基板、发光装置及照明用光源的制作方法_2

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[0104](基板)
[0105]基板10是,用于安装发光元件的发光元件安装用基板,具有作为安装LED20的面的第一主面10a(正侧面)、以及作为与该第一主面1a相对的面的第二主面10b(背侧面)。如图1A示出,对于基板10,例如,可以利用俯视为长方形的矩形状的基板。而且,对于基板10的俯视形状,不仅限于长方形,而可以利用正方形或圆形等其他的形状的基板。
[0106]基板10是具有光透性的光透性基板。本实施例的基板10是,针对从LED20发出的光而光透射率低的基板,例如全透射率为10%以下的基板。对于这样的基板10,可以利用由氧化铝等的陶瓷构成的白色氧化铝基板或由玻璃环氧树脂等的树脂构成的树脂基板。
[0107]在本实施例中,对于基板10,利用烧制氧化铝粒子(陶瓷粒子)而构成的厚度为Imm左右的多晶氧化铝基板(多晶陶瓷基板)。例如,可以利用厚度Imm且光的反射率为94%的白色氧化铝基板,或厚度0.635mm且光的反射率为88%的白色氧化铝基板。
[0108]如此,对于基板10,利用光透射率低的基板,从而能够抑制基板的成本。特别是,利用陶瓷基板之中的廉价的白色基板,从而能够实现低成本化。
[0109]混合氧化铝粒子等的陶瓷原料和散射体及烧结助剂(添加剂)之后添加粘结剂来进行加压成形,然后,进行烧制,从而能够制造陶瓷基板。而且,原料的氧化铝粒子(陶瓷粒子),通过烧制而进行粒生长并晶化,从而成为粒径为数ym至数十μ m的氧化铝晶粒。
[0110]并且,如图1B以及图1C示出,基板10,在第二主面1b具有凹凸部11。凹凸部11为,微小凹凸构造,至少被形成在与LED20相对的位置。本实施例的凹凸部11,与用于形成密封部件30的区域对应而被形成,用于形成凹凸部11的区域和用于形成密封部件30的区域相同。也就是说,凹凸部11,沿着基板10的长边方向,以细长状形成有4列。
[0111](LED)
[0112]LED20是,发光元件的一个例子,且是因规定的电力而发光的半导体发光元件。对于多个LED20全部利用相同的LED,都是发出单色的可见光的裸芯片。在本实施例中,利用通电后发出蓝光的蓝色发光LED芯片。对于蓝色LED芯片,例如,能够利用由InGaN系的材料构成的、中心波长为440nm至470nm的氮化镓系的半导体发光元件。
[0113]并且,LED20,仅安装在基板10的第一主面10a,沿着基板10的长边方向以成为多个列的方式安装有多个。在本实施例中,以将多个LED20作为一列的元件列平行的方式配置成4列。
[0114]而且,在本实施例中,安装了多个LED20,但是,对于LED20的安装数量,按照发光装置I的用途适当地变更即可。例如,在利用于代替微型灯泡等的低输出型的LED灯的情况下,LED20可以是一个。另一方面,在利用于高输出型的LED灯的情况下,也可以更增加一个元件列内的LED20的安装数量。并且,对于LED20的元件列,不仅限于4列,可以是I至3列,也可以是5列以上。
[0115]在此,对于本实施例中利用的LED20,利用图2进行说明。图2是本实用新型的实施例I涉及的发光装置的LED (LED芯片)周边的放大截面图。
[0116]如图2示出,LED20具有,蓝宝石基板21、以及层叠在该蓝宝石基板21上的、由互不相同的组成而成的多个氮化物半导体层22。
[0117]在氮化物半导体层22的上表面的两端部,设置有阴极电极23和阳极电极24。并且,在阴极电极23及阳极电极24上,分别设置有线接合部25及26。
[0118]在彼此相邻的LED20中,一方的LED20的阴极电极23及另一方的LED20的阳极电极24各自,由接线50与金属布线40进行打线接合来连接。而且,也可以不经由金属布线40,而相邻的LED20的电极彼此由接线50直接连接。也就是说,也可以是Chip-to_Chip连接。
[0119]各个LED20,以蓝宝石基板21侧的面与基板10的第一主面1a相对的方式,由透光性的芯片接合材料27安装在基板10上。对于芯片接合材料27,可以利用含有由氧化金属而成的填充料的硅树脂等。对芯片接合材料27使用透光性材料,从而能够减少从LED20的侧面发出的光的损失,能够抑制基于芯片接合材料27的影子的发生。
[0120](密封部件)
[0121]密封部件30,例如,由树脂构成,以覆盖LED20的方式形成在基板10上。密封部件30,如图1A及图1B示出,以一并密封多个LED20的一列的方式形成为细长状。在本实施例中,以4列安装LED20元件列,因此,形成四条密封部件30。四条密封部件30各自,沿着多个LED20的排列方向(列方向)以直线状被设置在基板10的第一主面1a上。
[0122]密封部件30,主要由透光性材料构成,但是,在需要将LED20的光的波长变换为规定的波长的情况下,波长变换材料被混入在透光性材料中。
[0123]本实施例的密封部件30是,包含作为波长变换材料的荧光体的、对LED20发出的光的波长(颜色)进行变换的波长变换部件。对于这样的密封部件30,例如,可以由含有荧光体粒子的绝缘性的树脂材料(含荧光体树脂)构成。荧光体粒子,因LED20发出的光而激励来放出所希望的颜色(波长)的光。
[0124]对于构成密封部件30的树脂材料,例如,可以利用硅树脂。并且,在密封部件30中,可以使光扩散材料分散。而且,对于密封部件30,并不一定需要由树脂材料形成,除了氟树脂等的有机材料以外,还可以由低熔点玻璃以及溶胶凝胶玻璃等的无机材料形成。
[0125]对于密封部件30中包含的荧光体粒子,例如,在LED20是发出蓝光的蓝色LED的情况下,为了得到白光,而可以利用例如YAG系的黄色荧光体粒子。据此,LED20发出的蓝光的一部分,由密封部件30中包含的黄色荧光体粒子波长变换为黄色光。而且,没有由黄色荧光体粒子吸收的蓝光、和由黄色荧光体粒子波长变换后的黄色光,密封部件30中扩散及混合,从而从密封部件30成为白光来射出。并且,对于光扩散材料,利用二氧化硅等的粒子。
[0126]本实施例的密封部件30为,娃树脂中分散了规定的焚光体粒子的含焚光体树月旨,由撒布器涂布在基板10的第一主面1a并硬化来能够形成。在此情况下,如图1C示出,与密封部件30的长边方向垂直的截面的形状,大致成为半圆形。
[0127]而且,密封部件30,也可以不是直线状,而形成为俯视时呈矩形状。在此情况下,密封部件30,例如,也可以形成为一并密封基板10上的所有的LED20。或者,密封部件30,也可以形成为分别覆盖各个LED20。在此情况下,密封部件30,例如,可以形成为大致半球状。
[0128](金属布线)
[0129]金属布线40是,用于使LED20发光的电流流动的导电性布线,如图1A示出,以规定形状图案形成在基板10的第一主面10a。供电到发光装置I的电力,由金属布线40供给到各个LED20。
[0130]金属布线40,为了使各个LED元件列中的多个LED20彼此串联连接而被形成。例如,金属布线40,在相邻的LED之间被形成为岛状。并且,金属布线40,为了使各个元件列彼此并联连接而被形成。各个LED20,经由接线50与金属布线40电连接。
[0131]金属布线40是,例如,将由金属材料构成的金属膜图案化、或印刷,从而能够形成的。对于金属布线40的金属材料,例如,可以利用银(Ag)、钨(W)或铜(Cu)等。而且,也可以在金属布线40的表面,执行镍(Ni) /金(Au)等的镀金处理。
[0132]并且,对于从密封部件30露出的金属布线40,优选的是,端子60a及60b以外,由基于玻璃材料的玻璃膜(玻璃涂层膜)或基于树脂材料的树脂膜(树脂涂层膜)覆盖。据此,能够提高发光装置I的绝缘性,或者,能够提高基板10的表面的反射率。
[0133](接线)
[0134]接线50是,例如金电线等的导电线。如图1B示出,接线50,连接LED20和金属布线40。如图2的说明,通过接线50,被设置在LED20的上表面的阴极电极23 (或阳极电极24)和在LED20的两侧相邻形成的金属布线40经由线接合部25 (或26)被打线接合。
[0135]而且,如本实施例,接线50,以不会从密封部件30露出的方式,整体填埋在密封部件30中。
[0136](端子)
[0137]端子60a及60b是,用于从发光装置I的外部接受用于使LED20发光的直流电的外部连接端子。并且,端子60a及60b是,发光装置I的供电部,由端子60a及60b接受的直流电,经由金属布线40和接线50供给到各个LED20。
[0138]端子60a及60b,在基板10的第一主面1a被形成为规定形状。具体而言,端子60a及60b,与金属布线40接连形成,且与金属布线40电连接。因此,对于端子60a及60b,能够利用与金属布线40相同的金属材料,与金属布线40同时图案形成。
[0139](本实用新型的特征)
[0140]如此构成的发光装置I具备,形成有凹凸部11的基板10。凹凸部11是,直接形成在基板10的凹凸构造,由被形成在基板10的第二主面1b的表面的无数的凹部及凸部构成。
[0141]本实施例的凹凸部11,根据构成陶瓷基板的陶瓷晶粒的形状而被形成。以下,对于这一点,利用图3进行详细说明。图3是本实用新型的实施例1涉及的发光装置的主要部放大截面图,示意性地表示陶瓷基板的截面结构。
[0142]如图3示出,作为多晶陶瓷基板(陶瓷烧结基板)的基板10,由成为母体的多个陶瓷晶粒(烧结粒子)11a、和用于使相邻的陶瓷晶粒Ila彼此结合的粘结剂Ilb构成。例如,在基板10为多晶氧化铝基板的情况下,陶瓷晶粒Ila为氧化铝晶粒,粘结剂Ilb为玻璃材料等的无机材料。
[0143]在本实施例中,凹凸部11的表面形状(凹凸形状)为,如图3示出,露出的陶瓷晶粒Ila的表面形状。也就是说,凹凸部11的表面形状为,沿着露出的多个陶瓷晶粒Ila的起伏的形状。
[0144]如此构成的微小凹凸构造的凹凸部11是,例如,使用作为基板10的多晶陶瓷基板,利用酸对该多晶陶瓷基板进行表面处理,从而能够形成的。
[0145]具体而言,利用热硫酸等的酸对基板10 (多晶陶瓷基板)的第二主面1b的表面进行蚀刻处理。据此,基板10的第二主面1b的表面附近的粘结剂Ilb溶化,从而粘结剂Ilb存在过的陶瓷晶粒Ila的界面部分成为沟槽(凹部)来出现。也就是说,在进行基于酸的表面处理之前,陶瓷晶粒Ila和粘结剂Ilb露出在基板10(多晶陶瓷基板)的表面,但是,通过进行基于酸的表面处理,露出在表面的粘结剂Ilb有选择地溶化。据此,在基板10的表面能够形成凹部。其结果为,在基板10的表面,陶瓷晶粒Ila成为凸部来出现。据此,在基板10的表面形成凹凸部11。
[0146]并且,在仅在基板10的表面的一部分的规定区域形成凹凸部11的情况下,在基板10的表面之中的不形成凹凸部11的区域进行掩膜后,进行基于酸的蚀刻处理。在本实施例中,如图3示出,在基板10的第二主面1b的与密封部件30相对的位置形成凹凸部11,因此,对第二主面1b的与密封部件30相对的位置以外进行掩膜后进行蚀刻处理。据此,能够仅在第二主面1b的与密封部件30相对的位置形成凹凸部11。
[0147]而且,凹凸部11是,通过基于酸的表面处理以外的方法也能够形成的。例如,利用砂纸等的研磨手段对基板10的表面进行研磨加工,从而也能够形
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