CN209133533U - Led器件及led灯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种LED器件，包括LED芯片、用于承载LED芯片的支架以及至少一条电性连接LED芯片和支架的焊线，所述LED芯片的电极上焊有第一加强球，所述焊线的一端由第一加强球牵引至与支架连接，所述第一加强球上焊有覆盖至少部分焊线的第二加强球；或者，所述LED支架上焊有第一加强球，所述焊线的一端由第一加强球牵引至与LED芯片的电极连接，所述第一加强球上焊有覆盖至少部分焊线的第二加强球。本实用新型还公开了一种LED灯。本实用新型的LED器件和LED灯的使用寿命有所提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体领域，尤其涉及一种LED器件以及应用该LED器件的LED等。
背景技术
现有技术的LED器件包括支架、LED芯片以及焊线，所述LED芯片通过焊线与支架或者另一个LED芯片连接，LED器件完成焊线的焊接后再覆盖封装胶体。其中，LED器件中的焊线是通过劈刀引导焊线按照设定的轨迹移动，劈刀结构如附图1所示，劈刀1a设有供焊线2a穿过的中心孔11a，劈刀1a的上方设有线夹3a，封装LED器件的焊线时，通过线夹3a固定焊线2a，便于焊线切断等。
由于芯片的电极比较脆弱，所以一般会在芯片电极上先点个焊球，然后再由焊球向外引出焊线从而形成LED器件中用于连接芯片和基板或者芯片和芯片的焊线。其中，焊线是通过电子打火棒打火烧结成焊球，通过电子打火棒打火后与焊球相邻部分的焊线会形成热影响区，热影响区由于晶粒粗大，其机械性能相对于其它部位有所下降，尤其在焊球与焊线过渡的部分最为脆弱，当封装胶体在工作的时候会由于热胀冷缩对焊线产生一定的应力，此时，焊线与焊球过渡的部分容易被扯断，从而影响整个器件的使用寿命。同理，当焊线的热影响区与LED器件的支架连接也存在相同的问题。
为了解决焊线的热影响区寿命低的问题，现有技术在焊线的两端设置成直线状。例如公告号为CN204204914U的中国实用新型专利，其公开的焊线的两端分别为竖直段1b和直线段2b，其中竖直段1b和直线段2b的长度大于热影响区的长度，即将弯折的部位避开热影响区，从而提高焊线的整体使用寿命。
焊线在LED器件使用的过程中会受到封装胶热胀冷缩的影响，焊线的不同部位的热应力也会不同，当焊线整体高度越高时，其使用寿命会越短。而采用上述中国公开的LED封装结构时，由于其设有竖直段，所以焊线的高度至少要大于竖直段的高度，其必然会影响焊线的使用寿命。
在上述中国公开的LED封装结构的基础上，现有技术做了进一步地改进，但是改进后的LED器件均是采用改变焊线的弧形来提高其使用寿命，例如公开号为CN 106784242A的中国发明专利以及CN107978668A的中国发明专利。不管采用哪种弧形的焊线，其必然需要通过竖直段来解决焊线的热影响区脆弱的问题，而采用竖直段又会影响焊线的整体高度，其还是会影响焊线的使用寿命。此外，公开号为CN 106784242A以及公开号为CN107978668A的两份中国发明专利均需要采用特定的弧形方能达到提高寿命的效果，从而提高焊线的加工难度，以及会限制焊线的适用范围。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种LED器件，提高LED器件中焊线的使用寿命。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种LED器件，包括LED芯片、用于承载LED芯片的支架以及至少一条电性连接LED芯片和支架的焊线，所述LED芯片的电极上焊有第一加强球，所述焊线的一端由第一加强球牵引至与支架连接，所述第一加强球上焊有覆盖至少部分焊线的第二加强球；
或者，所述LED支架上焊有第一加强球，所述焊线的一端由第一加强球牵引至与LED芯片的电极连接，所述第一加强球上焊有覆盖至少部分焊线的第二加强球。
作为上述方案的改进，当第一加强球焊于LED芯片的电极上时，所述支架上焊有辅助加强球，所述焊线与支架连接的一端焊于辅助加强球上。
作为上述方案的改进，所述辅助加强球上焊有覆盖至少部分焊线的第三加强球。
作为上述方案的改进，当所述第一加强球焊于支架上时，所述LED芯片的电极上焊有辅助加强球，所述焊线与LED芯片连接的一端焊于辅助加强球上。
作为上述方案的改进，所述辅助加强球上焊有覆盖至少部分焊线的第三加强球。
作为LED器件的另一种实时方式，所述LED器件包括至少两个LED芯片、用于承载LED芯片的支架以及至少一条电性连接两个LED芯片的焊线，两个LED芯片分别为第一LED芯片和第二LED芯片，所述第一LED芯片的电极上焊有第一加强球，所述焊线的一端由第一加强球牵引至与第二LED芯片的电极连接，所述第一加强球上焊有覆盖至少部分焊线的第二加强球。
作为上述方案的改进，所述第二LED芯片的电极上焊有辅助加强球，所述焊线与第二LED芯片连接的一端焊于辅助加强球上。
作为上述方案的改进，所述辅助加强球上焊有覆盖至少部分焊线的第三加强球。
作为上述方案的改进，所述焊线为银合金线材，所述银合金线材的表面设有钯层。
相应的，本实用新型还公开了一种LED灯，包括至少一个本实用新型所述的LED器件。
实施本实用新型的实施例，具有如下有益效果：
本实用新型的LED器件中的焊线由第一加强球引出，焊线和第一加强球之间形成的热影响区最薄弱的过渡部分再通过第二加强球覆盖，第二加强球可以提高第一加强球和焊线连接的牢固性。即使封装胶在LED器件工作时产生较大的热胀冷缩，焊线与第一加强球过渡的部位在第一加强球和第二加强球的保护下也不容易发生断裂。可见，采用本实用新型的LED器件可以提高焊线的使用寿命，进而提高LED器件的整体使用寿命。
此外，采用本实用新型的LED器件时，由于与第一加强球连接的焊线的可靠性提高，此时，焊线不容易与第一加强球脱离，所以焊线与第一加强球连接的一端无需另外设置竖直段，进而可以降低焊线最高点与LED芯片之间的高度差，而较低的焊线可以进一步提高焊线的使用寿命。
附图说明
图1是是劈刀和焊丝的结构示意图；
图2是公告号为CN204204914U的中国实用新型专利对应的焊线的结构示意图；
图3本实用新型LED器件第一实施例中第一种结构的结构示意图；
图4是本实用新型LED器件第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。仅此声明，本实用新型在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本实用新型的附图为基准，其并不是对本实用新型的具体限定。
实施例一
参见附图1，本实用新型公开了一种LED器件，包括LED芯片1、用于承载LED芯片1的支架2以及至少一条电性连接LED芯片1和支架2的焊线3。其中，所述焊线3的热影响区可以设在LED芯片1一端，也可以设在支架2一端，以下具体介绍。
第一种结构，所述LED芯片1的电极上焊有第一加强球4c，所述焊线3的一端由第一加强球4c牵引至与支架2连接，所述第一加强球4c上焊有覆盖至少部分焊线3的第二加强球5c。采用本方式的LED器件通过第一加强球4c和第二加强球5c提高具有热影响区一端的焊线3连接的可靠性。
优选的，所述支架2上焊有辅助加强球6c，所述焊线3与支架2连接的一端焊于辅助加强球6c上。通过辅助加强球6c提高焊线3与支架2连接的可靠性。
为了进一步提高焊线3与支架2连接的可靠性，本实用新型的LED器件在所述辅助加强球6c上焊有覆盖至少部分焊线3的第三加强球7c。
附图3中显示的即本实施例第一种结构的LED器件。
第二种结构，所述LED支架上焊有第一加强球，所述焊线的一端由第一加强球牵引至与LED芯片的电极连接，所述第一加强球上焊有覆盖至少部分焊线的第二加强球。采用本方式的LED器件通过第一加强球和第二加强球提高具有热影响区一端的焊线连接的可靠性。
采用第二种结构的LED器件时，所述LED芯片的电极上焊有辅助加强球，所述焊线与LED芯片连接的一端焊于辅助加强球上。
为了进一步提高焊线与LED芯片连接的可靠性，所述辅助加强球上焊有覆盖至少部分焊线的第三加强球。
需要说明的是，本实施例的LED器件中与第一加强球连接的焊线的可靠性提高，此时，焊线不容易与第一加强球脱离，所以焊线与第一加强球连接的一端无需另外设置竖直段，进而可以降低焊线最高点与LED芯片之间的高度差，而较低的焊线可以进一步提高焊线的使用寿命。
在焊线无需设置竖直段时，焊线的高度可以压的很低，此时，焊线的弧高主要是受到焊线封装过程中劈刀以及焊线选用形状的影响。
作为劈刀的优选方案，所述劈刀的下端设有倒圆角，所述倒圆角的直径为D1，所述第一加强球和第二加强球的直径均为D2，所述D2大于D1，且D2减D1等于8～25μm。本实施例将劈刀的倒圆角的直径设置为小于第一加强球和第二加强球的直径，进而可以确保劈刀不会对LED芯片产生不利影响。作为第一种优选方案，所述D1为38μm，所述D2为46～63μm，作为第二种优选方案，所述D1为46μm，所述D2为54～71μm，作为第三种优选方案，所述D1为53μm，所述D2为61～78μm。
相应的，发明人根据不同焊线形状以及劈刀尺寸将本发明的弧高和现有技术的弧高进行比对，具体如下表一所示。其中，下表中的原弧高范围不受T值影响，可以是127μm，也可以是155μm，对应线弧的弧高的适用范围均相同。
表一 弧高对比
其中，劈刀的T值为劈刀的头部直径值，即劈刀的下端的直径值。
Q线弧指现有技术中传统的二维线弧，Q线弧具体可以参照公告号为CN204204914U的中国实用新型专利的背景技术中的金线。
SQ线弧指平面线弧，其与上述Q线弧类似，只是中间多了一个水平段，即其包括依次设置的竖直段、水平段以及倾斜段。
J线弧指非平面线弧，具体设有两个拐弯部，J线弧具体可以参照为公布号为CN106784242A的中国发明专利的导电焊线。
根据上述比对可得出以下结论：
1、采用本发明的封装工艺加工的LED器件的弧高比现有技术同线型的弧高要低，而弧高相对较低的焊线对应的LED器件的时候寿命可以大大的提高，进而提高LED器件的使用寿命。
2、在一定范围内，劈刀的头部直径越大，对应的弧高越低，说明采用本实施例的焊线封装工艺受到劈刀尺寸影响大。
此外，发明人对Q线弧、SQ线弧以及J线弧进行了快速冷热冲击试验，以下表二所示，以下为测试结果的比对。其中，试验的条件是-65℃/15min到150℃/15min，且每0.5h一个循环，相对于一般的冷却冲击试验条件更为苛刻。
表二 冷热冲击试验对比
根据上述实验数据可得出，Q线弧、SQ线弧以及J线弧加上双层加强球后的失效比例均比没有加上双层加强球的失效比例低，例如Q线弧在冷热冲击为100回合时开始出现失效，且后续的失效率更大，而采用加双层加强球的Q线弧在冷热冲击为100回合时的失效率为0，可见，采用上层加强球的Q线弧的使用寿命更长。同理，其他线弧结合双层加强球后的失效比例均低于没有加上双层加强球的线弧。由此可知，采用本实施例的焊线封装工艺加工的LED器件的焊线的可靠性均比现有技术的线弧的好。即可证明采用本实施例的焊线封装工艺加工的LED器件的使用寿命比现有技术的好。
在焊线无需设置竖直段时，焊线的高度可以压的很低，此时，焊线的弧高主要是受到焊线封装过程中劈刀以及焊线选用形状的影响。
此外，需要说明的是，现有技术的焊丝一般采用合金线，但是现有技术的合金线容易发生卤素反映发黑，导致亮度降低。另外，现有技术的合金线的强度不高，不利于增强焊丝的可靠性。
为了解决上述问题，本实施例所述的焊线为银合金线材，所述银合金线材的表面设有钯层。优选的，所述银合金线材为圆柱形，所述银合金线材的直径与钯层之间的厚度比为(400:1)～(800:1)。
本实施例通过在银合金线材表面镀钯，可以提高抗硫化性能，线材不容易发黑，光衰明显比合金线的减少的小，具体可以参照下述硫化光衰对比表，从下表三可以看出，经过硫化试验后，镀钯线的亮度比合金线的亮度保持的更好。
表三 镀钯线、合金线硫化光衰对比
此外，钯不与卤素发生反应变色，可解决合金线硫化发黑的问题。
进一步地，钯的强度比银更高，能一定程度的提高线材的强度，增加线材的可靠性，具体可以参照下述冷热冲击测试表，由下表四所示，由于镀钯线100颗样品失效率为43％，而合金线的失效率为96％，因此镀钯线的强度明显比合金线高，可靠性好。
表四 线材冷热冲击测试对比
实施例二
实施例公开了一种LED器件，与实施例一不同的是，本实施例的LED器件中的用于连接两个LED芯片。
参见附图4，本实施例的LED器件包括至少两个LED芯片、用于承载LED芯片的支架1d以及至少一条电性连接两个LED芯片的焊线2d，两个LED芯片分别为第一LED芯片3d和第二LED芯片4d，所述第一LED芯片3d的电极上焊有第一加强球5d，所述焊线2d的一端由第一加强球5d牵引至与第二LED芯片4d的电极连接，所述第一加强球5d上焊有覆盖至少部分焊线2d的第二加强球6d。
为了提高焊线2d与第二LED芯片4d连接的可靠性，本实用新型在所述第二LED芯片4d的电极上焊有辅助加强球7d，所述焊线2d与第二LED芯片4d连接的一端焊于辅助加强球7d上。本实施例通过辅助加强球7d提高焊线2d与第二LED芯片4d连接的可靠性。
为了进一步提高焊线2d与第二LED芯片4d连接的可靠性，所述辅助加强球7d上焊有覆盖至少部分焊线2d的第三加强球8d。
实施例三
实施例公开了一种LED灯，包括至少一个实施例一或实施例二所述的LED器件。本实施例的LED灯的使用寿命长。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种LED器件，包括LED芯片、用于承载LED芯片的支架以及至少一条电性连接LED芯片和支架的焊线，其特征在于，所述LED芯片的电极上焊有第一加强球，所述焊线的一端由第一加强球牵引至与支架连接，所述第一加强球上焊有覆盖至少部分焊线的第二加强球；
或者，所述LED支架上焊有第一加强球，所述焊线的一端由第一加强球牵引至与LED芯片的电极连接，所述第一加强球上焊有覆盖至少部分焊线的第二加强球。
2.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，当第一加强球焊于LED芯片的电极上时，所述支架上焊有辅助加强球，所述焊线与支架连接的一端焊于辅助加强球上。
3.根据权利要求2所述的LED器件，其特征在于，所述辅助加强球上焊有覆盖至少部分焊线的第三加强球。
4.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，当所述第一加强球焊于支架上时，所述LED芯片的电极上焊有辅助加强球，所述焊线与LED芯片连接的一端焊于辅助加强球上。
5.根据权利要求4所述的LED器件，其特征在于，所述辅助加强球上焊有覆盖至少部分焊线的第三加强球。
6.根据权利要求1至5任一项所述的LED器件，其特征在于，所述焊线为银合金线材，所述银合金线材的表面设有钯层。
7.一种LED器件，包括至少两个LED芯片、用于承载LED芯片的支架以及至少一条电性连接两个LED芯片的焊线，两个LED芯片分别为第一LED芯片和第二LED芯片，其特征在于，所述第一LED芯片的电极上焊有第一加强球，所述焊线的一端由第一加强球牵引至与第二LED芯片的电极连接，所述第一加强球上焊有覆盖至少部分焊线的第二加强球。
8.根据权利要求7所述的LED器件，其特征在于，所述第二LED芯片的电极上焊有辅助加强球，所述焊线与第二LED芯片连接的一端焊于辅助加强球上。
9.根据权利要求8所述的LED器件，其特征在于，所述辅助加强球上焊有覆盖至少部分焊线的第三加强球。
10.一种LED灯，其特征在于，包括至少一个权利要求1至9任一项所述的LED器件。
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|---|---|---|---|
| CN201821555937.5U CN209133533U (zh) | 2018-09-21 | 2018-09-21 | Led器件及led灯 |
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Publications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109301059A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-02-01 | 佛山市国星光电股份有限公司 | Led器件的焊线封装工艺、led器件及led灯 |
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2018
- 2018-09-21 CN CN201821555937.5U patent/CN209133533U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109301059A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-02-01 | 佛山市国星光电股份有限公司 | Led器件的焊线封装工艺、led器件及led灯 |
| CN109301059B (zh) * | 2018-09-21 | 2024-07-16 | 佛山市国星光电股份有限公司 | Led器件的焊线封装工艺、led器件及led灯 |
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