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专利名称 | 使用LED的发光装置 |
申请号 | CN02802732.9 | 申请日期 | 2002-08-28 |
法律状态 | 权利终止 | 申报国家 | 中国 |
公开/公告日 | 2004-01-07 | 公开/公告号 | CN1466782 |
优先权 | 暂无 | 优先权号 | 暂无 |
主分类号 | 暂无 | IPC分类号 | 暂无查看分类表>
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申请人 | 松下电工株式会社 | 申请人地址 | 日本国大阪府门真市
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专利地址、主体等相关变化,请及时变更,防止失效 |
权利人 | 松下电工株式会社 | 当前权利人 | 松下电工株式会社 |
发明人 | 桥本拓磨;杉本胜;木村秀吉;盐滨英二 |
代理机构 | 隆天国际知识产权代理有限公司 | 代理人 | 徐恕;楼仙英 |
摘要
提供一种既能提高散热性同时又能高效地向装置外部引出来自发光二极管(LED)管芯的光的发光装置。该发光装置包括由铝构成的金属板(11),金属板(11)具有向前方突出的突出部(11a),在突出部(11a)的前面上形成有容纳凹槽(11b)。LED管芯(1)被装载在容纳凹槽(11b)的底面上,由于与金属板(11)热结合,所以散热性提高。在与金属板(11)的前面接合的由玻璃环氧树脂基板构成的印刷电路板(12)上贯通设置着插入突出部(11a)的插入孔(13)。所述LED管芯(1)和焊接导线(W)被透明的树脂密封部(50)密封。由金属板(11)的一部分构成的容纳凹槽(11b)的内周面具有作为向前方反射从LED管芯(1)辐射的光的反射镜的功能。因此,能高效地引出LED管芯(1)的光。
1.一种使用发光二极管的发光装置,其特征在于,包括:设置有向前 方突出的突出部且在突出部的前面上形成有容纳凹槽的金属板、配置在所述 容纳凹槽的底部并与所述金属板热结合的发光二极管管芯、形成插入所述突 出部的插入孔并按与所述金属板重叠的形状与金属板接合的绝缘基体、具有 透光性的密封着所述发光二极管管芯的密封树脂。
2.如权利要求1所述的发光装置,其特征在于所述绝缘基体包括充填 所述密封树脂的至少一部分的树脂充填部。
3.如权利要求2所述的发光装置,其特征在于设置有在所述绝缘基体 的前面上按重叠形状接合的绕全周围住所述插入孔的周边的框架形的框架部 件;在所述树脂充填部和框架部件的内侧充填着所述密封树脂。
4.如权利要求2所述的发光装置,其特征在于所述绝缘基体由与所述 发光二极管管芯电气连接的配线部向所述树脂充填部的内周面延长的立体电 路模制品构成。
5.如权利要求1所述的发光装置,其特征在于所述金属板兼作与上述 发光二极管管芯电气连接的配线部的一部分。
6.如权利要求1所述的发光装置,其特征在于在所述容纳凹槽的内面 上形成有由比所述金属板反射率高的金属材料构成的反射膜。
7.如权利要求3所述的发光装置,其特征在于在所述框架部件的内周 面上形成有由反射率高的金属材料构成的反射膜。
8.如权利要求3所述的发光装置,其特征在于设置有与所述框架部件 一起按重叠形状接合在所述绝缘基体的前面上且在前面上设置了配线部的电 路部件安装基体;所述电路部件安装基体的厚度是所述框架部件不比电路部 件安装基体更向前方突出的厚度。
9.如权利要求3所述的发光装置,其特征在于在所述框架部件的内侧, 在所述绝缘基体的前面上设置有比所述绝缘基体反射率高的反射部件。
10.如权利要求1所述的发光装置,其特征在于所述容纳凹槽的内周面 由旋转抛物面的一部分构成。
11.如权利要求1所述的发光装置,其特征在于所述绝缘基体设置有不 与所述金属板重叠的区域,在该区域的后面侧安装有电路元件。
技术领域\n本发明涉及使用发光二极管(LED)管芯的发光装置。\n背景技术\n当前,作为使用发光二极管管芯的发光装置,现已公开的有如图18A和 图18B所示的在金属基板20上安装有发光二极管管芯(以下称作LED管芯) 1的结构,其金属基板20由铝等具有高导热性的金属材料构成的金属板21、 在其一个表面上形成的由例如玻璃环氧树脂等绝缘树脂构成的绝缘层22和 形成在绝缘层22上的由铜箔构成的配线部(布线图形)23构成。\nLED管芯1通过焊接导线W与配线部23电气连接。作为LED管芯,例如 使用在蓝宝石基板上形成氮化镓系的发光部的LED管芯。\n在该发光装置中,配置圆形开口的框架形的框架部件30以围住LED管 芯1,粘接层40(参照图18B)将该框架部件30粘接在金属基板20上,在 框架部件30的内侧浇注环氧树脂或硅酮树脂之类的透明密封树脂,把LED 管芯1密封起来。来自LED管芯1的光通过由充填在框架部件30内侧中的密 封树脂构成的树脂密封部50向前方(图18A中的上面侧)射出去。该框架部 件30中的圆形开口的剖面呈从上部越向金属基板20接近内径越小的倒梯形, 但如图18B中所示,在金属基板20的近旁成为倒斜坡形,越接近金属基板 20内径越大。\n因为该发光装置的LED管芯1被安装在由金属板21和大约100μm厚的 绝缘层22构成的导热性高的金属基板20上,所以,与在电路板上安装内装 了LED管芯的表面安装型LED的情况相比,能容易地将在LED管芯1上产生 的热向外部散发掉。因此,该发光装置具有能抑制因LED管芯1的温升而产 生的发光效率降低、寿命降低、树脂密封部50劣化等的优点。\n此外,在框架部件30的材料中使用白色系的树脂,框架部件30的内周 面31具有作为反射部件的功能。因为LED管芯1的光被框架部件30的内周 面31反射后辐射到前方,所以,具有能高效地把光射到发光装置外部的优点。\n发明所要解决的问题\n但是,在上述现有的发光装置中,LED管芯1不是直接安装在金属板21 上,而是通过导热系数比金属板21低的厚度为100μm左右的绝缘层22安装 在金属板21上,所以,与直接安装在金属板21上的情况相比,散热性差。\n此外,在上述现有的发光装置中,在引出来自LED管芯1的光的引出效 率这点上存在如下缺点。若在比框架部件30的圆形开口半径为最小的位置更 靠边儿的位置上有LED管芯1,则来自LED管芯1的光的一部分就被遮挡, 光引出效率就会降低。在以绝缘层22的表面为基准的情况下,LED管芯1的 表面就位于管芯厚度的大约80μm的地方。框架部件30的圆形开口半径为最 小的位置的高度H是将粘接层40的厚度、配线部23的厚度(铜箔的厚度) 及框架部件30的倒斜坡形部分的厚度相加所得的大约300μm。这样,具有 作为反射部件功能的框架部件30的内周面31位于距LED管芯1的表面远的 位置上,就不能进行有效的光反射。\n此外,在LED管芯1使用蓝宝石基板等透明基板的情况下,因为来自LED 管芯1的发光部的光也向横向辐射,所以,就不能高效地向外部射出从LED 管芯1横向辐射的光。\n此外,为了提高散热性,也可以考虑去掉安装LED管芯1的部分的绝缘 层22,将LED管芯1安装在金属板21上。该情况下,上述H加上绝缘层22 厚度的总厚(100μm左右)成为不具有反射部件功能的部分(无效部分), 所以,向外部射出从LED管芯1横向辐射的光的效率就进一步降低。\n此外,在上述现有的发光装置中,为了提高射向外部的光的引出效率, 使用白色系树脂作为框架部件30的材料,但是,在LED管芯1的安装工序中 的加热时,白色系树脂被氧化而着色,使反射性能降低下来。另外,在使用 蓝色LED管芯作为LED管芯1的情况下,从LED管芯1辐射的蓝色光会使框 架部件30的树脂劣化而被着色,反射性能降低下来。\n鉴于上述理由,本发明的目的是提供一种发光装置,该发光装置与现有 技术相比,能提高散热性,且能高效地向外部射出来自发光二极管管芯的光。\n发明内容\n为了达到上述目的,本发明的使用LED的发光装置包括:设置向前方突 出的突出部且在突出部的前面上形成有容纳凹槽的金属板、配置在容纳凹槽 的底部并与金属板热结合的发光二极管管芯、形成插入突出部的插入孔且按 与金属板重叠的形状与金属板接合的绝缘基体以及具有透光性并密封发光二 极管管芯的密封树脂。\n按照该结构,由于发光二极管管芯被配置在属于金属板的一部分的容纳 凹槽的底部上,并与金属板热结合安装,因此,与现有的通过绝缘层安装的 情况相比,散热性提高。因此,能抑制因发光二极管管芯的温升导致的发光 效率降低、寿命降低、密封树脂劣化等。此外,因为由金属板的一部分构成 的容纳凹槽的内周面具有作为光反射镜的功能,从发光二极管管芯辐射的光 被容纳凹槽的内周面反射,向容纳凹槽外射出,所以,能高效地引出发光二 极管管芯的光。此外,因为反射镜不是由树脂而是由金属构成,所以,能抑 制在发光二极管管芯的安装工序中的加热时反射性能劣化或在发光装置的使 用时由于发光二极管管芯的光照射而导致反射性能劣化。\n按照本发明的上述改良的发明中,上述绝缘基体最好设置充填上述密封 树脂的至少一部分的树脂充填部。这样,使用环氧树脂或硅酮树脂等模铸用 树脂作为上述密封树脂,就能够容易地进行密封。\n在上述装置中,最好设置按重叠形状接合在上述绝缘基体的前面并绕整 个一周围住上述插入孔的周边的框架形的框架部件,在上述树脂充填部和框 架部件的内侧充填着上述密封树脂。这样,能容易且廉价地形成充填上述密 封树脂的空间,同时能确实地充填密封树脂。\n在上述装置中,上述绝缘基体最好由与上述发光二极管管芯电气连接的 配线部朝上述树脂充填部的内周面延长的立体电路模制品构成。这样,能与 绝缘基体整体地形成立体的树脂充填部,组装变得容易,同时,发光二极管 管芯与配线部的电气连接也变得容易。\n在本发明的上述改良的发明中,上述金属板最好兼作与上述发光二极管 管芯电气连接的配线部的一部分。这样,将在厚度方向的两面上有电极的发 光二极管管芯安装在上述容纳凹槽的底面上,就能把底面侧的电极连接在电 气配线上。\n在本发明的对上述改良的发明中,在上述容纳凹槽的内面上最好形成由 比上述金属板反射率高的金属材料构成的反射膜。这样,能不把金属板的功 能与反射镜的功能分离开,所以,能增加上述金属板的材料的选择性。例如, 可以选择与上述绝缘基体的粘接性更高的材料或导热系数更高的材料作为上 述金属板的材料。\n在上述装置中,最好在上述框架部件的内周面上形成由比上述框架部件 反射率高的金属材料构成的反射膜。这样,能提高从上述发光二极管管芯射 出的光向装置外部的引出效率。\n在上述装置中,最好设置与上述框架部件一起按重叠形状接合在上述绝 缘基体的前面且在前面设置了配线部的电路部件安装基体,此外,电路部件 安装基体的厚度最好是上述框架部件不比电路部件安装基体更向前方突出的 厚度。这样,能在电路部件安装基体的前面侧配置表面安装型的电路部件, 容易用反流工序进行安装。\n在上述装置中,最好在上述框架部件的内侧且上述绝缘基体的前面上设 置比上述绝缘基体反射率高的反射部件。这样,能进一步提高从上述发光二 极管管芯射出的光向装置外部的引出效率。\n在本发明的对上述改良的发明中,上述容纳凹槽的内周面最好由旋转抛 物面的一部分构成。这样,能使射向发光二极管管芯的侧面侧和后面侧的光 高效地向前面侧反射,能进一步提高从上述发光二极管管芯射出的光向装置 外部的引出效率。\n在本发明的对上述改良的发明中,上述绝缘基体最好设置不与上述金属 板重叠的区域,在该区域的后面侧安装电路部件。这样,即使电路部件是引 线安装型的电路部件,也能不冒短路的危险而经上述金属板进行安装。此外, 从发光二极管管芯射出的光不被电路部件吸收或反射,能进一步提高从发光 二极管管芯射出的光向装置外部的引出效率。\n附图说明\n图1是实施例1的概略剖面图。\n图2是实施例2的概略剖面图。\n图3是实施例2的其他结构例的概略剖面图。\n图4是实施例3的概略剖面图。\n图5是实施例3的其他结构例的概略剖面图。\n图6是实施例4的概略剖面图。\n图7是实施例5的概略剖面图。\n图8是实施例6的概略剖面图。\n图9是实施例7的概略剖面图。\n图10是实施例8的概略剖面图。\n图11是实施例8的其他结构例的概略剖面图。\n图12是实施例8的其他结构例的概略剖面图。\n图13A是实施例9的概略剖面图。\n图13B是9实施例的树脂密封前的概略剖面图。\n图14是实施例10的概略剖面图。\n图15是实施例10的其他结构例的概略剖面图。\n图16是实施例11的概略剖面图。\n图17是实施例11的参考例的概略剖面图。\n图18A是现有例的概略剖面图。\n图18B是现有例的图18A的主要部分A的放大图。\n具体实施方式\n以下,参照附图说明本发明的实施例。\n(实施例1)\n如图1所示,本实施例的发光装置设置有:具有向前方(图1中的上方) 突出的圆柱形的多个突出部11a的由铝构成的金属板11和重叠接合在该金属 板11的前面上的将玻璃环氧树脂基板作绝缘基板的印刷电路基板12。在各 突出部11a的前面上形成有容纳凹槽11b,发光二极管管芯(以下称作LED 管芯)1就容纳在容纳凹槽11b中。所述的LED管芯1和后述的焊接导线W 由透明的树脂密封部50密封着。\n形成在金属板11上的容纳凹槽11b的底面面积(尺寸)被设定成能直 接安装LED管芯1,此外,深度方向的尺寸被设定成比LED管芯1的厚度大 的尺寸。\nLED管芯1与容纳凹槽11b的底面(底部)热结合并被装载(配置)在 上面,因而,LED管芯1被热结合在金属板11上。\n容纳凹槽11b从底面向前方形成内径逐渐变大的圆形作为开口。即,容 纳凹槽11b的内周面倾斜成开口侧变宽。因而,从LED管芯1朝横向射出的 光被容纳凹槽11b的倾斜的内周面反射,向容纳凹槽11b外射出。\n印刷电路基板12的一个面是具有由铜箔形成的配线部(配线图形)12a 的配线面,与该配线面相对一侧的面被粘接在金属板11上。在印刷电路基板 12上,在厚度方向上贯通设置着插入从金属板11突出的突出部11a的多个 插入孔13。在此,从金属板11的前面向前方突出的突出部11a的突出高度 与印刷电路基板12的厚度大致相等。\n设置在印刷电路基板12的前面上的配线部12a延长到插入孔13的近旁, 通过由金属细线(例如金细线)构成的焊接导线W与LED管芯1电气连接。 如上所述,由于装载LED管芯1的容纳凹槽11b的底面位于比金属板11与印 刷电路基板12的接合面更靠前方的位置上,因此,能使LED管芯1表面的配 线用衬垫(无图示)与配线部12a的高度大致相等,能容易地进行用焊接导 线W的LED管芯1与配线部12a的电气连接。\n作为LED管芯1,使用在蓝宝石基板上形成氮化镓系的发光部的蓝色LED 管芯。\n所述的LED管芯1与焊接导线W用环氧树脂或硅酮树脂等透明树脂构成 的树脂密封部50密封起来。树脂密封部50的形成由例如滴入模铸用的环氧 树脂来进行。此外,也可以使用金属模具,由转移用环氧树脂形成树脂密封 部50。该情况下,容易控制树脂密封部50的形状,能将树脂密封部50形成 为例如朝前方凸的半球形,使树脂密封部50上具有作为透镜的功能。\n在本实施例中,设定金属板11的厚度为0.6mm、突出部11a的直径为 1mm、突出部11a的突出高度为0.3mm、容纳凹槽11b的深度为0.3mm、容纳 凹槽11b的底面直径为0.7mm。此外,设定印刷电路基板12的厚度为0.3mm。 设定LED管芯1的管芯尺寸为350μm见方,厚度为80μm,以能够载置在容 纳凹槽11b的底面上。\n在本实施例的发光装置中,因为LED管芯1热结合地安装在设置于从金 属板11突出的突出部11a的前面上的容纳凹槽11的底面上,所以,能通过 金属板11将LED管芯1产生的热迅速地向外部散去。即,金属板11就作为 散热板。此外,由于LED管芯1的前面的位置位于比突出部11a的前面的位 置更靠后,因此,从LED管芯1横向发出的光被形成在突出部11a上的容纳 凹槽11b的倾斜的内周面反射,成为反射光,向发光装置的外部(前方)射 出,可以提高来自LED管芯1的光的引出效率。\n另外,因为具有作为反射部件功能的部分是由与具有散热功能的金属板 11一体的金属构成的形成在突出部11a上的容纳凹槽11b的倾斜的金属制的 内周面,所以,不会因LED管芯1的安装工序中的加热而使白色系树脂的反 射部件氧化并劣化。同样,不会因来自LED管芯1的蓝色光的照射使树脂劣 化而引起反射部件劣化。\n在本实施例中,印刷电路基板12上的插入孔13的内周面与突出部11a 的外周面之间的空间构成了充填至少一部分密封树脂的树脂充填部。\n(实施例2)\n如图2所示,本实施例的发光装置包括补加在实施例1的发光装置上的 框架部件30,树脂密封部50的形状也就随之变化。本实施例的发光装置的 基本结构与实施例1大致相同,与实施例1相同的结构要素标注同一标记, 省略其说明。\n框架部件30形成由白色的合成树脂构成的框架形(圆环形),绕全周围 住插入孔13,与印刷电路基板12的前面接合。构成树脂密封部50的密封树 脂被充填在框架部件30的内侧,把LED管芯1和焊接导线W密封起来。树 脂密封部50的前面与框架部件30的前面的前后位置大致相同。框架部件30 的内径随着与前面侧接近而逐渐变大。树脂密封部50通过滴入透明环氧树脂 来形成。\n于是,在本实施例中,因为设置有框架部件30,所以,即使使用模铸用 的树脂作为树脂密封部50的材料,也能简单地控制树脂密封部50的形状。\n此外,印刷电路基板12的前面的配线部12a通过框架部件30下面延长 到插入孔13的近旁,所以,与设置框架部件30无关,利用焊接导线W电气 连接LED管芯1与配线部12a的操作变得容易。作为LED管芯1,与实施例1 一样,使用在蓝宝石基板上形成了氮化镓系的发光部的蓝色LED管芯。\n在本实施例中,与实施例1一样,设定金属板11的厚度为0.6mm、突出 部11a的直径为1mm、突出部11a的突出高度为0.3mm、容纳凹槽11b的深度 为0.3mm、容纳凹槽11b的底面直径为0.7mm。此外,设定印刷电路基板12 的厚度为0.3mm,设定管芯尺寸为350μm见方,厚度为80μm。设定框架部 件30的内径为3mm,厚度为1mm。\n作为本实施例的其他结构例,如图3所示,突出部11a的前面的位置也 可以形成在与印刷电路基板12的前面的位置大致相同或前方,在该突出部 11a的前面上装载了LED管芯1。该情况下,从LED管芯1横向发出的光被框 架部件30的下端部反射,或者透射,然后向发光装置的外部射出。\n(实施例3)\n如图4所示,本实施例的发光装置设置立体成形的MID(Molded Interconnected Device即,模制互连装置)基板60(立体电路模制品), 以代替在实施例1中说明的印刷电路基板12,该MID基板60在由树脂构成 的绝缘基板的表面形成了立体的配线部61。与实施例1相同的结构要素标注 同一标记,省略其说明。\nMID基板60与金属板11的前面重叠接合。在MID基板60成形时,在 MID基板60上形成插入孔62a和树脂充填部62b,插入孔62a插入从金属板 11的前面向前方突出的突出部11a,树脂充填部62b与该插入孔62a连通, 由内径比插入孔62a的内径大的随着向前方内径增大的开口构成。密封树脂 被充填在插入孔62a的内周面与突出部11a的外周面之间的空间和树脂充填 部62b中,形成树脂密封部50。插入孔62a周边的MID基板60的厚度被设 定成与突出部11a的突出高度大致相同。\n此外,形成在MID基板60的前面上的配线部61沿树脂充填部62b的内 周面延长到插入孔62a的近旁,配线部61与LED管芯1通过焊接导线W电气 连接。与实施例1一样,使用在蓝宝石基板上形成了氮化镓系的发光部的蓝 色LED管芯作为LED管芯1。\n与实施例1一样,在本实施例中,设定金属板11的厚度为0.6mm、突出 部11a的直径为1mm、突出部11a的突出高度为0.3mm、容纳凹槽11b的深度 为0.3mm、容纳凹槽11b的底面直径为0.7mm。\n设定MID基板60的绝缘基体的尺寸为:插入孔62a周边的厚度为0.3mm, 树脂充填部62b周边的厚度为1.3mm。\nMID基板60的绝缘基体由阿莫地尔树脂(BP阿莫科聚合物公司的商标) 形成。也可以由聚邻苯二酰胺树脂形成MID基板60的绝缘基体。\n树脂密封部50的前面与MID基板60的前面的前后位置大致相同。在本 实施例中,因为在MID基板60上形成树脂充填部62b,因此,不需要像实施 例2那样另外形成充填密封树脂的框架部件30(参照图2)和粘接的工序, 与实施例2相比组装操作变得容易。\n如图5所示,作为本实施例的其他结构例,也可以将从前面向前方突出 了多个突出部11a的金属板11与将玻璃环氧树脂基板作为绝缘基板的印刷电 路基板12重叠接合,在印刷电路基板12的前面上每个LED管芯1设置一个 MID基板60。在上述的本实施例中,对于多个LED管芯1使用了单一的MID 基板60,但在本结构例中,单个地设置MID基板60。\n在各MID基板60上,按与印刷电路基板12的插入孔13连通的形式形 成插入孔62a,另外,形成由与该插入孔62a连通的开口构成的树脂充填部 62b。\n在本结构例中,由焊接导线W连接LED管芯1和MID基板60的配线部 61,MID基板60的配线部61与印刷电路基板12的配线部12a连接。\n一般,MID基板很难大面积化且价格较高。因此,通过采用图5所示的 结构,就能在减少MID基板的材料使用量并削减成本的同时,还能对应于大 面积的发光装置。\n(实施例4)\n如图6所示,本实施例的发光装置具有用旋转切刀切断金属板11形成 的切断部15,切断部15将突出部11a彼此电气绝缘。另外,MID基板60上 的配线部61的一部分沿树脂充填部62b的内周面和插入孔62a的内周面延长 到MID基板60的背面,与金属板11电气连接。本实施例的发光装置除这些 点之外,与图4示出的实施例3大致相同,与实施例3相同的结构要素标注 同一标记,省略其说明。\n本实施例中的LED管芯1具有由AlInGaP系的材料形成的发光部,是在 管芯厚度方向的两面上有电极的红色LED管芯。LED管芯1使用导电膏(例 如银膏)将其背面粘接在容纳凹槽11b的底面上,安装在容纳凹槽11b内。 这样,LED管芯1的背面的电极与金属板11电气连接。此外,LED管芯1的 表面的电极(衬垫)通过焊接导线W与MID基板60的配线部61电气连接。\n在本实施例中,与实施例3一样,设定金属板11的厚度为0.6mm,突出 部11a的直径为1mm,突出部11a的突出高度为0.3mm,容纳凹槽11b的深度 为0.3mm,容纳凹槽11b的底面的直径为0.7mm。\n在本实施例中,作为LED管芯1,可以使用在厚度方向的两面上有电极 的LED管芯。此外,假定把多个LED管芯并联连接,各个LED管芯的电压特 性会使流到LED的电流不同,但在本实施例中,因为各LED管芯1串联地连 接,所以,流过各LED管芯的电流相同,另外,能并联连接可调电阻,分别 进行电流控制。\n(实施例5)\n如图7所示,本实施例的发光装置包括具有突出部11a的多个金属板11 和单一的MID基板60。各金属板11被粘接在MID基板60的背面侧(图7中 的下面侧),设置在MID基板60的表面(前面)上的配线部61的一部分通过 通孔63延长到背面侧,与金属板11电气连接。本实施例的发光装置与实施 例4大致相同,与实施例4相同的结构要素标注同一标记,省略其说明。\n在本实施例中,与实施例4一样,设定金属板11的厚度为0.6mm,突出 部11a的直径为1mm,突出部11a的突出高度为0.3mm,容纳凹槽11b的深度 为0.3mm,容纳凹槽11b的底面的直径为0.7mm。\n在本实施例中,与实施例4一样,作为LED管芯1,可以使用在厚度方 向的两面上具有电极的LED管芯1。此外,与实施例4一样,流到各LED管 芯的电流相同,另外,能分别进行电流控制。\n(实施例6)\n如图8所示,本实施例的发光装置具有与图4所示的实施例3大致相同 的基本结构。与实施例3相同的结构要素标注同一标记,省略其说明。\n在本实施例中,使用铜板代替铝板作为金属板11。这是因为铜板与MID 基板60的粘接性比铝板好,此外导热系数高。铝的导热系数是236W/(m·K), 铜的导热系数是403W/(m·K)。\n此外,在形成在突出部11a的前面上的容纳凹槽11b的底面和内周面上 设置有由铝构成的反射膜17,突出部11a从金属板11的前面向前方突出。 这是因为铝比铜的光反射率高。在金属板11的除容纳凹槽11b之外的部分被 掩蔽之后,向容纳凹槽11b蒸发铝来形成反射膜17。\n在本实施例中,与实施例3一样,设定金属板11的厚度为0.6mm,突出 部11a的直径为1mm,突出部11a的突出高度为0.3mm,容纳凹槽11b的深度 为0.3mm,容纳凹槽11b的底面的直径为0.7mm。\n设定MID基板60的绝缘基体的尺寸为:插入孔62a周边的厚度为0.3mm, 树脂充填部62b周边的厚度为1.3mm。树脂充填部62b越接近开口成圆形的 前面,其内径越逐渐地变大。\nMID基板60的绝缘基体由阿莫地尔树脂(BP阿莫科聚合物公司的商标) 形成。也可以由聚邻苯二酰胺树脂形成MID基板60的绝缘基体。\n在本实施例中,使用铜板作为金属板11,所以,与使用铝板作为金属板 11的情况相比,在金属板11与MID基板60中的绝缘基体的粘接性提高的同 时,能将在LED管芯1产生的热高效地向外部散发,散热性提高。\n在本实施例中,与实施例3一样,使用蓝色LED管芯作为LED管芯1。 因为铜对于蓝色的波长反射率低,所以,将来自LED管芯1的光向装置外部 引出的效率降低了。为了防止该状况,在容纳凹槽11b的底面和内周面上形 成由比铜反射率高的铝构成的反射膜17。因而,能实现散热性高且光的引出 效率高的发光装置。在本实施例中,作为形成在容纳凹槽11b的底面和内周 面上的反射膜17的材料,采用铝,但不限于铝,例如也可以采用银。在由银 形成反射膜17的情况下,可以利用例如镀银来形成。\n在本实施例中,因为在容纳凹槽11b的内周面上形成由比金属板11反 射率高的金属材料形成的反射膜17,因此,可以不基于反射率的大小来选择 金属板11的材料,材料的选择性增加。例如,作为金属板11的材料,可以 选择比与MID基板60的绝缘基体的粘接性高的材料或散热性高的材料。\n(实施例7)\n如图9所示,本实施例的发光装置与实施例2的发光装置大致相同,与 实施例2相同的结构要素标注同一标记,省略其说明。\n在本实施例的发光装置中,在框架部件30的内周面31上形成由铝构成 的反射膜33。此外,在树脂密封部50的密封树脂内分散着扩散剂。这些都 与实施例2不同。作为反射膜33的材料,采用铝,但不限于铝,也可以采用 例如银。在由银形成反射膜17的情况下,可以利用例如镀银来形成。\n在本实施例中,与实施例2一样,设定金属板11的厚度为0.6mm,突出 部11a的直径为1mm,突出部11a的突出高度为0.3mm,容纳凹槽11b的深度 为0.3mm,容纳凹槽11b的底面的直径为0.7mm。设定印刷电路基板12的厚 度为0.3mm,另外,设定管芯尺寸为350μm见方,厚度为80μm。设定框架 部件30的内径为3mm,厚度为1mm。\n在密封树脂内不分散扩散剂或荧光粒子的情况下,从LED管芯1向前方 发出的光不在密封树脂内散射而通过,因此,其大部分不照射在框架部件30 的内周面31上就向装置外部射出。\n对此,在本实施例的发光装置中,在树脂密封部50的密封树脂内分散 具有使光辐射强度分布均匀化的功能的扩散剂,从LED管芯1发出的光由扩 散剂散射同时进入树脂密封部50内。因为在框架部件30的内周面31上形成 有反射膜33,所以,由扩散剂散射而朝向框架部件30的内周面的光就被该 反射膜33反射后向外部射出。因此,比没有反射膜33而由框架部件30的材 料物质构成的面反射光的情况,更能提高光引出效率。\n(实施例8)\n如图10所示,本实施例的发光装置包括将玻璃环氧树脂基板作绝缘基 板的印刷电路基板70与框架部件30共同重叠接合在绝缘基板即印刷电路基 板12的前面上。印刷电路基板70构成电路部件安装基体。除此之外,本实 施例与实施例2大致相同。与实施例2相同的结构要素标注同一标记,省略 其说明。\n印刷电路基板70在前面上设置有由铜箔形成的配线部(配线图形)71, 后面(背面)与印刷电路基板12的前面接合。印刷电路基板70具有形成在 与框架部件30对应的部位上的窗孔70a。设置在印刷电路基板70的前面上 的配线部71沿窗孔70a的内周面延长,与印刷电路基板12的配线部12a电 气连接。\n设定印刷电路基板70的厚度比框架部件30的厚度厚或大致相等,设定 框架部件30不比印刷电路基板70更向前方突出。印刷电路基板70构成电路 部件安装基体。\n在利用反流工序向电路板上安装电阻和晶体管等电路部件的情况下,必 须使用掩膜把焊锡仅仅涂覆在电路部件的安装处。在前面所述的实施例2的 发光装置中,如图2所示,印刷电路基板12的前面因框架部件30突出而不 平坦,很难在这里蒙上掩膜。\n对此,在本实施例中,如上所述,设定印刷电路基板70的厚度与框架 部件30的厚度大致相等,印刷电路基板70的前面与框架部件30的前面就成 为大致同一位置的平面,所以,就能容易地利用反流工序将表面安装型的电 路部件安装在印刷电路基板70的前面上。\n在本实施例中,作为电路部件安装基体,使用将玻璃环氧树脂基板作绝 缘基体的印刷电路基板70,但电路部件安装基体不限定于玻璃环氧树脂基 板。此外,在本实施例中,设定电路部件安装基体即印刷电路基板70的厚度 与框架部件30的厚度大致相等,但即使使印刷电路基板70的厚度比框架部 件30的厚度大,也能在印刷电路基板70上蒙上掩膜,不会损害利用反流工 序的电路部件5的安装作业效率。\n作为本实施例的其他结构例,如图11所示,也可以在印刷电路基板70 上设置与印刷电路基板12的插入孔13连通的树脂充填部72,将印刷电路基 板70兼作框架部件。设置在印刷电路基板70的表面上的配线部71的一部分, 通过通孔73延长到背面,与印刷电路基板12的配线部12a电气连接。\n采用这样的结构,与前图示出的本实施例的结构一样,能利用反流工序 容易地安装电阻或晶体管等表面安装用的电路部件5。此外,因为不需要个 别地装配框架部件30(参照图10),所以,能简化组装工序,此外,因为能 一统地使位置对齐,所以,容易使树脂充填部72与插入孔13的位置对齐。\n此外,在该结构中,如图12所示,若在电路部件安装基体即印刷电路 基板70的树脂充填部72的内周面上形成反射膜74,该反射膜74由比印刷 电路基板70反射率高的材料构成,就能够使决定密封树脂边界的框架部件用 作反射壁。反射膜74能高效地向装置外部引出LED管芯1的光,采用通孔电 镀来形成该反射膜74。该情况下,所述反射膜74与配线部12a被绝缘膜80 电气绝缘。此外,反射膜74的形成方法不限于通孔电镀,例如,也可以使用 比印刷电路基板70反射率高的白涂料,涂覆在树脂充填部72的内周面上来 形成,该情况下就不需要使用上述绝缘膜80。\n(实施例9)\n如图13A和图13B所示,本实施例的发光装置在框架部件30的内侧露 出的印刷电路基板12的绝缘基体前面上设置有大致圆环形的反射部件18。 除此之外,本实施例与实施例2大致相同。与实施例2相同的结构要素标注 同一标记,省略其说明。\n反射部件18不覆盖用来与形成在印刷电路基板12的前面上的LED管芯 1连接的配线部12a(部分)。此外,反射部件18也可以由比印刷电路基板 12的绝缘基体反射率高的材料形成。在本实施例中,使用丝网印刷用的白丝 绢作为反射部件18的材料。反射部件18的材料不限于白丝绢,也可以使用 例如比绝缘基体反射率高的金属膜。\n在本实施例的发光装置中,由于在框架部件30的内侧,在印刷电路基 板12的绝缘基体前面上设置有比绝缘基体反射率高的反射部件18,因此, 能进一步提高从LED管芯1射出的光向装置外部引出的效率。\n(实施例10)\n如图14所示,本实施例的发光装置在金属板11的突出部11a上设置有 内周面由旋转抛物面的一部分构成的容纳凹槽11b。此外,在容纳凹槽11b 的底面上与金属板11一体地突出设置着载置部11c,该载置部11c从底面向 前方突出,用于配置LED管芯1。除此之外,本实施例与实施例2大致相同。 与实施例2相同的结构要素标注同一标记,省略其说明。\n容纳凹槽11b是向着金属基板11的前方方向轴对称的开口,其对称轴 与上述旋转抛物面的旋转中心轴一致。此外,设定载置部11c的突出量为, 在已经将LED管芯1配置在载置部11c上时,旋转抛物面的焦点位于LED管 芯1的发光层的中心部。\n在本实施例的发光装置中,特别是,从LED管芯1的侧面射出的光被由 旋转抛物面的一部分构成的容纳凹槽11b的内周面向装置前方高效地反射, 因此,向装置外部的光的引出效率提高。\n如图15所示,作为本实施例的其他结构例,也可以使载置部11c的前 面的面积比LED管芯1的管芯面积小。该情况下,也能使射向LED管芯1后 方的光的一部分高效地反射到发光装置的前面侧,而图14这样的载置部11c 的前面的面积与LED管芯1的管芯面积大致相同或稍大,与此种结构相比, 能进一步提高光的引出效率。\n(实施例11)\n如图16所示,本实施例的发光装置的基板结构与实施例2(参照图2) 的发光装置大致相同,在印刷电路基板12上设置不与金属板11重叠的区域, 在该区域的后面侧集中安装有引线安装型的电路元件5。此外,图17中所示 的发光装置是参考例,与本实施例的发光装置相同,在印刷电路基板12上设 置不与金属板11重叠的区域,在该区域的前面侧集中安装有引线安装型的电 路元件5。\n在上述的两种发光装置中,虽然电路元件5都是引线安装型的电路元件 5,但都能够不冒通过金属板11短路的危险而将电路元件5安装在印刷电路 基板12上。\n在本实施例的发光装置中,印刷电路基板12的前面的配线部12a通过 通孔14延长到不与金属板11重叠的上述区域的后面,与集中配置在上述区 域的后面上的各电路元件5的引线恰当地连接。按照这样的结构,与所述参 考例的情况不同,本实施例的发光装置有如下优点。在本实施例的发光装置 中,从LED管芯1射出的光向前方辐射而不被电路元件5吸收或反射,所以, 不损失向发光装置外部引出从LED管芯1射出的光的效率,而能够安装引线 安装型的电路元件5。\n工业上的可利用性\n在将由电能产生的光作为光源来利用的工业范围中具有广泛的可利用 性。而且,由于散热性能的提高和向装置外部的光引出效率的提高,因此能 产生大量输出的光,例如,可以用作照明用的光源、各种开关的指示用的光 源、交通信号机用的光源、汽车的各种警告显示用的光源、广告宣传显示用 的光源等。
法律信息
- 2017-10-17
未缴年费专利权终止
IPC(主分类): H01L 33/00
专利号: ZL 02802732.9
申请日: 2002.08.28
授权公告日: 2005.09.21
- 2005-09-21
- 2004-03-10
- 2004-01-07
引用专利(该专利引用了哪些专利)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 | 该专利没有引用任何外部专利数据! |
被引用专利(该专利被哪些专利引用)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 | 该专利没有被任何外部专利所引用! |