专利名称：辐射构件及其引线框和壳体及带辐射构件的显示装置和/或照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的引线框、一种根据权利要求15的前序部分所述的壳体、一种根据权利要求26的前序部分所述的辐射构件以及一种根据权利要求31的前序部分所述的带有辐射构件的显示装置和/或照明装置。
所述类型的辐射构件在图7中示意性地示出，并且举例地在EP 0400 176A1中说明。所述的构件具有一个带有一个支承面32的外壳基体31，一个引线框33嵌入该外壳基体中。引线框33的部分构成连接条带，所述的连接条带从外壳基体31中突出来并且在接着的延伸中如此弯曲使其连接面34与固定所述构件的安装面的支承面32位于一个面中。连接条带中的弯曲部位35给予连接条带一定的弹性，从而一方面保证对于所述构件例如在印制电路板上进行稳定地、无翻转地支承；另一方面弹性地减缓例如在焊接所述构件时可能出现的机械应力。因为在焊接构件时和在工作时一般不可避免温度的改变，或者需要避免至少高的费用，所以不能放弃所述构件的一定的弹性，尤其是不放弃连接条带的挠性。
此外这样形成连接条带使得作为松散材料来包装的所述构件不相互固定地钩挂。最后必须通过连接条带保证构件的稳定固定。
连接条带的弯曲的公知实施方式对于这样一种构件既增加了竖直的占地面积也增加了水平的占地面积。通过延伸的S形弯曲部位35，沿水平方向规定了从外壳基体31到连接面34的最小距离。距离的减少要求引线框33剧烈弯曲，并且从而增加了构件相互钩挂的危险。此外，通过引线框33向构件的安装面32的弯曲还提高了构件所要求的体积，并且确定安装状态下构件的最低高度。
在非常小的结构形式中，例如高的包装密度和/或平坦的结构方式和/或为了能够安装进称为膛孔的圆的印制导线穿孔中，要尽可能小地保持占地面积地。
本发明的任务是给出用于一种辐射的、可表面安装的构件的一种引线框和壳体，和一种辐射的、可表面安装的构件以及带有辐射的可表面安装的构件的显示装置和/或照明装置，该构件分别具有较小的占地面积。本发明的任务尤其是完成一种引线框，该引线框在具有足够的机械稳定性的同时还具有足够的弹性。
所述的任务通过权利要求1、15、26及31的主题来解决。本发明的优选的改进方案是从属权利要求的主题。
本发明的基本思想是，尤其是在一个壳体外部的部位上在最大的程度上平坦地设计用于辐射构件的引线框，并且在这种情况下如此形成使得由于形变而在引线框的平面中出现的应力被塑性或者弹性地减缓。在这种情况下，引线框的部分同时构成所述构件的支承面。
根据本发明尤其设置构成一个用于一个可表面安装的辐射构件、例如一个发光二极管的引线框，所述引线框具有至少一个芯片连接部位和至少一个外部的连接条带，其中平坦地设计该引线框，并且在芯片连接部位与外部的连接条带之间布置一个变形元件，该变形元件使引线框能够在该引线框的平面内弹性地或者塑性地变形。最好将所述变形元件设计为弹簧元件。
在本发明的一种优选方案中引线框具有两个或者多个连接条带，其中在连接条带和芯片连接部位之间布置一个变形元件或者弹簧元件。
通过平坦地设计引线框可以有利地构成一个构件，该构件垂直于引线框的壳体延伸量很小，并且占地面积很小。此外构件的外部连接面可以布置在构件壳体附近，因为由于上述平面的实施方式水平的占地面积很小。在这种情况下变形元件或者弹簧元件保证了抵抗应力和形变的足够的挠性，所述应力和形变例如可以在焊接时或者由于在构件工作中的热负荷而产生。
使用根据本发明的引线框、壳体及构件的设计可以有利地避免必须在制造一个构件壳体之后才弯曲引线框部分。这在通过外部压注或者挤压来制造的壳体的情况下是特别有意义的。由此降低了壳体和引线框剥离的危险，这尤其是在特别微型化的壳体的情况下非常适宜。
在本发明的一种优选的改进方案中，把所述变形元件设计成足够窄的弹簧条带，以保证所要求的引线框的挠性。优选地这种变形元件设计得窄于邻接的连接条带并且垂直于引线框的主延伸方向延伸。通过弹簧条带的这种延伸能够在很大的程度上与其方向地无关地对于在引线框平面中的机械应力进行良好地缓冲。此外这种实施方式能够简单而成本合算地制造引线框，通过用一个板条或者一个箔片冲制所述引线框。在这种情况下整体地构成连接条带和邻接的变形元件以及芯片连接部位的部分，并且可以在一个工作步骤中用板条或者箔片进行冲制。
在本发明的一种优选的改进方案中，所述连接条带具有一个凸出部和/或一个壳体具有一个突起部位或者一个槽，所述的突起部位或者槽使得能够把连接条带锚固在壳体中。从而降低引线框或连接条带垂直于引线框平面发生弯曲的危险。
最好用芯片连接部分和引线连接部分两部分地设计芯片连接部位，其中该芯片连接部分用于安装一个辐射的芯片。芯片的进一步接触通过对引线连接部分的引线连接来完成。
在变形元件或弹簧元件与芯片连接部位之间，引线框最好具有至少一个固定元件，用于把芯片连接部位固定在一个构件壳体中。这尤其起到对于芯片连接部位减轻张力的作用。这样一种固定元件例如通过引线框中的一个嵌入构件壳体中的一个凹槽或者一个穿孔来实现。
在本发明的一个优选方案中引线框部分地嵌入到一个壳体中，其中变形元件或弹簧元件连同邻接的连接条带从该壳体中引导出来。此外所述的壳体可以具有以一个适当地形成的凹槽的形式的一个辐射发出窗口，在所述凹槽中布置引线框的芯片连接部位。辐射发出窗口的侧面最好设计为辐射反射器。壳体可替换地也可以由一种可透过辐射的材料制成并且完全包围辐射的芯片。
根据本发明的壳体一种优选的改进方案具有围绕侧面的突起部位，该突起部位在俯视图中与引线框的变形元件或弹簧元件重叠。这样有利地降低了连接条带或变形元件或者弹簧元件垂直于引线框平面发生弯曲的危险。
对此可以附加地或者可替换地在连接条带上如前所述地构成突入到壳体内的凸出部。
在一个特别有利的实施方式中，壳体在平行于焊接连接条带的高度处具有一个基本上为圆形或者椭圆形的横截面。
在根据本发明的辐射构件中，在引线框的芯片连接部位或芯片连接部分上固定一个辐射的芯片、例如一个半导体芯片。所述半导体芯片和引线框的部分由一个所述类型的壳体包围。
如果把芯片布置在一个辐射发出窗口中，那么可以最好用一种包围该芯片的透明的材料、最好是塑料材料填充所述辐射发出窗口。这种包围物起到保护芯片的作用，此外还能够形成一个布置在该辐射芯片后面的、例如透镜表面形式的光学元件。反应树脂，譬如环氧树脂、丙烯酸树脂或者硅树脂或者这些树脂的混合物适合用作所述的包围物。
下面借助于五个实施例详细地说明本发明的其它特征、优点和适用性。
附图示出
图1一个根据本发明的引线框的实施例的示意性俯视图，图2一个根据本发明的壳体的第一种实施例的示意性俯视图，图3a、3b和3c一个根据本发明的壳体的第二种实施例的示意性俯视图、侧视图和仰视图。
图4一个根据本发明的构件的实施例的示意性透视图，图5根据本发明的多重布置的辐射构件的第一种实施例的示意性剖视图，图6根据本发明的多重布置的辐射构件的第二种实施例的示意性剖视图，图7一个根据现有技术的可表面安装的构件。
在附图中相同的构件采用同样的附图标记。
图1中所示的引线框1是平坦的并且设计为两个部分。两个引线框部分1a和1b分别有一个连接条带2a、2b，所述连接条带分别与一个变形元件3a和3b相邻接。最好把该变形元件设计为弹簧元件。
这两个引线框部分1a、1b从变形元件3a、3b伸向一个芯片连接部位4。在此可以例如把两个突入芯片连接部位4中的引线框部分中的一个1a设置为带有用于一个芯片、最好用于一个辐射的半导体芯片的安装面的芯片连接部分14。相应地另一个引线框部分1b可以设计为引线连接部分13，并且具有用于使所述芯片进行电接触的引线连接面。
变形元件或弹簧元件3a、3b设计为窄条的形式，其宽度小于邻接的连接条带2a、2b的宽度。这种弹簧条带垂直于引线框1的纵轴线5地延伸，所述纵轴线5与引线框的主延伸方向重合。
通过所述的造型给予平面的引线框1以挠性，从而借助于变形元件3a、3b减缓例如由于沿图示方向7a、7b的拉力而在引线框平面中引起的应力，所述应力例如在焊接时或在焊接后可能由于不同的热膨胀系数而出现。由此尤其避免把可导致撕裂或以其它方式损害壳体的应力传递给嵌入这种引线框的一个外壳基体80(图1中通过虚线轮廓示出)的部分上。
在引线框1中还设有圆形的穿孔6a、6b，它们使引线框在壳体中的固定得到改善。通过这些穿孔6a、6b可以引导外壳基体80的相应形成的插栓，所述插栓在最大的程度上阻止引线框在壳体内部的移动。如果例如至少部分地通过用造型材料包裹引线框1、例如借助于注塑方法或者压铸方法而构成外壳基体80，那么造型材料填充所述穿孔，由此构成在固定状态下把引线框附加地固定在壳体中的上述插栓。
此外连接条带2b具有凸出部9，所述的凸出部9能够附加地把引线框固定在外壳基体80中，并且尤其用于防止连接条带2b和/或邻接的变形元件3b从引线框的平面中弯曲出来。对此，如以下还要准确地说明的那样，附加地或者可替换地在一个壳体上的一个突起部位也可以同样地起到防止这样一种弯曲的作用。
图2中示出一个用于一个辐射构件的根据本发明的壳体的一个实施例的示意性俯视图。
在此，外壳基体80包含一个在外轮廓方面很大程度上旋转对称的外壳基体8，该外壳基体具有一个图中所示的圆形轮廓，一个引线框1部分地嵌入该圆形轮廓中。如上个实施方式中那样，引线框1是平的并且由两个部分构成，其中两个引线框部分各有一个外部的连接条带2a、2b和一个连接在其上的变形元件3a、3b，以及一个芯片连接部分14或者引线连接部分13。芯片连接部分14和引线连接部分13相互间隔开地布置在壳体中的一个共同的芯片连接部位4内。
此外在连接条带2a、2b上各形成一个突入到外壳基体8中的凸出部9a、9b，从而避免引线框1垂直于引线框平面发生弯曲。
外壳基体8最好用造型材料制成，并且通过用此造型材料包围引线框1，例如借助于注塑方法或者压铸方法制造。在此造型材料也填充引线框1中的穿孔6a、6b和6c，从而保证把引线框1机械稳定地锚固在外壳基体8中。
该外壳基体8另外具有一个以一个截锥形的、沿主辐射方向扩大的凹槽的形式的辐射发出窗口12，引线框的芯片连接部分14或者引线部分13突入所述凹槽中，也就是说，以一个表面至少邻接于所述凹槽的内部空间，并且尤其构成辐射发出窗口12的底面的至少一部分。为此在辐射发出窗口12中构成一个单独的凹穴18，所述凹穴18的底面构成芯片连接部位4并且限定一个芯片的安装平面或引线连接平面。
如此设计辐射发出窗口的使所述凹槽的底面与外壳基体8的外表面连接的侧壁使该侧壁起到用于从芯片16发射出的电磁辐射的反射器面的作用。所述侧壁可以根据所希望的发射特性而设计为平坦的或者凹陷的。
该侧壁最好这样设计使芯片16中间地布置在由侧壁构成的反射器槽中；并且使得该侧壁特别优选地延伸到用于引线框1上的芯片的安装部位上。后者意味着，只有该安装部位单独地基本上是截锥形凹槽的整个底面。就是说，所述底面仅大到对于安装芯片所需要的程度。为了在最大程度上达到这一点，在该侧壁中设置一个用于从引线连接部分13至芯片16的引线连接17的凹槽18(参见图4)。
图3中示出根据本发明的壳体的另一个实施例。在图3a中是壳体的仰视图，图3b中是壳体的侧视图，而在图3c中是壳体的俯视图。
与以上说明的实施例不同的是周边侧面地在壳体上布置突起部位10a、10b和10c，它们防止引线框1垂直于引线框平面发生弯曲(参见图3b和3c)。该壳体特别是为一个发光二极管构件所设置的。为了标计引线框1的阴极连线，该壳体在一侧上具有一个倾斜部位15及两个分开的壳突起部位10a、10c，而对置地形成唯一一个较宽的突起部位10b。
在这种情况下这样布置突起部位10a、10b和10c使之在俯视图或在仰视图中与变形元件或者说弹簧元件3a、3b重叠并且从而防止变形元件的垂直弯曲。
图4中示出根据本发明的辐射构件的一个实施例的透视图。构件的壳体与上述实施例的壳体相对应。在辐射发出窗口12的底面的由芯片连接部分14构成的部位上例如焊接地或者借助于导电胶合剂粘接地固定辐射的芯片16，该芯片16是例如一个半导体发光二极管或者一个半导体激光器之类的一个半导体芯片。
在背离引线框1的前侧上半导体芯片16具有一个接触面，从该接触面引出通到引线连接部分13的引线连接17。辐射发出窗口12的倾斜的侧面11用作用于从半导体芯片16向侧面所发射的辐射的反射器。
图5中示出多重布置的根据本发明的构件。在一个支架19、例如一个板坯中构成多个穿孔20。此外所述的支架具有一个发射侧面21。
在支架的与发射侧面对置的侧面上固定多个根据本发明的辐射构件，其中图4中所示的辐射构件的外壳基体80的一部分分别突入到该穿孔20中的一个中，并且辐射方向24穿过穿孔20延伸。
该构件的每个引线框的连接条带2a、2b放在支架19的与发射侧面21对置的表面上。为了固定所述构件可以使用胶合连接或者焊接连接。在尤其没有弯曲的平坦地设计的引线框的基础上，与根据现有技术的构件相比显著地降低了水平和竖直的占地面积。尤其是本发明使所述构件能够进行部分沉入的安装。
在例如设计为在引线框中的弹簧条带的变形元件3a、3b的基础上，引线框的挠性是足够的，以便塑性或者弹性地减缓应力和变形，而不使损伤性的应力传递到壳体上或者传递到处于其中的辐射的芯片上。这种安装布置尤其适合于紧密包装的平面显示模块。
支架或者至少辐射侧的表面最好设计为吸收辐射的、例如涂黑的，从而提高各个辐射构件对环境的对比度。这尤其在设置为显示装置的多重布置时是有利的。
图6中示出根据本发明的构件的另一种多重布置。与上述的多重布置不同的是，图6中所示的多重布置尤其适合作为背景照明，例如液晶显示器的背景照明。
如上述实施例中那样，在支架19上部分沉入地安装本发明所述的辐射构件。在发射侧面在支架或者构件后方布置一个散射板22。此外支架19或者支架19的至少发射侧面的表面最好设计为均匀漫反射的，例如设计为白色的。由此使得以非常平坦的构造方式在很大程度上均匀的背光成为可能。在散射板的后面布置的例如是一个将要发光的液晶显示器23。
如上所述，支架既可以是刚性的也可以是挠性地，例如设计为塑料膜或者陶瓷箔片的形式，从而背光模块或者显示模块以简单的方式匹配于不同的形状，并且甚至最好能够安装在变化的平面上。
借助于所述实施例对于本发明的说明当然不能理解成对于本发明的限制。例如可以将所述芯片例如粘接地紧挨着安装在外壳基体8的芯片安装面上，并且芯片只借助引线连接与所述引线框实现电接触。所述芯片可以同样地安装在嵌入到壳体中的、分开的热接头上，并且再借助于引线连接而在引线框上实现电接触。所有的这些实施方式都不脱离本发明的基本构思。
权利要求
1.用于一个可表面安装的辐射构件的引线框(1)，该引线框具有至少一个芯片连接部位(4)和至少一个与该芯片连接部位进行电连接的外部的焊接连接条带(2a、2b)，其特征在于，在芯片连接部位(4)和焊接连接条带(2a、2b)之间构成一个变形元件(3a、3b)，该变形元件(3a、3b)如同焊接连接条带(2a、2b)一样完全地在引线框(1)的同一个平面中延伸，并且能够使该焊接连接条带沿平行于一个构件(8)的一个安装平面相对于芯片连接部位(4)进行运动。
2.根据权利要求1所述的引线框，其特征在于，所述的变形元件(3a、3b)是一个弹簧元件。
3.根据权利要求1或2所述的引线框，其特征在于，在变形元件(3a、3b)与芯片连接部位(4)之间设有一个固定元件(6a、6b)，该元件用于把芯片连接部位(4)固定在构件壳体(8)中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的引线框，其特征在于，在芯片连接部位(4)与固定元件(6a、6b)之间布置另一个固定元件(6c)。
5.根据权利要求3或4所述的引线框，其特征在于，所述固定元件或固定元件(6a、6b)中的至少一个是在变形元件(3a、3b)与芯片连接部位(4a、4b)之间的一个穿孔或者一个凹槽，构件壳体(8)嵌入其中。
6.根据以上权利要求中至少一项所述的引线框，其特征在于，变形元件(3a、3b)或者焊接连接条带(2a、2b)具有一个引导部分(9、9a、9b)、尤其是一个凸出部(9a、9b)，该引导部分尤其如此受构件壳体(8)的支承该引导部分的作用是防止焊接连接条带(2a、2b)的弯曲，尤其是防止朝向壳体前侧的弯曲。
7.根据以上权利要求中任一项所述的引线框，其特征在于，所述引线框(1)全部平坦地构成。
8.根据以上权利要求中任一项所述的引线框，其特征在于，引线框(1)具有两个外部的连接条带(2a、2b)。
9.根据权利要求8所述的引线框，其特征在于，在外部的连接条带(2a、2b)与所属的芯片连接部位(4)之间分别布置一个变形元件(3a、3b)。
10.根据以上权利要求中任一项所述的引线框，其特征在于，变形元件(3a、3b)包含一个弹簧条带，其条带宽度小于相邻的连接条带(2a、2b)的宽度。
11.根据权利要求10所述的引线框，其特征在于，弹簧条带横向引线框(1)的主延伸方向延伸。
12.根据以上权利要求中任一项所述的引线框，其特征在于，芯片连接部位(4)包含一个芯片安装部分(14)和一个与之间隔开布置的引线连接部分(13)。
13.根据以上权利要求中任一项所述的引线框，其特征在于，连接条带(2a、2b)、变形元件(3a、3b)和引线框(1)的芯片连接部位(4)的一个配置于变形元件的部分区域是整体构成的。
14.根据以上权利要求中任一项所述的引线框，其特征在于，引线框(1)设置一种改善焊接特性或粘接特性的表面调制处理。
15.用于辐射的可表面安装的构件的壳体，其特征在于，它至少包含一个根据权利要求1至14中任一项的引线框(1)。
16.根据权利要求15所述的壳体，其特征在于，将引线框(1)如此嵌入到壳体(80)内使得外部的连接条带(2a、2b)和至少部分的变形元件(3a、3b)从该壳体中突出来。
17.根据权利要求15或16所述的壳体，其特征在于，在壳体(80)上至少设有一个与引线框的引导部分(9、9a、9b)共同作用的引导元件，尤其是一个引导突起部位(10a、10b、10c)或者一个引导槽。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的壳体，其特征在于，壳体(80)具有一个外壳基体(8)，引线框(1)如此嵌入该外壳基体中使得外部的连接条带(2a、2b)和至少部分的变形元件(3a、3b)从外壳基体(8)中突出。
19.根据权利要求18所述的壳体，其特征在于，外壳基体(8)平行于焊接连接条带(2a、2b)的平面具有一个基本上为圆形的或者椭圆形的横截面。
20.根据权利要求17或18或者根据权利要求17、18或19所述的壳体，其特征在于，引导元件布置在外壳基体(8)上，尤其是在该外壳基体上成型。
21.根据权利要求15至20中任一项所述的壳体，其特征在于，该壳体(80)或外壳基体(8)由一种造型材料、尤其是由一种热塑材料制成。
22.根据权利要求15至21中任一项所述的壳体，其特征在于，该壳体具有一个辐射发出窗口(12)，其中布置引线框(1)的芯片连接部位(4)。
23.根据权利要求22所述的壳体，其特征在于，辐射发出窗口(12)至少部分地由侧表面所限制，该侧表面如此构成使得该侧表面至少对于由布置在辐射发出窗口(12)中的辐射源发出的辐射起到辐射反射器(11)的作用。
24.根据权利要求17或者根据引用权利要求17的权利要求18至23中任一项所述的壳体，其特征在于，壳体(80)或外壳基体(8)具有一个突起部位(10)作为引导元件，所述突起部位(10)与将要支承的变形元件(3a、3b)或者焊接连接条带(2a、2b)重叠。
25.根据权利要求15至24中任一项所述的壳体，该壳体具有一个根据权利要求6或者根据引用权利要求6的权利要求7至14中任一项的引线框，其特征在于，壳体(80)或外壳基体(8)具有一个槽，变形元件(3a、3b)或焊接连接条带(2a、2b)的引导部分(9、9a、9b)突入到所述槽中。
26.可表面安装的辐射构件，其特征在于，它具有一个根据权利要求1至14中任一项所述的引线框(1)和/或一个根据权利要求15至25中任一项所述的壳体。
27.根据权利要求26所述的辐射构件，其特征在于，在引线框(1)上的芯片连接部位(4a、4b)上或者必要时在外壳基体(8)上固定一个辐射的芯片(16)。
28.根据权利要求26或27所述的辐射构件，其特征在于，辐射的芯片(16)是一个半导体芯片。
29.根据权利要求27或28所述的辐射构件，其特征在于，芯片(16)至少部分地用可透过辐射的物质、尤其是塑料物质包裹。
30.根据权利要求29所述的辐射构件，其特征在于，可透过辐射的物质是一种热塑合成树脂或者以一种反应树脂、尤其是一种环氧树脂、丙烯酸树脂或者硅树脂或者这些树脂的混合物为基的模压材料。
31.具有多个根据权利要求26至30中任一项所述的辐射构件的装置，其特征在于，设置具有多个穿孔(20)的支架(19)，并且该辐射构件分别用连接条带(2a、2b)如此固定在支架的一个构件侧面上使得其壳体(80)或外壳基体(8)分别突进到所述穿孔(20)中的一个之中或者穿过该穿孔。
32.根据权利要求31所述的装置，其特征在于，支架(19)具有一个发射侧面(21)，所述发射侧面位于其与构件侧面对置的一侧上，并且该构件分别以其前侧面突入或者穿过所述穿孔(20)。
33.根据权利要求32所述的装置，其特征在于，支架(19)的发射侧面的表面是吸收辐射的，尤其是涂黑的。
34.根据权利要求32所述的装置，其特征在于，支架(19)的发射侧面的表面是漫反射的，尤其是白色的。
35.根据权利要求32至34中任一项所述的装置，其特征在于，在发射侧面处一个散射板(22)布置在支架(19)的后面。
36，根据权利要求32至35中任一项所述的装置，其特征在于，在发射侧面处一个液晶显示器布置在支架(19)的后面。
37.根据权利要求31至36中任一项所述的装置，其特征在于，支架(19)挠性地构成。
38.根据权利要求31至37中任一项所述的装置，其特征在于，在支架(19)上构成电的线路结构。
全文摘要
本发明描述一种用于一种可表面安装的辐射构件、最好是一个发光二极管构件的引线框，所述构件具有至少一个芯片连接部位和至少一个外部的连接条带，其中平坦地构成引线框，并且在芯片连接部位与外部的连接条带之间布置一个变形元件、最好是一个弹簧元件，所述变形元件使得引线框能够在引线框的平面中弹性或塑性地变形。此外给出一种壳体、一种可表面安装的构件和一种带有多个这种构件的装置。
文档编号H01L33/48GK1545737SQ02816267
公开日2004年11月10日 申请日期2002年8月2日 优先权日2001年8月21日
发明者K·阿恩德特, K 阿恩德特, G·博纳, 囟, G·魏特尔 申请人:奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司