JP2010283253A - Light-emitting device and substrate for light-emitting device - Google Patents

Light-emitting device and substrate for light-emitting device Download PDF

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Masatoshi Kanamaru
昌敏 金丸
Hideaki Takemori
英昭 竹盛
Kenji Higashiyama
賢史 東山
Tatsuya Motoki
達也 本木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light-emitting device for suppressing a temperature increase, and to provide a substrate for a light-emitting device. <P>SOLUTION: The light-emitting device includes a substrate 1 formed of ceramic, a light-emitting diode 3 mounted on a surface of the substrate 1, a front surface multilayer wiring pattern 2a formed on the surface of the substrate 1 and electrically connected to the light-emitting diode 3, a back surface multilayer wiring pattern 2b formed on a back surface of the substrate 1, a plurality of electric conduction vias 4a formed through the substrate 1 and electrically connecting the front surface multilayer wiring pattern 2a and the back surface multilayer wiring pattern 2b, and a plurality of thermal conduction vias 4b formed through the substrate 1 and thermally connecting the front surface multilayer wiring pattern 2a and the back surface multilayer wiring pattern 2b. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、発光ダイオード(LED)を用いた発光装置及び発光装置用基板に関する。   The present invention relates to a light emitting device using a light emitting diode (LED) and a substrate for the light emitting device.

近年、発光効率や寿命などの観点から発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)を用いた発光装置が注目されており、さらなる効率化や大出力化が進められている。しかし、そのような発光装置におけるLEDは、発光時の発熱による温度上昇により発光効率が悪くなることが知られており、LEDの発する熱を効率良く放出して発光装置の温度上昇を抑制することが求められている。   In recent years, light emitting devices using light emitting diodes (LEDs) have attracted attention from the viewpoint of light emission efficiency and lifetime, and further efficiency and higher output are being promoted. However, it is known that the LED in such a light emitting device has a poor light emission efficiency due to a temperature rise due to heat generation during light emission, and efficiently releases the heat generated by the LED to suppress the temperature rise of the light emitting device. Is required.

そのような発光装置の温度上昇を抑制する技術として、例えば、特許文献1には、前面に開口する収納凹所が表面に形成されたセラミックス製の基板と、収納凹所の底面に実装される発光ダイオードチップと、基板の裏面に接合され配線部を兼ねる複数の金属部材と、収納凹所の底面から基板の裏面に貫通してメッキが施され、発光ダイオードチップと金属部材とを電気的に接続するスルーホールとを備え、発光ダイオードチップの発する熱をスルーホールを介して裏面の金属部材に伝導し、発光ダイオードが発する熱の放熱効果を高めて発光装置の温度上昇を抑制する技術が開示されている。   As a technique for suppressing the temperature rise of such a light emitting device, for example, Patent Document 1 is mounted on a ceramic substrate having a housing recess opened on the front surface and a bottom surface of the housing recess. A light emitting diode chip, a plurality of metal members joined to the back surface of the substrate and serving as a wiring portion, and plated through the bottom surface of the housing recess from the bottom surface of the substrate to electrically connect the light emitting diode chip and the metal member Disclosed is a technology that includes a through-hole to be connected, conducts heat generated by the light-emitting diode chip to the metal member on the back surface through the through-hole, and enhances the heat dissipation effect of the heat generated by the light-emitting diode to suppress the temperature rise of the light-emitting device. Has been.

また、特許文献2には、ヒートシンクと、ヒートシンクの上に重なる基板と、基板の上に重なるトレース層と、基板を通って延びるビアとを備え、基板上に配置された発光ダイオードからの熱をビアを介してヒートシンクに伝導することにより、発光ダイオードが発する熱の放熱効果を高めて発光装置の温度上昇を抑制する技術が開示されている。   Patent Document 2 includes a heat sink, a substrate overlying the heat sink, a trace layer overlying the substrate, and a via extending through the substrate, and heat from a light emitting diode disposed on the substrate. A technique is disclosed in which a heat dissipation effect of heat generated by a light emitting diode is enhanced by conducting to a heat sink via a via to suppress a temperature rise of the light emitting device.

特開2003−243718号公報JP 2003-243718 A 特開2007−516592号公報JP 2007-516592 A

しかしながら、特許文献1記載の技術においては、基板の裏面に設けられた金属部材から発光ダイオードチップに電力を供給するための2つのスルーホールが設けられるのみであり、基板表面の収納凹部に配置された発光ダイオードチップから発せられる熱の金属部材への伝達能力が必ずしも十分であるとは言えない。従って、このような場合には、発光装置における放熱効果が十分に発揮されず、発光ダイオードチップ周辺における温度上昇の抑制が不十分となり、発光効率が低下してしまうことが懸念される。   However, in the technique described in Patent Document 1, only two through holes for supplying power to the light-emitting diode chip from the metal member provided on the back surface of the substrate are provided, and the through holes are disposed in the housing recesses on the substrate surface. In addition, the ability to transfer heat generated from the light emitting diode chip to the metal member is not necessarily sufficient. Therefore, in such a case, there is a concern that the heat dissipation effect in the light emitting device is not sufficiently exhibited, the temperature rise around the light emitting diode chip is not sufficiently suppressed, and the light emission efficiency is lowered.

また、特許文献2記載の技術においては、発光ダイオードが結合されたパッドからヒートシンクまで熱が流れる熱伝達経路としてビアを設けているが、ビアは発光ダイオードの下方に設けられたパッドの近くに配置されるのみであり、発光ダイオードからコネクタ、及び基板の表面に設けられた複数のトレース層を介して伝達される熱は発光装置に蓄積され、発光ダイオードから発せられる熱が十分にヒートシンクへ伝達されないことが考えられる。従って、発光装置における放熱効果が十分に発揮されず、発光ダイオードチップ周辺における温度上昇の抑制が不十分となり、発光効率が低下してしまうことが懸念される。   In the technique described in Patent Document 2, vias are provided as heat transfer paths through which heat flows from the pads to which the light emitting diodes are coupled to the heat sink, but the vias are disposed near the pads provided below the light emitting diodes. The heat transmitted from the light emitting diode through the connector and the plurality of trace layers provided on the surface of the substrate is accumulated in the light emitting device, and the heat generated from the light emitting diode is not sufficiently transmitted to the heat sink. It is possible. Therefore, the heat dissipation effect in the light emitting device is not sufficiently exhibited, and the temperature rise around the light emitting diode chip is not sufficiently suppressed, and there is a concern that the light emission efficiency is lowered.

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、発光装置における温度上昇を抑制することができる発光装置及び発光装置用基板を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a light-emitting device and a substrate for a light-emitting device that can suppress a temperature rise in the light-emitting device.

上記目的を達成するために、本発明は、セラミックスにより形成された基板と、前記基板の表面に実装された発光ダイオードと、前記基板の表面に形成され、前記発光ダイオードに電気的に接続された表面金属配線と、前記基板の裏面に形成された裏面金属配線と、前記基板を通して形成され、前記表面金属配線と前記裏面金属配線とを電気的に接続する複数の電気伝導用ビアと、前記基板を通して形成され、前記表面金属配線と前記裏面金属配線とを熱的に接続する複数の熱伝導用ビアとを備えたものとする。   To achieve the above object, the present invention provides a substrate formed of ceramics, a light emitting diode mounted on the surface of the substrate, and formed on the surface of the substrate and electrically connected to the light emitting diode. A front surface metal wiring; a back surface metal wiring formed on the back surface of the substrate; a plurality of electrical conduction vias formed through the substrate and electrically connecting the front surface metal wiring and the back surface metal wiring; And a plurality of heat conduction vias that thermally connect the front surface metal wiring and the back surface metal wiring.

本発明においては、発光装置における温度上昇を抑制することができる。   In the present invention, the temperature rise in the light emitting device can be suppressed.

本発明の第1の実施の形態に係る発光装置の全体構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the whole structure of the light-emitting device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る発光装置における熱伝達の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the heat transfer in the light-emitting device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態におけるビアの配置を示す平面図である。It is a top view which shows arrangement | positioning of the via | veer in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態におけるビアの配置を示す平面図である。It is a top view which shows arrangement | positioning of the via | veer in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態におけるビアの配置を示す平面図である。It is a top view which shows arrangement | positioning of the via | veer in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態におけるビアの配置を示す平面図である。It is a top view which shows arrangement | positioning of the via | veer in the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態におけるビアの形状を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the shape of the via | veer in the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態におけるビアの形状を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the shape of the via | veer in the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係る発光装置の全体構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the whole structure of the light-emitting device which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係る発光装置における熱伝達の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the heat transfer in the light-emitting device which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施の形態における放熱フィンを示す平面図である。It is a top view which shows the radiation fin in the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施の形態における放熱フィンを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the radiation fin in the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第9の実施の形態における放熱フィンを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the radiation fin in the 9th Embodiment of this invention. 本発明の第10の実施の形態に係る発光装置の全体構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the whole structure of the light-emitting device which concerns on the 10th Embodiment of this invention. 本発明の第11の実施の形態に係る発光装置の全体構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the whole structure of the light-emitting device which concerns on the 11th Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<第1の実施の形態>
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る発光装置の全体構成を模式的に示す断面図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the overall configuration of the light emitting device according to the first embodiment of the invention.

図1において発光装置100は、絶縁性の部材で形成された基板1と、基板1の表面(図1中上側の面)に形成された表面多層配線パターン2aと、基板1の裏面(図1中下側の面)に形成された裏面多層配線パターン2bと、基板1を貫通して設けられ、表面多層配線パターン2aと裏面多層配線パターン2bとを電気的に接続する複数(例えば2つ:後の図3参照)の電気伝導用ビア4aと、基板1の表面に表面多層配線パターン2bと電気的に接続されるように実装された発光ダイオード3と、基板1を貫通して設けられ、表面多層配線パターン2aと裏面多層配線パターン2bとを熱的に接続する複数(例えば6つ:後の図3参照)の熱伝導用ビア4bとを備えている。表面多層配線パターン2aは、互いに絶縁された複数(例えば2つ)の領域を有しており、発光ダイオード3はこれらの領域に跨るように実装されている。発光装置100に実装された発光ダイオード3は、表面多層配線パターン2a、電気伝導用ビア4a、及び裏面多層配線パターン2bを介して図示しない電源と電気的に接続されており、電源から電力を供給されることにより発光する。なお、熱伝導用ビア4bも電気伝導用ビア4aと同様に電源から発光ダイオード3に電力を供給する経路として働く。   1, a light emitting device 100 includes a substrate 1 formed of an insulating member, a surface multilayer wiring pattern 2a formed on the surface of the substrate 1 (upper surface in FIG. 1), and the back surface of the substrate 1 (FIG. 1). A plurality (for example, two) of the back surface multilayer wiring pattern 2b formed on the middle lower surface and the substrate 1 that are provided through the substrate 1 and electrically connect the front surface multilayer wiring pattern 2a and the back surface multilayer wiring pattern 2b. The electrical conduction via 4a (see FIG. 3 later), the light emitting diode 3 mounted on the surface of the substrate 1 so as to be electrically connected to the surface multilayer wiring pattern 2b, and the substrate 1 are provided. A plurality of (for example, six: see FIG. 3) thermal conduction vias 4b that thermally connect the front surface multilayer wiring pattern 2a and the back surface multilayer wiring pattern 2b are provided. The surface multilayer wiring pattern 2a has a plurality of (for example, two) regions insulated from each other, and the light emitting diode 3 is mounted so as to straddle these regions. The light emitting diode 3 mounted on the light emitting device 100 is electrically connected to a power source (not shown) through the front surface multilayer wiring pattern 2a, the electrical conduction via 4a, and the back surface multilayer wiring pattern 2b, and supplies power from the power source. Light is emitted. The thermal conduction via 4b also functions as a path for supplying power from the power source to the light emitting diode 3 like the electrical conduction via 4a.

基板1に用いる材料は、例えば、アルミナ、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、或いは、二酸化珪素を主成分とするガラスなどのセラミックスである。基板1の材料として二酸化珪素を主成分とするガラスを用いる場合には、副成分として酸化ナトリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、或いは、酸化リンなどを用いることが好ましく、基板1の熱的な変形を抑制することができ、信頼性を向上することができる。   The material used for the substrate 1 is, for example, ceramics such as alumina, silicon carbide, aluminum nitride, or glass mainly composed of silicon dioxide. When glass mainly composed of silicon dioxide is used as the material of the substrate 1, it is preferable to use sodium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, boron oxide, phosphorus oxide, or the like as a subcomponent. Can be suppressed, and reliability can be improved.

このように形成した基板1に対して、マイクロブラスト加工に対応したマスクを形成し、基板1の両面からマイクロブラスト加工法によって電気伝導用ビア4a、及び熱伝導用ビア4bを構成する貫通穴を形成する。このマイクロブラスト加工法は、基板の一面を一度に加工することができるので量産性に優れ、また、貫通穴等の位置を±1um程度の精度で形成することができる。貫通穴の形成後、レジスト等を用いて各ビア4a,4b用の貫通穴を含むように多層配線パターン2a,2bを金属膜により形成することにより貫通穴内にも金属膜が形成され、表面多層配線パターン2aと裏面多層配線パターン2bが電気的及び熱的に接続される。   A mask corresponding to microblasting is formed on the substrate 1 formed in this way, and through holes constituting the electric conduction via 4a and the heat conduction via 4b are formed from both sides of the substrate 1 by the microblasting method. Form. This microblast processing method is excellent in mass productivity because one surface of the substrate can be processed at a time, and the position of a through hole or the like can be formed with an accuracy of about ± 1 μm. After the formation of the through hole, a metal film is also formed in the through hole by forming the multilayer wiring patterns 2a and 2b from the metal film so as to include the through holes for the vias 4a and 4b using a resist or the like. The wiring pattern 2a and the back surface multilayer wiring pattern 2b are electrically and thermally connected.

表面多層配線パターン2a及び裏面多層配線パターン2bは、多層膜から構成されており、例えば、チタン又はクロムを下地膜として形成した上にニッケル及び金の膜を形成し、さらにその後、電解銅めっきによって銅の膜を形成されている。下地膜は基板1の材料と金との密着性を向上させるために形成されるものである。なお、多層配線パターン2a,2bの形成後に基板に熱的な負荷がかかる場合は、下地膜とその上に形成する金の膜の間に白金の膜を形成しても良い。   The front surface multilayer wiring pattern 2a and the back surface multilayer wiring pattern 2b are composed of a multilayer film. For example, a nickel and gold film is formed on titanium or chromium as a base film, and then, by electrolytic copper plating. A copper film is formed. The base film is formed in order to improve the adhesion between the material of the substrate 1 and gold. When a thermal load is applied to the substrate after the formation of the multilayer wiring patterns 2a and 2b, a platinum film may be formed between the base film and the gold film formed thereon.

電気伝導用ビア4a及び熱伝導用ビア4bは、多層配線パターン2a,2bの形成時に同様に形成される。すなわち、各ビア4a,4bは、例えば、チタン又はクロムを下地膜として貫通穴の内面に形成した上にニッケル及び金の膜を形成し、電解銅めっきによって貫通穴が埋め込まれる。その後、基板1の表面から突出して成長した部分の銅を研削加工、もしくは研磨加工によって平滑化する。   The electrical conduction via 4a and the thermal conduction via 4b are formed in the same manner when the multilayer wiring patterns 2a and 2b are formed. That is, each of the vias 4a and 4b is formed, for example, by forming titanium or chromium on the inner surface of the through hole using titanium or chromium as a base film, and filling the through hole by electrolytic copper plating. Thereafter, the portion of the copper that protrudes from the surface of the substrate 1 and grows is smoothed by grinding or polishing.

この多層配線パターン2a,2bにおける銅の膜厚は、その伝熱効果と内部応力の状態を考慮し、例えば、1um〜100um程度に形成する。これは、銅の膜厚がその伝熱効果と内部応力に関係することによる。例えば、ある物体中を伝達される熱量Qは、その物体の熱伝導率をh(W/(m・K))、伝熱面積をA(m)、伝達時間をt(h)、測定点間の温度差をΔT(K)、測定点間の距離をL(m)とすると次式で表される。 In consideration of the heat transfer effect and the state of internal stress, the copper film thickness in the multilayer wiring patterns 2a and 2b is, for example, about 1 μm to 100 μm. This is because the copper film thickness is related to its heat transfer effect and internal stress. For example, the amount of heat Q transmitted through a certain object is measured by measuring the heat conductivity of the object as h (W / (m · K)), the heat transfer area as A (m 2 ), and the transfer time as t (h). When the temperature difference between the points is ΔT (K) and the distance between the measurement points is L (m), the following equation is obtained.

Q=(h×A×t×ΔT)/L ・・・(式1)
上記式1より、伝達面積A(m)が大きいほど伝達される熱量が多いことがわかる。すなわち、多層配線パターン2a,2bは、銅の膜厚が厚くなるに従って伝熱効果が高くなる。しかしながら、銅の膜厚が厚くなるに従って内部応力も増加し、基板1の形状への影響が大きくなる。したがって、電熱効果がより高く、かつ内部応力の基板1の形状への影響が少ない膜厚で形成する。なお、多層配線パターン2a,2bは、基板1の両面において同程度の厚さとなるように形成することで、内部応力を打ち消すことができる。
Q = (h × A × t × ΔT) / L (Formula 1)
From the above formula 1, it can be seen that the larger the transfer area A (m 2 ), the more heat is transferred. That is, the multilayer wiring patterns 2a and 2b have a higher heat transfer effect as the copper film thickness increases. However, as the copper film thickness increases, the internal stress increases, and the influence on the shape of the substrate 1 increases. Therefore, the film is formed with a film thickness that has a higher electrothermal effect and has less influence on the shape of the substrate 1 by internal stress. The multilayer wiring patterns 2a and 2b can be formed to have the same thickness on both surfaces of the substrate 1, thereby canceling internal stress.

次に、本実施の形態に係る発光装置100における電気伝導用ビア4a及び熱伝導用ビア4bのそれぞれの位置関係を図面を参照しつつ説明する。図3は、基板1における各ビアの配置を示す平面図である。   Next, the positional relationship between the electrical conduction via 4a and the thermal conduction via 4b in the light emitting device 100 according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a plan view showing the arrangement of each via in the substrate 1.

図3において、基板1の表面には表面多層配線パターン2aが形成されている。表面多層配線パターン2aは互いに電気的に絶縁された複数(例えば2つ)の領域に分けられており、それぞれの領域に1つの電気伝導用ビア4aと1つ以上(例えば3つ)の熱伝導用ビア4bとが配置されている。発光ダイオード3は、表面多層配線パターン2aの互いに電気的に絶縁された領域に跨るように実装されており、多層配線パターン2aにおける各領域の電気伝導用ビア4aは、発光ダイオード3の下方に配置されている。つまり、発光装置100においては、多層配線パターン2aにおける各領域の電気伝導用ビア4aに跨るように発光ダイオード3(図1等参照)が実装される。多層配線パターン2aにおける各領域に1つ以上設けられた熱伝導用ビア4bは、発光装置100において基板1に実装される発光ダイオード3を中心とする円周11に沿って配置されている。言い換えると、熱伝導用ビア4bは発光ダイオード3から等距離に、発光ダイオード3を囲むように配置されている。   In FIG. 3, a surface multilayer wiring pattern 2 a is formed on the surface of the substrate 1. The surface multilayer wiring pattern 2a is divided into a plurality of (for example, two) regions that are electrically insulated from each other, and each region has one electrical conduction via 4a and one or more (for example, three) heat conduction. Vias 4b for use. The light emitting diode 3 is mounted so as to straddle the electrically insulated region of the surface multilayer wiring pattern 2a, and the electric conduction via 4a in each region in the multilayer wiring pattern 2a is disposed below the light emitting diode 3. Has been. That is, in the light emitting device 100, the light emitting diode 3 (see FIG. 1 and the like) is mounted so as to straddle the electric conduction via 4a in each region in the multilayer wiring pattern 2a. One or more thermal conduction vias 4b provided in each region of the multilayer wiring pattern 2a are arranged along a circumference 11 centering on the light emitting diode 3 mounted on the substrate 1 in the light emitting device 100. In other words, the heat conduction via 4 b is arranged at an equal distance from the light emitting diode 3 so as to surround the light emitting diode 3.

このような発光装置100において、電源(図示せず)から発光ダイオード3に電力が供給され、光と熱を放出する。このときに発光ダイオード3から放出される熱の伝達の様子を図面を参照しつつ説明する。   In such a light emitting device 100, power is supplied from a power source (not shown) to the light emitting diode 3, and light and heat are emitted. The state of the transfer of heat released from the light emitting diode 3 at this time will be described with reference to the drawings.

図2は、図1に示した発光装置100における発光ダイオード3から発生した熱の伝達の様子を模式的に示す図である。   FIG. 2 is a diagram schematically showing a state of transfer of heat generated from the light emitting diode 3 in the light emitting device 100 shown in FIG.

図2に示すように、発光ダイオード3で発生した熱のうち、一部は矢印5a,5bで示すように発光ダイオード3の雰囲気中に放出され、一部は矢印5cで示すように基板1の表面多層配線パターン2aに伝達される。また、雰囲気中に放出された熱の一部は矢印5bで示すように基板1の表面多層基板パターン2aに伝達される。表面多層配線パターン2aに伝達された熱は矢印5dで示すように表面多層配線パターン2aを介して基板1の表面を伝達され、そのうちの一部は矢印5fに示すように電気伝導用ビア4aを介して裏面多層配線パターン2bに伝達され、一部は矢印5eに示すように基板1に伝達され、一部は矢印5gに示すように熱伝導用ビア4bを介して裏面多層配線パターン2bに伝達される。また、基板1に伝導された熱の一部は矢印5hで示すように裏面多層配線パターン2bに伝達される。このように、発光ダイオード3で発生した熱は、発光装置100の各部に伝達され、雰囲気中に放出される。   As shown in FIG. 2, part of the heat generated in the light emitting diode 3 is released into the atmosphere of the light emitting diode 3 as indicated by arrows 5a and 5b, and part of the heat of the substrate 1 as indicated by arrow 5c. It is transmitted to the surface multilayer wiring pattern 2a. Further, part of the heat released into the atmosphere is transmitted to the surface multilayer substrate pattern 2a of the substrate 1 as indicated by an arrow 5b. The heat transferred to the surface multilayer wiring pattern 2a is transferred to the surface of the substrate 1 through the surface multilayer wiring pattern 2a as indicated by the arrow 5d, and a part of the heat is transmitted through the electrical conduction via 4a as indicated by the arrow 5f. To the backside multilayer wiring pattern 2b, partly transmitted to the substrate 1 as indicated by the arrow 5e, and partly transmitted to the backside multilayer wiring pattern 2b via the thermal conduction via 4b as indicated by the arrow 5g. Is done. Further, part of the heat conducted to the substrate 1 is transmitted to the back surface multilayer wiring pattern 2b as indicated by an arrow 5h. Thus, the heat generated in the light emitting diode 3 is transmitted to each part of the light emitting device 100 and released into the atmosphere.

以上のように構成した本実施の形態における動作を説明する。   The operation in the present embodiment configured as described above will be described.

発光装置100において、図示しない電源から、裏面多層配線パターン2b、電気伝導用ビア4a、及び表面多層配線パターン2aを介して発光ダイオード3に電力が供給されると、発光ダイオード3は発光および発熱する。発光ダイオード3で発生した熱の一部は、電気伝導用ビア4aを介して裏面多層配線パターン2bに伝達されて発光装置100の雰囲気中に放出され、また、他の一部は表面多層配線パターン2aおよび熱伝導用ビア4bを介して裏面多層配線パターン2bに伝達されて発光装置100の雰囲気中に放出される。   In the light emitting device 100, when power is supplied from a power source (not shown) to the light emitting diode 3 through the back surface multilayer wiring pattern 2b, the electrical conduction via 4a, and the front surface multilayer wiring pattern 2a, the light emitting diode 3 emits light and generates heat. . A part of the heat generated in the light emitting diode 3 is transmitted to the back surface multilayer wiring pattern 2b through the electrical conduction via 4a and released into the atmosphere of the light emitting device 100, and the other part is a surface multilayer wiring pattern. 2a and the heat conduction via 4b are transmitted to the back surface multilayer wiring pattern 2b and emitted into the atmosphere of the light emitting device 100.

以上のように構成した本実施の形態における作用・効果を従来技術と比較しつつ詳細に説明する。   The operation and effect of the present embodiment configured as described above will be described in detail while comparing with the prior art.

上記特許文献1記載の従来技術においては、基板の裏面に設けられた金属部材から発光ダイオードチップに電力を供給するための2つのスルーホールが設けられるのみであり、基板表面の収納凹部に配置された発光ダイオードチップから発せられる熱の金属部材への伝達能力が必ずしも十分であるとは言えない。従って、このような場合には、発光装置における放熱効果が十分に発揮されず、発光ダイオードチップ周辺における温度上昇の抑制が不十分となり、発光効率が低下してしまうことが懸念される。また、特許文献2記載の技術においては、発光ダイオードが結合されたパッドからヒートシンクまで熱が流れる熱伝達経路としてビアを設けているが、ビアは発光ダイオードの下方に設けられたパッドの近くに配置されるのみであり、発光ダイオードからコネクタ、及び基板の表面に設けられた複数のトレース層を介して伝達される熱は発光装置に蓄積され、発光ダイオードから発せられる熱が十分にヒートシンクへ伝達されないことが考えられる。従って、発光装置における放熱効果が十分に発揮されず、発光ダイオードチップ周辺における温度上昇の抑制が不十分となり、発光効率が低下してしまうことが懸念される。   In the prior art described in Patent Document 1, only two through holes for supplying power to the light-emitting diode chip from the metal member provided on the back surface of the substrate are provided, and the through holes are disposed in the housing recesses on the substrate surface. In addition, the ability to transfer heat generated from the light emitting diode chip to the metal member is not necessarily sufficient. Therefore, in such a case, there is a concern that the heat dissipation effect in the light emitting device is not sufficiently exhibited, the temperature rise around the light emitting diode chip is not sufficiently suppressed, and the light emission efficiency is lowered. In the technique described in Patent Document 2, vias are provided as heat transfer paths through which heat flows from the pads to which the light emitting diodes are coupled to the heat sink, but the vias are disposed near the pads provided below the light emitting diodes. The heat transmitted from the light emitting diode through the connector and the plurality of trace layers provided on the surface of the substrate is accumulated in the light emitting device, and the heat generated from the light emitting diode is not sufficiently transmitted to the heat sink. It is possible. Therefore, the heat dissipation effect in the light emitting device is not sufficiently exhibited, and the temperature rise around the light emitting diode chip is not sufficiently suppressed, and there is a concern that the light emission efficiency is lowered.

これに対し、本実施の形態においては、基板1をセラミックスにより形成し、基板1の表面に形成され、発光ダイオード3に電気的に接続された表面多層配線パターン2aと、基板1の裏面に形成された裏面多層配線パターン2bと、基板1を通して形成され、表面多層配線パターン2aと裏面多層配線パターン2bとを電気的に接続する複数の電気伝導用ビア4aと、基板1を通して形成され、表面多層配線パターン2aと裏面多層配線パターン2bとを熱的に接続する複数の熱伝導用ビア4bとを備え、発光ダイオード3からの熱を電気伝導用ビア4a、表面多層配線パターン2a、及び熱伝導用ビア4bを介して伝達するように構成したので、発光装置100における温度上昇を抑制することができる。したがって、発光ダイオード3の発光効率の低下を抑制することができる。   On the other hand, in the present embodiment, the substrate 1 is formed of ceramics, formed on the surface of the substrate 1 and electrically connected to the light emitting diode 3, and formed on the back surface of the substrate 1. A plurality of electrical conduction vias 4a formed through the substrate 1 and electrically connected to the front surface multilayer wiring pattern 2a and the back surface multilayer wiring pattern 2b are formed through the substrate 1. A plurality of heat conduction vias 4b that thermally connect the wiring pattern 2a and the backside multilayer wiring pattern 2b are provided, and heat from the light emitting diode 3 is transmitted through the electric conduction via 4a, the front surface multilayer wiring pattern 2a, and the heat conduction. Since it has constituted so that it may transmit via via 4b, the temperature rise in light emitting device 100 can be controlled. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in the light emission efficiency of the light emitting diode 3.

また、特許文献2記載の従来技術においては、基板素材としてエポキシ樹脂を用いたガラスエポキシ基板を示しているが、樹脂材料は熱伝導率が低く、熱を溜め込み易いので、基板全体が熱により変形してしまうことが懸念される。これに対し、本実施の形態においては、樹脂材料よりも熱伝導率の高いセラミックスを用いて基板を形成したので、発光ダイオード3からの熱を溜め込みにくく、基板の熱による変形を抑制することができる。   Moreover, in the prior art described in Patent Document 2, a glass epoxy substrate using an epoxy resin as a substrate material is shown. However, since the resin material has low thermal conductivity and heat is easily stored, the entire substrate is deformed by heat. I am worried about it. On the other hand, in this embodiment, since the substrate is formed using ceramics having a higher thermal conductivity than the resin material, it is difficult to accumulate heat from the light emitting diode 3, and it is possible to suppress deformation due to heat of the substrate. it can.

また、複数の熱伝導用ビア4bを発光ダイオード3からそれぞれ略等距離となるように配置したので、発光ダイオード3で発生した熱が各熱伝導用ビア4bを介して裏面多層配線パターン2bに伝達されるまでの伝達距離が略等しくなり、各熱伝導用ビア4bにおける熱の伝達量にむらが生じにくく、より効率よく熱を伝達することができる。   Further, since the plurality of heat conduction vias 4b are arranged so as to be substantially equidistant from the light emitting diode 3, the heat generated in the light emitting diode 3 is transmitted to the back surface multilayer wiring pattern 2b via each heat conduction via 4b. The transmission distances until they are made are substantially equal, and the heat transfer amount in each heat conduction via 4b is less likely to be uneven, and heat can be transferred more efficiently.

さらに、本実施の形態においては、基板1に形成する電気伝導用ビア4aおよび熱伝導用埋ビア4bは、同一のプロセスで形成することができるので、製造コストの増加を抑制することができる。   Furthermore, in the present embodiment, the electrical conduction via 4a and the thermal conduction buried via 4b formed on the substrate 1 can be formed by the same process, and thus an increase in manufacturing cost can be suppressed.

なお、複数の熱伝導用ビア4bを発光ダイオード3からそれぞれ略等距離となるように配置することに加え、さらに、熱伝導用ビア4bが発光ダイオード3を回転中心とする回転対称となるように配置することにより、さらに、熱の伝達量のむらの発生を抑制することができる。   In addition to arranging the plurality of heat conduction vias 4b so as to be substantially equidistant from the light emitting diode 3, respectively, the heat conduction via 4b is further rotationally symmetric with the light emitting diode 3 as the rotation center. By arranging, it is possible to further suppress the occurrence of uneven heat transfer.

また、多層配線パターン2a,2bに用いる材料は上記の材料に限られず、例えば、銅(熱伝導率:約400W/mK)を含む構成とすることにより、比較的安価で熱伝導率の高い多層配線を形成することができる。   Moreover, the material used for the multilayer wiring patterns 2a and 2b is not limited to the above-described material. For example, a multilayer including copper (thermal conductivity: about 400 W / mK) is relatively inexpensive and has a high thermal conductivity. Wiring can be formed.

<第2の実施の形態>
本発明の第2の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
<Second Embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図4は、本実施の形態に係る基板1における各ビアの配置を示す平面図である。本実施の形態は、上記第1の実施の形態の発光装置100において、表面多層配線パターン2aを配置する範囲を縮小し、熱伝導用ビア4bを集中して配置したものである。なお、第1の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。   FIG. 4 is a plan view showing the arrangement of each via in the substrate 1 according to the present embodiment. In the present embodiment, in the light emitting device 100 of the first embodiment, the range in which the surface multilayer wiring pattern 2a is disposed is reduced and the heat conduction vias 4b are disposed in a concentrated manner. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member similar to 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.

図4において、表面多層配線パターン2aは互いに絶縁された2つの領域に分かれており、表面多層配線パターン2aの2つの領域に跨るように発光ダイオード3が実装される。表面多層配線パターン2aは、発光ダイオード3が配置される位置を中心として互いに反対方向に延びるように配置されており、発光ダイオード3を中心とする回転対称となっている。表面多層配線パターン2aの2つの領域において、発光ダイオード3が実装された位置と反対側の端部に熱伝導用ビア4bが配置されている。   In FIG. 4, the surface multilayer wiring pattern 2a is divided into two regions insulated from each other, and the light emitting diode 3 is mounted so as to straddle the two regions of the surface multilayer wiring pattern 2a. The surface multilayer wiring pattern 2 a is disposed so as to extend in opposite directions with respect to the position where the light emitting diode 3 is disposed, and is rotationally symmetric about the light emitting diode 3. In two regions of the surface multilayer wiring pattern 2a, a heat conduction via 4b is arranged at the end opposite to the position where the light emitting diode 3 is mounted.

その他の構成は、第1の実施の形態と同様である。   Other configurations are the same as those of the first embodiment.

以上のように構成した本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。   Also in the present embodiment configured as described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

また、熱エネルギーは、熱伝導率がより低い材料に伝達し易いので、発光ダイオード3で発生した熱は、基板1よりも表面多層配線パターン2bにより多く伝達される。したがって、表面多層配線パターン2bを効率的に配置することにより、表面多層配線パターン2aの配置されない位置に、例えば、温度センサなど他の素子を搭載することができる。   Further, since heat energy is easily transferred to a material having lower thermal conductivity, more heat generated in the light emitting diode 3 is transferred to the surface multilayer wiring pattern 2b than the substrate 1. Accordingly, by efficiently arranging the surface multilayer wiring pattern 2b, other elements such as a temperature sensor can be mounted at a position where the surface multilayer wiring pattern 2a is not disposed.

<第3の実施の形態>
本発明の第3の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
<Third Embodiment>
A third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図5は、本実施の形態に係る基板1における各ビアの配置を示す平面図である。本実施の形態は、上記第1の実施の形態の発光装置100において、熱伝導用ビア4bをライン形状の熱伝導用ビア4cとしたものである。なお、第1の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。   FIG. 5 is a plan view showing the arrangement of each via in the substrate 1 according to the present embodiment. In the present embodiment, in the light emitting device 100 of the first embodiment, the heat conduction via 4b is a line-shaped heat conduction via 4c. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member similar to 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.

図5において、表面多層配線パターン2aは互いに絶縁された2つの領域に分かれており、表面多層配線パターン2aの2つの領域に跨るように発光ダイオード3が実装される。表面多層配線パターン2aは、発光ダイオード3が配置される位置を中心とする回転対称となっている。また、表面多層配線パターン2aの2つの領域において、熱伝導用ビア4cは、発光ダイオード3が配置される位置を中心とする回転対称となるよう配置されている。   In FIG. 5, the surface multilayer wiring pattern 2a is divided into two regions insulated from each other, and the light emitting diode 3 is mounted so as to straddle the two regions of the surface multilayer wiring pattern 2a. The surface multilayer wiring pattern 2a is rotationally symmetric about the position where the light emitting diode 3 is disposed. Further, in the two regions of the surface multilayer wiring pattern 2a, the thermal conduction vias 4c are arranged so as to be rotationally symmetric about the position where the light emitting diode 3 is arranged.

その他の構成は、第1の実施の形態と同様である。   Other configurations are the same as those of the first embodiment.

以上のように構成した本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。   Also in the present embodiment configured as described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

なお、本実施の形態において、熱伝導用ビア4cを形成する方法としては、例えば、コファイア法がある。コファイア法は、セラミックグリーンシートと呼ばれる焼結前のセラミック前駆体に貫通孔を穿孔した後にこの貫通孔に金属粉末(例えばタングステン)を充填して焼成する方法である。   In the present embodiment, as a method of forming the heat conduction via 4c, for example, there is a cofire method. The cofire method is a method in which through holes are drilled in a ceramic precursor before sintering called a ceramic green sheet, and then the through holes are filled with metal powder (for example, tungsten) and fired.

<第4の実施の形態>
本発明の第4の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
<Fourth embodiment>
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図6は、本実施の形態に係る基板1における各ビアの配置を示す平面図である。本実施の形態は、上記第1の実施の形態の発光装置100において、表面多層配線パターン2aの2つの領域において、電気伝導用ビア4aから各熱伝導用ビア4bまでの距離の合計が同じとなるように、それら熱伝導用ビア4bを配置したものである。なお、第1の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。   FIG. 6 is a plan view showing the arrangement of each via in the substrate 1 according to the present embodiment. In the present embodiment, in the light emitting device 100 of the first embodiment, the total distance from the electrical conduction via 4a to each thermal conduction via 4b is the same in the two regions of the surface multilayer wiring pattern 2a. As shown, these thermal conduction vias 4b are arranged. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member similar to 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.

図6において、表面多層配線パターン2aは互いに絶縁された2つの領域に分かれており、表面多層配線パターン2aの2つの領域に跨るように発光ダイオード3が実装される。また、表面多層配線パターン2aの2つの領域のそれぞれにおいて、電気伝導用ビア4aから各熱伝導用ビア4bまでの距離の和が同じになるように熱伝導用ビア4bが配置されている。   In FIG. 6, the surface multilayer wiring pattern 2a is divided into two regions insulated from each other, and the light emitting diode 3 is mounted so as to straddle the two regions of the surface multilayer wiring pattern 2a. Further, in each of the two regions of the surface multilayer wiring pattern 2a, the heat conduction via 4b is arranged so that the sum of the distances from the electric conduction via 4a to each heat conduction via 4b is the same.

その他の構成は、第1の実施の形態と同様である。   Other configurations are the same as those of the first embodiment.

以上のように構成した本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。   Also in the present embodiment configured as described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

また、図6に示したように発光ダイオード3の配置が基板1の片側に偏って配置される場合において、電気伝導用ビア4aに対する各熱伝導用ビア4bまでの長さの和を同等にすることによって、基板1での熱の流れを均一にすることができる。これにより、基板1の裏面(裏面多層配線パターン2b)において熱を均一に拡散させることができる。   Also, as shown in FIG. 6, when the light-emitting diodes 3 are arranged on one side of the substrate 1, the sum of the lengths of the electrical conduction vias 4a to the heat conduction vias 4b is made equal. As a result, the heat flow in the substrate 1 can be made uniform. Thereby, heat can be uniformly diffused on the back surface (back surface multilayer wiring pattern 2 b) of the substrate 1.

<第5及び第6の実施の形態>
本発明の第5及び第6の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
<Fifth and sixth embodiments>
The fifth and sixth embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第5及び第6の実施の形態は、図1に示した第1の実施の形態における電気伝導用ビア4a及び熱伝導用ビア4bに対して異なる構成のビア4c又は4dを適用した場合の実施の形態である。   The fifth and sixth embodiments are implemented when the via 4c or 4d having a different configuration is applied to the electrical conduction via 4a and the thermal conduction via 4b in the first embodiment shown in FIG. It is a form.

図7及び図8は、本発明の第5及び第6の実施の形態に係る基板1における各ビアを拡大して示す断面図である。図7及び図8において、図1に示した部材と同等の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。   7 and 8 are enlarged cross-sectional views showing the vias in the substrate 1 according to the fifth and sixth embodiments of the present invention. 7 and 8, members that are the same as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

すなわち、図7に示す本発明の第5の実施の形態におけるビア4cは以下の手順によって形成される。まず、セラミックスにより形成した基板1に対して、マイクロブラスト加工に対応したマスクを形成し、基板1の片面からマイクロブラスト加工法によってビア4cを構成する貫通穴を形成する。貫通穴の形成後、レジスト等を用いてビア4c用の貫通穴を含むように多層配線パターン2a,2bを金属膜により形成することにより貫通穴内にも金属膜が形成され、表面多層配線パターン2aと裏面多層配線パターン2bが電気的及び熱的に接続される。ビア4cは、例えば、貫通穴の内面にチタン又はクロムを下地膜として形成した上にニッケル及び金の膜を形成し、電解銅めっきによって貫通穴を埋め込むことにより形成される。このとき、ビア4c用の貫通穴を電解銅メッキによって全体に埋め込むのではなく、空気層13を形成した状態でメッキを停止する。その他の構成は第1の実施の形態と同様である。   That is, the via 4c in the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 7 is formed by the following procedure. First, a mask corresponding to microblasting is formed on the substrate 1 made of ceramics, and a through hole constituting the via 4c is formed from one side of the substrate 1 by microblasting. After the formation of the through hole, a metal film is also formed in the through hole by forming the multilayer wiring patterns 2a and 2b with a metal film so as to include the through hole for the via 4c using a resist or the like, and the surface multilayer wiring pattern 2a And the back surface multilayer wiring pattern 2b are electrically and thermally connected. The via 4c is formed, for example, by forming titanium or chromium as a base film on the inner surface of the through hole, forming a nickel and gold film, and embedding the through hole by electrolytic copper plating. At this time, the plating is stopped in a state where the air layer 13 is formed, instead of filling the entire through hole for the via 4c by electrolytic copper plating. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

同様に、図8に示す本発明の第6の実施の形態におけるビア4dは以下の手順によって形成される。まず、セラミックスにより形成した基板1に対して、マイクロブラスト加工に対応したマスクを形成し、基板1の両面からマイクロブラスト加工法によってビア4dを構成する貫通穴を形成する。貫通穴の形成後、レジスト等を用いてビア4d用の貫通穴を含むように多層配線パターン2a,2bを金属膜により形成することにより貫通穴内にも金属膜が形成され、表面多層配線パターン2aと裏面多層配線パターン2bが電気的及び熱的に接続される。ビア4dは、例えば、貫通穴の内面にチタン又はクロムを下地膜として形成した上にニッケル及び金の膜を形成し、電解銅めっきによって貫通穴を埋め込むことにより形成される。このとき、ビア4d用の貫通穴を電解銅メッキによって全体に埋め込むのではなく、空気層13を形成した状態でメッキを停止する。その他の構成は第1の実施の形態と同様である。   Similarly, the via 4d in the sixth embodiment of the present invention shown in FIG. 8 is formed by the following procedure. First, a mask corresponding to microblasting is formed on the substrate 1 formed of ceramics, and through holes constituting the vias 4d are formed from both sides of the substrate 1 by microblasting. After the through holes are formed, the multilayer wiring patterns 2a and 2b are formed of a metal film so as to include the through holes for the vias 4d using a resist or the like, whereby a metal film is also formed in the through holes, and the surface multilayer wiring pattern 2a And the back surface multilayer wiring pattern 2b are electrically and thermally connected. The via 4d is formed, for example, by forming titanium or chromium as a base film on the inner surface of the through hole, forming a nickel and gold film, and embedding the through hole by electrolytic copper plating. At this time, the plating is stopped in a state where the air layer 13 is formed, instead of filling the entire through hole for the via 4d by electrolytic copper plating. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

以上のように構成した第5及び第6の実施の形態においても第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。   In the fifth and sixth embodiments configured as described above, the same effects as in the first embodiment can be obtained.

また、ビア用の貫通穴を電解銅メッキによって全体に埋め込まずにビア4c,4dを形成するので、電解銅メッキを行う工程を短縮することができ、貫通穴を電解銅メッキによって完全に埋め込むことにより、表面から突出して成長した部分の銅を研削加工、もしくは研磨加工によって平滑化する工程を短縮することができるので、生産性を向上することができる。   Further, since the vias 4c and 4d are formed without embedding through holes for vias entirely by electrolytic copper plating, the step of performing electrolytic copper plating can be shortened, and the through holes are completely embedded by electrolytic copper plating. As a result, it is possible to shorten the step of smoothing the portion of the copper that protrudes from the surface and grows by grinding or polishing, so that productivity can be improved.

<第7の実施の形態>
本発明の第7の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
<Seventh embodiment>
A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施の形態は、図1及び図2に示した第1の実施の形態において、リフレクタ8、樹脂レンズ9、及び冷却フィン10を設けたものである。   In this embodiment, a reflector 8, a resin lens 9, and a cooling fin 10 are provided in the first embodiment shown in FIGS.

図9は本発明の第7の実施の形態に係る発光装置200の全体構成を模式的に示す断面図であり、図10は発光ダイオード3から発生した熱の伝達の様子を模式的に示す図である。図9及び図10において、図1及び図2に示した部材と同等の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。   FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the overall configuration of a light emitting device 200 according to the seventh embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a schematic view showing how heat generated from the light emitting diode 3 is transferred. It is. 9 and 10, members that are the same as those shown in FIGS. 1 and 2 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

図9において発光装置200は、絶縁性の部材で形成された基板1と、基板1の表面(図9中上側の面)に形成された表面多層配線パターン2aと、基板1の裏面(図9中下側の面)に形成された裏面多層配線パターン2bと、基板1を貫通して設けられ、表面多層配線パターン2aと裏面多層配線パターン2bとを電気的に接続する複数(例えば2つ:後の図3参照)の電気伝導用ビア4aと、基板1の表面に表面多層配線パターン2bと電気的に接続されるように実装された発光ダイオード3と、基板1を貫通して設けられ、表面多層配線パターン2aと裏面多層配線パターン2bとを熱的に接続する複数(例えば6つ:後の図3参照)の熱伝導用ビア4bと、発光ダイオード3からの光14(後の図10参照)を上側に反射するリフレクタ8と、発光ダイオード9を覆うように設けられた樹脂レンズ9と、基板1の裏面に接合層6を介して接合された冷却フィン10とを備えている。表面多層配線パターン2aは、互いに絶縁された複数(例えば2つ)の領域を有しており、発光ダイオード3はこれらの領域に跨るように実装されている。発光装置200に実装された発光ダイオード3は、表面多層配線パターン2a、電気伝導用ビア4a、及び裏面多層配線パターン2bを介して図示しない電源と電気的に接続されており、電源から電力を供給されることにより発光する。   9, the light emitting device 200 includes a substrate 1 formed of an insulating member, a surface multilayer wiring pattern 2a formed on the surface of the substrate 1 (upper surface in FIG. 9), and the back surface of the substrate 1 (FIG. 9). A plurality (for example, two) of the back surface multilayer wiring pattern 2b formed on the middle lower surface and the substrate 1 that are provided through the substrate 1 and electrically connect the front surface multilayer wiring pattern 2a and the back surface multilayer wiring pattern 2b. The electrical conduction via 4a (see FIG. 3 later), the light emitting diode 3 mounted on the surface of the substrate 1 so as to be electrically connected to the surface multilayer wiring pattern 2b, and the substrate 1 are provided. A plurality of (for example, six: see FIG. 3) thermal conduction vias 4b that thermally connect the front surface multilayer wiring pattern 2a and the back surface multilayer wiring pattern 2b, and the light 14 from the light emitting diode 3 (the following FIG. 10). Refre that reflects upward) A motor 8, and a resin lens 9 provided so as to cover the light-emitting diode 9, and a cooling fin 10 which is joined via a bonding layer 6 on the back surface of the substrate 1. The surface multilayer wiring pattern 2a has a plurality of (for example, two) regions insulated from each other, and the light emitting diode 3 is mounted so as to straddle these regions. The light emitting diode 3 mounted on the light emitting device 200 is electrically connected to a power source (not shown) via the front surface multilayer wiring pattern 2a, the electrical conduction via 4a, and the back surface multilayer wiring pattern 2b, and supplies power from the power source. Light is emitted.

リフレクタ8の表面には反射膜(図示せず)が設けられており、発光ダイオード3からの光を前方(図9中上側)に反射する。   A reflective film (not shown) is provided on the surface of the reflector 8, and reflects light from the light emitting diode 3 forward (upper side in FIG. 9).

冷却フィン10は、基板1から結合層6を介して伝達された熱を雰囲気中に放射するものである。この冷却フィン10は、例えは、ベリリウムを含んだ窒化ケイ素により形成されている。窒化ケイ素は絶縁性であり、熱伝達率は約300W/mKである。   The cooling fin 10 radiates heat transferred from the substrate 1 through the bonding layer 6 into the atmosphere. The cooling fin 10 is made of silicon nitride containing beryllium, for example. Silicon nitride is insulative and has a heat transfer coefficient of about 300 W / mK.

接合層6は、例えば、金−錫はんだにより形成されている。金−錫はんだは融点が約280℃であり、一般的な熱伝導シート(耐熱温度が約120℃)と比較して、より高い耐熱性を有している。また、冷却フィン10が絶縁性の材料で形成されている場合、接合層6は、基1板の裏面に形成した裏面多層配線パターン2bと同様のパターンで構成することができる。これにより、絶縁シートなどを介して接合する必要が無く、接合層6において基板1から冷却フィン10への熱の伝達効率の低下を抑制することができる。   The joining layer 6 is formed by, for example, gold-tin solder. Gold-tin solder has a melting point of about 280 ° C., and has higher heat resistance than a general heat conductive sheet (heat-resistant temperature is about 120 ° C.). When the cooling fin 10 is formed of an insulating material, the bonding layer 6 can be configured with a pattern similar to the back surface multilayer wiring pattern 2b formed on the back surface of the base 1 plate. Thereby, it is not necessary to join via an insulating sheet etc., and the fall of the heat transfer efficiency from the board | substrate 1 to the cooling fin 10 can be suppressed in the joining layer 6. FIG.

ここで、発光装置200における発光ダイオード3から発生した熱の伝達について説明する。   Here, transmission of heat generated from the light emitting diode 3 in the light emitting device 200 will be described.

図10に示すように、発光ダイオード3で発生した熱のうち、一部は矢印5cで示すように基板1の表面多層配線パターン2aに伝達される。表面多層配線パターン2aに伝達された熱は矢印5dで示すように表面多層配線パターン2aを介して基板1の表面を伝達され、そのうちの一部は矢印5iに示すようにリフレクタ8に伝達されて発光装置200の雰囲気中に放出され、一部は矢印5fに示すように電気伝導用ビア4aを介して裏面多層配線パターン2bに伝達され、一部は矢印5eに示すように基板1に伝達され、一部は矢印5gに示すように熱伝導用ビア4bを介して裏面多層配線パターン2bに伝達される。また、基板1に伝導された熱の一部は矢印5hで示すように裏面多層配線パターン2bに伝達される。裏面多層配線パターン2bに伝達された熱は、さらに、接合層6を介して冷却フィン10に伝達され、この冷却フィン10から雰囲気中に放出される
以上のように構成した本実施の形態における動作を説明する。
As shown in FIG. 10, a part of the heat generated in the light emitting diode 3 is transferred to the surface multilayer wiring pattern 2a of the substrate 1 as shown by an arrow 5c. The heat transferred to the surface multilayer wiring pattern 2a is transferred to the surface of the substrate 1 through the surface multilayer wiring pattern 2a as shown by the arrow 5d, and a part of the heat is transferred to the reflector 8 as shown by the arrow 5i. The light is emitted into the atmosphere of the light emitting device 200, a part is transmitted to the back surface multilayer wiring pattern 2b through the electrical conduction via 4a as shown by an arrow 5f, and a part is transmitted to the substrate 1 as shown by an arrow 5e. , A part is transmitted to the back surface multilayer wiring pattern 2b through the heat conduction via 4b as shown by the arrow 5g. Further, part of the heat conducted to the substrate 1 is transmitted to the back surface multilayer wiring pattern 2b as indicated by an arrow 5h. The heat transferred to the back surface multilayer wiring pattern 2b is further transferred to the cooling fin 10 through the bonding layer 6, and is released from the cooling fin 10 into the atmosphere. Operation in the present embodiment configured as described above Will be explained.

発光装置200において、図示しない電源から、裏面多層配線パターン2b、電気伝導用ビア4a、及び表面多層配線パターン2aを介して発光ダイオード3に電力が供給されると、発光ダイオード3は発光および発熱する。発光ダイオード3で発生した光は直接、又はリフレクタ8の反射膜に反射されて、発光装置200の前方(図9中上側)に放出される。発光ダイオード3で発生した熱の一部は、電気伝導用ビア4aを介して裏面多層配線パターン2bに伝達されて発光装置200の雰囲気中に放出され、また、他の一部は表面多層配線パターン2aおよび熱伝導用ビア4bを介して裏面多層配線パターン2bに伝達され、さらに、接合層6を介して冷却フィン10に伝達されて発光装置200の雰囲気中に放出される。   In the light emitting device 200, when power is supplied from a power source (not shown) to the light emitting diode 3 through the back surface multilayer wiring pattern 2b, the electrical conduction via 4a, and the front surface multilayer wiring pattern 2a, the light emitting diode 3 emits light and generates heat. . The light generated by the light emitting diode 3 is emitted directly or reflected by the reflecting film of the reflector 8 and emitted to the front of the light emitting device 200 (upper side in FIG. 9). A part of the heat generated in the light emitting diode 3 is transmitted to the back surface multilayer wiring pattern 2b through the electrical conduction via 4a and released into the atmosphere of the light emitting device 200, and the other part is a surface multilayer wiring pattern. 2a and the heat conduction via 4b are transmitted to the back surface multilayer wiring pattern 2b, and are further transmitted to the cooling fin 10 through the bonding layer 6 to be emitted into the atmosphere of the light emitting device 200.

その他の構成は本実施の形態の第1の実施の形態と同様である。   Other configurations are the same as those of the first embodiment of the present embodiment.

ここで、発光装置200において、熱伝達に関するシミュレーションを行った結果、発光ダイオード3の温度と冷却フィン10の下面の温度差は約10度程度であった。この結果より、本実施の形態における発光装置200の発光ダイオード3から冷却フィン10への熱伝達の効率が高く、冷却効果が高いことが確認できる。   Here, as a result of performing a simulation on heat transfer in the light emitting device 200, the temperature difference between the temperature of the light emitting diode 3 and the lower surface of the cooling fin 10 is about 10 degrees. From this result, it can be confirmed that the efficiency of heat transfer from the light emitting diode 3 to the cooling fin 10 of the light emitting device 200 in the present embodiment is high and the cooling effect is high.

以上のように構成した本実施の形態においては、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。   In the present embodiment configured as described above, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

また、裏面多層配線パターン2bに放熱面積の広い冷却フィン10を接合し、発光装置200の裏面からの放熱効果を高めるように構成したので、発光装置200における温度上昇をさらに抑制することができる。したがって、発光ダイオード3の発光効率の低下を抑制することができる。   Further, since the cooling fin 10 having a large heat radiation area is joined to the back surface multilayer wiring pattern 2b to increase the heat radiation effect from the back surface of the light emitting device 200, the temperature rise in the light emitting device 200 can be further suppressed. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in the light emission efficiency of the light emitting diode 3.

なお、冷却フィン10の材料として窒化ケイ素を用いた場合を例に説明したが、これに限られず、例えば、炭化ケイ素を用いて冷却フィン10を形成しても良い。この場合は、セラミックスにより形成した基板1と冷却フィン10との線膨張率を同等とすることができるので、これらを接合する接合層6周辺の温度が変化した場合においても、両者の間にかかる力が抑制され、発光装置200の変形や基板1と冷却フィン10の剥離などを抑制することができる。   In addition, although the case where the silicon nitride was used as an example of the material of the cooling fin 10 was demonstrated, it is not restricted to this, For example, you may form the cooling fin 10 using a silicon carbide. In this case, since the linear expansion coefficients of the substrate 1 and the cooling fin 10 formed of ceramics can be made equal, even when the temperature around the bonding layer 6 for bonding them changes, it takes between them. The force is suppressed, and deformation of the light emitting device 200 and peeling of the substrate 1 and the cooling fin 10 can be suppressed.

また、基板1と冷却フィン10を接合する接合層6として金−錫はんだを用いたが、これに限られず、例えば、真空中で表面をプラズマ或いはイオンビームで活性化した後、低温で接合する表面活性接合を用いて両者を接合しても良い。   Further, although gold-tin solder is used as the bonding layer 6 for bonding the substrate 1 and the cooling fin 10, the present invention is not limited to this. For example, the surface is activated with plasma or ion beam in a vacuum, and then bonded at a low temperature. Both may be bonded using surface active bonding.

さらに、冷却フィン10の周囲に意図的に空気の流れを作ったり、冷却フィン10を水冷したりしても良く、これによって、冷却効果をさらに向上させることができる。   Furthermore, an air flow may be intentionally created around the cooling fin 10 or the cooling fin 10 may be water-cooled, thereby further improving the cooling effect.

また、基板1と冷却フィン10の絶縁性を適当な方法によって確保した場合に、金属から構成された冷却フィンを用いても良い。この場合においても、発光ダイオード3から裏面多層配線パターン2bまでの熱伝達の性能は確保されるので、発光装置200の冷却効果を得ることができる。   Further, when the insulation between the substrate 1 and the cooling fin 10 is ensured by an appropriate method, a cooling fin made of metal may be used. Even in this case, the performance of heat transfer from the light emitting diode 3 to the back surface multilayer wiring pattern 2b is ensured, so that the cooling effect of the light emitting device 200 can be obtained.

<第8の実施の形態>
本発明の第8の実施の形態を図11及び図12を参照しつつ説明する。本実施の形態は、図9及び図10に示した第7の実施の形態における発光装置200の冷却フィン10に換えて、図11及び図12に示した冷却フィン50を用いた場合の実施の形態である。
<Eighth Embodiment>
An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the cooling fin 50 shown in FIGS. 11 and 12 is used in place of the cooling fin 10 of the light emitting device 200 in the seventh embodiment shown in FIGS. 9 and 10. It is a form.

図11は本実施の形態に係る冷却フィン50を裏面側から見た図であり、図12は冷却フィン50の断面の一部を拡大して示す縦断面図である。以下、図11において手前側を冷却フィン50の裏側、奥側を表側とする。また、図12において、上側を冷却フィン50の裏側、下側を表側とする。   FIG. 11 is a view of the cooling fin 50 according to the present embodiment as seen from the back side, and FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a part of the cross section of the cooling fin 50 in an enlarged manner. Hereinafter, in FIG. 11, the front side is the back side of the cooling fin 50 and the back side is the front side. In FIG. 12, the upper side is the back side of the cooling fin 50 and the lower side is the front side.

図11において、冷却フィン50は、その裏側の面に厚さ方向に格子状に溝50bを設けて形成されており、表側の面を基板1に接合層6(前出の図9,10等参照)を介して接合される。また、図12において冷却フィン50の溝50bの裏側の端部50aが複数の面を有するように構成されている。   In FIG. 11, the cooling fin 50 is formed by providing grooves 50b in a lattice pattern in the thickness direction on the back side surface, and the front side surface is bonded to the substrate 1 with the bonding layer 6 (see FIGS. 9 and 10 described above). (See Fig.). In addition, in FIG. 12, the end 50a on the back side of the groove 50b of the cooling fin 50 is configured to have a plurality of surfaces.

また、冷却フィン50は、絶縁性の部材で形成されており、例えば、ベリリウムを含有する炭化ケイ素で形成されている。冷却フィン50の厚さは、例えば2mm程度であるが、厚さを厚く形成すると絶縁性から導電性の特性を有するようになる。そこで、絶縁性を示す厚さの炭化ケイ素(ベリリウム含有)にダイシングマシンなどによって溝50bを形成する。   Moreover, the cooling fin 50 is formed with the insulating member, for example, is formed with the silicon carbide containing beryllium. The thickness of the cooling fin 50 is, for example, about 2 mm. However, when the thickness is increased, the cooling fin 50 has an insulating property to a conductive property. Accordingly, the groove 50b is formed in a silicon carbide (containing beryllium) having a thickness exhibiting insulating properties by a dicing machine or the like.

また、冷却フィン50において、冷却効率を向上されるためには、表面積を増加させることで効果が高められるが、表面積を増加させようとすると冷却フィン50における溝50bの間隔が狭くなり、破損しやすくなる。そこで、溝50bの端部50aの形状を応力が集中しにくい形状にすることによって冷却フィン50の破損を抑制する。端部50aの形状は、ダイシング用ブレードの先端形状を所望の形状とすることによって達成できる。   Further, in order to improve the cooling efficiency in the cooling fin 50, the effect is enhanced by increasing the surface area. However, if the surface area is increased, the interval between the grooves 50b in the cooling fin 50 is narrowed and damaged. It becomes easy. In view of this, the end of the groove 50b is shaped so that stress is not easily concentrated, thereby preventing the cooling fin 50 from being damaged. The shape of the end portion 50a can be achieved by setting the tip shape of the dicing blade to a desired shape.

その他の構成は本実施の形態の第7の実施の形態と同様である。   Other configurations are the same as those of the seventh embodiment.

以上のように構成した本実施の形態においても、第1及び第7の実施の形態と同様の効果を得ることができる。   Also in the present embodiment configured as described above, the same effects as those of the first and seventh embodiments can be obtained.

<第9の実施の形態>
本発明の第9の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
<Ninth embodiment>
A ninth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施の形態は、図9及び図10に示した第7の実施の形態における発光装置200の冷却フィン10を厚さ方向に複数(例えば2層)に重ねた場合のものである。図13は、本実施の形態に係る冷却フィン10の構成を示す断面図である。図中、図9及び図10に示したものと同等の部材には同じ符号を付し説明を省略する。図13において、上側を冷却フィン10の表側、下側を裏側とする。   In the present embodiment, a plurality of (for example, two layers) cooling fins 10 of the light emitting device 200 in the seventh embodiment shown in FIGS. 9 and 10 are stacked in the thickness direction. FIG. 13 is a cross-sectional view showing a configuration of cooling fin 10 according to the present embodiment. In the figure, members equivalent to those shown in FIG. 9 and FIG. In FIG. 13, the upper side is the front side of the cooling fin 10 and the lower side is the back side.

図13に示すように、本実施の形態においては、複数(例えば、2つ)の冷却フィン10を用いており、一方の冷却フィン10の裏側と他方の冷却フィン10の表面を接合層6を介して接合している。その他の構成は、本実施の形態の第7の実施の形態と同様である。   As shown in FIG. 13, in the present embodiment, a plurality of (for example, two) cooling fins 10 are used, and the bonding layer 6 is attached to the back side of one cooling fin 10 and the surface of the other cooling fin 10. Are joined through. Other configurations are the same as those of the seventh embodiment.

以上のように構成した本実施の形態においても、第1及び第7の実施の形態と同様の効果を得ることができる。   Also in the present embodiment configured as described above, the same effects as those of the first and seventh embodiments can be obtained.

なお、基板1に接合層6を介して接合される冷却フィン10を炭化ケイ素を用いて形成すれば、その他の冷却フィン10の材質は他の材料を用いてもよい。   In addition, if the cooling fin 10 joined to the board | substrate 1 through the joining layer 6 is formed using silicon carbide, you may use the material of the other cooling fin 10 for other materials.

<第10及び第11の実施の形態>
本発明の第10及び第11の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
<Tenth and eleventh embodiments>
Tenth and eleventh embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図9及び図10に示した第7の実施の形態における発光装置200では1つの発光ダイオード3を搭載したのに対し、本実施の形態は、発光装置300に複数(例えば2個)の発光ダイオード3を搭載したものである。図14は第10の実施の形態に係る発光装置300の構成を示す断面図であり、図15は第11の実施の形態に係る発光装置400の構成を示す断面図である。図中、図9及び図10に示す部材と同等の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。   In the light emitting device 200 according to the seventh embodiment shown in FIGS. 9 and 10, one light emitting diode 3 is mounted. In the present embodiment, a plurality of (for example, two) light emitting diodes are provided in the light emitting device 300. 3 is installed. FIG. 14 is a cross-sectional view showing a configuration of a light-emitting device 300 according to the tenth embodiment, and FIG. 15 is a cross-sectional view showing a configuration of a light-emitting device 400 according to the eleventh embodiment. In the figure, members equivalent to those shown in FIGS. 9 and 10 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図14に示す第10の実施の形態に係る発光装置300は、絶縁性の部材で形成された基板1と、基板1の表面(図14中上側の面)に形成された表面多層配線パターン2aと、基板1の裏面(図14中下側の面)に形成された裏面多層配線パターン2bと、基板1を貫通して設けられ、表面多層配線パターン2aと裏面多層配線パターン2bとを電気的に接続する複数(例えば4つ)の電気伝導用ビア4aと、基板1の表面に表面多層配線パターン2bと電気的に接続されるように実装された複数(例えば2つ)の発光ダイオード3と、基板1を貫通して設けられ、表面多層配線パターン2aと裏面多層配線パターン2bとを熱的に接続する複数(例えば6つ)の熱伝導用ビア4bと、基板1の裏面に接合層6を介して接合された冷却フィン10とを備えている。表面多層配線パターン2a及び裏面多層配線パターン2bは、複数の発光ダイオード3のそれぞれに対応して別々に設けられており、各発光ダイオード3に対応する多層配線パターン2a,2bは互いに絶縁された複数の領域を有している。それぞれの発光ダイオード3はこれらの領域に跨るように実装されている。発光装置200に実装された発光ダイオード3は、それぞれ対応する表面多層配線パターン2a、電気伝導用ビア4a、及び裏面多層配線パターン2bを介して図示しない電源と電気的に接続されており、電源から電力を供給されることにより発光する。その他の構成は、本発明の第7の実施の形態と同様である。   A light-emitting device 300 according to the tenth embodiment shown in FIG. 14 includes a substrate 1 formed of an insulating member and a surface multilayer wiring pattern 2a formed on the surface of the substrate 1 (the upper surface in FIG. 14). And the back surface multilayer wiring pattern 2b formed on the back surface of the substrate 1 (the lower surface in FIG. 14) and the substrate 1 so as to electrically connect the front surface multilayer wiring pattern 2a and the back surface multilayer wiring pattern 2b. A plurality (for example, four) of electrically conductive vias 4a connected to the substrate, and a plurality (for example, two) of light emitting diodes 3 mounted on the surface of the substrate 1 so as to be electrically connected to the surface multilayer wiring pattern 2b; A plurality of (for example, six) thermal conduction vias 4b provided through the substrate 1 and thermally connecting the front surface multilayer wiring pattern 2a and the back surface multilayer wiring pattern 2b, and a bonding layer 6 on the back surface of the substrate 1. The cooling film joined through And a 10. The front surface multilayer wiring pattern 2a and the back surface multilayer wiring pattern 2b are provided separately corresponding to each of the plurality of light emitting diodes 3, and the multilayer wiring patterns 2a, 2b corresponding to the respective light emitting diodes 3 are insulated from each other. It has the area of. Each light emitting diode 3 is mounted so as to straddle these regions. The light emitting diodes 3 mounted on the light emitting device 200 are electrically connected to a power source (not shown) via the corresponding front surface multilayer wiring pattern 2a, electrical conduction via 4a, and back surface multilayer wiring pattern 2b. Light is emitted when power is supplied. Other configurations are the same as those of the seventh embodiment of the present invention.

同様に、図15に示す第11の実施の形態に係る発光装置400は、絶縁性の部材で形成された基板1と、基板1の表面(図15中上側の面)に形成された表面多層配線パターン2aと、基板1の裏面(図15中下側の面)に形成された裏面多層配線パターン2bと、基板1を貫通して設けられ、表面多層配線パターン2aと裏面多層配線パターン2bとを電気的に接続する複数(例えば4つ)の電気伝導用ビア4aと、基板1の表面に表面多層配線パターン2bと電気的に接続されるように実装された複数(例えば2つ)の発光ダイオード3と、基板1を貫通して設けられ、表面多層配線パターン2aと裏面多層配線パターン2bとを熱的に接続する複数(例えば6つ)の熱伝導用ビア4bと、基板1の裏面に接合層6を介して接合された冷却フィン10と、裏面多層配線パターン2bに接続された配線12とを備えている。表面多層配線パターン2a及び裏面多層配線パターン2bは、複数の発光ダイオード3のそれぞれに対応して別々に設けられており、各発光ダイオード3に対応する多層配線パターン2a,2bは互いに絶縁された複数の領域を有している。それぞれの発光ダイオード3はこれらの領域に跨るように実装されており、例えば、電気的に直列に配置されている。発光装置400に実装された発光ダイオード3は、表面多層配線パターン2a、電気伝導用ビア4a、及び裏面多層配線パターン2bを介して図示しない電源と電気的に接続されており、電源から電力を供給されることにより発光する。その他の構成は、本発明の第7の実施の形態と同様である。   Similarly, the light-emitting device 400 according to the eleventh embodiment shown in FIG. 15 includes a substrate 1 formed of an insulating member and a surface multilayer formed on the surface of the substrate 1 (the upper surface in FIG. 15). A wiring pattern 2a, a back surface multilayer wiring pattern 2b formed on the back surface of the substrate 1 (the lower surface in FIG. 15), a front surface multilayer wiring pattern 2a and a back surface multilayer wiring pattern 2b provided through the substrate 1; A plurality of (for example, four) electrical conduction vias 4a that electrically connect the plurality of (for example, two) light emitting devices mounted on the surface of the substrate 1 so as to be electrically connected to the surface multilayer wiring pattern 2b. A plurality of (for example, six) thermal conduction vias 4b provided through the diode 3 and penetrating the substrate 1 and thermally connecting the front surface multilayer wiring pattern 2a and the back surface multilayer wiring pattern 2b; Bonded via the bonding layer 6 And retirement fins 10, and a wire 12 connected to the back multilayer wiring pattern 2b. The front surface multilayer wiring pattern 2a and the back surface multilayer wiring pattern 2b are provided separately corresponding to each of the plurality of light emitting diodes 3, and the multilayer wiring patterns 2a, 2b corresponding to the respective light emitting diodes 3 are insulated from each other. It has the area of. Each light emitting diode 3 is mounted so as to straddle these regions, and is arranged electrically in series, for example. The light emitting diode 3 mounted on the light emitting device 400 is electrically connected to a power source (not shown) via the front surface multilayer wiring pattern 2a, the electrical conduction via 4a, and the back surface multilayer wiring pattern 2b, and supplies power from the power source. Light is emitted. Other configurations are the same as those of the seventh embodiment of the present invention.

以上のように構成した第10及び第11の実施の形態においても、第1及び第7の実施の形態と同様の効果を得ることができる。   Also in the tenth and eleventh embodiments configured as described above, the same effects as those in the first and seventh embodiments can be obtained.

<その他の実施の形態>
以上に本発明の幾つかの実施の形態を説明したが、これら実施の形態は本発明の精神の範囲内で種々の変形および組み合わせが可能である。例えば、第1〜第4の実施の形態では、図3〜図5に示したビア4a,4bの配置を適用したが、同様に、第5〜第11の実施の形態においても図3〜図5に示したビア4a,4bの配置を適用しても良い。また、第5及び第6の実施の形態では、図7及び図8に示したビア4c,4dを適用したが、他の実施の形態においても、同様に適用することができる。
<Other embodiments>
Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments can be variously modified and combined within the spirit of the present invention. For example, in the first to fourth embodiments, the arrangement of the vias 4a and 4b shown in FIGS. 3 to 5 is applied. Similarly, in the fifth to eleventh embodiments, FIGS. The arrangement of the vias 4a and 4b shown in FIG. In the fifth and sixth embodiments, the vias 4c and 4d shown in FIGS. 7 and 8 are applied. However, the same can be applied to other embodiments.

1 絶縁基板
2a,2b 多層配線パターン
3 発光ダイオード
4a 電気伝導用埋め込みビア
4b,4c 熱伝導用埋め込みビア
6 接合層
8 LEDリフレクタ
9 樹脂レンズ
10,50 冷却フィン
11 円周
50b 溝構造
12 配線
13 空間
14 光
100,200,300,400 発光装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulation board | substrate 2a, 2b Multilayer wiring pattern 3 Light emitting diode 4a Embedded via 4b, 4c Conductive conduction via 6 Junction layer 8 LED reflector 9 Resin lens 10, 50 Cooling fin 11 Circumference 50b Groove structure 12 Wiring 13 Space 14 Light 100, 200, 300, 400 Light-emitting device

Claims (9)

セラミックスにより形成された基板と、
前記基板の表面に実装された発光ダイオードと、
前記基板の表面に形成され、前記発光ダイオードに電気的に接続された表面金属配線と、
前記基板の裏面に形成された裏面金属配線と、
前記基板を通して形成され、前記表面金属配線と前記裏面金属配線とを電気的に接続する複数の電気伝導用ビアと、
前記基板を通して形成され、前記表面金属配線と前記裏面金属配線とを熱的に接続する1つ以上の熱伝導用ビアと
を備えたことを特徴とする発光装置。
A substrate formed of ceramics;
A light emitting diode mounted on the surface of the substrate;
Surface metal wiring formed on the surface of the substrate and electrically connected to the light emitting diode;
Backside metal wiring formed on the backside of the substrate;
A plurality of vias for electrical conduction formed through the substrate and electrically connecting the front surface metal wiring and the back surface metal wiring;
A light emitting device comprising one or more heat conduction vias formed through the substrate and thermally connecting the front surface metal wiring and the back surface metal wiring.
請求項1記載の発光装置において、
前記複数の熱伝導用ビアは、前記発光ダイオードに関して点対称に配置されたことを特徴とする発光装置。
The light-emitting device according to claim 1.
The light-emitting device, wherein the plurality of heat conduction vias are arranged point-symmetrically with respect to the light-emitting diode.
請求項1記載の発光装置において、
前記発光ダイオードは、前記表面金属配線の互いに絶縁された領域を跨いで実装され、前記熱伝導用ビアは、前記発光ダイオードから各熱伝導ビアまでの距離の合計が前記表面金属配線の各領域において同じとなるように配置されたことを特徴とする発光装置。
The light-emitting device according to claim 1.
The light emitting diode is mounted across a region of the surface metal wiring that is insulated from each other, and the heat conduction via is a total distance from the light emitting diode to each heat conduction via in each region of the surface metal wiring. A light-emitting device that is arranged to be the same.
請求項1記載の発光装置において、
前記基板の裏面に、前記裏面金属配線と熱的に接合された放熱フィンを備えたことを特徴とする発光装置。
The light-emitting device according to claim 1.
A light emitting device comprising a heat dissipating fin thermally bonded to the back surface metal wiring on the back surface of the substrate.
請求項記載の発光装置において、
前記放熱フィンは、炭化ケイ素により形成されたことを特徴とする発光装置。
In the light emitting device according to claim,
The heat-radiating fin is formed of silicon carbide.
請求項1記載の発光装置において、
前記基板を形成したセラミックスは、アルミナ、炭化ケイ素、窒化アルミニウムの何れかであることを特徴とする発光装置。
The light-emitting device according to claim 1.
2. The light emitting device according to claim 1, wherein the ceramic on which the substrate is formed is any one of alumina, silicon carbide, and aluminum nitride.
請求項1記載の発光装置において、
前記ビアは、電解銅メッキ法を用いて形成されたことを特徴とする発光装置。
The light-emitting device according to claim 1.
The light emitting device, wherein the via is formed by using an electrolytic copper plating method.
請求項1記載の発光装置において、
前記基板、前記表面金属配線、前記裏面金属配線、前記電気伝導用ビア、及び、前記熱伝導用ビアが無機材料で形成されたことを特徴とする発光装置。
The light-emitting device according to claim 1.
The light emitting device, wherein the substrate, the front surface metal wiring, the back surface metal wiring, the electrical conduction via, and the thermal conduction via are formed of an inorganic material.
発光ダイオードを実装するためのセラミックスにより形成された基板と、
前記基板の表面に形成され、前記発光ダイオードに電気的に接続された表面金属配線と、
前記基板の裏面に形成された裏面金属配線と、
前記基板を通して形成され、前記表面金属配線と前記裏面金属配線とを電気的に接続する複数の電気伝導用ビアと、
前記基板を通して形成され、前記表面金属配線と前記裏面金属配線とを熱的に接続する複数の熱伝導用ビアと
を備えたことを特徴とする発光装置用基板。
A substrate formed of ceramics for mounting a light emitting diode;
Surface metal wiring formed on the surface of the substrate and electrically connected to the light emitting diode;
Backside metal wiring formed on the backside of the substrate;
A plurality of vias for electrical conduction formed through the substrate and electrically connecting the front surface metal wiring and the back surface metal wiring;
A substrate for a light-emitting device, comprising a plurality of thermal conduction vias formed through the substrate and thermally connecting the front surface metal wiring and the back surface metal wiring.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012227230A (en) * 2011-04-15 2012-11-15 Citizen Electronics Co Ltd Semiconductor light emitting device
JP2013046071A (en) * 2011-08-22 2013-03-04 Lg Innotek Co Ltd Light emitting element package and lighting unit including the same
WO2013141322A1 (en) * 2012-03-23 2013-09-26 旭硝子株式会社 Method for manufacturing substrate for light-emitting element, substrate for light-emitting element, and light-emitting device
CN103608935A (en) * 2011-05-09 2014-02-26 江苏豪迈照明科技有限公司 Tubular elementary LED encapsulation structure and illumination device with the same
JP2014045169A (en) * 2012-07-31 2014-03-13 Kyocera Corp Substrate for mounting electronic component and manufacturing method of the same
KR20150013066A (en) * 2013-07-26 2015-02-04 신꼬오덴기 고교 가부시키가이샤 Light emitting device package and package for mounting light emitting device
EP2849544A1 (en) * 2013-09-12 2015-03-18 Alps Electric Co., Ltd. Electronic circuit module
KR20160136119A (en) * 2015-05-19 2016-11-29 한국광기술원 Led package and making method for using the same

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001298136A (en) * 2000-04-17 2001-10-26 Sumitomo Metal Electronics Devices Inc Heat sink and wiring board with the heat sink
JP2002353389A (en) * 2001-05-24 2002-12-06 Hitachi Metals Ltd Silicon nitride circuit board and its manufacturing method
JP2005191097A (en) * 2003-12-24 2005-07-14 Kawaguchiko Seimitsu Co Ltd Semiconductor package
JP2005191135A (en) * 2003-12-24 2005-07-14 Kawaguchiko Seimitsu Co Ltd Semiconductor package
JP2006128512A (en) * 2004-10-29 2006-05-18 Ngk Spark Plug Co Ltd Ceramic substrate for light emitting element
JP2006128511A (en) * 2004-10-29 2006-05-18 Ngk Spark Plug Co Ltd Ceramic substrate for light emitting element
JP2006521699A (en) * 2003-03-28 2006-09-21 ゲルコアー リミテッド ライアビリティ カンパニー LED power package
JP2007012993A (en) * 2005-07-01 2007-01-18 Rohm Co Ltd Chip semiconductor light emitting device
JP2007516592A (en) * 2003-06-30 2007-06-21 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ LED thermal management system
JP2008270292A (en) * 2007-04-16 2008-11-06 Sumitomo Electric Ind Ltd Power module and radiating fin
JP2008294253A (en) * 2007-05-25 2008-12-04 Ngk Spark Plug Co Ltd Wiring board for packaging light emitting element
JP2009033088A (en) * 2007-06-29 2009-02-12 Sharp Corp Semiconductor light-emitting device, method for producing the same, and led illuminating apparatus using the same

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001298136A (en) * 2000-04-17 2001-10-26 Sumitomo Metal Electronics Devices Inc Heat sink and wiring board with the heat sink
JP2002353389A (en) * 2001-05-24 2002-12-06 Hitachi Metals Ltd Silicon nitride circuit board and its manufacturing method
JP2006521699A (en) * 2003-03-28 2006-09-21 ゲルコアー リミテッド ライアビリティ カンパニー LED power package
JP2007516592A (en) * 2003-06-30 2007-06-21 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ LED thermal management system
JP2005191097A (en) * 2003-12-24 2005-07-14 Kawaguchiko Seimitsu Co Ltd Semiconductor package
JP2005191135A (en) * 2003-12-24 2005-07-14 Kawaguchiko Seimitsu Co Ltd Semiconductor package
JP2006128512A (en) * 2004-10-29 2006-05-18 Ngk Spark Plug Co Ltd Ceramic substrate for light emitting element
JP2006128511A (en) * 2004-10-29 2006-05-18 Ngk Spark Plug Co Ltd Ceramic substrate for light emitting element
JP2007012993A (en) * 2005-07-01 2007-01-18 Rohm Co Ltd Chip semiconductor light emitting device
JP2008270292A (en) * 2007-04-16 2008-11-06 Sumitomo Electric Ind Ltd Power module and radiating fin
JP2008294253A (en) * 2007-05-25 2008-12-04 Ngk Spark Plug Co Ltd Wiring board for packaging light emitting element
JP2009033088A (en) * 2007-06-29 2009-02-12 Sharp Corp Semiconductor light-emitting device, method for producing the same, and led illuminating apparatus using the same

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012227230A (en) * 2011-04-15 2012-11-15 Citizen Electronics Co Ltd Semiconductor light emitting device
CN103608935A (en) * 2011-05-09 2014-02-26 江苏豪迈照明科技有限公司 Tubular elementary LED encapsulation structure and illumination device with the same
JP2016213509A (en) * 2011-08-22 2016-12-15 エルジー イノテック カンパニー リミテッド Light emitting element package and light unit including the same
JP2013046071A (en) * 2011-08-22 2013-03-04 Lg Innotek Co Ltd Light emitting element package and lighting unit including the same
USRE48858E1 (en) 2011-08-22 2021-12-21 Suzhou Lekin Semiconductor Co., Ltd. Light emitting device package and light unit
WO2013141322A1 (en) * 2012-03-23 2013-09-26 旭硝子株式会社 Method for manufacturing substrate for light-emitting element, substrate for light-emitting element, and light-emitting device
JP2014045169A (en) * 2012-07-31 2014-03-13 Kyocera Corp Substrate for mounting electronic component and manufacturing method of the same
JP2015026746A (en) * 2013-07-26 2015-02-05 新光電気工業株式会社 Light-emitting element mounting package and light-emitting element package
KR102210072B1 (en) 2013-07-26 2021-02-01 신꼬오덴기 고교 가부시키가이샤 Light emitting device package and package for mounting light emitting device
KR20150013066A (en) * 2013-07-26 2015-02-04 신꼬오덴기 고교 가부시키가이샤 Light emitting device package and package for mounting light emitting device
JP2015056546A (en) * 2013-09-12 2015-03-23 アルプス電気株式会社 Electronic circuit module
EP2849544A1 (en) * 2013-09-12 2015-03-18 Alps Electric Co., Ltd. Electronic circuit module
KR20160136119A (en) * 2015-05-19 2016-11-29 한국광기술원 Led package and making method for using the same
KR101693423B1 (en) * 2015-05-19 2017-01-05 한국광기술원 Led package and making method for using the same

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