专利名称：Led反射板及led器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种LED反射板和LED器件，更具体地，涉及改进了其上安装的LED芯片的反射效率的LED反射板以及使用该LED反射板的LED器件。
背景技术：
近年来，已经开发出了高亮度的LED芯片。这种LED芯片不仅被用于传统蜂窝电话等的数字键键盘的照明或者点照明，并且还逐渐开始被用于相对大范围的照明，例如阅读灯。因此，LED芯片需要较高的散热特性。
作为传统LED器件的第一示例，参考文献1(日本专利待审公开No.7-235696)中描述了一种LED器件。在此LED器件中，在绝缘衬底中形成通孔。通孔的一个开口处覆盖有金属板。在通孔的内壁表面、金属板表面以及绝缘衬底表面上通过电镀形成金属膜。LED芯片安装在金属板上，并且通过配线焊接(wire bonding)电连接到绝缘膜上的金属膜。
作为传统LED器件的第二示例，图12示出了一种LED器件，其中对由薄金属板形成的引线框架102进行树脂成型，并且将LED芯片103安装在引线框架102上。更具体地，在成型的树脂100中形成漏斗状凹陷101。将引线框架102埋入凹陷101的底部中。LED芯片103被安装在引线框架102上，并且利用配线焊接通过细金属配线将LED芯片103与引线框架102的端子部分104相连。
发明内容
本发明要解决的问题在上述传统LED器件的第一示例中，绝缘衬底中形成的通孔的壁表面上的金属膜是通过电镀形成的。因此，对于增加金属膜的厚度存在限制，并且不能改进散热特性。
与此相反，在第二示例中，引线框架102改进了散热特性。然而，需要形成引线框架102的模具以及形成树脂的模具，所以增加了成本。难以在成型树脂100的表面上执行均匀厚度的金属电镀。因此，从LED发射的光的反射效率降低。
鉴于上述传统问题，做出了本发明，并且本发明的目的是改进LED器件的散热特性。
本发明的另一目的是改进从LED发射的光的反射效率。
本发明的又一目的是降低LED器件的制造成本。
解决问题的手段为了实现上述目的，根据本发明的LED反射板的特征在于包括多个连接盘，每个连接盘包括其中要安装LED芯片的凹陷；第一桥接部分，串联连接所述多个连接盘；框架，具有包围所述多个连接盘的框架形状；以及第二桥接部分，将所述框架与所述多个连接盘中位于两端的连接盘相连，其中所述连接盘、所述第一桥接部分、所述第二桥接部分以及所述框架由金属制成。
根据本发明的LED器件的特征在于包括LED芯片；由金属制成、并且具有其中要安装所述LED芯片的凹陷的LED反射板；以及印刷线路板，其上要安装所述LED反射板，其中所述印刷线路板包括第一通孔，其中要装入所述LED反射板的凹陷，以及端子部分，电连接到所述LED芯片。
本发明的效果根据本发明，因为LED芯片安装在由金属板制成的反射板上，所以改进了散热特性。
因为反射板由金属板制成，所以可以使在反射板上形成的底层电镀膜的厚度均匀。于是，在底层电镀膜上形成的贵金属电镀膜、铝沉积等的镜面效果等可以改进反射效率。
只需要准备用来形成反射板的模具。于是，可以降低模具的成本，因此可以降低LED器件的制造成本。
图1是示出了根据本发明第一实施例的LED反射板的整体外观的立体图；图2A是图1所示的LED反射板的平面图；图2B是沿着图2A的直线II(B)-II(B)的截面图；图3A至3F是用来解释制造根据本发明第一实施例的LED器件的方法的截面图；图4A至4D是用来解释制造根据本发明第一实施例的LED器件的方法的截面图；图5A是根据本发明第一实施例的LED器件的截面图；图5B是示出了图5A所示的LED器件的外观的立体图；图6是示出了用来应对其中印刷线路板被形成为大于LED反射板的情形的LED反射板阵列的立体图；图7是示出了根据本发明第二实施例的LED反射板的立体图；图8是示出了根据本发明第三实施例的LED反射板中的连接盘的布置的平面图；图9是示出了根据本发明第四实施例的LED反射板中的连接盘的立体图；图10A是根据本发明第五实施例的LED器件的截面图；图10B是示出了图10A所示的LED器件的外观的立体图；图11是根据本发明第六实施例的LED器件的截面图；以及图12是传统LED器件的截面图。
具体实施例方式
参考附图描述本发明的实施例。
参考图1至6描述本发明的第一实施例。
图1和2A所示的LED反射板1包括多个连接盘(land)2，其上将要安装LED芯片27；第一桥接部分3，将多个连接盘2串联连接起来；框架4，具有包围多个连接盘2的框架形状；以及第二桥接部分5，将多个连接盘2中两端的连接盘与框架4相连。LED反射板1由薄的磷青铜板(厚度为50μm至200μmm)通过冲孔形成，从而由一张金属板一体地(integrally)形成连接盘2、第一桥接部分3、第二桥接部分5以及框架4。
LED反射板1具有四个连接盘组6，每一组包括通过第一桥接部分3线性串联连接起来的三个连接盘2，彼此平行。12个连接盘2排列成4列×3行的矩阵。或者，可以提供多个(两个或更多)连接盘组6。
LED反射板1在其位于框架4的对角线上的顶点处具有定位孔11，以与印刷线路板25(稍后描述)对准。
如图2B所示，LED反射板1的连接盘2具有通过拉制(drawing)形成的凹陷以及围绕凹陷的平坦凸缘9。凹陷包括平坦的底部以及倾斜以相对于底部形成钝角的侧壁。凹陷的底部形成其中要安装LED芯片27的LED芯片安装部分7，并且凹陷的侧壁形成反射来自LED的前向光的反射部分8。由LED芯片安装部分7和反射部分8所包围的空间10是截头圆锥的形状。空间10的高度T1(从凸缘9的下表面到LED芯片安装部分7的下表面的高度)略大于印刷线路板25的厚度T2。
为了制造LED反射板1，在如上所述进行冲孔之后，执行拉制。或者，可以执行拉制，并且此后可以执行冲孔，或者可以同时执行拉制和冲孔。
对以这种方式形成的LED反射板1进行镀镍，以形成底层电镀膜，然后进行镀银，以在底层电镀膜上形成贵金属电镀膜。在这种情况下，因为对由金属板形成的连接盘2的表面进行了电镀，所以在连接盘2的表面上形成的、充当底层电镀膜的镍电镀膜整体上具有均匀的厚度。因此，在镍电镀膜上形成的银电镀膜的表面形成了整体上具有非常少的台阶的镜面。于是，可以改进反射部分8的表面的反射效率。
参考图3A至3F描述制造充当根据本发明的LED器件的中间构件的印刷线路板25的方法。虽然为了描述方便，图3A至3F仅示出了一个LED器件，实际上，多个LED器件排列成矩阵。
图3A示出了通过将铜箔17粘附到绝缘衬底16的两个表面上所获得的双面覆铜板15。利用钻头对双面覆铜板15进行钻孔，以形成第一通孔18和介于第一通孔18之间的第三通孔19，如图3B所示。第一通孔18的直径R2略大于反射板1(上述)的连接盘2上形成的空间10的上端处的外径(加上连接盘2的厚度的外径)R1。
随后，通过电解镀铜对双面覆铜板15进行全板电镀(panelplating)，以形成覆盖绝缘衬底16的两个表面以及第一和第二通孔18和19的孔壁的电镀膜20，如图3C所示。另外，通过刻蚀形成电路，如图3D所示，以在第一通孔18的上边缘形成要用来放置上述连接盘2的连接盘放置部分21。在远离连接盘放置部分21的部分处形成用于配线焊接的端子部分22。
在图3E中，向不必要的电路涂敷阻焊剂23。然后，如图3F所示，使用镍和金对连接盘放置部分21和端子部分22进行贵金属电镀，以形成印刷线路板25。
参考图4A至4D描述使用以这种方式形成的印刷线路板25以及上述LED反射板1来制造LED器件的方法。
参考图4A，向印刷线路板25的连接盘放置部分21涂敷焊糊(cream solder)。此后，将定位管脚(未示出)插入LED反射板1的定位孔11以及印刷线路板25的定位孔中，以将LED反射板1放置在印刷线路板25上，从而LED反射板1的连接盘2分别装入印刷线路板25的多个第一通孔18中。在这种状态中，在加热炉中对印刷线路板25和LED反射板1加热，以再次熔化焊糊，从而将每个连接盘2的凸缘9接合在印刷线路板25的连接盘放置部分21上，并且将LED反射板1接合在印刷线路板25上，如图4B所示。
随后，如图4C所示，通过芯片焊接(die bonding)将LED芯片27接合在LED反射板1的LED芯片安装部分7上，并且LED芯片27的细金属配线28通过配线接合电连接到印刷线路板25的端子部分22。如图4D所示，利用透明成型树脂29树脂密封LED反射板1的连接盘2和印刷线路板25的端子部分22。如图2A所示，通过切片切割与第一和第二桥接部分3和5平行并且连接第三通孔19的线C1、与线C1垂直并且穿过第一桥接部分3的线C2、以及穿过第二桥接部分的线C3。于是，形成了如图5A和5B所示的LED器件30，每一个LED器件30都形成一个单元。
充当冷却构件、用于冷却LED反射板1的连接盘2的热沉31附着到LED器件30的底部。因为连接盘2的空间10的高度T1略大于印刷线路板25的厚度T2，所以连接盘2的凹陷的底部与热沉31相接触。于是，由LED芯片27产生的热量通过热沉31从连接盘2排放到LED器件30外部。此时，因为其上安装LED芯片27的连接盘2由金属板形成，所以可以将连接盘2形成为具有更均匀的预定厚度，以改进散热特性。
在该实施例中，通过遮蔽印刷线路板25的一次电镀处理就足够了。因此，当与需要通过遮蔽以形成反射部分和具有不同电镀膜的其他部分的两次电镀的传统示例相比，可以降低制造成本。因为只要准备用来形成LED反射板1的模具，所以可以降低模具所需的成本。
在上述LED器件30中，在线C1、C2和C3处进行切割形成了作为一个单元的LED器件30。当在显示设备或者照明设备中要聚集使用多个LED芯片27时，不需要切割印刷线路板25，而是可以通过在其上安装多个LED反射板1来使用。
参考图6描述其中将印刷线路板25形成为大于LED反射板1的情形。因为LED反射板1由非常薄的金属板形成，从强度的观点看，对于形成大外形尺寸的LED反射板1存在限制。由于此原因，印刷线路板25可以被形成为具有比LED反射板1大的外形尺寸。在这种情况下，如果多个LED反射板1被排列为矩阵，可以作为整体将多个LED反射板1的外形尺寸设置为与印刷线路板25的外形尺寸一致。
在这种情况下，可以通过切割来形成每一个都作为一个单元的LED器件30。或者，印刷线路板25无需切割，而是可以通过在其上安装多个LED反射板1来使用。在后一种情形中，可以提供适用于需要高亮度的显示设备、照明设备等的LED器件。LED反射板1的阵列不限于上述矩阵以匹配印刷线路板25的外形尺寸，而是可以是水平阵列或垂直阵列。
参考图7描述本发明的第二实施例。
图7所示的LED反射板40与上述第一实施例的不同在于包括通过第一桥接部分3线性串联连接起来的三个连接盘2的连接盘组6只包括一组。利用这种布置，印刷线路板25中形成的第一通孔18的阵列还可以应对除了4阵列或者4×n(n是整数)阵列之外的其他阵列，这与上述第一实施例不同。
参考图8描述本发明的第三实施例。
图8所示的LED反射板50的特征在于连接盘2不是以矩阵形式而是以交错形式形成。利用这种布置，可以增加连接盘2的密度。因此，可以提供适用于需要高亮度、并且聚集使用LED器件的显示设备、照明设备等的LED器件。
参考图9描述本发明的第四实施例。
该实施例的特征在于连接盘2的LED芯片安装部分7是方形的，并且空间10是截头棱锥，如图9所示。在这种布置中，具有方形截面的LED芯片安装在连接盘2的LED芯片安装部分7上，从而可以相对较小地形成LED芯片安装部分7。
虽然在上述实施例中第一桥接部分3和第二桥接部分5被排列在一条直线上，但是它们不需要总是被排列在一条直线上。只要连接盘2以及连接盘2和框架4整体连接在一起即可。
参考图10A和10B描述本发明的第五实施例。
图10A和10B所示的LED器件80的特征在于多个LED芯片27A至27D被安装在LED反射板的每个连接盘2的凹陷中，并且连接盘2被布置在印刷线路板75中并与之成一体。将更详细地描述该布置。
印刷线路板75具有充当第一衬底的下层衬底75A以及充当第二衬底的上层衬底75B。下层衬底75A和上层衬底75B都由绝缘衬底形成。在下层衬底75A中形成与连接盘2配合的第一通孔68A。在上层衬底75B中形成第二通孔68B，细金属配线28从所述第二通孔68B与连接盘2上的LED芯片27A至27D相连。第一通孔68A和第二通孔68B具有相同的形状以及相同的尺寸，以形成一个通孔。
利用装入第一通孔68A中的连接盘2的凹陷，下层衬底75A的上表面与上层衬底75B的下表面接合在一起。这形成了连接盘2被并入印刷线路板75中的结构。
在上层衬底75B的上表面上，围绕第二通孔68B形成多个端子部分72。两个端子部分72对应于要安装在连接盘2上的每一个LED芯片27A至27D。在两个端子部分72中，一个是正端子，另一个是负端子。两条细金属配线28与每一个LED芯片27A至27D相连。细金属配线28从第二通孔68B延伸出去。在两条细金属配线28中，一条电连接到正端子部分72，而另一条连接到负端子部分72。
在彼此接合在一起的上层衬底75B和下层衬底75A的侧面上形成侧面端子部分72A。在下层衬底75A的下表面上形成下表面端子部分72B。端子部分72A和72B电连接到端子部分72。通过分别刻蚀粘附到上层和下层衬底75B和75A的上表面和下表面的铜箔来形成端子部分72和下表面端子部分72B。侧面端子部分72A是由延伸通过衬底75A和75B的第三通孔中的电镀膜形成的。在第一和第二通孔68A和68B周围、沿着图2A所示的线C1、C2和C3，形成多个第三通孔。
利用透明成型树脂29对连接盘2的LED芯片安装部分7和反射部分8所包围的空间10进行树脂成型。在上层衬底75B上布置类似圆顶的透镜81。
为了形成如图10A和10B所示的、形成一个单元的LED器件80，可以按照与第一实施例中相同的方式，沿着图2A所示的线C1、C2和C3，切割排列成矩阵的多个LED器件。当要聚集使用LED器件时，无需对它们进行切割。
根据该实施例，为了将下层衬底75A和上层衬底75B接合在一起，可以对形成下层衬底75A的材料和形成上层衬底75B的材料进行粘附、加热以及硬化。此时，因为连接盘2的凹陷被装入了第一通孔68A中，下层衬底75A的上表面和上层衬底75B的下表面将连接盘2的凸缘9夹在中间。因此，根据该实施例，利用粘合剂或者通过焊接来进行接合对于将连接盘2和印刷线路板75接合在一起不是必要的。
印刷线路板75上的每个端子部分72的厚度是大约几十μm，而凸缘9的厚度是大约几百μm。如果连接盘2出现在印刷线路板25的表面上，如第一实施例，整个LED器件30变为要厚出与凸缘9的厚度相对应的数量。与此相反，根据该实施例，因为连接盘2被布置在印刷线路板75中，并且不出现在印刷线路板75的表面上，所以LED器件80可以做得比第一实施例中更薄。
如果连接盘2的凸缘9和端子部分22被布置在印刷线路板25的表面上，如第一实施例，连接盘2的凸缘9和端子部分22之间必须分开足够的距离，从而它们不会彼此相接触。与此相反，根据该实施例，连接盘2的凸缘9和端子部分22被布置在印刷线路板75的不同层上。于是，与第一实施例相比，可以减小LED器件的面积。
在上述LED器件90中，多个LED芯片27A至27D被安装在连接盘2上。或者，可以在一个连接盘2上安装一个LED芯片。
参考图11描述本发明的第六实施例。
图11所示的LED器件90的特征在于通过一根细金属配线28和金属制成的连接盘2向连接盘2上安装的LED芯片27E供电。LED芯片27E通过细金属配线28与上层衬底75C上的端子部分72相连。这种布置与上述第五实施例相同。
在LED器件90中，在上层衬底75C中位于凸缘9之上的连接盘2的部分中形成电连接孔91。在电连接孔91的孔壁上形成电镀膜92。在上层衬底75C的上表面上形成从电连接孔91延伸到相应端子部分72的互连线93。于是，LED芯片27E通过金属连接盘2、电连接孔91中的电镀膜92以及上层衬底75C上的互连线93与端子部分72相连。
例如，以如下方式形成电连接孔91和电镀膜92。首先，下层衬底75A与上层衬底75C接合，并且通过利用钻头或者激光进行钻孔形成电连接孔91。此后，利用电解镀铜进行整板电镀，以在电连接孔91的孔壁上形成电镀膜92。
在该实施例中，可以以与第五实施例中相同的方式在一个连接盘2上安装多个LED芯片。
权利要求
1.一种LED反射板，其特征在于，它包括多个连接盘，每个连接盘包括其中要安装LED芯片的凹陷；第一桥接部分，它串联连接所述多个连接盘；框架，具有包围所述多个连接盘的框架形状；以及第二桥接部分，将所述框架与所述多个连接盘中位于两端的连接盘相连，其中，所述连接盘、所述第一桥接部分、所述第二桥接部分以及所述框架都由金属制成。
2.根据权利要求1所述的LED反射板，其特征在于，所述每个连接盘包括平坦的LED芯片安装部分，它形成所述凹陷的底部，以及反射部分，它形成凹陷的侧壁，并相对于所述LED芯片安装部分倾斜。
3.根据权利要求1所述的LED反射板，其特征在于，由一张金属板使所述连接盘、所述第一桥接部分、所述第二桥接部分以及所述框架形成一体。
4.根据权利要求1所述的LED反射板，其特征在于，包括多组由所述第一桥接部分相连的多个连接盘。
5.根据权利要求2所述的LED反射板，其特征在于，由所述连接盘凹陷的底部和侧壁围绕的空间是截头圆锥。
6.根据权利要求2所述的LED反射板，其特征在于，由所述连接盘凹陷的底部和侧壁围绕的空间是截头棱锥。
7.一种LED器件，其特征在于，它包括LED芯片；由金属制成并且具有凹陷的LED反射板，所述LED芯片要安装在所述凹陷中；以及印刷线路板，其上要安装所述LED反射板，其中，所述印刷线路板包括第一通孔，其中要装入所述LED反射板的凹陷，以及端子部分，它与所述LED芯片电连接。
8.根据权利要求7所述的LED器件，其特征在于，所述LED反射板包括平坦的LED芯片安装部分，它形成凹陷的底部，以及反射部分，它形成凹陷的侧壁，并且相对于所述LED芯片安装部分倾斜。
9.根据权利要求7所述的LED器件，其特征在于，所述LED反射板包括多个连接盘，每个连接盘具有所述凹陷；第一桥接部分，它串联连接所述多个连接盘。
10.根据权利要求7所述的LED器件，其特征在于，还包括使所述LED芯片和所述端子部分电连接的细金属配线，所述LED反射板还包括围绕所述凹陷的平坦凸缘，并且所述印刷线路板还包括形成有所述第一通孔的第一衬底，第二衬底，与所述第一衬底一起将所述LED反射板的所述凸缘夹在中间，并在表面形成所述端子部分，其中所述LED反射板的凹陷装入在所述第一通孔中，以及第二通孔，形成于所述第二衬底中，并且与所述LED反射板上的所述LED芯片相连的细金属配线通过所述第二通孔伸出。
11.根据权利要求7所述的LED器件，其特征在于，将多个所述LED芯片分别安装在LED反射板的每个凹陷上。
12.根据权利要求10所述的LED器件，其特征在于，所述印刷线路板还包括电连接孔，它形成于所述凸缘之上的所述第二衬底部分中，以及配线，形成在所述第二衬底的表面上，并且将所述电连接孔和所述端子部分电连接起来。
13.根据权利要求7所述的LED器件，其特征在于，还包括与所述LED反射板凹陷的底部接触的冷却构件。
全文摘要
在由金属板形成的LED反射板(1)的连接盘(2)中形成凹陷。所述凹陷包括平坦的LED芯片安装部分(7)以及相对于LED芯片安装部分(7)倾斜的反射部分(8)。LED反射板(1)安装在印刷线路板(25)上，以使连接盘(2)装入第一通孔(18)中。安装在LED芯片安装部分(7)上的LED芯片(27)与在印刷线路板(25)上形成的端子部分(22)相连。沿着第三通孔(19)对印刷线路板(25)进行切片，以形成作为一个单元的LED器件(30)。利用这种布置，可以改进LED器件(30)的散热特性和反射效率，并且可以降低制造成本。
文档编号H01L33/56GK1898809SQ20058000129
公开日2007年1月17日 申请日期2005年9月7日 优先权日2004年9月16日
发明者杉浦良治, 吉田英树 申请人:日立Aic株式会社