專利名稱：表面安裝型發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，更確切地說，發(fā)明涉及不需要在印刷線路板上制成配合孔的情況下，就可裝配在印刷線路板表面上的表面安裝型發(fā)光二極管。
圖6和圖7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(jié)構(gòu)。其構(gòu)成是在基板91上形成導(dǎo)電型板92，基板91是典型的玻璃還氧樹脂印刷線路板，導(dǎo)電型板92包括分別安設(shè)在長(zhǎng)方形基板91相對(duì)短邊的一對(duì)端子部分92a，一個(gè)端子部分92a連接一小塊部分92b，另一端子部分92a連接接線部分92c，并向所述基板91的中央延伸。
所述導(dǎo)電型板92通常是鍍金的。所述安裝部分92b裝設(shè)發(fā)光二極管(LED)芯片93。通過金導(dǎo)線94把芯片和接線部分92c連接以后，制成透明還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LED芯片93和所述的金導(dǎo)線94，并制造一個(gè)表面安裝型發(fā)光二極管90。
然而，在制造具有上述結(jié)構(gòu)的表面安裝型發(fā)光二極管操作中，構(gòu)成鑄型部分95的步驟時(shí)，第一個(gè)問題是基板91由圖8所示的金屬模81、82擠壓，于是基板91在壓力作用下產(chǎn)生變形，導(dǎo)電型板92的端子部分92a產(chǎn)生割裂和剝離，因此造成諸如裝置的局部導(dǎo)電率低劣的問題。
第二個(gè)問題是由于導(dǎo)電型板92和鑄型部分95的材料熱膨脹系數(shù)不同，因此二者以不同的速率膨脹，為將裝置固定到印刷線路板上，導(dǎo)電型板和鑄型部分受到高溫，形成焊劑反流，導(dǎo)電型板92與鑄型部分95產(chǎn)生剝離，如焊劑、熔劑和水分等雜質(zhì)可通過產(chǎn)生的剝離部分進(jìn)入內(nèi)部，于是縮短了表面安裝型發(fā)光二極管的使用壽命。以上這些問題有待于解決。
按照本發(fā)明可通過提供一種表面安裝型發(fā)光二極管解決上述存在的問題，該二極管的構(gòu)成是長(zhǎng)方形基板上表面的中央安設(shè)大致垂直的平行六面體鑄型部分，基板具有沿其各短邊的一對(duì)端子部分，安裝部分和接線部分安排在基板上表面，并分別連接各端子部分，以形成導(dǎo)電型板方式。其特征是至少包含接合線的部分基板上表面，由防焊劑薄膜覆蓋，連續(xù)平行于所述端子部分的鑄型部分的兩個(gè)邊，沿該接合線與基板接合。采用這種方案，端子部分的割裂以及鑄型部分的剝離都能有效地防止。


圖1是本發(fā)明表面安裝型發(fā)光二極管實(shí)施例透視圖；圖2是簡(jiǎn)要表明上述實(shí)施例中防焊劑薄膜的構(gòu)成；圖3是簡(jiǎn)要表明上述實(shí)施例中鑄型部分的構(gòu)成；圖4是在上述實(shí)施例的試樣和相比較的傳統(tǒng)裝置的試樣上進(jìn)行熱試驗(yàn)的結(jié)果線圖；圖5是簡(jiǎn)要表示本發(fā)明表面安裝型發(fā)光二極管另一實(shí)施例中防焊劑薄膜的構(gòu)成；圖6是相比較的傳統(tǒng)裝置透視圖；圖7是簡(jiǎn)要表示上述傳統(tǒng)裝置中的導(dǎo)電型板的構(gòu)成；圖8是上述實(shí)施例中表示鑄型部分構(gòu)成的表面安裝型發(fā)光二極管局部透視圖。
附圖中參考號(hào)1-表面安裝型發(fā)光二極管，2-基板，2a-上表面，2b-短邊，3-導(dǎo)電型板，3a-端子部分，3b-安裝部分，3c-接線部分，4-LED芯片，5-金導(dǎo)線，6-鑄型部分，6a-接合線，7、8-防焊劑薄膜，11、12-金屬模。
現(xiàn)在通過參照表示本發(fā)明實(shí)施例的附圖，詳盡介紹本發(fā)明。首先參看圖1和圖2。圖1和圖2顯示本發(fā)明的表面安裝型發(fā)光二極管，由參考號(hào)1表示(下面簡(jiǎn)稱發(fā)光二極管)，該二極管構(gòu)成是在基板2上裝配一個(gè)LED芯片，基板2上設(shè)有包含端子部分3a、安裝部分3b和接線部分3c的型板3，利用金導(dǎo)線5將它們適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行連接，然后，和相比較的傳統(tǒng)裝置一樣形成鑄型部分6。
按照本發(fā)明，在所述基板2的上表面2a上構(gòu)成防焊劑薄膜7。這種防焊劑薄膜7安設(shè)在至少包括接合線6a的基板局部上表面，連續(xù)平行于基板2兩短邊的鑄型部分6的兩個(gè)邊，沿該接合線6a與基板2接合，在基板兩短邊處設(shè)置所述端子部分3a。
更具體地說，所述基板2帶有兩個(gè)不同類型的區(qū)域，這兩區(qū)域由基板2的上表面2a上所述接合線6a所限定，一個(gè)區(qū)域顯露，并包括局部端子部分3a，但不包括安裝部分3b和接線部分3c；另一個(gè)區(qū)域由鑄型部分6所覆蓋，并包括局部所述端子部分3a、所述安裝部分3b和所述接線部分3c。防焊劑薄膜7安設(shè)在基板2的上表面2a上，以這種方式薄膜在顯露區(qū)域和覆蓋區(qū)域內(nèi)延伸。
實(shí)踐中，實(shí)際制造表面安裝型發(fā)光二極管1的過程，當(dāng)用浸蝕或其他一些方法在基板2上制作導(dǎo)電型板3時(shí)，借助如網(wǎng)板印刷等合適的印刷工藝，在預(yù)定的一個(gè)部位或幾個(gè)部位構(gòu)成防焊劑薄膜。
現(xiàn)在介紹具有上述構(gòu)形的本發(fā)明發(fā)光二極管的功能和效果。首先，采用上述方案，為組成鑄型部分6在用圖3所示的金屬模11、12擠壓基板2時(shí)，所述導(dǎo)電型板3的端子部分3a上沒有出現(xiàn)割裂和剝離。這是因?yàn)榉篮竸┍∧?的材料與所述基板2和導(dǎo)電型板3的材料比較很柔軟，因此當(dāng)他們用金屬模11，12如上述進(jìn)行擠壓時(shí)，只有防焊劑薄膜發(fā)生變形，從而避免基板2產(chǎn)生任何可能的變形，并且也防止產(chǎn)生割裂和剝離。
圖4表示本發(fā)明發(fā)光二極管1與相比較的傳統(tǒng)裝置(圖6和圖7)在熱循環(huán)試驗(yàn)中的性能線圖。圖中參考號(hào)T曲線是發(fā)明的發(fā)光二極管剝離頻率曲線，而參考號(hào)C曲線是傳統(tǒng)裝置的剝離頻率曲線。
試驗(yàn)中采用多個(gè)試樣裝置。一個(gè)熱循環(huán)包括預(yù)熱(150℃，2分鐘)和正常加熱(240℃，5秒)，它表示熱條件，在這種熱條件下，將發(fā)光二極管1固定到電路基板上重復(fù)5次，觀察每個(gè)循環(huán)中發(fā)生的剝離數(shù)量。
對(duì)照傳統(tǒng)裝置的剝離頻率曲線C，第1循環(huán)中有10％多一點(diǎn)的試樣產(chǎn)生剝離，同樣在第2、3、4和5循環(huán)中，分別有多于60％，82％，90％和95％的試樣產(chǎn)生剝離，由此說明在第5循環(huán)里幾乎全部試樣都產(chǎn)生剝離。
與上面所觀察現(xiàn)象相反，本發(fā)明的裝置試樣至第5循環(huán)實(shí)際上不產(chǎn)生任何剝離。這是因?yàn)榘才旁趲в袑?dǎo)電型板3的基板2和鑄型部分6之間的柔軟防焊劑薄膜產(chǎn)生了變形，用以補(bǔ)償由于基板2和鑄型部分6材料熱膨脹系數(shù)不同而造成任何尺寸差異的結(jié)果。
使用防焊劑薄膜7作為緩沖材料，使裝置適合用金屬模11、12進(jìn)行擠壓，同時(shí)也適應(yīng)于溫度變化，用防焊劑薄膜7的另一原因是如果在裝置通過回流爐時(shí)發(fā)生剝離，那么防焊劑薄膜7就可有效地防止使焊劑和熔劑流到導(dǎo)電型板3以及最終到達(dá)LED芯片4上的情況發(fā)生。
在由本發(fā)明人所進(jìn)行的一系列實(shí)驗(yàn)中，已發(fā)現(xiàn)在傳統(tǒng)裝置上需施加側(cè)向力約1.7公斤的條件下，鑄型6和基板2產(chǎn)生剝離，但對(duì)本發(fā)明的發(fā)光二極管要達(dá)到相同的效果則需2公斤左右的側(cè)向力，由此證實(shí)提高了18％左右。所以采用防焊劑薄膜7可有效地加強(qiáng)基板和鑄型間的連接強(qiáng)度。
上述實(shí)施例中，由于防焊劑薄膜7安置在靠近各端子部分3a的兩個(gè)部位，對(duì)于連接LED芯片4的陽極的端子部分3a一側(cè)的防焊劑薄膜7，以及對(duì)于連接LED芯片4的陰極的端子部分3a一側(cè)的防焊劑薄膜7使用不同的顏色，因此可鑒別發(fā)光二極管的極性。
由于基板2很小，其尺寸約0.8mm×1.6mm，所以當(dāng)將發(fā)光二極管裝配到線路板上時(shí)，和/或當(dāng)發(fā)光二極管進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，很難識(shí)別發(fā)光二極管的極性。上述的著色措施使LED芯片的極性容易識(shí)別，因此可大大提高裝配作業(yè)和/或試驗(yàn)工作的效率。
此外，如果LED芯片4發(fā)射紅光，則陽極端子部分3a側(cè)上的防焊劑薄膜7最好也著色紅色。同樣，如果LED芯片4發(fā)射綠光，則陽極端子部分3a側(cè)上的防焊劑薄膜7最好也著色綠色。采用這種方案。使LED芯片4發(fā)出的光色和陽極側(cè)的防焊劑薄膜7的顏色相關(guān)聯(lián)，而用不同的顏色如黑色選為陰極側(cè)的防焊劑薄膜7的顏色，于是可以同時(shí)識(shí)別出發(fā)光二極管的極性和由發(fā)光二極管發(fā)射出的光色。
圖5表示發(fā)明的另一實(shí)施例，上述實(shí)施例中，只在兩接合線6a上和靠近兩接合線6a附近形成防焊劑薄膜7，而在該實(shí)施例中，除去安裝部分3b和接線部分3c以外，防焊劑薄膜覆蓋整個(gè)基板2的上表面2a。這里的關(guān)鍵問題是應(yīng)使防焊劑薄膜至少要覆蓋所述的接合線6a。
采用這種方案，設(shè)置在安裝部分3b的LED芯片4完全被防焊劑薄膜8包圍。如果將防焊劑薄膜作成白色，它也可作為反射膜，因此一旦發(fā)光二極管1激發(fā)時(shí)，它的光更加明亮，從而加強(qiáng)了發(fā)光二極管的發(fā)光效果。
應(yīng)用這個(gè)實(shí)施例，也如同上述實(shí)施例一樣，可將防焊劑薄膜8制成顯示由LED芯片4發(fā)出的光色。甚至在二極管尚未激發(fā)情況下，也可識(shí)別出發(fā)光二極管將要發(fā)出的光色。因?yàn)樵摪l(fā)光二極管的其他功能和效果與第一實(shí)施例的相同，所以在這里就不再描述了。
如同上述對(duì)本發(fā)明表面安裝型發(fā)光二極管的詳細(xì)介紹，至少包含接合線的部分基板上表面，由防焊劑薄膜覆蓋，連續(xù)平行于所述端子部分的鑄型部分的兩個(gè)邊，沿該接合線與基板接合。采用這種方案，首先，因?yàn)橹谱鞣篮竸┍∧さ牟牧媳人龌搴蛯?dǎo)電型板的材料柔軟很多，在將他們通過金屬模進(jìn)行擠壓時(shí)，只有防焊劑薄膜產(chǎn)生變形，從而避免基板發(fā)生任何可能的變形，并且也防止產(chǎn)生割裂和剝離，因此裝置也不會(huì)有例如不良導(dǎo)電性等問題，于是增加了裝置的可靠性。
第二，因?yàn)楸景l(fā)明表面安裝型發(fā)光二極管的包含導(dǎo)電型板的基板表面和鑄型部分之間疊加了防焊制薄膜，所以當(dāng)發(fā)光二級(jí)管通過回流爐而受到大的溫度變化時(shí)，柔軟的防焊劑薄膜可補(bǔ)償由于基板和鑄型部分的材料熱膨脹系數(shù)不同而引起的任何尺寸差別，于是基板和鑄型部分不產(chǎn)生剝離，從而有效地防止雜質(zhì)和水分進(jìn)入LED芯片進(jìn)而造成對(duì)芯片的損傷，考慮到這方面的問題，本發(fā)明也提供了一種高度可靠性的表面安裝型發(fā)光二極管。
此外，如果發(fā)明的表面安裝型發(fā)光二極管的防焊劑薄膜，根據(jù)安排的端子部分一側(cè)顯示不同的顏色，在裝置很小且具有對(duì)稱構(gòu)形的情況下，則發(fā)光二極管的極性和發(fā)射的光色很容易被識(shí)別，因此可高效率地進(jìn)行裝配作業(yè)和/或試驗(yàn)工作。
另外，如果本發(fā)明的發(fā)光二極管的防焊劑薄膜，在除了所述安裝部分和所述接線部分以外的整個(gè)基板表面上制成，并顯示白色或由LED芯片發(fā)射的光色，那么防焊劑薄膜可實(shí)際上作為反射膜，用以提高表面安裝型發(fā)光二極管的發(fā)光效果。
權(quán)利要求
1.表面安裝型發(fā)光二極管，其構(gòu)成是在長(zhǎng)方形基板上表面中央安裝大致垂直的平行六面體鑄型部分，基板具有沿基板各短邊設(shè)置的一對(duì)端子部分，安裝部分和接線部分安設(shè)在基板上表面，并分別連接各端子部分，形式導(dǎo)電型板方式，其特征是至少包含接合線的部分基板上表面由防焊劑薄膜覆蓋，連續(xù)平行于所述端子部分的鑄型部分的兩個(gè)邊，沿該接合線與基板接合。
2.按照權(quán)利要求1所述的表面安裝型發(fā)光二極管，其特征是所述防焊劑薄膜根據(jù)安排的端子部分一側(cè)而顯示不同的顏色。
3.按照權(quán)利要求1所述的表面安裝型發(fā)光二極管，其特征是除了所述安裝部分和接線部分以外，在所述基板的整個(gè)表面上制作所述的防焊劑薄膜，并顯示白色或由LED芯片發(fā)射的光色。
全文摘要
一種表面安裝型發(fā)光二極管，其中至少包含接合線的基板上表面，覆蓋的防焊劑薄膜，平行于端子部分的鑄型部分兩個(gè)邊沿該接合線與基板連接。發(fā)明的結(jié)構(gòu)方案可達(dá)到以下效果，即由于防焊劑薄膜材料比基板和導(dǎo)電型板的材料柔軟，所以為構(gòu)成鑄型部分而通過金屬模進(jìn)行擠壓時(shí)，只有防焊劑薄膜產(chǎn)生變形，避免基板產(chǎn)生任何變形，因而防止了割裂和剝離的發(fā)生，于是裝置不會(huì)產(chǎn)生不良的導(dǎo)電性，并且大大增強(qiáng)了裝置的可靠性。
文檔編號(hào)H01L23/29GK1140904SQ9610488
公開日1997年1月22日 申請(qǐng)日期1996年5月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月2日
發(fā)明者武田進(jìn), 伊藤多計(jì)夫, 田口佳子 申請(qǐng)人:斯坦雷電氣株式會(huì)社