JP2007227489A - Heat dissipation substrate, its production method and light emitting module employing it - Google Patents

Heat dissipation substrate, its production method and light emitting module employing it Download PDF

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悦夫 辻本
Tetsuya Tsumura
哲也 津村
Kimiharu Nishiyama
公治 西山
Keiichi Nakao
恵一 中尾
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat dissipation substrate for electronic component such as an LED requiring heat dissipation in which high heat dissipation properties of a ceramic member are utilized without requiring substantially no machining of the ceramic member itself and excellent machinability is ensured. <P>SOLUTION: When an electronic component such as a light emitting element 106 requiring heat dissipation is mounted on a ceramic wiring board 108 formed on a metal plate 104, heat emitted from the light emitting element 106 can be dissipated to the metal plate 104 excellent in machinability and thermal conductivity through the ceramic wiring board 108. Furthermore, the heat reaching a lead frame 100 excellent in machinability and thermal conductivity connected with the ceramic wiring board 108 can be dissipated to the metal plate 104 through a heat conductive resin 102 thence to an external circuit (not shown), and thereby machinability and heat dissipation properties of the heat dissipation substrate can be enhanced. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、プラズマテレビや携帯電話の基地局用に高放熱が要求される電源回路モジュール等の回路基板の用途や、液晶テレビ等のバックライトあるいは自動車のヘッドライト等に使われる放熱が要求される発光モジュールの用途に使われる放熱基板及びその製造方法並びにそれを用いた発光モジュールに関するものである。   The present invention requires the use of circuit boards such as power circuit modules that require high heat dissipation for plasma TV and mobile phone base stations, and heat dissipation used in backlights for liquid crystal televisions and headlights for automobiles. The present invention relates to a heat dissipation substrate used for the use of a light emitting module, a manufacturing method thereof, and a light emitting module using the same.

従来、この種の放熱基板としては、セラミック基板が使われている。そこで従来の放熱基板としては、LEDを用いた発光モジュールを例に説明する。   Conventionally, a ceramic substrate is used as this type of heat dissipation substrate. Therefore, as a conventional heat dissipation substrate, a light emitting module using LEDs will be described as an example.

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9は、従来の発光モジュールの一例を示す断面図である。図9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9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。   FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of a conventional light emitting module. In FIG. 9, 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. 9, 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.

しかしLED等の発光素子2は、その発熱温度によって発光効率、発光色が影響を受ける。そのため発光素子2の冷却が重要となるが、セラミック基板1は放熱性が高くても、色々な形状に加工すること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。   However, the light emitting element 2 such as an LED is influenced by the light emission efficiency and the light emission color depending on the heat generation temperature. Therefore, although cooling of the light emitting element 2 is important, the ceramic substrate 1 is difficult and expensive to process into various shapes even if the heat dissipation is high, so a heat dissipation substrate that is cheaper and excellent in workability is required. It was.

なおここでは発光モジュールを例にしたが、プラズマテレビや車載用の各種放熱が要求される基板でも同様であることは言うまでもない。
特開2004−311791号公報
In addition, although the light emitting module was taken as an example here, it is needless to say that the same applies to a plasma television or a substrate that requires various types of heat radiation for vehicle mounting.
JP 2004-311791 A

しかしながら、前記従来の構成では、その用途に応じて様々な形状のセラミック部材を使用する必要があるが、セラミック素材を複雑な形状に加工する必要があり、コストアップしやすいという課題を有していた。   However, in the conventional configuration, it is necessary to use various shapes of ceramic members according to the application, but it is necessary to process the ceramic material into a complicated shape, and there is a problem that the cost is easily increased. It was.

本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、セラミック部材の高放熱性を活かしながらも、セラミック部材自体を殆ど加工する必要のない、加工性に優れた高放熱基板を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and provides a high heat dissipation substrate excellent in workability, which hardly uses the ceramic member itself while utilizing the high heat dissipation property of the ceramic member. Objective.

前記従来の課題を解決するために、本発明は、少なくとも一面以上に配線を形成したセラミック配線基板と、前記セラミック配線基板を固定する金属板と、前記セラミック配線基板上の配線と、電気的に接続した複数本のリードフレームとを、セラミックフィラー及び熱硬化性樹脂からなる伝熱樹脂により固定した放熱基板とするものである。   In order to solve the conventional problems, the present invention provides a ceramic wiring board having wiring formed on at least one surface, a metal plate for fixing the ceramic wiring board, wiring on the ceramic wiring board, and electrically A plurality of connected lead frames are used as a heat dissipation board fixed by a heat transfer resin made of a ceramic filler and a thermosetting resin.

本発明の放熱基板及びその製造方法並びにそれを用いた発光モジュールは、高放熱が要求される部分だけにセラミック配線基板を用いることで、セラミック素材の複雑な加工を不要とすることができる。   The heat dissipating board of the present invention, the manufacturing method thereof, and the light emitting module using the heat dissipating board can eliminate the need for complicated processing of the ceramic material by using the ceramic wiring board only in a portion where high heat dissipation is required.

つまり本発明の放熱基板では、高放熱が要求される部品だけを選択的に高価だが熱伝導性に優れたセラミック配線基板の上に実装し、更に前記セラミック配線基板を加工が容易で放熱性の優れた金属板の上に固定することで、セラミック配線基板に伝わった熱を、効率的に放熱できる。またセラミック配線基板には必要最小限の配線だけを残し、残りの面積を占める配線を、加工が容易で熱伝導性に優れたリードフレームとする。そしてこのリードフレームを、伝熱樹脂を用いて金属板から絶縁し、放熱基板の配線の一部とすることで、セラミック基板の小型化、低コスト化が可能となる。   In other words, in the heat dissipation board of the present invention, only components that require high heat dissipation are selectively mounted on a ceramic wiring board that is expensive but has excellent thermal conductivity. By fixing on an excellent metal plate, the heat transferred to the ceramic wiring board can be efficiently dissipated. Further, only the minimum necessary wiring is left on the ceramic wiring board, and the wiring occupying the remaining area is made into a lead frame that is easy to process and excellent in thermal conductivity. Then, the lead frame is insulated from the metal plate using a heat transfer resin and used as a part of the wiring of the heat dissipation substrate, whereby the ceramic substrate can be reduced in size and cost.

このように従来のセラミック主体の放熱基板では寸法的、形状的、コスト的に対応しきれなかった用途に対しても、本発明の高放熱基板の場合は、リードフレームや金属板を所定形状に加工し、伝熱樹脂で固定するという特徴を活かすことで対応できる。   As described above, in the case of the high heat dissipation substrate of the present invention, the lead frame and the metal plate are formed into a predetermined shape even for the use that cannot be dealt with in terms of size, shape, and cost with the conventional ceramic-based heat dissipation substrate. This can be done by taking advantage of the features of processing and fixing with heat transfer resin.

(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1における放熱基板について、発光モジュールを例に説明する。なお発光モジュールとしては、例えばLEDや半導体レーザーのような発熱が課題となる発光素子を実装するものであるが、発光素子の代わりに発熱が課題となるトランス、半導体、トランジスタ、センサ部品等に対しても対応可能であり、プラズマテレビや車載用の放熱基板として使えることは言うまでもない。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the heat radiating substrate according to Embodiment 1 of the present invention will be described using a light emitting module as an example. As the light emitting module, for example, a light emitting element such as an LED or a semiconductor laser is mounted. However, instead of the light emitting element, for a transformer, a semiconductor, a transistor, a sensor component, etc. where heat generation is a problem. Needless to say, it can be used as a plasma television or a heat dissipation substrate for vehicles.

図1は実施の形態1における放熱基板の斜視図と断面図であり、放熱部品の上に発光素子を実装した場合について説明するものである。   1A and 1B are a perspective view and a cross-sectional view of a heat dissipation board in Embodiment 1, and will be described for a case where a light emitting element is mounted on a heat dissipation component.

図1(A)は放熱基板の斜視図、図1(B)、図1(C)は放熱基板の断面図である。図1において、100はリードフレーム、102は伝熱樹脂、104は金属板、106は発光素子、108はセラミック配線基板、110は矢印である。   1A is a perspective view of the heat dissipation board, and FIGS. 1B and 1C are cross-sectional views of the heat dissipation board. In FIG. 1, 100 is a lead frame, 102 is a heat transfer resin, 104 is a metal plate, 106 is a light emitting element, 108 is a ceramic wiring board, and 110 is an arrow.

図1(A)において、発光素子106は、例えば発熱が課題となるLEDや半導体レーザー等である。発光素子106はセラミック配線基板108の上に高密度に実装することが望ましい。発光素子106を高密度に実装することで、複数の発光素子106を互いに異なる発光色で発光させた場合での混色(あるいは色の混合によるホワイトバランス)を容易にでき、互いの温度バラツキも小さくできる。またセラミック配線基板108の小型化により、製品コストを抑えられる。   In FIG. 1A, a light-emitting element 106 is, for example, an LED or a semiconductor laser in which heat generation is a problem. It is desirable to mount the light emitting elements 106 on the ceramic wiring substrate 108 with high density. By mounting the light emitting elements 106 at a high density, it is possible to facilitate color mixing (or white balance by mixing colors) when a plurality of light emitting elements 106 emit light with different light emission colors, and the temperature variation between each other is also small. it can. Further, the product cost can be reduced by downsizing the ceramic wiring substrate 108.

なお図1において、セラミック配線基板108の上に形成した配線や絶縁層(あるいは保護層)は共に図示していない。そして図1(A)に示すように複数本のリードフレーム100は、伝熱樹脂102に埋め込まれ(リードフレーム100の表面だけが露出する状態で)ている。このようにリードフレーム100を伝熱樹脂102に埋め込むことで、リードフレーム100と伝熱樹脂102の接着強度を高めると共に、リードフレーム100から伝熱樹脂102への熱伝導性を高められる。そしてリードフレーム100の一端を、セラミック配線基板108の上に形成された配線(図示していない)に電気的に接続する。そしてリードフレーム100の残された一端を、伝熱樹脂102から外部へ突き出すことで、この部分を取出し電極(外部電極、あるいは取付け用の電極端子)とする。こうして、数アンペアから数十アンペアの大電流に対応する。またリードフレーム100を実装の形態に合わせて折り曲げることもでき、折り曲げた状態でも発熱基板に必要な強度を確保できる。またリードフレーム100を通じて、セラミック配線基板108の熱を外部に伝導することができる。   In FIG. 1, neither wiring nor insulating layer (or protective layer) formed on the ceramic wiring substrate 108 is shown. As shown in FIG. 1A, the plurality of lead frames 100 are embedded in the heat transfer resin 102 (only the surface of the lead frame 100 is exposed). By embedding the lead frame 100 in the heat transfer resin 102 in this manner, the adhesive strength between the lead frame 100 and the heat transfer resin 102 can be increased, and the thermal conductivity from the lead frame 100 to the heat transfer resin 102 can be increased. Then, one end of the lead frame 100 is electrically connected to a wiring (not shown) formed on the ceramic wiring substrate 108. Then, the remaining end of the lead frame 100 protrudes from the heat transfer resin 102 to the outside, and this portion is taken out as an electrode (external electrode or electrode terminal for attachment). Thus, it corresponds to a large current of several amperes to several tens of amperes. Further, the lead frame 100 can be bent in accordance with the mounting form, and the strength required for the heat generating substrate can be secured even in the bent state. Further, the heat of the ceramic wiring board 108 can be conducted to the outside through the lead frame 100.

図1(A)において、リードフレーム100を、伝熱樹脂102によって金属板104から絶縁する。なお図1(A)において、伝熱樹脂102は、セラミック配線基板108の周りを、あたかも額縁のように囲んでいるが、この形状にこだわる必要はない。   In FIG. 1A, the lead frame 100 is insulated from the metal plate 104 by the heat transfer resin 102. In FIG. 1A, the heat transfer resin 102 surrounds the ceramic wiring board 108 as if it were a frame, but it is not necessary to stick to this shape.

次に図1(B)、図1(C)を用いて説明する。図1(B)、図1(C)は、図1(A)に示した放熱部品の任意の位置での断面図である。図1(B)、図1(C)に示すように、セラミック配線基板108を、金属板104の上に固定する。セラミック配線基板108は、その面積全体で金属板104の上に固定することが望ましい。このようにセラミック配線基板108と金属板104とを固定する面積を大きくするほど、セラミック配線基板108の熱を効果的に金属板104へ逃がすことができる。ここでセラミック配線基板108に比べ、金属板104の方を大きくすることが望ましい。セラミック配線基板108に比べ、金属板104の方を大きくすることで、セラミック配線基板108と金属板104の接触(もしくは固定)面積を最大とできる。   Next, description will be made with reference to FIGS. 1B and 1C. FIG. 1B and FIG. 1C are cross-sectional views of the heat dissipation component shown in FIG. As shown in FIGS. 1B and 1C, the ceramic wiring substrate 108 is fixed on the metal plate 104. The ceramic wiring board 108 is desirably fixed on the metal plate 104 over the entire area. In this way, as the area for fixing the ceramic wiring board 108 and the metal plate 104 is increased, the heat of the ceramic wiring board 108 can be effectively released to the metal plate 104. Here, it is desirable to make the metal plate 104 larger than the ceramic wiring substrate 108. By making the metal plate 104 larger than the ceramic wiring substrate 108, the contact (or fixing) area between the ceramic wiring substrate 108 and the metal plate 104 can be maximized.

図1(B)、図1(C)に示すようにリードフレーム100を、伝熱樹脂102によって金属板104から絶縁する。ここで伝熱樹脂102としては、後に詳細を説明するように、セラミックフィラーを熱硬化性樹脂に添加してなる熱伝導性の高い材料を使うことが望ましい。伝熱樹脂102にセラミックフィラーを添加し、その熱伝導性を高めることで、セラミック配線基板108からリードフレーム100に伝わった熱を、伝熱樹脂102を介して金属板104に伝えられる。   As shown in FIGS. 1B and 1C, the lead frame 100 is insulated from the metal plate 104 by the heat transfer resin 102. Here, as the heat transfer resin 102, as described in detail later, it is desirable to use a material having high thermal conductivity formed by adding a ceramic filler to a thermosetting resin. By adding a ceramic filler to the heat transfer resin 102 and increasing its thermal conductivity, the heat transferred from the ceramic wiring board 108 to the lead frame 100 is transferred to the metal plate 104 via the heat transfer resin 102.

なお発熱が課題となる発光素子106は、セラミック配線基板108の表面に実装することが望ましい。これは図1(B)、図1(C)に示すように、セラミック配線基板108は金属板104の上に固定されているため、セラミック配線基板108の放熱特性が優れているためである。そして発熱部品である発光素子106を、セラミック配線基板108に実装する。発光素子106が樹脂封止された場合は半田付け、ベアチップ状態の場合はワイヤーボンダーやフリップチップ、バンプ等を用いた実装方法を選ぶことができる。このように発熱が課題となる発光素子106を、選択的にセラミック配線基板108の上に実装することで、発光素子106同士での熱バランスを均一に保てるため、発光モジュール全体内での発光バランスをとりやすくなる。   Note that it is desirable that the light-emitting element 106 whose heat generation is a problem be mounted on the surface of the ceramic wiring substrate 108. This is because, as shown in FIGS. 1B and 1C, the ceramic wiring board 108 is fixed on the metal plate 104, so that the heat dissipation characteristics of the ceramic wiring board 108 are excellent. Then, the light emitting element 106 which is a heat generating component is mounted on the ceramic wiring substrate 108. When the light emitting element 106 is resin-sealed, a mounting method using a wire bonder, a flip chip, a bump, or the like can be selected. By selectively mounting the light emitting element 106 on which heat generation is a problem on the ceramic wiring substrate 108 in this way, the heat balance between the light emitting elements 106 can be kept uniform, so that the light emission balance within the entire light emitting module is achieved. It becomes easy to take.

なお、図1(C)では、リードフレーム100を伝熱樹脂102に埋め込むと同時に、伝熱樹脂102の発光素子106に面した側に所定の傾きを形成している。図1(C)において、矢印110は発光素子106から放射された光が、伝熱樹脂102を反射面(あるいはリフレクター)として、前方に反射される様子を示すものである。   In FIG. 1C, the lead frame 100 is embedded in the heat transfer resin 102 and at the same time, a predetermined inclination is formed on the side of the heat transfer resin 102 facing the light emitting element 106. In FIG. 1C, an arrow 110 indicates a state in which light emitted from the light emitting element 106 is reflected forward using the heat transfer resin 102 as a reflective surface (or reflector).

次に図2を用いて、本発明の放熱基板の放熱メカニズムについて説明する。図2は、放熱基板の放熱メカニズムを説明する平面図と断面図である。ここで発熱部品としては、発光素子106を例にとり説明する。   Next, the heat dissipation mechanism of the heat dissipation substrate of the present invention will be described with reference to FIG. 2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a heat dissipation mechanism of the heat dissipation substrate. Here, the light emitting element 106 will be described as an example of the heat generating component.

図2(A)は平面方向における放熱メカニズムを説明する平面図である。図2(A)において発光素子106から発生した熱は、矢印110aに示すように発光素子106を搭載するセラミック配線基板108に伝わる。そしてセラミック配線基板108に伝わった熱は、リードフレーム100に伝わる。そしてリードフレーム100に伝わった熱は、リードフレーム100を埋め込む伝熱樹脂102に伝わる。またこの熱はリードフレーム100につながる外部回路(図示していない)に伝える。   FIG. 2A is a plan view illustrating a heat dissipation mechanism in the planar direction. In FIG. 2A, heat generated from the light emitting element 106 is transmitted to the ceramic wiring substrate 108 on which the light emitting element 106 is mounted as indicated by an arrow 110a. Then, the heat transmitted to the ceramic wiring substrate 108 is transmitted to the lead frame 100. The heat transferred to the lead frame 100 is transferred to the heat transfer resin 102 in which the lead frame 100 is embedded. This heat is transferred to an external circuit (not shown) connected to the lead frame 100.

図2(B)は、厚み方向における放熱メカニズムを説明する断面図である。図2(B)において、矢印110bは、発光素子106から発生する光を意味する。そして発光素子106は矢印110bのように発光すると共に、前記発光素子106に発生した熱は、矢印110cに示すようにセラミック配線基板108へ伝わる。そしてセラミック配線基板108に伝わった熱は、セラミック配線基板108を固定する金属板104に伝える。そして必要に応じて金属板104から放熱板(例えば、フィン等の放熱素子を取り付けたもの等、放熱板は図示していない)に伝える。このようにして、発光素子106を効果的に冷却できる。またリードフレーム100に伝わった熱は、伝熱樹脂102を介して金属板104に伝える。このように発光素子106に発生した熱を、放熱性に優れたセラミック配線基板108を介して、四方八方に(あるいは金属板104に)放熱することができる。   FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating a heat dissipation mechanism in the thickness direction. In FIG. 2B, an arrow 110b means light generated from the light-emitting element 106. The light emitting element 106 emits light as indicated by an arrow 110b, and heat generated in the light emitting element 106 is transmitted to the ceramic wiring substrate 108 as indicated by an arrow 110c. The heat transmitted to the ceramic wiring substrate 108 is transmitted to the metal plate 104 that fixes the ceramic wiring substrate 108. Then, if necessary, the heat is transmitted from the metal plate 104 to a heat radiating plate (for example, a heat radiating plate not provided with a heat radiating element such as a fin). In this way, the light emitting element 106 can be effectively cooled. The heat transmitted to the lead frame 100 is transmitted to the metal plate 104 through the heat transfer resin 102. Thus, the heat generated in the light emitting element 106 can be radiated in all directions (or to the metal plate 104) through the ceramic wiring board 108 having excellent heat dissipation.

なおセラミック配線基板108の面積に比べ、金属板104の面積の方を大きくすることが望ましい。金属板104の面積を、セラミック配線基板108の面積よりも大きくすることで、セラミック配線基板108と金属板104の接合面積を最大にできるため、最小のコストで最大の放熱効果が得られる。   It is desirable to make the area of the metal plate 104 larger than the area of the ceramic wiring board 108. By making the area of the metal plate 104 larger than the area of the ceramic wiring substrate 108, the bonding area between the ceramic wiring substrate 108 and the metal plate 104 can be maximized, so that the maximum heat dissipation effect can be obtained at the minimum cost.

なおセラミック配線基板108と、金属板104は、金属部材もしくは樹脂材料もしくはガラス材料等の熱伝導性の高い部材で接合することで、セラミック配線基板108から金属板104への熱伝導性を高められる。ここでセラミック配線基板108の一面以上に配線を形成することが望ましい。そしてセラミック配線基板108の片面には、発光素子106やリードフレーム100を実装し、残りの片面(金属板104に面した側)に形成した配線(例えば、ベタパターンで)を形成しておき、この配線を利用して金属板104とセラミック配線基板108を接合することができる。例えば、金属板104との間を半田もしくは銀ロウもしくは200℃以上900℃未満で焼結もしくは溶融する金属部材で接合することができる。このように予めセラミック配線基板108の、金属板104側に配線を形成しておくことで、こうした金属部材のセラミック配線基板108に対する濡れ性を高めることができる。こうしたセラミック配線基板108の表面処理としては、焼成型の厚膜配線材料以外に、有機金属(金属の有機化合物であり熱処理することで金属薄膜をできる)や、薄膜(スパッタ等)を用いることもできる。このようにセラミック配線基板108の表面処理(配線形成もその一つ)を行っておくことで、またここで半田もしくは銀ロウもしくは200℃以上900℃以下で焼結もしくは溶融する金属部材に対しての濡れ性を高める。なおこうした金属部材としては市販のものを選ぶことができ、必要に応じてフラックス処理(あるいはフラックス材)を使うこともできる。また金属板104を表面処理やめっき(例えば、スパッタ等で金属蒸着したり錫めっきしたり)しておくことで、金属板104に銅のように熱伝導性は高いが、酸化しやすい部材に対してもその濡れ性を高めることできる。なおここでセラミック配線基板108と金属板104の接合を金属部材で行うのは、金属部材の熱伝導率が高いことが望ましい。なお必要に応じてガラス材料、樹脂材料を使うことができるが、この場合、できるだけ熱伝導率の高いもの(あるいは金属系あるいはセラミック系、あるいはグラファイトのような熱伝導の優れたフィラーを添加すること)を選ぶことが望ましい。なお金属板104とセラミック配線基板108の間を接合する部材は絶縁体である必要はない。これはセラミック配線基板108が絶縁体だからである。なお接合する部材に金属部材を用いる場合、その融点もしくは溶融温度が200℃未満の場合、セラミック配線基板108や、リードフレーム100に発光素子106を半田付けした場合に、再溶解してしまう可能性がある。また900℃より高くなる場合、金属板104の酸化を防止するために、より高価な部材を選ぶ必要がある。   The ceramic wiring board 108 and the metal plate 104 are joined by a metal member, a resin material, a glass material or the like having a high thermal conductivity, so that the thermal conductivity from the ceramic wiring board 108 to the metal plate 104 can be increased. . Here, it is desirable to form wiring on one surface or more of the ceramic wiring substrate 108. Then, the light emitting element 106 and the lead frame 100 are mounted on one side of the ceramic wiring substrate 108, and wiring (for example, a solid pattern) formed on the remaining one side (side facing the metal plate 104) is formed. The metal plate 104 and the ceramic wiring board 108 can be joined using this wiring. For example, the metal plate 104 can be joined with solder, silver solder, or a metal member that is sintered or melted at 200 ° C. or more and less than 900 ° C. By previously forming the wiring on the metal plate 104 side of the ceramic wiring board 108 in this way, the wettability of such a metal member to the ceramic wiring board 108 can be enhanced. As the surface treatment of the ceramic wiring substrate 108, in addition to the fired thick film wiring material, an organic metal (a metal organic compound, which can be heat-treated to form a metal thin film), or a thin film (sputtering, etc.) can also be used. it can. By performing the surface treatment of the ceramic wiring substrate 108 in this way (wiring formation is one of them), it is also possible to apply solder or silver brazing or metal members that are sintered or melted at 200 ° C. to 900 ° C. Increase wettability. A commercially available metal member can be selected as such a metal member, and a flux treatment (or a flux material) can be used as necessary. Further, by subjecting the metal plate 104 to surface treatment or plating (for example, metal vapor deposition or tin plating by sputtering or the like), the metal plate 104 has a high thermal conductivity like copper but is easily oxidized. The wettability can also be improved. Here, the bonding of the ceramic wiring board 108 and the metal plate 104 with the metal member is preferably performed with a high thermal conductivity of the metal member. If necessary, glass materials and resin materials can be used. In this case, a material having as high a thermal conductivity as possible (or a metal-based or ceramic-based material or a filler having excellent heat conductivity such as graphite should be added. ) Is desirable. The member that joins between the metal plate 104 and the ceramic wiring board 108 does not need to be an insulator. This is because the ceramic wiring board 108 is an insulator. When a metal member is used as a member to be joined, if the melting point or melting temperature is less than 200 ° C., the light emitting element 106 may be remelted when the light emitting element 106 is soldered to the ceramic wiring substrate 108 or the lead frame 100 There is. When the temperature is higher than 900 ° C., it is necessary to select a more expensive member in order to prevent oxidation of the metal plate 104.

次にセラミック配線基板108について図3〜図5を用いて説明する。図3は、複数のLED等の発光素子を発光させる回路図である。図3(A)は複数個の発光素子を個別に駆動する回路図、図3(B)は複数個の発光素子を同時に(並列に)駆動する回路図である。図3(A)、図3(B)において、112は抵抗であり、発光素子106に直列に挿入されている。このように発光素子106を駆動する場合、発光素子106に直列に抵抗112を挿入することが望ましい。抵抗112を直列に挿入することで、個々の発光素子106に印加される電圧が、発光素子106の最大定格未満に保つことができる。なお抵抗112としては、抵抗体あるいは抵抗素子(例えばチップ抵抗器や酸化ルテニウム等を用いた焼成タイプの厚膜抵抗体)を用いることができる。保護用の抵抗112としては発光素子106の特性にもよるが、例えば3〜4V程度の場合、数Ωから1KΩ程度が適当である。このように抵抗112を挿入することで、発光を安定化できると共に発光素子106の高寿命化を実現する。また図3(B)に示すように複数個の発光素子106を並列接続する場合、抵抗112を挿入することでは発光素子106に流れる電流(あるいは発光)のバラツキを抑えられる。なお抵抗112は、発光素子106の発光を安定化させるデバイスであれば、抵抗112として、他の保護素子(サーミスタ、半導体、ツエナーダイオード等)を使うことができることは言うまでもない。   Next, the ceramic wiring board 108 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a circuit diagram for causing a plurality of light emitting elements such as LEDs to emit light. 3A is a circuit diagram for driving a plurality of light emitting elements individually, and FIG. 3B is a circuit diagram for driving a plurality of light emitting elements simultaneously (in parallel). 3A and 3B, reference numeral 112 denotes a resistor, which is inserted in series with the light-emitting element 106. When the light emitting element 106 is driven in this way, it is desirable to insert the resistor 112 in series with the light emitting element 106. By inserting the resistor 112 in series, the voltage applied to each light emitting element 106 can be kept below the maximum rating of the light emitting element 106. As the resistor 112, a resistor or a resistor element (for example, a fired thick film resistor using a chip resistor or ruthenium oxide) can be used. The protective resistor 112 depends on the characteristics of the light-emitting element 106. For example, in the case of about 3 to 4 V, about several Ω to about 1 KΩ is appropriate. By inserting the resistor 112 in this manner, light emission can be stabilized and the life of the light emitting element 106 can be increased. 3B, when a plurality of light-emitting elements 106 are connected in parallel, variation in current (or light emission) flowing through the light-emitting elements 106 can be suppressed by inserting the resistor 112. Needless to say, if the resistor 112 is a device that stabilizes the light emission of the light-emitting element 106, another protective element (thermistor, semiconductor, Zener diode, or the like) can be used as the resistor 112.

次に、セラミック配線基板108に抵抗112を形成する場合について、図4を用いて説明する。図4は、セラミック配線基板について説明する斜視図及び上面図である。図4(A)は、セラミック配線基板の斜視図であり、図1(A)から伝熱樹脂102を除いた状態に相当する。図4(A)において、セラミック配線基板108はその全面にわたって金属板104に固定している。これはセラミック配線基板108から金属板104への熱伝導を高めるためである。セラミック配線基板108の上には、発光素子106を複数個実装しているが、これは発熱が課題となる発光素子106をセラミック配線基板108の上に実装することで、その放熱効果を高めようとするものである。またリードフレーム100の一部を、セラミック配線基板108に接続することで、必要な配線の一部をリードフレーム100に置き換えることができ、セラミック配線基板108を小型化、低コスト化する。またセラミック配線基板108の上に配線120を形成する割合が低下するため、銀パラジウム等の高価な部材の使用量を減らすことができる。なお図4(A)において、セラミック配線基板108の表面の配線等は図示していない。   Next, the case where the resistor 112 is formed on the ceramic wiring substrate 108 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a perspective view and a top view for explaining the ceramic wiring board. FIG. 4A is a perspective view of the ceramic wiring board, and corresponds to a state in which the heat transfer resin 102 is removed from FIG. In FIG. 4A, the ceramic wiring board 108 is fixed to the metal plate 104 over the entire surface. This is to increase heat conduction from the ceramic wiring board 108 to the metal plate 104. A plurality of light emitting elements 106 are mounted on the ceramic wiring board 108, and this is intended to enhance the heat dissipation effect by mounting the light emitting elements 106 on which heat generation is a problem on the ceramic wiring board 108. It is what. Further, by connecting a part of the lead frame 100 to the ceramic wiring substrate 108, a part of the necessary wiring can be replaced with the lead frame 100, and the ceramic wiring substrate 108 is reduced in size and cost. In addition, since the ratio of forming the wiring 120 on the ceramic wiring substrate 108 is reduced, the amount of expensive members such as silver palladium can be reduced. In FIG. 4A, the wiring on the surface of the ceramic wiring board 108 is not shown.

図4(B)は、セラミック配線基板の上面図である。図4(B)において、114はオーバーコート、116は窓、118は点線、120は配線である。ここでオーバーコート114としては、樹脂やガラス等の絶縁体であり、セラミック配線基板108上に形成された配線120を保護するものである。またオーバーコート114に形成された窓116を介して、配線120を外部に露出することができる。そしてこの窓116に露出した配線120の上に、発光素子106を実装することができる。なお配線120としては、銀や銀パラジウム、銅等の配線部材を使うことができる。   FIG. 4B is a top view of the ceramic wiring board. In FIG. 4B, 114 is an overcoat, 116 is a window, 118 is a dotted line, and 120 is a wiring. Here, the overcoat 114 is an insulator such as resin or glass, and protects the wiring 120 formed on the ceramic wiring substrate 108. Further, the wiring 120 can be exposed to the outside through the window 116 formed in the overcoat 114. The light emitting element 106 can be mounted on the wiring 120 exposed in the window 116. As the wiring 120, a wiring member such as silver, silver palladium, or copper can be used.

図4(B)において、点線118aは、リードフレームの実装位置を示すものであり、オーバーコート114に形成した窓116に点線118aで示すようにしてリードフレーム100(図示していない)を実装する。また点線118bは、発光素子106の実装位置を示すものであり、オーバーコート114に形成した窓116に点線118bで示すようにして発光素子106(図示していない)を実装する。なおオーバーコート114を一種のソルダーレジストとして用いることで、発光素子106やリードフレーム100を実装しやすいが、オーバーコート114は必須ではない。例えば、発光素子106をベアチップ実装した後、透明な封止樹脂(シリコンゴム等の弾力性が有るものが望ましい。硬い樹脂の場合、発光素子106の熱膨張係数等によって配線ワイヤー等が断線する可能性がある)を保護材として使い前記発光素子106を埋めることができる。こうした場合、必要に応じてオーバーコート114を省略することもできる。またオーバーコート114として白色の光反射率の高い部材を選ぶことで、発光素子106から発生した光を効率的に前方に反射でき、その反射効率を高められる。   In FIG. 4B, a dotted line 118a indicates the mounting position of the lead frame, and the lead frame 100 (not shown) is mounted on the window 116 formed in the overcoat 114 as indicated by the dotted line 118a. . A dotted line 118b indicates a mounting position of the light emitting element 106, and the light emitting element 106 (not shown) is mounted on the window 116 formed in the overcoat 114 as indicated by the dotted line 118b. Note that the light-emitting element 106 and the lead frame 100 can be easily mounted by using the overcoat 114 as a kind of solder resist, but the overcoat 114 is not essential. For example, after the light-emitting element 106 is mounted on a bare chip, a transparent sealing resin (a material having elasticity such as silicon rubber is desirable. In the case of a hard resin, a wiring wire or the like can be disconnected due to a thermal expansion coefficient of the light-emitting element 106. The light emitting element 106 can be filled using a protective material. In such a case, the overcoat 114 can be omitted as necessary. Further, by selecting a white member having high light reflectance as the overcoat 114, light generated from the light emitting element 106 can be efficiently reflected forward, and the reflection efficiency can be increased.

図4(B)において、抵抗112は、セラミック配線基板108の上に形成され、オーバーコート114で保護されている。ここで抵抗112としては、酸化ルテニウム等を用いた焼成タイプの厚膜タイプを用いることができる。厚膜タイプを用いることで、TCR(抵抗値の温度特性)の小さい(例えば200ppm/℃以下)ものを選べる。TCRの小さいものを選ぶことで、発光素子106の発熱によってセラミック配線基板108が温度上昇した場合でも、抵抗値の影響を少なくできる。なお抵抗112は、市販の角チップ抵抗器をセラミック配線基板108の上に半田実装しても良い。また図4(B)に示すように、HIC(ハイブリッド集積回路)のように、セラミック配線基板108の表面に印刷焼成や薄膜等の手法を用いて抵抗112を形成してもよい。このように抵抗112を直接、セラミック配線基板108の上に形成することで、角チップ抵抗器を用いる場合(角チップ抵抗器の場合、20125タイプで1/8〜1/4Wとその寸法でワット数が決まってしまう)に比べて、よりワット数を見かけ上増やすことができる。その結果、実質的に抵抗体のTCRを小さく保てるため、発光素子106の駆動を安定化できる。   In FIG. 4B, the resistor 112 is formed on the ceramic wiring substrate 108 and protected by the overcoat 114. Here, as the resistor 112, a fired type thick film type using ruthenium oxide or the like can be used. By using the thick film type, one having a small TCR (temperature characteristic of resistance value) (for example, 200 ppm / ° C. or less) can be selected. By selecting one having a small TCR, even when the temperature of the ceramic wiring substrate 108 rises due to heat generation of the light emitting element 106, the influence of the resistance value can be reduced. As the resistor 112, a commercially available square chip resistor may be mounted on the ceramic wiring substrate 108 by soldering. Further, as shown in FIG. 4B, a resistor 112 may be formed on the surface of the ceramic wiring substrate 108 by using a method such as printing and baking or a thin film as in an HIC (hybrid integrated circuit). In this way, by forming the resistor 112 directly on the ceramic wiring substrate 108, when using a square chip resistor (in the case of a square chip resistor, the 1125 to 1 / 4W for the 20125 type and its dimensions are watts. The number of watts can be apparently increased compared to the case where the number is determined. As a result, since the TCR of the resistor can be substantially kept small, driving of the light emitting element 106 can be stabilized.

次に図5を用いて、セラミック配線基板の構造について説明する。図5は、セラミック配線基板の構造を示す断面図である。図5において、122はセラミック板であり、例えばアルミナ基板(Al23基板)や窒化アルミ基板(AlN基板)である。こうした基板は、グリーンシート法やキャスティング法、押し出し法等を用いて、厚み0.1mmから1mm程度(厚みは0.2mm〜0.65mm程度の範囲が使いやすい)までの範囲で安価なものが市販されている。またこうした基板の上に、形成する抵抗112、配線120、オーバーコート114等も市販されている。 Next, the structure of the ceramic wiring board will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of the ceramic wiring board. In FIG. 5, reference numeral 122 denotes a ceramic plate, for example, an alumina substrate (Al 2 O 3 substrate) or an aluminum nitride substrate (AlN substrate). Such a substrate is inexpensive, using a green sheet method, a casting method, an extrusion method, or the like in a thickness range of about 0.1 mm to about 1 mm (a thickness in the range of about 0.2 mm to 0.65 mm is easy to use). It is commercially available. Also, a resistor 112, a wiring 120, an overcoat 114, and the like to be formed on such a substrate are commercially available.

図5において、セラミック板122の上には、配線120が形成され、一部の複数の配線120間に抵抗112を形成する。配線120は、銀や銅を主体とした市販の部材を印刷もしくは薄膜、めっき等の手法を用いて形成する。そして配線120や抵抗112の上に、オーバーコート114を形成できる。そしてオーバーコート114に形成した窓116の内部に、配線120を露出することで、図5の矢印110が示すようにリードフレーム100や発光素子106を実装できる。なおこれらの実装には半田実装、溶接、バンプ等の物理的な接続方法を使うことができる。この場合オーバーコート114はソルダーレジストとしての効果も期待できる。また配線120をオーバーコート114で保護することで、オーバーコート114の上に、リードフレーム100や発光素子106を形成できることで、一種のブリッジ(あるいはジャンパーあるいは、多層配線)となるため、回路設計の自由度も上げられる。   In FIG. 5, wiring 120 is formed on the ceramic plate 122, and a resistor 112 is formed between some of the plurality of wirings 120. The wiring 120 is formed of a commercially available member mainly composed of silver or copper by using a technique such as printing, thin film, or plating. An overcoat 114 can be formed on the wiring 120 and the resistor 112. Then, by exposing the wiring 120 inside the window 116 formed in the overcoat 114, the lead frame 100 and the light emitting element 106 can be mounted as indicated by the arrow 110 in FIG. For these mountings, physical connection methods such as solder mounting, welding, and bumps can be used. In this case, the overcoat 114 can also be expected to have an effect as a solder resist. Further, since the lead frame 100 and the light emitting element 106 can be formed on the overcoat 114 by protecting the wiring 120 with the overcoat 114, a kind of bridge (or jumper or multilayer wiring) is formed. The degree of freedom is also increased.

次に図6を用いて、本発明の放熱基板の製造方法の一例について説明する。図6は、放熱基板の製造方法を説明する断面図である。図6において、124は板材である。まず図6に示すように、市販の板材124を用意する。なお板材124は図5(A)に示すように取り扱いやすいようにコイル状に巻いたものを使うことできる。次に金型等(図示していない)を用いて、図6(B)に示すように板材124を所定形状に打抜き、リードフレーム100とする。次に、図6(C)に示すように、リードフレーム100と、金属板104の間に、セラミック配線基板108(図5に示したように、予め配線120等が形成されたもの)、伝熱樹脂102をセットする。なお伝熱樹脂102は予めシート状(あるいは板状、蒲鉾状、ドーナツ状)等に予備成型しておくことが望ましい。このように伝熱樹脂102を、板状、あるいは蒲鉾状等と、予めプリ成型しておくことで、プレス時に金属板104やリードフレーム100との界面に空気残りが発生することを防止でき、その放熱効果を高められる。   Next, an example of the manufacturing method of the heat sink of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a heat dissipation board. In FIG. 6, reference numeral 124 denotes a plate material. First, as shown in FIG. 6, a commercially available plate material 124 is prepared. The plate member 124 may be a coil wound in a coil shape for easy handling as shown in FIG. Next, using a mold or the like (not shown), the plate material 124 is punched into a predetermined shape as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 6C, between the lead frame 100 and the metal plate 104, a ceramic wiring board 108 (in which wiring 120 or the like is formed in advance as shown in FIG. 5), transmission, and the like. The thermal resin 102 is set. It is desirable that the heat transfer resin 102 be preliminarily molded into a sheet shape (or plate shape, bowl shape, donut shape) or the like in advance. In this way, by pre-molding the heat transfer resin 102 into a plate shape, a bowl shape, or the like, it is possible to prevent air residue from being generated at the interface with the metal plate 104 or the lead frame 100 during pressing. The heat dissipation effect can be enhanced.

そして矢印110が示すように、プレスや金型(共に図示していない)を用いて、金属板104とセラミック配線基板108、リードフレーム100を伝熱樹脂102によって固定する。この時、プレスや金型(共に図示していない)を加熱しておくことで、伝熱樹脂102を軟化させ、金属板104やリードフレーム100に対する密着を高めることができ、その状態で伝熱樹脂102を熱硬化させる。こうして、図6(D)に示すように、伝熱樹脂102で一体化した放熱基板を製造する。   As indicated by an arrow 110, the metal plate 104, the ceramic wiring substrate 108, and the lead frame 100 are fixed with the heat transfer resin 102 using a press or a mold (both not shown). At this time, by heating a press or a mold (both not shown), the heat transfer resin 102 can be softened, and the adhesion to the metal plate 104 and the lead frame 100 can be enhanced. The resin 102 is thermally cured. Thus, as shown in FIG. 6D, a heat dissipation substrate integrated with the heat transfer resin 102 is manufactured.

なお、図6(C)において、金属板104の表面にセラミック配線基板108を予め固定しておいても良い。この場合、例えばセラミック配線基板108の裏面側(金属板104に接する側)に配線120を厚膜や薄膜で形成しておき、この配線120と金属板104を半田や錫等の低融点金属で固定しておくことで、セラミック配線基板108から金属板104への熱伝導を高められる。   In FIG. 6C, the ceramic wiring board 108 may be fixed to the surface of the metal plate 104 in advance. In this case, for example, the wiring 120 is formed with a thick film or a thin film on the back surface side (the side in contact with the metal plate 104) of the ceramic wiring substrate 108, and the wiring 120 and the metal plate 104 are made of a low melting point metal such as solder or tin. By fixing, heat conduction from the ceramic wiring board 108 to the metal plate 104 can be enhanced.

図7は、金属板、セラミック配線基板、リードフレーム等を伝熱樹脂で固定する様子を示す斜視図であり、図6(C)の斜視図に相当する。図7において、金属板104の上に、予め所定パターンを形成したセラミック配線基板108や伝熱樹脂102、リードフレーム100等をセットする。そして矢印110で示すようにして加熱プレスする(加熱プレス装置は図示していない)ことで、これら部材を強固に一体化する。なお金属板104の上にセラミック配線基板108を銀ロウや半田、あるいは錫等を一種の接着層とすることで、これらを予め固定しておいても良い。またセラミック配線基板108の上にリードフレーム100を固定しておき、この状態で図7に示すように、伝熱樹脂102によって金属板104に固定しても良い。このようにして図8に示すように、リードフレーム100を伝熱樹脂102に埋め込んだ放熱基板を製造できる。   FIG. 7 is a perspective view showing a state in which a metal plate, a ceramic wiring board, a lead frame, and the like are fixed with heat transfer resin, and corresponds to the perspective view of FIG. In FIG. 7, on a metal plate 104, a ceramic wiring board 108, a heat transfer resin 102, a lead frame 100, and the like on which a predetermined pattern is formed are set. Then, the members are firmly integrated by heating and pressing as shown by an arrow 110 (a heating press apparatus is not shown). The ceramic wiring board 108 may be fixed on the metal plate 104 in advance by using silver solder, solder, tin or the like as a kind of adhesive layer. Alternatively, the lead frame 100 may be fixed on the ceramic wiring substrate 108, and in this state, the lead frame 100 may be fixed to the metal plate 104 with the heat transfer resin 102 as shown in FIG. Thus, as shown in FIG. 8, a heat dissipation board in which the lead frame 100 is embedded in the heat transfer resin 102 can be manufactured.

図8は完成した放熱基板に部品を実装する様子を説明する斜視図である。図8において、金属板104の上にはセラミック配線基板108が固定されている。そして金属板104上には、リードフレーム100が伝熱樹脂102に埋め込まれた状態で、その一端がセラミック配線基板108の配線120(図示していない)に接続されている。図8において、矢印110は、電子部品を実装する様子を示すものであり、例えば発光素子106を複数個、セラミック配線基板108の表面に実装することを示す。こうして発光素子106をセラミック配線基板108の表面に実装した後、発光素子106を透明な保護用樹脂(図示していない)で覆う(もしくは封止する)ことで、発光素子106を保護できる。またこの樹脂による発光素子106の封止時に、伝熱樹脂102が一種のダム(あるいは前記保護用樹脂が零れない土手)の役割をさせることもできるため、その作業性を高められる。   FIG. 8 is a perspective view for explaining a state in which components are mounted on a completed heat dissipation board. In FIG. 8, a ceramic wiring substrate 108 is fixed on the metal plate 104. On the metal plate 104, one end of the lead frame 100 is connected to the wiring 120 (not shown) of the ceramic wiring substrate 108 with the lead frame 100 embedded in the heat transfer resin 102. In FIG. 8, an arrow 110 indicates a state in which electronic components are mounted. For example, a plurality of light emitting elements 106 are mounted on the surface of the ceramic wiring substrate 108. After mounting the light emitting element 106 on the surface of the ceramic wiring substrate 108 in this way, the light emitting element 106 can be protected by covering (or sealing) the light emitting element 106 with a transparent protective resin (not shown). Further, when the light-emitting element 106 is sealed with this resin, the heat transfer resin 102 can also serve as a kind of dam (or a bank on which the protective resin does not spill), so that workability can be improved.

なお伝熱樹脂102として、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ミクロン以上100ミクロン以下が適当である(0.1ミクロン未満の場合、樹脂への分散が難しくなる場合があり、また100ミクロンを超えると伝熱樹脂102の厚みが厚くなり熱拡散性に影響を与える)。そのため伝熱樹脂102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、伝熱樹脂102の熱伝導率は5W/(m・K)程度となる。 As the heat transfer resin 102, it is desirable to use a resin in which a highly heat-dissipating inorganic filler is dispersed in a curable resin. The inorganic filler has a substantially spherical shape, and its diameter is suitably from 0.1 to 100 microns (if it is less than 0.1 microns, it may be difficult to disperse in the resin, and if it exceeds 100 microns) This increases the thickness of the heat transfer resin 102 and affects the thermal diffusivity). Therefore, the filling amount of the inorganic filler in the heat transfer resin 102 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 heat conductivity of the heat transfer resin 102 is about 5 W / (m · K).

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有る。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、未硬化の伝熱樹脂102の成型性に影響を与える場合があり、伝熱樹脂102とリードフレーム100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)に影響を与える可能性がある。なお無機フィラーとしてはAl23代わりに、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以上を含んでもよい。 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 rate) of the filler exceeds 95% by weight, the moldability of the uncured heat transfer resin 102 may be affected. Or if it is attached to the surface). The inorganic filler may include at least one selected from the group consisting of MgO, BN, SiO 2 , SiC, Si 3 N 4 , and AlN instead of Al 2 O 3 .

なお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。こうして伝熱樹脂102の熱伝導率が1W/(m・K)以上20W/(m・K)以下のものを形成することができる。なお熱伝導率が1W/(m・K)未満の場合、発光モジュールの放熱性に影響を与える。また熱伝導率を20W/(m・K)より高くしようとした場合、フィラー量を増やす必要があり、プレス時の加工性に影響を与える場合がある。 If MgO is used, 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. Thus, the heat transfer resin 102 having a thermal conductivity of 1 W / (m · K) or more and 20 W / (m · K) or less can be formed. In addition, when heat conductivity is less than 1 W / (m * K), it influences the heat dissipation of a light emitting module. Moreover, when it is going to make thermal conductivity higher than 20 W / (m * K), it is necessary to increase the amount of fillers and may affect the workability at the time of a press.

なお伝熱樹脂102からなる絶縁体の厚さは、薄くすれば、リードフレーム100に装着した発光素子106に生じる熱を金属板104に伝えやすいが、逆に絶縁耐圧が問題となり、厚すぎると、熱抵抗が大きくなるので、絶縁耐圧と熱抵抗を考慮し最適な厚さに設定すれば良い。   Note that if the thickness of the insulator made of the heat transfer resin 102 is reduced, the heat generated in the light emitting element 106 attached to the lead frame 100 can be easily transferred to the metal plate 104. Since the thermal resistance increases, the optimum thickness may be set in consideration of the withstand voltage and the thermal resistance.

なお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種類の樹脂を含むことが望ましい。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。これらの樹脂は耐熱性や電気絶縁性に優れている。伝熱樹脂102の厚みは、薄くすれば、リードフレーム100に装着した発光素子106に生じる熱を金属板104に伝えやすいが、逆に絶縁耐圧が問題となり、厚すぎると、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である50ミクロン以上500ミクロン以下に設定すれば良い。   The thermosetting insulating resin desirably contains at least one kind of resin among epoxy resin, phenol resin and cyanate resin. Specifically, it is desirable to include at least one selected from the group consisting of epoxy resins, phenol resins, and isocyanate resins. These resins are excellent in heat resistance and electrical insulation. If the thickness of the heat transfer resin 102 is reduced, the heat generated in the light emitting element 106 attached to the lead frame 100 can be easily transferred to the metal plate 104. However, if the thickness is too thick, the heat resistance increases. Therefore, the optimum thickness may be set to 50 microns or more and 500 microns or less in consideration of the withstand voltage and the thermal resistance.

このように、伝熱樹脂102としては熱伝導性の良いフィラーを使うことができる。またフィラーとしては光反射性の優れた材料を選ぶことで、発光モジュールのような光学部品の場合、熱伝導性と光反射性(あるいは異なる単色光同士の混合による白色光の形成)を同時に高められる。なおプラズマTVや車載用の場合、黒色等の赤外線(あるいは遠赤外線)の放射率の高い色(例えば黒色)にすることが望ましい。   Thus, a filler with good thermal conductivity can be used as the heat transfer resin 102. In addition, by selecting a material with excellent light reflectivity as the filler, in the case of an optical component such as a light emitting module, the thermal conductivity and light reflectivity (or the formation of white light by mixing different monochromatic lights) are simultaneously enhanced. It is done. In the case of a plasma TV or a vehicle-mounted device, it is desirable to use a color having a high emissivity of infrared rays (or far infrared rays) such as black.

次にリードフレーム100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が共に優れているためである。またリードフレーム100としての加工性や、熱伝導性を高めるためには、リードフレーム100となる銅素材に銅以外の少なくともSn、Zr、Ni、Si、Zn、P、Fe等の群から選択される少なくとも1種類以上の材料とからなる合金を使うことが望ましい。例えばCuを主体として、ここにSnを加えた合金(以下、Cu+Snとする)を用いることができる。Cu+Sn合金の場合、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100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歪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、発光素子106の実装後の信頼性確認時(発熱/冷却の繰り返し試験等)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%の銅系の材料を用いた場合、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に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、導電率への影響の可能性がある。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。   Next, the material of the lead frame 100 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 electrical conductivity. In order to improve the workability and thermal conductivity of the lead frame 100, the copper material used as the lead frame 100 is selected from a group of at least Sn, Zr, Ni, Si, Zn, P, Fe, etc. other than copper. It is desirable to use an alloy made of at least one kind of material. For example, an alloy containing Cu as a main component and Sn added thereto (hereinafter referred to as Cu + Sn) can be used. In the case of a Cu + Sn alloy, 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, the lead frame 100 was fabricated using Sn-free copper (Cu> 99.96 wt%). However, although the electrical conductivity was low, distortion might occur in the completed heat dissipation board. Therefore, when a detailed examination was made, the softening point of the material was as low as about 200 ° C., so when the component was later mounted (soldering) or when reliability was confirmed after mounting the light emitting element 106 (repetition test of heat generation / cooling). Etc.). On the other hand, when a copper-based material 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. On the other hand, if the amount added is more than 0.15 wt%, the electrical characteristics may be affected. 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 single or multiple 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 there are more than the ratio described here, there exists a possibility of affecting the electrical 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.

なおリードフレーム100に使う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100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100に微細で複雑な加工が必要な場合、望ましくは400N/mm2以下)とすることでスプリングバック(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)の発生を抑えられ、形成精度を高められる。このようにリードフレーム100の材料としては、Cuを主体とすることで導電率を下げられ、更に柔らかくすることで加工性を高められ、更にリードフレーム100による放熱効果も高められる。なおリードフレーム100に使う銅合金の引張り強度は、10N/mm2以上が望ましい。これは一般的な鉛フリー半田の引張り強度(30〜70N/mm2程度)に対して、リードフレーム100に用いる銅合金はそれ以上の強度が必要なためである。リードフレーム100に用いる銅合金の引張り強度が10N/mm2未満の場合、リードフレーム100に発光素子106や駆動用半導体部品、チップ部品等を半田付け実装する場合、半田部分ではなくてリードフレーム100部分で凝集破壊する可能性がある。 The tensile strength of the copper alloy used for the lead frame 100 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 frame 100 may be affected. Further, such a material having a high tensile strength tends to increase its electric resistance, so that it may not be suitable for high current applications such as LEDs used in the first embodiment. On the other hand, by setting the tensile strength to 600 N / mm 2 or less (and if the lead frame 100 requires fine and complicated processing, desirably 400 N / mm 2 or less), the springback (pressure even if bent to the required angle) If it is removed, it will be repelled by the reaction force), and the formation accuracy can be improved. As described above, the material of the lead frame 100 is mainly composed of Cu, whereby the electrical conductivity can be lowered, and further softening can improve the workability, and further the heat dissipation effect by the lead frame 100 can be enhanced. The tensile strength of the copper alloy used for the lead frame 100 is desirably 10 N / mm 2 or more. This is because the copper alloy used for the lead frame 100 needs to have a strength higher than the tensile strength (about 30 to 70 N / mm 2 ) of general lead-free solder. When the tensile strength of the copper alloy used for the lead frame 100 is less than 10 N / mm 2 , when the light emitting element 106, the driving semiconductor component, the chip component, and the like are soldered and mounted on the lead frame 100, the lead frame 100 is not the solder portion. There is a possibility of cohesive failure at the part.

なおリードフレーム100の、伝熱樹脂102から露出している面(発光素子106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100に対する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100の伝熱樹脂102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。このように伝熱樹脂102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100と伝熱樹脂102の接着性(もしくは結合強度)に影響を与える場合がある。なお図1から図8において、半田層や錫層は図示していない。   It should be noted that the surface of the lead frame 100 exposed from the heat transfer resin 102 (the light emitting element 106 or a mounting surface of a control IC or a chip component (not shown)) is previously soldered so as to improve solderability. By forming the layer and the tin layer, it is possible to improve the component mountability to the lead frame 100 which has a large heat capacity and is difficult to solder compared to the glass epoxy substrate and the like, and it is possible to prevent the wiring from being rusted. Note that it is desirable not to form a solder layer on the surface (or the embedded surface) in contact with the heat transfer resin 102 of the lead frame 100. When a solder layer or a tin layer is formed on the surface in contact with the heat transfer resin 102 in this way, this layer becomes soft during soldering, which affects the adhesion (or bond strength) between the lead frame 100 and the heat transfer resin 102. There is. 1 to 8, the solder layer and the tin layer are not shown.

金属製の金属板104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104の厚みを1mmとしているが、その厚みはバックライト等の仕様に応じて設計できる(なお金属板104の厚みが0.1mm以下の場合、放熱性や強度的に不足する可能性がある。また金属板104の厚みが5mmを超えると、重量面で不利になる)。金属板104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、伝熱樹脂102を形成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(あるいは凹凸部)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104や発光素子106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的にも重要となる。また金属板104を他の放熱板(図示していない)にネジ止めできる。 The metal metal plate 104 is made of aluminum, copper, or an alloy containing them as a main component with good thermal conductivity. In particular, in the present embodiment, the thickness of the metal plate 104 is 1 mm, but the thickness can be designed according to the specifications of a backlight or the like (note that if the thickness of the metal plate 104 is 0.1 mm or less, heat dissipation and (If the thickness of the metal plate 104 exceeds 5 mm, it is disadvantageous in terms of weight.) The metal plate 104 is not only a plate-like one, but also fin portions (or uneven portions) for increasing the surface area on the surface opposite to the surface on which the heat transfer resin 102 is formed in order to further improve heat dissipation. May be formed. The linear expansion coefficient is 8 × 10 −6 / ° C. to 20 × 10 −6 / ° C. By bringing the linear expansion coefficient close to the linear expansion coefficients of the metal plate 104 and the light emitting element 106, warpage and distortion of the entire substrate can be reduced. In addition, when these components are surface-mounted, matching the thermal expansion coefficients with each other is also important in terms of reliability. The metal plate 104 can be screwed to another heat radiating plate (not shown).

またリードフレーム100としては、銅を主体とした板材124を、少なくともその一部が事前に打抜かれたものを用いることができる。そしてリードフレーム100の厚みは0.1mm以上1.0mm以下(更に望ましくは0.3mm以上0.5mm以下)が望ましい。これはLED等の発光素子106を多数個制御するには大電流(例えば30A〜150Aであり、これは駆動するLEDの数によって更に増加する場合もある)が必要であるためである。またリードフレーム100の肉厚が0.10mm未満の場合、プレスが難しくなる場合がある。またリードフレーム100の肉厚が1mmを超えると、プレスによる打ち抜き時にパターンの微細化が影響を受ける場合がある。しかし本発明の場合、発光素子106を微細に実装する場合、リードフレーム100の上ではなくて、微細パターンの形成が可能なセラミック配線基板108の上に実装することができる。   As the lead frame 100, it is possible to use a plate material 124 mainly made of copper, at least a part of which is punched in advance. The thickness of the lead frame 100 is desirably 0.1 mm or greater and 1.0 mm or less (more desirably 0.3 mm or greater and 0.5 mm or less). This is because a large current (for example, 30 A to 150 A, which may further increase depending on the number of LEDs to be driven) is required to control a large number of light emitting elements 106 such as LEDs. Moreover, when the thickness of the lead frame 100 is less than 0.10 mm, pressing may be difficult. If the thickness of the lead frame 100 exceeds 1 mm, pattern miniaturization may be affected at the time of punching with a press. However, in the case of the present invention, when the light emitting element 106 is finely mounted, it can be mounted not on the lead frame 100 but on the ceramic wiring substrate 108 capable of forming a fine pattern.

なおリードフレーム100の代わりに銅箔(例えば、厚み10ミクロン以上50ミクロン以下)を使うことは望ましくない。本発明の場合、LED等の発光素子106で発生する熱は、リードフレーム100を通じて広く拡散されることになる。そのためリードフレーム100の厚みが厚いほど、リードフレーム100を介しての熱拡散が有効となる。一方、リードフレーム100の代わりに銅箔を用いた場合、銅箔の厚みがリードフレーム100に比べて薄い分、熱拡散しにくくなる可能性があるためである。   It is not desirable to use a copper foil (for example, a thickness of 10 microns to 50 microns) instead of the lead frame 100. In the case of the present invention, heat generated in the light emitting element 106 such as an LED is diffused widely through the lead frame 100. Therefore, the greater the thickness of the lead frame 100, the more effective the thermal diffusion through the lead frame 100. On the other hand, when a copper foil is used instead of the lead frame 100, the thickness of the copper foil is thinner than that of the lead frame 100, which may make it difficult to thermally diffuse.

また全ての発熱素子をセラミック配線基板108の上に実装する必要は無い。発熱が課題となる素子だけを選んで、セラミック配線基板108の上に実装することでセラミック配線基板108の小型化が可能となる。また複数個の素子の素子温度のバラツキを抑えられる。また一部の発熱素子を、リードフレーム100の上に実装しても良い。このように、セラミック配線基板108に実装する部分とリードフレーム100の上に実装する部分とを分けることで、更に低コスト化が可能になる。またセラミック板122として、市販のアルミナ基板、窒化アルミナ基板等の高熱電導性の部材を使うことができる。またこうしたセラミック板122を、数cm角から十数cm角の大きさとし、この中に、例えば1mm角から10mm角程度の回路パターン(例えば図4(B)に示したようなもの)を、一括で多数個を作り込むことができる。こうして複数個を一括作製した後、ブレイク溝(切断用の割れ口)やレーザーで個片に分割することで、図4(B)に示したようなセラミック配線基板108を多数個製造できる。   Further, it is not necessary to mount all the heating elements on the ceramic wiring board 108. The ceramic wiring board 108 can be reduced in size by selecting only elements that generate heat and mounting them on the ceramic wiring board 108. In addition, variations in element temperatures of a plurality of elements can be suppressed. Some of the heating elements may be mounted on the lead frame 100. In this way, the cost can be further reduced by separating the part mounted on the ceramic wiring substrate 108 and the part mounted on the lead frame 100. Further, as the ceramic plate 122, a highly heat conductive member such as a commercially available alumina substrate or alumina nitride substrate can be used. Further, the ceramic plate 122 has a size of several centimeters to several tens of centimeters, and a circuit pattern (for example, as shown in FIG. You can make a large number of pieces. A plurality of ceramic wiring boards 108 as shown in FIG. 4B can be manufactured by manufacturing a plurality of pieces in this way and then dividing them into pieces by break grooves (cutting holes) or laser.

このように、本発明の場合、発熱が課題となる電子部品は、放熱性の高いセラミック配線基板108の上に実装し、電子部品に発生した熱は、前記セラミック配線基板108介して、金属板104に逃がすことになる。また配線120の一部をリードフレーム100とすることで、セラミック配線基板108の面積を小さくできると共に、リードフレーム100の特徴である大電流対応、加工性の良さ、放熱性の高さ等を活かすことができ、放熱基板の更なる用途の拡大が可能になる。   Thus, in the case of the present invention, the electronic component for which heat generation is a problem is mounted on the ceramic wiring substrate 108 with high heat dissipation, and the heat generated in the electronic component is transferred to the metal plate via the ceramic wiring substrate 108. 104 will escape. Further, by making part of the wiring 120 the lead frame 100, the area of the ceramic wiring substrate 108 can be reduced, and the large current handling, good workability, high heat dissipation, etc. that are the characteristics of the lead frame 100 can be utilized. It is possible to further expand the applications of the heat dissipation substrate.

こうして少なくとも一面以上に配線を形成したセラミック配線基板108と、前記セラミック配線基板108を固定する金属板104と、前記セラミック配線基板108上の配線120と、電気的に接続した複数本のリードフレーム100と、をセラミックフィラー及び熱硬化性樹脂からなる伝熱樹脂102により固定することで放熱基板の放熱性と加工性を改善する。   Thus, a plurality of lead frames 100 electrically connected to the ceramic wiring board 108 on which the wiring is formed on at least one surface, the metal plate 104 for fixing the ceramic wiring board 108, the wiring 120 on the ceramic wiring board 108, and the like. Are fixed by a heat transfer resin 102 made of a ceramic filler and a thermosetting resin, thereby improving the heat dissipation and workability of the heat dissipation substrate.

また金属板104の上に固定された、少なくとも一面以上に配線120を形成したセラミック配線基板108と、複数本のリードフレーム100と、セラミックフィラーと熱硬化性樹脂とからなる伝熱樹脂102と、からなる放熱基板の、前記リードフレーム100は前記伝熱樹脂102によって前記金属板104から絶縁された状態で、その一端はセラミック配線基板108の上に形成された配線120と電気的に接続され、他の一端は前記伝熱樹脂102から突き出して取出し電極とすることで放熱基板の放熱性と加工性を改善する。   Further, the ceramic wiring board 108 formed on the metal plate 104 and having the wiring 120 formed on at least one surface, a plurality of lead frames 100, a heat transfer resin 102 made of a ceramic filler and a thermosetting resin, The lead frame 100 of the heat dissipating substrate is electrically insulated from the metal plate 104 by the heat transfer resin 102, and one end thereof is electrically connected to the wiring 120 formed on the ceramic wiring substrate 108, The other end protrudes from the heat transfer resin 102 and serves as an extraction electrode, thereby improving the heat dissipation and workability of the heat dissipation substrate.

そして所定パターンに加工されたリードフレーム100と、金属板104の間に、表面に予め配線が形成されたセラミック配線基板108と、セラミックフィラーと熱硬化性樹脂とからなる伝熱樹脂102をセットし、金型を使って前記伝熱樹脂102を所定形状に熱硬化させ、前記金属板104と前記リードフレーム100と前記セラミック配線基板108を、前記伝熱樹脂102で一体化することで放熱基板を製造する。   Then, between the lead frame 100 processed into a predetermined pattern and the metal plate 104, a ceramic wiring board 108 with wiring formed in advance on the surface, and a heat transfer resin 102 made of a ceramic filler and a thermosetting resin are set. The heat transfer resin 102 is thermally cured into a predetermined shape using a mold, and the heat sink resin 102 is integrated by integrating the metal plate 104, the lead frame 100, and the ceramic wiring board 108 with the heat transfer resin 102. To manufacture.

また少なくとも一表面以上に配線を形成したセラミック配線基板108を、表面に固定した金属板104の上に、所定パターンに加工したリードフレーム100と、セラミックフィラーと熱硬化性樹脂とからなる伝熱樹脂102をセットし、金型を用いて前記伝熱樹脂102を所定形状に熱硬化させ、前記金属板104と前記リードフレーム100と前記セラミック配線基板108を、前記伝熱樹脂102で一体化することで放熱基板を製造する。こうして、放熱基板の取り扱い性を高めることができる。   In addition, a lead frame 100 in which a ceramic wiring board 108 having wiring formed on at least one surface is processed into a predetermined pattern on a metal plate 104 fixed to the surface, and a heat transfer resin made of a ceramic filler and a thermosetting resin. 102 is set, the heat transfer resin 102 is thermally cured into a predetermined shape using a mold, and the metal plate 104, the lead frame 100, and the ceramic wiring board 108 are integrated with the heat transfer resin 102. To manufacture a heat dissipation board. In this way, the handleability of the heat dissipation substrate can be improved.

なお全てのリードフレーム100の一端をセラミック配線基板108、あるいは取出し電極とする必要は無い。リードフレーム100を浮島状(あるいはセラミック配線基板108にも、外部電源にも接続されていない浮いた状態)としても良い。このように一部のリードフレーム100を浮島状とすることで、リードフレーム100自身で様々な回路パターンを形成できるため、その分、セラミック配線基板108の面積を小さくできる。   Note that it is not necessary that one end of every lead frame 100 be the ceramic wiring board 108 or the extraction electrode. The lead frame 100 may have a floating island shape (or a floating state in which the lead frame 100 is not connected to the ceramic wiring substrate 108 or the external power source). In this way, by forming some of the lead frames 100 in a floating island shape, various circuit patterns can be formed by the lead frames 100 themselves, so that the area of the ceramic wiring board 108 can be reduced accordingly.

また全ての部品をセラミック配線基板108の上に実装する必要はない。リードフレーム100の上にも部品を実装することでセラミック配線基板108の小型化が可能になる。またリードフレーム100の上に実装した部品から発生した熱も、リードフレーム100からセラミック配線基板108を介して、あるいは伝熱樹脂102を介して金属板104に放熱することができる。   Moreover, it is not necessary to mount all the components on the ceramic wiring board 108. By mounting components on the lead frame 100, the ceramic wiring board 108 can be downsized. Also, heat generated from components mounted on the lead frame 100 can be radiated from the lead frame 100 to the metal plate 104 via the ceramic wiring substrate 108 or via the heat transfer resin 102.

以上のように、本発明にかかる高放熱基板及びその製造方法並びにそれを用いた発光モジュールを用いることで、プラズマテレビや車載用の放熱が要求される電源回路、あるいは液晶テレビのバックライト用の発光モジュール等を提供でき、機器の小型化や、高演色化の用途にも適用できる。   As described above, by using the high heat dissipation substrate, the manufacturing method thereof, and the light emitting module using the high heat dissipation substrate according to the present invention, a power supply circuit that requires heat dissipation for a plasma television or a vehicle, or a backlight for a liquid crystal television. A light emitting module or the like can be provided, which can be applied to downsizing of devices and high color rendering.

実施の形態1における放熱基板の斜視図と断面図A perspective view and a sectional view of the heat dissipation board in the first embodiment 放熱基板の放熱メカニズムを説明する上面図と断面図Top view and sectional view explaining the heat dissipation mechanism of the heat dissipation board 複数のLED等の発光素子を発光させる回路図Circuit diagram for emitting light from multiple light emitting elements such as LEDs セラミック配線基板について説明する斜視図及び上面図A perspective view and a top view for explaining a ceramic wiring board セラミック配線基板の構造を示す断面図Sectional view showing structure of ceramic wiring board 放熱基板の製造方法を説明する断面図Sectional drawing explaining the manufacturing method of a heat sink 金属板、セラミック配線基板、リードフレーム等を伝熱樹脂で固定する様子を示す斜視図Perspective view showing how metal plates, ceramic wiring boards, lead frames, etc. are fixed with heat transfer resin 完成した放熱基板に部品を実装する様子を説明する斜視図A perspective view explaining how to mount components on the completed heat dissipation board 従来の発光モジュールの一例を示す断面図Sectional drawing which shows an example of the conventional light emitting module

符号の説明Explanation of symbols

100 リードフレーム
102 伝熱樹脂
104 金属板
106 発光素子
108 セラミック配線基板
110 矢印
112 抵抗
114 オーバーコート
116 窓
118 点線
120 配線
122 セラミック板
124 板材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Lead frame 102 Heat transfer resin 104 Metal plate 106 Light emitting element 108 Ceramic wiring board 110 Arrow 112 Resistance 114 Overcoat 116 Window 118 Dotted line 120 Wiring 122 Ceramic board 124 Board material

Claims (13)

少なくとも一面以上に配線を形成したセラミック配線基板と、前記セラミック配線基板を固定する金属板と、
前記セラミック配線基板上の配線と、電気的に接続した複数本のリードフレームと、を、
セラミックフィラー及び熱硬化性樹脂からなる伝熱樹脂により固定した放熱基板。
A ceramic wiring board in which wiring is formed on at least one surface, a metal plate for fixing the ceramic wiring board,
A wiring on the ceramic wiring board and a plurality of electrically connected lead frames,
A heat dissipation substrate fixed by a heat transfer resin made of a ceramic filler and a thermosetting resin.
金属板の上に固定された、少なくとも一面以上に配線を形成したセラミック配線基板と、
複数本のリードフレームと、
セラミックフィラーと熱硬化性樹脂とからなる伝熱樹脂と、
からなる放熱基板の、
前記リードフレームは前記伝熱樹脂によって金属板から絶縁された状態で、その一端はセラミック配線基板の上に形成された配線と電気的に接続され、他の一端は前記伝熱樹脂から突き出して取出し電極となっている放熱基板。
A ceramic wiring board fixed on a metal plate and having wiring formed on at least one surface; and
Multiple lead frames,
A heat transfer resin comprising a ceramic filler and a thermosetting resin;
Of the heat dissipation board consisting of
The lead frame is electrically insulated from the metal plate by the heat transfer resin, and one end thereof is electrically connected to the wiring formed on the ceramic wiring board, and the other end protrudes from the heat transfer resin. Heat dissipation board that is an electrode.
セラミック配線基板は、その表面に銀または銅を主体とした配線と、
前記配線を保護する樹脂またはガラスを主体とした絶縁層からなる保護層と、を、
有している請求項1もしくは請求項2のいずれか一つに記載の放熱基板。
The ceramic wiring board has wiring mainly composed of silver or copper on its surface,
A protective layer made of an insulating layer mainly composed of a resin or glass for protecting the wiring,
The heat dissipation board according to claim 1, wherein the heat dissipation board is provided.
セラミック配線基板は、その表面に形成した複数本の配線と、
前記配線の間を接続する抵抗素子もしくは保護素子と、を、
有している請求項1もしくは請求項2のいずれか一つに記載の放熱基板。
The ceramic wiring board has a plurality of wirings formed on its surface,
A resistance element or a protection element for connecting between the wirings,
The heat dissipation board according to claim 1, wherein the heat dissipation board is provided.
セラミック配線基板と、前記金属板とが、金属部材もしくは樹脂材料もしくはガラス材料で接合されている請求項1もしくは請求項2のいずれか一つに記載の放熱基板。 The heat dissipation substrate according to any one of claims 1 and 2, wherein the ceramic wiring substrate and the metal plate are joined with a metal member, a resin material, or a glass material. セラミック配線基板に比べ、金属板の方が大きい請求項1もしくは請求項2のいずれか一つに記載の放熱基板。 The heat dissipation board according to claim 1, wherein the metal plate is larger than the ceramic wiring board. セラミック配線基板の配線と、リードフレームは、半田付け、溶接、バンプ、もしくは物理的な方法で電気的に接続されている請求項1もしくは請求項2のいずれか一つに記載の放熱基板。 The heat dissipation board according to claim 1, wherein the wiring of the ceramic wiring board and the lead frame are electrically connected by soldering, welding, bumping, or a physical method. 伝熱樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及びシアネート樹脂から選ばれた少なくとも一種からなる熱硬化性樹脂とAlN、Al23、MgO、SiO2、SiC、Si34、及びBNから選ばれた少なくとも一種からなるフィラーの混合物であり、その熱伝導率が1W/(m・K)以上20W/(m・K)以下である請求項1もしくは請求項2のいずれか一つに記載の放熱基板。 The heat transfer resin is selected from at least one thermosetting resin selected from an epoxy resin, a phenol resin, and a cyanate resin, and AlN, Al 2 O 3 , MgO, SiO 2 , SiC, Si 3 N 4 , and BN. The heat dissipation according to claim 1, wherein the heat conductivity is 1 W / (m · K) or more and 20 W / (m · K) or less. substrate. 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少なくとも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もしくは請求項2のいずれか一つに記載の放熱基板。 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 Lead frame mainly composed of copper containing at least one 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 heat dissipation board according to claim 1, wherein the heat dissipation board is used. 所定パターンに加工されたリードフレームと、
金属板の間に、
表面に予め配線が形成されたセラミック配線基板と、
セラミックフィラーと熱硬化性樹脂とからなる伝熱樹脂をセットし、
金型を使って前記伝熱樹脂を所定形状に熱硬化させ、
前記金属板と前記リードフレームと前記セラミック配線基板を、前記伝熱樹脂で一体化する放熱基板の製造方法。
A lead frame processed into a predetermined pattern;
Between metal plates,
A ceramic wiring board having wiring formed in advance on the surface;
Set heat transfer resin consisting of ceramic filler and thermosetting resin,
Thermosetting the heat transfer resin into a predetermined shape using a mold,
A method of manufacturing a heat dissipation board, wherein the metal plate, the lead frame, and the ceramic wiring board are integrated with the heat transfer resin.
少なくとも一表面以上に配線を形成したセラミック配線基板を、表面に固定した金属板の上に、
所定パターンに加工したリードフレームと、
セラミックフィラーと熱硬化性樹脂とからなる伝熱樹脂をセットし、
金型を用いて前記伝熱樹脂を所定形状に熱硬化させ、
前記金属板と前記リードフレームと前記セラミック配線基板を、前記伝熱樹脂で一体化する放熱基板の製造方法。
A ceramic wiring board with wiring formed on at least one surface is placed on a metal plate fixed to the surface.
A lead frame processed into a predetermined pattern;
Set heat transfer resin consisting of ceramic filler and thermosetting resin,
Thermosetting the heat transfer resin into a predetermined shape using a mold,
A method of manufacturing a heat dissipation board, wherein the metal plate, the lead frame, and the ceramic wiring board are integrated with the heat transfer resin.
少なくとも一面以上に配線を形成したセラミック配線基板と、前記セラミック配線基板を固定する金属板と、
前記セラミック配線基板上の配線と、電気的に接続した複数本のリードフレームと、を、
セラミックフィラー及び熱硬化性樹脂からなる伝熱樹脂により固定した放熱基板の、
前記セラミック配線基板上に複数の発光素子を実装した発光モジュール。
A ceramic wiring board in which wiring is formed on at least one surface, a metal plate for fixing the ceramic wiring board,
A wiring on the ceramic wiring board and a plurality of electrically connected lead frames,
Of the heat dissipation board fixed by the heat transfer resin made of ceramic filler and thermosetting resin,
A light emitting module comprising a plurality of light emitting elements mounted on the ceramic wiring board.
金属板の上に固定された、少なくとも一面以上に配線を形成したセラミック配線基板と、
複数本のリードフレームと、
セラミックフィラーと熱硬化性樹脂とからなる伝熱樹脂と、
からなる放熱基板の、
前記リードフレームは前記伝熱樹脂によって金属板から絶縁された状態で、その一端はセラミック配線基板の上に形成された配線と電気的に接続され、他の一端は前記伝熱樹脂から突き出して取出し電極となっている放熱基板の、
前記セラミック配線基板上に複数の発光素子を実装した発光モジュール。
A ceramic wiring board fixed on a metal plate and having wiring formed on at least one surface; and
Multiple lead frames,
A heat transfer resin comprising a ceramic filler and a thermosetting resin;
Of the heat dissipation board consisting of
The lead frame is electrically insulated from the metal plate by the heat transfer resin, and one end thereof is electrically connected to the wiring formed on the ceramic wiring board, and the other end protrudes from the heat transfer resin. Of the heat dissipation substrate that is the electrode,
A light emitting module comprising a plurality of light emitting elements mounted on the ceramic wiring board.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012114278A (en) * 2010-11-25 2012-06-14 Kyocera Corp Wiring board and multiple-pattern wiring board
JP2013201330A (en) * 2012-03-26 2013-10-03 Hitachi Ltd Power module manufacturing method and power module
JP2018137316A (en) * 2017-02-21 2018-08-30 三菱マテリアル株式会社 Insulating circuit board and method for manufacturing the same
CN112212225A (en) * 2019-07-10 2021-01-12 合信材料有限公司 LED light-emitting structure, LED light-emitting component material belt, LED light-emitting component and LED bulb

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001203313A (en) * 1999-11-09 2001-07-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Thermal conduction substrate and manufacturing method therefor
JP2001274301A (en) * 2000-03-27 2001-10-05 Honda Motor Co Ltd Heat radiation element for power device
JP2002057258A (en) * 2000-06-01 2002-02-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Thermal conductive substrate and method of manufacturing the same, and power module
JP2002241873A (en) * 2001-02-16 2002-08-28 Hitachi Cable Ltd High strength and highly electrically conductive copper alloy and method for producing copper alloy material
JP2004119547A (en) * 2002-09-25 2004-04-15 Kyocera Corp Ceramic wiring board and its manufacturing method
JP2004349400A (en) * 2003-05-21 2004-12-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Thermally conductive circuit board and power module using the same
JP2005116990A (en) * 2003-10-10 2005-04-28 Toyoda Gosei Co Ltd Light emitting device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001203313A (en) * 1999-11-09 2001-07-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Thermal conduction substrate and manufacturing method therefor
JP2001274301A (en) * 2000-03-27 2001-10-05 Honda Motor Co Ltd Heat radiation element for power device
JP2002057258A (en) * 2000-06-01 2002-02-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Thermal conductive substrate and method of manufacturing the same, and power module
JP2002241873A (en) * 2001-02-16 2002-08-28 Hitachi Cable Ltd High strength and highly electrically conductive copper alloy and method for producing copper alloy material
JP2004119547A (en) * 2002-09-25 2004-04-15 Kyocera Corp Ceramic wiring board and its manufacturing method
JP2004349400A (en) * 2003-05-21 2004-12-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Thermally conductive circuit board and power module using the same
JP2005116990A (en) * 2003-10-10 2005-04-28 Toyoda Gosei Co Ltd Light emitting device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012114278A (en) * 2010-11-25 2012-06-14 Kyocera Corp Wiring board and multiple-pattern wiring board
JP2013201330A (en) * 2012-03-26 2013-10-03 Hitachi Ltd Power module manufacturing method and power module
JP2018137316A (en) * 2017-02-21 2018-08-30 三菱マテリアル株式会社 Insulating circuit board and method for manufacturing the same
CN112212225A (en) * 2019-07-10 2021-01-12 合信材料有限公司 LED light-emitting structure, LED light-emitting component material belt, LED light-emitting component and LED bulb

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