JP2007059371A - Luminaire using led - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a luminaire using LEDs which can suppress the temperature rise of LED chips, of enhancing the optical output, and of reducing the cost of a circuit board. <P>SOLUTION: This luminaire using LEDs is provided with a metallic luminaire body 90 formed into a bottomed cylindrical shape with one surface opened; a plurality of LED chip units 1, each having an LED chip and a pair of lead terminals 42 and 43 with respective electrodes, respectively electrically connected thereto and arranged in the luminaire body 90; an insulation layer interlaid between the LED chip units 1 and the bottom wall 90a of the luminaire body 90 for electrically insulating them from each other and making them thermally couple with each other; and a circuit board 20, which is arranged in the luminaire body 90 and on which a circuit pattern 22 for feeding power to the respective LED chip units 1 is formed, and a plurality of window holes 23 for respectively inserting the respective LED chips 1 are formed therein. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、LEDを用いた照明器具に関するものである。   The present invention relates to a lighting fixture using LEDs.

従来から、LEDチップとLEDチップから放射された光によって励起されてLEDチップとは異なる発光色の光を放射する波長変換材料としての蛍光体(蛍光顔料、蛍光染料など)とを組み合わせてLEDチップの発光色とは異なる色合いの光を出す発光装置の研究開発が各所で行われている。この種の発光装置としては、例えば、青色光あるいは紫外光を放射するLEDチップと蛍光体とを組み合わせて白色の光(白色光の発光スペクトル)を得る白色発光装置(一般的に白色LEDと呼ばれている)の商品化がなされている。   Conventionally, LED chips are combined with LED chips and phosphors (fluorescent pigments, fluorescent dyes, etc.) as wavelength conversion materials that are excited by light emitted from the LED chips and emit light of a different emission color from the LED chips. Research and development of light-emitting devices that emit light of a color different from the color of the light is being conducted in various places. As this type of light-emitting device, for example, a white light-emitting device (generally called a white LED) that obtains white light (white light emission spectrum) by combining an LED chip that emits blue light or ultraviolet light and a phosphor. Has been commercialized.

また、最近の白色LEDの高出力化に伴い、白色LEDを照明用途に展開する研究開発が盛んになってきているが、上述の白色LEDを一般照明などのように比較的大きな光出力を必要とする用途に用いる場合、1つの白色LEDでは所望の光出力を得ることができないので、複数個の白色LEDを1枚の回路基板に実装したLEDユニット(LEDモジュール)を一面が開口した器具本体内に配置し、器具本体の上記一面側に各白色LEDからの白色光を透過させる透光板を配置して所望の光出力を得るようにしているのが一般的である(例えば、特許文献1)。なお、上記特許文献1に開示された照明器具では、上記透光板に各白色LEDそれぞれからの光の配光を制御する複数のレンズが形成されている。   In addition, with the recent increase in output of white LEDs, research and development for expanding white LEDs into lighting applications has become active, but the above-mentioned white LEDs require a relatively large light output, such as general lighting. Since the desired light output cannot be obtained with a single white LED, the main body of the device has an LED unit (LED module) in which a plurality of white LEDs are mounted on a single circuit board. In general, a light transmitting plate that transmits white light from each white LED is disposed on the one surface side of the instrument body so as to obtain a desired light output (for example, Patent Documents). 1). In addition, in the lighting fixture disclosed by the said patent document 1, the some lens which controls the light distribution from each white LED is formed in the said translucent board.

また、従来から、複数のLEDチップと各LEDチップを実装する回路基板とを備えるLEDユニットにおいて、各LEDチップのジャンクション温度の上昇を抑制して入力電力を大きくすることで光出力の高出力化を図るために、各LEDチップの発光部で発生した熱を効率良く外部に放熱させるための構造が提案されている(例えば、特許文献2,3参照)。   Conventionally, in an LED unit including a plurality of LED chips and a circuit board on which each LED chip is mounted, the increase in the junction temperature of each LED chip is suppressed and the input power is increased to increase the light output. In order to achieve this, a structure for efficiently radiating the heat generated in the light emitting portion of each LED chip to the outside has been proposed (see, for example, Patent Documents 2 and 3).

上記特許文献2に開示されたLEDユニットでは、図31に示すように、回路基板300として、金属板301上に絶縁樹脂層302を介して給電用の回路パターン303が形成された金属基板を採用しており、各LEDチップ10’で発生した熱が熱伝達部材310を介して金属板301に伝熱されるようになっている。ここにおいて、各LEDチップ10’は、GaN系化合物半導体材料からなる発光部が絶縁体であるサファイア基板からなる結晶成長用基板の一表面側に形成されたGaN系青色LEDチップであり、回路基板300にフリップチップ実装されており、結晶成長用基板の他表面が光取り出し面となっている。   In the LED unit disclosed in Patent Document 2, as shown in FIG. 31, a metal substrate in which a power supply circuit pattern 303 is formed on a metal plate 301 via an insulating resin layer 302 is used as the circuit substrate 300. The heat generated in each LED chip 10 ′ is transferred to the metal plate 301 via the heat transfer member 310. Here, each LED chip 10 ′ is a GaN-based blue LED chip formed on one surface side of a crystal growth substrate made of a sapphire substrate whose light-emitting portion made of a GaN-based compound semiconductor material is an insulator, and a circuit board The other surface of the crystal growth substrate is a light extraction surface.

また、上記特許文献3に開示されたLEDユニットでは、図32に示すように、図31の構成と同様に回路基板300として、金属板301上に絶縁樹脂層302を介して給電用の回路パターン303が形成された金属基板を採用しており、各LEDチップ10”で発生した熱が金属板301に伝熱されるようになっている。ここにおいて、各LEDチップ10”は、一表面側にアノード電極が形成されるとともに他表面側にカソード電極が形成されたものであり、アノード電極とカソード電極とのうち回路基板300に近い側の電極が第1の導体板312に電気的に接続されるとともに、回路基板300から遠い側の電極が第2の導体板313に金属細線からなるボンディングワイヤ314を介して電気的に接続されており、第1の導体板312および第2の導体板313それぞれが回路基板300の回路パターン303と接合されている。また、上記特許文献3には、回路パターン303の材料としてニッケルを採用し、回路パターン303の面積を広くすることで回路基板300を照明器具の反射板として兼用することが記載されている。
特開2003−59332号公報 特開2003−168829号公報(段落〔0030〕、および図6) 特開2001−203396号公報(図6)
In the LED unit disclosed in Patent Document 3, as shown in FIG. 32, a circuit pattern for power feeding is formed on a metal plate 301 via an insulating resin layer 302 as a circuit board 300 as in the configuration of FIG. A metal substrate on which 303 is formed is adopted so that heat generated in each LED chip 10 ″ is transferred to the metal plate 301. Here, each LED chip 10 ″ is placed on one surface side. An anode electrode is formed and a cathode electrode is formed on the other surface side, and an electrode closer to the circuit board 300 of the anode electrode and the cathode electrode is electrically connected to the first conductor plate 312. In addition, the electrode far from the circuit board 300 is electrically connected to the second conductor plate 313 via a bonding wire 314 made of a fine metal wire, and the first conductor plate Respectively 12 and second conductive plate 313 is bonded to the circuit pattern 303 of the circuit board 300. Further, Patent Document 3 describes that nickel is used as a material for the circuit pattern 303 and that the area of the circuit pattern 303 is widened so that the circuit board 300 is also used as a reflector of a lighting fixture.
JP 2003-59332 A JP 2003-168829 A (paragraph [0030] and FIG. 6) JP 2001-203396 A (FIG. 6)

ところで、図31や図32に示した構成のLEDユニットを用いた照明器具では、器具本体を金属製としてLEDユニットの回路基板300における金属板301を器具本体に熱的に結合させることでLEDユニットの熱をより効率的に放熱させることが考えられるが、耐雷サージ性を確保するために、回路基板300の金属板301と金属製の器具本体との間に例えばシート状の絶縁部材を介在させる必要があり、各LEDチップ10’,10”の発光部から器具本体までの熱抵抗が大きくなってしまい、各LEDチップ10’,10”のジャンクション温度が最大ジャンクション温度を超えないように各LEDチップ10’,10”への入力電力を制限する必要があり、光出力の高出力化が難しかった。   By the way, in the lighting fixture using the LED unit having the configuration shown in FIG. 31 or FIG. 32, the fixture body is made of metal, and the metal plate 301 in the circuit board 300 of the LED unit is thermally coupled to the fixture body. However, in order to ensure lightning surge resistance, for example, a sheet-like insulating member is interposed between the metal plate 301 of the circuit board 300 and the metal instrument body. It is necessary to increase the thermal resistance from the light emitting portion of each LED chip 10 ′, 10 ″ to the main body of the instrument, and to prevent the junction temperature of each LED chip 10 ′, 10 ″ from exceeding the maximum junction temperature. It is necessary to limit the input power to the chips 10 ′ and 10 ″, and it is difficult to increase the optical output.

また、図31や図32に示した構成のLEDユニットを用いた照明器具では、各LEDチップ10’,10”から器具本体までの熱抵抗を小さくするために各LEDチップ10’,10”への給電用の回路パターン303を形成した回路基板300として金属基板(金属ベースプリント配線板)を採用する必要があるので、コストが高くなってしまう。   Further, in the lighting fixture using the LED unit having the configuration shown in FIGS. 31 and 32, in order to reduce the thermal resistance from the LED chips 10 ′ and 10 ″ to the fixture body, the LED chips 10 ′ and 10 ″ are moved to the LED chips 10 ′ and 10 ″. Since it is necessary to use a metal substrate (metal base printed wiring board) as the circuit board 300 on which the power supply circuit pattern 303 is formed, the cost increases.

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、LEDチップの温度上昇を抑制できて光出力の高出力化を図れ且つ回路基板のコストを低減可能なLEDを用いた照明器具を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above reasons, and its purpose is to use an LED that can suppress the temperature rise of the LED chip, increase the light output, and reduce the cost of the circuit board. To provide an instrument.

請求項1の発明は、金属製の器具本体と、LEDチップおよびLEDチップの各電極がそれぞれ電気的に接続された一対のリード端子を有する複数のLEDチップユニットと、LEDチップユニットと器具本体との間に介在し両者を電気的に絶縁し且つ両者を熱結合させる絶縁層と、各LEDチップユニットへの給電用の回路パターンが形成されるとともに各LEDチップユニットそれぞれが挿通される複数の窓孔が形成され器具本体に対して各LEDチップユニットと同じ側に配置された回路基板とを備えてなることを特徴とする。   The invention of claim 1 includes a metal instrument body, a plurality of LED chip units having a pair of lead terminals to which the LED chip and each electrode of the LED chip are electrically connected, an LED chip unit and the instrument body, And an insulating layer that electrically insulates the two and thermally couples them, and a plurality of windows through which each LED chip unit is inserted while a circuit pattern for feeding power to each LED chip unit is formed And a circuit board disposed on the same side as each LED chip unit with respect to the instrument body.

この発明によれば、従来に比べてLEDチップの発光部から器具本体までの熱抵抗を小さくできて放熱性が向上し、LEDチップのジャンクション温度の温度上昇を抑制できるから、入力電力を大きくできて光出力の高出力化を図れ、しかも、回路基板として例えばガラスエポキシ基板などのように金属基板に比べて安価な回路基板を採用することができるので、回路基板のコストの低減が可能になる。   According to the present invention, the heat resistance from the light emitting part of the LED chip to the fixture body can be reduced and heat dissipation can be improved and the temperature rise of the junction temperature of the LED chip can be suppressed compared to the conventional case, so that the input power can be increased. Therefore, it is possible to reduce the cost of the circuit board because a circuit board that is less expensive than a metal substrate, such as a glass epoxy board, can be used as the circuit board. .

請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記回路基板における前記器具本体との対向面とは反対側に配置され前記各LEDチップユニットからの可視光を透過させる透光部材を備え、前記回路基板における透光部材との対向面に可視光を反射するミラーが形成されてなることを特徴とする。   The invention of claim 2 is the invention of claim 1, further comprising a translucent member that is disposed on the opposite side of the circuit board from the surface facing the instrument body and transmits visible light from the LED chip units. A mirror that reflects visible light is formed on a surface of the circuit board facing the light transmissive member.

この発明によれば、前記各LEDチップユニットから放射された可視光のうち透光部材で全反射された可視光がミラーにより反射されるので、光出力をより高めることが可能となる。   According to the present invention, the visible light totally reflected by the translucent member among the visible light radiated from each LED chip unit is reflected by the mirror, so that the light output can be further increased.

請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記回路基板は、前記透光部材との対向面側に前記回路パターンと前記ミラーとが形成されてなることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the circuit board is formed by forming the circuit pattern and the mirror on a surface facing the light transmitting member.

この発明によれば、前記回路パターンと前記ミラーとが別々なので、前記回路パターンのパターン設計の自由度が高くなるとともに、前記回路パターンおよび前記ミラーそれぞれの材料を適宜選択できるから、前記ミラーの材料としてより反射率の高い材料を選択することで光出力をさらに高めることができる。   According to the present invention, since the circuit pattern and the mirror are separate, the degree of freedom in pattern design of the circuit pattern is increased, and materials for the circuit pattern and the mirror can be appropriately selected. The light output can be further increased by selecting a material with higher reflectivity.

請求項4の発明は、請求項2の発明において、前記回路基板は、前記透光部材との対向面とは反対側に前記回路パターンが形成されてなることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the circuit board is characterized in that the circuit pattern is formed on a side opposite to a surface facing the light transmitting member.

この発明によれば、前記回路パターンと前記ミラーとが別々なので、前記回路パターンのパターン設計の自由度が高くなるとともに、前記回路パターンおよび前記ミラーそれぞれの材料を適宜選択できるから、前記ミラーの材料としてより反射率の高い材料を選択することで光出力をさらに高めることができる。また、請求項3の発明に比べて、ミラーの表面積を大きくすることができ、光出力をより一層高めることが可能となる。   According to the present invention, since the circuit pattern and the mirror are separate, the degree of freedom in pattern design of the circuit pattern is increased, and materials for the circuit pattern and the mirror can be appropriately selected. The light output can be further increased by selecting a material with higher reflectivity. Further, the surface area of the mirror can be increased as compared with the invention of claim 3, and the light output can be further increased.

請求項5の発明は、請求項2ないし請求項4の発明において、前記ミラーは、アルミニウムにより形成されてなることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in any of the second to fourth aspects of the present invention, the mirror is made of aluminum.

この発明によれば、前記ミラーの材料として従来のようにニッケルを採用する場合に比べて、可視光域の波長の光の反射率が高くなる。   According to the present invention, the reflectance of light having a wavelength in the visible light region is higher than in the case where nickel is conventionally used as the material of the mirror.

請求項6の発明は、請求項2ないし請求項5の発明において、前記器具本体が一面に前記各LEDチップユニットおよび回路基板を収納する収納凹所を有する円盤状に形成され、前記回路基板の中央部で前記回路基板に電気的に接続される給電用の電線を挿通する電線挿通孔が前記器具本体の中央部において前記収納凹所の底部に貫設されてなることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the second to fifth aspects of the present invention, the instrument body is formed in a disk shape having a housing recess for housing the LED chip units and the circuit board on one side thereof. An electric wire insertion hole for inserting a power supply wire electrically connected to the circuit board at a central portion is formed through the bottom portion of the housing recess at the central portion of the instrument body.

この発明によれば、前記器具本体の収納凹所内で電線を引き回すためのスペースを設ける必要がなく、前記器具本体の薄型化を図れる。   According to this invention, it is not necessary to provide a space for routing the electric wire in the housing recess of the instrument body, and the instrument body can be thinned.

請求項7の発明は、請求項6の発明において、前記器具本体における前記収納凹所の周部に前記器具本体を造営材に取り付けるための複数の取付ねじそれぞれを前記一面側から挿通する複数のねじ挿通孔が貫設され、前記透光部材の光出射面側を露出させる開口窓を有し前記器具本体の前記一面側において前記収納凹所の周部および各取付ねじを覆う形で前記器具本体に取着される枠状の化粧カバーを備え、当該化粧カバーが金属により形成されてなることを特徴とする。   The invention of claim 7 is the invention of claim 6, wherein a plurality of attachment screws for attaching the instrument body to the construction material are inserted from the one surface side into the peripheral portion of the storage recess in the instrument body. The instrument has an opening window through which a screw insertion hole is provided and exposes the light emitting surface side of the translucent member so as to cover the peripheral portion of the housing recess and each mounting screw on the one surface side of the instrument body. A frame-shaped decorative cover attached to the main body is provided, and the decorative cover is made of metal.

この発明によれば、前記器具本体における前記収納凹所の周部に前記器具本体を造営材に取り付けるための複数の取付ねじそれぞれを前記一面側から挿通する複数のねじ挿通孔が貫設されいるので、例えば天井材などの造営材に取付ねじを用いて前記器具本体を取り付けることができ、また、前記器具本体の前記一面側において前記収納凹所の周部および各取付ねじを覆う形で前記器具本体に取着される枠状の化粧カバーを備えているので、前記器具本体の前記一面側から取付ねじが見えないようにすることができ、見栄えを良くすることができ、しかも、化粧カバーが金属により形成されているので、化粧カバーが合成樹脂により形成されている場合に比べて放熱性を高めることができ、前記LEDチップのジャンクション温度の温度上昇をより抑制できる。   According to the present invention, a plurality of screw insertion holes for inserting a plurality of attachment screws for attaching the instrument main body to the construction material from the one surface side are provided in the periphery of the storage recess in the instrument main body. Therefore, for example, the appliance body can be attached to a construction material such as a ceiling material using an attachment screw, and the peripheral portion of the storage recess and the attachment screws are covered on the one surface side of the appliance body. Since the frame-shaped decorative cover attached to the instrument body is provided, the mounting screw can be prevented from being seen from the one surface side of the instrument body, the appearance can be improved, and the decorative cover is provided. Is made of metal, heat dissipation can be improved compared to the case where the decorative cover is made of synthetic resin, and the junction temperature of the LED chip is increased. More can be suppressed.

請求項8の発明は、請求項1ないし請求項7の発明において、前記透光部材は、前記各LEDチップユニットそれぞれに対向する各部位それぞれに、前記LEDチップユニットから放射された光の配光を制御するレンズ部を有し、各レンズ部以外の部位が金属により形成されてなることを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the first to seventh aspects of the present invention, the translucent member distributes light emitted from the LED chip unit to each of the portions facing the LED chip units. And a portion other than each lens portion is made of metal.

この発明によれば、前記透光部材が、前記各LEDチップユニットそれぞれに対向する各部位それぞれに、前記LEDチップユニットから放射された光の配光を制御するレンズ部を有しているので、前記各LEDチップユニットそれぞれから放射された光の配光を制御することができ、しかも、前記透光部材における各レンズ部以外の部位が金属により形成されているので、前記透光部材全体が合成樹脂やガラスなどにより形成されている場合に比べて放熱性を高めることができ、前記LEDチップのジャンクション温度の温度上昇をより抑制できる。   According to this invention, since the translucent member has a lens portion for controlling the light distribution of the light emitted from the LED chip unit at each of the parts facing the LED chip units, The light distribution of the light emitted from each LED chip unit can be controlled, and the portions other than the lens portions of the light transmitting member are formed of metal, so that the entire light transmitting member is synthesized. Compared with the case where it forms with resin, glass, etc., heat dissipation can be improved and the temperature rise of the junction temperature of the said LED chip can be suppressed more.

請求項9の発明は、請求項1ないし請求項8の発明において、前記LEDチップユニットは、熱伝導性材料からなり前記LEDチップが実装される伝熱板と、前記LEDチップと伝熱板との間に介在し両者の線膨張率差に起因して前記LEDチップに働く応力を緩和するサブマウント部材と、伝熱板側とは反対の表面に前記LEDチップの前記各電極それぞれと電気的に接続される一対の導体パターンが設けられるとともにサブマウント部材を露出させる窓孔が厚み方向に貫設され伝熱板に積層された絶縁性基板とを備え、各導体パターンそれぞれが前記リード端子を構成していることを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, in the first to eighth aspects of the invention, the LED chip unit is made of a heat conductive material, the heat transfer plate on which the LED chip is mounted, the LED chip and the heat transfer plate, And a submount member that relaxes the stress acting on the LED chip due to the difference between the linear expansion coefficients of the two, and each of the electrodes of the LED chip on the surface opposite to the heat transfer plate side A pair of conductor patterns connected to each other, and a window hole exposing the submount member extending in the thickness direction and laminated on the heat transfer plate, each conductor pattern having the lead terminal It is characterized by comprising.

この発明によれば、前記LEDチップユニットが、熱伝導性材料からなり前記LEDチップが実装される伝熱板と、前記LEDチップと伝熱板との間に介在し両者の線膨張率差に起因して前記LEDチップに働く応力を緩和するサブマウント部材とを備えているので、前記各LEDチップユニットにおいて前記LEDチップで発生した熱をサブマウント部材および伝熱板を介して効率良く放熱させることができるとともに、前記LEDチップと伝熱板との線膨張率差に起因して前記LEDチップに働く応力を緩和することができ、また、伝熱板側とは反対の表面に前記LEDチップの前記各電極それぞれと電気的に接続される一対の導体パターンが設けられるとともにサブマウント部材を露出させる窓孔が厚み方向に貫設され伝熱板に積層された絶縁性基板を備え、各導体パターンそれぞれが前記リード端子を構成しているので、前記器具本体と前記リード端子との間の絶縁距離を長くすることができ、信頼性が向上する。   According to this invention, the LED chip unit is made of a heat conductive material, and is interposed between the LED chip and the heat transfer plate between the heat transfer plate on which the LED chip is mounted and the linear expansion coefficient difference between the two. And a submount member that alleviates the stress acting on the LED chip. Therefore, the heat generated in the LED chip in each LED chip unit is efficiently radiated through the submount member and the heat transfer plate. The stress acting on the LED chip due to the difference in linear expansion coefficient between the LED chip and the heat transfer plate can be relieved, and the LED chip is provided on the surface opposite to the heat transfer plate side. A pair of conductor patterns electrically connected to each of the electrodes are provided, and a window hole exposing the submount member is provided in the thickness direction and laminated on the heat transfer plate. Comprising a insulating substrate, since each of the conductor patterns constituting the lead terminal, the insulation distance between the fixture body and the lead terminals can be lengthened, and the reliability is improved.

請求項1の発明では、LEDチップの温度上昇を抑制できて光出力の高出力化を図れ且つ回路基板のコストを低減可能になるという効果がある。   According to the first aspect of the present invention, the temperature rise of the LED chip can be suppressed, the light output can be increased, and the cost of the circuit board can be reduced.

(実施形態1)
以下、本実施形態の照明器具について図1〜図5を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the lighting fixture of this embodiment is demonstrated, referring FIGS.

本実施形態の照明器具は、例えばスポットライトとして用いられるものであり、支持台100上に固定された回転基台110に一端部が軸ねじ111を用いて結合されたアーム112に対して金属(例えば、Al、Cuなどの熱伝導率の高い金属)製の器具本体90が結合ねじ113を用いて結合されている。   The lighting fixture of the present embodiment is used as, for example, a spotlight, and is a metal (with respect to an arm 112 having one end coupled to a rotating base 110 fixed on a support base 100 using a shaft screw 111 ( For example, an instrument body 90 made of a metal having a high thermal conductivity such as Al or Cu is coupled using a coupling screw 113.

器具本体90は、一面(前面)が開口した有底筒状(本実施形態では、有底円筒状)に形成されており、複数個のLEDチップユニット(発光装置)1が収納されている。ここにおいて、器具本体90は、底壁90aに各LEDチップユニット1がグリーンシートからなる絶縁層80を介して実装され、開口部分が前カバー91により閉塞されている。前カバー91は、円板状のガラス板からなる透光板91aと、透光板91aを保持する円環状の窓枠91bとからなり、窓枠91bが器具本体90に対して取り付けられている。なお、絶縁層80は、グリーンシートのようなシート状に成形したセラミックスの未燒結体に限らず、例えば、熱硬化性の固着材(例えば、エポキシ樹脂など)を用いてもよい。また、透光板91aは、ガラス基板に限らず、透光性を有する材料により形成されていればよく、また、透光板91aに各LEDチップユニット1から放射された光の配光を制御するレンズを一体に設けてもよい。   The instrument main body 90 is formed in a bottomed cylindrical shape (in this embodiment, a bottomed cylindrical shape) whose one surface (front surface) is open, and a plurality of LED chip units (light emitting devices) 1 are accommodated therein. Here, in the instrument main body 90, each LED chip unit 1 is mounted on the bottom wall 90a via an insulating layer 80 made of a green sheet, and the opening is closed by the front cover 91. The front cover 91 includes a translucent plate 91 a made of a disk-shaped glass plate and an annular window frame 91 b that holds the translucent plate 91 a, and the window frame 91 b is attached to the instrument main body 90. . Note that the insulating layer 80 is not limited to an unsintered ceramic body formed into a sheet shape such as a green sheet, and for example, a thermosetting fixing material (for example, an epoxy resin) may be used. The translucent plate 91a is not limited to a glass substrate, but may be formed of a translucent material, and controls the light distribution of light emitted from each LED chip unit 1 to the translucent plate 91a. You may provide the lens to perform integrally.

ところで、器具本体90内に配置された各LEDチップユニット1は、器具本体90内に配置される回路基板20により電気的に接続されている。なお、回路基板20の外周形状は、円形の一部を切り欠いて直線部分を設けた形状に形成されている。   By the way, each LED chip unit 1 arranged in the appliance main body 90 is electrically connected by the circuit board 20 arranged in the appliance main body 90. In addition, the outer periphery shape of the circuit board 20 is formed in a shape in which a circular portion is notched and a linear portion is provided.

回路基板20は、厚み方向の一面側に各LEDチップユニット1への給電用の回路パターン22が形成されたガラスエポキシ基板により構成されており、各LEDチップユニット1それぞれが挿通される複数の矩形状の窓孔23が厚み方向に貫設されている。なお、本実施形態では、上述の透光板91aが、回路基板20における器具本体90との対向面とは反対側に回路基板20から離間して配置され各LEDチップユニット1からの可視光を透過させる透光部材を構成している。   The circuit board 20 is composed of a glass epoxy board in which a circuit pattern 22 for supplying power to each LED chip unit 1 is formed on one surface side in the thickness direction, and a plurality of rectangular shapes through which each LED chip unit 1 is inserted. A shaped window hole 23 is provided in the thickness direction. In the present embodiment, the above-described translucent plate 91a is disposed away from the circuit board 20 on the opposite side of the circuit board 20 from the surface facing the instrument body 90, and transmits visible light from each LED chip unit 1. A translucent member to be transmitted is configured.

ここで、回路基板20における回路パターン22は、複数個のLEDチップユニット1を並列接続するようにパターン設計されており、複数個のLEDチップユニット1の並列回路の両端の回路パターン22に半田などにより接続されたリード線からなる給電用の電線(図示せず)が器具本体90の底壁90aに貫設された電線挿通孔90cに挿通され、複数個のLEDチップユニット1の並列回路に図示しない電源回路から電力が供給されるようになっている。なお、電源回路としては、例えば、商用電源のような交流電源の交流出力を整流平滑するダイオードブリッジからなる整流回路と、整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサとを備えた構成のものを採用すればよい。また、本実施形態では、器具本体90内の複数個のLEDチップユニット1を並列接続しているが、複数個のLEDチップユニット1の接続関係は特に限定するものではなく、例えば、直列接続するようにしてもよいし、直列接続と並列接続とを組み合わせてもよい。   Here, the circuit pattern 22 on the circuit board 20 is designed to connect a plurality of LED chip units 1 in parallel, and solder or the like is applied to the circuit patterns 22 at both ends of the parallel circuit of the plurality of LED chip units 1. A power supply wire (not shown) composed of lead wires connected by the wire is inserted into a wire insertion hole 90c penetrating through the bottom wall 90a of the instrument body 90, and is shown in a parallel circuit of the plurality of LED chip units 1. Power is supplied from the power supply circuit that does not. As the power supply circuit, for example, a power supply circuit having a rectifier circuit composed of a diode bridge that rectifies and smoothes the AC output of an AC power supply such as a commercial power supply and a smoothing capacitor that smoothes the output of the rectifier circuit is employed. That's fine. Moreover, in this embodiment, although the several LED chip unit 1 in the instrument main body 90 is connected in parallel, the connection relation of the several LED chip unit 1 does not specifically limit, For example, it connects in series. You may make it, and you may combine a serial connection and a parallel connection.

LEDチップユニット1は、矩形板状のLEDチップ10と、LEDチップ10のチップサイズよりも大きな矩形板状に形成されLEDチップ10が搭載されたチップ搭載部材41と、チップ搭載部材41の一側縁に連続一体に形成された短冊状のリード端子42と、チップ搭載部材41における他側縁から離間して配置されたT字状のリード端子43と、LEDチップ10を囲むように配置されLEDチップ10の側面から放射された光をLEDチップ10の前方(図3における上方)へ反射させるリフレクタ(反射器)50と、LEDチップ10を覆う形でリフレクタ50の前面側に取り付けられる保護カバー60とを備えている。   The LED chip unit 1 includes a rectangular plate-shaped LED chip 10, a chip mounting member 41 that is formed in a rectangular plate shape larger than the chip size of the LED chip 10 and on which the LED chip 10 is mounted, and one side of the chip mounting member 41. A strip-shaped lead terminal 42 that is continuously formed integrally with the edge, a T-shaped lead terminal 43 that is spaced apart from the other side edge of the chip mounting member 41, and an LED that is disposed so as to surround the LED chip 10. A reflector (reflector) 50 that reflects light emitted from the side surface of the chip 10 to the front of the LED chip 10 (upward in FIG. 3), and a protective cover 60 that is attached to the front side of the reflector 50 so as to cover the LED chip 10. And.

チップ搭載部材41と各リード端子42,43とは金属板(例えば、銅板など)からなるリードフレームを用いて形成してあり、チップ搭載部材41および各リード端子42,43は、絶縁性を有する矩形枠状の合成樹脂成形品からなる保持枠45に同時一体に成形され当該保持枠45の内側に各リード端子42,43のインナリード部42a,43aおよびチップ搭載部材41が配置されるとともに、保持枠45の外側に各リード端子42,43のアウタリード部42b,43bが配置されている。ここで、チップ搭載部材41および各リード端子42,43と器具本体90との間には上述の絶縁層80が介在しており、絶縁層80は、チップ搭載部材41および各リード端子42,43と器具本体90との両者を電気的に絶縁し且つ熱結合させる機能を有している。また、各リード端子42,43は、アウタリード部42b,43bが回路基板20の回路パターン22と半田からなる接合部95を介して電気的に接続されている。なお、本実施形態では、保持枠45と、チップ搭載部材41と、各リード端子42,43と、リフレクタ50と、保護カバー60と、絶縁層80とでLEDチップ10のパッケージを構成している。また、本実施形態では、絶縁層80を各LEDチップユニット1毎に設けているが、器具本体90の底壁90aよりもやや小さい1枚のグリーンシートを複数個のLEDチップユニット1に対して共用してもよい。   The chip mounting member 41 and the lead terminals 42 and 43 are formed using a lead frame made of a metal plate (for example, a copper plate), and the chip mounting member 41 and the lead terminals 42 and 43 have insulating properties. The inner lead portions 42a and 43a of the lead terminals 42 and 43 and the chip mounting member 41 are disposed inside the holding frame 45 at the same time and integrally formed with a holding frame 45 made of a synthetic resin molded product having a rectangular frame shape. Outer lead portions 42 b and 43 b of the lead terminals 42 and 43 are arranged outside the holding frame 45. Here, the above-described insulating layer 80 is interposed between the chip mounting member 41 and the lead terminals 42 and 43 and the instrument main body 90, and the insulating layer 80 includes the chip mounting member 41 and the lead terminals 42 and 43. And the instrument body 90 are electrically insulated and thermally coupled. The lead terminals 42 and 43 are electrically connected to the outer lead portions 42b and 43b via the joint portions 95 made of solder with the circuit pattern 22 of the circuit board 20. In the present embodiment, the holding frame 45, the chip mounting member 41, the lead terminals 42 and 43, the reflector 50, the protective cover 60, and the insulating layer 80 constitute a package of the LED chip 10. . In this embodiment, the insulating layer 80 is provided for each LED chip unit 1, but one green sheet slightly smaller than the bottom wall 90 a of the instrument main body 90 is attached to the plurality of LED chip units 1. May be shared.

上記リードフレームの材料は銅に限らず、例えば、リン青銅などでもよい。また、本実施形態では、チップ搭載部材41および各リード端子42,43を保持枠45に同時一体に成形してあるが、保持枠45は必ずしも設ける必要はなく、チップ搭載部材41とリード端子42とを連続一体に形成する必要もない。ただし、チップ搭載部材41とリード端子42とを連続一体に形成するとともに上述の保持枠45を備えている場合には、組立時などにおいてLEDチップユニット1を個別部品として取り扱いやすくなり、各LEDチップユニット1を器具本体90に実装する前に、容易に個別の検査を行うことができるという利点がある。   The material of the lead frame is not limited to copper, and may be phosphor bronze, for example. In this embodiment, the chip mounting member 41 and the lead terminals 42 and 43 are formed integrally with the holding frame 45 at the same time. However, the holding frame 45 is not necessarily provided, and the chip mounting member 41 and the lead terminal 42 are not necessarily provided. There is also no need to form a continuous integral. However, when the chip mounting member 41 and the lead terminal 42 are continuously formed integrally and the above-described holding frame 45 is provided, the LED chip unit 1 can be easily handled as an individual component at the time of assembly or the like. There is an advantage that an individual test can be easily performed before the unit 1 is mounted on the instrument main body 90.

LEDチップ10は、青色光を放射するGaN系青色LEDチップであり、結晶成長用基板としてサファイア基板に比べて格子定数や結晶構造がGaNに近く且つ導電性を有するn形のSiC基板からなる導電性基板11を用いており、導電性基板11の主表面側にGaN系化合物半導体材料により形成されて例えばダブルへテロ構造を有する積層構造部からなる発光部12がエピタキシャル成長法(例えば、MOVPE法など)により成長され、導電性基板11の裏面に図示しないカソード側の電極であるカソード電極(n電極)が形成され、発光部12の表面(導電性基板11の主表面側の最表面)に図示しないアノード側の電極であるアノード電極(p電極)が形成されている。要するに、LEDチップ10は、一表面側にアノード電極が形成されるとともに他表面側にカソード電極が形成されている。上記カソード電極および上記アノード電極は、Ni膜とAu膜との積層膜により構成してあるが、上記カソード電極および上記アノード電極の材料は特に限定するものではなく、良好なオーミック特性が得られる材料であればよく、例えば、Alなどを採用してもよい。   The LED chip 10 is a GaN-based blue LED chip that emits blue light, and is a conductive substrate made of an n-type SiC substrate that has a lattice constant and a crystal structure close to GaN as a crystal growth substrate and has conductivity compared to a sapphire substrate. The light-emitting portion 12 is formed of a GaN-based compound semiconductor material on the main surface side of the conductive substrate 11 and has a laminated structure portion having, for example, a double hetero structure. ), A cathode electrode (n electrode) which is a cathode side electrode (not shown) is formed on the back surface of the conductive substrate 11, and is shown on the surface of the light emitting unit 12 (the outermost surface on the main surface side of the conductive substrate 11). An anode electrode (p electrode) which is an electrode on the anode side that is not to be formed is formed. In short, the LED chip 10 has an anode electrode formed on one surface side and a cathode electrode formed on the other surface side. The cathode electrode and the anode electrode are composed of a laminated film of a Ni film and an Au film, but the material of the cathode electrode and the anode electrode is not particularly limited, and a material capable of obtaining good ohmic characteristics For example, Al or the like may be employed.

なお、本実施形態では、上記一方のリード端子42がカソード側リード端子を構成し、上記他方のリード端子43がアノード側リード端子を構成している。また、本実施形態では、LEDチップ10の発光部12が導電性基板11よりもチップ搭載部材41から離れた側となるようにチップ搭載部材41に搭載されているが、LEDチップ10の発光部12が導電性基板11よりもチップ搭載部材41に近い側となるようにチップ搭載部材41に搭載するようにしてもよい。光取り出し効率を考えた場合には、発光部12をチップ搭載部材41から離れた側に配置することが望ましいが、本実施形態では導電性基板11と発光部12とが同程度の屈折率を有しているので、発光部12をチップ搭載部材41に近い側に配置しても光の取り出し損失が大きくなりすぎることはない。   In the present embodiment, the one lead terminal 42 constitutes a cathode side lead terminal, and the other lead terminal 43 constitutes an anode side lead terminal. In the present embodiment, the LED chip 10 is mounted on the chip mounting member 41 so that the light emitting unit 12 of the LED chip 10 is farther from the chip mounting member 41 than the conductive substrate 11. You may make it mount in the chip mounting member 41 so that 12 may become the side near the chip mounting member 41 rather than the electroconductive board | substrate 11. FIG. Considering the light extraction efficiency, it is desirable to arrange the light emitting unit 12 on the side away from the chip mounting member 41. However, in this embodiment, the conductive substrate 11 and the light emitting unit 12 have the same refractive index. Therefore, even if the light emitting unit 12 is disposed on the side close to the chip mounting member 41, the light extraction loss does not become too large.

また、リフレクタ50は、円形状に開口した枠状の形状であって、LEDチップ10の厚み方向においてLEDチップ10から離れるに従って開口面積が大きくなる形状に形成されており、絶縁性を有するシート状の接着フィルムからなる固着材55により各リード端子42,43と固着されている。なお、リフレクタ50および固着材55の外周形状は、保持枠45の内周形状よりもやや小さな矩形状に形成されている。   In addition, the reflector 50 has a circular frame-like shape and is formed in a shape in which the opening area increases as the distance from the LED chip 10 increases in the thickness direction of the LED chip 10, and has a sheet shape having an insulating property. The lead terminals 42 and 43 are fixed by a fixing material 55 made of an adhesive film. The outer peripheral shape of the reflector 50 and the fixing material 55 is formed in a rectangular shape that is slightly smaller than the inner peripheral shape of the holding frame 45.

ここにおいて、リフレクタ50の材料としては、LEDチップ10から放射される光(ここでは、青色光)に対する反射率が比較的大きな材料(例えば、Alなど)を採用すればよい。なお、固着材55には、リフレクタ50の開口部に対応する円形状の開口部55aが形成されている。また、リフレクタ50の内側には、LEDチップ10を封止する透明な封止樹脂(例えば、シリコーン樹脂など)をポッティングして封止部を形成することが望ましい。   Here, as a material of the reflector 50, a material (for example, Al) having a relatively high reflectance with respect to light emitted from the LED chip 10 (here, blue light) may be employed. Note that a circular opening 55 a corresponding to the opening of the reflector 50 is formed in the fixing material 55. Further, it is desirable to form a sealing portion inside the reflector 50 by potting a transparent sealing resin (for example, silicone resin) that seals the LED chip 10.

保護カバー60は、LEDチップ10の厚み方向に沿った中心線上に中心が位置するように配置されるドーム状のカバー部62と、カバー部62の開口部の周縁から側方に連続一体に突出したフランジ部61とを備え、フランジ部61におけるリフレクタ50側の面の周部に環状の位置決めリブ61aが突設されており、リフレクタ50に対して安定して位置決めすることができるようになっている。なお、保護カバー60は、リフレクタ50に対して、例えば接着剤(例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂など)を用いて接着すればよい。   The protective cover 60 has a dome-shaped cover portion 62 disposed so that its center is located on the center line along the thickness direction of the LED chip 10, and continuously protrudes sideways from the periphery of the opening of the cover portion 62. An annular positioning rib 61a is projected from the peripheral portion of the surface of the flange portion 61 on the reflector 50 side so that the flange portion 61 can be stably positioned with respect to the reflector 50. Yes. Note that the protective cover 60 may be bonded to the reflector 50 using, for example, an adhesive (for example, a silicone resin, an epoxy resin, or the like).

また、保護カバー60は、シリコーン樹脂のような透明材料とLEDチップ10から放射された青色光によって励起されてブロードな黄色系の光を放射する粒子状の黄色蛍光体とを混合した混合物の成形品により構成されている。したがって、本実施形態におけるLEDチップユニット1は、保護カバー60が、LEDチップ10から放射された光によって励起されてLEDチップ10の発光色とは異なる色の光を放射する色変換部材を兼ねており、当該LEDチップユニット1全体として、LEDチップ10から放射された青色光と黄色蛍光体から放射された光との合成光からなる白色の光を出力する白色LEDを構成している。なお、保護カバー60の材料として用いる透明材料は、シリコーン樹脂に限らず、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ガラスなどを採用してもよい。また、保護カバー60の材料として用いる透明材料に混合する蛍光体も黄色蛍光体に限らず、例えば、赤色蛍光体と緑色蛍光体とを混合しても白色光を得ることができる。また、LEDチップ10の発光色がLEDチップユニット1の所望の発光色と同じ場合には透明材料に蛍光体を混合する必要はない。   The protective cover 60 is formed of a mixture in which a transparent material such as a silicone resin and a particulate yellow phosphor that emits broad yellow light when excited by the blue light emitted from the LED chip 10 are mixed. It is composed of goods. Therefore, the LED chip unit 1 in the present embodiment also serves as a color conversion member in which the protective cover 60 is excited by the light emitted from the LED chip 10 and emits light of a color different from the emission color of the LED chip 10. The LED chip unit 1 as a whole constitutes a white LED that outputs white light composed of combined light of blue light emitted from the LED chip 10 and light emitted from the yellow phosphor. The transparent material used as the material of the protective cover 60 is not limited to a silicone resin, and for example, an acrylic resin, an epoxy resin, glass, or the like may be employed. The phosphor mixed with the transparent material used as the material of the protective cover 60 is not limited to the yellow phosphor. For example, white light can be obtained by mixing a red phosphor and a green phosphor. Further, when the emission color of the LED chip 10 is the same as the desired emission color of the LED chip unit 1, it is not necessary to mix a phosphor with the transparent material.

ところで、本実施形態では、LEDチップ10として、上述のように発光色が青色の青色LEDチップを採用しており、導電性基板11としてSiC基板を採用しているが、SiC基板の代わりにGaN基板を用いてもよく、SiC基板やGaN基板を用いた場合には下記表1から分かるように、上記特許文献2のように結晶成長用基板として絶縁体であるサファイア基板を用いている場合に比べて、結晶成長用基板の熱伝導率が高く熱抵抗が小さい。また、LEDチップ10の発光色は青色に限らず、例えば、赤色、緑色などでもよい。すなわち、LEDチップ10の発光部12の材料はGaN系化合物半導体材料に限らず、LEDチップ10の発光色に応じて、GaAs系化合物半導体材料やGaP系化合物半導体材料などを採用してもよい。また、導電性基板11もSiC基板に限らず、発光部12の材料に応じて、例えば、GaAs基板、GsP基板などから適宜選択すればよい。   By the way, in this embodiment, the blue LED chip whose emission color is blue is adopted as the LED chip 10 as described above, and the SiC substrate is adopted as the conductive substrate 11, but GaN is used instead of the SiC substrate. A substrate may be used. When a SiC substrate or a GaN substrate is used, as can be seen from Table 1 below, when a sapphire substrate that is an insulator is used as a substrate for crystal growth as in Patent Document 2 above. In comparison, the crystal growth substrate has a high thermal conductivity and a low thermal resistance. Further, the light emission color of the LED chip 10 is not limited to blue, and may be, for example, red or green. That is, the material of the light-emitting portion 12 of the LED chip 10 is not limited to the GaN-based compound semiconductor material, and a GaAs-based compound semiconductor material, a GaP-based compound semiconductor material, or the like may be employed according to the emission color of the LED chip 10. Further, the conductive substrate 11 is not limited to the SiC substrate, and may be appropriately selected from, for example, a GaAs substrate and a GsP substrate according to the material of the light emitting unit 12.

Figure 2007059371
Figure 2007059371

また、LEDチップ10は、上述のチップ搭載部材41に、LEDチップ10のチップサイズよりも大きなサイズの矩形板状に形成されLEDチップ10と伝熱板を兼ねるチップ搭載部材41との線膨張率の差に起因してLEDチップ10に働く応力を緩和するサブマウント部材30を介して搭載されている。サブマウント部材30は、上記応力を緩和する機能だけでなく、LEDチップ10で発生した熱をチップ搭載部材41においてLEDチップ10のチップサイズよりも広い範囲に伝熱させる熱伝導機能を有しており、チップ搭載部材41におけるLEDチップ10側の表面の面積はLEDチップ10におけるチップ搭載部材41側の表面の面積よりも十分に大きいことが望ましい。例えば、0.3〜1.0mm角のLEDチップ10から廃熱を効率良く行うためには、チップ搭載部材41と絶縁層80との接触面積を大きくし、且つ、LEDチップ10の熱が広範囲に亘って均一に熱伝導するようにして熱抵抗を小さくすることが好ましく、上記リードフレームを用いて形成されるチップ搭載部材41におけるLEDチップ10側の表面の面積をLEDチップ10におけるチップ搭載部材41側の表面の面積の10倍以上とすることが望ましい。ここにおいて、サブマウント部材30は、上記応力を緩和する機能を有していればよく、厚み寸法を上記特許文献1〜3に記載されたLEDユニットにおける回路基板の厚み寸法に比べて小さくすることができるから、熱伝導率が比較的大きな材料を採用することにより、熱抵抗を小さくすることができる。   Further, the LED chip 10 is formed in a rectangular plate shape larger than the chip size of the LED chip 10 on the above-described chip mounting member 41, and the linear expansion coefficient between the LED chip 10 and the chip mounting member 41 that also serves as a heat transfer plate. It is mounted via a submount member 30 that relieves stress acting on the LED chip 10 due to the difference. The submount member 30 has not only a function of relieving the stress but also a heat conduction function of transferring heat generated in the LED chip 10 to a range wider than the chip size of the LED chip 10 in the chip mounting member 41. The surface area of the chip mounting member 41 on the LED chip 10 side is desirably sufficiently larger than the surface area of the LED chip 10 on the chip mounting member 41 side. For example, in order to efficiently perform waste heat from the 0.3-1.0 mm square LED chip 10, the contact area between the chip mounting member 41 and the insulating layer 80 is increased, and the heat of the LED chip 10 is wide. It is preferable to reduce the thermal resistance so as to conduct heat uniformly over the entire area, and the area of the surface on the LED chip 10 side of the chip mounting member 41 formed using the lead frame is defined as the chip mounting member in the LED chip 10. It is desirable that the surface area on the 41st side be 10 times or more. Here, the submount member 30 only needs to have the function of relieving the stress, and the thickness dimension is made smaller than the thickness dimension of the circuit board in the LED unit described in Patent Documents 1 to 3 above. Therefore, the heat resistance can be reduced by adopting a material having a relatively large thermal conductivity.

本実施形態では、サブマウント部材30の材料としてCuWを採用しており、LEDチップ10は、上記カソード電極がサブマウント部材30およびチップ搭載部材41を介して上記一方のリード端子42のインナリード部42aと電気的に接続され、上記アノード電極が金属細線(例えば、金細線、アルミニウム細線など)からなるボンディングワイヤ14を介して上記他方のリード端子43のインナリード部43aと電気的に接続されている。また、各リード端子42,43のアウタリード部42b,43bには、それぞれ上述のリード線93が半田からなる接合部95を介して電気的に接続されている。   In this embodiment, CuW is adopted as the material of the submount member 30. In the LED chip 10, the cathode electrode has the inner lead portion of the one lead terminal 42 via the submount member 30 and the chip mounting member 41. 42a, and the anode electrode is electrically connected to the inner lead portion 43a of the other lead terminal 43 through a bonding wire 14 made of a fine metal wire (for example, a gold fine wire, an aluminum fine wire, etc.). Yes. The lead wires 93 are electrically connected to the outer lead portions 42b and 43b of the lead terminals 42 and 43 through joints 95 made of solder, respectively.

サブマウント部材30の材料はCuWに限らず、例えば下記表2から分かるように、線膨張率が導電性基板11の材料である6H−SiCに比較的近く且つ熱伝導率が比較的高い材料であればよく、例えば、W、AlN、複合SiC、Siなどを採用してもよい。ただし、サブマウント部材30としてAlNや複合SiCのような絶縁体を採用する場合には、例えば、サブマウント部材30におけるLEDチップ10側の表面に上記アノード電極と接合される適宜の導体パターンを設けておき、当該導体パターンと上記一方のリード端子42のインナリード部42aとをボンディングワイヤを介して電気的に接続すればよい。   The material of the submount member 30 is not limited to CuW. For example, as can be seen from Table 2 below, the material of the submount member 30 is a material whose linear expansion coefficient is relatively close to 6H—SiC which is the material of the conductive substrate 11 and whose thermal conductivity is relatively high. For example, W, AlN, composite SiC, Si, or the like may be employed. However, when an insulator such as AlN or composite SiC is adopted as the submount member 30, for example, an appropriate conductor pattern to be bonded to the anode electrode is provided on the surface of the submount member 30 on the LED chip 10 side. The conductor pattern and the inner lead portion 42a of the one lead terminal 42 may be electrically connected via a bonding wire.

Figure 2007059371
Figure 2007059371

ここにおいて、チップ搭載部材41の材料がCuである場合、サブマウント部材30として、CuWもしくはWを採用すれば、サブマウント部材30とチップ搭載部材41とを直接接合することが可能なので、例えば下記表3に示すように、サブマウント部材30とチップ搭載部材41とをろう材を用いて接合する場合に比べて、サブマウント部材30とチップ搭載部材41との接合面積を大きくできてサブマウント部材30とチップ搭載部材41との接合部の熱抵抗を低減できる。なお、LEDチップ10とサブマウント部材30とは、AuSn、SnAgCuなどの鉛フリー半田を用いて接合されている。   Here, when the material of the chip mounting member 41 is Cu, if CuW or W is adopted as the submount member 30, the submount member 30 and the chip mounting member 41 can be directly joined. As shown in Table 3, compared to the case where the submount member 30 and the chip mounting member 41 are bonded using a brazing material, the bonding area between the submount member 30 and the chip mounting member 41 can be increased and the submount member can be increased. The thermal resistance of the joint between 30 and the chip mounting member 41 can be reduced. The LED chip 10 and the submount member 30 are bonded using lead-free solder such as AuSn or SnAgCu.

Figure 2007059371
Figure 2007059371

また、サブマウント部材30の材料としてWを採用してサブマウント部材30とチップ搭載部材41とを直接接合した場合、下記表4から分かるように、サブマウント部材30とチップ搭載部材41とを銀ろうを用いて接合した場合に比べて熱伝導率が大きくなり、熱抵抗を低減できる。なお、チップ搭載部材41の材料がCuであり、サブマウント部材30の材料としてAlN、複合SiCなどを採用した場合には、チップ搭載部材41とサブマウント部材30とは、AuSn、SnAgCuなどの鉛フリー半田を用いて接合すればよい。   Further, when W is used as the material of the submount member 30 and the submount member 30 and the chip mounting member 41 are directly joined, as shown in Table 4 below, the submount member 30 and the chip mounting member 41 are made of silver. Compared with the case where it joins using brazing, thermal conductivity becomes large and thermal resistance can be reduced. When the material of the chip mounting member 41 is Cu and AlN, composite SiC, or the like is adopted as the material of the submount member 30, the chip mounting member 41 and the submount member 30 are made of lead such as AuSn and SnAgCu. What is necessary is just to join using free solder.

Figure 2007059371
Figure 2007059371

ところで、本実施形態のLEDを用いた照明器具では、上述の回路基板20における透光板91aとの対向面に、可視光を反射する反射膜(例えば、Al膜などの金属膜)からなるミラー24が形成されており、各LEDチップユニット1から放射された可視光のうち透光板91aで全反射された可視光がミラー24により反射されるので、ミラー24を設けていない場合に比べて光出力をより高めることが可能となる。ここにおいて、回路基板20は、透光板91aとの対向面側に回路パターン22とミラー24とが別々に形成されているので、回路パターン22のパターン設計の自由度が高くなるとともに、回路パターン22およびミラー24それぞれの材料を適宜選択できるから、ミラー24の材料としてより反射率の高い材料を選択することで光出力をさらに高めることができ、例えば、ミラー24の材料としてAlを採用すれば、Niを採用する場合に比べて可視光域の波長の光の反射率を高めることができ、光出力を高めることができる。なお、回路パターン22の材料としては、Auを採用しているが、Auに限らず、例えば、Cuなどを採用してもよい。   By the way, in the lighting fixture using LED of this embodiment, the mirror which consists of reflective films (for example, metal films, such as Al film) which reflects visible light in the surface facing the translucent board 91a in the above-mentioned circuit board 20. FIG. Since visible light totally reflected by the light transmitting plate 91a is reflected by the mirror 24 out of visible light emitted from each LED chip unit 1, compared with the case where the mirror 24 is not provided. The light output can be further increased. Here, since the circuit board 20 has the circuit pattern 22 and the mirror 24 separately formed on the side facing the translucent plate 91a, the circuit pattern 22 has a high degree of freedom in pattern design and the circuit pattern. Since the material of each of the mirror 22 and the mirror 24 can be appropriately selected, the light output can be further increased by selecting a material having a higher reflectivity as the material of the mirror 24. For example, if Al is used as the material of the mirror 24, , The reflectance of light having a wavelength in the visible light region can be increased and the light output can be increased as compared with the case where Ni is employed. In addition, although Au is employ | adopted as a material of the circuit pattern 22, not only Au but Cu etc. may be employ | adopted, for example.

以上説明した本実施形態のLEDを用いた照明器具では、点灯時に各LEDチップユニット1で発生した熱を図31や図32に示した回路基板300を通すことなくグリーンシートのような絶縁層80を介して金属製の器具本体90へ伝熱して放熱することができるので、図31や図32に示したLEDユニットの回路基板300を器具本体90の底壁90aにシート状の絶縁部材を介して熱結合させるような従来の照明器具の構成に比べて、LEDチップ10の発光部12から器具本体90までの距離および熱抵抗を小さくできて放熱性が向上し、LEDチップ10の発光部12のジャンクション温度の温度上昇を抑制できるから、入力電力を大きくでき、光出力の高出力化を図れる。また、従来のLEDを用いた照明器具の構成と同じ光出力で使用する場合には従来のLEDを用いた照明器具の構成に比べてLEDチップ10のジャンクション温度を低減できてLEDチップ10の寿命が長くなるという利点がある。   In the lighting fixture using the LED of the present embodiment described above, the insulating layer 80 such as a green sheet does not pass through the circuit board 300 shown in FIGS. Therefore, the circuit board 300 of the LED unit shown in FIGS. 31 and 32 is placed on the bottom wall 90a of the instrument body 90 via a sheet-like insulating member. Compared to the configuration of a conventional lighting fixture that is thermally coupled to each other, the distance from the light emitting portion 12 of the LED chip 10 to the fixture main body 90 and the thermal resistance can be reduced to improve heat dissipation, and the light emitting portion 12 of the LED chip 10 is improved. Therefore, the input power can be increased and the optical output can be increased. Moreover, when using it with the same light output as the structure of the lighting fixture using the conventional LED, compared with the structure of the lighting fixture using the conventional LED, the junction temperature of the LED chip 10 can be reduced and the lifetime of the LED chip 10 can be reduced. There is an advantage that becomes longer.

しかも、本実施形態のLEDを用いた照明器具では、回路基板20として従来のような金属基板(金属ベースプリント配線板)を用いる必要がなく、例えばガラスエポキシ基板などのように金属基板に比べて安価な回路基板を採用することができるので、回路基板20のコストの低減が可能になる。   Moreover, in the luminaire using the LED of the present embodiment, it is not necessary to use a conventional metal substrate (metal base printed wiring board) as the circuit board 20, and for example, compared with a metal substrate such as a glass epoxy substrate. Since an inexpensive circuit board can be employed, the cost of the circuit board 20 can be reduced.

なお、上述のようにLEDチップ10とチップ搭載部材41との間に介在させているサブマウント部材30は、LEDチップ10とチップ搭載部材41との線膨張率の差が比較的小さい場合には必ずしも設ける必要はなく、LEDチップ10とチップ搭載部材41との間にサブマウント部材30を介在させない場合の方が、LEDチップ10と金属製の器具本体90の底壁90aとの間の距離が短くなって、LEDチップ10の発光部12から器具本体90までの熱抵抗をより小さくすることができ、放熱性がさらに向上するので、光出力のより一層の高出力化を図れる。   As described above, the submount member 30 interposed between the LED chip 10 and the chip mounting member 41 has a relatively small difference in linear expansion coefficient between the LED chip 10 and the chip mounting member 41. The distance between the LED chip 10 and the bottom wall 90a of the metal instrument main body 90 is smaller when the submount member 30 is not interposed between the LED chip 10 and the chip mounting member 41. The heat resistance from the light emitting part 12 of the LED chip 10 to the instrument main body 90 can be further reduced and the heat dissipation is further improved, so that the light output can be further increased.

(実施形態2)
本実施形態のLEDを用いた照明器具の構成は実施形態1と略同じであって、図6〜図8に示すように、LEDチップユニット1の構造が相違している。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。また、図示していないが、本実施形態においても、実施形態1と同様の前カバー91(図4参照)を備えている。
(Embodiment 2)
The structure of the lighting fixture using LED of this embodiment is as substantially the same as Embodiment 1, Comprising: As shown in FIGS. 6-8, the structure of the LED chip unit 1 is different. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to Embodiment 1, and description is abbreviate | omitted. Although not shown, the present embodiment also includes a front cover 91 (see FIG. 4) similar to that of the first embodiment.

本実施形態におけるLEDチップユニット1では、実施形態1におけるチップ搭載部材41および各リード端子42,43および保持枠45を設ける代わりに、LEDチップ10が一面側に搭載される矩形板状の導電性プレート71および当該導電性プレート71の上記一面側に絶縁膜72を介して形成されLEDチップ10のアノード電極およびカソード電極がそれぞれ電気的に接続される導体パターンからなるリード端子73,73を有する実装基板(チップ搭載部材)70を備えており、伝熱板として機能する導電性プレート71とLEDチップ10との間にサブマウント部材30を介在させ、導電性プレート71と器具本体90の底壁90aとの間に絶縁層80を介在させている点などが相違する。なお、導電性プレート71の材料としては、例えば、銅、リン青銅などの導電性を有し熱伝導率が比較的高い材料を採用すればよく、リード端子73,73の材料としては、例えば、銅を採用すればよい。また、導電性プレート71は、LEDチップ10を搭載するリードフレームと同様の厚みを有していればよいから、厚み寸法を上記特許文献1〜3に記載されたLEDユニットにおける回路基板の厚み寸法に比べて小さくすることができる。   In the LED chip unit 1 in the present embodiment, instead of providing the chip mounting member 41, the lead terminals 42 and 43, and the holding frame 45 in the first embodiment, a rectangular plate-like conductive material on which the LED chip 10 is mounted on one surface side. Mounting having lead terminals 73 and 73 formed of a conductive pattern that is formed through an insulating film 72 on the one surface side of the plate 71 and the conductive plate 71 and electrically connected to the anode electrode and the cathode electrode of the LED chip 10. A substrate (chip mounting member) 70 is provided, and the submount member 30 is interposed between the conductive plate 71 functioning as a heat transfer plate and the LED chip 10, and the conductive plate 71 and the bottom wall 90 a of the instrument main body 90. And the like in that an insulating layer 80 is interposed therebetween. In addition, as a material of the conductive plate 71, for example, a material having conductivity and a relatively high thermal conductivity such as copper and phosphor bronze may be adopted. As a material of the lead terminals 73 and 73, for example, Copper may be used. Moreover, since the electroconductive plate 71 should just have the thickness similar to the lead frame which mounts the LED chip 10, the thickness dimension is the thickness dimension of the circuit board in the LED unit described in the said patent documents 1-3. It can be made smaller than

また、本実施形態では、リフレクタ50に、保護カバー60のフランジ部61から突設された環状の位置決めリブ61aが載置される載置部51を一体に設けてあり、保護カバー60をリフレクタ50に対して安定して位置決めすることができるようになっている。   Further, in the present embodiment, the reflector 50 is integrally provided with a placement portion 51 on which an annular positioning rib 61 a protruding from the flange portion 61 of the protective cover 60 is placed, and the protective cover 60 is attached to the reflector 50. Can be positioned stably.

また、本実施形態では、LEDチップ10の一表面側(図7における上面側)のアノード電極(図示せず)がボンディングワイヤ14を介して一方のリード端子73の一端部(インナリード部)に電気的に接続され、LEDチップ10の他表面側(図7における下面側)のカソード電極(図示せず)がボンディングワイヤ14を介して他方のリード端子73の一端部(インナリード部)に電気的に接続され、各リード端子73の他端部が回路基板20の回路パターン22に半田からなる接合部95を介して電気的に接続されている。なお、本実施形態では、上述のチップ搭載部材70とリフレクタ50と保護カバー60とでLEDチップ10のパッケージを構成している。   In the present embodiment, an anode electrode (not shown) on one surface side (the upper surface side in FIG. 7) of the LED chip 10 is connected to one end portion (inner lead portion) of one lead terminal 73 via the bonding wire 14. The cathode electrode (not shown) on the other surface side (lower surface side in FIG. 7) of the LED chip 10 is electrically connected to one end portion (inner lead portion) of the other lead terminal 73 through the bonding wire 14. The other end of each lead terminal 73 is electrically connected to the circuit pattern 22 of the circuit board 20 via a joint 95 made of solder. In the present embodiment, the chip mounting member 70, the reflector 50, and the protective cover 60 constitute the LED chip 10 package.

以上説明した本実施形態のLEDを用いた照明器具においても、実施形態1と同様に、従来に比べてLEDチップ19の発光部12から器具本体90までの熱抵抗を小さくできて放熱性が向上し、LEDチップ10のジャンクション温度の温度上昇を抑制できるから、入力電力を大きくできて光出力の高出力化を図れ、しかも、回路基板20として例えばガラスエポキシ基板などのように金属基板に比べて安価な回路基板を採用することができるので、回路基板20のコストの低減が可能になる。   Also in the lighting fixture using the LED of the present embodiment described above, as in the first embodiment, the heat resistance from the light emitting portion 12 of the LED chip 19 to the fixture body 90 can be reduced compared to the conventional case, and the heat dissipation is improved. In addition, since the temperature rise of the junction temperature of the LED chip 10 can be suppressed, the input power can be increased to increase the light output, and the circuit board 20 can be compared to a metal board such as a glass epoxy board. Since an inexpensive circuit board can be employed, the cost of the circuit board 20 can be reduced.

ここにおいて、上述のようにLEDチップ10とチップ搭載部材70の導電性プレート71との間に介在させているサブマウント部材30は、LEDチップ10と導電性プレート71との線膨張率の差が比較的小さい場合には必ずしも設ける必要はなく、LEDチップ10と導電性プレート71との間にサブマウント部材30を介在させない場合の方が、LEDチップ10と金属製の器具本体90の底壁90aとの間の距離が短くなって、LEDチップ10の発光部12から器具本体90までの熱抵抗をより小さくすることができ、放熱性がさらに向上するので、光出力のより一層の高出力化を図れる。   Here, as described above, the submount member 30 interposed between the LED chip 10 and the conductive plate 71 of the chip mounting member 70 has a difference in linear expansion coefficient between the LED chip 10 and the conductive plate 71. When the LED chip 10 and the conductive plate 71 are not interposed, the LED chip 10 and the bottom wall 90a of the metal instrument body 90 are not necessarily provided. The distance between the LED chip 10 is shortened, the thermal resistance from the light emitting part 12 of the LED chip 10 to the instrument body 90 can be further reduced, and the heat dissipation is further improved, so that the light output is further increased. Can be planned.

また、本実施形態でも、組立時などにおいてLEDチップユニット1を個別部品として取り扱いやすくなり、各LEDチップユニット1を器具本体90に実装する前に、容易に個別の検査を行うことができるという利点がある。   Also in this embodiment, the LED chip unit 1 can be easily handled as an individual part during assembly or the like, and the individual inspection can be easily performed before each LED chip unit 1 is mounted on the instrument main body 90. There is.

(実施形態3)
本実施形態のLEDを用いた照明器具の構成は実施形態1と略同じであって、図9〜図11に示すように、回路基板20の構造が相違している。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。また、図示していないが、本実施形態においても、実施形態1と同様の前カバー91(図4参照)を備えている。
(Embodiment 3)
The structure of the lighting fixture using LED of this embodiment is as substantially the same as Embodiment 1, Comprising: As shown in FIGS. 9-11, the structure of the circuit board 20 is different. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to Embodiment 1, and description is abbreviate | omitted. Although not shown, the present embodiment also includes a front cover 91 (see FIG. 4) similar to that of the first embodiment.

本実施形態における回路基板20は、透光板91a(図4参照)との対向面とは反対側に回路パターン22が形成されている点が相違する。ここで、回路パターン22における各LEDチップユニット1との接続部位は窓孔23の内面に沿って透光板91aとの対向面まで延設されており、半田などからなる接合部95を介してリード端子42,43と電気的に接続されている。   The circuit board 20 in the present embodiment is different in that a circuit pattern 22 is formed on the side opposite to the surface facing the translucent plate 91a (see FIG. 4). Here, the connection part with each LED chip unit 1 in the circuit pattern 22 is extended along the inner surface of the window hole 23 to the surface facing the translucent plate 91a, and is connected via a joint portion 95 made of solder or the like. The lead terminals 42 and 43 are electrically connected.

しかして、本実施形態のLEDを用いた照明器具では、実施形態1に比べて、回路基板20における透光板91aとの対向面に形成するミラー24の表面積を大きくすることができ、光出力をより一層高めることが可能となる。なお、実施形態2における回路基板20の代わりに、本実施形態における回路基板20を用いてもよい。   Therefore, in the luminaire using the LED of the present embodiment, the surface area of the mirror 24 formed on the surface of the circuit board 20 facing the translucent plate 91a can be increased as compared with the first embodiment, and the light output can be increased. Can be further increased. Note that the circuit board 20 in this embodiment may be used instead of the circuit board 20 in the second embodiment.

(実施形態4)
以下、本実施形態のLEDを用いた照明器具について、図12〜図25を参照しながら説明する。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
(Embodiment 4)
Hereinafter, the lighting fixture using LED of this embodiment is demonstrated, referring FIGS. 12-25. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to Embodiment 1, and description is abbreviate | omitted suitably.

本実施形態のLEDを用いた照明器具は、シーリングライトであり、天井材のような造営材180に取り付けられる金属(例えば、Al、Cuなどの熱伝導率の高い金属)製の器具本体190を備えている。器具本体190は、図12〜図15に示すように円盤状に形成され、当該器具本体190における造営材180側とは反対側の一面(図12(a)の下面)に円形状に開口した凹所191が形成され、さらに凹所191の内底面に、複数個(本実施形態では、8個)のLEDチップユニット1および円板状の回路基板20を収納する収納凹所192が形成されている。ここにおいて、回路基板20は、各LEDチップユニット1それぞれの一部が挿通される複数(本実施形態では、8つ)の円形状の窓孔23(図25参照)が形成されており、器具本体190の収納凹所192の内底面と対向する一表面側に、LEDチップユニット1への給電用の回路パターン22(図25(a)参照)が形成されており、器具本体190に対して各LEDチップユニット1と同じ側に配置されている。なお、図25(a)における回路パターン22は、8個のLEDチップユニット1を直列接続するように形成されている。   The lighting fixture using the LED of the present embodiment is a ceiling light, and a fixture body 190 made of metal (for example, a metal having high thermal conductivity such as Al or Cu) attached to a construction material 180 such as a ceiling material. I have. The instrument main body 190 is formed in a disk shape as shown in FIGS. 12 to 15 and opens in a circular shape on one surface (the lower surface of FIG. 12A) on the opposite side of the instrument main body 190 from the construction material 180 side. A recess 191 is formed, and a storage recess 192 that houses a plurality (eight in the present embodiment) of LED chip units 1 and the disk-shaped circuit board 20 is formed on the inner bottom surface of the recess 191. ing. Here, the circuit board 20 is formed with a plurality of (eight in the present embodiment) circular window holes 23 (see FIG. 25) through which a part of each LED chip unit 1 is inserted. A circuit pattern 22 (see FIG. 25A) for supplying power to the LED chip unit 1 is formed on one surface side facing the inner bottom surface of the housing recess 192 of the main body 190. It is arranged on the same side as each LED chip unit 1. Note that the circuit pattern 22 in FIG. 25A is formed so that eight LED chip units 1 are connected in series.

器具本体190の他面(図12(a)の上面)の中央部には造営材180に形成された円形状の取付孔181に挿入される円柱状の埋込部193が突設されており、器具本体190は、回路基板20への給電用の電線96,96を収納凹所192内へ導入するための電線挿通孔194が、埋込部193の先端面と収納凹所192の内底面の中央部との間の部位に貫設されている。要するに、器具本体190は、収納凹所192の底部に電線挿通孔194が貫設されている。なお、各電線96,96における回路基板20に接続される一端側とは反対の他端側には、別置の電源ユニット(図示せず)の出力用の第1のコネクタに着脱自在に接続される第2のコネクタ97が設けられている。   A columnar embedded portion 193 inserted into a circular mounting hole 181 formed in the construction material 180 projects from the central portion of the other surface of the instrument main body 190 (the upper surface in FIG. 12A). The instrument main body 190 has a wire insertion hole 194 for introducing the electric wires 96, 96 for supplying power to the circuit board 20 into the storage recess 192, and the front end surface of the embedded portion 193 and the inner bottom surface of the storage recess 192. It penetrates in the site | part between the center part of. In short, the instrument main body 190 has a wire insertion hole 194 penetrating through the bottom of the storage recess 192. In addition, each electric wire 96, 96 is detachably connected to the first connector for output of a separate power supply unit (not shown) at the other end opposite to the one end connected to the circuit board 20. A second connector 97 is provided.

これに対し、回路基板20は、給電用の電線96,96を電気的に接続する一対の電線接続用スルーホール配線26,26(図25参照)が中央部に形成されている。なお、各電線接続用スルーホール配線26,26は、回路基板20の厚み方向に貫通したスルーホールの内面と回路基板20の両面における当該スルーホールの周部とに跨って形成されており、半田を用いて電線96,96を接続するようになっている。したがって、器具本体190の収納凹所192内で電線96,96を引き回すためのスペースを設ける必要がなく、器具本体190の薄型化を図れる。なお、各電線接続用スルーホール配線26,26は、回路基板20の上記一表面側において、回路パターン22と接続されている。   On the other hand, the circuit board 20 has a pair of wire connecting through-hole wirings 26 and 26 (see FIG. 25) for electrically connecting the power feeding wires 96 and 96 formed at the center. Each wire connecting through-hole wiring 26, 26 is formed across the inner surface of the through-hole penetrating in the thickness direction of the circuit board 20 and the periphery of the through-hole on both surfaces of the circuit board 20. The electric wires 96, 96 are connected by using. Therefore, it is not necessary to provide a space for routing the electric wires 96 in the housing recess 192 of the instrument main body 190, and the instrument main body 190 can be thinned. Note that each electric wire connecting through-hole wiring 26, 26 is connected to the circuit pattern 22 on the one surface side of the circuit board 20.

ここで、LEDチップユニット1について図20〜図24を参照しながら説明する。   Here, the LED chip unit 1 will be described with reference to FIGS.

LEDチップユニット1は、LEDチップ10と、LEDチップ10が実装された実装基板120と、実装基板120におけるLEDチップ10の実装面側でLEDチップ10を囲んだ枠体140と、枠体140の内側でLEDチップ10およびLEDチップ10に接続されたボンディングワイヤ14,14を封止した透光性材料(封止樹脂)からなる封止部150と、封止部150および枠体140に重なる形で配置されたレンズ160と、LEDチップ10から放射された光によって励起されてLEDチップ10の発光色とは異なる色の光を放射する蛍光体を透明材料とともに成形した成形品であってレンズ160の光出射面160bおよび枠体140の外側面との間に空気層180が形成される形で配設されるドーム状の色変換部材170とを備えている。   The LED chip unit 1 includes an LED chip 10, a mounting substrate 120 on which the LED chip 10 is mounted, a frame 140 that surrounds the LED chip 10 on the mounting surface side of the LED chip 10 on the mounting substrate 120, A sealing portion 150 made of a translucent material (sealing resin) that seals the LED chip 10 and the bonding wires 14 and 14 connected to the LED chip 10 on the inside, and a shape that overlaps the sealing portion 150 and the frame body 140 And a lens 160 that is formed by molding together with a transparent material a phosphor that is excited by light emitted from the LED chip 10 and emits light of a color different from the emission color of the LED chip 10. The dome-shaped color conversion member 1 is disposed in such a manner that an air layer 180 is formed between the light emitting surface 160b of the lens and the outer surface of the frame 140. Has a 0 and.

実装基板120は、金属板121と、金属板121側とは反対の表面にLEDチップ10の図示しない両電極それぞれと電気的に接続される一対の導体パターンからなるリードパターン123,123が設けられ金属板121に積層されたガラスエポキシ(FR4)基板からなる絶縁性基板122とで構成され、絶縁性基板122においてLEDチップ10に対応する部位に窓孔124が設けられており、LEDチップ10で発生した熱が絶縁性基板122を介さずに金属板121に伝熱できるようになっている。ここにおいて、金属板121の材料としてはCuを採用しているが、熱伝導率の比較的高い金属材料であればよく、Cuに限らず、Alなどを採用してもよい。なお、本実施形態におけるLEDチップユニット1では、金属板121が、熱伝導性材料からなりLEDチップ10が実装される伝熱板を構成し、各リードパターン123,123が、LEDチップ10の各電極それぞれに電気的に接続されたリード端子を構成している。   The mounting substrate 120 is provided with a metal plate 121 and lead patterns 123 and 123 including a pair of conductor patterns electrically connected to both electrodes (not shown) of the LED chip 10 on the surface opposite to the metal plate 121 side. Insulating substrate 122 made of a glass epoxy (FR4) substrate laminated on metal plate 121, and window hole 124 is provided at a portion corresponding to LED chip 10 in insulating substrate 122. The generated heat can be transferred to the metal plate 121 without passing through the insulating substrate 122. Here, although Cu is adopted as the material of the metal plate 121, any metal material having a relatively high thermal conductivity may be used, and not only Cu but also Al or the like may be adopted. In the LED chip unit 1 according to the present embodiment, the metal plate 121 constitutes a heat transfer plate made of a heat conductive material and on which the LED chip 10 is mounted, and the lead patterns 123 and 123 correspond to each of the LED chips 10. A lead terminal electrically connected to each electrode is configured.

また、金属板121と絶縁性基板122とは、絶縁性基板122における金属板121との対向面に形成された金属材料(ここでは、Cu)からなる接合用金属層125(図20および図24参照)を介して固着されている。また、各リードパターン123,123は、Cu膜とNi膜とAg膜との積層膜により構成されている。絶縁性基板122における金属板121側とは反対の表面側には、各リードパターン123,123を覆う形で白色系の樹脂からなるレジスト層126(図24参照)が積層されており、レジスト層126は、中央部に両リードパターン123,123のインナリード部123a,123aを露出させる円形状の開口窓126aが形成され、周部に各リードパターン123,123のアウタリード部123b,123bそれぞれを露出させる円形状の開口窓126b,126bが形成されている。   Further, the metal plate 121 and the insulating substrate 122 are a bonding metal layer 125 (FIG. 20 and FIG. 24) made of a metal material (here, Cu) formed on the surface of the insulating substrate 122 facing the metal plate 121. Fixed) via Each lead pattern 123, 123 is composed of a laminated film of a Cu film, a Ni film, and an Ag film. On the surface of the insulating substrate 122 opposite to the metal plate 121 side, a resist layer 126 (see FIG. 24) made of a white resin is laminated so as to cover the lead patterns 123, 123. A circular opening window 126a for exposing the inner lead portions 123a and 123a of the lead patterns 123 and 123 is formed at the center portion, and the outer lead portions 123b and 123b of the lead patterns 123 and 123 are exposed at the peripheral portions. Circular opening windows 126b and 126b to be formed are formed.

また、LEDチップ10は、上述の金属板121に、LEDチップ10のチップサイズよりも大きなサイズの矩形板状に形成されLEDチップ10と伝熱板である金属板21との線膨張率の差に起因してLEDチップ10に働く応力を緩和するサブマウント部材30を介して実装されている。サブマウント部材30は、上記応力を緩和する機能だけでなく、LEDチップ10で発生した熱を金属板121においてLEDチップ10のチップサイズよりも広い範囲に伝熱させる熱伝導機能を有している。本実施形態では、サブマウント部材30の材料として熱伝導率が比較的高く且つ絶縁性を有するAlNを採用しており、LEDチップ10は、上記カソード電極がサブマウント部材30におけるLEDチップ10側の表面に設けられ上記カソード電極と接続される導体パターン31(図23参照)および金属細線(例えば、金細線、アルミニウム細線など)からなるボンディングワイヤ14を介して一方のリードパターン123と電気的に接続され、上記アノード電極がボンディングワイヤ14を介して他方のリードパターン123と電気的に接続されている。なお、LEDチップ10とサブマウント部材30とは、例えば、SnPb、AuSn、SnAgCuなどの半田や、銀ペーストなどを用いて接合すればよいが、AuSn、SnAgCuなどの鉛フリー半田を用いて接合することが好ましい。また、サブマウント部材30は、導体パターン31の周囲に、LEDチップ10から放射された光を反射する反射膜(例えば、Ni膜とAg膜との積層膜)32が形成されている。   In addition, the LED chip 10 is formed on the metal plate 121 in the shape of a rectangular plate having a size larger than the chip size of the LED chip 10, and the difference in linear expansion coefficient between the LED chip 10 and the metal plate 21 that is a heat transfer plate. It is mounted via a submount member 30 that relieves stress acting on the LED chip 10 due to the above. The submount member 30 has not only a function of relieving the stress but also a heat conduction function of transferring heat generated in the LED chip 10 to a range wider than the chip size of the LED chip 10 in the metal plate 121. . In the present embodiment, AlN having a relatively high thermal conductivity and insulation is used as the material of the submount member 30, and the LED chip 10 has the cathode electrode on the LED chip 10 side of the submount member 30. A conductive pattern 31 (see FIG. 23) provided on the surface and connected to the cathode electrode and electrically connected to one lead pattern 123 via a bonding wire 14 made of a fine metal wire (for example, a gold fine wire, an aluminum fine wire, etc.) The anode electrode is electrically connected to the other lead pattern 123 through the bonding wire 14. The LED chip 10 and the submount member 30 may be bonded using, for example, solder such as SnPb, AuSn, SnAgCu, or silver paste, but may be bonded using lead-free solder such as AuSn, SnAgCu. It is preferable. In the submount member 30, a reflective film (for example, a laminated film of a Ni film and an Ag film) 32 that reflects light emitted from the LED chip 10 is formed around the conductor pattern 31.

サブマウント部材30の材料はAlNに限らず、線膨張率が導電性基板11の材料である6H−SiCに比較的近く且つ熱伝導率が比較的高い材料であればよく、例えば、複合SiC、Siなどを採用してもよい。本実施形態では、LEDチップ10がサブマウント部材30を介して金属板121に実装されているので、LEDチップ10で発生した熱をサブマウント部材130および金属板121を介して効率良く放熱させることができるとともに、LEDチップ10と金属板121との線膨張率差に起因してLEDチップ10に働く応力を緩和することができる。   The material of the submount member 30 is not limited to AlN, and any material may be used as long as the linear expansion coefficient is relatively close to 6H—SiC that is the material of the conductive substrate 11 and the heat conductivity is relatively high. Si or the like may be employed. In this embodiment, since the LED chip 10 is mounted on the metal plate 121 via the submount member 30, heat generated in the LED chip 10 can be efficiently radiated via the submount member 130 and the metal plate 121. In addition, the stress acting on the LED chip 10 due to the difference in linear expansion coefficient between the LED chip 10 and the metal plate 121 can be reduced.

上述の封止部150の透光性材料としては、シリコーン樹脂を用いているが、シリコーン樹脂に限らず、アクリル樹脂などを用いてもよい。   As the translucent material of the sealing portion 150 described above, a silicone resin is used, but not limited to a silicone resin, an acrylic resin or the like may be used.

これに対して、枠体140は、円筒状の形状であって、透明樹脂の成形品により構成されているが、当該成形品に用いる透明樹脂としては、シリコーン樹脂を採用している。要するに、本実施形態では、封止部150の透光性材料の線膨張率と同等の線膨張率を有する透光性材料により枠体140を形成してある。ここに、本実施形態では、枠体140を実装基板120に固着した後で枠体140の内側に封止部150の透光性材料を充填(ポッティング)して熱硬化させることで封止部150を形成してある。なお、封止部150の透光性材料としてシリコーン樹脂に代えてアクリル樹脂を用いている場合には、枠体140をアクリル樹脂の成形品により構成することが望ましい。また、枠体140は、絶縁性基板122における金属板121側とは反対側でLEDチップ10およびサブマウント部材30を囲む形で配設されている。   On the other hand, the frame 140 has a cylindrical shape and is formed of a transparent resin molded product, and a silicone resin is adopted as the transparent resin used for the molded product. In short, in the present embodiment, the frame 140 is formed of a light transmissive material having a linear expansion coefficient equal to that of the light transmissive material of the sealing portion 150. Here, in this embodiment, after the frame body 140 is fixed to the mounting substrate 120, the light-transmitting material of the sealing section 150 is filled (potted) inside the frame body 140, and is thermally cured. 150 is formed. In the case where acrylic resin is used instead of silicone resin as the translucent material of the sealing portion 150, it is desirable that the frame body 140 be formed of a molded product of acrylic resin. Further, the frame body 140 is disposed on the side opposite to the metal plate 121 side of the insulating substrate 122 so as to surround the LED chip 10 and the submount member 30.

レンズ160は、封止部150側の光入射面160aおよび光出射面160bそれぞれが凸曲面状に形成された両凸レンズにより構成されている。ここにおいて、レンズ160は、シリコーン樹脂の成形品により構成してあり、封止部150と屈折率が同じ値となっているが、レンズ160は、シリコーン樹脂の成形品に限らず、例えば、アクリル樹脂の成形品により構成してもよい。   The lens 160 is composed of a biconvex lens in which each of the light incident surface 160a and the light emitting surface 160b on the sealing portion 150 side is formed in a convex curved surface shape. Here, the lens 160 is formed of a molded product of silicone resin, and the refractive index is the same as that of the sealing portion 150. However, the lens 160 is not limited to the molded product of silicone resin. You may comprise by the molded article of resin.

ところで、レンズ160は、光出射面160bが、光入射面160aから入射した光を光出射面160bと上述の空気層180との境界で全反射させない凸曲面状に形成されている。ここで、レンズ160は、当該レンズ160の光軸がLEDチップ10の厚み方向に沿った発光部12の中心線上に位置するように配置されている。なお、LEDチップ10の側面から放射された光は封止部150および空気層180を伝搬して色変換部材170まで到達し色変換部材170の蛍光体を励起したり蛍光体には衝突せずに色変換部材170を透過したりする。   By the way, the lens 160 has a light exit surface 160b having a convex curved surface shape that does not totally reflect the light incident from the light entrance surface 160a at the boundary between the light exit surface 160b and the air layer 180 described above. Here, the lens 160 is disposed so that the optical axis of the lens 160 is positioned on the center line of the light emitting unit 12 along the thickness direction of the LED chip 10. The light emitted from the side surface of the LED chip 10 propagates through the sealing portion 150 and the air layer 180 to reach the color conversion member 170 and does not excite the phosphor of the color conversion member 170 or collide with the phosphor. Or the color conversion member 170 is transmitted.

色変換部材170は、シリコーン樹脂のような透明材料とLEDチップ10から放射され封止部150を透過した青色光によって励起されてブロードな黄色系の光を放射する粒子状の黄色蛍光体とを混合した混合物の成形品により構成されている。したがって、本実施形態におけるLEDチップユニット1は、LEDチップ10から放射された青色光と黄色蛍光体から放射された光とが色変換部材170の外面170bを通して放射されることとなり、白色光を得ることができる。なお、色変換部材170の材料として用いる透明材料は、シリコーン樹脂に限らず、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ガラスなどを採用してもよい。また、色変換部材170の材料として用いる透明材料に混合する蛍光体も黄色蛍光体に限らず、例えば、赤色蛍光体と緑色蛍光体とを混合しても白色光を得ることができる。   The color conversion member 170 includes a transparent material such as silicone resin and a particulate yellow phosphor that emits broad yellow light when excited by the blue light emitted from the LED chip 10 and transmitted through the sealing portion 150. It is comprised by the molded article of the mixed mixture. Therefore, the LED chip unit 1 in the present embodiment obtains white light by emitting the blue light emitted from the LED chip 10 and the light emitted from the yellow phosphor through the outer surface 170b of the color conversion member 170. be able to. Note that the transparent material used as the material of the color conversion member 170 is not limited to the silicone resin, and for example, an acrylic resin, an epoxy resin, glass, or the like may be employed. Further, the phosphor mixed with the transparent material used as the material of the color conversion member 170 is not limited to the yellow phosphor. For example, white light can be obtained by mixing a red phosphor and a green phosphor.

ここで、色変換部材170は、内面170aがレンズ160の光出射面160bに沿った形状に形成されている。したがって、レンズ160の光出射面160bの位置によらず法線方向における光出射面160bと色変換部材170の内面170aとの間の距離が略一定値となっている。なお、色変換部材170は、位置によらず法線方向に沿った肉厚が一様となるように成形されている。色変換部材170は、開口部の周縁を絶縁性基板122に対して、例えば接着剤(例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂など)からなる接合部(図示せず)を介して固着すればよい。   Here, the color conversion member 170 has an inner surface 170 a formed along the light emitting surface 160 b of the lens 160. Therefore, the distance between the light emitting surface 160b in the normal direction and the inner surface 170a of the color conversion member 170 is a substantially constant value regardless of the position of the light emitting surface 160b of the lens 160. Note that the color conversion member 170 is formed so that the thickness along the normal direction is uniform regardless of the position. The color conversion member 170 may be fixed at the periphery of the opening to the insulating substrate 122 via a joint (not shown) made of, for example, an adhesive (for example, silicone resin, epoxy resin, etc.).

本実施形態におけるLEDチップユニット1では、上述のようにサブマウント部材30がLEDチップ10よりも平面サイズが大きな平板状に形成されるとともに、LEDチップ10の接合部位となる導体パターン31の周囲にLEDチップ10の側面から放射された光を反射する反射膜32が設けられており、当該反射膜32の表面が色変換部材170における絶縁性基板122側の端縁よりも金属板121から離れて位置するように厚み寸法が設定されているので、LEDチップ10の側面から放射された光が絶縁性基板122に吸収されるのを防止することができて外部への光取り出し効率を向上することができ、しかも、LEDチップ10の側面から放射された光が色変換部材170と絶縁性基板122との上記接合部を通して出射されるのを防止することができ、色むらを低減できるとともに、外部への光取り出し効率を向上による光出力の向上を図れる。   In the LED chip unit 1 according to the present embodiment, the submount member 30 is formed in a flat plate shape having a larger planar size than the LED chip 10 as described above, and around the conductor pattern 31 serving as a bonding portion of the LED chip 10. A reflective film 32 that reflects light emitted from the side surface of the LED chip 10 is provided, and the surface of the reflective film 32 is farther from the metal plate 121 than the edge of the color conversion member 170 on the insulating substrate 122 side. Since the thickness dimension is set so as to be positioned, the light emitted from the side surface of the LED chip 10 can be prevented from being absorbed by the insulating substrate 122 and the light extraction efficiency to the outside can be improved. In addition, light emitted from the side surface of the LED chip 10 is emitted through the joint between the color conversion member 170 and the insulating substrate 122. Is the can be prevented, it is possible to reduce the color unevenness, thereby improving the light output by improving the external light coupling efficiency.

ここにおいて、LEDチップ10は、平面視における各辺それぞれがサブマント部材30の一対の対角線のいずれか一方の対角線に交差する形でサブマウント部材30の中央部に配置されているので、LEDチップ10の各側面それぞれからサブマウント部材30側へ放射された光を反射膜32により効率良く反射することができ、外部への光取り出し効率の向上による光出力の向上を図れる。なお、本実施形態では、LEDチップ10とサブマント部材30とを厚み方向に沿った中心軸が略一致し、且つ、LEDチップ10の平面視における各辺それぞれがサブマウント部材30の上記一方の対角線と略45度の角度をなすように配置してある。また、本実施形態では、実装基板120が上述の金属板121と絶縁性基板122との積層構造を有しているので、実施形態1に比べて、器具本体190とリード端子たるリードパターン123,123との間の絶縁距離を長くすることができ、信頼性が向上する。   Here, the LED chip 10 is disposed at the center of the submount member 30 such that each side in a plan view intersects one of a pair of diagonal lines of the submant member 30. The light radiated from the respective side surfaces to the submount member 30 side can be efficiently reflected by the reflection film 32, and the light output can be improved by improving the light extraction efficiency to the outside. In the present embodiment, the LED chip 10 and the submant member 30 have substantially the same center axis along the thickness direction, and each side in the plan view of the LED chip 10 is the one diagonal line of the submount member 30. And an angle of about 45 degrees. Further, in the present embodiment, the mounting substrate 120 has a laminated structure of the above-described metal plate 121 and the insulating substrate 122. Therefore, compared to the first embodiment, the instrument main body 190 and the lead pattern 123 as a lead terminal, The insulation distance between the two can be increased, and the reliability is improved.

また、本実施形態におけるLEDチップユニット1では、色変換部材170がレンズ160の光出射面160bおよび枠体140との間に空気層180が形成される形で配設するようにしてあり、色変換部材170をレンズ160および枠体140に密着させる必要がないので、色変換部材170の寸法精度や位置決め精度に起因した歩留まりの低下を抑制できる。また、本実施形態におけるLEDチップユニット1では、色変換部材170とレンズ160との間に空気層180が形成されているので、色変換部材170に外力が作用したときに色変換部材170が変形してレンズ160に当接する可能性が低くなって上記外力により色変換部材170に発生した応力がレンズ160および封止部150を通してLEDチップ10や各ボンディングワイヤ14,14に伝達されるのを抑制でき、上記外力によるLEDチップ10の発光特性の変動や各ボンディングワイヤ14,14の断線が起こりにくくなるから、信頼性が向上するという利点がある。また、色変換部材170とレンズ160との間に上記空気層180が形成されていることにより、外部雰囲気中の水分がLEDチップ10に到達しにくくなるという利点がある。   Further, in the LED chip unit 1 according to the present embodiment, the color conversion member 170 is arranged in such a manner that an air layer 180 is formed between the light emitting surface 160b of the lens 160 and the frame body 140. Since the conversion member 170 does not need to be in close contact with the lens 160 and the frame body 140, it is possible to suppress a decrease in yield due to the dimensional accuracy and positioning accuracy of the color conversion member 170. In the LED chip unit 1 according to the present embodiment, since the air layer 180 is formed between the color conversion member 170 and the lens 160, the color conversion member 170 is deformed when an external force is applied to the color conversion member 170. Accordingly, the possibility of contact with the lens 160 is reduced, and the stress generated in the color conversion member 170 due to the external force is suppressed from being transmitted to the LED chip 10 and the bonding wires 14 and 14 through the lens 160 and the sealing portion 150. In addition, there is an advantage that the reliability is improved because the light emission characteristics of the LED chip 10 and the bonding wires 14 and 14 are not easily broken by the external force. In addition, since the air layer 180 is formed between the color conversion member 170 and the lens 160, there is an advantage that moisture in the external atmosphere hardly reaches the LED chip 10.

また、色変換部材170とレンズ160との間に上記空気層180が形成されていることにより、LEDチップ10から放射され封止部150およびレンズ160を通して色変換部材170に入射し当該色変換部材170中の黄色蛍光体の粒子により散乱された光のうちレンズ160側へ散乱されてレンズ160を透過する光の光量を低減できてLEDチップユニット1全体としての外部への光取り出し効率を向上できるという利点がある。   Further, since the air layer 180 is formed between the color conversion member 170 and the lens 160, the color conversion member 170 is emitted from the LED chip 10 and enters the color conversion member 170 through the sealing portion 150 and the lens 160. Of the light scattered by the yellow phosphor particles in 170, the amount of light scattered toward the lens 160 side and transmitted through the lens 160 can be reduced, and the light extraction efficiency to the outside of the LED chip unit 1 as a whole can be improved. There is an advantage.

上述の各LEDチップユニット1は、器具本体190の収納凹所192の内底面に例えばグリーンシートからなる絶縁層80を介して実装されている。しかして、本実施形態のLEDを用いた照明器具においても、他の実施形態と同様に、LEDチップ10の温度上昇を抑制できて光出力の高出力化を図れ且つ回路基板20のコストを低減可能になる。   Each LED chip unit 1 described above is mounted on the inner bottom surface of the housing recess 192 of the instrument body 190 via an insulating layer 80 made of, for example, a green sheet. Therefore, also in the lighting fixture using the LED of this embodiment, similarly to the other embodiments, the temperature rise of the LED chip 10 can be suppressed, the light output can be increased, and the cost of the circuit board 20 can be reduced. It becomes possible.

ところで、図25に示した回路基板20における上述の窓孔23は、LEDチップユニット1の色変換部材170を挿通可能な開口サイズの円形状に形成されており、回路基板20は、各窓孔23の周部において、LEDチップユニット1の各アウタリード部123bそれぞれに重なる部位に、アウタリード部123bと回路パターン22とを半田などのろう材を用いて電気的に接続するためのユニット接続用スルーホール配線27が形成されている。なお、各ユニット接続用スルーホール配線27は、回路基板20の厚み方向に貫通したスルーホールの内面と回路基板20の両面における当該スルーホールの周部とに跨って形成されており、回路基板20の上記一表面側において、回路パターン22と接続されている。なお、回路基板20において後述の透光部材200との対向面には、実施形態2と同様にミラー24(図9参照)を設けてもよいし、白色系のレジスト層を光反射膜として設けるようにしてもよい。   By the way, the above-mentioned window hole 23 in the circuit board 20 shown in FIG. 25 is formed in a circular shape having an opening size through which the color conversion member 170 of the LED chip unit 1 can be inserted. 23, a unit connection through hole for electrically connecting the outer lead portion 123b and the circuit pattern 22 to a portion overlapping each outer lead portion 123b of the LED chip unit 1 using a brazing material such as solder. A wiring 27 is formed. Each unit connecting through-hole wiring 27 is formed across the inner surface of the through-hole penetrating in the thickness direction of the circuit board 20 and the periphery of the through-hole on both surfaces of the circuit board 20. Is connected to the circuit pattern 22 on the one surface side. Note that a mirror 24 (see FIG. 9) may be provided on the surface of the circuit board 20 facing a light transmitting member 200 described later, as in the second embodiment, or a white resist layer may be provided as a light reflecting film. You may do it.

また、上述の器具本体190には、当該器具本体190を造営材180に取り付けるための複数(本実施形態では、2つ)の取付ねじ198それぞれを上記一面側から挿通する複数(本実施形態では、2つ)のねじ挿通孔195が凹所191の内底面と器具本体190の上記他面との間の部位に貫設されている。したがって、天井材などの造営材180に取付ねじ198を用いて器具本体190を取り付けることができる。   Further, a plurality of (in this embodiment, two) mounting screws 198 for attaching the tool main body 190 to the construction material 180 are inserted into the above-described instrument main body 190 from the one surface side (in this embodiment). Two) screw insertion holes 195 are provided in a portion between the inner bottom surface of the recess 191 and the other surface of the instrument main body 190. Therefore, the instrument body 190 can be attached to the construction material 180 such as a ceiling material using the attachment screw 198.

また、回路基板20における器具本体190の収納凹所192の内底面との対向面とは反対側に配置され各LEDチップユニット1からの可視光を透過させる透光部材200を備えている。   In addition, the circuit board 20 includes a translucent member 200 that is disposed on the opposite side to the inner surface of the housing recess 192 of the instrument main body 190 and transmits visible light from each LED chip unit 1.

透光部材200は、透光性材料(例えば、アクリル樹脂など)の成形品により構成されており、図12および図16に示すように、回路基板20の上記他表面側において回路基板20から離間して配置される前板部201と、前板部201の周縁から器具本体190の収納凹所191の内底面側へ連続一体に突出した円環状の側板部202とを備えている。また、器具本体190には透光部材200を固定するための固定ねじ199を挿通する2つのねじ挿通孔197が形成されており、透光部材200には、器具本体190の上記他面側から器具本体190のねじ挿通孔197に挿通された固定ねじ199の先端部が螺合するねじ孔204を有する2つのボス部203が連続一体に形成されている。なお、回路基板20の周部において各ボス部203それぞれに対応する部位には、切欠部28が形成されている。   The translucent member 200 is formed of a molded product of a translucent material (for example, acrylic resin), and is separated from the circuit board 20 on the other surface side of the circuit board 20 as shown in FIGS. And an annular side plate portion 202 that continuously and integrally protrudes from the peripheral edge of the front plate portion 201 toward the inner bottom surface of the housing recess 191 of the instrument main body 190. Further, the instrument body 190 is formed with two screw insertion holes 197 through which a fixing screw 199 for fixing the translucent member 200 is inserted, and the translucent member 200 is formed from the other surface side of the instrument body 190. Two boss portions 203 each having a screw hole 204 into which a distal end portion of a fixing screw 199 inserted into the screw insertion hole 197 of the instrument main body 190 is screwed are integrally formed. A notch 28 is formed at a portion corresponding to each boss 203 in the peripheral portion of the circuit board 20.

また、本実施形態のLEDを用いた照明器具は、透光部材200の光出射面側(図12(a)の下面側)を露出させる円形状の開口窓211(図18参照)を有し器具本体190の上記一面側において収納凹所192の周部および各取付ねじ198を覆う形で器具本体190に取着される枠状の化粧カバー210を備えている。したがって、器具本体190を取付ねじ198を用いて造営材180に取り付けた後で、器具本体190に化粧カバー210を取り付ければ、器具本体190の上記一面側から取付ねじが見えなくなるので、見栄えを良くすることができる。ここにおいて、化粧カバー210は、弾性を有する合成樹脂(例えば、PBT、ABSなど)を用いて形成されており、器具本体190に形成された複数の係合孔196それぞれに係合する複数の係止突起212が器具本体190との対向面から突設されている。すなわち、化粧カバー210は、各係止突起212それぞれを器具本体190の各係合孔196それぞれに挿入して各係合孔196の周部に係合させることにより器具本体190に取着される。   Moreover, the lighting fixture using LED of this embodiment has the circular opening window 211 (refer FIG. 18) which exposes the light-projection surface side (lower surface side of Fig.12 (a)) of the translucent member 200. FIG. A frame-shaped decorative cover 210 attached to the instrument main body 190 is provided on the one surface side of the instrument main body 190 so as to cover the peripheral portion of the storage recess 192 and the mounting screws 198. Accordingly, if the decorative cover 210 is attached to the instrument body 190 after the instrument body 190 is attached to the construction material 180 using the attachment screws 198, the attachment screws are not visible from the one surface side of the instrument body 190, so that the appearance is good. can do. Here, the decorative cover 210 is formed using an elastic synthetic resin (for example, PBT, ABS, etc.), and a plurality of engagements that engage with the plurality of engagement holes 196 formed in the instrument body 190, respectively. A stop projection 212 protrudes from the surface facing the instrument body 190. That is, the decorative cover 210 is attached to the instrument main body 190 by inserting the respective locking projections 212 into the respective engagement holes 196 of the instrument main body 190 and engaging with the peripheral portions of the respective engagement holes 196. .

ところで、上述の化粧カバー210は合成樹脂の成形品により構成されているが、化粧カバー210を金属により形成すれば、化粧カバー210が合成樹脂により形成されている場合に比べて放熱性を高めることができ、LEDチップ10のジャンクション温度の温度上昇をより抑制できる。なお、化粧カバー210を金属により形成する場合には、例えば、板ばねを利用して器具本体190に取り付けるような構造を採用することで器具本体190に対して着脱自在としてもよいし、器具本体190にねじ込んで取り付けるような構造を採用して器具本体190に対して着脱自在としてもよい。   By the way, although the above-mentioned decorative cover 210 is comprised by the synthetic resin molded article, if the decorative cover 210 is formed with a metal, heat dissipation will be improved compared with the case where the decorative cover 210 is formed with synthetic resin. The temperature rise of the junction temperature of the LED chip 10 can be further suppressed. In the case where the decorative cover 210 is formed of metal, for example, a structure that is attached to the instrument main body 190 using a leaf spring may be adopted, and the decorative cover 210 may be detachable from the instrument main body 190. It is possible to adopt a structure that is screwed into 190 and attachable to and detachable from the instrument body 190.

ところで、上述の透光部材200は、前板部201が平板状の形状となっているが、図17に示すように、各LEDチップユニット1それぞれに対向する各部位それぞれに、LEDチップユニット1から放射された光の配光を制御するレンズ部205を有する透光性材料(例えば、アクリル樹脂、ガラスなど)の成形品とすれば、各LEDチップユニット1それぞれから放射された光の配光を制御することができる。ここにおいて、各レンズ部205は、フレネルレンズであり、LEDチップユニット1の色変換部材70を収納する凹所206を有してLEDチップユニット1のレンズ160に光軸が一致する形で配置される。また、各レンズ部205は、凹所206の内側面206bから入射した光を外側面205bで反射して当該レンズ部205の光出射面205a側に導く機能を有している。   By the way, as for the above-mentioned translucent member 200, although the front-plate part 201 becomes a flat plate shape, as shown in FIG. 17, LED chip unit 1 is each in each site | part which opposes each LED chip unit 1, respectively. If the molded article is made of a translucent material (for example, acrylic resin, glass, etc.) having a lens portion 205 for controlling the light distribution of light emitted from the LED chip, the light distribution of each LED chip unit 1 is distributed. Can be controlled. Here, each lens unit 205 is a Fresnel lens, and has a recess 206 that houses the color conversion member 70 of the LED chip unit 1 and is arranged so that the optical axis coincides with the lens 160 of the LED chip unit 1. The Each lens unit 205 has a function of reflecting light incident from the inner side surface 206b of the recess 206 by the outer side surface 205b and guiding it to the light emitting surface 205a side of the lens unit 205.

また、図17に示した構成の透光部材200において、各レンズ部205以外の部位を金属により形成すれば、透光部材200全体が合成樹脂やガラスなどにより形成されている場合に比べて放熱性を高めることができ、LEDチップ10のジャンクション温度の温度上昇をより抑制できる。   In addition, in the translucent member 200 having the configuration shown in FIG. 17, if a portion other than each lens portion 205 is formed of metal, heat is radiated as compared to the case where the entire translucent member 200 is formed of synthetic resin, glass, or the like. Therefore, the temperature increase of the junction temperature of the LED chip 10 can be further suppressed.

(実施形態5)
本実施形態のLEDを用いた照明器具は、図26および図27に示すように、金属製の器具本体290の形状が実施形態4と相違し、LEDチップユニット1の構成は実施形態4と同じである。なお、実施形態4と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 5)
As shown in FIGS. 26 and 27, the lighting fixture using the LED of this embodiment is different from the fourth embodiment in the shape of the metal fixture body 290, and the configuration of the LED chip unit 1 is the same as that in the fourth embodiment. It is. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to Embodiment 4, and description is abbreviate | omitted.

本実施形態における器具本体290は、帯板状(細長の矩形板状)に形成されており、一面に複数個(図示例では、8個)のLEDチップユニット1および帯板状の回路基板20を収納する収納凹所290aが形成されている。ここにおいて、複数個のLEDチップユニット1は、器具本体290の長手方向において所定間隔で並設されている。なお、各LEDチップユニット1は、実施形態4と同様に、例えばグリーンシートからなる絶縁層80(図20参照)を介して器具本体290の収納凹所290aの内底面に実装されている。   The instrument body 290 in the present embodiment is formed in a band plate shape (elongated rectangular plate shape), and a plurality of (eight in the illustrated example) LED chip units 1 and the band plate circuit board 20 are formed on one surface. A storage recess 290a is formed for storing the storage. Here, the plurality of LED chip units 1 are arranged in parallel at a predetermined interval in the longitudinal direction of the instrument body 290. Each LED chip unit 1 is mounted on the inner bottom surface of the housing recess 290a of the instrument body 290 via an insulating layer 80 (see FIG. 20) made of, for example, a green sheet, as in the fourth embodiment.

回路基板20における収納凹所290aの内底面との対向面側には、LEDチップユニット1を直列接続する回路パターン(図示せず)が形成されており、器具本体290の電線挿通孔(図示せず)を通して収納凹所290a内へ導入された電線(図示せず)が適宜接続されるようになっている。また、回路基板20には、実施形態4と同様に、各LEDチップユニット1に対応する部位ごとに1つの窓孔23と2つのユニット接続用スルーホール配線27とが形成されている。   A circuit pattern (not shown) for connecting the LED chip units 1 in series is formed on the surface of the circuit board 20 facing the inner bottom surface of the housing recess 290a, and an electric wire insertion hole (not shown) of the instrument body 290 is formed. The electric wire (not shown) introduced into the storage recess 290a through the device is appropriately connected. Similarly to the fourth embodiment, one window hole 23 and two unit connecting through-hole wirings 27 are formed on the circuit board 20 for each portion corresponding to each LED chip unit 1.

しかして、本実施形態のLEDを用いた照明器具においても、実施形態4と同様に、LEDチップ10の温度上昇を抑制できて光出力の高出力化を図れ且つ回路基板20のコストを低減可能になる。なお、本実施形態における回路基板20としては、ガラスエポキシ基板に限らず、例えば、フレキシブルプリント配線板(FPC)を用いてもよい。   Thus, also in the lighting fixture using the LED of this embodiment, similarly to the fourth embodiment, the temperature rise of the LED chip 10 can be suppressed, the light output can be increased, and the cost of the circuit board 20 can be reduced. become. In addition, as the circuit board 20 in this embodiment, you may use not only a glass epoxy board | substrate but a flexible printed wiring board (FPC), for example.

(実施形態6)
本実施形態のLEDを用いた照明器具の基本構成は実施形態5と略同じであって、実施形態5では、1枚の回路基板20で器具本体290内の全てのLEDチップユニット1を接続していたのに対して、本実施形態では、図28〜図30に示すように、複数枚の回路基板20を用いて全てのLEDチップユニット1を接続するようにしている点が相違する。なお、本実施形態では、1つの回路基板20で器具本体290の長手方向に並設された2つのLEDチップユニット1を接続し、上記長手方向に並ぶ回路基板20間をリード線(図示せず)により接続している。他の構成は実施形態5と同じなので説明を省略する。
(Embodiment 6)
The basic configuration of the lighting fixture using the LED of this embodiment is substantially the same as that of the fifth embodiment. In the fifth embodiment, all the LED chip units 1 in the fixture main body 290 are connected by one circuit board 20. In contrast, in the present embodiment, as shown in FIGS. 28 to 30, all LED chip units 1 are connected using a plurality of circuit boards 20. In the present embodiment, two LED chip units 1 arranged in parallel in the longitudinal direction of the instrument body 290 are connected by one circuit board 20, and a lead wire (not shown) is provided between the circuit boards 20 arranged in the longitudinal direction. ). Since other configurations are the same as those of the fifth embodiment, the description thereof is omitted.

なお、他の実施形態においても1枚の回路基板20を複数の回路基板に分割して適宜接続するようにしてもよい。   In other embodiments, one circuit board 20 may be divided into a plurality of circuit boards and connected as appropriate.

なお、上記各実施形態では、回路基板20としてガラスエポキシ基板を例示したが、例えば、セラミック製のMID基板を用いて、LEDチップユニット1と重ならない部位に器具本体側へ突出して器具本体に当接する部位を設ければ、さらに放熱性を向上させることが可能となる。   In each of the above embodiments, a glass epoxy substrate is exemplified as the circuit board 20. However, for example, a ceramic MID board is used to protrude toward the instrument main body at a portion that does not overlap with the LED chip unit 1. If a contact portion is provided, heat dissipation can be further improved.

実施形態1を示す要部概略分解斜視図である。FIG. 3 is a schematic exploded perspective view showing a main part of the first embodiment. 同上における要部概略斜視図である。It is a principal part schematic perspective view in the same as the above. 同上における要部概略断面図である。It is a principal part schematic sectional drawing in the same as the above. 同上における一部破断した概略側面図である。It is a schematic side view partially broken in the same as the above. 同上における要部分解斜視図である。It is a principal part disassembled perspective view in the same as the above. 実施形態2を示す要部概略分解斜視図である。FIG. 6 is a schematic exploded perspective view showing a main part of a second embodiment. 同上における要部概略断面図である。It is a principal part schematic sectional drawing in the same as the above. 同上における要部概略分解斜視図である。It is a principal part disassembled perspective view in the same as the above. 実施形態3を示す要部概略分解斜視図である。FIG. 6 is a schematic exploded perspective view showing a main part of a third embodiment. 同上における要部概略斜視図である。It is a principal part schematic perspective view in the same as the above. 同上における要部概略断面図である。It is a principal part schematic sectional drawing in the same as the above. 実施形態4を示し、(a)は一部破断した概略正面図、(b)は概略下面図である。Embodiment 4 is shown, (a) is a schematic front view partly broken, and (b) is a schematic bottom view. 同上における器具本体を示し、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A’断面図である。The instrument main body same as the above is shown, (a) is a top view, (b) is A-A 'sectional drawing of (a). 同上における器具本体を示し、(a)は一部破断した断面図、(b)は要部平面図である。The instrument main body in the same as the above is shown, (a) is a sectional view partly broken, (b) is a plan view of the main part. 同上における器具本体の斜視図である。It is a perspective view of the instrument main body in the same as the above. 同上における透光部材を示し、(a)は平面図、(b)は一部破断した断面図、(c)は要部断面図である。The translucent member in the same as above is shown, (a) is a plan view, (b) is a partially broken cross-sectional view, and (c) is a main part cross-sectional view. 同上における透光部材の他の構成例を示し、(a)は平面図、(b)は断面図である。The other structural example of the translucent member in the same is shown, (a) is a top view, (b) is sectional drawing. 同上における化粧カバーを示し、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A’断面図である。The decorative cover in the above is shown, (a) is a plan view, (b) is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of (a). 同上における化粧カバーの斜視図である。It is a perspective view of the decorative cover in the same as the above. 同上におけるLEDチップユニットを器具本体に実装した状態の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the state which mounted the LED chip unit in the same as the instrument main body. 同上の要部分解斜視図である。It is a principal part exploded perspective view same as the above. 同上におけるLEDチップユニットの要部平面図である。It is a principal part top view of the LED chip unit same as the above. 同上におけるサブマウント部材の斜視図である。It is a perspective view of the submount member same as the above. 同上における絶縁性基板を示し、(a)は平面図、(b)は(a)のA−B−C−D断面図、(c)は一部破断した下面図である。The insulating board | substrate in the same as the above is shown, (a) is a top view, (b) is an A-B-C-D sectional view of (a), and (c) is a partially broken bottom view. 同上における回路基板を示し、(a)は平面図、(b)は下面図である。The circuit board in the same as above is shown, (a) is a plan view and (b) is a bottom view. 実施形態5を示し、(a)は概略斜視図、(b)は(a)の要部拡大図である。Embodiment 5 is shown, (a) is a schematic perspective view, (b) is a principal part enlarged view of (a). 同上を示す概略分解斜視図である。It is a general | schematic disassembled perspective view which shows the same as the above. 実施形態6を示す概略斜視図である。FIG. 10 is a schematic perspective view showing a sixth embodiment. 同上の要部拡大斜視図である。It is a principal part expansion perspective view same as the above. 同上を示す概略分解斜視図である。It is a general | schematic disassembled perspective view which shows the same as the above. 従来例を示すLEDユニットの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the LED unit which shows a prior art example. 他の従来例を示すLEDユニットの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the LED unit which shows another prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1 LEDチップユニット(発光装置)
10 LEDチップ
11 導電性基板
12 発光部
20 回路基板
22 回路パターン
23 窓孔
24 ミラー
42 リード端子
43 リード端子
80 絶縁層
90 器具本体
90a 底壁
91 前カバー
91a 透光板
91b 窓枠
1 LED chip unit (light emitting device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 LED chip 11 Conductive board 12 Light emission part 20 Circuit board 22 Circuit pattern 23 Window hole 24 Mirror 42 Lead terminal 43 Lead terminal 80 Insulating layer 90 Instrument main body 90a Bottom wall 91 Front cover 91a Translucent plate 91b Window frame

Claims (9)

金属製の器具本体と、LEDチップおよびLEDチップの各電極がそれぞれ電気的に接続された一対のリード端子を有する複数のLEDチップユニットと、LEDチップユニットと器具本体との間に介在し両者を電気的に絶縁し且つ両者を熱結合させる絶縁層と、各LEDチップユニットへの給電用の回路パターンが形成されるとともに各LEDチップユニットそれぞれが挿通される複数の窓孔が形成され器具本体に対して各LEDチップユニットと同じ側に配置された回路基板とを備えてなることを特徴とするLEDを用いた照明器具。   A metal instrument body, a plurality of LED chip units each having an LED chip and a pair of lead terminals to which the respective electrodes of the LED chip are electrically connected, and the LED chip unit and the instrument body interposed between both An insulating layer that electrically insulates and thermally couples them, and a circuit pattern for supplying power to each LED chip unit are formed, and a plurality of window holes through which each LED chip unit is inserted are formed in the instrument body. On the other hand, the lighting fixture using LED characterized by including the circuit board arrange | positioned on the same side as each LED chip unit. 前記回路基板における前記器具本体との対向面とは反対側に配置され前記各LEDチップユニットからの可視光を透過させる透光部材を備え、前記回路基板における透光部材との対向面に可視光を反射するミラーが形成されてなることを特徴とする請求項1記載のLEDを用いた照明器具。   The circuit board includes a translucent member that is disposed on the opposite side of the surface facing the instrument body and transmits visible light from each LED chip unit, and visible light is disposed on the surface of the circuit board facing the translucent member. The illumination fixture using LED according to claim 1, wherein a mirror that reflects light is formed. 前記回路基板は、前記透光部材との対向面側に前記回路パターンと前記ミラーとが形成されてなることを特徴とする請求項2記載のLEDを用いた照明器具。   3. The lighting apparatus using LEDs according to claim 2, wherein the circuit board is formed with the circuit pattern and the mirror on a surface facing the light transmitting member. 前記回路基板は、前記透光部材との対向面とは反対側に前記回路パターンが形成されてなることを特徴とする請求項2記載のLEDを用いた照明器具。   The lighting device using an LED according to claim 2, wherein the circuit board is formed with the circuit pattern on a side opposite to a surface facing the translucent member. 前記ミラーは、アルミニウムにより形成されてなることを特徴とする請求項2ないし請求項4のいずれかに記載のLEDを用いた照明器具。   The said mirror is formed with aluminum, The lighting fixture using LED in any one of Claim 2 thru | or 4 characterized by the above-mentioned. 前記器具本体が一面に前記各LEDチップユニットおよび回路基板を収納する収納凹所を有する円盤状に形成され、前記回路基板の中央部で前記回路基板に電気的に接続される給電用の電線を挿通する電線挿通孔が前記器具本体の中央部において前記収納凹所の底部に貫設されてなることを特徴とする請求項2ないし請求項5記載のLEDを用いた照明器具。   The appliance body is formed in a disk shape having a storage recess for storing the LED chip units and the circuit board on one side, and a power supply electric wire electrically connected to the circuit board at the center of the circuit board is provided. 6. The lighting fixture using LED according to claim 2, wherein a wire insertion hole to be inserted is formed through a bottom portion of the storage recess at a central portion of the fixture main body. 前記器具本体における前記収納凹所の周部に前記器具本体を造営材に取り付けるための複数の取付ねじそれぞれを前記一面側から挿通する複数のねじ挿通孔が貫設され、前記透光部材の光出射面側を露出させる開口窓を有し前記器具本体の前記一面側において前記収納凹所の周部および各取付ねじを覆う形で前記器具本体に取着される枠状の化粧カバーを備え、当該化粧カバーが金属により形成されてなることを特徴とする請求項6記載のLEDを用いた照明器具。   A plurality of screw insertion holes through which a plurality of attachment screws for attaching the instrument main body to the construction material are inserted from the one surface side in a peripheral portion of the storage recess in the instrument main body, and light of the translucent member A frame-shaped decorative cover that has an opening window that exposes the exit surface side and is attached to the instrument body so as to cover a peripheral portion of the housing recess and each mounting screw on the one surface side of the instrument body; The lighting fixture using LED according to claim 6, wherein the decorative cover is made of metal. 前記透光部材は、前記各LEDチップユニットそれぞれに対向する各部位それぞれに、前記LEDチップユニットから放射された光の配光を制御するレンズ部を有し、各レンズ部以外の部位が金属により形成されてなることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のLEDを用いた照明器具。   The translucent member has a lens part for controlling the light distribution of the light emitted from the LED chip unit at each part facing the LED chip unit, and parts other than the lens parts are made of metal. A lighting fixture using the LED according to any one of claims 1 to 7, wherein the lighting fixture is formed. 前記LEDチップユニットは、熱伝導性材料からなり前記LEDチップが実装される伝熱板と、前記LEDチップと伝熱板との間に介在し両者の線膨張率差に起因して前記LEDチップに働く応力を緩和するサブマウント部材と、伝熱板側とは反対の表面に前記LEDチップの前記各電極それぞれと電気的に接続される一対の導体パターンが設けられるとともにサブマウント部材を露出させる窓孔が厚み方向に貫設され伝熱板に積層された絶縁性基板とを備え、各導体パターンそれぞれが前記リード端子を構成していることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれかに記載のLEDを用いた照明器具。   The LED chip unit is made of a heat conductive material, and is interposed between the LED chip and the heat transfer plate between the LED chip and the heat transfer plate. And a pair of conductor patterns electrically connected to the respective electrodes of the LED chip on the surface opposite to the heat transfer plate side and exposing the submount member 9. The semiconductor device according to claim 1, further comprising: an insulating substrate having a window hole penetrating in a thickness direction and laminated on a heat transfer plate, and each conductor pattern constitutes the lead terminal. A lighting apparatus using the LED according to claim 1.
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