CN102468410B - 发光装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光装置及其制造方法。该发光装置(10)在绝缘性的基材(1)上具有一对导电图案(2a、2b)、与该一对导电图案(2a、2b)电连接的发光元件(3)、设置在该发光元件的周围且覆盖上述一对导电图案(2a、2b)的一部分的树脂(5)，上述一对导电图案(2a、2b)分别从被上述树脂(5)覆盖的树脂覆盖部朝向上述基材(1)的外缘延伸，在上述一对导电图案(2a、2b)的至少上述树脂覆盖部具有沿着上述导电图案(2a、2b)的延伸方向较长的形状的、暴露了上述基材(1)的表面的贯通孔(6a、6b)。

Description

发光装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种利用光反射性树脂覆盖发光元件的侧面的发光装置及其制造方法。
背景技术
发光二极管(LightEmittingDiode：LED)、激光二极管(LaserDiode：LD)等半导体发光元件被用作各种光源。特别是近年来，作为替代荧光灯的照明用光源，作为功耗更低且使用寿命长的新一代照明，发光二极管备受关注，要求进一步提高发光输出及改善发光效率。另外，还要求像汽车的前照灯等投光器、投光照明那样，具有高亮度且具有特定的配光分布、例如被称作朗伯(Lambertian)的半球状的配光分布的光源。为了控制配光分布，提出了利用光反射构件覆盖发光元件的侧面的发光装置。
作为这种发光装置，例如提出了日本特开2007-19096号公报所述的发光装置900，图12中示出了该发光装置900的剖面图。发光装置900由LED元件901和安装有该LED元件901的陶瓷制的壳体904构成。壳体904在光出射侧开口，在开口内部载置LED元件901。而且，在壳体904内填充有含有光反射颗粒的涂敷材料903，LED元件901的除了光出射面之外的外表面区域被利用该涂敷材料903覆盖。
此外，在成形的涂敷材料903的外表面上及在光出射面上，配置有片状的荧光体层902。荧光体层902由含有YAG(YttiumAluminiumGarnet：钇铝石榴石)等荧光体的树脂构成，该YAG等荧光体接收来自LED元件901的放射光(蓝色光)而被激发，从而放射波长转换光(黄色光)。而且，荧光体层902构成为覆盖LED元件901的光出射面整体，而且在光出射侧具有暴露的发光面。由此，来自LED元件901的一次光(蓝色光)和转换了该一次光中的一部分光的波长而得到的二次光(黄色光)混合，能够从发光面获得白色光。
另外，在WO2009/069671及日本特开2009-218274号公报中提出了将发光元件安装在平坦的基板上的发光装置。图13中示出了WO2009/069671所述的发光装置910。发光装置910在发光元件912的上表面上具有含有荧光体的透光性构件913，该荧光体转换来自发光元件912的光的波长，发光元件912及透光性构件913的侧面被光反射性材料914覆盖。
另外，在日本特开平05-29665号公报及日本特开2009-182307号公报中提出了利用白色树脂形成包围发光元件的框、向该框内填充透明密封树脂的发光装置。
如上所述，在日本特开2007-19096号公报、WO2009/069671、日本特开2009-218274号公报、日本特开平05-29665号公报、日本特开2009-182307号公报中提出了形成覆盖发光元件的侧面的光反射性树脂的方法。
但是，如日本特开2007-19096号公报所述，当在散热性良好的陶瓷制的壳体上设置开口、向开口内填充光反射性树脂时，需要通过去除陶瓷片的一部分等来形成开口。由此工序增加，而且在陶瓷上形成开口时的加工精度并不良好，因此有时导致成品率降低、成本增大。
另外，在WO2009/069671及日本特开2009-218274号公报中提出了不设置开口而在平坦的基板上形成光反射性树脂的方法，但是生产率并不高。例如，当利用与基板相同的材料形成用于阻挡光反射性树脂的框体时，与上述日本特开2007-19096号公报相同地存在有导致成品率降低、成本增大的情况。另外，当采用使用框体来成形光反射性树脂、之后去除框体的方法时，在去除框体时，存在光反射性树脂的一部分与框体一起从基板上剥离下来的情况。
另外，在上述日本特开2007-19096号公报、WO2009/069671、日本特开2009-218274号公报、日本特开平05-29665号公报、日本特开2009-182307号公报中提出了用于使电流流向被白色树脂覆盖的发光元件或被白色树脂包围的发光元件的导电图案，但是电阻并不足够低、白色树脂与基板之间的密合性并不充分。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够抑制在其表面上形成有导电图案的基材与局部覆盖该基材的树脂之间的密合性降低、并且能够降低电阻的新的发光装置及其制造方法。
为了达到上述目的，本发明的发光装置在绝缘性的基材上具有一对导电图案、与该一对导电图案电连接的发光元件、设置在该发光元件的周围且覆盖上述一对导电图案的一部分的树脂，上述一对导电图案分别从被上述树脂覆盖的树脂覆盖部朝向上述基材的外缘延伸，上述一对导电图案的至少上述树脂覆盖部具有沿着上述导电图案的延伸方向较长的形状的、暴露了上述基材的表面的贯通孔。
上述发光装置能够组合以下技术特征。
上述贯通孔的一部分从上述树脂覆盖部暴露。
上述贯通孔在上述各导电图案上设有多个。
上述贯通孔是以上述导电图案的延伸方向为长边方向的大致长方形状。
上述一对导电图案的宽度大于上述发光元件的宽度。
上述基材是陶瓷基板。
另外，本发明的发光装置的制造方法具有：在基材上形成一对导电图案的导电图案形成工序，该一对导电图案从用于连接发光元件的发光元件连接部朝向上述基材的外缘延伸，而且具有沿着该延伸方向较长的形状的、暴露了上述基材的表面的贯通孔；在上述一对导电图案的上述发光元件连接部上电连接发光元件的发光元件连接工序；在上述发光元件的周围以横越上述贯通孔的方式喷出线状的第1树脂、形成包围上述发光元件的树脂框的树脂框形成工序。
上述发光装置的制造方法能够组合以下技术特征。
在上述树脂框形成工序之后还具有向上述树脂框的内侧填充第2树脂的树脂填充工序。
在上述树脂框形成工序中，以上述贯通孔至少在上述发光元件侧从上述第1树脂暴露的方式形成上述第1树脂。
上述第1树脂是光反射性树脂。
上述第2树脂是粘度低于上述第1树脂的光反射性树脂，在上述树脂填充工序中，上述第2树脂覆盖上述发光元件的侧面。
上述第2树脂是透光性树脂。
采用本发明，能够提供一种能够抑制在其表面上形成有导电图案的基材与局部覆盖该基材的树脂之间的密合性降低、并且能够降低电阻的新的发光装置及其制造方法。
另外，本发明的发光装置的制造方法具有：在载置有发光元件的基材上形成包围上述发光元件的框状的第1光反射性树脂的第1光反射性树脂形成工序；向上述第1光反射性树脂与上述发光元件之间填充粘度低于上述第1光反射性树脂的第2光反射性树脂、利用上述第2光反射性树脂覆盖上述发光元件的侧面的第2光反射性树脂填充工序；在上述第2光反射性树脂填充工序之后还具有使上述第1光反射性树脂与上述第2光反射性树脂固化的树脂固化工序。
上述发光装置的制造方法能够组合以下技术特征。
上述第1光反射性树脂及上述第2光反射性树脂由相同的树脂材料构成。
在上述第1光反射性树脂形成工序中，以其高度与上述发光元件的上表面大致相同或者比上述发光元件的上表面低的方式形成上述第1光反射性树脂，在上述第2光反射性树脂填充工序中，以上述发光元件的上表面从上述第2光反射性树脂暴露的方式填充上述第2光反射性树脂。
在上述发光元件上配置有透光性构件，在上述第2光反射性树脂填充工序中，以上述发光元件及上述透光性构件的侧面被上述第2光反射性树脂覆盖、并且上述透光性构件的上表面从上述第2光反射性树脂暴露的方式填充上述第2光反射性树脂。
在上述第1光反射性树脂形成工序中，以其高度与上述透光性构件的上表面大致相同或者比上述透光性构件的上表面低的方式形成上述第1光反射性树脂。
上述透光性构件含有荧光体。
上述第1光反射性树脂及上述第2光反射性树脂是使与母材的折射率不同的颗粒分散在该母材中而成的，该母材由透光性树脂构成。
上述第1光反射性树脂的母材是有机硅树脂，上述第2光反射性树脂的母材是粘度低于上述第1光反射性树脂的母材的有机硅树脂。
上述颗粒是AlN、MgF或者包含从由Ti、Zr、Nb、Al、Si构成的组中选择的至少一种元素的氧化物。
采用本发明，在填充第2光反射性树脂之后，使第1光反射性树脂与第2光反射性树脂固化，因此使第1光反射性树脂与第2光反射性树脂形成为一体。由此，能够提供一种能够提高第1光反射性树脂与第2光反射性树脂之间的密合力、而且能够提高第1光反射性树脂及第2光反射性树脂与基材之间的密合力、能够抑制各构件剥离、能够低价格制造可靠性提高了的发光装置的发光装置制造方法。
从下面结合附图所做的具体说明，将使本发明的上述目的和其他目的以及本发明的特征变得更加明显。
附图说明
图1是表示实施方式1的发光装置的示意性立体图。
图2是表示实施方式1的发光装置的示意性俯视图。
图3是图2的A-A线示意性剖面图。
图4是说明实施方式1的发光装置的制造方法的示意性剖面图。
图5是说明实施方式1的发光装置的制造方法的示意性剖面图。
图6是说明实施方式1的发光装置的制造方法的示意性俯视图。
图7是说明实施方式1的发光装置的制造方法的示意性俯视图。
图8是表示实施方式2的发光装置的示意性剖面图。
图9是表示实施方式3的发光装置的示意性俯视图。
图10是表示实施方式4的发光装置的示意性剖面图。
图11是表示实施方式4的发光装置的示意性俯视图。
图12是表示以往的发光装置的示意性剖面图。
图13是表示以往的发光装置的示意性剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的优选实施方式。各附图是示意图，存在有图中所示的配置、尺寸、比例、形状等与实际不同的情况。另外，在各实施方式中使用了与其他实施方式相同的附图标记的构件表示相同或相对应的构件，有时省略说明。
在本说明书中，“上”、“下”这样的用语也用作表示发光装置的光出射侧及与其相反的一侧的用语。例如，“上方”是指发光装置的光出射的方向，“下方”是指与其相反的方向。另外，“上表面”是指处于发光装置的光出射的一侧的面，“下表面”是指与其相反的一侧的面。
实施方式1
图1～图3是表示本发明的实施方式1的发光装置10的示意图。图1是示意性立体图，图2是示意性俯视图，图3是图2的A-A线的示意性剖面图。发光装置10在基材1上具有发光元件3、设置在发光元件3的上表面上的透光性构件4、覆盖发光元件3及透光性构件4的侧面的光反射性树脂5。透光性构件4的从光反射性树脂5暴露的上表面是发光装置的发光面4a，光从发光面4a射出。在发光装置10中，导电图案2a、2b的从光反射性树脂5延伸、暴露的部分能够用作与外部电源相连接的外部连接部，经由凸块(bump)8a、8b向发光元件3及保护元件7供给电流。
在基材1的表面设有正负一对导电图案2a、2b，在导电图案2a、2b的每一个上设有暴露了基材1的贯通孔6a、6b。贯通孔6a、6b是沿着导电图案2a、2b的延伸方向较长的形状、即在本实施方式中沿着基材1的长边方向较长的形状，其一部分被光反射性树脂5覆盖，在贯通孔6a、6b内，基材1的表面与光反射性树脂5相接触。另外，在基材1之上设有被埋设在光反射性树脂5内的齐纳二极管等保护元件7。在本实施方式中，发光元件3及保护元件7是在同一面侧形成正电极与负电极、将形成有这些电极的面安装在基材上的倒装(facedown)元件，利用Au等的凸块8a、8b倒装法(flipchip)安装在基材1表面的导电图案2a、2b上。
制造方法
使用图4～图7说明本实施方式的发光装置10的制造方法。图4及图5是说明本实施方式的发光装置的制造方法的示意性剖面图，图6及图7是说明本实施方式的发光装置的制造方法的示意性俯视图。
首先，如图4的(a)、图6的(a)所示，在基材1上形成正负一对导电图案2a、2b。在本实施方式中，如图6的(a)所示，负极侧的导电图案2a与正极侧的导电图案2b从用于载置发光元件3的基材1的中央部朝向外缘延伸，构成与外部电源相连接的外部连接部。通过将导电图案2a、2b设为具有较宽的宽度，能够高效地使来自外部电源的电流流向发光元件3，优选将导电图案2a、2b的宽度设为比发光元件3的宽度宽。另外，如图6的(a)所示，在导电图案2a、2b之间设有中继用的导电图案2c，由此，倒装法安装的4个发光元件串联连接。
接着，如图4的(b)、图6的(b)所示，利用凸块8a、8b将发光元件3及保护元件7倒装法安装在导电图案2a、2b上。4个发光元件3呈一列配置，如上所述借助导电图案2a、2b、2c串联连接。
接着，如图4的(c)、图6的(c)所示，在发光元件3的上表面上粘接透光性构件4。发光元件3与透光性构件4能够借助粘接材料(未图示)相粘着。该粘接材料优选能够向透光性构件4侧有效地引导来自发光元件3的出射光、能够光学连结两构件的材质，例如使用有机硅树脂等透光性粘接材料。另外，发光元件3与透光性构件4的粘着也能够采用由热压接实现的结晶接合(日文：結晶接合)等。
另外，这样，当发光元件3借助凸块等导电构件倒装法安装在形成在基材1上的导电图案(镀金属)上时，优选在基板的发光元件安装部与发光元件之间的间隙处配置填底材料(未图示)。由此，能够吸收由发光元件与基板的热膨胀率之差引起的应力，或者能够提高散热性。填底材料使用像白色树脂那样具有光反射性的构件，从而能够反射从发光元件向基板方向射出的光，能够提高光通量。
当填底材料使用弹性或线膨胀低于在后面的工序中覆盖这些填底材料地形成的第2光反射性树脂5b的材料时，由于能够缓和发光元件与基板的接合部处的树脂膨胀收缩应力，提高电连接可靠性，因此是优选的。这种填底材料优选为例如JIS-A硬度(橡胶硬度)10以下。在该情况下，优选采用下述结构，即，第2光反射性树脂5b使用机械强度高的材料，以填底材料未暴露于外部的方式利用第2光反射性树脂5b完全覆盖填底材料。由此，能够确保发光元件3及填底材料部分的对于外部应力的耐久性。另外，当像这样将填底材料与第2光反射性树脂5b设为不同的材料时，优选在填充第2光反射性树脂5b之前使填底材料固化。由此，能够防止彼此的树脂相互混合，因此不会损坏彼此的树脂的性能。
接着，如图5的(a)、图7的(a)所示，形成包围发光元件3及保护元件7的框状的第1光反射性树脂5a(第1树脂)。第1光反射性树脂5a例如能够使用在空气压力的作用下能够连续地或呈点状地喷出液体树脂的树脂喷出装置来形成。第1光反射性树脂5a优选以横越贯通孔6a、6b的方式形成。由此，在贯通孔6a、6b的内侧暴露的基材1与第1光反射性树脂5a能够相接触，能够提高第1光反射性树脂5a与基材1之间的密合性。优选在贯通孔6a、6b内暴露的基材1的表面也与填充在由第1光反射性树脂5a构成的框的内侧的树脂(第2光反射性树脂5b)相接触，另外，考虑到制造时的偏差，优选第1光反射性树脂5a的形成位置在贯通孔6a、6b的中心附近或比其靠基材1的外缘侧。
第1光反射性树脂5a优选以其高度与成为出射光的发光面的透光性构件4的上表面相同的程度或者比透光性构件4的上表面低的方式进行形成。通过如此进行形成，能够利用在后面的工序中形成的低粘度的第2光反射性树脂5b的攀爬来覆盖发光元件3与透光性构件4的侧面，能够抑制第2光反射性树脂5b爬上透光性构件4的上表面而阻挡光出射这样的情况。另外，当欲较高地形成第1光反射性树脂5a时，树脂量增多且宽度也变大，因此基于该观点，也优选第1光反射性树脂5a的高度设为与透光性构件4的上表面相同的程度或者比透光性构件4的上表面低。这样，优选第1光反射性树脂5a的高度设为与发光装置的发光面相同的程度或者比发光装置的发光面低。另外，第1光反射性树脂5a的高度设为覆盖发光元件3及透光性构件4的第2光反射性树脂5b不会溢出的程度。优选设为从基材1的表面或导电图案2a、2b到发光面4a的高度的一半以上。
通过增大第1光反射性树脂5a的粘度，能够抑制宽度增大而使其高度较高，但是另一方面，当粘度增高时，生产率降低。特别是当通过使用树脂喷出装置喷出液体树脂来形成第1光反射性树脂5a时，是通过使喷出的树脂的起点与终点重叠来形成框的，当树脂的粘度较高时，在重叠部分残留有间隙，或者在重叠处产生了高度差。第1光反射性树脂5a的粘度设为例如如图5的(a)所示那样剖面形状为大致半圆形状、其底部(日文：裾野)在基材1上润湿扩展的程度。
在使第1光反射性树脂5a固化之前，如图5的(b)、图7的(b)所示，向由第1光反射性树脂5a构成的框的内侧填充粘度低于第1光反射性树脂5a的第2光反射性树脂5b(第2树脂)。如图5的(b)所示，第2光反射性树脂5b覆盖发光元件3及透光性构件4的侧面，将从第2光反射性树脂5b暴露的透光性构件4的上表面作为发光装置10的发光面4a。另外，以第2光反射性树脂5b的表面中的最低部分成为与第1光反射性树脂5a的高度相同的程度或者比第1光反射性树脂5a的高度低的方式填充第2光反射性树脂5b，使得第2光反射性树脂5b不会从第1光反射性树脂5a的框溢出。第2光反射性树脂5b的填充量调整为大致完全覆盖发光元件3及透光性构件4的侧面的程度。也取决于各构件的表面状态、第2光反射性树脂5b的粘度，例如设为从基材1的表面或导电图案2a、2b到发光面4a的高度的一半以上。为了防止漏光，特别优选在作为发光源的发光元件3的侧面较厚地形成第2光反射性树脂5b。因此，优选将第1光反射性树脂5a形成为至少比发光元件3的上表面高，调整第2光反射性树脂5b的填充量，以使第2光反射性树脂5b的表面中的最低部分高于发光元件3的上表面。
另外，为了防止由保护元件7吸收光，而使保护元件7完全被第2光反射性树脂5b覆盖。此时，优选形成为发光元件3附近、保护元件7附近等与正负一对导电图案2a、2b相对的部分被第1光反射性树脂5a与第2光反射性树脂5b覆盖，由此能够防止由灰尘的附着等导致的短路。
第2光反射性树脂5b为了可靠地覆盖发光元件3及透光性构件4的侧面而选择粘度低于第1光反射性树脂5a的树脂材料。当作为构成光反射性树脂的树脂仅使用高粘度的树脂时，难以沿着发光元件3、透光性构件4的侧面攀爬，而难以完全覆盖侧面。另一方面，当仅使用低粘度的树脂时，树脂的底部不必要地扩展，导致发光装置的尺寸增大。另外，当为了防止该情况而使用阻挡树脂的模具时，在脱模时树脂被拉拽，存在有树脂从基材上剥离下来的情况。因此，在本实施方式中，作为第1光反射性树脂5a使用高粘度的树脂，作为第2光反射性树脂5b使用低粘度的树脂。通过将第1光反射性树脂5a设为粘度高于第2光反射性树脂5b的树脂，即使在树脂固化前，也能够作为阻挡粘度低的第2光反射性树脂5b的堤坝(dam)发挥作用。其中，粘度能够根据例如成为母材的树脂自身的粘度来调整。在该情况下，对于母材所含有的填料而言，最好在第1光反射性树脂5a和第2光反射性树脂5b中使用相同的材料。
在填充第2光反射性树脂5b之后，如图5的(c)、图7的(c)所示，使第1光反射性树脂5a与第2光反射性树脂5b固化，形成为光反射性树脂5。第1光反射性树脂5a与第2光反射性树脂5b如上所述地密合形成在同一基材1上，因此能够在同一工序中进行固化。优选这些树脂大致同时固化，但是固化开始和完全固化也可以不同时。由此，在第1光反射性树脂与第2光反射性树脂的边界未形成界面，而是形成为一体。由此，能够提高第1光反射性树脂与第2光反射性树脂之间的密合力，能够抑制剥离，因此能够获得可靠性提高了的发光装置。优选作为第1光反射性树脂5a与第2光反射性树脂5b的母材使用固化条件实质上相同的树脂，使得第1光反射性树脂5a与第2光反射性树脂5b在同一条件下固化。
以下，说明本实施方式中的发光装置10的各构件及构造。
基材1
作为基材1，能够列举出由环氧玻璃树脂、环氧玻璃树脂以外的其他树脂、陶瓷等绝缘性构件构成的基板。另外，也可以是形成为绝缘构件的金属，亦可以是在金属构件上形成有绝缘构件的基材。特别是在本实施方式中，能够利用第1光反射性树脂5a形成框，向其内侧填充第2光反射性树脂5b、其他树脂，因此优选基材1为平板状的基板。另外，优选在其表面上能够形成用于与发光元件3相连接的导体布线(导电图案)材料，作为这种材料，优选由耐热性及耐气候性高的陶瓷构成。作为陶瓷材料，优选为氧化铝、氮化铝、多铝红柱石等。另外，基于与光反射性树脂5之间的密合性这一点，也优选使用陶瓷材料，优选使用陶瓷基板。陶瓷材料与由金属材料构成的导电图案相比，与光反射性树脂5之间的密合性较高，而且与光反射性树脂5的热膨胀系数差较小，因此能够缓和热应力。由此，发光装置的密封气密性提高，防止了由温度循环时的热应力引起的光反射性树脂剥离，能够期待提高发光装置的可靠性。另外，基材1为了适当地释放来自发光元件3的热量，优选热导率为150W/m·K以上。
另外，在本实施方式中，在基材1上安装有4个发光元件3，但是发光元件3的安装个数并不限定于此，根据期望的发光装置的大小、所需的亮度，能够适当地进行变更。
导电图案2a、2b
正负一对导电图案2a、2b以从被光反射性树脂5(树脂)覆盖的树脂覆盖部朝向基材1的外缘延伸的形状形成在基材1上。通过将导电图案2a、2b设为具有较宽的宽度，能够使来自外部电源的电流高效地流向发光元件3，优选设为比发光元件3的宽度宽的宽度。作为导电图案2a、2b的材料，选择能够形成在基材1表面上、能够用作发光装置的正极及负极的材料。例如，使用与凸块相同的Au。导电图案2a、2b能够利用电解镀、化学镀、蒸镀、溅镀(sputtering)等来形成。另外，本实施方式的导电图案2a、2b从被光反射性树脂5覆盖的树脂覆盖部朝向基材1的外缘延伸，在大致到达基材1的外缘的位置，进一步沿着基材1的外缘连续地延伸。由此，能够大面积地形成用于与外部电源相连接的外部连接部，能够形成易于与外部电源相连接的发光装置。另外，导电图案2a、2b所使用的金属材料易于反射外部光，因此如图2所示，优选从光反射性树脂5暴露的导电图案2a、2b的在图2中的下端的位置与发光面4a的在图2中的下端的位置大致相同。由此，在比图2中的发光面4a的下端靠下侧位置，能够抑制来自外部光的反射，能够获得期望的照射图案。
贯通孔6a、6b
在导电图案2a、2b上分别设有沿着导电图案2a、2b的延伸方向较长的形状的、暴露了基材1的贯通孔6a、6b。导电图案2a、2b的延伸方向是导电图案2a、2b从被光反射性树脂5覆盖的树脂覆盖部朝向基材1的外缘延伸的方向，在本实施方式中与基材1的长边方向一致。贯通孔6a、6b例如在形成导电图案2a、2b时能够通过配置规定的掩模图案而形成。贯通孔6a、6b至少设置在被光反射性树脂5覆盖的位置，在贯通孔6a、6b的内侧，基材1与光反射性树脂5相接触。在制造过程中，贯通孔6a、6b形成在用于形成第1光反射性树脂5a的位置，优选形成在用于形成第1光反射性树脂5a及第2光反射性树脂5b这两者的位置。这样，通过以第1光反射性树脂5a与第2光反射性树脂5b这两者覆盖共同的贯通孔6a、6b的方式配置各构件，能够提高第1光反射性树脂5a和第2光反射性树脂5b的与基材1之间的密合性，能够抑制剥离。
光反射性树脂5与导电图案2a、2b(金属)相比，与基材1(特别是树脂、陶瓷)之间的密合性良好，因此通过使基材1的表面从贯通孔6a、6b局部暴露，能够提高基材1与光反射性树脂5之间的密合性，能够抑制光反射性树脂5剥离。而且，由于将贯通孔6a、6b设为沿着导电图案的延伸方向较长的形状，因此在导电图案2a、2b中流通的电流不易受到阻碍，而且，能够增大与光反射性树脂5的粘接面积。另外，通过设置这种贯通孔6a、6b，能够抑制由导电图案2a、2b的宽幅化引起的基材1与光反射性树脂5之间的密合性降低，因此能够较宽地设置导电图案2a、2b，能够获得电流易于流通、电阻低的发光装置。
贯通孔6a、6b优选设为在与导电图案2a、2b的延伸方向大致平行的方向上较长的形状，进一步优选如图2所示设为以导电图案2a、2b的延伸方向为长边方向的大致长方形状。另外，如图7的(a)所示，优选贯通孔6a、6b设为在与框状的第1光反射性树脂5a的延伸方向垂直的方向上较长的形状。贯通孔6a、6b的短边方向的宽度只要是至少基材1与光反射性树脂5在贯通孔6a、6b内能够接触的程度即可，优选设为较窄的宽度以不易阻碍电流在导电图案2a、2b中的流通。贯通孔6a、6b的短边方向的宽度能够设为小于发光元件3的宽度，而且，能够设为小于第1光反射性树脂5a的宽度。另外，优选贯通孔6a、6b的短边方向的宽度设为导电图案2a、2b的配置有贯通孔6a、6b的部分的宽度的5％～20％左右，当配置多个时，优选将多个贯通孔6a的宽度总和设为导电图案2a的一半以下，进一步优选设为20％～40％左右。通过设置多个这种贯通孔6a、6b，能够以不阻碍电流流通的方式增大基材1与光反射性树脂5之间的粘接面积，能够提高基材1与光反射性树脂5之间的密合力。优选多个贯通孔6a、6b以大致相同的间隔进行配置，优选在正负一对导电图案2a、2b上分别相同地配置相同的数量。例如，在本实施方式中，如图6的(a)所示，在正负一对导电图案2a、2b上分别各设有4个贯通孔6a、6b。
发光元件3
作为发光元件3，优选使用发光二极管。发光元件能够选择任意波长的发光元件。例如，作为蓝色、绿色的发光元件，能够使用采用了ZnSe、氮化物类半导体(InXAlYGa1-X-YN、0≤X、0≤Y、X+Y≤1)、GaP的发光元件。另外，作为红色的发光元件，能够使用GaAlAs、AlInGaP等。而且，也能够使用由除此以外的材料构成的半导体发光元件。所使用的发光元件的组成、发光色、大小、个数等能够根据目的适当地进行选择。当设为具有荧光体的发光装置时，适当地列举有能够发出能够有效地激发该荧光体的短波长的光的氮化物半导体(InXAlYGa1-X-YN、0≤X、0≤Y、X+Y≤1)。根据半导体层的材料、混晶度能够选择各种发光波长。另外，当设有保护元件7时，设置透光性构件4能够使发光面4a比保护元件7的上表面高，利用光反射性树脂5能够完全掩埋保护元件7，因此能够防止由保护元件7进行的光吸收。
本实施方式1的发光元件3是在同一面侧具有正负一对电极的发光元件，一对电极借助凸块8a倒装法安装在基材1的导电图案2a、2b上，与形成有电极的下表面相对的上表面为主要的光出射面。这种发光元件3使用凸块8a、导电糊剂等导电构件与导电图案2a、2b电连接，因此与利用金属线等相连接的正装(faceup)型的发光元件相比，能够增大与导电图案2a、2b的连接面积。由此，较宽地形成的导电图案2a、2b不会阻碍电流，电流能够容易地流向发光元件3。因此，优选发光元件3使用倒装法安装的发光元件、例如在导电图案侧具有正负一对电极的倒装型的发光元件。
发光元件3例如是在透光性的生长用的蓝宝石基板上层叠了氮化物半导体而形成的发光元件，蓝宝石基板成为发光元件3的上表面侧，成为主要的光出射面。另外，也可以去除生长用基板，例如能够通过研磨、LLO(LaserLiftOff：激光剥离)等来进行去除。另外，这种生长用基板并不限定于蓝宝石基板，能够适当地进行变更。另外，发光元件3可以是多个也可以是一个。
透光性构件4
透光性构件4是能够透射并向外部放出从发光元件3射出的光的材料，也可以含有光漫射材料、能够转换所入射的光中的至少一部分光的波长的荧光体。具体而言，例如能够列举出从荧光体的单晶体、多晶体或荧光体粉末的烧结体等荧光体结晶块切出的材料、在树脂、玻璃、无机物等中混合荧光体粉末烧结而成的材料。透光性构件4的厚度并不特别地限定，能够适当地进行变更，例如为50μm～300μm左右。通过在发光元件3的上表面设置透光性构件4，与单纯的发光元件3相比，能够增大从基材1的表面或导电图案2a、2b到发光装置的发光面4a的距离，因此能够抑制光反射性树脂5覆盖发光面4a。
作为与蓝色发光元件适当地组合能够发出白色系的混色光的、波长转换构件所使用的代表性荧光体，例如优选使用YAG(YttriumAluminumGarnet)系、BOS(Bariumortho-Silicate)系等的荧光体等。当为能够发出白色光的发光装置时，根据透光性构件4所含有的荧光体的浓度调整为能够发出白色的光。荧光体的浓度例如为5％～50％左右。透光性构件4的厚度越薄光出射效率越好，但是越薄强度越低，而且从基材1表面到发光面4a的距离变小，因此优选适当地进行调整。而且，通过使用于将含有波长转换构件的透光性构件4与蓝色发光元件接合在一起的粘接材料含有红色荧光体，按照JIS标准，能够成为发出白炽灯光的发光装置。
透光性构件4具有成为来自发光元件的光入射的面的下表面和成为出射来自发光元件的光的面的上表面(在图3中为发光面4a)。透光性构件4的上表面及下表面可以是相互大致平行的平坦面，也可以是在平坦面上具有凹凸形状的构造，亦可以为曲面。例如，透光性构件4也可以是透镜形状，也可以为利用光反射性树脂5覆盖透镜状的透光性构件4的侧面的构造。优选透光性构件4为侧面易被光反射性树脂5覆盖、上表面难以被光反射性树脂5覆盖的板状。
当安装多个发光元件3时，可以在每个发光元件3上接合透光性构件，如图5的(c)所示，也可以在多个发光元件3上接合1个透光性构件4。另外，像后述的图8所示的实施方式2的发光装置20那样，也能够省略透光性构件，将发光元件3的上表面作为发光装置的发光面3a。
光反射性树脂5、第1光反射性树脂5a、第2光反射性树脂 5b
在本实施方式中，光反射性树脂5覆盖发光元件3及透光性构件4的侧面，具体而言，形成包围发光元件3及透光性构件4的周围的框状的第1光反射性树脂5a(第1树脂)，向第1光反射性树脂5a与发光元件3及透光性构件4之间填充第2光反射性树脂5b(第2树脂)，使这些树脂固化而形成光反射性树脂5。此时，至少发光元件3的上表面(光出射面)从光反射性树脂5暴露，从而形成为能够向透光性构件4射入光。光反射性树脂5由能够反射来自发光元件3的光的构件构成，利用发光元件3与光反射性树脂5的界面及透光性构件4与光反射性树脂5的界面向发光元件3及透光性构件4内反射来自发光元件3的光。这样，光在发光元件3及透光性构件4内传播，最终从透光性构件4的发光面4a向外部射出。
优选光反射性树脂5的上表面的高度低于发光装置的发光面4a、即透光性构件4的上表面的高度。从发光面4a射出的光在横向上也具有扩展性。当光反射性树脂5的上表面的高度高于发光面4a的高度时，从发光面4a射出的光碰到光反射性树脂5而被反射，产生了配光偏差。因此，通过用光反射性树脂5覆盖透光性构件4的侧面，并且降低覆盖侧面外周的光反射性树脂5的高度，从而能够将射出的光直接出射到外部，因此是优选的。
作为光反射性树脂5，能够通过使由有机硅树脂、改性有机硅树脂、环氧树脂、改性环氧树脂、丙烯酸类树脂以及包含这些树脂中的至少一种以上树脂的混合树脂等树脂构成的母材含有反射性物质来形成。作为反射性物质的材料，能够使用包含Ti、Zr、Nb、Al、Si中的任意一种元素的氧化物或者AlN、MgF等。优选使用氧化钛(TiO2)。优选使与母材的折射率不同的颗粒分散于母材中来作为反射性物质。光的反射量、透射量因反射性物质的含有浓度、密度而不同，因此最好根据发光装置的形状、大小适当地调整浓度、密度。例如，当为比较小的发光装置时，需要减小第1光反射性构件的壁厚，为了在该薄壁部防止漏光，优选提高反射性物质的浓度。另一方面，在光反射性树脂5的涂布、成形等制造工序中，在反射性物质的浓度提高时存在有制造上的困难的情况下，适当地调整其浓度。例如，优选将反射性物质(颗粒)的含有浓度设为30wt％以上，将其壁厚设为20μm以上。
第1光反射性树脂5a与第2光反射性树脂5b优选分别设为高粘度的树脂与低粘度的树脂，作为其材料，能够使用与上述光反射性树脂5相同的材料。第1光反射性树脂5a的粘度优选为200Pa·s～1200Pa·s，进一步优选为200Pa·s～900Pa·s、350Pa·s～400Pa·s。第2光反射性树脂5b的粘度优选为20Pa·s以下，优选为4Pa·s以上，进一步优选为4Pa·s～8Pa·s。另外，第1光反射性树脂5a的粘度设为比这种第2光反射性树脂5b的粘度大200Pa·s以上，第1光反射性树脂5a与第2光反射性树脂5b的粘度差设为例如400Pa·s左右。另外，由于含有反射性物质，树脂的粘度发生改变。当使第1光反射性树脂5a与第2光反射性树脂5b分别含有约30wt％的氧化钛颗粒时，优选作为第1光反射性树脂5a的母材使用粘度为230Pa·s～270Pa·s的树脂，作为第2光反射性树脂5b的母材使用粘度为2.7Pa·s～5.3Pa·s的树脂。第1光反射性树脂5a与第2光反射性树脂5b优选使用相同的树脂材料，由此，能够提高第1光反射性树脂5a与第2光反射性树脂5b之间的密合性，而且，在实质上能够在同一条件下进行固化。即使是相同的树脂材料，也存在有粘度不同的情况，因此例如作为第1光反射性树脂5a的母材使用高粘度的二甲基硅酮树脂，作为第2光反射性树脂5b的母材使用低粘度的二甲基硅酮树脂。基于耐热性这一点，优选使用有机硅树脂。对于母材所含有的反射性物质等填料而言，在第1光反射性树脂5a与第2光反射性树脂5b中能够使用不同的材料，但优选使用相同的材料。例如，能够将使上述粘度不同的二甲基硅酮树脂分别含有30wt％的氧化钛颗粒而成的材料用作第1光反射性树脂5a及第2光反射性树脂5b。另外，也能够取代第1光反射性树脂5a而使用不含有反射性物质的透光性树脂材料来形成框，向该框的内侧填充第2光反射性树脂5b。但是，当以透光性的第1树脂形成框时，存在有第2光反射性树脂5b中的反射性物质扩散至第1树脂、第2光反射性树脂5b中的反射性物质的浓度降低、第2光反射性树脂5b的反射率降低的情况。因此，框优选设为光反射性树脂(第1光反射性树脂5a)。另外，通过使用光反射性树脂形成框，能够容易地判断导电图案2a、2b的暴露区域与树脂之间的边界，能够容易地确定导电图案2a、2b的能够与外部电源相连接的区域。
实施方式2
图8中示出了本实施方式2的发光装置20的示意性剖面图。本实施方式2的发光装置20与实施方式1的发光装置10的不同之处在于，未设置透光性构件，将发光元件3的上表面作为发光装置的发光面3a。也能够像这样省略透光性构件。
本实施方式2的发光装置20的制造方法除了省略了透光性构件以外能够使用与实施方式1相同的方法。另外，在形成光反射性树脂5时，优选包围发光元件3的第1光反射性树脂的高度设为与发光装置的发光面3a、即发光元件3的上表面相同的程度或者比发光元件3的上表面低。由此，能够利用在后面的工序中形成的低粘度的第2光反射性树脂的攀爬来覆盖发光元件3的侧面，能够抑制第2光反射性树脂爬上发光面3a阻挡光出射的情况。而且，由此能够节约第1光反射性树脂的树脂量。
这样，优选第1光反射性树脂的高度设为与发光装置的发光面相同的程度或者比发光装置的发光面低。通过如此形成，如图8所示，能够使光反射性树脂5的高度比发光面3a低。另外，第1光反射性树脂的高度设为覆盖发光元件3的第2光反射性树脂不会溢出的程度。优选设为从基材1的表面或导电图案2a、2b到发光面3a的高度的一半以上。
实施方式3
图9中示出了本实施方式3的发光装置30的示意性俯视图。本实施方式3的发光装置30与实施方式1的发光装置10的不同之处在于，使正负一对导电图案32a、32b从被光反射性树脂5覆盖的树脂覆盖部朝向基材1的外缘延伸、在大致到达基材1的外缘的位置终止。这样，只要正负一对导电图案以至少能够与外部电源相连接的程度从树脂覆盖部朝向基材的外缘延伸即可。
实施方式4
图10及图11中示出了本实施方式4的发光装置40的示意性剖面图及示意性俯视图。本实施方式4的发光装置40与实施方式1的发光装置10不同之处在于，向框状的第1光反射性树脂5a(第1树脂)的内侧填充透光性的密封树脂9而不是第2光反射性树脂来作为第2树脂。
此时，如图10所示，能够利用透光性的密封树脂9覆盖发光元件3的侧面及上表面。也可以使透光性的密封树脂9含有用于转换发光元件3的发光的波长的荧光体。如图11所示，第1光反射性树脂5a与实施方式1的发光装置10相同地优选以横跨贯通孔6a、6b的方式形成。另外，本实施方式4的发光装置40的制造方法能够使用与实施方式1相同的方法，但是优选在第1光反射性树脂5a固化之后填充透光性的密封树脂9。由此，第1光反射性树脂5a与密封树脂9的边界清晰，能够将第1光反射性树脂5a的表面用作反射来自发光元件3的光的光反射面。第1光反射性树脂5a与密封树脂9如图11所示那样，优选设为覆盖共同的贯通孔6a、6b，由此能够提高第1光反射性树脂5a和密封树脂9的与基材1之间的密合性，能够抑制剥离。也能够取代第1光反射性树脂5a而使用透光性树脂，但是为了向上方高效地出射来自发光元件3的光，优选使用光反射性树脂。另外，通过如此将光反射性树脂形成框使用，能够容易地判断导电图案2a、2b的暴露区域与树脂的边界，能够容易地确定能够与外部电源相连接的区域。
实施例
以下，顺着本发明的制造方法详细说明本发明的实施例。当然，本发明并不仅仅限定于以下所示的实施例。
作为实施例，使用图4～图7所示的方法制造图1～图3所示的发光装置。另外，图1～图7表示单个的发光装置，但在制造时是针对集合基板进行以下工序，最后进行单片化，从而制成单个的发光装置。
首先，准备在表面形成有导电图案2a、2b、2c的基材1。在本实施例中，作为基材1使用平板状的氮化铝基板。基材1是烧结热导率为170W/m·k左右的氮化铝板材而形成的，在其上依次蒸镀Ti、Pt、Au，形成用于与发光元件3电连接的导电图案2a、2b、2c。在正负一对导电图案2a、2b上分别设有贯通孔6a、6b。关于基材1的尺寸，图2中的纵横长度分别为约6.5mm、约12mm，厚度为约1mm。导电图案2a、2b、2c的厚度为约0.9μm，图6的(a)中的配置有贯通孔6a、6b的部分的宽度为约2.2mm。贯通孔6a、6b的宽度为约0.15mm，贯通孔6a、6b的长度为约1mm，贯通孔6a、6b的宽度为导电图案2a、2b的宽度的约6.8％。在导电图案2a、2b上分别等间隔地各配置有4个共计8个相同尺寸的贯通孔6a、6b，4个贯通孔6a的宽度总和为导电图案2a的宽度的约27％。
接着，将发光元件3及保护元件7载置在基材1上。在作为该氮化铝基板的布线的导电图案2a、2b上，使用由Au构成的凸块8a呈一列配置、倒装法安装4个发光元件3，该发光元件3是在蓝宝石基板上层叠半导体层而形成的，俯视形状为约1mm见方的大致正方形，厚度为约0.11mm，该发光元件3以蓝宝石基板侧成为光出射面的方式配置。保护元件7也与发光元件3同样地使用由Au构成的凸块8b倒装法安装在导电图案2a、2b上。
接着，在发光元件3的上表面上接合透光性构件4。在本实施例中，作为粘接材料使用有机硅树脂，通过使粘接材料热固化来以发光元件3的蓝宝石基板与透光性构件4为接合面进行粘接。本实施例中的透光性构件4是在玻璃中分散了YAG而成的厚度约0.18mm的荧光体板。透光性构件4的下表面的面积形成为比发光元件3的上表面的面积大，透光性构件4具有从接合面暴露的暴露面地进行接合。
接着，形成包围发光元件3、透光性构件4及保护元件7的周围的框状的第1光反射性树脂5a。在本实施例中，第1光反射性树脂5a是使二甲基硅酮树脂含有约30wt％的氧化钛颗粒而成的。第1光反射性树脂5a被利用树脂喷出装置喷出，其高度为约0.23mm，与从基材1表面到发光面4a的高度之差为约0.07mm，其中，从基材1表面到发光面4a的高度为约0.3mm，第1光反射性树脂5a的高度为从基材1表面到发光面4a的高度的约77％。当使用锥板型旋转粘度计(E型粘度计)测量第1光反射性树脂5a时，作为母材使用的二甲基硅酮树脂的粘度为约270Pa·s，含有氧化钛颗粒后的粘度为约400Pa·s。
接着，向利用第1光反射性树脂5a形成的框的内侧填充第2光反射性树脂5b，一体覆盖发光元件3及透光性构件4的侧面。保护元件7被第2光反射性树脂5b完全掩埋。第2光反射性树脂5b是使二甲基硅酮树脂含有约30wt％的氧化钛颗粒而成的，该该二甲基硅酮树脂的利用锥板型旋转粘度计(E型粘度计)进行测量得到的粘度为约4Pa·s。第2光反射性树脂5b的含有氧化钛颗粒后的粘度为约6Pa·s。
然后，使第1光反射性树脂5a及第2光反射性树脂5b固化。在本实施方式中，将经历了上述工序的基材1容纳于加热炉中并进行加热，从而大致同时使第1光反射性树脂5a及第2光反射性树脂5b固化，而成为一体化的光反射性树脂5。这样获得的发光装置10的包含透光性构件4、光反射性树脂5在内的厚度为约1.3mm。
通过这样制造发光装置10，使第1光反射性树脂5a与第2光反射性树脂5b形成为一体，因此能够提高第1光反射性树脂5a与第2光反射性树脂5b的密合力。另外，能够低价格制造一种能够提高第1光反射性树脂5a及第2光反射性树脂5b与基材之间的密合力、能够抑制各构件剥离、可靠性提高了的发光装置10。另外，通过采用配置了贯通孔6a、6b的导电图案2a、2b，能够使电流易于流通，而且，能够抑制光反射性树脂5与基材1之间的密合性降低。
本发明能够用于照明用光源、各种指示器用光源、车载用光源、显示器用光源、液晶背灯用光源、信号机、车载部件、广告牌用信道字母(日文：看板用チヤンネルレタ一)等各种光源。
对本领域的普通技术人员来说应明白的是，虽然已经示出并说明了本发明的多个优选实施方式，但是可以预期本发明不限于所公开的具体实施方式，这些实施方式仅仅用于阐述本发明的概念而不应解释为限定本发明的范围，并且本发明适用于落入所附权利要求书限定的本发明的范围内的所有变型和修改。本申请基于2010年10月29日在日本提交的申请No.2010-243811和2010年10月29日在日本提交的申请No.2010-243812，其内容通过引用包含于此。
附图标记说明
1、基材；2a、2b、2c、32a、32b、导电图案；3、发光元件；3a、4a、发光面；4、透光性构件；5、光反射性树脂；5a、第1光反射性树脂；5b、第2光反射性树脂；6a、6b、贯通孔；7、保护元件；8a、8b、凸块；9、透光性的密封树脂；10、20、30、40、发光装置。

Claims (11)

1.一种发光装置，具有：
绝缘性的基材，其在上表面设有一对导电图案；
发光元件，其与上述一对导电图案电连接；
树脂，其设置在上述发光元件的周围，覆盖上述一对导电图案的一部分，其中，
上述一对导电图案分别从被上述树脂覆盖的树脂覆盖部朝向上述基材的外缘延伸，
在上述一对导电图案的至少上述树脂覆盖部具有沿着上述导电图案的延伸方向较长的形状的、暴露了上述基材的表面的多个贯通孔，
上述多个贯通孔的一部分从上述树脂覆盖部暴露。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其中，
上述多个贯通孔在上述一对导电图案上分别以大致相同的间隔配置相同的数量。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置，其中，
上述树脂是光反射性树脂，其包括包围上述发光元件的周围的框状的第1光反射性树脂和被填充到上述第1光反射性树脂与上述发光元件之间的第2光反射性树脂，
上述贯通孔被上述第1光反射性树脂和上述第2光反射性树脂这两者覆盖。
4.根据权利要求1或2所述的发光装置，其中，
上述贯通孔是以上述导电图案的延伸方向为长边方向的大致长方形状，
上述贯通孔的短边方向的宽度小于上述发光元件的宽度。
5.根据权利要求1所述的发光装置，其中，
上述基材是陶瓷基板。
6.一种发光装置的制造方法，其中，
该发光装置的制造方法具有：
在基材上形成一对导电图案的导电图案形成工序，该一对导电图案从用于连接发光元件的发光元件连接部朝向上述基材的外缘延伸，而且具有沿着该延伸方向较长的形状的、暴露了上述基材的表面的多个贯通孔；
在上述一对导电图案的上述发光元件连接部上电连接发光元件的发光元件连接工序；
在上述发光元件的周围以横越上述多个贯通孔且使上述多个贯通孔的一部分从第1树脂的与靠发光元件侧相反的一侧暴露的方式喷出线状的第1树脂、形成包围上述发光元件的树脂框的树脂框形成工序。
7.根据权利要求6所述的发光装置的制造方法，其中，
在上述树脂框形成工序之后还具有向上述树脂框的内侧填充第2树脂的树脂填充工序。
8.根据权利要求7所述的发光装置的制造方法，其中，
在上述树脂框形成工序中，以上述贯通孔至少在上述发光元件侧从上述第1树脂暴露的方式形成上述第1树脂。
9.根据权利要求6所述的发光装置的制造方法，其中，
上述第1树脂是光反射性树脂。
10.根据权利要求7所述的发光装置的制造方法，其中，
上述第2树脂是粘度低于上述第1树脂的光反射性树脂，在上述树脂填充工序中，上述第2树脂覆盖上述发光元件的侧面。
11.根据权利要求7所述的发光装置的制造方法，其中，
上述第2树脂是透光性树脂。
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