CN114335310A - 一种led器件 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种LED器件，该LED器件包括支架和LED芯片；支架包括绝缘基板、设置在绝缘基板上相互绝缘的第一电极和第二电极；第一电极包括第一连接部、第一焊接部和功能部，第一焊接部的根部与第一连接部连接，第一焊接部的中部向第二电极延伸形成功能部，第一焊接部包括至少一个端部，第一焊接部的端部与功能部连接；第二电极包括第二连接部和第二焊接部，第二焊接部的根部与第二连接部连接。本发明实施例提供的技术方案，可根据LED芯片上的电极位置，选择合适的端部进行焊线，对焊接部的延伸路径进行设计，能够延长水汽渗入至LED器件内部的路径，从而提高LED器件的抗水解能力，延长LED器件的使用寿命。
Description
技术领域
本发明实施例涉及半导体技术领域，尤其涉及一种LED器件。
背景技术
常规片式LED器件包括支架、LED芯片、键合线和封装胶。在LED器件加工过程中，首先将LED芯片固定在支架上，然后将键合线两端分别键合在支架电极和LED芯片电极上，最后用封装胶覆盖LED芯片和键合线。在键合线的键合过程中，当LED芯片电极与LED芯片边缘距离较远，键合线容易触碰到LED芯片边缘，导致LED器件漏电，LED器件的可靠性降低。在封装胶覆盖过程中，因封装胶与支架电极之间的材料性能差异，在封装胶与支架电极结合容易产生间隙，在长期使用和反压电场的作用下，外界环境中的水汽容易沿着封装胶与支架电极之间的间隙侵入到LED器件内部，加速支架电极表面的金属离子迁移现象，使LED芯片电极脱落、断线，导致LED器件失效，LED器件的可靠性降低。
发明内容
本发明实施例提供一种LED器件，以提高LED器件的可靠性，延长器件的使用寿命。
本发明实施例提供的一种LED器件，包括支架和LED芯片；
所述支架包括绝缘基板、第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极设置在所述绝缘基板上，所述第一电极和所述第二电极相互绝缘；
所述第一电极包括第一连接部、第一焊接部和功能部，所述第一焊接部的根部与所述第一连接部连接，所述第一焊接部的中部向所述第二电极延伸形成所述功能部，所述第一焊接部包括至少一个端部，所述第一焊接部的端部与所述功能部连接；
所述第二电极包括第二连接部和第二焊接部，所述第二焊接部的根部与所述第二连接部连接；
所述LED芯片设置在所述功能部上，所述LED芯片与所述第一焊接部的端部和所述第二焊接部的端部电连接。
可选地，所述第一焊接部包括第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端部位于所述功能部的不同侧，所述第一端部邻近所述第二焊接部的端部。
可选地，所述第一端部上设置有齐纳管，所述齐纳管与所述第一端部和所述第二焊接部的端部电连接。
可选地，所述功能部、所述第一焊接部和所述第二焊接部包括多层金属镀层，所述功能部与所述第一焊接部和所述第二焊接部最外层的金属镀层不同。
可选地，所述功能部的最外层金属镀层为银层，所述第一焊接部和所述第二焊接部的最外层金属镀层为金层。
可选地，所述第一焊接部的中部和所述第一焊接部的端部与所述功能部连接处的边缘为弧形过渡。
可选地，所述第二焊接部的根部与所述第二焊接部的端部之间设置有凹槽，所述凹槽暴露出所述绝缘基板。
可选地，还包括介质层，所述介质层包括第一介质层和第二介质层，所述第一介质层覆盖所述第一焊接部与所述第一连接部连接的位置，所述第二介质层覆盖所述第二焊接部与所述第二连接部连接的位置。
可选地，所述第一介质层和所述第二介质层的颜色不同。
可选地，还包括封装层，所述封装层覆盖所述第一焊接部、所述第二焊接部、所述功能部和所述LED芯片，且所述封装层至少暴露出部分位于所述第一连接部上的所述第一介质层，以及位于所述第二连接部上的所述第二介质层。
本发明实施例提供的技术方案，通过将第一焊接部设置至少一个端部，根据LED芯片上的电极位置，选择合适的端部进行焊线连接，以减小第一焊接部的端部焊线点与LED芯片上对应电极之间的距离，防止键合线与LED芯片的边缘接触，造成LED芯片漏电短路。且通过对第一焊接部的延伸路径进行设计，使得一焊接部的中部向第二电极延伸形成功能部，能够增加第一焊接部本身的长度，由此增加第一焊接部的端部与第一连接部之间的路径距离，延长水汽渗入至LED芯片内部的路径距离，有利于提高LED器件的抗水解能力，能够延长器件的使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种LED器件的俯视结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种LED器件的俯视结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种LED器件的俯视结构示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种LED器件的俯视结构示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种LED器件的俯视结构示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种LED器件的俯视结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种LED器件的剖面结构示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种LED器件的剖面结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种LED器件阵列的结构示意图；
图10为图9所示LED器件阵列的正面局部放大图；
图11为图9所示LED器件阵列的背面局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本发明实施例提供一种LED器件，以提高LED器件的可靠性，延长器件的使用寿命。图1为本发明实施例提供的一种LED器件的俯视结构示意图，参考图1，本发明实施例提供的LED器件包括支架和LED芯片40；
支架包括绝缘基板10、第一电极20和第二电极30，第一电极20和第二电极30设置在绝缘基板10上，第一电极20和第二电极30相互绝缘；
第一电极20包括第一连接部21、第一焊接部22和功能部23，第一焊接部22的根部与第一连接部21连接，第一焊接部22的中部向第二电极30延伸形成功能部23，第一焊接部22包括至少一个端部，第一焊接部22的端部与功能部23连接；
第二电极30包括第二连接部31和第二焊接部32，第二焊接部32的根部与第二连接部31连接；
LED芯片40设置在功能部23上，LED芯片40与第一焊接部22的端部和第二焊接部32的端部电连接。
具体地，绝缘基板10可以为PCB基板、FR4基板、BT基板或陶瓷基板，用于承载LED芯片40。第一连接部21和第二连接部31设置于绝缘基板10的两侧，其中，第一连接部21位于第一连接区域PA1，第二连接部31位于第二连接区域PA2。第一焊接部22的根部与第一连接部21连接后可以与外部电路连接，第一焊接部22的中部延伸形成功能部23，功能部23上设置有LED芯片40，第二焊接部32的根部与第二连接部31连接后可以与外部电路连接。在本实施例中，第一连接部21、第一焊接部22和功能部23共同形成第一电极20，第二连接部31和第二焊接部32共同形成第二电极30，其中，第一连接部21、第一焊接部22和功能部23可以为一体结构，第二连接部31和第二焊接部32可以为一体结构。
在本实施例中，第一电极20可以为负极，第二电极30可以为正极。第一焊接部22包括至少一个端部，例如端部201，第二焊接部32包括一个端部311，第一焊接部22的端部201通过键合线410连接LED芯片40的负极，第二焊接部32的端部311通过键合线410连接LED芯片40的正极，以实现LED芯片40负极与第一连接部21连通，LED芯片40正极与第二连接部31连通。
由于第一焊接部22包括至少一个端部，对于不同的LED芯片40，可选择不同的端部进行焊线，以减小端部焊线点与LED芯片40上对应电极之间的距离，防止键合线与LED芯片40的边缘接触，造成LED芯片漏电短路。例如，第一焊接部22包括两个端部，可以选择与LED芯片40负极距离较近的一端部进行焊线。此外，由于功能部23是由第一焊接部22的中部延伸形成，第一焊接部22的端部又与功能部23是连接在一起的，因此能够增大第一焊接部22的端部与第一连接部21之间的路径距离，也就是说，能够延长外部环境中水汽沿第一焊接部22和键合线410进入到LED芯片40内部的路径距离，以延缓水汽的渗入时间，从而能够提高LED器件的抗水解能力，提高LED器件的可靠性，有利于延长LED器件的使用寿命。
本发明实施例提供的技术方案，通过将第一焊接部设置至少一个端部，根据LED芯片上的电极位置，选择合适的端部进行焊线连接，以减小第一焊接部的端部焊线点与LED芯片上对应电极之间的距离，防止键合线与LED芯片的边缘接触，造成LED芯片漏电短路。且通过对第一焊接部的延伸路径进行设计，使得第一焊接部的中部向第二电极延伸形成功能部，能够增加第一焊接部本身的长度，由此增加第一焊接部的端部与第一连接部之间的路径距离，延长水汽渗入至LED芯片内部的路径距离，有利于提高LED器件的抗水解能力，能够延长器件的使用寿命。
可选地，图2为本发明实施例提供的另一种LED器件的俯视结构示意图，参考图2，在上述技术方案的基础上，第一焊接部22包括第一端部210和第二端部220，第一端部210和第二端部220位于功能部23的不同侧，第一端部210邻近第二焊接部32的端部311。
具体地，第一焊接部22的第一端部210和第二端部220分别设置于功能部23的两侧，且第一端部210和第二端部220的延伸方向相反，第一端部210邻近第二焊接部32的端部311，也第一端部210与第二焊接部32的端部311位于功能部23的同侧，进一步增大了第一焊接部22本身的长度，也即能够进一步增大第一端部210与第一连接部21之间的路径距离。
示例性地，LED芯片40为长方形，LED芯片40的正极通过键合线410与第二焊接部32的端部311连接，LED芯片40的负极通过键合线410与第一焊接部22的一端部连接。将LED芯片40靠近第二连接部31一侧的边缘为定义第一边缘401，靠近第一连接部21一侧的边缘定义为第二边缘402，若LED芯片40的负极位置靠近第一边缘401，则将LED芯片40的负极连接至第一端部210，以减小LED芯片40负极与第一焊接部22的焊接点之间的距离，防止键合线401碰触到LED芯片40的第一边缘401，若LED芯片40的负极位置靠近第二边缘402，则LED芯片40的负极连接至第二端部220，以减小LED芯片40的负极与第一焊接部22的焊接点之间的距离，防止键合线401碰触到LED芯片40的第二边缘402，造成短路漏电。且LED芯片40的负极无论是连接第一端部210，还是连接第二端部220，均能够增大与第一连接部21之间的路径距离，能够延长外部水汽入侵时间，有利于提高LED器件的可靠性。
可选地，图3为本发明实施例提供的另一种LED器件的俯视结构示意图，参考图3，在上述各技术方案的基础上，第一焊接部22的第一端部210上设置有齐纳管D，齐纳管D与第一端部210和第二焊接部32的端部211电连接。
具体地，齐纳管D用于稳定外部电路输入至LED芯片40的电压，防止电压过大击穿LED芯片40，使得LED器件自带过压保护功能。由于第一焊接部22的第一端部210与第二端部220位于功能部23的不同侧，而第一端部210与第二焊接部32的端部311位于功能部23的同侧，因此，为了便于与第二焊接部32的端部311连接，齐纳管D需设置在第一端部210。
示例性地，齐纳管D的正极通过键合线与第二焊接部32的端部311连接，齐纳管D的负极通过焊料直接与第一焊接部22的第一端部210连接。在第一焊接部22的第一端部210设置有齐纳管D时，LED芯片40的负极既可以连接在第一焊接部22的第一端部210，又可以连接在第二端部220。在本实施例中，由于第一端部210的面积有限，在设置齐纳管D后，第一端部210的焊线位置的面积较小，为了避免出现短路等不良情况，可以将第二端部220作为LED芯片40负极的连接端。
可选地，图4为本发明实施例提供的另一种LED器件的俯视结构示意图，其中图4中未示出齐纳管D，本实施例中，功能部23、第一焊接部22和第二焊接部32包括多层金属镀层，功能部23与第一焊接部22和第二焊接部32最外层的金属镀层不同。进一步地，功能部23的最外层金属镀层为银层，第一焊接部22和第二焊接部32的最外层金属镀层为金层。由于功能部23用于固定LED芯片40，对功能部23的表面镀银处理，能够对LED芯片40发射出的光线进行光学反射，可提高LED器件的光强参数。由于外界水汽会沿着第一焊接部22和第二焊接部32的路径进入到LED器件内部，对第一焊接部22和第二焊接部32的表面进行镀金处理，金元素的化学稳定性较高，不易发生离子迁移，抗水解能力较强，可提高LED器件的可靠性。
示例性地，功能部23的多层金属镀层依次为铜、镍、银，第一焊接部22和第二焊接部32的多层金属镀层依次为铜、镍、银、金。具体实施中，可在功能部23、第一焊接部22和第二焊接部32位置依次电镀铜、镍、银，然后遮挡住功能部23，再在第一焊接部22和第二焊接部32上镀金。
可选地，图5为本发明实施例提供的另一种LED器件的俯视结构示意图，在上述技术方案的基础上，第一焊接部22的中部和第一焊接部22的端部与功能部23连接处的边缘为弧形过渡。也就是说，在第一焊接部22的中部向第一电极延伸形成功能部23时，在功能部23和第一焊接部22的连接处采用内圆倒角处理，具体地，功能部23和第一焊接部22中部以及端部连接处的第一边缘72、第二边缘73和第三边缘74采用内圆倒角处理，减少不必要的金属结构，以暴露出更大面积的绝缘基板10，从而能够增加封装后的封装层与绝缘基板10之间的接触面积，提高封装层与绝缘基板10的粘接力。
可选地，继续参考图5，在上述各技术方案的基础上，第二焊接部32的端部311与第二焊接部32的根部之间设置有凹槽71，凹槽71暴露出绝缘基板10。对第二焊接部32的边缘采用内圆倒角处理，形成凹槽71，可进一步增大封装层与绝缘基板10之间的接触面积。
在其他实施例中，第二焊接部32的端部311的延伸方向与第二连接部31的延伸方向之间的夹角小于或等于90°。当夹角小于90°时，第二焊接部32的端部311向远离LED芯片40一侧倾斜，以增加第二焊接部32本身的长度，即增加第二焊接部32的端部311与第二连接部31之间的路径距离，从而能够延长水汽沿第二焊接部32渗入到LED器件40内部的路径，有利于提高LED器件的气密性。
可选地，继续参考图5，在上述各技术方案的基础上，为了进一步提高封装后的封装层与绝缘基板10之间的粘接力，在沿第一连接部21的延伸方向上，第一焊接部22、功能部23和第二焊接部32到绝缘基板10一侧边缘之间的最小距离大于或等于绝缘基板10宽度的十分之一，即在沿绝缘基板10的宽度方向上，第一焊接部22、功能部23和第二焊接部32到绝缘基板10边缘之间的最小距离大于或等于绝缘基板10宽度的十分之一，以加大绝缘基板10与封装层之间的接触面积，使得封装层在绝缘基板10未设置电极一侧与绝缘基板10充分接触，防止封装层与绝缘基板10之间剥离。
可选地，继续参考图5，在上述各技术方案的基础上，LED器件还包括介质层60，介质层60包括第一介质层61和第二介质层62，第一介质层61覆盖第一焊接部22与第一连接部21连接的位置，第二介质层62覆盖第二焊接部32与第二连接部31连接的位置。
具体地，将介质层60覆盖在第一连接部21与第一焊接部22连接的区域，以及第二连接部31与第二焊接部32连接的区域，在后续封装过程中，因封装材料与支架电极的材料性能的差异，如环氧树脂、硅树脂、硅胶等封装胶材料与支架电极的热膨胀系数存在差异，使得封装材料与支架电极的结合度较差，在一定条件下，容易引起封装层与支架电极区域的剥离，从而导致外界环境中的水汽等杂质渗入到LED器件的内部，在长期使用和反压电场的作用下，加速金属表面的离子迁移现象，导致芯片电极脱落、器件失效。通过设置介质层60，在后续的封装过程中，使介质层60夹持在封装层与第一连接部21和第二连接部31交界区域和/或夹持在封装层与第一焊接部22和第二焊接部32交界区域，封装层通过介质层60与焊接部和连接部粘合在一起，以平衡封装层与支架电极之间的材料特性差异。在本实施例中，介质层60的材料可以为油墨，具体可以为感光热固化防焊油墨、液态感光热固化防潮油墨、也可以为液态环氧树脂等，具有防潮阻焊、与金属和环氧树脂的结合度较高，能够增强封装层与金属支架电极之间的粘合力，防止封装层与支架电极之间剥离，从而有利于提高LED器件的气密性和防潮性。
可选地，第一介质层61和第二介质层62呈现的颜色不同。具体实施中，可以通过向第一介质层61和第二介质层62添加不同的色素，使第一介质层61和第二介质层62呈现的颜色不同，从而用于封装成型后LED器件识别出第一电极20和第二电极30的极性。在本实施例中，第一介质层61和第二介质层62的覆盖宽度为0.1～0.3μm，保证第一介质层61能完全覆盖住第一连接部21与第一焊接部22连接的位置以及第二介质层62能够覆盖第二连接部31与第二焊接部32连接的位置。
可选地，图6为本发明实施例提供的另一种LED器件的俯视结构示意图，上述技术方案的基础上，LED器件还包括封装层50，封装层50覆盖第一焊接部22、第二焊接部32、功能部23和LED芯片40，且封装层50至少暴露出部分位于第一连接部21上的第一介质层61，以及位于第二连接部31上的第二介质层62。具体的，封装层50的材料为环氧树脂、硅树脂和硅胶，由于封装层50暴露出部分位于第一连接部21上的第一介质层61，以及部分位于第二连接部31上的第二介质层62，在后续LED器件贴片过程暴露出的部分第一介质层61和第二介质层62可用于第一电极和第二电极的极性识别。
图7为本发明实施例提供的一种LED器件的剖面结构示意图，具体为图6所示结构沿切割线AA’切割得到的剖面结构示意图，参考图7，在切割线AA’处，存在第一焊接部22的第一端部210和第二端部220，第一端部210上设置有齐纳管D，且与第一连接部21无直接连接关系，封装介质层60覆盖在第一连接部21和第二连接部31与绝缘基板10的交界区域，第一介质层61和第二介质层62的切割面呈台阶状。
图8为本发明实施例提供的另一种LED器件的剖面结构示意图，具体为图6所示结构沿切割线BB’切割得到的剖面结构示意图，参考图8，在切割线BB’处，连接部与焊接部存在连接关系，切割线BB’对应的位置存在第一焊接部22和第二焊接部32，因此，第一介质层61和第二介质层62的切割面均呈长条状
进一步地，继续参考图7和图8，绝缘基板10包括正面、侧面和背面，在绝缘基板10的正面、侧面和背面均设置有第一连接部21和第二连接部22，其中，第一连接部21设置在第一连接区域PA1，第二连接部22设置在第二连接区域PA2，能够增大连接部的接触面积，进而能够将支架与外部电路可靠的连接，防止LED器件脱落。
可选地，图9为本发明实施例提供的一种LED器件阵列的结构示意图，图10为图9所示LED器件阵列的正面局部放大图，参考图1、图9和图10，该LED器件阵列包括本发明任意实施例所提供的LED器件，多个LED器件排布在该LED器件阵列上。在具体实现中，可以在未封装前的绝缘基板10上对应焊接部与连接部的连接区域涂覆感光热固化防焊油墨或液态感光热固化防潮油墨，形成介质层60，之后将LED芯片40通过固晶胶固定在功能部23上，进行焊线工艺；采用环氧树脂进行封装，形成封装层50，其中封装层50覆盖焊接部与连接部的连接区域，并暴露出位于连接部上的部分封装介质层60，形成整个LED器件。
图11为图9所示LED器件阵列的背面局部放大图，参考图11，在绝缘基板10的背面对应第一电极20的位置形成有第一油墨层801，对应第二电极30的位置形成有第二油墨层802，第一油墨层801和第二油墨层802的延伸方向相互垂直，以进行LED器件的电极极性的区分，例如，与第一连接部21延伸方向垂直的第一油墨层801用于表示正极，与第二连接部31延伸方向平行的第二油墨层802用于表示负极。当然，还可以将两层油墨层采用不同的颜色进行区分，以更加容易识别出LED器件的电极极性。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种LED器件，其特征在于，包括支架和LED芯片；
所述支架包括绝缘基板、第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极设置在所述绝缘基板上，所述第一电极和所述第二电极相互绝缘；
所述第一电极包括第一连接部、第一焊接部和功能部，所述第一焊接部的根部与所述第一连接部连接，所述第一焊接部的中部向所述第二电极延伸形成所述功能部，所述第一焊接部包括至少一个端部，所述第一焊接部的端部与所述功能部连接；
所述第二电极包括第二连接部和第二焊接部，所述第二焊接部的根部与所述第二连接部连接；
所述LED芯片设置在所述功能部上，所述LED芯片与所述第一焊接部的端部和所述第二焊接部的端部电连接。
2.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述第一焊接部包括第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端部位于所述功能部的不同侧，所述第一端部邻近所述第二焊接部的端部。
3.根据权利要求2所述的LED器件，其特征在于，所述第一端部上设置有齐纳管，所述齐纳管与所述第一端部和所述第二焊接部的端部电连接。
4.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述功能部、所述第一焊接部和所述第二焊接部包括多层金属镀层，所述功能部与所述第一焊接部和所述第二焊接部最外层的金属镀层不同。
5.根据权利要求4所述的LED器件，其特征在于，所述功能部的最外层金属镀层为银层，所述第一焊接部和所述第二焊接部的最外层金属镀层为金层。
6.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述第一焊接部的中部和所述第一焊接部的端部与所述功能部连接处的边缘为弧形过渡。
7.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述第二焊接部的根部与所述第二焊接部的端部之间设置有凹槽，所述凹槽暴露出所述绝缘基板。
8.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，还包括介质层，所述介质层包括第一介质层和第二介质层，所述第一介质层覆盖所述第一焊接部与所述第一连接部连接的位置，所述第二介质层覆盖所述第二焊接部与所述连接部连接的位置。
9.根据权利要求8所述的LED器件，其特征在于，所述第一介质层和所述第二介质层的颜色不同。
10.根据权利要求8所述的LED器件，其特征在于，还包括封装层，所述封装层覆盖所述第一焊接部、所述第二焊接部、所述功能部和所述LED芯片，且所述封装层至少暴露出部分位于所述第一连接部上的所述第一介质层，以及位于所述第二连接部上的所述第二介质层。
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