JP2007194610A - Light emitting module, method for fabrication thereof, and indicator using the light emitting module - Google Patents

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Tetsuya Tsumura
哲也 津村
Etsuo Tsujimoto
悦夫 辻本
Kimiharu Nishiyama
公治 西山
Keiichi Nakao
恵一 中尾
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem that brightness and luminous efficiency are lowered by heat generation in light emitting devices owing to shadow influences among light emitting devices, which is increased as the mounting density of the light emitting elements increases. <P>SOLUTION: Plural light emitting devices 104 are slanted to prevent their sides from facing each other so that radiation light from the sides of other light emitting devices 104 can be used effectively. In addition, these devices 104 are mounted on a lead frame 100 so that the side of the lead frame 100 can be used as a reflecting plate for radiation light of the light emitting devices 104; and the lead frame 100 including this side can be used for heat dissipation and current supply, in order to release the heat generated in the light emitting devices 104 to the metal plate 108 of the rear through a heat dissipation resin layer 106 as well as the lead frame 100. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶テレビ等のバックライトを有する表示機器のバックライト等に使われる発光モジュールとその製造方法及びこれを用いた表示装置に関するものである。   The present invention relates to a light emitting module used for a backlight of a display device having a backlight such as a liquid crystal television, a manufacturing method thereof, and a display device using the same.

従来、液晶テレビ等のバックライトには、冷陰極管等が使われてきたが、近年、LEDやレーザー等の半導体発光素子を、放熱性の基板の上に実装することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, a cold cathode tube or the like has been used for a backlight of a liquid crystal television or the like, but in recent years, it has been proposed to mount a semiconductor light emitting element such as an LED or a laser on a heat dissipating substrate ( For example, see Patent Document 1).

図13は、発光モジュールの一例を示す断面図である。図13において、セラミック基板1に形成された凹部には、発光素子2が実装されている。また複数のセラミック基板1は、放熱板3の上に固定されている。また複数のセラミック基板1は、窓部4を有する接続基板5で電気的に接続されている。そしてLEDから放射される光6は、接続基板5に形成された窓部4を介して、外部に放出される。なお図13において、凹部を有するセラミック基板1や接続基板5における配線及びLEDの配線等は図示していない。そしてこうした発光モジュールは、液晶等のバックライトとして使われている。しかしセラミック基板1は加工が難しく高価であるため、より安価で加工性に優れた放熱基板が求められていた。   FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating an example of a light emitting module. In FIG. 13, the light emitting element 2 is mounted in the recess formed in the ceramic substrate 1. The plurality of ceramic substrates 1 are fixed on the heat sink 3. Further, the plurality of ceramic substrates 1 are electrically connected by a connection substrate 5 having a window portion 4. The light 6 emitted from the LED is emitted to the outside through the window portion 4 formed on the connection substrate 5. In FIG. 13, the wiring in the ceramic substrate 1 having the recesses and the connection substrate 5, the LED wiring, and the like are not shown. Such light emitting modules are used as backlights for liquid crystals and the like. However, since the ceramic substrate 1 is difficult to process and expensive, there has been a demand for a heat dissipation substrate that is less expensive and has excellent workability.

一方、液晶TVを始めとする表示装置側からは、色表示範囲の拡大が望まれている。こうしたニーズに対しては、白色LED等では、限界があるため、近年では、Red(赤)、Green(緑)、Blue(青)の単色発光素子を、更には紫色、橙色、赤紫、コバルトブルー等の特別色を発光する特色発光素子も加えることで、色表示範囲(色表示は具体的にはCIE表色系等)を広げることが試みられている。   On the other hand, the display device side including the liquid crystal TV is desired to expand the color display range. In response to such needs, white LEDs and the like have limitations, and in recent years, red (red), green (green), and blue (blue) single-color light emitting elements, and further purple, orange, red purple, cobalt Attempts have been made to expand the color display range (specifically, the CIE color system, etc.) by adding a special color light emitting element that emits a special color such as blue.

こうしたニーズに対して、図13のような発光モジュールで対応した場合、セラミック基板1の凹部に、こうした発光素子を一個一個実装しながら、全体として均一な混色(混色して白色)を出して、色バランス(例えば、後述するホワイトバランス)を調整する必要がある。一方LED等の固体発光素子は温度が上昇すると発光効率が低下することが知られている。更にLEDの発光色の違いによって温度に対する発光効率の低下度合いも異なる。こうした理由により、例えば、液晶TVをON(動作)した直後は、LED部分が室温(例えば25℃)であるため、ホワイトバランスが保たれていても、LED部分の温度が上昇(例えば、40℃→50℃→60℃)するに伴い、例えば特に赤色の発光効率が低下する等の現象が生じてしまい、色再現性やバックライトの輝度も変化してしまう可能性がある。   When such a light emitting module as shown in FIG. 13 is used for such needs, while mounting each of these light emitting elements one by one in the concave portion of the ceramic substrate 1, a uniform color mixture (mixed white color) is produced as a whole. It is necessary to adjust the color balance (for example, white balance described later). On the other hand, it is known that the luminous efficiency of solid light emitting devices such as LEDs decreases as the temperature rises. Furthermore, the degree of decrease in luminous efficiency with respect to temperature varies depending on the emission color of the LED. For these reasons, for example, immediately after the liquid crystal TV is turned on (operated), the LED portion is at room temperature (for example, 25 ° C.). (→ 50 ° C. → 60 ° C.), for example, a phenomenon such as a decrease in red light emission efficiency may occur, and the color reproducibility and the brightness of the backlight may also change.

一方、図13に示すように、LED等の発光素子2が1個ずつ実装されたセラミック基板1を、放熱板3の上に並べた場合、放熱性の面から有利である一方、フィルターや拡散板等を用いて光を混ぜて白色を作製する(あるいはRGB+特別色の混合によって演色性の高い白色を作製する)ことが難しくなる。   On the other hand, as shown in FIG. 13, when the ceramic substrates 1 on which the light emitting elements 2 such as LEDs are mounted one by one are arranged on the heat radiating plate 3, it is advantageous from the aspect of heat dissipation, while a filter or diffusion is used. It becomes difficult to produce a white color by mixing light using a plate or the like (or to produce a white color having high color rendering properties by mixing RGB + special colors).

そのため発光素子の更なる高輝度化(その際には、大きな電流を流す必要がある)、更にはマルチLED(複数個のLEDを高密度に実装すること)に対応できる多数個の発光素子が高密度で実装できる加工性が高くそして放熱性の優れた発光モジュールが要求されている。
特開2004−311791号公報
Therefore, there are a large number of light-emitting elements that can cope with higher luminance of the light-emitting elements (in this case, it is necessary to pass a large current) and multi-LEDs (multiple LEDs are mounted at a high density). There is a demand for a light-emitting module that can be mounted at high density and has high workability and excellent heat dissipation.
JP 2004-311791 A

しかしながら、前記従来の構成では、発光素子2を実装する放熱基板が、セラミック基板1であったため、加工性やコスト面で不利になるという課題を有していた。   However, in the conventional configuration, since the heat dissipation substrate on which the light emitting element 2 is mounted is the ceramic substrate 1, there is a problem that it is disadvantageous in terms of workability and cost.

本発明では、前記従来の課題を解決するものであり、セラミック基板の代わりに、金属製のリードフレームとシート状の放熱樹脂層及び金属板を使うことで、加工性の良い発光モジュールとその製造方法及びこれを用いた表示装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and uses a metal lead frame, a sheet-like heat radiation resin layer, and a metal plate instead of a ceramic substrate, thereby producing a light-emitting module with good processability and its manufacture. It is an object to provide a method and a display device using the method.

前記課題を解決するために、本発明は、少なくとも、シート状の放熱樹脂層と、前記放熱樹脂層の第1面にその一部が埋め込まれたリードフレームと、前記放熱樹脂層の第2面に設けられた金属板と、を備え、前記リードフレーム上に複数個の発光素子が互いにその側面が互いに対面しないように実装されていることを特徴とする発光モジュールである。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides at least a sheet-like heat dissipation resin layer, a lead frame partially embedded in the first surface of the heat dissipation resin layer, and the second surface of the heat dissipation resin layer. A plurality of light emitting elements mounted on the lead frame such that their side surfaces do not face each other.

こうしてLED等の発光素子を、放熱性の高いリードフレームの上に直接実装し、更にリードフレームの熱は高放熱性を有する放熱樹脂層を介して、裏面に形成した放熱用の金属板に伝えることで、発光素子を効率的に冷却できる。更にリードフレーム上に実装する発光素子の側面からの発光も有効利用することで、発光モジュールとしての発光効率を高める。   In this way, a light emitting element such as an LED is directly mounted on a lead frame having high heat dissipation, and the heat of the lead frame is further transmitted to a metal plate for heat dissipation formed on the back surface through a heat dissipation resin layer having high heat dissipation. Thus, the light emitting element can be efficiently cooled. Furthermore, the light emission efficiency as a light emitting module is improved by effectively using the light emission from the side surface of the light emitting element mounted on the lead frame.

本発明の発光モジュール及びその製造方法によって得られた発光モジュールは、LEDや半導体レーザー等の発光素子によって発生した熱を効率的に拡散することができ、LED等の発光素子を有効に冷却できる。   The light emitting module obtained by the light emitting module of the present invention and the manufacturing method thereof can efficiently diffuse the heat generated by the light emitting elements such as LEDs and semiconductor lasers, and can effectively cool the light emitting elements such as LEDs.

(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1における発光モジュールについて説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the light emitting module according to Embodiment 1 of the present invention will be described.

図1は実施の形態1における発光モジュールを示す上面図及び断面図であり、図1(A)はその上面図、図1(B)は図1(A)の矢印110aにおけるその断面図である。図1において、100a、100bはリードフレーム、102はリードフレーム100a、100bの屈曲位置を示す点線、104はLED等の発光素子、106はシート状の放熱樹脂層、108は金属板、110a、110bは矢印である。そして矢印110aは図1(B)の断面部を示す。112は発光モジュール、114は樹脂である。116a、116bは補助線である。   1A and 1B are a top view and a cross-sectional view illustrating a light-emitting module according to Embodiment 1, in which FIG. 1A is a top view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along an arrow 110a in FIG. . In FIG. 1, 100a and 100b are lead frames, 102 is a dotted line indicating the bending position of the lead frames 100a and 100b, 104 is a light emitting element such as an LED, 106 is a sheet-like heat radiation resin layer, 108 is a metal plate, 110a and 110b Is an arrow. An arrow 110a indicates a cross-sectional portion of FIG. 112 is a light emitting module, and 114 is a resin. 116a and 116b are auxiliary lines.

まず図1(A)を用いて説明する。図1(A)において、複数個の発光素子104が、互いに略斜めに傾いた状態で並べた状態で、発光モジュール112の凹部に実装されている。なお図1(A)における凹部とは、点線102が示す折れ曲がり部分に相当する。また複数個の発光素子104は、リードフレーム100aの上に実装され、リードフレーム100aの近くには複数本のリードフレーム100bも形成されている。そして複数個の発光素子104は、リードフレーム100aとリードフレーム100bから電流が供給され、所定の色に発光することになる。なお図1(A)、(B)において、発光素子104とリードフレーム100aの接続部や、発光素子104とリードフレーム100bの接続部(例えば、ワイヤーボンダーによる接続)は図示していない。そしてリードフレーム100a、100bは放熱樹脂層106に埋め込まれた状態で形成され、発光モジュール112を構成している。   First, description will be made with reference to FIG. In FIG. 1A, a plurality of light-emitting elements 104 are mounted in the recesses of the light-emitting module 112 in a state in which the light-emitting elements 104 are arranged obliquely with respect to each other. Note that the concave portion in FIG. 1A corresponds to a bent portion indicated by a dotted line 102. The plurality of light emitting elements 104 are mounted on the lead frame 100a, and a plurality of lead frames 100b are also formed near the lead frame 100a. The plurality of light emitting elements 104 are supplied with current from the lead frame 100a and the lead frame 100b and emit light in a predetermined color. 1A and 1B, a connection portion between the light emitting element 104 and the lead frame 100a and a connection portion between the light emitting element 104 and the lead frame 100b (for example, connection by a wire bonder) are not shown. The lead frames 100 a and 100 b are formed in a state of being embedded in the heat-dissipating resin layer 106 and constitute the light emitting module 112.

次に図1(B)を用いて、発光素子104が実装された部分である前記凹部を説明する。図1(B)において、リードフレーム100a、100bは、放熱樹脂層106と共に、すり鉢状に窪んだ状態に形成されている。そしてこのすり鉢状の底部において、発光素子104が、リードフレーム100a、100bに実装される。そして、発光素子104の表面は、樹脂114で覆われ、保護される。   Next, with reference to FIG. 1B, the concave portion, which is a portion where the light emitting element 104 is mounted, will be described. In FIG. 1B, the lead frames 100a and 100b are formed in a mortar-shaped depression together with the heat-dissipating resin layer 106. The light emitting element 104 is mounted on the lead frames 100a and 100b at the bottom of the mortar shape. The surface of the light emitting element 104 is covered and protected by the resin 114.

図1(B)において、放熱樹脂層106は、硬化型樹脂中に高放熱性の無機フィラーが分散されたものを用いることが望ましい。なお無機フィラーは略球形状で、その直径は0.1〜100μmであるが、粒径が小さいほど放熱樹脂層106への充填率を向上できる。そのため放熱樹脂層106における無機フィラーの充填量は、熱伝導率を上げるために70〜95重量%と高濃度に充填している。特に、本実施の形態では、無機フィラーは、平均粒径3ミクロンと平均粒径12ミクロンの2種類のAl23を混合したものを用いている。この大小2種類の粒径のAl23を用いることによって、大きな粒径のAl23の隙間に小さな粒径のAl23を充填できるので、Al23を90重量%近くまで高濃度に充填できるものである。この結果、放熱樹脂層106の熱伝導率は5W/(m・K)程度となる。なお放熱樹脂層106の一部を構成する熱硬化性の絶縁樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびシアネート樹脂の内、少なくとも1種類の樹脂を含んでいる。これらの樹脂は耐熱性や電気絶縁性に優れている。放熱樹脂層106の厚みは、薄くすれば、リードフレーム100aに装着した発光素子104に生じる熱を金属板108に伝えやすいが、一方で絶縁耐圧が問題となり、逆に放熱樹脂層106の厚みを厚くしすぎると、熱抵抗が大きくなるので、絶縁耐圧と熱抵抗を考慮して最適な厚さに設定すれば良い。 In FIG. 1B, it is desirable to use a heat dissipation resin layer 106 in which a highly heat dissipating inorganic filler is dispersed in a curable resin. The inorganic filler has a substantially spherical shape and a diameter of 0.1 to 100 μm. The smaller the particle size, the better the filling rate into the heat radiation resin layer 106. Therefore, the filling amount of the inorganic filler in the heat radiation resin layer 106 is filled at a high concentration of 70 to 95% by weight in order to increase the thermal conductivity. In particular, in the present embodiment, the inorganic filler is a mixture of two types of Al 2 O 3 having an average particle size of 3 microns and an average particle size of 12 microns. By using the Al 2 O 3 of the large and small two types of particle size, it is possible to fill the Al 2 O 3 of small particle size in the gap Al 2 O 3 of large particle size, Al 2 O 3 90 wt% near Can be filled to a high concentration. As a result, the thermal conductivity of the heat radiation resin layer 106 is about 5 W / (m · K). Note that the thermosetting insulating resin constituting a part of the heat radiation resin layer 106 includes at least one kind of resin among epoxy resin, phenol resin, and cyanate resin. These resins are excellent in heat resistance and electrical insulation. If the thickness of the heat dissipation resin layer 106 is reduced, heat generated in the light emitting element 104 attached to the lead frame 100a can be easily transferred to the metal plate 108. If the thickness is too large, the thermal resistance increases, and therefore, an optimum thickness may be set in consideration of the withstand voltage and the thermal resistance.

なお、放熱樹脂層106の色は、白色(もしくは白色に近い無色)が望ましい。黒色や赤、青等に着色されている場合、発光素子104から放射された光を反射させにくくなり、発光効率を低下させる影響を与えるためである。   The color of the heat radiation resin layer 106 is desirably white (or colorless near white). This is because when the color is black, red, blue, or the like, it is difficult to reflect the light emitted from the light emitting element 104, and the light emission efficiency is lowered.

また発光素子104の実装部は、図1(B)に示すように、リードフレーム100a、100bによる凹部に形成することが望ましい。発光素子104を、窪みの底に形成することで、発光素子104の側面から放射される光を、窪みの壁面部分となるリードフレーム100a、100b、あるいはリードフレーム100a、100bの間に露出する放熱樹脂層106によって効果的に求める所定の方向に反射でき、発光効率を高められる。更に発光素子104を樹脂114(例えば透明樹脂や蛍光物質入り樹脂)で覆う場合も、樹脂114が零れないため、その注入が容易となる。   Further, as shown in FIG. 1B, the mounting portion of the light emitting element 104 is preferably formed in a recess formed by the lead frames 100a and 100b. By forming the light-emitting element 104 at the bottom of the recess, the heat radiated from the side surfaces of the light-emitting element 104 is exposed to heat between the lead frames 100a and 100b or the lead frames 100a and 100b serving as the wall surfaces of the recess. The resin layer 106 can be effectively reflected in a predetermined direction, and the light emission efficiency can be increased. Further, when the light-emitting element 104 is covered with a resin 114 (for example, a transparent resin or a resin containing a fluorescent material), the resin 114 does not spill, so that the injection becomes easy.

このように、複数の発光素子104を凹部の底面にてリードフレーム100a、100bの上に実装し、更にリードフレームを凹部の側壁面にも広く形成(望ましくは側壁面の50%以上95%以下)する。なおリードフレーム100a、100bの側壁に占める面積割合が50%未満の場合、リードフレームによる熱伝導を低下させるように影響し、リードフレーム100a、100b表面による光反射量を減らす可能性がある。また95%を超えた(つまり側面における放熱樹脂層106の露出割合が5%未満となった)場合、すなわちリードフレーム100a、100bの間隔を狭くした場合は、短絡する可能性が高くなる。また金属板108としては、熱伝導の良いアルミニウム、銅またはそれらを主成分とする合金が望ましい。   As described above, the plurality of light emitting elements 104 are mounted on the lead frames 100a and 100b at the bottom surface of the recess, and the lead frame is also formed widely on the sidewall surface of the recess (desirably 50% or more and 95% or less of the sidewall surface). ) In addition, when the area ratio which occupies for the side wall of lead frame 100a, 100b is less than 50%, it may affect to reduce the heat conduction by a lead frame, and may reduce the light reflection amount by the lead frame 100a, 100b surface. Further, when it exceeds 95% (that is, when the exposed ratio of the heat radiation resin layer 106 on the side surface is less than 5%), that is, when the interval between the lead frames 100a and 100b is narrowed, the possibility of short-circuiting is increased. The metal plate 108 is preferably made of aluminum, copper, or an alloy containing them as a main component, which has good thermal conductivity.

なお図1(A)において、補助線116aは凹部の中心線であり、発光素子104は中心線である補助線116aの略上に実装することが望ましい。また複数個の発光素子104が実装される第1のリードフレーム100aは、中心線116aを含むような大面積で形成することが望ましい。さらに図1(A)において、補助線116a、116bの距離(矢印110bで図示)、第1のリードフレーム100aは、凹部の中心部を超えて広がっていることを示す。このように第1のリードフレーム100aを、凹部を形成する側面(もしくは底面)の50%以上95%以下の面積を占めることが望ましい。このように第1のリードフレーム100aをより広く形成することで、放熱効果を高めると共に、反射効率も高められる。   Note that in FIG. 1A, the auxiliary line 116a is a center line of the recess, and the light-emitting element 104 is preferably mounted over the auxiliary line 116a which is the center line. In addition, the first lead frame 100a on which the plurality of light emitting elements 104 are mounted is desirably formed with a large area including the center line 116a. Further, in FIG. 1A, the distance between the auxiliary lines 116a and 116b (illustrated by an arrow 110b) indicates that the first lead frame 100a extends beyond the center of the recess. As described above, it is desirable that the first lead frame 100a occupies an area of 50% or more and 95% or less of the side surface (or bottom surface) forming the recess. Thus, by forming the first lead frame 100a wider, the heat dissipation effect is enhanced and the reflection efficiency is also enhanced.

(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態2における発光モジュール112の製造方法の一例について説明する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, an example of the manufacturing method of the light emitting module 112 in Embodiment 2 of this invention is demonstrated.

図2、図3は本実施の形態2における発光モジュール112の製造方法の一例を示す断面図である。図2において、118a、118bは金型、120はバリ、122は汚れ防止フィルムである。まず金属板108を、プレス加工等を用いて所定形状に打抜き、これをリードフレーム100a、100bとする。次にリードフレーム100a、100bの下に、放熱樹脂層106や、金属板108をセットする。そしてこれら部材を位置決めした状態でこれらを金型118a、118bの間にセットする。次にプレス装置(図2には図示していない)によって、金型118a、118bを矢印110aの方向に動かすことによって、リードフレーム100a、100bが放熱樹脂層106に押し付けられる。また図2に示すように、リードフレーム100a、100bと、金型118aの間に汚れ防止フィルム122をセットしておくことが望ましい。また汚れ防止フィルム122は、例えば不織布等のようにある程度の空気透過性があるフィルム状のものを使うことが望ましい。こうすることで、リードフレーム100a、100bを、金型118a、118bを用いて、放熱樹脂層106の中に押し付けた際、矢印110bで示すように空気を抜きやすくなり(汚れ防止フィルム122を介して、空気が抜ける)、リードフレーム100a、100bと放熱樹脂層106の界面、あるいは金属板108と放熱樹脂層106の界面に、空気残りの発生を防止できる。   2 and 3 are cross-sectional views showing an example of a method for manufacturing the light emitting module 112 in the second embodiment. In FIG. 2, 118a and 118b are dies, 120 is a burr, and 122 is an antifouling film. First, the metal plate 108 is punched into a predetermined shape using press working or the like, and these are used as lead frames 100a and 100b. Next, the heat radiation resin layer 106 and the metal plate 108 are set under the lead frames 100a and 100b. Then, with these members positioned, they are set between the molds 118a and 118b. Next, the lead frames 100a and 100b are pressed against the heat-dissipating resin layer 106 by moving the dies 118a and 118b in the direction of the arrow 110a by a press device (not shown in FIG. 2). Further, as shown in FIG. 2, it is desirable to set a stain prevention film 122 between the lead frames 100a and 100b and the mold 118a. Further, it is desirable that the antifouling film 122 is a film having a certain degree of air permeability such as a nonwoven fabric. In this way, when the lead frames 100a and 100b are pressed into the heat radiation resin layer 106 using the molds 118a and 118b, the air can be easily removed as indicated by the arrow 110b (through the antifouling film 122). Thus, air can be prevented from being generated at the interface between the lead frames 100a and 100b and the heat radiating resin layer 106 or at the interface between the metal plate 108 and the heat radiating resin layer 106.

なお、リードフレーム100a、100bを金型で所定形状に抜く際、リードフレーム100a、100bの端部に発生するバリ120の方向は、前記汚れ防止フィルム122側になるようにすることが望ましい。こうすることで、リードフレーム100a、100bをプレス加工した際、バリ120が汚れ防止フィルム122に喰い込むため、リードフレーム100a、100bの表面(例えば、発光素子104等の実装面)に放熱樹脂層106が回り込むことを防止できる。   It should be noted that when the lead frames 100a and 100b are pulled out into a predetermined shape with a mold, it is desirable that the direction of the burr 120 generated at the end of the lead frames 100a and 100b be on the dirt prevention film 122 side. In this way, when the lead frames 100a and 100b are pressed, the burr 120 bites into the antifouling film 122, so that the heat radiation resin layer is formed on the surface of the lead frames 100a and 100b (for example, the mounting surface of the light emitting element 104). 106 can be prevented from wrapping around.

図3は、プレス加工が終了した後の断面図である。図3に示すように、金型118a、118bを矢印110aの方向に動かすことで、発光モジュール112が完成する(なお図3の状態では、まだ発光素子104等は実装されていない)。そして図3の発光モジュール112に、発光素子104を実装し、更に樹脂114でカバーすることで、図1に示したような発光モジュール112が完成する。   FIG. 3 is a cross-sectional view after the press working is completed. As shown in FIG. 3, the light emitting module 112 is completed by moving the molds 118a and 118b in the direction of the arrow 110a (note that the light emitting element 104 and the like are not yet mounted in the state of FIG. 3). Then, the light emitting element 104 is mounted on the light emitting module 112 of FIG. 3 and further covered with a resin 114, whereby the light emitting module 112 as shown in FIG. 1 is completed.

そして所定形状に加工したリードフレーム100a、100bと、熱伝導性樹脂を含む放熱樹脂層106と金属板108を、一体化し、放熱基板とする。そしてこの金型成形する際に、リードフレーム100a、100bと金型118a、118b(更にはプレス、なおプレスは図示していない)の接する面に汚れ防止フィルム122を挟むことで、金型118a、118bやプレスの汚れ防止を行う。   Then, the lead frames 100a and 100b processed into a predetermined shape, the heat-dissipating resin layer 106 including the heat conductive resin, and the metal plate 108 are integrated to form a heat-dissipating substrate. When the mold is formed, the anti-stain film 122 is sandwiched between the surfaces of the lead frames 100a and 100b and the molds 118a and 118b (further, press is not shown) so that the mold 118a, 118b and the press are prevented from being stained.

こうして、少なくとも、シート状の放熱樹脂層106と、前記放熱樹脂層106の第1面にその一部が埋め込まれたリードフレーム100a、100bと、前記放熱樹脂層106の第2面に設けられた金属板108とからなる基板を作成する。ここでリードフレーム100a、100bは、放熱樹脂層106に、少なくともその一部を埋め込むことが望ましい。更には、前記リードフレーム100a、100bの表面と、前記放熱樹脂層106の表面を、略同一平面とすることが望ましい。こうすることで、リードフレーム100a、100bと放熱樹脂層106との間に段差が発生しないため、その上に形成するソルダーレジスト(図示していない)の形成が容易になる。   Thus, at least the sheet-like heat radiation resin layer 106, the lead frames 100a and 100b partially embedded in the first surface of the heat radiation resin layer 106, and the second surface of the heat radiation resin layer 106 were provided. A substrate made of the metal plate 108 is created. Here, it is desirable that at least a part of the lead frames 100a and 100b is embedded in the heat dissipation resin layer 106. Furthermore, it is desirable that the surfaces of the lead frames 100a and 100b and the surface of the heat-dissipating resin layer 106 be substantially flush with each other. By doing so, no step is generated between the lead frames 100a and 100b and the heat radiation resin layer 106, so that it is easy to form a solder resist (not shown) formed thereon.

次に、放熱樹脂層106について更に詳しく説明する。放熱樹脂層106は、フィラーと樹脂から構成されている。なおフィラーとしては、無機フィラーが望ましい。無機フィラーとしては、Al23、MgO、BN、SiO2、SiC、Si34、及びAlNからなる群から選択される少なくとも一種を含む一つを有することが望ましい。なお、無機フィラーを用いると、放熱性を高められるが、特にMgOを用いると線熱膨張係数を大きくできる。またSiO2を用いると誘電率を小さくでき、BNを用いると線熱膨張係数を小さくできる。 Next, the heat dissipation resin layer 106 will be described in more detail. The heat radiation resin layer 106 is composed of a filler and a resin. The filler is preferably an inorganic filler. As the inorganic filler, it is desirable to have one containing at least one selected from the group consisting of Al 2 O 3 , MgO, BN, SiO 2 , SiC, Si 3 N 4 , and AlN. In addition, when an inorganic filler is used, heat dissipation can be improved. However, when MgO is used in particular, the linear thermal expansion coefficient can be increased. Further, when SiO 2 is used, the dielectric constant can be reduced, and when BN is used, the linear thermal expansion coefficient can be reduced.

なお放熱樹脂層106の熱伝導率が1W/(m・K)以上30W/(m・K)以下が望ましい。1W/(m・K)以下では、放熱効果が得られない。また30W/(m・K)より大きくするためには、非常に高価な材料を選ぶ必要がある。   The thermal conductivity of the heat radiation resin layer 106 is preferably 1 W / (m · K) or more and 30 W / (m · K) or less. Below 1 W / (m · K), no heat dissipation effect is obtained. In addition, in order to make it larger than 30 W / (m · K), it is necessary to select a very expensive material.

また放熱樹脂層106に用いる樹脂としては、熱硬化性樹脂を用いることが望ましく、具体的にはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、及びイソシアネート樹脂からなる群から選択される少なくとも一種を含むことが望ましい。これらの樹脂は信頼性や耐熱性に優れている。   The resin used for the heat radiation resin layer 106 is desirably a thermosetting resin, and specifically includes at least one selected from the group consisting of an epoxy resin, a phenol resin, and an isocyanate resin. These resins are excellent in reliability and heat resistance.

なお無機フィラーは略球形状で、その直径は0.1〜100μmであるが、粒径が小さいほど放熱樹脂層106への充填率を向上できる。そのため放熱樹脂層106における無機フィラーの充填量(もしくは含有率)は、熱伝導率を上げるために70〜95重量%と高濃度に充填している。特に、本実施の形態では、無機フィラーは、平均粒径3ミクロンと平均粒径12ミクロンの2種類のAl23を混合したものを用いている。この大小2種類の粒径のAl23を用いることによって、大きな粒径のAl23の隙間に小さな粒径のAl23を充填できるので、Al23を90重量%近くまで高濃度に充填できるのである。この結果、放熱樹脂層106の熱伝導率は5W/(m・K)程度となる。なおフィラーの充填率が70重量%未満の場合、熱伝導性が低下する場合がある。またフィラーの充填率(もしくは含有率)が95重量%を超えると、硬化前の放熱樹脂層106の成型性を低下させる影響を与える場合があり、放熱樹脂層106とリードフレーム100a、100bの接着性(例えば埋め込んだ場合や、その表面に貼り付けた場合)を低下させる影響を与え、薄肉部に形成された微細な配線部分への回り込みを発生するなどの影響を与える可能性がある。 The inorganic filler has a substantially spherical shape and a diameter of 0.1 to 100 μm. The smaller the particle size, the better the filling rate into the heat radiation resin layer 106. Therefore, the filling amount (or content rate) of the inorganic filler in the heat radiation resin layer 106 is filled at a high concentration of 70 to 95% by weight in order to increase the thermal conductivity. In particular, in the present embodiment, the inorganic filler is a mixture of two types of Al 2 O 3 having an average particle size of 3 microns and an average particle size of 12 microns. By using the Al 2 O 3 of the large and small two types of particle size, it is possible to fill the Al 2 O 3 of small particle size in the gap Al 2 O 3 of large particle size, Al 2 O 3 90 wt% near Can be filled to a high concentration. As a result, the thermal conductivity of the heat radiation resin layer 106 is about 5 W / (m · K). In addition, when the filling rate of a filler is less than 70 weight%, thermal conductivity may fall. Further, if the filling rate (or content) of the filler exceeds 95% by weight, the moldability of the heat dissipation resin layer 106 before curing may be reduced, and the heat dissipation resin layer 106 and the lead frames 100a and 100b are bonded. This may have an effect of lowering the property (for example, embedded or attached to the surface thereof), and may affect the fine wiring portion formed in the thin-walled portion.

なお熱硬化性の放熱樹脂層106は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびシアネート樹脂の内、少なくとも1種類の樹脂を含んでいる。これらの樹脂は耐熱性や電気絶縁性に優れている。なお放熱樹脂層106からなる絶縁体の厚さは、薄くすれば、リードフレーム100a、100bに装着した発光素子104に生じる熱を金属板108に伝えやすいが、一方で絶縁耐圧特性が低下して問題となり、逆に絶縁体の厚さが厚すぎると、熱抵抗が大きくなるので、これらのことを踏まえて絶縁耐圧と熱抵抗の特性を考慮し、最適な厚さに設定すれば良い。   The thermosetting heat radiation resin layer 106 includes at least one kind of resin among epoxy resin, phenol resin, and cyanate resin. These resins are excellent in heat resistance and electrical insulation. Note that if the thickness of the insulator made of the heat-dissipating resin layer 106 is reduced, heat generated in the light-emitting element 104 attached to the lead frames 100a and 100b can be easily transferred to the metal plate 108. On the other hand, if the thickness of the insulator is too thick, the thermal resistance increases. Therefore, the optimal thickness may be set in consideration of the characteristics of the withstand voltage and the thermal resistance based on these facts.

次にリードフレーム100a、100bの材質について説明する。リードフレーム100の材質としては、銅を主体とするものが望ましい。これは銅が熱伝導性と導電率特性が共に優れているためである。   Next, the material of the lead frames 100a and 100b will be described. As a material of the lead frame 100, a material mainly composed of copper is desirable. This is because copper has both excellent thermal conductivity and conductivity characteristics.

リードフレーム100の材質としては、タフピッチ銅を選ぶことが望ましい。これはタフピッチ銅(TCP,Tough−Pitch Copper)が、加工しやすく、熱伝導性にも優れているからである。なおタフピッチ銅とは、純度99.5%程度の導電用に使われる材料であり、電気抵抗が低く、熱伝導性に優れている。   As a material for the lead frame 100, it is desirable to select tough pitch copper. This is because tough pitch copper (TCP, Tow-Pitch Copper) is easy to process and has excellent thermal conductivity. Note that tough pitch copper is a material used for conduction with a purity of about 99.5%, and has low electrical resistance and excellent thermal conductivity.

また用途に応じて、リードフレーム100の材質として、無酸素胴を用いることもできる。これは無酸素銅が、熱伝導性と導電性に優れているからである。なお無酸素銅(OFC,Oxygen−Fee Copper)とは、酸化物を含まない純度99.995%程度の銅である。   Further, an oxygen-free cylinder can be used as the material of the lead frame 100 depending on the application. This is because oxygen-free copper is excellent in thermal conductivity and conductivity. Oxygen-free copper (OFC, Oxygen-Fee Copper) is copper having a purity of about 99.995% that does not contain oxides.

またリードフレーム100の材質を、銅合金(あるいは銅を主体とした金属)から選ぶこともできる。この場合、リードフレーム100a、100bとなる銅素材に銅以外の添加剤を加えることが望ましい。例えばCu+Snの銅を主体とした合金を用いることができる。Snの場合、例えばSnを0.1wt%以上0.15wt%未満添加することで、その軟化温度を400℃まで高められる。比較のためSn無しの銅(Cu>99.96wt%)を用いて、リードフレーム100a、100bを作製したところ、導電率は低いが、出来上がった放熱基板において特に凹部の形成部等に歪みが発生する場合があった。そこで詳細に調べたところ、その材料の軟化点が200℃程度と低いため、後の部品実装時(半田付け時)や、LEDの実装後の信頼性評価時(発熱/冷却の繰り返し等に対する品質特性)に変形する可能性があることが予想された。一方、Cu+Sn>99.96wt%の銅素材(銅合金)を用いた場合、実装された各種部品や複数個のLEDによる発熱の影響は特に受けなかった。また半田付け性やダイボンド性にも影響が無かった。そこでこの材料の軟化点を測定したところ、400℃であることが判った。このように、銅を主体として、いくつかの元素を添加することが望ましい。銅に添加する元素として、Zrの場合、0.015wt%以上0.15wt%以下の範囲が望ましい。添加量が0.015wt%未満の場合、軟化温度の上昇効果が少ない場合がある。また添加量が0.15wt%より多いと電気特性を低下させる影響を与える場合がある。また、Ni、Si、Zn、P等を添加することでも軟化温度を高くできる。この場合、Niは0.1wt%以上5wt%未満、Siは0.01wt%以上2wt%以下、Znは0.1wt%以上5wt%未満、Pは0.005wt%以上0.1wt%未満が望ましい。そしてこれらの元素は、この範囲で単独、もしくは複数を組み合わせて添加することで、銅素材の軟化点を高くできる。なお添加量がここで記載した割合より少ない場合、軟化点上昇効果が低い場合がある。またここで記載した割合より多い場合、導電率を低下させる影響を生ずる可能性がある。同様に、Feの場合0.1wt%以上5wt%以下、Crの場合0.05wt%以上1wt%以下が望ましい。これらの元素の場合も前述の元素と同様である。   The material of the lead frame 100 can be selected from a copper alloy (or a metal mainly composed of copper). In this case, it is desirable to add additives other than copper to the copper material used as the lead frames 100a and 100b. For example, an alloy mainly composed of Cu + Sn copper can be used. In the case of Sn, for example, by adding Sn to 0.1 wt% or more and less than 0.15 wt%, the softening temperature can be increased to 400 ° C. For comparison, when lead frames 100a and 100b were made using Sn-free copper (Cu> 99.96 wt%), the electrical conductivity was low, but distortion was generated particularly in the recessed portion formation portion in the completed heat dissipation substrate. There was a case. As a result of detailed examination, the softening point of the material is as low as about 200 ° C. Therefore, the quality for the subsequent component mounting (soldering) and the reliability evaluation after LED mounting (heating / cooling repeated, etc.) It was predicted that there was a possibility of deformation. On the other hand, when a copper material (copper alloy) with Cu + Sn> 99.96 wt% was used, it was not particularly affected by the heat generated by various mounted components and a plurality of LEDs. There was no effect on solderability and die bondability. Therefore, when the softening point of this material was measured, it was found to be 400 ° C. Thus, it is desirable to add some elements mainly composed of copper. In the case of Zr as an element added to copper, a range of 0.015 wt% or more and 0.15 wt% or less is desirable. When the amount added is less than 0.015 wt%, the effect of increasing the softening temperature may be small. Moreover, when there are more addition amounts than 0.15 wt%, it may have the influence which reduces an electrical property. Also, the softening temperature can be increased by adding Ni, Si, Zn, P or the like. In this case, Ni is preferably 0.1 wt% or more and less than 5 wt%, Si is 0.01 wt% or more and 2 wt% or less, Zn is 0.1 wt% or more and less than 5 wt%, and P is preferably 0.005 wt% or more and less than 0.1 wt%. . And these elements can make the softening point of a copper raw material high by adding individually or in combination in this range. In addition, when there are few addition amounts than the ratio described here, the softening point raise effect may be low. Moreover, when it is more than the ratio described here, there is a possibility of causing an effect of lowering the conductivity. Similarly, in the case of Fe, 0.1 wt% or more and 5 wt% or less is desirable, and in the case of Cr, 0.05 wt% or more and 1 wt% or less are desirable. These elements are the same as those described above.

なお銅合金の引張り強度は、600N/mm2以下が望ましい。引張り強度が600N/mm2を超える材料の場合、リードフレーム100a、100bの加工性に影響を与える場合がある。また、こうした引張り強度の高い材料は、その電気抵抗が増加する傾向にあるため、実施の形態1で用いるようなLED等の大電流用途には向かない場合がある。一方、引張り強度が600N/mm2以下(更にリードフレーム100a、100bに微細で複雑な加工が必要な場合、望ましくは400N/mm2以下、更にはスプリングバックが発生しないような低い引張り強度が望ましい)の材料は、Cuの含有率が高く、導電率が低いため実施の形態1で用いるようなLED等の大電流用途には向いている。またこの材料は柔らかいため、加工性にも優れているため、実施の形態1で用いるようなLED等の大電流用途に適している。 The tensile strength of the copper alloy is desirably 600 N / mm 2 or less. In the case of a material having a tensile strength exceeding 600 N / mm 2 , the workability of the lead frames 100a and 100b may be affected. Further, such a material having a high tensile strength tends to increase its electrical resistance, and thus may not be suitable for high current applications such as LEDs used in the first embodiment. On the other hand, the tensile strength is 600 N / mm 2 or less (if the lead frames 100a and 100b require fine and complicated processing, preferably 400 N / mm 2 or less, and further low tensile strength that does not cause springback is desirable. ) Is suitable for high current applications such as LEDs used in Embodiment 1 because of high Cu content and low electrical conductivity. Further, since this material is soft and excellent in workability, it is suitable for high current applications such as LEDs used in the first embodiment.

なおリードフレーム100の厚みは0.10mm以上1.0mm以下が望ましく、少なくともその一部が3次元の凹部形状に打抜かれた(あるいは加工した)ものとすることで、リードフレーム100の側面(あるいは凹部の壁面)を反射面とすることができる。またリードフレーム100を配線とすることで数A〜数十Aの大電流を流すことができる。なおリードフレーム100の厚みが0.10mm未満の場合、変形しやすいため、凹状形状の加工が難しい場合がある。またその厚みが1.0mmを超えると、リードフレーム100のパターンの微細化(あるいは微細化パターンに打抜く加工)が難しくなる場合がある。   Note that the thickness of the lead frame 100 is desirably 0.10 mm or more and 1.0 mm or less, and at least a part of the lead frame 100 is punched (or processed) into a three-dimensional recess shape, so that the side surface of the lead frame 100 (or The wall surface of the concave portion can be a reflecting surface. Further, by using the lead frame 100 as a wiring, a large current of several A to several tens of A can be passed. If the thickness of the lead frame 100 is less than 0.10 mm, the lead frame 100 is easily deformed, and thus it may be difficult to process the concave shape. On the other hand, if the thickness exceeds 1.0 mm, it may be difficult to miniaturize the pattern of the lead frame 100 (or to punch it into a miniaturized pattern).

なおリードフレーム100a、100bの、放熱樹脂層106から露出している面(発光素子104や、図示していないが制御用ICやチップ部品等の実装面)に、予め半田付け性を改善するように半田層や錫層を形成しておくことで、ガラエポ基板(ガラスエポキシ基板)等に比べて熱容量が大きく半田付けしにくいリードフレーム100a、100bに対して部品実装性を高められると共に、配線の錆び防止が可能となる。なおリードフレーム100a、100bの放熱樹脂層106に接する面(もしくは埋め込まれた面)には、半田層は形成しないことが望ましい。このように放熱樹脂層106と接する面に半田層や錫層を形成すると、半田付け時にこの層が柔らかくなり、リードフレーム100a、100bと放熱樹脂層106の接着性(もしくは結合強度)を低下させる影響を与える場合がある。なお図1、図2において、半田層や錫層は図示していない。   It should be noted that solderability is improved in advance on the surfaces of the lead frames 100a and 100b exposed from the heat-dissipating resin layer 106 (the light-emitting element 104 or a mounting surface of a control IC or chip component (not shown)). By forming a solder layer or a tin layer on the lead frame 100a, 100b, which has a larger heat capacity than a glass epoxy substrate (glass epoxy substrate) or the like and is difficult to solder, component mounting is improved. Rust prevention is possible. It is desirable that no solder layer be formed on the surface (or embedded surface) of the lead frames 100a and 100b that is in contact with the heat-dissipating resin layer 106. When a solder layer or a tin layer is formed on the surface in contact with the heat radiating resin layer 106 in this manner, this layer becomes soft during soldering, and the adhesiveness (or bond strength) between the lead frames 100a and 100b and the heat radiating resin layer 106 is reduced. May have an effect. 1 and 2, the solder layer and the tin layer are not shown.

金属板108としては、熱伝導の良いアルミニウム、銅またはそれらを主成分とする合金からできている。特に、本実施の形態では、金属板108の厚みを1mmとしている。また、金属板108としては、単なる板状のものだけでなく、より放熱性を高めるため、絶縁体を積層した面とは反対側の面に、表面積を広げるためにフィン部を形成しても良い。線膨張係数は8×10-6/℃〜20×10-6/℃としており、金属板108やLED等の発光素子104の線膨張係数に近づけることにより、基板全体の反りや歪みを小さくできる。またこれらの部品を表面実装する際、互いに熱膨張係数をマッチングさせることは信頼性向上の面からも重要となる。また金属板108を他の放熱板(図示していない)にネジ止めをすることもでき、その放熱板を介して、熱を拡散させ放熱性を向上させることができるのは言うまでもない。 The metal plate 108 is made of aluminum, copper, or an alloy containing them as a main component, which has good thermal conductivity. In particular, in the present embodiment, the thickness of the metal plate 108 is 1 mm. Further, the metal plate 108 is not limited to a simple plate shape, and a fin portion may be formed on the surface opposite to the surface on which the insulator is laminated in order to increase the surface area in order to further improve heat dissipation. good. The linear expansion coefficient is set to 8 × 10 −6 / ° C. to 20 × 10 −6 / ° C. By making the linear expansion coefficient close to the linear expansion coefficient of the light emitting element 104 such as the metal plate 108 or LED, warpage and distortion of the entire substrate can be reduced. . Also, when these components are surface-mounted, matching the thermal expansion coefficients with each other is important from the viewpoint of improving reliability. Needless to say, the metal plate 108 can be screwed to another heat radiating plate (not shown), and heat can be diffused through the heat radiating plate to improve heat dissipation.

例えば図1等に示した形状を、リードフレーム100で作製しようとした場合、こうした配線は単純な形(長方形に打抜いて、単に凹部の傾きに合わせて折り曲げるだけ)なので一般的なリードフレーム100材料で対応できる可能性が高い。しかし図1(A)のリードフレーム100のように、凹部状(3次元状)に打抜くと同時にその凹部壁面を複雑なすり鉢型(もしくは図7(B)のような曲面状、共に凹部上部の曲率と凹部下部の曲率が互いに異なる)に加工することになる。そしてこの凹部(例えば、幅2mm〜5mm程度)の中に複数個の発光素子104を光学的に高精度なレベルで位置合わせできるだけの高度な成型が必要となる。またコストダウンのためにも、プレス加工や放熱樹脂層106のスピードアップを行う必要があり、こうした工程でのスプリングバック(必要な角度まで曲げても圧力を除くと反力によってはねかえってしまうこと)を抑制する必要もある。こういう観点からも、実施の形態2で説明するような、加工性に優れた金属部材を用いる必要がある。   For example, when an attempt is made to produce the shape shown in FIG. 1 or the like with the lead frame 100, such wiring is a simple shape (punched into a rectangle and simply bent according to the inclination of the recess), so that a general lead frame 100 is used. There is a high possibility that it can be handled with materials. However, like the lead frame 100 in FIG. 1 (A), the concave wall (three-dimensional shape) is punched at the same time, and at the same time, the concave wall surface is a complicated mortar type (or a curved shape as in FIG. And the curvature of the lower part of the recess are different from each other). In addition, it is necessary to have a high degree of molding capable of aligning the plurality of light emitting elements 104 at an optically high accuracy level in the recess (for example, about 2 mm to 5 mm in width). In order to reduce costs, it is necessary to press work and speed up the heat-dissipating resin layer 106. Springback in such a process (even if it is bent to the required angle, it will be repelled by the reaction force if the pressure is removed. ) Must also be suppressed. From this point of view, it is necessary to use a metal member having excellent workability as described in the second embodiment.

(実施の形態3)
以下、本発明の実施の形態3における発光モジュール112について、図4〜図6を用いて説明する。
(Embodiment 3)
Hereinafter, the light emitting module 112 according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS.

次に図4を用いて、発光モジュール112における発光素子104の並べ方を説明する。図4は凹部に複数個の発光素子を並べた状態を説明する斜視図である。図4(A)は、従来の発光素子104の並べ方に相当し、例えば複数個の発光素子104を隣接した辺が平行になるように、規則正しく並べた状態を示す(以下、四角整列と呼ぶ)。なお図4において補助線116は、複数個の発光素子104が、凹部の底面にあることを示すものであり、リードフレーム100a、100bや放熱樹脂層106、金属板108等は図示していない。   Next, how to arrange the light emitting elements 104 in the light emitting module 112 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a perspective view illustrating a state in which a plurality of light emitting elements are arranged in the recess. FIG. 4A corresponds to a conventional arrangement of the light emitting elements 104. For example, a plurality of light emitting elements 104 are regularly arranged so that adjacent sides are parallel (hereinafter referred to as square alignment). . In FIG. 4, auxiliary lines 116 indicate that the plurality of light emitting elements 104 are on the bottom surface of the recess, and the lead frames 100a and 100b, the heat radiation resin layer 106, the metal plate 108, and the like are not shown.

また図4(B)は、側面からの放射光を有効活用しようとする発光素子104の並べ方の一例であり、複数個の発光素子104を互いにその側面が互いに対面しないように、一列に並べた様子を示す(以下、斜め一列と呼ぶ)。また図4(A)、図4(B)における矢印110は、発光素子104から放たれた光が、凹部の壁面で反射する様子を示している。   FIG. 4B is an example of how to arrange the light emitting elements 104 to effectively use the emitted light from the side surfaces, and a plurality of light emitting elements 104 are arranged in a row so that the side surfaces do not face each other. A state is shown (hereinafter referred to as a diagonal line). In addition, an arrow 110 in FIGS. 4A and 4B indicates a state in which light emitted from the light-emitting element 104 is reflected by the wall surface of the recess.

次に発光素子104の配列(従来の前記四角配列)の課題について説明する。図5は四角配列の課題を説明する上面図である。図5において、複数個の発光素子104a、104b、104c、104dは、互いの隣接する辺が平行する状態で一列に並んでいる。また矢印110a、110bはそれぞれ発光素子104a、104b、104c、104dより放たれる光を意味する。   Next, the problem of the arrangement of the light emitting elements 104 (the conventional square arrangement) will be described. FIG. 5 is a top view for explaining the problem of the square arrangement. In FIG. 5, a plurality of light emitting elements 104a, 104b, 104c, and 104d are arranged in a line with adjacent sides parallel to each other. Arrows 110a and 110b mean light emitted from the light emitting elements 104a, 104b, 104c, and 104d, respectively.

図5(A)に示すように、複数の発光素子104a、104b、104c、104dを一列に並べた場合、両端の発光素子104a、104dは、その3面に効果的に矢印110eで示すように、効果的に光を放射でき、この光が凹部の側面(図5で凹部は図示していない)で反射され、発光モジュール112を光らせることになる。一方、矢印110fで示した側に放射された光は、他の発光素子104a〜104dに当たるため発光モジュール112を光らせるのにあまり役立たない。その結果、例えば、発光素子104aをRed、発光素子104bをBlue、発光素子104cをGreen、発光素子104dを紫色等の特別色に、それぞれ発光させたとしても、互いに干渉しあうため、発光モジュール112からの光出力としては、アンバランスなものとなる。   As shown in FIG. 5A, when a plurality of light emitting elements 104a, 104b, 104c, and 104d are arranged in a line, the light emitting elements 104a and 104d at both ends are effectively shown by arrows 110e on the three surfaces. The light can be radiated effectively, and this light is reflected by the side surface of the concave portion (the concave portion is not shown in FIG. 5), and the light emitting module 112 is lit. On the other hand, the light radiated to the side indicated by the arrow 110f hits the other light emitting elements 104a to 104d, and thus is not very useful for making the light emitting module 112 shine. As a result, for example, even if the light emitting element 104a emits red, the light emitting element 104b is blue, the light emitting element 104c is green, and the light emitting element 104d is a special color such as purple, they interfere with each other. As for the light output from, it becomes unbalanced.

図5(B)は、複数個の発光素子104を、XY方向に四角配列したものである。図5(B)より、四角配列すると、内側に実装された発光素子104からの側面光が、矢印110fに示すように外部(あるいは凹部の側面)に届きにくいことが判る。   FIG. 5B illustrates a plurality of light-emitting elements 104 that are squarely arranged in the XY directions. From FIG. 5B, it can be seen that when the rectangular array is used, the side light from the light emitting element 104 mounted inside does not easily reach the outside (or the side surface of the recess) as indicated by an arrow 110f.

図6は、複数の発光素子を斜め一列に実装した場合の斜視図である。図6(A)、図6(B)に示すように、発光素子104を凹部底部に、斜め一列(発光素子104の角同士が隣接するように、あるいは複数個の発光素子が互いにその側面が互いに対面しないように実装することで)、発光素子104の側面からの放射光(矢印110)が他の発光素子104の影になることなく、凹部の側面に照射され、発光モジュール112の輝度を高められる。なお図6(A)と図6(B)の違いは、発光素子104の間隔であり、図6(B)では複数個の発光素子104は、互いに一定距離を離すようにして並べている。図6(B)のように並べることで、発光素子104の放熱効果も高められるため、異なる色調で発光する発光素子104であっても、温度上昇によるホワイトバランスへの影響を受けにくくできる。   FIG. 6 is a perspective view when a plurality of light emitting elements are mounted in an oblique line. As shown in FIGS. 6A and 6B, the light-emitting elements 104 are arranged on the bottom of the recesses, in a diagonal line (the corners of the light-emitting elements 104 are adjacent to each other, or a plurality of light-emitting elements are side-by-side. By mounting so as not to face each other), the radiated light (arrow 110) from the side surface of the light emitting element 104 is irradiated to the side surface of the recess without being shaded by the other light emitting elements 104, and the luminance of the light emitting module 112 is increased. Enhanced. 6A and 6B is the interval between the light emitting elements 104. In FIG. 6B, the plurality of light emitting elements 104 are arranged at a certain distance from each other. By arranging as shown in FIG. 6B, the heat dissipation effect of the light-emitting element 104 is also enhanced, so that even the light-emitting element 104 that emits light in different colors can be hardly affected by white balance due to temperature rise.

(実施の形態4)
実施の形態4では、発光モジュール112の反射ミラーとして機能する凹部側面の形状について図7を用いて説明する。図7(A)は実施の形態4における発光モジュール112の上面図、図7(B)は図7(A)の矢印110における断面図であり、図7(B)より実施の形態4の場合、凹部側面は補助線116aで示すように曲率をもって形成されていることが判る。このように凹部側面を、補助線116が示すように丸く(あるいは放物線等)形成することで、更に発光効率を高められる。
(Embodiment 4)
In Embodiment 4, the shape of the side surface of the recess that functions as a reflection mirror of the light emitting module 112 will be described with reference to FIG. 7A is a top view of the light emitting module 112 according to Embodiment 4, FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the arrow 110 in FIG. 7A, and the case of Embodiment 4 is shown in FIG. 7B. It can be seen that the side surface of the recess is formed with a curvature as indicated by the auxiliary line 116a. Thus, the luminous efficiency can be further increased by forming the side surface of the recess as round (or parabola, etc.) as indicated by the auxiliary line 116.

なお凹部に実装する発光素子104は、図7(A)に示すように、全てが斜めである必要は無い。複数個の発光素子104の1個以上がその側面が互いに対面しないように略斜めに実装されていれば発光効率を高めることに対して良い。このようにして複数個の発光素子104が、互いに影になりにくいように並べれば良い。特にバックライトとして高輝度とホワイトバランスが必要な場合、一つの凹部に多数個の発光素子104を実装する場合、輝度の低い発光素子104はその実装数を増やす必要がある。あるいは輝度の低い発光素子104に関しては、そのチップサイズを大きなものとすることで、実装コストを抑えることができる。こうした場合、一つの凹部に大きさや厚みの異なるチップサイズを複数個実装する必要がある。こうした場合、図12に示すように、各発光素子104が影になりにくいように並べることで、凹部から放射される光量を増加させられる。   Note that the light-emitting elements 104 to be mounted in the recesses are not necessarily inclined as shown in FIG. If one or more of the plurality of light emitting elements 104 are mounted substantially obliquely so that their side surfaces do not face each other, it is good for improving the light emission efficiency. In this way, the plurality of light emitting elements 104 may be arranged so as not to be shadowed with each other. In particular, when high luminance and white balance are required as a backlight, when a large number of light emitting elements 104 are mounted in one recess, it is necessary to increase the number of light emitting elements 104 with low luminance. Alternatively, with respect to the light emitting element 104 with low luminance, the mounting cost can be suppressed by increasing the chip size. In such a case, it is necessary to mount a plurality of chip sizes having different sizes and thicknesses in one recess. In such a case, as shown in FIG. 12, the light amounts emitted from the recesses can be increased by arranging the light emitting elements 104 so as not to be shadowed.

次に、図8を用いて更に詳しく説明する。図8は、複数個の発光素子を略斜めに実装した様子を示す上面図である。図8は、複数個の発光素子104を一列に並べた様子を示す上面図である。図8において、複数個の発光素子104は、互いにその側面が互いに対面しないように実装している。ここで互いに略斜めとすることで、少なくとも左右に隣接する発光素子104から側面方向へ放射させる光(矢印110aで図示)の有効利用が可能となる。   Next, a more detailed description will be given with reference to FIG. FIG. 8 is a top view showing a state in which a plurality of light emitting elements are mounted substantially obliquely. FIG. 8 is a top view showing a state in which a plurality of light emitting elements 104 are arranged in a line. In FIG. 8, the plurality of light emitting elements 104 are mounted such that their side surfaces do not face each other. Here, by making them substantially oblique to each other, it is possible to effectively use light (illustrated by an arrow 110a) radiated in the lateral direction from at least the light emitting elements 104 adjacent to the left and right.

なお図7や図8において、複数個の発光素子104が作る列は、そのセンターが多少ずれても実質的に、特に課題は発生しない。なおセンターのズレ量は、チップサイズが1mm以上の場合は200ミクロン以下、0.5mm以上の場合は150ミクロン以下、0.5mm未満の場合は100ミクロン以下が望ましい。それよりズレ量が大きくなると、光学的な影響が発生する可能性がある。   In FIGS. 7 and 8, the column formed by the plurality of light emitting elements 104 does not cause any particular problem even if the centers thereof are slightly shifted. The center misalignment is desirably 200 microns or less when the chip size is 1 mm or more, 150 microns or less when the chip size is 0.5 mm or more, and 100 microns or less when the chip size is less than 0.5 mm. If the amount of deviation becomes larger than that, an optical influence may occur.

また複数個の発光素子104を傾ける角度(図8では、矢印110a〜110dで図示している)は、5度以上85度以下(望ましくは10度以上、更には15度以上)が望ましい。5度未満の角度では、複数個の発光素子104が略平行になるため、側面部分での発光効率の向上効果が得られない場合がある。なお85度より大きい角度は、5度未満の場合と同様に複数個の発光素子104が略並行になるためである。   Further, the angle at which the plurality of light emitting elements 104 are inclined (shown by arrows 110a to 110d in FIG. 8) is preferably 5 degrees or more and 85 degrees or less (preferably 10 degrees or more, more preferably 15 degrees or more). When the angle is less than 5 degrees, the plurality of light emitting elements 104 are substantially parallel to each other, and thus there is a case where the effect of improving the light emission efficiency at the side surface portion cannot be obtained. Note that the angle greater than 85 degrees is because the plurality of light emitting elements 104 are substantially parallel as in the case of less than 5 degrees.

なお図8に示すように(矢印110aで示す角度)+(矢印110bで示す角度)=(矢印110cで示す角度)+(矢印110dで示す角度)=90度となる。そして、例えば矢印110aで示す角度を30度とした場合、矢印110bで示す角度は60度となる。   As shown in FIG. 8, (angle shown by arrow 110a) + (angle shown by arrow 110b) = (angle shown by arrow 110c) + (angle shown by arrow 110d) = 90 degrees. For example, when the angle indicated by the arrow 110a is 30 degrees, the angle indicated by the arrow 110b is 60 degrees.

なお複数個の発光素子104を平面状(例えばマトリックス状)に配列する場合、内部のみならずその最外周は、例えば図1や図8に示すように複数個の発光素子が互いにその側面が互いに対面しないように実装していることで、マトリックス内部に実装した発光素子の側面から放射される光を外部に放射させやすくなる。   When a plurality of light emitting elements 104 are arranged in a planar shape (for example, a matrix), not only the inside but also the outermost periphery thereof, for example, as shown in FIG. 1 or FIG. By mounting so as not to face each other, light emitted from the side surface of the light emitting element mounted inside the matrix can be easily emitted to the outside.

なおリードフレーム100上に複数個の発光素子104が互いにその側面が互いに対面しないように実装させるためには、例えば図1に示す放熱基板を水平状態のまま、実装機に例えばθ=45度傾けてセットし、その状態で発光素子104をX方向Y方向共に、一定距離ずらしながら実装する。その後、放熱基板を傾けた角度(例えば45度分)を元に戻すことで、図1の状態となる。   In order to mount a plurality of light emitting elements 104 on the lead frame 100 so that the side surfaces thereof do not face each other, for example, the heat radiation board shown in FIG. In this state, the light emitting element 104 is mounted while being shifted by a certain distance in both the X direction and the Y direction. Thereafter, the state shown in FIG. 1 is obtained by returning the angle at which the heat dissipation substrate is inclined (for example, 45 degrees).

(実施の形態5)
実施の形態5では、凹部の形状(あるいは上面図)について図9を用いて説明する。図9は実施の形態5における凹部の形状を示す上面図及び断面図であり、例えば図9(A)は、実施の形態5の発光モジュール112の上面図、図9(B)は図9(A)の矢印110における断面図に相当する。図1(A)、図4(A)で示した凹部は丸状であったが、図9で示す凹部は、長丸(あるいは楕円、あるいは小判状)等の形状を示す。また図9(B)において124はワイヤー配線(ワイヤーボンダー装置で形成された配線)であり、発光素子104と、第2のリードフレーム100bを電気的に接続するものである。
(Embodiment 5)
In Embodiment 5, the shape (or top view) of the recess will be described with reference to FIG. 9A and 9B are a top view and a cross-sectional view illustrating the shape of the recess in Embodiment 5, for example, FIG. 9A is a top view of the light emitting module 112 of Embodiment 5, and FIG. 9B is FIG. This corresponds to a cross-sectional view taken along arrow 110 in FIG. Although the recesses shown in FIGS. 1A and 4A are round, the recesses shown in FIG. 9 show a shape such as an oval (or an ellipse or an oval). In FIG. 9B, reference numeral 124 denotes wire wiring (wiring formed by a wire bonder device), which electrically connects the light emitting element 104 and the second lead frame 100b.

実施の形態5に示すように、凹部の形状を長丸(あるいは小判型、楕円形等)にすることで、凹部の内部に発光素子104を一列(あるいは斜め一列)に並べた場合の、発光効率を高められると共に、発光モジュール112の小型化(特に製品幅の短小化)が可能となる。   As shown in Embodiment Mode 5, the light emission in the case where the light emitting elements 104 are arranged in one row (or one oblique row) inside the concave portion by making the shape of the concave portion an oval (or oval shape, oval shape, etc.) The efficiency can be increased, and the light emitting module 112 can be reduced in size (particularly, the product width can be reduced).

(実施の形態6)
実施の形態6では、発光モジュール112を用いたバックライトの一例について説明する。図10は発光モジュール112を用いたバックライトの斜視図である。図10(A)は発光モジュール112単体を示す斜視図であり、図10(A)において、126は取付け孔であり、発光モジュール112を構成する金属部分が、発光モジュール112から張り出した部分に形成されたものである。
(Embodiment 6)
In Embodiment 6, an example of a backlight using the light-emitting module 112 will be described. FIG. 10 is a perspective view of a backlight using the light emitting module 112. FIG. 10A is a perspective view showing the light emitting module 112 alone, and in FIG. 10A, 126 is a mounting hole, and a metal portion constituting the light emitting module 112 is formed in a portion protruding from the light emitting module 112. It has been done.

図10(B)は、複数個の発光モジュール112を実装した様子を示す斜視図である。図10(B)において、128は放熱板であり、発光モジュール112を、取付け孔126を使って固定することができる。このように発光モジュール112の金属板108を、放熱板128に固定することで、発光モジュール112の放熱効果を高めると共に、複数個の発光モジュール112間の温度バラツキを抑えることができ、互いの発光モジュール112の光量やホワイトバランスの安定化が可能となる。   FIG. 10B is a perspective view showing a state where a plurality of light emitting modules 112 are mounted. In FIG. 10B, reference numeral 128 denotes a heat radiating plate, and the light emitting module 112 can be fixed using the mounting hole 126. By fixing the metal plate 108 of the light emitting module 112 to the heat radiating plate 128 in this way, the heat radiating effect of the light emitting module 112 can be enhanced, and temperature variation among the plurality of light emitting modules 112 can be suppressed, and the light emission of each other can be achieved. The light quantity and white balance of the module 112 can be stabilized.

なお図10において、導光板、光散乱板等は図示していない。このように、実施の形態6に示すように、発光モジュール112は、バックライトとして複数個(例えば100個から1000個)を並べた場合でも、放熱性や実装性、更には給電用の結線が容易となるため、バックライトを用いた表示装置の小型化、薄層化、高輝度化が可能となる。   In FIG. 10, a light guide plate, a light scattering plate and the like are not shown. As described above, as shown in Embodiment 6, even when a plurality of light emitting modules 112 (for example, 100 to 1000) are arranged as a backlight, heat dissipation and mounting properties, as well as power connection, can be achieved. This facilitates downsizing, thinning, and increasing the brightness of a display device using a backlight.

こうして発光モジュール112を複数個、放熱板128等の放熱部材に規則的に固定することで、発熱を抑えたバックライトを形成でき、このバックライトを用いることで液晶等の表示装置の画質を高めることができる。   In this way, a plurality of light emitting modules 112 are regularly fixed to a heat radiating member such as a heat radiating plate 128, whereby a backlight with reduced heat generation can be formed. By using this backlight, the image quality of a display device such as a liquid crystal is improved. be able to.

(実施の形態7)
実施の形態7では、発光モジュール112と導光板を用いたバックライトの一例について説明する。図11は導光板と発光モジュール112の関係を示す斜視図である。図11において、130は導光板であり、側面に設置した発光モジュール112からの光を、導光板130の全面に均一に拡散させることができる。こうした導光板130としては、アクリル、PMMA(ポリメチルメタクリレート)等の透明性の高い樹脂に、溝加工、あるいはホログラム加工を行ったものを用いることができる。
(Embodiment 7)
In Embodiment 7, an example of a backlight using the light emitting module 112 and a light guide plate will be described. FIG. 11 is a perspective view showing the relationship between the light guide plate and the light emitting module 112. In FIG. 11, reference numeral 130 denotes a light guide plate, which can uniformly diffuse light from the light emitting module 112 installed on the side surface over the entire surface of the light guide plate 130. As such a light guide plate 130, a highly transparent resin such as acrylic or PMMA (polymethyl methacrylate), which has been subjected to groove processing or hologram processing, can be used.

特に、実施の形態7で提案する発光モジュール112は狭幅に形成できるため、導光板130を用いたバックライトの薄型化(あるいは狭い額縁化)が可能となり、バックライトを用いた表示装置の小型化、薄型化が可能となる。   In particular, since the light emitting module 112 proposed in Embodiment 7 can be formed with a narrow width, the backlight using the light guide plate 130 can be thinned (or narrowed in frame), and the display device using the backlight can be downsized. Can be made thinner and thinner.

(実施の形態8)
実施の形態8では、発光モジュール112と拡散板を用いたバックライトの一例について説明する。図12は発光モジュール112と拡散板の関係を示す断面図である。図12において、132は拡散板、134は液晶パネルである。拡散板132の裏面に設置した発光モジュール112から放射された光(図12では矢印110j、110kが光を示す)が、拡散板132を介して液晶パネル134に照射されることが判る。
(Embodiment 8)
In Embodiment 8, an example of a backlight using the light emitting module 112 and a diffusion plate will be described. FIG. 12 is a cross-sectional view showing the relationship between the light emitting module 112 and the diffusion plate. In FIG. 12, 132 is a diffusion plate and 134 is a liquid crystal panel. It can be seen that light radiated from the light emitting module 112 installed on the back surface of the diffusion plate 132 (arrows 110j and 110k indicate light in FIG. 12) is applied to the liquid crystal panel 134 through the diffusion plate 132.

この場合、発光モジュール112を構成する樹脂114の表面をレンズ状として、拡散板132への光の注入率を高めることができる。また拡散板132に所定のミゾやホログラム等を使った光散乱の均一化、光反射部(例えば、アルミの蒸着によるミラー面の形成)の形成等を行うことで、その発光効率を高められることは言うまでもない。   In this case, the surface of the resin 114 constituting the light emitting module 112 can be made into a lens shape, and the injection rate of light into the diffusion plate 132 can be increased. Further, the light emission efficiency can be increased by performing uniform light scattering using a predetermined groove or hologram on the diffusion plate 132, forming a light reflecting portion (for example, forming a mirror surface by vapor deposition of aluminum), or the like. Needless to say.

こうして少なくとも、シート状の放熱樹脂層106と、前記放熱樹脂層106の第1面にその一部が埋め込まれたリードフレーム100と、前記放熱樹脂層106の第2面に設けられた金属板108と、を備え、前記リードフレーム100上に複数個の発光素子104が互いにその側面が互いに対面しないように実装していることを特徴とする発光モジュール112を提供することで、発光モジュール112の発光効率を高めることができる。   Thus, at least the sheet-like heat radiation resin layer 106, the lead frame 100 partially embedded in the first surface of the heat radiation resin layer 106, and the metal plate 108 provided on the second surface of the heat radiation resin layer 106. And a plurality of light emitting elements 104 are mounted on the lead frame 100 such that their side surfaces do not face each other, whereby the light emitting module 112 emits light. Efficiency can be increased.

また少なくとも、シート状の放熱樹脂層106と、前記放熱樹脂層106の第1面にその一部が埋め込まれたリードフレーム100と、前記放熱樹脂層106の第2面に設けられた金属板108と、を備え、前記リードフレーム100上に複数個の発光素子104が1個以上、互いにその側面が対面しないように略斜めに実装していることを特徴とする発光モジュール112を提供することで、発光モジュール112の発光効率を高めることができる。   Further, at least a sheet-like heat radiation resin layer 106, a lead frame 100 partially embedded in the first surface of the heat radiation resin layer 106, and a metal plate 108 provided on the second surface of the heat radiation resin layer 106. And providing a light emitting module 112 characterized in that one or more light emitting elements 104 are mounted on the lead frame 100 at an angle so that the side surfaces do not face each other. The light emission efficiency of the light emitting module 112 can be increased.

また少なくとも、シート状の放熱樹脂層106と、前記放熱樹脂層106の第1面にその一部が埋め込まれたリードフレーム100と、前記放熱樹脂層106の第2面に設けられた金属板108と、を備え、前記リードフレーム100の凹部に、複数個の発光素子104が、互いにその側面が対面しないように5度以上85度以下の角度で略斜めに実装していることを特徴とする発光モジュール112であって、前記リードフレーム100と前記放熱放熱樹脂層106の表面が略同一である発光モジュール112とすることでも、発光モジュール112の発光効率を高めることができる。また発光素子104のリードフレーム100上への実装性も高められる。   Further, at least a sheet-like heat radiation resin layer 106, a lead frame 100 partially embedded in the first surface of the heat radiation resin layer 106, and a metal plate 108 provided on the second surface of the heat radiation resin layer 106. And a plurality of light emitting elements 104 are mounted substantially obliquely at an angle of 5 degrees or more and 85 degrees or less so that the side surfaces do not face each other in the concave portion of the lead frame 100. Even if the light emitting module 112 is a light emitting module 112 in which the surfaces of the lead frame 100 and the heat radiation resin layer 106 are substantially the same, the light emission efficiency of the light emitting module 112 can be increased. In addition, the mountability of the light emitting element 104 on the lead frame 100 is also improved.

そして、複数個の発光素子104が同一の第1のリードフレーム100上に実装された状態で、前記発光素子104が他の複数のリードフレーム100に電気的に接続することで、発光モジュール112の回路設計を容易にする。   The light emitting elements 104 are mounted on the same first lead frame 100 and the light emitting elements 104 are electrically connected to the other plurality of lead frames 100 so that the light emitting module 112 can be connected. Facilitates circuit design.

またリードフレーム100は、凹部を形成する側面の50%以上95%以下の面積を占めるものとすることで、リードフレーム100の表面部分での反射による発光効率を高める。   Further, the lead frame 100 occupies an area of 50% or more and 95% or less of the side surface forming the concave portion, so that the light emission efficiency by reflection at the surface portion of the lead frame 100 is increased.

複数個の発光素子104は、少なくとも2種類以上の異なる発光色を有する発光素子104とすることで、発光効率の向上と、ホワイトバランスの改善を実現する。   The plurality of light emitting elements 104 are light emitting elements 104 having at least two kinds of different light emission colors, thereby realizing improvement in light emission efficiency and white balance.

また発光素子104は凹部内で一番面積の大きいリードフレーム100に実装され、更に前記発光素子104は凹部の略中央に実装することで、発光素子104の放熱効果を高められ、更に発光効率も高められる。   In addition, the light emitting element 104 is mounted on the lead frame 100 having the largest area in the recess, and the light emitting element 104 is further mounted in the approximate center of the recess, so that the heat dissipation effect of the light emitting element 104 can be enhanced and the light emission efficiency can be improved. Enhanced.

また発光素子104の内、1個以上は発光色が白色とすることで、発光モジュール112におけるホワイトバランスの調整を容易にできる。   In addition, when one or more of the light emitting elements 104 has white light emission, white balance adjustment in the light emitting module 112 can be facilitated.

リードフレーム100は厚み0.10mm以上1.0mm以下の金属板108が、少なくともその一部が3次元の凹部形状に打抜いたものとすることで、発光モジュール112のリードフレーム100部分での光反射を実現でき、発光モジュール112の発光効率を高められる。   The lead frame 100 is formed by punching a metal plate 108 having a thickness of 0.10 mm or more and 1.0 mm or less into at least a part of a three-dimensional concave shape. Reflection can be realized, and the light emission efficiency of the light emitting module 112 can be increased.

更に、放熱樹脂層106の熱伝導率が1W/(m・K)以上30W/(m・K)以下とすることで、発光モジュール112の放熱効果を高める。   Furthermore, the heat dissipation effect of the light emitting module 112 is enhanced by setting the thermal conductivity of the heat dissipation resin layer 106 to 1 W / (m · K) or more and 30 W / (m · K) or less.

無機フィラーは、Al23、MgO、BN、SiO2、SiC、Si34、及びAlNからなる群から選択される少なくとも一種を含む発光モジュール112とすることで、発光モジュール112の放熱効果を高める。 The inorganic filler is the light emitting module 112 including at least one selected from the group consisting of Al 2 O 3 , MgO, BN, SiO 2 , SiC, Si 3 N 4 , and AlN. To increase.

熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、及びイソシアネート樹脂からなる群から選択される少なくとも一種を含む発光モジュール112とすることで、発光モジュール112の放熱効果を高める。   The thermosetting resin is the light emitting module 112 including at least one selected from the group consisting of an epoxy resin, a phenol resin, and an isocyanate resin, so that the heat dissipation effect of the light emitting module 112 is enhanced.

また放熱樹脂層106を白色とすることで、放熱樹脂層106部分における光反射性を高められ、発光モジュール112の発光効率を高められる。   Further, by making the heat dissipation resin layer 106 white, the light reflectivity in the heat dissipation resin layer 106 can be increased, and the light emission efficiency of the light emitting module 112 can be increased.

また凹部は底部に向かって狭くなる形状であり、前記凹部面積の50%以上95%以下は複数のリードフレーム100が互いに絶縁された状態で形成されたものであり、前記リードフレーム100の端部に発生したバリ120は発光素子104が形成される側を向いている発光モジュール112とすることで、発光モジュール112の放熱効果を高める。   Further, the concave portion has a shape that narrows toward the bottom portion, and 50% to 95% of the concave portion area is formed in a state where a plurality of lead frames 100 are insulated from each other. The burr 120 generated in the light emitting module 112 is directed to the light emitting module 112 on which the light emitting element 104 is formed, so that the heat dissipation effect of the light emitting module 112 is enhanced.

またSnは0.1wt%以上0.15wt%以下、Zrは0.015wt%以上0.15wt%以下、Niは0.1wt%以上5wt%以下、Siは0.01wt%以上2wt%以下、Znは0.1wt%以上5wt%以下、Pは0.005wt%以上0.1wt%以下、Feは0.1wt%以上5wt%以下である群から選択される一種を含む銅を主体とするリードフレーム100を用いることで、発光モジュール112の生産性、放熱性、電気特性を高める。   Sn is 0.1 wt% or more and 0.15 wt% or less, Zr is 0.015 wt% or more and 0.15 wt% or less, Ni is 0.1 wt% or more and 5 wt% or less, Si is 0.01 wt% or more and 2 wt% or less, Zn Is a lead frame mainly composed of copper containing one selected from the group consisting of 0.1 wt% and 5 wt%, P is 0.005 wt% and 0.1 wt%, and Fe is 0.1 wt% and 5 wt%. By using 100, the productivity, heat dissipation, and electrical characteristics of the light emitting module 112 are improved.

またリードフレーム100は、タフピッチ銅もしくは無酸素銅からなる発光モジュール112によって、発光モジュール112の生産性、放熱性、電気特性を高める。   Further, the lead frame 100 enhances the productivity, heat dissipation, and electrical characteristics of the light emitting module 112 by the light emitting module 112 made of tough pitch copper or oxygen-free copper.

そして所定形状に加工されたリードフレーム100と、熱硬化性樹脂と金属板108を、金型成型する際に、前記リードフレーム100と前記金型118の接する面に汚れ防止フィルム122を挟み一体化し、放熱基板を作製する工程と、前記リードフレーム100の表面に、前記リードフレーム100上に複数個の発光素子104が互いにその側面が対面しないように実装する工程と、複数個の前記発光素子104を樹脂114で封止する工程と、を有する発光モジュール112の製造方法によって、発光モジュール112の生産を行うことができる。   When the lead frame 100 processed into a predetermined shape, the thermosetting resin, and the metal plate 108 are molded, the antifouling film 122 is sandwiched and integrated with the surface where the lead frame 100 and the mold 118 are in contact with each other. A step of manufacturing a heat dissipation substrate, a step of mounting a plurality of light emitting elements 104 on the surface of the lead frame 100 so that the side surfaces thereof do not face each other, and a plurality of the light emitting elements 104 The light emitting module 112 can be produced by a method for manufacturing the light emitting module 112 having the step of sealing the substrate with the resin 114.

そして以上説明した、発光モジュール112が複数個、放熱部材や放熱板128に固定されてなるバックライトを有した表示装置を提案することで、表示装置の小型化、高性能化を実現できる。   Then, by proposing a display device having a backlight in which a plurality of the light emitting modules 112 described above are fixed to a heat radiating member or a heat radiating plate 128, the display device can be reduced in size and performance.

以上のように、本発明にかかる発光モジュール112を用いることで、多数個の発光素子104を、安定して点灯できるため、液晶TV等のバックライト以外に、プロジェクター、投光機器等の小型化、高演色化の用途などにも適用できる。   As described above, by using the light emitting module 112 according to the present invention, a large number of the light emitting elements 104 can be stably lit. It can also be applied to high color rendering applications.

本実施の形態1における発光モジュールを示す上面図及び断面図A top view and a cross-sectional view illustrating the light-emitting module according to Embodiment 1. 本実施の形態2における発光モジュールの製造方法の一例を示す断面図Sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the light emitting module in this Embodiment 2. 本実施の形態2における発光モジュールの製造方法の一例を示す断面図Sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the light emitting module in this Embodiment 2. 凹部に複数個の発光素子を並べた状態を説明する斜視図The perspective view explaining the state which arranged the several light emitting element in the recessed part 四角配列の課題を説明する上面図Top view explaining the problem of square array 複数の発光素子を斜め一列に実装した場合の斜視図A perspective view when a plurality of light emitting elements are mounted in an oblique line 本実施の形態4における発光モジュールを示す上面図及び断面図A top view and a cross-sectional view showing a light emitting module according to Embodiment 4 複数個の発光素子を略斜めに実装した様子を示す上面図A top view showing a state where a plurality of light emitting elements are mounted substantially obliquely. 本実施の形態5における凹部の形状を示す上面図及び断面図The top view and sectional view showing the shape of the concave portion in the fifth embodiment 発光モジュールを用いたバックライトの斜視図Perspective view of a backlight using a light emitting module 導光板と発光モジュールの関係を示す斜視図The perspective view which shows the relationship between a light-guide plate and a light emitting module. 発光モジュールと拡散板の関係を示す断面図Sectional drawing which shows the relationship between a light emitting module and a diffusion plate 発光モジュールの一例を示す断面図Sectional drawing which shows an example of light emitting module

符号の説明Explanation of symbols

100a、100b リードフレーム
102 点線
104 発光素子
106 放熱樹脂層
108 金属板
110 矢印
112 発光モジュール
114 樹脂
116 補助線
118 金型
120 バリ
122 汚れ防止フィルム
124 ワイヤー配線
126 取付け孔
128 放熱板
130 導光板
132 拡散板
134 液晶パネル
100a, 100b Lead frame 102 Dotted line 104 Light emitting element 106 Heat dissipation resin layer 108 Metal plate 110 Arrow 112 Light emitting module 114 Resin 116 Auxiliary wire 118 Mold 120 Burr 122 Antifouling film 124 Wire wiring 126 Mounting hole 128 Heat sink 130 Light guide plate 132 Diffusion Board 134 LCD panel

Claims (18)

少なくとも、シート状の放熱樹脂層と、
前記放熱樹脂層の第1面にその一部が埋め込まれたリードフレームと、
前記放熱樹脂層の第2面に設けられた金属板と、を備え、
前記リードフレーム上に複数個の発光素子が互いにその側面が互いに対面しないように実装していることを特徴とする発光モジュール。
At least a sheet-like heat dissipation resin layer;
A lead frame partially embedded in the first surface of the heat dissipation resin layer;
A metal plate provided on the second surface of the heat dissipation resin layer,
A light emitting module, wherein a plurality of light emitting elements are mounted on the lead frame such that the side surfaces do not face each other.
少なくとも、シート状の放熱樹脂層と、
前記放熱樹脂層の第1面にその一部が埋め込まれたリードフレームと、
前記放熱樹脂層の第2面に設けられた金属板と、を備え、
前記リードフレーム上に複数個の発光素子が1個以上、互いにその側面が対面しないように略斜めに実装していることを特徴とする発光モジュール。
At least a sheet-like heat dissipation resin layer;
A lead frame partially embedded in the first surface of the heat dissipation resin layer;
A metal plate provided on the second surface of the heat dissipation resin layer,
A light emitting module comprising a plurality of light emitting elements mounted on the lead frame at an angle so that the side surfaces do not face each other.
少なくとも、シート状の放熱樹脂層と、
前記放熱樹脂層の第1面にその一部が埋め込まれた、凹部を有するリードフレームと、
前記放熱樹脂層の第2面に設けられた金属板と、を備え、
前記リードフレームの凹部に、複数個の発光素子が、互いにその側面が対面しないように5度以上85度以下の角度で略斜めに実装していることを特徴とする発光モジュールであって、
前記リードフレームと前記放熱放熱樹脂層の表面が略同一である発光モジュール。
At least a sheet-like heat dissipation resin layer;
A lead frame having a recess, part of which is embedded in the first surface of the heat dissipation resin layer;
A metal plate provided on the second surface of the heat dissipation resin layer,
A light emitting module, wherein a plurality of light emitting elements are mounted substantially obliquely at an angle of not less than 5 degrees and not more than 85 degrees so that the side surfaces do not face each other in the recess of the lead frame,
The light emitting module in which the surface of the said lead frame and the said heat radiation thermal radiation resin layer is substantially the same.
複数個の発光素子が同一の第1のリードフレーム上に実装された状態で、前記発光素子が他の複数のリードフレームに電気的に接続されている請求項1〜3のいずれか一つに記載の発光モジュール。 4. The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting device is electrically connected to another plurality of lead frames in a state where the plurality of light emitting devices are mounted on the same first lead frame. The light emitting module as described. リードフレームは、凹部を形成する側面の50%以上95%以下の面積を占める請求項1〜3のいずれか一つに記載の発光モジュール。 The light emitting module according to any one of claims 1 to 3, wherein the lead frame occupies an area of 50% or more and 95% or less of the side surface forming the recess. 複数個の発光素子は、少なくとも2種類以上の異なる発光色を有する発光素子である請求項1〜3のいずれか一つに記載の発光モジュール。 The light emitting module according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of light emitting elements are light emitting elements having at least two kinds of different emission colors. 発光素子は凹部内で一番面積の大きいリードフレームに実装され、更に前記発光素子は凹部の略中央に実装されている請求項1〜3のいずれか一つに記載の発光モジュール。 The light-emitting module according to claim 1, wherein the light-emitting element is mounted on a lead frame having the largest area in the recess, and the light-emitting element is further mounted in the approximate center of the recess. 発光素子の内、1個以上は発光色が白色である請求項1〜3のいずれか一つに記載の発光モジュール。 The light emitting module according to claim 1, wherein at least one of the light emitting elements has a white emission color. リードフレームは厚み0.10mm以上1.0mm以下の金属板が、少なくともその一部が3次元の凹部形状に打抜かれたものである請求項1〜3のいずれか一つに記載の発光モジュール。 The light emitting module according to any one of claims 1 to 3, wherein the lead frame is formed by punching a metal plate having a thickness of 0.10 mm or more and 1.0 mm or less into a three-dimensional recess shape. 放熱樹脂層の熱伝導率が1W/(m・K)以上30W/(m・K)以下である請求項1〜3のいずれか一つに記載の発光モジュール。 4. The light emitting module according to claim 1, wherein the heat dissipation resin layer has a thermal conductivity of 1 W / (m · K) to 30 W / (m · K). 無機フィラーは、Al23、MgO、BN、SiO2、SiC、Si34、及びAlNからなる群から選択される少なくとも一種を含む請求項1〜3のいずれか一つに記載の発光モジュール。 Inorganic filler, Al 2 O 3, MgO, BN, SiO 2, SiC, Si 3 N 4, and a light emitting according to any one of claims 1 to 3 comprising at least one selected from the group consisting of AlN module. 熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、及びイソシアネート樹脂からなる群から選択される少なくとも一種を含む請求項1〜3のいずれか一つに記載の発光モジュール。 The light-emitting module according to claim 1, wherein the thermosetting resin includes at least one selected from the group consisting of an epoxy resin, a phenol resin, and an isocyanate resin. 放熱樹脂層は白色である請求項1〜3のいずれか一つに記載の発光モジュール。 The light emitting module according to claim 1, wherein the heat dissipating resin layer is white. 凹部は底部に向かって狭くなる形状であり、前記凹部面積の50%以上95%以下は複数のリードフレームが互いに絶縁された状態で形成されたものであり、前記リードフレームの端部に発生したバリは発光素子が形成される側を向いている請求項1〜3のいずれか一つに記載の発光モジュール。 The recess has a shape that narrows toward the bottom, and 50% or more and 95% or less of the area of the recess is formed with a plurality of lead frames insulated from each other, and is generated at the end of the lead frame. The light emitting module according to claim 1, wherein the burr faces a side where the light emitting element is formed. Snは0.1wt%以上0.15wt%以下、Zrは0.015wt%以上0.15wt%以下、Niは0.1wt%以上5wt%以下、Siは0.01wt%以上2wt%以下、Znは0.1wt%以上5wt%以下、Pは0.005wt%以上0.1wt%以下、Feは0.1wt%以上5wt%以下である群から選択される一種を含む銅を主体とするリードフレームを用いる請求項1〜3のいずれか一つに記載の発光モジュール。 Sn is 0.1 wt% to 0.15 wt%, Zr is 0.015 wt% to 0.15 wt%, Ni is 0.1 wt% to 5 wt%, Si is 0.01 wt% to 2 wt%, Zn is A lead frame mainly composed of copper containing one kind selected from the group of 0.1 wt% to 5 wt%, P is 0.005 wt% to 0.1 wt%, and Fe is 0.1 wt% to 5 wt%. The light emitting module as described in any one of Claims 1-3 used. リードフレームは、タフピッチ銅もしくは無酸素銅からなる請求項1〜3のいずれか一つに記載の発光モジュール。 The light emitting module according to claim 1, wherein the lead frame is made of tough pitch copper or oxygen-free copper. 所定形状に加工したリードフレームと、熱硬化性樹脂と金属板を、金型成型する際に、前記リードフレームと前記金型の接する面に汚れ防止フィルムを挟み一体化し、放熱基板とする工程と、
前記リードフレームの表面に、前記リードフレーム上に複数個の発光素子が互いにその側面が対面しないように実装する工程と、
複数個の前記発光素子を樹脂で封止する工程と、を有する発光モジュールの製造方法。
A lead frame processed into a predetermined shape, a thermosetting resin, and a metal plate, when a mold is formed, a dirt prevention film is sandwiched and integrated on a surface where the lead frame and the mold are in contact to form a heat dissipation substrate; ,
Mounting a plurality of light emitting elements on the surface of the lead frame such that the side surfaces thereof do not face each other;
Sealing a plurality of the light emitting elements with a resin.
請求項1〜17のいずれか一つに記載の発光モジュールが複数個、放熱板に固定されてなるバックライトを有した表示装置。 A display device having a backlight in which a plurality of light emitting modules according to claim 1 are fixed to a heat sink.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012501068A (en) * 2008-08-26 2012-01-12 ディングォ パン Light emitting diode multichip surface mount component and light bar manufactured by mounting the surface mount component
JP2013232477A (en) * 2012-04-27 2013-11-14 Toshiba Corp Light-emitting module
JP2017224731A (en) * 2016-06-15 2017-12-21 日亜化学工業株式会社 Light emitting device
JP2019033300A (en) * 2018-11-29 2019-02-28 日亜化学工業株式会社 Light-emitting device

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