CN102479910A - Led模块 - Google Patents
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Abstract
一种LED模块,具备:基板;布线层,设在上述基板上;LED封装,搭载在上述布线层上;以及反射部件,设在上述基板中的没有搭载上述LED封装的区域,对从上述LED封装射出的光具有反射性。上述LED封装具有:第一及第二引线框,配置在同一平面上,并相互隔离;LED芯片,设在上述第一及第二引线框的上方,一个端子与上述第一引线框连接,另一个端子与上述第二引线框连接;以及树脂体,覆盖上述LED芯片,并覆盖上述第一及第二引线框的各自的上表面、下表面的一部分及端面的一部分,并使上述下表面的剩余部分及上述端面的剩余部分露出。上述树脂体的外形构成上述LED封装的外形。
Description
本申请根据于2010年11月26日提出申请的日本专利申请2010-263147号,并主张其优先权,在此援用该在先申请的全部内容。
技术领域
在此说明的实施方式涉及LED模块。
背景技术
以往,在搭载LED芯片的LED封装中,以控制配光性、提高来自LED封装的光的取出效率为目的,设置由白色树脂构成的碗状的管壳,在管壳的下表面上搭载LED芯片,并在管壳的内部封入透明树脂,由此埋入LED芯片。此外,多数情况下,管壳是由聚酰胺类的热塑性树脂形成的。
近年来,例如,随着向液晶显示装置的背光源、照明等的LED封装的应用范围的扩大,对LED封装逐渐要求更高的耐久性及成本降低。
发明内容
本发明的实施方式提供一种耐久性高、低成本的LED模块。
根据实施方式,LED模块具备:基板;布线层,设在上述基板上;发光二极管(LED)封装,搭载在上述布线层上;以及反射部件,设在上述基板中的没有搭载上述LED封装的区域,对从上述LED封装射出的光具有反射性。上述LED封装具有:第一及第二引线框,配置在同一平面上,并相互隔离;LED芯片,设在上述第一及第二引线框的上方,一个端子与上述第一引线框连接,另一个端子与上述第二引线框连接;以及树脂体,覆盖上述LED芯片,并覆盖上述第一及第二引线框的各自的上表面、下表面的一部分及端面的一部分,并使上述下表面的剩余部分及上述端面的剩余部分露出。上述树脂体的外形构成上述LED封装的外形。
根据本发明的实施方式,能够提供耐久性高、低成本的LED模块。
附图说明
图1是第一实施方式的灯条的立体图。
图2(a)及图2(b)是表示该灯条的布线层的俯视图。
图3(a)是图2(a)中的A-A’剖面图,图3(b)是图2(a)中的B-B’剖面图。
图4是图2(a)及图2(b)所示的布线层的电路图。
图5是第一实施方式的灯条中的LED封装的示意立体图。
图6(a)是该LED封装的示意剖面图,图6(b)是引线框的示意俯视图。
图7是表示LED封装的制造方法的流程图。
图8(a)~图10(b)是表示LED封装的制造方法的示意剖面图。
图11(a)及图11(b)是引线框片的示意俯视图。
图12(a)是第二实施方式的灯条的示意剖面图,图12(b)是第三实施方式的灯条的示意剖面图。
图13(a)及图13(b)是设有向基板上方突出的反射部件的灯条的示意立体图。
图14是第四实施方式的灯条中的LED封装的示意立体图。
图15(a)是第四实施方式的LED封装的示意剖面图,图15(b)是第四实施方式的灯条的示意剖面图。
图16(a)是第五实施方式的灯条的示意剖面图,图16(b)是第六实施方式的灯条的示意剖面图。
图17(a)及图17(b)是使用了实施方式的灯条的背光源及液晶显示装置的示意图。
具体实施方式
下面,参照附图,对实施方式进行说明。此外,在各附图中,对相同的要素标注了相同的标记。
(第一实施方式)
图1是作为本实施方式的LED模块的灯条10的立体图。
本实施方式的灯条10具有在基板41上搭载了多个发光二极管(LED)封装1的结构。基板41形成为矩形板状,在其长度方向上排列了多个LED封装1。
多个LED封装1也可以沿着基板41的长度方向排列多列。或者,不限定于灯条,也可以是在基板上二维排列多个LED封装来构成面状光源的LED模块。
图2(a)表示在灯条10上没有搭载LED封装1的状态的俯视图。图2(b)表示在图2(a)中除去了反射部件(例如,白色保护膜)51的状态的俯视图。
图3(a)是与图2(a)中的A-A’剖面对应的剖面图,图3(b)是与图2(a)中的B-B’剖面对应的剖面图。即,图3(a)表示沿着灯条10的宽度方向(短边方向)截断的剖面,图3(b)表示沿着灯条10的长度方向截断的剖面。
图4表示布线层44、45和连接器46、47的电连接关系。
基板41例如由绝缘性树脂材料构成。在该基板41的表面,如图2(b)所示,形成了布线层42、43。布线层42、43例如由铜等的金属材料构成。
布线层43由在基板41的长度方向上延伸的连成一个的图案形成。布线层42在基板41的长度方向上被截断为多个。基板41的表面被反射部件51覆盖。如图2(a)所示,从反射部件51露出布线层的一部分44、45。在图2(b)中,用虚线表示所露出的布线层的一部分44、45。露出于基板41上的布线层的一部分44、45成为搭载LED封装1的焊盘。
例如,焊盘44起到正极的作用,焊盘45起到负极的作用。在这些焊盘44、45上,如图3(a)及(b)所示,搭载LED封装1。
此外,在布线层42中的基板41的长度方向的一端部从反射部件51露出的一部分起到正极侧的连接器46的作用。在布线层43中的基板41的长度方向的一端部从反射部件51露出的一部分起到负极侧的连接器47的作用。连接器46、47与未图示的外部电源电连接。
在基板41上截断的多个布线层42之间通过搭载在焊盘44、45上的LED封装1电连接。设在基板41的长度方向的另一端部(从连接器46、47远离的端部)的布线层42通过所搭载的LED封装1,与基板41的在长度方向上连接的布线层43电连接。在该布线层43的一端部,形成有负极侧的连接器47。因此,通过这些布线层42、43,多个LED封装1串联连接在连接器46、47之间。
如图3(b)所示,LED封装1具有相互隔离的第一引线框11和第二引线框12。第一引线框11经由导电性接合部件35接合到焊盘45上,第二引线框12经由导电性接合部件35接合到焊盘44上。导电性接合部件35例如是包含焊锡或者银等金属粒子的糊。
基板41的表面中的没有露出焊盘44、45的区域被反射部件51覆盖。反射部件51是对从LED封装1射出的光具有反射性的绝缘膜。例如,反射部件51由所谓称作白色保护膜的树脂材料构成。在基板41的表面中的除了搭载有LED封装1的区域以外的整面上,形成有反射部件51。在反射部件51具有随机地反射所入射的光的特性的情况下,能够使灯条10整体的配光特性均匀。例如,这能够通过在反射部件51的表面或者内部形成散射构件来实现。
接着,对本实施方式的LED封装1进行说明。
图5是本实施方式的LED封装1的示意立体图。
图6(a)是LED封装1的剖面图,图6(b)是图6(a)的下表面图。
LED封装1具有:第一引线框(以下,也只称作引线框)11,以及第二引线框(以下,也只称作引线框)12。引线框11及12的形状是平板状。引线框11及12配置在同一平面上,在该平面方向上相互隔离。引线框11及12由相同的导电性材料构成,例如,具有在铜板的上表面及下表面形成了银镀层的结构。此外,引线框11及12的端面上没有形成银镀层,而是露出了铜板。
以下,在本说明书中,为了便于说明,导入XYZ直角坐标系。在相对于引线框11及12的上表面平行的方向中,设从引线框11朝向引线框12的方向为+X方向。在相对于引线框11及12的上表面垂直的方向中,设上方即从引线框观察时搭载有LED芯片14的方向为+Z方向。设相对于+X方向及+Z方向的双方正交的方向中一方为+Y方向。此外,设+X方向、+Y方向及+Z方向的相反方向分别为-X方向、-Y方向及-Z方向。此外,例如,还将“+X方向”及“-X方向”统称,只称为“X方向”。
引线框11从Z方向观察时具有矩形的1个基座部11a。从该基座部11a延伸出4条悬空管脚(吊ピン)11b、11c、11d、11e。
悬空管脚11b从基座部11a的朝向+Y方向的端缘的X方向中央部向+Y方向延伸出来。悬空管脚11c从基座部11a的朝向-Y方向的端缘的X方向中央部向-Y方向延伸出来。X方向上的悬空管脚11b及11c的位置相互相同。悬空管脚11d及11e从基座部11a的朝向-X方向的端缘的两端部向-X方向延伸出来。如上所示,悬空管脚11b~11e分别从基座部11a的相互不同的3边延伸出来。
引线框12与引线框11相比,X方向的长度短,Y方向的长度相同。引线框12具有从Z方向观察为矩形的1个基座部12a。从该基座部12a延伸出4条悬空管脚12b、12c、12d、12e。
悬空管脚12b从基座部12a的朝向+Y方向的端缘的-X方向侧的端部向+Y方向延伸出来。悬空管脚12c从基座部12a的朝向-Y方向的端缘的-X方向侧的端部向-Y方向延伸出来。悬空管脚12d及12e从基座部12a的朝向+X方向的端缘的两端部向+X方向延伸出来。如上所示,悬空管脚12b~12e分别从基座部12a的相互不同的3边延伸出来。
引线框11的悬空管脚11d及11e的宽度可以与引线框12的悬空管脚12d及12e的宽度相同,也可以不同。但是,若使悬空管脚11d及11e的宽度不同于悬空管脚12d及12e的宽度,则正极和负极的判别变得容易。
在引线框11的下表面11f中的基座部11a的X方向中央部形成有凸部11g。因此,引线框11的厚度取2个水准的值,基座部11a的X方向中央部即形成有凸部11g的部分相对厚,基座部11a的X方向两端部及悬空管脚11b~11e相对薄。在图6(b)中,将基座部11a中的没有形成凸部11g的部分表示为薄板部11t。
在引线框12的下表面12f中的基座部12a的X方向中央部形成有凸部12g。由此,引线框12的厚度也取2个水准的值,基座部12a的X方向中央部由于形成有凸部12g而相对厚,基座部12a的X方向两端部及悬空管脚12b~12e相对薄。在图6(b)中,将基座部12a中的没有形成凸部12g的部分表示为薄板部12t。
在基座部11a及12a的X方向两端部的下表面,形成有分别沿着基座部11a及12a的端缘向Y方向延伸的缺口。此外,在图6(b)中,对引线框11及12中的相对薄的部分,即各薄板部及各悬空管脚施加虚线的阴影线来表示。
凸部11g及12g形成在从引线框11及12中的相互对置的端缘离开的区域。引线框11及12中的包含相互对置的端缘的区域成为薄板部11t及12t。
引线框11的上表面11h和引线框12的上表面12h处于同一平面上。引线框11的凸部11g的下表面和引线框12的凸部12g的下表面处于同一平面上。Z方向中的各悬空管脚的上表面的位置与引线框11及12的上表面的位置一致。因此,各悬空管脚配置在同一个XY平面上。
在引线框11的上表面11h中与基座部11a相当的区域的一部分,被覆了芯片安装(ダイマウント)部件13。芯片安装部件13可以是导电性的,也可以是绝缘性的。作为导电性的芯片安装部件13,例如,能够使用银钎焊(銀ペ一スト)、焊锡或共晶焊锡等。作为绝缘性的芯片安装部件13,例如,能够使用透明树脂焊剂(ペ一スト)。
在芯片安装部件13上搭载了LED芯片14。LED芯片14由芯片安装部件13粘合在引线框11上。LED芯片14例如具有在蓝宝石基板上层叠了半导体层的结构,该半导体层包含由氮化镓(GaN)等构成的发光层。LED芯片14的形状例如为长方体,在其上表面设有端子14a及14b。LED芯片14通过向端子14a和端子14b之间供给电压,向发光层注入电流,例如,射出蓝色光。
在LED芯片14的端子14a上接合了金属线15的一端。金属线15从端子14a向+Z方向(正上方向)引出,并向-X方向和-Z方向之间的方向弯曲,金属线15的另一端接合到引线框11的上表面11h。由此,端子14a经由金属线15连接到引线框11。
另一方面,在端子14b接合了金属线16的一端。金属线16从端子14b向+Z方向引出,并向+X方向和-Z方向之间的方向弯曲,金属线16的另一端接合到引线框12的上表面12h。由此,端子14b经由金属线16连接到引线框12。金属线15及16为金属,例如由金或铝形成。
LED封装1还具有透明树脂体17。透明树脂体17是对于从LED芯片14射出的光透明的树脂,例如为硅树脂。此外,“透明”也包括半透明。透明树脂体17的外形例如为长方体。引线框11及12、芯片安装部件13、LED芯片14、金属线15及16被埋入透明树脂体17。即,透明树脂体17的外形成为LED封装1的外形。
引线框11的一部分及引线框12的一部分露出于透明树脂体17的下表面及侧面。即,透明树脂体17覆盖LED芯片14,覆盖引线框11及12的各自的上表面、下表面的一部分及端面的一部分,并使下表面的剩余部分及端面的剩余部分露出。此外,在本说明书中,所谓“覆盖”是包括覆盖物与被覆盖物接触的情况和覆盖物不与被覆盖物接触的情况这双方的概念。
更具体而言,引线框11的下表面11f中的凸部11g的下表面露出于透明树脂体17的下表面,悬空管脚11b~11e的前端面露出于透明树脂体17的侧面。另一方面,引线框11的上表面11h的全体、下表面11f中的除了凸部11g以外的区域即各悬空管脚及薄板部的下表面、凸部11g的侧面以及基座部11a的端面,被透明树脂体17覆盖。
同样,引线框12的凸部12g的下表面露出于透明树脂体17的下表面,悬空管脚12b~12e的前端面露出于透明树脂体17的侧面,上表面12h的全体、下表面12f中的除了凸部12g以外的区域即各悬空管脚及薄板部的下表面、凸部12g的侧面以及基座部12a的端面,被透明树脂体17覆盖。
在LED封装1中,露出于透明树脂体17的下表面的凸部11g及12g的下表面成为外部电极焊盘(電極パツド)。即,凸部11g的下表面接合到上述的焊盘45,凸部12g的下表面接合到焊盘44。俯视时,透明树脂体17的形状为矩形,多条悬空管脚的前端面露出于透明树脂体17的相互不同的3个侧面。
在透明树脂体17的内部分散了多个荧光体18。各荧光体18是粒状,吸收从LED芯片14射出的光,发出波长更长的光。透明树脂体17对于荧光体18发出的光也具有透射性。
例如,荧光体18吸收从LED芯片14射出的蓝色光的一部分,并发出黄色光。由此,从LED封装1射出由LED芯片14射出并没有被荧光体18吸收的蓝色光、以及从荧光体18发出的黄色光,射出光整体成为白色。
作为荧光体18,例如能够使用发出黄绿色、黄色或橙色光的硅酸盐类的荧光体。硅酸盐类的荧光体能够用以下的一般式来表示。
(2-x-y)SrO·x(Bau,Cav)O·(1-a-b-c-d)SiO2·aP2O5bAl2O3cB2O3dGeO2:yEu2+
其中,0<x,0.005<y<0.5,x+y≤1.6,0≤a、b、c、d<0.5,0<u,0<v,u+v=1。
此外,作为黄色荧光体,能够使用YAG类的荧光体。YAG类的荧光体能够用以下的一般式表示。
(RE1-xSmx)3(AlyGa1-y)5O12:Ce
其中,0≤x<1,0≤y≤1,RE是从Y及Gd中选择的至少一种元素。
或者,作为荧光体18,也可以混合使用硅铝氧氮耐热陶瓷类的红色荧光体及绿色荧光体。即,荧光体18可以设为吸收从LED芯片14射出的蓝色光之后而发出绿色光的绿色荧光体,以及吸收蓝色光之后而发出红色光的红色荧光体。
硅铝氧氮耐热陶瓷类的红色荧光体例如可以表示为下述一般式。
(M1-xRx)a1AlSib1Oc1Nd1
其中,M是除了Si及Al的至少1种金属元素,特别是优选为Ca及Sr中的至少一方。R为发光中心元素,特别优选为Eu。x、a1、b1、c1、d1如下:0<x≤1,0.6<a1<0.95,2<b1<3.9,0.25<c1<0.45,4<d1<5.7。
下面示出这样的硅铝氧氮耐热陶瓷类的红色荧光体的具体例。
Sr2Si7Al7ON13:Eu2+
硅铝氧氮耐热陶瓷类的绿色荧光体例如可以用下述一般式表示。
(M1-xRx)a2AlSib2Oc2Nd2
其中,M是除了Si及Al的至少1种金属元素,特别是优选为Ca及Sr中的至少一方。R为发光中心元素,特别优选为Eu。x、a2、b2、c2、d2如下:0<x≤1,0.93<a2<1.3,4.0<b2<5.8,0.6<c2<1,6<d2<11。
下面示出上述的硅铝氧氮耐热陶瓷类绿色荧光体的具体例。
Sr3Si13Al3O2N21:Eu2+
接着,对本实施方式的LED封装的制造方法进行说明。
图7是举例示出本实施方式的LED封装的制造方法的流程图。
图8(a)~图10(b)是举例示出本实施方式的LED封装的制造方法的工序剖面图。
图11(a)是举例示出本实施方式中的引线框片的俯视图,图11(b)是举例示出其引线框片的元件区域的局部放大俯视图。
首先,如图8(a)所示,准备由导电性材料构成的导电片21。该导电片21例如在长方形的铜板21a的上下表面敷设了银镀层21b。接着,在该导电片21的上下表面上形成掩膜22a以及掩膜22b。在掩膜22a及22b上有选择地形成了开口部22c。例如,掩膜22a及22b能够通过例如印刷法形成。
接着,通过用蚀刻液浸渍已被覆有掩膜22a及22b的导电片21,对导电片21进行湿蚀刻。由此,导电片21中的位于开口部22c内的部分被蚀刻而有选择地除去。此时,例如,通过调整浸渍时间来控制蚀刻量,并在来自导电片21的上表面侧及下表面侧的蚀刻分别单独贯通导电片21之前,停止蚀刻。由此,从上下表面侧实施半蚀刻。其中,使从上表面侧及下表面侧的双方被蚀刻的部分贯通导电片21。之后,除去掩膜22a及22b。
由此,如图7及图8(b)所示从导电片21有选择地除去铜板21a及银镀层21b,形成引线框片23。此外,为了便于图示,图8(b)之后的图中,不区分铜板21a及银镀层21b,而作为引线框片23一体地图示。
如图11(a)所示,在引线框片23中,例如设定了3个块B,在各块B上,例如设定了1000个左右的元件区域P。如图11(b)所示,元件区域P排列成矩阵状,元件区域P间成为格子状的切割区域D。在各元件区域P中,形成了包含相互隔离的引线框11及12的基本图案。在切割区域D中,残留形成了导电片21的导电性材料,以连接相邻的元件区域P之间。
即,在元件区域P内,引线框11和引线框12相互隔离,属于某个元件区域P的引线框11连接到属于从该元件区域P观察位于-X方向的邻接的元件区域P的引线框12,在两框之间形成了朝向+X方向的凸状的开口部23a。
此外,属于在Y方向上相邻的元件区域P的引线框11彼此经由桥23b连结。同样,属于在Y方向上相邻的元件区域P的引线框12彼此经由桥23c连结。由此,从引线框11及12的基座部11a及12a向3个方向延伸出4条导电部材。并且,通过将从引线框片23的下表面侧开始的蚀刻设为半蚀刻,分别在引线框11及12的下表面形成凸部11g以及12g(参照图6(a))。
接着,如图7及图8(c)所示,在引线框片23的下表面,例如粘贴了由聚酰亚胺构成的加强带24。此外,在属于引线框片23的各元件区域P的引线框11上,被覆了芯片安装部件13。例如,使糊状的芯片安装部件13从吐出器吐出到引线框11上,或者通过机械方式转印到引线框11上。
接着,在芯片安装部件13上安装LED芯片14。接着,进行用于对芯片安装部件13进行烧结的热处理(安装硫化(マウントキユア))。由此,在引线框片23的各元件区域P中,经由芯片安装部件13在引线框11上搭载LED芯片14。
接着,如图7及图8(d)所示,例如通过超声波接合,将金属线15的一端接合到LED芯片14的端子14a,将另一端接合到引线框11的上表面。此外,将金属线16的一端接合到LED芯片14的端子14b,将另一端接合到引线框12的上表面12h。由此,端子14a经由金属线15连接到引线框11,端子14b经由金属线16连接到引线框12。
接着,如图7及图9(a)所示,准备下模具101。下模具101与后述的上模具102一起构成一组模具,在下模具101的上表面形成长方体形状的凹部101a。另一方面,在硅树脂等的透明树脂上混合荧光体18(参照图6(a)),并进行搅拌,由此调制液态或半液态的含荧光体树脂材料26。此外,利用分配器103向下模具101的凹部101a内供给含荧光体树脂材料26。
接着,如图7及图9(b)所示,以LED芯片14朝向下方的方式,将搭载了上述的LED芯片14的引线框片23安装到上模具102的下表面。此外,将上模具102推压到下模具101上,对模具进行合模。由此,引线框片23被推压到含荧光体树脂材料26上。此时,含荧光体树脂材料26覆盖LED芯片14、金属线15及16,进入引线框片23中的通过蚀刻除去的部分内。如上所示,含荧光体树脂材料26被进行模塑。
接着,如图7及图9(c)所示,在含荧光体的树脂材料26上推压了引线框片23的上表面的状态下进行热处理(模塑硫化),使含荧光体树脂材料26硬化。其后,如图10(a)所示,从下模具101拉开上模具102。由此,在引线框片23上覆盖引线框片23的上表面全体及下面的一部分,形成埋入了LED芯片14等的透明树脂板29。在透明树脂板29中分散了荧光体18(参照图6(a))。其后,从引线框片23剥离加强带24。由此,在透明树脂板29的表面,露出引线框11以及12的凸部11g以及凸部12g(参照图6(a))的下表面。
接着,如图7及图10(b)所示,用刀片104,从引线框片23侧切割由引线框片23及透明树脂板29构成的结合体。即,从-Z方向侧向+Z方向进行切割。由此,除去引线框片23及透明树脂板29中的配置在切割区域D的部分。
结果,引线框片23及透明树脂板29中的配置在元件区域P的部分被单片化,制造图5、图6(a)及(b)所示的LED封装1。此外,由引线框片23及透明树脂板29构成的结合体也可以从透明树脂体29侧进行切割。
在切割后的各LED封装1中,从引线框片23分离引线框11及12。此外,透明树脂板29被截断而成为透明树脂体17。并且,切割区域D中的在Y方向上延伸的部分通过引线框片23的开口部23a,而分别在引线框11及12上形成悬空管脚11d、11e、12d、12e。此外,通过桥23b被截断,在引线框11上形成悬空管脚11b及11c,通过桥23c被截断,在引线框12上形成悬空管脚12b及12c。悬空管脚11b~11e及12b~12e的前端面露出于透明树脂体17的侧面。
接着,如图7所示,对LED封装1进行各种测试。此时,也能够把悬空管脚11b~11e及12b~12e的前端面用作测试用端子。
在本实施方式的LED封装1中,没有设置由白色树脂构成的管壳,所以管壳不会吸收从LED芯片14生成的光及热而劣化。尤其是,在管壳由聚酰胺类的热塑性树脂形成的情况下容易劣化,但是在本实施方式中没有这种可能性。因此,本实施方式的LED封装1的耐久性高。因此,本实施方式的LED封装1的寿命长,可靠性高,能够应用于较广的用途。
此外,在本实施方式的LED封装1中,由硅树脂形成了透明树脂体17。硅树脂对光及热的耐久性高,据此,LED封装1的耐久性也得到提高。
并且,在本实施方式的LED封装1中,没有设置覆盖透明树脂体17的侧面的管壳,所以朝向广角度射出光。因此,本实施方式的LED封装1有利于需要以广角度射出光的用途,例如用作液晶显示装置的背光源而照明使用时。在用于这种用途的情况下,参照图1等,上述的搭载了多个LED封装1的灯条10有效。
图17(a)表示将灯条10用于例如液晶显示装置70的背光源的具体例。
图17(b)与图17(a)中的C-C’剖面对应。
背光源具有导光板77和灯条10。导光板77设在液晶面板71的背侧。在图17(b)中,在导光板77的右方配置液晶面板71。
在导光板77中与液晶面板71对置的面的相反面侧设有反射片76。反射片76设在框体75和导光板77之间。此外,在灯条10和框体75之间也设有反射片76。
灯条10设在液晶显示装置70的边缘部分。灯条10的长度方向沿着液晶显示装置70的边缘部分。在图17(a)中,在液晶显示装置70的上缘部及下缘部设有灯条10,但是也可以只在上缘部、或者只在下缘部设置灯条10。或者,也可以在液晶显示装置70的侧缘部设置灯条10。灯条10的长度、条数等根据画面尺寸来选择。
导光板77对从LED封装1射出的光具有透射性,例如,由丙烯树脂等的树脂材料构成。反射片76对从LED封装1射出的光具有反射性。
LED封装1的上表面(与向基板41的安装面相反侧的面)与导光板77的光入射面77a对置。此外,形成在基板41的表面的反射部件51也与导光板77的光入射面77a对置。
从LED封装1的上表面射出的光通过导光板77的光入射面77a之后,入射到导光板77。并且,从LED封装1的侧面射出的光在形成于基板41的表面的反射部件51或反射片76反射之后,被引导到导光板77的入射面77a。结果,能够把从LED封装1射出的光高效地引导到导光板77。即,从LED封装1射出的光的利用效率高。并且,通过用透光性树脂密封灯条10和导光板77之间,能够提高光耦合,能够减少附着到光入射面77a的表面污染物。
入射到导光板77的光在导光板77的面方向上扩展,并入射到在图17(b)中设在右方的液晶面板71中。从导光板77射出到液晶面板71的相反侧的光在反射片76反射之后,被引导向液晶面板71。
此外,在本实施方式的LED封装1中,透明树脂体17覆盖引线框11及12的下表面的一部分及端面的大部分,由此保持引线框11及12的周边部。因此,使引线框11及12的凸部11g及12g的下表面从透明树脂体17露出来实现外部电极焊盘,同时能够提高引线框11及12的保持性能。
即,通过在基座部11a及12a的X方向中央部形成凸部11g及12g,在基座部11a及12a的下表面的X方向的两端部实现缺口。并且,通过在该缺口内蔓延透明树脂体17,能够牢固地保持引线框11及12。由此,在切割时,很难从透明树脂体17剥离引线框11及12,能够提高LED封装1的合格率。
此外,在本实施方式的LED封装1中,在引线框11及12的上表面及下表面形成有银镀层。银镀层的光反射率较高,所以本实施方式的LED封装1的光的取出效率较高。
此外,在本实施方式中,能够用1枚导电片21一次制造很多、例如,数千个左右的LED封装1。由此,能够降低每一个LED封装的制造成本。此外,由于没有设置管壳,所以零件数量及工序数减少,成本低。
此外,在本实施方式中,通过湿蚀刻形成引线框片23。因此,在制造新布局的LED封装时,只要只准备掩膜的原版就可以,与通过基于金属模的冲压等的方法形成引线框片23的情况相比,能够抑制初始成本。
此外,在本实施方式的LED封装1中,从引线框11及12的基座部11a及12a分别延伸出悬空管脚。由此,能够防止基座部自身露出到透明树脂体17的侧面,能够减少引线框11及12的露出面积。结果,能够防止引线框11及12从透明树脂体17剥离。此外,还能够抑制引线框11及12的腐蚀。
若从制造方法方面考虑该效果,如图11(b)所示,在引线框片23中,以被夹在切割区域D之间的方式设置开口部23a、桥23b及23c,由此减少夹在切割区域D之间的金属部分。由此,切割变容易,能够抑制切割刀片的磨耗。
此外,在本实施方式中,从引线框11及12分别向3个方向延伸出4条悬空管脚。由此,在图8(c)所示的LED芯片14的安装工序中,引线框11被相邻的元件区域P的引线框11及12从3个方向可靠地进行支撑,所以安装性能变高。同样,在图8(d)所示的引线接合工序中,金属线的接合位置也可靠地从3个方向被支撑,所以例如在超声波接合时,所施加的超声波泄漏较少,能够把金属线良好地接合到引线框及LED芯片上。
此外,在本实施方式中,在图10(b)所示的切割工序中,从引线框片23侧进行切割。由此,形成引线框11及12的切断端部的金属材料在透明树脂体17的侧面上向+Z方向延伸。因此,该金属材料在透明树脂体17的侧面上向-Z方向延伸之后从LED封装1的下表面突出,不会产生飞边。因此,在安装LED封装1时,不会因飞边而产生安装不良。
下面,对其他实施方式进行说明。对与上述第一实施方式相同的要素标注相同标记,有时省略其详细说明。下面说明的其他实施方式的灯条也与上述第一实施方式同样,例如,能够应用于液晶显示装置的背光源或照明等。
(第二实施方式)
图12(a)是第二实施方式的灯条的剖面图。图12(a)与图2(a)中的A-A’剖面对应。
图13(a)是第二实施方式的灯条的立体图。
本实施方式的灯条具有在反射部件51之上进一步设置了反射部件52的结构。在基板41的长度方向上延伸的一对反射部件52在基板41的宽度方向上夹着LED封装1设置。
反射部件52向基板41的上方突出到与LED封装1的透明树脂体17的侧面对置的高度。或者,反射部件52的上表面处于与透明树脂体17的上表面相同的高度。或者,反射部件52比LED封装1更突出到基板41的上方,即突出到图17(b)所示的导光板77的光入射面77a侧。
反射部件52对从LED封装1射出的光具有反射性,例如,由树脂材料构成。例如,通过在基板41上涂敷未硬化的树脂材料之后使其硬化来形成反射部件52。或者,也可以在基板41上粘贴已成形的反射部件52。此外,即使是添加了扩散剂的反射部件,在该情况下,也能够使所入射的光散射,使处于临界角度之外的光更多地入射到光入射面77a中。
反射部件52的上表面可以是图13(a)所示曲面,也可以是图13(b)所示的平面。此外,如图13(b)所示,也可以在基板41的长度方向上相邻的LED封装1之间设置反射部件52,该反射部件52在基板41的宽度方向上延伸。反射板形状也可以是设成相对于基板41成钝角的形状。
在本实施方式中,由于在与透明树脂体17的侧面对置的部分存在反射部件52,所以能够使从透明树脂体17的侧面射出的光在反射部件52的侧面反射,从而能够高效地引导到基板41的上方(导光板77)。
若将反射部件52的突出高度设为比LED封装1的突出高度高,则能够加强向导光板77侧的指向性。
(第三实施方式)
图12(b)是第三实施方式的灯条的剖面图。图12(b)与图2(a)中的A-A’剖面对应。
在本实施方式中,使用金属板55作为灯条的基板。金属板55例如由铝(也包含其合金)、铜(也包含其合金)构成。
在金属板55上设置绝缘层(例如,树脂层)56,在该绝缘层56的表面上形成有如图2(a)所示的焊盘44、45。由于在焊盘44、45和金属板55之间夹入有绝缘层56,所以正极侧的焊盘44和负极侧的焊盘45不会通过金属板55短路。
绝缘层56的表面中的没有露出焊盘44、45的区域被反射部件51覆盖。此外,在反射部件51上,与上述第二实施方式同样设有反射部件52。此外,也可以是只设置了反射部件51及反射部件52中某一方的结构。
通过把金属板55用作灯条的基板,能够提高散热性能。由此,能够提高可靠性,还能够谋求长寿命。
(第四实施方式)
图14是举例示出第四实施方式的LED封装2的立体图,图15(a)是举例示出该LED封装2的侧视图。
图15(b)是搭载了第四实施方式的LED封装2的灯条的剖面图。图15(b)与图2(a)中的B-B’剖面对应。
如图14及图15(a)所示,在本实施方式的LED封装2中,与图5、图6(a)及(b)所示的第一实施方式的LED封装1相比,在引线框11在X方向上分割为2片引线框31及32的这一点不同。
引线框32配置在引线框31和引线框12之间。此外,在引线框31上形成有与引线框11的悬空管脚11d及11e(参照图1)相当的悬空管脚31d及31e,此外,形成有从基座部31a分别向+Y方向及-Y方向延伸出的悬空管脚31b及31c。
悬空管脚31b及31c的X方向的位置相互相同。并且,在引线框31上接合了金属线15。另一方面,在引线框32上形成与引线框11的悬空管脚11b及11c(参照图1)相当的悬空管脚32b及32c,经由芯片安装部件13搭载了LED芯片14。此外,与引线框11的凸部11g相当的凸部在引线框31及32上分割形成为凸部31g及32g。
在本实施方式中,引线框31及12通过从外部被施加电位,起到外部电极的作用。另一方面,不需要在引线框32上施加电位,而是能够用作散热器专用的引线框。由此,在1个模块上搭载多个LED封装2的情况下,能够把引线框32连接到共同的散热器上。
此外,可以在引线框32施加接地电位,也可以设成浮地状态。此外,在将LED封装2安装到灯条的基板上时,通过分别在引线框31、32及12上接合焊锡球,能够抑制所谓曼哈顿现象。所谓曼哈顿现象是指,在通过多个焊锡球等在基板上安装设备等时,由于回流焊炉中的焊锡球熔解的定时偏差及焊锡的表面张力而设备立起的现象,是成为安装不良的原因的现象。根据本实施方式,使引线框的布局在X方向上对称,并将焊锡球在X方向上较密地配置,由此很难产生曼哈顿现象。
此外,在本实施方式中,引线框31被悬空管脚31b~31e从3个方向进行支撑,所以金属线15的焊接性能良好。同样,引线框12被悬空管脚12b~12e从3个方向进行支撑,所以金属线16的焊接性能良好。
关于这样的LED封装2,通过在前述的图8(a)所示的工序中,变更引线框片23的各元件区域P的基本图案,能够以与前述第一实施方式同样的方法予以制造。即,根据在前述第一实施方式中说明的制造方法,仅通过变更掩膜22a及22b的图案,就能够制造各种布局的LED封装。本实施方式中的上述以外的结构、制造方法及作用效果与前述第一实施方式相同。
图15(b)表示第二实施方式的搭载了LED封装2的灯条。
作为灯条的基板,例如使用金属板55。由此,能够提高散热性能。
在金属板55上设有绝缘层(例如,树脂层)56,在该绝缘层56的表面形成有焊盘44、45。在绝缘层56的表面中的没有露出焊盘44、45的区域被反射部件51覆盖。此外,根据需要,在反射部件51上设置了与上述第二实施方式相同的反射部件52。或者,也可以不设置反射部件51,而是设置反射部件52。
作为第一引线框的引线框31经由导电性接合部件35接合到焊盘45上,作为第二引线框的引线框12经由导电性接合部件35接合到焊盘44上。
LED芯片14搭载在作为第三引线框的引线框32上。此外,该引线框32经由导电性接合部件35接合在金属层57上。金属层57设在金属板55上,贯通绝缘层56而突出到绝缘层56的表面侧。因此,在LED芯片14的下表面和金属板55之间,存在热传导性能比树脂优良的金属的散热路径。由此,能够进一步提高LED芯片14的散热性能,能够提供可靠性更加优良的灯条。
金属层57例如通过镀铜形成。或者,通过在形成于绝缘层56上的贯通孔中埋入铜来形成。此外,作为金属层57,也可以使用铜以外的金属。
金属板55通过金属层57与第三引线框32连接,但第一引线框31及第二引线框12通过绝缘层56与金属板55及金属层57绝缘。因此,正极侧的焊盘44和负极侧的焊盘45不会通过金属板55短路。
(第五实施方式)
图16(a)是第五实施方式的灯条的剖面图。图16(a)与图2(a)中的A-A’剖面对应。
在本实施方式中,把陶瓷基板58用作灯条的基板。作为陶瓷基板58,例如也可以使用氧化铝。
在陶瓷基板58的表面上形成有焊盘44、45。焊盘44、45在陶瓷基板58的表面上,例如通过镀铜形成。由于陶瓷基板58具有绝缘性,所以焊盘44和焊盘45不会在陶瓷基板58的表面短路。
通过把陶瓷基板58用作灯条的基板,能够比树脂基板提高散热性能。由此,能够提高可靠性,还能够谋求长寿命。此外,尤其是,氧化铝与树脂相比,不容易相对于蓝色光而劣化。因此,当把氧化铝基板用作陶瓷基板58时,能够提供可靠性高、长寿命的灯条。
此外,氧化铝对可见区域的光具有较高的反射性。因此,若把氧化铝基板用作陶瓷基板58,则该基板表面自身起到使从LED封装1射出的光反射的反射部件的作用。
并且,也可以在陶瓷基板58的表面上设置上述的反射部件52,来提高向基板上方(导光板侧)的光的指向性。
(第六实施方式)
图16(b)是第六实施方式的灯条的剖面图。图16(b)与图2(a)中的A-A’剖面对应。
在本实施方式中,在陶瓷基板58上设置凹部58a,在该凹部58a的底面安装LED封装1。在凹部58的底面形成焊盘44、45,在该焊盘44、45上,经由导电性接合部件35安装了LED封装1。
如上所述,若把氧化铝用作陶瓷基板58,则陶瓷基板58自身起到反射部件的作用。即,能够使从透明树脂体17的侧面射出的光在陶瓷基板58的表面58b进行反射,而引导到上方(导光板)侧。
并且,若将凹部58a设为较深,陶瓷基板58的表面58b的高度成为与透明树脂体17的上表面相同的高度,或成为比透明树脂体17的上表面高的高度,则凹部58a的侧面也能够有效地起到反射部件的作用,能够使向上方的指向性提高。通过拓宽凹部58a的底部的上表面,能够进一步有效地起到反射部件的作用。
在上述实施方式中,LED芯片不限于在上表面设有2个端子的结构,也可以在下表面设置一个端子,将其一个端子通过倒焊接合到一个引线框上。或者,在下表面上设置2个端子,也可以将这2个端子分别通过倒焊接合到第一引线框和第二引线框上。此外,搭载在1个LED封装上的LED芯片也可以是多个。
此外,LED芯片不限定于射出蓝色光的芯片。此外,荧光体不限定于吸收蓝色光来发出黄色光的荧光体。LED芯片可以是射出蓝色以外的颜色的可见光的芯片,也可以是射出紫外线或红外线的芯片。荧光体也可以是发出蓝色光、绿色光或红色光的荧光体。
此外,LED封装整体射出的光的颜色也不限定于白色。关于如上所述的红色荧光体、绿色荧光体及蓝色荧光体,通过调节这些荧光体的重量比R∶G∶B,能够实现任意的色调。例如,从白色灯泡色到白色荧光灯色的白色发光的R∶G∶B重量比,能够通过设为1∶1∶1~7∶1∶1及1∶1∶1~1∶3∶1及1∶1∶1~1∶1∶3中某一个来实现。并且,在LED封装中也可以不设置荧光体。在该情况下,从LED芯片射出的光从LED封装射出。
此外,搭载在灯条上的多个LED封装不限于串联连接在正极、负极之间,也可以并联连接。
虽然说明了特定的几个实施方式,但是这些实施方式只是作为例子说明的,并不试图据此限定本发明的范围。实际上,在不脱离本发明的精神的情况下,在此说明的新方法和系统能够通过各种其他的方式来实施,进而能够对在此说明的方法和系统进行各种省略、替代以及改变。本说明书所附加的权利要求及其等同的技术方案试图覆盖落入本发明的范围和精神的各种形式和变形。
Claims (20)
1.一种LED模块,其特征在于,具备:
基板;
布线层,设在上述基板上;
LED封装,搭载在上述布线层上;以及
反射部件,设在上述基板中的没有搭载上述LED封装的区域,对从上述LED封装射出的光具有反射性,
上述LED封装具有:
第一及第二引线框,配置在同一平面上,并相互隔离;
LED芯片,设在上述第一及第二引线框的上方,一个端子与上述第一引线框连接,另一个端子与上述第二引线框连接;以及
树脂体,覆盖上述LED芯片,并覆盖上述第一及第二引线框的各自的上表面、下表面的一部分及端面的一部分,并使上述下表面的剩余部分及上述端面的剩余部分露出,
上述树脂体的外形构成上述LED封装的外形。
2.根据权利要求1所述的LED模块,其特征在于,
上述第一引线框及上述第二引线框中的至少一方具有:
基座部,端面被上述树脂体覆盖;以及
3条悬空管脚,从上述基座部向相互不同的方向延伸出来,其下表面被上述树脂体覆盖,其前端面露出于上述树脂体的侧面,
在上述第一引线框的下表面及上述第二引线框的下表面中的一方中的、从另一方隔离的区域形成凸部,上述凸部的下表面露出于上述树脂体的下表面,上述凸部的侧面被上述树脂体覆盖。
3.根据权利要求2所述的LED模块,其特征在于,
上述凸部的下表面接合到上述布线层。
4.根据权利要求1所述的LED模块,其特征在于,
上述第一引线框及上述第二引线框中的至少一方具有:
基座部,端面被上述树脂体覆盖;以及
多条悬空管脚,从上述基座部延伸出来,其下表面被上述树脂体覆盖,其前端面露出于上述树脂体的相互不同的3个侧面,
在上述第一引线框的下表面及上述第二引线框的下表面中的一方中的、从另一方隔离的区域形成凸部,上述凸部的下表面露出于上述树脂体的下表面,上述凸部的侧面被上述树脂体覆盖。
5.根据权利要求4所述的LED模块,其特征在于,
上述凸部的下表面接合到上述布线层。
6.根据权利要求1所述的LED模块,其特征在于,
上述反射部件向上述基板的上方突出到上述LED封装的高度以上。
7.根据权利要求1所述的LED模块,其特征在于,
在与上述树脂体的侧面对置的部分存在上述反射部件。
8.根据权利要求1所述的LED模块,其特征在于,
在上述基板上搭载有多个上述LED封装。
9.根据权利要求8所述的LED模块,其特征在于,
上述基板形成为矩形板状,
上述多个LED封装沿着上述基板的长度方向排列,
上述反射部件在上述基板的长度方向上延伸。
10.根据权利要求9所述的LED模块,其特征在于,
在上述基板的上述长度方向上延伸的一对上述反射部件,在上述基板的宽度方向上夹着上述LED封装设置。
11.根据权利要求9所述的LED模块,其特征在于,
上述布线层具有:第一布线层,由在上述基板的上述长度方向上延伸的连成一个的图案形成;以及第二布线层,在上述基板的上述长度方向上被截断为多个,
上述LED封装跨在上述被截断的第二布线层间而搭载,
上述被截断的第二布线层间通过上述LED封装而电连接。
12.根据权利要求1所述的LED模块,其特征在于,
上述基板是金属板,
上述布线层隔着绝缘层设在上述金属板上。
13.根据权利要求12所述的LED模块,其特征在于,
上述一个端子及上述另一个端子均设在上述LED芯片的上表面,
上述LED封装还具有:
第一金属线,将上述一个端子连接到上述第一引线框上;
第二金属线,将上述另一个端子连接到上述第二引线框上;以及
第三引线框,配置在上述第一引线框和上述第二引线框之间,其下表面的一部分及其端面的一部分从上述树脂体露出,
上述LED芯片搭载在上述第三引线框上,
上述第三引线框隔着金属层设在上述金属板上。
14.根据权利要求1所述的LED模块,其特征在于,
上述基板是陶瓷基板。
15.根据权利要求14所述的LED模块,其特征在于,
上述陶瓷基板是氧化铝基板。
16.根据权利要求1所述的LED模块,其特征在于,
上述反射部件具有绝缘性。
17.根据权利要求1所述的LED模块,其特征在于,
上述反射部件由树脂材料构成。
18.根据权利要求1所述的LED模块,其特征在于,
在上述反射部件的表面或者内部设有光散射部件。
19.根据权利要求1所述的LED模块,其特征在于,
上述树脂体相对于从上述LED芯片射出的光透明。
20.根据权利要求1所述的LED模块,其特征在于,
荧光体分散于上述树脂体中。
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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