CN107408612A - Led模块和led模块的制造方法 - Google Patents
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Abstract
在LED模块中，将用于解决产生放射到大气的光的输出损失这一问题的方式具体化。具体来说，是一种利用密封树脂对LED芯片进行密封而得的LED模块，其中，该密封树脂的表面被薄膜覆盖，所述薄膜由线膨胀系数比所述密封树脂小的材质构成，在所述薄膜的表面上具有凹凸面，从而该LED模块构成为使来自所述LED芯片的光进行多重反射。
Description
技术领域
本发明涉及提高了出光效率的LED模块及其制造方法。
背景技术
以往，广泛地使用利用树脂对LED芯片进行密封而成的LED模块来作为照明工具。LED模块的通常的构造是如下的构造：如图3所示的剖视图那样，将LED芯片2搭载在封装基板1的电极5上，利用线6对该LED芯片2的电极和封装基板1的电极5进行电连接，并且在LED芯片2的周围配置使光发生反射的反射器4，向反射器4的内周面、线6、LED芯片2和封装基板的电极5填充密封树脂3。
在LED芯片2所发出的光中，在反射器4上发生反射的光和直行的光通过密封树脂3并从大致平坦的密封树脂3表面向大气放射。此时如图3所示的那样存在如下问题：根据大气与密封树脂3的折射率差，在密封树脂3表面发生内部反射B的光较多，放射到大气的光A的输出产生损失。
在日本特开2009-147329号公报中，记载了如下内容：为了降低光在LED模块的密封体中的内部反射而降低放射到大气的光的输出的损失，对密封树脂的表面进行纹理加工。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-147329号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在专利文献1中并没有具体地示出具体的纹理加工的方法或与大气的界面处的材质的方式，因此不清楚这些方式。
本发明的课题在于，将用于解决在LED模块中产生放射到大气的光输出损失的问题的方式具体化。
用于解决课题的手段
为了解决上述的课题，本发明提供一种LED模块，其是利用密封树脂对LED芯片进行密封而得的，其特征在于，该密封树脂的表面被薄膜覆盖，所述薄膜由线膨胀系数比所述密封树脂小的材质构成，在所述薄膜的表面上具有凹凸面，从而该LED模块构成为使来自所述LED芯片的光进行多重反射。
根据该结构，LED芯片所发出的光在密封树脂表面上进行内部反射的角度变得多样化/复杂化(即，进行多重反射)，提高了放射到大气的光的概率，能够降低光向大气的输出损失而提高出光效率。
并且，所述薄膜也可以是通过在加热条件下在所述密封树脂表面上进行了成膜之后恢复到室温而在所述薄膜的表面上形成有凹凸的结构。
根据该结构，在线膨胀系数较大的所述密封树脂因加热而膨胀的状态下在所述密封树脂表面上形成薄膜，由此，所述密封树脂在恢复到室温时收缩从而使所述薄膜受到拉拽，能够比较简单地在所述薄膜表面上形成微细的凹凸。
并且，所述薄膜也可以是包含由无机物构成的氧化膜的结构。
根据该结构，能够降低放射到大气的光的输出损失而提高出光效率，并且能够防止水分或空气进入到密封树脂内而使电极腐蚀。
并且，所述薄膜也可以是在所述氧化膜与所述密封树脂之间层叠了由无机物构成的缓冲膜的结构。
根据该结构，提高了所述氧化膜与所述密封树脂的粘合性，即使使成膜时的温度成为高温也不会产生裂纹，能够形成更多的凹凸。
并且，为了解决上述的课题，本发明提供一种LED模块的制造方法，其特征在于，该LED模块的制造方法具有如下的工序：密封工序，利用密封树脂对搭载在封装基板上的LED芯片进行密封；以及成膜工序，在该密封工序之后，在加热条件下在所述密封树脂的表面上成膜出薄膜，通过在该成膜工序之后使所述LED模块恢复到室温而在所述薄膜的表面上形成凹凸，使来自所述LED芯片的光进行多重反射。
由该制造方法制造出的LED模块使LED芯片所发出的光在与大气的界面上反射的角度多样化/复杂化(即，多重反射)，能够降低放射到大气的光的输出损失而提高出光效率。
发明效果
如上述那样，LED模块是利用密封树脂对LED芯片进行密封而得的，该LED模块的特征在于，该密封树脂的表面被薄膜覆盖，所述薄膜由线膨胀系数比所述密封树脂小的材质构成，在所述薄膜的表面上具有凹凸面，从而该LED模块构成为使来自所述LED芯片的光进行多重反射，根据该LED模块，LED芯片所发出的光在密封树脂表面上进行多重反射，能够降低放射到大气的光的输出损失而提高出光效率。
并且，LED模块的制造方法的特征在于，具有如下的工序：密封工序，利用密封树脂对搭载在封装基板上的LED芯片进行密封；以及成膜工序，在该密封工序之后，在加热条件下在所述密封树脂的表面上成膜出薄膜，通过在该成膜工序之后使所述LED模块恢复到室温从而在所述薄膜的表面上形成凹凸，而使来自所述LED芯片的光进行多重反射，根据该LED模块的制造方法，LED芯片所发出的光在密封树脂表面上进行多重反射，能够降低放射到大气的光的输出损失而提高出光效率。
附图说明
图1是对本发明的实施例的LED模块的截面和光的放射进行说明的图。
图2是示出形成于本发明的薄膜表面的凹凸的照片。
图3是对以往的LED模块的截面和光的放射进行说明的图。
具体实施方式
实施例1
(LED模块)
使用图1对本发明的实施例1的LED模块的结构进行说明。图1示出了LED模块的截面。在封装基板1的电极5上搭载有LED芯片2，该LED芯片2的电极与封装基板的电极5通过线6进行电连接。并且，在LED芯片2的周围配置有由陶瓷等构成的反射器4而使LED芯片2所发出的光的一部分发生反射然后朝向大气，从而从LED模块放射更多的光。
另外，在实施例1中，利用线6对LED芯片2的电极和封装基板1的电极5进行连接，但未必限定于此，也可以不使用线6而将LED芯片2倒装芯片接合于封装基板1的电极5来进行电连接。
对由反射器4、LED芯片2和封装基板1围绕而成的空间填充由硅树脂构成的密封树脂3而隔绝空气进行密封。并且，利用薄膜7将密封树脂3与大气的边界覆盖，薄膜7具有凹凸面。
薄膜7由氧化膜构成，该氧化膜由无机物构成。并且薄膜7由线膨胀系数比密封树脂3小的材质构成。更具体来说，优选薄膜7的线膨胀系数为1～10ppm/℃、密封树脂3的线膨胀系数为100～500ppm/℃。
薄膜7的厚度为1μm左右即可，但也可以为1μm以上的厚度，还可以为1μm以下的厚度。
并且，优选薄膜7是具有折射率与密封树脂3相等或介于大气与密封树脂3之间的值的材质。
在实施例1中使用SiO2来形成薄膜7，但未必限定于此，可以是由线膨胀系数比密封树脂3小的其他无机物构成的氧化膜。例如，也可以使用Al2O3来形成薄膜7。
通过在加热下由线膨胀系数比密封树脂3小的材质形成薄膜7，使薄膜7被发生了膨胀的密封树脂3恢复到室温时的收缩拉拽而产生褶皱，因此能够比较简单地在薄膜7的表面上形成高度为1～200μm左右的凹凸。
另外，无机物是指除了有机物之外的物质，具体来说是不具有碳骨架的物质，线膨胀系数较小。也就是说在无机物中不含有合成/天然树脂和具有碳骨架(含有烃骨架)的其他化合物。
特别是由无机物构成的氧化膜的结合力较强，屏蔽性较高。并且，由于结合力较高，所以不容易出现裂纹。也就是说，通过作为由无机物构成的氧化膜而在表面上形成具有凹凸的薄膜7，能够降低放射到大气的光的输出损失而提高出光效率，并且能够防止水分或空气进入到密封树脂内而使电极腐蚀。
从LED芯片2发出的光在密封树脂3内通过或在反射器上发生反射而到达薄膜7的凹凸面。光在薄膜7的凹凸面上沿多个方向复杂地反复反射(即多重反射)，从而抑制内部反射B而使放射到大气的光A变得更多，因此能够提高出光效率。
(制造方法)
接着，对本发明的LED模块的制造方法进行说明。如图1那样，对于LED模块而言，在具有反射器4的封装基板1的电极5上搭载有LED芯片2，LED芯片的电极和基板的电极通过线6进行电连接，在模块的空间中填充有密封树脂3，通过等离子CVD装置在密封树脂3的表面上形成薄膜7。
此时，通过对LED模块进行加热而使密封树脂3膨胀。在该发生了膨胀的密封树脂3的表面上形成由线膨胀系数比密封树脂3小的材质即SiO2构成的无机物的氧化膜来作为薄膜7。然后当从等离子CVD装置取出LED模块而恢复到室温时，线膨胀系数较大的密封树脂3收缩，从而所形成的由SiO2构成的无机物的氧化膜也受密封树脂3拉拽而收缩，但由于SiO2的线膨胀系数比密封树脂3小，所以失去了活动余地的SiO2变得褶皱从而形成微细的凹凸。
在图2中示出了SiO2变得褶皱而形成有凹凸的状态。在SiO2的情况下，当在加热到40℃～130℃的状态下形成了膜之后，当恢复到室温时能够形成图2那样的凹凸面(褶皱)。
在SiO2的情况下，当加热温度变得比130℃高时，在恢复到室温时会在薄膜7上产生裂纹。并且，当加热温度比40℃低时不会形成凹凸。
并且，为了形成由SiO2构成的无机物的氧化膜即薄膜7而使用了等离子CVD，但未必限定于此，只要是溅射装置或蒸镀装置等在加热下形成膜的装置便能够进行使用。
并且，无机物的氧化膜并不限定于SiO2，也能够通过线膨胀系数比由硅树脂构成的密封树脂3小的Al2O3利用相同的制造方法在薄膜7表面上同样地形成凹凸(褶皱)。
实施例2
(LED模块)
本发明的实施例2中的LED模块在薄膜7为层叠构造这一点上与实施例1不同。即，在密封树脂3的表面上形成作为由无机物构成的绝缘膜的缓冲层，进而在其表面上形成由无机物构成的氧化膜。也就是说，在由无机物构成的氧化膜与密封树脂3之间层叠有作为由无机物构成的绝缘膜的缓冲层。
缓冲层是指屏蔽性比上述氧化膜低但粘合性比上述氧化膜高的膜，是由线膨胀系数比密封树脂3小的材质构成的无机物。具体来说缓冲层可以是含有H、C和Si的硅类膜。更具体来说，可以是SiCN膜，但未必限定于此，也可以是SiN膜、SiON膜。
通过在密封树脂3与由无机物构成的氧化膜之间层叠由无机物构成的缓冲层，能够提高与密封树脂3的粘合性。通过提高与密封树脂3的粘合性，能够使进行能够在薄膜7上形成凹凸而不产生裂纹的成膜时的加热温度比130℃更高。
并且，在实施例2中从LED芯片2发出的光也在密封树脂3内通过或在反射器上反射而到达薄膜7的凹凸面。光在薄膜7的凹凸面上沿多个方向复杂地反复反射(即多重反射)，从而抑制内部反射B而使放射到大气的光A变得更多，因此能够提高出光效率。
在实施例2中也使用SiO2来形成薄膜7中的由无机物构成的氧化膜。但是未必限定于此，可以是由线膨胀系数比密封树脂3小的其他无机物构成的氧化膜。例如，也可以使用Al2O3来形成氧化膜。
并且在实施例2中，将缓冲层和氧化膜各层叠1层，但并不限定于此，也可以分别交替地层叠多层。由此能够得到既维持粘合性又提高屏蔽性的结构。
(制造方法)
对于LED模块而言，在具有反射器4的封装基板1的电极5上搭载有LED芯片2，LED芯片的电极和基板的电极5通过线6进行电连接，在模块的空间中填充有密封树脂3，首先，通过等离子CVD装置在密封树脂3的表面上形成作为由无机物构成的绝缘层的缓冲层。缓冲层可以是SiCN。通过形成该缓冲层，能够提高与由硅树脂构成的密封树脂3的粘合性。
接着，在相同的等离子CVD装置内在缓冲层的表面上形成由SiO2构成的无机物的氧化膜，并且通过由SiCN构成的缓冲层和由SiO2构成的氧化膜来构成薄膜7。
在从等离子CVD装置取出LED模块而恢复到室温时，由线膨胀系数较大的硅树脂构成的密封树脂3收缩，从而所形成的由SiO2构成的无机物的氧化膜和由SiCN构成的缓冲层也受密封树脂3拉拽而收缩，但由于SiO2和SiCN的线膨胀系数比由硅树脂构成的密封树脂3小，所以失去了活动余地的SiO2和SiCN变得褶皱从而形成凹凸。
由此，从LED芯片2发出的光在密封树脂3内通过或在反射器上反射而到达薄膜7的凹凸面。光在薄膜7的凹凸面上沿多个方向复杂地反复反射(即多重反射)，从而抑制内部反射B而使放射到大气的光A变得更多，因此能够提高出光效率。
另外，在实施例2中也利用线6对LED芯片2的电极和封装基板1的电极5进行连接，但未必限定于此，也可以不使用线6而将LED芯片2倒装芯片接合于封装基板1的电极5来进行电连接。
并且，在实施例2中，用于薄膜7的成膜的装置也并不限定于等离子CVD，只要是溅射装置或蒸镀装置等在加热下形成膜的装置便能够进行使用。
并且，无机物的氧化膜并不限定于SiO2，也能够通过Al2O3利用相同的制造方法在薄膜7表面上形成凹凸(褶皱)。
产业上的可利用性
本发明能够广泛地应用于LED模块和LED模块的制造方法。
标号说明
1：封装基板；2：LED芯片；3：密封树脂；4：反射器；5：电极；6：线；7：薄膜；A：放射到大气的光；B：内部反射。
Claims (5)
1.一种LED模块，其是利用密封树脂对LED芯片进行密封而得的，其特征在于，
该密封树脂的表面被薄膜覆盖，所述薄膜由线膨胀系数比所述密封树脂小的材质构成，在所述薄膜的表面上具有凹凸面，从而该LED模块构成为使来自所述LED芯片的光进行多重反射。
2.根据权利要求1所述的LED模块，其特征在于，
所述薄膜是通过在加热条件下在所述密封树脂表面上进行了成膜之后恢复到室温而在所述薄膜的表面上形成有凹凸的结构。
3.根据权利要求1或2所述的LED模块，其特征在于，
所述薄膜是包含由无机物构成的氧化膜的结构。
4.根据权利要求3所述的LED模块，其特征在于，
所述薄膜是在所述氧化膜与所述密封树脂之间层叠了由无机物构成的缓冲膜的结构。
5.一种LED模块的制造方法，其特征在于，
该LED模块的制造方法具有如下的工序：
密封工序，利用密封树脂对搭载在封装基板上的LED芯片进行密封；以及
成膜工序，在该密封工序之后，在加热条件下在所述密封树脂的表面上成膜出薄膜，
通过在该成膜工序之后使所述LED模块恢复到室温而在所述薄膜的表面上形成凹凸，使来自所述LED芯片的光进行多重反射。
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