CN101356640B - 电子部件安装板和用于制造这种板的方法 - Google Patents

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Abstract

在常规的电子部件安装板中，连接到电路板的由金属块制成的金属框架的腿部通过焊料等牢固地附着到板上，由于LED元件发光所产生的热量通过所述金属框架的所述腿部发散，并且改进了散热性能。然而，在所述常规的电子部件安装板中，由于具有较低导热性的粘着层等的存在，所述金属框架的高导热性不能有效地表现。为了改进由于所述LED元件温度增加造成的亮度和使用期限中存在的特定极限，具有导热性的框架连接到其上形成有多个导体的电路板的上平面，并且所述框架和所述电路板的导体中的一个导热地连接。因此，通过导热地连接到所述框架的所述导体，来自所述半导体元件(LED元件)的热量被直接或间接地有效地发散到外部空气。

Description

电子部件安装板和用于制造这种板的方法
技术领域
本发明涉及电子部件安装板，以及制造这种板的方法；更特别地，本发明涉及适于表面安装LED的电子部件安装板，以及制造这种板的方法。
背景技术
在已知的电子部件安装板中(例如，见下文列举的专利文件1)，如图20A至20C中所示，由金属块形成并且具有腿部137的金属框架107以及粘着层108安装到电路板106上，电路板106具有多个带有极性的正面侧电极102和分别电气连接到正面侧电极的多个带有极性的反面侧电极104，所述正面侧电极102和反面侧电极104形成在由树脂层合板等形成的绝缘基底构件101的上表面上。在金属框架107中的开口下，在带有极性的正面侧电极102上，叠置或粘着了芯片粘接(die-bonding)树脂或芯片粘接板110，并且单独地安装了多个LED元件111。每个LED元件的一个电极113通过细金属丝112连接到正面侧电极102，而同一个LED元件的另一个电极113通过细金属丝112连接到另一个正面侧电极102。然后LED元件111和细金属丝112被密封在树脂114中。
专利文件1：JP-A-2005-229003
发明内容本发明需解决的问题
在上述的常规电子部件安装板中，安装到电路板106并且由金属块形成的金属框架107的腿部137通过焊料等牢固地固定到板上，从而使LED元件111随着发光所产生的热量经由金属框架107的腿部137发散到所述板上，从而实现增强的散热性能。此处的结构是，通过将由树脂层合板等形成的电路板106用作支撑板，金属框架107与粘着层108一起安装于此，然后LED元件111被安装和密封在树脂内。由LED元件111产生的热量经由正面侧电极102进行传导，正面侧电极102形成为具有高导热性(典型地由铜形成，具有403W/m·K的导热性)的金属构件。然而，放置在正面侧电极102上的是粘着层108，其由具有1.0W/m·K或更小的低导热性的树脂形成，诸如环氧树脂或丙烯酸树脂；此外，所述结构涉及使用具有1.0W/m·K或更小的低导热性的树脂114的密封，诸如环氧树脂或硅树脂。因此，正面侧电极102的顶侧由具有低导热性的构件闭合，而这阻碍了由LED元件111产生的热量有效地传导到金属框架107。这使其不能够有效地利用金属框架107的高导热性，并且由于LED元件111的温度的升高，在亮度和使用期限方面带来了一定的限制。
此外，电路板106和金属框架107通常由粘着层108固定到一起，那么从LED元件111发射的光通过粘着层108传送，引起光泄露并且导致表面安装LED的亮度的损耗。
本发明的目标是提供被构造为不受上述不便限制的电子部件安装板，并且提供制造这种板的方法。解决问题的方法
根据权利要求1的发明，电子部件安装板具有位于电路板的上表面的导热框架，所述电路板具有在其上形成的多个导体，并且框架导热地连接到多个导体中将安装有半导体元件的半导体元件安装导体。由LED元件(在下文中被称为“半导体元件”作为包括LED元件的概念)产生的热量直接或间接地经由导热地连接到框架的导体从框架的表面有效地发散到外部空气。因此，减小了半导体元件温度的升高。
根据权利要求2的发明，电子部件安装板在具有形成于其上的多个导体的电路板的上表面上，具有由通过电镀沉积的金属层形成的框架，并且框架导热地连接到多个导体中将安装有半导体元件的半导体元件安装导体。因此，如上文所述，热量从框架的表面发散到外部空气，因而减小了半导体元件温度的升高。此外，当安装LED元件时，不会出现常规电子部件安装板中发生的光的泄露。
根据权利要求3的发明，在权利要求1或2所述的电子部件安装板中，电路板上的框架不具有电极性。因此，减小了半导体元件温度的升高。
根据权利要求4的发明，在权利要求1或2所述的电子部件安装板中，框架具有一种电极性。因此，减小了半导体元件温度的升高。
根据权利要求5的发明，在权利要求1或2所述的电子部件安装板中，在电路板的端面上形成有开口，并且半导体元件安装导体导热地连接到形成在电路板的下表面上的导体；框架和形成在电路板的下表面上的导体经由形成在板开口上的金属层导热地连接在一起。因此，减小了半导体元件温度的升高。
根据权利要求6的发明，在权利要求1或2所述的电子部件安装板中，框架与电路板上的半导体元件安装导体通过涂布金属层导热地连接在一起。因此，减小了半导体元件温度的升高。此外，当安装LED元件时，不会出现常规电子部件安装板中发生的光的泄露。
根据权利要求7的发明，在权利要求1所述的电子部件安装板中，框架和电路板上的半导体元件安装导体通过机械连接而导热地连接在一起。因此，减小了半导体元件温度的升高。此外，当安装LED元件时，不会出现常规电子部件安装板中发生的光的泄露。
根据权利要求8的发明，在权利要求1所述的电子部件安装板中，框架和电路板上的半导体元件安装导体通过焊接到一起而导热地连接在一起。因此，减小了半导体元件温度的升高。此外，当安装LED元件时，不会出现常规电子部件安装板中发生的光的泄露。
根据权利要求9的发明，在电子部件安装板中，作为在框架上或电路板上的半导体元件安装导体上形成的导电突块和框架与电路板上的半导体元件安装导体经由突块连接在一起的结果，框架和电路板上的半导体元件安装导体导热地连接在一起。因此，减小了半导体元件温度的升高。
根据权利要求10的发明，在权利要求9所述的电子部件安装板中，突块环绕着形成于框架中的底部开口形成，或形成为用以闭合形成于框架中的底部开口。因此，减小了半导体元件温度的升高。此外，当安装LED元件时，不会出现常规电子部件安装板中发生的光的泄露。
根据权利要求11的发明，在权利要求1或2所述的电子部件安装板中，LED元件安装在电路板上的半导体元件安装导体上。因此，减小了半导体元件温度的升高。此外，当安装LED元件时，不会在特别要求保护的电子部件安装板中出现光的泄露。
根据权利要求12的发明，一种制造电子部件安装板的方法包括：在具有形成于其上的多个导体的电路板的上表面上形成阻挡金属层，从而使多个导体中的每一个都涂布有金属阻挡层；然后在包括阻挡金属层的整个表面上形成镀金属层；然后在镀金属层上将形成框架的部分上形成掩模层；然后对镀金属层上未形成掩模层的部分进行蚀刻；以及然后除去所述掩模层并且形成框架。这样能够提供一种电子部件安装板，其中半导体元件温度的升高被减小，并且其中当安装LED元件时，不会出现常规电子部件安装板中发生的光的泄露。
根据权利要求13的发明，一种制造电子部件安装板的方法包括：安装形成在电路板的上表面上的多个导体中将安装有半导体元件的半导体元件安装导体和导热框架；以及，然后在电路板上的多个导体和框架上形成镀金属层，从而使电路板上的半导体元件安装导体与框架通过镀金属层连接在一起。这样能够提供一种电子部件安装板，其中半导体元件温度的升高被减小，并且其中当安装LED元件时，不会出现常规电子部件安装板中发生的光的泄露。根据权利要求14的发明，在权利要求1以及3至7的任一项所述的电子部件安装板中，在框架和电路板上的半导体元件安装导体之间形成有粘着层，从而在框架和电路板上的半导体元件安装导体之间形成了存在粘着层的区域和不存在粘着层并且框架和半导体元件安装导体彼此接触的区域。通过使用这种电子部件安装板，可以扩大热量能够从半导体元件安装导体直接传导到框架而不穿过粘着层的区域。因此，增加了热量从框架发散的效率，并且减小了半导体元件温度的升高。本发明的益处
在权利要求1所述的本发明的电子部件安装板中，由半导体元件产生的热量经由形成于电路板上的半导体元件安装导体直接或间接地传导到导热框架，然后从框架的表面发散到外部空气。因此，减小了半导体元件温度的升高。特别地，通过表面安装LED减小了LED元件温度的升高，产生与电流成比例的高亮度和增长的使用期限。
在权利要求2所述的本发明的电子部件安装板中，在具有形成于其上的多个导体的电路板的上表面上，由通过电镀沉积的金属层形成了金属框架，并且在导热性方面金属框架与电路板上的多个导体中的半导体元件安装导体是整体的。当半导体元件安装在半导体元件安装导体上时，由半导体元件产生的热量经由半导体元件安装导体传导到框架，并且从框架的表面发散到外部空气，实现了与上述相同的效果。特别地，通过表面安装LED，电路板和金属框架彼此遮蔽而不利用粘着层108，导致亮度的增强。
在权利要求3所述的本发明的电子部件安装板中，电路板上的框架不具有电极性。因此，框架能够导热地连接到具有较强散热效果的底座上，产生较强的散热效果。
在权利要求4所述的本发明的电子部件安装板中，电路板上的框架具有电极性。因此，框架提供了发散由半导体元件产生的热量的效果，并且也可以被用作涉及半导体元件的驱动的连接终端。
在权利要求5所述的本发明的电子部件安装板中，在电路板的端面上形成了板开口，从而使在电路板的正面或反面侧上形成的任何导体可以通过板开口导热地连接到框架。因此，如上所述，减小了半导体元件温度的升高。
在权利要求6所述的本发明的电子部件安装板中，框架与电路板上的半导体元件安装导体的表面通过涂布金属层导热地连接在一起。这允许热量从半导体元件安装导体经由金属层传导到框架而不会被粘着层等隔热。因此，如上所述，减小了半导体元件温度的升高。特别地，通过表面安装LED，导致光的泄露的粘着层被涂布了金属层，这提供了光屏蔽效果，导致亮度增强。
在权利要求7所述的本发明的电子部件安装板中，框架与电路板上的半导体元件安装导体能够不利用粘着层而是通过使用铆钉、螺钉等机械地连接而导热地连接在一起。因此，由半导体元件产生的热量能够从框架的表面有效地发散到外部空气。
在权利要求8所述的本发明的电子部件安装板中，框架与电路板上的半导体元件安装导体能够通过代替粘着层的由诸如铜焊、软焊、超声焊等焊接形成的金属扩散层导热地连接在一起。因此，由半导体元件产生的热量能够从框架的表面有效地发散到外部空气。特别地，通过表面安装LED，由于不存在使光产生泄露的粘着层，允许电路板和框架彼此遮蔽，导致亮度的增强。
在权利要求9所述的本发明的电子部件安装板中，框架与电路板上的半导体元件安装导体经由形成于框架或电路板上的半导体元件安装导体上的导电突块导热地连接在一起。因此，由半导体元件产生的热量能够从框架的表面发散到外部空气。
在权利要求10所述的本发明的电子部件安装板中，权利要求9中提到的突块环绕着形成于框架中的底部开口形成，或形成为用以闭合形成于框架中的底部开口。特别地，通过表面安装LED，由LED元件产生的热量能够从框架的表面发散到外部空气；此外，从LED元件发射的光被突块屏蔽，导致亮度的增强。
如权利要求11所述，在上文中描述的本发明的电子部件安装板适于表面安装LED。由LED元件产生的热量经由电路板上的半导体元件安装导体从框架的表面有效地发散到外部空气。因此，减小了LED元件温度的升高，产生了与电流成比例的高亮度和增长的使用期限。
上文中描述的特定权利要求的电子部件安装板还提供了光屏蔽效果，导致亮度的增强。
因此，通过在表面安装LED中使用本发明的电子部件安装板，能够在产品质量方面获得增强的功能性和增强的可靠性，并且获取每个LED元件的增强的光发射效率。因此，能够减少确保给定水平的亮度通常所需的单位元件的数量，展示出优良的经济效果。
通过使用权利要求12所述的制造电子部件安装板的方法，能够减小半导体元件温度的升高，并且在安装了LED元件的情况下，提供不发生常规电子部件安装板中出现的光的泄露的电子部件安装板。
通过使用权利要求13所述的制造电子部件安装板的方法，能够减小半导体元件温度的升高，并且在安装了LED元件的情况下，提供不发生常规电子部件安装板中出现的光的泄露的电子部件安装板。通过形成较厚的金属层，能够获得较好的散热效果。通过使用权利要求14所述的电子部件安装板，在中间存在粘着层的区域，能够在电路板和框架之间获得理想的粘着强度；在框架和半导体元件安装导体彼此接触的区域，能够在框架和半导体元件安装导体之间实现电和导热连接。因此，由半导体元件产生的热量传导到半导体元件安装导体，然后有效地传导到在框架和半导体元件安装导体彼此接触的区域内的框架。这减小了LED元件温度的升高，产生了与电流和增长的使用期限更成比例的高亮度。
附图说明
图1A为作为本发明的第一实例的电子部件安装板的立体图，透视以表示内部导体。图1B为与图1A相对应的本发明的第一实例的分解图。图1C为沿图1A中的A-A’线的截面图。图1D为沿图1A中的B-B’线的截面图。图2A为本发明的第二实例的板的分解图。图2B为沿图2A中的A-A’线的板的截面图。图2C为沿图2A中的B-B’线的板的截面图。图3A为本发明的第三实例的板的分解图。图3B为沿图3A中的A-A’线的板的截面图。图3C为沿图3A中的B-B’线的板的截面图。图4A为本发明的第四实例的板的分解图。图4B为沿图4A中的A-A’线的板的截面图。图4C为沿图4A中的B-B’线的板的截面图。图4D为表示通过图4A示出的本发明的第四实施例的板中的金属层9连接在一起的正面侧电极3和反面侧电极5的截面图。图4E为表示通过图4A示出的本发明的第四实施例的板中的金属层9连接在一起的正面侧电极3和反面侧电极5的截面图。图5A为本发明的第五实例的板的立体图。图5B为沿图5A中的C-C’线的截面图。图6A为本发明的第六实例的板的立体图。图6B为沿图6A中的A-A’线的截面图。图6C为沿图6A中的B-B’线的截面图。图7A为表示安装到本发明的一个实例中的不具有极性的导热框架7或金属框架21的底座的立体图。图7B为沿图7A中的B-B’线的截面图。图8为表示安装到本发明的一个实例中的电路板24的具有极性的导热框架7的立体图。图9A为本发明的第七实例的板的立体图。图9B为沿图9A中的B-B’线的截面图。图10A为本发明的第八实例的板的立体图。图10B为沿图10A中的B-B’线的截面图。图11A为本发明的第九实例的板的立体图。图11B为沿图11A中的B-B’线的截面图。图11C为表示通过第九实例中的型锻导热地连接到一起的导热框架7和正面侧电极3的截面图。图12A为本发明的第十实例的板的立体图。图12B为沿图12A中的B-B’线的截面图。图12C为表示在第十实例中作为先前形成的框架凹陷35和稍后形成的导电突起28彼此插入的结果，导热框架7和正面侧电极3导热地连接到一起的截面图。图13A为本发明的第十一实例的板的分解图。图13B为沿图13A中的B-B’线的截面图。图13C为表示形成第十一实例的导电突起28以闭合导热框架7中的底部开口29从而使导热框架7和正面侧电极3导热地连接的结构的截面图。图14为第十一实例的改进实例的截面图，(A)表示沉积在导热框架7、导电突起28和正面侧电极3上的金属层9，(B)表示在其厚度方向上生长的金属层9。图15为说明通过电解电镀形成第一实例的金属层9的过程的截面图，(A)表示从导热框架7生长的金属层9和从正面侧电极3生长的金属层9，(B)表示涂布有金属层9的绝缘粘着层8，及(C)表示在其厚度方向上生长的金属层9。图16A为第一实例的改进实例的板的立体图。图16B为沿图16A中的A-A’线的截面图。图17A为本发明的第十二实例的板的截面图。图17B为第十二实例的改进实例的截面图。图18为表示制造本发明的第六实例的电子部件安装板的步骤的图，(A)表示第一步骤，(B)表示第二步骤，(C)表示第三步骤，(D)表示第四步骤，(E)表示第五步骤，(F)表示第二步骤。图19为表示制造本发明的第一实例的电子部件安装板的步骤的图，(A)表示第一步骤，(B)表示第二步骤，(C)表示第三步骤，(D)表示第四步骤。图20A为常规电子部件安装板的立体图。图20B为图20A的分解图。图20C为图20A的截面图。附图标记列表
1绝缘基底构件2具有极性的正面侧电极(导电)3不具有极性的正面侧电极(导电)4具有极性的反面侧电极(导电)5不具有极性的反面侧电极(导电)6电路板7导热框架8粘着层9、9a、9b金属层10芯片粘接树脂或芯片粘接板11LED元件(半导体元件)12细金属丝13LED元件电极14树脂15通孔16、16a、16b、16c金属表面处理层17绝缘树脂18焊接部19LED安装孔21金属框架22底座24板25板开口26框架开口27铆钉28、28a导电突起29导热框架底部开口30金属扩散层31阻挡金属层32镀金属层33抗蚀层34型锻部35框架凹陷36接触部37划分部38齐纳元件101绝缘基底构件102具有极性的正面侧电极(导电)104具有极性的反面侧电极(导电)106电路板107金属框架108粘着层110芯片粘接树脂或芯片粘接板111 LED元件112细金属丝113 LED元件电极114树脂137金属框架腿
具体实施方式
在下文中，将参照附图对根据本发明的电子部件安装板及其制造方法进行详细说明。图1A至1C示出第一实例的电子部件安装板，图1A为透视以表示内部导体的立体图，图1B为分解图，图1C为沿图1A中的A-A’线的截面图，图1D为沿图1A中的B-B’线的截面图。
接下来进行详细描述。电路板6具有形成于绝缘基底构件1的上表面上的多个导体—每个均具有正或负极性的多个正面侧电极2(在下文中称为具有极性的正面侧电极2)和一个或多个不具有极性的正面侧电极3。电路板6进一步具有形成于绝缘基底构件1的下表面上并且分别与正面侧电极电连接的每个均具有正或负极性的多个反面侧电极4(在下文中称为具有极性的反面侧电极4)和不具有极性的一个或多个反面侧电极5。其次，在电路板6上，在不具有极性的正面侧电极3的上表面上，通过使用粘着层8粘附着导热的框架7(在下文中称为导热框架7)。
形成金属层9(其中部分9a用于导热而部分9b用于表面处理)以覆盖导热框架7的表面、不具有极性的正面侧电极3的表面以及在其间形成的粘着层8的表面，从而使导热框架7和不具有极性的正面侧电极3与金属层9导热地连接(见图1D)。此外，所述结构为在电路板6上，LED元件11通过利用芯片粘接树脂或芯片粘接板10安装到不具有极性的正面侧电极3上；每个LED元件的一个电极13通过细金属丝12连接到具有一个电极的正面侧电极2；每个LED元件的另一个电极13通过细金属丝12连接到具有另一个电极的正面侧电极2；并且LED元件11和细金属丝12密封在树脂14内(见图1C)。
根据图1A至1C，由LED元件11产生的热量经由穿过不具有极性的正面侧电极3然后穿过金属层9的通道发散到外部空气；因此，由LED元件11产生的热量被有效地发散到外部空气。这减小了LED元件11温度的升高，产生了与电流成比例的高亮度和增长的使用期限。特别地，在导热框架7形成为金属构件的情况下，用作散热介质的金属的体积和散热所涉及的与外部空气的接触表面的面积增加，因此LED元件11产生的热量被更有效地发散到外部空气，增强了上述效果。
能够从上述附图理解的是，由于用于将电路板6和导热框架7结合在一起的粘着层8的分界面涂布有金属层9，不会发生光的泄露，因此改进了引起表面安装LED的亮度损耗的问题；此外，由于所述结构为导热框架7和电路板6由金属层9连接在一起，导热框架7和电路板6之间的粘着强度增加。
图2A至2C示出本发明的第二实例的电子部件安装板，图2A为分解图，图2B为沿图2A中的A-A’线的板的截面图，图2C为沿图2A中的B-B’线的板的截面图。电路板6被构造为，在绝缘基底构件1上，形成不具有极性的正面侧电极3和具有极性的正面侧电极2，正面侧电极2经由形成在电路板6的端面上的通孔15与具有极性的反面侧电极4电连接。在该电路板6中，具有极性的正面侧电极2除连接了细金属丝12之外的部分都涂布有绝缘树脂17；导热框架7和不具有极性的正面侧电极3通过粘着层8粘着到一起；并且形成金属层9从而使导热框架7和正面侧电极3通过粘着层8导热地连接到一起。
如图2A至2C所示，在具有一个极性的正面侧电极2或具有两个极性的正面侧电极2在导热框架7的下方形成的情况下，如果只用粘着层8将导热框架7(此处假设具有金属表面)和正面侧电极粘着到一起，当导热框架7和正面侧电极粘着到一起时，导热框架7可能与电极接触(穿透)。此外，当导热框架7和正面侧电极通过金属层9电连接时也会出现短路。因此，使具有一个或两个极性的正面侧电极2预先涂布有绝缘树脂17以避免具有极性的正面侧电极2同时连接到导热框架7。因此，获取了与第一实例等同的效果。
图3A至3C示出本发明的第三实例的电子部件安装板，图3A为分解图，图3B为沿图3A中的A-A’线的截面图，图3C为沿图3A中的B-B’线的截面图。去除不具有极性的正面侧电极3的圆周部分—其位于导热框架7的下方的部分—如第一实例的图1A所示，从而形成具有圆形(或任何其它形状)的正面侧电极3。在绝缘基底构件1的暴露部分上，叠置或粘附了粘着层8并且结合并因而固定导热框架7。因此，导热框架7和正面侧电极3彼此接触从而导热地连接到一起(附图标记16a和16b表示金属表面处理层)。
如图3A至3C所示，第一实例的附图中示出的在导热框架7和不具有极性的正面侧电极3之间形成的粘着层8不再存在。因此，即使没有形成金属层9，导热框架7和正面侧电极3也彼此接触并且因而导热地连接到一起，并且获得了与第一实例等同的效果。此外，在热压缩过程中，正面侧电极3防止粘着层8渗入导热框架7，因而提供抑制效果。
代替如上所述的完全地去除正面侧电极3的圆周部分的是，可以提供一个步骤，从而能够以相似的原理在步骤的开始部分叠置或粘附粘着层8并且结合并因而固定导热框架7(未图示)。
第三实例的导热框架7和正面侧电极3可以与第一和第二实例中用到的金属层9导热地连接到一起。这增强了散热效果(未图示)。
图4A至4C示出本发明的第四实例的电子部件安装板，图4A为分解图，图4B为沿图4A中的A-A’线的截面图，图4C为沿图4A中的B-B’线的截面图。电路板6具有以预定间隔设置的每个均具有正或负极性的反面侧电极4和不具有极性的反面侧电极5，所述反面侧电极4共用为支撑板，并且电路板6固定这些反面侧电极。而且，电路板6具有在其中形成的LED安装孔19。此外，电路板6具有每个都具有极性的正面侧电极2和不具有极性的正面侧电极3，正面侧电极2中的每一个分别与具有极性的反面侧电极4电连接。接下来，用粘着层8将导热框架7和正面侧电极3粘着到一起，并且导热框架7和正面侧电极3通过金属层9导热地连接。此外，在形成于电路板6上的不具有极性的反面侧电极5上，通过使用芯片粘接树脂或芯片粘接板10来安装LED元件11；然后，LED元件的电极13和具有电极性的反面侧电极4分别通过细金属丝12连接到一起；然后应用树脂14密封。
如图4A至4C所示，即使在其上安装有LED元件11的电极(此处，反面侧电极5不具有极性)和导热框架7没有导热地连接到一起的情况下，由LED元件11产生的热量，穿过树脂14并经由不具有极性的正面侧电极3间接地传导，或直接传导，到达导热框架7。因此，由LED元件11产生的热量有效地发散到外部空气。
如图4D和4E所示，作为替代，其上安装有LED元件11的不具有极性的反面侧电极5可以通过金属层9导热地连接到不具有极性的正面侧电极3。因此，由LED元件11产生的热量更有效地传导到导热框架7。这提供了比图4B和4C所示的结构更好的散热效果。
图5A和5B示出本发明的第五实例的电子部件安装板，图5A为立体图，图5B为沿图5A中的C-C’线的截面图。在该实例中没有形成第一实例中的形成在电路板6上的不具有极性的正面侧电极3。代替地，形成了每个都具有正或负极性的正面侧电极2，并且使用粘着层8将具有一个正或负极性的正面侧电极2与导热框架7粘附到一起；然后形成金属层9，从而使导热框架7和具有一个极性的正面侧电极2通过金属层9电气地和导热地连接到一起。
通过将LED元件11安装到如上述构造的电子部件安装板上，然后如图5A和5B所示应用树脂14密封，能够获得与第一实例等同的效果。
在图5A和5B中，在所安装的LED元件11在其上和下表面上具有LED元件电极13的情况下，通过使用导电的芯片粘接树脂或芯片粘接板10，将LED元件11安装到具有一个极性的正面侧电极2上，从而使这些正面侧电极2与形成于LED元件的下表面上的电极13相连接，并且具有另一个极性的正面侧电极2和形成于LED元件的上表面上的电极13可以通过细金属丝12连接在一起(未图示)。
根据本发明，包括上述第一至第五实例，用作电路板6的是具有形成于绝缘基底构件1上的导体的电路板，或由布置在一起且每个具有形成于其上的导体的多个绝缘基底构件1组成的电路板，或具有粘附到引线框架的绝缘材料的电路板，等等。
导热框架7主要由Al(具有236W/m·K的导热率)、Fe(具有83.5W/m·K的导热率)、Cu(具有403W/m·K的导热率)、Mg(具有157W/m·K的导热率)或其它金属构件形成；或者是由陶瓷或具有小于10W/m·K的导热率的绝缘树脂形成的框架，在该框架的表面沉积有金属层；或者是由包含金属构件、陶瓷和绝缘树脂的组合物的板材料等形成的框架，在该框架的表面沉积有金属层。
为了在上述的由具有小于10W/m·K的导热率的陶瓷或绝缘树脂形成的框架，或由包含金属构件、陶瓷和绝缘树脂的组合物的板材料等形成的框架的表面上形成金属层，优选使用溅射、蒸镀、电解电镀、无电镀，或任意两个以上过程的组合。
在使用无电镀的情况下，催化剂可以与诸如陶瓷或绝缘树脂的绝缘框架材料混合，或可以沉积在框架的表面上。
在使用电解电镀的情况下，诸如碳的导电材料可以沉积在诸如陶瓷或树脂的绝缘框架材料的表面上。
金属的表面层可以进一步形成在上述的主要由Al、Fe、Cu、Mg等金属构件形成的框架的表面上。
在导热框架7表面上的金属层可以是一层Cu(具有403W/m·K的导热率)、Ni(具有94W/m·K的导热率)、Au(具有319W/m·K的导热率)、Ag(具有428W/m·K的导热率)、Pd(具有72W/m·K的导热率)、Sn(具有68W/m·K的导热率)或Al(具有236W/m·K的导热率)，或者可以由任意两种以上所述金属放置在一起的多个层组成。
每个导体，即具有极性的正面侧电极2、不具有极性的正面侧电极3、具有极性的反面侧电极4或不具有极性的反面侧电极5，主要由Al、Fe、Cu等金属构件或它们的合金形成。
优选的是，具有极性的正面侧电极2、不具有极性的正面侧电极3、具有极性的反面侧电极4和不具有极性的反面侧电极5中的每一个的表面上镀敷有Cu、Ni、Au、Ag、Pd或Sn，或镀敷有任意两种以上所述金属放置在一起的多个层。
优选的是，金属层9镀敷有Cu、Ni、Au、Ag、Pd或Sn，或镀敷有任意两种以上所述金属放置在一起的多个层。
第三实例的附图中所示，在导热框架7和正面侧电极3接触到彼此并因而导热地连接到一起的结构中，由于不需要形成金属层9，导热框架7可以由导热率等于或大于10W/m·K的陶瓷或绝缘树脂形成，或可以是具有形成于其表面上的阳极氧化铝层(具有80W/m·K的导热率)的铝框架。
细金属丝由诸如Ag、Au或Al的金属形成。
用作芯片粘接树脂的是环氧树脂，或混合了导电材料的环氧树脂等的一种胶，例如导电材料为诸如Au、Ag或Cu的金属，或诸如焊料的合金，或诸如ITO或SnO2的金属氧化物。用作芯片粘接板的是环氧树脂板等。
用作用于密封LED元件11和细金属丝12的树脂14的是透明或荧光树脂。
图6A至6C示出本发明的第六实例的电子部件安装板，图6A为分解图，图6B为沿图6A中的A-A’线的截面图，图6C为沿图6A中的B-B’线的截面图。在第一实例的附图所示的电路板6上，通过电镀沉积的金属层形成了金属框21，并且金属框21和正面侧电极3导热地连接并且因而结构性地整合到一起(附图标记16c表示金属表面处理层，附图标记31表示阻挡金属层)。
根据图6A至6C，在电路板6上的金属框架21和正面侧电极3导热地连接并因而结构性地整合到一起。因此，无需粘着层8，能够获得与第一实例相似的效果。
优选地是，金属框架21由Cu、Ni、Au、Ag、Pd或Sn形成，或由多层任意两种以上的上述材料放置在一起形成。
在参照与上述第一至第四和第六实例有关的附图中，导热框架7和金属框架21不具有极性；因此，即使它们与另一个导电构件接触，也不存在电气短路的危险。因此，如图7A中的立体图和图7B中的截面图所示，导热框架7和金属框架21可以安装到底座22。这允许由LED元件11产生的热量经由导热框架7和金属框架21传导到底座22，底座22是较大的散热构件。因此，热量更有效地散发到外部空气。
在参照与上述第五实例有关的附图中，形成于电路板6上的具有极性的正面侧电极2和导热框架7电气地和导热地连接到一起；因此，导热框架7具有极性，并起到使LED元件11发光的电极的功能。在作为表面安装LED安装的情况中，导热框架7可以被用作板24上的连接终端。
图9A和9B示出本发明的第七实例的电子部件安装板，图9A为立体图，图9B为沿图9A中的B-B’线的截面图。在图9A中，在参照第四实例的附图描述的电路板6中，形成了板开口25；导热框架7和不具有极性的电极3利用粘着层8粘附到一起，并且导热框架7和不具有极性的反面侧电极5经由在板开口25内形成的金属层9导热地连接到一起。
通过如图9A和9B所示形成的板开口25，在电路板6上形成的任何导体可以经由在板开口25内形成的金属层9导热地连接到导热框架7。
图10A和10B示出本发明的第八实例的电子部件安装板，图10A为立体图，图10B为沿图10A中的B-B’线的截面图。如图所示，框架开口26可以形成于第七实例的图9A和9B示出的板开口25上的导热框架7中，从而使板开口25和框架开口26导热地连接到一起。
可以使用导电、导热金属构件或金属胶来代替在板开口25中形成的金属层9。
图11A和11B示出本发明的第九实例的电子部件安装板，图11A为立体图，图11B为沿图11A中的B-B’线的截面图。如图所示，与第一实例相同，通过使用铆钉27将导热框架7安装到电路板6上的不具有极性的正面侧电极3，从而使导热框架7和正面侧电极3导热地连接到一起(附图标记16表示金属表面处理层)。
在图11A和11B所示的结构中，机械地连接了正面侧电极3上的导热框架7。这样不需要第一实例中用到的粘着层8，也不需要通过金属层9导热地连接导热框架7和正面侧电极3；然而仍能够获得与第一实例相似的效果。
此外，与第一实例中的结构所获得强度相比，机械连接使电路板6和导热框架7之间产生了非常高的粘着强度。
此外，使用金属铆钉27允许热量从反面侧电极5经由铆钉27传导到导热框架7。因此，即使在LED元件11安装到反面侧电极5上的情况下，由LED元件11产生的热量从反面侧电极5经由铆钉27传导到导热框架7。
图11C为表示机械地连接位于正面侧电极3上的导热框架7的另一个实例的截面图。此处，型锻部34形成于正面侧电极3的圆周部内，从而使正面侧电极3和导热框架7导热地连接到一起。在型锻部34提供了期望的粘附强度的情况下，可以省略粘着层8。
此处可以利用旋入或旋出螺栓地来代替实现机械连接。
图12A和12B示出本发明的第十实例的电子部件安装板，图12A为分解图，图12B为沿图12A中的B-B’线的截面图。如图所示，导电突起28在形成于电路板6上的不具有极性的正面侧电极3上形成，形成粘着层8以便不覆盖在突起28的上表面；然后作为导热框架7接触并固定到突起28的上表面的结果，安装好导热框架7，导热框架7和正面侧电极3经由突起28电气地和导热地连接到一起。
通过上述结构，由LED元件11产生的热量有效地发散到外部空气。
例如，导电突起28形成为Ni、Au、Ag、Cu、Al等金属构件；或由诸如焊料的合金形成；或由使用导电胶的高导热率材料形成，所述导电胶通过将导电材料(诸如Au、Ag、Cu或Al的金属、或诸如焊料的合金或诸如ITO或SnO2的金属氧化物)与树脂、碳材料等混合而形成。
在图12C所示的截面图中，可以在导热框架7的圆周或它的其它部分上形成框架凹陷35，从而将突起28装入凹陷35以经由接触部36实现导热连接。通过所述结构，在电路板6和导热框架7利用粘着层8接合并固定到一起的过程中，电路板6和导热框架7能够精确地粘附到一起。
在接触部36提供了期望的连接强度的情况下，可以省略粘着层8。
图13A和13B示出本发明的第十一实例的电子部件安装板，图13A为分解图，图13B为沿图13A中的B-B’线的截面图。在图13A和13B中，导电突起28形成为一个环绕着导热框架7的底部开口29的圆形(附图标记28a表示环绕圆周形成的导电突起)。
作为所述突起28环绕导热框架7的底部开口29形成的结果，从LED元件11发射的光被突起28屏蔽。
此外，上述突起28还提供以下效果，当导热框架7和电路板6利用粘着层8粘附到一起时，防止了在热卷曲过程中粘着层8的渗出。因而减小了安装着LED元件11的区域和与其连接的正面侧电极处的由于粘着层8的渗出所导致的污染，也扩大了所述过程中多种条件的控制范围，例如粘着层8的厚度的条件以及用于将导热框架7和电路板6粘附到一起的热卷曲的条件。这得到了稳定的产品质量并提供了增加产量的效果。
环绕导热框架7的底部开口29形成的导电突起28的形状不限于图13A和13B所示的圆形；取而代之的是，具有长方形或任何其它形状的导电突起28可以环绕底部开口29形成。
如图13C所示，可以形成导电突起28以关闭底部开口29。在这种情况下，通过使用金属诸如Ni、Au、Ag或Cu的电解电镀或无电镀来形成突起28。然后在底部开口29内侧形成的任何电极被涂布通过电镀形成的金属因而具有增加的导电体积。因此，LED元件11产生的热量更有效地传导到导热框架7。
图14示出第十一实例的改进实例，并示出了一种将导热框架7、导电突起28和导体3(不具有极性的正面侧电极3)通过金属层9导热地连接在一起的结构。通常金属层9通过电解电镀形成。在图14(A)中，金属层9沉积在导热框架7上、导电突起28上和正面侧电极3上以形成连续金属层9。在图14(B)中，金属层9在其厚度方向上生长以在导热框架7和正面侧电极3之间实现可靠的导热连接。图15为说明通过电解电镀形成第一实例的金属层9的过程的图。
通过供给到导热框架7和不具有极性的正面侧电极3(可以供给到正面侧电极2)的电力，如图15(A)所示，金属层9开始从导热框架7和正面侧电极3生长；然后，如图15(B)所示，金属层9覆盖绝缘粘着层8；然后，如图15(C)所示，沉积的金属层9在其厚度方向上生长，这在导热框架7和正面侧电极3之间实现了可靠的导热连接。根据图14所示的实例，不依靠如第一实例中的由从导热框架7和从正面侧电极3生长的金属层9整体形成的金属层9，能够通过在其上形成的金属层9将导热框架7、突起28和正面侧电极3连接在一起。因此，能够获得减小电解电镀的处理时间的效果和较好的散热效果。
图16A和16B示出第一实例的改进实例。此处，金属层9没有形成在未导热地连接到导热框架7的具有极性的正面侧电极2上；因此，形成了低于金属层9的厚度的台阶，此处，齐纳元件38安装在正面侧电极2上。因此，从LED元件11发射的光没有被齐纳元件38屏蔽，而是有效地照射着导热框架7上的金属层9b从而有效地从上方射出。此外，金属层9的增加的厚度增强了散热。
图17A为本发明的第十二实例的电子部件安装板的截面图。如图所示，形成在第一实例的电路板6上的不具有极性的正面侧电极3和导热框架7焊接到一起以形成金属扩散层30，通过金属扩散层30导热框架7上的金属表面处理层16和正面侧电极3导热地连接在一起。
通过所述结构，不需要第一实例中的粘着层8，并且也不需要通过金属层9的导热连接；然而，能够获得与第一实例相似的效果。
此外，由于导热框架7和正面侧电极3之间的连接是通过金属扩散层30提供的金属键实现的，电路板6和导热框架7之间的粘附强度非常高。
焊接连接可以这样实现，例如：通过使用电能的焊接诸如电弧焊或电子束焊；或通过使用化学能的焊接，诸如包括热焊的炽烧；或通过使用机械能的焊接，诸如压力焊；或通过超声波焊接；或通过激光焊接。
可以使用焊料来代替第十一实例的图13A和13B所示的粘着层8。那么环绕导热框架7的底部开口29形成的导电突起28提供防止熔融的焊料流走到电极的屏障的效果。
上述环绕导热框架7的底部开口29形成的导电突起28可以替换为粘着层8，而将焊锡设置在相似的位置上；在这种情况下，然后预先将导热框架7与粘着层8固定，然后熔化焊锡，然后导热框架7和正面侧电极3焊接到一起从而使导热框架7和正面侧电极3导热地连接到一起(未图示)。
导热框架7和正面侧电极3可以全部或部分地焊接到一起。
图17B是第十二实例的改进实例的截面图。如图所示，通过使用具有由不具有极性的正面侧电极3闭合的板开口25的电路板6，不具有极性的正面侧电极3的闭合板开口25的部分和导热框架7可以通过使用上述其中一个焊接方法部分地焊接到一起而导热地连接到一起。
在第十实例的突起28由诸如Au、Ag、Cu或Al的金属或诸如焊料的合金形成的情况下，通过使用上述其中一个焊接方法，可以在突起28的上表面和导热框架7之间形成金属扩散层30，从而使它们金属性地结合在一起。这增加了突起28的上表面和导热框架7之间的结合强度。
通过电子部件安装板的多种实例，上文已经对本发明进行了具体说明，但所述多种实例决不意味着任何限制。优选地，导热框架7或金属框架21的形状、内壁角度和高度被确定为适合实际目的；例如，可以为这些框架给出多级结构，或在金属框架21的上表面上形成导热框架7并且将它们导热地连接到一起。
在任何其它方式中，可以将第一至第十二实例的特征适当地组合在一起以适合实际目的。
现在将对根据本发明的制造电子部件安装板的方法的实例进行说明。
图18以合成截面图的形式示出制造具有第六实例的结构的电子部件安装板的典型过程的流程的不同步骤，每个合成截面图包括表示电气连接的部分A-A’和表示导热连接的部分B-B’。在步骤1中，如图18(A)所示，电路板6被制造为具有形成于绝缘基底构件1的上表面上的多个导体，即具有极性的正面侧电极2和不具有极性的正面侧电极3，并且其具有形成于绝缘基底构件1的下表面上并分别连接到正面侧电极的具有极性的反面侧电极4和不具有极性的反面侧电极5。在步骤2中，如图18(B)所示，形成阻挡金属层31以覆盖形成于电路板6上的电极的整个表面。在步骤3中，如图18(C)所示，通过镀敷在包括阻挡金属层31的整个表面上进一步形成镀金属层32。在步骤4中，如图18(D)所示，在镀金属层32上形成抗蚀层33作为用于形成框架和用于形成反面侧电极的掩模层。在步骤5中，如图18(E)所示，通过使用对镀金属层32具有腐蚀性而对阻挡金属层31不具有腐蚀性的蚀刻剂，对镀金属层32进行蚀刻以形成金属框架21和反面侧电极。在步骤6中，如图18(F)所示，除去了抗蚀层33。
通过图18(A)至图18(F)所示的步骤，能够制造本发明的第六实例的电子部件安装板，所述电子部件安装板具有一种其中的金属框架21和正面侧电极3导热地连接到一起的整体结构。
优选的是图18(b)示出的阻挡金属层31由在镀金属层32的蚀刻过程中不可侵蚀(抗蚀)的另一种金属形成，这种金属诸如Au、Ni或Pb-Zn的焊料合金，或Ni-Au合金等。
阻挡金属层31通过电解电镀或无电镀形成。
镀金属层32由Cu形成，并且通过电解电镀或无电镀形成。
在镀金属层32由Cu形成并且阻挡金属层31由上述物质中的一个形成的情况下，蚀刻剂是碱性蚀刻剂、过硫酸铵溶液、过氧化氢和硫磺酸的混合溶液等。
在图18(F)所示的步骤6之后的步骤中，在蚀刻过程中部分地暴露出来并覆盖着电极的阻挡金属层31，可以除去也可以不除去。
优选的是，在上述过程中形成的电极和金属框架21镀敷有Cu、Ni、Au、Ag、Pd或Sn，或多层任意上述两种以上所述金属放置在一起。
图19以合成截面图的形式示出制造具有第一实例的结构的电子部件安装板的典型过程的流程的不同步骤，每个合成截面图包括表示电气连接的部分A-A’和表示导热连接的部分B-B’。在步骤1中，如图19(A)所示，电路板6被制造为具有形成于绝缘基底构件1的上表面上的多个导体，即具有极性的正面侧电极2和不具有极性的正面侧电极3，并且其具有形成于绝缘基底构件1的下表面上并分别电气连接到正面侧电极的具有极性的反面侧电极4和不具有极性的反面侧电极5。在步骤2中，如图19(B)所示，粘着层8形成于不具有极性的正面侧电极3上的将要安装导热框架7的部分上。在步骤3中，如图19(C)所示，导热框架7通过粘着层8安装到不具有极性的正面侧电极3上的将要安装导热框架7的部分上。在步骤4中，如图19(D)所示，通过电解电镀在电极上、在导热框架7上和在形成于不具有极性的正面侧电极3和导热框架7之间的粘着层8的暴露部分上形成金属层9，从而使不具有极性的正面侧电极3和导热框架7通过金属层9导热地连接。
通过图19(A)至图19(D)所示的步骤，能够制造本发明的第一实例的电子部件安装板，其中导热框架7和正面侧电极3导热地连接到一起。
在表示步骤2的图19(B)中，粘着层8形成于不具有极性的正面侧电极3上的将要安装导热框架7的部分上；替代地，粘着层8可以形成于导热框架7的底部上，或形成于不具有极性的正面侧电极3上和导热框架7的底部二者上。
在上文所述的绝缘基底构件1具有将要安装导热框架7的部分的情况下，粘着层8可以形成于绝缘基底构件1上，或者形成于导热框架7的底部上，或形成于绝缘基底构件1和导热框架7的底部二者上。
在上述实例中，如它们各自的附图所示，分别对根据本发明的单个电子部件安装板进行了说明；根据产品说明，也可以采用将多个这种板耦合到一起的结构。
要点在于本发明可以应用于以下任意结构：其中多个电路板6耦合在一起并且安装到电路板6的多个导热框架7也耦合在一起的结构；其中多个导热框架7耦合到一起但安装到导热框架7的电路板6彼此分开的结构；以及其中导热框架7彼此分开并且安装到导热框架7的电路板6也彼此分开的结构。
本发明也可以应用于以下结构，其中在将LED元件11安装到电路板6之后，应用了使用树脂14密封，然后安装了导热框架7从而使形成于电路板6上的一个导体和导热框架7导热地连接到一起。

Claims (6)

1.一种电子部件安装板，其具有经由粘着层固定在电路板的上表面上的导热框架，所述电路板具有形成于其上的多个导体，所述框架连接到电路板上的所述多个导体中将安装有半导体元件的半导体元件安装导体，
其中在所述框架和所述电路板之间，在同一平面上形成了存在所述粘着层的区域和不存在粘着层并且所述框架和所述半导体元件安装导体彼此接触的区域，及
在所述框架和所述半导体元件安装导体彼此接触的区域内，所述框架和所述半导体元件安装导体导热地连接在一起。
2.如权利要求1所述的电子部件安装板，
其中所述框架不具有电极性。
3.如权利要求1所述的电子部件安装板，
其中所述框架具有一种电极性。
4.如权利要求1所述的电子部件安装板，
其中所述框架与所述电路板上的所述半导体元件安装导体通过机械连接而导热地连接在一起。
5.如权利要求1所述的电子部件安装板，
其中所述框架与所述电路板上的所述半导体元件安装导体通过焊接到一起而导热地连接在一起。
6.如权利要求1所述的电子部件安装板，
其中LED元件安装在所述电路板上的所述半导体元件安装导体上。
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