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發(fā)光二極管的制作方法

文檔序號(hào):6834136閱讀:205來(lái)源:國(guó)知局
專(zhuān)利名稱(chēng):發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及各種電子設(shè)備的照明中所用的,特別是最近在汽車(chē)的計(jì)量?jī)x表照明等之中也能使用的發(fā)光二極管,尤其涉及到為了具有指向性而設(shè)有反射罩的這種發(fā)光二極管。
背景技術(shù)
以往的這種發(fā)光二極管,例如已知有特開(kāi)2002-324917號(hào)公報(bào)中所描述的此種二極管如圖1所示,包括在母板1作表面安裝的基板2、設(shè)置于此基板2上面的發(fā)光元件3、圍繞這些發(fā)光元件3周?chē)O(shè)置的反射罩4、密封這些發(fā)光元件3與反射罩4的樹(shù)脂密封體5、設(shè)于此樹(shù)脂密封體上部的鼓狀聚光部件6。
對(duì)于這種發(fā)光二極管,通過(guò)使發(fā)光元件3出射的光于反射罩4的內(nèi)周面上反射賦予其朝上方向的指向性,再使這種光經(jīng)過(guò)聚光部件6的透鏡部7,則能發(fā)出更強(qiáng)的有指向性的光。
但最近已在探求能把發(fā)光元件出射的光集中于極窄的范圍,以很強(qiáng)的功率照射到一點(diǎn)的所謂窄指向性的發(fā)光二極管。為了實(shí)現(xiàn)這種窄指向性,若不能使反射罩的表面光倍度是發(fā)光波長(zhǎng)λ的至多約1/2時(shí),就不能控制光的指向性。
但是上述已有的發(fā)光二極管,多數(shù)反射罩是由模壓成形的樹(shù)脂成形品,表面光潔度受到限制,即使在其表面上通過(guò)蒸鍍或電鍍形成金屬膜,也難以求得控制光指向性所需的達(dá)到發(fā)光二極管發(fā)光波長(zhǎng)λ的1/2以下的表面光潔度。因此,上述已有的反射罩會(huì)使散射光增多,單靠反射罩是不能求得所希望的窄指向性的。于是還必需再設(shè)置前述那種聚光部件6,除了增加這部分的成本外,還存在有因色差致發(fā)光色不均勻以及發(fā)光二極管大型化的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供能不設(shè)置過(guò)去那種聚光部件而只由反射罩來(lái)獲得窄指向性發(fā)光的發(fā)光二極管。
為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明的發(fā)光二極管是在包括了具有電極部的基板、設(shè)于此基板上的反射罩、配置于此反射罩的底部上的發(fā)光元件以及包覆此發(fā)光元件的樹(shù)脂密封體,且通過(guò)上述反射罩底部中開(kāi)設(shè)的孔口讓上述發(fā)光元件與上述電極部導(dǎo)通的發(fā)光二極管中,使之具有下述特征上述反射罩是由保持杯形的膜片體以及小于此膜片體的表面上形成的金屬膜構(gòu)成。
本發(fā)明的基板可采用形成電極圖案的玻璃環(huán)氧基片或撓性電路基片。此外,本發(fā)明出于獲得窄指向性發(fā)光的目的,上述反射罩的杯形最好取深底的大致半球形。
本發(fā)明的膜片體例如是由聚酰亞胺膜片經(jīng)模壓成形的成形體。聚酰亞胺膜片的表面光清潔度高。且耐熱性?xún)?yōu)越。膜片體的形狀取決于模壓成形時(shí)的陽(yáng)模與陰模的形狀。
在本發(fā)明的一個(gè)例子中,在上述膜片體的表面上形成有反射效率高的鋁膜或銀膜。成膜的方法一般采用蒸鍍法。形成的金屬膜的表面光潔度為發(fā)光二極管的發(fā)光波長(zhǎng)λ的1/2以下時(shí),就易獲得反射光的擴(kuò)散極少,窄指向性的發(fā)光。
在本發(fā)明的另一例子中,發(fā)光元件通過(guò)焊錫凸塊以倒裝片方式安裝到基板的電極部上。這種安裝方法由于關(guān)聯(lián)到反射罩的小型化,保證了窄指向性的目的。此外,為將焊錫凸塊連接到基板的電極部上而于反射罩底部中開(kāi)設(shè)的孔口,其大小與上述焊錫凸塊相當(dāng)即可。這樣能確保發(fā)光元件的下表面?zhèn)鹊姆瓷涿?反射罩的底面)寬廣,有利于取出朝上方向的反射光。
在本發(fā)明的又一例子中,也可將用于支承此反射罩的框體設(shè)于上述反射罩的背面?zhèn)?。通過(guò)以框體支承反射罩,容易處理發(fā)光二極管。再有,通過(guò)于上述反射罩的背面?zhèn)仍诳蝮w內(nèi)設(shè)置內(nèi)部空間而將電子元器件設(shè)于此空間部中,就能進(jìn)一步小型化,作為這種電子元器件例如是發(fā)光二極管的抗靜電用的齊納二極管、電容與電阻等。
根據(jù)本發(fā)明,通過(guò)將表面光潔度高的膜片用于發(fā)光二極管的反射罩上,就能以簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)容易控制光的指向性,不必另設(shè)聚光部件而獲得窄指導(dǎo)向性的發(fā)光。


圖1示明已有的發(fā)光二極管例子的剖面圖。
圖2示明本發(fā)明的發(fā)光二極管一實(shí)施形式的剖面圖。
圖3是沿上述圖2所示發(fā)光二極管的A-A線(xiàn)的剖面圖。
圖4是上述圖3所示發(fā)光二極管的B部分的放大圖。
圖5是示明另一實(shí)施形式的與圖4相同的放大圖。
圖6是示明另一實(shí)施形式的與圖3相同的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的發(fā)光二極管的實(shí)施形式。圖2是示明本發(fā)明一實(shí)施形式的發(fā)光二極管整體形狀的透視圖,圖3是沿圖2中A-A線(xiàn)的剖面圖,圖4是圖3中B部分的放大圖。
如圖2~4所示,本發(fā)明的發(fā)光二極管11作為一個(gè)例子具有在玻璃環(huán)氧基片的表面上形成了一對(duì)電極部的大致正方形的基板12;配置于此基板12上表面大致中央部分中的發(fā)光元件13;圍繞此發(fā)光元件13設(shè)置,控制發(fā)光元件13出射的光的指向性的反射罩14;設(shè)于此反射罩14背面?zhèn)?,用于支承反射?4的框體15。
形成于上述基板12上的一對(duì)電極部由大致沿中央部分分成左右兩半的陰極16與陽(yáng)極17構(gòu)成。在此陰極16與陽(yáng)極17相互面對(duì)的中央部分中形成了載承上述發(fā)光元件13的突起部18、19。上述陰極16與陽(yáng)極17彎延到基板12的背面?zhèn)扰c母板(未圖示)導(dǎo)通。
此實(shí)施形式的發(fā)光元件13可根據(jù)用途選擇種種發(fā)光色而無(wú)特殊限制。通過(guò)設(shè)于發(fā)光元件13下表面上的一對(duì)焊錫凸塊20、21可實(shí)現(xiàn)上述陰極16與陽(yáng)極17的導(dǎo)通,具體地說(shuō),是把一對(duì)焊錫凸塊20、21固定于上述陰極16與陽(yáng)極17的各突起部18、19之上以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通。這樣,通過(guò)采用焊錫凸塊20、21的倒裝片方式安裝,成為能謀求反射罩14小型化。保證本發(fā)明目的的窄指向性的結(jié)構(gòu)。再有,顯然也可取代上述的焊錫凸塊20、21而把焊線(xiàn)用作導(dǎo)通裝置。
圍繞上述發(fā)光元件13設(shè)置的反射罩14由保持杯形的膜片體25和于此膜片體25上形成的金屬膜26構(gòu)成。在此實(shí)施形式中,上述膜片體25是由厚約25μm的聚酰亞胺膜片成形為罩狀。
成形方法的一個(gè)例子是將聚酰亞胺膜片夾定于加熱了的陽(yáng)模與陰模之間進(jìn)行模壓加工。聚酰亞胺的膜表面可有很高的光潔度。此外耐熱性高約400℃,能充分經(jīng)受回流爐的加熱溫度250~300℃。此外也可用聚酰亞胺膜片以外的膜片,還可以采用于膜片上設(shè)有導(dǎo)通電路圖案的所謂撓性基片。
光的指向性的寬窄取決于成形的膜片體25的杯形,為了達(dá)到本發(fā)明目的的窄指向性,最好采用圖2與3所示的深底的大致是半球狀的杯形,即大致的拋物面形,通過(guò)將上述發(fā)光元件13置于此拋物面的焦點(diǎn),就能將發(fā)光元件13發(fā)射出的光于反射罩14的內(nèi)周面上反射,作為朝向上方的平行光取出。此外,以發(fā)光元件13設(shè)定于焦點(diǎn)上的大致呈拋物面形的反射罩14的深度與大小,則根據(jù)想把發(fā)光元件13的光的指向角窄縮到的程度來(lái)決定。
上述膜片體25的罩的內(nèi)周面上經(jīng)蒸鍍形成金屬膜26。此金屬膜26選擇易形成反射率高的鏡面的鋁或銀等金屬材料。此金屬膜26由于是蒸鍍到原本的表面光潔度高的膜25的表面上,因而易使其表面光潔度達(dá)到發(fā)光二極管的發(fā)光波長(zhǎng)λ的1/2以下。因此能抑制金屬膜26上反射的光的散射,容易進(jìn)行用以獲得窄指向性的光的控制。
在此實(shí)施形式中,于上述反射罩14的底部上開(kāi)設(shè)有與發(fā)光元件13的大小相稱(chēng)的圓形孔口27。上述發(fā)光元件13則設(shè)于孔口27的上部,在從孔口27露出的陰極16與陽(yáng)極17的各突起部18、19之上分別連接發(fā)光元件13的焊錫凸塊20、21。
圖5示明于上述反射罩14的底部中開(kāi)設(shè)的孔口的其他實(shí)施例。在此實(shí)施例中于反射罩14的底部中開(kāi)設(shè)有與發(fā)光元件13的一對(duì)焊錫凸塊20、21大小相對(duì)應(yīng)的小的孔口28、29。因此能確保發(fā)光元件的下表面?zhèn)鹊姆瓷涿?0(形成有金屬膜26的反射罩14的底面)的寬廣度。這樣就能減少?gòu)陌l(fā)光元件13下表面發(fā)射出的光的反射損耗,有利于取出向上方的反射光。
在上述任一實(shí)施形式中,用于包覆發(fā)光元件13的樹(shù)脂密封體22在反射罩14之內(nèi)部只覆蓋發(fā)光元件13的上部。通過(guò)將發(fā)光二極管11設(shè)于反射罩14內(nèi),就能不會(huì)影響其整體形狀而且可保持其小型形狀。此外,上述樹(shù)脂密封體22形成凸透鏡形狀。因此從發(fā)光元件13出射的的光能以與反射罩14確定的指向同一方向聚光,從而能獲得具有更窄指向性的強(qiáng)反射光。此樹(shù)脂密封體22例如能由透光的環(huán)氧樹(shù)脂等形成。
在此實(shí)施形式中,于上述反射罩14的背面?zhèn)仍O(shè)有用于支承罩14的框體15。上述反射罩14盡管是由薄的膜片成形而由其自身保持杯形,但考慮到作為發(fā)光二極管11的便于處理,而是通過(guò)上述框體15加以支撐。此框體15是與基板12的外形尺寸大小基本相同的塊狀樹(shù)脂成形體,在其上表面的中央部分形成有用于插入上述反射罩14的大的凹部30。此凹部30貫通框體上下設(shè)置,成為與上述反射罩14的拋物面形狀相對(duì)應(yīng),從上向下漸縮的形狀。凹部30上表面的孔口與反射罩14上端的形狀大致對(duì)應(yīng),凹部30的深度則與反射罩14的高度大體相當(dāng)。在本實(shí)施形式中,于上述反射罩14的上端沿整個(gè)周邊設(shè)有向外的凸緣31,此向外的凸緣31安置于上述凹部30上面的孔口端32上而成為支承反射罩14的結(jié)構(gòu)。
此外如圖2與3所示,在本實(shí)施形式中,反射罩14雖然只由向上的凸緣31支承于框體15之上,但自然也可由凹部30的內(nèi)周面34支承反射罩14的背側(cè)表面33。
對(duì)于取上述結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管11,從發(fā)光元件13出射的光雖然通過(guò)反射罩14而賦予其朝向上方的指向性,但由于能抑制在反射罩14的表面上的光散射,就容易控制預(yù)定的指向性。因此即便只借助上述反射罩14,也易于獲得窄指向性的發(fā)光。
在上述發(fā)光二極管11中由于不必為獲得窄指向性發(fā)光而再設(shè)置具備有以往那種透鏡部的聚光部件,因此發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易,能抑制這部分的制造成本。此外除可以消除因通過(guò)聚光部件的透鏡部而發(fā)生色差所致發(fā)光色的不均勻性外,還能使發(fā)光二極管小型化。
圖6示明本發(fā)明的發(fā)光二極管的其他實(shí)施形式,其中不僅是上述發(fā)光元件13,其他的電子元器件也一齊裝載于基板12之上。
在此實(shí)施形式中,利用于反射罩14的背側(cè)面33和凹部30的內(nèi)側(cè)面之間形成的空間部35以及設(shè)于框體15內(nèi)部的空間部36、37,夾設(shè)置各種電子元器件38、39。上述的一個(gè)空間部36是同其與反射罩14之間形成的空間部35連續(xù)地設(shè)置,因此,稍大一點(diǎn)的電子元器件38也可置納其中。另一空間部37可與上述空隙部35獨(dú)立地設(shè)置。上述電子元器件38、39例如是發(fā)光二極管11抗靜電用所需的齊納二極管、電容與電阻等。對(duì)上述空間部35、36與37的個(gè)數(shù)與容積作適當(dāng)?shù)倪x擇,則可適應(yīng)于配置的電子元器件38、39的數(shù)量與大小。此時(shí)不會(huì)影響反射罩14的形狀。
這樣,將反射罩14與框體15之間形成的空間部35與框體15本身中所設(shè)的空間部36、37利用作電子元器件38、39的收納室,就能滿(mǎn)足發(fā)光二極管11的小型化的要求。
在上述實(shí)施形式中是就將反射罩14的內(nèi)部取為空洞的狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明的,但也可于反射罩14的上面包上覆蓋其內(nèi)部的套?;蛘?,也可將密封用樹(shù)脂充填反射罩14的內(nèi)部。在此情形下也可除去密封于上述實(shí)施形式中說(shuō)明的發(fā)光元件13周?chē)臉?shù)脂密封體22。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管,包括具有電極部的基板、設(shè)于此基板上的反射罩、配置于此反射罩的底部上的發(fā)光元件、以及包覆此發(fā)光元件的樹(shù)脂密封體,且通過(guò)上述反射罩底部中開(kāi)設(shè)的孔口,上述發(fā)光元件與上述電極部導(dǎo)通,其特征在于上述反射罩是由保持杯形的膜片體以及于此膜片體的表面上形成的金屬膜構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管,其中上述反射罩的杯形是深底的大致半球形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管,其中上述膜片體是聚酰亞胺膜片成形體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管,其中上述金屬膜是銀或鋁的蒸鍍膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的發(fā)光二極管,其中上述金屬膜的表面光潔度是在此發(fā)光二極管的發(fā)光波長(zhǎng)λ的1/2以下。
6.權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管,其中上述樹(shù)脂密封體形成凸透鏡形狀而于反射罩內(nèi)包覆發(fā)光元件。
7.權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管,其中上述發(fā)光元件通過(guò)焊錫凸塊以倒裝片方式安裝于基板的電極部上,在反射罩底部開(kāi)設(shè)的孔口其大小與上述焊錫凸塊相對(duì)應(yīng)。
8.權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管,其中在上述反射罩的背面?zhèn)仍O(shè)有用于支承此反射罩的框體。
9.權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管,其中在上述框體中設(shè)有用于設(shè)置電子元器件的空間部。
10.權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管,其中上述電子元器件是齊納二極管、電容器與電阻器中至少之一。
全文摘要
一種發(fā)光二極管,包括具有電極部的基板、設(shè)于此基板上的反射罩、配置于此反射罩底部上的發(fā)光元件以及包覆此發(fā)光元件的樹(shù)脂密封體,且通過(guò)上述反射罩底部中開(kāi)設(shè)的孔口讓上述發(fā)光元件與上述電極部導(dǎo)通中,使上述反射罩由保持杯形的膜片體與此膜片體上形成的金屬膜構(gòu)成。通過(guò)這種結(jié)構(gòu),容易控制光的指向性而能實(shí)現(xiàn)窄指向性的發(fā)光。
文檔編號(hào)H01L23/00GK1604350SQ200410083258
公開(kāi)日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2004年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者桑原靖樹(shù), 若月俊之 申請(qǐng)人:西鐵城電子股份有限公司
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