專利名稱：燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在正面開口的反射殼上設(shè)置LED(發(fā)光二極管)芯片而成的燈。
背景技術(shù)：
來自光源的光入射到導(dǎo)光板的端面并從導(dǎo)光板的發(fā)光面呈面狀地散射的面狀發(fā)光裝置，用于液晶背光、面板儀表、顯示燈、面發(fā)光開關(guān)等。在作為該光源的一種而使用的燈上，要求采用與導(dǎo)光板的厚度相對應(yīng)的薄型的器件，因而一般采用在正面開口的薄型的反射殼上設(shè)置發(fā)光元件而成的器件。例如，有如圖3所示的燈120，該燈120具有合成樹脂制的反射殼100，且在背壁內(nèi)表面104上設(shè)置有發(fā)光元件110，發(fā)光元件110的電極與設(shè)置在發(fā)射殼100上的引線112相連接，其中，該反射殼100包括以相對較小的間隔對峙的上壁內(nèi)表面101和下壁內(nèi)表面102；以相對較大的間隔對峙的左右側(cè)壁內(nèi)表面103，103；背壁內(nèi)表面104；由這些內(nèi)表面101～104圍繞而形成的凹部105；以及正面開口106(專利文獻1)。
另外，還有如圖4所示的燈，該燈130的結(jié)構(gòu)如下在凹部105和正面開口106的下側(cè)具有突出部111(在同圖中標(biāo)有網(wǎng)格線的部分)，下壁內(nèi)表面102的寬度方向中央部呈臺階狀地下降并作為內(nèi)壁面107，并具有從下壁內(nèi)表面102到內(nèi)壁面107以規(guī)定的角度連續(xù)地設(shè)置的內(nèi)壁面108(專利文獻2)。該文獻中記載著內(nèi)壁面108的“規(guī)定角度”是指與下壁內(nèi)表面102和內(nèi)壁面107既不平行又不垂直的角度，是按照能夠?qū)碜园l(fā)光元件的光更加高效地反射到發(fā)光裝置的正面方向的方式進行調(diào)節(jié)的角度。因此，從發(fā)光元件110輸出的光，在內(nèi)壁面108直接反射到發(fā)光裝置的主面方向，故可以提高發(fā)光裝置的光取出效率。
專利文獻1JP特開平8-264842號公報專利文獻2JP特開2004-193537公報然而，在上述燈120中，由于發(fā)光元件110直接固定在合成樹脂制的背壁內(nèi)表面104上，故從發(fā)光元件110輸出的光很多從背壁內(nèi)表面104泄漏，造成光損失大的問題。
在后者的燈130中，在背壁內(nèi)表面104上露出引線112，并在該引線112上固定發(fā)光元件110，故上述漏光少。但是，作為發(fā)光元件110一般常用的LED芯片非常小，將其直接固定在較深的凹部105底部的背壁內(nèi)表面104上本來就很困難。另外，背壁內(nèi)表面104的尺寸(特別是橫向?qū)挾?比發(fā)光元件110的尺寸大，故當(dāng)固定發(fā)光元件110時，其固定位置很難確定在背壁內(nèi)表面104的標(biāo)準位置上。因此，發(fā)光元件110偏離標(biāo)準位置(特別是橫向)很大或產(chǎn)生傾斜而固定，其后的連線(例如，發(fā)光元件的電極和引線之間的連線)由于位置不固定，故很困難，再者，可能會招致反射殼100的光的聚光度出現(xiàn)離散。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于獲得一種燈，該燈不僅能夠消除上述問題，還可將發(fā)光元件較容易地安裝在副安裝臺上，而且當(dāng)將該副安裝臺固定在反射殼的背壁內(nèi)表面時，可自動進行定位，并且其后的連線由于位置一定，故很容易，另外，能夠使反射殼的光的聚光度保持一定。
本發(fā)明涉及一種燈，具有反射殼，且在前述背壁內(nèi)表面上設(shè)置有發(fā)光元件，前述發(fā)光元件的電極與設(shè)置在前述反射殼上的引線相連接，該反射殼包括以相對較小的間隔對峙的上壁內(nèi)表面和下壁內(nèi)表面；以相對較大的間隔對峙的左右的側(cè)壁內(nèi)表面；背壁內(nèi)表面；由這些內(nèi)表面圍繞而形成的凹部；以及正面開口，該燈的特征在于將前述下壁內(nèi)表面的寬度方向中央部呈臺階狀地下降而作為下壁擴大內(nèi)表面，將前述下壁內(nèi)表面和前述下壁擴大內(nèi)表面通過左右的下垂內(nèi)表面來連接，并且將前述背壁內(nèi)表面的寬度方向中央部和前述正面開口的寬度方向中央部分別向下側(cè)擴大為矩形；將前述發(fā)光元件安裝在立起四角板狀的副安裝臺的正面；將前述副安裝臺的背面固定在前述背壁內(nèi)表面的寬度方向中央部，該固定時，前述副安裝臺的左右端面通過前述左右的下垂內(nèi)表面來進行定位。
這里，作為反射殼的材料沒有特別的限定，但是從當(dāng)注塑成型等時能夠同時進行一模多取這一點來看最好采用合成樹脂。作為該合成樹脂，沒有特殊限定，可以列舉尼龍樹脂、液晶聚合物、聚丁烯對酞酸鹽等各種樹脂。
下垂內(nèi)表面是從下壁內(nèi)表面垂下的面。這里所說的“下垂”并不限定于下垂內(nèi)表面相對下壁內(nèi)表面的角度嚴格成90°的情形，考慮到注塑成型后的起模等，該角度在90°～100°的范圍內(nèi)視為實質(zhì)上下垂。左右的下垂內(nèi)表面的間隔(也就是下壁擴大內(nèi)表面的橫向?qū)挾?最好比副安裝臺的橫向?qū)挾却笕舾?0.01～0.5mm，最好為0.1～0.4mm)。這是為了對副安裝臺的左右端面進行定位。下垂內(nèi)表面的高度(也就是下壁擴大內(nèi)表面的下降量)沒有特別限制，但是當(dāng)引線的端部露出于反射殼的下壁的外表面(下表面)時，最好為該引線端部高度的0.5～1倍左右。此外，下壁擴大內(nèi)表面和上壁內(nèi)表面在背壁內(nèi)表面的間隔(即背壁內(nèi)表面的寬度方向中央部的縱向?qū)挾?最好比副安裝臺的縱向?qū)挾却笕舾?0.01～0.5mm，最好為0.1～0.4mm)左右。
作為發(fā)光元件沒有特別的限定，但可以優(yōu)先采用LED芯片。關(guān)于LED芯片，根據(jù)半導(dǎo)體材料的種類，可以列舉氮化鎵類、鋅硒類、鎵砷類、鎵磷類等LED芯片。根據(jù)發(fā)光色的種類，可以列舉紅外、紅色、橙色、綠色、藍色、紫外等LED芯片。特別是，為了構(gòu)成白色燈，最好(1)使用藍色LED芯片，在反射殼的凹部設(shè)置發(fā)出互補色關(guān)系的熒光的熒光物質(zhì)，或者(2)使用紫外LED芯片，在反射殼的凹部設(shè)置發(fā)出紅色、綠色、藍色的各種熒光的熒光物質(zhì)。
此外，LED芯片可以采用n電極和p電極共同與引線對置的倒裝芯片結(jié)構(gòu)、n電極和p電極共同成為發(fā)光面的結(jié)構(gòu)、n電極和p電極分開配置在芯片兩側(cè)的結(jié)構(gòu)。而且，最為理想的是，如果采用倒裝芯片結(jié)構(gòu)的LED芯片，經(jīng)由凸點將該LED芯片的n電極和p電極連接在配置于副安裝臺正面的金屬圖形上，則LED芯片的發(fā)熱將高效地傳遞到副安裝臺，并且發(fā)光面?zhèn)炔粫籲電極和p電極遮擋，故易于提高亮度。
作為副安裝臺的材料，沒有特殊限定，但是例如可以采用AlN、Al2O3等的陶瓷或由硅構(gòu)成的齊納二極管等。副安裝臺的縱向?qū)挾葲]有特殊限定，但最好與發(fā)光元件的縱向?qū)挾认嗤虮绕浯笕舾?0.01～0.2mm)。這是為了對副安裝臺的上下端面進行定位。副安裝臺的橫向?qū)挾葲]有特殊限定，但是最好按照金屬圖形在LED芯片的左方和右方(與引線的引線接合用)在正面露出的方式，將副安裝臺制作成橫向上比LED芯片的橫向?qū)挾乳L的立起四角板狀。
配置在副安裝臺正面的金屬圖形的金屬沒有特別限定，但最好至少表面是光反射率(特別是對藍色的反射率)較高的Al。此外，如果Al的下層有Au，則當(dāng)凸點采用了所希望的Au時，與該凸點的連接性將變得更好。
在反射殼上設(shè)置引線的方法并沒有特別限定，但最好采用反射殼注塑成型時鑲嵌的引線。此外，最好在背壁內(nèi)表面的至少寬度方向中央部上露出引線，并將上述副安裝臺的背面固定在引線上。對于該固定沒有特殊限定，但最好采用銀膏、焊錫等容易處理的熱傳導(dǎo)優(yōu)良的材料。
根據(jù)本發(fā)明所涉及的燈，可以得到如下的燈，即不僅能夠?qū)l(fā)光元件較容易地安裝在副安裝臺上，而且當(dāng)將該副安裝臺固定在反射殼的背壁內(nèi)表面時，可自動進行定位，并且由于其后的連線位置一定，故很容易，另外，能夠使基于反射殼的光的聚光度保持一定。


圖1表示本發(fā)明涉及的實施例的燈，(a)是主視圖，(b)是(a)的Ib-Ib剖視圖，(c)是(a)的Ic-Ic剖視圖。
圖2中，(a)是從正面和上面觀察上述燈的立體圖，(b)是從背面和下面觀察上述燈的立體圖。
圖3是現(xiàn)有例的燈的立體圖。
圖4表示其它的現(xiàn)有例，其中(a)是正面圖，(b)是剖視圖。
符號說明如下1 燈 10 反射殼11 上壁內(nèi)表面12 下壁內(nèi)表面13 側(cè)壁內(nèi)表面14 背壁內(nèi)表面15 凹部16 正面開口17 下壁擴大內(nèi)表面18 下垂內(nèi)表面20 發(fā)光元件30 副安裝臺 41 正極引線 42 負極引線具體實施方式
一種燈1，具有反射殼10，在背壁內(nèi)表面14上設(shè)置有發(fā)光元件20，發(fā)光元件20的電極23、24與設(shè)置在上述反射殼10上的引線41、42相連接，其中，反射殼10包括以相對較小的間隔對峙的上壁內(nèi)表面11和下壁內(nèi)表面12；以相對較大的間隔對峙的左右的側(cè)壁內(nèi)表面13、13；背壁內(nèi)表面14；由這些內(nèi)表面圍繞而形成的凹部15；以及正面開口16，其中，將下壁內(nèi)表面11的寬度方向中央部呈臺階狀地下降并作為下壁擴大內(nèi)表面17，下壁內(nèi)表面11和下壁擴大內(nèi)表面17通過左右的下垂內(nèi)表面18、18來連接，并且背壁內(nèi)表面14的寬度方向中央部和正面開口16的寬度方向中央部分別向下側(cè)擴大為矩形，將發(fā)光元件20安裝在立起四角板狀的副安裝臺30的正面，將副安裝臺30的背面固定在背壁內(nèi)表面14的寬度方向中央部，進行該固定時，副安裝臺30的左右端面在上述左右的下垂內(nèi)表面18、18進行定位。
實施例圖1和圖2所示的實施例中的燈1中，發(fā)光元件20安裝在副安裝臺30上，該副安裝臺30固定在反射殼10上，發(fā)光元件20的電極與設(shè)置在反射殼10上的引線41、42連接，并且該燈1是白色燈。
反射殼10由尼龍樹脂注塑成型，且具有以相對較小的間隔對峙的上壁內(nèi)表面11和下壁內(nèi)表面12及下壁擴大內(nèi)表面17；以相對較大的間隔對峙的左右側(cè)壁內(nèi)表面13、13；背壁內(nèi)表面14；由這些各內(nèi)表面圍繞而形成的凹部15；以及正面開口16。
將下壁內(nèi)表面12的寬度方向中央部呈臺階狀地降低并作為下壁擴大內(nèi)表面17，與此相對應(yīng)，下壁外表面(下表面)12a的寬度方向中央部也呈臺階狀地降低。下壁內(nèi)表面12和下壁擴大內(nèi)表面17通過左右的下垂內(nèi)表面18、18來連接，并且背壁內(nèi)表面14的寬度方向中央部和正面開口16的寬度方向中央部分別向下側(cè)擴大為矩形?？紤]到注塑成型后的起模等，下垂內(nèi)表面18相對于下壁內(nèi)表面12的角度在圖示例中為95°。另外，左右的下垂內(nèi)表面18、18的間隔(也就是下壁擴大內(nèi)表面17的橫向?qū)挾?呈由背壁內(nèi)表面?zhèn)认蛘骈_口側(cè)逐漸擴大的錐形面。左右的下垂內(nèi)表面18、18在背壁內(nèi)表面的間隔，即背壁內(nèi)表面14的寬度方向中央部的橫向?qū)挾龋鐬?.0～1.1mm，是比后文敘述的副安裝臺30的橫向?qū)挾却?.3～0.5mm左右的值。用于對副安裝臺30的左右端面進行定位。下垂內(nèi)表面18、18的高度是(即，從下壁內(nèi)表面12開始算起的下壁擴大內(nèi)表面17的下降量)接近于后文敘述的引線41、42端部的高度，為0.1～0.2mm。
上壁內(nèi)表面11和下壁內(nèi)表面12及下壁擴大內(nèi)表面17，其間隔伴隨從背壁內(nèi)表面一側(cè)向正面開口一側(cè)移動呈緩慢擴大的錐形面。上壁內(nèi)表面11和下壁內(nèi)表面12在背壁內(nèi)表面的間隔例如為0.4～0.45mm。另外，上壁內(nèi)表面11和下壁擴大內(nèi)表面17在背壁內(nèi)表面一側(cè)的間隔，即背壁內(nèi)表面14的寬度方向中央部的縱向?qū)挾?，例如?.5～0.6mm，比后文敘述的副安裝臺30的縱向?qū)挾却?.1～0.2mm左右。用于對副安裝臺30的上下端面進行定位。
左右的側(cè)壁內(nèi)表面13、13，其間隔伴隨從背壁內(nèi)表面向正面開口一側(cè)移動呈逐漸擴大的錐形面。左右的側(cè)壁內(nèi)表面13、13在背壁內(nèi)表面的間隔例如為1.5～2.5mm。
正極和負極的引線41、42分別由矩形的金屬板彎折而成，在反射殼10的注塑成型時被鑲嵌。正極引線41朝向正面設(shè)置在左側(cè)，一端在背壁內(nèi)表面14的左側(cè)露出，另一端環(huán)繞在下壁外表面12a的下側(cè)。負極引線42朝向正面設(shè)置在右側(cè)，一端從背壁內(nèi)表面14的右側(cè)開始向?qū)挾确较蛑醒氩柯冻觯硪欢谁h(huán)繞在下壁外表面12a的下側(cè)。另外，正極引線41的一端和負極引線42的一端之間填入反射殼10的材料并形成緩和的突出部19，目的在于防止引線41、42的凸出和實現(xiàn)徹底絕緣。
作為發(fā)光元件20本實施例中所使用的的倒裝芯片構(gòu)造的LED芯片是由藍寶石襯底21、半導(dǎo)體層疊部22、設(shè)置在同一面?zhèn)鹊南鄬γ娣e較大的p電極23和相對面積較小的n電極24構(gòu)成的氮化鎵類的藍色LED芯片。芯片尺寸，例如橫向?qū)挾却蠹s為0.2～0.5mm，縱向?qū)挾却蠹s為0.2～0.5mm。
副安裝臺30由AlN陶瓷形成為立起四角板狀，其大小例如，橫向?qū)挾葹?.6～0.7mm，縱向?qū)挾葹?.4～0.5mm，厚度為0.1～0.2mm。在副安裝臺30的正面配置有正極和負極的金屬圖形31、32。金屬圖形31、32由下述結(jié)構(gòu)構(gòu)成，即由Au構(gòu)成的下層、及由Al構(gòu)成的上層。在正極金屬圖形31上設(shè)置有2個由Au構(gòu)成的凸點33，在負極金屬圖形32上設(shè)置了1個由Au構(gòu)成的凸點33。
并且，發(fā)光元件20的p電極23和n電極24分別經(jīng)由上述凸點33而連接在副安裝臺30的正極金屬圖形31和負極金屬圖形32上，從而實現(xiàn)發(fā)光元件20的安裝。由于經(jīng)由共計3個凸點33連接，故發(fā)光元件20的姿勢很穩(wěn)定。由于副安裝臺30形成為橫向?qū)挾缺劝l(fā)光元件20的橫向?qū)挾乳L的立起四角板狀，故正極金屬圖形31和負極金屬圖形32分別在發(fā)光元件20的左方和右方(與引線的引線接合用)在正面露出。
并且，該發(fā)光元件20被固定的副安裝臺30，通過銀膏等固定在露出在背壁內(nèi)表面14的寬度方向中央部的負極引線42上，該固定時，副安裝臺30的左右端面通過左右的下垂內(nèi)表面18、18來進行定位，副安裝臺30的上下端面通過上壁內(nèi)表面11和下壁內(nèi)表面17來進行定位。另外，正極金屬圖形31和正極引線41、負極金屬圖形32和負極引線42分別通過導(dǎo)線43進行接合。
在反射殼10的凹部15上填充混入有發(fā)出互補色關(guān)系的熒光的熒光體(例如，CeYAG)的密封樹脂50(例如硅樹脂)，對發(fā)光元件20和導(dǎo)線43進行密封并進行保護。
上述結(jié)構(gòu)的燈1按下列步驟制造。
(1)在模具(省略圖示)上設(shè)置引線41、42后，注塑尼龍樹脂，而形成鑲嵌有引線41、42的反射殼10。在該注塑成型中，同時形成多個反射殼10，并彼此以澆道連接。
(2)在配置有金屬圖形31、32的副安裝臺30的規(guī)定位置上設(shè)置3個凸點33。
(3)將發(fā)光元件20與設(shè)置在副安裝臺30上的凸點33進行連接。
(4)用銀膏將與發(fā)光元件20成一體的副安裝臺30固定在反射殼10的負極引線42上凹部內(nèi)。由于采用了銀膏，故可經(jīng)由副安裝臺30將發(fā)光元件20的發(fā)熱高效地傳遞到負極引線42和反射殼10。銀膏可以是焊錫。
(5)將固定的副安裝臺30的金屬圖形31、32和引線41、42通過導(dǎo)線進行接合。
(6)向反射殼10的凹部15填充混入有熒光體的密封樹脂50。
(7)分離如上所述的彼此以澆道連接的反射殼10，使引線41、42的另一端向下側(cè)彎曲，而完成燈1。
根據(jù)本實施方式的燈1，可以獲得如下效果(a)可以較容易地將發(fā)光元件20(未固定在反射殼10的狀態(tài))安裝在副安裝臺30上。
(b)當(dāng)將該副安裝臺30固定在反射殼10的背壁內(nèi)表面14(在本實施例中，背壁內(nèi)表面14上的引線42)時，由左右的下垂內(nèi)表面18、18來自動進行定位，并且其后的連線位置一定，故較為容易，另外，基于反射殼10的光的聚光度可以保持一定。
(c)將倒裝芯片構(gòu)造的發(fā)光元件20安裝在副安裝臺30上，并將該副安裝臺30固定在引線42上，因而可以高效地釋放發(fā)光元件20的發(fā)熱。
另外，本發(fā)明并不限于上述實施方式，只要不脫離發(fā)明的思想，可以進行適當(dāng)變更并具體化。
權(quán)利要求
1.一種燈，具有反射殼，且在前述背壁內(nèi)表面上設(shè)置有發(fā)光元件，前述發(fā)光元件的電極與設(shè)置在前述反射殼上的引線相連接，該反射殼包括以相對較小的間隔對峙的上壁內(nèi)表面和下壁內(nèi)表面；以相對較大的間隔對峙的左右的側(cè)壁內(nèi)表面；背壁內(nèi)表面；由這些內(nèi)表面圍繞而形成的凹部；以及正面開口，該燈的特征在于將前述下壁內(nèi)表面的寬度方向中央部呈臺階狀地下降而作為下壁擴大內(nèi)表面，將前述下壁內(nèi)表面和前述下壁擴大內(nèi)表面通過左右的下垂內(nèi)表面來連接，并且將前述背壁內(nèi)表面的寬度方向中央部和前述正面開口的寬度方向中央部分別向下側(cè)擴大為矩形，將前述發(fā)光元件安裝在立起四角板狀的副安裝臺的正面，將前述副安裝臺的背面固定在前述背壁內(nèi)表面的寬度方向中央部，該固定時，前述副安裝臺的左右端面通過前述左右的下垂內(nèi)表面來進行定位。
2.如權(quán)利要求1所述的燈，其特征在于作為前述發(fā)光元件采用倒裝芯片構(gòu)造的LED芯片，將前述LED芯片的n電極和p電極經(jīng)由凸點連接在配置于前述副安裝臺正面的金屬圖形上。
3.如權(quán)利要求2所述的燈，其特征在于按照前述金屬圖形在前述LED芯片的左方和右方在正面露出的方式，將前述副安裝臺形成為橫向上比前述LED芯片的橫向?qū)挾乳L的立起四角板狀。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的燈，其特征在于使前述引線從前述背壁內(nèi)表面的至少寬度方向中央部露出，并將前述副安裝臺的背面固定在前述引線上。
全文摘要
可以容易地將發(fā)光元件安裝在副安裝臺上。當(dāng)將該副安裝臺固定在反射殼的背壁內(nèi)表面時可自動進行定位。將下壁內(nèi)表面(11)的寬度方向中央部呈臺階狀地下降而作為下壁擴大內(nèi)表面(17)，將兩個內(nèi)表面(11、17)通過左右的下垂內(nèi)表面(18、18)來連接，并且將背壁內(nèi)表面(14)的寬度方向中央部分別向下側(cè)擴大為矩形。將發(fā)光元件(20)安裝在立起四角板狀的副安裝臺(30)的正面，將副安裝臺(30)的背面固定在背壁內(nèi)表面(14)的寬度方向中央部，進行該固定時，副安裝臺(30)的左右端面通過左右的下垂內(nèi)表面(18、18)來進行定位。
文檔編號H01L33/60GK1758458SQ20051010804
公開日2006年4月12日 申請日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月4日
發(fā)明者都筑敦, 高橋祐次, 林稔真, 荒金克學(xué) 申請人:豐田合成株式會社