CN101930934A - 发光装置的制造方法、发光装置以及发光装置搭载用基板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供发光装置的制造方法、发光装置以及发光装置搭载用基板，即使是在采用金属制的基板的情况下，也能通过断裂分割基板。准备如下的金属板：沿预定方向形成有一条以上的连结部狭缝，所述连结部狭缝包括开口部和使多个发光装置基板一体化的连结部。将多个发光元件排列地搭载于金属板。将树脂制的板状反射器重叠地搭载并固定于金属板，所述板状反射器在与金属板的发光元件搭载位置对应的位置设置开口，且在与金属板的连结部狭缝重叠的位置形成有第一反射器分割槽。使重叠地固定的金属板和板状反射器沿金属板的连结部狭缝和板状反射器的第一反射器分割槽断裂。这样，通过使金属板与树脂制的反射器重叠并使其断裂，能通过断裂来分割金属板。

Description

发光装置的制造方法、发光装置以及发光装置搭载用基板
技术领域
本发明涉及搭载有发光二极管(LED)的发光装置的制造方法，特别是涉及呈线状搭载有多个LED的发光装置的制造方法。
背景技术
为了提高搭载LED的基板的散热效果，在专利文献1中公开了将薄金属板作为基板使用的情况。薄金属板基板由狭缝分离成两个电极区域，一个电极区域作为反射器(reflector)而被加工成研钵状的凹部形状，上述狭缝是通过冲压加工而设置的。LED被芯片键合(die bonding)于凹部的中心。另一个电极区域利用键合线(bonding wire)与发光二极管的上表面电极连接。在制造时，将耐热性的薄膜粘贴于设有狭缝的基板的背面，在进行LED的芯片键合和线键合后，利用环氧树脂将上表面整体密封。由此，狭缝也被环氧树脂填充。此后，通过切割将基板分离为一个个的LED。由于狭缝由绝缘性的耐热性薄膜和环氧树脂连结，因此即使是在通过切割进行分离时也能够维持两个电极区域的连结。
另一方面，在专利文献2中，公开了不进行切割的半导体装置的制造方法。即，预先在布线基板纵横地设置接缝孔状(ミシン目状)的槽，将半导体基板分别搭载于由接缝孔状的槽分隔开的区域，并在上表面设置密封用树脂层。专利文献2所述的方法是通过沿接缝孔使布线基板和密封用树脂层断裂而分割布线基板的方法。
专利文献1：日本特开2000-58924号公报
专利文献2：日本特开2006-108341号公报
对于如专利文献1所记载的将薄金属板作为基板使用的发光装置，需要利用切割刀片将金属基板切断而分割成一个个的发光装置。如果通过切割将基板切断的话，会产生切屑，存在切屑附着于LED的发光面的问题。
另一方面，如果将专利文献2的技术应用于发光元件、即设置接缝孔状的槽并通过断裂来分割布线基板的话，断裂时的基板的应力会施加于LED或键合线，存在产生不亮灯等不良情况的可能性。并且，在基板为金属的情况下，即使设有接缝孔状的槽，由于金属存在延展性，难以使其断裂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发光装置的制造方法，即使是在采用金属制的基板的情况下，也能够通过断裂来分割基板。
为了达成上述目的，在本发明中提供了如下所述的发光装置的制造方法。
即，一种发光装置的制造方法，其具有如下工序：准备金属板的工序，该金属板沿预定方向形成有一条以上的连结部狭缝，上述连结部狭缝包括开口部和使多个发光装置基板一体化的连结部；将多个发光元件以排列的方式搭载于金属板的工序；将树脂制的板状反射器重叠地搭载并固定于金属板的工序，上述板状反射器在与金属板的发光元件搭载位置对应的位置设有开口，且在与金属板的连结部狭缝重叠的位置形成有第一反射器分割槽；以及使重叠地固定的金属板和板状反射器沿金属板的连结部狭缝和板状反射器的第一反射器分割槽断裂的工序。
这样，通过使金属板与树脂制的板状反射器重叠地固定并使其断裂，能够容易地使金属板断裂。
可以构成为在上述金属板形成与所述连结部狭缝正交的基板分割槽，并在板状反射器的与基板分割槽重叠的位置形成第二反射器分割槽。由此，能够沿基板分割槽和第二反射器分割槽进行断裂。
优选的是，上述第一反射器分割槽和/或第二反射器分割槽由从两面分别形成的V形槽构成。
可进行如下工序：在上述金属板进一步形成与所述连结部狭缝不同的绝缘用狭缝，以将断裂后的金属板电气分隔为两个区域，并在搭载工序之前、或者在搭载工序之后且在固定工序之前，向绝缘用狭缝填充绝缘性树脂。
还可进行如下工序：利用键合线连接在搭载工序中搭载的发光元件的上表面电极、和设于隔着绝缘用狭缝而与发光元件对置的一侧的区域的焊盘。
优选的是，上述连结部配置于偏离如下的带状的区域的位置：所述带状的区域为通过将金属板上的配置有发光元件和键合线的区域假想地沿与连结部狭缝的长度方向垂直的方向延长而在金属板上定义的带状的区域。这是为了避免在断裂时对发光元件和键合线施加应力。
优选的是，在上述连结部至少从单侧设有V字型的切口，第一反射器分割槽的截面形成为V字型，以切口与第一反射器分割槽重叠的方式固定板状反射器和金属板。
在上述的断裂工序中，可从基板分割槽和连结部狭缝任意地选择进行断裂。
并且，根据本发明的其他方式，提供如下的发光装置。即，一种发光装置，该发光装置具有：金属制的基板，该金属制的基板具有填充有绝缘性树脂的绝缘用狭缝；发光元件，该发光元件搭载于基板；以及树脂制的反射器，该反射器配置在基板上，且在与发光元件的搭载位置对应的位置具有开口，在基板的与绝缘用狭缝正交的侧面具有突起部，在突起部的端部形成有倾斜面。
该发光装置可构成为：上述发光元件搭载于由绝缘用狭缝电气分离的基板的第一区域和第二区域中的任一个区域，发光元件的一个电极经由键合线与基板的第一区域和第二区域中的未搭载发光元件的一方电连接，在基板的第一区域和第二区域分别形成有突起部。
根据本发明的另一其他的方式，提供如下的发光装置搭载用基板。即，一种发光装置搭载用基板，该发光装置搭载用基板具有一条以上的连结部狭缝，该连结部狭缝由开口部和使多个发光装置用金属制基板一体化的连结部构成，在连结部至少从单侧设有切口。
附图说明
图1是第一实施方式的线状发光装置的剖视图。
图2(a)～(f)是示出第一实施方式的线状发光装置的制造工序的立体图。
图3是将反射器从图1的线状发光装置卸下后的结构的俯视图。
图4是图2(a)的基板10的放大立体图。
图5是图2(d)的反射器20的放大立体图。
图6(a)是示出将图2(e)的基板10和反射器20的层叠体沿两个方向分割的情况的说明图，图6(b)是仅具有一个LED元件的发光装置的立体图，图6(c)是具有2×2的LED元件的发光装置的立体图，图6(d)是示出将两个串联的发光装置呈阶梯状并联连接而成的发光装置的立体图。
图7(a)～(f)是示出第二实施方式的线状发光装置的制造工序的立体图。
图8是利用图7的工序制造的线状发光装置的剖视图。
图9(a)～(f)是示出第三实施方式的线状发光装置的制造工序的立体图。
标号说明
10：金属制基板；11：狭缝；12：LED元件；13：键合线；14：V形槽；15：粘接剂层；20：反射器；21：开口；22：V形槽；24：焊盘；31：狭缝；32：连结部；33：V字型的切口；35：区域；41：V形槽；51：示出弯折方向的箭头。
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的实施方式进行说明。
(第一实施方式)
在第一实施方式中，对线状的发光装置的制造方法进行说明。
如图1的剖视图、图2(f)的立体图所示，该线状的发光装置构成为具备：金属制的基板10；四个LED元件12，这四个LED元件12沿基板10的长度方向排成一列地搭载于基板10；以及树脂制的板状反射器20，该板状反射器20以与基板10重叠的方式搭载于基板10。板状反射器20具备四个研钵状的开口21，并且以LED元件12分别位于开口21的中央的方式搭载于基板10上。
如图3的基板10的俯视图所示，在金属制的基板10设有四条绝缘用狭缝11，所述四条绝缘用狭缝11分别位于四个LED元件12的附近，并与基板10的长度方向正交。在绝缘用狭缝11中填充有绝缘性树脂。在基板10上的、隔着绝缘用狭缝11而与LED元件12相邻的位置处配置有线键合焊盘24，键合线13从LED元件12跨过绝缘用狭缝11并配置于线键合焊盘24。
并且，对于本实施方式的线状发光装置，在绝缘用狭缝11和LED元件12之间，在基板10的两面分别配置有分割用V形槽14，且在反射器20的两面分别配置有分割用V形槽22，以便能够将呈线状配置的四个发光装置一个个地分割开。分割用V形槽14、22的方向与绝缘用狭缝11平行。分割用V形槽14设置于与分割用V形槽22重叠的位置。
接下来，使用图2、图4、图5对本实施方式的线状发光装置的制造方法进行说明。
准备分割后作为基板10的金属板30。金属板30是金属制的板状部件，优选由热传导率和反射率高、加工容易的材料构成。例如，可以采用对铜(Cu)板材镀敷镍(Ni)镀层、并在镍镀层上镀敷银(Ag)镀层或金(Au)镀层而得到的材料，或者采用铝(Al)板材。基板10的厚度根据加工性或散热性的观点决定。例如设定为大约0.1mm～1mm。另外，在以下的说明中，将分割前的基板称作金属板30，将分割金属板30后的基板称作金属制基板10。
在金属板30预先形成有芯片键合焊盘25和线键合焊盘24，并且，如图3所示，使得在分割后的金属制基板10中，芯片键合焊盘25和线键合焊盘24夹着要形成绝缘用狭缝11的部分而配置。
首先，在本实施方式的制造方法中，如图2(a)和图4所示，对一张金属板30施加冲压加工或蚀刻加工，设置多条连结部狭缝31、以及与该连结部狭缝31正交的多条绝缘用狭缝11和多条分割用V形槽14。连结部狭缝31形成为由开口部和连结部32构成的宽度窄的线状，因此，金属板30构成为：利用形成于连结部狭缝31的连结部32，将分割后得到的发光装置的金属制基板10一体地连结成线状。如图4所示，在连结部32的两面设有V字型切口33。多条绝缘用狭缝11形成于与连结部狭缝31正交的方向。
分割用V形槽14与多条绝缘用狭缝11隔开预定间隔且平行地形成。如图1所示，分割用V形槽14形成在金属板30的两面。从容易分割的观点出发，优选将分割用V形槽14的深度设计成使得金属制基板10的残存厚度为0.15mm以下。然而，当使分割工序后的发光装置内残存未断裂的V形槽14，并经由该V形槽14形成电连接的情况下，为了避免在该V形槽处发生断路，优选残存厚度为0.10mm以上。
连结部32的V字型的切口33和分割用V形槽14除了利用冲压加工或蚀刻加工形成之外，也可以通过利用切割刀片从金属板30的两面拉开切口而形成。
并且，V字型的切口和分割用V形槽14也不一定要在两面都形成，也可以仅形成于背面，或者仅形成于上表面。
接下来，在图2(b)和图4的工序中，利用分注器(dispenser)分别向绝缘用狭缝11注入绝缘性粘接剂。作为绝缘性粘接剂，优选具有耐热性、可靠性，进一步，为了将来自芯片的光高效地输出到外部而优选反射率高、且为了使芯片产生的热高效地散热而优选热传导性也高的绝缘性粘接剂。例如，可优选采用使氧化铝粒子分散到硅酮类树脂中而成的粘接剂、或者陶瓷类的无机粘接剂。
接下来，在图2(c)的工序中，利用导电性树脂粘接剂将LED元件12芯片键合于金属板30上的芯片键合焊盘25。作为导电性树脂粘接剂，例如可以采用分散有银(Ag)粒子的环氧类树脂粘接剂(银(Ag)糊剂)或硅酮类树脂粘接剂。然后，将键合线13从LED元件12的上表面电极开始跨过绝缘用狭缝11而连接于位于相反侧的线键合焊盘24。
另一方面，在图2(d)和图5的工序中，在另行制造的树脂制的反射器20的两面设置V形槽41。设置V形槽41的位置为与金属板30的连结部狭缝31的位置一致的位置，优选为与V形槽33的位置一致的位置。并且，在反射器20的与金属板30的分割用V形槽14的位置一致的位置处设有分割用V形槽22。V形槽41、22例如通过切割而设置。另外，反射器20在与金属板30粘接时会受到压力，因此优选分割反射器的切口为V字型。并且，反射器20的在两面设有V形槽41、22的部分的残存厚度优选为0.15mm以下。另外，作为构成反射器20的树脂，优选使用以下树脂：PPA(聚邻苯二甲酰胺树脂)、PA(聚酰胺树脂)、PPS(聚苯硫醚树脂)、LCP(液晶聚合物树脂)，并且均利用颜料形成为白色以提高反射率。为了提高反射率，可以在树脂反射器20的开口21的内壁设置反射层。
在金属板30的表面涂布粘接剂(例如硅酮类粘接剂)，并粘接反射器20。由此，形成基板10的连结部狭缝31的位置与反射器20的V形槽41的位置一致的层叠体。并且，金属板30的分割用V形槽14的位置和反射器20的分割用V形槽22的位置也一致。
此后，在图2(e)的工序中，在反射器20的开口21内填充分散有荧光体的透明树脂并使该透明树脂硬化。荧光体采用能够以LED元件12的光作为激励光而发出预定波长的荧光的荧光体。
最后，如图2(f)所示，沿金属板30的连结部狭缝31和反射器20的V形槽41，用手进行分割。此时，如图2(f)的箭头51所示，当以使金属板30的连结部32背面侧的切口33扩张的方式以反射器侧作为内侧进行弯折时，树脂制的反射器20的两面的V形槽41的中心成为支点，能够使金属板30的连结部32背面侧的切口33扩张，因此能够对连结部32施加大的力。当利用该大的力使金属板30的连结部32断裂时，树脂制的反射器20的V形槽41也被折入而断裂。由此，能够容易地分割金属板30，能够得到线状的基板10和反射器20。
这样，通过将延展性小的树脂制的板状反射器20粘贴于金属板30，并使反射器20与金属板30同时断裂，即使金属板30为具有延展性的金属，也能够容易地进行分割而得到线状的基板10。此外，代替用手进行分割，也可以利用冲裁进行分割。
并且，当分割金属板30时，为了不对LED元件12和键合线13施加应力，优选连结部狭缝31的连结部32如图3所示配置在不与配置有线键合焊盘、LED元件12以及键合线13的区域35重叠的位置。即，优选连结部32配置在不与带状的区域35重叠的位置，所述带状的区域35为通过将金属板30(金属制基板10)上的配置有LED元件12和键合线13的区域假想地沿与连结部狭缝31的长度方向垂直的方向延长而在金属板30(金属制基板10)上定义的带状的区域。在本实施方式中，将连结部32配置在金属板30的分割用V形槽14的位置。
并且，通过在连结部32设置V字型的切口33，能够减少分割时施加于金属板30的力，进一步，同样能够得到分散应力的效果，因此不易对LED元件和键合线施加应力。
由于连结部32在分割后如图2(f)所示呈突起状残留于线状的发光装置的侧面，因此在作为液晶背光光源等LED光源使用的情况下，通过将连结部32用作导线、端子等的安装部，能够容易地进行安装，供电变得容易。并且，在利用钎焊将线状的发光装置的基板10安装于其他基板等的情况下，通过形成焊脚或增加接合面积，从而接合强度上升。
这样，在第一实施方式的制造方法中，即使是采用金属制的基板10的发光装置，由于不进行切割就能够将金属板30和反射器分割开从而制造发光装置，因此能够容易地制造如图1和图2(f)所示的线状的发光装置。不存在切割产生的切屑附着在LED元件12的表面的情况，能够提高制造成品率。
图1和图2(f)所示的线状的发光装置为相邻的LED元件12串联连接的线状发光装置。
另一方面，如图6所示，由于在本实施方式的金属板30和反射器20沿与连结部狭缝31正交的方向设有分割用V形槽14、22，因此也可以在分割用V形槽14、22的位置进一步进行分割。另一方面，也可以不在连结部狭缝31和V形槽41的方向使金属板30和反射器20分割，而仅在分割用V形槽14、22的方向进行分割，在该情况下，能够得到并联连接的线状发光装置。
由于分割的位置能够自由地选择，因此如图6(b)所示，在将金属板30和反射器20于连结部狭缝31的位置分割开后，通过在分割用V形槽14的位置进一步进行分割，能够制造仅搭载有一个LED元件12的发光装置。此外，如图6(c)所示，通过分割为LED元件12排列成2×2的形状，能够制造并联和串联混合排列的发光装置。如图6(d)所示，能够制造出将两个LED元件12串联连接而成的部件呈阶梯状并联连接的发光装置。
另外，在本实施方式中，为了提高分割时分割方向选择的自由度，对在金属板30和反射器20沿正交的两个方向设有连结部狭缝31、分割用V形槽14、22、V形槽41的例子进行了说明，然而，在预先确定了要制造预定方向的线状的发光装置的情况下，仅沿线状的方向设置连结部狭缝31、分割用V形槽14、22、V形槽41即可。
如上所述，本实施方式的LED发光装置的制造方法在金属板30、反射器20形成简单的狭缝或V形槽，能够利用分注施工方法简单地使绝缘性树脂流入。并且，不是利用切割工序，而能够利用手等分割金属板30和反射器20。因此，能够廉价且容易地制造线状等期望的排列方式的LED发光装置，并且能够得到可靠性和通用性高的效果。
(第二实施方式)
接下来，对本发明的第二实施方式进行说明。
在第一实施方式中，存在如下步骤：在图2(b)的工序中通过分注施工方法向绝缘用狭缝11注入绝缘性粘接材料，在图2(d)的工序中在金属板30的表面涂布粘接剂并粘接反射器20，然而，在第二实施方式中，将图2(b)的工序和图2(d)的工序合为一个工序。
具体来说，如图7(b)所示，在进行分注工序之前，进行LED元件12的芯片键合和键合线13的键合工序。此后，在分注工序中，在利用分注器向绝缘用狭缝11注入绝缘性粘接剂时，增加注入量，以使粘接剂从绝缘用狭缝11溢出到金属板30的上表面。由此，如图8所示，能够形成覆盖LED元件12的周围的金属板30的表面的粘接剂层15。因此，无需另行在金属板30的表面涂布粘接剂，即可搭载反射器20并与金属板30粘接，能够简化制造工序。
在分注工序中，以分注器不与键合线13接触的方式进行注入作业。例如，从金属板30的背面侧注入绝缘性粘接剂等。
其他工序(图7(a)、(e)、(f))与第一实施方式的图2(a)、(e)、(f)的工序是相同的，因此省略说明。
(第三实施方式)
在第一实施方式中，使用粘接剂树脂对LED元件12进行芯片键合，然而芯片键合的方法并不限于使用粘接剂进行。在第三实施方式中，对利用共晶键合进行芯片键合的情况进行说明。
在利用共晶钎料(例如金锡(AuSn)合金)进行芯片键合的情况下，为了使钎料熔融需要加热到180度以上，如果在向绝缘用狭缝11注入绝缘性粘接剂后进行芯片键合的话，则有可能因加热而发生劣化(例如树脂变色、剥离等)。因此，在第三实施方式中，在分注工序之前进行LED元件12的芯片键合。首先，在图9(b)的工序中使用共晶钎料进行芯片键合，然后，在图9(c)的工序中将绝缘性粘接剂注入绝缘用狭缝11。然后对键合线13进行键合。
通过这样的工序，能够利用钎料进行LED元件12的芯片键合。
另外，在第三实施方式中，图9(a)、(d)、(e)、(f)的工序与图2(a)、(d)、(e)、(f)的工序是相同的，因此省略说明。
上述的本发明的LED发光装置能够取代荧光灯进行使用，因而能够用于照明装置。此外，也能够作为前照灯(head lamp)、后组合灯(rearcombination lamp)、车厢内照明、转向灯(turn lamp)等车载用光源、复印机的读取用光源使用。

Claims (11)

1.一种发光装置的制造方法，其特征在于，
该发光装置的制造方法具有如下工序：
准备金属板的工序，该金属板沿预定方向形成有一条以上的连结部狭缝，所述连结部狭缝包括开口部和使多个发光装置基板一体化的连结部；
将多个发光元件以排列的方式搭载于所述金属板的工序；
将树脂制的板状反射器重叠地搭载并固定于所述金属板的工序，所述板状反射器在与所述金属板的发光元件搭载位置对应的位置设有开口，且在与所述金属板的所述连结部狭缝重叠的位置形成有第一反射器分割槽；以及
使重叠地固定的所述金属板和所述板状反射器沿所述金属板的所述连结部狭缝和所述板状反射器的所述第一反射器分割槽断裂的工序。
2.根据权利要求1所述的发光装置的制造方法，其特征在于，
所述发光装置的制造方法具有如下工序：在所述金属板形成与所述连结部狭缝正交的基板分割槽，
在所述板状反射器的与所述基板分割槽重叠的位置形成第二反射器分割槽，并沿所述基板分割槽和所述第二反射器分割槽进行断裂。
3.根据权利要求2所述的发光装置的制造方法，其特征在于，
所述第一反射器分割槽和/或所述第二反射器分割槽为从两面分别形成的V形槽。
4.根据权利要求1所述的发光装置的制造方法，其特征在于，
所述发光装置的制造方法具有如下工序：在所述金属板形成用于将该金属板电气分隔为两个区域的绝缘用狭缝，在所述搭载工序之前、或者在所述搭载工序之后且在所述固定工序之前，向所述绝缘用狭缝填充绝缘性树脂。
5.根据权利要求4所述的发光装置的制造方法，其特征在于，
所述发光装置的制造方法具有如下工序：利用键合线连接在所述搭载工序中搭载的发光元件的上表面电极、和设于隔着所述绝缘用狭缝而与所述发光元件对置的一侧的所述区域的焊盘。
6.根据权利要求5所述的发光装置的制造方法，其特征在于，
所述连结部配置于从如下的带状的区域偏离的位置：所述带状的区域为通过将所述金属板上的配置有所述发光元件和所述键合线的区域假想地沿与所述连结部狭缝的长度方向垂直的方向延长而在所述金属板上定义的带状的区域。
7.根据权利要求1所述的发光装置的制造方法，其特征在于，
在所述连结部至少从单侧设有V字型的切口，所述第一反射器分割槽的截面形成为V字型，以所述切口与所述第一反射器分割槽重叠的方式固定所述板状反射器和所述金属板。
8.根据权利要求2所述的发光装置的制造方法，其特征在于，
在所述断裂工序中，从所述基板分割槽和所述连结部狭缝任意地选择进行断裂。
9.一种发光装置，其特征在于，
该发光装置具有：
金属制的基板，所述基板具有填充有绝缘性树脂的绝缘用狭缝；
发光元件，所述发光元件搭载于所述基板；以及
树脂制的反射器，所述反射器配置在所述基板上，且在与所述发光元件的搭载位置对应的位置具有开口，
在所述基板的与所述绝缘用狭缝正交的侧面具有突起部，在所述突起部的端部形成有倾斜面。
10.根据权利要求9所述的发光装置，其特征在于，
所述发光元件搭载于由所述绝缘用狭缝电气分离的所述基板的第一区域和第二区域中的任一个区域，
所述发光元件的一个电极经由键合线与所述基板的第一区域和第二区域中的未搭载所述发光元件的一方电连接，
在所述基板的所述第一区域和第二区域分别形成有所述突起部。
11.一种发光装置搭载用基板，其特征在于，
该发光装置搭载用基板具有一条以上的连结部狭缝，所述连结部狭缝由开口部和使多个发光装置用金属制基板一体化的连结部构成，在所述连结部至少从单侧设有切口。
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