JP2003324214A - 発光モジュール - Google Patents

発光モジュール

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JP2003324214A JP2002128412A JP2002128412A JP2003324214A JP 2003324214 A JP2003324214 A JP 2003324214A JP 2002128412 A JP2002128412 A JP 2002128412A JP 2002128412 A JP2002128412 A JP 2002128412A JP 2003324214 A JP2003324214 A JP 2003324214A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成により、また厚みやサイズをあま
り大きくすることなく、発光部品の放熱を良好にするこ
とができる発光モジュールを提供する。 【解決手段】 配線基板２４の表面で一対のランド３
３、３４を対向させ、２本の配線ライン３５、３６をそ
れぞれランド３３、３４に接続させている。発光部品２
３の実装側外部電極３０は、発光素子をダイボンドされ
たリードフレームにつながっており、非実装側外部電極
３１はボンディングワイヤを介して発光素子に結合され
たリードフレームにつながっている。そして、実装側外
部電極３０をランド３３に半田３７で接合させ、非実装
側外部電極３１をランド３４に半田３７で接合させて発
光部品２３を配線基板２４の上に実装する。発光部品２
３の実装側外部電極３０が半田付けされている側の配線
ライン３５のライン幅を、非実装側外部電極３１が半田
付けされている側の配線ライン３６のライン幅よりも大
きくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、配線基板に発光素
子を実装した発光モジュールに関する。特に、面照明装
置に用いられる発光モジュールに関する。
【０００２】
【背景技術】液晶表示装置は、薄型かつ軽量であるとい
った特徴があり、パソコンなどにおいて、その需要が高
まっている。そのため液晶表示装置の需要が増大してき
ているが、液晶表示パネル自体は自発光しないので、そ
の表示内容を視覚で認識できるようにするためには外光
や面照明装置（補助照明）が必要になる。また、近年は
携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）とい
ったモバイル機器における大幅な需要増大に伴い、薄型
化及び面積縮小化などによる省スペース化と、バッテリ
ー駆動のための省電力化とが液晶表示装置の重要な課題
となっている。このため、液晶表示装置の省スペース化
に対しては、照明装置の薄型化によって対応しており、
省電力化に対しては、発光ダイオード（ＬＥＤ）を採用
することで達成している。
【０００３】そこで、従来にあっては面照明装置（バッ
クライト、フロントライトなど）の省電力化を図るため
にＬＥＤを用いた発光モジュールを導光板と組み合わせ
ることによって面照明装置を構成している。図１（ａ）
及び（ｂ）は従来の発光モジュール１を示す断面図及び
平面図である。発光モジュール１は、ＬＥＤ２を内蔵し
た発光部品３を配線基板４の上に実装したものである。
【０００４】発光部品３においては、図１（ａ）に表わ
されているように、２つのリードフレーム５、６を備
え、一方のリードフレーム５の先端部にＬＥＤ２が実装
され、他方のリードフレーム６とＬＥＤ２とがボンディ
ングワイヤ７で結ばれている。ＬＥＤ２は透明モールド
樹脂８によって封止されており、ＬＥＤ２の前面にあた
る箇所を除いて透明モールド樹脂８の外面は不透明の
（例えば白色の）モールド樹脂９によって覆われてい
る。さらに、モールド樹脂９の下面には、ＬＥＤ２が実
装されたリードフレーム５と導通した実装側外部電極１
０と、他方のリードフレーム６と導通した非実装側外部
電極１１とが設けられている。
【０００５】一方、配線基板４は、絶縁基板１２の表面
で一対のランド１３、１４を対向させ、絶縁基板１２の
表面に形成した２本の配線ライン１５を各ランド１３、
１４に接続させたものである。そして、実装側外部電極
１０及び非実装側外部電極１１をそれぞれランド１３、
１４に半田付けすることにより、発光部品３を配線基板
４の上に実装している。
【０００６】しかし、このような発光モジュール１で
は、ＬＥＤ２からの発熱（熱損失）によりＬＥＤ２の発
光輝度が低下するという問題がある。図２はＬＥＤ２が
モールド樹脂８、９によって覆われていない裸の状態に
おける、ＬＥＤ温度（周囲温度）と輝度との関係を示す
図である。発光モジュール１を駆動すると、ＬＥＤ２の
発熱によってＬＥＤ２の温度が次第に上昇し、その結
果、図２に示すように次第にＬＥＤ２の発光輝度が低下
してくる。
【０００７】さらには、発光部品３の温度が上昇する
と、透明モールド樹脂８の透過率が低下するので、ＬＥ
Ｄ２で発光した光のうち発光部品３の前面から出射され
る光の割合が低下し、光利用効率が低下するという問題
がある。図３はＬＥＤ２がモールド樹脂８、９によって
覆われた状態における、ＬＥＤ温度（周囲温度）と輝度
との関係を示す図（縦軸の輝度の単位は図２と同じに揃
えている。）である。図３と図２を比較すると、ＬＥＤ
２がモールド樹脂８、９で覆われている図３の場合の方
が輝度の低下が著しいが、これは透明モールド樹脂８が
高温に長時間曝されると徐々に劣化するため（透明度が
落ちるため）その透過率が低下することに原因してい
る。
【０００８】そのため、図４に示す従来の発光モジュー
ルでは、放熱手段を設けることにより、発光モジュール
の温度上昇を防止している。この発光モジュール１６で
は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、ランド１４に
つながる側の配線ライン１５からダミー配線１７を延出
し、ダミー配線１７の先端に設けられたランド１８に金
属フレーム製の放熱板１９を半田付け又はリベット止め
し、放熱板１９がスペースを取って邪魔にならないよう
配線基板４の上面側へ折り曲げている。
【０００９】このような放熱手段では、発光部品３で発
生した熱は、ダミー配線１７及びランド１８を通じて放
熱板１９から放熱される。しかし、このような構造で
は、放熱板１９のために発光モジュール１６の面積又は
厚みが大きくなり、発光モジュール１６を設けるための
スペースが大きくなるという問題がある。また、このよ
うな発光モジュール１６では、発光部品３を実装した
後、放熱板１９を折り曲げなければならず、発光モジュ
ール１６を製作するための工数が増加するという問題が
あった。
【００１０】
【発明の開示】本発明は上記の従来例の問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、配線基
板に工夫を凝らすことによって簡単な構成により発光部
品の放熱を良好にすることができる発光モジュールを提
供することにある。本発明の別な目的は、放熱板を曲げ
加工したりすることなく、簡単に取付けることができ、
しかも省スペース化を実現することができる発光モジュ
ールを提供することにある。
【００１１】本発明に係る第１の発光モジュールは、配
線基板に発光素子を実装した発光モジュールにおいて、
前記配線基板に形成されていて、前記発光素子に接続さ
れている配線部分に放熱機能を持たせたことを特徴とし
ている。ここで、配線部分とは、配線ラインに限らず、
ランドやバイアホール、スルーホール、配線基板内部の
配線なども含む広い概念である。なお、第１の発光モジ
ュールは、後述の発明の実施の形態における第１の実施
形態、第２の実施形態、第３の実施形態、第４の実施形
態、第５の実施形態、第７の実施形態、第９の実施形態
に相当する。
【００１２】配線部分に放熱機能を持たせる方法として
は、配線部分の幅を広くする方法、配線部分の面積を広
くする方法、配線部分の厚みを大きくする方法、配線部
分の体積を大きくする方法、配線部分に熱伝導率の高い
材質を用いる方法、配線部分に放熱板を付加する方法な
どがある。特に、配線部分の面積を広くする方法では、
配線部分の全面積を配線基板の面積の５０％以上にして
おくのが望ましい。
【００１３】第１の発光モジュールにあっては、配線基
板に形成されている配線部分に放熱機能を持たせている
ので、発光素子で発生した熱は配線基板の配線部分を通
じて放熱され、発光素子の温度上昇を抑制することがで
きる。よって、第１の発光モジュールによれば、発光モ
ジュールの温度上昇を抑制して発光モジュールの輝度の
低下を防止することができる。
【００１４】また、第１の発光モジュールでは、配線基
板を製造する際に、放熱機能を付与するように配線部分
を設ければよいので、容易に放熱機能を付与することが
できる。さらに、配線部分が放熱機能を有しているの
で、放熱部を備えた発光モジュールを小型化することが
できる。
【００１５】本発明に係る第１の発光モジュールの実施
態様においては、前記配線基板に形成されている配線部
分のうち、前記発光素子に熱抵抗の比較的小さな経路を
介して接続されている配線部分の放熱性を、前記発光素
子に熱抵抗の比較的大きな経路を介して接続されている
配線部分の放熱性よりも高くしている。ここで、発光素
子に熱抵抗の比較的小さな経路を介して接続されている
配線部分（低熱抵抗側配線部分という。）とは、例えば
発光素子がダイボンドされているリードフレーム側を接
続される配線部分である。また、発光素子に熱抵抗の比
較的大きな経路を介して接続されている配線部分（高熱
抵抗側配線部分という。）とは、例えばボンディングワ
イヤを介して発光素子に結合されているリードフレーム
側を接続される配線部分である。
【００１６】発光素子に熱抵抗の比較的小さな経路を介
して接続されている配線部分の放熱性を発光素子に熱抵
抗の比較的大きな経路を介して接続されている配線部分
の放熱性よりも高くする方法としては、低熱抵抗側配線
部分の幅を高熱抵抗側配線部分の幅よりも広くする方
法、低熱抵抗側配線部分の面積を高熱抵抗側配線部分の
面積よりも大きくする方法、低熱抵抗側配線部分の厚み
を高熱抵抗側配線部分の厚みよりも大きくする方法、低
熱抵抗側配線部分の体積を高熱抵抗側配線部分の体積よ
りも大きくする方法、低熱抵抗側配線部分の材質を高熱
抵抗側配線部分の材質よりも熱伝導率の高い材質を用い
る方法、低熱抵抗側配線部分にのみ放熱板を付加する方
法などがある。
【００１７】このような実施態様によれば、発光素子で
発生した熱は低熱抵抗側配線部分に多く流れるので、こ
の低熱抵抗側配線部分の放熱性の方を高くすることによ
り、発光素子で発生した熱を効率よく放熱させることが
でき、発光素子の温度上昇を防止する効果をより高める
ことができる。特に、この実施形態は、低熱抵抗側配線
部分と高熱抵抗側配線部分を設けることのできる面積が
制約されている場合や、発光モジュールのコストを抑え
たい場合などに有利である。
【００１８】本発明に係る第１の発光モジュールの別な
実施態様においては、前記配線基板の表面を半田流出防
止用の層によって覆い、前記半田流出防止用の層にあけ
た開口の全体に前記配線部分を露出させ、前記半田流出
防止用の層から露出した前記配線部分の露出面に前記発
光素子を接続している。
【００１９】このような実施態様によれば、半田流出防
止用の層にあけた開口（あるいは、開口から露出してい
る配線部分）の位置を基準にして発光素子等を実装する
ことができるので、配線部分自体の大きさは実装精度に
よって制約を受けることが無くなる。よって、配線部分
の面積を大きくして配線部分の放熱性を高めることがで
き、放熱性と実装性に優れた発光モジュールを実現する
ことができる。
【００２０】本発明に係る第２の発光モジュールは、配
線基板に発光素子を実装した発光モジュールにおいて、
前記配線基板の内部に放熱部を設けたことを特徴として
いる。なお、第２の発光モジュールは、後述の発明の実
施の形態における第７の実施形態に相当する。
【００２１】第２の発光モジュールにあっては、配線基
板の内部に熱伝導性の良好な放熱部を設けているので、
発光素子で発生した熱は配線基板内部の放熱部から放熱
され、発光素子の温度上昇を抑制することができる。ま
た、配線基板の内部に放熱部を設ける場合には、板状を
した放熱部を複数層設けることもできるので、高い放熱
効果を得ることも可能である。よって、第２の発光モジ
ュールによれば、発光モジュールの温度上昇を抑制して
発光モジュールの輝度の低下を防止することができる。
【００２２】また、第２の発光モジュールでは、配線基
板の製造工程において配線基板の内部に放熱部を設けて
おけばよいので、容易に放熱部を設けることができる。
さらに、配線基板の内部に放熱部を設けているので、放
熱部を備えた発光モジュールを小型化することができ
る。
【００２３】本発明に係る第３の発光モジュールは、配
線基板に発光素子を実装した発光モジュールにおいて、
前記配線基板の裏面に密着させるようにして放熱部を設
けたことを特徴としている。なお、第３の発光モジュー
ルは、後述の発明の実施の形態における第６の実施形態
に相当する。
【００２４】第３の発光モジュールにあっては、配線基
板の裏面に熱伝導性の良好な放熱部を設けているので、
発光素子で発生した熱は配線基板裏面の放熱部から放熱
され、発光素子の温度上昇を抑制することができる。ま
た、両面配線基板などを除けば、配線基板の裏面のほぼ
全体に放熱部を設けることができるので、高い放熱効果
を得ることも可能である。よって、第３の発光モジュー
ルによれば、発光モジュールの温度上昇を抑制して発光
モジュールの輝度の低下を防止することができる。
【００２５】また、第３の発光モジュールでは、配線基
板の裏面に放熱部を貼り付けるだけでよいので、容易に
放熱部を設けることができる。さらに、配線基板の裏面
に密着させるように放熱部（例えば、板状の放熱部）を
設けているので、放熱部を備えた発光モジュールを小型
化することができる。
【００２６】本発明に係る第４の発光モジュールは、パ
ッケージ内に封止された発光素子を配線基板に実装した
発光モジュールにおいて、前記パッケージの表面に放熱
部を取付けたことを特徴としている。なお、第４の発光
モジュールは、後述の発明の実施の形態における第８の
実施形態に相当する。
【００２７】第４の発光モジュールにあっては、発光素
子を封止しているパッケージに熱伝導性の良好な放熱部
を取り付けているので、発光素子で発生した熱はパッケ
ージを介して放熱部から放熱され、発光素子の温度上昇
を抑制することができる。よって、発光モジュールの輝
度の低下を防止することができる。また、放熱部はパッ
ケージに接着剤等を用いて簡単に取り付けることができ
るので、放熱部の取り付けも簡単に行える。さらに、従
来例のようにパッケージと放熱部との間に空間が生じな
いので、放熱部を備えた発光モジュールを小型化するこ
とができる。
【００２８】なお、この発明の以上説明した構成要素
は、可能な限り組み合わせることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図５は本発明
の一実施形態による発光モジュールの構造を示す正面
図、図６はその平面図である。この発光モジュール２１
は、例えば液晶表示装置のバックライトや反射型液晶表
示装置のフロントライト等として用いられる面照明装置
の光源として用いられるものである。
【００３０】発光モジュール２１は、発光部品２３をプ
リント配線基板やフレキシブル基板等の配線基板２４の
上に実装したものである。発光部品２３は、パッケージ
内にＬＥＤ等の発光素子２２を内蔵したものであって、
図５に表わされているように、２つのリードフレーム２
５、２６を備え、実装側リードフレーム２５の先端部に
発光素子２２が実装され、非実装側リードフレーム２６
と発光素子２２とがボンディングワイヤ２７で電気的に
接続されている。少なくとも発光素子２２の部分は透明
なモールド樹脂２８によって封止されており、発光素子
２２の前面にあたる箇所を除いて透明なモールド樹脂２
８の外面は不透明の（例えば白色の）モールド樹脂２９
によって覆われている。さらに、モールド樹脂２９の下
面には、発光素子２２が実装された実装側リードフレー
ム２５と導通した実装側外部電極３０と、非実装側リー
ドフレーム２６と導通した非実装側外部電極３１とが設
けられている。
【００３１】一方、配線基板２４は、フレキシブル基板
やガラスエポキシ樹脂基板等の絶縁基板３２の表面で一
対のランド３３、３４を対向させ、絶縁基板３２の表面
にＣｕ等で形成した２本の配線ライン３５、３６をそれ
ぞれランド３３、３４に接続させたものである。そし
て、実装側外部電極３０をランド３３に半田３７で接合
させ、非実装側外部電極３１をランド３４に半田３７で
接合させて発光部品２３を配線基板２４の上に実装して
いる。ここで、発光部品２３の実装側外部電極３０が半
田付けされている側の配線ライン３５のライン幅は、非
実装側外部電極３１が半田付けされている側の配線ライ
ン３６のライン幅よりも大きくなっている。特に、配線
ライン３５のライン幅は、配線基板２４の幅の範囲内で
できるだけ広くとることが望ましい。
【００３２】この発光モジュール２１にあっては、配線
ライン３５の幅を広くとっているので、配線ライン３５
に放熱板の機能を持たせることができ、発光部品２３で
発生した熱は配線ライン３５に伝導され、配線ライン３
５から空中へ放熱される。従って、このような放熱方法
によれば、余分な放熱用の部品が必要なく、しかも、放
熱用の部品によって発光モジュール２１のサイズが大き
くなることがなく、限られたスペースの中で省スペース
化を維持しながら発光モジュール２１の放熱性を良好に
できる。
【００３３】また、発光部品２３の外部電極のうち、実
装側外部電極３０は発光素子２２を実装された実装側リ
ードフレーム２５に直接つながっているが、非実装側外
部電極３１はボンディングワイヤ２７及び非実装側リー
ドフレーム２６を介して発光素子２２につながっている
ため、実装側外部電極３０には発光素子２２の熱が伝わ
って温度が上昇し易いが、非実装側外部電極３１には発
光素子２２の熱は伝わりにくい。本実施形態の発光モジ
ュール２１では、実装側外部電極３０が半田付けされる
側の配線ライン３５の幅を広くしているので、発光素子
２２で発生した熱を効率的に放熱させることができ、発
光素子２２ないし発光部品２３の温度上昇を効果的に抑
制することができる。よって、本発明の発光モジュール
２１によれば、温度上昇による発光素子２２の輝度低下
やモールド樹脂２８の透過率の低下を防止し、小型で高
性能の発光モジュール２１を得ることができる。
【００３４】図７は図１に示したような構造の従来の発
光モジュール１と図５及び図６に示したような本実施形
態による発光モジュール２１との放熱性を比較した図で
ある。図７のラインＡ１は従来例の温度上昇を示し、ラ
インＢ１は当該実施形態による発光モジュール２１の温
度上昇を示しており、図７の横軸は発光素子２２に流れ
る電流ＩＦを表わし、縦軸は温度上昇（室温との温度
差）Δｔを表わしている。ここで、試験に用いた従来例
のサンプルは、配線基板４の幅が３ｍｍ、両配線ライン
１５のライン幅が０.２ｍｍであった。また、試験に用
いた本発明実施形態のサンプルは、配線基板２４の幅が
３ｍｍ、実装側の配線ライン３５の幅が２ｍｍ、非実装
側の配線ライン３６の幅が０.２ｍｍであった。図７か
ら分かるように、同一通電電流であれば、本発明の発光
モジュール２１では、従来例の発光モジュール１に比較
して温度上昇を抑えることができ、その温度上昇の差は
通電電流値ＩＦが大きくなるほど顕著となっている。
【００３５】図８も従来例（図１）と本実施形態（図
５、図６）の発光モジュールの輝度の電流特性を比較し
て示す図である。図８の横軸は発光素子に流れる電流Ｉ
Ｆを示し、縦軸は各発光モジュールの輝度を表わしてい
る。ここに、黒丸マーク（●）は本実施形態の発光モジ
ュール２１の輝度を表わしており、黒四角マーク（■）
は従来例の発光モジュール１の輝度を表わしている。本
発明の発光モジュール２１は、図７に示したように従来
例と比較して温度上昇を抑制することができるので、同
一通電電流値であれば、その分輝度が大きくなってい
る。
【００３６】図９は実装側の配線ライン３５の配線面積
Ｓ２と非実装側の配線面積Ｓ１との比Ｓ２／Ｓ１と発光
部品２３の温度上昇Δｔとの関係を表わしている（発光
素子２２に３０ｍＡの電流を流した場合）。図９によれ
ば、実装側の配線ライン３５の面積を大きくして面積比
Ｓ２／Ｓ１を大きくするにつれて温度上昇Δｔが低下す
る様子が分かる。
【００３７】また、図１０は実装側外部電極３０を接続
する側の配線ライン３５の幅のみを広くした場合と、両
方の配線ライン３５、３６を広くした場合との放熱特性
を比較して示す図である。図１０の横軸は発光素子に流
れる電流ＩＦを示し、縦軸は温度上昇（室温との温度
差）Δｔを表わしている。図１０における太実線による
ラインは、実装側外部電極３０が接続される側の配線ラ
イン３５の幅だけを広くした（配線ライン３５の幅が３
ｍｍ、配線ライン３６の幅が０.２ｍｍ）場合の温度上
昇を表わしており、図１０における細破線によるライン
は、両配線ライン３５、３６の幅を広くした（配線ライ
ン３５の幅が３ｍｍ、配線ライン３６の幅が３ｍｍ）場
合の温度上昇を表わしている。図１０から明らかなよう
に、実装側外部電極３０が接続される側の配線ライン３
５のみを幅広にしても、両配線３５、３６を幅広にして
も、発光モジュールの上昇温度にはほとんど差がない。
従って、実装スペースやコスト等を考慮すれば、実装側
外部電極３０を接続される側の配線ライン３５のみを広
くする方が好ましい。
【００３８】また、本発明の発光モジュール２１では図
４の従来例のような放熱板が必要なく、発光モジュール
２１の省スペース化を図ることができる。また、従来例
の発光モジュール１６では、発光素子（ＬＥＤ）が実装
されている側の実装側外部電極１０とボンディングワイ
ヤを介してつながっている非実装側外部電極１１におけ
る発熱量の違いには着目されていなかったので、非実装
側外部電極１１が放熱板１９につながったダミー配線１
７の出ている側のランド１４に接続されていた。このた
め、発熱量の少ない側で放熱を行なう結果となってい
た。これに対し、本発明の発光モジュール２１では、発
光素子２２が実装されている側の実装側外部電極３０が
幅の広い配線ライン３５に接続されているので、発熱量
の大きな側に放熱手段を設けて効果的に放熱を行なうこ
とができた。
【００３９】（第２の実施形態）図１１（ａ）及び
（ｂ）は本発明の別な実施形態による発光モジュール４
１の構造を示す平面図及び断面図である。この実施形態
では、発光素子２２を実装された側の配線部分と非実装
側の配線部分の体積を異ならせ、実装側で非実装側より
も配線部分の体積を大きくして発光モジュール４１の放
熱性を良好にしている。図１１に示す発光モジュール４
１では、実装側外部電極３０が接続されている側のＣｕ
製のランド３３の厚みを、非実装側外部電極３１が接続
されている側のＣｕ製のランド３４の厚みよりも大きく
している。ただし、発光部品２３を実装する際を考慮し
て、ランド３３の上面とランド３４の上面とは同じ高さ
となるようにしている。
【００４０】このような実施形態によれば、厚みの大き
なランド３３が放熱板の働きをしており、発光素子２２
が実装されている実装側リードフレーム２５につながっ
ている実装側外部電極３０が体積の大きなランド３３に
接続されることにより、発光素子２２で発生した熱を効
率的に放熱し、発光部品２３の温度上昇を抑制すること
ができる。また、放熱性を良好にすることによって発光
モジュール４１が大きくなることもない。
【００４１】図１２は従来の発光モジュール１（図１）
と本実施形態による発光モジュール４１（図１１）との
放熱性を比較した図である。図１２のラインＡ２は従来
例の温度上昇を示し、ラインＢ２は当該実施形態による
発光モジュール４１の温度上昇を示しており、図１２の
横軸は発光素子２２に流れる電流ＩＦを表わし、縦軸は
温度上昇（室温との温度差）Δｔを表わしている。図１
２から分かるように、本発明の発光モジュール４１で
は、従来例の発光モジュール１に比較して温度上昇を抑
えることができ、その温度上昇の差は通電電流値ＩＦが
大きくなるほど顕著となっている。
【００４２】なお、ここではランドの厚みを実装側と非
実装側とで異ならせたが、配線ラインの厚みを実装側で
非実装側よりも大きくするようにしてもよい。
【００４３】（第３の実施形態）また、図１３に示す発
光モジュール４２は、ランドの体積を実装側と非実装側
とで異ならせたさらに別な実施態様を示す断面図であ
る。この発光モジュール４２にあっては、配線ライン３
５の端部上面と配線ライン３６の端部上面にそれぞれラ
ンド用の金具をリベット４３等で取付けてそれぞれラン
ド４４、４５を形成している。ここで、ランド４４、４
５はコ字形をした金具によって形成されており、実装側
外部電極３０を半田付けする側のランド４４は比較的厚
みの大きな金具で形成し、非実装側外部電極３１を半田
付けする側のランド４５は厚みの比較的薄い金具で形成
することにより、ランド４４、４５どうしの体積を異な
らせ、実装側のランド４４で放熱性が良好となるように
している。
【００４４】従って、この実施形態でも発光素子２２で
発生した熱を実装側外部電極３０からランド４４へ伝導
させ、ランド４４で効率よく放熱させることができ、発
光素子２２の温度上昇を効果的に抑制することができ
る。また、この実施形態によれば、図１１の実施形態に
比較すれば、発光モジュール４２の実装スペースが多少
大きくなるかも知れないが、図４に示した従来例に比較
すると、発光モジュール４２を小型化して省スペース化
を実現できる。
【００４５】（第４の実施形態）図１４は本発明のさら
に別な実施形態による発光モジュール４６の構造を示す
断面図である。この発光モジュール４６にあっては、発
光素子２２を実装された側の配線部分と非実装側の配線
部分とで熱伝導率の異なる材料を用いている。図１４に
示す発光モジュール４６では、実装側外部電極３０が接
続される側のランド３３をＡｕによって形成し、非実装
側外部電極３１が接続される側のランド３４をＣｕによ
って形成している。
【００４６】このような実施形態によれば、発熱量の大
きな実装側外部電極３０が熱伝導率の良好なＡｕからな
るランド３３に接続されているので、発光素子２２で発
生した熱をランド３３から効率的に放熱し、発光部品２
３の温度上昇を抑制することができる。しかも、非実装
側外部電極３１はＣｕのような安価な金属で形成されて
いるので、発光モジュール４６のコストの上昇を抑える
ことができる。
【００４７】（第５の実施形態）図１５は本発明のさら
に別な実施形態による発光モジュール４７の構造を示す
断面図である。この発光モジュール４７にあっては、実
装側外部電極３０が接続される側のランド３３のみに予
め放熱板４８を取付けている。放熱板４８は、銅板、グ
ラファイトシート、高熱伝導性シリコーンシートなど熱
伝導率の良好な材料で形成する。
【００４８】このような実施形態によれば、発熱量の大
きな実装側外部電極３０が放熱板４８を有するランド３
３に接続されているので、発光素子２２で発生した熱を
ランド３３から効率的に放熱し、発光部品２３の温度上
昇を抑制することができる。しかも、放熱板４８は一方
のランド３３のみに設けているので、両側のランド３
３、３４に放熱板を設ける場合と比較して、組み立て工
数を削減でき、部品コストも節約でき、また発光モジュ
ール４７の省スペース化も図ることができる。
【００４９】（第６の実施形態）図１６は本発明のさら
に別な実施形態による発光モジュール４９の構造を示す
正面図である。この実施形態による発光モジュール４９
では、配線基板２４を構成する絶縁基板３２の裏面全面
に密着させるようにして放熱板５０を貼り合わせてい
る。放熱板５０としては、銅板、グラファイトシート、
高熱伝導性シリコーンシートなど熱伝導率の良好な材料
で形成する。
【００５０】この実施形態によれば、発光部品２３で発
生した熱は、絶縁基板３２を通過して裏面の放熱板５０
に達し、放熱板５０の全面から空中へ放熱される。従っ
て、絶縁基板３２は表面側と裏面側との電気的絶縁が確
保される限度で、できるだけ薄いものが望ましい。
【００５１】この実施形態によれば、放熱板５０は配線
基板２４の裏面に貼り合わされているので、ほとんど発
光モジュール４９のサイズが大きくなることがない。ま
た、放熱板５０は配線基板２４の裏面全面に設けること
ができるので、大きな放熱面積を得ることができる。よ
って、発光モジュール４９の省スペース化を維持しなが
ら、効率的に発光部品２３の温度上昇を抑制することが
できる。
【００５２】図１７は従来の発光モジュール１（図１）
と本実施形態による発光モジュール４９（図１６）との
放熱性を比較した図である。図１７のラインＡ３は従来
例の温度上昇を示し、ラインＢ３は当該実施形態による
発光モジュール４９の温度上昇を示しており、図１２の
横軸は発光素子２２に流れる電流ＩＦを表わし、縦軸は
温度上昇（室温との温度差）Δｔを表わしている。図１
７から分かるように、本発明の発光モジュール４９で
は、従来例の発光モジュール１に比較して温度上昇を抑
えることができ、その温度上昇の差は通電電流値ＩＦが
大きくなるほど顕著となっている。
【００５３】（第７の実施形態）図１８は本発明のさら
に別な実施形態による発光モジュール５１の構造を示す
断面図である。この実施形態による発光モジュール５１
では、配線基板２４を絶縁層５２と熱伝導層５３との多
層構造とし、配線基板２４内に設けたバイアホール（又
は、スルーホール）５４を介して実装側外部電極３０の
接続されるランド３３と各熱伝導層５３とを熱的に導通
させている。なお、熱伝導層５３としては、銅板、グラ
ファイトシート、高熱伝導性シリコーンシートなど熱伝
導率の良好な材料で形成する。この実施形態によれば、
発光部品２３で発生した熱は、バイアホール５４を通し
てランド３３から各熱伝導層５３へ伝導され、配線基板
２４全体から空中へ放熱される。
【００５４】この実施形態によれば、熱伝導層５３は配
線基板２４を多層化することによって形成されているの
で、ほとんど発光モジュール４９のサイズが大きくなる
ことがない。また、放熱板５０は配線基板２４全体に設
けることができるので、大きな放熱面積を得ることがで
きる。よって、発光モジュール４９の省スペース化を維
持しながら、効率的に発光部品２３の温度上昇を抑制す
ることができる。
【００５５】（第８の実施形態）図１９（ａ）は本発明
のさらに別な実施形態による発光モジュール５５の構造
を示す正面図、図１９（ｂ）は放熱板５６を取付けられ
た発光部品２３の斜視図である。この実施形態による発
光モジュール５５では、発光部品２３のモールド樹脂２
９の上面に放熱板５６を接着剤等で取付けている。放熱
板５６は、銅板、グラファイトシート、高熱伝導性シリ
コーンシートなど熱伝導率の良好な材料でできている。
【００５６】この実施形態によれば、発光部品２３の上
面に放熱板５６を取付けているので、発光素子２２で発
生した熱はモールド樹脂２８、２９を介して放熱板５６
に伝えられ、放熱板５６から空中に放熱される。よっ
て、発光素子２２の温度上昇による輝度の低下やモール
ド樹脂２８の透過率の低下を抑制することができる。ま
た、発光部品２３の上面に放熱板５６を設ければ、図４
の従来例のように放熱板１９と発光部品との間に空間が
できないので、その分発光モジュール５５のサイズを小
さくすることができる。よって、発光モジュール４９の
省スペース化を維持しながら、効率的に発光部品２３の
温度上昇を抑制することができる。
【００５７】図２０は従来の発光モジュール１（図１）
と本実施形態による発光モジュール５５（図１９）との
放熱性を比較した図である。図２０のラインＡ４は従来
例の温度上昇を示し、ラインＢ４は当該実施形態による
発光モジュール５５の温度上昇を示しており、図１２の
横軸は発光素子２２に流れる電流ＩＦを表わし、縦軸は
温度上昇（室温との温度差）Δｔを表わしている。図１
７から分かるように、本発明の発光モジュール５５で
は、従来例の発光モジュール１に比較して温度上昇を抑
えることができ、その温度上昇の差は通電電流値ＩＦが
大きくなるほど顕著となっている。
【００５８】（第９の実施形態）図２１（ａ）及び
（ｂ）は本発明のさらに別な実施形態による発光モジュ
ール６１の構造を示す断面図及び平面図である。また、
図２１（ｃ）は当該発光モジュール６１に用いられてい
る配線基板２４の平面図である。この発光モジュール６
１に用いられている発光部品２３にあっては、発光素子
２２をダイボンドされた実装側リードフレーム２５に導
通している実装側外部電極３０がモールド樹脂２９の一
方側面下部から下面にかけて設けられ、発光素子２２と
ボンディングワイヤ２７を介して接続された非実装側リ
ードフレーム２６に導通している非実装側外部電極３１
がモールド樹脂２９の他方側面下部から下面にかけて設
けられている。
【００５９】また、この発光モジュール６１に用いられ
ている配線基板２４にあっては、図２１（ｃ）に示すよ
うに、絶縁基板３２上面のほぼ全体に、比較的小さな間
隙を隔てて、Ｃｕ等からなる２つの配線部６２、６３が
設けられている。さらに、配線部６２、６３の上から絶
縁基板３２のほぼ全面が、絶縁材料からなる半田流出防
止用のカバーレイ６４によって覆われており、発光部品
２３の半田付け位置においてカバーレイ６４を部分的に
開口している。カバーレイ６４の開口６５は、半田付け
位置に対応させて、精度良く、正確に開口されている。
【００６０】しかして、配線基板２４に発光部品２３を
自動実装する際には、カバーレイ６４の開口６５から露
出している配線部６２、６３の露出面を位置決め用の基
準として配線部６２、６３の露出面に実装側外部電極３
０及び非実装側外部電極３１が乗るように発光部品２３
を実装し、両外部電極３０、３１をそれぞれ半田３７で
配線部６２、６３の露出面に半田付けする。
【００６１】このような発光モジュール６１によれば、
配線基板２４に設けられた面積の大きな配線部６２、６
３から発光素子２２の熱を効率よく放熱させることがで
きるので、発光部品２３の輝度の低下を抑制することが
できる。しかも、このような構造によれば、発光モジュ
ール６１の厚みや大きさが大きくなることがなく、発光
モジュール６１を小型化して省スペース化することがで
きる。
【００６２】一方、配線部６２、６３そのものをこのよ
うに大きくすると、配線部６２、６３を基準として発光
部品２３を精度良く自動実装することが困難になるが、
この発光モジュール６１では、半田付け位置においてカ
バーレイ６４を正確に開口して開口６５から配線部６
２、６３を露出させているので、配線部６２、６３の開
口６からの露出面（すなわち、開口６５そのもの）の位
置を基準にして発光部品２３を実装することにより正確
に発光部品２３を自動実装させることができる。
【００６３】図２３は、図２１に示した本発明に係る発
光モジュール６１と従来例の発光モジュールの放熱特性
を比較して示す図である。図２３のラインＡ５は従来例
の温度上昇を示し、ラインＢ５は当該実施形態による発
光モジュール６１の温度上昇を示しており、図２３の横
軸は発光素子２２に流れる電流ＩＦを表わし、縦軸は温
度上昇（室温との温度差）Δｔを表わしている。図２３
から分かるように、本発明の発光モジュール６１では、
従来例の発光モジュールに比較して温度上昇を抑えるこ
とができ、その温度上昇の差は通電電流値ＩＦが大きく
なるほど顕著となっている。具体的には、通電電流値が
３０ｍＡの場合には、従来例では温度上昇Δｔが５５℃
であるが、本実施形態の発光モジュール６１では同じ通
電電流値で温度上昇Δｔを１８℃にまで下げることがで
きた。
【００６４】なお、ここで比較のために用いた従来例
は、図２２に示すような構造をしたものである。図２２
（ａ）及び（ｂ）に示す発光モジュール７１では、絶縁
基板１２の上に形成した配線部７３、７４の上から絶縁
基板１２の表面に、開口７５をあけられたシート状のカ
バーレイ７２を貼り合わせ、カバーレイ７２の開口７５
から配線部７３、７４の半田付け領域を露出させてい
る。しかし、従来の発光モジュール７１では、カバーレ
イ７２の開口７５は精度良く形成されていなかったの
で、配線部７３、７４の半田付け部分全体を図２２
（ｂ）のように開口７５から露出させ、開口７５の内側
に露出している配線部７３、７４の半田付け部分の形状
を位置決め用の基準にして発光部品３を実装していた。
この発光モジュール７１のように配線部７３、７４の半
田付け部分を位置決め用の基準として発光部品３を実装
する場合には、配線部７３、７４をあまり大きくする
と、発光部品３を半田７６により実装する際に高い実装
精度が得られなくなるので、配線部７３、７４を大きく
することができない。そのため、この発光モジュール７
１では、図２２（ａ）及び（ｂ）に示すように、比較的
小さな配線部７３、７４となっており、そのため上記の
ように高い放熱性を実現できなかった。
【００６５】これに対し、本発明では、カバーレイ６４
の開口６５の精度を高くすることによって発光部品２３
の実装精度を高くしたので、配線部６２、６３を大きく
でき、放熱性を良好にすることができたのである。従来
のように、樹脂シートのカバーレイ７２を貼り合わせる
方法では高い精度を得ることができないので、本発明の
発光モジュール６１では、カバーレイ材料としてガラス
エポキシ系の材料を使用している。ガラスエポキシ系の
材料を用いれば、熱や応力による伸縮を小さくできるの
で、カバーレイ６４の開口６５の位置精度を高くするこ
とができる。
【００６６】（第１０の実施形態）図２４は本発明のさ
らに別な実施形態による面照明装置８１の構造を示す斜
視図である。面照明装置８１は、導光板８２と、本発明
にかかる発光モジュール８３と、反射シート８４とから
なる。導光板８２は、ポリカーボネイト樹脂やメタクリ
ル樹脂等の屈折率の高い透明樹脂からなり、１つのコー
ナー部を斜めにカットして光入射面８５が形成されてお
り、導光板の光出射面８６（上面）と対向する面に多数
の拡散パターン８７が形成されている。発光モジュール
８３は光入射面８５に対向するように配置されており、
導光板８２の拡散パターン８７は、発光モジュール８３
を中心として円弧状に配列され、発光モジュール８３の
近傍では拡散パターン８７は比較的粗に分布し、発光モ
ジュール８３から離れるに従って拡散パターン８７は次
第に密に分布させられている。反射シート８４は白色の
樹脂シートからなり、拡散パターン８７が形成されてい
る導光板８２下面に対向している。
【００６７】しかして、発光モジュール８３から出射し
た光は、光入射面８５から導光板８２内に入射し、導光
板８２の上面及び下面で全反射を繰り返しながら発光モ
ジュール８３から遠くなる方向へ伝搬していく。この途
中で光が拡散パターン８７で全反射され、拡散パターン
８７で反射された光が光出射面８６に全反射の臨界角よ
りも小さな角度で入射すると光出射面８６から外部へ出
射される。こうして光出射面８６のほぼ全面からは均一
に光が出射される。なお、必要に応じ、導光板８２の上
面に対向させてプリズムシートを配置してもよい。
【００６８】この面照明装置は、パソコンやＰＤＡ、携
帯電話等の液晶表示装置におけるバックライトなどに用
いられる。
【００６９】
【発明の効果】本発明のいずれの発光モジュールも、発
光素子で発生した熱を効率的に発散させて発光モジュー
ルの温度上昇を抑制することができ、発光モジュールの
輝度の低下を防止することができる。また、いずれの発
光モジュールでも、放熱手段を容易に形成でき、面倒な
取り付け作業や取り付け後の加工などを必要としない。
さらに、いずれの発光モジュールにあっても、放熱手段
を設けることによって発光モジュールが厚くなったり、
大きくなったりしにくいので、放熱性の良い発光モジュ
ールを小型にすることができ、実装スペースも小さくす
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は従来の発光モジュールを示
す断面図及び平面図である。
【図２】モールド樹脂で覆われていないＬＥＤの温度
（周囲温度）と輝度との関係を示す図である。
【図３】モールド樹脂で覆われたＬＥＤの温度（周囲温
度）と輝度との関係を示す図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は放熱手段を備えた従来の別
な発光モジュールを示す一部省略した平面図及び断面図
である。
【図５】本発明の一実施形態による発光モジュールの構
造を示す正面図である。
【図６】同上の発光モジュールの平面図である。
【図７】従来例の発光モジュールと図５及び図６に示し
た発光モジュールとの放熱性を比較した図である。
【図８】従来例の発光モジュールと図５及び図６に示し
た発光モジュールの輝度の電流特性を比較して示す図で
ある。
【図９】図５及び図６に示した発光モジュールにおい
て、実装側の配線ラインの配線面積Ｓ２と非実装側の配
線面積Ｓ１との比Ｓ２／Ｓ１に対する発光部品の温度上
昇Δｔの変化を示す図である。
【図１０】実装側外部電極を接続する側の配線ラインの
幅のみを広くした場合と、両配線ラインを広くした場合
との放熱特性を比較して示す図である。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は本発明の別な実施形態に
よる発光モジュールの構造を示す平面図及び断面図であ
る。
【図１２】従来例の発光モジュールと図１１の発光モジ
ュールとの放熱性を比較して示す図である。
【図１３】本発明のさらに別な実施形態による発光モジ
ュールの構造を示す断面図である。
【図１４】本発明のさらに別な実施形態による発光モジ
ュールの構造を示す断面図である。
【図１５】本発明のさらに別な実施形態による発光モジ
ュールの構造を示す断面図である。
【図１６】本発明のさらに別な実施形態による発光モジ
ュールの構造を示す正面図である。
【図１７】従来例の発光モジュールと図１６の発光モジ
ュールとの放熱性を比較した図である。
【図１８】本発明のさらに別な実施形態による発光モジ
ュールの構造を示す断面図である。
【図１９】（ａ）は本発明のさらに別な実施形態による
発光モジュールの構造を示す正面図、（ｂ）は放熱板を
取付けられた発光部品の斜視図である。
【図２０】従来例の発光モジュールと図１９の発光モジ
ュールとの放熱性を比較して示す図である。
【図２１】（ａ）及び（ｂ）は本発明のさらに別な実施
形態による発光モジュールの断面図及び平面図、（ｃ）
は該発光モジュールに用いられている配線基板の平面図
である。
【図２２】同上の実施形態による発光モジュールと比較
するための従来例による発光モジュールを示す断面図及
び平面図である。
【図２３】図２１に示した本発明に係る発光モジュール
と図２２に示した従来例の発光モジュールの放熱特性を
示す図である。
【図２４】本発明のさらに別な実施形態による面照明装
置の構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
２２ 発光素子 ２３ 発光部品 ２４ 配線基板 ２５ 実装側リードフレーム ２６ 非実装側リードフレーム ２７ ボンディングワイヤ ２８ モールド樹脂 ２９ モールド樹脂 ３０ 実装側外部電極 ３１ 非実装側外部電極 ３３、３４ ランド ３５、３６ 配線ライン ８２ 導光板 ８３ 発光モジュール

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 配線基板に発光素子を実装した発光モジ
    ュールにおいて、 前記配線基板に形成されていて、前記発光素子に接続さ
    れている配線部分に放熱機能を持たせたことを特徴とす
    る発光モジュール。
  2. 【請求項２】 前記配線基板に形成されている配線部分
    のうち、前記発光素子に熱抵抗の比較的小さな経路を介
    して接続されている配線部分の放熱性を、前記発光素子
    に熱抵抗の比較的大きな経路を介して接続されている配
    線部分の放熱性よりも高くしたことを特徴とする、請求
    項１に記載の発光モジュール。
  3. 【請求項３】 前記配線基板の表面を半田流出防止用の
    層によって覆い、前記半田流出防止用の層にあけた開口
    の全体に前記配線部分を露出させ、前記半田流出防止用
    の層から露出した前記配線部分の露出面に前記発光素子
    を接続していることを特徴とする、請求項１に記載の発
    光モジュール。
  4. 【請求項４】 配線基板に発光素子を実装した発光モジ
    ュールにおいて、 前記配線基板の内部に放熱部を設けたことを特徴とする
    発光モジュール。
  5. 【請求項５】 配線基板に発光素子を実装した発光モジ
    ュールにおいて、 前記配線基板の裏面に密着させるようにして放熱部を設
    けたことを特徴とする発光モジュール。
  6. 【請求項６】 パッケージ内に封止された発光素子を配
    線基板に実装した発光モジュールにおいて、 前記パッケージの表面に放熱部を取付けたことを特徴と
    する発光モジュール。
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