JP2003282951A

JP2003282951A - 発光装置

Info

Publication number: JP2003282951A
Application number: JP2002081506A
Authority: JP
Inventors: Koji Nakano; 公司中野
Original assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Current assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2003-10-03
Anticipated expiration: 2022-03-22
Also published as: JP4348894B2

Abstract

(57)【要約】【課題】リードフレーム８と配線パターン１とを接合
する半田９の影響を小さくし、ＬＥＤ２のずれを抑制す
ることで、制御性よく光軸合わせを行う。また、ＬＥＤ
２の基板からの剥がれや光軸のずれを防ぎ、外部からの
応力に対して、安定性の良い発光装置を提供する。【解決手段】第１の主面と第２の主面とを有する基板
と、該基板の第１の主面上に配線パターン１とＬＥＤ２
とを有する発光装置であって、前記ＬＥＤ２と前記第１
の主面との間に固定部３を有し、該固定部３は接着部４
を介して前記ＬＥＤ２と接合される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は大電流高輝度発光が可能な
照明装置および表示器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、発光装置としてＲＧＢ（赤・緑・
青色）がそれぞれ高輝度に発光可能な発光ダイオードに
加え紫外線が発光可能な発光ダイオードや白色（例えば
ＪＩＳ８１１０で規定された白色を含む）が発光可能は
発光ダイオードやレーザーダイオードが開発された。こ
れらの半導体発光素子は高輝度、低消費電力且つ長寿命
化とという優れた特性を有している。そのため、屋外や
屋内の各種ディスプレイ、信号機、各種インジケータや
標示や液晶装置のバックライトだけでなく照明機器へも
利用されはじめている。特にスポットライトなどにおい
ては、高い光量が必要となるため、非常に理想的であ
る。

【０００３】図７、図８は、例えば信号灯や照明装置と
して用いられる従来のＬＥＤ照明装置を示している。Ｌ
ＥＤを照明装置等、輝度を用途に応じて頻繁に変化させ
なければならない器機に用いられる場合、ＬＥＤの光学
特性を最大限に利用すべく、光軸合わせなどの光学設計
を正確に行う必要がある。しかしながら、図８に示すよ
うに、ＬＥＤ２は配線パターン１にリードフレーム８を
介して接続されており、半田のみで固定された状態とな
っている。そのために半田ペーストを配線パターン上へ
印刷し、その上にリードフレーム８を載置してリフロー
で半田付けを行う際、配線パターンの傾きや半田の量に
よっては、溶融した半田が流れ出すことがある。半田が
流れることで、リードフレーム８が引っ張られ、ＬＥＤ
２の位置がずれ、正確な位置決めや光軸合わせ等ができ
ないという問題が生じる。

【０００４】また、前記ＬＥＤ２と実装基板との間に、
シリコンなど樹脂からなる接着材を介在させて接合させ
ることで、上記問題点を解決しようとすると、さらなる
問題が生じてくる。樹脂や金属等は、それぞれの材料に
よって異なる線膨張係数を有するため、リードフレーム
と配線パターンとを接着している材料と、ＬＥＤと基板
とを接着している材料が異なるものからなる場合、温度
変化による、各接着材料の膨張、収縮の度合いが異な
る。言い換えると温度サイクルによって接着材料の体積
がそれぞれ異なってくる。そのため、光軸合わせなどの
微調整を行い、安定性を保つために接着材によって接合
しているにも係わらず、それぞれの接合部材の膨張や収
縮からくる突き上げや引っ張りにも差が生じ、ＬＥＤ２
は接合部から剥離する場合がある。さらに悪くは、配線
パターン１に半田９等によって接続されているリードフ
レーム８も、前記接着材からの突き上げや引っ張りが原
因となり、配線パターン１から剥がれる恐れも生じてく
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、Ｌ
ＥＤと実装基板との密着性を良好なものとし、光学設計
の際の制御性を良くすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明に係わる発光装置は、第１の主面と第２の
主面を有する基板と、該基板の第１の主面上に、配線パ
ターンとＬＥＤとを有する発光装置であって、前記ＬＥ
Ｄと第１の主面との間に固定部を有し、該固定部は接着
部を介して前記ＬＥＤと接合されると共に、前記配線パ
ターンと絶縁されていることを特徴とする発光装置であ
る。

【０００７】上記の構成を実行することで、本発明の発
光装置は、配線パターン間に存在する空間を利用し、固
定部および接着部を設けることで、ＬＥＤを載置する
際、接着部を介在させ、固定部に接合できるので、リー
ドフレーム下の半田の影響が小さくなり、光軸合わせ等
を適宜、設計通りに行うことができる。また、接着部の
下に、固定部が形成されているため、接着部を形成して
いる接着材の量を少なくできるので、接着部の体積は小
さくなり、温度サイクルによる各接合部の熱膨張や収縮
の、割合や量の違いによる、引っ張りや突き上げの度合
いの差が軽減される。そのため、配線パターンおよび固
定部からのＬＥＤの剥離や光軸の傾きやずれを抑制する
ことができる。

【０００８】本発明の請求項２に記載の発光装置は、前
記固定部が前記配線パターンと略同一の膜厚である。固
定部を配線パターンと略同一の膜厚とすることで、ＬＥ
Ｄを固定部上に載置する際に接着しやすい。

【０００９】本発明の請求項３に記載の発光装置は、前
記固定部が、導電性材料からなる発光装置である。固定
部を導電性材料で形成することで、ＬＥＤに生じた熱
を、基板側へ伝導させ、ＬＥＤ内に載置されている素子
の、寿命や発光強度等に係わる素子の劣化を抑制でき
る。

【００１０】本発明の請求項４に記載の発光装置は、前
記固定部が、前記配線パターンと同じ材料を含む発光装
置であり、また本発明の請求項５の発光装置は、前記固
定部は、前記配線パターンと同一材料からなる発光装置
である。固定部を配線パターンと同一の材料で形成する
場合、配線パターンを形成する際に固定部も形成するこ
とができ、新たな工程を加える必要がないために好まし
い。

【００１１】本発明の請求項６に記載の発光装置は、前
記固定部が、複数のＬＥＤと接合されると共に、前記基
板の外周部に形成された熱伝導部と接触するように形成
されている発光装置である。固定部を基板外周部に形成
された熱伝導部と接触させると、それぞれのＬＥＤから
発生する熱を固定部から基板外周部へ伝導させることが
できるため、発光素子の劣化に起因する放熱性の問題を
改善することができる。

【００１２】本発明の請求項７に記載の発光装置は、前
記固定部が、前記配線パターンの非形成部のほぼ全域を
覆うように形成されている発光装置である。前記固定部
を、基板の第１の主面の前記配線パターンが形成されて
いない、非形成部のほぼ全域を覆うように設けること
で、固定部の表面積を可能な限り多くとることもできる
ので、請求項６と比較すると、より放熱効果を上げるこ
とができる。

【００１３】本発明の請求項８に記載の発光装置は、前
記固定部が、配線パターンと離間している発光装置であ
る。固定部が、配線パターンと離間していることで、固
定部が、金属等の導電性材料からなる場合、配線パター
ンとの短絡を防止することができる。

【００１４】本発明の請求項９に記載の発光装置は、前
記熱伝導部が、金属を含んでいる発光装置である。熱伝
導部が、熱伝導率の高い金属を含有することで、より熱
の伝導を高めることができる。

【００１５】本発明の請求項１０に記載の発光装置は、
前記熱伝導部が、前記基板の第１の主面から突出する突
出部と平坦部とを有する発光装置である。熱伝導部に突
出部を備えることで、より表面積が増すため放熱効率が
良好となる。

【００１６】本発明の請求項１１に記載の発光装置は、
前記平坦部が、前記配線パターンおよび／又は、前記固
定部と略同一の膜厚である発光装置である。前記配線パ
ターンや固定部と同一の膜厚であると、それぞれどちら
かの製造工程、あるいは両方の製造工程と兼ねることが
でき、簡易に形成することができる。

【００１７】本発明の請求項１２に記載の発光装置は、
前記突出部が、前記ＬＥＤからの発光を反射する機能を
有する発光装置である。熱伝導部の突出部分が発光を反
射するリフレクタ機能を有することで、発光装置の輝度
を上げることができるため、より好ましい形態となる。

【００１８】本発明の請求項１３に記載の発光装置は、
前記突出部が、該突出部の頂部と第１の主面との距離が
一定である発光装置である。突出部の頂部と第１の主面
との距離が一定であると、発光装置を設置した場合、上
下および左右方向の発光を均等なものにできる。

【００１９】本発明の請求項１４に記載の発光装置は、
前記突出部の頂部に囲まれた領域が、前記第１の主面の
外周部に囲まれた領域よりも面積が大きい発光装置であ
る。第１の主面の外周部に囲まれた領域より、突出部の
頂部に囲まれた領域の面積が大きい場合、請求項１３の
発光装置と比較すると、発光装置から光が広範囲に出射
され照射面積を大きくすることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明に係わる発光装置は、例えば、図
１、図４および図５に示すように、第１の主面と第２の
主面とを有する基板の第１の主面上に、配線パターン１
と、ＬＥＤ２と固定部３および接着部４を備えた発光装
置である。第１の主面と第２の主面を有する基板は、例
えばエポキシ樹脂からなり、前記基板の第１の主面上に
は、例えば、図２のような直列の配線パターン１が形成
されている。各ＬＥＤは配線パターン１と電気的に接続
されており、接続されたコネクタから電流を流すことに
よって、全てのＬＥＤが発光する。各ＬＥＤ２と第１の
主面との間には固定部３が介在しており、各ＬＥＤの底
部の少なくとも一部は接着部４と接しており、前記接着
部４によって固定部３の上面と接合されている。各ＬＥ
Ｄ２と固定部３は導通されていないため、電気的には接
続されていない。また、各ＬＥＤ２は、ＬＥＤのパッケ
ージから突出しているリードフレーム８と配線パターン
１とが接続されることで、電気的に導通されている。

【００２１】従来、図８および図９に示すように、ＬＥ
Ｄ２を第１の主面上に設けられた配線パターン１に、Ｌ
ＥＤ２を載置する場合、配線パターン１にリードフレー
ム８が半田９によって接合されているので、半田ペース
トが溶融した際に半田の量や配線パターンの傾きなどに
より、半田９が流れ出し、ＬＥＤ２が引っ張られ、光軸
が傾くあるいは、ずれたりする。ＬＥＤ２は配線パター
ン１に接合される際、半田９の影響をそのまま受けるた
め、設計通りにＬＥＤの位置あわせがうまくいかなくな
るという問題も生じてくる。

【００２２】このような問題を解決すべく、配線パター
ン１間の空間を絶縁性の接着材等で、充填してＬＥＤと
基板の第１の主面とを接合すると、半田９の影響は軽減
され、安定性がよくなるため、光軸合わせ等の精度は上
がる。しかしながら、リードフレーム８下の接合部（図
９では半田９）とＬＥＤと基板の第１の主面とを接合し
ている、ＬＥＤ２下の接合部とが異なる材料からなる場
合、例えばリードフレーム８と配線パターン１とを接着
する材料を半田とし、ＬＥＤ２と基板とを接着する材料
を樹脂とする場合では、それぞれの接合部が異なった線
膨張係数を有することになる。また、ＬＥＤ２の下に設
ける接合部がリードフレーム８の下の接合部と同一の材
料からなるものであっても、接合するために要する量が
異なってくるため、体積の大きいＬＥＤ２下の接合部材
の、膨張や収縮の影響の方が大きいものとなる。これら
上記の理由によって、各接合部（リードフレーム８下の
半田９およびＬＥＤ２下の接着部４）は、温度変化によ
ってそれぞれが繰り返す膨張や収縮が異なる割合や量で
あるため、突き上げや引っ張りの度合いが各接合部で異
なり、ＬＥＤ２が配線パターンおよび基板の第１の主面
から剥離する場合もある。

【００２３】これらの問題点を改善するため、本発明者
は、基板の第１の主面上の配線パターン１の空間を利用
し、固定部３を設け、その上に設ける接着部４を介して
ＬＥＤ２を載置する構成に至った。このような構成を実
行し、ＬＥＤ２底面においても、固定部を設けて、接着
部を介して接合することで、半田９の影響を軽減するこ
とができる。また、ＬＥＤ２のパターンからの剥離や光
軸の傾きやずれは、ＬＥＤ２下の樹脂からなる接着部４
の影響の方が、リードフレーム８下の半田９と比較して
大きい。しかしながら、配線パターン１の間に充填され
る場合と比較して、接着部材よりも線膨張係数の小さい
材料からなる固定部３上に接着部４を形成すると、要す
る接合部材は少量となり、接着部４の体積は小さくなる
ため、該接着部４の膨張や収縮による影響も小さいもの
となる。そのため、リードフレーム８下の半田９とＬＥ
Ｄ２下の接着部４の突き上げや引っ張りの度合いの差に
よるＬＥＤ２の剥離や光軸のずれ等を抑制することがで
き、精度の高い位置あわせを行うことが可能となる。さ
らに、リードフレーム８のみで固定されている場合と比
較して、ＬＥＤ２に対しても直に接着部４を設けて、Ｌ
ＥＤと基板との接合部を増やすことで、外部からの応力
に対する強度も増す。

【００２４】また、ＬＥＤ２の底部と接着部を介して接
合されている固定部３が、基板の第１の主面の外周に沿
って設けられた熱伝導部５まで延長され、接触するよう
に設けられていると、ＬＥＤ２から発生した熱が速やか
に伝導されるため、素子の温度上昇を抑制することがで
き好ましい。さらに好ましくは、固定部３が、熱伝導部
５と一体化するように、配線パターン１形成部以外の部
分のほぼ全域を覆うように形成されている構成とする。
このような構成とすることにより放熱効率はより促進さ
れる。

【００２５】また、熱伝導部５が、平坦部７と突出部６
とからなるものであると、熱伝導部５が平坦部７のみか
らなるものより、表面積が増すため、上記の構成より放
熱効果は高まる。さらに、突出部６の形状を適宜要件に
あった形状に変化させることで、例えば、出射方向へ円
筒状のリフレクタ形状とし、突出部６の内側表面を、例
えばＡｇ、Ｎｉ、や白色反射材をメッキあるいは塗布す
ることによって、リフレクタ機能も同時に有することが
できる。リフレクタ機能を有し、発光の光を目的方向へ
反射させることで発光装置の輝度を向上させることがで
きるため、発光装置としてより好ましい構成となり得
る。以下本発明の各構成について詳述する。

【００２６】（基板）図２にＬＥＤが直列で載置される
配線基板の概略図を示す。配線基板は、Ｃｕなどからな
る配線パターン１が表面に印刷されて形成されたガラス
エポキシ樹脂やセラミック銅やアルミニウムや各種合金
等を用いる。

【００２７】また配線パターンは、これらの材料からな
る基板を用いて、基板上にマスクパターンを置き、印刷
する。あるいは、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等や、これら金属を
含む合金や、これら金属を含む積層膜などをＣＶＤやス
パッタリング法によって設け、エッチング等によって、
パターニングする、などの方法によって、適宜、所望の
配線パターンを形成することができる。

【００２８】また、反射効率を良くするために、ＬＥＤ
の発光色を考慮し、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｎｉ等の材料を
配線パターンにメッキ又は蒸着などによって、配線パタ
ーンの反射率を調整することができる。

【００２９】基板に金属を用いた場合は、電気的に絶縁
すべくＳｉＯ_２やＳｉＮｘなどの絶縁膜を形成後、上記
したような方法によって、配線パターンを形成すること
もできる。

【００３０】また、配線パターンによって各発光素子が
並列で接続され、配線パターンと固定部とが接触するこ
となく形成されることが可能でない場合、二層基板等の
多層基板を用いて、配線パターンにスルーホールを設け
て接続することで、短絡しないように交わることなく、
配線パターンを設けることもできる。

【００３１】（ＬＥＤ）基板の第１の主面上に搭載され
るＬＥＤ２は、発光素子、および基台、リードフレー
ム、パッケージ等からなる表面実装型ＬＥＤである。発
光素子はサファイア、ＳｉＣ、スピネル、ＧａＮなどの
基板上にＭＯＣＶＤ法などを利用して、ｎ型窒化物半導
体およびＰ型窒化物半導体を積層したものを好適に利用
することができる。また、ＧａＮ、ＧａＡｌＮ、ＩｎＧ
ａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＩｎＧａＡｌＮ、ＧａＩｎＢ
Ｎ、などの窒化物半導体のみならす、ＩｎＧａＰ、Ｇａ
Ｐ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、Ｚｎ
Ｓ、ＺｎＳｅ、ＳｉＣなど各種半導体を発光層に用いた
発光素子を好適に利用することができる。

【００３２】発光素子はリードフレームあるいは基台等
にダイボンディングによって載置される。発光素子の同
一面に形成された発光素子を用いる場合、一対の電極
は、それぞれ対応するリードフレームに金線などによる
ワイヤーにより接続される。さらに発光素子、ワイヤ
ー、およびリードフレームの一部がエポキシ樹脂又はシ
リコーン樹脂やアクリル樹脂などからなる封止樹脂で覆
われ、パッケージングされることにより表面実装型ＬＥ
Ｄが形成される。

【００３３】封止樹脂には、発光素子からの光を効率よ
く外部に透過させるために高い光の透過性が要求され
る。封止樹脂は、発光素子とリード電極とを接続するワ
イヤーを保護する機能を有している。また、樹脂中には
発光素子からの光に対して特定のフィルター効果等を持
たすため、着色染料や着色顔料または、蛍光体を添加す
ることもできる。

【００３４】また、前記発光素子が載置されているリー
ドフレーム８の他端はパッケージから突出した状態で形
成されており、表示表面側から見たリードフレーム他端
の最下面にて、各電極に対応する配線パターン１に導電
性ペーストや半田などを介し接着されることにより、各
ＬＥＤ２と配線パターン１は導通され電気的に接続され
ている状態となっている。

【００３５】一方、各ＬＥＤ２は、発光素子が絶縁性の
パッケージの、内部のリードフレーム上に載置され、パ
ッケージの内部はエポキシ樹脂又はシリコーン樹脂など
によってモールドされ、ＬＥＤ２の底面は樹脂等の絶縁
材料からなるものであるため、ＬＥＤ２と固定部３と
は、絶縁された状態となっている。リードフレームや導
電性材料からなる基台がＬＥＤの最も底部に位置し、導
電性材料がむき出した構成となっているパッケージを用
いる場合においても、ＬＥＤの底面に絶縁材料を塗布す
るなど、ＬＥＤ２と固定部３とが電気的に接続されず、
絶縁状態となる処置を施せば良く、放熱効率を問題とす
るのであれば、樹脂を介しているものより、こちらのパ
ッケージを用いる方が好ましい。

【００３６】また、上記の例は、同一面上に一対の電極
を備える発光素子を用いるものであるが、本発明はこれ
に限定されず、発光素子は対向する両面にそれぞれの電
極を備えた発光素子を用いることもできる。この場合、
発光素子はどちらか一方のリードフレームに導電性材料
を介して接続されると共に、もう一方のリードフレーム
に金線などによるワイヤーにより接続される。尚、載置
される発光素子の個数は、特に限定されず用途によって
個数は異なる。

【００３７】（固定部）固定部３は、図３に示されてい
るように、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等といった
導電性材料や、シリコン等の絶縁性材料をＣＶＤやスパ
ッタリング法等によって成膜し、フォトリソグラフィー
およびエッチングによってパターニングし形成する。ま
たは、成膜する際にマスクを設けて後にリフトオフする
ことで固定部３を形成することができる。導電性材料
で、さらに配線パターン１と同一の材料を用いる場合
は、配線パターン１を形成する際に、固定部３のパター
ンを同一工程で形成することが容易に行うことができる
ため、成膜後エッチングによって、固定部３を形成する
方法が好ましい。また、同一工程で形成すると、固定部
３の膜厚も略同一の厚さとなり、ＬＥＤの載置が行いや
すくなる。また、固定部３の形成方法は、上記した方法
に限定されず、金属膜あるいは絶縁膜を所望の形状に形
成出来うるいかなる方法も用いることができる。

【００３８】固定部３は、線膨張係数が接着部４よりも
小さい材料を選択すると、ＬＥＤに対する固定部の膨張
や収縮の影響を軽減することが出来るので、ＬＥＤの固
定部３とＬＥＤ２の密着性が保持でき、基板からの剥離
や光軸のずれを抑制することができるので好ましい。

【００３９】固定部３の形状は、ＬＥＤ２の個数および
配列の方法によって、任意に決定されるものであり、配
線パターン１と固定部３が絶縁された状態で、短絡する
ことなく形成できれば、どのような形状であっても良
い。また、固定部３は、複数のＬＥＤ２と接合され、基
板の第１主面の外周部に設けられる熱伝導部５に接触す
るよう形成されていると、ＬＥＤの各々に固定部３を設
ける場合と比較して、熱伝導部５へ熱を伝導させること
ができるため、放熱効果を高めることができる。また、
固定部３が、配線パターン１の非形成部のほぼ全域を覆
うように形成されていると、より固定部３の面積を広く
取ることができるため、さらに放熱効果を高めることが
できるので好ましい。

【００４０】固定部３が導電性材料からなる場合、配線
パターン１と接触すると、短絡するため、配線パターン
１と固定部３とは、絶縁膜を介している、あるいは離間
されることで、絶縁されていなければならない。離間さ
れている場合、配線パターン１と固定部３との距離は、
配線パターン１を流れる電流量によって異なり、電流値
が大きければ、より広い間隔が必要とされ、用途により
適宜決定することができる。また、使用する配線パター
ン１やＬＥＤ２の大きさ等によっても決定されるができ
るが、配線パターン１と固定部３とを短絡させないよう
に、それぞれの間隔を最低１０μｍ以上設けておく方が
好ましい。

【００４１】また、反射効率を良くするために、Ａｌ、
Ａｇ、Ｐｔ、Ｎｉ等の材料を固定部３にメッキ又は蒸着
させるなどによって、固定部３の反射率を調整すること
ができる。

【００４２】（接着部）接着部４は、Ａｇペースト（Ａ
ｇ＋樹脂バインダー）などからなる熱伝導率の良い導電
性接着材や半田あるいは、エポキシ樹脂系、ユリア樹脂
系、アクリル樹脂系、シリコン樹脂系、の高分子接着
材、低融点ガラス等からなる絶縁性接着材等を用いるこ
とができる。固定部３とＬＥＤ２とを接着させる機能を
有する他の材料も用いることは可能であるが、線膨張係
数がリードフレームと配線パターンとを接着する半田と
の差が小さいものが好ましい。また、ＬＥＤとの接触面
積をできるだけ少なくする場合は、粘度を上げるための
処置を適宜施すことができる。

【００４３】上記した接着部材を、固定部３の形成後に
ＬＥＤ２を固定するために十分な量をペーストする。例
えば３mm角のＬＥＤを用いる場合、接着材を１．５×１
０^７μｍ^３未満とすると、接着材の膨張や収縮の影響を
最小限に減じることができるので好ましい。次に、配線
パターン１のＬＥＤのリードフレーム８が接続される部
分に、半田ペースト等を塗布し、リフロー装置に投入す
る、設定温度は、リードフレーム８と配線パターン１を
接着する半田９の溶融条件とＬＥＤ２と固定部３とを接
合させる接着材からなる接着部４の硬化条件とを合わす
ことができればベストであるが、半田の溶融条件に合わ
せ、接着材の硬化条件以上の温度に設定する。このよう
な構成とすることで、ＬＥＤと基板の第１の主面とを接
合することができるためにリードフレーム８下の半田９
の影響を小さくすることができる。また、配線パターン
１間に接着材を充填し接合する場合、接着部材を３．５
×１０^７〜１．０５×１０^８μｍ^３程度必要とするが、
固定部３上に接着部４を設ける場合は、１．５×１０^７
μｍ^３程度の体積に低減することで、接着材の温度変化
による引っ張りや突き上げの影響もまた軽減することが
でき、ＬＥＤ２の位置ずれや固定部３からの剥離を防ぐ
ことができる。

【００４４】（熱伝導部）熱伝導部５は、熱伝導の良い
材料からなるもので、配線パターン１や固定部３を設け
る方法と同様にして形成することができ、例えば、Ｃ
ｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌや、これらの金属を含む合金や、
これら積層膜などをＣＶＤやスパッタリング法によって
設けることができる。配線パターン１や固定部３と同じ
材料で形成する場合には、同一の工程で、行うことがで
きる。熱伝導部５の形状は、基板の第１の主面の外周部
に沿うように形成し、例えば円状の基板からなるもので
あると、図３に示すように、円を描くように熱伝導部５
を形成する。

【００４５】固定部３および配線パターン１と同一工程
で行う場合は、独立させてパターニング等を行う必要は
なく、また、固定部３が熱伝導部５と接触する場合は固
定部３と一体化したパターンを設けても良い。固定部３
と熱伝導部５を接触させた状態で形成すると、放熱特性
が良くなる。また、配線パターン１の非形成部に固定部
３と熱伝導部５を一体化させて基板の第１の主面のほぼ
全域を覆うように形成させると、さらに良好な放熱特性
を有するものとなる。

【００４６】また、熱伝導部５は、平坦部７と突出部６
から成るものであると、熱伝導部５の表面積を広げるこ
とができるため、放熱特性はより改善され、さらに突出
部６が基板外周に沿って形成されるリフレクタの機能を
有する形状から成るものであると、ＬＥＤからの発光の
反射効率も向上し、好ましい形態となる。

【００４７】突出部６は、平坦部７と別に形成されたも
のを用いても良く、また、別の材料から成っても良い。
平坦部７は、配線パターン１や固定部３と略同一の厚さ
であり、また、同一の材料からなるものであると、同一
の工程で形成することができるため好ましい。

【００４８】また、突出部６は平坦部７よりも熱伝導率
の良い材料から成るものであり、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、
Ｆｅ、Ａｇ、Ａｕ、セラミクス等の金属、または熱伝導
性の良い材料を用いることができ、Ａｌなどの材料を用
いると、特に好ましい。

【００４９】また、形状は目的に応じて、変えることが
できるが、頂部と基板の第１の主面との距離が一定の、
円筒状の形を有していると、より照射範囲の狭い光を出
射でき、頂部から成る領域が第１の主面の外周部から成
る領域よりも広い面積を有する場合は、前記の発光装置
と比較して、より広範囲を照射できる。

【００５０】突出部６にリフレクタ機能を持たせる際、
内側表面は、光の反射効率を良くするために、白色材料
を塗布する、あるいはＡｇ、Ｎｉ等の金属をメッキまた
は蒸着する、磨いて鏡面にする、など発光色等を考慮
し、適当な処理を突出部内側表面に施すことで、より機
能効果が高まるので、好ましい。また、外側表面は、黒
色材料を塗布する、またはＡｌ表面を酸化させるために
アルマイト処理を行う、または、外側表面に凹凸を形成
するとより表面積が広くする等によって、放熱効率を高
めることができる。これらの他にも、内側表面は発光を
最大限に利用できるよう反射効率を上げるための処理お
よび外側表面は、放熱効率を高めるための処理を適宜施
すことができる。

【００５１】基板の第１の主面の外周を覆っている熱伝
導部５が、基板の第１の主面の裏面にあたる第２の主面
にまで延長する形態であり、ヒートシンクと接続されて
いると、さらに放熱効率は高くなる。前記ヒートシンク
は、熱を吸収してから放出する機構を有するものであ
り、配線基板の裏面に設けられ、多数の凸部が形成され
た形状のものも用いられている。このような構造とする
ことで、表面積を大きくすることができるので、ＬＥＤ
から発生して基板に蓄積された熱を効率よく外気に放出
させることができる。

【００５２】また、上記と同様の目的で、ヒートパイプ
を用いてフィンに熱を伝えることもできる。ヒートパイ
プは、管の内壁にもう際管構造を持たせた金属パイプの
内部を真空にし、作動液として少量の水・代替フロンな
どを密閉して形成することができる。具体的には、ヒー
トパイプの一端を、ＬＥＤを配置させた基板の裏面に接
続させ、他端は基板と離れた位置に配されるようにす
る。ＬＥＤから放出された熱は基板および金属膜を介し
てヒートパイプの一端に達し、その加熱された部分の作
動液が蒸発する。蒸気流となった作動液は加熱された一
端よりも低温である他端へと移動する。その際、他端に
フィンなどのヒートシンクを設けておくとフィンへ熱が
送られ、ＬＥＤから生じた熱が放熱される。また、蒸気
流が低温部の管壁に接触し冷却されて凝縮されると毛細
管現象または重力によりＬＥＤと熱的に接触された部分
へと戻り、繰り返し熱を連続的に輸送することができ
る。このように、ＬＥＤを配置させた基板に熱放出手段
に加えて、熱伝導手段も設けることによって、基板と離
れた位置に熱放熱手段を取り付けることができる。

【００５３】また、突出部６の頂部にはレンズを設ける
と、よりＬＥＤ２からの発光の配光を制御し、所望の指
向性を有する発光装置を得ることができる。

【００５４】以上詳細に説明したように、本発明に係わ
る発光装置は、基板の第１の主面上に形成された配線パ
ターン間に固定部を設け、前記固定部上に設けた接着部
を介してＬＥＤが載置され、ＬＥＤが固定部に接合され
る。このような構成とすることで、リードフレームと配
線パターンとを接合する半田の影響を小さくし、位置あ
わせの際の、半田が流れるなどから起こる、ＬＥＤのず
れを抑制し、制御性良く光軸合わせ等を行うことができ
る。また、配線パターン間に接着材のみを設ける場合と
比較して、接合するのに要する接着材の体積を少なくす
ることができるため、接着材の膨張および収縮による、
突き上げや引っ張りを軽減し、ＬＥＤの剥がれや光軸の
傾きやずれ、等を防ぐことができ、信頼性および光学特
性に優れた発光装置を得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態である模式的平面図であ
る。

【図２】本発明で用いる配線パターンが形成された基板
の模式図である。

【図３】本発明の実施の形態の一工程において得られる
模式的平面図である。

【図４】本発明の実施の形態である模式的断面図であ
る。

【図５】本発明の実施の形態である模式的断面図であ
る。

【図６】本発明の実施の形態である模式的断面図であ
る。

【図７】本発明の従来例である模式的平面図である。

【図８】本発明の従来例である模式的断面図である。

【図９】本発明の従来例である模式的断面図である。

【符号の説明】

１…配線パターン２…ＬＥＤ３…固定部４…接着部５…熱伝導部６…突出部７…平坦部８…リードフレーム９…半田

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の主面と第２の主面を有する基板
と、該基板の第１の主面上に、配線パターンとＬＥＤと
を有する発光装置であって、前記ＬＥＤと前記第１の主面との間に固定部を有し、該
固定部は、接着部を介して前記ＬＥＤと接合されると共
に、前記配線パターンと絶縁されていることを特徴とす
る発光装置。
【請求項２】前記固定部は、前記配線パターンと略同
一の膜厚である請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】前記固定部は、導電性材料からなる請求
項１乃至２に記載の発光装置。
【請求項４】前記固定部は、前記配線パターンと同じ
材料を含む請求項１乃至２に記載の発光装置。
【請求項５】前記固定部は、前記配線パターンと同一
材料からなる請求項１乃至２に記載の発光装置。
【請求項６】前記固定部は、複数のＬＥＤと接合され
ると共に、前記基板の外周部に形成された熱伝導部と接
触するように形成されている請求項１乃至５に記載の発
光装置。
【請求項７】前記固定部は、前記配線パターンの非形
成部のほぼ全域を覆うように形成されている請求項１乃
至６に記載の発光装置。
【請求項８】前記固定部は、配線パターンと離間して
いる請求項１乃至７に記載の発光装置。
【請求項９】前記熱伝導部は、金属を含む請求項１乃
至８に記載の発光装置。
【請求項１０】前記熱伝導部は、前記基板の第１の主
面から突出する突出部と平坦部とを有する請求項１乃至
９に記載の発光装置。
【請求項１１】前記平坦部は、前記配線パターンおよ
び／又は、前記固定部と略同一の膜厚である請求項１乃
至１０に記載の発光装置。
【請求項１２】前記突出部は、前記ＬＥＤからの発光
を反射する機能を有する請求項１乃至１１に記載の発光
装置。
【請求項１３】前記突出部は、該突出部の頂部と第１
の主面との距離が一定である請求項１乃至１２に記載の
発光装置。
【請求項１４】前記突出部の頂部に囲まれた領域は、
前記第１の主面の外周部に囲まれた領域よりも面積が大
きい請求項１乃至１３に記載の発光装置。