jī)和注射成型機(jī)，從而金屬材料接受沖切、彎曲和樹(shù)脂成型。因此，金屬引線(xiàn)框架能夠以高加工速度的沖壓步驟和夾物模壓步驟形成，并且除上述效果外，可以取得能夠?qū)⒓庸ぞ€(xiàn)速度保持在高水平的效果。


圖1(A)和1(B)分別是第一實(shí)施例的用于電源LED的引線(xiàn)框架的示意平面視圖和示意正視圖；圖2(A)和2(B)分別是其中形成樹(shù)脂體部的第一實(shí)施例的用于電源LED的引線(xiàn)框架的示意平面視圖和示意正視圖；
圖3(A)和3(B)分別是其中形成樹(shù)脂體部的第二實(shí)施例的用于電源LED的引線(xiàn)框架的示意平面視圖和示意正視圖；圖4(A)到4(H)是顯示樹(shù)脂體部的底部邊緣的多種形狀的說(shuō)明圖；圖5(A)和5(B)是第四實(shí)施例的用于電源LED的引線(xiàn)框架的示意平面視圖和示意正視圖；圖6(A)和6(B)是第五實(shí)施例的用于電源LED的引線(xiàn)框架的示意平面視圖和示意正視圖；圖7(A)和7(B)是第六實(shí)施例的用于電源LED的引線(xiàn)框架的示意平面視圖和示意正視圖；圖8是用于制造這些實(shí)施例的用于電源LED的引線(xiàn)框架的變形長(zhǎng)金屬切割材料的透視圖；圖9(A)和9(B)分別是用于電源LED的傳統(tǒng)引線(xiàn)框架的示意平面視圖和示意正視圖；圖10(A)和10(B)分別是用于電源LED的傳統(tǒng)引線(xiàn)框架的示意平面視圖和示意正視圖；圖11(A)和11(B)分別是其中形成樹(shù)脂體部的用于電源LED的傳統(tǒng)引線(xiàn)框架的示意平面視圖和示意正視圖；和圖12(A)和12(B)分別是其中形成樹(shù)脂體部的用于電源LED的傳統(tǒng)引線(xiàn)框架的示意平面視圖和示意正視圖。
1 散熱部；11 上部表面12 內(nèi)側(cè)表面13 下部表面14 底部表面15 外側(cè)表面2 引線(xiàn)部21 上部表面22 前端表面3 引線(xiàn)部
4 半導(dǎo)體(LED)芯片5 Au線(xiàn)6 樹(shù)脂體部60 上部邊緣61 上部表面62 傾斜表面63 下部邊緣64 定位標(biāo)記65 側(cè)表面66 側(cè)表面67 側(cè)表面68 側(cè)表面69 底部表面71 薄壁部72 厚壁部73 薄壁部74 厚壁部75 薄壁部8 堵頭具體實(shí)施方式
以下將參照附圖描述本發(fā)明的各種實(shí)施例中的用于電源LED的引線(xiàn)框架。
圖8是用于制造這些實(shí)施例的用于電源LED的引線(xiàn)框架的變形形狀(或異形)的長(zhǎng)金屬切割材料的透視圖。這是一種具有長(zhǎng)度L和寬度(W1+W2+W3+W4+W5)的變形形狀的長(zhǎng)金屬切割材料，而用于這種變形形狀的長(zhǎng)金屬切割材料的材料為無(wú)氧銅、脫氧銅、磷青銅、鐵基(iron-based)合金、鋁基合金等。變形形狀的長(zhǎng)金屬切割材料的長(zhǎng)度L為400到1800mm。厚壁部72，74和薄壁部71，73，75被縱向排列。厚壁部72，74具有相同的厚度t2，t4，薄壁部71，73，75具有相同的厚度t1，t3，t5，而比例t1∶t2＝1∶4到1∶6。
雖然槽型輥軋軋制法和切割方法被期望作為一種變形形狀的長(zhǎng)金屬切割材料的制造方法，但也可以采用蝕刻去除法、擠壓法和拉拔法。
在圖中所示的變形形狀的長(zhǎng)金屬切割材料中，厚壁部成兩行。然而，也允許是一行和三行。
對(duì)于薄壁部71，75，引線(xiàn)部通過(guò)作為一個(gè)后序步驟的沖壓形成，而饋送變形形狀的長(zhǎng)金屬切割材料的饋送孔也順序和連續(xù)形成。(第一實(shí)施例)圖1(A)和1(B)是第一實(shí)施例的用于電源LED的引線(xiàn)框架的示意平面視圖和示意正視圖。
散熱部1利用沖切和模壓變形形狀的金屬材料的厚壁部形成，而引線(xiàn)部2，3通過(guò)沖切變形形狀的材料的薄壁部形成。散熱部1和引線(xiàn)部3構(gòu)成直接連續(xù)的區(qū)域，并形成為整體單元。雖然懸掛引線(xiàn)、框架等導(dǎo)致引線(xiàn)部2也提供了到散熱部1的間接連續(xù)區(qū)域，但引線(xiàn)部2的前端表面22遠(yuǎn)離散熱部1的外側(cè)表面15。在散熱部1中，利用壓制形成圓形截頭圓錐體的形狀形成由下部表面13和內(nèi)側(cè)表面12組成的凹陷。半導(dǎo)體芯片4在下一步驟中被結(jié)合到下部表面13。由于凹陷被設(shè)置在散熱部1中，半導(dǎo)體芯片4的上部表面的位置幾乎與引線(xiàn)部2、3的上表面21的位置在同一水平，因此，可以縮短用于引線(xiàn)接合的Au(金)線(xiàn)5的長(zhǎng)度，從而節(jié)約成本。
散熱部的平面形狀在第一實(shí)施例中是矩形。
圖2(A)和2(B)分別是其中形成樹(shù)脂體部的第一實(shí)施例的用于電源LED的引線(xiàn)框架的示意平面視圖和示意正視圖。
樹(shù)脂體部6是由上表面61、側(cè)表面65，66，67，68和底表面69包圍的一個(gè)大致的長(zhǎng)方體。在上部表面61中，存在從上部邊緣60向具有圓角的菱形下部邊緣63的凹陷，且形成傾斜表面62，并具有從下部邊緣63向與引線(xiàn)部2，3和散熱部1的上部表面的邊界的另一凹陷，并形成傾斜表面。定位標(biāo)記64被設(shè)置在上部表面61的一個(gè)角處。
(第二實(shí)施例)圖3(A)和3(B)分別是其中形成樹(shù)脂體部的第二實(shí)施例的用于電源LED的引線(xiàn)框架的示意平面視圖和示意正視圖。
這種用于電源LED的引線(xiàn)框架與第一實(shí)施例的用于電源LED的引線(xiàn)框架的不同之處在于散熱部1的上部表面11為平坦的而未形成凹陷。為此，散熱部1的厚度幾乎與材料的厚壁部的厚度相同，而因此，這種用于電源LED的引線(xiàn)框架在熱量釋放特性方面很優(yōu)良。另一方面，當(dāng)半導(dǎo)體芯片4被結(jié)合到散熱部1的上部表面11時(shí)，半導(dǎo)體4的上部表面的位置比引線(xiàn)部2的上部表面21的位置幾乎高半導(dǎo)體芯片4的高度。為此，在引線(xiàn)接合中使用的金線(xiàn)的長(zhǎng)度增加而成本提高。
(第三實(shí)施例)圖4(A)到4(H)是顯示樹(shù)脂體部的下部邊緣的多種形狀的說(shuō)明圖。
圖4(A)顯示了通過(guò)將兩個(gè)小半圓加到一個(gè)大圓而取得的形狀，兩個(gè)小半圓圍繞大圓的中心成180度地彼此分離設(shè)置。圖4(B)顯示了一個(gè)大圓的形狀。圖4(C)顯示了通過(guò)將小半圓加到彼此相對(duì)的菱形的角部的每個(gè)取得的形狀。圖4(D)顯示了通過(guò)使一個(gè)矩形的四個(gè)角成圓形取得的形狀。圖4(E)顯示了通過(guò)將約120度的兩個(gè)角加到一個(gè)大圓、位于圍繞大圓的中心以180度彼此分離設(shè)置的位置取得的形狀。圖4(F)顯示了通過(guò)將四邊形加到大圓、位于圍繞大圓的中心以180度彼此分離設(shè)置的位置取得的形狀。圖4(G)顯示了通過(guò)組合兩個(gè)橢圓以便橢圓的主軸彼此正交而橢圓具有共同的中心取得的形狀。圖4(H)顯示了通過(guò)組合形狀近似圓形的兩個(gè)橢圓以便橢圓的主軸彼此正交而橢圓具有共同的中心取得的形狀。
當(dāng)樹(shù)脂體部的下部邊緣的形狀被改變時(shí)，由LED發(fā)出的光擴(kuò)散的方式改變，而可以使用各種感覺(jué)和氣氛的光源。
(第四實(shí)施例)圖5(A)和5(B)是第四實(shí)施例的用于電源LED的引線(xiàn)框架的示意平面視圖和示意正視圖。
散熱部1通過(guò)對(duì)變形形狀的材料的厚壁部進(jìn)行沖切和模壓形成。這種用于電源LED的引線(xiàn)框架與第一實(shí)施例的用于電源LED的引線(xiàn)框架的不同之處在于平面形狀是具有圓角的四邊形，但它在其它方面與第一實(shí)施例幾乎相同。
(第五實(shí)施例)圖6(A)和6(B)是第五實(shí)施例的用于電源LED的引線(xiàn)框架的示意平面視圖和示意正視圖。
散熱部1通過(guò)對(duì)變形形狀的材料的厚壁部沖切和模壓形成。這種用于電源LED的引線(xiàn)框架與第一實(shí)施例的用于電源LED的引線(xiàn)框架的不同點(diǎn)在于平面形狀是通過(guò)由兩個(gè)平行直線(xiàn)切割圓而由圓弧和直線(xiàn)的組合取得，但它在其它方面與第一實(shí)施例幾乎相同。
(第六實(shí)施例)圖7(A)和7(B)是第六實(shí)施例的用于電源LED的引線(xiàn)框架的示意平面視圖和示意正視圖。
散熱部1通過(guò)對(duì)變形形狀的材料的厚壁部進(jìn)行沖切和模壓形成。這種用于電源LED的引線(xiàn)框架與第一實(shí)施例的用于電源LED的引線(xiàn)框架的不同點(diǎn)在于平面形狀是通過(guò)由與矩形的邊形成45度的直線(xiàn)切去矩形的四個(gè)角取得，但它在其它方面與第一實(shí)施例幾乎相同。
權(quán)利要求
1.一種用于電源LED的引線(xiàn)框架，其中至少一側(cè)的引線(xiàn)部和散熱部作為整體單元由相同金屬材料制成。
2.一種制造用于電源LED的引線(xiàn)框架的方法，其中在變形形狀的長(zhǎng)金屬材料中，厚度比為4∶1到10∶1的厚壁部和通常部被縱向排列，所述變形形狀的長(zhǎng)金屬材料經(jīng)過(guò)多工位壓力機(jī)和注射成型機(jī)，從而所述金屬材料受到?jīng)_切、彎曲和樹(shù)脂成型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造用于電源LED的引線(xiàn)框架的方法，其中變形形狀的長(zhǎng)金屬材料是通過(guò)使用有槽軋輥軋制的卷材。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造用于電源LED的引線(xiàn)框架的方法，其中所述變形形狀的長(zhǎng)金屬材料是通過(guò)部分地切削長(zhǎng)的厚板獲得的切割材料。
全文摘要
一種用于電源LED的引線(xiàn)框架，該引線(xiàn)框架不需要裝配部件，具有低缺陷產(chǎn)品的發(fā)生率，并以相對(duì)較低的成本制造；以及一種制造用于電源LED的引線(xiàn)框架方法，該方法不需要裝配部件，具有低的缺陷產(chǎn)品發(fā)生率，能夠以相對(duì)較低的成本被制造，并具有高的加工速度。在用于電源LED的引線(xiàn)框架中，散熱部和至少一側(cè)上的引線(xiàn)部作為一個(gè)整體單元由相同的金屬材料制成。
文檔編號(hào)H01L21/48GK1815767SQ20051012953
公開(kāi)日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2005年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月21日
發(fā)明者小川秀雄, 梅屋一芳 申請(qǐng)人:榎本股份有限公司