本申请要求2017年3月14日提交的韩国专利申请第10-2017-0032050号的优先权，该申请的全部内容通过该引用结合于此以用于所有目的。本发明公开了用于车辆的各种类型的灯的发光二极管封装。
背景技术：
：一般来说，发光二极管(led)通过改变化合物半导体材料来构成发光源。led指的是能够实现各种颜色的光的半导体元件。led的优点是，led具有极好的单色峰值波长和极好的发光效率，而且led可以很小。因此，led主要以封装的形式配置，并广泛用于各种显示装置和各种光源。尤其，led正被积极地开发为高效率和高输出的光源，该光源可以用来替代照明装置和显示装置的背光。在现有技术中，发光二极管封装包括引线框架、模具和透镜。引线框架包括基底和引线板，led芯片结合至基底，而引线板与基底相间隔且电连接至led芯片。模具是围绕着引线框架以固定引线框架的不透明树脂。透镜是透明树脂，其结合至模具以保护包括led芯片的电子元件。然而，由于很难增加在模具、基底和透镜之间的结合力，所以在现有技术中的发光二极管封装不能充分用于车辆的外部的灯。由于车辆暴露在振动和极端的室外环境中，所以外部的灯需要具有高的耐久性。在没有适当地进行发光二极管封装的内部结合的情况下，湿气等会渗透到发光二极管封装中，这会导致运行故障或使用寿命减少。另外，在现有技术中使用具有很高的耐热性和高热辐射特性的陶瓷材料(氮化铝和铝基材料)作为用于封装的基底材料。基底具有陶瓷板和铜(cu)板的夹层结构，其具有耐热性方面的缺点，这是因为，根据压缩质量，在陶瓷板和铜板之间会存在空气层。基底还具有陶瓷板表面粗糙度较差的缺点。因此，在将现有技术中的发光二极管封装应用于车辆的光源的情况下，很难满足所需的水平。公开于本发明
背景技术：
部分的信息仅仅旨在增强对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。技术实现要素：本发明的各个方面致力于提供这样的用于车辆的外部发光二极管封装，其中，在模具中以最优状态设计凹腔，并且模具和透镜紧密地相互附接，从而提高了粘合强度。本发明在各个方面也致力于提供这样的用于车辆的外部发光二极管封装，其中，基底(其联接至模具)包括导电金属，改善了基底的导热性和表面粗糙度。本发明的各个方面都致力于提供用于车辆的外部发光二极管封装，其包括：led芯片；引线框架，其包括基底和引线板，所述基底包括导电金属，一个或多个led芯片结合至所述基底，而所述引线板与所述基底相间隔并电连接至所述led芯片；模具，其形成在所述引线框架上，并包括围坝，所述围坝在所述led芯片结合处的基底区域中形成凹腔；以及透镜，其结合至所述模具。可以采用不导电环氧树脂塑封料而通过注射成型工艺来形成模具。阶梯状部分可以形成在所述基底结合至所述模具的部分处。基底的阶梯状部分可以通过刻蚀和冲压工艺中的任意一种来形成。在形成阶梯状部分的同时，基底和模具可以相互结合。所述模具可以具有卡合部，所述卡合部形成在与基底的结合部分处，并毗邻基底的阶梯状部分。所述基底可以包括导电金属材料。所述导电金属材料可以是铜或铝。所述模具可以进一步包括一个或多个外周缘凹腔，所述外周缘凹腔形成为沿凹腔的周缘而凹陷。所述外周缘凹腔可以进一步包括边角凹腔，所述边角凹腔形成为在基于led芯片的外周缘边角部分中的一个或多个边角部分处凹陷。所述外周缘凹腔可以进一步包括侧面凹腔，侧面凹腔形成为沿基于led芯片的侧面而在一个或多个侧面处凹陷。所述模具可以具有装配槽，所述装配槽形成于边角部分凹腔之间的间隔中。斜面可以形成于边角部分凹腔的一侧。荧光膜可以应用于所述led芯片所附接至的基底部分。边角部分凹腔的深度可以是100μm至300μm。所述围坝的高度可以从100μm到300μm变动。所述外周缘凹腔可以形成为包括圆形形状、正方形形状和菱形形状的几何形状。根据发光二极管封装，在模具中将凹腔设计为具有最佳的深度，从而可以提高透镜附接至基底的粘合强度。在模具中形成具有各种形状的多个凹腔，增加了模具和透镜之间的结合面积。提高了发光二极管封装部件之间的粘合强度，提高了产品的可靠性。此外，led芯片所结合至的基底包括导电金属，从而提高了基底的导热性，提高了产品的热辐射性能。利用由导电金属制成的基底，可以改善led灯的表面粗糙度和可靠性。本发明的方法和装置具有其它的特征和优点，这些特征和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方案中将是明显的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方案中进行详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。附图说明图1a和图1b是示意性地显示了根据本示例性实施方案的用于车辆的外部发光二极管封装的结构的视图。图2是以平面图示意性地显示了根据本示例性实施方案的发光二极管封装的视图。图3是示意性显示了根据本示例性实施方案的发光二极管封装的设计状态的视图。图4是示意性显示了对根据本示例性实施方案的发光二极管封装的凹腔深度的，与其他构件的粘合强度的评估的示图，其示出了粘合强度评估结果。图5是示意性显示了根据本示例性实施方案的发光二极管封装的围坝高度的设计状态的视图。图6是示意性显示了根据本示例性实施方案的发光二极管封装的围坝高度的缺陷的视图。图7是显示了根据本示例性实施方案的发光二极管的围坝高度和颜色分布之间的关系的示图，其示出了cie排列(cierank)。图8是示意性显示了根据本示例性实施方案的发光二极管封装的第一凹腔结构的视图。图9是示意性显示了根据本示例性实施方案的发光二极管封装的第二凹腔结构的视图。图10是示意性显示了根据本示例性实施方案的发光二极管封装的第三凹腔结构的视图。图11是示意性显示了根据本示例性实施方案的发光二极管封装的第四凹腔结构的视图。图12是示意性显示了根据本示例性实施方案的发光二极管封装的第五凹腔结构的视图。图13是示意性显示了根据本示例性实施方案的发光二极管封装的第六凹腔结构的视图。可以理解，附图并不一定是按比例绘制的，其呈现了描述本发明基本原理的各个特征的一定程度的简化表示。本文所公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、取向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。在图中，贯穿附图的多幅图，附图标记指代本发明的同样的或等同的要素。具体实施方式现在将具体参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并且描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非意图将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替选方式、修改方式、等同方式以及其它的实施方案。在本文中所使用的技术术语仅是为了描述具体示例性实施方案，而不意图限制本发明。在本文中使用的单数表达式包括复数表达式，除非复数表达式具有绝对相反的含义。本说明书中使用的术语“包括”和/或“包括了”，指明具体的特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组件，但是不排除存在或加入其他的特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其集合。在下文中，将参照附图详细介绍本发明示例性实施方案，以使得本发明所属
技术领域：
的技术人员可以轻易地实施示例性实施方案。本发明所属领域的技术人员可以很容易地理解，在不偏离本发明的概念和范围的情况下，可以将以下示例性实施方案修改为不同的形式。因此，本发明可以以各种不同的形式实施，而不局限于在本文中所述的示例性实施方案。图1a和图1b是示意性显示了根据本示例性实施方案的用于车辆的外部发光二极管封装的结构的视图。图1b是沿图1a中的线a-a截取的截面视图。图1a和图1b显示了用于车辆的外部的灯的发光二极管封装。在本发明示例性实施方案中，用于车辆的外部发光二极管封装包括：led芯片10、引线框架60、模具20和透镜30。led芯片是利用化合物半导体特性的发光二极管元件，led芯片是通过施加电流而产生光的半导体芯片。引线框架60可以包括基底40和引线板50，所述基底40包括导电金属，至少一个led芯片10结合至基底40，所述引线板50与基底40相间隔，并电连接至led芯片10。模具20可以包括围坝(dam)22，所述围坝形成于引线框架60上，并在基底40上led芯片10所结合的区域中形成凹腔21。模具20包括具有预定深度的凹腔21。也就是说，围坝22在led芯片10周围形成在基底40上，从而形成了由围坝22所围绕的凹腔21。在本发明示例性实施方案中，模具20可以包括不透明的树脂。透镜30包括结合至模具20的透明的硅酮树脂。透镜30结合至在基底40上的led芯片10并保护部件。也就是说，发光二极管封装具有模具20，所述模具形成为围绕和固定包括基底40的引线框架。led芯片10附接至基底40，并且多个电子部件连接至基底40。因此，模具20具有凹腔21，从而增加了透镜30附接至基底40的结合面积。此外，由于该凹腔，模具和透镜具有不平坦的结合表面。由于上述原因，基底40和透镜30之间的结合强度得到提高。凹腔21的深度可以是100μm至300μm。此外，基底40包括导电金属，提高了发光二极管封装的热辐射性能。由导电金属制成的基底40可以改善基底40的表面粗糙度。此外，模具20可以采用不导电的环氧树脂塑封料(epoxymoldcompound)而通过注射成型工艺来形成。为了形成凹腔21，模具20可以通过注射成型不导电的不透明树脂来加工。模具20可以包括具有较高反射系数的树脂，以提高模具20的表面反射效率。在本发明示例性实施方案中，基底40可以具有在模具20所结合的部分处形成的阶梯状部分40a。基底40的阶梯状部分40a可以通过刻蚀和冲压工艺中的任意一种来形成。因此，在形成阶梯状部分的同时，基底40和模具20可以相互结合。模具20可以具有卡合部(catchingprojection)22a，卡合部22a形成在与基底40的结合部分处，并毗邻基底40的阶梯状部分40a。也就是说，当模具20通过模制工艺而结合至具有阶梯状部分40a的基底40时，可以在模具20结合至基底40的阶梯状部分40a的同时形成卡合部22a。因此，基底40和模具20以阶梯形式以台阶形状相互联接。因此，保持了基底40和模具20之间的气密性，并且可以提高基底40和模具20之间的粘合力。湿气很难在基底40和模具20之间渗透，因此，可以提高产品的可靠性。在本发明示例性实施方案中，模具20可以进一步包括一个或更多个的外周缘凹腔21a，所述外周缘凹腔形成为沿凹腔21的周缘而凹陷(depressed)。模具20可以具有模制部分24，所述模制部分形成在结合至基底40的边角(edge)部分和边缘(rim)处。模制部分24围绕引线框架(包括基底40)的外周缘，从而提高了部件之间的气密性。同时，基底40可以包括铜材料。基底40(包括铜，也就是导电金属)可以提高对热冲击的耐受性。利用导热系数提高的铜基底，可以提高led产品的热辐射性能。基底40也可以包括铝材料。也就是说，在发光二极管封装中，模具20可以通过对具有高耐热性能的环氧树脂进行模制而形成，而基底40可以包括具有高热辐射性能的铜材料。因此，可以提高基底40的导热系数，并提高模具20的耐久性。图2是以平面图示意性显示了根据本示例性实施方案的发光二极管封装的视图。如图2所示，除了凹腔21以外，在模具20中可以形成具有各种形状的多个凹腔。在本发明示例性实施方案中，模具20可以进一步包括一个或更多个的外周缘凹腔21a，所述外周缘凹腔形成为沿着凹腔21的周缘而凹陷。外周缘凹腔21a可以进一步包括边角凹腔21a，所述边角凹腔21a形成为在基于led芯片10的外周缘边角部分中的一个或更多个边角部分处凹陷。外周缘凹腔21a可以进一步包括侧面凹腔21b，所述侧面凹腔21b形成为沿基于led芯片10的侧面而在一个或多个侧面处凹陷。也就是说，用于保护led芯片10的凹腔21可以形成于模具20的中心，而外周缘凹腔21a可以形成为布置在基于led芯片10的模具20的外周缘。外周缘凹腔21a可以分为边角凹腔21a和侧面凹腔21b。凹腔21，边角凹腔21a，侧面凹腔21b可以设计为具有相同深度。边角部分凹腔21a的深度可以是100μm至300μm。边角部分凹腔21a可以形成以防止模具20产生热变形。受热量影响(contracted)的模具20的变形可以通过边角部分凹腔21a而减小。因此，可以保证模具20对于热冲击的可靠性。图3是示意性显示了根据本示例性实施方案的发光二极管封装的具体设计状态的视图。如图3所示，模具20可以具有装配槽25，所述装配槽25形成于边角凹腔21a之间的间隔中。斜面26可以形成于每个边角凹腔21a的一侧。用于电连接附接至基底40的部件的导线11可以容纳于模具20的装配槽25中。导线11可以通过形成于边角部分凹腔21a的一侧的斜面26而引导至边角部分凹腔21a。也就是说，在导线11容纳于装配槽25中的状态下，导线11的端部可以插入通过形成于边角部分凹腔21a一侧的斜面26。因此，可以更有效地固定连接至静电保护元件的导线11。配置为插入边角部分凹腔21a的导线11的端部可以通过斜面26而更容易地得到引导。装配槽25可以加工为具有50μm至100μm的深度。当装配槽25的深度小于50μm时，装配槽25较浅，因此很难固定导线11。当装配槽25的深度超过100μm，且因此基底暴露在外时，基底40的下侧和导线11可能造成短路。此外，在设计发光二极管封装时，led芯片10和围坝22之间的距离l可以保持在150μm至350μm之间。该距离可以是用于保护led芯片10的围坝22的适当距离。当led芯片10和围坝22之间的距离偏离该范围而更小或更大时，可能在结合模具20和透镜30时的结合强度方面存在问题。在本发明的示例性实施方案中，荧光膜可以应用于led芯片10所附接至的基底40的部分。荧光膜可以通过使用点涂(dispensing)工艺而应用于led芯片10和基底40。通过在应用荧光膜之后使用硅酮透明树脂来形成透镜30，从而结合模具20和透镜30。图4是显示了根据本示例性实施方案的发光二极管封装的凹腔深度的与其他构件的粘合强度的评估的示图。图4显示了通过优化边角部分凹腔的深度而得到的对基底40与模具20之间的粘合强度进行评估的结果，且边角部分凹腔21a的深度可以为100μm至300μm。当边角部分凹腔21a的深度大于300μm时，空气可能被引入到边角部分凹腔21a中，从而增加了形成缺陷率。当边角部分凹腔21a的深度小于100μm时，基底40和模制环氧树脂(其形成模具20)之间的粘合强度下降。因此，考虑到在装配元件时的可靠性的影响、可成形性和粘合强度，边角部分凹腔21a的深度可以设计为100μm至300μm。为了验证根据边角部分凹腔21a的深度而导致的显著差异，在表1中显示了根据深度的评估粘合强度结果。[表1]样本50μm100μm300μm400μm#12931332746475667#22934322343845923#32556316843115207#42733327840715675#52573354648196036#63027324446565637#73056365746115295#82769350447385981#92812326446785656#102659363540496034最小值2556316840495207平均值2805338544965711最大值3056365748196036标准差179182276292表1显示了图4中评估粘合强度结果的数值转换。如表1所示，能够看出当深度为50μm时的粘合强度比当深度为100μm时的粘合强度低。能够看出当深度为400μm时的粘合强度比当深度为300μm时的粘合强度更高。如上所述，当边角部分凹腔21a的深度增加时，粘合强度可以增大，但当深度超过300μm并且为400μm时，可能在透镜的可成形性方面存在问题。当在其中边角部分凹腔21a的深度为400μm的情况下用于形成透镜的树脂被输入到模具中时，由于深度太大，在边角部分凹腔21a中产生了气泡。因此，当边角部分凹腔21a的深度超过300μm时，透镜的可成形性和结合性能可能会下降。图5是示意性显示了根据本示例性实施方案的发光二极管封装的围坝高度的设计状态的视图。图6是示意性显示了根据本示例性实施方案的发光二极管封装的围坝高度的缺陷的视图。图7是示意性显示了根据本示例性实施方案的发光二极管的围坝高度和颜色分布之间的关系的示图。如图5和图6所示，围坝22(其在模具20中形成了凹腔21)的高度d设计为100μm至300μm。此外，具有50μm至200μm的高度的产品被用作附接至基底40的led芯片10中的蓝色芯片12。考虑到蓝色芯片12的高度变得超过围坝22的高度的情况而设计和制造模具20。在这里，接下来将描述将围坝22的高度d设计为100μm至300μm的原因。如图6所示，当围坝22的高度超过了300μm时，结合至模具20的透镜的树脂厚度减小。因此，当形成透镜30时，可能出现可成形性的缺陷。与之相反，当围坝22的高度小于100μm时，凹腔的深度和围坝22的高度一样小，因此，模具20和透镜30之间的粘合强度可能下降。这同样也是当边角部分凹腔21a的深度为50μm时粘合强度下降的原因。同时，通过验证根据围坝22的不同高度的led的光学特性，可以将围坝22的高度优化为200μm。图7显示了基于实验1(其中，围坝的高度为50μm)和实验2(其中，围坝的高度为200μm)而验证和评估led的电气性能的坐标分散(coordinatedispersion)。此外，根据表2，ledciex，y分散可以在围坝高度为200μm或大于200μm的情况下降低，因此，200μm的围坝高度可以是最优设计。[表2]表2显示了图7中验证根据围坝高度的led坐标分散的结果的数值转换。如表2所示，能够看出当围坝高度为200μm时的坐标分散优于当围坝高度为50μm时的坐标分散。在led的电气性能之中，当最大值和最小值之间的差值较小时，坐标分散越好。坐标分散越好，led的批量生产产量就越高。因此，通过如上所述地优化围坝22的高度，在通过将荧光膜施加在蓝色芯片12上而形成白色时的颜色偏差可以减小。因此，可以有效地进行具有白色的led的批量生产。因此，围坝22的最优高度是用于实施发光二极管封装的重要设计因素。当将发光二极管封装应用到车辆的灯上时，可以通过围坝22的高度来控制led的性能，从而满足所需的质量水平。图8至图13是示意性显示了根据本示例性实施方案的发光二极管封装的各种凹腔结构的视图。外周缘凹腔21a形成为包括圆形形状、正方形形状和菱形形状的几何形状。由于凹腔21具有几何形状，可以防止由于模制的环氧树脂的扭曲导致的变形和产品的损坏。因此，通过在基底40中形成凹腔21，可以提高透镜30和基底40之间的结合强度。例如，在图8中，边角部分凹腔21a可以具有正方形形状，而边角部分凹腔21a的内部可以形成为具有预定深度的圆形形状。在图9中，边角部分凹腔21a具有圆形形状，而在边角部分凹腔21a的一侧形成的斜面26也具有圆形形状。在图10中，边角部分凹腔21a具有菱形形状的结构。在图11中，边角部分凹腔21a可以具有椭圆形形状，而边角部分凹腔21a的内部可以形成为具有预定深度的正方形形状。在图12中，边角凹腔21a可以形成于图12的对角线方向。在图13中，边角凹腔21a可以形成于与图12的方向相反的对角线方向。因此，形成于模具20的四个边角部分的边角凹腔21a的形状和结构，或者包括边角凹腔21a的外周缘凹腔21a的形状和结构可以实施为各种几何形状。因此，通过提高用于车辆的外部的灯的发光二极管封装的性能，可以确保满足质量要求的高度可靠的质量水平。通过在发光二极管封装的限制空间内形成凹腔而增大了结合面积，从而提高了透镜与基底之间的结合质量。通过改进发光二极管封装的基底材料，可以生产出具有极好的热稳定性和改善的耐久性的产品。为了便于在所附权利要求中解释和精确定义，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“向上”、“向下”、“上方”、“下方”、“向上地”、“向下地”、“前”、“后”、“背面”、“内侧”、“外侧”、“向内地”、“向外地”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外部的”、“向前”以及“向后”用来参考在图中所示的示例性实施方案的特征的位置来对这些特征进行描述。前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述出于说明和描述的目的。前面的描述并非旨在穷举，或者将本发明限制为公开的精确形式，并且显然的是，根据以上教导可以进行很多修改和变化。选择示例性实施方案并且进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并且利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等同形式所限定。当前第1页12