发光装置及用于制造发光装置的方法与流程

文档序号:33713285发布日期:2023-04-01 01:27阅读:90来源:国知局
发光装置及用于制造发光装置的方法与流程

1.本发明涉及发光装置及用于制造发光装置的方法。


背景技术:

2.已知使用诸如发光二极管(led)或激光二极管(ld)的发光元件作为光源的发光装置。
3.例如,在专利文献1中公开了一种包括发光元件、第一引线框架和第二引线框架以及第一树脂形成体和第二树脂形成体的发光装置。专利文献1公开了将发光元件布置在形成为模制件的壳体中的第一引线框架上的预定布置区域中。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1:wo-a1-2008/081794


技术实现要素:

7.本发明要解决的问题
8.然而,如在专利文献1中公开的发光装置,当形成在引线框架上的发光元件的布置区域的面积与布置在该区域中的发光元件的面积显著不同时,发光元件不能自对准,并且发光元件可能偏离期望的位置。也就是说,发光元件的布置位置的偏移可能导致从发光装置发射的光的光轴的偏移。
9.本发明是鉴于上述点而进行的,并且其目的在于提供一种能够抑制将发光元件接合于布置区域中的位置偏移并且能够将发光元件稳定地接合于预定位置的发光装置及用于制造发光装置的方法。
10.问题的解决方法
11.根据本发明的发光装置包括多个板状的基材、绝缘的涂覆膜、设置焊盘和至少一个发光元件。多个板状的基材并排布置成相互间隔开。多个基材各自由金属制成。绝缘的涂覆膜形成为覆盖多个基材中的每一者的上表面和侧表面。涂覆膜具有开口部,该开口部露出多个基材当中的一个基材的上表面的一个区域。涂覆膜包括将多个基材相互粘合的粘合部。设置焊盘设置成覆盖一个基材的上表面的一个区域。设置焊盘由金属制成。至少一个发光元件经由接合构件设置在设置焊盘上。涂覆膜包括薄膜部,在薄膜部中,涂覆膜形成为薄膜以围绕开口部的外周端。
12.本发明的用于制造发光装置的方法包括以下步骤:基板形成步骤,形成多个板状的基材,多个板状的基材并排布置成相互间隔开并且各自由金属制成,并且形成绝缘的涂覆膜,绝缘涂覆膜形成为覆盖多个基材当中的每一者的上表面和侧表面,涂覆膜设置有开口部,开口部露出多个基材当中的一个基材的上表面的一个区域,涂覆膜包括将多个基材相互粘合的粘合部;电镀步骤,提供由金属制成的设置焊盘以覆盖一个基材的上表面的一个区域;以及元件接合步骤,通过接合构件将至少一个发光元件设置在设置焊盘上。在基板
形成步骤中,在涂覆膜中形成薄膜部,在薄膜部中,涂覆膜形成为薄膜以围绕开口部的外周端。
附图说明
13.图1是根据本发明实施方式的发光装置的俯视图;
14.图2是沿着图1的线a-a截取的发光装置的截面图;
15.图3是图2的元件设置部的周边部pa的放大图;
16.图4是例示根据本发明实施方式的发光装置的制造流程的图;
17.图5是根据本发明实施方式的发光装置在制造期间的截面图;
18.图6是根据本发明实施方式的发光装置在制造期间的截面图;
19.图7是根据本发明实施方式的发光装置在制造期间的截面图;
20.图8是根据本发明实施方式的发光装置在制造期间的截面图;
21.图9是根据本发明实施方式的发光装置在制造期间的截面图;
22.图10是根据本发明实施方式的发光装置在制造期间的截面图;
23.图11是根据本发明实施方式的发光装置在制造期间的截面图;
24.图12是根据本发明实施方式的发光装置在制造期间的截面图;
25.图13是根据本发明实施方式的发光装置在制造期间的截面图;
26.图14是根据本发明实施方式的发光装置在制造期间的截面图;以及
27.图15是根据本发明实施方式的发光装置在制造期间的截面图。
具体实施方式
28.下面将详细描述本发明的实施方式。注意,在以下描述和附图中,相同的附图标记被赋予基本相同或等同的部件。
29.实施方式
30.图1是发光装置100的示意性俯视图。图2是沿着图1的线a-a截取的发光装置100的截面图。在以下描述中,“材料1/材料2”的描述意指其中材料2层压在材料1上的层压结构。“材料1-材料2”的描述意指材料1和材料2的合金,并且“材料1-材料2-材料3”的描述意指材料1至材料3的合金。在指示合金的描述中,在一些情况下省略
“‑”
。具体地,将其描述为“材料1材料2材料3”。
31.如图1和图2所示,发光装置100包括基板10,并且基板10包括板状的第一基材13和第二基材14,以及绝缘的第一涂覆膜15。第一基材13和第二基材14由铜(cu)制成并且被并排布置成相互间隔开。绝缘的第一涂覆膜15覆盖它们,并且是由改性聚酰胺-酰亚胺(polyamide-imide)制成的树脂材料。第一基材13和第二基材14整体覆盖有绝缘的第一涂覆膜15。具体地,第一涂覆膜15形成为覆盖第一基材13和第二基材14的上表面和侧表面。第一涂覆膜15填充在第一基材13与第二基材14之间的间隙区域中,并且第一基材13和第二基材14的相互面对的侧表面在该间隙区域中接合。也就是说,第一基材13和第二基材14通过填充在它们之间的间隙中的第一涂覆膜15的粘合部cb接合在一起。发光装置100包括框架体20,该框架体20设置在基板10的上表面上的外周部中,由与第一基材13和第二基材14的材料相同的材料制成,并且涂覆有第二涂覆膜24。
32.发光装置100包括:发光元件30,其设置在形成于第一基材上的内部电极19上;波长转换器40,其设置成覆盖发光元件30的发光部em;以及保护元件50,其设置在形成于第一基材上的内部电极(未例示)上。
33.第一基材13和第二基材14是例如在俯视图中具有矩形平面形状的基板10的基材,并且由诸如铜(cu)的金属材料制成。第一基材13和第二基材14是具有电连接到安装板(未例示)的功能的导电体。
34.如上所述,第一基材13和第二基材14涂覆有第一涂覆膜15,使得上表面和侧表面被覆盖。第一基材13和第二基材14在相互面对的侧表面之间设置有间隙,并且该间隙填充有第一涂覆膜15。由于第一涂覆膜15是绝缘体,第一基材13和第二基材14在通过第一涂覆膜15的粘合部cb相互粘合的同时相互电绝缘。
35.如图2所示,第一基材13和第二基材14包括例如通过在各侧表面的下表面侧进行半蚀刻而提供的凹陷结构he。因此,由于粘合部cb与第一基材13和第二基材14的粘合面积增加,所以可以增强第一基材13和第二基材14之间经由粘合部cb的粘合强度。
36.发光装置100包括设置在基板10的上表面的外周部中的框架体20,并且框架体20包括框架基材23和第二涂覆膜24。框架基材23例如是与第一基材13和第二基材14的材料相同的金属材料。第二涂覆膜24是与第一涂覆膜15类似的由改性聚酰胺-酰亚胺制成的树脂材料,并且框架基材23在框架基材23的整个周边区域上涂覆有第二涂覆膜24。也就是说,基板10与框架体20电绝缘。对于基板10和框架体20,第一涂覆膜15通过加压和加热来粘合到第二涂覆膜24。也就是说,发光装置100在上表面上设置有u形腔,该u形腔向上开口并由基板10和框架体20形成。
37.虽然在实施方式中描述了第一基材13、第二基材14和框架基材23包含cu作为主要材料的情况,但是该材料不限于此。例如,仅需要该材料是导电的并且具有高导热性,诸如,铁(fe)、铝(al)、铁-镍(fe-ni)合金和铁-钴(fe-co)合金。虽然在本实施方式中描述了第一基材13和第二基材14由与框架基材23相同的材料制成的情况,但是第一基材13和第二基材14不必须由与框架基材23相同的材料制成。
38.在第一基材13和第二基材14的下表面上,形成外部电极el1和el2。外部电极el1和el2是由例如镍/金(ni/au)制成的电极,并且用作电连接到安装板的外部电极。
39.第一涂覆膜15设置有开口部16a,该开口部16a露出在第一基材13的上表面上设置发光元件30的区域。开口部16a形成为与发光元件30大致相同的形状,并形成为从第一涂覆膜15的上表面贯通至第一基材13的上表面。在第一基材13的上表面的从开口部16a露出的发光元件30的放置区域中,形成由镍/金(ni/au)制成的作为元件放置焊盘的内部电极19。在本实施方式中,对将发光元件30设置在基板10的上表面的中央并且将保护元件50设置在发光元件30的周边的情况进行描述。第一涂覆膜15设置有开口部16b,该开口部16b在设置保护元件50的区域中露出第一基材13的上表面。
40.第二基材14的上表面上的第一涂覆膜15设置有开口部16c,该开口部16c在跨粘合部cb与发光元件30相对的区域中露出第二基材14的上表面。接合焊盘bp设置于从第二基材14的开口部16c露出的部分。接合焊盘bp例如由与内部电极19的材料相同的材料ni/au制成。
41.发光元件30例如是具有作为半导体发光层的发光部em层压在支撑基板33上的半
导体发光元件,该支撑基板33包含导电半导体作为主要材料。发光元件30经由作为元件设置部的由镍/金(ni/au)制成的内部电极19和作为导电接合构件的元件接合层60来接合到第一涂覆膜15的开口部16a。发光部em具有例如其中层压p型半导体层、发光层和n型半导体层的结构。n型半导体层的上表面是发光部em的上表面中的每一个,并且用作发光元件30中的每一个的光提取表面。p型半导体层、发光层和n型半导体层例如是由氮化镓(gan)等作为主要材料制成的氮化物半导体以及从具有多量子阱结构的发光层辐射蓝光的蓝色发光二极管(led)。发光元件30的下表面经由支撑基板33电连接到p型半导体,并且发光元件30的下表面用作阴极(未例示)。也就是说,作为发光元件30的下表面的阴极经由元件接合层60和内部电极19电连接到外部电极el1。
42.发光元件30包括形成为与支撑基板33上的发光部em间隔开的电极焊盘35。电极焊盘35与发光部em的p型半导体层电连接,作为发光元件30的阳极。电极焊盘35例如经由由金(au)制成的导电的接合线bw电连接到形成在第二基材14上的接合焊盘bp。也就是说,作为发光元件30的阴极的电极焊盘35经由接合线bw和接合焊盘bp电连接到外部电极el2。
43.如上所述,作为接合构件的元件接合层60是将发光元件30牢固地固定并电连接到内部电极19的导电粘合剂。元件接合层60例如是金-锡合金(ausn合金)。此外,元件接合层60例如是由作为原材料的ausn合金颗粒和焊剂制成的膏状粘合剂(下文中,元件接合层60的原材料可以简单地称为ausn膏)。在本实施方式中,虽然描述了元件接合层60由ausn合金制成的情况,但是元件接合层60不限于此。例如,元件接合层60可以是银(ag)膏或焊锡膏。元件接合层60是对第一涂覆膜15具有非亲和性的导电粘合剂。
44.保护元件50例如是逆电压保护元件,例如齐纳二极管。当从外部(例如,静电)向发光元件30施加过电压时,保护元件50工作以保护发光元件30。保护元件50包括例如用作元件分上表面上的阴极的电极焊盘51以及元件的下表面上的阳极(未例示)。此外,与发光元件30类似,保护元件50的阳极经由与用于接合发光元件30的元件接合层60相同的元件接合层60接合在形成于第一涂覆膜15的开口部16b中的内部电极(未示出)上,并且保护元件50的阳极电连接到外部电极el1。形成在保护元件50的上表面上的电极焊盘51经由接合线bw和接合焊盘bp电连接到外部电极el2。也就是说,保护元件50与发光元件30并联且极性相反地连接。
45.在发光元件30和保护元件50中,接合线bw通过由线凸起和金线制成的所谓逆接合的方式来配置。在该实施方式中,虽然描述了通过逆接合来配置接合线bw的情况,但是接合线bw的方式不限于此,并且可以是其中在每个电极焊盘上形成压接球的正向接合的方式。
46.发光装置100包括设置在发光元件30上以便覆盖发光部em的波长转换器40。波长转换器40对来自发光元件30的所发射的光进行波长转换。波长转换器40由板状部件形成,该板状部件例如包含磷光体颗粒,该磷光体颗粒包含掺杂有铈(ce)的钇铝石榴石(yag)作为主要材料以及诸如氧化铝的玻璃或陶瓷的粘合剂,该粘合剂透射发光元件30的辐射光和磷光体颗粒的辐射光。作为粘合剂,可以使用未掺杂铈(ce)的yag(在这种情况下,波长转换器40可以是多晶体或单晶体)。在本实施方式中,波长转换器40是如下波长转换板,该波长转换板对从发光元件30辐射的蓝色光的一部分执行波长转换,并将从发光元件30辐射的光和从波长转换器40辐射的光进行组合而辐射白色光。由波长转换器40对从发光元件30辐射的几乎所有光执行波长转换允许将从波长转换器40辐射的暴露于发光装置100外部的光转
换成与波长转换器40的辐射光对应的绿光、黄光、红光、红外光等。
47.在本实施方式中,波长转换器40具有一个主表面,该主表面经由粘合性树脂(未例示)接合在发光元件30的上表面上,该粘合性树脂为透射从发光元件30辐射的光的粘合性树脂层。此外,另一主表面面向发光装置100的外部以露出。也就是说,波长转换器40的一个主表面用作经由粘合性树脂接收由发光元件30发射的光的光接收表面,并且另一主表面用作发光装置100的光提取表面。
48.如图2所示,发光装置100包括填充在由基板10和框架体20形成的腔中的涂覆构件70,以露出波长转换器40的作为光提取表面的上表面。涂覆构件70包含例如具有反射性的树脂材料。在本实施方式中,涂覆构件70是反射从发光元件30发射的光和从波长转换器40发射的光的白色树脂。在图1中,为了清楚地例示各组件的结构和位置关系,省略了涂覆构件70。
49.发光装置100包括薄膜区域17a,在该薄膜区域17a中,第一涂覆膜15在第一涂覆膜15的开口部16a的外周部中形成为薄膜。薄膜区域17a具有在将发光元件30设置在涂覆于内部电极19的上表面上的膏状的元件接合层60上并将元件接合层60加热以熔融时容易执行自对准的功能。
50.第一涂覆膜15的开口部16a以与所设置的例如发光元件30的元件大致相同的形状开口。假设在第一涂覆膜15的开口部16a的周围未形成薄膜区域17a,则发光元件30与第一涂覆膜15之间会发生干涉,或者发光元件30由于设置元件时的位置偏移等而移到涂覆膜的端部上方,由此可能导致不良接合。
51.因此,在第一涂覆膜15的开口部16a的外周上形成薄膜区域17a并使用对第一涂覆膜15具有非亲和性的元件接合层60(ausn膏)允许将元件设置成容易地执行自对准。因此,可以将发光元件30稳定地设置在基板10上,而不会引起设置在基板上的发光元件30的位置偏移。同样,在其上设置保护元件50的开口部16b中,类似地形成薄膜区域17b。
52.如上所述,发光装置100包括板状的第一基材13和第二基材14、绝缘的第一涂覆膜15、内部电极19和发光元件30。第一基材13和第二基材14并排布置成相互间隔开,并且各自由金属制成。第一涂覆膜15形成为覆盖第一基材13和第二基材14中的每一者的上表面和侧表面。第一涂覆膜15设置有开口部16a,该开口部16a露出第一基材13和第二基材14当中的第一基材13的上表面的一个区域。第一涂覆膜15包括将第一基材13粘合至第二基材14的粘合部cb。内部电极19设置成覆盖第一基材13的上表面的该一个区域并且由金属制成。发光元件30经由元件接合层60设置在内部电极19上。第一涂覆膜15包括薄膜区域17a,在该薄膜区域17a中第一涂覆膜15形成为薄膜以围绕开口部16a的外周端。
53.第一涂覆膜15由改性聚酰胺-酰亚胺制成。第一涂覆膜15对元件接合层60具有彼此非亲和性。
54.从第一基材13的上表面到发光元件30的底面的高度比从第一基材13的上表面到薄膜区域17a的上表面的高度高。发光装置100还包括设置在第一涂覆膜15的上表面的外周部上的框架体20。框架体20包括涂覆有第二涂覆膜24的环形的框架基材23。框架基材23由与第一基材13和第二基材14相同的材料制成。开口部16a的形状与发光元件30的形状大致相同。
55.这里,将描述发光装置100中的第一涂覆膜15、薄膜区域17a、内部电极19和元件接
合层60的各层的示例性构造。
56.图3是图2的元件设置部的周边部pa的放大图。
57.如上所述,第一涂覆膜15形成在第一基材13上,并且第一涂覆膜15设置有开口部16a,该开口部16a具有与发光元件30的支撑基板33大致相同的形状并且开口以贯通到第一基材13的上表面。由ni/au制成的内部电极19形成在第一涂覆膜15的开口部16a中。发光元件30的支撑基板33经由元件接合层60接合在内部电极19上。薄膜区域17a形成在第一涂覆膜15的开口部16a的外周部处。
58.这里,薄膜区域17a的从第一基材13的上表面起的膜厚度形成为比包括内部电极19的元件接合层60的从第一基材13的上表面起的厚度低。
59.由于元件接合层60对第一涂覆膜15具有非亲和性,所以元件接合层60不会湿扩散到内部电极19外部的薄膜区域17a。换句话说,元件接合层60即使在加热和熔融期间也仅在内部电极19上湿铺展,并且在俯视图中具有与第一涂覆膜15的开口部16a(发光元件30的上表面形状)类似的形状。
60.从第一基材13的上表面到第一涂覆膜15的上表面的高度被配置成比从第一基材13的上表面起包括内部电极19和元件接合层60的高度(从第一基材13的上表面到发光元件30的支撑基板33的下表面的高度)高。因此,可以避免发光元件30从包括薄膜区域17a的开口的内部向外部(第一涂覆膜15的上表面)偏离。例如,在通过设置机器将发光元件30设置在元件接合层60上之后,可以避免由于振动等引起的发光元件30的位移。
61.因此,发光元件30通过在加热且熔融的元件接合层60与设置在元件接合层60上的发光元件30之间的具有熔融的元件接合层60的最小界面能的表面张力而自对准。
62.在设置保护元件50的区域中,第一涂覆膜15、薄膜区域17b、内部电极和元件接合层60具有类似的构造。
63.虽然在本实施方式中例示了薄膜区域17a的从第一基材13的上表面起的膜厚度比内部电极19的膜厚度小的情况,但是薄膜区域17a的膜厚度可以比内部电极19的膜厚度厚。具体地,仅需要发光元件30的底面的高度比ausn膏熔融时的薄膜区域17a的高度高。换句话说,仅需要具有在发光元件30的自对准中发光元件30不与薄膜区域17a的改性聚酰胺-酰亚胺接触的构造。
64.在本实施方式中,对开口部16a具有与发光元件30的支撑基板33大致相同的形状的情况进行描述。然而,开口部16a的形状可以是与发光元件30的下表面的阴极(未例示)大致相同的形状。同样在这种情况下,由于当ausn膏熔融时阴极的底表面的高度比薄膜区域17a的高度高,因此类似于实施方式可以执行准确的自对准。
65.形成有薄膜区域17a的宽度例如是如下宽度,该宽度提供在俯视图中观察时相对于形成元件接合层60的表面,交叠面积为由发光元件30的外形限定的面积的60%或更大。
66.例如,在发光元件30的外形为1mm
×
1mm的正方形,并且元件接合层60的外形为1mm
×
1mm的正方形的情况下,为了获得64%或更大的交叠面积,仅需要使薄膜区域17a的宽度为0.2mm或更小即可。因此,将交叠面积设置成60%或更大允许发光元件30在元件接合层60上自对准。
67.在本实施方式中,由于发光元件30的外形为1mm
×
1mm,元件接合层60的外形为1mm
×
1mm,并且薄膜区域17a的宽度为0.04mm,因此交叠面积为92%。因此,将交叠面积设置为
大于90%允许非常精确的自对准。当薄膜区域17a的宽度变窄时,可以提供以限定薄膜区域17a的四个边的交点为中心的扇形避让部(relief portion)。通过避让部,可以避免发光元件30的角部移到第一涂覆膜15的上表面上方。
68.接下来,将参照图4和图5至图15描述根据本技术的实施方式的发光装置100的制造过程。
69.图4是例示根据本发明实施方式的发光装置100的制造流程的图。图5至图15例示了图4所示的制造过程的各步骤中的发光装置100的俯视图。
70.首先,如图5所示,制备并排布置成相互间隔开并由金属制成的板状的第一基材13和第二基材14(步骤s101)。
71.接着,如图6所示,将绝缘改性聚酰胺-酰亚胺涂覆在第一基材13和第二基材14的侧表面和上表面上,从而形成第一涂覆膜15和粘合部cb(步骤s102)。使用电沉积涂覆来形成改性聚酰胺-酰亚胺。通过电沉积涂覆形成的改性聚酰胺-酰亚胺的膜厚度为例如约20μm至40μm。第一基材13和第二基材14的未涂覆有第一涂覆膜15的下表面侧例如被预先掩蔽。
72.如图7所示,利用类似于第一基材13和第二基材14的方法,制备框架体20,其中第二涂覆膜24涂覆在框架基材23上。然后,在沿着基板10的上表面的外周部定位之后,对两者执行加热和加压,由此将框架体20压力接合到基板10(步骤s103)。
73.接着,如图8所示,在第一基材13的上表面上的第一区域以及第二基材14的上表面上形成焊盘bp的区域上照射激光束lb,由此去除第一涂覆膜15(步骤s104),所述第一区域包括其中设置发光元件30的区域和其外周的与薄膜区域17a对应的区域。激光束lb例如是钇铝石榴石(yag)的激光。此时,激光束lb的输出被设置成部分地留下第一涂覆膜15。输出被设置成使剩余的第一涂覆膜15的膜厚成为薄膜区域17a的膜厚。例如,在通过激光束lb的去除中,由于当第一涂覆膜15变薄时由于来自第一基材13和第二基材14的热辐射而使去除速率降低,因此可以容易地进行留下薄膜区域17a的设置。虽然在本实施方式中描述了使用yag激光作为激光束lb来去除第一涂覆膜15的方法,但是所照射的激光束的类型不限于此。具体地,仅需要通过激光束lb的照射可以去除作为第一涂覆膜15的改性聚酰胺-酰亚胺。
74.接着,如图9所示,在第一基材13的上表面上的第二区域以及第二基材14的上表面上的形成焊盘bp的区域再次照射激光束lb,由此完全去除第一涂覆膜15(步骤s105),所述第二区域包括其中设置发光元件30的区域。也就是说,去除第一涂覆膜15以露出第一基材13和第二基材14的上表面。因此,可以在形成于第一基材13的上表面上的第一涂覆膜15上形成开口部16a和在开口部16a的外周部分处呈薄膜形状的薄膜区域17a,开口部16a被打开以贯通到第一基材13。如上所述,形成在第一涂覆膜15上的开口部16a的上表面形状形成为与待设置的发光元件30的上表面形状大致相同的形状。类似地,在第二基材14上形成焊盘bp的区域中,形成开口部16c,开口部16c被打开以贯通到第二基材14的上表面。
75.虽然在本实施方式中描述了如上所述通过执行两次激光处理步骤来在第一涂覆膜15上形成开口部16a和薄膜区域17a的情况,但是执行激光处理的次数不限于此。具体地,可以在根据需要改变用于开口部16a和薄膜区域17a的激光束lb的输出的同时通过一次激光照射来执行该工艺,或者可以通过多次激光照射(三次或更多次)以预定的激光输出来执行该工艺。在本实施方式中,描述了仅在第一基材13和第二基材14的上表面和侧表面上形成第一涂覆膜15的情况。然而,形成第一涂覆膜15的范围不限于此。例如,可以在包括第一
基材13和第二基材14的下表面的整个周侧上形成第一涂覆膜15,然后在第一基材13和第二基材14的下表面上形成外部电极el1和el2的区域中通过激光照射来去除第一涂覆膜15。
76.上述步骤s101至s105作为形成基板10的基板形成步骤执行。
77.接下来,作为电镀步骤,如图10所示,在已经执行激光处理的基板10上执行ni/au电镀,从而在第一基材13的上表面上的开口部16a中形成内部电极19,在第二基材14的开口部16c中形成接合焊盘bp,并且在第一基材13和第二基材14的下表面上形成外部电极el1和el2(步骤s106)。
78.接着,如图11所示,将作为元件接合层60的原材料的ausn膏涂覆在开口部16a中形成于第一基材13的上表面上的内部电极19上(步骤s107)。当在内部电极19上涂覆ausn膏时,优选使用填充有ausn膏的分配器涂覆。
79.接下来,如图12所示,将发光元件30设置在涂覆在内部电极19上的元件接合层60上,使得设置在发光元件30的下表面上的阴极(未例示)接触元件接合层60(步骤s108)。
80.在这种状态下的基板10例如在氮气气氛中被加热至300℃以熔融ausn膏中的ausn合金颗粒,然后冷却,由此形成元件接合层60。因此,发光元件30通过元件接合层60牢固地固定到内部电极19。内部电极19和发光元件30通过ausn合金彼此共晶接合,并且彼此电连接。如上所述,固定的发光元件30的位置和取向是允许通过熔融的元件接合层60的表面张力来使发光元件30自对准的那些位置和取向。具体地,发光元件30通过在加热且熔融的元件接合层60与设置在元件接合层60上的发光元件30之间具有熔融的元件接合层60的最小界面能的表面张力而自对准。另外,发光部em的p型半导体层电连接到外部电极el1。
81.由于用于第一涂覆膜15和粘合部cb的改性聚酰胺-酰亚胺在比ausn合金的共晶接合温度高的温度下具有耐热性,因此即使在形成元件接合层60时也不会引起诸如劣化的失效。
82.上述步骤s107至s108作为将发光元件30接合到基板10的元件接合步骤执行。
83.接着,如图13所示,将牢固地固定有发光元件30的基板10设置在线接合机器中,并且利用诸如au线的接合线bw将形成在发光元件30的上表面上的电极焊盘35连接到形成在第二基材14上的接合焊盘bp(步骤s109)。通过au线的连接可以是其中在电极焊盘35上形成压接球的正向接合的方式,或者可以是逆接合的方式,其中在电极焊盘35上形成线凸起之后,在焊盘bp上形成压接球并连接到线凸起。因此,发光部em的n型半导体层电连接到外部电极el2。
84.接着,如图14所示,将波长转换器40设置成经由未例示的粘合性树脂覆盖发光元件30的发光部em,然后进行加热以牢固地固定(步骤s110)。粘合性树脂优选地通过分配器灌注在例如发光部em的中央位置等上。在灌注粘合性树脂之后,将波长转换器40设置在粘合性树脂上。波长转换器40的设置位置是自对准的,以便通过粘合性树脂的表面张力覆盖发光元件30的上表面,尤其是发光部em的上表面。之后,加热其中将波长转换器40设置在发光元件30的上表面上的基板10以固化粘合性树脂,并且将波长转换器40牢固地固定在发光元件30的上表面上。
85.随后,如图15所示,将反射性的涂覆构件70填充在由基板10和框架体20形成的腔内,从而制造发光装置100(步骤s111)。
86.虽然未例示,但是步骤s104至s109的处理也针对保护元件50执行,并且保护元件
50接合在第一基材13上,以便通过在设置有保护元件50的区域中的开口部16b的外周中形成的薄膜区域17b自对准。
87.如上所述,用于制造发光装置100的方法包括以下步骤:基板形成步骤,形成并排布置成相互间隔开并分别由金属制成的板状的第一基材13和第二基材14;以及形成绝缘的第一涂覆膜15,该绝缘的第一涂覆膜15形成为覆盖第一基材13和第二基材14中的每一者的上表面和侧表面,第一涂覆膜15设置有开口部16a,该开口部16a露出第一基材13和第二基材14当中的第一基材13的上表面的一个区域,第一涂覆膜15包括将第一基材13粘合到第二基材14的粘合部cb;电镀步骤,提供由金属制成的内部电极19以覆盖第一基材13的上表面的所述一个区域;以及元件接合步骤,经由元件接合层60将发光元件30设置在内部电极19上。在基板形成步骤中,其中第一涂覆膜15形成为薄膜以围绕开口部16a的外周端的薄膜区域17a形成在第一涂覆膜15中。
88.第一涂覆膜15和粘合部cb通过电沉积涂覆来形成在第一基材13和第二基材14上。
89.第一涂覆膜15的薄膜区域17a和开口部16a通过对第一涂覆膜15照射激光束lb而去除第一涂覆膜15来形成,薄膜区域17a通过用激光束lb照射包括第一涂覆膜15的一个区域并从该一个区域的周边区域向外延伸的激光照射区域而形成,并且开口部16a通过再次用激光束lb照射激光照射区域中的所述一个区域以部分地去除薄膜区域17a而形成。
90.根据本实施方式,在发光装置100中,在涂覆于第一基材13的上表面上的绝缘的第一涂覆膜15的设置有发光元件30的区域中,第一涂覆膜15设置有开口部16a,该开口部16a具有与待设置的发光元件30大致相同的形状并且贯通至第一基材13的上表面。通过将第一涂覆膜15形成为薄膜而提供的薄膜区域17a在开口部16a的外周部中设置在第一基材13的上表面上。薄膜区域17a的膜厚比从第一基材13的上表面到发光元件30的下表面的膜厚小。通过该构造,即使在设置发光元件30时设置位置发生移位,也可以避免由于发光元件30与第一涂覆膜15等的接触而导致的不良接合,从而可以确保在加热期间执行自对准。
91.因此,本发明可以提供能够将发光元件30稳定地设置在基板10上而不引起设置在基板10上的发光元件30的位置偏移的发光装置100,并提供用于制造发光装置100的方法。
92.虽然在本实施方式中描述了发光元件30的发光部em是包含氮化物半导体作为主要材料的蓝色led的情况,但是发光部em的材料不限于此,并且可以应用发射其它颜色的光的各种led和激光的半导体发光层。具体地,发光元件30仅需要将发光部em和电极焊盘35并排设置在支撑基板33上。
93.在本实施方式中,对包括波长转换器40的发光装置100进行描述,该波长转换器40被配置成在被从发光元件30所辐射的光激发时,对该辐射光进行波长转换。然而,波长转换器40可以是不执行从发光元件30辐射的光的波长转换的半透明板。
94.在本实施方式中,描述了发光装置100包括一个发光元件30的情况。然而,待安装的发光元件30的数量不限于此。具体地,两个或更多个的多个发光元件可以安装在第一基材13上。在这种情况下,多个发光元件被配置成与外部电极并联连接。
95.除了上述构造之外,对于构成基板10的基材,可以包括三种或更多种基材。在这种情况下,发光装置100可以具有这样的构造,其中制备在其下表面上包括外部电极的基材和在其下表面上没有外部电极的基材,并且多个发光元件串联连接到各基材。发光装置可以包括多个并联连接的发光元件,并且各自包括在其下表面上的外部电极。
96.当发光装置包括多个发光元件时,作为波长转换器40,可以将波长转换器设置到多个发光元件中的每一者。当多个发光元件沿特定布置方向并排设置时,可以设置整体形成为覆盖多个发光元件的各发光部em的波长转换器。
97.多个发光元件可以沿特定布置方向并排设备,并且可以为相应的多个发光元件设置波长转换器。在这种情况下,对于多个相应的发光元件,可以交替地设置由从发光元件辐射的光激发以执行到白色光的波长转换的波长转换板和由从发光元件30辐射的光激发以执行到橙色光的波长转换的波长转换板。这允许对从发光装置100的光提取表面发射的光进行调色。
98.附图标记说明
99.100 发光装置
100.10 基板
101.13 第一基材
102.14 第二基材
103.15 第一涂覆膜
104.16 开口部
105.17 薄膜区域
106.19 内部电极
107.20 框架体
108.23 框架基材
109.24 第二涂覆膜
110.30 发光元件
111.33 支撑基板
112.35 电极焊盘
113.40 波长转换器
114.50 保护元件
115.60 元件接合层
116.70 涂覆构件
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