一种可六面发光的发光二极管、载体及工艺

技术领域

本发明涉及发光二极管封装技术领域，尤其涉及一种可六面发光的发光二极管、载体及工艺。

背景技术

发光二极管是一种固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。发光二极管的心脏是一个半导体的芯片，芯片的一端附着在一个支架上，是负极，另一端连接电源的正极，整个芯片被环氧树脂封装起来。发光二极管芯片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个芯片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是发光二极光的原理。发光二极管芯片需要受到保护，以免遭受灰尘，潮湿，静电放电(ESD)和机械破坏，需要建立可靠的欧姆接触，以便对P-N结施加电流。

公告号为CN113871525A的中国专利公开了一种无焊线360°发光二极管及其封装方法，其中，PCB板包含一号固晶底板、二号固晶底板、一号贴片焊盘和二号贴片焊盘；所述一号贴片焊盘以及二号贴片焊盘的内侧分别固定有一号固晶底板和二号固晶底板；所述一号固晶底板和二号固晶底板的上部均利用导电物质与数个倒装LED芯片两端的芯片电极连接；所述模制胶体罩设在上述一号固晶底板、二号固晶底板、导电物质、芯片电极以及倒装LED芯片的外部；一号固晶底板和二号固晶底板的底部相邻侧壁均开设有导胶槽；所述模制胶体的下部设置于导胶槽内，且模制胶体的底边缘与导胶槽的下边缘齐平设置。该发光二极管通过发光芯片在两个基板之间，同时发光芯片是一个特制的双面发光芯片，使得两面发光，但是该二极管只能设置特制的芯片，同时无法使用传统的发光芯片，会增加成本。

公告号为CN110416392A的中国专利公开了一种封装360°发光二极管，导热固晶底板和焊线底板均插设在模制胶体内，且导热固晶底板和焊线底板的外侧均固定有贴片焊盘，上述芯片固定在导热固晶底板上，且芯片上的芯片第一电极利用第一焊线与导热固晶底板连接，芯片上的芯片第二电极利用第二焊线与焊线底板连接；上述芯片、芯片第一电极、芯片第二电极、第一焊线以及第二焊线均设置于模制胶体内部；上述导热固晶底板的底部开设有第一导胶槽，上述焊线底板的底部开设有第二导胶槽。固晶底板背部的导胶槽和焊线底板之间利用空气绝缘，且能够达到360°发光效果。该结构为使用传统的键合线工艺结构，但是该结构的底部会被挡住发光，而无法实现六面发光的效果。因此，需要设计一种能够实现六面发光的二极管。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可六面发光的发光二极管、载体及工艺，解决现有键合线工艺中无法实现发光二极管六面发光的技术问题。

该发光二极管主要是在键合线技术工艺上的六面发光，具有很好的推广意义，在一定距离看发光二极管即为一个六面发光的二极管。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种可六面发光的发光二极管，包括第一基板、第二基板、发光芯片、键合线和封装体，发光芯片设置在第一基板上，第二基板与间隔平行设置，发光芯片顶端设置有两个发光芯片电极，两个发光芯片电极通过两根键合线分别将发光芯片电极与第一基板和第二基板连接，封装体包裹在第一基板、第二基板、发光芯片和键合线的外侧。第一基板包括第一基板焊盘、第一基板载板和第一基板连接板，第一基板载板通过第一基板连接板与第一基板焊盘连接，发光芯片固定设置在第一基板载板上，第一基板连接板的两侧设置为第一基板空缺处，发光芯片通过两个第一基板空缺处往第一基板底部发射光波，提供光源，第二基板包括第二基板载板、第二基板连接板和第二基板焊盘，第二基板载板通过第二基板连接板与第二基板焊盘连接，第二基板载板与第一基板载板相隔设置，第二基板载板与第一基板载板之间设置有透光间隙，发光芯片从透光间隙供第二基板的底部提供光源，第二基板连接板的两侧设置为第二基板空缺处，发光芯片从第二基板连接板两侧的第二基板空缺处供第二基板的底部提供光源。

进一步地，第一基板焊盘与第一基板空缺处相邻边上设置有第一聚光板，第一聚光板设置在第一基板焊盘的底部，发光芯片通过第一基板空缺处照射在第一聚光板上，且第一聚光板被发光芯片照射的面上涂有第一聚光板反光涂层，第一聚光板反光涂层将发光芯片上照射的光线反射到第一基板载板的底部，为第一基板载板的底部提供光源。

进一步地，第一聚光板设置为第一聚光板内球面凹体，第一聚光板内球面凹体的内球心设置在第一基板载板的底部，第一聚光板内球面凹体将照射在第一聚光板的光聚合成观点反射在第一基板载板的底部。

进一步地，发光芯片从第一基板空缺处倾斜射下的光线竖直高度比第一聚光板的竖直高度高，使得发光芯片倾斜射下的光线一部分被第一聚光板反射聚合供第一基板载板的底部提供光源，发光芯片倾斜射下的光线另一部分没被反射实现供第一基板的底部左侧光影位置提供光源。

进一步地，第二基板载板的底部设置有第二聚光板，第二聚光板上设置有第二聚光板反光涂层，发光芯片从第一基板载板与第二基板载板之间的间隙照射在第二聚光板的第二聚光板反光涂层上，第二聚光板反光涂层将照射的光源反射到第一基板载板的底部，为第一基板载板的底部提供光源。

进一步地，第二聚光板设置为第二聚光板内球面凹体，第二聚光板内球面凹体的内球心设置在第一基板载板的底部，第二聚光板内球面凹体将照射在第二聚光板反光涂层上的光线进行反射并汇聚在第一基板载板的底部；

发光芯片倾斜照射在第一基板载板与第二基板载板之间的间隙光线竖直高度比第二聚光板的竖直高度高，从第一基板载板与第二基板载板之间的间隙倾斜照射光线一部分由第二聚光板内球面凹体反射聚合在第一基板载板的底部，另一部分照射在第二基板载板(5)的底部。

一种可六面发光的发光二极管载体，包括第一载体和第二载体，第一载体和第二载体设置在同一水平面上，第一载体和第二载体间隔设置，第一载体设置为扇形结构，第一载体上用于放置发光源，发光源从第一载体的空缺处、第二载体的空缺处和第一载体与第二载体的间隙处照射光线，并将一部分光线反射到第一载体的底部，为第一载体和第二载体的底部提供光源。

一种可六面发光的发光二极管载体制备工艺，在一块铜板上印上第一载体和第二载体的形状线和分离线，使用摄像头照射在铜板上，识别出形状线和分离线，然后使用激光刻蚀机在印有形状线和分离线上进行刻蚀，刻蚀完后使用冲压磨具对反光部分进行冲压成型，得到发光二极管载体。

一种可六面发光的发光二极管载体制备工艺，制备一个与第一载体和第二载体的形状相同的模型切割刀，模型切割刀压在载体铜板上，然后使用冲压磨具对反光部分进行冲压成型，得到发光二极管载体。

一种可六面发光的发光二极管的封装工艺，将发光芯片固定在第一载体上，然后使用键合线把发光芯片上的两个发光芯片电极分别与第一载体和第二载体连接，然后使用封装体包裹在第一载体、第二载体、键合线和发光芯片的外侧，封装完成。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

(1)本发明的第一基板上设置有两处的第一基板空缺处，第二基板上设置有两处的第二基板空缺处，同时第一基板和第二基板之间设置有空隙，则发光芯片能够通过空缺处和空隙为第一基板和第二基板的底部提供光源，实现了两面都有光源，同时第一基板空缺处和第二基板空缺处可以增加了基板与环氧树脂之间的抓合力，避免由于铜板与环氧树脂的热膨胀系数不同而出现分层的现象；

(2)第一基板空缺处设置第一聚光板，空隙处设置第二聚光板，同时设置有反光涂层，可以将光线进行反射汇聚到第一基的底部，同时设为一个球体结构，光线照射后会被反射后汇聚在一点上，使得光线在第一基板的底部形成一个光点，相当是一个光源，则可以实现了两面和倾斜面的光源，实现六面发光，同时设置的第一聚光板和第二聚光板是竖直结构，更好的增加了封装体育铜板的抓合力，有效的避免了分层的情况。

(3)发光二极管载体有一块铜板进行一次冲压蚀刻而成，工艺非常简单，同时又能够使得装载的二极管实现六面发光的情况。

附图说明

图1是本发明可六面发光的发光二极管俯视图；

图2是本发明可六面发光的发光二极管侧视图；

图3是本发明可六面发光的发光二极管的基板俯视图；

图4是本发明可六面发光的发光二极管的第一基板左视图；

图5是本发明可六面发光的发光二极管的第一基板右视图；

图6是本发明可六面发光的发光二极管的第二基板左视图；

图7是本发明可六面发光的发光二极管的第二基板右视图；

图8是本发明可六面发光的发光二极管的基板开始冲压前区域划分图；

图9是本发明可六面发光的发光二极管的基板开始冲压前涂反光层结构示意图；

图10是本发明可六面发光的发光二极管的光源为基板底部照射倾斜光线和反射汇聚光线原理图。

附图中，1-第一基板焊盘，2-第一基板载板，3-第一基板连接板，4-第一基板空缺处，5-第二基板载板，6-第二基板连接板，7-第二基板焊盘，8-第二基板空缺处，9-发光芯片，10-发光芯片电极，11-键合线，12-封装体，13-第一聚光板，14-第一聚光板内球面凹体，15-第二聚光板，16-第二聚光板内球面凹体，17-第一聚光板反光涂层，18-第二聚光板反光涂层。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。

如图1-2所示，一种可六面发光的发光二极管，包括第一基板、第二基板、发光芯片9、键合线11和封装体12，发光芯片9设置在第一基板上，第二基板与间隔平行设置，发光芯片9顶端设置有两个发光芯片电极10，两个发光芯片电极10通过两根键合线11分别将发光芯片电极10与第一基板和第二基板连接，封装体12包裹在第一基板、第二基板、发光芯片9和键合线11的外侧。第一基板包括第一基板焊盘1、第一基板载板2和第一基板连接板3，第一基板载板2通过第一基板连接板3与第一基板焊盘1连接，发光芯片9固定设置在第一基板载板2上，第一基板连接板3的两侧设置为第一基板空缺处4，发光芯片9通过两个第一基板空缺处4往第一基板底部发射光波，提供光源，第二基板包括第二基板载板5、第二基板连接板6和第二基板焊盘7，第二基板载板5通过第二基板连接板6与第二基板焊盘7连接，第二基板载板5与第一基板载板2相隔设置，第二基板载板5与第一基板载板2之间设置有透光间隙，发光芯片9从透光间隙供第二基板的底部提供光源，第二基板连接板6的两侧设置为第二基板空缺处8，发光芯片9从第二基板连接板6两侧的第二基板空缺处8供第二基板的底部提供光源。发光芯片9的尺寸比第一基板连接板3和第二基板连接板6的宽度都大，因此两边的光源照射时，会使得形成两边交叉，只有出现亮度变暗了一些(此处的暗是相对发光芯片9正上方的亮度)，但是同样具有光源，实现两侧的光源的出现，不会因为基板挡住。封装体12包裹了第一基板焊盘1和第二基板焊盘7大概2mm的距离，增加焊盘的硬度，避免只包裹连接处时，在连接板与焊盘连接处出现断裂的情况，更好的保护焊盘。

如图1-2和图10所示，发光芯片9周围的发光会从四周散射出去，由于现有的发光芯片9一般是设置为一个长方体结构，如果发光芯片9太矮可以设置一凸台增高，或者底部设置一个粘合凸台也可以。第一基板、第二基板均是有铜板制成。从图1和图10结合可以知道，发光芯片9会从第二基板空缺处8、第一基板空缺处4和中间间隙倾斜照射光源到基板的底面，使得基板的底面具有三道光源，实现了光源穿透的基板的效果。同时第二基板空缺处8、第一基板空缺处4能够很好的避免了环氧树脂与同伴分层出现松动的情况，增加了发光二极管的寿命，避免由于松动引起键合线脱落的情况。

本发明实施例中，第一基板焊盘1与第一基板空缺处4相邻边上设置有第一聚光板13，第一聚光板13设置在第一基板焊盘1的底部，发光芯片9通过第一基板空缺处4照射在第一聚光板13上，且第一聚光板13被发光芯片9照射的面上涂有第一聚光板反光涂层17，第一聚光板反光涂层17将发光芯片9上照射的光线反射到第一基板载板2的底部，为第一基板载板2的底部提供光源。

如图，4-5所示，第一聚光板13第一种情况是与第一基板焊盘1垂直设置，实现的是将光线反射到第一基板载板2的底部，使得第一基板载板2底部也有光源，如图10所示，实现的光线的反射到需要的位置，实现了背部发光的情况。第一聚光板反光涂层17是在制备前就划定好一定的区域先涂好的。

另外一种情况第一聚光板13与第一基板焊盘1不垂直设置，第一聚光板13与第一基板焊盘1的夹角在60-90°之间，这种设置可以减少反射的光线，而增加了倾斜到左边的光线，根据用户的需求设置这两种情况均是可以的。

本发明实施例中，第一聚光板13设置为第一聚光板内球面凹体14，第一聚光板内球面凹体14的内球心设置在第一基板载板2的底部，第一聚光板内球面凹体14将照射在第一聚光板13的光聚合成观点反射在第一基板载板2的底部。第一聚光板内球面凹体14为使用一个球面体的结构进行冲压的，同时刚好球面的球心在第一基板载板2的底部位置。设置为内凹的球面结构，实现对光线的反射汇聚到一点上，使得该点的光线更亮，形成一个背后的光源。

本发明实施例中，发光芯片9从第一基板空缺处4倾斜射下的光线竖直高度比第一聚光板13的竖直高度高，使得发光芯片9倾斜射下的光线一部分被第一聚光板13反射聚合供第一基板载板2的底部提供光源，发光芯片9倾斜射下的光线另一部分没被反射实现供第一基板的底部左侧光影位置提供光源。第一聚光板13的高度不能太高，避免挡完了所有的倾斜光源，实现一部分倾斜往左边照射，避免出现有部分阴影没有光线的问题。

本发明实施例中，如图6-7所示，第二基板载板5的底部设置有第二聚光板15，第二聚光板15上设置有第二聚光板反光涂层18，发光芯片9从第一基板载板2与第二基板载板5之间的间隙照射在第二聚光板15的第二聚光板反光涂层18上，第二聚光板反光涂层18将照射的光源反射到第一基板载板2的底部，为第一基板载板2的底部提供光源。第二聚光板15同样可以设置与第二基板载板5垂直结构，如图2所示为垂直结构，实现将光线反射到第一基板载板2的底部。同时第二聚光板15也可以倾斜设置，第二聚光板15与第二基板载板5之间的夹角在60-90°之间，这种设置可以减少反射的光线，而增加了倾斜到右边的光线。

本发明实施例中，第二聚光板15设置为第二聚光板内球面凹体16，第二聚光板内球面凹体16的内球心设置在第一基板载板2的底部，第二聚光板内球面凹体16将照射在第二聚光板反光涂层18上的光线进行反射并汇聚在第一基板载板2的底部。发光芯片9倾斜照射在第一基板载板2与第二基板载板5之间的间隙光线竖直高度比第二聚光板15的竖直高度高，从第一基板载板2与第二基板载板5之间的间隙倾斜照射光线一部分由第二聚光板内球面凹体16反射聚合在第一基板载板2的底部，另一部分照射在第二基板载板5的底部。

第二聚光板内球面凹体16反射汇聚的光点与第一聚光板内球面凹体14反射汇聚的光点重合，增强光点的亮度，使得在第一基板载板2的背部出现一个虚拟光源，实现两面的发光，同时两侧又有倾斜光源，实现了发光二极管的六面发光，站在大概2米外的距离看，整个二极管就是一个六面发光的结构。

一种可六面发光的发光二极管载体，如图3所示，包括第一载体和第二载体，第一载体和第二载体设置在同一水平面上，第一载体和第二载体间隔设置，第一载体设置为扇形结构，第一载体上用于放置发光源，发光源从第一载体的空缺处、第二载体的空缺处和第一载体与第二载体的间隙处照射光线，并将一部分光线反射到第一载体的底部，为第一载体和第二载体的底部提供光源。第一载体的结构就同上面的第一基板的结构相同，第二载体的结构与上面第二基板结构是相同的。第一载体作为发光源的载体。第二载体作为发光源的一个电极输出。

一种可六面发光的发光二极管载体制备工艺，在一块铜板上印上第一载体和第二载体的形状线和分离线，使用摄像头照射在铜板上，识别出形状线和分离线，然后使用激光刻蚀机在印有形状线和分离线上进行刻蚀，刻蚀完后使用冲压磨具对反光部分进行冲压成型，得到发光二极管载体。

如图8-9所示，先在固定大小的铜板上印刷号线路，如图9所示，先画好第一基板空缺处4与第一基板载板2和第一基板连接板3连接处的线，然后画好第二基板空缺处8与第二基板载板5和第二基板连接板6连接处的线，最后画好第一基板载板2前端的连接线，然后使用蚀刻机进行对线路蚀刻切割，将第二基板空缺处8的铜块切割掉。然后在第一基板空缺处4区域的半上涂上反光涂层，同时第一基板载板2与第二基板载板5之间的区域也同时涂上反光涂层，然后使用冲压磨具将涂有反光涂层的部分继续冲压成为竖直结构，然后再用球面体对垂直的横向的球面冲压使得反光层形成内凹的球内面结构，即可得到发光二极管载体。发光二极管载体包括第一基板和第二基板。

该工艺实现对铜板的最大利用，同时在制备过程只要切割和冲压即可完成，工艺简单，生产效率高。

一种可六面发光的发光二极管载体制备工艺，制备一个与第一载体和第二载体的形状相同的模型切割刀，模型切割刀压在载体铜板上，然后使用冲压磨具对反光部分进行冲压成型，得到发光二极管载体。该发光二极管载体包括第一基板和第二基板。如图8-9所示，首先要根据需要制作一个模型切割刀，这个切割刀模型就是如8所示的画线部分的结构，除了第一基板焊盘1与第一基板空缺处4处的线不算，此处不需要切割，还有第二基板载板5与左边的有涂层的区域的连接线处也不需要切割，这两个地方均是后期冲压即可一体成型，避免了后期的焊接工艺。该工艺具有效率高，压一次即可多多块铜板同时切割，效率非常的高，但是不足的地方是每个不同结构要设计一种模型刀。

模型切割刀压下切割完后，在图9的花点的地方图上反光涂层，然后使用相应的差压磨具吧有涂层的部分冲压垂直设置，然后使用球面模具继续拧冲压形成内球面的结构，得到第一基板和第二基板。

一种可六面发光的发光二极管的封装工艺，先制备好第一载体和第二载体，将发光芯片9固定在第一载体上，然后使用键合线11把发光芯片9上的两个发光芯片电极10分别与第一载体和第二载体连接，然后使用封装体12包裹在第一载体、第二载体、键合线11和发光芯片9的外侧，封装完成。用两根键合线11，一根焊接一个电极，然后一个电极与第一载体电性连接，另外一个电极通过键合线11与第二载体电性连接。该封装工艺可以不用改变现有的键合线工艺设备和流程，只要增加前端的载体的冲压即可。此处的第一载体的结构与上面的第一基板的结构相同，第二载体的结构与第二基板的结构相同。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。