CN100479212C - Led部件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LED部件，包含：在中央部设置有贯通孔的布线基板，收纳在贯通孔内侧的散热板，安装在散热板上的LED芯片，电连接LED芯片与布线基板的连接部，以及覆盖LED芯片与连接部的透明树脂。本发明可以使LED芯片发出的热有效地散发、且生产率优良。

Description

LED部件及其制造方法

技术领域

本发明涉及散热性优良的表面安装型LED部件及其制造方法。

背景技术

众所周知的是如下的现有的发光二极管等LED部件的结构：在各种基板上安装LED芯片，并利用引线接合法或凸点安装(bump-mounting)，将所述LED芯片与形成在各种基板上的电极图案连接，在LED芯片的表面上形成兼作透镜的透明绝缘体(例如，日本专利公开公报2004-207369号中所记载)。

图40表示现有的表面安装型LED部件的剖面图。如图40所示，现有的表面安装型LED部件包括：布线基板100，在两端形成有导体布线部200、300；LED芯片500，使用粘合剂400搭载在一个导体布线部200上；引线600，主要由金等构成，利用引线接合法，来连接LED芯片500与导体布线部200、300；以及保护层700，以覆盖所述引线600与LED芯片500的表面的方式形成。

而且，布线基板100使用平坦的敷铜箔印刷基板。LED芯片500使用Ag膏作为粘合剂400，被芯片接合(die-bonding)在布线基板100上。进而，在印刷基板等上进行表面安装时，布线基板100的两端的导体布线部200、300被用作锡焊连接部。

但是，所述现有结构中，在使LED部件长时间连续发光时的散热性、或者为了用于照明而对LED芯片供给大电流时的散热性方面存在课题。进而，从可靠性角度来说，在半导体部件的低电压驱动技术的进步中产生的静电破坏正在成为课题。

发明内容

本发明的LED部件包括：在中央部设置有贯通孔(opening)的布线基板，收容在贯通孔内侧的散热板，安装在散热板上的LED芯片，以及覆盖LED芯片和连接部的透明树脂，在所述散热板的安装所述LED芯片的面上，形成有与所述布线基板连接的布线图案。

利用所述结构，本发明的LED部件可以使LED芯片发出的热有效地散发出去。

而且，本发明的LED部件在内置有变阻器元件的布线基板的中央部设置有贯通孔，并将搭载有LED芯片的散热板接合配置在所述贯通孔的内部，LED芯片与在布线基板内设的变阻器元件并联连接，且利用透明树脂埋设LED芯片。

利用所述结构，本发明的LED部件可以使LED芯片发出的热有效地散热，且可以实现抗静电特性优良的表面安装型LED部件与其制造方法。

本发明的LED部件的制造方法，包含：第一步骤，在布线基板上形成布线图案与贯通孔；第二步骤，使用含有导热性填料的树脂膏填充所述布线基板的所述贯通孔的内部，以此形成散热板；第三步骤，加热固化所述被填充的树脂膏，以此接合所述布线基板与所述散热板；第四步骤，在所述散热板的一面上形成布线图案；第五步骤，将LED芯片安装在所述散热板的形成有所述布线图案的一面上；以及第六步骤，使用透明树脂埋设所述LED芯片。

本发明的另一种LED部件的制造方法，包括：第一步骤，在布线基板上形成变阻器元件与贯通孔；第二步骤，在所述贯通孔的内部填充绝缘膏，所述绝缘膏以导热性填料为主要成分且以低熔点玻璃为无机粘结剂；第三步骤，通过烧制所述填充的绝缘膏形成散热板，且接合所述散热板与所述布线基板；第四步骤，在所述散热板的一面上形成具有用于安装LED芯片的电极焊盘的布线图案；第五步骤，将所述LED芯片凸点接合在所述电极焊盘上，以此并联连接所述LED芯片与所述变阻器元件；以及第六步骤，使用透明树脂埋设所述LED芯片。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式中的LED部件的剖面图。

图2是用以说明本发明的第一实施方式中的其他示例的LED部件的剖面图。

图3是用以说明本发明的第一实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图4是用以说明本发明的第一实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图5是用以说明本发明的第一实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图6是用以说明本发明的第一实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图7是用以说明本发明的第一实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图8是本发明的第二实施方式中的LED部件的剖面图。

图9是用以说明本发明的第二实施方式中的LED部件的其他示例的剖面图。

图10是用以说明本发明的第三实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图11是用以说明本发明的第三实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图12是用以说明本发明的第三实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图13是用以说明本发明的第三实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图14是用以说明本发明的第三实施方式中的LED部件的其他示例的剖面图。

图15是本发明的第四实施方式中的LED部件的剖面图。

图16是本发明的第四实施方式中的其他示例的LED部件的剖面图。

图17是用以说明本发明的第四实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图18是用以说明本发明的第四实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图19是用以说明本发明的第四实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图20是用以说明本发明的第四实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图21是用以说明本发明的第四实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图22是用以说明本发明的第四实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图23是本发明的第五实施方式中的LED部件的剖面图。

图24是本发明的第五实施方式中的其他示例的LED部件的剖面图。

图25是本发明的第六实施方式中的LED部件的剖面图。

图26是本发明的第六实施方式中的其他示例的LED部件的剖面图。

图27是用以说明本发明的第六实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图28是用以说明本发明的第六实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图29是用以说明本发明的第六实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图30是用以说明本发明的第六实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图31是用以说明本发明的第六实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图32是用以说明本发明的第六实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图33是本发明的第七实施方式中的LED部件的剖面图。

图34是用以说明本发明的第七实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图35是用以说明本发明的第七实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图36是用以说明本发明的第七实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图37是用以说明本发明的第七实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图38是用以说明本发明的第七实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图。

图39是本发明的第七实施方式中的其他示例的LED部件的剖面图。

图40是现有的LED部件的剖面图。

附图标记的说明

1                布线基板

2                布线图案

3                粘合剂

4                LED芯片

5                引线

6                      透明树脂

7                      散热板

7a、7b、7c、7d         散热板

8                      反射膜

9                      反射面

10                     爪部

11                     通孔

12                     贯通孔

13                     布线图案

14                     布线图案

15                     空穴部

34                     散热板

101                    布线基板

102                    布线图案

103                    布线图案

104                    粘合剂

105                    LED芯片

105a                   倒装型LED芯片

106                    引线

107                    透明树脂

108、108a、108b、108c  散热板

108d、108e、108f       散热板

109                    反射面

110                    反射膜

111                    爪部

112                    贯通孔

122                    树脂膏

123                    绝缘膏

131                    变阻材料(varistor material)

132                    变阻电极(varistor electrode)

133                    变阻电极

134                    变阻电极

135                    变阻器元件(varistor element)

136                    凸点

具体实施方式

(第一实施方式)

以下，参照附图说明本发明的第一实施方式中的LED部件及其制造方法。

图1是用以说明本发明的第一实施方式中的表面安装型LED部件的结构的剖面图，图2是其他示例的LED部件的剖面图。

图1中，优选布线基板1使用玻璃纤维环氧树脂等树脂基板或氧化铝基板等陶瓷基板。在所述布线基板1上形成发挥作为布线与表面安装部件的端电极的作用的布线图案2。优选所述布线图案2中使用铜或银等电极材料。

并且，为如下结构：在所述布线基板1的中央部设置贯通孔12，在所述贯通孔12的内部配置比布线基板1的导热性更优良的散热板7。进而，利用芯片接合，使用具有导电性的粘合剂3，将LED芯片4接合在所述散热板7的一面上。进而，使用金等的引线5，利用引线接合法电连接设置在布线图案2的一部分上的焊盘与LED芯片4。

所述结构中，重要的是使散热板7的热导率比布线基板1的热导率更高。从生产能力的角度来说，布线基板1优选使用玻璃纤维环氧树脂等树脂基板。作为其他布线基板1，也可以使用聚酰亚胺基板、玻璃基板、SOI基板或搪瓷基板等。其中，所谓SOI基板，是利用氧化膜对表面进行绝缘处理后的硅基板。而且，对于要求更高亮度与耐热可靠性的LED部件，优选使用将氧化铝等作为主要成分的陶瓷基板。

而且，优选散热板7使用导热性优良的金属材料。尤其，作为导热性优良的金属材料，优选热导率为240W/m·K的铝、热导率为400W/m·K的铜、热导率为430W/m·K的银或热导率为340W/m·K的金等。可以使用所述导热性优良的金属板作为散热板7，并且可以使用生产率高的玻璃纤维环氧树脂基板，聚酰胺、聚酰亚胺等的树脂基板，或耐热性优良的陶瓷基板等作为布线基板1。

进而，通过使用耐热性与绝缘性优良的氧化铝或镁橄榄石、滑石、低温烧结陶瓷基板等陶瓷基板作为散热板7，也可以实现耐热性与绝缘性更加优良的LED部件。而且，对于要求更高散热性与耐热性的用途，也可以使用导热性更加优良的氮化铝、碳化硅等陶瓷材料。

而且，利用如图1所示的结构，在安装LED部件的电路基板上配置形成散热用铜板，且使用导热性优良的粘合剂将散热板7固定在所述铜板上，从而可将从散热板7散出的热直接散发至形成在电路基板上的铜板上。

进而，也可以使用金属材料作为散热板7，这样，在将LED部件安装在电路基板等上时，其经由散热板7接地连接于电路基板，或者利用导热性优良的粘合剂或焊料固定散热板7与电路基板，以此提高安装强度。

而且，当LED芯片4与散热板7之间必须为绝缘时，优选在金属构成的散热板7的安装有LED芯片4的一面上形成薄的绝缘膜。其中，因为绝缘膜阻碍散热，所以绝缘膜的厚度优选为尽可能的薄。

此外，也可以将氮化铝或碳化硅等具有更高导热性的陶瓷材料用于散热板7，所述氮化铝或碳化硅等为提高LED芯片4的散热所必要的最小量。

其次，布线图案2可通过以下方式形成，即，通过光刻或者电镀附着在玻璃纤维环氧树脂(glass-epoxy)基板上的铜箔或形成在氧化铝基板的表面上的铜电极，或者是通过印刷导电膏的方法。至于所述导电膏，可以使用包含银或铜的树脂系导电膏。而且，也可以使用包含纳米金属粉体或有机金属的导电性良好的导电膏。

而且，使用氧化铝基板等陶瓷材料作为布线基板1时，可以使用在500℃以上、1400℃以下烧制的高温烧制用导电膏。所述用于高温烧制的导电膏优选使用银、金、铂、钯(Pd)以及所述各金属的合金等贵金属材料，或者使用铜、镍、钨、钼以及所述各金属的合金等贱金属材料。

而且，利用锡焊材料将LED部件接合在电路基板上时，在布线图案2的锡焊接合部积层镀镍膜或镀锡膜等，以防止由于电极材料的相互扩散带来的布线图案2的材料变化。

LED芯片4以及引线5的绝缘保护并作为透镜而发挥作用的透明树脂6，优选使用热固型丙烯酸类树脂或环氧树脂等。透明树脂6覆盖整个LED芯片4，且覆盖构成LED芯片4与布线基板1的连接部的引线5以及焊盘。

其次，说明图2所示的其他示例的LED部件的结构。

图2所示的LED部件的结构中，与图1所示的LED部件的结构的明显不同之处是，使散热板7比布线基板1的厚度更薄，以此使LED芯片4的搭载面比布线基板1的平面更低，形成将散热板7的一面作为底面、利用布线基板1的贯通孔12的内部壁面的空穴结构。进而，在形成所述空穴结构的贯通孔12的内周部设置锥面80，将所述锥面80的倾斜面用作LED芯片4发光时的反射板。

利用所述结构，可以实现比起图1所示的LED部件，发光效率更优良的LED部件。优选将设置在所述贯通孔12的内周部的锥面的形状加工为有效地反射光的形状。即，将所述锥面80的形状加工为圆锥状、曲线状，以此可以实现反射率优良的LED部件。

进而，在设置有所述锥面80的贯通孔12的内周部表面上，设置使用反射性优良的金属材料形成薄膜的反射膜8。通过设置所述反射膜8可以实现发光效率更加优良的LED部件，所述反射膜8可以通过形成金属薄膜而形成。

此外，在安装有LED芯片4的散热板7的表面上也可形成所述反射膜8，以此可以实现反射性更优良的LED部件。

其次，使用图3～图7说明本发明的LED部件的制造方法。本第一实施方式中，说明由金属材料制成散热板7、由氧化铝基板作为布线板1构成的LED部件的制造方法。

首先，作为第一步骤，如图3所示，制作预先进行开孔处理得到通孔11和贯通孔12的氧化铝基板作为布线基板1(以下，称为氧化铝基板1)，其中，通孔11用作分割槽，将LED部件分割为单个，并用作单个的LED部件的端电极，贯通孔12用于插入散热板7。

其次，如图4所示，利用丝网印刷法，使用银膏在氧化铝基板1的两面与通孔11的内壁形成布线图案13、14。

其次，作为第二步骤，如图5所示，将导热性优良的铝、铜等金属材料加工为具有规定形状的散热板7后，作为第三步骤，将所述散热板7压入到贯通孔12的内部或者利用粘合剂接合而固定。此时，为了抑制由粘合剂而引起的导热性降低，优选使用散热性良好的导热孔或芯片接合用导电性粘合剂等作为粘合剂。

其次，作为第四步骤，如图6所示，使用粘合剂3，使LED芯片4固定在散热板7的一面。

之后，作为第五步骤，使用引线接合装置，通过引线接合，利用金的引线5电连接LED芯片4与设置在布线基板1的布线图案13上的电极焊盘部。

其次，作为第六步骤，涂敷透过性优良的丙烯酸树脂或环氧树脂等透明树脂6，所述透明树脂6发挥绝缘保护的作用以及使LED芯片4发出的光会聚的透镜的作用。此时，通过选择适当的粘度或涂布法以使透明树脂6的形状成为规定的透镜形状。而且，所述透明树脂6也具有加强布线基板1与散热板7的接合的作用。

其次，如图7所示，可以在通孔11的部分将氧化铝基板1切割或划分为一半，以此来制造经单个化而独立的表面安装用LED部件。

如以上所说明，在搭载如本第一实施方式的LED芯片4的布线基板1的一部分上形成的贯通孔12的内部，配置导热性优良的散热板7，可以实现散热性优良且生产率优良的表面安装型LED部件及其制造方法。

(第二实施方式)

以下，参照附图说明本发明的第二实施方式中的LED部件及其制造方法。

图8是用以说明本发明的第二实施方式中的表面安装型LED部件的结构的剖面图，图9是用以说明其他示例的剖面图。

图8、图9中，本第二实施方式中的LED部件的结构与第一实施方式的明显不同之处是散热板7a、7b的形状。第二实施方式的散热板7a、7b的明显特征是设置凹部而形成空穴结构。

图8以及图9所示的散热板7a、7b利用对铝、铜或银等导热性优良的金属进行机械加工来形成空穴结构。构成为设置有能够在所述空穴结构的底面安装LED芯片4的空间。

而且，在形成所述散热板7a、7b的空穴结构的凹部的内周部，利用模具成型或抛光等设置有锥面，以此形成反射面9。通过使所述反射面9的锥面保持规定倾斜角度，从而可以使搭载在散热板7a、7b的空穴结构的底面的LED芯片4的放射光高效地会聚，或者可以提高发光效率，从而可以控制LED部件的发光状态。

此外，可以将设置有所述凹部的内周部的锥面的反射面9表面镜面化，以此使光的反射更好。

而且，为了在所述反射面9使LED芯片4的光更有效地反射，利用表面电镀或蒸镀等薄膜技术，将反射率更高的材料形成为反射膜9a，以此能够实现反射特性进一步提高的LED部件。因此，在散热板7a、7b中使用导热性优良的金属材料，且在所述散热板7a、7b上形成的凹部的内周部形成反射性优良的反射膜，以此能够实现生产率与发光效率优良的LED部件。

其次，如图9所示，利用模具成型、使用金属板形成散热板7b的同时，能够利用模具成型形成爪部10，通过设置所述爪部10，可以在向布线基板1的贯通孔12插入散热板7时，将插入深度调整并保持为一定的深度。

此外，所述爪部10也可以具有如沿部一样连续的突起。

如上所述，本第二实施方式中，搭载LED芯片4的散热板7a、7b使用金属材料等并机械加工，以此可以容易地在散热板7上形成空穴结构，并且可以同时形成反射面9。利用所述结构，可以实现LED部件小型化，同时实现生产率高的LED部件。

此外，也可以将导热性优良的陶瓷材料成型并形成为散热板7a、7b的形状，此时，除上述作用外，也可以实现耐热性更加优良的LED部件。

(第三实施方式)

以下，参照附图说明本发明的第三实施方式中的LED部件及其制造方法。

图10～图13是用以说明本发明的第三实施方式中的LED部件的制造方法的剖面图，图14是本第三实施方式中的LED部件的其他示例的剖面图。

本发明的第三实施方式中的表面安装型LED部件的基本结构具有图8所示的结构，本第三实施方式中的LED部件与第二实施方式的LED部件的明显不同之处是散热板7a的材质。本第三实施方式中的LED部件中，代替图8的散热板7a使用散热板7c。所述散热板7c由含有导热性优良的金属填料(导热填料)的树脂而构成。以下说明用于所述散热板7c的金属填料。首先，将铜、铝、金、银等的粉末与环氧树脂等混炼，以此制作树脂膏。将所制作的树脂膏填充在形成于布线基板1上的贯通孔12的内部后，使之热固化。因为通过使之热固化，可以使散热板7c的形成及其与布线基板1的接合同时进行，所以可以实现生产率优良的LED部件。

进而，代替所述金属填料而使用无机填料时，除上述作用以外，可以进一步获得绝缘性也优良的LED部件。通过使用氧化铝、氮化铝、碳化硅、氧化镁等作为无机填料，可以实现散热性与生产率优良的LED部件。

即，散热板7c是在将导热性良好的金属粉末或陶瓷粉末作为导热用填料而添加的树脂膏填充在布线基板1的贯通孔12的内部后，加热固化而制作的。同时，在所述步骤中，利用模具成型或机械加工在散热板7c上形成凹部，从而加工为设置有空穴结构的构造。

关于除此以外的内容，因为具有与第二实施方式大致相同的结构所以省略说明。

利用所述结构，可以在树脂膏的加热固化的同时，进行布线基板1与散热板7c的接合，并且通过改变树脂膏的材料组成来控制布线基板1与散热板7c的膨胀系数。

其次，使用图10～图14说明本第三实施方式中的LED部件的制造方法。

首先，作为第一步骤，如图10所示，形成布线图案13、14，并且制作进行开孔处理形成有通孔11和贯通孔12的氧化铝基板作为布线基板1。

其次，作为第二步骤，利用丝网印刷法填充含有银等金属填料的树脂膏22后，作为第三步骤，使所填充的树脂膏22加热固化而制作散热板7，同时与布线基板1相接合。此处使用的金属填料，更优选的是热导率优良的金、银、铝、铜等的金属粉末。进而，通过使所述金属填料的含有率变化，可以设计规定热导率的散热板7。

而且，除了金属填料之外，还可以使用无机填料。通过使用氧化铝、氮化铝、碳化硅、氧化镁等导热性优良的陶瓷粉末，可以实现耐热性、耐湿性等耐久特性优良的LED部件。

此外，优选在所述树脂膏22中使用固化收缩小的材料。

其次，利用机械加工，将被加热固化的树脂膏22形成为如图11所示的散热板7c的形状。利用形成为所述形状的散热板7c，可以发挥与第二实施方式中所说明的散热板7a同样的功能。之后，使用银或铜等的导电膏，利用印刷法，在布线基板1的两面与通孔11的内壁形成布线图案13、14。

之后，作为第四步骤，如图12所示，使用粘合剂3，将LED芯片4固定在散热板7c的凹部底面上。

其次，作为第五步骤，进而利用引线接合装置，进行引线接合，利用金的引线5电连接LED芯片4与设置在布线基板1的布线图案13的一部分上的焊盘部。

其次，作为第六步骤，为了保护LED芯片4与引线5，以及为了发挥使发出的光进行会聚的透镜的作用，使用透过性优良的透明树脂6，覆盖LED芯片4与引线5。之后，将通孔11作为分割的基准，进行分割，单个化为规定的形状，以此可以完成图13所示的表面安装型LED部件。

如上所述，本第三实施方式中，可以在搭载有LED芯片4的布线基板1上形成生产率优良的散热板7c，且可以实现小型化的LED部件及其制造方法。

而且，如图14所示，也可以在由含有填料的树脂膏构成的散热板7c的凹部底面，配置由平坦性与导热性更好的金属或陶瓷材料而形成的散热板34。利用所述结构，可以实现更加小型化的LED部件及其制造方法。

而且，可以在所述散热板34中使用导热性优良的金、银、铝以及铜等金属材料或氧化铝、氮化铝、碳化硅、氧化镁等陶瓷材料。

(第四实施方式)

以下，参照附图说明本发明的第四实施方式中的LED部件及其制造方法。

图15是用以说明本发明的第四实施方式中的表面安装型LED部件的结构的剖面图，图16是其他示例的LED部件的剖面图。

图15中，因为内置陶瓷材料的变阻器元件135，所以布线基板101优选使用氧化铝、镁橄榄石或滑石等具有500℃以上的耐热性的陶瓷基板。并且，在所述布线基板101的一面上，以如下方式形成变阻器元件135，即，隔着变阻材料131，变阻电极132与变阻电极133相向，且变阻电极134与变阻电极133相向。

例如，所述变阻器元件135在烧制完的氧化铝基板上，交替积层由变阻材料131制成的印刷电路板(green sheet)与电极膏印刷而成的印刷布线层，之后，通过一起烧制，可以形成内置有变阻器元件135的布线基板101。而且，制作由各种材料构成的膏，用所制作的膏进行丝网印刷，也可以在氧化铝基板等上形成变阻器元件135。

进而，也可以是其他方法：积层形成用于低温烧基板(LTCC)的玻璃陶瓷材料的印刷电路基板与形成变阻器元件135的印刷电路基板后，通过同时烧制，形成内置变阻器元件135的布线基板101。此时，变阻器元件135不仅可以形成于布线基板101的表面和背面，也可以形成于布线基板101的内层部，在布线基板101的表面，例如也可以安装芯片部件等，从而可以实现设计自由度高的布线基板101。

并且，作为用于所述变阻器元件135的变阻材料131，优选使用ZnO系变阻材料。所述ZnO系变阻材料，优选将含有率80wt％(重量百分比)以上的ZnO作为主成分，使用Bi₂O₃、BaO、SrO、Pr₂O₃等作为副成分。ZnO的含有率在80wt％以上时，电绝缘特性提高。进而，为改善非欧姆性，更优选添加CoO、MnO、Al₂O₃等。而且，为了在电力负荷或各种环境条件下使晶粒界面稳定化，且提高可靠性，优选添加Sb₂O₃、Cr₂O₃、玻璃粉或B₂O₃等。

而且，在布线基板101上，形成发挥布线与作为表面安装部件的端电极作用的布线图案102、103。所述布线图案102、103优选使用铜、镍、银或包含所述各成分的合金等导电性优良的电极材料。所述布线图案102、103可以通过如下而形成：使用光学刻蚀法、电镀法形成在布线基板101上的铜电极而形成、或者涂覆导电膏而形成。并且，用于此的导电膏可以使用由导电性优良的电极材料而制作的导电膏。而且，也可以是使用纳米金属粉体或有机金属的导电性良好的导电膏。所述导电膏可以使用银、金、铂以及所述各成分的合金等贵金属材料，或者使用铜、镍、钨、钼以及所述各成分的合金等贱金属材料。并且，在变阻电极132、133、134中也可以使用相同的电极，优选选择那些电极材料不会向变阻器元件135扩散，且不会引起变阻器特性恶化的电极材料。尤其，根据变阻材料131的材料成分，存在铜电极发生扩散的情况，优选适当地选择不会使变阻材料的特性恶化的电极材料。

其次，说明图15中的变阻器元件135的电极与布线图案102、103的布线结构。图15中，变阻电极132与布线图案102相连接。所述变阻电极132隔着变阻材料131与变阻电极133相向配置，由此形成具有电容器功能的变阻器元件135。而且，变阻电极133隔着变阻材料131与变阻电极134相向配置，由此形成具有电容器功能的变阻器元件135。因此，图15所示的变阻器元件135为串联配置两个变阻器的结构。利用所述结构，可以实现内置变阻器的小型LED部件。

此外，因为变阻器元件135可以将至少一个元件内置在布线基板101来发挥其功能，所以可以至少在布线基板101的一面上部分形成变阻器元件135，来发挥其效果。

其次，为如下结构：在所述布线基板101的中央部设置有贯通孔112，在所述贯通孔112内部配置比布线基板101的导热性更优良的散热板108。

利用具有导电性的粘合剂104，LED芯片105通过芯片接合被接合到所述散热板108的一面上，并且使用金等引线106对设置在布线图案102、103的一部分的焊盘与LED芯片105进行引线接合，从而使焊盘与LED芯片105电连接。并且，形成所述LED芯片105与变阻器元件135并联连接的电路结构。

其次，为了发挥作为对LED芯片105与引线106的绝缘保护的作用以及作为透镜的作用，用透明树脂107覆盖，使得埋设引线106与LED芯片105。所述透明树脂107优选使用热固型丙烯酸树脂或环氧树脂等。

利用所述结构，静电等的噪音输入LED芯片105时，并联连接的变阻器元件135将吸收静电，从而可以防止LED芯片105受到静电破坏，因此可以实现抗静电特性优良的小型表面安装型LED部件。并且，重要的是使散热板108的热导率高于布线基板101的热导率，所述散热板108更优选导热性优良的金属材料，尤其优选铝、铜、银等导热性优良的金属材料。更优选，使用所述导热性优良的金属材料作为散热板108，并且使用耐热性优良的陶瓷基板作为布线基板101。

进而，散热板108使用耐热性与绝缘性优良的氧化铝或镁橄榄石、滑石、低温烧结陶瓷基板等陶瓷基板，从而可以实现耐热性与绝缘性更加优良的LED部件。并且，对于要求更高散热性与耐热性的用途，也可以使用导热性更加优良的氮化铝、碳化硅、氮化硅等陶瓷材料。

而且，利用如图15所示的结构，在安装LED部件的电路基板上配置形成散热用铜板，在所述铜板上，通过导热性优良的粘合剂等，直接固定散热板108的背面，从而可以将从散热板108发散的热量高效地直接散发在形成于电路基板上的铜板上。

进而，通过使用金属材料作为散热板108，可以在将LED部件安装于电路基板等时，隔着散热板108与电路基板接地连接。而且，利用导热性优良的粘合剂或焊料固定散热板108与电路基板，也可以提高安装强度。

而且，LED芯片105与散热板108之间必须绝缘时，优选在安装LED芯片105的、由金属构成的散热板108的一面形成薄的绝缘膜。此时，因为所述绝缘膜阻碍散热性，所以优选绝缘膜的厚度尽可能的薄。

而且，利用引线106连接布线图案102、103与LED芯片105时，可以利用在布线图案102、103的接合焊盘部进行镀镍或镀金使引线接合后的可靠性提高。

而且，优选，在利用锡焊材料将LED部件接合在电路基板上时，将镀镍膜或镀锡膜等积层在布线图案102、103的焊料接合部，以防止由于电极材料的相互扩散而使布线图案102、103的电极材料变化。

其次，说明图16所示的其他示例的LED部件的结构。

图16所示的LED部件的结构与图15所示的LED部件的机构的不同之处在于，通过使散热板108的厚度比布线基板101的厚度薄，使LED芯片105的搭载面比配置基板1的平面低，从而利用设置在布线基板101上的贯通孔112的内部壁面形成空穴结构。其次，另一个不同点是，形成所述空穴结构的贯通孔112的内周部设有锥面，利用所述锥面作为LED芯片105发光时的反射面109的结构。并且，下述点也不相同：将变阻器元件135安装在布线基板101的安装有LED芯片105的面的另一面上。

图16所示的LED部件与图15所示的LED部件相比较，利用具有反射面109的结构，可以实现发光效率更优良的LED部件。并且，设置在所述贯通孔112的内周部的锥面的形状优选加工为使光高效地反射的形状，通过将所述锥面加工为圆锥状、曲线状，可以实现反射效率更优良的LED部件。

进而，在设置有所述反射面109的贯通孔112的内周部的表面上，设置使用反射性优良的金属材料而形成薄膜的反射膜110。通过设置所述反射膜110，可以进而实现发光效率优良的LED部件。

此外，所述反射膜110也可以形成在散热板108的安装有LED芯片105的表面上，由此，可以获得反射性更优良的LED部件。

其次，使用图17～图22说明本第四实施方式所示的LED部件的制造方法。在此，说明将散热板108作为金属材料，且使用氧化铝基板构成布线基板101的图16所示的LED部件的制造方法。

首先，作为第一步骤，如剖面图17所示，在氧化铝基板上形成反射面109和用于插入散热板108的贯通孔112，这样制作布线基板101(以下，有时称为氧化铝基板101)。

其次，如图18所示，使用银膏，利用丝网印刷法，在氧化铝基板101的另一面上形成变阻电极132、134。其次，以覆盖变阻电极132、134的方式，将被加工为变阻组合物构成的陶瓷印刷电路板的变阻材料131压制积层在氧化铝基板101的另一面，使其暂时接合。之后，使用银膏，利用丝网印刷形成变阻电极133后，进一步压制并积层变阻成分构成的陶瓷印刷电路板。之后，将所述各变阻电极132、133、134与变阻材料131在去除粘结剂后，在900℃左右的烧制温度下进行烧制，由此制作变阻器元件135。

之后，如图19所示，在反射面109上涂布用于使LED芯片105发出的光有效地反射的反射率高的银(Ag)膏，进行加热，从而在氧化铝基板101上形成反射膜110。尤其是，作为用于此的Ag膏，优选Ag树脂酸脂膏或Ag纳米膏等，在金属喷镀(metallization)后获得表面平滑性优良的反射面109的材料。而且，在反射膜110中使用铜膏时，在所形成的铜的表面进行镀银，由此可以形成良好的反射膜110。

其次，如图20所示，通过印刷涂布Ag系膏或金(Au)系膏等导电膏，将用于连接以及作为端电极的布线图案102、103金属喷镀在氧化铝基板101上。在此，Ag系膏中包含Ag膏、Ag-Pt膏以及Ag-Pd膏。而且，Au系膏中，包含Au-Pd膏以及Au-Pt膏。

其次，作为第二步骤，将导热性优良的铝、铜等金属材料冲压加工为具有规定形状的散热板108。

其次，作为第三步骤，如图21所示，将所述散热板108压入贯通孔112的内部，或者使用粘合剂来接合而固定。此时，因为用于散热板108的接合的粘合剂使导热性降低，所以优选使用散热性良好的导热孔、或芯片接合用导电粘合剂等。也可以使用将低熔点玻璃材料作为无机粘结剂的高温烧制型粘合剂。尤其，由钎焊进行接合在耐热冲击试验中可靠性高。

而且，散热板108使用铜时，在与氧化铝基板101之间，通过使用可进行化学胶结的粘合剂构成铝酸铜的尖晶石结构，可以提高耐热冲击特性。

其次，作为第四步骤，如图22所示，使用粘合剂104，将LED芯片105固定在散热板108的一面。

之后，作为第五步骤，使用引线接合装置，在LED芯片105与设置在布线图案102、103上的电极焊盘部之间，利用金的引线106进行引线接合安装，由此使LED芯片105与电极焊盘部电连接。此时，LED芯片105与变阻器元件135并联连接。利用所述电路结构，可以获得抗静电特性优良的LED部件。

其次，作为第六步骤，通过涂敷透过性优良的丙烯酸树脂或环氧树脂等透明树脂107，可以制作图16所示的LED部件，其中透明树脂107发挥绝缘保护作用和使从LED芯片105发出的光会聚的透镜的作用。此时，能够适当地选择粘度或涂布方法而使透明树脂107的形状成为规定的透镜形状。而且，利用所述透明树脂107，可以具有实现布线基板101与散热板108的接合加强的作用。

如上所述，在搭载有LED芯片105的布线基板101的一部分上形成的贯通孔112的内部，配置导热性优良的散热板108，在布线基板101中内置变阻器元件135的同时，成为LED芯片105与变阻器元件135并联连接的结构，由此可以实现散热性与抗静电特性优良的表面安装型LED部件及其制造方法。

(第五实施方式)

以下，参照附图说明本发明的第五实施方式中的LED部件。

图23是用以说明本发明的第五实施方式中的表面安装型LED部件的结构的剖面图，图24是用以说明其他示例的剖面图。

图23、图24中，本第五实施方式中的LED部件的结构与第四实施方式的明显不同之处是散热板108a、108b的形状。尤其明显的特征是在所述散热板108a、108b上设置凹部，从而形成空穴结构。

通过对铝、铜或银等导热性优良的金属进行成形加工而形成空穴结构，可以很容易地制作所述散热板108a、108b。在设置在所述散热板108a、108b的空穴结构的底面，设置可以安装LED芯片105的空间。

而且，在形成所述散热板108a、108b的空穴结构的凹部的内周部，使用模具而成形，或者利用抛光等设置锥面，且将所述锥面作为反射面109。将所述反射面109的锥面设为规定的倾斜角度，以此可以使搭载在空穴结构的底面的LED芯片105放射的光高效地会聚，或者使发光效率提高，且可以控制LED部件的发光状态。

此外，将在所述凹部内周部设置的锥形的反射面109的表面镜面化，以此可以更好地进行光的反射。

而且，为了使LED芯片105的光更有效地反射，使用电镀或蒸镀等薄膜形成技术，在反射面109的表面形成由更高反射率的材料构成的反射膜110，以此可以实现反射特性更高的LED部件。

其次，说明图24所示的其他示例的LED部件的结构。所述LED部件的特征是，在以金属板作为散热板108b的同时利用模具成型形成爪部111。通过设置所述爪部111，可以在向布线基板101的贯通孔112插入散热板108b时，使插入的深度保持稳定在一定深度。

此外，所述爪部111也可以具有如沿部一样的连续突起。

如上所述，本第五实施方式中，通过在搭载有LED芯片105的散热板108a、108b中使用金属材料等进行机械加工，就可以容易地形成空穴结构，并且也可以同时形成反射面109，利用所述结构，可以使LED部件小型化，同时可以实现生产率优良的LED部件。

此外，也可以使用导热性优良的陶瓷材料成形为所述散热板108a、108b的形状，此时，除所述作用之外，可以实现耐热性更加优良的LED部件。

(第六实施方式)

以下，参照附图说明本发明的第六实施方式中的LED部件及其制造方法。

图25是本第六实施方式中的LED部件的剖面图。本第六实施方式中的表面安装型LED部件的基本结构与图23所示的LED部件的结构大致相同，与第五实施方式的明显不同之处是散热板108c的材质。

所述散热板108c由包含导热性优良的金属填料的树脂构成。作为金属填料，使用铜、铝、金、银等的金属粉末。使金属粉末与环氧树脂等混炼，以此制作树脂膏。通过将含有所述金属填料的树脂膏填充在形成于布线基板101上的贯通孔112内部后，进行热固而形成散热板108c，同时能够进行所制作的散热板108c与布线基板101的接合，因此可以实现生产率优良的LED部件。

进而，通过代替所述金属填料而使用无机填料，除上述作用之外，还可以获得绝缘性优良的LED部件。并且，作为无机填料，使用氧化铝、氮化铝、碳化硅、氧化镁等，以此可以实现生产率优良的LED部件。即，所述散热板108c是在将添加有导热性良好的金属粉末或陶瓷粉末作为导热填料的树脂膏填充在布线基板101的贯通孔112的内部后，加热固化而形成的。关于除此以外的内容，因为具有与第五实施方式大致相同的结构所以省略说明。

利用所述结构，可以在树脂膏的加热固化的同时进行布线基板101与散热板108c的接合。而且，通过改变树脂膏的材料成分，可以控制布线基板101与散热板108c的膨胀系数。

而且，作为形成散热板108c的材料，叙述了将金属填料或无机填料混合在环氧树脂中使其固化的情况，但也可以代替环氧树脂，使用如玻璃粉这样的使用无机粘结剂的高温烧制型膏。

如上所述，本第六实施方式所示的LED部件可以在搭载有LED芯片105的布线基板101上形成生产率优良的散热板108c。与第五实施方式中所使用的散热板108a、108b的制成品相比，散热板108c可使用丝网印刷形成于贯通孔112内。因此，可以容易地对应于形状不同的贯通孔112。因此，无须准备加工为各个尺寸的散热板108a、108b，可以在贯通孔112的形状的种类很多时，实现生产率的提高。

其次，使用图26说明其他示例的LED部件的结构。所述LED部件，如图26所示，在由包含导热性优良的填料的树脂膏而构成的散热板108d的凹部的底面，具有平坦性与导热性更加良好的由金属或陶瓷材料而形成的散热板140。利用所述结构，可以使LED芯片105的安装面的平坦性提高，且有利于LED芯片105的大型化。

而且，散热板140中可以使用导热性优良的金、银、铝以及铜等金属材料，或氧化铝、氮化铝、碳化硅、氧化镁等陶瓷材料。

其次，使用图27～图32说明图25所示的LED部件的制造方法。

首先，作为第一步骤，如图27所示，制作在任意位置形成有贯通孔112的布线基板101。其次，如图28所示，利用与第四实施方式相同的方法，积层形成变阻电极132、133、134以及变阻材料131后，通过烧制形成变阻器元件135。

其次，如图29所示，印刷形成布线图案102、103后，通过一起烧制，制作内置有变阻器元件135的布线基板101。

其次，作为第二步骤，如图30所示，利用丝网印刷法，将含有铝、铜或银等导热性优良的金属填料的树脂膏122填充在贯通孔112中。

其次，作为第三步骤，如图31所示，对含有填充的金属填料的树脂膏122进行加热固化，从而形成散热板108c，同时，接合散热板108c与布线基板101。作为用于此的金属填料优选导热性优良的金、银、铝、铜等的金属粉末。进而，通过改变所述金属填料的含有率，可以设计规定的散热板108c。

而且，除了金属填料之外，可以使用无机填料。作为无机填料，使用氧化铝、氮化铝、碳化硅、氧化镁等导热性优良的陶瓷粉末，以此可以实现耐热性、耐湿性等优良的LED部件。

此外，优选在所述树脂膏122中使用固化收缩少的材料。而且，被加热固化的树脂膏122也可以利用机械加工形成为如图31所示的散热板108c的形状。并且，此时的散热板108c的形状可以具有与第五实施方式中所说明的散热板108a相同的功能。

之后，作为第四步骤，如图32所示，使用粘合剂104，将LED芯片105固定在散热板108c的凹部底面。

其次，作为第五步骤，使用引线接合装置，在设置于布线图案102、103的一部分的焊盘部与LED芯片105之间，利用金的引线106进行引线接合，从而使其电连接。此时，LED芯片105与变阻器元件135并联连接。

其次，作为第六步骤，为了发挥保护LED芯片105与引线106的作用、以及发挥对发出的光进行会聚的透镜的作用，使用透过性优良的透明树脂107进行涂敷。如此，可以制作表面安装型LED部件。

如上所述，本第六实施方式中，可以在搭载有LED芯片105的布线基板101上以高生产率形成散热板108c，且可以实现小型化的抗静电特性优良的表面安装型LED部件及其制造方法。

(第七实施方式)

以下，参照附图说明本发明的第七实施方式中的LED部件及其制造方法。

图33是本第七实施方式中的LED部件的剖面图，图34～图38是用以说明其制造方法的剖面图。

图33中，本第七实施方式中的表面安装型LED部件的基本结构与图25所示的LED部件的结构大致相同。与图25所示的LED部件的明显不同之处是，LED芯片105的安装方法并非引线接合法，而是倒装法的LED芯片105a的倒装焊接法。因此，本第七实施方式中的LED部件中，散热板108e与布线图案102、103必须电绝缘。因此，例如，在用金属制作散热板108e时，优选在散热板108e的表层形成薄的绝缘膜。在形成于散热板108e上的布线图案102、103的焊盘部分，安装倒装型LED芯片105a。而且，利用以具有优良的导热性的无机填料作为主要成分，并在其中添加低熔点玻璃粉的绝缘材料构成所述散热板108e，以此可以形成绝缘性优良的散热板108e。作为无机填料，优选以氧化铝、氮化铝、碳化硅、氧化镁等作为无机粘结剂，利用有机载体，将硼系、铋系或锌系等的硅化物的低熔点玻璃绝缘膏化后的物质烧制而形成。如此，通过使用绝缘膏，可以高效地填充到各种形状的贯通孔112中，从而可以实现生产率优良的LED部件。并且，在具有所述良好的绝缘性的散热板108e上，形成布线图案102、103，可以凸点焊接倒装型LED芯片105a。

利用如上所述的结构，可以实现小型化的LED部件，所述LED部件可以通过有效的安装步骤而获得生产率的提高。

其次，使用图34～图38说明本第七实施方式中的LED部件的制造方法。

首先，作为第一步骤，如图34所示，在布线基板101的任意位置形成贯通孔112，与第六实施方式相同，在布线基板101的另一面积层形成变阻电极132、133、134以及变阻材料131，由此制作内置有变阻器元件135的布线基板101。

其次，作为第二步骤，如图35所示，利用丝网印刷法，将氮化铝或碳化硅等导热性优良的无机填料作为主要成分的绝缘膏123填充在贯通孔112中。用于绝缘膏123的无机填料，可以使用氧化铝、氮化铝、碳化硅、氧化镁等导热性优良的陶瓷粉末，可以实现耐热性、耐湿性等耐久特性优良的LED部件。

之后，作为第三步骤，固化或烧制所填充的绝缘膏123来制作散热板108，同时，将所制作的散热板108与布线基板101接合。此外，作为所述绝缘膏123，优选使用固化收缩小或烧制收缩小的材料。

其次，如有必要，将固化或烧结后的绝缘膏123机械加工形成为如图36所示的散热板108e的形状。通过形成为此时的散热板108e的形状，可以具有与第六实施方式中所说明的散热板108c相同的功能。

之后，作为第四步骤，如图37所示，使用导电膏，利用丝网印刷法或薄膜技术形成布线图案102、103。于此，布线图案102、103形成在布线基板101以及散热板108e上。在散热板108e上，布线图案102、103形成为可以与倒装用LED芯片105a进行凸点焊接的焊盘电极的形状的图案。

其次，作为第五步骤，如图38所示，使用形成在LED芯片105a上的金凸点136，利用凸点安装将LED芯片105a固定在散热板108e的凹部底面。

如此，使用金凸点136进行凸点焊接来电连接LED芯片105a与设置在布线基板101的布线图案102、103的一部分的凸点焊盘部。此时，LED芯片105a与变阻器元件135并联连接。

其次，作为第六步骤，为了发挥保护LED芯片105a的作用以及作为对发出的光进行会聚的透镜的作用，涂敷透过性优良的透明树脂107。所形成的透明树脂107覆盖在整个LED芯片105a以及在布线图案102、103上的相当于LED芯片105a与布线基板101的连接部的部分。

利用以上所说明的工艺，可以制作图33所示的表面安装型LED部件。

而且，图39所示的LED部件是本第七实施方式的其他示例的LED部件的剖面图。所述LED部件的特征是没有在散热板108f上设置凹部。图39所示的LED部件适用于LED芯片105a的照射光照射到大角度范围的情况。

如上所述，本第七实施方式中，可以利用倒装安装来安装LED芯片105a，并且可以在布线基板101上形成生产率高的散热板108e、108f，从而可以实现小型化LED部件。

产业上的可利用性

根据本发明，可以形成将搭载有LED芯片的导热性优良的散热板接合到设置于布线基板上的贯通孔内部的结构，以此有效地发散LED芯片发光时产生的热。而且，通过内置变阻器元件，本发明适用于高亮度的LED部件及其制造法方面，所述高亮度的LED部件可以在有效地利用LED芯片的安装面积的同时，减少LED芯片105因电涌或静电等而造成的不良情况。

Claims (22)

1.一种LED部件，包括：

设置有贯通孔和变阻器元件的布线基板；

收纳在所述贯通孔的内侧的散热板；

安装在所述散热板上的LED芯片；

电连接所述LED芯片与所述布线基板的连接部；和

覆盖所述LED芯片与所述连接部的透明树脂，

在所述散热板的安装所述LED芯片的面上，形成有与所述布线基板连接的布线图案，

所述变阻器元件与所述LED芯片并联连接。

2.根据权利要求1所述的LED部件，所述布线图案具有用于安装所述LED芯片的电极焊盘，

所述散热板通过烧制以导热性填料为主要成分且以低熔点玻璃为无机粘结剂的绝缘膏而形成。

3.根据权利要求1所述的LED部件，所述散热板的厚度比所述布线基板的厚度薄，且所述LED芯片配置在由所述散热板与所述布线基板形成的凹部。

4.根据权利要求3所述的LED部件，所述贯通孔的内周部设置有锥面。

5.根据权利要求4所述的LED部件，进一步包括设置在所述内周部的锥形表面的反射膜。

6.根据权利要求1所述的LED部件，在所述散热板的一部分设置有凹部，且所述凹部的内周部的壁面为锥形。

7.根据权利要求6所述的LED部件，进一步包括设置在所述散热板的内周部的所述壁面上的反射膜。

8.根据权利要求1所述的LED部件，具有接合所述散热板与所述布线基板的导电性粘合剂。

9.根据权利要求1所述的LED部件，其特征在于：所述散热板的热导率高于所述布线基板的热导率。

10.根据权利要求1所述的LED部件，所述散热板为金属，在所述散热板的形成有所述布线图案的面上，形成有绝缘膜。

11.根据权利要求1所述的LED部件，所述散热板为陶瓷。

12.根据权利要求1所述的LED部件，所述散热板为含有金属填料的树脂，在所述散热板的形成有所述布线图案的面上，形成有绝缘膜。

13.根据权利要求12所述的LED部件，所述金属填料是从铜、铝、银以及金中选择的至少一个。

14.根据权利要求1所述的LED部件，所述散热板是含有无机填料的树脂。

15.根据权利要求14所述的LED部件，所述无机填料是从氧化铝、氮化铝、碳化硅以及氧化镁中选择的至少一个。

16.根据权利要求1所述的LED部件，所述变阻器元件由含有ZnO、Bi₂O₃、Sb₂O₃的材料构成，且ZnO的含有率为80wt％以上。

17.根据权利要求1所述的LED部件，所述LED芯片与内置有所述变阻器元件的布线基板通过倒装法连接。

18.一种LED部件的制造方法，包括：

第一步骤，在布线基板上形成变阻器元件与贯通孔；

第二步骤，在所述贯通孔的内部填充绝缘膏，所述绝缘膏以导热性填料为主要成分且以低熔点玻璃为无机粘结剂；

第三步骤，通过烧制所述填充的绝缘膏形成散热板，且接合所述散热板与所述布线基板；

第四步骤，在所述散热板的一面上形成具有用于安装LED芯片的电极焊盘的布线图案；

第五步骤，将所述LED芯片凸点接合在所述电极焊盘上，以此并联连接所述LED芯片与所述变阻器元件；以及

第六步骤，使用透明树脂埋设所述LED芯片。

19.根据权利要求18所述的LED部件的制造方法，所述第一步骤中，在所述贯通孔的内周部形成锥形的反射面。

20.根据权利要求19所述的LED部件的制造方法，所述第一步骤中，在所述反射面的表面进一步形成反射膜。

21.根据权利要求18所述的LED部件的制造方法，所述第二步骤中，在所述散热板的一面形成凹部，在所述凹部的内周部形成锥形反射面。

22.根据权利要求21所述的LED部件的制造方法，所述第二步骤中，在所述反射面的表面进一步形成反射膜。

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