JP2009302077A

JP2009302077A - 複数チップ型ｌｅｄユニット

Info

Publication number: JP2009302077A
Application number: JP2007008449A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Kano; 正昭加納
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-01-17
Filing date: 2007-01-17
Publication date: 2009-12-24

Abstract

【課題】照明用ＬＥＤユニットにおけるＬＥＤチップの集積度を増大して、面積当たりの発光量を増大する。
【解決手段】複数チップ型ＬＥＤユニット１０は、第１リード線１２及び第２リード線１４と、第１リード線１２の上端部１２Ａに形成されたチップ搭載部１６と、チップ搭載部１６の搭載面１６Ａに設けられたＬＥＤチップ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃと、これらと第２リード線１４の上端部１４Ａとを電気的に接続するボンディングワイヤ２０と、ＬＥＤチップと共にチップ搭載部１６を封止する封止樹脂部２２とから構成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップを透光性樹脂内に封止し、且つ電力供給のための第１及び第２リード線を突出させたＬＥＤユニットに関する。

従来、特許文献１に示されるように、第１リード端子上に載置されたＬＥＤチップと、このＬＥＤチップの上端と第２リード線の端部とを接続するボンディングワイヤと、これらの第１リード線の端部、ＬＥＤチップ、ボンディングワイヤ、及び第２リード線の端部を封止する封止樹脂からなるＬＥＤユニットがある。

このようなＬＥＤユニットを多数二次元的に配列して面発光装置を構成し、ＬＥＤ照明パネルとして用いられることが知られている。

この場合、特許文献２の段落［０００７］にも示されるように、ＬＥＤチップの大きさに対して、それを封止する封止樹脂の断面積が非常に大きいので、このＬＥＤユニットを多数配列してなる面発光装置の集積度がかなり低くなり、装置全体が嵩張り、且つ重いものとなってしまうという問題点がある。

特開２００４−１７９３７２号公報特開２００２−３２９８９６号公報

この発明は、ＬＥＤチップの集積度を増大させて、ＬＥＤ照明に用いることができるＬＥＤユニットを提供することを課題とする。

本発明者は、リード線の端部に形成されたチップ搭載部に複数のＬＥＤチップを搭載できることを見出し、これにより、実質的なＬＥＤチップ集積度を増大して、ＬＥＤ照明装置に用いることができるようにした。

即ち、以下の各実施例により上記課題を解決するものである。

（１）第１リード線及び第２リード線と、前記第１リード線の端部に形成されたチップ搭載部と、このチップ搭載部上に、相互に離間して、且つ、一方の電極が、前記チップ搭載部に接続するように取付けられた複数のＬＥＤチップと、前記第２リード線の端部と前記複数のＬＥＤチップにおける他方の電極との間を接続するボンディングワイヤと、前記第１リード線及び第２リード線の端部、複数のＬＥＤチップ及びボンディングワイヤを封止する透光性樹脂からなる封止樹脂部と、を有してなる複数チップ型ＬＥＤユニット。

（２）前記複数のＬＥＤチップは、前記チップ搭載部上で、直線状に配列されたことを特徴とする（１）に記載の複数チップ型ＬＥＤユニット。

（３）前記封止樹脂部は、光出射側から見たときの形状が、前記複数のＬＥＤチップの配列方向に細長い偏平形状とされたことを特徴とする（２）に記載の複数チップ型ＬＥＤユニット。

（４）前記複数のＬＥＤチップは、前記第２リード線から前記チップ搭載部に向かう方向と平行となる方向に並べて配置されたことを特徴とする（２）又は（３）に記載の複数チップ型ＬＥＤユニット。

（５）前記複数のＬＥＤチップは、前記第２リード線の他方から前記チップ搭載部に向かう方向と直交する方向に配列されたことを特徴とする（２）又は（３）に記載の複数チップ型ＬＥＤユニット。

（６）前記チップ搭載部は、前記複数のＬＥＤチップの配列方向に細長く形成されたことを特徴とする（２）乃至（５）のいずれかに記載の複数チップ型ＬＥＤユニット。

この発明においては、ＬＥＤユニットにおけるチップ搭載部上に複数のＬＥＤチップを取り付けることにより、ＬＥＤチップの集積度を増大させて、照明装置としての十分な光量を得ることができる。

以下本発明の第１実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１〜３に示されるように、この第１実施形態に係る複数チップ型ＬＥＤユニット（以下ＬＥＤユニット）１０は、第１リード線１２及び第２リード線１４と、第１リード線１２の端部（図２において上端部１２Ａ）に形成されたチップ搭載部１６と、このチップ搭載部１６上に、そのカソード電極１９Ａ（図３参照）が接続するように取り付けられた３個のＬＥＤチップ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ（以下これらを総称する場合はＬＥＤチップ１８という）と、第２リード線１４の、図２、図３において上端部１４Ａと３個のＬＥＤチップ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃにおける、図３において上側の、アノード電極１９Ｂとの間を接続するボンディングワイヤ（金線）２０と、第１リード線１２及び第２リード線１４の上端部１２Ａ、１４Ａ、複数のＬＥＤチップ１８及びボンディングワイヤ２０を封止する例えばエポキシ樹脂等の透光性樹脂からなる封止樹脂部２２と、を備えて構成されている。

３個のＬＥＤチップ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃは、チップ搭載部１６上において、図１に示されるように、第１リード線１２の上端部１２Ａと第２リード線１４の上端部１４Ａとを結ぶ直線と、図１において、直交する方向に直線状に配列されている。

なお、チップ搭載部１６は、図２において鎖線で示されるように、直平面状の搭載面１６Ａを有し、ＬＥＤチップ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃはこの搭載面１６上に、例えば導電性接着剤によって接着固定されている。又、ＬＥＤチップ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃは、図２、図３において二点鎖線で示される蛍光体分散樹脂２４によりチップ搭載部１６に一体的に固定されている。この蛍光体分散樹脂２４は、ＬＥＤユニット１０を白色発光させるための蛍光体を分散させたエポキシ樹脂やシリコン樹脂から構成されている。

第１リード線１２及び第２リード線１４は、リードフレームから構成され、このリードフレームは、銀めっきした鉄、銅又は銅合金から構成されていて、且つ、第１リード線１２がカソード側、第２リード線１４がアノード側となるように、電源（図示省略）に接続されるようになっている。又、チップ搭載部１６の底面を構成する搭載面１６Ａは、前記銀めっきによる反射面によって構成されている。従って、ＬＥＤチップ１８から出射された光の一部は、搭載面１６Ａで反射され、蛍光体分散樹脂２４内の蛍光体を励起・発光（白色光）させることになる。

この複数チップ型ＬＥＤユニット１０においては、３個のＬＥＤチップ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃが１つのチップ搭載部１６に搭載されているので、照明装置としてのＬＥＤユニット１０におけるＬＥＤチップ集積度が増大され、これによって発光量を大幅に増大することができる。

なお、ＬＥＤチップ集積度を増大した場合、発熱が問題となるが、この実施形態では、例えば、チップ選別装置により、特性の等しいチップを組合わせれば発熱は非常に少ないことを確認できた。

次に、図４に示される本発明の第２実施形態に係るＬＥＤユニット３０について説明する。

この第２実施形態において、前記図１〜図３に示される第１実施形態の複数チップ型ＬＥＤユニット１０の構成要素と同一の構成要素については、図１〜図３と同様の符号を用いることによって説明を省略する。

この複数チップ型ＬＥＤユニット３０は、封止樹脂部３２の、光出射側（図２において上方）から見た場合の外形形状を、第１リード線１２の上端部１２Ａから第２リード線１４の上端部１４Ａに至る方向と平行な方向に細長くなるような偏平形状としたものであり、厚さ方向の両側は平面部３２Ａ、３２Ｂとされている。

このようなＬＥＤユニット３０は、図４において二点鎖線で示されるように、複数のＬＥＤユニット３０を並列して用いる場合に、相互に、平面部３２Ａと３２Ｂとが接近するようにして、あるいは接触させて配置することにより、面積当たりのＬＥＤチップの集積度を増大させることができる。

特に、ＬＥＤチップ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃが搭載面１６Ａにおいて直線状に配置され、これに対して平面部３２Ａ、３２Ｂが直交する方向に形成されているので、例えば、直管状の蛍光管に代えて、複数ＬＥＤユニット３０を上記のように並列して用いると、各ＬＥＤユニット３０のＬＥＤチップ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃが一直線状に配置されることになり、蛍光管による直線状の発光部に対応した光源とすることができる。

又、チップ搭載部１６における搭載面１６Ａが直平面状となっていて、これが反射面とされているので、ＬＥＤチップ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃから出射した光は、この直平面状の搭載面１６Ａにおいて反射されても、凹球面状の反射面を用いた場合と比較して、集光されることがなく、照明用のＬＥＤユニットとしては良好な光拡散性能を得ることができる。

上記実施形態において、チップ搭載部１６の搭載面１６Ａには、３個のＬＥＤチップ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃが、第１リード線１２の上端部１２Ａから第２リード線１４の上端部１４Ａに至る方向と直交する方向に直線状に配置されているが、本発明はこれに限定されるものでなく、ＬＥＤチップの配置方向、個数は搭載面１６Ａが許容する限界まで設けるようにしても良い。

例えば図５（Ａ）に示されるように、３個のＬＥＤチップ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃを、前記ＬＥＤチップ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの配列方向と直交する方向に配置しても良い。更に、図５（Ｂ）に示されるように、四角形状に４個のＬＥＤチップ２７Ａ〜２７Ｄを配置しても良い。

更に又、前記チップ搭載部１６の搭載面１６Ａはほぼ円形状とされているが、本発明はこれに限定されるものでなく、ＬＥＤチップの搭載方向に対応して任意の形状とすることができる。例えば、図６（Ａ）に示されるように、チップ搭載部３６を、ＬＥＤチップ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの配列方向に細長く形成しても良い。このチップ搭載部３６の長さを図１のチップ搭載部１６の直径よりも大きくして、例えば５個のＬＥＤチップ３７Ａ〜３７Ｅを搭載することができる。又、図６（Ｂ）に示されるように、ＬＥＤチップ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃの方向に細長いチップ搭載部３８を形成しても良い。これを充分長くすれば、例えば５個のＬＥＤチップ３９Ａ〜３９Ｅを搭載することができる。

なお、ＬＥＤチップの搭載数の上限は、封止樹脂部の強度との関係で決定され、チップ搭載部の長さが、その延長上の封止樹脂部の径の１／２程度と考えられる。

また、上記チップ搭載部１６、３６、３８における搭載面１６Ａ、３６Ａ、３８Ａは、いずれも直平面状とされていて、従って反射面も平行な直平面状とされているが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えば図７に示されるチップ搭載部４０のように、凸円弧面状の搭載面（反射面）４０Ａとしてもよい。

この場合、ＬＥＤチップから出射され、搭載面（反射面）４０Ａで反射された光は、図７において上方に広く拡散して出射されるので、照明に適したＬＥＤ光を得ることができる。なお、前記とは逆に、高輝度の出射光が必要な場合は、凹球面状の反射面（図示省略）としても良い。

本発明の第１実施形態に係る複数チップ型ＬＥＤユニットを示す一部断面とした平面図同正面図図１のIII−III線に沿う断面図本発明の第２実施形態に係る複数チップ型ＬＥＤユニットを示す一部断面とした平面図本発明に係る複数チップ型ＬＥＤユニットにおけるＬＥＤチップの他の配列例を示す図２と同様の一部断面とした平面図本発明に係る複数チップ型ＬＥＤユニットのチップ搭載部の変形例を示す一部断面とした平面図同チップ搭載部の変形例を示す拡大断面図

符号の説明

１０、３０…複数チップ型ＬＥＤユニット
１２…第１リード線
１２Ａ、１４Ａ…上端部
１４…第２リード線
１６、３６、３８、４０…チップ搭載部
１６Ａ、３６Ａ、３８Ａ、４０Ａ…搭載面
１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、
２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ…ＬＥＤチップ
２０…ボンディングワイヤ
２２、３２…封止樹脂部
２４…蛍光体分散樹脂
３２Ａ、３２Ｂ…平面部

Claims

第１リード線及び第２リード線と、
前記第１リード線の端部に形成されたチップ搭載部と、
このチップ搭載部上に、相互に離間して、且つ、一方の電極が、前記チップ搭載部に接続するように取付けられた複数のＬＥＤチップと、
前記第２リード線の端部と前記複数のＬＥＤチップにおける他方の電極との間を接続するボンディングワイヤと、
前記第１リード線及び第２リード線の端部、複数のＬＥＤチップ及びボンディングワイヤを封止する透光性樹脂からなる封止樹脂部と、
を有してなる複数チップ型ＬＥＤユニット。
請求項１において、
前記複数のＬＥＤチップは、前記チップ搭載部上で、直線状に配列されたことを特徴とする複数チップ型ＬＥＤユニット。
請求項２において、
前記封止樹脂部は、光出射側から見たときの形状が、前記複数のＬＥＤチップの配列方向に細長い偏平形状とされたことを特徴とする複数チップ型ＬＥＤユニット。
請求項２又は３において、
前記複数のＬＥＤチップは、前記第２リード線から前記チップ搭載部に向かう方向と平行となる方向に並べて配置されたことを特徴とする複数チップ型ＬＥＤユニット。
請求項２又は３において、
前記複数のＬＥＤチップは、前記第２リード線の端部から前記チップ搭載部に向かう方向と直交する方向に配列されたことを特徴とする複数チップ型ＬＥＤユニット。
請求項２乃至５のいずれかにおいて、
前記チップ搭載部は、前記複数のＬＥＤチップの配列方向に細長く形成されたことを特徴とする複数チップ型ＬＥＤユニット。