TWI581450B - Semiconductor light emitting module and manufacturing method thereof - Google Patents

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TWI581450B
TWI581450B TW098109740A TW98109740A TWI581450B TW I581450 B TWI581450 B TW I581450B TW 098109740 A TW098109740 A TW 098109740A TW 98109740 A TW98109740 A TW 98109740A TW I581450 B TWI581450 B TW I581450B
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Satoshi Komatsubara
Kenichi Fukuda
Shinobu Otao
Toru Furuta
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Shimane Prefectural Government
Shimane Electronic Imafuku Works Co Ltd
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Description

半導體發光模組及其製造方法
本發明係關於半導體發光模組及其製造方法，而更詳細係關於可高亮度發光之半導體發光模組及其製造方法。
近年，針對在發光的能量效率高之發光二極體(LED)等之半導體發光元件，在各種領域被加以使用，並開發利用半導體發光元件之各種裝置。特別是提案有經由利用大電流，以及經由反射板等而效率佳地進行照射之時，作為取代以往之螢光燈或白熱燈之照明用的利用乃被眾所注目，並作為呈消解伴隨發光而產生之發熱問題之技術。
例如，提案有於鋁所成之金屬板，設置對於前方突出之突出部，於突出部之前面，形成收納凹部，於收納凹部的底面，搭載半導體發光元件，LED元件乃熱接合於金屬板，對於金屬板的前面係接合有玻璃聚酯基片所成之印刷電路基板，比較於以往，可提昇放熱性，且可效率佳地取出來自半導體發光元件的光之發光裝置(例如，參照專利文獻1)。另外，提案有在為了安裝LED之LED安裝用印刷基板，與LED電性連接之配線圖案乃加以設置於絕緣層之一方側，而為了釋放從LED產生的熱之放熱用金屬層乃加以設置於絕緣層之另一方側，經由形成從配線圖案側貫通絕緣層而到達至放熱用金屬層內部之LED安裝用凹部之時，可製造即使提昇發光度而亦不易引起熱劣化對於熱分散性優越之照明光源的LED安裝用印刷基板(例如，參照專利文獻2)。
更且，提案有經由具備：具有載置發光元件於上面之載置部的基體，和於基體之上面的外周部，呈圍繞載置部地加以接合，內周面乃作為反射從發光元件所發光的光之反射面之框狀的反射構件，和載置於載置部之發光元件，和含有將發光元件所發光的光作為波長變換的密度乃3.8g/cm3乃至7.3g/cm3之螢光體，硬化前的黏度乃0.4Pa‧s乃至50Pa‧s之樹脂所成之透光性構件之時，光取出效率、色溫度、演色性優越之同時，發光的光之放射光強度良好之發光裝置。
但，在經由專利文獻1之發明的發光二極體模組中，表面係因於前面貼有印刷基板之故，從元件產生的熱係傳導於金屬板，更且成為經過熱傳導率低之印刷基板而放熱至前面，有著無法有效地進行來自前面的放熱之缺點。
另外，亦提案有為了有效地使用從如專利文獻2或3之發明的發光二極體晶片所發射的光而形成凹部，其中接合發光二極體晶片之發明，在此等方法中，其構造上或製法上，成為基礎之金屬板等係作為半導體發光模組，有必要具有凹部之凹陷高度以上之厚度，而無法成為輕量之半導體發光模組。
本發明之目的係提供，可維持更高之反射率，而得到均一之白色光，以及提昇光的取出效率，作為可高亮度發光之同時，可作為輕量薄型化之半導體發光模組及其製造方法。
[專利文獻]日本特開2003-152225號公報
[專利文獻2]日本特開2005-243744號公報
[專利文獻3]日本特開2005-277331號公報
為了達成如此之目的，申請專利範圍第1項記載之發明係一種半導體發光模組，其特徵乃具備：半導體發光元件，和將各半導體發光元件接觸於表面而配置的板部，和屬於被覆板部表面之各半導體發光元件及除了其附近之任意部分，成為電性連接於各半導體發光元件，供給電力之電極的基板，其中，被覆板部的部份乃呈露出板部的一部分地，呈較板部的各半導體發光元件及除了其附近之部分為小面積地加以構成之基板者。
記載於申請專利範圍第2項之發明係如申請專利範圍第1項記載之半導體發光模組，其中，板部乃作為經由於表面形成增反射膜之時，使來自半導體發光元件的光反射者。
申請專利範圍第3項記載之發明係一種半導體發光模組，其特徵乃具備：複數之半導體發光元件，和將各半導體發光元件接觸於表面而配置的複數之板部，和屬於被覆複數之板部各表面之各半導體發光元件及除了其附近之任意部分，成為電性連接於各半導體發光元件，供給電力之電極的一個基板，其中，連接複數之各板部，呈露出一部分地被覆板部之部分乃呈較板部的各半導體發光元件及除了其附近之部分為小面積地加以構成之基板者。
記載於申請專利範圍第4項之發明係如申請專利範圍第3項記載之半導體發光模組，其中，複數之板部乃配置成陣列狀，縱列地配置成陣列狀之複數之板部寬度係較一個基板的寬度為寬者。
記載於申請專利範圍第5項之發明係如申請專利範圍第3項記載之半導體發光模組，其中，板部乃作為經由於表面形成增反射膜之時，使來自半導體發光元件的光反射者。
申請專利範圍第6項記載之發明係一種半導體發光模組，其特徵乃具備：半導體發光元件，和於在傾斜面與表面所形成的角乃呈鈍角地，且經由形成較半導體發光元件為高之凸部所圍繞之範圍，將各半導體發光元件接觸於表面而配置的板部，和被覆板部表面之除了經由凸部所圍繞之範圍的任意部分，成為電性連接於各半導體發光元件，供給電力之電極的基板者。
記載於申請專利範圍第7項之發明係如申請專利範圍第6項記載之半導體發光模組，其中，板部乃作為經由於表面形成增反射膜之時，使來自半導體發光元件的光反射者。
記載於申請專利範圍第8項之發明係如申請專利範圍第6項記載之半導體發光模組，其中，更具備：於凸部與基板接觸之位置，配置高反射性塗料，呈使來自半導體發光元件的光反射而形成之高反射塗料部。
記載於申請專利範圍第9項之發明係如申請專利範圍第6項記載之半導體發光模組，其中，於經由凸部所圍繞之範圍的外側之基板上，更具備呈圍繞範圍地將反射原料形成為凸狀之凸狀反射部。
申請專利範圍第10項記載之發明係一種製造一體性組入半導體發光元件之半導體發光模組的半導體發光模組製造方法，其特徵乃具備：於板部上，在傾斜面與表面所形成的角乃呈鈍角地，且較半導體發光元件為高形成凸部的步驟，和將各半導體發光元件，於經由凸部所圍繞之範圍，呈接觸於板部表面地加以配置的步驟，和配置被覆板部表面之除了經由凸部所圍繞之範圍的任意部分，成為電性連接於半導體發光元件，供給電力之電極的基板之步驟。
記載於申請專利範圍第11項之發明係如申請專利範圍第10項記載之半導體發光模組製造方法，其中，形成凸部之步驟乃經由將板金衝壓加工成反射來自半導體發光元件所發射的光而進行集光的形狀之時，形成凸部者。
記載於申請專利範圍第12項之發明係如申請專利範圍第10項記載之半導體發光模組製造方法，其中，板部乃作為經由於表面形成增反射膜之時，使來自半導體發光元件的光反射者。
記載於申請專利範圍第13項之發明係如申請專利範圍第10項記載之半導體發光模組製造方法，其中，更具備：於凸部與基板接觸之位置，配置高反射性塗料，呈使來自半導體發光元件的光反射而形成之高反射塗料步驟。
申請專利範圍第14項記載之發明係一種半導體發光模組，其特徵乃具備：半導體發光元件，和將半導體發光元件接觸於表面而配置的板部，和屬於被覆板部表面之除了含有配置半導體發光元件之部分的一定範圍之任意部分，電性連接於各半導體發光元件，成為供給電力之電極的基板，和呈被覆一定範圍之周緣的基板與板部接觸之間隙地，配置高反射性塗料，呈使來自半導體發光元件的光反射而形成之高反射塗料部者。
記載於申請專利範圍第15項之發明係如申請專利範圍第14項記載之半導體發光模組，其中，板部乃作為經由於表面形成增反射膜之時，使來自半導體發光元件的光反射者。
(第1實施例形態)
(半導體發光模組之構造)
圖1乃顯示有關本發明之一實施形態之陣列狀的半導體發光模組之構造上面圖。本實施型態之半導體發光模組101係具備進行放熱之同時，具有光反射機能之金屬薄板102，被覆金屬薄板102之同時，於配置於金屬薄板之半導體發光元件104，供給電力之印刷基板103。實際加以通電而發光之發光二極體等之半導體發光元件104乃電性連接於印刷基板103。印刷基板103係在其實施型態中，如圖1所示，作為縱長的形狀，於此，將金屬薄板102黏著成陣列狀，但參照圖1時，可理解到，其構造上金屬薄板102係成為較絕緣體之印刷基板103，表面邊緣鼓出之形狀。即，得到如此之構成的結果，金屬薄板102乃對於必須作為一定面積而言，印刷基板103係如可將金屬薄板102作為絕緣而連接複數之金屬薄板102，則成為無需與金屬薄板102相同面積者。但，在搭載配線圖案及電路構成上需要之元件或構件之情況，係其面積分係為必要。
金屬薄板102係具有成為放熱媒體之一定的放熱特性，如具有光反射機能，亦可使用任何材料，另外亦可作為任何形狀，但在本實施型態中，例如將鐵，銀，銅或鋁等金屬，以及此等合金，更且為了提昇熱傳導率而與碳素系材料複合化之此等金屬或合金的複合材料，以各種方法進行加工而加以作成。經由此，在本實施型態之半導體發光模組中，經由發光而產生的熱係主要從半導體發光模組之下面側，效率佳地加以排熱，但不只如此，未經由印刷基板所被覆的部份係因金屬部分乃成為作為直接露出之故，亦從上面加以放熱，成為可效率極佳放熱。更且，如後述，金屬薄板係亦可經由壓出型材而加工成型，另外，亦可經由板金彎曲而做成，但並非局限於此，只要在可達成本申請發明之目的，亦可使用在本技術範圍所未知之任一方法者。
在此，一為高反射板之金屬薄板102係如為具有高的光反射能力，全反射率95%以上，可取出充分量的光，但作為全反射率98%以上者為佳。金屬薄板102係例如於鋁基材的上方形成黏著層，形成純鋁或純銀的層，更且可根據經由蒸鍍氧化鈦或氧化矽之時而形成增反射膜之情況而安裝。另外，經由此增反射膜，可減輕經由內層之純鋁或純銀之氧化的劣話，可更長維持初期的反射率，進而可安定製品品質。
金屬薄板102係例如，亦可對於經由衝壓加工等而完成所要求之形狀的金屬，於如前述之黏著層及純鋁或純銀的層，蒸鍍氧化鈦或氧化矽而形成增反射膜加以製造，另外，亦可對於板狀或線圈狀之金屬，形成如此之增反射膜之後經由衝壓加工等而完成所要求之形狀者。在本實施型態之一例中，使用ALANOD公司製之MIRO2-SILVER及MIRO2，但此等製品係各具有98%及95%之全反射率。作為使用在本申請發明之金屬薄板，係即使為ALANOD公司製之構成以外，如為可達成本申請發明之目的，亦可使用在本技術範圍所未知之任一構成者。然而，經由於金屬薄板102連接導電性導線201之時，可將金屬薄板102本身作為電極之一方者。
印刷基板103係如為至少電性絕緣金屬薄板102，及如具有為了至少使半導體發光元件104發射的光透過於外部的孔之形狀，亦可使用在本技術範圍所未知之任一構成者。例如，亦可作為製作如圖1所示形狀之FR4或聚醯亞胺等之基板，配置於金屬薄板102而使印刷基板103形成，以及使用具有絕緣機能之黏著劑，黏著配電膜與金屬薄板102之同時，使作為絕緣之絕緣層形成，作為印刷基板103之一部分者。
當然，亦可經由使用一般的印刷基板之時而形成印刷基板103，無論如何，印刷基板的形成及金屬薄板102及半導體發光元件104的連接係亦可經由在本技術範圍所未知之任一方法。
以上，參照圖1，說明本實施型態之半導體發光模組101之基本構造，但實際上如圖2所示，在半導體發光模組101中，於金屬薄板102，呈圍住半導體發光元件104地，形成成為反射構件之凸部202，半導體發光元件104與印刷基板103係例如以導線201等加以連接。如此之半導體發光模組係在此狀態，基本上滿足機能，但參照圖3時，如後述為了保護元件及銲接線部等，亦可於曝露於外部之狀態的透過孔之部分，封入樹脂等之在本技術領域所知道之材料301。在此，作為使用在封入之材料301，可使用聚矽氧或環氧樹脂等。
另外，如圖1所示，在本實施型態中乃具有6個光源之半導體發光模組，其中，由6個金屬薄板102，開有半導體發光元件104的光通過的孔之一個印刷基板103，及6個半導體發光元件104加以構成，但並不局限於此，而亦可使用含有一個之任意數量的半導體發光元件。另外，如圖7A所示，亦可於一個之金屬薄板102上，載置複數，例如三個之不同色之半導體發光元件，使用一個金屬薄板102而以全彩使其發光。
(半導體發光模組之製造方法)
如圖4所示，在本實施型態中，接合元件104之金屬薄板102的部份係成為平坦部，首先，於半導體發光元件104之周圍，形成凸部202。其凸部202係將金屬薄板102，從背面壓彎而呈圍著元件的周圍地，且較半導體發光元件104為高地加以形成。參照接合圖3或圖4所示之半導體發光元件104之平坦部時，在接合半導體發光元件104之平坦部，和凸部周圍之外側，金屬板的背面乃位在同一面上，但由此，在半導體發光元件104之接合時的超音波接合機，無需準備複雜之模具而可形成。如此，在本實施型態中，經由從載置金屬薄板102之半導體發光元件104側的背面壓彎之時，形成在平坦部的表面與經由凸部202所生成之傾斜面401的角係成為鈍角，成為擔負效率佳地反射從半導體發光元件104所發射的光於正面(在圖4中為上方)之反射板的作用。
加上，經由焊接其半導體發光元件104平坦部周圍之凸部的形成方法時，與以往技術作比較，可使用薄板而成為輕量的模組。例如，於圖5A顯示以往之模組形狀，但為了形成亦兼具反射構件之凹窪部502，模組之基體501係必須作為有一定厚度之區塊，但在本實施型態的例之圖5B所示之模組形狀中，因可使用金屬薄板102，故可更為輕量，製作成小型化。此係在將施以形成後樹脂增反射膜之處理於表面之金屬薄板102，作為為了焊接半導體發光元件104之基材而可使用上，亦為必要之技術。當於預先形成增反射膜之金屬薄板，施以彎曲加工時，表面之增反射膜則產生龜裂，作為半導體發光模組，無法確保充分的明亮度，但焊接半導體發光元件104的面乃從為與初期的平面同一之平面或略平面情況，可將龜裂等之劣化控制在最小限度之其他，從將放熱用套管等接合於金屬薄板102而進行放熱時，一為平面之情況，可提昇接合性，放熱性者。例如，如圖16A所示，於放熱板1602，製作切割加工部1601，使半導體發光模組101密著於放熱板1602，經由以切割加工部1601夾入之時，可作為容易固定得到良好之放熱特性者。即，如橫面圖16B之擴大的圖16C所示，作為以切割加工部1601夾持半導體發光模組101而固定。此情況，本實施型態之半導體發光模組101的背面乃從保持平面之情況，對於如此之放熱有效地產生作用。隨之，經由使用如此之作法或構造，可使用預先形成增反射膜之比較廉價的材料者。
如上述，作為放熱從半導體發光元件104所產生的熱之路徑，係有傳導熱至背面而放熱的路徑，和從表面進行放熱之路徑，但例如使其模組密著於達成散熱板或放熱面之作用之套管而使用之情況，係為了從背面加以放熱，半導體發光模組，和達成散熱板或放熱面之作用之套管之接合面積為大者為佳，以凸部所圍繞之部分的寬度(b)係有必要經由所搭載之晶片大小，數量而作調整。例如，(a)在將0.3mm程度之晶片作為搭載3個之情況係3mm程度為佳，作為搭載6個的情況係5mm程度為佳。另外，在本實施型態之形成方法中，因某種程度限制凸部202之高度，即使考慮傾斜面401之光反射機能，載置半導體發光元件104之平坦部係作為大的範圍並不理想。但，凸部的寬度(圖4(j)的長度)係極小者為佳。
考慮以上的點，在本實施型態中，雖使用如圖4所示之尺寸的模組，但並不局限於此，而呈經由傾斜面401而得到充分的光之反射地，凸部高度(在圖4的例中，(g)之0.3mm)乃如較半導體發光元件104(在圖4的例中，(e)之0.1mm)為高，在可形成凸部的範圍內亦可作為任一之尺寸者。但，本實施型態中係如後述，並非於以呈圍繞如此之半導體發光元件104地加以形成之凹部所訂定的範圍，塗佈含有螢光體或擴散劑之樹脂，直接取出來自半導體發光元件104的光於外部，而可作為藉由如此之螢光體或擴散劑，更有效率地取出光，但經由如此的方法時，本實施型態的凸部202，亦得到有效的光。即，本實施型態之凸部202係從其形狀或高度等，光的直接反射的點中，亦認為較通常之拋物線型或逆圓球型之反射構件，反射光乃變少者。但，對於經由如上述之螢光體或擴散劑而間接性地得到光的情況，因許多的光在存在有之螢光體或擴散劑之位置進行發光，而即使未具備大的反射構件，如只要金屬薄板102本身的反射效率為高，亦可得到充分的發光效率。
另外，如圖2所示，在本實施型態中，凸部202係成為圓形，但此係容易作為壓曲，或從模組全體的形狀所選擇之形狀，如為呈圍繞半導體發光元件104之形狀，如可反射所發射的光的形狀，例如可作為橢圓或四方形等任意之形狀者。
更且，如圖1所示，金屬薄板102乃經由作為從印刷基板103露出之構造之時，如上述，金屬薄板乃露出於表面，可進行有效的放熱同時，亦可將露出的部份作為模組製作時之安裝部而發揮機能者。此係未加上負荷於印刷基板103之故而伴隨迴避導線接合部之斷線等之損失同時，例如安裝於金屬框體等之情況，更可得到放熱效果。
接著，作為印刷基板，經由聚醯亞胺等之材料而製作基板，層積於金屬薄板的上面。
圖7A及B乃顯示有關本實施形態之半導體發光模組之又其他一例之構造正面圖及橫側面圖。在圖7A及B所示的例，於金屬薄板102，在以呈圍繞半導體發光元件104地加以形成之凹部所訂定的範圍，塗佈含有螢光體或擴散劑之樹脂，利用表面張力，形成安定之尺寸精確度的球體701。根據經由如此方法而形成球體701之時，比較於以往，光損失變少，光的取出效率提昇，可作為高亮度發光者。在此，一般，一個半導體發光元件104之情況，球體701係成為半球狀為佳。另一方面，圖7A及B所示之半導體發光模組101係為複數搭載半導體發光元件104之構成，但參照圖可理解到，螢光體層之球體701係並非半球狀。此係使用複數之發光元件的情況，與一個的情況作比較，即使未將螢光體層作為半球狀，光的損失出現為少之故。使用紫外線的發光元件之情況亦同樣地，因無需取得發光元件與螢光體的色平衡，故更可降低控制球體701。如此，球體701的形狀係經由因應裝置的設計而做適當之構成，可作為最佳之發光模組。
當參照顯示以往一般的螢光體或擴散劑之形成構成的圖8時，比較於以往技術，經由圖7A及B所示之本例的構造係可以均一的構造而形成螢光體或擴散劑之故，更可防止光的損失。將此點詳細說明時，圖8所示之以往一般的螢光體或擴散劑之形成構造之情況，經由從半導體發光元件所發射的光的方向，螢光體或擴散劑之含有量為不同，得到均一的白色或擴散光則變為困難。其結果，發射於螢光體或擴散劑之含有量為多的方向的光係其部分損失變大，作為全體，取出效率則下降。此係當參照以需線所示之光的路徑時，以往構造之情況係可理解到根據方向必須增加通過螢光體或擴散劑者。即，在從半導體發光元件發射至正上方的光，和發射至傾斜方向的光中，了解到進入螢光體通過樹脂801的距離為不同者。
為了解決經由如此以往之不均一螢光體或擴散劑的問題，在本實施型態中，如圖7B所示，無關於光的發射方向，而光呈通過均一量之螢光體或擴散劑地，將以半導體發光元件104作為中心之球體701，經由螢光體或擴散劑之樹脂加以形成。但，一般螢光體或擴散劑係混入聚矽氧或環氧之樹脂而加以形成，但將半導體發光元件104為中心，以均一的量形成樹脂之球體701情況係極為困難。
因此，在本實施型態中，經由於金屬薄板102之上方，將半導體發光元件104作為中心之圓狀的凸部202，於其上方利用樹脂之表面張力形成球體701之時，將半導體發光元件104作為中心，光則唯以相同距離通過樹脂內地形成樹脂之均一的層。其凸部202之尺寸，位置，形狀係如為可利用樹脂之表面張力者，亦可為任何構成，例如亦可經由衝壓加工而形成者之外，亦可使用在本技術範圍所未知之任一方法者。另外，同樣的效果係在圖3的方式亦可實現。此情況，在形成圖2所示之絲網印刷部(2重環部)時，於油墨含有二氧化矽等之黏合劑者，可實現利用同樣表面張力之球體形成者。
(本發明之半導體發光模組之效果)
圖9乃顯示為了確認本發明之效果，作為反射板的原料，使用經由全反射率75%的鋁之滾壓的鏡面完成品，上述Alanod公司製之MIRO2及MIRO2-Silver，測定亮度之結果圖。在此，作為LED係使用具有相同特性之半導體發光元件104，以相同條件而形成含有螢光體之聚矽氧樹脂，使用積分球而測定全光束。當參照圖9時，比較於以往之旅的滾壓品，理解到在MIRO2-Silver中，可提昇至2倍以上的發光效率。使用MIRO2-Silver時之每瓦特之流明值係114流明/W，但此係成為目前市場平均之約1.5倍的發光效率。此係因反射板的反射率係影響於發光效率之故。
即，從半導體發光元件所發射的光係照射至含有於樹脂中的螢光體，從原本的光與激發的光重複反射在樹脂中的情況，反射面的反射率之不同極大而招致影響。當參照圖10時，可理解到反射板的反射率越高，越抑制重複反射後之反射光量的衰減情況。隨之，可理解到反射光的摔減少的情況乃牽扯到發光效率之提昇。
圖11～13乃顯示本實施型態之發光效率測試的結果圖。
接著，圖11～13所示之結果係顯示發光效率經由經年變化會產生如何變化者。當參照圖11～13時，經由根據高溫高濕試驗之經年變化模擬時，對於使用本實施型態之MIRO2-Silver之半導體模組乃維持90%之情況而言，以往之鍍銀品係低於80%，理解到本實施型態之半導體模組乃維持初期的發光效率。
本發明係關於經由大電力可加以光亮度發光之半導體發光模組裝置及其製造方法，如根據本發明，可提供經由效率佳而使在發光元件所產生的熱放熱而控制溫度上升之時，即使流動大電流，亦可防止亮度特性產生惡化而得到高亮度之半導體發光模組裝置及其製造方法。
(第2實施例形態)
圖14A及B乃顯示有關本實施形態之半導體發光模組之一例之構造正面圖及橫側面圖。本實施型態之半導體模組係與上述第1實施型態同樣地，於金屬基板102，呈圍繞半導體發光元件104地形成成為反射構件之凸部202，將半導體發光元件104與印刷基板103，例如以導線201等連接的點係為相同，但如圖14B所示，於被覆金屬薄板102之印刷基板103與凸部202之間隙部分，設置高反射塗料部1401的點為不同。
即，在第1實施型態之中，將空出凸部202之狀態的印刷基板103層積於金屬薄板102之上方而形成，但參照圖14B所示之橫側面圖時，可理解到，如此之構造上，凸部202係較印刷基板103若干為低，另外，對於凸部202與印刷基板13之間乃產生若干的間隙。從半導體發光元件104發射的光之中來到其間隙部分的光係如對於此部分不做任何處理，最壞將有無法完全利用所來到的光，或僅可使用少許比例之可能性。
在本實施型態之中，於如此的間細部份，配置高反射塗料而形成高反射塗料部1401，將可不會浪費來到至高反射塗料部1401的光而進行反射，提昇反射效率。作為在本實施型態所使用之塗料，例如可使用TAIYO INK MFG.CO.LTD製之PHOTO FINER-PSR-4000 LEW1/CA-40 LEW1，但並不局限於此，而可使用具有在本技術領域所未知之任一高反射特性的塗料。圖17乃顯示PHOTO FINER-PSR-4000 LEW1/CA-40 LEW1之各波長的反射率之測定值。作為條件，係於銅版上直接以膜厚23μm進行塗佈情況之測定值。當參照圖17時，可理解到對於在本實施型態主要想定之波長域的光而言之反射率係82%以上，和具有良好的反射特性者。然而，如上述對於間隙部分，係除了特定之市售的塗料之外，作為高反射塗料，亦可使用於混合樹脂，以適當的份量調配白色氧化鈦之構成。
如此之高反射塗料係例如與在上述之第1實施型態的構成相同，形成凸部202而層積印刷基板103之後，可使用經由列印(轉印)或分配器之塗佈等，在本技術領域所知之方法，但考慮成本時，列印則最佳。更且，可經由噴墨而進行塗佈，可以配合各成本，使用環境之適當的方法進行塗佈。如此，將高反射塗料配置在列印或塗佈之後的半導體發光元件104，連接導線201。之後的製造工程係與第1實施形態相同。另外，參照圖14B所示之橫側面圖時，可理解到，表面張力等之結果，完成之高反射塗料部係形成適度之凹陷，成為容易將光更朝上方反射的形狀。實際上，在有和沒有高反射塗料部1401之情況，測定亮度時，未具有高反射塗料部1401之半導體發光模組乃對於5.3流明之情況而言，具有高反射塗料部1401之半導體發光模組乃成為7.3流明。
接著，說明高反射塗料之塗佈方法的其他例。圖18A及B乃顯示有關本實施形態之半導體發光模組之其他一例之構造正面圖及橫側面圖。在本實施例，在於間隙部分配置高反射塗料的點，亦為相同，但如圖18B之高反射塗料部1801，經由形成塗料部成凸狀之時，比較於如圖14B所示之凹狀的高反射塗料部1401，可得到同等之反射效率者。
如以上說明，經由對於凸部202與印刷基板103接合的部分適用高反射塗料之時，來到於其部分的光，亦可作為不浪費而以高反射率成為更高的照度。
(第3實施例形態)
圖15A及B乃顯示有關本實施形態之半導體發光模組之一例之構造正面圖及橫側面圖。本實施型態之半導體模組係與上述第2實施型態，在於被覆金屬基板102之印刷基板103的開口部之端部，設置高反射塗料部1501的點為同樣，在於金屬基板102，呈圍繞半導體發光元件104地未有成為反射部之凸部202的點，與第2實施型態不同。
即，在第2實施型態之中，將空出凸部202之狀態的印刷基板103層積於金屬薄板102之上方而形成，凸部202之傾斜面乃作為反射板的作用而提昇反射效率之另一方面，但參照圖14B所示之橫側面圖時，可理解到，高反射塗料部1401只不過擔負如此之反射板構造之補助性作用。在本實施型態之中，並非凸部而因於金屬薄板102之平面部分形成高反射塗料部1501，故成為更接近反射板的形狀。
在本實施型態中，亦可提供利用此等，即使未有凸部，亦得到高反射效率之半導體模組者。然而，作為在本實施型態所使用之塗料，例如可使用TAIYO INK MFG.CO.LTD製之PHOTO FINER-PSR-4000 LEW1/CA-40 LEW1，但並不局限於此，而可使用具有在本技術領域所未知之任一高反射特性的塗料。如在上述第1實施型態所說明地，在本實施型態中，最終可將螢光體等作為密封構件而使用之故，即使未具有如第1及第2實施型態之凸部202，亦可得到一定的發光效果。然而，如上述對於間隙部分，係除了特定之市售的塗料之外，作為高反射塗料，亦可使用於混合樹脂，以適當的份量調配白色氧化鈦之構成。
如此之高反射塗料係例如與在上述之第2實施型態的構成不同，未形成凸部202而層積印刷基板103之後，可使用經由列印(轉印)或分配器之塗佈等，在本技術領域所知之方法，但考慮成本時，列印則最佳。更且，可經由噴墨而進行塗佈，可以配合各成本，使用環境之適當的方法進行塗佈。如此，將高反射塗料配置在列印或塗佈之後的半導體發光元件104，連接導線201。之後的製造工程係與第1實施形態相同。
接著，與第2實施型態同樣，說明高反射塗料之塗佈方法的其他例。圖19A及B乃顯示有關本實施形態之半導體發光模組之其他一例之構造正面圖及橫側面圖。在本實施例，在於間隙部分配置高反射塗料的點，亦為相同，但如圖19B之高反射塗料部1901，經由形成塗料部成凸狀之時，比較於如圖15B所示之凹狀的高反射塗料部1501，可得到同等之反射效率者。
如以上說明，經由對於印刷基板103之開口部的端部適用高反射塗料之時，未設凸部而來到於其部分的光，亦可作為不浪費而以更低成本，高反射率成為更高的照度。實際上，在第2實施型態之半導體模組與本實施型態之半導體模組，比較亮度時，了解到幾乎沒有差別。
(第4實施例形態)
圖6乃本實施形態之半導體發光模組之上面圖。本實施型態之半導體模組係並非如上述第1實施型態之陣列狀的一列，而如圖6所示，成為在複數列形成面狀之發光二極體模組之圖案。即，經由將在一個印刷基板103連接6個之金屬薄板102為一列之模組列，在連接部601加以連接而複數排列之時，作為平面的形狀。
經由如此形成半導體模組之時，作為平面，不只可作為高亮度的模組，經由在橫向連繫金屬薄板102之間的連接部601之部分彎曲之時，亦可做成擬似曲面之光源模組。
另外，經由將如此在連接部601加以連接之複數的金屬板與複數之印刷基板貼合成格子狀之時，可防止例如以熱硬化性的黏著性接合之情況的經由熱膨脹率不同之反彎曲者。在作成如本實施型態之格子狀的模組之後，亦可在連接部601切離，作為第1實施型態之陣列狀的模組。經由採取如此之製法、構造之時，亦可提供更低成本之半導體發光模組者。
(第5實施例形態)
圖20A及B乃顯示有關本實施形態之半導體發光模組之一例之構造正面圖及橫側面圖。本實施型態之半導體模組係與上述第2及第3實施型態，在於被覆金屬基板102之印刷基板103的開口部之端部，設置高反射塗料部1501的點等基本的構造係為同樣，但在更設置呈圍繞含有半導體發光元件之發光部全體的壩2001的點為不同。
即，可利用經由第2及第3實施型態的高反射塗料部1401等而從以往間隙漏出的光之故，得到高的反射率，但在本實施型態中，加上此，經由於球體701之周圍設置高反射塗料部之壩2001之時，更可活用在球體701之周緣部漏出的光者。壩2001係使用上述之高反射塗料，可以高反射塗料部1401等同樣之方法加以形成，或亦可使用在本技術領域所知之任一方法。
如此，在形成壩2001之後，可封入與上述任一之實施型態同樣樹脂而做成模組。
另外，在圖20B中，係唯形成與第1實施型態同樣低的球體，但對於使用透明樹脂之單色發光製品之情況，係如圖21所示，如形成壩2001，經由之後封入樹脂時之表面張力，可形成如圖21所示之更高的球體2101。如此，經由形成高的球體之時，成為可操作光的指向特性。在此，作為樹脂係使用環氧樹脂或聚矽氧樹脂等，但即使將樹脂成形品，使用環氧樹脂或聚矽氧樹脂或者透光性之黏著劑而加以固定，亦可得到同樣的效果。但，只由放入螢光體的樹脂而形成球體之情況，則保持擴散光而光的指向性之操作的效果為少，但如此之白色發光的情況係將經由放入螢光體的樹脂之密封作為至以往的高度，於其上面，由使用透明樹脂而進行球體形成者，可作為指向性的操作者。另外，使用鑄造殼等，亦可形成球體者。
更且，亦可取代高的球體2101，而使用圖22所示之導光板2201。即，如圖22所示，經由高反射塗料(樹脂)，形成凸狀的壩2001之後，由進行樹脂密封(放入螢光體)301之情況，對於以往基板而言，成為可將發射至水平方向的光朝向垂直方向者。由此，可減少例如將光入光於導光板等情況之光損失者。
另外，亦可取代導光板2201，而使用圖22所示之銀蒸鍍反射器2301。即，如圖23所示，由高反射塗料(樹脂)，形成凸狀的壩2001之後，經由進行樹脂密封(放入螢光體)之情況，例如如作為與銀蒸鍍反射器2301等組合，進行集光，可減少發光點之故而比較於以往的樹脂球體，可縮小反射器2301之內徑，由此，集光設計乃變為容易。另外，與以往之銀蒸鍍反射器2301等的導電性之構件組合而使用之情況，以與印刷基板上之電路圖案的絕緣目的，作為貼上絕緣薄板，以及於以往銀蒸鍍之反射器等與印刷基板之間保持充分間隙之故，有著工數，工料費的增加或光損失之產生等問題。但，如本實施例，凸狀的壩2001乃絕緣原料之故，無需間隔過度的間隙之必要性，成為無需花上多餘的成本即可實現有效率的光取出。
經由以上，如根據本實施型態，可期待較上述實施型態的反射率更高之反射率，實際上測定的結果，經由圖14B之形狀的模組之亮度乃如前述，對於7.3流明而言，在圖20B的例中，可得到8.0流明的亮度。
[產業上之可利用性]
本發明係提供具備：將各半導體發光元件接觸於表面而配置的高反射板，和屬於被覆高反射板表面之各半導體發光元件及除了其附近之任意部分，電性連接於各半導體發光元件，供給電力之電極的基板，其中，高反射板的一部份乃呈露出，較高反射板為小面積地加以構成之基板；維持更高的反射率，以及提昇光的取出效率，可作為高亮度發光的同時，可輕量薄型化之半導體發光模組及其製造方法。
101．．．半導體發光模組
102．．．金屬薄板
103．．．印刷基板
104．．．半導體發光元件
201．．．導線
202．．．凸部
301．．．樹脂密封(放入螢光體)
410．．．傾斜面
501．．．基体
502．．．凹陷
601．．．連接部
701．．．球體
1601．．．切割加工部
1602．．．放熱板
1401，1501，1901．．．高反射塗料部
2001．．．壩
2201．．．導光板
2301．．．反射器
圖1乃顯示有關本發明之一實施形態之陣列狀的半導體發光模組之上面圖。
圖2乃顯示有關本發明之一實施形態之陣列狀的半導體發光模組之構造正面圖。
圖3乃顯示有關本發明之一實施形態之陣列狀的半導體發光模組之構造橫側面圖。
圖4乃顯示有關本發明之一實施形態之陣列狀的半導體發光模組之各尺寸橫側面圖。
圖5A乃為了說明本實施型態之金屬薄板之優點的圖。
圖5B乃為了說明本實施型態之金屬薄板之優點的圖。
圖6乃顯示有關本發明之一實施形態之平面狀的半導體發光模組之上面圖。
圖7A乃顯示有關本發明之一實施形態之半導體發光模組之又其他一例之構造正面圖。
圖7B乃顯示有關本發明之一實施形態之半導體發光模組之又其他一例之構造橫側面圖。
圖8乃顯示對於在以往技術沒有之採用本實施型態之一例方法之情況的效果，加以說明之情況的以往構成圖。
圖9乃顯示為了確認本發明之效果，使用3種類之反射板之原料而測定亮度之結果圖。
圖10乃說明本實施型態之反射板的反射率越高，越抑制重複反射後之反射光量的衰減情況的圖。
圖11乃顯示本實施型態之發光效率之電鍍差之結果圖。
圖12乃顯示本實施型態之發光效率之電鍍差之結果圖。
圖13乃顯示本實施型態之發光效率之電鍍差之結果圖。
圖14A乃顯示有關本實施形態之半導體發光模組之其他一例之構造正面圖。
圖14B乃顯示有關本實施形態之半導體發光模組之其他一例之構造橫側面圖。
圖15A乃顯示有關本實施形態之半導體發光模組之又其他一例之構造正面圖。
圖15B乃顯示有關本實施形態之半導體發光模組之又其他一例之構造橫側面圖。
圖16A乃切割本實施形態之半導體發光模組，固定在加工部之放熱板之正面圖。
圖16B乃切割本實施形態之半導體發光模組，固定在加工部之放熱板之橫側面圖。
圖16C乃擴大切割本實施形態之半導體發光模組，固定在加工部之放熱板之橫側面圖之一部分的圖。
圖17乃顯示在本實施型態所使用之PHOTO FINERPSR-4000 LEW1/CA-40 LEW1之各波長的反射率之測定值的圖。
圖18A乃顯示有關本實施形態之半導體發光模組之又其他一例之構造正面圖。
圖18B乃顯示有關本實施形態之半導體發光模組之又其他一例之構造橫側面圖。
圖19A乃顯示有關本實施形態之半導體發光模組之又其他一例之構造正面圖。
圖19B乃顯示有關本實施形態之半導體發光模組之又其他一例之構造橫側面圖。
圖20A乃顯示有關本實施形態之半導體發光模組之又其他一例之構造正面圖。
圖20B乃顯示有關本實施形態之半導體發光模組之又其他一例之構造橫側面圖。
圖21乃顯示有關本實施形態之半導體發光模組之又其他一例之構造橫側面圖。
圖22乃顯示有關本實施形態之半導體發光模組之又其他一例之構造橫側面圖。
圖23乃顯示有關本實施形態之半導體發光模組之又其他一例之構造橫側面圖。
102．．．金屬薄板
103．．．印刷基板
104．．．半導體發光元件
201．．．導線
202．．．凸部
301．．．樹脂密封(放入螢光體)

Claims (10)

  1. 一種半導體發光裝置，其特徵乃具備：複數之半導體發光模組與散熱板；前述各半導體發光模組係包含黏著複數之板部之一個基板，前述各板部係於前述之縱方向配置成陣列狀，將半導體發光元件接觸於該表面而配置，與前述縱方向垂直之方向之寬度係較與前述一個之基板之前述縱方向垂直之方向之寬度為大，前述基板係電性連接於配置於前述複數之板部之各半導體發光元件，供給電力於前述各半導體發光元件，前述基板係除了第1之部分之前述板部之第1之表面中，被覆任意之第2部分，前述第1之部分係前述各半導體發光元件及其附近，除了前述第2之部分之前述板部之第2之表面係加以露出，前述散熱板係包含於前述散熱板之一部分置入缺口，將該端部起出而形成之切起加工部，挾持前述各板部之露出之前述第2之表面、與前述各板部之背面，將前述各板部之背面緊密貼著於前述散熱板者。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光裝置，其中，前述複數之板部乃配置成陣列狀，縱列地配置成該陣列狀之複數之板部寬度係較前述一個基板的寬度為寬者。
  3. 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光裝置， 其中，前述板部乃經由於表面形成增反射膜，使來自前述半導體發光元件的光反射者。
  4. 一種半導體發光模組，其特徵乃具備：半導體發光元件、和於在傾斜面與表面所形成的角乃呈鈍角地，且經由形成較前述半導體發光元件為高之凸部所圍繞之範圍，將前述半導體發光元件接觸於表面而配置的板部、和電性連接於前述半導體發光元件，供給電力的基板，其中，前述基板係具備：除了第1之部分之前述板部之第1之表面中，被覆任意之第2部分，前述第1之部分係前述半導體發光元件及其附近，前述板部之表面係較前述基板之表面為大，除了前述第2之部分之前述板部之第2之表面係加以露出，使被覆在於前述第1之部分之周緣之前述凸部與前述基板接觸之位置的間隙，配置高反射性塗料，經由前述高反射性塗料形成之反射面係將來自前述半導體發光元件的光加以反射而形成之高反射塗料部。
  5. 如申請專利範圍第4項記載之半導體發光模組，其中，前述板部乃經由於表面形成增反射膜，使來自前述半導體發光元件的光反射者。
  6. 如申請專利範圍第4項記載之半導體發光模組，其中，於經由前述凸部所圍繞之範圍的外側之前述基板上，更具備呈圍繞該範圍地將反射原料形成為凸狀之凸狀反射部。
  7. 如申請專利範圍第6項記載之半導體發光模組，其中，讓前述凸狀反射部成為周緣那樣，在前述板部及基板上，塗布包含有讓來自前述半導體發光元件的光有效率地照射的發光劑之樹脂。
  8. 一種半導體發光模組，其特徵乃具備：半導體發光元件、和將前述半導體發光元件接觸於表面而配置的板部、和電性連接於前述半導體發光元件，供給電力的基板，其中，前述基板係具備：除了第1之部分之前述板部之第1之表面中，被覆任意之第2部分，前述第1之部分係前述半導體發光元件及其附近，前述板部之表面係較前述基板之表面為大，除了前述第2之部分之前述板部之第2之表面係加以露出，使被覆在於前述第1之部分之周緣之前述基板與前述板部接觸之位置的間隙，配置高反射性塗料，反射來自前述半導體發光元件的光而形成之塗料部。
  9. 如申請專利範圍第8項記載之半導體發光模組，其中，前述板部乃經由於表面形成增反射膜，使來自前述半導體發光元件的光反射者。
  10. 一種半導體發光模組，其特徵乃具備：半導體發光元件、和於在傾斜面與表面所形成的角乃呈鈍角地，且經由形成較前述半導體發光元件為高之凸部所圍繞之範圍，將前述半導體發光元件接觸於表面而配置的板部、 和電性連接於前述半導體發光元件，供給電力的基板，其中，前述基板係具備：除了第1之部分之前述板部之第1之表面中，被覆任意之第2部分，前述第1之部分係前述半導體發光元件及其附近，前述板部之表面係較前述基板之表面為大，除了前述第2之部分之前述板部之第2之表面係加以露出，使被覆在於前述第1之部分之周緣之前述凸部與前述基板接觸之位置的間隙，配置高反射性塗料，經由前述高反射性塗料形成之反射面係將來自前述半導體發光元件的光加以反射而形成之高反射塗料部、和於經由前述凸部所圍繞之範圍的外側之前述基板上，呈圍繞該範圍地將反射原料形成為凸狀之凸狀反射部；使前述凸狀反射部成為周緣，在前述板部及基板上，塗布包含將來自前述半導體發光元件的光有效率地照射的發光劑之樹脂。
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