CN111341901A - 发光模块 - Google Patents

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CN111341901A
CN111341901A CN201911297514.7A CN201911297514A CN111341901A CN 111341901 A CN111341901 A CN 111341901A CN 201911297514 A CN201911297514 A CN 201911297514A CN 111341901 A CN111341901 A CN 111341901A
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CN
China
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light emitting
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light
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CN201911297514.7A
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荫山良幸
宫本公博
谷隆司
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Nichia Corp
Original Assignee
Nichia Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64Heat extraction or cooling elements

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  • Power Engineering (AREA)
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  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

提供一种能够稳定地实现高散热性能的发光模块。发光模块(1)具备:第1基板(10),具有第1面(10a)和与第1面(10a)对置的第2面(10b),在第1面(10a)形成有凹部(11),在凹部(11)的底面(11a)形成有到达第2面(10b)的开口部(12);第2基板(20),配置于凹部(11)内;发光元件(21),搭载于第2基板(20),经由开口部(12)能够出射光;以及缓冲材料(30),设置于第1基板(10)与第2基板(20)之间,且具有弹性。在未施加将第2基板(20)按压于第1基板(10)的力的状态下,第2基板(20)从第1基板(10)的第1面(10a)突出。

Description

发光模块
技术领域
实施方式涉及发光模块。
背景技术
近年来,使用了发光二极管(Light Emitting Diode:LED)的发光模块被开发,并被应用于各种用途。为了将LED应用于汽车的头灯那样小型且要求高光度的用途,需要实现高输出。在该情况下,存在因LED发出的热而使发光模块产生损伤,可靠性降低的担忧。因此,在发光模块中,要求稳定地实现高散热性能。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-243512号公报
发明内容
实施方式的目的在于,提供一种能够稳定地实现高散热性能的发光模块。
实施方式所涉及的发光模块具备:第1基板,具有第1面和与所述第1面对置的第2面,在所述第1面形成有凹部,并在所述凹部的底面形成有到达所述第2面的开口部;第2基板,配置于所述凹部内;发光元件,搭载于所述第2基板,并经由所述开口部能够出射光;以及缓冲材料,设置于所述第1基板与所述第2基板之间,且具有弹性。在未施加将所述第2基板按压于所述第1基板的力的状态下,所述第2基板从所述第1基板的所述第1面突出。
实施方式所涉及的发光模块具备:第1基板,具有第1面和与所述第1面对置的第2面,在所述第1面形成有凹部,并在所述凹部的底面形成有到达所述第2面的开口部;第2基板,配置于所述凹部内;发光元件,搭载于所述第2基板,并经由所述开口部能够出射光;以及缓冲材料,设置在所述第1基板的所述第1面中的除了所述凹部以外的区域,且具有弹性。
根据实施方式,能够实现能够稳定地实现高散热性能的发光模块。
附图说明
图1A是表示第1实施方式所涉及的发光模块的俯视图。
图1B是图1A所示的IB-IB’线的剖视图。
图2A是表示第1实施方式所涉及的发光模块未固定于被固定构件的状态的剖视图。
图2B是表示第1实施方式所涉及的发光模块固定于被固定构件的状态的剖视图。
图3A是表示第2实施方式所涉及的发光模块的俯视图。
图3B是图3A所示的IIIB-IIIB’线的剖视图。
图4A是表示第2实施方式所涉及的发光模块未固定于被固定构件的状态的剖视图。
图4B是表示第2实施方式所涉及的发光模块固定于被固定构件的状态的剖视图。
图5是表示第3实施方式所涉及的发光模块的剖视图。
图6A是表示第1实施方式中的第1基板与缓冲材料的位置关系的仰视图。
图6B是表示第1实施方式的变形例中的第1基板与缓冲材料的位置关系的仰视图。
图6C是表示第1实施方式的变形例中的第1基板与缓冲材料的位置关系的仰视图。
图7A是表示第1实施方式的变形例中的第1基板与缓冲材料的位置关系的仰视图。
图7B是表示第1实施方式的变形例中的第1基板与缓冲材料的位置关系的仰视图。
图7C是表示第1实施方式的变形例中的第1基板与缓冲材料的位置关系的仰视图。
图8A是表示第1实施方式的变形例中的第1基板与缓冲材料的位置关系的仰视图。
图8B是表示第1实施方式的变形例中的第1基板与缓冲材料的位置关系的仰视图。
图9A是表示第2实施方式中的第1基板与缓冲材料的位置关系的仰视图。
图9B是表示第2实施方式的变形例中的第1基板与缓冲材料的位置关系的仰视图。
图9C是表示第2实施方式的变形例中的第1基板与缓冲材料的位置关系的仰视图。
图10A是表示第4实施方式所涉及的发光模块未固定于被固定构件的状态的剖视图。
图10B是表示第4实施方式所涉及的发光模块固定于被固定构件的状态的剖视图。
图11是表示第4实施方式中的导热构件的剖视图。
图12A是表示第4实施方式中的导热构件的形成方法的剖视图。
图12B是表示图12A所示的金属粉周边的局部放大剖视图。
图13A是表示第4实施方式中的导热构件的形成方法的剖视图。
图13B是表示图13A所示的金属粉周边的局部放大剖视图。
图14A是表示第4实施方式中的导热构件的形成方法的剖视图。
图14B是表示图14A所示的金属粉周边的局部放大剖视图。
图15A是表示第4实施方式中的导热构件的形成方法的剖视图。
图15B是表示图15A所示的金属粉周边的局部放大剖视图。
图16A是表示第5实施方式所涉及的发光模块未固定于被固定构件的状态的剖视图。
图16B是表示第5实施方式所涉及的发光模块固定于被固定构件的状态的剖视图。
图17是表示第6实施方式所涉及的发光模块的剖视图。
-符号说明-
1、2、3、4、5、6:发光模块,
10:第1基板,
10a:第1面,
10b:第2面,
10c:中心,
11:凹部,
11a:底面,
11b:侧面,
12:开口部,
13:连接器,
15:第1焊盘,
16:贯通孔,
17:模块构造体,
20:第2基板,
20a:第1面,
20b:第2面,
21:发光元件,
22:荧光体层,
23:侧壁,
25:第2焊盘,
27:发光装置,
30:缓冲材料,
30a:第1面,
30b:第2面,
30c:切口,
31:线,
32:间隔件,
40:导热构件,
40a:第1面,
40b:第2面,
41:金属部分,
41a:金属粉,
42:树脂部分,
42a:树脂液,
43:糊膏,
100:被固定构件,
100a:第1面,
101:螺纹孔,
102:螺钉。
具体实施方式
<第1实施方式>
首先,对第1实施方式进行说明。
图1A是表示本实施方式所涉及的发光模块的俯视图,图1B是图1A所示的IB-IB’线的剖视图。
如图1A以及图1B所示,本实施方式所涉及的发光模块1具备:第1基板10,具有第1面10a和与第1面10a对置的第2面10b,在第1面10a形成有凹部11,在凹部11的底面11a形成有到达第2面10b的开口部12;第2基板20,配置于凹部11内;发光元件21,搭载于第2基板20,经由开口部12能够出射光;以及缓冲材料30,设置在第1基板10与第2基板20之间,且具有弹性。
以下,更详细地进行说明。
在本实施方式所涉及的发光模块1中,设置有第1基板10。第1基板10是模块基板,使用玻璃环氧基板、金属基板或陶瓷基板等。在第1基板10中,在母材中或母材的表面设置有布线。第1基板10的主面是第1面10a和第2面10b。第1面10a与第2面10b相互对置。
在第1面10a形成有凹部11。从第1面10a朝向第2面10b的方向(以下,也称为“垂直方向”)观察,凹部11的形状例如为矩形。在凹部11的底面11a形成有开口部12。开口部12到达第1基板10的第2面10b。即,开口部12沿厚度方向贯通第1基板10。从垂直方向观察(以下,也称为“俯视观察”),开口部12的形状例如为带圆角的矩形,位于凹部11的内部。
在第1基板10的第2面10b搭载有连接器13。外部电源能够与连接器13电连接。此外,在第2面10b设置有一对第1焊盘15。第1焊盘15例如由金属构成。连接器13以及第1焊盘15经由第1基板10内的布线相互电连接。从第2面10b朝向第1面10a的方向(垂直方向)观察,开口部12和连接器13配置于夹着第1基板10的中心10c的位置。在俯视时,在第1基板10的形状为矩形的情况下,中心10c为第1基板10的对角线的交点。
在第1基板10形成有两个以上的贯通孔16。贯通孔16沿垂直方向延伸,到达第1面10a和第2面10b。如后所述,贯通孔16是用来将第1基板10螺纹固定于被固定构件100的孔。在图1A所示的例子中,形成有8个贯通孔16,但并不限定于此,只要设置在夹着凹部11的两处以上即可。
由第1基板10、连接器13以及第1焊盘15形成有模块构造体17。在第1基板10形成有凹部11、开口部12以及贯通孔16。
在第1基板10的凹部11内配置有第2基板20。第2基板20的形状例如为矩形的板状,在俯视时,第2基板20为正好收纳于凹部11内的形状。第2基板20包含金属或陶瓷,例如是陶瓷基板,例如是氮化铝(A1N)基板。第2基板20的主面为第1面20a以及第2面20b,它们相互对置。第1面20a是第1基板10侧的面。
在第2基板20的第1面20a搭载有发光元件21。发光元件21例如为发光二极管(Light Emitting Diode:LED)。在俯视时,发光元件21位于第1基板10的开口部12内,经由开口部12能够出射光。
也可以在发光元件21上设置有荧光体层22。在荧光体层22中,在由透明树脂构成的母材中分散有多个荧光体粒子。在俯视时,也可以在发光元件21以及荧光体层22的周围设置有侧壁23。侧壁23例如由白色树脂形成。在第1面20a设置有一对第2焊盘25。第2焊盘25例如由金属构成。第2焊盘25与发光元件21电连接。在图1A以及图1B所示的例子中,由第2基板20、发光元件21、荧光体层22、侧壁23以及第2焊盘25形成发光装置27。
在发光模块1中,设置有将一对第1焊盘15连接于一对第2焊盘25的一对引线31。由此,发光元件21的阳极以及阴极能够经由一对第2焊盘25、一对引线31、一对第1焊盘15、第1基板10的布线、连接器13而与外部电源连接。
而且,在模块构造体17与发光装置27之间,更具体而言,在第1基板10的凹部11的底面11a与第2基板20的第1面20a之间设置有缓冲材料30。例如,缓冲材料30通过粘接剂粘接于第1基板10的凹部11的底面11a,缓冲材料30通过粘接剂粘接于第2基板20的第1面20a。另外,在缓冲材料30本身具有粘接性的情况下,不需要粘接剂。例如,缓冲材料30的形状为层状,在俯视时,缓冲材料30的外缘比凹部11的外缘稍小,在与开口部12对应的位置形成有开口部。
缓冲材料30由具有弹性的材料构成,优选弹性模量为0.1MPa以上且1000MPa以下的材料,进一步优选弹性模量为1MPa以上且100MPa以下的材料。由此,缓冲材料30能够弹性变形。例如,若对缓冲材料30施加厚度方向的压缩力则厚度变薄,若压缩力消失,则返回原来的厚度。缓冲材料30例如包含具有石墨及弹性的树脂材料中的至少一者。缓冲材料30优选由具有弹性且耐热性高的材料形成,例如,优选包含硅酮树脂。此外,缓冲材料30的厚度优选为200μm以下。
接下来,对本实施方式所涉及的发光模块1的动作进行说明。
图2A是表示本实施方式所涉及的发光模块未固定于被固定构件的状态(以下,也称为“自由状态”)的剖视图,图2B是表示本实施方式所涉及的发光模块固定于被固定构件的状态(以下,也称为“固定状态”)的剖视图。
如图2A所示,在自由状态下,未施加将第2基板20按压于第1基板10的力。因此,不对缓冲件30施加压缩力。在该状态下,第2基板20的第2面20b侧的部分从第1基板10的第1面10a突出。突出量优选为缓冲材料30的厚度的一半以下。其原因在于,容易使第2基板20的第2面20b的整体与被固定构件100的第1面100a接触。
如图2B所示,在固定状态下,发光模块1固定于被固定构件100。被固定构件100例如是散热片。在被固定构件100的第1面100a形成有螺纹孔101。螺纹孔101配置在与发光模块1的贯通孔16对应的位置。螺钉102插通第1基板10的贯通孔16,并螺纹固定于被固定构件100的螺纹孔101,由此第1基板10与被固定构件100机械连结。由此,发光模块1固定于被固定构件100。此时,发光模块1在夹着第1基板10的开口部12的两处以上的位置,即夹着发光装置27的两处以上的位置固定于被固定构件100。因此,第2基板20的第2面20b不会从被固定构件100的第1面100a分离。
此时,第2基板20以及缓冲材料30在第1基板10与被固定构件100之间被按压而被施加压缩力。由此,缓冲材料30弹性变形而变薄,垂直方向上的第2基板20的第2面20b的位置与第1基板10的第1面10a的位置大致相等。其结果是,第1基板10的第1面10a与被固定构件100的第1面100a接触,并且第2基板20的第2面20b与被固定构件100的第1面100a接触。此时,通过缓冲材料30的回弹力,第2基板20的第2面20b被按压于被固定构件100的第1面100a。
在该状态下,当通过外部电源对发光元件21施加电力而使发光元件21点亮时,在发光元件21中产生的热在第2基板20内传递,并向作为散热片的被固定构件100传递。由于第2基板20与被固定构件100直接接触且被按压,因此第2基板20与被固定构件100之间的热电阻低。其结果是,能够将在发光元件21中产生的热高效地释放到被固定构件100,能够抑制发光模块1的升温。
接下来,对本实施方式的效果进行说明。
根据本实施方式,由于在模块构造体17与发光装置27之间夹设有具有弹性的缓冲材料30,因此在固定状态下缓冲材料30被压缩。因此,第2基板20的第2面20b的整体与被固定构件100的第1面100a接触并被按压。由此,能够实现高散热性。此外,假定未设置缓冲材料30以外的结构与本实施方式相同的比较例所涉及的发光模块,对于设置缓冲材料30的本实施方式所涉及的发光模块1和比较例所涉及的发光模块,在相同条件下进行了热模拟。其结果是,本实施方式(有缓冲材料30)与比较例(没有缓冲材料30)相比,反应温度(Tj)低了4.2%。
此外,由于缓冲材料30具有弹性,因此即使在自由状态下,即使第2基板20的第2面20b相对于第1基板10的第1面10a倾斜,缓冲材料30也能够吸收该倾斜,使第2基板20的第2面20b的整体与被固定构件100的第1面100a接触。同样地,假设即使在第1基板10的凹部11的底面11a或者第2基板20的第1面20a存在微小的凹凸,缓冲材料30也能够吸收该凹凸,使第2基板20的第2面20b稳定地与被固定构件100的第1面100a接触。其结果是,能够使散热性稳定。这样,本实施方式所涉及的发光模块1相对于组装精度的允许度高,能够稳定地实现高散热性能。因此,发光模块1的可靠性高,产品问的偏差小。
而且,根据本实施方式,在自由状态下,第2基板20的第2面20b从第1基板10的第1面10a突出。因此,在被固定构件100的第1面100a平坦的情况下,在固定状态下,能够压缩缓冲材料30,利用缓冲材料30的回弹力将第2基板20按压于被固定构件100。
另外,在本实施方式中,示出了被固定构件100的第1面100a是平坦的,在自由状态下第2基板20的第2面20b从第1基板10的第1面10a突出的例子,但并不限定于此。垂直方向上的第1面10a与第2面20b的位置关系能够根据被固定构件100的第1面100a中的发光模块1的安装区域的形状而适当选择。
<第2实施方式>
接下来,对第2实施方式进行说明。
图3A是表示本实施方式所涉及的发光模块的俯视图,图3B是图3A所示的IIIB-IIIB’线的剖视图。
如图3A以及图3B所示,本实施方式所涉及的发光模块2与第1实施方式所涉及的发光模块1相比,缓冲材料30的位置不同。即,缓冲材料30不是设置在第1基板10与第2基板20之间,而是设置在第1基板10的第1面10a中的除了凹部11以外的区域。例如,缓冲材料30的形状为层状,在俯视时,缓冲材料30的外缘比第1基板10的外缘稍小,在与凹部11对应的位置形成有开口部。缓冲材料30的第1面30a与第1基板10的第1面10a接触,缓冲材料30的第2面30b露出。第2面30b是与第1面30a对置的面。
也可以在第1实施方式中配置有缓冲材料30的位置、即第1基板10的凹部11的底面11a与第2基板20的第1面20a之间设置有间隔件32。间隔件32例如由金属、陶瓷或树脂材料构成。例如,间隔件32的导热率比缓冲材料30的导热率高。本实施方式中的上述以外的结构与第1实施方式相同。
即,本实施方式所涉及的发光模块2具备:第1基板10,具有第1面10a和与第1面10a对置的第2面10b,在第1面10a形成有凹部11,在凹部11的底面11a形成有到达第2面10b的开口部12;第2基板20,配置于凹部11内;发光元件21,搭载于第2基板20,经由开口部12能够出射光;以及缓冲材料30,设置于第1基板10的第1面10a中的除了凹部11以外的区域,具有弹性。
接下来,对本实施方式所涉及的发光模块2的动作进行说明。
图4A是表示本实施方式所涉及的发光模块未固定于被固定构件的状态(自由状态)的剖视图,图4B是表示本实施方式所涉及的发光模块固定于被固定构件的状态(固定状态)的剖视图。
如图4A所示,在自由状态下,未施加将第1基板10按压于被固定构件100的力。因此,不对缓冲材料30施加压缩力。在该状态下,缓冲材料30中的第2面30b侧的部分比第2基板20的第2面20b突出。
如图4B所示,在固定状态下,发光模块2通过螺钉102固定于被固定构件100。被固定构件100的结构与第一实施方式相同。在固定状态下,缓冲材料30在第1基板10与被固定构件100之间被按压,从而被施加压缩力。由此,缓冲材料30弹性变形而变薄,垂直方向上的缓冲材料30的第2面30b的位置与第2基板20的第2面20b的位置大致相等。其结果是,缓冲材料30的第2面30b与被固定构件100的第1面100a接触,并且第2基板20的第2面20b与被固定构件100的第1面100a接触。此时,通过螺钉102的紧固力,第2基板20的第2面20b被按压于被固定构件100的第1面100a。此时,发光模块1在夹着第1基板10的开口部12的两处以上的位置、即夹着发光装置27的两处以上的位置固定于被固定构件100。因此,第2基板20的第2面20b不会从被固定构件100的第1面100a分离。
若在该状态下使发光元件21点亮,则在发光元件21中产生的热在第2基板20内传递,并向作为散热片的被固定构件100传递。由于第2基板20与被固定构件100直接接触,且被按压,因此第2基板20与被固定构件100之间的热电阻低。此外,在发光元件21中产生的热也经由第2基板20、第1基板10以及缓冲材料30传递至被固定构件100。因此,能够将在发光元件21中产生的热高效地释放到被固定构件100。其结果是,能够抑制发光模块2的升温。
本实施方式中的上述以外的动作与第1实施方式相同。
接下来,对本实施方式的效果进行说明。
根据本实施方式,即使在第2基板20的第2面20b与第1基板10的第1面10a之间存在高低差的情况下,通过缓冲材料30弹性变形,也能够吸收该高低差,使缓冲材料30以及第2基板20这两者稳定地与被固定构件100接触。此外,即使第2基板20的第2面20b相对于第1基板10的第1面10a倾斜,缓冲材料30也能够吸收倾斜,使第2基板20的第2面20b的整体与被固定构件100的第1面100a接触。而且,即使在第1基板10的第1面10a存在微小的凹凸,缓冲材料30也会吸收该凹凸,因此缓冲材料30的第1面30a的整体与第1基板10的第1面10a接触,缓冲材料30的第2面30b的整体与被固定构件100的第1面100a接触。这样,发光模块2相对于部件的尺寸精度以及组装精度的余量大,能够从发光元件21相对于被固定构件100高效且稳定地散热。
另外,在本实施方式中,示出了被固定构件100的第1面100a是平坦的,在自由状态下缓冲材料30比第2基板20的第2面20b突出的例子,但并不限定于此。垂直方向中的缓冲材料30的第2面30b与第2基板20的第2面20b的位置关系能够根据被固定构件100的第1面100a中的发光模块2的安装区域的形状而适当选择。
本实施方式中的上述以外的效果与第1实施方式相同。
<第3实施方式>
接下来,对第3实施方式进行说明。
图5是表示本实施方式所涉及的发光模块的剖视图。
本实施方式是将前述的第1实施方式和第2实施方式组合的例子。
如图5所示,在本实施方式所涉及的发光模块3中,缓冲材料30设置于第1基板10的凹部11的底面11a和第2基板20的第1面20a之间、以及第1基板10的第1面10a中的除了凹部11以外的区域的双方。此外,设置于垂直方向上的第1基板10的第1面10a的缓冲材料30的第2面30b的位置与第2基板20的第2面20b的位置可以相同,也可以不同。
本实施方式中的上述以外的结构、动作以及效果与第1实施方式或者第2实施方式相同。
<变形例>
以下,对上述的各实施方式的变形例进行说明。
图6A~图8B是表示第1实施方式的变形例中的第1基板与缓冲材料的位置关系的仰视图。
另外,为了使图易于观察,在图6A~图8B中,对缓冲材料30标注阴影线。此外,省略贯通孔16的图示。
如图6A所示,缓冲材料30也可以设置于第1基板10的凹部11的底面11a的整体。这相当于上述的第1实施方式。另外,实际上,也可以在凹部11的侧面11b与缓冲材料30的侧面之间存在微小的间隙,在俯视时,在开口部12的侧面与缓冲材料30的侧面之间也可以存在微小的间隙。第1实施方式也包括这样的情况。
缓冲材料30也可以仅设置于第1基板10的凹部11的底面11a的一部分。以下,关于这样的变形例,对缓冲材料30的俯视的形状进行说明。例如,如图6B所示,缓冲材料30的形状为包围开口部12的框状,也可以与凹部11的侧面11b隔离。由此,缓冲材料30在厚度方向上被压缩时,能够在水平方向上变形,因此厚度的变化量变大。如图6C所示,缓冲材料30的形状也可以是形成有切口30c的框状。由此,缓冲材料30容易因水平方向而变形。如图7A以及图7B所示,缓冲材料30的形状也可以是沿着开口部12的三边的“コ”字形状。如图7C以及图8A所示,缓冲材料30的形状也可以是沿着开口部12的对置的两边的两条带状。如图8B所示,缓冲材料30的形状也可以是点状。此外,缓冲材料30也可以是组合了上述形状的形状。
图9A~图9C是表示第2实施方式的变形例中的第1基板与缓冲材料的位置关系的仰视图。
在图9A~图9C中,为了容易观察附图,对缓冲材料30标注阴影线,省略贯通孔16的图示。
如图9A所示,缓冲材料30也可以设置于第1基板10的第1面10a中的除了凹部11以外的区域的整体。这相当于上述的第2实施方式。另外,实际上,在俯视时,在凹部11的侧面11b与缓冲材料30的侧面之间也可以存在微小的间隙,在第1基板10的侧面与缓冲材料30的侧之间也可以存在微小的间隙。第2实施方式也包括这样的情况。
缓冲材料30也可以仅设置于第1基板10的第1面10a中的除了凹部11以外的区域的一部分。以下,关于这样的变形例,对缓冲材料30的俯视的形状进行说明。例如,如图9B所示,缓冲材料30也可以仅设置于凹部11的周边,与第1基板10的端缘分离。如图9C所示,缓冲材料30也可以仅设置于第1基板10的第1面10a的四角。
<第4实施方式>
接下来,对第4实施方式进行说明。
图10A以及图10B是表示本实施方式所涉及的发光模块的剖视图。
图10A表示自由状态,图10B表示固定状态。图10A以及图10B示出了与图1B相当的截面。
图11是表示本实施方式中的导热构件的剖视图。
如图10A以及图10B所示,在本实施方式所涉及的发光模块4中,除了第1实施方式所涉及的发光模块1的结构以外,还设置有导热构件40。导热构件40设置于第2基板20的第2面20b。如上所述,第2基板20的第2面20b是与搭载有发光元件21的第1面20a对置的面。
导热构件40的形状例如是沿着第2基板20的第2面20b的平板状。导热构件40的厚度例如为10μm以上且500μm以下。导热构件40的第1面40a与第2基板20的第2面20b接触。
如图10A所示,在自由状态下,导热构件40的第2面40b侧的部分从第1基板10的第1面10a突出。此外,导热构件40的第2面40b露出。
如图10B所示,在固定状态下,缓冲材料30被压缩,第1基板10的第1面10a与被固定构件100的第1面100a接触,并且导热构件40的第2面40b与被固定构件100的第1面100a接触。此时,通过缓冲材料30的回弹力,导热构件40的第2面40b被按压于被固定构件100的第1面100a。
如图11所示,在导热构件40中,设置有金属部分41和树脂部分42。金属部分41是多个金属粉41a结合而成的。金属部分41包含金属,例如由纯金属构成。金属部分41例如包含选自由金(Au)、银(Ag)以及铜(Cu)构成的组中的1种以上的金属。树脂部分42包含树脂材料。树脂部分42的一部分配置在金属粉41a之间。
另外,在导热构件40中,也可以不必设置树脂部分42。在该情况下,也可以在金属粉41a之间形成气隙。
接下来,对导热构件40的形成方法进行说明。
图12A是表示本实施方式中的导热构件的形成方法的剖视图。
图12B是表示图12A所示的金属粉周边的局部放大剖视图。
图13A是表示本实施方式中的导热构件的形成方法的剖视图。
图13B是表示图13A所示的金属粉周边的局部放大剖视图。
图14A是表示本实施方式中的导热构件的形成方法的剖视图。
图14B是表示图14A所示的金属粉周边的局部放大剖视图。
图15A是表示本实施方式中的导热构件的形成方法的剖视图。
图15B是表示图15A所示的金属粉周边的局部放大剖视图。
首先,准备未设置导热构件40的发光模块。该发光模块的结构例如与图1B所示的发光模块1相同。然后,使发光模块的发光面即第2基板20的第1面20a朝下,使第2基板20的第2面20b朝上。
另一方面,如图12A以及图12B所示,准备在树脂液42a中分散有金属粉41a的糊膏43。树脂液42a包含树脂材料以及有机溶剂。金属粉41a包含金属,例如,由纯金属构成,例如包含选自金、银以及铜构成的组中的1种以上的金属。金属粉41a的颗粒直径例如为1μm以下,优选为500nm以下,更优选为100nm以下。通过减小金属粉41a的颗粒直径,容易使金属粉41a彼此烧结。
接下来,将糊膏43涂敷于第2基板20的第2面20b。在所涂敷的糊膏43中,金属粉41a大致均匀地分散在树脂液42a中。
接下来,如图13A、图13B、图14A以及图14B所示,使糊膏43中的有机溶剂挥发,并且使糊膏43中的树脂材料固化。例如,将糊膏43加热至200℃以下的温度。由此,有机溶剂从树脂液42a中被除去,金属粉41a彼此接触,树脂液42a中的树脂材料固化而形成固体状的树脂部分42,并且金属经由金属粉41a彼此的接点而在金属粉41a之间扩散。
接下来,如图15A以及图15B所示,使金属粉41a烧结。例如,将糊膏43加热到低于金属粉41a的小于熔点的温度,例如,180℃以上且250℃以下的温度。由此,金属粉41a彼此烧结,形成有金属部分41。此时,树脂部分42的一部分残留在金属粉41a之间。这样,形成有导热构件40。由此,制造出图10A所示的发光模块4。
如图10B所示,通过利用螺钉102将发光模块4的第1基板10按压于被固定构件100,从而使发光模块4的第1基板10以及导热构件40与被固定构件100接触。
接下来,对本实施方式的效果进行说明。
根据本实施方式,通过在发光模块4的第2基板20与被固定构件100之间夹设有使金属粉41a烧结而成的导热构件40,能够提高第2基板20与被固定构件100之间的导热性。由于导热构件40是将糊膏43固体化而形成的,因此能够抑制在与第2基板20的第2面20b之间形成微小的间隙。其结果是,能够实现高散热性。
本实施方式中的上述以外的结构及效果与第1实施方式相同。
<第5实施方式>
接下来,对第5实施方式进行说明。
图16A以及图16B是表示本实施方式所涉及的发光模块的剖视图。
图16A表示自由状态,图16B表示固定状态。图16A以及图16B示出了与图3B相当的截面。
如图16A以及图16B所示,在本实施方式所涉及的发光模块5中,除了第2实施方式所涉及的发光模块2的结构以外,还设置有导热构件40。导热构件40设置于第2基板20的第2面20b。导热构件40的结构以及形成方法如第4实施方式中所说明的那样。
如图16A所示,在自由状态下,设置于第1基板10的第1面10a的缓冲材料30比设置于第2基板20的第2面20b的导热构件40突出。
如图16B所示,在固定状态下,缓冲材料30的第2面30b与被固定构件100的第1面100a接触,并且导热构件40的第2面40b与被固定构件100的第1面100a接触。此时,缓冲材料30以及导热构件40被按压于被固定构件100。
在本实施方式中,由于使导热构件40介于第2基板20与被固定构件100之间,因此能够提高第2基板20与被固定构件100之间的导热性。
本实施方式中的上述以外的结构以及效果与第2实施方式相同。
<第6实施方式>
接下来,对第6实施方式进行说明。
图17是表示本实施方式所涉及的发光模块的剖视图。
图17是表示与图5相当的截面。
如图17所示,在本实施方式所涉及的发光模块6中,除了第3实施方式所涉及的发光模块3的结构以外,还设置有导热构件40。导热构件40设置于第2基板20的第2面20b。导热构件40的结构以及形成方法如第4实施方式中所说明的那样。
本实施方式中的上述以外的结构以及效果与第3实施方式相同。
-工业可用性-
本发明例如能够利用于汽车的头灯、街灯、室内灯等照明装置的光源。

Claims (23)

1.一种发光模块,具备:
第1基板,具有第1面和与所述第1面对置的第2面,在所述第1面形成有凹部,并在所述凹部的底面形成有到达所述第2面的开口部;
第2基板,配置于所述凹部内;
发光元件,搭载于所述第2基板,且经由所述开口部能够出射光;以及
缓冲材料,设置于所述第1基板与所述第2基板之间,且具有弹性,
在未施加将所述第2基板按压于所述第1基板的力的状态下,所述第2基板从所述第1基板的所述第1面突出。
2.根据权利要求1所述的发光模块,其中,
在被固定到被固定构件的状态下,所述第2基板以及所述第1基板与所述被固定构件接触。
3.根据权利要求1所述的发光模块,其中,
所述发光模块还具备导热构件,该导热构件设置于所述第2基板中的与搭载有所述发光元件的面对置的面。
4.根据权利要求3所述的发光模块,其中,
在被固定到被固定构件的状态下,所述第1基板以及所述导热构件与所述被固定构件接触。
5.一种发光模块,具备:
第1基板,具有第1面和与所述第1面对置的第2面,在所述第1面形成有凹部,并在所述凹部的底面形成有到达所述第2面的开口部;
第2基板,配置于所述凹部内;
发光元件,搭载于所述第2基板,且经由所述开口部能够出射光;以及
缓冲材料,设置在所述第1基板的所述第1面中的除了所述凹部以外的区域,且具有弹性。
6.根据权利要求5所述的发光模块,其中,
在未施加将所述第2基板按压于所述第1基板的力的状态下,所述缓冲材料比所述第2基板突出。
7.根据权利要求5或6所述的发光模块,其中,
在被固定到被固定构件的状态下,所述缓冲材料以及所述第2基板与所述被固定构件接触。
8.根据权利要求5或6所述的发光模块,其中,
所述发光模块还具备导热构件,该导热构件设置于所述第2基板中的与搭载有所述发光元件的面对置的面。
9.根据权利要求8所述的发光模块,其中,
在被固定到被固定构件的状态下,所述缓冲材料以及所述导热构件与所述被固定构件接触。
10.根据权利要求2、4、7以及9中的任一项所述的发光模块,其中,
所述被固定构件为散热片。
11.根据权利要求1~10中的任一项所述的发光模块,其中,
所述缓冲材料的弹性模量为0.1MPa以上且1000MPa以下。
12.根据权利要求1~11中的任一项所述的发光模块,其中,
所述缓冲材料包含石墨及具有弹性的树脂材料中的至少一者。
13.根据权利要求12所述的发光模块,其中,
所述树脂材料包含硅酮树脂。
14.根据权利要求3、4、8以及9中的任一项所述的发光模块,其中,
所述导热构件具有金属部分。
15.根据权利要求14所述的发光模块,其中,
所述金属部分包含选自由金、银以及铜构成的组中的1种以上的金属。
16.根据权利要求14或15所述的发光模块,其中,
所述金属部分是多种金属粉结合而成的。
17.根据权利要求16所述的发光模块,其中,
所述导热构件还具有树脂部分,
所述树脂部分的一部分配置在所述金属粉之间。
18.根据权利要求1~17中的任一项所述的发光模块,其中,
所述发光模块还具备连接器,该连接器搭载于所述第1基板的所述第2面,与所述发光元件电连接,且能够电连接外部电源。
19.根据权利要求18所述的发光模块,其中,
从所述第2面朝向所述第1面的方向观察,所述开口部和所述连接器配置于夹着所述第1基板的中心的位置。
20.根据权利要求18或19所述的发光模块,其中,
所述发光模块还具备:
第1焊盘,设置于所述第1基板的所述第2面,并与所述连接器电连接;
第2焊盘,设置于所述第2基板中的搭载有所述发光元件的面,并与所述发光元件电连接;以及
引线,将所述第1焊盘与所述第2焊盘连接。
21.根据权利要求1~20中的任一项所述的发光模块,其中,
所述第1基板为玻璃环氧基板。
22.根据权利要求1~21中的任一项所述的发光模块,其中,
在所述第1基板形成有用来与被固定构件螺纹固定的贯通孔。
23.根据权利要求1~22中的任一项所述的发光模块,其中,
所述第2基板包含金属或者陶瓷。
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