專利名稱：發光元件安裝用基板、光源、照明裝置、顯示裝置、交通信號機及發光元件安裝用基板的制 ...的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于安裝&光二極管(以下稱為LED )等發光元件的 發光元件安裝用^1^其制造方法、光源、具備該光源的照明裝置、顯示 裝置、信號交通機，所述光源是在上il^板上安裝發光元件而形成的。
背景技術：
為了保護發光元件不受外力、濕氣等外部環境的損害，通常將其安裝 在基仗上，進而用透明的樹脂密封發光元件而形成封裝體。此外，為了對 由發光元件發出的光進行聚光、擴散等控制，有時也在密封樹脂的上部形 成透鏡形狀的突起。為了制作這樣的透鏡形狀，例如，利用表面張力使固 化前的樹脂隆起，在保持該形狀的狀態下對其進行加熱固化或紫外線固 化，由此能夠將密封樹脂的上部加工成透鏡形狀(例如，參見專利文獻l)。
對于這樣的透鏡形狀的制造方法，隆起的樹脂的隆起量受基板和樹 脂的潤濕性的影響很大。例如，由于基板的表面狀態的不同等，在密封 樹脂的涂布量過多的情況下及基板表面的潤濕性良好的情況下，固化前 的樹脂會從基板上表面流出，去除它需要花費功夫，根據情況不同，流 出的樹脂會覆蓋設置于基板側面等的電極，在要將基板用釬料固定的情 況下，存在在電極上附著的樹脂形成電絕緣膜而導致導通不良的問題。
近年來，LED向照明用途、交通信號機等的應用不斷發展，要求 進一步提高發光強度。通過增大所施加的電流量，能夠提高LED的發 光強度，但是，這種情況下，由于發光元件同時伴有發熱，所以需要高 效地進行散熱。散熱不充分的情況下，由于發光元件在點亮過程中變成 高溫，所以發光效率降低而不能得到目標發光強度。此外，長期使用的 情況下，LED的可靠性降低，發生不能點亮等不良的可能性變大。
此外，為了將由發光元件發出的光高效地輻射到前方，優選的是設 置如圖4所示的反射凹部。對于圖4所示的發光元件的封裝構造而言，為以下結構使用了封裝體1,該封裝體1具有研缽狀的反射凹部2， 設有一部分延伸到該反射凹部2內的電極3，在該封裝體1的反射凹部 2內的一個電極3上安裝有LED等發光元件4，此外，通過金線5電連 接發光元件4和另一個電極3，并且，在反射凹部2內填充密封樹脂6， 使得其上部隆起，并使之固化而形成透鏡形狀。該封裝構造的光源通過 在電極3間通電而點亮發光元件4，從發光元件4發出的光的一部分直 接射出，其他部分被反射凹部4反射而射出，所以能夠將由發光元件4 發出的光高效地射出到封裝體的前方。
專利文獻l:日本特開平9-153646號公才艮
發明內容
作為散熱性良好的基仗，例如，可以考慮如圖5所示的琺瑯基板9。
該琺瑯基板9是通過將形成了研缽狀的反射凹部11的芯金屬7的 表面用由玻璃等制成的薄琺瑯層8覆蓋而構成的。在琺瑯層8上設有一 部分延伸到該反射凹部11內的電極IO。
具有如圖5所示的反射凹部11的琺瑯基板9,需要加工其芯金屬7， 使之成反射凹部11的形狀。作為該加工方法，能夠列舉出鉆削加工、 金屬沖壓的沖壓加工等，但是從生產性、加工成本等角度考慮，優選的 是4吏用沖壓加工。
但是，在進行金屬沖壓的沖壓加工的情況下，不對芯金屬的形狀特別 加以考慮時，金屬沖壓的壓力，將使得^1蒼本翹曲，局部性地發生金屬 的逸出而產生M或突起，為了修正它們而需要進行后加工，從而具有生 產效率差的問題。圖6B和圖6C是例示芯金屬的沖壓加工中容易產生的鼓 起和突起的附圖，圖6A是想要制作的芯金屬7的截面圖，圖6B是表示在 反射凹部11的背面側產生了^12時的截面圖，圖6C是表示反射凹部 11的周緣隆起而產生突起13時的截面圖。在產生這些^ 12或突起13， 并通過研磨加工等進行修正時，需要很多的勞力和時間。
本發明就是鑒于上述情況而做出的，目的是提供一種由能夠高效且
的發光元件安裝用基板、在該基板上安裝發光元件而形成的光源、具備 該光源的照明裝置、顯示裝置、交通信號機及發光元件安裝用基板的制
4造方法。
為了達成上述目的，本發明提供一種發光元件安裝用基板，其具備 芯金屬、覆蓋該芯金屬的表面的琺瑯層、發光元件安裝用的反射凹部和 在該反射凹部的周圍形成的槽。
此外，本發明提供具備上述發光元件安裝用基板和安裝在上述反射 凹部內的發光元件的光源。
對于本發明的光源，優選的是上述反射凹形部內被樹脂密封，且該 密封樹脂的上部突出成透鏡形狀。
此外，本發明提供具有本發明的上述光源的照明裝置。
此外，本發明提供具有本發明的上述光源的顯示裝置。
此外，本發明提供具有本發明的上述光源的交通信號機。
此外，本發明提供一種發光元件安裝用基板的制造方法，其具備 在用于制作芯金屬的金屬板上形成槽的工序，對上述金屬板進行機械加 工而在離開上述槽的位置形成發光元件安裝用的反射凹部的工序，以及 覆蓋通過在上述金屬板上形成槽及反射凹部而制作的芯金屬的表面而 形成琺瑯層的工序。
本發明的發光元件安裝用J41因為使用了在安裝發光元件的反射凹部 的周圍形成了槽的琺瑯^1，所以在通過金屬沖壓的沖壓加工制作了芯金 屬時，能夠不使芯金屬發生翹曲、變形地形成反射凹部，不需要進行用于 修正變形等的后加工，能夠高效、廉價地制作基仗。
此外，因為在反射凹部的周圍形成了槽，所以，即使大量地涂布了 密封樹脂的情況下，樹脂也不會流出到基板的外側，能夠防止流出的樹 脂在電極表面形成電絕緣膜的不良情況。
再者，因為做成了在芯部是金屬的琺瑯基板上安裝發光元件的構 造，所以散熱性良好，在安裝了多個發光元件的情況下，即使增加了給 每個發光元件通電的通電量，也能夠抑制由于溫度上升而造成的發光效 率的降低，能夠使發光強度如所期待的那樣得到提高。
圖1A表示芯金屬的截面圖，是用于本發明的發光元件安裝用基板 的芯金屬的一例。
圖1B表示芯金屬的俯視圖，是用于本發明的發光元件安裝用基板 的芯金屬的一例。
圖2是表示本發明的發光元件安裝用基板的一例的截面圖。
圖3是表示本發明的光源的一例的截面圖。
圖4是例示以往的發光元件的封裝構造的截面圖。
圖5是表示琺瑯基板的一例的截面圖。
圖6A是表示以適當的狀態制作的芯金屬的截面圖。
圖6B是例示在加工芯金屬時產生的鼓起的截面圖。
圖6C是例示在加工芯金屬時產生的突起的截面圖。
符號說明
20…發光元件安裝用基板，21…芯金屬，22…琺瑯層，23…反射凹 部，24…槽，25…底面，26…錐面，27…電極，28…光源，29…發光元 件，30…金線，31…密封樹脂
具體實施例方式
下面，參照
本發明的實施方式。
圖1A 圖3是表示本發明的一個實施方式的附圖，圖1A和圖1B表示 用于本發明的發光元件安裝用基仗的芯金屬21的一例，圖1A是芯金屬21 的側視圖，圖1B是俯視圖。圖2是表示本發明的發光元件安裝用基板20 的一例的截面圖。此外，圖3是表示在圖2所示的發光元件安裝用基板20 上安裝良光元件29而構成的、本發明中的光源28的一例的截面圖。
發光元件安裝用基板的結構如下以琺瑯基板為主體，該琺瑯141是 對在其一側的表面上成為發光元件29的安裝位置的反射凹部23和在該反 射凹部23的周圍設置了槽24的圖1所示的芯金屬21的表面，覆蓋琺瑯層
622而形成的，在該琺瑯U1的一側的表面上，設置了一部分延伸到>^射凹 部23中的一對電極27。
在該發光元件安裝用141 20上形成的反射凹部23呈研缽狀，具有安 裝&光元件29的平坦的底面25和其周邊的錐面26。
此外，在反射凹部23的周圍設置的槽24，在本示例中被設置成與反 射凹部23的外周同心的圓狀。
芯金屬21的材質優選的是熱傳導率好，能夠牢固地燒上琺瑯層22的 金屬材料，例如，優選低碳鋼板等。
此外，琺瑯層22的材質優選的是能夠薄薄地燒制到芯金屬21的表面 上、能夠得到充分的電絕緣性的材料，例如，優選玻璃等。
圖3所示的光源28為以下結構使用了上iOC光元件安裝用基t120， 在延伸到其反射凹部23的底面25上的一個電極27上通過貼片(diebond) 等安裝了發光元件29，將發光元件29和另一個電極27用金線連接起來， 此外，用密封樹脂31以上部隆起的狀態對反射凹部23內進行了密封。
發光元件29可以是如氮化化合物半導體那樣的藍色發光元件、綠色發 光元件，也可以是如以GaP為代表的紅色、紅外發光元件。此外，也可以 是，安裝如氮化化合物半導體那樣的藍色發光元件，并在密封樹脂31中分 散藍色激發的黃色發光熒光體，而制作成白色LED,該黃色發光熒光體例 如是激活了鈰的釔鋁石榴石熒光體之類的熒光體。
接著，說明該發光元件安裝用基板20的制造方法。
首先，在作為芯金屬21的金屬板上，在反射凹部23的形成位置的周 圍形成槽24。該槽24優選的是通過鉆削加工等來形成。
接著，對上述金屬板進行金屬沖壓的沖壓加工，形成反射凹部23而制 作出圖l所示的形狀的芯金屬21。
通過事先在反射凹部23的形成位置的外周設置槽24,使得通過金屬 沖壓的沖壓加工來在金屬板上形成反射凹部23時，在制作反射凹部23時 由于壓力而產生的應力，產生在上述槽24的方向上，因此抑制了金屬板整 體翹曲，以及金屬板的局部發生鼓起的情況。
此外，通過將槽24的寬度形成得較寬，使得沖壓加工后金屬移入之后 也留有一定量寬度的槽24。在留有該槽24的狀態下，對141表面進行琺瑯處理，進而形成電極而使用發光元件安裝用基仗20來制作光源28時， 即使密封樹脂31從反射凹部23流出，也能夠用槽24阻住它，防止樹脂流 出到其他地方。
接著，在上述芯金屬1的表面燒接玻璃，將芯金屬21的表面用琺瑯層 22覆蓋而形成琺瑯基板。作為琺瑯層22的形成方法，例如，使玻璃粉末 M到2-丙醇那樣的適當的M劑中，將上述芯金屬21 iix該^:劑中， 再把成為異性電極的電極插入到該a劑中，通過對芯金屬21和異性電極 間通電，將玻璃粉末電沉積到芯金屬21的表面。然后，將電沉積了玻璃后 的芯金屬2lM來、干燥，；^高溫的燒接爐中加熱，燒接玻璃，由此能 夠在芯金屬21的表面形成致密而均勻的薄琺瑯層22。另外，為了牢固地 覆蓋琺瑯層22，也可以對上述芯金屬21的表面進行氧化處理。
接著，在按照上述過程制作的琺瑯基敗的表面制作用于給發光元件29 供電的一對電極27。該電極27優選的是如圖2所示，沿著一部分延伸到 反射凹部23內的圖形來涂布銀糊或銅糊，然后燒接來制作。
接著，將發光元件29利用銀糊粘貼到反射凹部23內的一個電極27上， 然后，進行引線鍵合，用金線30將發光元件29和另 一個電極27連接起來。 然后，在《Jt凹部23內注入密封樹脂、例如熱固性環氧樹脂，直到其上部 由于表面張力而充分H^,在保持該形狀的狀態下使之固化，形成具有透 鏡形狀的密封樹脂31。由此，制作出圖3所示的光源28。
本實施方式的發光元件安裝用基仗20由于使用了在安裝發光元件29 的反射凹部23的周圍形成了槽24的琺瑯基仗，所以在通過金屬沖壓的沖 壓加工制作了芯金屬21的情況下，能夠不使芯金屬21發生翹曲、變形地 形成反射凹部23，不需要進行用于修正變形等的后加工，能夠高效、廉價 地制作141。
此外，由于在反射凹部23的周圍形成了槽24，所以，即使大量地涂 布了密封樹脂31的情況下，樹脂也不會流出到^L的外側，能夠防止流出 的樹脂在電M面形成電絕緣膜的不良情況。
此外，因為做成了在芯部是金屬的琺瑯基仗上安^JL光元件29的構 造，所以散熱性良好，在安裝了多個發光元件的情況下，即使增加了對每 個發光元件通電的通電量，也能夠抑制由于溫度上升而造成的發光效率降 低，能夠使發光強度如所期待的那樣得到提高。 ^在上述示例中，以沖壓(press)加工為前提進行了說明，但是，即使 是通過鉆削加工等其它機械加工來在芯金屬上形成反射凹部的情況下，通 it^反射凹部的周圍設置槽，也具有在用密封樹脂形成透鏡體時防止樹脂 流出的效果，這是自不待言的。
在上述示例中，對在琺瑯基仗上設置了一個反射凹部的情況進行了說 明，但是也可以在琺瑯基板上設置多個在周圍具有槽的反射凹部。
(實施例)
在1.5mm厚的低碳鋼板上，在通過金屬沖壓的沖壓加工來形成反射凹 部的預定位置的周緣部，通過鉆削加工制作了圓形狀的槽。尺寸加工成內 周直徑為(M0mm，外周直徑為(J)12mm，深度為0.5mm。然后通過金屬沖 壓加工，沖裁金屬板，進行反射凹部的成形，成為如圖l所示的形狀。將 芯金屬的尺寸制作成15 x 15mm，將反射凹部的尺寸M深度為0.6mm， 底面直徑為d)2.1mm，錐面傾斜度為45。。其結果是，對于反射凹部，基 本能得到與設計一樣的尺寸，槽的2mm初始寬度平均變小了 0.8mm左右。
產業可利用性
作為本發明的活用例，適用于用來安裝LED等發光元件的發光元 件安裝用基板。
權利要求
1. 一種發光元件安裝用基板，其具備芯金屬，覆蓋該芯金屬的表面的琺瑯層，發光元件安裝用的反射凹部，以及在該反射凹部的周圍形成的槽。
2. —種光源，其具備權利要求1所述的發光元件安裝用基板和安 裝在所述反射凹部內的發光元件。
3. 根據權利要求2所述的光源，其特征在于，所述反射凹部內被 樹脂密封，且該密封樹脂的上部突出成透鏡形狀。
4. 一種照明裝置，其具有權利要求2所述的光源。
5. —種顯示裝置，其具有權利要求2所述的光源。
6. —種交通信號機，其具有權利要求2所述的光源。
7. —種發光元件安裝用基板的制造方法，其具有在用于制作芯金屬的金屬板上形成槽的工序，對所述金屬板進行機械加工，在離開所述槽的位置形成發光元件安 裝用的反射凹部的工序，以及對通過在所述金屬板上形成槽及反射凹部而制作的芯金屬的表面 進行覆蓋而形成琺瑯層的工序。
全文摘要
一種發光元件安裝用基板(20)，用琺瑯層(22)覆蓋了其芯金屬(21)的表面，并設置了發光元件安裝用的反射凹部(23)，在上述反射凹部的周圍設有槽(24)。
文檔編號H01L33/64GK101449391SQ20068005471
公開日2009年6月3日 申請日期2006年5月30日 優先權日2006年5月30日
發明者伊藤政律, 大橋正和, 宇留賀謙一 申請人:株式會社藤倉