專利名稱：具有半導(dǎo)體發(fā)光元件的照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種例如將發(fā)光二極管芯片之類的多個半導(dǎo)體發(fā)光元件 用作光源的照明裝置。
背景技術(shù)：
曰本專利特開2002 - 94122號公報中，揭示了 一種在基板上排列配置 著多個發(fā)光二極管芯片的照明裝置。此照明裝置中，為了提高發(fā)光效率，增 加光輸出及實現(xiàn)長壽命，使發(fā)光二極管芯片所發(fā)出的熱迅速地散到基板，以 提高發(fā)光二極管芯片的散熱性。
詳細(xì)而言，基板是由例如鋁之類的導(dǎo)熱性優(yōu)異的金屬材料所形成?；?具有平坦的安裝面及從安裝面突出的多個圓柱狀的凸部。在基板的安裝面 上層疊著絕緣構(gòu)件。絕緣構(gòu)件在與凸部相對應(yīng)的位置上具有凹部。在凹部 的底側(cè)形成貫通絕緣構(gòu)件的貫通孔?；宓耐共窟M(jìn)入到貫通孔的內(nèi)側(cè)。凸 部的頂端面位于凹部的底側(cè)。在各凸部的頂端面上芯片焊接(die bonding) 著發(fā)光二極管芯片。由此，發(fā)光二極管芯片熱連接到凸部的頂端面。
在絕緣構(gòu)件上形成有布線圖案。布線圖案具有位于凹部底側(cè)的多個端 子部。布線圖案的端子部與發(fā)光二極管芯片的一對電極之間經(jīng)由接線 (bonding wire)而電性連接著。
進(jìn)一步，密封材料被填充在絕緣構(gòu)件的凹部。密封材料是由具有透光 性的樹脂所形成的。密封材料中混入了熒光體粒子。密封材料覆蓋著發(fā)光 二極管芯片、布線圖案及接線，并且保護(hù)著接線與電極的連接部。
所述日本公開公報中所揭示的先前的照明裝置中，發(fā)熱的發(fā)光二極管 芯片被熱連接到金屬制的基板的凸部。因此，發(fā)光二極管芯片發(fā)出的熱可 以直接傳導(dǎo)至基板，并從此基板散發(fā)到照明裝置之外。
然而，先前的照明裝置中，雖可抑制發(fā)光二極管芯片的溫度上升，但無 法充分取出從發(fā)光二極管芯片發(fā)出的光。具體而言，從發(fā)光二極管芯片發(fā) 出的光的一部分被密封材料中的熒光體粒子吸收，并轉(zhuǎn)變成其他顏色的光 而放射出。此時，朝向基板的凸部而放射出的光的一部分由凸部反射后被 取出到照明裝置之外。
在此光取出時，在先前的照明裝置中，由于凸部位于絕緣構(gòu)件的貫通 孔的內(nèi)側(cè)，所以凸部的周圍全部由絕緣構(gòu)件所包圍。其結(jié)果使得從焚光體 粒子放射出的光只能夠由凸部頂端面中的露出到發(fā)光二極管芯片周圍的限 定部位所反射。因此，從發(fā)光二極管芯片發(fā)出的光的利用不夠充分，例如假 定普通的照明用途的情況下，可能會導(dǎo)致亮度不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可抑制半導(dǎo)體發(fā)光元件的溫度上升并且可 有效地取出光的照明裝置。
為了達(dá)成所述目的，權(quán)利要求第1項發(fā)明的照明裝置包括具有散熱性 的基板、絕緣層、導(dǎo)體圖案、多個半導(dǎo)體發(fā)光元件以及具有透光性的密封 構(gòu)件?；灏砻婕耙惑w形成在表面上的凸部。絕緣層層疊在基板的表 面上?；宓耐共控炌ń^緣層。導(dǎo)體圖案形成在絕緣層上。半導(dǎo)體發(fā)光元 件安裝在基板的凸部的頂端。半導(dǎo)體發(fā)光元件經(jīng)由連接構(gòu)件而電性連接到 導(dǎo)體圖案。密封構(gòu)件覆蓋著凸部、半導(dǎo)體發(fā)光元件、連接構(gòu)件及導(dǎo)體圖案。 基板的凸部形成為，隨著從安裝有半導(dǎo)體發(fā)光元件的頂端向基板表面的方
向前進(jìn)而變4且。
在權(quán)利要求第l項發(fā)明中，可使用金屬材料或碳系材料作為基板。作 為金屬材料，較理想的是使用例如導(dǎo)熱性優(yōu)異的銅或鋁及其合金。作為碳 系材料，可舉出例如碳或石墨。尤其在使用碳系粉末材料時，可以利用成形 模具對碳粉材料進(jìn)行壓縮以成形出基板。因此，當(dāng)在基板上形成凸部時，無 需對基板進(jìn)行蝕刻處理。從而，可使具有凸部的基板容易形成所需的形狀。 進(jìn)一步，在選擇碳系材料作為基板的材料時，可以不受當(dāng)前銅價高漲的影 響，從而可抑制基板成本的上升，因而較佳。凸部也可以通過激光加工或機 才成力o工而形成。
當(dāng)基板為金屬制造時，較理想的是，基板中由絕緣層覆蓋著的部分的
厚度為0. 25 mm~ 0. 50 mm,這樣可提高基板的厚度尺寸的精度。并且，在使 用接線作為連接構(gòu)件時，基板的厚度精度越高，則越會將接線與導(dǎo)體圖案 的接合部的強度不均現(xiàn)象抑制得較少。因此，可以提高接線與導(dǎo)體圖案之 間接合的可靠性。
作為絕緣層，可使用例如玻璃環(huán)氧板。為了獲得良好的光反射性能，優(yōu)
選使用白色的玻璃環(huán)氧板。當(dāng)使用白色的玻璃環(huán)氧板作為絕緣層時，從半導(dǎo) 體發(fā)光元件發(fā)出的光不會被絕緣層吸收，而是由此絕緣層反射。因此，在高 效;也取出光方面有j文。
導(dǎo)體圖案例如由銅或銀之類的導(dǎo)電性良好的金屬材料所形成。當(dāng)基板 為金屬制造時，導(dǎo)體圖案可以通過蝕刻處理而形成在例如絕緣層的與基板 相反側(cè)的面上。除此以外，例如也可以將導(dǎo)體圖案經(jīng)由粘接劑而貼附到絕 緣層上。
進(jìn)一步，也可以在絕緣層上層疊抗蝕層，并利用此抗蝕層來覆蓋導(dǎo)體
圖案。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，可提高導(dǎo)體圖案的絕緣性及耐遷移(migration)性， 并且可防止導(dǎo)體圖案的氧化。
作為半導(dǎo)體發(fā)光元件，可使用例如發(fā)出藍(lán)色光的藍(lán)色LED芯片、發(fā)出 紫外光的LED芯片。進(jìn)而，也可以將藍(lán)色LED芯片、紅色LED芯片、綠色 LED芯片中的至少兩種LED芯片組合后使用。例如，在使用藍(lán)色LED芯片作 為光源來獲得白色發(fā)光的照明裝置中，使用混入有受到藍(lán)色光的激發(fā)后主 要放射出黃色光的熒光體粒子的密封構(gòu)件。進(jìn)一步，當(dāng)使用發(fā)出紫外光的 LED作為光源時，可使用混入有以下焚光體粒子的密封構(gòu)件，即受到紫外 光的激發(fā)后主要放射出紅色光的熒光體粒子；受到紫外光的激發(fā)后主要放 射出綠色光的熒光體粒子；以及受到紫外光的激發(fā)后主要放射出黃色光的 熒光體粒子。
、為了在基板的，部安裝半導(dǎo)體發(fā)光元件而使用例如芯片焊接材料。芯
為10 ixm或小于10 ym。除此以外，為了高效地取出光，較理想的是，選 擇具有透光性的芯片焊接材料，以使從半導(dǎo)體發(fā)光元件放射出的光的一部 分由凸部反射。
密封構(gòu)件將半導(dǎo)體發(fā)光元件與外部空氣及潮氣隔絕，以防止半導(dǎo)體發(fā) 光元件的壽命降低。作為密封構(gòu)件，可使用具有透光性的合成樹脂，例如環(huán) 氧樹脂、硅樹脂、聚氨酯樹脂。進(jìn)而，作為密封構(gòu)件，除了可使用透光性 的合成樹脂以外，還可使用例如透明的低熔點玻璃。
根據(jù)權(quán)利要求第1項發(fā)明，經(jīng)由導(dǎo)體圖案及連接構(gòu)件來對半導(dǎo)體發(fā)光 元件通電，以使半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)光。從半導(dǎo)體發(fā)光元件放射出的光透過 密封構(gòu)件后，在與基板的相反側(cè)取出。使導(dǎo)體圖案與基板之間電性絕緣的 絕緣層并不存在于基板的凸部和半導(dǎo)體發(fā)光元件之間，半導(dǎo)體發(fā)光元件被 安裝在凸部的頂端。因此，當(dāng)點亮半導(dǎo)體發(fā)光元件時，半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā) 出的熱不會被絕緣層遮擋，而是直接傳導(dǎo)至凸部的頂端。
并且，由于凸部的剖面積從凸部的頂端起越接近基板則越增加，因此從 半導(dǎo)體發(fā)光元件朝向基板的熱傳導(dǎo)更為容易。其結(jié)果使得半導(dǎo)體發(fā)光元件
的熱高效地傳導(dǎo)至基板，并且從此基板散發(fā)到照明裝置之外。因此，能夠可 靠地防止半導(dǎo)體發(fā)光元件的溫度上升。
進(jìn)一步，安裝有半導(dǎo)體發(fā)光元件的凸部貫通絕緣層。這樣,從半導(dǎo)體發(fā) 光元件放射出的光的 一部分不會被絕緣層遮擋而是朝向凸部。因為凸部是 從頂端朝向基板的表面而擴(kuò)展的，所以可使入射至凸部的光朝向與基板相 反側(cè)的光的取出方向而積極地反射。因此，利用對半導(dǎo)體發(fā)光元件的散熱 起到促進(jìn)作用的凸部，可以高效地取出從半導(dǎo)體發(fā)光元件放射出的光。
在權(quán)利要求第2項發(fā)明中，凸部的外周面隨著從凸部的頂端面向基板 的方向前進(jìn)而擴(kuò)展。凸部的外周面并不限于連續(xù)地擴(kuò)展，也可以階段性地 擴(kuò)展。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，可以利用凸部外周面的傾斜，使得從半導(dǎo)體發(fā)光元件 放射出的光的 一部分朝向光的取出方向反射。
在權(quán)利要求第3項發(fā)明中，在絕緣層上形成有貫通著凸部的多個通孔
(through hole )，各通孔具有大于凸部的直徑。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，當(dāng)在基板上 層疊了絕緣層時，因為凸部貫通于通孔，所以可使基板與絕緣層容易對位。 進(jìn)而，可防止絕緣層與凸部相互干擾，且絕緣層不會從基板的表面上浮起。 因此，可以在基板表面的適當(dāng)位置上層疊絕緣層。
在權(quán)利要求第4項發(fā)明中，絕緣層經(jīng)由粘接層而粘接在基板的表面上。 粘接層含有粘接劑，并且此粘接劑的一部分露出到通孔的內(nèi)側(cè)?？墒褂酶?狀或片狀的粘接層。粘接層配置在基板中的除凸部以外的區(qū)域。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，可以使基板與絕緣層之間全部由粘接層填埋，因而不會 在基板與絕緣層之間產(chǎn)生和通孔相連的空隙。因此，可防止在對密封構(gòu)件 進(jìn)行加熱時，積存在空隙內(nèi)的空氣變成氣泡而流出到密封構(gòu)件的內(nèi)部。換 言之，可避免空隙內(nèi)的空氣變成氣泡而殘留在密封構(gòu)件的內(nèi)部。
在權(quán)利要求第4項發(fā)明中，較理想的是，露出到通孔內(nèi)的粘接劑的高 度達(dá)到與絕緣層的表面相同的高度。這樣，因為通孔與凸部之間的間隙大 多由粘接劑所填埋，所以，例如在將構(gòu)成密封構(gòu)件的未硬化的樹脂材料填 充到凸部的周圍時，空氣難以積存在通孔與凸部之間。
進(jìn)而，可以利用露出到通孔內(nèi)的粘接劑而將凸部與絕緣層之間粘接起 來。因而可提高絕緣層對基板的粘接強度。并且，由于露出的粘接劑作為 電性絕緣體而發(fā)揮功能，因此有助于確保設(shè)置在絕緣層上的導(dǎo)體圖案與凸 部之間的電絕緣性。
粘接層中含有的粘接劑優(yōu)選乳白色或白色二這樣，可以利用露出到通
側(cè)的光的取出方向反射。于是，露出到通孔內(nèi)的粘接劑能夠有效地有助于 高效地耳又出光。
在權(quán)利要求第5項發(fā)明中，在各凸部的頂端面上層疊著反光層，半導(dǎo)
體發(fā)光元件經(jīng)由具有透光性的芯片焊接材料而芯片焊接到反光層上。
較理想的是，反光層例如是由鍍銀層所形成。因為鍍銀層不會阻礙從 半導(dǎo)體發(fā)光元件向凸部的熱傳導(dǎo)，所以可使半導(dǎo)體發(fā)光元件的熱高效地散 發(fā)到凸部。進(jìn)而，鍍銀層具有大于等于90%的光反射率。因此，可以使透過 透光性的芯片焊接材料后入射到鍍銀層的光，向光的取出方向高效地反射。 作為芯片焊接材料，可使用例如透明硅樹脂之類的具有透光性的合成
樹脂或者燒結(jié)玻璃(frit glass )。透明硅樹脂隨著熱引起的變色而劣化的 可能性極小。因此，通過使用透明硅樹脂作為芯片焊接材料，使得芯片焊 接材料不會遮擋入射至反光層的光，或者不會阻礙由反光層所反射的光的 取出。因此，可長期高效地進(jìn)行光的取出。
在權(quán)利要求第6項發(fā)明中，在各凸部的外周面上層疊著側(cè)部反光層。 側(cè)部反光層和位于凸部頂端面上的反光層及露出到通孔內(nèi)的粘接劑的 一部 分相連。進(jìn)一步，密封構(gòu)件含有由半導(dǎo)體發(fā)光元件放射出的光所激發(fā)的熒 光體粒子。
較理想的是，側(cè)部反光層是由與凸部反光層種類相同的金屬的電鍍層 所形成。這樣，可以將凸部的大部分用作反光面。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，當(dāng)密封構(gòu) 件中的熒光體粒子受到激發(fā)時，會從熒光體粒子放射出光。此放射出的光 的一部分入射至凸部外周面上的側(cè)部反光層。結(jié)果，可以利用側(cè)部反光層 使來自熒光體粒子的光朝向光的取出方向高效地反射。
在權(quán)利要求第7項發(fā)明中，使粘接劑露出到通孔內(nèi)側(cè)的露出尺寸小于 等于0.2 mm。這樣，盡管粘接劑和側(cè)部反光層相連，側(cè)部反光層的面積的 減少量也會達(dá)到在實施時可忽略的程度。并且，粘接劑即便被著色成例如 茶色或黑色，露出的粘接劑對光的吸收作用也極其微小，從而達(dá)到實質(zhì)上 可忽略的程度。因此，露出到通孔內(nèi)的粘接劑不會對光的取出造成不良影 響。
在權(quán)利要求第8項發(fā)明中，當(dāng)絕緣層與粘接劑的光反射率互不相同時， 可使粘接劑的光反射率低于絕緣層的光反射率。例如，當(dāng)絕緣層為白色時， 較理想的是使粘接劑為茶色系或黑色。這樣，可以使絕緣層與粘接劑的色 差明顯。結(jié)果，使用例如攝像機可容易識別絕緣層的通孔的位置，并且能 夠以通孔的位置為基準(zhǔn)而將半導(dǎo)體發(fā)光元件安裝到凸部的頂端。
在權(quán)利要求第9項發(fā)明中，粘接劑是透明的。如果粘接劑是透明的，則 可透過露出到通孔內(nèi)的粘接劑來識別基板的顏色，因而此基板的顏色與絕 緣層的通孔周圍的顏色不同。所以，可根據(jù)絕緣層與露出到通孔內(nèi)的粘接 劑的邊界而容易識別通孔的位置。于是，當(dāng)在貫通于通孔的凸部上安裝半 導(dǎo)體發(fā)光元件時，能夠可靠地獲取用來決定半導(dǎo)體發(fā)光元件相對于凸部的 位置的基準(zhǔn)。權(quán)利要求第io項發(fā)明更包括層疊在絕緣層及導(dǎo)體圖案上的抗蝕層?？?br> 蝕層具有多個開口 ，所述多個開口位于安裝在凸部上的半導(dǎo)體發(fā)光元件以 及連接構(gòu)件和導(dǎo)體圖案的連接部，密封構(gòu)件分別覆蓋著開口 。
抗蝕層可由透明或者有色的合成樹脂而形成，尤其理想的是，使用光反 射率大于等于80%的白色合成樹脂。白色的抗蝕層可使從半導(dǎo)體發(fā)光元件放 射出的光朝向與基板相反側(cè)的光的取出方向反射，從而有利于高效地取出 光。進(jìn)而，抗蝕層的開口形狀優(yōu)選圓形，但也可以是方形。
在權(quán)利要求第項io發(fā)明中，與以連續(xù)覆蓋著所有半導(dǎo)體發(fā)光元件及導(dǎo) 體圖案的方式來填充該密封構(gòu)件的情況相比較，可以減少密封構(gòu)件的使用 量。并且，當(dāng)向開口滴下未硬化的樹脂而形成密封構(gòu)件時，在直到未硬化 的樹脂硬化為止的期間，可以利用開口的邊緣來阻擋未硬化樹脂的流動。 因此可防止未硬化的樹脂沿著抗蝕層的表面擴(kuò)展，從而可恰當(dāng)?shù)卮_定該密 封構(gòu)件的凸起高度。
權(quán)利要求第11項發(fā)明更包括包圍半導(dǎo)體發(fā)光元件的框構(gòu)件、及介隔在 框構(gòu)件與絕緣層之間的粘接構(gòu)件。粘接構(gòu)件含有熱固性粘接樹脂，用以將 框構(gòu)件粘接到絕緣層上。密封構(gòu)件填充在由框構(gòu)件包圍的區(qū)域內(nèi)。
較理想的是，使框構(gòu)件的內(nèi)表面為反光面。將內(nèi)表面設(shè)為反光面的框
以下方式而獲得，即，在框構(gòu)件的內(nèi)表面上層疊著反光層，或者將框構(gòu)件 本身設(shè)為白色。反光層可以通過以下方式而形成，例如，將鋁或鎳之類的 光反射率較高的金屬蒸鍍或電鍍在框構(gòu)件的內(nèi)表面上，或者將白色的涂料 涂布在框構(gòu)件的內(nèi)表面。為了使框構(gòu)件本身為白色，例如可在構(gòu)成框構(gòu)件 的樹脂中混入白色粉末。白色粉末可使用氧化鋁、氧化鈦、氧化鎂、硫酸 鋇之類的白色填充料。
密封構(gòu)件可使用具有透光性的樹脂，例如透明環(huán)氧樹脂或透明硅樹脂。
顏l的、光的熒光體粒子。"、 " 、'，， 、5
在權(quán)利要求第ll項發(fā)明中，通過在基板的絕緣層與框構(gòu)件之間加壓的
狀態(tài)下對粘接構(gòu)件進(jìn)行加熱，使得填充在絕緣層與框構(gòu)件之間的粘接樹脂
硬化。由此，框構(gòu)件經(jīng)由粘接構(gòu)件而固定至基板的絕緣層。
根據(jù)權(quán)利要求第ll項發(fā)明，將密封構(gòu)件填充到由框構(gòu)件所包圍的區(qū)域 內(nèi)，這樣可以一次性來密封位于基板上的所有半導(dǎo)體發(fā)光元件。并且，由于
粘接構(gòu)件含有粘接樹脂，因此無需進(jìn)行在框構(gòu)件上涂布粘接劑的作業(yè)，而且
也無需管理粘接劑的涂布量。
在權(quán)利要求第12項發(fā)明中，導(dǎo)體圖案包含相互間隔著排列的多個端子 部。各端子部具有電源供給用的焊盤部、及將此焊盤部和導(dǎo)體圖案之間相
連接的連接部，連接部的寬度窄于焊盤部。框構(gòu)件橫跨在端子部的連接部 之上。
在端子部的焊盤部上，例如通過錫焊等方法來連接著電源電纜。因此，
為了確保錫焊的可靠性，焊盤部的寬度較理想的是例如大于等于1. Q mm。端 子部的連接部是與焊盤部形成一體，且包含向框構(gòu)件的內(nèi)側(cè)伸出的延長部 分。延長部分的寬度可以與連接部的寬度相同，也可以不同。進(jìn)而，連接部 相對于焊盤部的連接位置可以是焊盤部寬度方向的中央部，也可以是遠(yuǎn)離 焊盤部中央部的焊盤部端部。
根據(jù)權(quán)利要求第12項發(fā)明，框構(gòu)件橫跨的端子部的連接部的寬度窄于 焊盤部。由此，可以擴(kuò)大相鄰的連接部之間的間隔。因而，當(dāng)在基板與框 構(gòu)件之間對粘接構(gòu)件進(jìn)行加壓時，粘接構(gòu)件會產(chǎn)生變形而容易進(jìn)入到相鄰 的連接部之間。
在權(quán)利要求第13項發(fā)明中，使連接部的寬度為0. lmm至不足1.0mm， 并且4吏-波此相鄰的連"t妄部之間的間隔大于等于0.2 mm。通過這樣的i殳定， 粘接構(gòu)件容易進(jìn)入到相鄰的連接部之間，從而粘接構(gòu)件能夠可靠地粘接在 連4妾部之間。
在權(quán)利要求第14項發(fā)明中，使導(dǎo)體圖案的厚度小于等于20 ym。通過 這樣的設(shè)定，使得包含導(dǎo)體圖案的絕緣層的表面成為凹凸較少的平坦面。 因此，粘接構(gòu)件容易緊貼在絕緣層的表面，從而粘接構(gòu)件容易進(jìn)入到相鄰 的連接部之間的各個角落。
根據(jù)權(quán)利要求第15項發(fā)明，粘接構(gòu)件中含有的粘接樹脂具有露出到框 構(gòu)件內(nèi)側(cè)的露出部。此露出部覆蓋著由框構(gòu)件中的橫跨在連接部的部分與 絕緣層所規(guī)定的轉(zhuǎn)角部，密封構(gòu)件覆蓋著露出部。
微小間隙。并丄，;便在轉(zhuǎn)角部產(chǎn)生了微:"間隙，也^以利用粘接樹脂 進(jìn)行密封，以使此間隙不會與框構(gòu)件的內(nèi)側(cè)連通。
在權(quán)利要求第16項發(fā)明中，密封構(gòu)件具有多個發(fā)光部及位于所述發(fā)光 部之間的槽。槽用以劃分相鄰的發(fā)光部，并吸收密封構(gòu)件的熱膨脹或熱收 縮時所伴有的伸縮力。因此，即便在密封構(gòu)件受到半導(dǎo)體發(fā)光元件的熱而 伸縮后，此密封構(gòu)件的伸縮也難以傳達(dá)到基板。進(jìn)而，各發(fā)光部中產(chǎn)生的 伸縮力難以對相鄰的其他發(fā)光部造成影響，從而不會促使其他發(fā)光部產(chǎn)生 翹曲或形變。因此，可將發(fā)光部之間的顏色不均現(xiàn)象抑制成較少。
在權(quán)利要求第17項發(fā)明中，槽具有將相鄰的發(fā)光部之間進(jìn)行連接的底 部。槽的底部可防止由氣孔(blow-hole)造成的密封構(gòu)件的變形。
本發(fā)明的優(yōu)勢將通過下列描述來闡述，且其一部分可從描述中顯而易 見，或者可通過實施本發(fā)明而得知。本發(fā)明的優(yōu)勢可由下文中特別指出的
手段及組合而實現(xiàn)及獲得。


并入且構(gòu)成本說明書的一部分的附圖用于說明本發(fā)明的實施例，并且 連同用于說明本發(fā)明的原理的上文所給定之普遍描述及下文給定的實施例 的詳細(xì)描述，都是用來解釋本發(fā)明的原理。
圖1是表示將本發(fā)明第1實施形態(tài)的照明裝置的一部分切下后的平面圖。
圖2是表示本發(fā)明的第1實施形態(tài)中，被芯片焊接在凸部的頂端面上 的半導(dǎo)體發(fā)光元件、絕緣層、導(dǎo)體圖案及密封構(gòu)件的位置關(guān)系的照明裝置 的剖面圖。
圖3是表示本發(fā)明的第1實施形態(tài)中，被芯片焊接在凸部的頂端面上 的半導(dǎo)體發(fā)光元件、絕緣層及導(dǎo)體圖案的位置關(guān)系的平面圖。
圖4是表示本發(fā)明的第1實施形態(tài)中，半導(dǎo)體發(fā)光元件正下方的反射 率與光束的關(guān)系的特性圖。
圖5是表示本發(fā)明的第1實施形態(tài)中，半導(dǎo)體發(fā)光元件周圍的反射率 與光束的關(guān)系的特性圖。
圖6是本發(fā)明第2實施形態(tài)的照明裝置的剖面圖。
圖7是本發(fā)明第3實施形態(tài)的照明裝置的剖面圖。
圖8是本發(fā)明第4實施形態(tài)的照明裝置的平面圖。
圖9是表示本發(fā)明的實施形態(tài)中，被芯片焊接在凸部的頂端面上的半 導(dǎo)體發(fā)光元件、絕緣層、導(dǎo)體圖案及抗蝕層的位置關(guān)系的平面圖。
圖IO是沿著圖9的F10-F10線的剖面圖。
圖11是沿著圖9的Fll -Fll線的剖面圖。
圖12是本發(fā)明第5實施形態(tài)的照明裝置的剖面圖。
圖13是表示本發(fā)明的第5實施形態(tài)中，被芯片焊接在凸部的頂端面上 的半導(dǎo)體發(fā)光元件、絕緣層、導(dǎo)體圖案及反光層的位置關(guān)系的平面圖。
圖14是本發(fā)明第6實施形態(tài)的照明裝置的剖面圖。
圖15是本發(fā)明第7實施形態(tài)的照明裝置的平面圖。
圖16是沿著圖15的F16 -F16線的剖面圖。
圖17是沿著圖14的F17 - F17線的剖面圖。
圖18是本發(fā)明第8實施形態(tài)的照明裝置的平面圖。
圖19是沿著圖18的F19 -F19線的剖面圖。
1、 100:照明裝置 2、 20、 101:基板
2a、 101a:前表面 2b:后表面
3、 106:絕緣層
4、 108:導(dǎo)體圖案
6、 103:反射器
7、 105:密封構(gòu)件 8a:頂端面
8c:外周面 11:通孔
12a:粘接劑的剩余部分
14:第2導(dǎo)體列
15a:端緣
16b:第2端子部
20b:第2面
22: n側(cè)電極
24:芯片接合材料
31、 71:反射孔
51:抗蝕層
51b:第2層疊部
61:側(cè)部反光層
104a:露出部
111:端子部
114:連接部
117b-.第2緣部
117d:第4緣部
201:槽
A、 B、 C、 D、 E、 t:厚度
g:間隙
J:露出尺寸
L:轉(zhuǎn)角部
3a:絕緣層的一部分
5、 102:半導(dǎo)體發(fā)光元件
6a、 103a: 反光面
8、 115:凸部
8b:根底部
10、 18:反光層
12:粘4矣層
13:第1導(dǎo)體列
15、 110:導(dǎo)體部
16a:第1端子部
20a:第1面
21:半導(dǎo)體發(fā)光層
23: p側(cè)電極
25、 26、 116:接合線
41、 53:密封構(gòu)件
51a:第1層疊部
52:開口
104:粘4妻構(gòu)件
109:導(dǎo)體列
113:焊盤部
117a:第1緣部
117c:第3緣部
200:發(fā)光部
201a:底部
G:特定距離
Hl、 H2:距離
K:露出長度
P:間隔
具體實施例方式
以下將參照圖1至圖5來說明本發(fā)明的第1實施形態(tài)。
圖1揭示了例如形成LED封裝的照明裝置1 。照明裝置1具備基板(base
board) 2、絕緣層3、導(dǎo)體圖案4、多個半導(dǎo)體發(fā)光元件5、反射器6及密
封構(gòu)件7。
基板2具有例如長方形的形狀，以便獲得照明裝置1所必要的發(fā)光面 積。作為基板2的材料，較理想的是使用例如銅、鋁合金之類的散熱性優(yōu)
異的金屬。如圖2所示，基板2具有前表面2a、以及位于前表面2a的相反 側(cè)的后表面2b。在基板2的前表面h上， 一體形成有圓柱狀的多個凸部8。 凸部8的數(shù)量與半導(dǎo)體發(fā)光元件5的數(shù)量相對應(yīng)。
基板2中除了凸部8以外的部位的厚度A例如為0. 25醒?；宓暮蟊?面2b用作導(dǎo)熱面，此導(dǎo)熱面熱連接到散熱面或散熱片(heat sink)。
如圖2所示，凸部8具有平坦的頂端面8a。凸部8的頂端面8a與基板 2的前表面2a平行。凸部8形成為，和基板2的前表面2a相連的根底部 8b比頂端面8a粗。本實施形態(tài)中，凸部8形成為，隨著從頂端面8a向才艮 底部8b的方向前進(jìn)而逐漸變粗。換言之，凸部8沿著其直徑方向的剖面積 隨著從頂端面8a向根底部8b的方向前進(jìn)而連續(xù)增加。因此，凸部8具有 從頂端面8a朝向根底部8b擴(kuò)展的錐(taper)狀外周面8c。凸部8的外周面 8c于基板2的前表面2a上連續(xù)描繪出順滑的圓弧。根據(jù)本實施形態(tài)，頂端 面8a的直徑例如為0. 57 mm，才艮底部8b的直徑例如為1. 08 mm。
在凸部8的頂端面8a上層疊著反光層10。反光層10例如由銀薄膜組 成，其厚度B為0.003 mm ~ 0.005 mm。反光層10的光反射率大于等于90%。
絕緣層3使用例如白色的玻璃環(huán)氧基板，以便獲得光反射性能。絕緣 層3的厚度C最小可為0. 060 mm，本實施形態(tài)中例如為0. 25 mm。如圖1 及圖3所示，絕緣層3具有貫通著凸部8的多個通孔(through hole) 11。 通孔11例如為圓形，其直徑大于凸部8中最粗的根底部8b的直徑。通孔 11的數(shù)量與凸部8的數(shù)量一致。
絕緣層3并不限于一層，也可以是兩層。當(dāng)將絕緣層3設(shè)為兩層時，可 以使厚度為0. 030 mm的兩片玻璃環(huán)氧基板重疊。兩層絕緣層3比一層絕緣 層3更能夠充分地確保絕緣耐壓。
絕緣層3經(jīng)由粘接層12而貼合在基板2的前表面2a上。粘接層l2例 如是使熱固性樹脂粘接劑含浸在由紙或布之類的纖維材料所形成的薄片中 的粘接層，且具有電絕緣性。粘接層12介隔在絕緣層3與基板2之間，并 且具有貫通著凸部8的多個孔。各孔的直徑大于凸部8的根底部8b的直徑。 較理想的是，粘接劑12的厚度例如小于等于0. 005 ram。
在將絕緣層3粘接到基板2的前表面2a上的狀態(tài)下，基板2的凸部8 以同軸狀貫通于絕緣層3的通孔11。換言之，絕緣層3層疊在基板2的前 表面2a中的除凸部8以外的區(qū)域上。這樣，凸部8通過通孔11而露出到 絕緣層3之外。
由于絕緣層3的通孔11的直徑大于凸部8的根底部8b,所以在將絕緣 層3層疊到基板2的前表面2a上之后，可防止絕緣層3與凸部8相互干擾。 因此，絕緣層3不會從基板2的前表面2a上浮起。于是，絕緣層3可以適 當(dāng)?shù)刂丿B在前表面2a上，并且可以確定絕緣層3相對于基板2的位置。換
言之，為了使絕緣層3的通孔11不會被凸部8遮擋，通過將絕緣層3重疊 在基板2的前表面2a上，而可將絕緣層3層疊在前表面2a的適當(dāng)位置上。 在使用粘接層12將絕緣層3貼合到基板2上時，朝向基板2對絕緣層 3加壓。這樣，粘接層12被夾入到基板2和絕緣層3之間，因此剩余的粘 接劑的一部分被擠出到通孔11的內(nèi)側(cè)。更準(zhǔn)確而言，粘接劑的剩余部分12a 被擠出而滯留在凸部8的外周面8c和通孔11之間產(chǎn)生的環(huán)狀間隙g內(nèi)。 粘接劑的剩余部分12a在橫跨凸部8的外周面8c和絕緣層3之間的狀態(tài)下 凝固。
這樣，絕緣層3也被粘接到凸部8上，因此可以提高絕緣層3相對于 基板2的粘接強度。并且，粘接劑的剩余部分12a作為體積固有電阻值為 10—2 ~ 10—15 Q , m的絕緣體而發(fā)揮功能。其結(jié)果使得絕緣層3和凸部8的外 周面8c之間的耐電壓提高。
導(dǎo)體圖案4是用以將多個半導(dǎo)體發(fā)光元件5電性連接的通電要素。導(dǎo) 體圖案4由銅箔組成，并且在將絕緣層3層疊到基板2上之前，通過蝕刻 而形成在絕緣層3的與基板2相反側(cè)的面上。
如圖l所示，導(dǎo)體圖案4具有第l導(dǎo)體列13及第2導(dǎo)體列14。第l導(dǎo) 體列13及第2導(dǎo)體列14在基板2的長度方向上延伸，并且相互間隔開而 平行地排列著。
第l導(dǎo)體列13具有多個導(dǎo)體部15及第l端子部16a。同樣地，第2導(dǎo) 體列14具有多個導(dǎo)體部15及第2端子部16b。導(dǎo)體部15在基板2的長度 方向上相互間隔著排成一列。在本實施形態(tài)中，導(dǎo)體部15例如以4 mm的 間距與絕緣層3的通孔11交替地排列著。換言之，貫通著凸部8的通孔11 位于相鄰的導(dǎo)體部15之間。
第1端子部16a在位于第1導(dǎo)體列13 —端的導(dǎo)體部l5上一體形成。 第2端子部16b在位于第2導(dǎo)體列14 一端的導(dǎo)體部15上一體形成。在第1 端子部16a及第2端子部16b上，分別通過錫焊等方法電性連接著電源電 纜。
如圖2所示，各導(dǎo)體部15由反光層18覆蓋著。反光層18由反射率大 于等于90%的銀薄膜而形成，其厚度為0.003 ,~ 0.005 mm。包含反光層 18的導(dǎo)體部15的厚度D為0. 012 mm~0. 018 mm。各導(dǎo)體部15的反光層18 及各凸部8的反光層IO例如可通過無電場電鍍處理而同時形成。凸部8及 導(dǎo)體部15均由銅制作。因此，無需對凸部8及導(dǎo)體部15實施電鍍浴，即可 在凸部8上形成反光層10,并且可在導(dǎo)體部15上形成反光層18。進(jìn)而，也 可在反光層18上層疊著抗蝕膜。
如圖2及圖3所示，各導(dǎo)體部15的端緣15a與通孔11的開口緣相距 特定的距離。因此，白色絕緣層3的一部分3a從各導(dǎo)體部15的端緣
和通孔11的開口緣之間露出。由此可確保在各導(dǎo)體部15的端緣15a和凸 部8的外周面8c之間，具有比位于凸部8的外周面8c和通孔ll之間的環(huán) 狀間隙g更大的絕緣距離。并且，由于絕緣層3的一部分3a從導(dǎo)體部16 的端緣15a和通孔11的開口緣之間露出，所以可使入射到絕緣層3的一部 分3a的光朝向與基板2相反側(cè)的光的取出方向反射。準(zhǔn)確而言，導(dǎo)體部15 的端緣15a是指覆蓋著導(dǎo)體部15的反光層18的端緣。
作為各半導(dǎo)體發(fā)光元件5，使用雙線型(doublewire)藍(lán)色LED芯片， 此雙線型藍(lán)色LED芯片使用了例如氮化物半導(dǎo)體。半導(dǎo)體發(fā)光元件5包括 具有透光性的基板20及半導(dǎo)體發(fā)光層21。作為基板20，使用例如藍(lán)寶石 基板?；?0具有第1面20a及位于第1面20a的相反側(cè)的第2面20b。 半導(dǎo)體發(fā)光層21是在基板20的第1面20a上依次層疊著緩沖層、n型半導(dǎo) 體層、發(fā)光層、p型披覆層(cladding layer )、 p型半導(dǎo)體層而形成的。 發(fā)光層形成為由勢壘(barrier)層與阱(well)層交替層疊的量子阱結(jié)構(gòu)。n 型半導(dǎo)體層具有n側(cè)電極22。 p型半導(dǎo)體層具有p側(cè)電極23。而且，半導(dǎo)體 發(fā)光層21不具有反射膜，可以向厚度方向的兩方放射出光。
如圖2所示，半導(dǎo)體發(fā)光元件5分別安裝在從基板2突出的凸部8的 頂端面8a上。具體而言，各半導(dǎo)體發(fā)光元件5的基板20的第2面20b經(jīng) 由芯片焊接材料24而粘接到凸部8的頂端面8a上。因此，半導(dǎo)體發(fā)光元 件5例如以4 mm的間距來與導(dǎo)體部15交替地排列著。
作為芯片焊接材料24，較理想的是使用具有透光性的硅樹脂系粘接劑。 芯片焊接材料24成為阻礙從半導(dǎo)體發(fā)光元件5向凸部8進(jìn)行熱傳導(dǎo)的抗熱 構(gòu)件。然而，使芯片焊接材料24的厚度E薄到小于等于0. 10 mra時，則可 實質(zhì)上忽略芯片焊接材料24的抗熱性。因此，芯片焊接材料M的厚度E 較理想的是，在芯片焊接材料24原本的粘接性能不會失去的范圍內(nèi)盡可能 地薄。
如圖2所示，如果滿足以下情況，即，半導(dǎo)體發(fā)光元件5的半導(dǎo)體發(fā) 光層21比絕緣層3上的導(dǎo)體部15更突出，則包含反光層10的凸部8的高 度也可以低于絕緣層2的高度。然而，凸部8的高度優(yōu)選與絕緣層3的高 度同等或者高于絕緣層3的高度。在本實施形態(tài)中，凸部8的高度規(guī)定為， 使反光層10位于比覆蓋著導(dǎo)體部15的反光層18更高的位置。
半導(dǎo)體發(fā)光元件5的半導(dǎo)體發(fā)光層n和凸部8之間的絕緣耐壓，可以 由芯片焊接材料24及厚度遠(yuǎn)厚于此芯片焊接材料24的藍(lán)寶石制基板20來 確保。含有芯片焊接材料24的半導(dǎo)體發(fā)光元件5的厚度例如為0. 09 mm。 使用這樣的半導(dǎo)體發(fā)光元件5可以使半導(dǎo)體發(fā)光層n突出到比覆蓋著導(dǎo)體 部15的反光層18更高的位置。在本實施形態(tài)中，整個半導(dǎo)體發(fā)光元件5 突出到比反光層18更高的位置。
如果半導(dǎo)體發(fā)光元件5突出到比反光層18更高的位置，則從半導(dǎo)體發(fā)
光元件5向其周圍放射的光不會被絕緣層3遮擋，而是容易射入到通孔11 的周圍。結(jié)果使光在半導(dǎo)體發(fā)光元件5的周圍反射，從而可以在與基板2 的相反側(cè)高效地取出此光。
如圖2及圖3所示，各半導(dǎo)體發(fā)光元件5通過焊線接合(wire bonding) 而電性連接到導(dǎo)體圖案4的導(dǎo)體部15。具體而言，各半導(dǎo)體發(fā)光元件5的 n側(cè)電極22經(jīng)由接線25而電性連接到相鄰的導(dǎo)體部15。 p側(cè)電極23經(jīng)由 接線25而電性連接到相鄰的另一導(dǎo)體部15。接線25為連接構(gòu)件的一例。
進(jìn)而，第1導(dǎo)體列13中的位于和第1端子部16a相反側(cè)的導(dǎo)體部15 與第2導(dǎo)體列14中的位于和第2端子部16b相反側(cè)的導(dǎo)體部15之間，經(jīng)由 另一接線26 (參照圖1)而電性連接著。因此，多個半導(dǎo)體發(fā)光元件5在 基板2上串聯(lián)連接著。
在將半導(dǎo)體發(fā)光元件5焊線接合到導(dǎo)體部15時，通過球形焊接(ball bonding )將接線25的一端接合到電極22、 23。隨后，使用焊接工具(bonding tool )將接線25 —直引到導(dǎo)體部15上，以使接線25接合到此導(dǎo)體部15。 在本實施形態(tài)中，由于半導(dǎo)體發(fā)光元件5突出到比導(dǎo)體部15更高的位置， 因此在使用焊接工具使接線25移動時，絕緣層3不會成為障礙。而且，也 無需強制地將接線25向斜下方拉伸，從而可容易進(jìn)行焊線接合。
在將半導(dǎo)體發(fā)光元件5焊線接合到導(dǎo)體部15時，將導(dǎo)體部15的端緣 15a與絕緣層3的邊界識別為接合界限(bonding margin),并以此邊界為 基準(zhǔn)，將接線25接合到相距特定距離G的導(dǎo)體部15。在本實施形態(tài)中，為 了極力抑制在接線25的接合部中殘留應(yīng)力(stress )，將從導(dǎo)體部l5的端 緣15a至半導(dǎo)體發(fā)光元件5的n側(cè)電極22為止的距離Hl、以及從導(dǎo)體部 15的端緣15a至p側(cè)電極23為止的距離H2,規(guī)定為例如0. 25 mm~ 6. 0 mm。
如圖1所示，反射器6形成為例如長方形的框狀，且一并包圍基板2 上的所有半導(dǎo)體發(fā)光元件5。換言之，反射器6并非一一對應(yīng)于各個半導(dǎo)體 發(fā)光元件5，而是成為所有半導(dǎo)體發(fā)光元件5共同的構(gòu)成要素。
反射器6粘接在絕緣層3上。在本實施形態(tài)中，導(dǎo)體圖案4的所有導(dǎo) 體部15位于由反射器6所包圍的區(qū)域內(nèi)。導(dǎo)體圖案4的第l端子部16a及 第2端子部16b位于反射器6之外。
反射器6例如是由合成樹脂制造，其內(nèi)周面成為反光面6a。為了獲得 反光面6a，在本實施形態(tài)中，是通過在形成反射器6的樹脂中混入白色粉 末，以使反光面6a本身成為可見光的反射率較高的白色。反射器6例如可 以用作對光的配光進(jìn)行控制的透鏡等的安裝部。
如圖2所示，密封構(gòu)件7填充在由反射器6所包圍的區(qū)域內(nèi)。密封構(gòu) 件7例如通過加熱處理而硬化后，覆蓋著位于反射器6內(nèi)側(cè)的半導(dǎo)體發(fā)光
元件5、絕緣層3以及接線25和26。進(jìn)而，密封構(gòu)件7也連續(xù)地填充到絕 緣層3的通孔11和凸部8的外周面8c之間的間隙g內(nèi)。因此，密封構(gòu)件7 在通孔11的內(nèi)側(cè)覆蓋著凸部8的外周面8c及露出到通孔11內(nèi)的粘接劑的 剩余部分12a。
密封構(gòu)件7例如是由透明硅樹脂之類具有透光性的材料所形成。密封 構(gòu)件7中根據(jù)需要而混入了熒光體粒子。在本實施形態(tài)中，作為焚光體粒 子，使用的是將從藍(lán)色LED芯片放射出的藍(lán)色的一次光的波長轉(zhuǎn)換成波長 不同的黃色的二次光的熒光體粒子。熒光體粒子優(yōu)選的一例為，以大致均 勻分散的狀態(tài)混入到密封構(gòu)件7中。
色光并發(fā)出黃色光。此黃色光透過密封構(gòu)件7。另一方面，從半導(dǎo)體發(fā)光層 21放射出的藍(lán)色光的一部分不會被焚光體粒子阻擋，而是透過密封構(gòu)件7。 因此，可以通過具有補色關(guān)系的兩種顏色的混合而獲得白色光。
進(jìn)而，由于反射器6是一并包圍著多個半導(dǎo)體發(fā)光元件5的框形，因此 透過密封構(gòu)件7而取出到照明裝置1之外的光的大部分不會由反射器6的 反光面6a反射，而是透過密封構(gòu)件7。因此，反射而導(dǎo)致光的損失將變少， 從而可以將半導(dǎo)體發(fā)光元件5所發(fā)出的光高效地取出到照明裝置1之外。
在第1實施形態(tài)的照明裝置1中，構(gòu)成粘接層l2的粘接劑的剩余部分 12a露出到絕緣層3的通孔11內(nèi)。因此，基板2與絕緣層3之間全部由粘 接層12所填埋，從而不會在基板2與絕緣層3之間形成和通孔11相連的 空隙。
當(dāng)在基板2與絕緣層3之間存在著和通孔11相連的空隙時，積存在此 空隙內(nèi)的空氣會在對密封構(gòu)件7進(jìn)行加熱后變成氣泡而流出到密封構(gòu)件7 的內(nèi)部?？諝庾兂蓺馀荻鴼埩粼诿芊鈽?gòu)件7的內(nèi)部。 一旦水份從外部進(jìn)入 到殘留在密封構(gòu)件7內(nèi)部的氣泡中，則不可否認(rèn)密封構(gòu)件7的絕緣耐壓會 降低。然而，根據(jù)第1實施形態(tài)，不會在基板2與絕緣層3之間因氣泡而 形成間隙。因此，可防止密封構(gòu)件7的絕緣耐壓降低。
根據(jù)第1實施形態(tài)，通過使位于基板2上的多個半導(dǎo)體發(fā)光元件5發(fā) 光之后，如圖2中的箭頭所示，則可以在基板2的相反側(cè)取出光以進(jìn)行照 明。由此，能夠獲得可進(jìn)行面發(fā)光的照明裝置1。
在第1實施形態(tài)中，將導(dǎo)體圖案4的導(dǎo)體部15與基板2之間電性絕緣 的絕緣層3從半導(dǎo)體發(fā)光元件5與凸部8的頂端面8a之間排除，并且將半 導(dǎo)體發(fā)光元件5的基板20芯片焊接到凸部8的反光層10上。
因此，半導(dǎo)體發(fā)光元件5所發(fā)出的熱不會受到絕緣層3阻礙，而是直 接傳導(dǎo)至基板2。更具體而言，半導(dǎo)體發(fā)光元件5的熱是從厚度薄到實質(zhì)上 可忽略抗熱性的芯片焊接材料24經(jīng)過由銀薄膜組成的反光層10而傳導(dǎo)至
基板2的凸部8的。并且，由于凸部8形成為隨著從頂端面8a向根底部8b 的方向前進(jìn)而變粗，且凸部8的剖面積隨著接近基板2的前表面2a而增加， 因此可以將半導(dǎo)體發(fā)光元件5的熱從凸部8的頂端面8a朝向基板2高效地 傳導(dǎo)。傳導(dǎo)至基板2的熱從基板2的后表面2b散發(fā)到基板2之外。
因此，能夠可靠地防止半導(dǎo)體發(fā)光元件5的溫度上升，從而可將半導(dǎo) 體發(fā)光元件5的動作溫度維持在適當(dāng)值。其結(jié)果可抑制半導(dǎo)體發(fā)光元件5 的發(fā)光效率降低，并且也可消除半導(dǎo)體發(fā)光元件5所發(fā)出的光量不均勻。 因此，可抑制各半導(dǎo)體發(fā)光元件5所發(fā)出的光的顏色不均。
半導(dǎo)體發(fā)光元件5對光的放射方向并無限制，尤其是朝向基板2所放 射的光的強度強于朝向與基板2相反側(cè)的光的取出方向所放射的光。朝向 基板2所放射的光的大部分通過芯片焊接材料24后，入射到光反射率大于 等于90°/ 的反光層10，并且由此反光層10向光的取出方向反射。這樣，從 半導(dǎo)體發(fā)光元件5朝向基板2放射出的光在半導(dǎo)體發(fā)光元件5的正下方高 效地反射，因此可以高效地取出光。
圖4揭示了半導(dǎo)體發(fā)光元件5正下方的反射率與光束的關(guān)系。由圖4 可知，對于波長為460 nm的光而言，顯然是反射率越高，則越能夠提高所 取出的光的強度(相對發(fā)光強度)，并且已確認(rèn)，半導(dǎo)體發(fā)光元件5正下方 的反射率達(dá)到91. 35%。
而且，從半導(dǎo)體發(fā)光元件5向基板2的方向放射出的光的一部分、以 及從密封構(gòu)件7內(nèi)部的熒光體粒子放射出的光的一部分，入射至白色的絕 緣層3中，并且由此絕緣層3向光的取出方向反射。除此以外，向基板2 的方向放射出的光的一部分入射至覆蓋著導(dǎo)體部15的反光層18,且由此反 光層18向光的取出方向反射。并且，絕緣層3的一部分3a并未由導(dǎo)體部 15覆蓋著，而是在通孔11的周圍露出。換言之，絕緣層3的一部分3a可 以看作是在通孔11的周方向上連續(xù)的白色反射面。因此，可以使入射至絕 緣層3的一部分3a的光朝向光的取出方向反射。
圖5揭示了半導(dǎo)體發(fā)光元件5周圍的平均反射率與光束的關(guān)系。由此 圖5可知，顯然是波長為400 nm~ 740 nm的光的平均反射率越高，則越能 夠提高所取出的光的強度(相對發(fā)光強度)，并且已確認(rèn)，半導(dǎo)體發(fā)光元件 5周圍的平均反射率達(dá)到93. 7%。
由圖4及圖5可明確得知，反射率越低，則發(fā)光強度越低，反射率越 高，則發(fā)光強度越高，因此，利用反光層IO、 18及絕緣層3所具有的高效 的反射特性，可以提高照明裝置1的發(fā)光效率(光的取出效率)。根據(jù)發(fā)明 者的實驗已確認(rèn)，當(dāng)照明裝置1的電力消耗為0. 06 W時，可以進(jìn)行光束為 7.41 lm且發(fā)光效率為125 lm/W的照明。
因此，根據(jù)第1實施形態(tài)的照明裝置1，可一方面抑制因半導(dǎo)體發(fā)光元
件5的溫度上升而引起的發(fā)光效率的降低， 一方面使得從半導(dǎo)體發(fā)光元件5 朝向基板2放射出的光反射，從而可高效地取出光。
除此以外，根據(jù)第1實施形態(tài)，在凸部8的外周面8c和絕緣層3的通 孔11之間存在環(huán)狀間隙g,且在此間隙g內(nèi)填充有密封構(gòu)件7的一部分。 因此，從密封構(gòu)件7中的熒光體粒子放射出的光的一部分不會被絕緣層3 遮擋，而是入射至凸部8的外周面8c。凸部8的外周面8c傾斜成隨著從凸 部8的頂端面8a向根底部8b的方向前進(jìn)而擴(kuò)展。所以，可以使入射至外 周面8c的光朝向與基板2相反側(cè)的光的取出方向積極地反射。由此，利用 促進(jìn)半導(dǎo)體發(fā)光元件5散熱的凸部8，可以高效地取出從半導(dǎo)體發(fā)光元件5 放射出的光。
進(jìn)而，將半導(dǎo)體發(fā)光元件5粘接到凸部8的頂端面8a上的芯片焊接材 料2 4是一種透明的硅樹脂。硅樹脂隨著熱引起的變色而劣化的可能性極'J、。 結(jié)果，芯片焊接材料24不會阻礙入射至反光層10的光，或者不會阻礙由 反光層10所反射的光的取出，從而能夠長期良好地維持由反光層10所反 射的光的取出。
在第1實施形態(tài)中，在一個凸部8的頂端面8a上配置著一個半導(dǎo)體發(fā) 光元件5，但本發(fā)明并不限定于此。例如也可以在一個凸部8的頂端面8a 上排列配置著多個半導(dǎo)體發(fā)光元件5。此時，可使用發(fā)出相同顏色的多個半 導(dǎo)體發(fā)光元件5，或者也可使用發(fā)出互不相同的顏色的多個半導(dǎo)體發(fā)光元件 5。當(dāng)使用發(fā)出不同的顏色的半導(dǎo)體發(fā)光元件5時，例如可以將發(fā)出紅色光、 黃色光、藍(lán)色光的3個半導(dǎo)體發(fā)光元件5排列成一列。通過在一個凸部8 的頂端面8a上排列配置多個半導(dǎo)體發(fā)光元件5，可以進(jìn)一步提高照明裝置 1的總光通量(total luminous flux)。
圖6揭示了本發(fā)明的第2實施形態(tài)。第2實施形態(tài)中，反射器6的結(jié) 構(gòu)與第l實施形態(tài)不同，除此以外的結(jié)構(gòu)與第1實施形態(tài)相同。因此，在 第2實施形態(tài)中，對于和第1實施形態(tài)相同的結(jié)構(gòu)部分標(biāo)注了相同的參照 符號，從而省略此部分的說明。
如圖6所示，反射器6具有與半導(dǎo)體發(fā)光元件5相對應(yīng)的多個反射孔 31 (僅圖示了一個)。被芯片焊接在基板2的凸部8上的半導(dǎo)體發(fā)光元件5 分別配置在反射孔31內(nèi)。反射孔31是其孔徑隨著從基板2向光的取出方 向前進(jìn)而逐漸增大的錐形孔。而且，在各個反射孔31內(nèi)填充有密封構(gòu)件7。 密封構(gòu)件7也連續(xù)地填充在絕緣層3的通孔11與凸部8的外周面8c之間 的間隙g內(nèi)，并覆蓋著凸部8的外周面8c及露出到通孔11內(nèi)的粘接劑的 剩余部分12a。
在所述第2實施形態(tài)中，也是一方面使半導(dǎo)體發(fā)光元件5的熱直接散 發(fā)到基板2, —方面使從半導(dǎo)體發(fā)光元件5朝向基板2放射出的光反射，從而可以高效地取出光。
進(jìn)一步，根據(jù)第2實施形態(tài)，由于密封構(gòu)件7填充在各個反射孔31內(nèi)，
因此與第1實施形態(tài)相比較，可以降低密封構(gòu)件7的使用量。并且，反射器 6可以用作對透過密封構(gòu)件7而取出的光的配光進(jìn)行控制的透鏡等的安裝部。
圖7揭示了本發(fā)明的第3實施形態(tài)。
第3實施形態(tài)與第1實施形態(tài)的不同之處在于，從照明裝置1中省略 了反射器。除此以外的照明裝置1的結(jié)構(gòu)與第1實施形態(tài)相同。
在第3實施形態(tài)中，被芯片焊接在基板2的凸部8上的半導(dǎo)體發(fā)光元 件5分別由密封構(gòu)件41所密封。密封構(gòu)件41是通過未硬化的樹脂從分配 器(dispenser,未圖示)滴下到每個半導(dǎo)體發(fā)光元件5上而形成的。未硬 化的樹脂從分配器滴下后，硬化成半球狀。密封構(gòu)件41含有熒光體粒子。 熒光體粒子均等地分散在密封構(gòu)件41中。而且，密封構(gòu)件"也連續(xù)地填 充在絕緣層3的通孔11和凸部8的外周面8c之間的間隙g內(nèi)，并覆蓋著 凸部8的外周面8c及露出到通孔11內(nèi)的粘接劑的剩余部分12a。
在所述第3實施形態(tài)中，也是一方面使半導(dǎo)體發(fā)光元件5的熱直接散 發(fā)到基板2， 一方面使從半導(dǎo)體發(fā)光元件5朝向基板2放射出的光反射，從 而可以高效地取出光。
進(jìn)一步，根據(jù)第3實施形態(tài)，可由密封構(gòu)件41來分別密封多個半導(dǎo)體 發(fā)光元件5，因此與第1實施形態(tài)相比較，可以降低密封構(gòu)件41的使用量。
圖8至圖11揭示了本發(fā)明的第4實施形態(tài)。
第4實施形態(tài)中，除了以下說明的事項以外，其他結(jié)構(gòu)與第1實施形 態(tài)相同。因此，在第4實施形態(tài)中，對于和第1實施形態(tài)相同的結(jié)構(gòu)部分 標(biāo)注了相同的參照符號，從而省略此部分的il明。
如圖8及圖10所示，在由反光層18所覆蓋著的導(dǎo)體部15及絕緣層3 上層疊著抗蝕層51?？刮g層51是用來防止導(dǎo)體部15的氧化及硫化中的至 少氧化的層?？刮g層51是由例如混入了氧化鋁之類的白色粉末的合成樹脂 所形成，且具有電絕緣性。抗蝕層51的光反射率大于等于80°/。。抗蝕層51 的厚度例如約為0. 1 mm。
抗蝕層51具有與凸部8相對應(yīng)的多個開口 52?？刮g層51包含覆蓋著 導(dǎo)體部15的第1層疊部51a及覆蓋著絕緣層3的第2層疊部5lb。第1層 疊部51a與第2層疊部51b互為一體地連著。對圖10與圖11進(jìn)行比較后 可明確得知，第1層疊部51a相對于絕緣層3的高度位置和第2層疊部51b 相對于絕緣層3的高度位置的相差量，相當(dāng)于包含反光層18的導(dǎo)體部15 的厚度。
如圖9所示，開口52呈圓形，并且其直徑比凸部8要大出數(shù)倍。當(dāng)俯
視抗蝕層51時， 一個凸部8以同軸狀位于各開口 52的內(nèi)側(cè)，并且配置著 被芯片焊接于凸部8的反光層10上的半導(dǎo)體發(fā)光元件5、以及連接到半導(dǎo) 體發(fā)光元件5的兩根接線25。而且，夾隔著半導(dǎo)體發(fā)光元件5而配置的兩 個導(dǎo)體部15和接線25的連接部也位于開口 52的內(nèi)側(cè)。因此，抗蝕層51 以排除貫通著凸部8的通孔11及與凸部8相鄰的導(dǎo)體部15的端部的方式 而覆蓋著絕緣層3。
如圖IO及圖11所示，抗蝕層51的開口 52分別由密封構(gòu)件53所密封。 密封構(gòu)件53是通過未硬化的樹脂從分配器(未圖示)滴下到每個開口 52 內(nèi)而形成的。未硬化的樹脂從分配器滴下后，硬化成半球狀。密封構(gòu)件53 含有焚光體粒子。焚光體粒子均等地分散在密封構(gòu)件53中。
密封構(gòu)件53連續(xù)地覆蓋著位于各開口 52內(nèi)的半導(dǎo)體發(fā)光元件5、兩根 接線25及連接著接線25的導(dǎo)體部15的端部。而且，密封構(gòu)件53也連續(xù) 地填充在絕緣層3的通孔11與凸部8的外周面8c之間的間隙g內(nèi)，并覆 蓋著凸部8的外周面8c及露出到通孔11內(nèi)的粘接劑的剩余部分12a。
在所述第4實施形態(tài)中，也是一方面使半導(dǎo)體發(fā)光元件5的熱直接散 發(fā)到基板2， 一方面使從半導(dǎo)體發(fā)光元件5朝向基板2放射出的光反射，從 而可以高效地取出光。
由于覆蓋著導(dǎo)體層15及絕緣層3的抗蝕層51是白色，所以可利用此 抗蝕層51使得從半導(dǎo)體發(fā)光元件5放射出的光朝向與基板2相反側(cè)的光的 取出方向反射。從而，可以高效地取出從半導(dǎo)體發(fā)光元件5放射出的光。
進(jìn)而，由于密封構(gòu)件53分別覆蓋著抗蝕層51的開口 52，因此與第1 實施形態(tài)相比較，可以降低混入有熒光體粒子的密封構(gòu)件53的使用量。
除此以外，由于密封構(gòu)件53是通過未硬化的樹脂滴下到開口 52內(nèi)而 獲得的，所以在直到未硬化的樹脂硬化為止的期間內(nèi)，可以利用開口"的 開口緣來阻擋未硬化樹脂的流動。由此可防止未硬化的樹脂沿著抗蝕層51 的表面擴(kuò)展，從而可以適當(dāng)?shù)卮_定密封構(gòu)件53的凸起高度。于是，可以充 分確保密封構(gòu)件5 3中的覆蓋著半導(dǎo)體發(fā)光元件5的部分的厚度，并且可以 利用密封構(gòu)件53來可靠地密封半導(dǎo)體發(fā)光元件5及接線25。
圖12及圖13揭示了本發(fā)明的第5實施形態(tài)。
第5實施形態(tài)中，除了以下說明的事項以外，其他結(jié)構(gòu)與第1實施形 態(tài)相同。因此，在第5實施形態(tài)中，對于和第1實施形態(tài)相同的構(gòu)成部分 標(biāo)注了相同的參照符號，從而省略此部分的說明。
在第5實施形態(tài)中，使用樹脂系的粘接薄片作為粘接層l2。使用了樹 脂系粘接薄片的粘接層12的顏色為茶色系，其光反射率低于白色的絕緣層 3。粘接層12具有與基板2的凸部8相對應(yīng)的多個孔。各孔的直徑大于凸 部8的根底部8b的直徑。進(jìn)而，粘接層12的厚度I比第1實施形態(tài)的粘
接層12要厚出數(shù)倍。
粘接層12在使凸部8通過了各孔的狀態(tài)下重疊在基板2的前表面2a 上。在將粘接層12重疊到基板2上之后，絕緣層3重疊到此粘接層12上。 在層疊方向上對相互層疊的基板2、粘接層12及絕緣層3進(jìn)行加壓，以便 粘接層12將基板2與絕緣層3之間粘接起來。如圖12所示，由于粘接層 12在基板2與絕緣層3之間受到加壓，所以粘接層12的孔的開口緣露出到 通孔11內(nèi)。詳細(xì)而言，粘接層12的剩余部分Ua被擠出到凸部8的外周 面8c和通孔11之間的環(huán)狀間隙g內(nèi)。剩余部分12a在通孔11的周方向上 連續(xù)的狀態(tài)下硬化。剩余部分12a的露出尺寸J例如小于等于Q. 2 mm。露 出尺寸J可以通過增減粘接層12的厚度及增減對粘接層12施加的壓力而 進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)而，粘接層12的剩余部分12a覆蓋著基板2的前表面2a，并 且在通孔11內(nèi)凸起。
在第5實施形態(tài)中，在各凸部8的外周面8c上層疊著側(cè)部反光層61。 側(cè)部反光層61和層疊在凸部8的頂端面8a上的反光層10及粘接層12的 剩余部分12a相連。側(cè)部反光層61是與反光層10相同的銀薄膜，是通過 對凸部8實施無電場電鍍而與反光層10 —起形成的。無電場電鍍是在將絕 緣層3粘接到基板2上之后進(jìn)行的，所以不會在粘接層12的剩余部分12a 上形成側(cè)部反光層61。因此，側(cè)部反光層61不會到達(dá)基板2中的由粘接層 12的剩余部分12a所覆蓋著的部位。
進(jìn)一步，密封構(gòu)件7也連續(xù)地填充在絕緣層3的通孔11和凸部8的外 周面8a之間的間隙g內(nèi)，并覆蓋著凸部8的外周面8c及露出到通孔11內(nèi) 的粘接層12的剩余部分12a。
在所述第5實施形態(tài)中，也是一方面使半導(dǎo)體發(fā)光元件5的熱直接散 發(fā)到基板2, —方面使從半導(dǎo)體發(fā)光元件5朝向基板2放射出的光反射，從 而可以高效地耳又出光。
進(jìn)而，根據(jù)第5實施形態(tài)，凸部8的外周面8c由側(cè)部反光層61所覆 蓋，此側(cè)部反光層61和覆蓋著凸部8的頂端面8a的反光層IO相連。因此， 從密封構(gòu)件7中的熒光體粒子放射出的光的一部分不僅入射至凸部8的頂 端的反光面10，而且也經(jīng)由間隙g而入射至側(cè)部反光面61。所以，側(cè)部反 光面61使朝向凸部8的外周面8c的光向著與基板2相反側(cè)的光的取出方 向反射。因此，可以高效地取出光。
根據(jù)本發(fā)明者的實驗，在將凸部8上無反光層的照明裝置所獲得的總 光通量設(shè)為100時，凸部8的頂端面8a及外周面8c分別由反光層10、 18 所覆蓋著的照明裝置1的總光通量為110。因此，根據(jù)第5實施形態(tài)的照明 裝置l，可以將光的取出效率提高10%。
在第5實施形態(tài)中，由于粘接層12的剩余部分Ua在凸部8的外周面8c與通孔11之間從基板2凸起，因此不可否認(rèn)此剩余部分12a會使側(cè)部反 光層61的面積減少。然而，由于剩余部分12a的露出尺寸J極小，小于等 于0. 2 mm，因此側(cè)部反光層61的面積的減少量達(dá)到在實施時可忽略的程度。 并且，粘接層12即便為例如茶色或黑色之類的白色系以外的顏色，粘接層 12的剩余部分12a對光的吸收作用也會達(dá)到實質(zhì)上可忽略的程度。
在第5實施形態(tài)中，可以將露出到通孔11內(nèi)的粘4妄層12的剩余部分 12a的高度設(shè)為與絕緣層3的表面大致相同的高度。即便使粘接層12的剩 余部分12a的高度變高后，由反光層10所覆蓋著的凸部8的頂端面8a也 會比粘接層12的剩余部分12a更為突出。因此，整個側(cè)部反光層61不會 被剩余部分12a覆蓋隱藏著。于是，即便粘接層12被著色，也可以使朝向 凸部8的光由側(cè)部反光層61反射，從而可以高效地取出光。
并且，如果將粘接層12的剩余部分12a的高度提高至與絕緣層3的表 面大致相同的高度，則間隙g的大部分會被剩余部分12a所填埋。因此，當(dāng) 在由反射器6所包圍的區(qū)域內(nèi)填充有未硬化的樹脂時，空氣難以滯留在通 孑L 11內(nèi)。從而，因粘接層12的存在而不會在基板2和絕緣層3之間產(chǎn)生 空隙，由此可抑制在密封構(gòu)件7的內(nèi)部殘留氣泡。
進(jìn)而，根據(jù)第5實施形態(tài)，由于粘接層12是茶色系，所以露出到通孔 11內(nèi)側(cè)的粘接層12的剩余部分12a與白色絕緣層3之間的對比度變得明確。 這樣，可以容易識別絕緣層3的通孔11的位置。因此，能夠以通孔ll的 位置為基準(zhǔn)，將半導(dǎo)體發(fā)光元件5芯片焊接到凸部8上。
詳細(xì)而言，當(dāng)在貫通于通孔11的凸部8上芯片焊接半導(dǎo)體發(fā)光元件5 時，最初通過用以將半導(dǎo)體發(fā)光元件5芯片焊接到凸部8上的安裝機所具 備的CCD相機來攝像通孔11的周圍。接著，對由安裝機所具備的圖像識別 部所拍攝的圖像進(jìn)行識別，并且將預(yù)先存儲在圖像識別部中的基準(zhǔn)圖像與 所識別的圖像進(jìn)行核對比較。由此，在將半導(dǎo)體發(fā)光元件5芯片焊接到凸部 8上時，設(shè)定用來決定半導(dǎo)體發(fā)光元件5相對于凸部8的位置的基準(zhǔn)。安裝 機將半導(dǎo)體發(fā)光元件5芯片焊接到符合所設(shè)定的基準(zhǔn)的位置上。
在第5實施形態(tài)中，粘接層12的剩余部分12a的顏色為茶色系，其光 反射率低于白色的絕緣層3。因此，圖像識別部可容易識別出位于絕緣層3 和粘接層12的剩余部分12a的邊界上的通孔11。因此，當(dāng)在貫通于通孔 11的凸部8上芯片焊接半導(dǎo)體發(fā)光元件5時，能夠可靠地獲取用來決定半 導(dǎo)體發(fā)光元件5相對于凸部8的位置的基準(zhǔn)。
在第5實施形態(tài)中，粘接層12無需著色成茶色系，也可以是透明的。 當(dāng)粘接層12的剩余部分12a為透明時，透過剩余部分12a而拍攝到的基板 2的顏色成為構(gòu)成此基板2的材料的顏色。例如，如果基板2是由銅所制作， 則基板2的顏色為茶色系，如果基板2是由碳系材料所制作，則基板2的
顏色為黑色系。茶色系或黑色系的基板2的光反射率低于白色的絕緣層3。
結(jié)果為，透過粘接層12的剩余部分12a而識別出的基板2的顏色與絕 緣層3的通孔11周圍的顏色變得不同，從而可容易識別出位于絕緣層3與 粘接層12的剩余部分12a的邊界上的通孔11。因此，當(dāng)在貫通于通孔ll 的凸部8上芯片焊接半導(dǎo)體發(fā)光元件5時，能夠可靠地獲取用來決定半導(dǎo) 體發(fā)光元件5相對于凸部8的位置的基準(zhǔn)。
圖14揭示了本發(fā)明的第6實施形態(tài)。
第6實施形態(tài)中，反射器6的結(jié)構(gòu)與第5實施形態(tài)不同。除此以外的 照明裝置1的結(jié)構(gòu)與第5實施形態(tài)相同。因此，在第6實施形態(tài)中，對于和 第5實施形態(tài)相同的結(jié)構(gòu)部分標(biāo)注了相同的參照符號，從而省略此部分的 說明。
如圖14所示，反射器6具有與半導(dǎo)體發(fā)光元件5相對應(yīng)的多個反射孔 71 (僅圖示了一個)。被芯片焊接到凸部8的反光層10上的半導(dǎo)體發(fā)光元 件5分別配置在反射孔71內(nèi)。反射孔71是一種孔徑隨著從基板2向光的 取出方向前進(jìn)而逐漸增大的錐形孔。進(jìn)而，在各個反射孔71內(nèi)填充有密封 構(gòu)件7。密封構(gòu)件7也連續(xù)地填充在絕緣層3的通孔11與凸部8的外周面 8c之間的間隙g內(nèi)，并覆蓋著凸部8的外周面8c及露出到通孔11內(nèi)的粘 接層12的剩余部分12a。
在所述第6實施形態(tài)中，也可以使半導(dǎo)體發(fā)光元件5的熱直接散發(fā)到 基板2。并且，使從半導(dǎo)體發(fā)光元件5朝向基板2的光由凸部8的反光層 10及側(cè)部反光層61反射，從而可以高效地取出光。
進(jìn)一步，由于密封構(gòu)件7填充在各個反射孔71內(nèi)，因此與第5實施形 態(tài)相比較，可以降低密封構(gòu)件7的使用量。
圖15至圖17揭示了本發(fā)明第7實施形態(tài)的照明裝置100。照明裝置 100具備基板101、多個半導(dǎo)體發(fā)光元件102、反射器103、粘接構(gòu)件104 及密封構(gòu)件105。
為了確保照明裝置100所必需的發(fā)光面積，基板101形成為長方形。作 為基板101的材料，較理想的是使用例如銅之類的導(dǎo)熱性優(yōu)異的金屬?；?板101具有前面101a。在前面101a上層疊著絕緣層106。絕緣層106例如 是由白色的合成樹脂所形成。包含絕緣層106的基板101的厚度例如為0. 5 mm。
在絕緣層106上形成有導(dǎo)體圖案108。導(dǎo)體圖案108具有多個導(dǎo)體列 109。導(dǎo)體列109在基板101的長度方向上延伸，并且相互間隔開而平行地 配置著。導(dǎo)體列109的配置間隔例如為3. 0 mm。
各導(dǎo)體列109具有多個導(dǎo)體部IIO及一對端子部111。導(dǎo)體部110及端 子部111分別借由在銅表面上層疊著鍍銀層而構(gòu)成。如圖17所示，導(dǎo)體部
110的厚度t小于等于20 iim，較好的是14 um。導(dǎo)體部110在基板101 的長度方向上例如以3.0 mm的間隔排列成一列。
一個端子部111和位于各導(dǎo)體列109 —端的導(dǎo)體部110相連，并且此 一個端子部111位于沿著基板101的長度方向的一端部。另一個端子部111 和位于各導(dǎo)體列109另一端的導(dǎo)體部110相連，并且此另一個端子部111 位于沿著基板101的長度方向的另一端部。因此， 一對端子部111在導(dǎo)體 列109的長度方向上相互隔開，并且在與基板2的長度方向正交的方向上， 例如以3.0 mm的間隔而4非列成一列。
如圖15所示，各端子部lll具有焊盤部113及連接部114。焊盤部113 是錫焊著和外部電源相連的電源電纜的部位，形成向基板101的長度方向 延伸的長條狀。焊盤部113的寬度例如為1. 0 mm。
連接部114 一體形成在焊盤部113上，并且從焊盤部113朝向?qū)w部 110延伸。連接部114的寬度例如為0. 1 mm至1. 0隱，優(yōu)選為0. 5 mm，窄 于焊盤部113的寬度。連接部114中的與焊盤部113相反側(cè)的端部兼作位 于導(dǎo)體列109的一端及另一端的導(dǎo)體部110。因此，連接部114的寬度與導(dǎo) 體部110的寬度相同。進(jìn)而，在與基板101的長度方向正交的方向上，相 鄰的連接部114的間隔P優(yōu)選大于等于0. 2 mm，在本實施形態(tài)中為2. 5 mm。
半導(dǎo)體發(fā)光元件102與所述第1實施形態(tài)同樣地使用雙線型藍(lán)色LED 芯片，此雙線型藍(lán)色LED芯片使用了氮化物半導(dǎo)體。如圖15所示，半導(dǎo)體 發(fā)光元件102被芯片焊接在從基板101突出的圓柱狀凸部115的頂端面。 凸部115貫通絕緣層106而突出到絕緣層106之上，并且位于相鄰的導(dǎo)體 部IIQ之間。進(jìn)而，凸部115與第1實施形態(tài)同樣地形成為，隨著從芯片 焊接有半導(dǎo)體發(fā)光元件102的頂端面向基板101的方向前進(jìn)而逐漸變粗。 因此，凸部115的外周面越接近基板101,則越會擴(kuò)展成錐狀，使得從半導(dǎo) 體發(fā)光元件102放射出的光朝向與基板101的相反側(cè)反射。
半導(dǎo)體發(fā)光元件102經(jīng)由一對接線116而電性連接到相鄰的導(dǎo)體部 110。從而，多個半導(dǎo)體發(fā)光元件102串聯(lián)連接到導(dǎo)體圖案108的每個導(dǎo)體 列109。
反射器103是框構(gòu)件的一例。反射器103形成為例如長方形的框狀，且 一并包圍所有的半導(dǎo)體發(fā)光元件102。換言之，反射器103并非一一對應(yīng)于 各個半導(dǎo)體發(fā)光元件102，而是成為所有半導(dǎo)體發(fā)光元件102共同的構(gòu)成要素。
反射器103例如是由合成樹脂制造，其內(nèi)周面成為反光面103a。為了 獲得反光面103a，本實施形態(tài)中，在形成反射器103的樹脂中混入例如氧 化鎂之類的白色填充料。反射器103的厚度例如為1. 0 mm。
反射器103具有第1緣部至第4緣部117a、 117b、 117c、 117d。第l
緣部lUa沿著在基板101的長度方向上延伸的一個側(cè)緣。第2緣部117b 沿著在基板101的長度方向上延伸的一個側(cè)緣。第3緣部117橫跨第1緣 部lUa的一端與第2緣部117b的一端之間。第4緣部117d橫跨第1緣部 lUa的另一端與第2緣部1Ub的另一端之間。因此，第3緣部117c及第 4緣部lUd在與基板101的長度方向正交的方向上延伸，并橫跨在導(dǎo)體列 109的端子部111之上。更具體而言，反射器103的第3緣部117c及第4 緣部117d橫跨在端子部111的連接部114之上。由此，導(dǎo)體圖案108的所 有導(dǎo)體部IIO位于由反射器103所包圍的區(qū)域內(nèi)，并且導(dǎo)體圖案108的所 有焊盤部113位于反射器1Q3之外。
如圖16及圖17所示，粘接構(gòu)件104將反射器103粘接到基板101的 絕緣層106上。粘接構(gòu)件104形成為長方形的框狀，且具有與反射器103 相對應(yīng)的大小。粘接構(gòu)件104是使熱固性粘接樹脂含浸在框形的基底中的 構(gòu)件。作為粘接樹脂，可使用硅樹脂。粘接構(gòu)件104的厚度厚于導(dǎo)體部110 且薄于反射器103。粘接構(gòu)件104的具體厚度例如為0. 15 mm。粘接構(gòu)件104 的寬度與反射器103的第1緣部至第4緣部117a、 117b、 117c、 117d的寬 度相同，或者稍小于反射器103的第1緣部至第4緣部117a、 117b、 117c、 117d的寬度。
粘接構(gòu)件104預(yù)先粘接在反射器103的與絕緣層106相對的面上，并且 與反射器103 —體化。具有粘接構(gòu)件104的反射器103置于芯片焊接有半 導(dǎo)體發(fā)光元件102的基板101上，并且被朝向基板101加壓。在此狀態(tài)下， 使基板101在加熱爐中通過，以使粘接構(gòu)件l(M熱固化，由此將反射器103 粘接在基板101的絕緣層106上。
粘接構(gòu)件104在加熱時被夾入基板101的絕緣層106之間而變形。由 此，含浸在基底中的粘接樹脂的一部分露出到反射器103的內(nèi)側(cè)及外側(cè)。 如圖16所示，粘接樹脂的露出部104a覆蓋著至少由反射器103的第3緣 部117c和第4緣部117d的內(nèi)表面及絕緣層106的表面所規(guī)定的角部。進(jìn) 而，露出部104a沿著第3緣部117c及第4緣部117d的內(nèi)表面，在與基板 101的長度方向正交的方向上延伸而不中斷。露出部104a是在反射器103 與絕緣層106之間對粘接構(gòu)件104進(jìn)行加壓后自然形成的。因此，露出部 104a的形成無需花費工夫，因而容易進(jìn)行反射器103的粘接，由此觀點而 言較佳。
較理想的是，從第3緣部117c及第4緣部117d的內(nèi)表面露出的露出 部104a的露出長度K小于等于0. 2隱。其理由如下
例如，當(dāng)粘接樹脂被著色成白色以外的顏色時，此粘接樹脂的露出部 104a有可能會吸收從半導(dǎo)體發(fā)光元件102放射出的光。然而，由于露出部 104a的露出長度K極其微小，小于等于0.2 mm,因此露出部104a的面積
非常小。所以，露出部104a對光的吸收作用成為可以忽略的程度，從而可 防止露出部104a成為高效地取出光時的障礙。
并且，在將反射器103粘接到基板102上之后，對半導(dǎo)體發(fā)光元件102 實施焊線接合時，可避免焊接工具與粘接樹脂的露出部104a相互干擾。因 而，可防止因粘接樹脂造成的焊接工具污損。
如圖16所示，密封構(gòu)件105填充在由反射器103所包圍的區(qū)域內(nèi)。密 封構(gòu)件105覆蓋著位于反射器103內(nèi)側(cè)的所有半導(dǎo)體發(fā)光元件102、絕緣層 106及接線116。進(jìn)而，密封構(gòu)件105覆蓋著位于反射器103內(nèi)側(cè)的粘接樹 脂的露出部104a。
密封構(gòu)件105例如是由熱固性硅樹脂所形成。硅樹脂在填充至反射器 103的內(nèi)側(cè)之后，實施加熱處理而石更化。
在形成密封構(gòu)件105的硅樹脂中混入有熒光體粒子。熒光體粒子優(yōu)選 的一例為，以大致均勻分散的狀態(tài)混入到密封構(gòu)件105中。在本實施形態(tài) 中，使用的是將從半導(dǎo)體發(fā)光元件102放射出的藍(lán)色一次光的波長轉(zhuǎn)換成 波長不同的黃色二次光的熒光體粒子。因而，從照明裝置100照射的光通 過具有補色關(guān)系的兩種顏色的混合而成為白色光。
根據(jù)所述第7實施形態(tài)，可以使半導(dǎo)體發(fā)光元件102的熱直接散發(fā)到 基板101的凸部115，從而可抑制隨著半導(dǎo)體發(fā)光元件105的溫度上升所引 起的發(fā)光效率的下降。并且，使從半導(dǎo)體發(fā)光元件102朝向基板101放射 出的光由凸部105的外周面反射，從而可以高效地取出光。
在第7實施形態(tài)中，將密封構(gòu)件105填充到粘接在基板101上的反射 器103的內(nèi)側(cè)，由此可以利用密封構(gòu)件105來一次性地密封被芯片焊接到 基板101的凸部115上的所有半導(dǎo)體發(fā)光元件102及接線116。
進(jìn)而，將反射器103粘接到基板101的絕緣層106上的粘接構(gòu)件104 的結(jié)構(gòu)是使粘接樹脂含浸在基底中。因此，無需進(jìn)行在反射器103上涂布 粘接劑的作業(yè)，也無需管理粘接劑的涂布量。從而，可以節(jié)省照明裝置ioo 的制造所需的工夫，并且可以降低制造成本。
根據(jù)第7實施形態(tài)，導(dǎo)體圖案108的端子部111的焊盤部113的寬度 寬于連接部114。因此，在將電源電纜錫焊到焊盤部113上時，可以充分確 保焊盤部113與電源電纜的接觸面積。于是，可以在電性穩(wěn)定的狀態(tài)下將 電源電纜連接到烊盤部113。
除此以外，反射器103的第3緣部117c及第4緣部ind所橫跨的端 子部111的連接部114的寬度窄于焊盤部113。因此，可以擴(kuò)大相鄰的連接 部114之間的間隔P。換言之，即使在盡可能地縮小相鄰的導(dǎo)體列109之間 的間距之后，也可以擴(kuò)大連接部114之間的間隔P。
因此，在對反射器103朝向基板101進(jìn)行加壓后，粘接構(gòu)件104中的
沿著反射器103的第3緣部lUc及第4緣部117d的部分產(chǎn)生變形后容易 進(jìn)入到相鄰的連接部114之間。在本實施形態(tài)中，由于將相鄰的連接部114 的間隔設(shè)為2. 5 mm,所以粘接構(gòu)件104更容易進(jìn)入到相鄰的連接部114之 間。
而且，粘接構(gòu)件104在加熱處理的初始階段暫時軟化。因此，粘接構(gòu) 件104容易進(jìn)入到相鄰的連接部114之間的各個角落。并且，在本實施形 態(tài)中，由于包含連接部114的導(dǎo)體列109的厚度較薄，為14 ym，所以包 含導(dǎo)體圖案108的絕緣層106的表面成為凹凸較少的平坦面。于是，粘接 構(gòu)件104容易緊貼在絕緣層106的表面，從而此粘接構(gòu)件104容易進(jìn)入到 相鄰的連接部114之間的各個角落。
結(jié)果如圖17所示，可以利用粘接構(gòu)件104來可靠地填埋由基板101的 絕緣層106的表面與從此表面豎起的連接部114的側(cè)面所規(guī)定的轉(zhuǎn)角部L。 因此，可防止在轉(zhuǎn)角部L產(chǎn)生使反射器103的內(nèi)側(cè)與外側(cè)相連通的微小間 隙。
并且，粘接構(gòu)件104覆蓋著轉(zhuǎn)角部L。所以，即便在轉(zhuǎn)角部L產(chǎn)生了微 小的間隙后，也可以利用粘接劑104來密封，以免此間隙與反射器103的 內(nèi)側(cè)連通。
因此，在對填充到反射器103內(nèi)側(cè)的未硬化的硅樹脂進(jìn)行加熱處理以 形成密封構(gòu)件105時，可防止未硬化的硅樹脂通過轉(zhuǎn)角部L而泄漏到反射 器103之外。這樣，不會浪費硅樹脂，而是可以用預(yù)定量的硅樹脂來形成 密封構(gòu)件105。
進(jìn)而，在對未硬化的硅樹脂進(jìn)行加熱后，可以利用粘接劑104來阻擋 滯留在轉(zhuǎn)角部L內(nèi)的空氣發(fā)生膨脹而流出到反射器103的內(nèi)側(cè)。因此，可避 免滯留在轉(zhuǎn)角部L內(nèi)的空氣變成氣泡而殘留在密封構(gòu)件105的內(nèi)部，從而可 防止密封構(gòu)件105的絕緣性能劣化。
圖18及圖19揭示了本發(fā)明的第8實施形態(tài)。
第8實施形態(tài)中，密封構(gòu)件105的結(jié)構(gòu)與第7實施形態(tài)不同。除此以 外的照明裝置100的結(jié)構(gòu)基本上與第7實施形態(tài)相同。因此，在第8實施 形態(tài)中，對于和第7實施形態(tài)相同的結(jié)構(gòu)部分標(biāo)注了相同的參照符號，從 而省略此部分的說明。
如圖18所示，覆蓋著半導(dǎo)體發(fā)光元件102的密封構(gòu)件105具有多個發(fā) 光部200。發(fā)光部200形成為在基板101的長度方向上延伸的長條狀，并且 在與基板101的長度方向交叉的方向上排列著。各發(fā)光部200包含相互并 排的兩列半導(dǎo)體發(fā)光元件102。因此，各發(fā)光部200借由從兩列半導(dǎo)體發(fā)光 元件102放射出的光而發(fā)出例如白色的光。
在密封構(gòu)件105的表面形成有多個槽201。槽201在基板101的長度方
向上延伸，并且在與基板101的長度方向交叉的方向上相互間隔開而平行
地配置著。槽201位于相鄰的發(fā)光部200的邊界上。槽201的底部201a橫 跨在相鄰的發(fā)光部200之間。
半導(dǎo)體發(fā)光元件102所發(fā)出的熱傳導(dǎo)至支撐著半導(dǎo)體發(fā)光元件102的 基板101及覆蓋著半導(dǎo)體發(fā)光元件102的密封構(gòu)件105。密封構(gòu)件105的熱 膨脹系數(shù)與基板101的熱膨脹系數(shù)根據(jù)材質(zhì)的不同而不同。 一般而言，密封 構(gòu)件105比基板101更容易熱膨脹、熱收縮。因此，當(dāng)密封構(gòu)件105受到 半導(dǎo)體發(fā)光元件102的熱影響而伸縮時，粘接有密封構(gòu)件105的基板101 可能會產(chǎn)生翹曲或形變。
根據(jù)第8實施形態(tài)，在密封構(gòu)件105的表面形成有用以劃分相鄰的發(fā) 光部200的槽201。槽201吸收密封構(gòu)件105的熱膨脹或熱收縮時所伴有的 伸縮力。因此，即便在密封構(gòu)件105受到半導(dǎo)體發(fā)光元件102的熱而伸縮 后，也可以在密封構(gòu)件105內(nèi)部吸收密封構(gòu)件105的伸縮。于是，密封構(gòu) 件105的伸縮力難以傳達(dá)到基板101,從而可防止基板101的翹曲或形變。
進(jìn)一步，密封構(gòu)件105的多個發(fā)光部200是由槽201來劃分的。因此， 各發(fā)光部200中產(chǎn)生的伸縮力難以對相鄰的其他發(fā)光部200產(chǎn)生影響，從而 不會促使其他發(fā)光部200產(chǎn)生翹曲或形變。于是，可以將發(fā)光部200之間 的顏色不均現(xiàn)象抑制成較少。
密封構(gòu)件105也可以通過例如射出成形而形成。這樣，由于將形成密 封構(gòu)件105的未硬化的樹脂填充到模具內(nèi)，所以發(fā)光部200的厚度成為均 等。并且，由于在發(fā)光部200之間形成了具有底部201a的槽201,從而可 防止由氣孔(blow-hole)造成的密封構(gòu)件105的變形。
熟習(xí)此項技術(shù)者容易想到另外的優(yōu)勢及變更。因此，本發(fā)明在其更廣 闊之形態(tài)中并不限于本文所示及描述的特定細(xì)節(jié)及代表性實施例。所以，本 發(fā)明在不偏離由隨附的權(quán)利要求書及其等效體所界定的普遍的發(fā)明概念的 精神或范疇內(nèi)，可進(jìn)行各種變更。
權(quán)利要求
1.一種照明裝置，其特征在于包括具有散熱性的基板(2、101)，此基板(2、101)包含表面(2a、101a)及一體形成在表面(2a、101a)上的凸部(8、115)；絕緣層(3、106)，其層疊在所述基板(2、101)的表面(2a、101a)上，且所述凸部(8、115)貫通此絕緣層；導(dǎo)體圖案(4、108)，其形成在所述絕緣層(3、106)上；多個半導(dǎo)體發(fā)光元件(5、102)，它們安裝在所述基板(2、10)的凸部(8、115)的頂端；連接構(gòu)件(25、116)，其將所述導(dǎo)體圖案(4、108)與所述半導(dǎo)體發(fā)光元件(5、102)之間電性連接；以及具有透光性的密封構(gòu)件(7、105)，其覆蓋著所述絕緣層(3、106)、所述凸部(8、115)、所述半導(dǎo)體發(fā)光元件(5、102)及所述連接構(gòu)件(25、116)，所述凸部(8、115)形成為，隨著從安裝有所述半導(dǎo)體發(fā)光元件(5、102)的頂端向所述基板(2、101)的表面(2a、101a)的方向前進(jìn)而變粗。
2. 如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于所述凸部(8 )具有安裝有所述半導(dǎo)體發(fā)光元件(5 )的頂端面(8a ); 及從所述頂端面(8a)朝向所述基板(2、 101)的所述表面(2a、 101a) 而擴(kuò)展的外周面(8c)。
3. 如權(quán)利要求2所述的照明裝置，其特征在于所述絕緣層(3)具有貫通著所述凸部(8)的多個通孔(11)，此通孔 (11 )具有大于所述凸部(8 )的直徑。
4. 如權(quán)利要求3所述的照明裝置，其特征在于更包括將所述絕緣層(3)粘接到所述基板(2)的表面(2a)上的粘 接層(12),此粘接層(12)含有粘接劑，并且此粘接劑的一部分露出到所 述通孔(11 )的內(nèi)側(cè)。
5. 如權(quán)利要求4所述的照明裝置，其特征在于在所述凸部(8)的頂端面(8a)上分別層疊著反光層(10)，所述半 導(dǎo)體發(fā)光元件(5)經(jīng)由具有透光性的芯片焊接材料(24)而芯片焊接到所 述反光層(10)上。
6. 如權(quán)利要求5所述的照明裝置，其特征在于在所述凸部(8)的外周面(8c)上分別層疊著側(cè)部反光層(61)，此 側(cè)部反光層(61)和位于所述凸部(8)的頂端面(8a)上的反光層(10)及露出到所述通孔(ll)內(nèi)的粘接劑的一部分相連，進(jìn)一步，所述密封構(gòu) 件(7)含有由所述半導(dǎo)體發(fā)光元件(5)放射出的光所激發(fā)的熒光體粒子。
7. 如權(quán)利要求6所述的照明裝置，其特征在于 所述粘接劑露出到所述通孔(11)內(nèi)側(cè)的露出尺寸小于等于0. 2 mm。
8. 如權(quán)利要求4所述的照明裝置，其特征在于 所述絕緣層(2)與所述粘接劑的光反射率互不相同。
9. 如權(quán)利要求8所述的照明裝置，其特征在于 所述粘接劑是透明的。
10. 如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于 更包括層疊在所述絕緣層(3 )及所述導(dǎo)體圖案(4 )上的抗蝕層(51 ),此抗蝕層(51)具有多個開口 (52)，所述多個開口 (52)位于安裝在所述 凸部(8 )上的所述半導(dǎo)體發(fā)光元件(5 )以及所述連接構(gòu)件(25 )和所述 導(dǎo)體圖案(4)的連接部，所述密封構(gòu)件(7)分別堵塞所述開口 (52)。
11. 如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于更包括包圍所述半導(dǎo)體發(fā)光元件(5)的框構(gòu)件(103)、及粘接構(gòu)件 (104),所述粘接構(gòu)件(104)含有熱固性粘接樹脂，并介隔在所述框構(gòu)件 (103 )與所述絕緣層(106)之間，所述粘接構(gòu)件(104)將所述框構(gòu)件(103) 粘接到所述絕緣層(106)上，所述密封構(gòu)件(105)填充在由所述框構(gòu)件 (103)包圍的區(qū)域內(nèi)。
12. 如權(quán)利要求11所述的照明裝置，其特征在于所述導(dǎo)體圖案(108)包含相互間隔著排列的多個端子部(111)，各端 子部(111)具有電源供給用的焊盤部(113)、及將此焊盤部(113)和所 述導(dǎo)體圖案(108)之間相連接的連接部(1M)，所述連接部(IIO的寬 度窄于所述焊盤部(113)，所述框構(gòu)件(1Q3)橫跨在所述端子部(111) 的所述連接部(114)之上。
13. 如權(quán)利要求12所述的照明裝置，其特征在于所述連接部(114)的寬度為0.1 mm至不足l.O mm,彼此相鄰的連接 部(114)之間的間隔大于等于O. 2 mm。
14. 如權(quán)利要求12所述的照明裝置，其特征在于 所述導(dǎo)體圖案(108)的厚度小于等于20 um。
15. 如權(quán)利要求12所述的照明裝置，其特征在于所述粘接構(gòu)件(104)中含有的粘接樹脂具有露出到所述框構(gòu)件(103) 內(nèi)側(cè)的露出部(104a)，此露出部(l(Ma)覆蓋著由所述框構(gòu)件(103)中 的橫跨所述連接部(114 )的部分與所述絕緣層(106 )所規(guī)定的轉(zhuǎn)角部(L )， 所述密封構(gòu)件(105)覆蓋著所述露出部(104a)。
16. 如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于所述密封構(gòu)件(105 )具有多個發(fā)光部(200 )及位于所述發(fā)光部(200 ) 之間的槽(201)。
17.如權(quán)利要求16所述的照明裝置，其特征在于 所述槽(20全文摘要
一種照明裝置(1、100)，包括具有散熱性的基板(2、101)、絕緣層(3、106)、導(dǎo)體圖案(4、108)、多個半導(dǎo)體發(fā)光元件(5、102)以及具有透光性的密封構(gòu)件(7、105)?；?2、101)包含表面(2a、101a)以及一體形成在表面(2a、101a)上的凸部(8、115)。絕緣層(3、106)層疊在基板(2、101)的表面(2a、101a)上?；?2、101)的凸部(8、115)貫通絕緣層(3、106)。導(dǎo)體圖案形成在絕緣層上。半導(dǎo)體發(fā)光元件安裝在基板的凸部的頂端。半導(dǎo)體發(fā)光元件經(jīng)由連接構(gòu)件而電性連接到導(dǎo)體圖案。密封構(gòu)件覆蓋著絕緣層、凸部、半導(dǎo)體發(fā)光元件及連接構(gòu)件?；宓耐共啃纬蔀?，隨著從安裝有半導(dǎo)體發(fā)光元件的頂端向基板的表面的方向前進(jìn)而變粗。
文檔編號H01L25/00GK101192601SQ20071019472
公開日2008年6月4日 申請日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月30日
發(fā)明者三瓶友廣, 大谷清, 本田豊, 林田裕美子, 泉昌裕, 野木新治 申請人:東芝照明技術(shù)株式會社