CN114165735A - Led光源及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及LED光源及其制造方法。使固定于基板的表面的LED与透光性部件的相对位置高精度地一致，实现最佳的配光图案。LED光源(100)具备：具有第一面(1a)的基板(1)；设置于第一面(1a)的保持部(5)；设置于第一面(1a)的LED(2)；固定在第一面(1a)设置的LED(2)的接合部件(6)；位于LED的上表面或者上方、俯视时外形比LED(2)大的透光性部件(3)，用于使LED的射出光折射而射出；支承部(4)，设置于透光性部件的与基板(1)的第一面(1a)对置的面，且在俯视时为LED的外侧且；及将支承部和基板粘合的粘合剂。支承部被保持部保持，透光性部件配置于基板的第一面的规定位置。

Description

LED光源及其制造方法
技术领域
本发明涉及LED光源及其制造方法。
背景技术
通过光学透镜等透光性部件将LED的射出光折射而向外部放射的LED光源正在开发。该LED光源通过光学透镜将LED的射出光扩散或聚光而用于各种用途。例如用于液晶显示装置的背光灯的LED光源通过光学透镜扩散LED的射出光，而抑制局部明亮地进行发光的发光不均。背光灯用的LED光源在基板的表面固定有多个LED，通过光学透镜将各个LED的射出光扩散而向外部放射，而使发光面整个面的配光分布均匀化从而抑制发光不均。对于通过光学透镜将LED的射出光折射而向外部放射的LED光源而言，重要的是光学透镜将射出光正常地扩散或聚光而形成正确的配光图案，为了实现这一点，重要的是使LED与光学透镜的光轴正确地一致。这是因为光学透镜的光轴设计为在一致LED的光轴的状态下使用而形成所希望的配光图案。
为了在安装基板的表面固定IC、电容器等芯片部件，并将覆盖这些芯片部件的框体配置于规定位置，而开发了在安装基板的表面设置突出部，将框体配置于突出部的内侧从而固定于规定位置的构造(参照专利文献1)。
另外，也开发了在印刷电路板设置多个凸部，并在印刷电路板的安装部件的底面设置定位凹部，将凸部嵌合于定位凹部，从而将安装部件配置于印刷电路板的规定位置的安装构造(参照专利文献2)。
专利文献1：日本特开平9-130009号公报
专利文献2：日本特开2002-198632号公报。
发明内容
本公开的目的之一在于提供一种容易进行固定于基板的表面的LED与透光性部件的相对位置的定位的LED光源及其制造方法。
本发明的一个实施方式所涉及的LED光源具备：基板，具有第一面；保持部，设置于前述第一面；LED，设置于前述第一面；接合部件，对设置于前述第一面的前述LED进行固定；透光性部件，位于前述LED的上表面或者上方，在俯视中外形比前述LED大，用于使前述LED的射出光折射而射出；支承部，在俯视中处于所述LED的外侧，且设置于所述透光性部件的与所述基板的所述第一面对置的面；以及粘合剂，将前述支承部和前述基板粘合，前述支承部被前述保持部保持，前述透光性部件配置于前述基板的前述第一面的规定位置。
本发明的一个实施方式所涉及的LED光源的制造方法包括：准备LED，具有第一面的基板，在俯视中外形比前述LED大、在与前述第一面对置的面具备在俯视中装备于前述LED的外侧的支承部、用于使前述LED的射出光折射而射出的透光性部件，以及用于将前述LED固定于前述基板的接合部件的工序；经由前述接合部件将前述LED固定于前述第一面的工序；在前述第一面使用前述接合部件形成保持部的工序；以及经由粘合剂将前述支承部和前述保持部粘合，将前述透光性部件配置于前述第一面的规定位置的工序。
由此能够提供一种容易进行固定于基板的表面的LED与透光性部件的相对位置的定位的LED光源及其制造方法。
另外，根据LED光源的制造方法，能够同时形成对LED进行固定的接合部件、和将透光性部件保持于规定位置的保持部，因此能够得到简化制造工序的优点。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的LED光源的概略剖视图。
图2是实施方式1所涉及的LED光源的分解立体图。
图3A是表示LED安置于与基板的所希望的位置不同的位置的状态的放大剖视图，图3B是表示使LED自对准并被焊接于基板的所希望的位置的状态的放大剖视图。
图4是表示将LED自对准并固定于基板的规定位置的安装精度的图表。
图5是表示将透光性部件安置于基板的规定位置并固定的安装精度的图表。
图6是表示由图4的LED和图5的透光性部件形成的光轴的精度的分布图。
图7是表示变形例所涉及的LED光源的分解立体图。
图8是图2所示的LED光源的基板的俯视图。
图9是表示通过保持部定位变形例1所涉及的LED光源的透光性部件的支承部的一个例子的俯视图及剖视图。
图10是表示通过保持部定位变形例2所涉及的LED光源的透光性部件的支承部的另一个例子的俯视图及剖视图。
图11是表示通过保持部定位实施方式2所涉及的LED光源的透光性部件的支承部的另一个例子的俯视图及剖视图。
图12是表示通过保持部定位实施方式2的变形例所涉及的LED光源的透光性部件的支承部的另一个例子的俯视图及剖视图。
图13是表示LED的制造工序的流程图。
图14A～图14F是表示一个实施方式所涉及的LED光源的制造工序的工序图。
附图标记说明
100…LED光源；1…基板；1a…第一面；2…LED；3…透光性部件；3A…基板对置面；3B…非对置区域；4、4B…支承部；4A…前端面；4a…保持凹部；5、5B…保持部；6…接合部件；10…焊料膏；11…熔融焊料；12…LED固定用配合面；13…透镜固定用配合面；14…阻焊剂；15…导电膜；16…电极导电膜；17…保持导电膜；18…接合焊料；19…保持焊料；21…平面电极；30…粘合剂
具体实施方式
本发明的实施方式也可以由以下的结构确定。
优选为，前述支承部为多个，且分别设置于前述透光性部件的不同的部位，前述保持部通过多个保持各支承部。
优选为，前述多个保持部分别在前述基板的前述第一面上形成有凸部，保持各支承部的多个前述凸部分别设置于多边形的顶点的位置，前述支承部配置于由前述多边形的顶点围起的内侧。
优选为，前述多边形为三角形以上、六边形以下。
优选为，前述凸部将引导前述支承部的、构成多边形的顶点的区域设为倾斜面，前述倾斜面朝向前述支承部的插入方向而向接近前述支承部的方向倾斜。
优选为，前述凸部的相对于前述基板垂直方向的垂直剖面形状是圆形或椭圆形。
前述基板是印刷电路板，前述保持部由与前述接合部件相同的材质形成。通过上述结构，能够与设置用于在基板上固定LED的接合部件的作业同时形成将透光性部件定位于规定位置的保持部，能够得到简化制造工序的优点。
前述接合部件及保持部是焊料，前述基板分别在前述第一面的配置前述接合部件的位置形成有电极导电膜，在前述第一面的配置前述保持部的位置形成有保持导电膜。通过上述结构，在通过使焊料熔融而安装LED时能够发挥使LED沿着铜箔的图案的自对准的效果，能够容易地进行LED的定位。此外，能够利用保持导电膜容易地在规定位置形成焊料的保持部，实现LED和透光性部件双方的定位。
前述支承部形成为柱状。
前述支承部形成为尖细状。
前述支承部在前端面形成有保持凹部，前述保持部具有引导前述保持凹部的保持凸部，前述保持凸部被前述保持凹部引导，前述支承部被前述保持部保持。
前述LED光源是液晶显示装置的背光灯用的光源。
前述透光性部件是光学透镜。
根据另一实施方式所涉及的LED光源的制造方法，在上述的基础上，在形成前述接合部件及保持部的工序中，前述保持部由与前述接合部件相同的材质形成。由此，能够与设置用于在基板上固定LED的接合部件的作业同时形成将透光性部件定位于规定位置的保持部，能够得到简化制造工序的优点。
根据另一实施方式所涉及的LED光源的制造方法，在上述任一项的基础上，分别在前述第一面的、配置前述接合部件的位置形成有电极导电膜，在配置前述保持部的位置形成有保持导电膜。由此，在通过使焊料熔融而安装LED时能够发挥使LED沿着铜箔的图案的自对准的效果，能够容易地进行LED的定位。此外，能够利用保持导电膜容易地在规定位置形成焊料的保持部，实现LED和透光性部件双方的定位。
根据另一实施方式所涉及的LED光源的制造方法，在上述任一项的基础上，在形成前述接合部件及保持部的工序中，前述保持部由包围前述支承部的周围的多个凸部形成，并且形成为使各凸部的上表面弯曲而成的形状。由此，在通过保持部保持光学部件的支承部时，由多个凸部包围，并且上表面弯曲，由此能够沿着弯曲面容易地将支承部引导至由凸部围起的区域，而将透光性部件定位于规定位置。
以下，基于附图对本发明进一步详细地进行说明。此外，在以下的说明中，根据需要而使用表示特定的方向、位置的用语(例如，“上”、“下”以及包括这些用语的其它用语)，这些用语的使用是为了使参照附图的发明的理解变得容易，并不是利用这些用语的含义限制本发明的技术范围。另外，多个附图中出现的相同附图标记的部分表示相同或同等的部分或者部件。
并且以下所示的实施方式是表示本发明的技术思想的具体例，并不是将本发明限定于以下。另外，只要没有特定的记载，以下记载的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等是表示例示的，而不是将本发明的范围仅限定于此。另外，在一个实施方式、实施例中进行说明的内容也能够应用于其他实施方式、实施例。另外，为了使说明明确，附图示出的部件的大小、位置关系等存在夸张的情况。
[实施方式1]
通过透光性部件将LED的射出光折射而向外部放射的LED光源通过控制向外部放射的光的配光图案而用于各种用途。例如，用于液晶显示装置的背光灯的LED光源通过透光性部件将各个LED的射出光扩散而使配光分布均衡化从而成为发光不均较少的光源。另外，用于车的前照灯的LED光源将LED的射出光通过透光性部件收敛而成为能够明亮照射远处的配光图案。LED光源为了成为最适合于用途的配光图案而在LED的照射面配置透光性部件，该透光性部件沿光轴射入LED的射出光而成为特定的配光图案，因此透光性部件与LED的位置偏移成为实现所希望的配光图案的弊端。
在图1的概略剖视图及图2的分解立体图中示出实施方式1所涉及的LED光源100。这些图所示的LED光源100具备：基板1；LED2，固定于基板1的第一面1a；以及透光性部件3，使LED2的射出光折射而射出。基板1具有第一面1a。第一面1a在图1及图2中是上表面，LED2设置于该第一面1a。另外，在第一面1a中设置对LED2进行固定的接合部件6。并且，在第一面1a中设置保持部5。另一方面，透光性部件3位于LED2的上表面或者上方，形成为在俯视中外形比LED2大。并且，在俯视中为LED2的外侧且与基板1的第一面1a对置的透光性部件3的面设置支承部4。此外，支承部4和基板1通过粘合剂30粘合。对于该LED光源100而言，支承部4被保持部5保持，透光性部件3配置于基板1的第一面1a的规定位置。
支承部4优选形成为柱状。另外，支承部4优选形成为尖细状。由此，在通过保持部保持光学部件的支承部时，能够得到容易将支承部引导至由凸部围起的区域的效果。另外，支承部4在透光性部件3的与基板1的第一面1a对置的面3A中，在不同的部位分别设置有多个。并且，保持部5通过多个保持各支承部4。
多个保持部5分别在基板1的第一面1a上形成有凸部。另外，保持各支承部4的多个凸部分别设置于多边形的顶点的位置。支承部4配置于由该多边形的顶点围起的内侧。多边形优选为三角形以上、六边形以下。通过将多个凸部的位置设为多边形的顶点的位置，在通过保持部保持光学部件的支承部时，能够得到抑制光学部件的位置偏移的效果。在图1中，示出了支承部4的配置形状为三角形的情况的例子。
另外，各凸部的上表面优选形成为弯曲的形状。由此，在通过保持部保持光学部件的支承部时，由多个凸部包围，并且上面弯曲，由此能够沿着弯曲面容易地将支承部引导至由凸部围起的区域，而将透光性部件定位于规定位置。凸部将引导支承部4的、构成多边形的顶点的区域设为倾斜面。该倾斜面朝向支承部4的插入方向而向接近支承部4的方向倾斜。并且，凸部的相对于基板1垂直方向的垂直剖面形状优选设为圆形或者椭圆形。由此，在通过保持部保持光学部件的支承部时，能够得到容易将支承部引导至由凸部围起的区域的效果。以下，进行详述。
基板1在第一面1a局部地设置有导电膜15，在该导电膜15焊接有LED2的电极。并且，基板1接合有将LED2的射出光折射而成为所希望的配光图案的透光性部件3。LED2经由接合部件6固定于基板1。在接合部件6中能够利用焊料等导电性部件。对于LED光源100而言，将LED2焊接而固定于基板1，透光性部件3经由粘合剂30接合于基板1。
透光性部件3在基板对置面3A且LED2的外侧的非对置区域3B设置有多个支承部4，将各个支承部4配置并接合于由设置于基板1的第一面1a的多个保持部5形成的保持构造。基板1具有：接合焊料18，将LED2的位置自对准并焊接于规定位置；保持焊料19，构成将支承部4通过保持构造配置于规定位置的多个保持部5。这里，作为接合部件6，为了将安装LED2的焊料与构成保持部5的保持焊料19区别，而称呼为接合焊料18。通过由保持焊料19的保持部5构成的保持构造连结支承部4，而将透光性部件3配置于基板1的第一面1a的规定位置。LED2通过成为接合部件6亦即接合焊料18的熔融状态的熔融焊料11的表面张力而被自对准从而被调整于所希望的位置并被焊接。
透光性部件3设置有多个支承部4，该支承部4通过保持构造而连结于设置于基板1的保持焊料19亦即多个保持部5，并配置接合于基板1的正确的位置。图1所示的LED光源100将LED2和透光性部件3双方固定于基板1的正确的位置，防止LED2与透光性部件3的相对的位置偏移，通过透光性部件3使LED2的射出光成为最佳的配光图案而向外部放射。
(LED2)
图3A是表示LED安置于与基板的所希望的位置不同的位置的状态的放大剖视图，图3B是表示使LED自对准并被焊接于基板的所希望的位置的状态的放大剖视图。图3A及图3B是表示LED2焊接于基板1的状态的剖视图。如图3A所示，在设置于基板1的第一面1a的电极导电膜16印刷成为接合部件6的焊料膏。在印刷的焊料膏之上安置LED2。LED2是将上表面设为发光面、将底面设为电极面的方形，在电极面中设置有一对平面电极21。之后，如图3B所示，在焊接回流工序中焊料膏通过被加热而熔融，LED2的一对平面电极21通过熔融的焊料而被自对准，被焊接在所希望的位置。
图3A示出了LED2安置于基板1的偏移的位置的状态。以将平面电极21配置在焊料膏10之上的方式安置LED2，但此时由于LED供给装置的精度，有时在LED2与焊料膏10之间产生位置偏移。
在将LED2安置于图3A的位置的状态下，在焊接回流工序中焊料膏10被熔融。如图3B的剖视图所示，熔融的焊料沿着平面电极21的表面扩散，并且表面张力的收缩力拉动LED2的平面电极21而使其移动至电极导电膜16的正上。由于接合焊料18亦即熔融焊料11的分子间力即分子相互吸引的力而产生表面张力，因此减小露出的表面积的收缩力作用，使图3A所示的、安置于与基板的所希望的位置不同的位置的LED2移动至图3B所示的、基板的所希望的位置。将LED2移动至图3B的位置，将熔融焊料11冷却并固化，从而将平面电极21固定于电极导电膜16的正确的位置。自对准有效地利用熔融焊料11的表面张力，将LED2移动至基板1的正确的位置。
图4是表示将LED自对准并固定于基板的规定位置的安装精度的图表。图5是表示将透光性部件安置于基板的规定位置并固定的安装精度的图表。图6是表示由图4的LED和图5的透光性部件形成的光轴的精度的分布图。
图4和图5是标绘了通过自动的供给机将许多LED2和透光性部件3安置于基板1的第一面1a的规定的位置而LED2和透光性部件3固定于基板1的第一面1a的位置的图表，图6是表示由这些LED和透光性部件形成的光轴的偏差的图表。图4标绘了许多LED2被自对准并固定于基板1的规定位置的位置。图5标绘了将透光性部件3安置于基板1并固定的位置。如这些图所示，LED2和透光性部件3一边通过相同机构的供给装置安置于基板1并以相同精度供给，LED2一边被自对准并固定于许多标绘较窄的区域、在图中使X轴方向和Y轴方向的位置偏移约50μm以内的区域，但透光性部件3在X轴方向上产生100μm～200μm位置偏移，在Y轴方向上产生约100μm左右的位置偏移。如这些图所示，LED2一边以与透光性部件3相同的精度安置于基板1，一边通过熔融焊料11的自对准而以位置精度为50μm以内、和高于不自对准的透光性部件3的2倍以上的位置精度固定于基板1。
自对准通过由熔融焊料11的表面张力产生的露出面的收缩力而对固定LED2的位置进行自动调整。自对准并配置于规定位置的LED2优选为在底面配置平面电极21。该LED2通过配置于底面的各个平面电极21的自对准，而正确地控制姿势和位置从而固定于基板表面的规定位置。并且，被自对准的LED2能够通过扩大平面电极21和电极导电膜16的面积而有效地进行位置调整。这是因为扩大熔融焊料11的露出表面积而能够扩大由表面张力产生的收缩力。因此，LED2优选将一对平面电极21的总面积设为LED2的底面整体的1/2以上，而能够可靠地自对准并焊接于基板1。并且，各个平面电极21优选为与设置于基板表面的电极导电膜16的形状和面积实质相同，通过自对准的作用而能够将LED2焊接于所希望的位置。
LED2能够使用具备发光部的半导体层叠体(以下，简称为“半导体层叠体”)，或者在半导体层叠体的表面配置一层或多层波长转换层的构造。半导体层叠体具有发光特性，这样的半导体层叠体使用利用液相生长法、HDVPE法、MOCVD法在气体上层叠多层ZnS、SiC、GaN、GaP、InN、AlN、ZnSe、GaAsP、GaAlAs、InGaN、GaAlN、AlInGaP、AlInGaN等半导体层并使任一半导体层形成发光层的构造。通过半导体层的材料、其混晶度的选择，能够从紫外光到红外光选择各种发光部的发光波长。特别是，在作为即使在野外也能够适当利用的显示装置时，要求能够高亮度发光的半导体层叠体。因此，优选选择氮化物半导体作为进行绿色系及蓝色系高亮度的发光的发光部的材料。例如，作为发光部的材料，能够利用InXAlYGa1-X-YN(0≤X≤1、0≤Y≤1、X+Y≤1)等。另外，能够设为将这样的半导体层叠体、和由通过该发光而被激励从而发出具有与半导体层叠体的发光波长不同的波长的光的各种荧光体构成的波长转换层组合的LED。在使用多个荧光体的情况下，可以将多个荧光体配置于一个层内，也可以分配于多个层的各层。优选选择GaAlAs系的半导体、AlInGaP系的半导体作为进行红色系的发光的半导体层叠体的材料。此外，为了成为彩色显示装置，优选组合红色系的发光波长为610nm至700nm、绿色为495nm至565nm、蓝色的发光波长为430nm至490nm的半导体层叠体。
另外，LED2在半导体层叠体的一个面形成有电极，使半导体层叠体中的形成电极的面亦即电极形成面位于面向基板1的位置，通过熔融的焊料进行安装，并且采用将电极形成面的背面侧作为主光取出面的面朝下安装(所谓倒装芯片安装)。
(透光性部件3)
透光性部件3配置于LED2的正上以将光轴与LED2一致，将来自LED2的射入光扩散或收敛而放射。透光性部件3将从LED2射入的光折射，在LED光源100的用途中作为特定的配光图案向外部放射。这样的透光性部件3能够适当地利用光学透镜等光学部件。在将透光性部件3设为光学透镜的情况下，能够利用凹透镜、凸透镜。透光性部件3以光轴与LED2一致的方式固定于基板1，而实现设计的配光图案。实现特定的配光图案的透光性部件3在表面设置凹部、凸部而将LED2的射入光折射而向外部射出。透光性部件3固定于基板1，经由基板1而固定为不与LED2相对地位置偏移。LED2在焊接于基板1的工序中，被熔融焊料11自对准而焊接于基板1的正确的位置，透光性部件3通过粘合剂30接合而接合于基板1，因此没有基于自对准的自动的位置调整，因此极难以高精度正确地接合于特定位置。图5标绘了将许多透光性部件3接合于基板1而中心位置偏移的位置。如该图所示，没有自对准的透光性部件3的固定于基板1的位置偏移比LED2大，难以使光轴与LED2一致。LED2的位置偏移扩大与透光性部件3的光轴偏移，而成为使如图6的标绘了光轴的偏移的分布图所示地设计的配光图案失常的原因。
图2的立体图所示的透光性部件3为了高精度地接合于基板1的特定位置而设置有多个支承部4。支承部4采用形成透光性部件3的丙烯酸树脂、硅树脂等透光性的树脂，与透光性部件3一体地成形而设置。但是，本发明并不限定于与透光性部件一体地形成支承部的结构，也可以由与透光性部件不同的部件构成支承部。支承部4形成于LED2的基板对置面3A(在图1中为下面)且不与LED2的表面对置的非对置区域3B，朝向基板1突出。非对置区域3B的支承部4各自在LED2的外侧区域将前端面接合于基板1的第一面1a，在将LED2与基板1平行的姿势下，使光轴一致并固定。基板1在接合支承部4的下端面的区域设置有透镜固定用配合面13。透镜固定用配合面13是覆盖基板1的表面的未涂覆阻焊剂14的区域，且在此设置后述的多个保持部5，通过保持构造将支承部4接合于多个保持部5的中央部。基板1在表面的几乎整个面涂覆有阻焊剂14，但固定LED2的LED固定用配合面12和透镜固定用配合面13未由阻焊剂14包覆。阻焊剂14作为白色，能够反射LED2的发光而提高LED光源100的亮度。
透光性部件3通过支承部4的长度而能够调整与基板表面的间隙。支承部4根据透光性部件3的材质而设定为使下表面接触或接近LED2的上表面的长度。支承部4设为使透光性部件3与LED2的表面的间隙尽可能窄的长度，而将LED2的射出光射入至透光性部件3。设置有三个以上的支承部4的透光性部件3能够将各个支承部4的前端面4A接合于基板表面，平行姿势地固定于基板1。透光性部件3设置有配置为以LED2为中心的环状或多边形状的多个支承部4，将各个支承部4接合于基板1，而能够在基板1以高精度和姿势固定于规定位置。在图2所示的例子中，透光性部件3设置有三个支承部4，但支承部4也能够设为四个以上。
图7是表示变形例所涉及的LED光源的分解立体图。如图7所示，以LED2为中心在对称的位置设置两个支承部4B，并扩大各个支承部4B的下端面积，从而能够通过多个保持部5B以平行姿势将LED2固定于基板1的规定位置。透光性部件3能够经由粘合剂30而将支承部4的前端面4A接合于透镜固定用配合面13并固定，或者，经由粘合剂30将支承部4的前端面4A及其附近粘合于基板1的表面。
如图1的局部放大图所示，支承部4优选为将外周面设为朝向前端面4A变细的锥面。该支承部4的外周面是倾斜面，由此倾斜面滑入至保持部5之间而通过保持构造连结。因此，能够在多个保持部5顺畅地连结于保持构造，并且通过滑入倾斜面，能够自对准支承部4的位置，并顺畅地连结于正确的位置。并且，如图1的局部放大图所示，支承部4能够将外周面与前端面4A的角部设为弯曲面。该支承部4的前端部能够不与保持部5钩挂，顺畅地引导而连结于保持构造。
(基板1)
基板1具有绝缘性的平面，在绝缘性的平面上设置有布线层(未图示)。布线层设置有与各个LED2的电极焊接而电连接的电极导电膜16。基板1能够优选利用散热性优异的绝缘性的基板。例如能够利用陶瓷基板，在该例子中利用了氧化铝陶瓷基板。另外，也能过适当地利用玻璃环氧基板、氮化铝基板等。
如图1所示，基板1在其表面设置有与LED2电连接的导电膜15。并且，基板1在除了对LED2进行固定的LED固定用配合面12之外的区域及除了接合透光性部件3的支承部4的透镜固定用配合面13之外区域，设置光反射性的阻焊剂14，能够提高发光效率。光反射性的阻焊剂14利用绝缘性的材料。在表面设置多个LED2的基板1设置有多个LED固定用配合面12，在各个LED固定用配合面12的周围设置有多个透镜固定用配合面13。
LED固定用配合面12露出与LED2的电极焊接的电极导电膜16地设置。LED固定用配合面12设置有一对电极导电膜16。一对电极导电膜16设置于与设置于LED2的底面的一对平面电极21的对置位置。在表面安装工序中，一对电极导电膜16在表面印刷附着焊料膏10。焊料膏10在其上安置LED2，将各个电极导电膜16接合于一对平面电极21，将LED2临时固定于规定位置。在该状态下，通过回流焊等方法加热焊料膏10，被加热的焊料膏10熔融而将LED2的平面电极21焊接于电极导电膜16。熔融的焊料通过表面张力自对准从而将LED2的平面电极21正确地移动至电极导电膜16的正上，在该状态下冷却、固化，从而将一对平面电极21焊接于电极导电膜16。
基板1将LED2自对准而将一对平面电极21配置在电极导电膜16的正上并焊接。LED光源100使LED2与透光性部件3的光轴一致地固定于基板1，由此实现最佳的配光图案。LED2被自对准而正确地固定于基板1的所希望的位置，但透光性部件3在固定于基板1时未被自对准。因此，透镜固定用配合面13设置通过保持构造将透光性部件3的支承部4配置于规定位置的多个保持部5，通过保持构造将支承部4连结于保持部5，由此透光性部件3配置于基板1的所希望的位置。保持部5的位置确定出透光性部件3的位置，因此能够提高将保持部5设置于基板1的位置的精度。
为了极高地提高将透光性部件3固定于基板1的位置的精度，而在透镜固定用配合面13设置有由保持焊料19构成的多个保持部5。并且，为了阻止保持部5相对于LED2的位置偏移，而在表面安装工序中，在透镜固定用配合面13的规定位置成形保持部5。对于表面安装工序而言，在LED固定用配合面12的电极导电膜16和透镜固定用配合面13的保持导电膜17印刷设置焊料膏10，将该焊料膏10加热、熔融，通过熔融焊料11将LED2自对准而焊接于正确的位置，将保持导电膜17的焊料膏10熔融，使其固化而成形保持部5。
图8是图2所示的LED光源的基板的俯视图。图9是表示通过保持部定位变形例1所涉及的LED光源的透光性部件的支承部的一个例子的俯视图及剖视图。图10是表示通过保持部定位变形例2所涉及的LED光源的透光性部件的支承部的另一个例子的俯视图及剖视图。
图2与图8所示的实施方式1所涉及的LED光源100的基板1在各个透镜固定用配合面13设置有三个保持部5，但本发明并不将保持部的数量限定为三个，也可以设置四个以上的保持部。例如，如图9的俯视图所示，作为变形例1所涉及的LED光源的透镜固定用配合面13，也可以环状地配置设置6个保持部5。环状地配置许多保持部5并将支承部4引导至环状的保持部5的内侧从而通过保持构造将支承部4和保持部5连结的构造能够将支承部4更加正确地配置于透镜固定用配合面13的规定位置。在图9的俯视图所示的例子中，各保持部5将平面形状设为圆形，但本发明并不将保持部的形状限定为圆形。例如，如图10的俯视图所示，作为变形例2所涉及的LED光源，也能够将保持部5设为沿着支承部4的外周缘的形状。
或者相反，也可以构成为由支承部包围保持部的周围。图11是表示通过保持部定位实施方式2所涉及的LED光源的透光性部件的支承部的另一个例子的俯视图及剖视图。在图11所示的实施方式2所涉及的LED光源中，构成为通过在中央形成有凹陷的支承部4包围一个圆形状的保持部5的周围。
保持部5通过将附着于保持导电膜17的焊料膏10熔融而形成。如图9至图11的剖视图所示，熔融焊料11由于表面张力的收缩力而以近似于半圆的形状固化剖面形状。该形状的保持部5成为朝向基板1而宽下摆状。该保持部5的外周面是倾斜面，因此使安置于环状地排列的保持部5的内侧的支承部4向中心移动，即进行自对准，配置于正确的位置。作为与透光性部件3一体构造的各个支承部4通过多个保持部5被自对准而配置于环状地排列的保持部5的中心，因此透光性部件3将支承部4与多个保持部5连接于保持构造，而配置于基板1的正确的位置。特别是，通过许多保持部5而被自对准从而各个支承部4配置于基板1的规定位置的构造，由此透光性部件3能够以极高的精度固定于基板1。
图9的透镜固定用配合面13环状或多边形状地配置有六个保持部5，在内侧配置支承部4而将透光性部件3保持于基板1的规定位置。另一方面，图10的透镜固定用配合面13环状地设置将环状、多边形状地配置的保持部5的、该环状等的面向中心侧的内侧缘设为沿着支承部4的外周缘的形状的三个保持部5，将支承部4配置于各个保持部5的内侧，从而将透光性部件3连结于基板1的规定位置。图12是表示通过保持部定位实施方式2的变形例所涉及的LED光源的透光性部件的支承部的另一个例子的俯视图及剖视图。作为实施方式2的变形例，在图12所示的透镜固定用配合面13中，还环状地配置有许多保持部5，将支承部4配置于环的内侧，并且在支承部4的前端面4A设置有保持凹部4a，在环状地排列的保持部5的中心设置有引导至该保持凹部4a的保持部5。该透镜固定用配合面13环状地设置有多个保持部5，在环的中心也设置有保持部5。该构造在通过环状地配置的多个保持部5将支承部4配置于规定位置的基础上，将设置于环的中心的保持部5引导至支承部4前端面4A的保持凹部4a，从而能够更加正确地将支承部4连结于基板1的规定位置。如图12所示，在前端面4A设置有保持凹部4a的支承部4能够通过一个保持部5将支承部4配置于规定位置而不环状地设置多个保持部5。
基板1的表面的电极导电膜16和保持导电膜17能够通过蚀刻除去层叠于基板1的表面的导电膜15的一部分而同时设置，因此两者的相对的位置偏移极少，电极导电膜16和保持导电膜17能够同时配置于基板表面而不相对地位置偏移。
并且，附着于电极导电膜16和保持导电膜17的表面的焊料膏10能够通过印刷而同时附着，因此他们也以没有相对的位置偏移的方式配置。在该状态下，在将LED2焊接于基板1的焊接回流工序中将焊料膏10加热，熔融而将LED2自对准并焊接于基板1的正确的位置。对于该工序而言，同时将保持导电膜17的焊料膏10熔融，固化而将保持部5设置于正确的位置。与LED2的焊接同时地由焊料形成的保持部5能够阻止与LED2的相对的位置偏移而成形，因此能够将透光性部件3和LED2两方以极高的精度固定于基板1，并防止两者的相对的位置偏移。并且，尽管能够相对于LED2以极高的精度设置保持部5，但不需要为了设置保持部5而设置特定的工序。
保持导电膜17蚀刻基板表面的导电膜15而阻止与电极导电膜16的位置偏移从而能够一同地设置，能够印刷附着焊料膏10而不将电极导电膜16和保持导电膜17双方位置偏移，并且对于设置于电极导电膜16和保持导电膜17的焊料膏10而言，在焊接LED2的工序中能够同时加热双方而焊接LED2，从而通过焊料设置保持部5。因此，以上的LED光源100及其制造方法特别是能够将LED2和透光性部件3双方边防止相对的位置偏移，边以高位置精度固定于基板1。
因此，能够正确地使固定于基板1的LED2和透光性部件3的光轴一致。该特性在通过透光性部件3将LED2的射出光折射而设为特定的配光图案的用途中实现理想的优点。例如，关于用于液晶显示装置的背光灯的LED光源，将透光性部件作为二次透镜，通过二次透镜将LED的射出光设为均匀的配光分布而向外部放射从而能够减少液晶显示装置的发光不均。另外，关于通过透光性部件将LED的射出光收敛而放射的车辆的前照灯用的LED光源，将LED的射出光收敛为特定的配光束，而实现能够明亮地照射到远方的优点。
(LED光源的制造方法)
以下，基于图13以及图14A～图14F，对LED光源的制造方法进行说明。图13是表示LED的制造工序的流程图。图14A～图14F是表示一个实施方式所涉及的LED光源的制造工序的工序图。
(1)首先作为步骤S1准备基板1。基板1的表面的导电膜15能够通过以往的制作印刷电路板的工序制作。例如，如图14A所示，通过蚀刻除去导电膜15的一部分，而能够设置电极导电膜16和保持导电膜17。电极导电膜16配置于与LED2的平面电极21的对置位置，保持导电膜17配置于设置保持部5的位置。在表面以规定的间距固定多个LED2的基板1在各个LED2的平面电极21的对置位置设置电极导电膜16，并通过布线图案连接各个电极导电膜16。保持导电膜17不是用于通电的导电膜15，并非一定需要连接于电极导电膜16，但也能够连接于电极导电膜16而设置。保持导电膜17设置于通过保持构造将透光性部件3的支承部4配置于规定位置的位置。
对于基板1的蚀刻而言，例如，能够在基板表面经由布线图膜向感光性抗蚀剂膜表面照射紫外线而曝光，固化用紫外线照射的区域，将未被照射的区域设为不固化的状态，将不固化的区域蚀刻而除去后，将膜除去而在基板1的表面设置电极导电膜16和保持导电膜17。
(2)接着，作为步骤S2进行焊料的印刷。这里如图14B所示，在基板1的表面涂覆阻焊剂14。阻焊剂14不是基板1的整个面地涂覆，在固定LED2的区域中设置LED固定用配合面12而涂覆，在配置多个保持部5的区域中设置透镜固定用配合面13而涂覆。并且如图14C所示，在电极导电膜16和保持导电膜17的表面，通过印刷而涂覆焊料膏10。该工序通过焊料膏10的涂覆量而能够调整保持部5的高度。例如，将焊料膏10的膜厚设为0.2mm，将LED2可靠地焊接于电极导电膜16，而能够设置通过保持构造将支承部4配置于规定位置的保持部5(印刷工序)。
(3)接着，作为步骤S3进行LED的安装。这里如图14D所示，将LED2的平面电极21接合于电极导电膜16的焊料膏10，并临时固定LED2。
(4)接着，作为步骤S4进行焊接的回流。这里如图14E所示，将接合有LED2的焊料膏10加热并熔融，而将LED2焊接于基板1的规定位置，并且将保持导电膜17的焊料熔融，使其固化而在保持导电膜17的表面设置保持部5。
(5)更进一步，作为步骤S5进行粘合剂30的涂覆。这里在图14E的状态下，在配置透光性部件3亦即透镜的支承部4的位置，涂覆粘合剂30。粘合剂30例如涂覆于透镜固定用配合面13，以使将透光性部件3接合于基板1。在粘合剂30中使用在未固化的状态下为液状或膏状的环氧树脂。在粘合剂30中适宜地使用通过加热而固化的热固化性树脂、通过紫外线照射而固化的紫外线固化树脂等。
(6)更进一步，作为步骤S6进行透镜的安装。这里如图14F所示，在设置于透镜固定用配合面13的多个保持部5的保持构造安置透光性部件3，将透光性部件3配置于基板1的规定位置。
(7)最后，作为步骤S7使固定透镜的粘合剂30固化。这里在图14F的状态下，保持通过保持构造将透光性部件3保持于基板1的规定位置的状态原样，通过使粘合剂30固化而将透光性部件3固定于基板1。
工业上的可利用性
本发明的LED光源及其制造方法作为通过透光性部件将LED的射出光折射而扩散或聚光从而以规定的配光图案向外部放射的LED光源，例如能够适当地使用于液晶显示器、电视的背光灯光源、照明、指示器、车辆的前照灯等。

Claims (17)

1.一种LED光源，其特征在于，具备：
基板，具有第一面；
保持部，设置于所述第一面；
LED，设置于所述第一面；
接合部件，对设置于所述第一面的所述LED进行固定；
透光性部件，位于所述LED的上表面或者上方，在俯视中外形比所述LED大，用于使所述LED的射出光折射而射出；
支承部，在俯视中处于所述LED的外侧，且设置于所述透光性部件的与所述基板的所述第一面对置的面；以及
粘合剂，将所述支承部和所述基板粘合，
所述支承部被所述保持部保持，所述透光性部件配置于所述基板的所述第一面的规定位置。
2.根据权利要求1所述的LED光源，其特征在于，
所述支承部在所述透光性部件的不同的部位分别设置多个，
所述保持部通过多个保持各支承部。
3.根据权利要求2所述的LED光源，其特征在于，
所述多个保持部分别在所述基板的所述第一面上形成有凸部，
保持各支承部的多个所述凸部分别设置于多边形的顶点的位置，所述支承部配置于由所述多边形的顶点围起的内侧。
4.根据权利要求3所述的LED光源，其特征在于，
所述多边形为三角形以上、六边形以下。
5.根据权利要求3或4所述的LED光源，其特征在于，
所述凸部将引导所述支承部的、构成多边形的顶点的区域设为倾斜面，
所述倾斜面朝向所述支承部的插入方向而向接近所述支承部的方向倾斜。
6.根据权利要求3～5中的任一项所述的LED光源，其特征在于，
所述凸部的相对于所述基板垂直方向的垂直剖面形状是圆形或椭圆形。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的LED光源，其特征在于，
所述基板是印刷电路板，
所述保持部由与所述接合部件相同的材质形成。
8.根据权利要求7所述的LED光源，其特征在于，
所述接合部件及保持部是焊料，
所述基板分别在所述第一面的配置所述接合部件的位置形成有电极导电膜，在所述第一面的配置所述保持部的位置形成有保持导电膜。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的LED光源，其特征在于，
所述支承部形成为柱状。
10.根据权利要求1～7中的任一项所述的LED光源，其特征在于，
所述支承部形成为尖细状。
11.根据权利要求1或2所述的LED光源，其特征在于，
所述支承部在前端面形成有保持凹部，
所述保持部具有引导所述保持凹部的保持凸部，
所述保持凸部被所述保持凹部引导，从而所述支承部被所述保持部保持。
12.根据权利要求1～11中的任一项所述的LED光源，其特征在于，
所述LED光源是液晶显示装置的背光灯用的光源。
13.根据权利要求1～12中的任一项所述的LED光源，其特征在于，
所述透光性部件是光学透镜。
14.一种LED光源的制造方法，其特征在于，包括：
准备LED，
具有第一面的基板，
在俯视中外形比所述LED大、在与所述第一面对置的面具备在俯视中装备于所述LED的外侧的支承部、用于使所述LED的射出光折射而射出的透光性部件，以及
用于将所述LED固定于所述基板的接合部件的工序；
经由所述接合部件将所述LED固定于所述第一面的工序；
在所述第一面使用所述接合部件形成保持部的工序；以及
经由粘合剂将所述支承部和所述保持部粘合，将所述透光性部件配置于所述第一面的规定位置的工序。
15.根据权利要求14所述的LED光源的制造方法，其特征在于，
在形成所述接合部件及保持部的工序中，
所述保持部由与所述接合部件相同的材质形成。
16.根据权利要求15所述的LED光源的制造方法，其特征在于，
分别在所述第一面的配置所述接合部件的位置形成有电极导电膜，在配置所述保持部的位置形成有保持导电膜。
17.根据权利要求14～16中的任一项所述的LED光源的制造方法，其特征在于，
在形成所述接合部件及保持部的工序中，
所述保持部由包围所述支承部的周围的多个凸部形成，并且形成为使各凸部的上表面弯曲而成的形状。
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