JP2011187552A

JP2011187552A - 発光装置

Info

Publication number: JP2011187552A
Application number: JP2010049357A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Ishihara; 一哉石原
Original assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 2010-03-05
Filing date: 2010-03-05
Publication date: 2011-09-22

Abstract

【課題】剥離等の損傷を生じさせることなく、反射膜をリフレクターの上面全体にかけて形成することによって、反射率及び耐久性の向上を図るとともに、製造工数及び製造コストの低減化が可能な発光装置を提供することである。
【解決手段】基板２２と、この基板２２上に配置される発光体２５と、この発光体２５を取り囲むように基板２２上に配置されるリフレクター２３と、このリフレクター２３の内周面及び上面２４に形成される反射膜２９とを備え、前記リフレクター２３の上面２４に前記反射膜２９との接合面積を増大する凹部２６を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、リフレクターを備えた発光装置に係り、詳しくはリフレクターに形成される反射膜の剥離を防止する構造を有した発光装置に関するものである。

従来、軽薄短小を追求する電子機器向けに提供された表面実装型の発光ダイオードであって、一般的に携帯電話のカメラ用補助光源、スポットライトなどに使用される発光ダイオードにおいては、指向性を有した製品が多く使用される。このような指向性を有した製品は、通常の発光ダイオードに反射部材（リフレクター）又はレンズを付加することによって実現している。例えば、特許文献１に開示されているＬＥＤランプにあっては、ガラスエポキシ基板の表面に形成された電極パターン上にＬＥＤチップを実装すると共に、前記ＬＥＤチップを実装したプリント基板上にＵＶ硬化型接着剤などを用いて、別体加工で成形されたリフレクター又はレンズを接着した構造となっている。

前述したような発光ダイオードは、製造工程において量産化する場合、複数個の製品をダイシングによって分割可能な基板やリフレクターの集合体を用いて製造される。このような集合体は、個々の基板やリフレクターが縦横に複数配列形成された基板集合体や反射膜を形成したリフレクター集合体などから構成されている。ところが、前記リフレクター集合体に反射膜を形成した状態でダイシングを行うと、このダイシングした部分から反射膜に亀裂が生じて剥離する場合があり、製品の歩留りを低下させる原因となっていた。

このような問題を改善するため、特許文献２では、反射膜を直接ダイシングしないように、ダイシングラインの内側に反射膜の形成領域を制限した構造の発光装置及びその製造方法が開示されている。この発光装置によれば、ＬＥＤチップを囲うリフレクター上面の外周縁部に反射膜が形成されていない領域が筋状に残ったものとなっている。前記ダイシングラインを避けて反射膜を形成するには、このダイシングラインの幅や長さに沿ったマスクパターンをリフレクター集合体の上に載置する工程と、マスクパターン上から反射膜を塗布あるいは蒸着等する工程と、最終的に前記マスクパターンを取り除く工程とを経て行うようになっている。

特開２００４−３２７９５５号公報特開２００８−１７２１２５号公報

上記特許文献１に開示されているＬＥＤランプは、リフレクターを多数個取り生産する場合に、リフレクター集合体を成形し、反射面をメッキ加工若しくは蒸着にて反射膜を形成した後、個々のリフレクターに分割するのにダイシングマシーンにてカットする。このダイシングの際に、メッキ加工や蒸着された部分から反射膜が剥がれるという問題が生じる。このような剥がれ対策として、メッキ加工や蒸着後にＴＯＰコートを行うが、それによって反射膜の反射率が低下してしまうといった問題がある。

一方、上記特許文献２に開示されている発光装置にあっては、ダイシングによって反射膜を剥離等させることがないが、リフレクターの外周縁まで反射膜が形成されていないため、接合強度が低くなる場合がある。また、前記リフレクターの外周縁において、僅かながら段差が生じるため、集光用のレンズ等を配設する場合に隙間が生じるなどの安定性が悪くなるといった問題もある。一方、製造工程においては、反射膜を形成する際に、マスクパターンの設置やその除去の工程が増えるため、製造工数及び製造コストがかかるといった問題がある。

そこで、本発明の目的は、剥離等の損傷を生じさせることなく、反射膜をリフレクターの上面全体にかけて形成することによって、反射率及び耐久性の向上を図るとともに、製造工数及び製造コストの低減化が可能な発光装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の発光装置は、基板と、この基板上に配置される発光体と、この発光体を取り囲むように基板上に配置されるリフレクターと、このリフレクターの内周面及び上面に形成される反射膜とを備え、前記リフレクターの上面には前記反射膜との接合面積を増大する凹部が設けられていることを特徴とする。

本発明に係る発光装置によれば、反射膜が形成されるリフレクターの上面に前記反射膜との接合面積を増大する凹部が形成されているため、リフレクターと反射膜との接合をより強固にすることができる。これによって、前記反射膜が形成されているリフレクターを直接ダイシングによって加工する場合であっても、反射膜自体に亀裂や剥離等が生じるのを防止することができる。特に、前記凹部は、発光体からの反射に直接影響しないリフレクターの上面に設けられているため、光反射率を低下させることがない。また、ダイシングによって個々にカットされたリフレクターの上面縁部まで反射膜が一様に形成されるため、リフレクターの上面全体が平坦な接合面となり、レンズ体等の付属物を載置する際の障害となることがない。

本発明に係る第１実施形態の発光装置の斜視図である。上記発光装置の断面図である。本発明に係る第２実施形態の発光装置の斜視図である。本発明に係る第３実施形態の発光装置の斜視図である。本発明に係る第４実施形態の発光装置の斜視図である。本発明に係る第５実施形態の発光装置の斜視図である。本発明に係る発光装置の製造方法を示す工程図である。上記製造方法における発光装置集合体の断面図である。

以下、添付図面に基づいて本発明に係る発光装置の実施形態を詳細に説明する。図１はリフレクターが装着された発光装置の斜視図、図２は前記発光装置の断面図、図３〜６はリフレクターの上面に形成される凹部の各種形態を示したものである。

図１に示すように、本発明の発光装置２１は、電極パターンが形成された略正方形状の基板２２と、この基板２２の略中央部に実装される発光体２５と、この発光体２５の周囲を取り囲む枠体２３ａ及びすり鉢状の反射凹部２３ｂを有した反射枠体（リフレクター）２３とを備えて構成されている。

前記基板２２は、ガラスエポキシあるいはＢＴレジン等の絶縁基材が用いられ、この絶縁基材の中央部に前記発光体２５の電極端子をハンダ接続するための実装パターンが設けられ、この実装パターンから周縁部に向けて外部接続電極が形成されている。

発光体２５は、複数の発光素子と、透光性を有して前記複数の発光素子を円形状に封止する透明又は半透明の樹脂体とによって形成される。

前記リフレクター２３は、前記基板２２上に配置される所定の厚みを有した樹脂体によって形成され、前記発光体２５の四方を囲う枠体２３ａと、この枠体２３ａの内部に発光体２５を露出させる反射凹部２３ｂとを有して構成される。

前記反射凹部２３ｂは、底部に配置された発光体２５から発せられる光を均等に集光させるため、上方に向かって内周面（反射面）２７がテーパ状に広がるように形成される。この反射凹部２３ｂの形状及び傾斜角は、発光体２５の仕様に応じて適宜設定されるが、カメラのフラッシュ光源のように、ある一定の距離にムラなく光を照射させるために、発光体２５を中心にした円形で、上方に向かって４０°〜８０°の傾斜角度の範囲で形成される。

前記枠体２３ａの上面２４には、被膜形成される反射膜２９との接合強度を高めて剥離等を防止する複数の凹部２６が設けられる。反射膜２９は、前記枠体２３ａの上面２４から反射凹部２３ｂの反射面２７にかけて被覆形成される。

図１及び図２に示した実施形態では、前記凹部２６を枠体２３ａの上面２４の四隅に形成した。このような凹部２６を平坦な上面２４に設けることで、反射膜２９を被膜形成する際に、前記凹部２６内を埋める分だけ接合面積が増して上面２４との密着性を高めることができる。これによって、前記上面２４に形成された反射膜２９の端部において亀裂や剥離が発生した場合であっても、反射面２７に被覆されている反射膜に亀裂や剥離が進行するのを防止することができる。このように、前記反射面２７においては、亀裂や剥離が生じないようにして、反射膜２９が隙間なく密着されるため、発光体２５から発せられる光を精度よく上方に向けて反射させることができる。一方、前記枠体２３ａの上面２４においては、前記凹部２６を設けても、発光体２５における反射作用には直接的な影響を及ぼすことがない。また、前記反射膜２９が被覆された上面２４が平坦面となるので、この上面２４を介して発光装置２１を他の基板等に取り付けたり、レンズ体等の付属物を装着したりすることが容易となる。

前記反射膜２９は、ニッケル、その他の銀色系の金属塗膜材料をメッキ加工あるいは蒸着加工等によって、前記上面２４から反射面２７にかけて厚みが一定となるように均等に被覆形成される。

また、前記凹部２６をリフレクター２３に設けたことによって、後述するように、リフレクター集合体から個々の発光装置２１に分割する際、ダイシングによる反射膜の損傷を防止することができ、製造工程における製品不良を大幅に低減させることができる。

図３〜図６は、リフレクターに形成される凹部の他の形態を示したものである。図３は凹部３６を枠体３３ａの上面３４に多数形成した発光装置３１の例を示したものである。この実施形態では、上面３４の四隅の他に、反射凹部３３ｂの外周面に沿うように凹部３６を複数均等に形成したものである。このため、反射凹部３３ｂの外周縁に沿った部分の反射膜３９の接合強度が増し、反射面３７における密着性をより高めることができる。

図４（ａ）は、枠体４３ｂの上面４４の四隅を斜めに切り欠いて三角形状の第１の凹部４６ａを形成したものであり、図４（ｂ）は前記凹部４６ａと共に、反射凹部４３ｂの周囲に散らばるように複数の第２の凹部４６ｂを形成したものである。このように、上面４４の四隅に凹部４６ａを設けて反射膜４９を被覆形成することで、ダイシングによる剥離を四隅で阻止でき、複数の凹部４６ｂを反射凹部４３ｂの周囲に沿って設けることで、上面４４の端部から剥離が生じた場合であっても、反射面４７に形成されている反射膜に影響を及ぼさないように剥離の進行を阻止することができる。

図５（ａ）は、枠体５３ａの上面５４の対向する２辺の縁部を直線状に切り欠いて溝状の第１の凹部５６ａを形成したものであり、図５（ｂ）は前記第１の凹部５６ａと共に、他の対向する２辺に沿って複数の第２の凹部５６ｂを一列に配置したものである。前記第１の凹部５６ａを設けることで、ダイシング用のブレードが通る部分の反射膜５９が厚くなり、剥離等を防止することができる。また、第１の凹部５６ａが形成されていない他の２辺に沿って複数の第２の凹部５６ｂが設けられているため、この部分からの反射膜５９の剥離も有効に防止することができる。

図６（ａ）は、枠体６３ａの上面６４の４辺の外周縁部をそれぞれ直線状に切り欠いた溝状の第１の凹部６６ａを４か所に設けたものであり、図６（ｂ）は前記４辺の凹部６６ａと共に、反射凹部６３ｂの外周面に沿って複数の第２の凹部６６ｂを配置したものである。このように、枠体６３ａの上面６４の外周を囲うようにして前記第１の凹部６６ａを形成することによって、ダイシング用のブレードが通る全てのラインに沿った部分の反射膜６９が厚みを有して形成される。このため、前記上面６４と反射膜６９との密着性をより高めることができる。また、前記上面６４を囲う第１の凹部６６ａと共に、反射凹部６３ｂの外周面に沿って複数の第２の凹部６６ｂを設けているため、反射面６７に至るような剥離等を有効に防止することができる。

次に、上記発光装置の製造方法を図７及び図８に基づいて説明する。ここでは、上記発光装置を複数一括して生産することができる基板及びリフレクターの集合体を用いて行う製法を示す。

最初に、複数の発光体２５の実装領域及び電極パターンからなる基板集合体７２を形成し、前記発光体の実装領域に１又は複数の発光素子を樹脂で封止した発光体２５をフリップチップによって実装する（工程ａ）。

また、前記基板集合体７２とは別に、複数のリフレクター領域からなるリフレクター集合体７３を形成する。このリフレクター集合体７３は、前記基板集合体７２と略同じ平面サイズで一定厚みの樹脂体を形成し、この樹脂体の上面からすり鉢状の反射凹部と、この反射凹部の周囲の上面７４に凹部７６を形成する。そして、前記リフレクター集合体７３の上面に形成された凹部７６を満たすようにして、上面から反射凹部の内周面にかけてメッキあるいは蒸着によって反射膜７７を形成する（工程ｂ）。

次に、前記工程ａで形成された基板集合体７２上に、工程ｂで形成されたリフレクター集合体７３を接着剤等によって接合する（工程ｃ）。これによって、複数の発光装置２１が縦横に連続した１個の発光装置集合体７１が形成される。

最後に前記発光装置集合体７１をダイシングラインに沿って、基板集合体７２及びリフレクター集合体７３を一括してダイシングすることで、一つ一つの発光装置２１に分割する（工程ｄ）。

上記工程ｂにおいて、反射膜が凹部の形成されたリフレクター集合体の上面全面に形成され、密着性がよいので、反射膜ごとリフレクター集合体７３をダイシングした際にも、亀裂や剥離が生じることがない。

以上、説明したように、本発明に係る発光装置にあっては、ダイシング等によって分断される部分に近いリフレクターの上面に反射膜との接合強度を強固にするための凹部を設けることで、反射面に形成される反射膜の剥離が未然に防止でき、製品の不良率を大幅に削減することが可能となった。

２１発光装置
２２基板
２３リフレクター
２３ａ枠体
２３ｂ反射凹部
２４上面
２５発光体
２６凹部
２７反射面
２９反射膜
７１発光装置集合体
７２基板集合体
７３リフレクター集合体
７４上面
７５反射面
７６凹部
７７反射膜

Claims

基板と、この基板上に配置される発光体と、この発光体を取り囲むように基板上に配置されるリフレクターと、このリフレクターの内周面及び上面に形成される反射膜とを備え、
前記リフレクターの上面には前記反射膜との接合面積を増大する凹部が設けられていることを特徴とする発光装置。
前記凹部は、リフレクターの上面上及び上面の外周縁の少なくとも一方に設けられている請求項１に記載の発光装置。
前記リフレクターは中央部がすり鉢状に凹設された四角形の枠体からなり、上面の四隅又は四隅の角部にそれぞれ凹部が設けられている請求項１に記載の発光装置。
前記リフレクターは中央部がすり鉢状に凹設された四角形の枠体からなり、上面の対向する一対の外周縁又は上面の全外周縁に沿ってそれぞれ凹部が設けられている請求項１に記載の発光装置。
前記リフレクターは中央部がすり鉢状に凹設された四角形の枠体からなり、すり鉢状に凹設された中央部の周囲に沿って複数の凹部が設けられている請求項１に記載の発光装置。