CN102074557A - 发光装置 - Google Patents

Abstract

一种具有足够的耐热性和热传导性的LED用封装以及一种发光二极管显示板装置。本发明的特征在于：将包容电路图案并形成一体的(电路)基体和(电路)罩壳合在一起，形成封装体，收容LED芯片于所述封装体的凹部，这些被配置在元件基板上。所述(电路)基体和所述(电路)罩壳优选由PEEK(聚醚醚酮)组成。并且，可以附加反射器及密封体。

Description

发光装置

技术领域

本发明涉及发光装置(COB模块)，特别是涉及使用新开发的封装体的发光装置(COB模块)。

背景技术

发光二极管(LED：Light Emitting Diode)，以显示装置(参见专利文献1)和发光装置(参见专利文献2)为其代表，被作为照明器具、显示器、液晶显示器的背光源等而广泛应用。

要从二极管中获取光，必须有二极管元件和向二极管通电的导线，不过，还需要用到不让所发出的光产生浪费的反射材料以及减少光衰减的透光材料，还有让光投向所希望的方向的聚光体(透镜等)和调节取出的光的色彩的荧光材料。此外，对于电光转换时所产生的热量进行传导和放热的措施也是必不可少的。

专利文献2，按照图3对LED发光装置的一个例子，作了如下描述：“发光装置(COB模块)21具有封装基板例如装置基板22、装载于该装置基板22上的多个、最好是大量的作为半导体发光元件的元件基板23上的蓝光LED芯片24、电路图案25、含荧光体的树脂层26、反射层27、粘结层28、光扩散部件29以及反射器30。含荧光体的树脂层26同时也起密封部件的作用。”

进一步描述为：“装置基板22由金属或绝缘材料(例如合成树脂)的平板制成，为得到发光装置21所需的发光面积，基板的形状要有规定的形状，例如长方形。若装置基板1为合成树脂制的话，可以使用例如掺入玻璃粉的环氧树脂等来形成。”

“荧光体层是保持荧光体的层，该层可通过将上述的一种或两种以上的荧光体混合·分散于例如硅树脂、环氧树脂之类的透明树脂中成层而制成。荧光体层虽然可以用直接覆盖于发光元件的外侧来形成，但也可以先直接覆盖发光元件形成透明树脂层，然后在其上面设置含上述荧光体的层。此外，还可以先将含荧光体的树脂加工成薄片状，再将加热硬化的荧光薄片配置在通过直接覆盖发光元件而形成的透明树脂层之上。”

LED基板以及具有透镜作用的保护部件，作为绝缘材料，通常主要是使用环氧树脂(浸透了环氧树脂的玻璃无纺布)。不过，最近随着蓝光LED的崛起，主流正开始向硅树脂转移。其理由是因为硅树脂与环氧树脂相比，在短波带域内的光透过率格外优越。

LED的用途不仅仅局限于图像显示上，在大功率的照明领域也有广泛应用。不过，一应用到大功率产品上，以往所使用的封装出现故障就开始变得突出起来。

以往的封装，通常是往可塑性树脂(主要是聚邻苯二甲酰胺树脂(A))中插入电路图案的金属薄层(薄板)。由于电路图案中使用了铜，考虑到反射率的关系，一般要实施镀银。但一应用于大功率产品，该镀银层的硫化问题便会变得突出起来了。

镀银层的硫化是与从外部来的硫磺发生反应的结果。其原因被认为是从封装中的电路图案和环绕电路图案的绝缘树脂(通常使用A)之间的缝隙侵入了硫磺而引起的。

电路图案与绝缘树脂之间，如果使用粘结剂会阻碍热传导，所以它们仅仅是贴合在一起，由此难免会有缝隙。不过这个缝隙会在埋入到密封材料的阶段被封住。当密封材料为环氧树脂时，硫磺的侵入会得到控制，但密封材料改为硅树脂后，经硅树脂而产生的硫磺的渗透便成了导致硫化的主要原因。

此外，伴随着大功率化随之而来的LED的发热问题也成了一个重要的课题。在LED中，输入能源的9成是作为热能被消耗掉的。以往，关于所使用的树脂的耐热性，由于在嵌入LED时采用回流焊处理，所以要求对回流焊温度(270℃左右)具有耐热性。此时，只要能够在回流焊处理的短时间内承受住，即使多少发生一点软化也算是满足了要求。但是对于使用中的LED的发热，由于长时间持续，所以就必须考虑由于所使用树脂的变黄，以及软化而造成的随时间变形的危险性，从而开始意识到了加强热传导和放热措施的必要性。

专利文献1：特开平10-242523号公报

专利文献2：特开2009-111273号公报

发明内容

本发明的目的是解决上述课题，开发具有充分的耐热性和传热性的LED封装，由此提供一种发光二极管显示板装置。

本发明的发光装置(COB模块)的特征是，将包容电路图案并形成一体的(电路)基体和(电路)罩壳合在一起，形成封装体，收容LED芯片于所述封装体的凹部，这些被配置在元件基板上。

上述(电路)基体和上述(电路)罩壳优选由PEEK(聚醚醚酮)构成。另外，可以附加反射器及密封体。

根据本发明，通过使用保持配线图案(电路图案)的图案层PEEK(聚醚醚酮)，可以实现高耐热性，特别是耐变色性。另外，因为夹持电路图案覆盖其两侧的图案层和罩壳件均以为PEEK，并且由于PEEK与金属具有亲和性，故电路图案与PEEK之间不会产生缝隙，从而避免了硫磺由此渗透而造成的镀银层的黑化现象。此外，由于图案层和罩壳件使用同一种材料，所以在它们之间没有粘结层的介入，而通过直接相互融接而形成为一体，从而能够减小厚度，通过传热·放热而发挥其效能。

此外，由于使用表面镜面化的“铝金属基板”，LED元件与“铝金属基板”邻接配置，因而能够有效地同时发挥将LED发出的光往上反射，而将LED发出的热往下传导·放热的功能。

附图说明

下面，参照附图对本发明作详细说明。

图1是本发明的发光装置(COB模块)的结构说明图。

图2是本发明的发光装置(COB模块)的结构的部分放大说明图。

图3是现有技术的发光装置(COB模块)的结构说明图。

具体实施方式

本发明中的发光装置(COB模块)由装置基板2、发光体即元件基板3上的LED芯片4、导电路即电路图案5、保持电路图案5的(电路)基体6以及电路图案5的(电路)罩壳7组成。LED芯片4与电路图案5之间用导线8连接。

如本发明的单元发光装置放大图图2所示，其基本构成是：设置有(电路)罩壳7以及在其上的反射器9，并设置有包容LED芯片4、电路图案5以及导线8的密封体10。

作为装置基板2，为了使其发挥将发光体发出的光往上反射的功能，同时又发挥将发光体发出的热有效地进行传导的功能，优选使用至少其发光体侧经过镜面加工的铝板。

作为电路图案5，按照惯例，为了得到导电性能，使用铜合金，表面镀银。电路图案5作为与(电路)基体的叠置薄层，例如可以用蚀刻法等形成所希望的图案。也可以用蒸镀法等形成图案。

对于(电路)基体6，以往主要着眼于耐热性和强度，所以几乎都使用环氧树脂类，不过，在本发明中重视与金属材料的结合性，使用同时既具有耐热性、也具有与密封件的融合性的PEEK(聚醚醚酮)。(电路)罩壳也是出于同样的理由使用PEEK。由于(电路)基体6和(电路)罩壳7使用同一种材料，因此还能够同时实现在它们之间没有粘结层的介入而直接通过热融接来相互结合成为一体的优点。

包容电路图案5并形成为一体的(电路)基体6和(电路)罩壳7合在一起也称为封装体。封装体上设有收容元件基板3上的LED芯片4的凹部11。

反射器9是让发光体所发出的光投向所希望的方向的部件，如图所示，其设置方向并不限于与装置基板保持垂直，可以倾斜适当的角度。倾斜面既可以是平面组合，也可以是球面·旋转抛物面等的凹面或凸面的适宜的面。反射器9可以使用通常物。

密封体10包容LED芯片4、电路图案5、导线8，是用来保护它们不受外界干扰的部件，不过，由于分散配合了荧光剂，所以也起着将发光体发出的光调节成所希望的色彩的作用。同时，对于光的指向还起着透镜的作用。

作为密封体10，只要是透光良好之物，并没有特别限定。不过从蓝光的透过性考虑，优选使用硅氧烷类树脂。

在本发明中，封装LED芯片4被插入凹部，并介于元件基板3被配置在装置基板2之上。所以，在封装LED芯片4内产生的热量被传热性能良好的铝制成的装置基板2迅速传导并放热。

在以上说明中，特别是在图1中，设想了使用多个相同种类的LED芯片的照明器具。当然，本发明并不限于此，也可以把红和铜绿色作为一组，配置成一列或者三角形的形状作为显示装置。

在上面的说明中，本发明能够提供一种既没有镀银层的黑化现象，密封件等使用的树脂材料也极少发生黄变并且寿命长的发光装置(COB模块)，因此，可以说本发明在对LED应用技术领域的贡献上有值得瞩目的地方。

Claims (3)

1.一种发光装置，其特征在于：将包容电路图案并形成一体的电路基体和电路罩壳合在一起，形成封装体，收容LED芯片于所述封装体的凹部，这些被配置在元件基板上。

2.按照权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述电路基体和所述电路罩壳由聚醚醚酮组成。

3.按照权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于：附加了反射器以及密封体。

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