[发明专利]照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及照明装置(lighting device)，其中发光元件被安装在使用玻璃基底的封装材料中。

背景技术

近年来，使用玻璃封装的电子部件已经投入实际使用。玻璃材料防止湿气或污染物从外部进入并且得到高气密性。玻璃材料在热膨胀系数上接近在其中形成半导体元件的硅基底。因此，在半导体元件安装在玻璃封装中的情况下，提高了接合的可靠性。此外，玻璃材料成本较低，因此可抑制产品成本的增加。

图19示意地图示LED照明装置的横截面结构，其中LED元件安装在玻璃材料中。这样的结构在例如JP 2007-042781A(在下文称为专利文件1)的图1中公开。如在图19中图示的，通孔电极52在玻璃基底51中形成。用于连接的金属化电极(electrode metallization)53B在通孔电极52上形成。多个LED元件56A安装在金属化电极53B上。LED元件56A的上表面通过导线57电连接到其中一个金属化电极53B。用于外部连接的金属化电极53A在玻璃基底51的下表面上形成。金属化电极53A电连接到通孔电极52。因此，电力可从在下表面上形成的金属化电极53A向LED元件56A供应。

形成有通孔58的Si基底54提供在玻璃基底51的上表面上以便围绕LED元件56A。Si基底54阳极式接合到玻璃基底51的上表面。Si基底54具有倾斜的内壁表面。反射膜55在内壁表面上形成。从LED元件56A发射的光在反射膜55上反射并且发射具有在向上方向上的方向性的光。安装了多个LED元件56A，因此可增加光发射强度。从LED元件56A产生的热可通过通孔电极52和金属化电极53A散发到外部。

玻璃基底51的通孔电极52形成如下。即，在玻璃基底51中形成的通孔的内壁镀有Cu或Ni，然后通孔填充有导电树脂或焊料。位于玻璃基底51的后表面(下表面)上的金属化电极53A形成如下。Ti层通过溅射或蒸发而沉积在玻璃材料的表面上。充当保护该Ti层的阻挡层的Pt层或Ni层通过溅射或蒸发而沉积在Ti层上。然后，用于保护表面氧化的Au层通过溅射或蒸发沉积。产生的层通过光照工艺(photo process)形成图案。

图20示意地图示照明装置60，其中LED发光元件61嵌入玻璃材料中。这样的结构在例如JP2007-306036A(在下文称为专利文件2)的图1中公开。图21图示处于恰在使用模具经玻璃密封之前的状态的照明装置60(参见专利文件2的图3)。LED发光元件61通过凸点62表面安装在基座63上。基座63连接到在引线64A和64B的末端中形成的台阶部分，并且覆盖有密封件65。玻璃作密封件65用。形成由玻璃构成的密封件65以便在引线64A和64B的下侧上是薄的并且在从LED发光元件61发射的光的输出侧上是凸出成厚的。

在整个照明装置60中，LED发光元件61被透明玻璃部分和金属部分围绕，其各自热膨胀系数在LED发光元件61的热膨胀系数的150％至500％范围内。在热膨胀系数上使馈电元件(引线64A和64B)和密封件65大于LED发光元件61或基座63。因此，可调整应力方向以防止由于热缩差异引起的裂缝的出现。

制造照明装置60的方法如下。薄玻璃板68、在上面安装LED发光元件61的基座63、电连接到基座63的两个引线64A和64B和位于基座63上面的厚玻璃板67设置在上模具71(具有在表面上形成的半圆凹陷部分71A)和下模具72(具有带有平底的凹陷部分72A)之间。然后，当玻璃板67和68通过在真空气氛中在450℃加热而软化时，上模具71和下模具72在由箭头指示的方向上移动以挤压玻璃板67和68。结果，玻璃板67和68形成为与在图20中图示的密封件65相同的穹顶形。

然而，当导电树脂如在专利文件1中描述的填充进入通孔并且通过热处理硬化以形成通孔电极时，由于硬化期间收缩难以保持气密性。此外，LED发光元件在光发射期间产生热。因此，当LED发光元件被重复开启和关闭时，发生温度循环，其中温度重复地升高和降低，因此重复膨胀和收缩。结果，玻璃和通孔电极之间界面的气密性降低，因此湿气从外部进入，从而缩短LED发光元件的寿命。

在专利文件1中，导电树脂或焊料填充进入通孔并且硬化以形成通孔电极。另外导体膜通过溅射或蒸发沉积并且后表面电极图案通过使用光学掩模的光照工艺形成。结果，制造步骤的数目增加，因此成本变得更高。