[发明专利]表面贴装陶瓷LED封装的生产方法、使用该生产方法生产的表面贴装陶瓷LED封装以及用于生产该封装的模具

说明书

本专利申请要求于2008年10月3日提交的、当前未决的美国专利申请12/244,799的优先权。

技术领域

本发明涉及用于表面贴装陶瓷发光二极管(LED)封装的生产方法、由该生产方法生产的表面贴装陶瓷LED封装以及用于生产该封装的模具。

背景技术

LED的应用十分广泛，如用作显示器背光源以及通用照明光源等等。LED封装可大致分为圆顶封装和表面贴装封装。就圆顶LED封装而言，LED芯片被安装到导线架上，而其周边则使用树脂模制成圆顶状。将树脂模制成圆顶状的原因是为了通过折射将芯片发出的光向前聚焦，从而增加发光量。就表面贴装封装而言，LED芯片被布置在凹板的凹槽底部，并用树脂密封。由于表面贴装类型的安装高度更低，尺寸更小，重量更轻，因而拥有广阔的应用范围和光明的发展前景。就表面贴装类型而言，并不使用圆顶形式的模塑树脂来折射光线，而是通过将凹面部分的壁朝上(朝凹面部分的开口方向)并倾斜以将其展开从而增加发光量。

由于LED芯片能够发出多种颜色的光，因而通过组合LED芯片就可获得发出各种颜色光的LED装置。然而，当将多个LED芯片布置在同一凹面部分中时会出现这样的问题，即某个LED芯片发出的光会被邻近LED芯片发出的光干涉。例如，当需要得到白光时，一种方法是将红光(R)、绿光(G)和蓝光(B)进行组合。普通的LED芯片为平面直角形式，由此发出的光缺乏方向性，几乎会从其整个表面发出。由于从芯片侧面发出的光会干扰邻近芯片发出的光，因此不同波长的发射光的干涉作用会使得光相互削弱。这会导致发光量减少的问题，而且还会出现发光量不均匀的现象。为了克服光干涉带来的问题，可在表面贴装LED装置的凹面部分的底部设置隔片以尽量减少发生在LED芯片间的光学干涉。

根据WO 2002/017401所述，整个LED装置发光量减少的问题可以通过下述方法来克服：在塑料LED装置凹面部分底部的多个LED芯片之间设置隔片，以防止从一个LED芯片发出的光与从另一LED芯片发出的光发生干涉。

然而，在WO 2002/017401中，将塑料用于封装基板。由于塑料在LED芯片发出光所含的紫外线的作用下可能会劣化，因此它不是最适用于LED封装。此外，虽然高输出的LED芯片能发出高亮度的光，但待散热量也相应增加。由于塑料封装缺乏耐热性，因而热劣化问题不容忽视，由此带来封装本身使用寿命缩短的问题。

在另一方面，虽然陶瓷封装具有优异的耐热性，但是在制作倾斜或弯曲的发射光反射表面或芯片之间的隔片等精细结构方面，它们存在可塑性不如塑料制品的问题。基于上述原因，陶瓷封装在将LED芯片发射的光导向所需的方向时存在困难，最终将造成发光量损失。因此，陶瓷封装在精细结构方面可塑性不佳的缺点可通过有效利用热塑性塑料生片的特性来克服。

本发明通过提供一种制造陶瓷LED封装的生产方法解决了许多此类问题，所述方法能够轻松可靠地形成隔片，并可制造具有隔片的陶瓷LED封装，而且还能制造用于模制陶瓷LED封装的模具。

发明概述

本发明的用于表面贴装陶瓷LED封装的生产方法包括以下步骤：(i)制备第一陶瓷生片和第二陶瓷生片，并在第一陶瓷生片中形成通孔；(ii)在第一和/或第二陶瓷生片上形成LED连接电极；(iii)将第一陶瓷生片和第二陶瓷生片叠放以形成具有凸面部分的陶瓷生片基板；(iv)将模具插入陶瓷生片基板的凹面部分中，所述模具包括基座部分和插入部分，其基座部分挤压除陶瓷生片基板的第一陶瓷生片的凹面部分之外的其他部分；其插入部分具有从基座部分突出并挤压陶瓷生片基板的凹面部分内部的凸面部分。插入操作使得凸面部分的远端表面与陶瓷生片基板凹面部分的底部接触。模具凸面部分的远端表面设有凹槽以在陶瓷生片基板的凹面部分底部形成隔片；(v)通过将模具压到陶瓷生片基板上使陶瓷生片卷曲，同时通过挤压形成适当的形状，其中在陶瓷生片基板的凹面部分的底部形成隔片，并使凹面部分的侧表面倾斜以朝开口的方向展开；以及(vi)烧结卷曲和挤压成形的陶瓷生片基板以形成陶瓷基板。

在本发明的另一个实施方案中，步骤(ii)是这样的一个步骤(本文中称为ii′)：其中在第二陶瓷生片中设置通孔，向通孔中填充导电浆料，并且在与第一陶瓷生片接触的第二陶瓷生片的表面上形成用于实现与LED芯片电连接的电极以覆盖通孔；并且步骤(iii)为步骤(iii′)，其中将第一陶瓷生片叠放到第二陶瓷生片形成有电极的一例上以形成具有凹面部分的陶瓷生片基板。