CN101978513B - 半导体发光组件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能高亮度发光并轻量紧凑的半导体发光组件及其制造方法。在半导体发光组件(101)中，在金属薄板(102)上以围绕半导体发光元件(104)状形成成为反射构件的凸部(202)，半导体发光元件(104)和印刷电路板(103)例如用线201等连接。凸部(202)例如以从金属薄板(102)的背面压弯而形成围绕半导体发光元件(104)的周围且高于半导体发光元件(104)。

Description

半导体发光组件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种半导体发光组件及其制造方法，更具体而言，涉及一种能高亮度发光的半导体发光组件及其制造方法。
背景技术
近年来，人们在各种领域使用发光功率较高的发光二极管(LED)等半导体发光元件，开发出利用半导体发光元件的各种装置。特别是作为通过使用大电流、或利用反射板等高效率地进行照射来取代现有技术中的荧光灯、白炽灯的照明用的利用很受关注，人们提出消除伴随发光而产生的发热问题的技术。
例如，提出一种发光装置，其特征为在由铝形成的金属板上设有向前方突出的突出部，该突出部的前表面上形成有收纳凹部，该收纳凹部的底面上安装有半导体发光元件，LED元件与金属板热耦合，金属板的前表面上结合有由玻璃环氧基板形成的印刷电路板，与现有技术相比能提高散热性且能将半导体发光元件发出的光高效地提取到外部(例如，参照专利文献1)。另外还提出一种LED安装用印刷电路板，在用于安装LED的LED安装用印刷电路板中，与LED电连接的布线图案设于绝缘层的一侧上，用于散去由LED产生的热量的散热用金属层设于绝缘层的另一侧上，通过形成由布线图案侧贯穿绝缘层并到达散热用金属层内部的LED安装用凹部，从而能制造出即使提高发光度也难以引起热劣化的散热性好的照明光源(例如，参照专利文献2)。
此外，还提出一种发光装置，包括：基体，其具有在上表面上载置有发光元件的载置部；反射构件，其呈框状，以围绕载置部的方式接合于基体上表面的外周部，且内周面为反射由发光元件发出的光的反射面；发光元件，其载置于载置部上；透光性构件，其含有使发光元件所发出的光的波长变换且密度为3.8g/cm3～7.3g/cm3的荧光体且由固化前的粘度为0.4Pa·s～50Pa·s的树脂构成，该发光装置的光提取效率、色温、显色属性优良且所发出的光的发光强度良好(例如，参照专利文献3)。
但是，在采用专利文献1的发明的发光二极管组件中，因为表面的前表面上粘贴有印刷电路板，所以由元件所产生的热量传到金属板上，再经由热传导率较低的印刷电路板由前表面进行散热，而存在由前表面所进行的散热无法高效进行的缺点。
另外，虽然还提出有为了有效使用像专利文献2或3的发明那样的发光二极管芯片所发出的光而形成凹部，并在其中接合发光二极管芯片的发明，但是在这些方法中，在其构造上或制法上，成为基础的金属板等有必要具有作为发光组件的凹部的凹陷深度以上的厚度，而无法成为轻量的半导体发光组件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体发光组件及其制造方法，该半导体发光组件能维持相对较高的反射率，得到均匀的白色光，以及提高光提取效率，能高亮度发光并能实现轻量薄型化。
专利文献1：日本特开2003-152225号公报
专利文献2：日本特开2005-243744号公报
专利文献3：日本特开2005-277331号公报
为了达成这样的目的，第1技术方案提供一种半导体发光组件，其特征在于，包括：半导体发光元件；板件，各半导体发光元件与其表面接触并配置在其表面；电路板，其覆盖板件表面的除了各半导体发光元件及各半导体发光元件附近之外的任意部分，且与各半导体发光元件电连接并成为提供电力的电极，该电路板覆盖板件的部分的面积比板件的除了各半导体发光元件及各半导体发光元件附近之外的部分的面积小，以便使板件的一部分暴露。
在第1技术方案所述的半导体发光组件的基础上，第2技术方案的特征在于，通过在板件的表面形成有高反射膜来反射由半导体发光元件发出的光。
第3技术方案提供一种半导体发光组件，其特征在于，包括：多个半导体发光元件；多块板件，各半导体发光元件与其表面接触并配置在其表面；一块电路板，其覆盖多块板件的各表面的除了各半导体发光元件及各半导体发光元件附近之外的任意部分，且与各半导体发光元件电连接并成为提供电力的电极，该电路板分别连接多块板件，且覆盖板件的部分的面积比板件的除了各半导体发光元件及各半导体发光元件附近之外的部分的面积小，以便使各板件的一部分暴露。
在第3技术方案所述的半导体发光组件的基础上，第4技术方案的特征在于，多块板件呈阵列状配置，呈阵列状沿纵向配置的多块板件的宽度比一块电路板的宽度宽。
在第3技术方案所述的半导体发光组件的基础上，第5技术方案的特征在于，通过在板件的表面形成有高反射膜来反射由半导体发光元件发出的光。
第6技术方案提供一种半导体发光组件，其特征在于，包括：半导体发光元件；板件，在由形成为倾斜面与表面所形成的角为钝角且比半导体发光元件高的凸部所围绕的区域内，各半导体发光元件与该板件的表面接触并配置在该板件的表面上；电路板，其覆盖板件表面的除了由凸部所围绕的区域之外的任意部分，且与各半导体发光元件电连接并成为提供电力的电极。
在第6技术方案所述的半导体发光组件的基础上，第7技术方案的特征在于，通过在板件的表面形成有高反射膜来反射由半导体发光元件发出的光。
在第6技术方案所述的半导体发光组件的基础上，第8技术方案的特征在于，还包括形成为在凸部与电路板的接触位置上配置有高反射性涂料来反射由半导体发光元件发出的光的高反射涂料部。
在第6技术方案所述的半导体发光组件的基础上，第9技术方案的特征在于，还包括在由凸部所围绕的区域的外侧的电路板上，以围绕该区域状由反射材料呈凸状形成的凸状反射部。
第10技术方案提供一种制造半导体发光组件的半导体发光组件制造方法，该半导体发光组件一体地组装有半导体发光元件，其特征在于，包括：在板件上形成凸部，使倾斜面与表面所形成的角为钝角且使该凸部比半导体发光元件高的步骤；在由凸部所围绕的区域内，以半导体发光元件与板件表面接触状配置半导体发光元件的步骤；配置电路板的步骤，该电路板覆盖板件表面的除了由凸部所围绕的区域之外的任意部分，且与半导体发光元件电连接而成为提供电力的电极。
在第10技术方案所述的半导体发光组件的制造方法的基础上，第11技术方案的特征在于，形成凸部的步骤通过将金属板冲压加工成反射由半导体发光元件发出的光并使之聚光的形状来形成凸部。
在第10技术方案所述的半导体发光组件的制造方法的基础上，第12技术方案的特征在于，通过在板件的表面形成有高反射膜来反射由半导体发光元件发出的光。
在第10技术方案所述的半导体发光组件的制造方法的基础上，第13技术方案的特征在于，还包括配置高反射涂料的步骤，在该步骤中，在凸部与电路板的接触位置上配置有高反射性涂料，来反射由半导体发光元件发出的光。
第14技术方案提供一种半导体发光组件，其特征在于，包括：半导体发光元件；板件，半导体发光元件与其表面接触并配置在其表面；电路板，其覆盖板件表面的除了包括各半导体发光元件的配置位置的一定区域之外的任意部分，且与各半导体发光元件电连接而成为提供电力的电极；高反射涂料部，其是配置高反射性涂料，以覆盖上述一定区域的周缘的电路板与板件的接触间隙而成的，用来反射由半导体发光元件发出的光。
在第14技术方案所述的半导体发光组件的基础上，第15技术方案的特征在于，通过在板件的表面形成有高反射膜来反射由半导体发光元件发出的光。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的阵列状的半导体发光组件的俯视图。
图2是表示本发明的一实施方式的半导体发光组件的构造的主视图。
图3是表示本发明的一实施方式的半导体发光组件的构造的侧视图。
图4是表示本发明的一实施方式的半导体发光组件的各尺寸的侧视图。
图5A是用于说明利用本实施方式的金属薄板的优点的图。
图5B是用于说明利用本实施方式的金属薄板的优点的图。
图6是表示本发明的一实施方式的平面状的半导体发光组件的俯视图。
图7A是表示本实施方式的半导体发光组件的另一例构造的主视图。
图7B是表示本实施方式的半导体发光组件的另一例构造的侧视图。
图8是对采用了本实施方式的一例的方法时的现有技术所没有的效果进行说明时的现有技术的结构的图。
图9是表示为了确认本发明的效果而使用3种反射板的原材料测定亮度的结果的图。
图10是说明本实施方式的反射板的反射率越高就越能抑制反复进行反射后的反射光量的衰减的图。
图11是表示本实施方式同各种镀层的发光效率的差值的结果的图。
图12是表示本实施方式与其经年变化时的发光效率的差值的结果的图。
图13是表示现有技术与其经年变化时的发光效率的差值的结果的图。
图14A是表示本实施方式的半导体发光组件的另一例的构造的主视图。
图14B是表示本实施方式的半导体发光组件的另一例的构造的侧视图。
图15A是表示本实施方式的半导体发光组件的又一例的构造的主视图。
图15B是表示本实施方式的半导体发光组件的又一例的构造的侧视图。
图16A是表示用切割竖起加工部固定本实施方式的半导体发光组件的散热板的主视图。
图16B是表示用切割竖起加工部固定本实施方式的半导体发光组件的散热板的侧视图。
图16C是将用切割竖起加工部固定本实施方式的半导体发光组件的散热板的侧视图的一部分放大的图。
图17是表示在本实施方式中使用的PHOTO FINER PSR-4000LEW1/CA-40LEW1(太阳油墨公司的显像型阻焊油墨系列)的每一个波长的反射率的测定值的图。
图18A是表示本实施方式的半导体发光组件的又一例的构造的主视图。
图18B是表示本实施方式的半导体发光组件的又一例的构造的侧视图。
图19A是表示本实施方式的半导体发光组件的又一例的构造的主视图。
图19B是表示本实施方式的半导体发光组件的又一例的构造的侧视图。
图20A是表示本实施方式的半导体发光组件的又一例的构造的主视图。
图20B是表示本实施方式的半导体发光组件的又一例的构造的侧视图。
图21是表示本实施方式的半导体发光组件的又一例的构造的侧视图。
图22是表示本实施方式的半导体发光组件的又一例的构造的侧视图。
图23是表示本实施方式的半导体发光组件的又一例的构造的侧视图。
具体实施方式
(第1实施方式)
(半导体发光组件的构造)
图1是表示本发明的一实施方式的半导体发光组件的构造的俯视图。本实施方式的半导体发光组件101包括：金属薄板102，其进行散热并具有光反射功能；印刷电路板103，其覆盖金属薄板102并向配置于金属薄板上的半导体发光元件104供给电力。实际上被通电而发光的发光二极管等的半导体发光元件104电连接到印刷电路板103上。如图1所示，印刷电路板103在该实施方式中为纵长形状，在其上呈阵列状粘接有金属薄板102，如参照图1所能理解的那样，该结构上金属薄板102呈表面暴露于作为绝缘体的印刷电路板103之外的形状。即，采用这样结构的结果为：相对于金属薄板102需要一定的面积而言，只要印刷电路板103能使金属薄板102绝缘并能连接多个金属薄板102就不需要与金属薄板102同样的面积。但是，在安装布线图案及电路结构上必要的元件、零件时需要与其相应的面积。
金属薄板102能使用只要具有作为散热介质的一定散热特性并具有光反射功能的任意材料，还能为任意形状，在本实施方式中由以下材料经各种方法加工而做成，例如铁、银、铜、或铝等的金属、及它们的合金，此外为了提高热导率还采用同碳基材料复合化的这些金属、合金的复合材料。由此，在本实施方式的半导体发光组件中，由发光产生的热量主要从半导体发光组件的下表面侧来高效散热，不仅如此，没有被印刷电路板覆盖的部分因为金属部分直接暴露，所以从上表面也能散热，从而使半导体发光组件能够非常高效地散热。此外，如下文所述，金属薄板能利用挤压模具加工成型，也能通过弯曲金属板来制成，但不限于此，只要能达成本发明的目的，能使用本技术领域中已知的任意方法。
在此，还作为高反射板的金属薄板102具有较强的光反射能力，虽然只要全反射率在95％以上就能取得足够量的光，但是优选全反射率在98％以上。金属薄板102能通过如下方式来安装，例如在铝基材上形成粘接层，形成纯铝、纯银层，再通过蒸镀氧化钛、氧化硅来形成高反射膜。另外，通过该高反射膜而能减轻由内层的纯铝、纯银的氧化而引起的劣化，从而能相对长时间维持初始反射率，使产品质量稳定。
金属薄板102能在例如由冲压加工等精加工成所需形状的金属的如上述的粘接层及纯铝、纯银层上蒸镀氧化钛、氧化硅而形成高反射膜来制造，还能在板状或螺旋状的金属上形成这样的高反射膜之后由冲压加工等精加工成所需形状。在本实施方式的一例中，使用德国Alanod公司制造的MIRO2-SILVER及MIRO2，这些产品分别具有98％及95％的全反射率。作为本申请的发明中所使用的金属薄板，即使是德国Alanod公司制造产品以外的产品，只要是能达到本申请的发明目的，本技术领域中已知的任意产品都能使用。通过将导电性的线201连接到金属薄板102上，能将金属薄板102本身作为一方电极。
印刷电路板103能使用本技术领域中已知的任意产品，只要至少能使金属薄板102电绝缘，及至少是具有用于使半导体发光元件104所发出的光透射到外部去的孔的那样的形状。例如，能制成如图1所示形状的FR4、聚酰亚胺等的电路板并配置于金属薄板102上，从而形成印刷电路板103，或使用具有绝缘功能的粘接剂将配电膜和金属薄板102粘接在一起并形成绝缘的绝缘层，从而形成印刷电路板103的一部分。
当然，也能使用一般的印刷电路板来形成印刷电路板103，不管怎样，印刷电路板的形成和金属薄板102、半导体发光元件104的连接能使用本技术领域中已知的任意方法。
以上参照图1对本实施方式的半导体发光组件101的基本构造进行了说明，实际上，如图2所示，在半导体发光组件101中，金属薄板102上呈围绕半导体发光元件104状形成有成为反射构件的凸部202，半导体发光元件104和印刷电路板103例如用线201等连接。这样的半导体发光组件在这种状态下基本上已经满足功能要求，但是参照图3，为了如下文所述那样对半导体发光元件和引线接合部进行保护等，也可以在呈被暴露在外部上的状态的透射孔的部分封入树脂等本技术领域中已知的材料301。在此，作为用于封入的材料301，可使用硅树脂、环氧树脂等。
另外，如图1所示，在本实施方式中，半导体发光组件101为具有6个光源的半导体发光组件，由6块金属薄板102、开设有半导体发光元件104的光通过的孔的一块印刷电路板103、及6个半导体发光元件104构成，但不限于此，可以使用包括1个在内的任意个半导体发光元件。另外，如图7A所示，也可以在一块金属薄板102上安装多个例如3个不同颜色的半导体发光元件，用1块金属薄板102使其以全色彩发光。
(半导体发光组件的制造方法)
如图4所示，在本实施方式中接合有半导体发光元件104的金属薄板102的部分成为平坦部，首先在半导体发光元件104的周围形成凸部202。该凸部202以从金属薄板102的背面压弯而呈围绕半导体发光元件的周围且高于半导体发光元件104的状态形成。参照图3、图4所示接合半导体发光元件104的平坦部，可知金属薄板的背面在接合半导体发光元件104的平坦部和凸部周围外侧的部位在同一平面上，由此在接合半导体发光元件104时的超音波接合机中，不必准备复杂的夹具就能完成半导体发光元件104的接合。像这样，在本实施方式中通过从金属薄板102的安装半导体发光元件104侧的背面压弯，平坦部的表面和由凸部202而生成的倾斜面401所形成的角为钝角，担负有将从半导体发光元件104发出的光向正面(图4中为上方)高效地反射的反射板的作用。
在此基础上，若采用该接合半导体发光元件104的平坦部周围的凸部的形成法，则与现有技术相比能使用薄板，从而成为较轻的组件。例如图5A中表示了现有技术中的组件，为了形成兼具反射构件的凹陷502，组件的基体501有必要采用具有一定厚度的块状体，而在本实施方式例的图5B所示的组件形状中能使用金属薄板102，所以明显能制成较轻且紧凑的组件。这是在表面上实施了在后文讲述的形成高反射膜的处理的金属薄板102能够作为用于接合半导体发光元件104的基材使用的基础上也必要的技术。虽然如果对预先形成了高反射膜的金属薄板进行弯曲加工则其表面上的高反射膜会出现裂纹，而使作为半导体发光组件不能确保足够的亮度，但是管芯接合(diebonding)半导体发光元件104的表面与初始平面是同一个平面或大致平面的面，所以能将裂纹等的劣化限制在最小限度，除此之外，将散热用外壳等接合到金属薄板102上，在散热之际也能保持是平面，所以能提高接合性、散热性。例如，如图16A所示，通过在散热板1602上制成切割竖起加工部1601，使半导体发光组件101紧贴在散热板1602上，用切割竖起加工部1601夹持，容易固定且能得到良好的散热特性的构造。即，如侧视图16B的放大图16C所示，利用切割竖起加工部1601夹持半导体发光组件101而将之固定。这种情况，本实施方式的半导体发光组件101的背面保持为平面所以能对这样的散热起到有效的作用。因此通过使用这样的制成法、构造，能使用预先形成了高反射膜的比较便宜的材料。
像上述那样，作为由半导体发光元件104产生的热量的散热路径，有将热量传到背面进行散热的路径和由表面进行散热的路径，例如该使组件与发挥散热片、散热面作用的外壳贴紧来使用的情况，为了从背面散热，发挥散热片、散热面作用的外壳与半导体发光组件的接触面积越大越好，凸部所围绕的部分的宽度(b)有必要根据安装的芯片(半导体发光元件104)的大小、数目来进行优化。例如，安装3个(a)约为0.3mm的芯片时优选宽度(b)约为3mm，安装6个时优选宽度(b)约为5mm。另外，在本实施方式的形成方法中，凸部202的高度在某种程度上受到限制，所以即使考虑倾斜面401的光反射功能，也不优选载置半导体发光元件104的平坦部占有过大的区域。但是，优选凸部的宽度(图4中的(j)的长度)尽可能地小些。
考虑到以上所述，在本实施方式中使用如图4所示尺寸的组件，但不限于此，只要凸部的高度(在图4的例子中(g)为0.3mm)比半导体发光元件104(在图4的例子中(c)为0.1mm)高，以便能由倾斜面401充分反射光，在能形成凸部的范围内能采用任意尺寸。但是在本实施方式中如在后文所述，在这样的由形成为围绕半导体发光元件104的凸部规定的区域上涂敷有包含有荧光体或扩散剂的树脂，不是将由半导体发光元件104射出的光直接提取到外部，而是能像这样经由荧光体或扩散剂相对高效地进行光提取，采用这样的方法，本实施方式的凸部202也能得到有效的光。即，就本实施方式的凸部202自身的形状、高度等而言，可知在光的直接反射方面比通常的抛物线型、倒穹顶型的反射构件反射的光少。但是，经由上述那样的荧光体、扩散剂间接地得到光的情况下，因为在荧光体、扩散剂的存在位置发出大量的光，所以即使不具有较大的反射构件，只要金属薄板102自身的反射率够高，半导体发光组件就能得到足够的发光效率。
另外，如图2所示，在本实施方式中凸部202呈圆形，这是从容易压弯的程度、组件整体的形状的角度考虑而选择出的形状，但是只要是围绕半导体发光元件104的形状、能反射被发出的光的形状，能采用例如椭圆、四方形等任意形状。
另外，如图1所示，金属薄板102为相对于印刷电路板103暴露的构造，而如以上所述那样金属薄板在表面上暴露能进行有效地散热，还能使暴露的部分具有作为制造组件时的安装部的功能。这样，由于印刷电路板103上不承受负荷所以能避免引线接合部出现断线等的风险，并且在安装于例如金属的框体等上时能得到更好的散热效果。
之后，用聚酰亚胺等的材料制成电路板来作为印刷电路板，并层叠到金属薄板的上表面上。
图7A和图7B是表示本实施方式的半导体发光组件的另一例的构造的主视图和侧视图。在图7A和图7B所示的例子中，在由形成为围绕半导体发光元件104的凸部规定的区域上涂敷包含有荧光体或扩散剂的树脂，利用表面张力，在金属薄板102上形成具有稳定的尺寸精度的圆顶罩701。由于利用这种方法形成圆顶罩701，与现有技术相比损耗掉的光变少，从而提高了光提取效率，能高亮度地发光。在此，一般采用1个半导体发光元件104时优选圆顶罩701为半球状。另一方面，图7A、图7B所示半导体发光组件101安装有多个半导体发光元件104，但如参照附图能理解的那样，荧光体的圆顶罩701不是半球。这是因为与使用1个的情况相比，在使用多个发光元件时，不将荧光体层制成完全的半球也很少出现光的损耗。使用紫外线的发光元件时也一样不需要取得发光元件与荧光体的色彩平衡，所以能将圆顶罩701的高度压得相对较低。这样，结合装置的设计将圆顶罩701设计成适当的形状，从而能得到最佳的发光组件。
参照表示现有技术的一般荧光体或扩散剂的形成构造的图8，可知与现有技术相比，图7A和图7B所示本例的构造能以荧光体或扩散剂的分布均匀的构造方式来形成，所以能相对防止光的损耗。详细而言，如果是图8所示现有技术的一般荧光体或扩散剂的形成构造的情况，则根据从半导体发光元件所发出的光的方向的不同，荧光体或扩散剂的含有量不同，而难以得到均匀的白色光、扩散光。其结果为向荧光体或扩散剂的含有量多的方向发出的光相应地损耗变大，而作为整体而言提取效率变低。这个参照图8中用虚线所示的光的路径能够理解，如果是现有技术的构造的情况，则有的方向的光必须通过长距离的荧光体或扩散剂。即，对于从半导体发光元件向正上方发出的光和向倾斜方向发出的光而言，很明显穿过含有荧光体的树脂801的距离不同，所以可认为会产生损耗。
为了解决这样的现有技术的不均匀的荧光体或扩散剂引起的问题，在本实施方式中，如图7B所示，用荧光体或扩散剂的树脂形成以半导体发光元件104为中心的圆顶罩701，以便光能与光的被发出的方向无关地穿过均匀的量的荧光体或扩散剂。然而，一般荧光体或扩散剂是混入硅树脂、环氧树脂中而形成的，以半导体发光元件104为中心在平面上以均匀的量形成树脂的圆顶罩701相当困难。
因此，在本实施方式中，通过金属薄板102上的以半导体发光元件104为中心的圆形凸部202，利用树脂的表面张力在该金属薄板102上形成圆顶罩701，从而以半导体发光元件104为中心形成树脂的均匀层，使能光以相同的距离穿过树脂内部。只要能利用树脂的表面张力，该凸部202的尺寸、位置、形状不限，例如能利用冲压加工形成，除此之外还能利用本技术领域中已知的任意方法。图3中的结构也能实现同样的效果。这种情况，在形成图2所示的丝印部(双环部)之际，因为使墨中含有二氧化硅等的粘合剂，所以能实现同样的利用表面张力来形成的圆顶罩。
(本发明的半导体发光组件的效果)
为了确认本发明的效果，使用作为反射板的原材料的全反射率为75％的铝轧制而成的镜面加工品、上述的德国Alanod公司制造的MIRO2和MIRO2-SILVER进行了亮度的测定。图9是表示该测定的结果的图。在此，使用具有同一特性的半导体发光元件104作为LED，用含有荧光体的硅树脂按同一条件形成圆顶罩，并用积分球对全光束进行了测定。参照图9可知与现有技术的铝的轧制品相比，用MIRO2-SILVER能提高到两倍以上的发光效率。使用MIRO2-SILVER时每瓦特的流明值为114流明/W，这是现在的市场平均发光效率的大约1.5倍。这是因为反射板的反射率影响到发光效率。
即，从半导体发光元件发出的光照射到树脂中所含有的荧光体上，原来的光和激发的光在树脂中多次反复反射，所以对反射面的反射率的差异产生极大的影响。参照图10能够理解反射板的反射率越高越能抑制反复反射之后的反射光量的衰减。因此可认为反射光的衰减少能提高发光效率。
图11～图13是表示本实施方式的发光效率的测试结果的图。
接下来，图11～图13所示结果表示由于经年老化发光效率如何进行变化。参照图11～图13，利用高温高湿度试验模拟经年老化时，相对于本实施方式的使用MIRO2-SILVER的半导体组件维持90％的发光效率而言，现有技术的镀银产品低于80％，可知本实施方式的半导体组件能维持初始的发光效率。
本发明涉及大功率的能高亮度发光的半导体发光组件、装置、及其制造方法，采用本发明能提供一种半导体发光组件、装置、及其制造方法，能够在发光元件中使产生的热量进行高效散热来抑制温度上升，从而即使流有大电流也能防止亮度特性的变差而得到高亮度。
(第2实施方式)
图14A和图14B是表示本实施方式的半导体发光组件的一例的构造的主视图和侧视图。本实施方式的半导体组件与上述第1实施方式的相同之处为：同样地在金属薄板102上以围绕半导体发光元件104状形成有成为反射构件的凸部202，半导体发光元件104与印刷电路板103例如利用线201等来连接；不同之处为：如图14B所示，覆盖金属薄板102的印刷电路板103和凸部202的间隙部分上设有高反射涂料部1401。
即，在第1实施方式中在空出凸部202位置的状态的印刷电路板103形成为层叠在金属薄板102上，而如参照图14B所示侧视图能够理解那样，这样的构造上，凸部202比印刷电路板103低一些，凸部202与印刷电路板103之间还产生有一些间隙。对于在从半导体发光元件104发出的光中来到该间隙部分的光而言，如果在该部分不做任何处理，则最差的情况为：有可能来到这的光完全利用不上，或只能利用仅仅一小部分。
在本实施方式中，在这样的间隙部分中配置高反射涂料而形成高反射涂料部1401，能使来到该高反射涂料部1401的光没有浪费地全部反射而提高反射效率。作为在本实施方式中所使用的涂料，例如能使用太阳油墨制造株式会社制造的PHOTOFINER PSR-4000LEW1/CA-40LEW1，但不限于此，能使用本技术领域中已知的任意具有高反射特性的涂料。图17表示PHOTO FINER PSR-4000LEW1/CA-40LEW1的各波长的反射率的测定值。是条件为在铜板上直接涂敷成膜厚23μm时的测定值。参照图17可知，在本实施方式中相对于假定的波长范围的光而言的大部分反射率在82％以上，具有良好的反射特性。如上述那样，在间隙部分中，除了能使用特定的市场贩卖的涂料之外，还能使用在杂化树脂中配合适当份量的白色氧化钛来作为高反射涂料。
像这样的高反射材料例如与上述的第1实施方式的一样，在形成凸部202并层叠了印刷电路板103之后，能使用利用冲压(转印)、分配器进行涂敷等本技术领域中已知的方法，但考虑到成本优选冲压。还能利用喷墨进行涂敷，能利用各种结合了成本、使用环境的适当的方法来进行涂敷。像这样在冲压或涂敷了高反射涂料之后配置半导体发光元件104并连接线201。此后的制造工序与第1实施方式的相同。另外，如参照图14B所示侧视图能理解的那样，由于表面张力等，完成后的高反射涂料部形成适度的凹陷，成为容易将光向上方反射的形状。实际上对有高反射涂料1401的情况与没有高反射涂料1401的情况进行亮度测试，相对于没有高反射涂料部1401的半导体发光组件为5.3流明而言，具有高反射涂料部1401的半导体组件为7.3流明。
接下来，对高反射涂料的涂敷方法的其他例进行说明。图18A和图18B是表示本实施方式的半导体发光组件的另一例的构造的主视图和侧视图。在本实施例中也在间隙部分中配置高反射涂料这点与上一实施例相同。如图18B的高反射涂料部1801那样通过形成凸状的涂料部，能得到与图14B所示那样的凹状的高反射涂料部1401相比同等的反射效率。
如以上说明的那样，通过在凸部202与印刷电路板103的接触部分上使用高反射涂料，能不浪费来到该部分的光地利用高反射率取得高的照明度。
(第3实施方式)
图15A和图15B是表示本实施方式的半导体发光组件的一例的构造的主视图和侧视图。本实施方式的半导体发光组件与上述第2实施方式的相同点为在覆盖金属薄板102的印刷电路板103的开口部的端部上设有高反射涂料1501；与第2实施方式的不同点为在金属薄板102上没有呈围绕半导体发光元件104而成为反射构件的凸部202。
即，在第2实施方式中将空出凸部202位置的状态的印刷电路板103层叠形成在金属薄板102上，凸部202的倾斜面发挥反射板的作用来提高反射率，另一方面参照图14B所示的侧视图可知，高反射涂料部1401顶多不过是担当这样的反射板构造的辅助作用。在本实施方式中，不是在凸部上而是在金属薄板102的平面部分上形成高反射涂料部1501，所以成为相对近似于反射板的形状。
在本实施方式中能提供利用这个而即使没有凸部也能得到高反射率的半导体发光组件。作为在本实施方式中使用的涂料例如能使用太阳油墨制造株式会社制造的PHOTO FINERPSR-4000LEW1/CA-40LEW1，但不限于此，能使用本技术领域中已知的任意具有高反射特性的涂料。如在上述第1实施方式中所说明的那样，在本实施方式中最终能使用荧光体等作为封入材料，所以没有像第1和第2实施方式那样的凸部202也能取得一定的发光效果。如上述那样也能在间隙部分中，除了可使用特定的市场贩卖的涂料之外，还可以使用在杂化树脂中配合适当分量的白色氧化钛来作为高反射涂料。
像这样的高反射材料例如与上述的第2实施方式的不同，在没有形成凸部202地层叠了印刷电路板103之后，能使用利用冲压(转印)、分配器进行涂敷等本技术领域中已知的方法，但考虑到成本优选冲压。还能利用喷墨进行涂敷，能利用各种结合了成本、使用环境的适当的方法来进行涂敷。像这样在冲压或涂敷了高反射涂料之后配置半导体发光元件104并连接线201。此后的制造工序与第1实施方式的相同。
接下来，与第2实施方式相同，对高反射涂料的涂敷方法的其他例进行说明。图19A和图19B是表示本实施方式的半导体发光组件的另一例的构造的主视图和侧视图。在本实施例中也在间隙部分中配置高反射涂料这点与上一实施例相同。如图19B的高反射涂料部1901那样通过形成凸状的涂料部，能得到与图15B所示那样的凹状的高反射涂料部1501相比同等的反射效率。
如以上说明的那样，通过在印刷电路板103的开口部的端部上使用高反射涂料，能以不设凸部的方式不浪费来到该部分的光地以更低的成本以高反射率取得高的照明度。实际上利用第2实施方式的半导体发光组件和本实施方式的发光组件进行亮度的比较时得知两者几乎完全没有差别。
(第4实施方式)
图6是本实施方式的半导体发光组件的俯视图。本实施方式的半导体发光组件不是像上述第1实施方式那样的阵列状的一列，而是如图6所示那样形成多列的面状的发光二极管组件的模式。即，用一块印刷电路板103将6块金属薄板102连接成一列的组件列，通过用连接部601将并排排列的多个该组件列连接从而形成平面形状。
通过这样形成半导体组件，不仅能作为平面的高亮度组件，还能通过使横向连接金属薄板102的连接部601部分弯曲而制成仿曲面的光源组件。
另外，通过将像这样用连接部601连接了的多块金属薄板和多块印刷电路板粘贴成点阵状，例如能防止由采用热固化性的粘接剂接合的情况的热膨胀率的不同而引起的弯曲。在制成本实施方式那样的点阵状的组件之后，还能在连接部601处切割开还原成第1实施方式的阵列状的组件。采用这样的制法、构造，能提供更低成本的半导体发光组件。
(第5实施方式)
图20A和图20B是表示本实施方式的半导体发光组件的一例的构造的主视图和侧视图。本实施方式的半导体组件与上述第2和第3实施方式在覆盖金属薄板102的印刷电路板103的开口部的端部上设有高反射涂料部1501等方面的基本构造相同，不同点为又设有围绕包括半导体发光元件在内的发光部整体的坝2001。
即，因为通过第2和第3实施方式的高反射涂料部1401等能利用从间隙漏掉的光，所以能得到较高的反射率，在本实施方式中通过在此基础上在圆顶罩701的周围设有高反射涂料的坝2001，能进一步活用在圆顶罩701的周缘部漏掉的光。坝2001能使用上述的高反射涂料，采用高反射涂料部1401等同样的方法形成，或能使用本技术领域中已知的任意方法来形成。
像这样，在形成了坝2001之后，能与上述的任意一种实施方式同样地封入树脂而制成组件。
另外，虽然在图20B中仅形成与第1实施方式同样的较低的圆顶罩，但是在使用透明树脂的单色发光产品的情况，如图21所示，如果形成有坝2001则其后封入树脂时通过表面张力能形成图21所示的圆顶罩2101那样的相对较高的圆顶罩。通过像这样形成较高的圆顶罩能操作光的指向性。在此，作为树脂使用环氧树脂、硅树脂等，但使用环氧树脂、硅树脂、或透光性的粘接剂来固定树脂成形品也能取得同样的效果。但是，只用含有荧光体的树脂形成圆顶罩时，只是扩散光，光的指向特性的操作的效果小，但像这样的白色发光时，可以利用含有荧光体的树脂封闭到现有技术中的高度为止，在其上表面再使用透明树脂形成圆顶罩，从而进行指向特性的操作。另外，使用铸造外壳等也能形成圆顶罩。
此外，还能用图22所示的导光板2201来取代高圆顶罩2101。即，如图22所示，利用高反射涂料(树脂)形成凸状的坝2001之后进行树脂封闭(含有荧光体)301，从而能使射向相对于现有技术的电路板而言的水平方向的光朝向垂直方向。由此，能减少例如光入射到导光板等上情况的损耗光。
另外，还能使用图23所示的蒸镀银的反射镜2301来代替导光板2201。即，如图23所示，在利用高反射涂料(树脂)形成了凸状坝之后，进行树脂封闭(含有荧光体)，如果与例如蒸镀银的反射镜2301等组合来聚光，则因为能缩小发光点所以与现有技术的树脂圆顶罩相比能缩小反射镜2301的内径，由此易于聚光设计。另外，在与现有技术的蒸镀银的反射镜2301等的导电性的零件组合使用时，为达到与印刷电路板上的电路图案绝缘的目的，粘贴绝缘片状体，或使现有技术的蒸镀银的反射镜等与印刷电路板之间保持足够的间隙，所以存在工时、材料费的增加、损耗光的发生等问题。但是，像本实施方式那样，凸状坝2001为绝缘材料，所以没有必要留过大的间隙，能不花费不必要的成本就实现高效的光提取。
如以上那样，采用本实施方式能够期待取得比上述实施方式的反射率更高的反射率，而实际中的测试结果如下，相对于采用图14B的形状的组件的亮度为如上述的7.3流明而言，采用图20B的例子取得了8.0流明的亮度。
产业上的可利用性
本发明能提供一种半导体发光组件及其制造方法，包括：高反射板，各半导体发光元件与其表面接触并配置在其表面；电路板，其覆盖反射板表面的除了各半导体发光元件及各半导体发光元件附近之外的任意部分，且与各半导体发光元件电连接并成为提供电力的电极，其面积比高反射板的面积小，以便使高反射板的一部分暴露，该半导体发光组件能维持较高的反射率、提高光提取效率、高亮度发光并能实现轻量薄型化。

Claims (5)

1.一种半导体发光装置，其特征在于，包括：半导体发光组件和散热板，
该半导体发光组件包括：半导体发光元件；
板件，上述半导体发光元件与其表面接触并配置在其表面；
电路板，其与上述半导体发光元件电连接并提供电力，该电路板对上述板件表面的除了第一部分之外的任意第二部分进行覆盖，以便使上述板件的表面中除了第二部分以外的部分暴露，其中，上述第一部分为上述半导体发光元件及上述半导体发光元件附近所对应的部分，
该散热板具有夹持部，该夹持部对上述板件的表面中除了上述第二部分以外的暴露的部分和上述板件的背面进行夹持，通过该夹持部，使上述半导体发光组件与上述散热板接触。
2.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于，
通过在上述板件的表面形成有高反射膜来反射由上述半导体发光元件发出的光。
3.一种半导体发光装置，其特征在于，包括：半导体发光组件和散热板，
该半导体发光组件包括：多个半导体发光元件；
多块板件，上述各半导体发光元件与其表面接触并配置在其表面；
一块电路板，其与各半导体发光元件电连接并提供电力，该电路板对上述多块板件的各表面的除了第一部分之外的任意第二部分进行覆盖，以便使上述各板件的表面中除了第二部分以外的部分暴露，其中，上述第一部分为上述各半导体发光元件及上述各半导体发光元件附近所对应的部分，
该散热板具有夹持部，该夹持部对上述板件的表面中除了上述第二部分以外的暴露的部分和上述板件的背面进行夹持，通过该夹持部，使上述半导体发光组件与上述散热板接触。
4.根据权利要求3所述的半导体发光装置，其特征在于，
上述多块板件呈阵列状配置，该呈阵列状沿纵向配置的多块板件的宽度比上述一块电路板的宽度宽。
5.根据权利要求3所述的半导体发光装置，其特征在于，
通过在上述板件的表面形成有高反射膜来反射由上述半导体发光元件发出的光。
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