JP2009224469A - Lighting device - Google Patents

Lighting device Download PDF

Info

Publication number
JP2009224469A
JP2009224469A JP2008065912A JP2008065912A JP2009224469A JP 2009224469 A JP2009224469 A JP 2009224469A JP 2008065912 A JP2008065912 A JP 2008065912A JP 2008065912 A JP2008065912 A JP 2008065912A JP 2009224469 A JP2009224469 A JP 2009224469A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light emitting
substrate
emitting elements
element mounting
heat dissipation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008065912A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Kondo
健一 近藤
Isato Oba
勇人 大場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stanley Electric Co Ltd filed Critical Stanley Electric Co Ltd
Priority to JP2008065912A priority Critical patent/JP2009224469A/en
Publication of JP2009224469A publication Critical patent/JP2009224469A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting device substantially improving a heat radiation property and preventing the luminance degradation of a light emitting element or the like. <P>SOLUTION: By using an insulating material whose heat radiation property is higher than that of polyimide or glass epoxy for the material of the substrate body 44 of a wiring substrate 43, even when the plurality of light emitting elements 13 are mounted highly densely on an element mounting substrate 12 and considerable heat is generated, the heat is radiated by the highly heat-radiating substrate body 44 of the wiring substrate 43. Thus, temperature rise is suppressed and the luminance degradation of the light emitting element or the like is prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、照明装置に関する。   The present invention relates to a lighting device.

従来、多層配線基板として、例えば特許文献1,2,3に示されているようなポリイミド基板、あるいは、例えば特許文献4,5,6に示されているようなガラスエポキシ基板がよく利用されている。
特開平03−204994号公報 特開平04−162589号公報 特開平05−175658号公報 特開平05−327224号公報 特開平10−284842号公報 特開平11−330708号公報
Conventionally, as a multilayer wiring board, for example, a polyimide substrate as shown in Patent Documents 1, 2, and 3, or a glass epoxy substrate as shown in Patent Documents 4, 5, and 6, for example, is often used. Yes.
Japanese Patent Laid-Open No. 03-204994 Japanese Patent Laid-Open No. 04-162589 JP 05-175658 A JP 05-327224 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-284842 Japanese Patent Laid-Open No. 11-330708

ところで、複数の発光素子(例えばLED)が実装されている素子実装基板に、前記複数の発光素子の各電極部に対応した電極配線が形成されている配線基板を接合して照明装置として構成する場合、複数の発光素子を高密度に実装すると相当の発熱が見込まれ、発熱によって発光素子の輝度劣化などが生じてしまう。このような事態を防止するためには、照明装置に放熱性の良い部材を用いる必要があるが、従来では、照明装置の配線基板には、一般に、ポリイミドやガラスエポキシが用いられているので、照明装置の放熱性を十分に向上させることができないという問題があった。   By the way, a wiring board on which electrode wiring corresponding to each electrode portion of the plurality of light emitting elements is bonded to an element mounting board on which a plurality of light emitting elements (for example, LEDs) are mounted is configured as an illumination device. In this case, if a plurality of light emitting elements are mounted at a high density, considerable heat generation is expected, and the heat generation causes luminance degradation of the light emitting elements. In order to prevent such a situation, it is necessary to use a member with good heat dissipation in the lighting device, but conventionally, since a wiring board of the lighting device is generally made of polyimide or glass epoxy, There was a problem that the heat dissipation of the lighting device could not be sufficiently improved.

本発明は、放熱性を著しく向上させて、発光素子の輝度劣化などを防止することの可能な照明装置を提供することを目的としている。   An object of the present invention is to provide an illuminating device capable of remarkably improving heat dissipation and preventing luminance deterioration of a light emitting element.

上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、複数の発光素子が実装されている素子実装基板と、前記複数の発光素子の各電極部に対応した電極配線が基板本体に形成されている配線基板とを有し、素子実装基板の素子実装面とは反対側の面と配線基板の電極配線取り出し側の面とが対向して配置され、素子実装基板に実装されている複数の発光素子の各電極部と該複数の発光素子の各電極部に対応した配線基板の電極配線とが接合されている照明装置であって、
前記配線基板の基板本体の材料には、絶縁性を有し、ポリイミドまたはガラスエポキシよりも放熱性の高い材料が用いられることを特徴としている。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an element mounting substrate on which a plurality of light emitting elements are mounted, and electrode wiring corresponding to each electrode portion of the plurality of light emitting elements are formed on a substrate body. A plurality of wiring boards mounted on the element mounting board, wherein the surface opposite to the element mounting surface of the element mounting board and the surface on the electrode wiring extraction side of the wiring board are arranged to face each other. A lighting device in which each electrode portion of a light emitting element and an electrode wiring of a wiring board corresponding to each electrode portion of the plurality of light emitting elements are joined,
As a material of the substrate body of the wiring substrate, a material having insulating properties and higher heat dissipation than polyimide or glass epoxy is used.

また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の照明装置において、前記配線基板の基板本体の材料には、ポリイミドまたはガラスエポキシよりも放熱性の高いSiC,AlN,セラミックスのいずれかが用いられることを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, in the illuminating device according to the first aspect of the present invention, the substrate body material of the wiring board is any one of SiC, AlN, and ceramics that have higher heat dissipation than polyimide or glass epoxy. It is characterized by being able to.

また、請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2記載の照明装置において、前記素子実装基板には、放熱ビアが形成され、また、前記配線基板には、前記素子実装基板の放熱ビアの形成位置に対応した位置に、放熱ビアが形成されており、前記素子実装基板の放熱ビアは、前記配線基板の放熱ビアと接続されていることを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, in the illumination device according to the first or second aspect, a heat dissipation via is formed in the element mounting board, and a heat dissipation of the element mounting board is formed in the wiring board. A heat dissipation via is formed at a position corresponding to the via formation position, and the heat dissipation via of the element mounting board is connected to the heat dissipation via of the wiring board.

また、請求項4記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の照明装置において、前記素子実装基板に実装されている複数の発光素子の各電極部と該複数の発光素子の各電極部に対応した配線基板の電極配線とは、ハンダで接合されていることを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, in the illumination device according to any one of the first to third aspects, the electrode portions of the plurality of light emitting elements mounted on the element mounting substrate and the plurality of the plurality of light emitting elements are mounted. The electrode wiring of the wiring board corresponding to each electrode portion of the light emitting element is characterized by being joined by solder.

また、請求項5記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の照明装置において、前記素子実装基板には、さらに、前記複数の発光素子の各々に対応する貫通孔が形成された型枠と、前記各発光素子の上方であって、前記型枠の貫通孔に配置された蛍光体フィルター板とが設けられていることを特徴としている。   According to a fifth aspect of the present invention, in the illumination device according to any one of the first to fourth aspects, the element mounting substrate further includes a through hole corresponding to each of the plurality of light emitting elements. And a phosphor filter plate disposed above the light emitting elements and in the through hole of the mold.

また、請求項6記載の発明は、請求項5記載の照明装置において、前記素子実装基板には、Si,SiC,AlN,セラミックスのいずれかが用いられ、前記型枠には、Siが用いられることを特徴としている。   According to a sixth aspect of the present invention, in the illumination device according to the fifth aspect, any one of Si, SiC, AlN, and ceramics is used for the element mounting substrate, and Si is used for the mold. It is characterized by that.

また、請求項7記載の発明は、請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の照明装置において、前記複数の発光素子は、ドットマトリクス光源として構成されることを特徴としている。   According to a seventh aspect of the present invention, in the illumination device according to any one of the first to sixth aspects, the plurality of light emitting elements are configured as a dot matrix light source.

請求項1乃至請求項7記載の発明によれば、複数の発光素子が実装されている素子実装基板と、前記複数の発光素子の各電極部に対応した電極配線が形成されている配線基板とを有し、素子実装基板の素子実装面とは反対側の面と配線基板の電極配線取り出し側の面とが対向して配置され、素子実装基板に実装されている複数の発光素子の各電極部と該複数の発光素子の各電極部に対応した配線基板の電極配線とが接合されている照明装置であって、
前記配線基板の基板材料には、絶縁性を有し、ポリイミドまたはガラスエポキシよりも放熱性の高い材料が用いられるので、照明装置の放熱性を著しく向上させることができ、これにより、発光素子の輝度劣化などを防止することができる。
According to invention of Claim 1 thru | or 7, the element mounting board | substrate with which the some light emitting element is mounted, The wiring board in which the electrode wiring corresponding to each electrode part of the said several light emitting element is formed, Each electrode of a plurality of light-emitting elements mounted on the element mounting board, wherein the surface opposite to the element mounting surface of the element mounting board and the surface on the electrode wiring take-out side of the wiring board are opposed to each other. And an electrode wiring of a wiring board corresponding to each electrode portion of the plurality of light emitting elements,
As the substrate material of the wiring board, a material having insulating properties and higher heat dissipation than polyimide or glass epoxy is used, so that the heat dissipation of the lighting device can be remarkably improved. Luminance deterioration can be prevented.

特に、請求項3記載の発明によれば、請求項1または請求項2記載の照明装置において、前記素子実装基板には、放熱ビアが形成され、また、前記配線基板には、前記素子実装基板の放熱ビアの形成位置に対応した位置に、放熱ビアが形成されており、前記素子実装基板の放熱ビアは、前記配線基板の放熱ビアと接続されているので、照明装置の放熱性をより一層向上させることができる。   Particularly, according to the invention described in claim 3, in the lighting device according to claim 1 or 2, the element mounting board is formed with a heat dissipation via, and the wiring board includes the element mounting board. The heat radiation via is formed at a position corresponding to the position where the heat radiation via is formed, and the heat radiation via of the element mounting board is connected to the heat radiation via of the wiring board. Can be improved.

また、請求項5記載の発明によれば、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の照明装置において、前記素子実装基板には、さらに、前記複数の発光素子の各々に対応する貫通孔が形成された型枠と、前記各発光素子の上方であって、前記型枠の貫通孔に配置された蛍光体フィルター板とが設けられているので、色むら及びクロストークを防止することができ、また、発光素子間の間隔を小さくして複数の発光素子を高密度に実装することができ、さらに、耐熱性や放熱効果をより一層改善することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the illumination device according to any one of the first to fourth aspects, the element mounting substrate further corresponds to each of the plurality of light emitting elements. A mold having a through-hole formed therein and a phosphor filter plate disposed above the light-emitting elements and in the through-hole of the mold are provided to prevent uneven color and crosstalk. In addition, a plurality of light emitting elements can be mounted at a high density by reducing the interval between the light emitting elements, and the heat resistance and the heat dissipation effect can be further improved.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明に係る照明装置の構成例を示す図(平面図)、図2は図1のA−A線における断面図である。また、図3,図4は図2の各構成要素を説明するための図である。なお、図1,図2,図3,図4において、12は素子実装基板、13は複数の発光素子、14a,14bは複数の発光素子13の各電極部、15は金(Au)、16は素子実装基板12の発光素子13側から発光素子13とは反対の側の電極部14a,14bに導通をとるための導通部(例えば銅(Cu)ビア)、17は素子実装基板12の発光素子13側から発光素子13とは反対の側に貫通する放熱のための放熱ビア、18は型枠、19は蛍光体フィルター板であり、また、43は配線基板、44は配線基板43の基板本体、45a,45bは発光素子13の各電極部14a,14bに対応した電極配線、46は放熱のための放熱ビアであり、また、50はハンダである。   FIG. 1 is a diagram (plan view) illustrating a configuration example of a lighting device according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3 and 4 are diagrams for explaining each component of FIG. 1, 2, 3, and 4, 12 is an element mounting substrate, 13 is a plurality of light emitting elements, 14 a and 14 b are electrode portions of the plurality of light emitting elements 13, 15 is gold (Au), 16 Is a conducting portion (for example, copper (Cu) via) for conducting from the light emitting element 13 side of the element mounting substrate 12 to the electrode portions 14a and 14b on the side opposite to the light emitting element 13, and 17 is light emission of the element mounting substrate 12. A heat dissipation via for heat dissipation penetrating from the element 13 side to the side opposite to the light emitting element 13, 18 is a mold, 19 is a phosphor filter plate, 43 is a wiring substrate, 44 is a substrate of the wiring substrate 43 The main body, 45a and 45b are electrode wirings corresponding to the electrode portions 14a and 14b of the light emitting element 13, 46 is a heat dissipation via for heat dissipation, and 50 is solder.

先ず、図3を参照すると、この照明装置は、複数の発光素子13が実装されている素子実装基板12と、前記複数の発光素子13の各電極部14a,14bに対応した電極配線45a,45bが基板本体44に形成されている配線基板43とを有し、素子実装基板12の素子実装面とは反対の側の面と配線基板43の電極配線取り出し側の面とが対向して配置されている。   First, referring to FIG. 3, the lighting device includes an element mounting substrate 12 on which a plurality of light emitting elements 13 are mounted, and electrode wirings 45 a and 45 b corresponding to the electrode portions 14 a and 14 b of the plurality of light emitting elements 13. Has a wiring substrate 43 formed on the substrate body 44, and the surface on the side opposite to the element mounting surface of the element mounting substrate 12 and the surface on the electrode wiring take-out side of the wiring substrate 43 are arranged to face each other. ing.

そして、図4を参照すると、素子実装基板12に実装されている複数の発光素子13の各電極部14a,14bと該複数の発光素子13の各電極部14a,14bに対応した配線基板43の電極配線45a,45bとが例えばハンダ50などで接合されるようになっている。図2には、素子実装基板12に実装されている複数の発光素子13の各電極部14a,14bと該複数の発光素子13の各電極部14a,14bに対応した配線基板43の電極配線45a,45bとが例えばハンダ50などで接合された状態が示されている。   Then, referring to FIG. 4, the electrode portions 14 a and 14 b of the plurality of light emitting elements 13 mounted on the element mounting substrate 12 and the wiring substrate 43 corresponding to the electrode portions 14 a and 14 b of the plurality of light emitting elements 13. The electrode wirings 45a and 45b are joined by, for example, solder 50 or the like. In FIG. 2, the electrode portions 14 a and 14 b of the plurality of light emitting elements 13 mounted on the element mounting substrate 12 and the electrode wiring 45 a of the wiring substrate 43 corresponding to the electrode portions 14 a and 14 b of the plurality of light emitting elements 13 are shown. 45b are joined together with, for example, solder 50 or the like.

より詳細に、図1を参照すると、複数の発光素子13は、図1の例では、2次元にマトリクス状(2×4)に配置されている。そして、図2,図3,図4の例からもわかるように、各発光素子13は、Auバンプ15でボンディングパッド(図示せず)を介し導通部(例えば銅(Cu)ビア)16にフリップチップ接続されている。フリップチップ接続は、ワイヤー接続に比較して、実装に占める面積を小さくでき、高密度の実装が可能となる。また、各発光素子13としては、例えば、GaN系材料からなる発光層を持つ発光素子が使用され、紫外光、青色光、緑色光を発光する。あるいは、各発光素子13は例えば白色LEDなどである。図1の例では発光素子の数は2×4であるが、照明装置に要求される明るさに応じて適宜その個数は選択される。   In more detail, referring to FIG. 1, the plurality of light emitting elements 13 are two-dimensionally arranged in a matrix (2 × 4) in the example of FIG. As can be seen from the examples of FIGS. 2, 3, and 4, each light-emitting element 13 is flipped by Au bump 15 to a conductive portion (for example, copper (Cu) via) 16 through a bonding pad (not shown). Chip connected. Flip chip connection can reduce the area occupied by mounting compared to wire connection, and enables high-density mounting. Moreover, as each light emitting element 13, for example, a light emitting element having a light emitting layer made of a GaN-based material is used, and emits ultraviolet light, blue light, and green light. Or each light emitting element 13 is white LED etc., for example. In the example of FIG. 1, the number of light emitting elements is 2 × 4, but the number is appropriately selected according to the brightness required for the lighting device.

より具体的に、図1乃至図4の例では、複数の発光素子13は、各発光素子13毎にそれぞれ独立にかつ自由に配光を制御可能なドットマトリクス光源(各発光素子13に例えば白色LEDを用いたドットマトリクスLED光源)として構成可能な構造となっている。
More specifically, in the example of FIGS. 1 to 4, the plurality of light emitting elements 13 are dot matrix light sources that can control light distribution independently and freely for each light emitting element 13. It has a structure that can be configured as a dot matrix LED light source using LEDs.

また、素子実装基板12は、例えばシリコン(Si)基板であり、素子実装基板12の発光素子13側から発光素子13とは反対の側に貫通する0.1mmφのスルーホールが電極部14a,14bに対応する位置に形成され、このスルーホール内に銅メッキ等により導通部(例えば銅(Cu)がスルーホール内に充填された銅(Cu)ビア)16が形成されている。なお、素子実装基板12の材料としては、上述の無機材料であるシリコン(Si)に加えて、SiC基板、AlN基板や、アルミナ等のセラミックスを使用することもできる。   The element mounting substrate 12 is, for example, a silicon (Si) substrate, and 0.1 mmφ through holes penetrating from the light emitting element 13 side of the element mounting substrate 12 to the side opposite to the light emitting element 13 are electrode portions 14a and 14b. A conductive portion (for example, a copper (Cu) via filled with copper (Cu) in the through hole) 16 is formed in the through hole by copper plating or the like. As a material for the element mounting substrate 12, in addition to silicon (Si), which is the above-described inorganic material, a SiC substrate, an AlN substrate, or ceramics such as alumina can also be used.

また、素子実装基板12には、素子実装基板12の発光素子13側から発光素子13とは反対の側に貫通する放熱のための放熱ビア(例えば銅(Cu)ビア)17が形成されている。   The element mounting board 12 is provided with a heat dissipation via (for example, a copper (Cu) via) 17 for heat dissipation penetrating from the light emitting element 13 side of the element mounting board 12 to the side opposite to the light emitting element 13. .

また、配線基板43には、前記複数の発光素子13の各電極部14a,14bに対応した電極配線(例えば、銅(Cu)やアルミニウムなどの配線)45a,45b(以下、45a,45bを総称して45とする)が基板本体44に形成されている。ここで、素子実装基板12に実装されている複数の発光素子13の各電極部14a,14bと該複数の発光素子13の各電極部14a,14bに対応した配線基板43の電極配線45a,45bとは例えばハンダ50などで接合されて、電気的に接続される。より詳細に、複数の発光素子13がドットマトリクス光源として構成される場合、配線45は、例えば、行方向と列方向に配列され、各発光素子13を選択的に駆動できるよう、発光素子13毎に電気的に接続される。すなわち、この場合、配線45は、図2,図3,図4に示すようにドットマトリクス配線として、階層構造で各々の発光素子13に接続される。   In addition, the wiring substrate 43 is generically referred to as electrode wiring (for example, wiring such as copper (Cu) or aluminum) 45a and 45b (hereinafter referred to as 45a and 45b) corresponding to the electrode portions 14a and 14b of the plurality of light emitting elements 13. 45) is formed on the substrate body 44. Here, the electrode portions 14 a and 14 b of the plurality of light emitting elements 13 mounted on the element mounting substrate 12 and the electrode wirings 45 a and 45 b of the wiring substrate 43 corresponding to the electrode portions 14 a and 14 b of the plurality of light emitting elements 13. Is joined by, for example, solder 50 and is electrically connected. More specifically, when a plurality of light emitting elements 13 is configured as a dot matrix light source, the wiring 45 is arranged in, for example, a row direction and a column direction, and each light emitting element 13 is selectively driven so that each light emitting element 13 can be selectively driven. Is electrically connected. That is, in this case, the wiring 45 is connected to each light emitting element 13 in a hierarchical structure as a dot matrix wiring as shown in FIGS.

また、配線基板43には、放熱のための放熱ビア(例えば銅(Cu)ビア)46が、素子実装基板12の放熱ビア17の形成位置に対応した位置に形成されており、素子実装基板12の放熱ビア17と配線基板43の放熱ビア46とは、例えばハンダ50によって接続される。   In addition, a heat dissipation via (for example, copper (Cu) via) 46 for heat dissipation is formed in the wiring board 43 at a position corresponding to the position where the heat dissipation via 17 of the element mounting board 12 is formed. The heat dissipation via 17 and the heat dissipation via 46 of the wiring board 43 are connected by, for example, solder 50.

ところで、本発明では、配線基板43の基板本体44の材料には、絶縁性を有し、ポリイミドまたはガラスエポキシよりも放熱性の高い材料が用いられる。絶縁性を有し、ポリイミドまたはガラスエポキシよりも放熱性の高い材料として、具体的には、例えば、SiC,AlN,セラミックスのいずれかが用いられる。ここで、セラミックスとしては、例えば低温焼成積層セラミックス(LTCC)などが用いられる。   By the way, in this invention, the material of the board | substrate main body 44 of the wiring board 43 has an insulating property, and has higher heat dissipation than polyimide or glass epoxy. Specifically, for example, any one of SiC, AlN, and ceramics is used as a material having insulating properties and higher heat dissipation than polyimide or glass epoxy. Here, as the ceramic, for example, a low-temperature fired laminated ceramic (LTCC) is used.

本発明では、配線基板43の基板本体44の材料に、絶縁性を有し、ポリイミドまたはガラスエポキシよりも放熱性の高い材料が用いられることにより、例えば、素子実装基板12に複数の発光素子13が高密度に実装されて、相当の発熱が生じる場合にも、放熱性の高い配線基板43の基板本体44によって放熱がなされることにより、温度上昇を抑え、発光素子の輝度劣化などを防止することができる。このように、本発明では、配線基板43の基板本体44の材料に、絶縁性を有し、ポリイミドまたはガラスエポキシよりも放熱性の高い材料が用いられることにより、照明装置の放熱性を著しく向上させることができる。   In the present invention, the material of the substrate main body 44 of the wiring substrate 43 is made of a material having insulating properties and higher heat dissipation than polyimide or glass epoxy. Even when a large amount of heat is mounted and a considerable amount of heat is generated, heat is dissipated by the substrate main body 44 of the wiring substrate 43 with high heat dissipation, thereby suppressing temperature rise and preventing luminance deterioration of the light emitting element. be able to. As described above, in the present invention, the material of the substrate main body 44 of the wiring substrate 43 is made of an insulating material that has a higher heat dissipation than polyimide or glass epoxy, thereby significantly improving the heat dissipation of the lighting device. Can be made.

さらに、本発明では、素子実装基板12には、素子実装基板12の発光素子13側から発光素子13とは反対の側に貫通する放熱のための放熱ビア(例えば銅(Cu)ビア)17が形成され、また、配線基板43には、放熱のための放熱ビア(例えば銅(Cu)ビア)46が、素子実装基板12の放熱ビア17の形成位置に対応した位置に形成されており、素子実装基板12の放熱ビア17と配線基板43の放熱ビア46とは、例えばハンダ50によって接続されているので、複数の発光素子13からの発熱は、素子実装基板12の放熱ビア17,配線基板43の放熱ビア46からも放熱され(さらには、放熱ビア46を介し放熱性の高い配線基板43からも放熱され)、照明装置の放熱性をより一層向上させることができる。   Furthermore, in the present invention, the element mounting substrate 12 has a heat dissipation via (for example, a copper (Cu) via) 17 for heat dissipation penetrating from the light emitting element 13 side of the element mounting substrate 12 to the side opposite to the light emitting element 13. Further, the wiring board 43 is provided with a heat radiation via (for example, copper (Cu) via) 46 for heat radiation at a position corresponding to the position where the heat radiation via 17 of the element mounting substrate 12 is formed. Since the heat dissipation vias 17 of the mounting substrate 12 and the heat dissipation vias 46 of the wiring substrate 43 are connected by, for example, solder 50, the heat generated from the plurality of light emitting elements 13 is generated by the heat dissipation vias 17 and the wiring substrate 43 of the element mounting substrate 12. The heat radiating via 46 is further radiated (and further radiated from the wiring board 43 having a high heat radiating property via the heat radiating via 46), and the heat radiating property of the lighting device can be further improved.

このように、本発明は、素子実装基板12に複数の発光素子13が高密度に実装されて相当の発熱が予想されるような場合に、特に有用である。具体的には、素子実装基板12に複数の発光素子13が高密度に実装されるドットマトリクス光源(各発光素子13に例えば白色LEDを用いたドットマトリクスLED光源)として複数の発光素子13が構成される場合などに、本発明は特に有用である。   As described above, the present invention is particularly useful when a plurality of light emitting elements 13 are mounted on the element mounting substrate 12 with high density and considerable heat generation is expected. Specifically, the plurality of light emitting elements 13 is configured as a dot matrix light source (a dot matrix LED light source using, for example, a white LED for each light emitting element 13) in which the plurality of light emitting elements 13 are mounted on the element mounting substrate 12 with high density. In some cases, the present invention is particularly useful.

以下に、素子実装基板12に複数の発光素子13を高密度に実装可能な(具体的には、例えばドットマトリクス光源として構成可能な)本発明の新規な構成(本願出願人による本願の先願である特願2007−309482に記載の構成)について、説明する。   Hereinafter, a novel configuration of the present invention (which can be configured as a dot matrix light source, for example) capable of mounting a plurality of light emitting elements 13 on the element mounting substrate 12 with high density (specifically, a prior application of the present application by the applicant of the present application). The configuration described in Japanese Patent Application No. 2007-309482) will be described.

再び図1,図2,図3,図4を参照すると、素子実装基板12には、さらに、複数の発光素子13の各々に対応する貫通孔が形成された型枠18と、各発光素子13の上方であって、型枠18の貫通孔に配置された蛍光体フィルター板19とが設けられている。   Referring to FIGS. 1, 2, 3, and 4 again, the element mounting substrate 12 further includes a mold 18 in which a through hole corresponding to each of the plurality of light emitting elements 13 is formed, and each light emitting element 13. And a phosphor filter plate 19 disposed in a through hole of the mold 18.

より詳細に、型枠18には、例えば、厚さ0.3mmのシリコン(Si)基板にホトリソ技術を用いて各発光素子13に対応する位置に複数の貫通孔(開口)20が形成されている。シリコン基板全体で見れば、格子状の型枠18が形成されたものになる。隣接する貫通孔(開口20)同士は隔壁として機能する型枠18により分離されている。型枠18と基板12とは、例えば型枠18と基板12が対向する位置にAu層15を設け、熱と温度と圧力をかけることで、型枠18は基板12に接合される。各発光素子13は、型枠18の貫通孔(開口)20内に収納され、隔壁として機能する型枠18により確実に分離される。型枠18は、Si等の無機材料や永久レジストなどで形成される。   More specifically, a plurality of through holes (openings) 20 are formed in the mold 18 at positions corresponding to the respective light emitting elements 13 using a photolithography technique on a 0.3 mm thick silicon (Si) substrate, for example. Yes. If it sees in the whole silicon substrate, it will become the thing in which the grid | lattice formwork 18 was formed. Adjacent through holes (openings 20) are separated by a mold 18 that functions as a partition wall. For example, the mold 18 and the substrate 12 are bonded to the substrate 12 by providing the Au layer 15 at a position where the mold 18 and the substrate 12 face each other and applying heat, temperature and pressure. Each light emitting element 13 is housed in a through hole (opening) 20 of the mold 18 and is reliably separated by the mold 18 that functions as a partition wall. The mold 18 is formed of an inorganic material such as Si or a permanent resist.

この型枠18を、半導体プロセスを利用して製造することにより、貫通孔(開口)20が非常に高精度で、高密度に型枠18に形成される。例えば、貫通孔(開口)20のピッチを100μm以下で製造することもできる。この結果、各発光素子13間の間隔を短くでき、高精細な照明装置を実現できる。   By manufacturing the mold 18 using a semiconductor process, the through holes (openings) 20 are formed in the mold 18 with high accuracy and high density. For example, the pitch of the through holes (openings) 20 can be manufactured at 100 μm or less. As a result, the interval between the light emitting elements 13 can be shortened, and a high-definition lighting device can be realized.

このような型枠18を別に用意するのは、素子実装基板12へのスルーホールの形成や導通部(例えば銅(Cu)がスルーホール内に充填された銅(Cu)ビア)16の形成、さらには、銅(Cu)ビア16形成後の(銅メッキした後の)基板12の研磨や洗浄を容易にするためである。更に、発光素子13を接合するためのバンプの形成をより容易にするためである。   Such a mold 18 is prepared separately by forming a through hole in the element mounting substrate 12 or forming a conductive portion (for example, a copper (Cu) via filled with copper (Cu)) 16, Furthermore, this is for facilitating polishing and cleaning of the substrate 12 after the copper (Cu) via 16 is formed (after copper plating). Furthermore, it is for making it easier to form bumps for joining the light emitting elements 13.

また、蛍光体フィルター板19が、各発光素子13の上面であって、貫通孔(開口)20に配置される。蛍光体フィルター板19は、YAG:Ceの多結晶基板でも、YAG:Ce粒子を分散させたガラス焼結体を用い無機材料で構成することができる。発光素子13の上面である限り、蛍光体フィルター板19は発光素子13と接触しても、離間して配置されても良い。   Further, the phosphor filter plate 19 is disposed in the through hole (opening) 20 on the upper surface of each light emitting element 13. The phosphor filter plate 19 can be formed of an inorganic material using a glass sintered body in which YAG: Ce particles are dispersed even in a YAG: Ce polycrystalline substrate. As long as it is the upper surface of the light emitting element 13, the phosphor filter plate 19 may be in contact with the light emitting element 13 or may be spaced apart.

蛍光体フィルター板19は、貫通孔(開口)20の大きさに合わせて予め作製されるので、各発光素子13に供給される蛍光体の量を精度良くコントロールすることが可能となる。例えば、マトリクス状に配列された発光素子13全てを同じような発光(例えば白色光)にする場合、蛍光体フィルター板19は全て同じ厚さ、同じ大きさで作製される。一方、照明装置に求められる発光特性に応じて、各発光素子13に供給される蛍光体フィルター板19の大きさ、厚さを変えることもできる。   Since the phosphor filter plate 19 is manufactured in advance according to the size of the through hole (opening) 20, the amount of the phosphor supplied to each light emitting element 13 can be controlled with high accuracy. For example, in the case where all the light emitting elements 13 arranged in a matrix form have the same light emission (for example, white light), the phosphor filter plates 19 are all made with the same thickness and the same size. On the other hand, the size and thickness of the phosphor filter plate 19 supplied to each light emitting element 13 can be changed according to the light emission characteristics required for the lighting device.

このような構成によれば、発光素子13と蛍光体フィルター板19は、型枠18に形成された各貫通孔(開口)20に配置されるので、隣接する発光素子13と蛍光体フィルター板19は、隔壁として機能する型枠18により確実に区分けされ、発光素子13間のクロストークを防止することができる。これにより、発光素子13と蛍光体フィルター板19で構成される各ドットは独立した光源として形成される。   According to such a configuration, the light emitting element 13 and the phosphor filter plate 19 are disposed in each through hole (opening) 20 formed in the mold 18, so that the adjacent light emitting element 13 and the phosphor filter plate 19 are arranged. Are reliably divided by the mold 18 functioning as a partition wall, and crosstalk between the light emitting elements 13 can be prevented. Thereby, each dot comprised by the light emitting element 13 and the fluorescent substance filter board 19 is formed as an independent light source.

また、蛍光体フィルター板19は、所定の厚さで作成され、各貫通孔20に個々に配置されるので、各発光素子13に供給される蛍光体の量を精度よくコントロールでき、発光時の色むらを防止することができる。   In addition, the phosphor filter plate 19 is formed with a predetermined thickness and is individually disposed in each through hole 20, so that the amount of the phosphor supplied to each light emitting element 13 can be accurately controlled, and light emission can be achieved. Color unevenness can be prevented.

また、基板12と型枠18の両方を半導体プロセスで製造することで、本発明に係る照明装置は従来に比して高精細なものとすることができる。また、シリコンウエハーの状態で全てのプロセスが行われるので、製造工程は非常に生産性が良く、精度が高いプロセスとなる。例えば、照明装置の基板をウエハーの状態で製造し、発光素子をその基板上に搭載する。次いで、基板と同形状のウエハーに貫通孔を形成して型枠を作成し、型枠と基板をウエハー状態で貼り合わせる。型枠の各貫通孔に蛍光体フィルター板を配置し、ウエハー状態で貼り合わされた型枠と基板を任意の大きさにダイシングすることで、全てを半導体プロセスにより照明装置を製造することができる。   In addition, by manufacturing both the substrate 12 and the mold 18 by a semiconductor process, the lighting device according to the present invention can be made to have a higher definition than the conventional one. In addition, since all processes are performed in the state of a silicon wafer, the manufacturing process is highly productive and highly accurate. For example, the substrate of the lighting device is manufactured in a wafer state, and the light emitting element is mounted on the substrate. Next, through holes are formed in a wafer having the same shape as the substrate to form a mold, and the mold and the substrate are bonded together in a wafer state. By arranging a phosphor filter plate in each through-hole of the mold and dicing the mold and the substrate bonded together in a wafer state into an arbitrary size, the lighting device can be manufactured entirely by a semiconductor process.

また、型枠をシリコン等の放熱性の良い材料で製造することで、蛍光体フィルター板に含有される蛍光体粒子の熱を型枠から効率よく放熱することができる。それにより、蛍光体粒子の温度消光の問題も解決することができる。   Moreover, the heat of the phosphor particles contained in the phosphor filter plate can be efficiently radiated from the mold by manufacturing the mold with a material having good heat dissipation such as silicon. Thereby, the problem of temperature quenching of the phosphor particles can also be solved.

本発明に係る照明装置は、各発光素子13を選択的に駆動できるので、例えば、照明装置を車両用の照明として利用したとき、高度なドットで精度良く配光を電子的に制御できるヘッドランプ用光源やリヤランプ用光源を実現することができる。   Since the illuminating device according to the present invention can selectively drive each light emitting element 13, for example, when the illuminating device is used as illumination for a vehicle, a headlamp capable of electronically controlling light distribution with high precision and high precision. And a light source for a rear lamp can be realized.

ヘッドランプ用光源としてはAFSや走行/すれ違いビームが二値的な配光制御以上に制御された配光特性を得ることが可能となる。また、リヤランプ用光源として、例えば、人間の目には通常の光と認識されるが、特定の発光素子を特定の周波数で点灯させることで、車両間での通信可能な照明装置として利用することも可能となる。   As a light source for a headlamp, it is possible to obtain light distribution characteristics in which AFS and traveling / passing beam are controlled more than binary light distribution control. Also, as a light source for a rear lamp, for example, it is recognized as normal light by human eyes, but it can be used as a lighting device that can communicate between vehicles by lighting a specific light emitting element at a specific frequency. Is also possible.

図5は、図1に示す照明装置のB−B線に沿う正面輝度分布を示す図である。図5において、縦軸は輝度(cd/m)、横軸は照明装置の中心から各発光素子までの相対距離(mm)を示している。図5に示すように、隣接する各発光素子間の輝度は、発光素子上の輝度と比較して著しく低くなっている。これは発光素子間での発光がないこと、つまりクロストークが無いことを示しており、型枠の隔壁により隣接する発光素子と蛍光体フィルター体が確実に分離されていることが理解できる。 FIG. 5 is a diagram showing a front luminance distribution along the line BB of the lighting device shown in FIG. In FIG. 5, the vertical axis represents luminance (cd / m 2 ), and the horizontal axis represents the relative distance (mm) from the center of the lighting device to each light emitting element. As shown in FIG. 5, the luminance between adjacent light emitting elements is significantly lower than the luminance on the light emitting elements. This indicates that there is no light emission between the light emitting elements, that is, no crosstalk, and it can be understood that the adjacent light emitting elements and the phosphor filter body are reliably separated by the partition walls of the mold.

このように、図1,図2,図3,図4の構成によれば、複数の発光素子を光源とする照明装置において、色むら及びクロストークを防止することができ、また、発光素子間の間隔を小さくして高密度に実装することができ、さらに、耐熱性や放熱効果を改善することができる。具体的には、各発光素子13を、白色LED、更には、配光を自由に制御できるようにするドットマトリクスLED光源として構成する場合に、色むらのない白色LEDにすることが可能となり、また、お互いのドットを高密度で且つクロストークの無い状態で構成することが可能となる。また、発光素子を多数配置すると、電流投入が多くなり、相当の発熱が生じるが、多数の発光素子によって相当の発熱が生じる場合にも、前述したように、配線基板43の基板本体44の材料に、絶縁性を有し、ポリイミドまたはガラスエポキシよりも放熱性の高い材料が用いられることにより、さらには、放熱ビア17,46が設けられることにより、照明装置の放熱性を著しく向上させて、発熱による蛍光体の温度消光やLEDの輝度劣化などを防止することができる。   As described above, according to the configurations of FIGS. 1, 2, 3, and 4, in an illumination device using a plurality of light emitting elements as light sources, it is possible to prevent color unevenness and crosstalk, and between the light emitting elements. Can be mounted at a high density, and the heat resistance and heat dissipation effect can be improved. Specifically, when each light emitting element 13 is configured as a white LED, and further, as a dot matrix LED light source that allows the light distribution to be freely controlled, it becomes possible to make the white LED without color unevenness, In addition, it is possible to configure the dots with high density and no crosstalk. In addition, when a large number of light emitting elements are arranged, a large amount of current is applied and a considerable amount of heat is generated. However, even when a large number of light emitting elements generate a considerable amount of heat, as described above, the material of the substrate body 44 of the wiring board 43 In addition, by using a material having insulating properties and higher heat dissipation than polyimide or glass epoxy, and further by providing heat dissipation vias 17 and 46, the heat dissipation of the lighting device is significantly improved, Temperature quenching of the phosphor due to heat generation and luminance deterioration of the LED can be prevented.

次に、本発明の照明装置(例えば白色LEDを用いたLED光源)の具体的な製造方法について説明する。   Next, the specific manufacturing method of the illuminating device (for example, LED light source using white LED) of this invention is demonstrated.

具体的には、先ず、素子実装基板12にSi基板を用いる場合、Si基板12にいわゆるCu配線の埋め込み技術を用いてスルーホールを形成し、Si基板12の裏側までCu配線(銅(Cu)ビア)16を通す。また、この基板12において、Cu配線(銅(Cu)ビア)16の外側部分に放熱を目的とする放熱ビア17を形成する。一方、これとは別に、Si基板12に対し微細加工技術でSiをエッチングしてドット毎の型枠18を作り、この型枠18を熱と温度をかけてスルーホールが形成された基板12に接合する。このような型枠18を別に用意するのは、上述したように、スルーホールの形成やCuビア16の形成、更にはCuメッキした後の基板12の研磨や洗浄を容易にして、この後のLED接合用のバンプの形成をより容易にする為である。   Specifically, when a Si substrate is used as the element mounting substrate 12, a through hole is formed in the Si substrate 12 using a so-called Cu wiring embedding technique, and Cu wiring (copper (Cu)) is formed to the back side of the Si substrate 12. Via) 16 is passed. Further, in the substrate 12, a heat dissipation via 17 for heat dissipation is formed in an outer portion of the Cu wiring (copper (Cu) via) 16. On the other hand, Si is etched on the Si substrate 12 by a microfabrication technique to form a mold 18 for each dot, and this mold 18 is heated and heated to form a substrate 12 on which through holes are formed. Join. Such a mold 18 is prepared separately, as described above, to facilitate the formation of through holes, the formation of Cu vias 16, and the polishing and cleaning of the substrate 12 after Cu plating. This is to make it easier to form bumps for LED bonding.

一方、配線基板43の基板本体44にLTCCを用いる場合、つまり配線基板43をLTCC基板とする場合、LTCC基板43には、上記LEDの電極部分に対応した部分にはんだパッドが形成されており、且つこのパッドの下にはドットマトリクス配線が図2,図3,図4に示すように、階層構造でそれぞれのLEDチップに接続されている。また、上記LEDチップを搭載するSi基板12の周辺部には、LTCC基板43の上面に達する放熱ビア17が形成されている。この上面から見た図が図1である。LTCC基板43には、LED搭載基板12が接合される。また、LTCC基板43の外周部には、Si基板12の放熱ビア17と接続される放熱ビア46が形成されている。これらのそれぞれの基板12,43を用いてLED光源を実現するのは以下のような手順で行う。   On the other hand, when LTCC is used for the substrate body 44 of the wiring substrate 43, that is, when the wiring substrate 43 is an LTCC substrate, a solder pad is formed on the LTCC substrate 43 at a portion corresponding to the electrode portion of the LED. Further, below this pad, dot matrix wiring is connected to each LED chip in a hierarchical structure as shown in FIGS. Further, a heat radiating via 17 reaching the upper surface of the LTCC substrate 43 is formed in the peripheral portion of the Si substrate 12 on which the LED chip is mounted. FIG. 1 is a view as seen from above. The LED mounting substrate 12 is bonded to the LTCC substrate 43. Further, a heat radiating via 46 connected to the heat radiating via 17 of the Si substrate 12 is formed on the outer peripheral portion of the LTCC substrate 43. The LED light source is realized by using these substrates 12 and 43 in the following procedure.

まず、Siの型枠18とビア16,17が形成されたSi基板12とをAu―Au接合15を用いて接合する。次に、フリップチップLED13をAuバンプでSi基板12に接合する。さらに、各チップ13の上面にYAG:Ce蛍光体フィルター板19を置く。この蛍光体フィルター板19は、YAG:Ceの多結晶基板でも、YAG:Ce粒子を分散させたガラス焼結体でも良い。   First, the Si mold 18 and the Si substrate 12 on which the vias 16 and 17 are formed are bonded using the Au—Au bonding 15. Next, the flip chip LED 13 is bonded to the Si substrate 12 with Au bumps. Further, a YAG: Ce phosphor filter plate 19 is placed on the upper surface of each chip 13. The phosphor filter plate 19 may be a YAG: Ce polycrystalline substrate or a glass sintered body in which YAG: Ce particles are dispersed.

このような構成にする事で、発光素子(LEDチップ)13間はSiで隔壁18が形成されているので、各ドットは独立した白色光源として形成できる。このドット間隔は半導体プロセスを用いる事で、100μm程度まで高密度に形成できる。隔壁18をSiで形成し、且つ蛍光体フィルター板19を個々のLEDチップ13上に形成して独立の白色光源にする事で、ワイヤーボンデイングの為の空間が必要であるために高密度にできないという課題、また、隣のドットとの光のクロストークという課題を解決でき、高密度なドットで精度良く配光を電子的に制御するヘッドランプ用光源が実現できる。同時に全てのプロセスをSiウエハーの状態で流せるので、非常に生産性が良く、精度が高くできる。このようにして形成されたLED光源基板12をLTCC基板43にはんだバンプ50を用いて接合する。こうする事で放熱性に優れた、LEDドットマトリクス光源を実現する事ができる。   With such a configuration, since the partition 18 is formed of Si between the light emitting elements (LED chips) 13, each dot can be formed as an independent white light source. This dot interval can be formed at a high density up to about 100 μm by using a semiconductor process. The barrier ribs 18 are made of Si, and the phosphor filter plates 19 are formed on the individual LED chips 13 to form an independent white light source, so that a space for wire bonding is required, so that the density cannot be increased. And the problem of crosstalk of light with the adjacent dots can be solved, and a headlamp light source that electronically controls light distribution with high density can be realized. At the same time, since all processes can be performed in the state of Si wafer, the productivity is very good and the accuracy can be increased. The LED light source substrate 12 thus formed is bonded to the LTCC substrate 43 using solder bumps 50. By doing so, it is possible to realize an LED dot matrix light source excellent in heat dissipation.

次に、実施例を示す。   Next, an example is shown.

この実施例では、厚み0.3mmのSi基板にホトリソ技術を用いて、各ドットに対応する位置に穴部を形成する。Siウエハー全体で見れば、格子状にドットの型枠18が形成されたものになる。これは、ケミカルエッチングでも良いし、RIE(リアクテイブイオンエッチング)を用いても良い。今回はRIEで1.1mm角の穴部を形成した。図1のB−B方向におけるピッチは1.2mmで深さは300μmである。   In this embodiment, a hole is formed at a position corresponding to each dot by using a photolithography technique on a Si substrate having a thickness of 0.3 mm. When viewed from the whole Si wafer, the dot mold 18 is formed in a lattice shape. This may be chemical etching or RIE (reactive ion etching). This time, a 1.1 mm square hole was formed by RIE. The pitch in the BB direction of FIG. 1 is 1.2 mm, and the depth is 300 μm.

次に、別のSi基板12に0.1mmφのスルーホールを2個ずつ形成した。そして、この基板12の周辺には適当な間隔で、放熱ビア用の穴を形成する。放熱ビア用の穴の径も0.1mmφである。このスルーホールにCu埋め込み技術でCuのビア17を形成した。プロセスとしては、放熱ビア用の穴を形成した後、Si基板12全体を水熱酸化して、基板表面にSiO膜51を200nm程度形成し、ここにCuメッキを行ってスルーホールを埋め、その後、裏面研磨を行った。次いで、これらスルーホールの下面にはんだバンプ用のパッドの形成を無電界メッキで形成した。一方、表面には、これらスルーホールの上面の部分にボンデイングパットと型枠に対応する部分にAuを形成する為にレジストを使いホトリソで抜いた後でAuを蒸着し、その後、リフトオフを行いフリップチップLEDのボンデイングパットと型枠接合部を形成した。次に、先に述べた型枠18が形成されたウエハーの背面にAuを蒸着し、型枠部分を重ね合わせ、200℃で超音波をかけてAu−Au接合をした。このような基板にフリップチップLED13をAu−Au接合で実装した。こうして構成したLEDチップ13上に各ドットサイズに合わせて形成された、YAG:Ce蛍光体粒子を6%程度分散させた厚み0.3μmのガラス板(蛍光体フィルター板)19を低融点ガラス52を介して載せた(図6を参照)。LEDチップと蛍光体フィルター板19との間には、必要に応じて、シリコン樹脂等を入れても良い。また、この時、蛍光体フィルター19の表面には凹凸が形成されても良い。凹凸の荒さは1μm−10μm程度である。こうする事で、非常に簡便にしかも配光意図どおりの正確な光学特性を有する白色の自動車用LED光源が実現できる。なお、蛍光体フィルター板19としては、YAG:Ceが分散させたガラスのかわりに、YAG:Ce多結晶板でも良い。この場合も同様に片面には凹凸が形成されても良い。こうして形成したLED搭載基板をLTCC基板に接合するには、LTCC基板の表面は必ずしも平坦ではなく微小な凹凸があるので、はんだバンプを用いて接合した。 Next, two through holes each having a diameter of 0.1 mm were formed in another Si substrate 12. Then, holes for heat dissipation vias are formed around the substrate 12 at appropriate intervals. The diameter of the hole for the heat dissipation via is also 0.1 mmφ. A Cu via 17 was formed in the through hole by a Cu filling technique. As a process, after forming holes for heat dissipation vias, the entire Si substrate 12 is hydrothermally oxidized to form a SiO 2 film 51 of about 200 nm on the substrate surface, and Cu plating is performed here to fill the through holes, Then, back surface polishing was performed. Next, pads for solder bumps were formed on the lower surfaces of these through holes by electroless plating. On the other hand, on the surface, Au is deposited after removing with photolithography using a resist to form Au on the part corresponding to the bonding pad and mold on the upper surface of these through holes, and then lift-off and flip A chip LED bonding pad and a formwork joint were formed. Next, Au was vapor-deposited on the back surface of the wafer on which the above-described mold 18 was formed, and the mold parts were superposed and Au-Au bonding was performed by applying ultrasonic waves at 200 ° C. The flip chip LED 13 was mounted on such a substrate by Au—Au bonding. On the LED chip 13 thus configured, a glass plate (phosphor filter plate) 19 having a thickness of 0.3 μm in which about 6% of YAG: Ce phosphor particles are dispersed is formed in accordance with each dot size. (See FIG. 6). A silicon resin or the like may be inserted between the LED chip and the phosphor filter plate 19 as necessary. At this time, irregularities may be formed on the surface of the phosphor filter 19. The roughness of the unevenness is about 1 μm-10 μm. By doing so, it is possible to realize a white automotive LED light source that is very simple and has accurate optical characteristics as intended. The phosphor filter plate 19 may be a YAG: Ce polycrystalline plate instead of glass in which YAG: Ce is dispersed. In this case as well, unevenness may be formed on one side. In order to join the LED mounting substrate formed in this way to the LTCC substrate, the surface of the LTCC substrate is not necessarily flat but has minute irregularities, and thus bonding is performed using solder bumps.

こうして作製されたドットマトリクスのLED光源において、LED配列方向(図1のB−B方向)に輝度分布を取ったのが、前述の図5であり、図5から、Si型枠18と蛍光体フィルター19を用いたことで、各ドット毎の発光がきれいに分離されている事が分かる。   In the LED light source of the dot matrix thus produced, the luminance distribution was taken in the LED array direction (the BB direction in FIG. 1) as shown in FIG. 5, and from FIG. 5, the Si mold 18 and the phosphor It can be seen that the light emission for each dot is neatly separated by using the filter 19.

図7は樹脂中に蛍光体を分散してLEDに塗布した場合と、蛍光体をガラスに分散して形成した蛍光体フィルター板19を発光素子(LED)の上に配置した場合の、投入電流に対する輝度(光束)の変化を調べた結果を示す図である。図7からも分かるように、蛍光体をガラスに分散し板状にした場合の方が放熱性に優れる為に、高電流領域で輝度の劣化が改善されている事が分かる。本発明では、この蛍光体フィルター板19を熱伝導性に優れたSi型枠18に固定し且つこのSi基板12には放熱ビア17を形成しているので、発光素子(LED)13からの熱を非常に効率的に放熱できると共に、蛍光体フィルター板19もこれに接続されたSiの型枠18に接合されているので、従来の蛍光体を樹脂分散してLEDに塗布した場合に比較して、温度特性が大幅に改善される。   FIG. 7 shows the input current when the phosphor is dispersed in the resin and applied to the LED, and when the phosphor filter plate 19 formed by dispersing the phosphor in glass is placed on the light emitting element (LED). It is a figure which shows the result of having investigated the change of the brightness | luminance (light beam) with respect to. As can be seen from FIG. 7, it can be seen that the deterioration in luminance is improved in the high current region because the phosphor is dispersed in glass and formed into a plate shape so that the heat dissipation is superior. In the present invention, the phosphor filter plate 19 is fixed to the Si mold 18 having excellent thermal conductivity, and the heat dissipation via 17 is formed on the Si substrate 12, so that the heat from the light emitting element (LED) 13 is increased. Since the phosphor filter plate 19 is also joined to the Si mold 18 connected thereto, compared to the case where a conventional phosphor is dispersed in resin and applied to the LED. Thus, the temperature characteristics are greatly improved.

本発明は、自動車用白色LED光源,自動車用多機能白色LED光源などに利用可能である。
The present invention can be used for a white LED light source for automobiles, a multifunctional white LED light source for automobiles, and the like.

本発明に係る照明装置の構成例を示す図(平面図)である。It is a figure (plan view) showing an example of composition of an illuminating device concerning the present invention. 図1のA−A線における断面図である。It is sectional drawing in the AA of FIG. 図2の各構成要素を説明するための図である。It is a figure for demonstrating each component of FIG. 図2の各構成要素を説明するための図である。It is a figure for demonstrating each component of FIG. 図1のB−B線における正面輝度分布を示す図である。It is a figure which shows the front luminance distribution in the BB line of FIG. 本発明の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of this invention. 樹脂中に蛍光体を分散してLEDに塗布した場合と、蛍光体をガラスに分散して形成した蛍光体フィルター板を発光素子(LED)の上に配置した場合の、投入電流に対する輝度(光束)の変化を調べた結果を示す図である。Luminance against luminous current (light flux) when phosphor is dispersed in resin and applied to LED and phosphor filter plate formed by dispersing phosphor in glass is placed on light emitting element (LED) It is a figure which shows the result of having investigated the change of ().

符号の説明Explanation of symbols

12 素子実装基板
14a,14b 発光素子の電極部
15 金(Au)
16 導通部(例えば銅(Cu)ビア)
17 放熱ビア
18 型枠
19 蛍光体フィルター板
43 配線基板
44 配線基板の基板本体
45a,45b 電極配線
46 放熱ビア
50 ハンダ
51 シリコン熱酸化膜(SiO膜)
52 低融点ガラス
12 Element mounting substrate 14a, 14b Electrode part of light emitting element 15 Gold (Au)
16 Conducting part (for example, copper (Cu) via)
17 Heat Dissipation Via 18 Form 19 Phosphor Filter Plate 43 Wiring Board 44 Wiring Substrate Main Body 45a, 45b Electrode Wiring 46 Heat Dissipation Via 50 Solder 51 Silicon Thermal Oxide Film (SiO 2 Film)
52 Low melting point glass

Claims (7)

複数の発光素子が実装されている素子実装基板と、前記複数の発光素子の各電極部に対応した電極配線が基板本体に形成されている配線基板とを有し、素子実装基板の素子実装面とは反対側の面と配線基板の電極配線取り出し側の面とが対向して配置され、素子実装基板に実装されている複数の発光素子の各電極部と該複数の発光素子の各電極部に対応した配線基板の電極配線とが接合されている照明装置であって、
前記配線基板の基板本体の材料には、絶縁性を有し、ポリイミドまたはガラスエポキシよりも放熱性の高い材料が用いられることを特徴とする照明装置。
An element mounting surface of the element mounting board, comprising: an element mounting board on which a plurality of light emitting elements are mounted; and a wiring board on which an electrode wiring corresponding to each electrode portion of the plurality of light emitting elements is formed on the board body. The surface on the opposite side and the surface on the electrode wiring take-out side of the wiring board are arranged facing each other, and each electrode portion of the plurality of light emitting elements mounted on the element mounting substrate and each electrode portion of the plurality of light emitting elements A lighting device joined to the electrode wiring of the wiring board corresponding to
The lighting device according to claim 1, wherein a material of the substrate body of the wiring board is made of an insulating material having higher heat dissipation than polyimide or glass epoxy.
請求項1記載の照明装置において、前記配線基板の基板本体の材料には、ポリイミドまたはガラスエポキシよりも放熱性の高いSiC,AlN,セラミックスのいずれかが用いられることを特徴とする照明装置。 2. The lighting device according to claim 1, wherein any of SiC, AlN, and ceramics having higher heat dissipation than polyimide or glass epoxy is used as a material of a substrate body of the wiring board. 請求項1または請求項2記載の照明装置において、前記素子実装基板には、放熱ビアが形成され、また、前記配線基板には、前記素子実装基板の放熱ビアの形成位置に対応した位置に、放熱ビアが形成されており、前記素子実装基板の放熱ビアは、前記配線基板の放熱ビアと接続されていることを特徴とする照明装置。 In the lighting device according to claim 1 or 2, the element mounting board is formed with a heat dissipation via, and the wiring board is at a position corresponding to a position of the heat dissipation via of the element mounting board. A heat dissipation via is formed, and the heat dissipation via of the element mounting board is connected to the heat dissipation via of the wiring board. 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の照明装置において、前記素子実装基板に実装されている複数の発光素子の各電極部と該複数の発光素子の各電極部に対応した配線基板の電極配線とは、ハンダで接合されていることを特徴とする照明装置。 4. The lighting device according to claim 1, wherein each electrode portion of the plurality of light emitting elements mounted on the element mounting substrate and wiring corresponding to each electrode portion of the plurality of light emitting elements is provided. A lighting device characterized in that the electrode wiring of the substrate is joined with solder. 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の照明装置において、前記素子実装基板には、さらに、前記複数の発光素子の各々に対応する貫通孔が形成された型枠と、前記各発光素子の上方であって、前記型枠の貫通孔に配置された蛍光体フィルター板とが設けられていることを特徴とする照明装置。 5. The lighting device according to claim 1, wherein the element mounting substrate further includes a mold having a through-hole corresponding to each of the plurality of light emitting elements, and each of the plurality of light emitting elements. An illuminating device comprising a phosphor filter plate disposed above the light emitting element and disposed in the through hole of the mold. 請求項5記載の照明装置において、前記素子実装基板には、Si,SiC,AlN,セラミックスのいずれかが用いられ、前記型枠には、Siが用いられることを特徴とする照明装置。 6. The illumination device according to claim 5, wherein any one of Si, SiC, AlN, and ceramics is used for the element mounting substrate, and Si is used for the mold. 請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の照明装置において、前記複数の発光素子は、ドットマトリクス光源として構成されることを特徴とする照明装置。 7. The lighting device according to claim 1, wherein the plurality of light emitting elements are configured as a dot matrix light source. 8.
JP2008065912A 2008-03-14 2008-03-14 Lighting device Pending JP2009224469A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008065912A JP2009224469A (en) 2008-03-14 2008-03-14 Lighting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008065912A JP2009224469A (en) 2008-03-14 2008-03-14 Lighting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009224469A true JP2009224469A (en) 2009-10-01

Family

ID=41240962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008065912A Pending JP2009224469A (en) 2008-03-14 2008-03-14 Lighting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009224469A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011119459A (en) * 2009-12-03 2011-06-16 Stanley Electric Co Ltd Semiconductor light-emitting device
WO2014000988A1 (en) * 2012-06-27 2014-01-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic component and method for producing an optoelectronic component

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0613491A (en) * 1992-03-11 1994-01-21 Toshiba Corp Multilayer wiring substrate
JPH0923076A (en) * 1995-05-12 1997-01-21 Ind Technol Res Inst Multiple heat conduction path for intensifying heat/dissipation and integrated circuit package consisting of cap surroundingedge for improving package integrity and reliability
JP2001007403A (en) * 1999-06-23 2001-01-12 Nec Corp Parallel transmission type of optical module, and its manufacture
JP2006086191A (en) * 2004-09-14 2006-03-30 Nichia Chem Ind Ltd Light-emitting device
JP2006339579A (en) * 2005-06-06 2006-12-14 Keifuku Shu Moduled structure of matrix light emitting diode and its packaging method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0613491A (en) * 1992-03-11 1994-01-21 Toshiba Corp Multilayer wiring substrate
JPH0923076A (en) * 1995-05-12 1997-01-21 Ind Technol Res Inst Multiple heat conduction path for intensifying heat/dissipation and integrated circuit package consisting of cap surroundingedge for improving package integrity and reliability
JP2001007403A (en) * 1999-06-23 2001-01-12 Nec Corp Parallel transmission type of optical module, and its manufacture
JP2006086191A (en) * 2004-09-14 2006-03-30 Nichia Chem Ind Ltd Light-emitting device
JP2006339579A (en) * 2005-06-06 2006-12-14 Keifuku Shu Moduled structure of matrix light emitting diode and its packaging method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011119459A (en) * 2009-12-03 2011-06-16 Stanley Electric Co Ltd Semiconductor light-emitting device
US8546827B2 (en) 2009-12-03 2013-10-01 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor light emitting device
WO2014000988A1 (en) * 2012-06-27 2014-01-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic component and method for producing an optoelectronic component

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009224191A (en) Illumination device
US8410371B2 (en) Electronic device submounts with thermally conductive vias and light emitting devices including the same
TWI270993B (en) Method of manufacturing ceramic LED packages
JP4787783B2 (en) LED package having anodizing insulating layer and manufacturing method thereof
JP4123105B2 (en) Light emitting device
JP2009134965A (en) Lighting device and manufacturing method of lighting device
KR101017917B1 (en) Substrate for light-emitting device mounting, light-emitting device module, illuminating device, display and traffic signal device
US7622743B2 (en) Semiconductor light emitting device, lighting module, lighting apparatus, and manufacturing method of semiconductor light emitting device
JP5554680B2 (en) Light-emitting element mounting substrate, light-emitting device, and manufacturing method thereof
US20060094137A1 (en) Method of manufacturing ceramic LED packages
JP5113349B2 (en) RGB thermal isolation board
US20060091415A1 (en) LED package with structure and materials for high heat dissipation
TWI250485B (en) Light emission device and manufacturing method thereof
JP2009512178A (en) LIGHT EMITTING MODULE AND DISPLAY DEVICE AND LIGHTING DEVICE USING THE SAME
WO2006062239A1 (en) Semiconductor light-emitting device, light-emitting module and lighting unit
KR101400271B1 (en) method for manufacturing light emitting device and the device thereby
JP6332290B2 (en) Light emitting device
JP2007250899A (en) Light-emitting module, and display device and lighting device using the same
JP2009054801A (en) Heat radiation member, and light emitting module equipped with the same
JP2006147865A (en) Light emitting element mounting substrate and its manufacturing method, light emitting element module and its manufacturing method, display device, lighting device and traffic signal
JP2011233775A (en) Semiconductor package and semiconductor light-emitting apparatus
CN107044608B (en) Lighting or signalling device for a motor vehicle
JP2011044612A (en) Light emitting device
WO2011037185A1 (en) Mounting substrate, light emitting body, and method for manufacturing mounting substrate
JP2009224469A (en) Lighting device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120718

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120725

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20121003

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20121120