CN1893127A - 发光装置 - Google Patents

Abstract

一种发光装置，在现有的发光装置中，由于反射镜多使用光反射率高的白色系树脂，故通过树脂成型形成，但存在反射镜本身产生挠曲，与安装衬底粘接时产生不良的问题点。在本发明的发光装置中，利用相同的玻璃环氧树脂衬底形成反射镜(30)和安装衬底(10)，使反射镜(20)的板厚比安装衬底(10)厚，防止反射镜30的挠曲。

Description

发光装置

技术领域

本发明涉及发光装置，特别是涉及由两片玻璃环氧树脂衬底构成的发光装置。

背景技术

图8表示有效地反射从发光元件向侧面放出的光的发光效率高的发光装置。

该发光装置由发光元件100、衬底200、反射镜300及密封部件400构成。发光元件100是三族氮化物系化合物半导体发光元件。安装衬底200是绝缘性衬底，形成所希望的配线图案，安装发光元件100。反射镜300由使氧化钛均匀分散的聚酰胺系树脂构成，将形成杯状部500的内周面相对光轴构成所希望的角度而成形，通过蒸镀铝(Al)制造反射层310。硅树脂等密封部件400被填充入杯状部500内，覆盖发光元件100(参照专利文献1、图1)。

另外，对其它光半导体装置也通过在聚碳酸酯内含有氧化钛的光反射率高的白色系树脂的成型，形成作为反射镜工作的壳体(参照专利文献2、图3)。

特别是为降低成本，往往通过树脂成型制造反射镜，在该情况下，会产生以下所述的各种问题点。

专利文献1：特开2004-134699号公报

专利文献2：特开2000-183407号公报

但是，在上述的发光装置中具有以下这样的问题点。

反射镜由于多使用光反射率高的白色系树脂，故通过树脂成型形成，但存在反射镜本身产生挠曲，且与安装衬底的粘接会产生问题。

另外，由于反射镜为树脂制，在将发光装置焊接到母板上时的回流温度高达250℃，故也存在反射镜本身产生变形，制造出次品的问题点。

特别是在使用无铅焊锡的情况下，该回流温度升高，其次品产生率也升高。

在反射镜为树脂制的情况下，也存在需要模型，需要花费试制时间的问题点。

发明内容

本发明是鉴于这样的问题点而构成的，提供一种发光装置，其特征在于，具有：发光元件；安装衬底，其上面具有载置所述发光元件的通用电极及与所述发光元件的电极连接的个别电极，背面具有与所述通用电极及个别电极连接的引出电极；反射镜，其粘接于所述安装衬底的上面，包围所述发光元件具有斜面状的贯通孔、和设于该贯通孔斜面内壁的反射镀膜，所述反射镜由可进行机械加工的印刷线路板材料形成，使所述反射镜的板厚比所述安装衬底厚，防止所述反射镜挠曲。

另外，在本发明中，印刷线路板材料从BT树脂、玻璃环氧树脂、复合物、玻璃聚酰亚胺树脂或纸酚醛树脂的任一种中选择。

在本发明中，所述反射镜和所述安装衬底的周端边一致。

在本发明中，反射镀膜由银镀膜或铬镀膜形成。

在本发明中，反射镜的所述贯通孔通过机械加工形成，所述贯通孔内壁的倾斜面的面积由形成所述反射镜的反射镜衬底的板厚选择。

在本发明中，反射镜的下面使玻璃环氧树脂衬底露出，通过半硬化的环氧树脂粘接层粘接在所述安装衬底的上面。

另外，在本发明中，安装衬底的所述通用电极及个别电极和所述引出电极由通孔电极连接，该通孔电极配置于所述安装衬底的周端。

根据本发明，由于利用印刷线路板材料构成安装衬底和反射镜衬底，从而具有即使两衬底相互粘合，也不会产生挠曲等的优点。特别是通过使用玻璃环氧衬底，与通常的印刷线路板相同，即使焊锡回流温度为250℃以上，也具有足够耐热性，反射镜也不会产生变形等。

根据本发明，具有通过通孔将使用设于安装衬底两面的导电箔载置发光元件的电极和外部电极连接可实现安装衬底的优点。

另外，在本发明中，设于反射镜衬底上的贯通孔全部是钻头或铰刀加工等机械加工形成的，没有进行热处理，因此，反射镜衬底与现有的树脂制不同，完全不需要模型。贯通孔的大小可自如地通过钻头等的选择来选择，倾斜面的大小也可通过选择反射镜衬底的厚度对应。反射镜衬底由于仅通过机械加工完成，故在制造中也不会产生过热造成的挠曲。因此，在利用粘接剂将安装衬底和反射镜衬底粘接时没有挠曲，故可减窄与相邻的贯通孔的间隔，可增大反射镜的有效利用率。

在本发明中，由于通过印刷线路板材料构成安装衬底和反射镜衬底，故可仅通过选择两者的衬底的厚度，容易地选择发光装置的厚度，可容易地实现从厚的发光装置到薄的发光装置。

在本发明中，安装衬底和反射镜夹着粘接层加热硬化并粘接为一体，由此，两者的周端边相同，也可以作为一个衬底使用，可防止反射镜的变形。

在本发明中，由于在反射镜的贯通孔的斜面内壁使用银镀膜或铬镀膜作为反射镀膜，故与树脂相比，更可得到良好的光泽，提高反射率。

附图说明

图1(A)是本发明的发光装置的上面图，(B)是剖面图；

图2(A)是用于本发明的安装衬底的上面图，(B)是底面图；

图3(A)～(D)是说明用于本发明的安装衬底的制造方法的剖面图；

图4(A)是表示用于本发明的安装衬底整体的平面图，(B)是放大了的上面图，(C)是放大了的底面图；

图5(A)～(F)是说明用于本发明的反射镜衬底的制造方法的剖面图；

图6(A)是表示用于本发明的反射镜衬底整体的平面图，(B)是放大了的上面图；

图7是说明用于本发明的安装衬底和反射镜衬底的粘接方法的剖面图；

图8是说明现有的发光装置的剖面图。

符号说明

10安装衬底

11通用电极

12a、12b、12c、12d个别电极

13a、13b、13c、13d、13e、13f引出电极

14a、14b、14c、14d发光元件

15金属细线

16、17导电箔

18通孔用贯通孔

19通孔电极

20保护层

21反射镀膜

22对位孔

23框状导电箔

30反射镜

31贯通孔

32倾斜面

33反射镀膜

34反射镜衬底

35、36导电箔

37导电镀膜

38填充材料

40突出部

41对位孔

50粘接层

具体实施方式

首先，图1表示本发明的发光装置。图1(A)是上面图，图1(B)是其剖面图。在安装衬底10上面设有十字状的通用电极11，在四角设有个别电极12a、12b、12c、12d，在下面设有通过通孔电极与各对应的电极连接的引出电极13a、13b。在安装衬底10的上侧以使通用电极11和个别电极12a、12b、12c、12d的一部分露出的方式利用粘接层50粘贴反射镜30，在反射镜30的贯通孔31的倾斜面32及上面设有反射镀膜33。在通用电极11的十字突出部分分别固定四个发光元件14a、14b、14c、14d，通用电极11构成通用阳极电极。各发光元件的阴极电极通过金属细线与邻接的个别电极12a、12b、12c、12d连接。另外，图中未图示，但发光元件14a、14b、14c、14d由透明的保护树脂覆盖。

其次，图2表示本发明的个别的安装衬底。图2(A)是其上面图，图2(B)是其底面图。在安装衬底10的上面，在中央设有十字状的通用电极11，在四角设有个别电极12a、12b、12c、12d。在安装衬底10的左右两端终端的通用电极11及个别电极12a、12b、12c、12d上具有半圆状的通孔，在该通孔内设有通孔电极，设于背面的引出电极13a、13b、13c、13d、13e、13f与对应的通用电极11及个别电极12a、12b、12c、12d电连接。

在安装衬底10的背面设有沿左右方向平行延伸的引出电极13a、13b、13c、13d、13e、13f，其都在安装衬底10的左右两端形成终端，在中央设有保护层26。

在本发明中，反射镜30与安装衬底10相同，由可进行机械加工的印刷线路板材料形成，使反射镜的厚度比安装衬底10厚，增强反射镜30的机械强度，防止挠曲的产生。

印刷线路板材料从BT树脂、玻璃环氧树脂、复合物、玻璃聚酰亚胺树脂或纸酚醛树脂的任一种中选择。BT树脂是以T成分(三嗪树脂)为主成分，由B成分(多官能马来酰亚胺化合物)或其它改性用化合物构成的高耐热附加重合型热硬性树脂的总称。复合物是层积多种衬底材料构成的。这些衬底材料都可进行研削等机械加工。

接着，说明用于本发明的带反射镜的安装衬底的制造方法。

带反射镜的安装衬底的制造方法具有：准备具有多个载置发光元件的电极的安装衬底的工序；形成在内壁具有倾斜面的贯通孔，使其包围载置上述发光元件的上述各电极，准备在上述通孔的倾斜面形成反射镀膜的反射镜衬底的工序；通过粘接层将上述安装衬底和上述反射镜衬底粘接的工序。

参照图3及图4说明准备安装衬底10的工序。

在图3(A)中，准备在两面粘贴有铜等导电箔16、17的玻璃环氧树脂衬底。导电箔16、17使用18μm的铜箔，衬底10使用0.15mm板厚的衬底。导电箔16上侧用于形成载置发光元件的电极，电极由如图3所示的十字状通用电极11和个别电极12a、12b、12c、12d构成。

图3(B)中，使用NC工作机，通过钻头等贯通导电箔16、17及衬底10开设用于形成通孔电极的约0.3mm的通孔用贯通孔18。然后，将安装衬底10浸渍于钯溶液内，将两导电箔16、17作为电极，通过铜的电解镀敷，在通孔用贯通孔18的内壁形成约20μm的膜厚的通孔电极19。

图3(C)中，安装衬底10的上面及下面的导电箔16、17由保护层20覆盖，在上面的导电箔16上使图3(A)所示的十字状通用电极11和个别电极12a、12b、12c、12d的图案曝光显影，在下面的导电箔17上使图3(B)所示的引出电极13a、13b、13c、13d、13e、13f的图案曝光显影，以剩余的保护层20为掩模，进行导电箔16、17的蚀刻。在导电箔16、17为铜时，使用氯化铁作为蚀刻溶液。

图3(D)中，剥离除去保护层20，在上面的十字状的通用电极11和个别电极12a、12b、12c、12d及下面的引出电极13a、13b、13c、13d、13e、13f的表面设置镀银层21，对各电极进行表面处理。利用该镀银层21可进行发光元件的固定、金属细线的接合或焊接。

图4表示更具体化的安装衬底。图4(A)表示安装衬底10整体的上面图，图4(B)表示通过安装衬底10上面的导电箔16形成的通用电极11及个别电极12a、12b、12c、12d的放大平面图，图4(C)表示通过安装衬底10下面的导电箔17形成的引出电极13a、13b、13c、13d、13e、13f的放大平面图。

安装衬底10使用60mm×90mm的玻璃环氧树脂衬底。在周边设有多个对位孔22，在内部矩阵状配置多个各单元的通用电极11及个别电极12a、12b、12c、12d。另外，在周边保留框状的导电箔23作为用于电解镀敷的电极，各单元的通用电极11及个别电极12a、12b、12c、12d都与该框状的导电箔23电连接。

各单元的通用电极11及个别电极12a、12b、12c、12d如图4(B)所示可知，沿横向成行配置十字状的通用电极11，在十字突出部之间嵌入个别电极12a、12b、12c、12d。在十字突出部的中间位置，圆标记所示的通孔电极19设于各单元的通用电极11及个别电极12a、12b、12c、12d上，进行与下面的引出电极13a、13b、13c、13d、13e、13f的连接。上侧的个别电极12a利用连接细条24与其上的单元的下侧的个别电极12b连接，并利用S形的连接细条25与相同单元的通用电极11连接。通过该连接细条24、25及通孔电极19将各单元的通用电极11及个别电极12a、12b、12c、12d和引出电极13a、13b、13c、13d、13e、13f电连接。在各单元分离时，在切割各单元的分界时，连接细条24、25被切断，使各单元的各电极电独立。这一点之后进行说明。

如图4(C)所示，各单元的引出电极13a、13b、13c、13d、13e、13f并排设置三个，利用圆标记表示的通孔电极19与上面的通用电极11及个别电极12a、12b、12c、12d电连接。上侧的引出电极13f形成得比其它引出电极长，作为配置引线的标记使用。该引出电极13a、13b、13c、13d、13e、13f将通孔电极19间的六个构成一个单元，在通孔电极19的两侧构成一体的引出电极13a、13b、13c、13d、13e、13f属于相邻的单元。这是由于，切割线正好位于该通孔电极19上。另外，位于各单元中央的斜线部分是保护层26，防止在向母板的表面安装时侵入焊锡，而使引出电极13a、13b、13c、13d、13e、13f之间短路。

参照图5及图6说明准备反射镜衬底34的工序。

图5(A)中，准备在两面粘附有铜等导电箔35、36的玻璃环氧树脂衬底。导电箔35、36使用18μm的铜箔，衬底使用0.6mm板厚的衬底。使用NC工作机，通过钻头等贯通导电箔35、36及衬底34开设用于形成反射板30的贯通孔31。贯通孔31首先吻合反射镜30下面的直径开设，例如开设2.2mm内壁垂直的贯通孔31。另外，反射镜衬底34从BT树脂、玻璃环氧树脂、复合物、玻璃聚酰亚胺树脂或纸酚醛树脂的任一种中选择。

图5(B)中，为在贯通孔31上形成反射镜30的反射面，使用NC工作机，通过钻头加工、立铣刀加工或铰刀加工形成倾斜面32。贯通孔31上面的直径例如选择为2.8mm，贯通孔31的内壁形成研钵状的倾斜面32。另外，通过选择衬底的板厚，可容易地选择反射镜30的反射面的面积。另外，通过选择铰刀的齿的研削角度，也可以容易地选择倾斜面32的角度。

图5(C)中，将反射镜衬底34浸渍于钯溶液中，通过以两导电箔35、36为电极，进行铜电解镀敷，在贯通孔31内壁的倾斜面32上形成约20μm膜厚的导电镀膜37。

图5(D)中，印刷填充材料38，填充贯通孔31，将反射镜衬底34上面覆盖。使用石膏溶液作为填充材料38。石膏溶液在印刷后烧结干燥，附着于反射镜衬底34下面的导电箔36上的石膏通过抛光研磨除去。因此，在本工序中，仅露出反射镜衬底34下面的导电箔36，上面的导电箔36及导电镀膜37由填充材料38覆盖。

图5(E)中，以填充材料38为掩模，选择性地蚀刻除去反射镜衬底34下面的导电箔36。蚀刻溶液使用氯化铁。在进行蚀刻后，利用碳酸钠溶液剥离并除去作为填充材料38的石膏。

图5(F)中，在反射镜衬底34上面的导电箔35及贯通孔31的导电镀膜37上通过无掩模地电解镀敷进行镀银或镀铬，形成反射镀膜33。特别是在镀铬的情况下，具有不易损伤表面，表面不氧化，还难于腐蚀的特征，可长期实现良好的反射。

图6表示具体化了的反射镜衬底34。图6(A)表示反射镜衬底34整体的上面图，图6(B)表示反射镜衬底34的放大平面图。

在反射镜衬底34上在对应上述的安装衬底11的各单元的位置设置对应数量的反射镜30。因此，各单元的反射镜30也矩阵状配置。反射镜衬底34的大小为54.5mm×76.0mm，在周边设置突出部40，在其上设置对位孔41，通过导向销等进行与安装衬底11的对位孔22的对位。在反射镜衬底34上矩阵排列用于构成反射镜30的贯通孔31，在贯通孔31内壁的倾斜面32上设有反射镀膜33。

贯通孔31的上面开口的直径为2.8mm，下面开口的直径为2.2mm。另外，横向邻接的单元的贯通孔31的中心间的间隔为3.56mm，纵向邻接的单元的贯通孔31的中心间的间隔距离为3.36mm。因此，横向邻接的贯通孔31间的间隔距离为0.76mm，纵向邻接的贯通孔31间的间隔距离为0.56mm，与现有的树脂成形反射镜相比，可配置得极其接近，因此，可使每个反射镜衬底34的反射镜30的有效利用率多约20～30％。

因此，即使使用比树脂成本高的玻璃环氧衬底，也可以不使用模型，同时，抑止成本升高。

反射镜衬底34使用板厚为0.6mm，比安装衬底11的板厚0.15mm厚许多的玻璃环氧树脂衬底，因此，反射镜衬底34是平坦的，具有不会产生挠曲的特征。设于反射镜衬底34上的构成各单元的反射镜30的贯通孔31由于通过NC工作机机械形成，故可以不进行加热处理而形成，各单元间的贯通孔31的间隔也很窄。

参照图7说明利用粘接层粘接安装衬底10和反射镜衬底34的工序。

粘接层50使用使环氧系树脂在玻璃布上半硬化的超级连接片(商品名)。该片状的超级连接片通过NC工作机冲切加工安装衬底11的电极从反射镜衬底34的贯通孔31露出的部分。此时，当在超级连接片上与上述的安装衬底10及反射镜衬底34相同的位置予先设置对位孔(未图示)时，就可通过导向销等自动地进行对位。

其次，将上述安装衬底10、作为粘接层50的超级连接片、和反射镜衬底34重叠，利用油压冲压机以3～5MPa加压，同时，在160～170℃下退火1小时左右，使粘接层50硬化，通过约50μm厚度的粘接层50将安装衬底10和反射镜衬底34粘接为一体，完成带反射镜的安装衬底。

反射镜衬底34下面的导电箔36在反射镜衬底34的制造工序中除去是由于安装衬底10的通用电极11及个别电极12a、12b、12c、12d和反射镜衬底34的下面仅夹着粘接层50而构成一体，故防止了在粘接层50上有针孔时因水分等造成短路。

另外，只要使粘接层50更厚，可防止针孔的产生，则也可以省去反射镜衬底34下面的导电箔36的除去，在反射镜衬底34的整个面上设置反射镀膜33。此时，可省略反射镜衬底34下面的导电箔的除去工序，将工序缩短。

在通过以上工序完成的带反射镜的安装衬底上，首先将发光元件组装在通用电极11上，然后，利用金属细线将发光元件的阳极电极和个别电极12a、12b、12c、12d接合连接，利用透明的保护树脂覆盖发光元件及金属细线。

然后，在带反射镜的安装衬底上，通过切割装置在纵向切断通孔电极上，在横向以设于反射镜衬底上的三角形标记(参照图6(B))为基准进行切断，分离成各发光装置。因此，本发明的发光装置由于反射镜30与安装衬底10的周端边一致，故将反射镜30和安装衬底10一体处理，恰如用单一的印刷线路板材料形成。另外，由于反射镜30的机械强度高，故也消除了挠曲造成的变形。

Claims (7)

1、一种发光装置，其特征在于，具有：发光元件；安装衬底，其上面具有载置所述发光元件的通用电极及与所述发光元件的电极连接的个别电极，背面具有与所述通用电极及个别电极连接的引出电极；反射镜，其粘接于所述安装衬底的上面，包围所述发光元件具有斜面状的贯通孔、和设于该贯通孔斜面内壁的反射镀膜，所述反射镜由可进行机械加工的印刷线路板材料形成，所述反射镜的板厚比所述安装衬底厚，防止所述反射镜的挠曲。

2、如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述印刷线路板材料从BT树脂、玻璃环氧树脂、复合物、玻璃聚酰亚胺树脂或纸酚醛树脂的任一种中选择。

3、如权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，所述反射镜和所述安装衬底的周端边一致。

4、如权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，所述反射镀膜由银镀膜或铬镀膜形成。

5、如权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，所述反射镜的所述贯通孔通过机械加工形成，所述贯通孔内壁的倾斜面的面积由形成所述反射镜的反射镜衬底的板厚选择。

6、如权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，所述反射镜的下面露出玻璃环氧树脂衬底，通过半硬化的树脂粘接层粘接在所述安装衬底的上面。

7、如权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，所述安装衬底的所述通用电极及个别电极和所述引出电极由通孔电极连接，该通孔电极配置于所述安装衬底的周端。

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