JP2006245032A - Light emitting device and led lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)素子を光源として用いた発光装置およびこれを用いたLEDランプに関し、特に、高い信頼性を備え、高出力化、大光量化に対応した放熱性を有するとともに量産性に優れる発光装置およびLEDランプに関する。 The present invention relates to a light emitting device using a light emitting diode (LED) element as a light source and an LED lamp using the light emitting device, and in particular, has high reliability and heat dissipation corresponding to high output and large light quantity. The present invention relates to a light-emitting device and an LED lamp which have excellent mass productivity.
従来の発光装置として、表面に導電体層を有するセラミックス基板にLED素子を実装したものがある。このような発光装置では、セラミックス基板上に実装されたLED素子の第1の電極と第2の電極を導電体層にそれぞれ電気的に接続し、エポキシ樹脂等の封止樹脂によってLED素子およびセラミックス基板を封止することによりパッケージ化している。 As a conventional light emitting device, there is one in which an LED element is mounted on a ceramic substrate having a conductor layer on the surface. In such a light emitting device, the first electrode and the second electrode of the LED element mounted on the ceramic substrate are electrically connected to the conductor layer, respectively, and the LED element and the ceramic are sealed with a sealing resin such as an epoxy resin. It is packaged by sealing the substrate.
LED素子の発光に基づく光を効率良く取り出すために、LED素子が搭載される搭載面に光反射性を付与することが知られている。例えば、導電体層の表面にAgめっきを施すことによりLED素子から放射される光の反射性が高められる。また、光反射性をより高めるものとして、LED素子の搭載部を凹状に形成し、その側壁を傾斜面とすることで素子側面方向に放射された光を反射して放射させる発光装置がある(例えば、特許文献1参照。)。
In order to efficiently extract light based on light emission of the LED element, it is known to impart light reflectivity to a mounting surface on which the LED element is mounted. For example, the reflectivity of light emitted from the LED element is enhanced by applying Ag plating to the surface of the conductor layer. Further, as a device that further enhances light reflectivity, there is a light emitting device that reflects and radiates light emitted in the side surface direction of the element by forming the mounting portion of the LED element in a concave shape and making its side wall an inclined surface ( For example, see
特許文献1に記載された発光装置では、導体配線が形成されたセラミックスグリーンシートにLED素子を載置する凹部であるキャビティーをプレス加工によって形成しており、キャビティーの側面部は開口方向に広くなるように傾斜面で形成されている。また、キャビティー側面の導体配線にはAg等が被覆されて光反射層を構成している。
しかし、特許文献1のLED素子によると、以下の問題がある。
(1)セラミックスからなる基板を用いているため、熱伝導性が十分でなく、近年のLEDの高出力化、大光量化に伴って生じる発熱に対して放熱性に限界がある。
(2)放熱性についてはAlN等のセラミックスを用いることもできるが、高価なため、発光装置のコストアップを招くという問題がある。
(3)セラミックスと封止樹脂との熱膨張率差が大であるため、封止樹脂がセラミックス基板との封止界面で剥離を生じ、パッケージの信頼性を低下させるという問題がある。
However, the LED element of
(1) Since a substrate made of ceramics is used, the thermal conductivity is not sufficient, and there is a limit to the heat dissipation against the heat generated due to the recent increase in the output and the amount of light of the LED.
(2) Regarding heat dissipation, ceramics such as AlN can be used. However, since it is expensive, there is a problem that the cost of the light emitting device is increased.
(3) Since the difference in coefficient of thermal expansion between the ceramic and the sealing resin is large, there is a problem that the sealing resin is peeled off at the sealing interface with the ceramic substrate, thereby reducing the reliability of the package.
従って、本発明の目的は、高い信頼性を備え、高出力化、大光量化に対応した放熱性を有するとともに量産性に優れる発光装置およびこれを用いたLEDランプを提供することにある。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a light emitting device having high reliability, heat dissipation corresponding to high output and large light quantity and excellent in mass productivity, and an LED lamp using the same.
本発明は、上記目的を達成するため、発光素子と、前記発光素子の第1および第2の導電型の電極と電気的に接続される第1および第2の配線層を絶縁層を介して一体的に設けられ、前記発光素子の搭載部が成形によって設けられた導電材料からなる基板と、前記発光素子を封止する封止部とを有することを特徴とする発光装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a light emitting element and first and second wiring layers electrically connected to the first and second conductivity type electrodes of the light emitting element via an insulating layer. Provided is a light-emitting device including a substrate made of a conductive material that is integrally provided and in which a mounting portion of the light-emitting element is provided by molding, and a sealing portion that seals the light-emitting element.
また、本発明は、上記目的を達成するため、発光素子と、前記発光素子の第1および第2の導電型の電極と電気的に接続される第1および第2の配線層を絶縁層を介して一体的に設けられ、前記発光素子の搭載部が成形によって設けられた導電材料からなる基板と、前記発光素子を封止する封止部と、前記封止部から入射する光を所望の方向に放射させる光学形状面を有した光学系とを有することを特徴とする発光装置を提供する。 In order to achieve the above object, according to the present invention, an insulating layer is provided between the light emitting element and the first and second wiring layers electrically connected to the first and second conductivity type electrodes of the light emitting element. A substrate made of a conductive material provided integrally with the mounting portion of the light emitting element by molding, a sealing portion that seals the light emitting element, and light incident from the sealing portion is desired. An optical system having an optical shape surface that emits light in a direction is provided.
また、本発明は、上記目的を達成するため、発光素子と、前記発光素子の第1および第2の導電型の電極と電気的に接続される第1および第2の配線層を絶縁層を介して一体的に設けられ、前記発光素子の搭載部が成形によって設けられた導電材料からなる基板と、前記発光素子を封止する封止部とを有する発光装置と、第1の面に前記発光装置と電気的に接続される配線パターンを有し、前記第1の面に複数の前記発光装置を所定の配列で実装し、前記発光装置の発光に基づく光を前記第1の面から第2の面に取り出して外部放射させる開口部を前記所定の配列で複数設けられる実装基板と、複数の前記発光装置の実装面と反対側の面に取り付けられる放熱部とを有することを特徴とするLEDランプを提供する。 In order to achieve the above object, according to the present invention, an insulating layer is provided between the light emitting element and the first and second wiring layers electrically connected to the first and second conductivity type electrodes of the light emitting element. A light emitting device including a substrate made of a conductive material provided integrally with the mounting portion of the light emitting element, and a sealing portion for sealing the light emitting element; A wiring pattern electrically connected to the light emitting device, wherein the plurality of light emitting devices are mounted in a predetermined arrangement on the first surface, and light based on light emission of the light emitting device is transmitted from the first surface to the first surface; A mounting board provided with a plurality of openings for taking out to the surface of 2 and radiating to the outside in a predetermined arrangement; and a heat dissipating part attached to a surface opposite to the mounting surface of the plurality of light emitting devices. An LED lamp is provided.
本発明によると、発光素子を搭載する基板が導電材料で形成されていることにより、高い放熱性を確保できるとともに電気的な配線を材料の特性に基づいて容易に形成することができる。基板と第1および第2の配線層との間には絶縁層を介在させることで絶縁性を確保でき、発光素子への給電に必要な配線層の形成を可能にしている。また、封止樹脂、配線層、および基板との熱膨張差をセラミック基板を用いた場合と比べて小にできることから、封止樹脂との剥離を生じにくいものとでき、信頼性の向上を図れる。 According to the present invention, since the substrate on which the light emitting element is mounted is formed of a conductive material, high heat dissipation can be ensured and electrical wiring can be easily formed based on the characteristics of the material. Insulating properties can be ensured by interposing an insulating layer between the substrate and the first and second wiring layers, and a wiring layer necessary for power feeding to the light emitting element can be formed. In addition, since the difference in thermal expansion between the sealing resin, the wiring layer, and the substrate can be reduced as compared with the case of using a ceramic substrate, it can be made difficult to peel off from the sealing resin, and the reliability can be improved. .
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る発光装置を示し、(a)は発光装置の中央部における断面図、(b)は発光装置の平面図である。
(First embodiment)
1A and 1B show a light emitting device according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a cross-sectional view of a central portion of the light emitting device, and FIG. 1B is a plan view of the light emitting device.
この発光装置1は、発光に基づいて青色光を放射するLED素子2と、LED素子2を搭載するCu基板3と、LED素子2の第1および第2の電極とCu基板3上に設けられるCu配線層300A、300Bとを電気的に接続するAuからなるワイヤ4と、Cu基板3の素子搭載部分を封止するエポキシ樹脂等の透光性樹脂材料である封止樹脂5とを有する。
The
LED素子2は、GaN系半導体からなる。GaN系半導体は、例えば、下地基板であるサファイア基板上に、AlNからなるバッファ層と、Siをドープしたn−GaN層と、InGaNからなる発光層と、Mgをドープしたp−GaN層を順次、積層させたものである。そして、LED素子2は、サファイア基板側がCu基板3に接するように所謂フェイスアップ型素子として搭載されている。このLED素子2は、n−GaN層に接続されるn側電極とp−GaN層に接続されるp側電極から電圧を印加することによって発光層で発光中心波長約470nmの青色光を発する。この青色光は、サファイア基板側とは反対側の電極形成側である光取り出し面から外部放射される。
The
Cu基板3は、Cu合金材料からなり、表面にSiO2からなる絶縁層301を接着剤として薄膜状のCu配線層300A、300Bを一体的に有する。Cu配線層300A、300Bの表面は、Agめっきが施されて光反射性を有している。なお、絶縁層301は、Cu基板3とCu配線層300A、300Bとの剥離を防ぐためにフィラーを含有させて熱膨張率の調整を図ることが好ましい。また、Cu基板3は、熱伝導性および電気的特性に優れる材料であればアルミニウム(Al)等の他の材料で形成された基板であっても良い。
The
また、Cu基板3は、図1(a)に示すようにLED素子2を搭載する凹状の窪みをプレス加工によって成形された形状を有する。この窪みは、底面から開口部にかけて広がりを有するすり鉢状のリフレクタ部30を構成し、リフレクタ部30は光反射面を形成する傾斜部30AとLED素子2を搭載する素子搭載部30Bとを有する。LED素子2は、素子搭載部30BのCu配線層300A上にAgペースト等の接着剤によって接着固定されており、n側電極およびp側電極は、ワイヤ4を介して素子搭載部30Bの対応するCu配線層300A、300Bに接続されている。
Further, the
封止樹脂5は、エポキシ樹脂からなり、リフレクタ部30の開口部から素子搭載部30Bにかけてを封止している。この封止樹脂5についてもエポキシ樹脂以外にシリコン樹脂を用いても良く、青色光によって励起される蛍光体を含有させることも可能である。
The sealing
図2(a)から(d)は、第1の実施の形態の発光装置の製造プロセスを示す工程図である。以下に、発光装置1の製造プロセスについて説明する。
2A to 2D are process diagrams showing a manufacturing process of the light emitting device according to the first embodiment. Below, the manufacturing process of the light-emitting
(基板準備工程)
図2(a)は、基板準備工程を示す。絶縁層301を介して表面にCu配線層300A、300Bを設けられたCu基板3を用意し、エッチング等の配線パターン形成加工を行ってLED素子の実装に応じた配線パターンを形成する。なお、別工程で予め配線パターンを形成したCu基板3を用いても良い。
(Board preparation process)
FIG. 2A shows a substrate preparation process. A
(プレス加工工程)
図2(b)は、プレス加工工程を示す。基板準備工程で配線パターンの形成されたCu基板3に対し、Cu配線層300A、300B側から図示しないプレス加工機でプレス加工を施すことによりリフレクタ部30を形成し、Cu配線層300A、300BにAgめっきを施す。
(Pressing process)
FIG. 2B shows the pressing process. The
(LED素子搭載工程)
図2(c)は、LED素子搭載工程を示す。Agめっきの施されたCu配線層300A上にLED素子2をAgペーストで接着固定し、n側電極とCu配線層300A、p側電極とCu配線層300Bとをワイヤ4で電気的に接続する。
(LED element mounting process)
FIG. 2C shows an LED element mounting process. The
(樹脂封止工程)
図2(d)は、樹脂封止工程を示す。リフレクタ部30にエポキシ樹脂を注入して素子搭載部30Bからリフレクタ部30の開口部にかけてを封止する。
(Resin sealing process)
FIG. 2D shows a resin sealing process. An epoxy resin is injected into the
(第1の実施の形態の効果)
上記した第1の実施の形態によると、以下の効果が得られる。
(1)放熱性の良好なCuからなるCu基板3に絶縁層301を介してCu配線層300A、300Bを設け、プレス加工によってリフレクタ部30を形成しているので、良好な光反射性を有する。また、LED素子2の発熱に伴う熱をCu基板3を介して速やかに放熱することができ、発光装置1の高出力化、大光量化に伴う発熱量増大に余裕をもって対応することができる。
(2)基板材料が入手の容易な金属で構成され、かつ安価であることにより発光装置1のコストアップを抑えることができる。また、板状の基板から複数のLED素子2を同時に製造することが可能であるので、量産性に優れる。
(3)封止樹脂5とCu配線層300A、300Bとが界面接合する構成を有するので、熱膨張差に基づく封止樹脂5の剥離を生じにくくなり、パッケージの信頼性が向上する。
(Effects of the first embodiment)
According to the first embodiment described above, the following effects are obtained.
(1) Since the Cu wiring layers 300A and 300B are provided on the
(2) Since the substrate material is made of an easily available metal and is inexpensive, an increase in cost of the
(3) Since the sealing
なお、第1の実施の形態では、フェイスアップ型のLED素子2を搭載した発光装置1を説明したが、これに限定されず、サファイア基板側を光取り出し側とするフリップチップ型のLED素子2を用いても良い。この場合、LED素子2の底面と素子搭載部30Bとの間に気泡を生じないようにフィラーを充填することが好ましい。
In the first embodiment, the light-emitting
また、LED素子2の発光色についても青色に限定されず、赤色光、緑色光、又は紫外光を発するLED素子2を用いても良い。
Further, the emission color of the
(第2の実施の形態)
図3は、本発明の第2の実施の形態に係る発光装置の中央部における断面図である。以下の説明では、第1の実施の形態と同じ構成および機能を有する部分については共通する引用数字を付している。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a cross-sectional view of the central portion of the light emitting device according to the second embodiment of the present invention. In the following description, common reference numerals are given to portions having the same configuration and function as those of the first embodiment.
この発光装置1は、第1の実施の形態で説明した封止樹脂5に代えて、蛍光体を含有した蛍光体含有封止樹脂5Aをリフレクタ部30に注入しており、そのことによって素子搭載部30Bからリフレクタ部30の開口部にかけてを封止している構成において第1の実施の形態と相違している。
In this
蛍光体含有封止樹脂5Aは、LED素子2から放射される青色光の照射に基づいて励起されて黄色光を発する蛍光体であるYAG(Yttrium Aluminum Garnet)をエポキシ樹脂に混合することによって形成されており、青色光と黄色光とを混合することで補色の関係によって白色光を生じる。
The phosphor-containing sealing resin 5A is formed by mixing YAG (Yttrium Aluminum Garnet), which is a phosphor that emits yellow light when excited by the irradiation of blue light emitted from the
(第2の実施の形態の効果)
上記した第2の実施の形態によると、第1の実施の形態の好ましい効果に加えて、蛍光体含有封止樹脂5AによってLED素子2を含むリフレクタ部30を封止することにより青色LED素子2を用いた波長変換型の発光装置1を形成することができる。
(Effect of the second embodiment)
According to the second embodiment described above, in addition to the preferable effects of the first embodiment, the
このような白色型の発光装置1では、近年では照明、ランプ等の光源用途として需要が高まっており、大光量であることが望ましいが、大光量化に伴う発熱による封止樹脂の劣化、LED素子2の寿命低下が問題となっている。これに対して熱伝導性に優れるCu基板3を用いているので、良好な放熱性が確保されて大光量化に対応することができる。
In such a white
(第3の実施の形態)
図4は、本発明の第3の実施の形態に係る発光装置の中央部における断面図である。
(Third embodiment)
FIG. 4 is a cross-sectional view of the central portion of the light emitting device according to the third embodiment of the present invention.
この発光装置1は、第1の実施の形態で説明した素子搭載部30BにおけるCu配線層300A、300B、絶縁層301を部分的に除去してCu基板3を露出させており、露出させたCu基板3の表面にLED素子2を接着固定した構成において第1の実施の形態と相違している。なお、Cu配線層300A、300Bおよび素子搭載部30BにおけるCu基板3の露出部にはAgめっきが施されている。
In the
(第3の実施の形態の効果)
上記した第3の実施の形態によると、第1の実施の形態の好ましい効果に加えて、LED素子2の発光に基づいて生じる発熱をCu基板3に速やかに熱伝導させることができ、放熱性を向上させることができる。
(Effect of the third embodiment)
According to the third embodiment described above, in addition to the preferable effects of the first embodiment, the heat generated based on the light emission of the
(第4の実施の形態)
図5は、本発明の第4の実施の形態に係る発光装置を示し、(a)は発光装置の中央部における断面図、(b)は発光装置の平面図である。
(Fourth embodiment)
5A and 5B show a light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention, in which FIG. 5A is a cross-sectional view at the center of the light emitting device, and FIG. 5B is a plan view of the light emitting device.
この発光装置1は、第1の実施の形態で説明したCu基板3の側面にSiO2からなる絶縁部3Aと、絶縁部3Aの外側に設けられるタングステン(W)からなる導電部3Bと、絶縁部3Aによって導電部3Bと絶縁された放熱部300とを設けて側面配線型のパッケージ構造とした構成において第1の実施の形態と相違している。
The
絶縁部3Aおよび導電部3Bは、図5(b)に示すように、Cu基板3の短辺に平行な方向に形成されており、導電部3BはCu配線層300A、300Bに電気的に接続されている。
As shown in FIG. 5B, the insulating
図6(a)から(d)は、第4の実施の形態の発光装置の製造プロセス(絶縁部形成まで)を示す工程図である。なお、図6(a)の基板準備工程および図6(b)のプレス加工工程については第1の実施の形態と同様であるので、図6(c)以降について説明する。 FIGS. 6A to 6D are process diagrams showing a manufacturing process (up to formation of an insulating portion) of the light emitting device according to the fourth embodiment. Since the substrate preparation process in FIG. 6A and the press working process in FIG. 6B are the same as those in the first embodiment, FIG. 6C and subsequent drawings will be described.
(エッチング工程)
図6(c)は、エッチング工程を示す。Cu基板3の側部近傍に底面側からCu配線層300A、300Bにかけてエッチングを施すことによって溝3Cを形成する。この溝3CはCu基板3の短辺に平行な溝形状を有している。
(Etching process)
FIG. 6C shows an etching process. A
(絶縁部形成工程)
図6(d)は、絶縁部形成工程を示す。エッチング工程で形成された溝3CにSiO2を薄膜状に付着させることによって溝3Cの壁面を覆うように絶縁部3Aを設ける。このとき、Cu配線層300A、300Bが絶縁部3Aによって覆われるが、Cu基板3との絶縁を損なわないようCu配線層300A、300Bを絶縁部3Aから露出させておく。
(Insulating part forming process)
FIG. 6D shows an insulating portion forming step. An insulating
図7(a)から(d)は、第4の実施の形態の発光装置の製造プロセス(導電部形成から完成まで)を示す工程図である。 7A to 7D are process diagrams showing a manufacturing process (from formation of a conductive portion to completion) of the light emitting device according to the fourth embodiment.
(導電部形成工程)
図7(a)は、導電部形成工程を示す。絶縁部形成工程で絶縁部3Aを形成された溝3CにWペーストを塗布し、熱処理を施すことによって導電部3Bを形成する。この導電部3Bは、Cu配線層300A、300Bと電気的に接続されるとともにCu基板3の底面に露出する。
(Conductive part formation process)
FIG. 7A shows a conductive part forming step. The
(LED素子搭載工程)
図7(b)は、LED素子搭載工程を示す。Agめっきの施されたCu配線層300A上にLED素子2をAgペーストで接着固定し、n側電極とCu配線層300A、p側電極とCu配線層300Bとをワイヤ4で電気的に接続する。
(LED element mounting process)
FIG. 7B shows an LED element mounting process. The
(樹脂封止工程)
図7(c)は、樹脂封止工程を示す。リフレクタ部30にエポキシ樹脂を注入して素子搭載部30Bからリフレクタ部30の開口部にかけてを封止する。
(Resin sealing process)
FIG. 7C shows a resin sealing process. An epoxy resin is injected into the
(導電部露出工程)
図7(d)は、導電部露出工程を示す。導電部露出工程では、溝3Cの部分をダイサーでカットすることにより導電部3BがCu基板3の外側に露出させる。なお、ダイサーでカットする代わりにCu基板3を切削によって側面に導電部3Bを露出させるようにしても良い。
(Conducting part exposure process)
FIG. 7D shows a conductive part exposure step. In the conductive portion exposing step, the
(第4の実施の形態の効果)
上記した第4の実施の形態によると、第1の実施の形態の好ましい効果に加えて、導電性を有する金属基板の側面にLED素子2への給電用の導電部3Bを形成できることにより、Cu基板3の上面だけでなく側面からの給電が可能になる。また、Cu基板3の底面を実装面としてLED素子2を実装できることから、放熱部300から実装基板に対して優れた放熱性が得られる。
(Effect of the fourth embodiment)
According to the above-described fourth embodiment, in addition to the preferable effects of the first embodiment, the
(第5の実施の形態)
図8は、本発明の第5の実施の形態に係る発光装置の断面図である。
(Fifth embodiment)
FIG. 8 is a cross-sectional view of a light emitting device according to a fifth embodiment of the present invention.
この発光装置1は、第4の実施の形態で説明した側面に導電部3Bを有する構造に加えてCu基板3の底面に絶縁層301を介して底面導電部3Dを設けた構成において第4の実施の形態と相違している。
The
Cu基板3は、表面だけでなく底面にも絶縁層301を有しており、このCu基板3に対して第4の実施の形態で説明した絶縁部3Aおよび導電部3Bの形成を行い、さらに底面に導電部3Bと電気的に接続される底面導電部3Dをスパッタリングによって形成している。
The
(第5の実施の形態の効果)
上記した第5の実施の形態によると、第4の実施の形態の好ましい効果に加えて、Cu基板3の底面に設けられる導電性を有する金属基板の側面にLED素子2への給電用の導電部3Bを形成できることから、優れた表面実装性を付与することができる。また、電気的接続部の面積を大にできるので、LED素子2に対して安定した給電を行うことができる。
(Effect of 5th Embodiment)
According to the fifth embodiment described above, in addition to the preferable effects of the fourth embodiment, the conductive material for supplying power to the
(第6の実施の形態)
図9は、本発明の第6の実施の形態に係る発光装置を示し、(a)は発光装置の平面図、(b)は(a)のA−A部における断面図である。
(Sixth embodiment)
9A and 9B show a light emitting device according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 9A is a plan view of the light emitting device, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
この発光装置1は、Cu基板3にエッチングによって形成される溝3Cと、溝3Cの内部にSiO2によって形成される絶縁部3Aと、絶縁部3Aの外側のCu基板3に底面からCu配線層300A、300Bにかけて形成されるスルーホール3Eと、スルーホール3E内にWによって形成される導電部3Bと、Cu基板3の底面において導電部3Bと電気的に接続される底面導電部3Dとを有し、絶縁部3Aは、Cu基板3の底面より僅かに突出した突起部302を設けられている。
The
(第6の実施の形態の効果)
上記した第6の実施の形態によると、Cu基板3の底面から絶縁層301にかけて溝3Cを形成することにより、溝3Cの両側で絶縁された領域を形成することができる。このため、Cu基板3の中央部分を放熱部300とし、溝3Cの外側の領域を導電領域として使用できるので、実装時の自由度に優れる。
(Effect of 6th Embodiment)
According to the sixth embodiment described above, by forming the
(第7の実施の形態)
図10は、本発明の第7の実施の形態に係る発光装置を示し、(a)は発光装置の平面図、(b)は(a)のB−B部における断面図である。
(Seventh embodiment)
10A and 10B show a light emitting device according to a seventh embodiment of the present invention, in which FIG. 10A is a plan view of the light emitting device, and FIG. 10B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
この発光装置1は、リフレクタ部30の外側にワイヤ4を接続するためのボンディングエリア303を設け、そのことによってリフレクタ部30の小サイズ化を図った構成において第3の実施の形態と相違している。
The
ボンディングエリア303は、図10(b)に示すように素子搭載部30Bの設けられる深さより浅い位置にプレス加工によって設けられており、そのことによってLED素子2とリフレクタ部30の傾斜部30Aとを近接させて素子上方への反射性を高めている。
The
(第7の実施の形態の効果)
上記した第7の実施の形態によると、素子搭載部30Bの外側にワイヤ4を接続するボンディングエリア303を設けたので、素子搭載部30Bの面積を小にでき、パッケージサイズの小なる発光装置1を形成することができる、また、ボンディングエリア303を素子搭載部30Bより浅い位置に形成することにより、傾斜部30Aによる光反射性を損なうことなく良好なワイヤ接続性を確保することができる。
(Effect of 7th Embodiment)
According to the seventh embodiment described above, since the
(第8の実施の形態)
図11は、本発明の第8の実施の形態に係る発光装置の断面図である。
(Eighth embodiment)
FIG. 11 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an eighth embodiment of the present invention.
この発光装置1は、第1の実施の形態で説明した発光装置1のCu配線層300A、300Bの表面にCuからなるリードフレーム6を半田により接合したものである。なお、リードフレーム6を用いる代わりにフレキシブル基板等の配線を接合しても良い。また、接合方法についても半田に代わるものであっても良く、導電性フィラーを含有させた接着剤や、Agペースト等の導電性接着剤であっても良い。
In the
(第8の実施の形態の効果)
上記した第8の実施の形態によると、Cu配線層300A、300Bの表面にリードフレーム6を設けたことにより、実装性の向上を図ることができるとともにCu基板3だけでなくリードフレーム6からも放熱させることができ、より放熱性を向上させることができる。
(Effect of 8th Embodiment)
According to the eighth embodiment described above, by providing the
(第9の実施の形態)
図12は、本発明の第9の実施の形態に係る発光装置の断面図である。
(Ninth embodiment)
FIG. 12 is a sectional view of a light emitting device according to the ninth embodiment of the present invention.
この発光装置1は、第8の実施の形態で説明したリードフレーム6を有する発光装置1に光透過性樹脂材料で形成されたレンズ7を搭載し、リードフレーム6、レンズ7、およびCu基板3とをエポキシ樹脂からなる封止樹脂5で一体的に封止した構成を有する。
In the
Cu基板3は、底面を半田8によって実装基板9に固定されており、LED素子2の発光に基づいて生じる発熱を実装基板9に放熱する。なお、Cu基板3の底面は、半田を
The
リードフレーム6は、第8の実施の形態で説明したようにCu配線層300A、300Bの表面に接続されるとともに折り曲げられて実装基板9に半田8によって固定されている。
As described in the eighth embodiment, the
レンズ7は、LED素子2を覆う封止樹脂5と同一のエポキシ樹脂によって形成されて半球状の光学形状面を有しており、リフレクタ部30で反射された光を所望の照射範囲に集光する。なお、レンズ7は上記したエポキシ樹脂によるもの以外に、例えば、ガラス材料によって形成されたものであっても良い。
The
(第9の実施の形態の効果)
上記した第9の実施の形態によると、第8の実施の形態の発光装置1の好ましい効果に加えて集光光学系を一体的に設けているので、大光量の光を集光しビーム状の光として所望の方向に照射させることができる。また、LED素子2を大電流で駆動しても実装基板9に半田8を介して放熱部300が固定されているので、発光に伴う発熱を実装基板9に速やかに伝熱させることができ、光量変化や信頼性に優れる発光装置1が得られる。
(Effect of 9th Embodiment)
According to the above-described ninth embodiment, in addition to the preferable effect of the light-emitting
なお、第9の実施の形態では、ビーム状の光を照射する集光光学系としてのレンズ7を設けた構成を説明したが、拡散光学系としてのレンズを設けても良い。
In the ninth embodiment, the configuration in which the
(第10の実施の形態)
図13は、本発明の第10の実施の形態に係る発光装置の断面図である。
(Tenth embodiment)
FIG. 13 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the tenth embodiment of the invention.
この発光装置1は、第8の実施の形態で説明したリードフレーム6を有する発光装置1にレンズ状の光学形状面5Aを有するようにエポキシ樹脂からなる封止樹脂5でCu基板3と、リードフレーム6とを一体的に封止した構成を有する。
This light-emitting
(第10の実施の形態の効果)
上記した第10の実施の形態によると、第9の実施の形態の発光装置1の好ましい効果に加えて別部材のレンズを用いなくとも集光光学系を一体的に設けることが可能になり、コストダウンを図ることができる。また、封止樹脂5がCu基板3の表面から底面近傍までを広範囲に覆うので、パッケージの水密性が向上し、信頼性の向上を図ることができる。
(Effect of 10th Embodiment)
According to the tenth embodiment described above, in addition to the preferable effects of the
(第11の実施の形態)
図14は、本発明の第11の実施の形態に係る発光装置の断面図である。
(Eleventh embodiment)
FIG. 14 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an eleventh embodiment of the present invention.
この発光装置1は、第4の実施の形態で説明した導電部3BをCu基板3の側面に有する発光装置1にレンズ7を搭載し、エポキシ樹脂からなる封止樹脂5で一体的に固定したものである。レンズ7については第9の実施の形態で説明したものと同一である。
In this
Cu基板3は、導電部3Bが半田8によって実装基板9に固定されており、底面についても半田8によって実装基板9に固定されて放熱性を確保している。
In the
(第11の実施の形態の効果)
上記した第11の実施の形態によると、第4の実施の形態の発光装置1の好ましい効果に加えて、導電部3Bにおける底面から側面にかけての半田8による電気的接続が可能となるので、優れた実装性を付与することができる。また、集光光学系であるレンズ7を搭載することによって所望の照射位置にビーム状の光を照射することが可能になる。
(Effect of 11th Embodiment)
According to the eleventh embodiment described above, in addition to the preferable effect of the
図15は、本発明の第12の実施の形態に係る発光装置の断面図である。 FIG. 15 is a cross-sectional view of a light emitting device according to a twelfth embodiment of the present invention.
この発光装置1は、第5の実施の形態で説明した底面導電部3Dを有する発光装置1にレンズ状の光学形状面5Aを有するようにエポキシ樹脂からなる封止樹脂5でCu基板3を封止した構成を有する。
In this
(第12の実施の形態の効果)
上記した第12の実施の形態によると、第5の実施の形態の発光装置1の好ましい効果に加えて、集光性を付与された発光装置1の実装性が向上する。また、電気的接続部の面積を大にできるので、LED素子2に対して安定した給電を行うことができる。
(Effect of 12th Embodiment)
According to the twelfth embodiment described above, in addition to the preferable effects of the light-emitting
図16は、本発明の第13の実施の形態に係るLEDランプを示し、(a)はLEDランプの平面図、(b)はLEDランプの側面図である。 FIG. 16 shows an LED lamp according to a thirteenth embodiment of the present invention, wherein (a) is a plan view of the LED lamp and (b) is a side view of the LED lamp.
このLEDランプ10は、第1の実施の形態で説明した発光装置1を5個×5列で配置して構成されており、各発光装置1はポリイミドの表面に銅箔による配線パターンを設けたフレキシブル基板11の配線パターン形成面111に電気的に接続されている。また、各発光装置1は、底面側に設けられるCuからなる放熱板12に半田によって固定されており、LED素子2の発光に基づいて生じる発熱を速やかに放熱する。
This
フレキシブル基板11は、発光装置1の発光に基づく光を放射させる開口部として矩形状の窓110を有している。
The
(第13の実施の形態の効果)
上記した第13の実施の形態によると、第1の実施の形態で説明したCu基板にLED素子2を搭載した発光装置1を用いることにより、複数光源型のLEDランプとしながらも装置コストを安価にすることができる。また、LED素子2の発光に伴う発熱をCu基板に伝熱し、さらに放熱板12へ放熱できるため、大光量化、高出力化に余裕をもって対応することが可能となる。
(Effect of 13th Embodiment)
According to the thirteenth embodiment described above, by using the
なお、放熱板12はCu以外に、例えば、Al等の熱伝導性に優れる他の材料で形成しても良い。また、放熱性を高めるために粗面化加工等の表面加工が施されたものであっても良い。 Note that the heat radiating plate 12 may be formed of another material having excellent thermal conductivity, such as Al, in addition to Cu. Moreover, in order to improve heat dissipation, surface processing, such as roughening processing, may be given.
1…発光装置、2…LED素子、3…Cu基板、3A…絶縁部、3B…導電部、3C…溝、3D…底面導電部、3E…スルーホール、4…ワイヤ、5…封止樹脂、5A…光学形状面、6…リードフレーム、7…レンズ、8…半田、9…実装基板、10…LEDランプ、11…フレキシブル基板、12…放熱板、30…リフレクタ部、30A…傾斜部、30B…素子搭載部、50…蛍光体含有封止樹脂、110…窓、111…配線パターン形成面、300…放熱部、300A…Cu配線層、300B…Cu配線層、301…絶縁層、302…突起部、303…ボンディングエリア
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記発光素子の第1および第2の導電型の電極と電気的に接続される第1および第2の配線層を絶縁層を介して一体的に設けられ、前記発光素子の搭載部が成形によって設けられた導電材料からなる基板と、
前記発光素子を封止する封止部とを有することを特徴とする発光装置。 A light emitting element;
First and second wiring layers electrically connected to the first and second conductivity type electrodes of the light emitting element are integrally provided via an insulating layer, and the mounting portion of the light emitting element is formed by molding. A substrate made of a conductive material provided;
A light emitting device comprising: a sealing portion for sealing the light emitting element.
前記発光素子の第1および第2の導電型の電極と電気的に接続される第1および第2の配線層を絶縁層を介して一体的に設けられ、前記発光素子の搭載部が成形によって設けられた導電材料からなる基板と、
前記発光素子を封止する封止部と、
前記封止部から入射する光を所望の方向に放射させる光学形状面を有した光学系とを有することを特徴とする発光装置。 A light emitting element;
First and second wiring layers electrically connected to the first and second conductivity type electrodes of the light emitting element are integrally provided via an insulating layer, and the mounting portion of the light emitting element is formed by molding. A substrate made of a conductive material provided;
A sealing portion for sealing the light emitting element;
A light emitting device comprising: an optical system having an optical shape surface that radiates light incident from the sealing portion in a desired direction.
第1の面に前記発光装置と電気的に接続される配線パターンを有し、前記第1の面に複数の前記発光装置を所定の配列で実装し、前記発光装置の発光に基づく光を前記第1の面から第2の面に取り出して外部放射させる開口部を前記所定の配列で複数設けられる実装基板と、
複数の前記発光装置の実装面と反対側の面に取り付けられる放熱部とを有することを特徴とするLEDランプ。
The light emitting element and the first and second wiring layers electrically connected to the first and second conductivity type electrodes of the light emitting element are integrally provided via an insulating layer, and the light emitting element is mounted thereon. A light emitting device having a substrate made of a conductive material provided by molding, and a sealing portion for sealing the light emitting element;
A wiring pattern electrically connected to the light emitting device on the first surface; a plurality of the light emitting devices are mounted in a predetermined arrangement on the first surface; and light based on light emission of the light emitting device is A mounting substrate provided with a plurality of openings arranged in the predetermined arrangement to be taken out from the first surface to the second surface and radiate outside;
An LED lamp, comprising: a heat dissipating part attached to a surface opposite to the mounting surface of the plurality of light emitting devices.
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