專利名稱：發(fā)光器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用高亮度及高輸出的LED元件作為光源的發(fā)光器件及其制造方法。 特別是涉及通過提高散熱效果來延長LED元件的壽命的發(fā)光器件。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的LED封裝件的構(gòu)造為，在電路基板的電極圖案安裝LED元件作為光源，用環(huán) 氧樹脂等將該基板的前面、以及具有傾斜并貫穿的反射面的反射部件一體化，從而進(jìn)行固 定。反射部件的外形尺寸與基板大小幾乎相同。在這樣結(jié)構(gòu)的LED封裝件中，來自LED元 件的光被該反射面向前面反射。然而，由于上述LED封裝件沒有使用熱傳導(dǎo)性較高、即散熱功能優(yōu)良的材料作為 基板材料，因此在LED元件的發(fā)光工作中無法得到優(yōu)良的散熱效果。另外，由于用另外的工 序?qū)⒎瓷洳考潭ㄔ谏鲜龌澹虼穗y以簡化制造工序，由此會導(dǎo)致組裝費(fèi)用上升。為解決這些缺點(diǎn)，作為制造LED封裝件的方法，提出了日本特開2007-294966號公 報(專利文獻(xiàn)1)等。使用圖7簡單說明專利文獻(xiàn)1的結(jié)構(gòu)。如圖所示，LED封裝件70包 括在表面形成有多級凹陷的鋁基板71 ；安裝在凹陷的底面，用金屬線75與電極圖案73電 連結(jié)的光源74 ；形成于上述電極圖案73與鋁基板71之間的進(jìn)行了陽極氧化(anodising) 處理的絕緣層72 ；以及被覆蓋在上述基板的光源上的成型(moulding)部76。而且，在光源 的LED元件的下部面形成鋁散熱部，從而提供了一種散熱性能優(yōu)良的LED封裝件及其制造 方法。在專利文獻(xiàn)1所涉及的發(fā)明中，由于基板由鋁材料構(gòu)成，進(jìn)行陽極氧化處理來形成絕 緣層，因此能夠得到優(yōu)良的散熱效果，據(jù)此，可以增大LED封裝件的使用壽命和發(fā)光效率。然而，存在的問題是盡管在上述LED封裝件中使用熱傳導(dǎo)系數(shù)為236W/m · K的 鋁，但由于進(jìn)行陽極氧化處理的絕緣層72的熱傳導(dǎo)系數(shù)為32W/m ·Κ，因此熱傳導(dǎo)系數(shù)下降。 另外，存在的問題是由于絕緣層72為多孔狀的構(gòu)造，成型部76覆蓋該絕緣層72，因此在 形成成型部時容易從絕緣層部分產(chǎn)生氣泡，產(chǎn)生內(nèi)有氣泡這樣的不良。還存在的問題是由 于硫化物等的氣體會通過該絕緣層到達(dá)封裝件內(nèi)部，因此在反射膜或LED元件的固定使用 含有銀的材料時，劣化進(jìn)行得較快。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述的問題，本發(fā)明的發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)如下。S卩，包括光源；第一金屬基 板，搭載光源；第二金屬基板，與第一金屬基板配置在同一平面，且與第一金屬基板絕緣； 金屬線，將光源和第二金屬基板電連接；平板狀的反射部件，設(shè)置在第一金屬基板及第二金 屬基板，具有光源側(cè)的面小于與該光源側(cè)的面相反側(cè)的面的貫穿孔，并且具有由傾斜的反 射面形成的貫穿孔側(cè)的側(cè)面；模型材料，覆蓋光源；狹縫，設(shè)在第一金屬基板與第二金屬基 板之間；以及絕緣材料，填充狹縫部。另外，用銅、銀、金、鋁中的任一種形成第一金屬基板及第二金屬基板。另外，反射 部件的傾斜面由冷光鏡膜、銀膜、鋁膜中的至少任意一個形成。此處，模型材料適用疏水性
4材料。另外，模型材料和絕緣材料可以是同一材質(zhì)。另外，本發(fā)明的發(fā)光器件的制造方法包括在第三金屬基板形成狹縫，該狹縫將搭 載有光源的部分的第一金屬基板和由引線接合進(jìn)行連接的部分的第二金屬基板分割的工 序；將形成有傾斜貫穿孔的反射部件設(shè)置在第三金屬基板的工序；在第三金屬基板搭載光 源的工序；利用金屬線將第三金屬基板和光源電連接的工序；以及提供鑄模及絕緣用的材 料的工序。另外，也可以不同時提供模型材料和狹縫的絕緣材料，而在狹縫形成絕緣材料后 將反射部件設(shè)置在第三金屬基板，最后提供模型材料。另外，作為將第三金屬基板和光源進(jìn)行接合的方法，可以例舉通過對金屬納米粒 子進(jìn)行燒結(jié)而接合的方法。并且，包括將一并形成于第三金屬基板的多個發(fā)光器件小片化的工序。此時，在將 反射部件和第三金屬基板進(jìn)行粘接或者接合的工序中，通過使用具有槽部的反射部件，可 以容易進(jìn)行小片化。根據(jù)本發(fā)明，由于確保沒有使熱傳導(dǎo)系數(shù)下降的部分的散熱路徑，因此可以實(shí)現(xiàn) 散熱性較高的發(fā)光器件。另外，由于在反射部件沒有多孔狀的構(gòu)造，因此不會出現(xiàn)模型材料 導(dǎo)致的密封部的不良，可以實(shí)現(xiàn)可靠性也較高的發(fā)光器件。


圖1是本發(fā)明的發(fā)光器件的剖視圖。圖2(a)至(f)是表示本發(fā)明的發(fā)光器件的制造工序的圖。圖3是本發(fā)明所涉及的發(fā)光器件的制造工序的俯視圖。圖4(a)至(d)是表示本發(fā)明的發(fā)光器件的制造工序的圖。圖5(a)至(f)是表示本發(fā)明的發(fā)光器件的制造工序的圖。圖6(a)至(f)是表示本發(fā)明的發(fā)光器件的制造工序的圖。圖7是表示傳統(tǒng)例的剖視圖的圖。標(biāo)號說明1發(fā)光部件；3反射部件；4光源；5金屬線；6模型(mold)材料；20第三金屬基板； 21第一金屬基板；22第二金屬基板；23絕緣材料；對狹縫。
具體實(shí)施例方式基于

本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是本發(fā)明的發(fā)光器件的剖視圖。發(fā)光器件 1主要由夾著狹縫M配置的第一金屬基板21和第二金屬基板22構(gòu)成。在第一金屬基板 21搭載有光源4。第二金屬基板22利用金屬線5與光源4電連接。另外，第一金屬基板21 與第二金屬基板22由于狹縫M而絕緣。并且，反射部件3設(shè)置在第一金屬基板21和第二 金屬基板22。模型材料6覆蓋光源4。另外，為了維持第一金屬基板21與第二金屬基板22 的絕緣性，在狹縫M填充絕緣材料23。另外，在反射部件3形成有貫穿孔。由于貫穿孔傾 斜，因此其側(cè)面為傾斜面。在該貫穿孔內(nèi)搭載有光源4。另外，貫穿孔的光源側(cè)的面(與兩 金屬基板接合側(cè)的面)、小于與光源側(cè)相反側(cè)的面(發(fā)光器件的開口側(cè)的面)。即，在貫穿孔 為圓錐臺形時，貫穿孔的開口側(cè)的直徑大于與兩金屬基板接合側(cè)的直徑。傾斜面對來自光 源4的光進(jìn)行反射。另外，第一金屬基板21和第二金屬基板22通過反射部件3接合。另外，也可以將模型材料6填充在狹縫M，來代替絕緣材料23。作為第一金屬基板21及第二金屬基板22的材質(zhì)，可以例舉熱傳導(dǎo)系數(shù)為236W/ m · K的鋁、熱傳導(dǎo)系數(shù)為320W/m · K的金、熱傳導(dǎo)系數(shù)為420W/m · K的銀、熱傳導(dǎo)系數(shù)為 398W/m*K的銅。另外，第一金屬基板21及第二金屬基板22的厚度，考慮到散熱性、構(gòu)造上 的強(qiáng)度、易于制造等，為IOym至IOOym是比較適當(dāng)?shù)摹Ｔ诘谝唤饘倩?1、第二金屬基板 22的材質(zhì)是銅時，為了抑制腐蝕，也可以進(jìn)行鍍金、鍍錫等防銹處理。反射部件3例如可以使用玻璃或陶瓷。另外，通過在反射部件3的傾斜面例如形 成銀膜、鋁膜、冷光鏡膜，可以提高反射效率。作為將反射部件3設(shè)置在第一金屬基板21及第二金屬基板22的方法，可以使用 環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、雙面膠帶、粘著劑等進(jìn)行粘接。另外，在反射部件3的材質(zhì)是玻璃時，可以在第一金屬基板21及第二金屬基板22 的表面形成例如1000人至5000人的硅的薄膜或鋁的薄膜，利用陽極接合法進(jìn)行接合。但 是，在第一金屬基板21和第二金屬基板22由鋁形成時，可以不形成上述薄膜進(jìn)行陽極接
I=I O另外，在反射部件3的材質(zhì)是陶瓷時，例如也可以使用銀焊料來進(jìn)行釬焊。通過采用以上這樣的方法，可以制作比用粘接劑進(jìn)行粘接時可靠性更高的器件。模型材料6較佳是透明、疏水性的材料。例如，可以適用透明樹脂，可以例舉環(huán)氧、 丙烯酸、硅、聚硅氧烷等透明樹脂等。另外，也可以在透明樹脂摻入熒光體等。另外，絕緣材 料23也可以使用同樣的材料。光源4和第一金屬基板21使用稱作小片接合(die bond)劑的銀膏等導(dǎo)電性粘接 劑進(jìn)行接合。另外，考慮到散熱性，光源4和第一金屬基板21例如通過使銀、金錫合金、金、 銅等金屬納米粒子燒結(jié)從而進(jìn)行接合，成為沒有樹脂成分的熱傳導(dǎo)性較高的接合。接下來，說明發(fā)光器件的制造方法。本發(fā)明所涉及的制造方法包括制作具有傾斜 的貫穿孔的反射部件的工序；在第三金屬基板形成用于使第一金屬基板與第二金屬基板絕 緣的狹縫的工序；在第三金屬基板接合反射部件的工序；在第三金屬基板的第一金屬基板 的區(qū)域搭載光源的工序；利用金屬線將第三金屬基板的第二金屬基板的區(qū)域和光源進(jìn)行電 連接的工序；提供模型材料以覆蓋光源和金屬線的工序；將第三金屬基板分割為搭載光源 的部分的第一金屬基板、和由金屬線與光源電連接的部分的第二金屬基板的工序；以及在 狹縫填充絕緣材料的工序。此處，可以在搭載光源前將反射部件與第三金屬基板接合，也可 以在搭載光源后將反射部件與第三金屬基板接合。另外，也可以同時進(jìn)行提供模型材料的 工序和在狹縫填充絕緣材料的工序。下面，使用圖2至圖6詳細(xì)說明本發(fā)明所涉及的發(fā)光器件的制造工序。圖2是表 示發(fā)光器件的制造工序的圖，表示以晶片為單位制造多個發(fā)光部件，在最終工序中小片化 的方法。如圖2(a)所示，在第三金屬基板20形成狹縫M，該狹縫M用于形成第一金屬基 板21及第二金屬基板22。另外，光源4及引線接合5的安裝圖案也可以由金膜等形成。圖2 (b)是利用粘接或者接合等，將一體形成有多個傾斜貫穿孔的反射部件3設(shè)置 在第三金屬基板20的工序。傾斜貫穿孔是根據(jù)反射部件3的原材料，利用噴射(blast)加 工、蝕刻加工、鉆孔加工、粉末燒結(jié)等形成的。根據(jù)反射部件3的材質(zhì)、與反射部件3的接合 或者粘接的方法，有時會在第三金屬基板20形成薄膜(未圖示)。
圖2 (c)表示在第三金屬基板20搭載光源4的工序。此時，光源搭載在第三金屬 基板20的形成第一金屬基板的部分。在該工序中，第三金屬基板20與光源4使銀、金錫合 金、金、銅等金屬納米粒子燒結(jié)而接合。利用該工序，在第三金屬基板20與光源4之間形成 由上述金屬構(gòu)成的接合層。另外，第三金屬基板20與光源4的接合，此外也可以使用稱作 小片接合劑的銀膏等導(dǎo)電性粘接劑進(jìn)行接合。圖2(d)是用金屬線5將第三金屬基板的構(gòu)成第二金屬基板的部分和光源4進(jìn)行 電連接的工序。此時的俯視圖如圖3所示。圖2(e)是形成覆蓋光源4和金屬線5的模型材料6的工序。此時，模型材料6較 佳是透明、疏水性的材料。另外，也可以在模型材料6摻入熒光體等的混合物。另外，也可 以從第三金屬基板的背側(cè)在狹縫M貼膜等，在提供模型材料6后去除膜。據(jù)此，模型材料6 不僅覆蓋光源4，還會填充在狹縫M。利用這樣的結(jié)構(gòu)，可以提供構(gòu)造強(qiáng)度好、可靠性高的 發(fā)光部件。在此時使用的膜不僅可以在圖2(e)時使用，還可以在圖2(a)至圖2(d)的適當(dāng) 時刻用于糊縫。圖2(f)表示將同時形成多個于第三金屬基板20的制品利用切割等來小片化，制 造單獨(dú)的發(fā)光器件的分割工序。利用該工序，第三金屬基板20被完全分割為第一金屬基板 與第二金屬基板。利用以上的工序，可以在第三金屬基板20 —并形成多個發(fā)光器件后，小片化成單 獨(dú)的發(fā)光器件，可以得到降低制作成本的效果。另外，本實(shí)施例不限定于同時形成多個發(fā)光部件的情況，也可以適用于形成1個 發(fā)光部件的情況。此時，第一金屬基板與第二金屬基板也可以使用不同的材質(zhì)。接下來，使用圖4更容易地說明發(fā)光器件的制造方法。另外，與將說明重復(fù)的部分 適當(dāng)省略。如圖4(a)所示，在第三金屬基板20，將發(fā)光器件1小片化的位置也形成分離用 的狹縫25。然后，如圖4(b)所示，將反射部件32設(shè)置在金屬基板20，該反射部件32在發(fā) 光器件1小片化的位置具有槽部，將第三金屬基板20和第三金屬基板20接合。之后，如之 前說明的那樣進(jìn)行圖2(c)至圖2(e)的工序。經(jīng)過這些工序，成為圖4(c)所示的形態(tài)。通 過這樣，由于在圖4(d)所示的發(fā)光器件的分割工序中，僅切斷反射部件32即可，不用對不 同的材質(zhì)進(jìn)行切斷，可以提高精度、降低成本，切斷方法的選擇項也增多。另外，由于在反射 部件32形成有槽部，成為應(yīng)力集中的構(gòu)造，因此可以開裂地進(jìn)行切斷，不需要特別的裝置 就可以快速分離。接下來，使用圖5更容易地說明制造發(fā)光器件的方法。圖5所示的方法與圖2的 不同之處在于，在進(jìn)行搭載光源4的工序(圖5b)、用金屬線5將第三金屬基板的形成第二 金屬基板的部分和光源4進(jìn)行電連接的工序(圖5c)后，進(jìn)行將一體形成有多個傾斜貫穿 孔的反射部件31與第三金屬基板20粘接或者接合的工序(圖5d)。通過這樣，由于可以不 在孔中安裝光源，而在平面上安裝光源，因此可以使用一般的工具，能夠?qū)崿F(xiàn)高速化，成為 低成本制造的方法。使用圖6，說明發(fā)光器件的其他制造方法。此處，說明使用在狹縫M預(yù)先填充有 絕緣部件23的第三金屬基板20的方法。如圖6(a)所示，在第三金屬基板20的狹縫填充 絕緣部件23。以后的圖6(b)至圖6(f)所示的工序，以圖2(b)至2(f)的工序為基準(zhǔn)而進(jìn) 行。另外，絕緣部件23也可以使用反射光的特性的材料。通過這樣，由于不需要糊縫用的膜，因此可以制作更低成本的發(fā)光部件，高效地取出光。根據(jù)本發(fā)明，由于在分割的金屬基板的一方接合作為光源的LED元件，因此可以 得到優(yōu)良的散熱效果。據(jù)此，提高發(fā)光器件的壽命和發(fā)光效率。另外，由于本發(fā)明同時一并 形成許多個金屬基板和反射部件，在最終工序小片化，因此可以降低制作成本。本發(fā)明的發(fā)光器件可以使用于例如照明器具、電光公告牌、車的頭燈等發(fā)光器等。 或者，可以使用于在樣品等檢查對象使光透射、或者反射來觀察、檢查對象物的檢查裝置的 光源。作為檢查裝置，例如可以使用假幣鑒定裝置、找到金屬的表面的細(xì)微傷痕或缺陷的圖 像處理器件，還可以在醫(yī)療、生化領(lǐng)域使用組織或DNA這樣微小化學(xué)物質(zhì)的探測用裝置、樹 脂固化裝置等。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件，其特征在于，包括 光源；第一金屬基板，搭載所述光源；第二金屬基板，與所述第一金屬基板配置在同一平面；金屬線，將所述光源和第二金屬基板電連接；反射部件，將所述第一金屬基板及所述第二金屬基板接合，具有所述光源側(cè)的面小于 與所述光源側(cè)的面相反側(cè)的面的貫穿孔，并且具有由傾斜的反射面形成的所述貫穿孔側(cè)的 側(cè)面；模型材料，覆蓋所述光源；狹縫，為了將所述第一金屬基板和所述第二金屬基板絕緣而設(shè)在所述第一金屬基板與 所述第二金屬基板之間；以及 絕緣材料，填充在所述狹縫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述第一金屬基板和所述第二金屬基板由銅、銀、金、鋁中的任一種形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述反射部件由玻璃形成，在所述反射部件與所述第一金屬基板及所述第二金屬基板 接合的面形成有鋁薄膜或者硅薄膜，所述反射部件與所述第一金屬基板及所述第二金屬基 板被陽極接合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述反射部件由陶瓷形成，所述反射部件被釬焊在所述第一金屬基板及所述第二金屬基板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其特征在于， 所述模型材料和所述絕緣材料是相同的物質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的發(fā)光器件，其特征在于， 所述第一金屬基板和所述光源通過將金屬納米粒子燒成而接合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述金屬納米粒子是銀、金錫合金、金、銅中的任一種。
8.一種發(fā)光器件的制造方法，其特征在于，包括 制作具有傾斜的貫穿孔的反射部件的工序；在第三金屬基板形成用于使第一金屬基板與第二金屬基板絕緣的狹縫的工序； 在所述第三金屬基板接合所述反射部件的工序； 在所述第三金屬基板的所述第一金屬基板的區(qū)域搭載光源的工序； 利用金屬線將所述第三金屬基板的所述第二金屬基板的區(qū)域和所述光源進(jìn)行電連接 的工序；提供模型材料以覆蓋所述光源和所述金屬線的工序；將所述第三金屬基板分割為搭載所述光源的部分的第一金屬基板、和由所述金屬線與 所述光源電連接的部分的第二金屬基板的工序；以及 在所述狹縫填充絕緣材料的工序。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光器件的制造方法，其特征在于，同時進(jìn)行提供所述模型材料的工序和在所述狹縫填充絕緣材料的工序。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的發(fā)光器件的制造方法，其特征在于， 在所述第三金屬基板一并形成多個發(fā)光部件后，小片化成單獨(dú)的發(fā)光部件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種散熱性良好、以高亮度及高輸出的LED為光源的、可靠性較高的發(fā)光器件。為此，本發(fā)明的發(fā)光器件包括光源；第一金屬基板，搭載光源；金屬線，與光源連接；第二金屬基板，利用金屬線與光源電連接，與第一金屬基板形成為同一平面狀，且與第一金屬基板絕緣；平板狀的反射部件，設(shè)置在第一金屬基板及第二金屬基板，具有光源側(cè)的面小于與該光源側(cè)的面相反側(cè)的面的貫穿孔，并且具有由傾斜的反射面形成的貫穿孔側(cè)的側(cè)面；模型材料，覆蓋光源；狹縫，設(shè)在第一金屬基板和第二金屬基板之間；以及絕緣材料，填充狹縫。
文檔編號H01L33/60GK102130276SQ20101060240
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者中村敬彥 申請人:精工電子有限公司