专利名称：灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及在正面开口的反射壳上设置LED(发光二极管)芯片而成的灯。
背景技术：
来自光源的光入射到导光板的端面并从导光板的发光面呈面状地散射的面状发光装置，用于液晶背光、面板仪表、显示灯、面发光开关等。在作为该光源的一种而使用的灯上，要求采用与导光板的厚度相对应的薄型的器件，因而一般采用在正面开口的薄型的反射壳上设置发光元件而成的器件。例如，有如图3所示的灯120，该灯120具有合成树脂制的反射壳100，且在背壁内表面104上设置有发光元件110，发光元件110的电极与设置在发射壳100上的引线112相连接，其中，该反射壳100包括以相对较小的间隔对峙的上壁内表面101和下壁内表面102；以相对较大的间隔对峙的左右侧壁内表面103，103；背壁内表面104；由这些内表面101～104围绕而形成的凹部105；以及正面开口106(专利文献1)。
另外，还有如图4所示的灯，该灯130的结构如下在凹部105和正面开口106的下侧具有突出部111(在同图中标有网格线的部分)，下壁内表面102的宽度方向中央部呈台阶状地下降并作为内壁面107，并具有从下壁内表面102到内壁面107以规定的角度连续地设置的内壁面108(专利文献2)。该文献中记载着内壁面108的“规定角度”是指与下壁内表面102和内壁面107既不平行又不垂直的角度，是按照能够将来自发光元件的光更加高效地反射到发光装置的正面方向的方式进行调节的角度。因此，从发光元件110输出的光，在内壁面108直接反射到发光装置的主面方向，故可以提高发光装置的光取出效率。
专利文献1JP特开平8-264842号公报专利文献2JP特开2004-193537公报然而，在上述灯120中，由于发光元件110直接固定在合成树脂制的背壁内表面104上，故从发光元件110输出的光很多从背壁内表面104泄漏，造成光损失大的问题。
在后者的灯130中，在背壁内表面104上露出引线112，并在该引线112上固定发光元件110，故上述漏光少。但是，作为发光元件110一般常用的LED芯片非常小，将其直接固定在较深的凹部105底部的背壁内表面104上本来就很困难。另外，背壁内表面104的尺寸(特别是横向宽度)比发光元件110的尺寸大，故当固定发光元件110时，其固定位置很难确定在背壁内表面104的标准位置上。因此，发光元件110偏离标准位置(特别是横向)很大或产生倾斜而固定，其后的连线(例如，发光元件的电极和引线之间的连线)由于位置不固定，故很困难，再者，可能会招致反射壳100的光的聚光度出现离散。
发明内容
本发明的目的在于获得一种灯，该灯不仅能够消除上述问题，还可将发光元件较容易地安装在副安装台上，而且当将该副安装台固定在反射壳的背壁内表面时，可自动进行定位，并且其后的连线由于位置一定，故很容易，另外，能够使反射壳的光的聚光度保持一定。
本发明涉及一种灯，具有反射壳，且在前述背壁内表面上设置有发光元件，前述发光元件的电极与设置在前述反射壳上的引线相连接，该反射壳包括以相对较小的间隔对峙的上壁内表面和下壁内表面；以相对较大的间隔对峙的左右的侧壁内表面；背壁内表面；由这些内表面围绕而形成的凹部；以及正面开口，该灯的特征在于将前述下壁内表面的宽度方向中央部呈台阶状地下降而作为下壁扩大内表面，将前述下壁内表面和前述下壁扩大内表面通过左右的下垂内表面来连接，并且将前述背壁内表面的宽度方向中央部和前述正面开口的宽度方向中央部分别向下侧扩大为矩形；将前述发光元件安装在立起四角板状的副安装台的正面；将前述副安装台的背面固定在前述背壁内表面的宽度方向中央部，该固定时，前述副安装台的左右端面通过前述左右的下垂内表面来进行定位。
这里，作为反射壳的材料没有特别的限定，但是从当注塑成型等时能够同时进行一模多取这一点来看最好采用合成树脂。作为该合成树脂，没有特殊限定，可以列举尼龙树脂、液晶聚合物、聚丁烯对酞酸盐等各种树脂。
下垂内表面是从下壁内表面垂下的面。这里所说的“下垂”并不限定于下垂内表面相对下壁内表面的角度严格成90°的情形，考虑到注塑成型后的起模等，该角度在90°～100°的范围内视为实质上下垂。左右的下垂内表面的间隔(也就是下壁扩大内表面的横向宽度)最好比副安装台的横向宽度大若干(0.01～0.5mm，最好为0.1～0.4mm)。这是为了对副安装台的左右端面进行定位。下垂内表面的高度(也就是下壁扩大内表面的下降量)没有特别限制，但是当引线的端部露出于反射壳的下壁的外表面(下表面)时，最好为该引线端部高度的0.5～1倍左右。此外，下壁扩大内表面和上壁内表面在背壁内表面的间隔(即背壁内表面的宽度方向中央部的纵向宽度)最好比副安装台的纵向宽度大若干(0.01～0.5mm，最好为0.1～0.4mm)左右。
作为发光元件没有特别的限定，但可以优先采用LED芯片。关于LED芯片，根据半导体材料的种类，可以列举氮化镓类、锌硒类、镓砷类、镓磷类等LED芯片。根据发光色的种类，可以列举红外、红色、橙色、绿色、蓝色、紫外等LED芯片。特别是，为了构成白色灯，最好(1)使用蓝色LED芯片，在反射壳的凹部设置发出互补色关系的荧光的荧光物质，或者(2)使用紫外LED芯片，在反射壳的凹部设置发出红色、绿色、蓝色的各种荧光的荧光物质。
此外，LED芯片可以采用n电极和p电极共同与引线对置的倒装芯片结构、n电极和p电极共同成为发光面的结构、n电极和p电极分开配置在芯片两侧的结构。而且，最为理想的是，如果采用倒装芯片结构的LED芯片，经由凸点将该LED芯片的n电极和p电极连接在配置于副安装台正面的金属图形上，则LED芯片的发热将高效地传递到副安装台，并且发光面侧不会被n电极和p电极遮挡，故易于提高亮度。
作为副安装台的材料，没有特殊限定，但是例如可以采用AlN、Al2O3等的陶瓷或由硅构成的齐纳二极管等。副安装台的纵向宽度没有特殊限定，但最好与发光元件的纵向宽度相同或比其大若干(0.01～0.2mm)。这是为了对副安装台的上下端面进行定位。副安装台的横向宽度没有特殊限定，但是最好按照金属图形在LED芯片的左方和右方(与引线的引线接合用)在正面露出的方式，将副安装台制作成横向上比LED芯片的横向宽度长的立起四角板状。
配置在副安装台正面的金属图形的金属没有特别限定，但最好至少表面是光反射率(特别是对蓝色的反射率)较高的Al。此外，如果Al的下层有Au，则当凸点采用了所希望的Au时，与该凸点的连接性将变得更好。
在反射壳上设置引线的方法并没有特别限定，但最好采用反射壳注塑成型时镶嵌的引线。此外，最好在背壁内表面的至少宽度方向中央部上露出引线，并将上述副安装台的背面固定在引线上。对于该固定没有特殊限定，但最好采用银膏、焊锡等容易处理的热传导优良的材料。
根据本发明所涉及的灯，可以得到如下的灯，即不仅能够将发光元件较容易地安装在副安装台上，而且当将该副安装台固定在反射壳的背壁内表面时，可自动进行定位，并且由于其后的连线位置一定，故很容易，另外，能够使基于反射壳的光的聚光度保持一定。
图1表示本发明涉及的实施例的灯，(a)是主视图，(b)是(a)的Ib-Ib剖视图，(c)是(a)的Ic-Ic剖视图。
图2中，(a)是从正面和上面观察上述灯的立体图，(b)是从背面和下面观察上述灯的立体图。
图3是现有例的灯的立体图。
图4表示其它的现有例，其中(a)是正面图，(b)是剖视图。
符号说明如下1 灯 10 反射壳11 上壁内表面12 下壁内表面13 侧壁内表面14 背壁内表面15 凹部16 正面开口17 下壁扩大内表面18 下垂内表面20 发光元件30 副安装台 41 正极引线 42 负极引线具体实施方式
一种灯1，具有反射壳10，在背壁内表面14上设置有发光元件20，发光元件20的电极23、24与设置在上述反射壳10上的引线41、42相连接，其中，反射壳10包括以相对较小的间隔对峙的上壁内表面11和下壁内表面12；以相对较大的间隔对峙的左右的侧壁内表面13、13；背壁内表面14；由这些内表面围绕而形成的凹部15；以及正面开口16，其中，将下壁内表面11的宽度方向中央部呈台阶状地下降并作为下壁扩大内表面17，下壁内表面11和下壁扩大内表面17通过左右的下垂内表面18、18来连接，并且背壁内表面14的宽度方向中央部和正面开口16的宽度方向中央部分别向下侧扩大为矩形，将发光元件20安装在立起四角板状的副安装台30的正面，将副安装台30的背面固定在背壁内表面14的宽度方向中央部，进行该固定时，副安装台30的左右端面在上述左右的下垂内表面18、18进行定位。
实施例图1和图2所示的实施例中的灯1中，发光元件20安装在副安装台30上，该副安装台30固定在反射壳10上，发光元件20的电极与设置在反射壳10上的引线41、42连接，并且该灯1是白色灯。
反射壳10由尼龙树脂注塑成型，且具有以相对较小的间隔对峙的上壁内表面11和下壁内表面12及下壁扩大内表面17；以相对较大的间隔对峙的左右侧壁内表面13、13；背壁内表面14；由这些各内表面围绕而形成的凹部15；以及正面开口16。
将下壁内表面12的宽度方向中央部呈台阶状地降低并作为下壁扩大内表面17，与此相对应，下壁外表面(下表面)12a的宽度方向中央部也呈台阶状地降低。下壁内表面12和下壁扩大内表面17通过左右的下垂内表面18、18来连接，并且背壁内表面14的宽度方向中央部和正面开口16的宽度方向中央部分别向下侧扩大为矩形。考虑到注塑成型后的起模等，下垂内表面18相对于下壁内表面12的角度在图示例中为95°。另外，左右的下垂内表面18、18的间隔(也就是下壁扩大内表面17的横向宽度)呈由背壁内表面侧向正面开口侧逐渐扩大的锥形面。左右的下垂内表面18、18在背壁内表面的间隔，即背壁内表面14的宽度方向中央部的横向宽度，例如为1.0～1.1mm，是比后文叙述的副安装台30的横向宽度大0.3～0.5mm左右的值。用于对副安装台30的左右端面进行定位。下垂内表面18、18的高度是(即，从下壁内表面12开始算起的下壁扩大内表面17的下降量)接近于后文叙述的引线41、42端部的高度，为0.1～0.2mm。
上壁内表面11和下壁内表面12及下壁扩大内表面17，其间隔伴随从背壁内表面一侧向正面开口一侧移动呈缓慢扩大的锥形面。上壁内表面11和下壁内表面12在背壁内表面的间隔例如为0.4～0.45mm。另外，上壁内表面11和下壁扩大内表面17在背壁内表面一侧的间隔，即背壁内表面14的宽度方向中央部的纵向宽度，例如为0.5～0.6mm，比后文叙述的副安装台30的纵向宽度大0.1～0.2mm左右。用于对副安装台30的上下端面进行定位。
左右的侧壁内表面13、13，其间隔伴随从背壁内表面向正面开口一侧移动呈逐渐扩大的锥形面。左右的侧壁内表面13、13在背壁内表面的间隔例如为1.5～2.5mm。
正极和负极的引线41、42分别由矩形的金属板弯折而成，在反射壳10的注塑成型时被镶嵌。正极引线41朝向正面设置在左侧，一端在背壁内表面14的左侧露出，另一端环绕在下壁外表面12a的下侧。负极引线42朝向正面设置在右侧，一端从背壁内表面14的右侧开始向宽度方向中央部露出，另一端环绕在下壁外表面12a的下侧。另外，正极引线41的一端和负极引线42的一端之间填入反射壳10的材料并形成缓和的突出部19，目的在于防止引线41、42的凸出和实现彻底绝缘。
作为发光元件20本实施例中所使用的的倒装芯片构造的LED芯片是由蓝宝石衬底21、半导体层叠部22、设置在同一面侧的相对面积较大的p电极23和相对面积较小的n电极24构成的氮化镓类的蓝色LED芯片。芯片尺寸，例如横向宽度大约为0.2～0.5mm，纵向宽度大约为0.2～0.5mm。
副安装台30由AlN陶瓷形成为立起四角板状，其大小例如，横向宽度为0.6～0.7mm，纵向宽度为0.4～0.5mm，厚度为0.1～0.2mm。在副安装台30的正面配置有正极和负极的金属图形31、32。金属图形31、32由下述结构构成，即由Au构成的下层、及由Al构成的上层。在正极金属图形31上设置有2个由Au构成的凸点33，在负极金属图形32上设置了1个由Au构成的凸点33。
并且，发光元件20的p电极23和n电极24分别经由上述凸点33而连接在副安装台30的正极金属图形31和负极金属图形32上，从而实现发光元件20的安装。由于经由共计3个凸点33连接，故发光元件20的姿势很稳定。由于副安装台30形成为横向宽度比发光元件20的横向宽度长的立起四角板状，故正极金属图形31和负极金属图形32分别在发光元件20的左方和右方(与引线的引线接合用)在正面露出。
并且，该发光元件20被固定的副安装台30，通过银膏等固定在露出在背壁内表面14的宽度方向中央部的负极引线42上，该固定时，副安装台30的左右端面通过左右的下垂内表面18、18来进行定位，副安装台30的上下端面通过上壁内表面11和下壁内表面17来进行定位。另外，正极金属图形31和正极引线41、负极金属图形32和负极引线42分别通过导线43进行接合。
在反射壳10的凹部15上填充混入有发出互补色关系的荧光的荧光体(例如，CeYAG)的密封树脂50(例如硅树脂)，对发光元件20和导线43进行密封并进行保护。
上述结构的灯1按下列步骤制造。
(1)在模具(省略图示)上设置引线41、42后，注塑尼龙树脂，而形成镶嵌有引线41、42的反射壳10。在该注塑成型中，同时形成多个反射壳10，并彼此以浇道连接。
(2)在配置有金属图形31、32的副安装台30的规定位置上设置3个凸点33。
(3)将发光元件20与设置在副安装台30上的凸点33进行连接。
(4)用银膏将与发光元件20成一体的副安装台30固定在反射壳10的负极引线42上凹部内。由于采用了银膏，故可经由副安装台30将发光元件20的发热高效地传递到负极引线42和反射壳10。银膏可以是焊锡。
(5)将固定的副安装台30的金属图形31、32和引线41、42通过导线进行接合。
(6)向反射壳10的凹部15填充混入有荧光体的密封树脂50。
(7)分离如上所述的彼此以浇道连接的反射壳10，使引线41、42的另一端向下侧弯曲，而完成灯1。
根据本实施方式的灯1，可以获得如下效果(a)可以较容易地将发光元件20(未固定在反射壳10的状态)安装在副安装台30上。
(b)当将该副安装台30固定在反射壳10的背壁内表面14(在本实施例中，背壁内表面14上的引线42)时，由左右的下垂内表面18、18来自动进行定位，并且其后的连线位置一定，故较为容易，另外，基于反射壳10的光的聚光度可以保持一定。
(c)将倒装芯片构造的发光元件20安装在副安装台30上，并将该副安装台30固定在引线42上，因而可以高效地释放发光元件20的发热。
另外，本发明并不限于上述实施方式，只要不脱离发明的思想，可以进行适当变更并具体化。
权利要求
1.一种灯，具有反射壳，且在前述背壁内表面上设置有发光元件，前述发光元件的电极与设置在前述反射壳上的引线相连接，该反射壳包括以相对较小的间隔对峙的上壁内表面和下壁内表面；以相对较大的间隔对峙的左右的侧壁内表面；背壁内表面；由这些内表面围绕而形成的凹部；以及正面开口，该灯的特征在于将前述下壁内表面的宽度方向中央部呈台阶状地下降而作为下壁扩大内表面，将前述下壁内表面和前述下壁扩大内表面通过左右的下垂内表面来连接，并且将前述背壁内表面的宽度方向中央部和前述正面开口的宽度方向中央部分别向下侧扩大为矩形，将前述发光元件安装在立起四角板状的副安装台的正面，将前述副安装台的背面固定在前述背壁内表面的宽度方向中央部，该固定时，前述副安装台的左右端面通过前述左右的下垂内表面来进行定位。
2.如权利要求1所述的灯，其特征在于作为前述发光元件采用倒装芯片构造的LED芯片，将前述LED芯片的n电极和p电极经由凸点连接在配置于前述副安装台正面的金属图形上。
3.如权利要求2所述的灯，其特征在于按照前述金属图形在前述LED芯片的左方和右方在正面露出的方式，将前述副安装台形成为横向上比前述LED芯片的横向宽度长的立起四角板状。
4.如权利要求1、2或3所述的灯，其特征在于使前述引线从前述背壁内表面的至少宽度方向中央部露出，并将前述副安装台的背面固定在前述引线上。
全文摘要
可以容易地将发光元件安装在副安装台上。当将该副安装台固定在反射壳的背壁内表面时可自动进行定位。将下壁内表面(11)的宽度方向中央部呈台阶状地下降而作为下壁扩大内表面(17)，将两个内表面(11、17)通过左右的下垂内表面(18、18)来连接，并且将背壁内表面(14)的宽度方向中央部分别向下侧扩大为矩形。将发光元件(20)安装在立起四角板状的副安装台(30)的正面，将副安装台(30)的背面固定在背壁内表面(14)的宽度方向中央部，进行该固定时，副安装台(30)的左右端面通过左右的下垂内表面(18、18)来进行定位。
文档编号H01L33/60GK1758458SQ20051010804
公开日2006年4月12日 申请日期2005年9月29日 优先权日2004年10月4日
发明者都筑敦, 高桥祐次, 林稔真, 荒金克学 申请人:丰田合成株式会社