CN100578830C - 发光元件安装用基板、发光元件模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发光元件安装用珐琅基板、在该基板上安装发光元件而构成的发光元件模块、具有该发光元件模块的照明装置、显示装置以及交通信号机，该发光元件安装用珐琅基板是在内核金属的表面上覆盖珐琅层而形成的，在一个面上设置有发光元件安装用的反射罩部，在未设置上述反射罩部的面的至少一部分上设置有除去珐琅层而露出内核金属的散热部。

Description

发光元件安装用基板、发光元件模块

技术领域

本发明涉及用于安装多个发光二极管(以下记作LED)等发光元件的发光元件安装用基板，特别是，涉及一种在照明等用途中，在高密度地安装了发光元件时，能确保良好的散热性的发光元件安装用基板以及在该基板上安装了发光元件的发光元件模块以及具有该发光元件模块的照明装置、显示装置和交通信号机。

背景技术

LED近年来开始被用作照明用光源，但是，因为在作为照明用光源使用时，需要配置多个LED并投入较多的功率，所以需要散热性高的LED安装用基板。

在LED安装用基板上安装LED而构成的以往的LED模块，其构造为：在由玻璃环氧树脂构成的绝缘电路基板上形成电极图案，并具有用于高效地向前方反射由LED发出的光的反射部，在该反射部的底面部安装LED，并利用高折射率的透明树脂对LED进行树脂封装。

不过，在使LED发光时，有如下问题，即：对发光不起作用的功率转换为热量，产生的热量使得LED的温度上升，从而导致LED的发光效率降低。

作为照明用的LED安装用基板，当使用一般使用的由玻璃环氧树脂等构成的电路基板时，散热性差，散热对策不充分。

以往，作为散热性好的电路基板构造，例如，提出了专利文献1中所公开的构造。在该专利文献1中，为了提高基板的散热性，在基板芯材的露出面上连接了散热用金属板。

但是，例如，图9A、图9B所示的LED模块150，在平坦的基板151上排列有多个LED152。在该基板151的四个角处，形成有安装用的通孔153。

另外，图10A、图10B、图10C所示的LED模块160，为了提高由LED发出的光的取出效率，在基板161的表面上形成了多个罩构造162，并在罩构造162的底部安装了LED163。在该基板161的四个角处，形成有安装用的通孔164。作为这种LED模块，例如，在专利文献2、3中记载有如下的照明装置：将两个金属基板进行组合，并且，在一个金属基板的规定位置形成了罩加工部，并在该罩加工部的底部安装了发光元件。

另外，在图9A、图9B以及图10A、图10B、图10C中，对于设置在基板上的电极等，省略了图示。

专利文献1：日本特开昭64-28886号公报

专利文献2：日本特开2001-332768号公报

专利文献3：日本特开2001-332769号公报

但是，专利文献1所公开的技术，是防止要高密度安装IC等电路部件时的热影响的技术，而未记载作为照明装置的使用和使用了LED的装置结构。

当在基板上安装了多个LED时，来自LED的发热量变得非常多，需要提高基板的散热性。作为散热性高的基板，可列举出珐琅基板。通过将散热性高的珐琅基板作为照明用LED的安装用基板来使用，可以安装多个LED。可是，当构成更高亮度的照明用LED模块时，需要更多的LED安装数量，或者需要高亮度的LED元件，因而需要提高珐琅基板的散热特性。

另外，在使用了罩构造的LED模块中，为了安装多个LED，如图10A、图10B、图10C所示，需要在基板161的表面上设置多个罩构造162。这种情况下，随着罩构造162的数量的增加，如图11所示，变成从基板161的一面减轻了重量的状态。因此，基板的中心轴165和基板161的厚度方向的中性轴之间发生错位。其结果，如图12所示，基板161的背面发生翘曲167。另外，即使如图9A、图9B所示那样，基板151的表面是平坦的时，也有时发生翘曲。基板的翘曲，发生在基板的厚度较薄的情况下，基板的面积较大的情况下，且在基板的长度方向上比较显著。

基板的这种翘曲，有可能使得罩构造的底部的平坦度降低，从而LED的安装作业变得困难。另外，还有如下问题，即：不能充分地得到LED和基板的接合，从而容易剥离。并且，如图13所示，由于基板161存在翘曲167，所以，即使在LED模块160上进行散热器170的安装，也有可能因在基板161与散热器170的安装板部171之间产生间隙168，而不能充分地得到基板161与散热器170的接触。在这种情况下，在以高功率来驱动LED时，或安装驱动多个LED时，不能从散热片172高效地散发由LED产生的热量，因而还有如下问题，即：LED的温度升高，从而引起发光效率降低以及寿命缩短等。

另外，在图11～图13中，设置在基板上的电极等，省略了图示。

为了改善LED模块160与散热器170的接触，还考虑在间隙168中插入热传导片或润滑油。但是，在这种情况下，部件数量增加，从而存在如下问题，即：组装工时增加，导致成本上升。

发明内容

本发明就是鉴于上述情况而做出的，目的在于提供一种在照明等用途中高密度地安装了发光元件的情况下，能确保良好的散热性的发光元件安装用珐琅基板以及在该基板上安装了发光元件的发光元件模块以及具有该发光元件模块的照明装置、显示装置和交通信号机。

为了实现上述目的，本发明之一提供一种发光元件安装用基板，其是在内核金属的表面上覆盖珐琅层而形成的，在一个面上设置有发光元件安装用的反射罩部，在未设置上述反射罩部的面的至少一部分，设置有除去珐琅层而露出了内核金属的散热部。

在本发明的发光元件安装用基板中，最好在设置了上述反射罩部的发光元件安装面上，形成电极图案。

在本发明的发光元件安装用基板中，最好是上述散热部设置有凹凸。

在本发明的发光元件安装用基板中，最好是使具有散热片的散热构造体连接于上述散热部。

另外，本发明提供一种发光元件模块，其特征在于，在本发明所涉及的上述发光元件安装用基板的上述反射罩部内安装有发光元件。

在本发明的发光元件模块中，最好利用透明树脂对上述反射罩部进行树脂封装。

在本发明的发光元件模块中，最好利用混入了荧光体的透明树脂对上述反射罩部进行树脂封装。

在本发明的发光元件模块中，作为上述发光元件，最好是将蓝色LED和黄色发光荧光体进行组合而构成白色发光元件。

另外，本发明提供一种具有本发明所涉及的上述发光元件模块的照明装置、显示装置和交通信号机。

为了解决上述课题，本发明之二提供一种发光元件安装用基板，其具有金属基材和覆盖该金属基材的表面的珐琅层，上述金属基材具有基板主体和散热部，该基板主体在安装发光元件的表面侧具有平坦面，该散热部由从该基板主体的背面突出设置的至少一个以上的散热片构成。

在上述金属基材的平坦面上，最好形成有将发光元件发出的光向规定方向反射的罩构造。

上述散热部可以由至少两个以上的板状的散热片构成。上述板状的散热片，最好沿着基板主体的长度方向相互平行地设置。另外，上述散热部可以由至少两个以上的针状的散热片构成。

上述散热片最好设置于发光元件的安装位置的背面侧。

上述散热片最好设置有至少一个孔。

另外，本发明提供一种发光元件模块，其特征在于在上述发光元件安装用基板上安装有发光元件。

本发明之一的发光元件安装用基板，因为采用了以下结构，即、设置有除去珐琅基板的珐琅层的一部分而露出了内核金属的散热部，所以，与用珐琅层覆盖整个内核金属的基板相比，提高了散热性，并且，在该基板上安装发光元件并使之点亮的情况下，可以从散热部高效地散出由发光元件发出的热量，所以，可以抑制基板及发光元件的温度上升，能将发光元件的发光效率保持在高水平，并且可以提高长期使用状态下的可靠性。

本发明的发光元件模块，因为是在上述本发明的发光元件安装用基板的反射罩部内安装发光元件而构成的，所以，可以抑制基板及发光元件的温度上升，能将发光元件的发光效率保持在高水平，并且可以提高长期使用状态下的可靠性。

根据本发明之二，通过在金属基材上一体地设置散热片，能提高安装发光元件的基板主体的弯曲刚性，并能减小热收缩力的影响。因此，能够提高发光元件的安装面及罩构造的平坦度，从而能提高基板的安装性和可靠性。另外，因为能得到散热器一体化的发光元件模块，所以，不需要插入热传导片或润滑油，可以削减部件数量和减少组装工时。

并且，在将本发明作为照明装置使用时，因为将由发光元件所形成的发光面配置在下侧，而将散热器的散热片配置于上侧，因此，散热器侧的热量因自然对流而易于散到上空，可以进行高效的散热。

将散热片设置于发光元件的安装位置的背面侧的情况和设置于其他位置的情况相比，可以进一步提高安装位置的平坦度。特别是，在为了构成发光元件的安装位置而设置罩构造的情况下，还可以加深罩构造的掘入深度。由此，可以提高罩构造的设计自由度，并可以提高配光特性和光取出效率等。

在散热片上设置孔的情况下，因为不需要在基板主体侧确保设置用于以螺栓固定发光元件模块的通孔的区域，所以可以提高发光元件的配置和电气布线图案的自由度。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式一的剖视图。

图2是表示本发明的实施方式二的剖视图。

图3是表示本发明的实施方式三的剖视图

图4是在对比例中制作的发光元件模块的剖视图。

图5A是表示本发明所涉及的发光元件模块的实施方式四的概略结构的俯视图。

图5B是表示本发明所涉及的发光元件模块的实施方式四的概略结构的主视图。

图5C是表示本发明所涉及的发光元件模块的实施方式四的概略结构的侧视图。

图6A表示在图5A～图5C所示的发光元件模块中，在罩构造内安装发光元件的安装构造的概略俯视图。

图6B表示在图5A～图5C所示的发光元件模块中，在罩构造内安装发光元件的安装构造的详细剖视图。

图7A是沿图5A的A-A线的剖视图。

图7B是沿图5A的B-B线的剖视图。

图8A是表示将图5A～图5C所示的发光元件模块安装到主体部上的状态的主视图。

图8B是表示将图5A～图5C所示的发光元件模块安装到主体部上的状态的侧视图。

图9A是概略表示以往的发光元件模块的一例的俯视图。

图9B是概略表示以往的发光元件模块的一例的剖视图。

图10A是概略表示以往的发光元件模块的其他例的俯视图。

图10B是概略表示以往的发光元件模块的其他例的、沿C-C线的剖视图。

图10C是概略表示以往的发光元件模块的其他例的、沿D-D线的剖视图。

图11是说明图10A～图10C所示的发光元件模块的基板的中心轴与中性轴的错位的概略图。

图12是说明图10A～图10C所示的发光元件模块的基板的翘曲的概略图。

图13是表示在基板上安装了散热器的状态的剖视图。

符号说明

1：发光元件安装用珐琅基板，1A：反射罩部，2：内核金属，3：珐琅层，4：散热部，5：电极，6：发光元件，7：金线，8：透明树脂，10、11、13：发光元件模块，12：散热构造体，101：发光元件模块，102：基板主体，103：散热片，104：散热部，105：平坦面，106：背面，111：发光元件安装用基板(珐琅基板)，112：金属基材，113：珐琅层，114：罩构造，115：发光元件，118：孔(安装孔)

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的多个实施方式进行说明

图1是表示本发明的实施方式一的剖视图。本实施方式的发光元件模块10(也被称为LED模块、LED封装体等)，具有：发光元件安装用珐琅基板1，其是在内核金属2的表面上覆盖珐琅层3而形成的，并且在一个面上(在图中的基板下面侧)设置有多个发光元件安装用的反射罩部1A；以及安装于该发光元件安装用珐琅基板1的反射罩部1A内的发光元件6。本实施方式的发光元件安装用珐琅基板1，在未设置反射罩部1A的面上，设置有除去珐琅层3而露出了内核金属2的散热部4。

作为构成该发光元件安装用珐琅基板1的内核金属2的材料，只要是可在其表面上牢固地形成珐琅层3的金属即可，并不特别限定，例如，可以使用低碳钢板等。另外，覆盖内核金属2的珐琅层3，可以通过烧接玻璃粉等来形成。

设置于该发光元件安装用珐琅基板1的发光元件安装面(图中的基板上面侧)的反射罩部1A，形成为具有由平坦的底面和倾斜面构成的研磨钵形状。该倾斜面的倾斜角度(罩角度；底面和倾斜面所成的角度)为10°～90°左右，最好为40°～90°左右。

在该发光元件安装用珐琅基板1的发光元件安装面上，形成有用于向发光元件6通电的多个电极5的图案。该电极5是通过沿适当的电极图案及电路图案印刷银糊或铜糊，并进行烧接而形成的。

在本实施方式中，上述散热部4，呈除去发光元件安装用珐琅基板1的下面侧的珐琅层3而使内核金属2露出的状态。该散热部4的形成区域，即可以是发光元件安装用珐琅基板1的下面侧的一部分，也可以为如图1所示的整个下面。另外，也可以将该散热部4扩展到基板侧面。而且，当将发光元件模块10安装到未图示的构造体上时，也可以对该散热部4进行加工，以适合构造体表面形状，或设置用于卡止安装零件的凹部和凸部。

作为安装于该发光元件安装用珐琅基板1上的发光元件6，最好是LED。当将发光元件模块10应用于照明装置时，作为发光元件6，最好为白色LED。作为该白色LED，例如，最好是，组合由氮化镓(GaN)类半导体制作的蓝色LED、和由蓝色光激发而发出黄色等一种或两种以上的除蓝色以外的可见光的荧光体而成的白色LED等。并且，最好是，使上述荧光体混合并分散在用来封装安装在基板上的发光元件6的透明树脂8中来使用。

在本实施方式的发光元件模块10中，各发光元件6安装在反射罩部1A的底面上。发光元件6的一个电极端子电连接于一个电极5，此外，发光元件6的另一个电极端子，通过金线7(键合引线)电连接于相邻的另一个电极5。

接下来，对上述的发光元件安装用珐琅基板1以及使用了该基板的发光元件模块10的制造方法进行说明。

首先，准备制作内核金属用的低碳钢板，并将其切割成适当的形状，再实施机械加工，形成反射罩部1A，由此制作出内核金属2。

然后，将上述内核金属2浸渍到在适当的分散剂中分散了玻璃粉而得到的液体中，在附近配置相对电极，并在内核金属2与该相对电极之间施加电压，使玻璃粉电沉积在内核金属2的表面上。在进行了电沉积后，从液体中提出内核金属2进行干燥，并将其放入加热炉中，在规定温度区域内进行加热，将玻璃粉烧接在内核金属2的表面上，形成薄且均匀的珐琅层3。

接下来，利用喷砂法等去除未形成反射罩部1A的面上的珐琅层3，露出内核金属2，而形成散热部4。另外，在上述散热部4的形成前或形成后，利用丝网印刷等方法，沿着电极形成图案来印刷银糊或铜糊，之后进行烧接，从而形成电极5。

通过进行以上的各工序，可以得到图1所示的发光元件安装用珐琅基板1。

另外，上述散热部4的形成方法并不限定于上述例示，例如，也可以采用如下方法等：使形成散热部4的区域不附着玻璃粉，而仅使其以外的表面附着玻璃粉并进行烧接的方法；在烧接之前除去形成散热部4的区域的玻璃粉的方法；蚀刻除去形成散热部4的区域的珐琅层3的方法。

然后，在如上述那样制作的发光元件安装用珐琅基板1的反射罩部的1A的底面上，通过贴片(diebonding)来安装发光元件6，然后进行引线键合(wirebonding)，用金线7使每个发光元件6和电极5进行电连接。之后，向反射罩部1A内注入环氧树脂或硅树脂等透明树脂8，或在透明树脂中混合了适当的荧光体而得到的物质，并使之固化，从而进行树脂封装。由此，可得到图1所示的发光元件模块10。

本实施方式的发光元件安装用珐琅基板1，采用了以下结构：设置有除去一部分珐琅层3而露出内核金属2的散热部4，因此，与用珐琅层3覆盖整个内核金属2的基板相比，提高了散热性，当在该基板上安装发光元件6并使之点亮时，由发光元件6发出的热量可以高效地从散热部4散出，所以可以抑制基板及发光元件的温度上升，并且能将发光元件的发光效率保持在高水平，且可以提高长期使用状态下的可靠性。

本实施方式的发光元件模块10，因为是在上述发光元件安装用珐琅基板1的反射罩部1A上安装发光元件6而形成的，所以，可以抑制基板及发光元件6的温度上升，并能将发光元件的发光效率保持在高水平，且可以提高长期使用状态下的可靠性。

如上所述，本实施方式的发光元件模块10，即使以密集状态安装了多个发光元件6，也能将发光元件的发光效率保持为高水平，且能够提高长期使用状态下的可靠性，所以适用于各种照明装置、显示装置和交通信号机。

图2表示本发明的实施方式二的剖视图。本实施方式的发光元件模块11，构成为与上述第一实施方式的发光元件模块10具有相同的构成要素，其特征在于，在发光元件安装用珐琅基板1的散热部4上设置凹凸，扩大了散热部4的表面积。

该散热部4的凹凸，最好是以不影响发光元件安装用珐琅基板1的机械强度的程度的深度形成于散热部4上。该凹凸的形状，只要是能扩大散热部4的表面积即可，不特别限定。通过使该凹凸为沿基板的长度方向或宽度方向的沟状，构成为可在该沟内流通空气的构造，能够进一步提高散热部4的散热效率。

本实施方式，能够得到和上述实施方式一相同的效果，并且，通过在发光元件安装用珐琅基板1的散热部4上形成凹凸，能扩大散热部4的表面积，从而进一步提高散热效率。

图3表示本发明的实施方式三的剖视图。本实施方式的发光元件模块13，构成为和上述第一实施方式的发光元件模块10具有相同的构成要素，其特征在于，在发光元件安装用珐琅基板1的散热部4上安装了具有多个散热片的散热构造体12。

该散热构造体12是用铝等热传导率高的金属制作的，并且为了提高散热性而具有多个散热片。对于该散热片的尺寸及个数，不做限定，不过，若该散热片过大，则发光元件模块10的尺寸将变得大型化，因而不是所希望的。

本实施方式，能够取得和上述实施方式一相同的效果。并且，因为在发光元件安装用珐琅基板1的散热部4上连接了具有多个散热片的散热构造体12，所以能进一步提高散热部4的散热效率。

(实施例)

作为内核金属，采用长100mm、宽30mm、厚1.5mm的低碳钢板，并利用钻孔加工形成了反射罩部。反射罩部沿内核金属的长度方向以14mm的间隔，一列形成7个，总计形成了2列14个。反射罩部底面的尺寸，以直径2mm、深度0.5mm、45度角度制作成倾斜部。

然后，在上述内核金属的表面上，涂敷使玻璃粉混合并均匀分散于分散剂而得到的液体，干燥后，在850℃下进行烧制，形成珐琅层。珐琅层的厚度为200μm，在形成有反射罩部的表面上的电极形成区域涂敷铜糊，并进行烧制形成厚度0.1mm的电极，从而制造出珐琅基板。

(实施例一)

对上述的珐琅基板的未设置反射罩部的表面进行喷砂处理，进行珐琅层的除去，如图1所示，处理成露出内核金属而形成散热部。

在该基板的反射罩部内，作为发光元件安装输出功率为20mW的蓝色LED元件。在上述珐琅基板上总计安装14个蓝色LED元件，并用混合了黄色发光荧光粉末的硅树脂封装反射罩部，做成白色LED。

使60mA的驱动电流流过该LED元件而使之发光，测量基板的中心温度，结果是，基板中心部的温度为130℃。

(实施例二)

对上述的珐琅基板的未设置反射罩部的表面进行喷砂处理，进行珐琅层的除去，处理成露出内核金属。然后，在露出内核金属的面上进行钻孔加工，制作直径为2mm、深度为0.2mm的孔，如图2所示，总计设置了30个凹凸部分，增大了内核金属露出部分的表面积，由此形成了散热部。

如图2所示，在反射罩部内安装了输出功率为20mW的蓝色LED元件。在珐琅基板上总计安装14个蓝色LED元件，并用混合了黄色发光荧光体的硅树脂封装反射罩部，做成了白色LED模块。使60mA的电流流过各LED元件而使之发光，测量基板的中心温度，结果是，基板中心部的温度为110℃。

(实施例三)

对上述的珐琅基板的未设置反射罩部的表面进行喷砂处理，进行珐琅层的除去，如图1所示，处理成露出内核金属。在露出内核金属的面上安装具有多个铝制的散热片的、长度为10mm的散热构造体。

如图3所示，在反射罩部内安装了输出功率为20mW的蓝色LED元件。在珐琅基板上总计安装14个蓝色LED元件，并用混合了黄色发光荧光体的硅树脂封装反射罩部，做成了白色LED模块。使60mA的电流流过各LED元件而使之发光，测量基板的中心温度，结果是，基板中心部的温度为80℃。

此处采用的铝制的散热构造体，由于散热片的长度大，所以能降低LED元件的温度，但是LED模块变得大型化。

(对比例)

如图4所示，使用不进行喷砂处理而用珐琅层3覆盖整个内核金属2的发光元件安装用珐琅基板15，在反射罩部内安装了输出功率为20mW的蓝色LED元件。在珐琅基板上总计安装14个蓝色LED元件，并用混合了黄色发光荧光体的硅树脂封装反射罩部，做成了白色LED模块14。使60mA的电流流过各LED元件而使之发光，测量基板的中心温度，结果是，基板中心部的温度为150℃，与设置了露出内核金属的散热部的实施例1的珐琅基板相比，温度变高。

图5A、图5B、图5C是表示本发明的发光元件模块的实施方式四的概略结构图，图5A是俯视图、图5B是主视图，图5C为侧视图。图6A、图6B是表示在本实施方式的发光元件模块中，将发光元件安装于罩构造内的安装构造的图，图6A是概略俯视图，图6B是详细剖视图。图7A是沿图5A的A-A线的剖视图，图7B是沿图5A的B-B线的剖视图。图8A、图8B是表示将图5A、图5B、图5C所示的发光元件模块安装于主体部后的状态的图，图8A为主视图，图8B是侧视图。

另外，在除了图6B之外的图5A、图5B、图5C～图8A、图8B的各图中，省略了设置于基板上的电极等的图示。

图5A、图5B、图5C所示的发光元件模块101是在发光元件安装用基板111上安装多个发光元件115而成的模块。本发明的发光元件安装用珐琅基板111采用具有金属基材112和覆盖金属基材112的表面的珐琅层113的珐琅基板(以下有时将发光元件安装用基板111称为珐琅基板111)。对于珐琅基板，能在通过加工而将金属基材112做成自由形状的基础上，在具有任意的表面形状的金属基材112上形成珐琅层113，所以也能保持电绝缘性。

金属基材112为与散热部相同的形状，具体地，为具有如下部分的形状：基板主体102，其在安装了发光元件115的表面侧具有平坦面105；散热部104，由从该基板主体102的背面106突出设置的至少一个以上的散热片103、103、...构成。对于基板主体102，也可以在平坦面5上安装发光元件115，不过，为了提高光取出效率，最好在基板主体102的表面侧形成将从发光元件115发出的光向规定方向反射的罩构造置14，并在该罩构造的底部安装发光元件115。

在图5A、图5B、图5C中，概略地表示了将发光元件115安装于罩构造114中的安装构造110。该安装构造110，详细如图6B所示，具有：安装于罩构造114的底面上的发光元件115、与发光元件115连接的金线116、以彼此分离的状态设置于基板111上的电极117、117。电极117、117之一是利用贴片等(未图示)连接发光元件115的电极，另一个为通过金线116连接于发光元件115的电极。并且，在基板主体102的平坦面105上，设置有可以驱动发光元件115的基板布线图案。

在本实施方式中，作为安装发光元件115的安装位置的罩构造114，隔着规定的间隔纵横排列于金属基材112上。并且，设置发光元件115的安装位置的个数并不特殊限定，至少一个以上就好。发光元件115的安装位置的配置也不限定于本实施方式，可以适当地进行设计。

作为将研磨钵状的凹部、即罩构造114形成于基板主体102的表面侧的方法，可以采用利用钻床等切削工具的切削加工、利用金属冲压的拉深加工(塑性加工)、使用超硬砂轮的研磨加工等。其中，从生产性和加工成本的角度看，最好是利用金属冲压的拉深加工。安装发光元件115的罩构造114的底面，为具有充分确保发光元件115的安装区域的面积的平面。包围罩构造114的底面的周围的侧面，最好为朝向金属基材112的表面，开口面积扩大的锥状的倾斜面。

珐琅基板111的金属基材112，可以使用各种金属材料制作，不限定其材料，最好为价廉且容易加工的金属材料，例如，超低碳钢、低碳钢、不锈钢等钢材。在日本专利第2503778号公报中，记载了在铜制的散热部的表面上进行玻璃处理，但是，由于铜材比钢材价格高，另外，当使用无氧铜等散热性高的材料时，加工性差且再现性良好地形成精密的罩构造很困难，并且，铜材与钢材相比，其纵弹性系数为钢材的一半，所以，刚性变低，基板的翘曲变大，所以不适于制作LED模块用的基板。

对于金属基材112的形状，在图5A、图5B、图5C所示的例子中，使基板主体102为矩形板材，使散热片103为平行平板，但是不特别限定于此，可以根据发光元件模块101的用途等进行适当的选择。例如，可以将散热片103的形状形成为具有朝向前端侧，厚度减少的锥体的板状，或针状等。为了提高作为散热器的性能，散热部104最好具有至少两个以上的散热片103。散热片103的表面上也可以涂敷用于提高散热性的黑色涂料等。

当采用板状的散热片作为散热片103、103、...时，最好是，散热片103、103、...沿基板主体102的长度方向相互平行地设置。在这里，所谓的基板主体102的长度方向，是指沿基板主体102的表面侧的平坦面105的尺寸最大的方向。由此，可以提高基板主体102、特别是其长度方向的弯曲刚性。

另外，突出设置散热片103的位置，最好为发光元件115的安装位置的背面侧。由此，与从基板主体102的背面106中的其它位置突出设置散热片103的情况相比，可以进一步提高安装位置的平坦度。特别地，当设置罩构造114来作为发光元件115的安装位置时，还可以加深罩构造114的掘入深度。由此，可以提高罩构造114的设计自由度，并且可以提高配光特性和光取出效率等。因此，通过准备基板102的表面为平坦的散热器形状的毛坯件，并以散热片103的背面侧为目标来形成罩构造114，可以将散热片103和罩构造114相对配置于基板主体102的表面和背面。

在本实施例的珐琅基板111的情况下，在散热片103、103、103中两侧的两个散热片上设置安装用的通孔118(一个散热片上2个，合计4个)。像这样，由于在散热片103上设置安装用的孔118，所以不需要在基板主体102侧确保设定通孔118的区域，该通孔118用于将发光元件模块10以螺栓固定在主体部120上，所以能提高发光元件115的配置及电气布线的图案的自由度，并且，安装用的通孔118的数量及配置，也不限定于图示的实施例，可以根据发光元件模块101的用途及主体部120的构造等进行适当的设计。

本实施例的情况下，如图8A、图8B所示，由于在主体部120侧设置阴螺纹部(螺孔)121，并且采用螺栓(阳螺纹)作为安装部件122，因此通孔118的内表面形成为平滑的面。另外，通过使设置于主体部120上的阴螺纹部121的位置对准设置于散热片103上的通孔118的位置，并利用固定用的螺栓122使两者相结合，可将其安装于主体部120(例如筐体)。

另外，设置于散热片103的孔118，可根据安装部件122的种类及安装方法而形成为各种方式，例如，也可以形成为具有阴螺纹的螺孔、一端封闭的盲孔、内部具有卡合部或嵌合部的孔等。此外，作为可应用于珐琅基板111的安装用的孔的其它例子，可列举出日本特开平4-129287号公报中记载的方式的螺孔。该公报中所记载的螺孔，具有在珐琅基板的导体电路区域与珐琅基板的以螺栓固定部分之间无使彼此隔离开的珐琅层的沟的结构，不会有因以螺栓固定而导致的珐琅层裂缝影响电路部的情况，能够确保电路部的安全。

设置于金属基材112的表面的珐琅层113的材料，可以从以往用于在金属表面形成珐琅层的以玻璃为主体的材料中进行选择并使用。其中，最好是无碱玻璃材料。形成珐琅层113的方法不特别限定，例如可以利用下述方法实现。

首先，将作为原料的玻璃粉分散到二丙醇等适当的分散剂中，并将要在金属基材112上设置珐琅层113的部分浸入到该分散剂中，并且，将作为相对极的电极也浸入到该分散剂中，通过在金属基材112和相对极之间通电，将玻璃粉电沉积到金属基材112的所希望的表面上。之后，可以通过在大气中烧制玻璃粉，使由玻璃构成的珐琅层113牢固地覆盖在金属基材112的所希望的表面上。而且，为了牢固地覆盖，也可以预先对金属基材112(低碳钢)的表面进行氧化处理。

为了确保电绝缘性，只要至少在基板主体102的表面侧，即平坦面105上以及罩构造114内设置珐琅层113即可。珐琅层113的厚度不特殊限定，不过，对于具有罩构造114的面，最好设置在50μm～200μm的范围内。关于基板主体102的侧面及背面106，不充分地进行玻璃的电沉积，有时就不能满足上述数值范围的厚度，但是，因为对这些部位来说，并不严格地要求绝缘性及发光元件的安装性，所以，可以通过充分地进行对金属基材112的防锈处理来满足功能。

作为发光元件115，不特殊限定，但是，优选采用发光二极管(LED)、激光二极管(LD)等半导体发光元件。另外，发光元件115的发光色，不特殊限定，蓝色、绿色、红色和除此以外的发光色都可以。作为具体例子，可以列举出氮化化合物半导体等蓝色发光元件和绿色发光元件，磷化镓(GaP)所代表的红色发光元件和红外发光元件等。此外，也可以将氮化化合物半导体等蓝色发光元件安装于罩构造114内，并使封装罩构造114的封装树脂(后述)内含有蓝色激发的黄色发光荧光体(例如使铈活性化了的钇-铝-石榴石荧光体)，构成白色LED。关于所含有的荧光体，不限于黄色发光的荧光体，也可以是绿色及红色等颜色，并且，也可以混合两种以上的颜色。

当在珐琅基板111上设置多个罩构造114并且并列安装发光元件115时，各发光元件115的种类及发光色不特别限定。例如，在交通信号机等用途中，可以将发光元件115的发光色统一为一色，在显示装置的情况下，可以有规则地或不规则地设置不同的发光色的LED等。而且，可以通过在大面积的珐琅基板111上排列多个由蓝色LED、绿色LED和红色LED的组合构成的像素，构成显示装置。另外，通过将白色LED用作发光元件115，并将多个白色LED纵横地安装于珐琅基板111上，可以构成大面积的平面型照明装置。

作为键合引线116，可以使用由金(Au)等构成的金属线。该键合引线116的连接，可以使用以往用于发光元件115等的连接的引线接合(wire bonding)装置进行接合。

设置于珐琅基板111的上表面的电极117，例如可以利用厚膜银糊从罩构造114的外侧延伸到内部来形成。另外，可通过对铜箔进行冲压成型并安装在罩构造114内来形成电极117。

在罩构造114内，根据需要，封装发光元件115以及发光元件115与电极117的连接部，所以，可设置光透过率高的封装树脂。作为封装树脂，可以使用适当的透明树脂，作为具体的例子，可以列举出热固性环氧树脂、紫外线固化性环氧树脂、硅树脂等。

此外，图6A、图6B所示的发光元件115的安装构造110，为在作为珐琅基板111的上表面的平坦面105上露出电极117的构造，不过，为了在该露出部分确保电绝缘性，可以配置树脂等电绝缘体。

另外，也可以在封装树脂的上方或整个发光元件模块101的上方，根据需要而组合由树脂或玻璃等透明介质构成的透镜体。

如以上说明的那样，根据本实施例的发光元件安装用基板111，通过在金属基材112上一体地设置散热片103，可以提高安装了发光元件115的基板主体102的弯曲刚性，并能使热收缩力的影响减小。因此，可以提高发光元件115的安装面及罩构造114的平坦度，并可以提高基板的安装性和可靠性。另外，因为能够得到发光元件模块110，在该发光元件模块110上一体化制作了起散热器功能的散热部104，所以，不需要插入热传导片或润滑油，可以削减部件数量，减少组装工时。并且，当将本实施例的发光元件模块101作为照明装置而利用时，由于由发光元件115所形成的发光面在下侧，而将散热部104的散热片103配置在上侧，所以，散热部侧的热量容易通过自然对流而散到上空，可以进行高效的散热。

产业可利用性

本发明可适用于安装有LED等发光元件的各种产品，例如可适用于照明装置、显示装置、交通信号机等。

Claims (8)

1.一种发光元件安装用基板，其特征在于，包括：

(i)金属基材，其具有在安装发光元件的表面侧具有平坦面的基板主体和散热部，该散热部由从该基板主体的背面突出设置的至少一个散热片构成；以及

(ii)覆盖上述金属基材的表面的珐琅层。

2.根据权利要求1所述的发光元件安装用基板，其特征在于，

在上述金属基材的平坦面上形成有罩构造，上述罩构造将由发光元件发出的光向规定方向反射。

3.根据权利要求1所述的发光元件安装用基板，其特征在于，

上述散热部由至少两个板状的散热片构成。

4.根据权利要求3所述的发光元件安装用基板，其特征在于，

上述板状的散热片沿基板主体的长度方向相互平行地设置。

5.根据权利要求1所述的发光元件安装用基板，其特征在于，

上述散热部由至少两个针状的散热片构成。

6.根据权利要求3所述的发光元件安装用基板，其特征在于，

上述散热片设置于发光元件的安装位置的背面侧。

7.根据权利要求3所述的发光元件安装用基板，其特征在于，

上述散热片上设置有至少一个孔。

8.一种发光元件模块，其特征在于，具有：

权利要求1所述的发光元件安装用基板；以及

安装在该基板上的发光元件。

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