CN102054920A - 发光二极管封装结构 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管封装结构包括一个发光二极管芯片、一个导线架及一个连接于导线架的外壳，导线架包括一面供所述发光二极管芯片设置的表面，外壳包括一面封闭围绕发光二极管芯片的内壁面，内壁面具有一条连接导线架表面的底缘、一条顶缘，及一条介于底、顶缘间的腰线，底缘围绕面积小于腰线围绕面积，腰线围绕面积小于顶缘围绕面积，内壁面在腰线与底缘间的部分为一面曲面，利用曲面增加外壳覆盖导线架表面的面积以提高密合度，并借曲面使光线反射向外增加光强度，且由于反射光行径路径较长，与填入该外壳的胶体内荧光粉充分作用，使色坐标分布更加集中。

Description

发光二极管封装结构
技术领域
本发明涉及一种光电组件，特别涉及一种发光二极管封装结构。
背景技术
参阅图1，现有的一种发光二极管封装结构1包含一个导线架11、一个连接该导线架11的外壳12、一个安装于该外壳12内并位于该导线架11上的发光二极管芯片13(LED Die)，及一块容置于该外壳12内并包覆该发光二极管芯片13的胶体14，该导线架11包括一面供该发光二极管芯片13设置的表面111，而该外壳12包括一面呈斜面的内壁面121，前述结构中的该外壳12，因为覆盖该导线架11表面111的面积小，导致该导线架11与该外壳12间的一面接合面15的剖面距离较短，故水汽易由外界环境经该接合面15进入到该胶体14与表面111间，进而影响该胶体14与该导线架11及外壳12间的密合度，故如何提供一种可以提高该胶体14密合度的发光二极管封装结构1，为相关产业发展重点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以提高密合度与发光效果的发光二极管封装结构。
本发明发光二极管封装结构，包括：一个发光二极管芯片、一个导线架及一个外壳，所述导线架包括一面供所述发光二极管芯片设置的表面，所述外壳连接于所述导线架，包括一面封闭围绕所述发光二极管芯片的内壁面，所述内壁面具有一条连接所述导线架表面的底缘、一条顶缘，及一条介于该底、顶缘间的腰线，所述底缘围绕出的面积小于所述腰线围绕出的面积，所述腰线围绕出的面积小于所述顶缘围绕出的面积，另外，所述内壁面在所述腰线与底缘间的部份为一面曲面。
本发明的有益效果在于：利用所述外壳底缘围绕出的面积小于所述腰线围绕面积，及腰线与底缘间的部份为曲面，增加外壳覆盖导线架的面积，以延长水汽由外界进入路径，达到提高密合度，并借所述曲面使更多光线反射向外，由于反射光行径路径较长，使得与填入该外壳的胶体内荧光粉充分作用，使色坐标分布更加集中。
附图说明
图1是现有的一种发光二极管封装结构的剖视示意图。
图2是本发明发光二极管封装结构的一优选实施例的剖视示意图。
图3是本优选实施例的俯视示意图。
图4是现有一种发光二极管封装结构的色坐标分布图。
图5是本优选实施例的色坐标分布图。
图6是本优选实施例的出光分布图。
图7是本优选实施例的出光分布图。
具体实施方式
有关本发明前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一个优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。
参阅图2与图3，本发明发光二极管封装结构的一优选实施例包含一个导线架2、一个外壳3、一个发光二极管芯片4与一块胶体5。
该导线架2包括一面供该发光二极管芯片4设置的表面21，在本实施例中，该导线架2由铜材质制成，而该发光二极管芯片4利用打线接合(wire bonding)的方式电连结于该导线架2的表面21上，另外，该发光二极管芯片4还可利用覆晶(flip-chip)方式电连结于该导线架2上。
该外壳3连接于该导线架2，由增进光线反射的材质制成。在本实施例中，该外壳3由白色塑料材质制成，以便达到增进光线反射的目的，且利用埋入射出成型(Insert Molding)的方式与该导线架2连接。该外壳3包括一个与该导线架2连接的基部31，及一个由该基部31延伸的反射杯32，该基部31与该导线架2间有一面接合面311，该反射杯32具有一面封闭围绕该发光二极管芯片4的内壁面321，如此该胶体5可填入该外壳3内并包覆该发光二极管芯片4。该内壁面321具有一条连接该导线架2表面21的底缘322(bottom edge)、一条顶缘323(top edge)，及一条介于该底、顶缘322、323间的腰线324，该底缘322在该表面21上围绕出的预定面积，如图3所示，同理，该腰线324可以在该表面21上某高度围绕出的预定面积，该顶缘323可以在该表面21上另一个高度围绕出的预定面积，如此，本发明发光二极管封装结构的该底缘322围绕出的面积小于该腰线324围绕出的面积，该腰线324围绕出的面积小于该顶缘323围绕出的面积。
另外，该内壁面321在该腰线324与底缘322间的部份为一面内凹的曲面325，该内壁面321在该腰线324与顶缘323间的部份为一面斜面326，且由于该腰线324围绕出的面积小于该顶缘323围绕出的面积，因此该斜面326使入射光易经该斜面326反射出去，在本优选实施例中，该曲面325的曲率半径为500微米的曲面，而该斜面315形成的夹角I为50°；值得说明的是，该曲面325的曲率半径介于300～700微米时，及该斜面326形成的夹角I介于25°～75°时，可达到本发明的目的。
该胶体5为含有荧光粉(Phosphor)的树脂，例如，含有钇铝石榴石(YAG，Y3A15012Ce)的树脂，可以吸收该发光二极管芯片4发射出的蓝光后转发出黄光。
<密合度测试>
利用该导线架2与外壳3组合成的空支架进行密合度测试，先将该空支架以150℃烘烤去除水汽两小时，放置降温一小时后，将测试用墨水点入空支架的内壁面321中，静置数小时并持续观察墨水是否由该导线架2与外壳3间的接合面311溢出，其静置一至四小时的测试结果如下表，可知本发明借由该曲面314有效降低渗漏比例，而如图1的已知结构在两小时后皆有渗漏情况产生。
Figure B2009101810113D0000041
另一种密合度测试，将该外壳3与导线架2以150℃烘烤去除水汽一小时后放置降温，将胶体5点入该外壳3的内壁面321中，模拟有胶体5的封装状况，依序将该胶体5烘烤固化、再以150℃烘烤三小时，静置降温后，利用高温回焊炉烘烤三次，用以模拟老化的状况，最后置入测试墨水中高温煮沸测试，观察墨水是否会由接合面311渗入该外壳3内，测试结果已知结构的不良率为35％，而本发明结构不良率为0％。
<光学效果>
由该发光二极管芯片4发射出的光线经该胶体5入射于该曲面325，并借该曲面325向外射出，因该外壳3的曲面325呈内凹状，与已知结构的斜面相比较，提高了入射光经该曲面325反射出去的角度范围，如此，可以让一部份原本无法反射出去的光线变成可以反射出去，进而提高了发光强度约1～2％，本优选实施例约可提高1.6％的发光强度。
参阅图4与图5，统计2000颗的分布图，上述借由该曲面325增加反射出去的光线，因为在该胶体5内所行进的光径较长，让该发光二极管芯片4的蓝光光线更有机会与该胶体5内的荧光粉作用，进而产生黄光以与蓝光混和呈现白光，因此，借由黄光光强度增加，能使已知设计原本偏于蓝光的色坐标分布，如图5所示，改善为更加集中的色坐标分布，如图6所示。
参阅图6与图7，本优选实施例借由该曲面325可提升出光分布的半光强角度(half-intensity angle)，如图6所示，沿本发明发光二极管封装结构长轴方向的半光强角度为119°，与已知结构的半光强角度115°增加了4°，另外，沿短轴的半光强角度则比已知结构112°增加4°为116°，如图7所示，故本优选实施例满足加宽角度的需求。
值得一提的是，该曲面325也可呈外凸状，一样可借由该底缘322围绕出的面积小于该腰线324围绕出的面积，同样可达到提高密合度的功效，以外，该内壁面321在该腰线324与顶缘323间的部份也可为多段斜面连接而成。(图中未示出)
综上所述，利用该曲面325增加该外壳3包覆该导线架2的面积，进而延长水汽由外界环境进入的路径，避免该外壳3与该导线架2间的水汽进入，以增加该胶体5与该导线架2及外壳3间的密合度，又，借由该曲面325的曲面设计，使得该发光二极管芯片4向外出光的发光强度增加1～2％，并借由增加光线于该胶体5中光径长，有效改善色坐标的分布，及改善出光分布的半光强角度，故确实能达成本发明目的。
以上所述，仅为本发明优选实施例而已，不能以此限定本发明实施范围，即凡是依本发明申请范围及发明说明内容所作简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种发光二极管封装结构，包括：一个发光二极管芯片、一个导线架及一个外壳，该导线架包括一面供所述发光二极管芯片设置的表面；其特征在于：所述外壳连接于所述导线架，包括一面封闭围绕所述发光二极管芯片的内壁面，所述内壁面具有一条连接所述导线架表面的底缘、一条顶缘，及一条介于该底、顶缘间的腰线，所述底缘围绕出的面积小于所述腰线围绕出的面积，所述腰线围绕出的面积小于所述顶缘围绕出的面积，另外，所述内壁面在所述腰线与底缘间的部份为一面曲面。
2.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述内壁面在所述腰线与底缘间的部份为内凹的曲面。
3.根据权利要求2所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述曲面的曲率半径为300～700微米。
4.根据权利要求3所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述曲面的曲率半径为500微米。
5.根据权利要求3所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述内壁面在所述腰线与顶缘间的部份为一面斜面。
6.根据权利要求3所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述内壁面在所述腰线与顶缘间的部份为多段斜面连接而成。
7.根据权利要求5所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述外壳由增进光线反射的材质制成。
8.根据权利要求7所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述发光二极管封装结构还包括一块填入所述外壳内并包覆所述发光二极管芯片的胶体。
9.一种发光二极管封装结构，包括：一个发光二极管芯片、一个导线架及一个外壳，所述导线架包括一面供该发光二极管芯片设置的表面；其特征在于：所述外壳连接于所述导线架，包括一面封闭围绕所述发光二极管芯片的内壁面，所述内壁面具有一条连接所述导线架表面的底缘、一条顶缘，及一条介于该底、顶缘间的腰线，所述底缘围绕出的面积小于所述腰线围绕出的面积，另外，所述内壁面在所述腰线与底缘间的部份为一面曲面，所述内壁面在所述顶缘与腰线间的部份为至少一面斜面。
10.根据权利要求9所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述腰线围绕出的面积小于所述顶缘围绕出的面积。
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