JP2011100862A - Light-emitting device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a light emitting device and a method for manufacturing the same.
従来、発光ダイオード素子(LED)などの発光素子を光源とする発光装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。以下に、図63を参照して、従来の発光装置の構成の一例を簡単に説明する。 Conventionally, a light-emitting device using a light-emitting element such as a light-emitting diode element (LED) as a light source is known (for example, see Patent Document 1). Hereinafter, an example of the configuration of a conventional light emitting device will be briefly described with reference to FIG.
従来の発光装置では、LED101が金属製のフレーム102上に搭載されている。LED101が搭載されるフレーム102は、互いに電気的に絶縁された2つのフレーム部102aおよび102bを有しており、それらのうちの一方のフレーム部102aにLED101が固着されている。そして、従来では、LED101からの光に指向性を持たせるために、枠状の反射面を有する反射枠103をフレーム102上に配置し、その反射枠102の反射面でLED101を取り囲んでいる。
In the conventional light emitting device, the
また、従来では、フレーム部102aとフレーム部102bとの間に固着部材104を配置し、その固着部材104によってフレーム部102aとフレーム部102bとを固着している。さらに、フレーム102と反射枠103との間には固着部材105を配置し、その固着部材105によってフレーム102と反射枠103とを固着している。なお、固着部材104および105の構成材料としては、白色エポキシ樹脂や透明ポリオレフィン樹脂などである。
Conventionally, the
上記した従来の構成では、LED101で生成された光が固着部材104および105に照射されると、固着部材104および105が変色してしまうので、時間が経過するにつれて発光光度が変化(多くの場合は低下)したり、色度が変化したりする場合がある。また、透明ポリオレフィン樹脂を使用した場合には、LED101で生成された光が固着部材104および105を透過し、それによって光漏れが発生するとともに、時間が経過するにつれて発光光度および色度に変化が生じる。
In the above-described conventional configuration, when the light generated by the
また、フレーム部102aとフレーム部102bとの間の熱伝導が固着部材104によって阻害され、かつ、フレーム102と反射枠103との間の熱伝導が固着部材105によって阻害されるので、LED101の発熱が放熱され難くなるという不都合もある。
Further, the heat conduction between the
さらに、フレーム102および反射枠103が熱膨張した場合には、フレーム102と反射枠103との間の熱膨張の差に起因して、フレーム102に反りが発生したり、フレーム102から反射枠103が剥離したりすることで装置が破損してしまうこともある。
Further, when the
これらの結果、上記した従来の構成では、発光特性、放熱特性および信頼性を向上させることが困難であるという問題がある。 As a result, the conventional configuration described above has a problem that it is difficult to improve the light emission characteristics, the heat dissipation characteristics, and the reliability.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、発光特性、放熱特性および信頼性を向上させることが可能な発光装置およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a light-emitting device capable of improving light-emitting characteristics, heat dissipation characteristics, and reliability, and a method for manufacturing the same.
上記目的を達成するために、本発明の第1の局面による発光装置は、発光素子と、互いに電気的に絶縁された第1フレーム部および第2フレーム部を有し、第1フレーム部上に発光素子が搭載される金属製のフレームと、フレーム上に配置され、発光素子を取り囲む枠状の反射面を有する反射枠と、第1フレーム部および第2フレーム部を互いに固着する第1固着部材と、フレームおよび反射枠を互いに固着する第2固着部材とを備えている。そして、第1固着部材および第2固着部材が共に白色のシリコーン系接着材料からなっている。尚、本実施例では白色系のシリコーン系接着材料を用いているが、白色成形樹脂(例えば、アモデル等)を使用して樹脂成形しても良い。 In order to achieve the above object, a light-emitting device according to a first aspect of the present invention includes a light-emitting element and a first frame portion and a second frame portion that are electrically insulated from each other. A metal frame on which the light emitting element is mounted, a reflective frame having a frame-like reflecting surface disposed on the frame and surrounding the light emitting element, and a first fixing member for fixing the first frame part and the second frame part to each other And a second fixing member for fixing the frame and the reflection frame to each other. The first fixing member and the second fixing member are both made of a white silicone-based adhesive material. In this embodiment, a white silicone-based adhesive material is used, but a white molding resin (for example, Amodel etc.) may be used for resin molding.
第1の局面では、上記のように、第1フレーム部および第2フレーム部を互いに固着するための第1固着部材の構成材料を白色のシリコーン系接着材料とするとともに、フレームおよび反射枠を互いに固着するための第2固着部材の構成材料も白色のシリコーン系接着材料とすることによって、以下のような効果が得られる。 In the first aspect, as described above, the constituent material of the first fixing member for fixing the first frame portion and the second frame portion to each other is a white silicone-based adhesive material, and the frame and the reflection frame are mutually connected. The following effects can be obtained by using a white silicone-based adhesive material as the constituent material of the second fixing member for fixing.
すなわち、第1固着部材および第2固着部材の構成材料を白色のシリコーン系接着材料とすることによって、白色のシリコーン系接着材料は光を反射する材料であるので、発光素子で生成された光が第1固着部材および第2固着部材に達すると、その光が第1固着部材および第2固着部材で反射されることになる。したがって、所望方向とは異なる方向に漏れ出る光(第1フレーム部と第2フレーム部との間から漏れ出る光、および、フレームと反射枠との間から漏れ出る光)が減少し、その分、所望方向への発光を増大させることができる。また、白色のシリコーン系接着材料は光の照射による変色が少ないので、発光光度および色度などの変化を抑制することもできる。 That is, by using white silicone adhesive material as the constituent material of the first fixing member and the second fixing member, the white silicone adhesive material is a material that reflects light. When reaching the first fixing member and the second fixing member, the light is reflected by the first fixing member and the second fixing member. Therefore, light leaking in a direction different from the desired direction (light leaking from between the first frame part and the second frame part and light leaking from between the frame and the reflection frame) is reduced, and accordingly. The light emission in the desired direction can be increased. In addition, since the white silicone-based adhesive material has little discoloration due to light irradiation, it is possible to suppress changes in luminous intensity, chromaticity, and the like.
また、上記のように構成すると、白色のシリコーン系接着材料は熱伝導性を比較的高くすることが可能な材料であるため、第1固着部材を介してなされる第1フレーム部と第2フレーム部との間の熱伝導、および、第2固着部材を介してなされるフレームと反射枠との間の熱伝導が良好になる。それに加えて、シリコーン系接着材料は耐熱性も高い。したがって、白色で熱伝導率を高められる酸化チタン粒子などをシリコーン系接着材料に含有することで、比較的薄い膜厚で必要な絶縁耐圧を確保できる白色のシリコーン系接着材料を得ることが可能である。このため、発光素子で発生した熱を効率良く放熱することができると同時に、信頼性も確保し易い。 In addition, since the white silicone-based adhesive material is a material that can have relatively high thermal conductivity when configured as described above, the first frame portion and the second frame that are formed via the first fixing member. The heat conduction between the frames and the heat conduction between the frame and the reflection frame made through the second fixing member are improved. In addition, the silicone-based adhesive material has high heat resistance. Therefore, it is possible to obtain a white silicone-based adhesive material that can ensure the required withstand voltage with a relatively thin film thickness, by including titanium oxide particles that are white and have improved thermal conductivity in the silicone-based adhesive material. is there. For this reason, it is possible to efficiently dissipate heat generated in the light emitting element, and at the same time, it is easy to ensure reliability.
さらに、上記のように構成すると、白色のシリコーン系接着材料は緩衝材としても使える材料であるので、フレームおよび反射枠が熱膨張したとしても、フレームと反射枠との間の熱膨張の差が第2固着部材で吸収されることになる。これにより、フレームに反りが発生したり、フレームから反射枠が剥離したりすることで装置が破損してしまうのを抑制することができる。 Furthermore, when configured as described above, the white silicone-based adhesive material is a material that can also be used as a cushioning material. Therefore, even if the frame and the reflective frame thermally expand, there is a difference in thermal expansion between the frame and the reflective frame. It is absorbed by the second fixing member. Thereby, it can suppress that a device generate | occur | produces that a curvature | warp generate | occur | produces or a reflection frame peels from a flame | frame.
これらの結果、第1の局面による発光装置では、発光特性、放熱特性および信頼性を向上させることが可能となる。 As a result, in the light emitting device according to the first aspect, it is possible to improve the light emission characteristics, the heat dissipation characteristics, and the reliability.
上記第1の局面による発光装置において、第1固着部材を構成する白色のシリコーン系接着材料および第2固着部材を構成する白色のシリコーン系接着材料が互いに同じ材料であることが好ましい。このように構成すれば、第1固着部材となる白色のシリコーン系接着材料と第2固着部材となる白色のシリコーン系接着材料とを別々に準備する必要がなくなるので、コストの削減を図ることができる。 In the light emitting device according to the first aspect, it is preferable that the white silicone adhesive material constituting the first fixing member and the white silicone adhesive material constituting the second fixing member are the same material. With this configuration, it is not necessary to separately prepare the white silicone-based adhesive material serving as the first fixing member and the white silicone-based adhesive material serving as the second fixing member, so that the cost can be reduced. it can.
また、第1固着部材を構成する白色のシリコーン系接着材料および第2固着部材を構成する白色のシリコーン系接着材料が互いに同じ材料である場合において、第1フレーム部に発光素子を固着する第3固着部材をさらに備え、その第3固着部材が第1固着部材および第2固着部材と同じ白色のシリコーン系接着材料からなっていることがより好ましい。このように構成すれば、第3固着部材となる白色のシリコーン系接着材料を別途準備する必要がなくなるので、さらなるコストの削減を図ることができる。 In the case where the white silicone-based adhesive material constituting the first fixing member and the white silicone-based adhesive material constituting the second fixing member are the same material, the third light-emitting element is fixed to the first frame portion. More preferably, a fixing member is further provided, and the third fixing member is made of the same white silicone-based adhesive material as the first fixing member and the second fixing member. If comprised in this way, since it becomes unnecessary to prepare the white silicone type adhesive material used as the 3rd adhering member separately, the reduction of the further cost can be aimed at.
上記第1の局面による発光装置において、反射枠の反射面で囲まれた部分内に封止部材が埋め込まれており、その封止部材がシリコーン系封止材料からなっていることが好ましい。このように構成すれば、第1固着部材および第2固着部材の構成材料の成分が反射枠の反射面に付着され、その状態のまま反射枠の反射面で囲まれた部分内に封止部材が埋め込まれていたとしても、第1固着部材、第2固着部材および封止部材の構成材料は共にシリコーン系であるため、反射枠の反射面に対する封止部材の接着強度が弱くなるのを抑制することができる。 In the light emitting device according to the first aspect, it is preferable that a sealing member is embedded in a portion surrounded by the reflection surface of the reflection frame, and the sealing member is made of a silicone-based sealing material. If comprised in this way, the component of the constituent material of the 1st adhering member and the 2nd adhering member will adhere to the reflective surface of a reflective frame, and a sealing member will be in the part enclosed by the reflective surface of the reflective frame in that state Even if embedded, the constituent materials of the first fixing member, the second fixing member, and the sealing member are all silicone, so that the adhesive strength of the sealing member to the reflective surface of the reflective frame is prevented from being weakened. can do.
上記第1の局面による発光装置において、第2固着部材の一部がフレームと反射枠との間から発光素子側とは反対の外側にはみ出していることが好ましい。このように構成すれば、第2固着部材の外側にはみ出した部分により、フレームと反射枠との間のマイグレーションが阻害される。これにより、マイグレーションによってフレームと反射枠とが電気的に接続されることに起因して、第1フレーム部と第2フレーム部とが反射枠を通じて短絡してしまうという不都合が発生するのを抑制することができる。さらに、半田を用いて別の回路基板にフレームを接続する場合には、第2固着部材の外側にはみ出した部分により、半田のフレーム側から反射枠側に盛り上がった部分が反射枠に接触し難くなる。このため、半田を介してフレームと反射枠とが電気的に接続されることに起因して、第1フレーム部と第2フレーム部とが反射枠を通じて短絡するという不都合が発生するのも抑制することができる。 In the light emitting device according to the first aspect, it is preferable that a part of the second fixing member protrudes from between the frame and the reflection frame to the outside opposite to the light emitting element side. If comprised in this way, the migration between a flame | frame and a reflective frame will be inhibited by the part which protruded outside the 2nd adhering member. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a disadvantage that the first frame portion and the second frame portion are short-circuited through the reflection frame due to the electrical connection between the frame and the reflection frame by migration. be able to. Further, when the frame is connected to another circuit board using solder, the portion protruding from the frame side of the solder to the reflection frame side is less likely to contact the reflection frame due to the portion protruding outside the second fixing member. Become. For this reason, it is possible to suppress the occurrence of inconvenience that the first frame portion and the second frame portion are short-circuited through the reflection frame due to the electrical connection between the frame and the reflection frame via the solder. be able to.
また、第2固着部材を外側にはみ出させると、その分だけ接着面積が増大するので、フレームと反射枠との固着をさらに強固にすることができる。 Further, when the second fixing member is protruded to the outside, the adhesion area increases accordingly, so that the fixing between the frame and the reflection frame can be further strengthened.
上記第1の局面による発光装置において、第1フレーム部と第2フレーム部との間の空隙が第1固着部材によって埋め込まれていることが好ましい。このように構成すれば、第1フレーム部と第2フレーム部との間が第1固着部材で完全に塞がれた状態となるので、第1フレーム部と第2フレーム部との間から光が漏れ出るのを確実に抑制することができる。 In the light emitting device according to the first aspect, it is preferable that the gap between the first frame portion and the second frame portion is embedded by the first fixing member. If comprised in this way, between the 1st frame part and the 2nd frame part will be in the state where the space between the 1st frame part and the 2nd frame part was completely blocked up with the 1st adhering member. Can be reliably suppressed from leaking out.
上記第1の局面による発光装置において、フレームと反射枠との間の空隙が第2固着部材によって埋め込まれていることが好ましい。このように構成すれば、フレームと反射枠との間が第2固着部材で完全に塞がれた状態となるので、フレームと反射枠との間から光が漏れ出るのを確実に抑制することができる。 In the light emitting device according to the first aspect, it is preferable that the gap between the frame and the reflection frame is embedded by the second fixing member. If comprised in this way, between a flame | frame and a reflective frame will be in the state completely covered with the 2nd adhering member, and it will suppress reliably that light leaks out between a flame | frame and a reflective frame. Can do.
本発明の第2の局面による発光装置の製造方法は、互いに電気的に絶縁される第1フレーム部および第2フレーム部を有する金属製のフレームと、枠状の反射面を有する反射枠とを作製する工程と、第1フレーム部と第2フレーム部とを第1固着部材で固着するとともに、フレームと反射枠とを第2固着部材で固着し、第1フレーム部上に発光素子を搭載する工程とを備えている。そして、第1固着部材および第2固着部材の構成材料として共に白色のシリコーン系接着材料を用い、第1固着部材の塗布および第2固着部材の塗布を同時に行うとともに、第1固着部材の硬化および第2固着部材の硬化を同時に行う。 A method for manufacturing a light emitting device according to a second aspect of the present invention includes: a metal frame having a first frame part and a second frame part that are electrically insulated from each other; and a reflection frame having a frame-like reflection surface. The manufacturing step, the first frame portion and the second frame portion are fixed by the first fixing member, and the frame and the reflection frame are fixed by the second fixing member, and the light emitting element is mounted on the first frame portion. Process. Then, using a white silicone adhesive material as a constituent material of the first fixing member and the second fixing member, the first fixing member and the second fixing member are applied simultaneously, and the first fixing member is cured and The second fixing member is cured simultaneously.
第2の局面では、上記のように、第1固着部材および第2固着部材の構成材料として共に白色のシリコーン系接着材料を用いることによって、発光特性、放熱特性および信頼性を向上させることができる。 In the second aspect, as described above, by using a white silicone-based adhesive material as the constituent material of the first fixing member and the second fixing member, it is possible to improve the light emission characteristics, the heat dissipation characteristics, and the reliability. .
また、第2の局面では、上記のような製造方法を用いて発光装置を製造することによって、第1固着部材による第1フレーム部と第2フレーム部との固着、および、第2固着部材によるフレームと反射枠との固着を一括して行うことができる。これにより、製造工程の簡略化を図ることが可能となる。 Further, in the second aspect, by manufacturing the light emitting device using the manufacturing method as described above, the first frame member and the second frame portion are fixed by the first fixing member, and the second fixing member is used. The frame and the reflection frame can be fixed together. This makes it possible to simplify the manufacturing process.
上記第2の局面による発光装置の製造方法において、好ましくは、第1フレーム部上に発光素子を搭載する工程は、白色のシリコーン系接着材料からなる第3固着部材を介して発光素子と第1フレーム部とを固着する工程を含んでおり、第1固着部材の塗布および第2固着部材の塗布と同時に第3固着部材の塗布を行うとともに、第1固着部材の硬化および第2固着部材の硬化と同時に第3固着部材の硬化を行う。このようにすれば、第1固着部材による第1フレーム部と第2フレーム部との固着、第2固着部材によるフレームと反射枠との固着、および、第3固着部材による発光素子と第1フレーム部との固着を一括して行うことができる。これにより、製造工程のさらなる簡略化を図ることが可能となる。 In the method for manufacturing a light emitting device according to the second aspect, preferably, the step of mounting the light emitting element on the first frame portion includes the step of mounting the light emitting element and the first through a third fixing member made of a white silicone-based adhesive material. A step of fixing the frame portion to the frame portion, and applying the third fixing member simultaneously with the application of the first fixing member and the second fixing member, and curing of the first fixing member and curing of the second fixing member. At the same time, the third fixing member is cured. In this case, the first frame member and the second frame portion are fixed by the first fixing member, the frame and the reflection frame are fixed by the second fixing member, and the light emitting element and the first frame are formed by the third fixing member. Bonding with the part can be performed at once. As a result, the manufacturing process can be further simplified.
以上のように、本発明によれば、容易に、発光特性、放熱特性および信頼性を向上させることができる。 As described above, according to the present invention, light emission characteristics, heat dissipation characteristics, and reliability can be easily improved.
(第1実施形態)
以下に、図1〜図3を参照して、第1実施形態による発光装置10の構成について詳細に説明する。
(First embodiment)
Below, with reference to FIGS. 1-3, the structure of the light-emitting
第1実施形態では、図1および図2に示すように、発光素子としてのLED(発光ダイオード素子)1がフレーム2上に搭載されている。また、フレーム2上には枠状の反射面3aを有する反射枠3が配置されており、反射枠3の反射面3aによってLED1が取り囲まれている。そして、反射枠3の開口部内(反射面3aで囲まれた部分内)には、LED1を封止するための封止部材4が埋め込まれている。
In the first embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, an LED (light emitting diode element) 1 as a light emitting element is mounted on a
LED1が搭載されるフレーム2は金属製であり、アルミニウム、アルミニウム合金、銅および銅合金などの高熱伝導材料からなっている。また、フレーム2は、平面積が大きいフレーム部2aと、フレーム部2aよりも平面積が小さいフレーム部2bとの2つに分割されており、それらが互いに電気的に絶縁された構造となっている。平面積が大きい方のフレーム部2aは略コの字形状(略U字形状)に加工されており、その中央部にLED1が搭載されるLED搭載部2cを持っている。一方、平面積が小さい方のフレーム部2bは略長方形状に加工されており、コの字体の内側に入り込んでいる。そして、LED1は、フレーム部2aのLED搭載部2c上に配置された状態で、フレーム部2aおよび2bにワイヤ5を介して電気的に接続されている。なお、フレーム部2aおよび2bは、それぞれ、本発明の「第1フレーム部」および「第2フレーム部」の一例である。
The
また、このフレーム2のLED1が搭載される側の面には、光反射率に重点を置くとともに、ワイヤーボンドおよびフリップ接続などにも重点を置いた表面処理(銀メッキや銀+パラジウムメッキなど)が施されている。さらに、フレーム2のLED1が搭載される側とは反対側の面には、別の回路基板に対して半田接続が可能となるように、半田付け性に重点を置いた表面処理(銀メッキや金メッキなど)が施されている。なお、フレーム2の両面に施す表面処理を同一仕様とすれば製造上の簡便性が向上するが、そのようにする場合には、銀メッキまたは銀+パラジウムメッキなどをフレーム2の両面に施せばよい。
In addition, the surface of the
フレーム2上に配置された反射枠3は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅および銅合金などの高熱伝導材料からなっている。また、反射枠3の反射面3aは、放射状に広がるような傾斜面となっている。そして、この反射枠3の反射面3aには、光反射率に重点を置いた表面処理が施されている。このような表面処理としては、銀メッキ、銀メッキ+絶縁(セラミック)コーティング、および、アルマイト処理などがある。
The
ところで、反射枠3における光反射率を簡便な表面処理で高めるには、アルミニウム反射枠にアルマイト処理を施したり、化学研磨により薄い酸化膜を形成したりするのが適している。また、フレーム2における熱伝導を優先すると、銅フレームを用いるのが適している。このような観点で反射枠3およびフレーム2の構成材料を選定する場合には、アルミニウム反射枠および銅フレームを選定すればよい。また、両方共に熱伝導を優先する場合には、銅反射枠(銀メッキなどを施したもの)および銅フレーム(銀メッキなどを施したもの)を選定すればよい。
By the way, in order to increase the light reflectance in the
ここで、第1実施形態では、シリコーン系接着材料からなる固着部材6によってフレーム部2aおよび2bが互いに固着されており、さらに、固着部材6の構成材料であるシリコーン系接着材料と同じシリコーン系接着材料からなる固着部材7によってフレーム2と反射枠3とが固着されている。なお、固着部材6および7は、それぞれ、本発明の「第1固着部材」および「第2固着部材」の一例である。
Here, in the first embodiment, the
固着部材6および7の構成材料であるシリコーン系接着材料は、酸化チタンやセラミックス粉末またはシリカなどが含有されたものであり、それによって白色化されている。したがって、LED1で生成された光が固着部材6および7に到達すると、その表面によって光の反射が行われることになる。このような白色のシリコーン系接着材料としては、たとえば、チップボンディング用に開発された信越化学工業株式会社製の「KER−3100−U2」や「KER−3200−T1」などがある。
The silicone-based adhesive material that is a constituent material of the fixing
なお、酸化チタンを加えることでシリコーン系接着材料を白色化する場合、酸化チタンの光触媒作用によって品質に悪影響を及ぼす可能性がある。したがって、酸化チタンにより白色化されたシリコーン系接着材料を固着部材6および7の構成材料として用いる場合には、酸化チタンに対して、光触媒作用の発生が抑制されるような表面処理を施しておくのがよいと考えられる。
In addition, when whitening a silicone type adhesive material by adding a titanium oxide, there exists a possibility of having a bad influence on quality by the photocatalytic action of a titanium oxide. Therefore, when using a silicone-based adhesive material whitened with titanium oxide as a constituent material of the fixing
フレーム部2aおよび2bを互いに固着するための固着部材6は、フレーム2の板厚と略同じ厚みで形成されているとともに、フレーム部2aとフレーム部2bとの間の領域の全域に配置されている。すなわち、フレーム部2aとフレーム部2bとの間に空隙が生じないように、フレーム部2aとフレーム部2bとの間が固着部材6によって完全に埋め込まれている。なお、この固着部材6の平面視における配置領域は、図3中の破線のハッチングが施された領域(ハッチング間隔が狭い領域およびハッチング間隔が広い領域)10aである。
The fixing
また、フレーム2と反射枠3とを固着するための固着部材7は、フレーム2と反射枠3の枠部との間で、かつ、フレーム2と反射枠3の枠部とが重畳する領域の全域に配置されている。加えて、固着部材6と反射枠3の枠部とが重畳する領域にも固着部材7が配置されている。このため、フレーム2(固着部材6)と反射枠3の枠部との間は、そこが固着部材7によって完全に埋め込まれることで空隙が生じていない。なお、この固着部材7の平面視における配置領域は、図3中の実線のハッチングが施された領域10b、および、破線のハッチングが施された領域10aのうちのハッチング間隔が狭い領域である。
Further, the fixing
また、第1実施形態では、固着部材6および7の構成材料と同じ材料、すなわち、白色のシリコーン系接着材料(信越化学工業株式会社製の「KER−3100−U2」や「KER−3200−T1」など)からなる固着部材8によって、LED1のフレーム部2a(LED搭載部2c)への固着がなされている。なお、固着部材8は本発明の「第3固着部材」の一例であり、平面的に見ると、図3中の格子状のハッチングが施された領域10cに配置されることになる。
In the first embodiment, the same material as that of the fixing
さらに、第1実施形態では、LED1を封止するための封止部材4の構成材料として、シリコーン系封止材料を用いている。すなわち、封止部材4の構成材料の主成分が固着部材6〜8の構成材料の主成分と同じになっている。
Furthermore, in 1st Embodiment, the silicone type sealing material is used as a constituent material of the sealing
第1実施形態では、上記のように、フレーム部2aおよび2bを互いに固着するための固着部材6の構成材料を白色のシリコーン系接着材料とするとともに、フレーム2および反射枠3を互いに固着するための固着部材7の構成材料も白色のシリコーン系接着材料とすることによって、以下のような効果が得られる。
In the first embodiment, as described above, the constituent material of the fixing
すなわち、固着部材6および7の構成材料を白色のシリコーン系接着材料とすることによって、白色のシリコーン系接着材料は光を反射する材料であるので、LED1で生成された光が固着部材6および7に達すると、その光が固着部材6および7で反射されることになる。したがって、所望方向とは異なる方向に漏れ出る光(フレーム部2aとフレーム部2bとの間から漏れ出る光、および、フレーム2と反射枠3との間から漏れ出る光)が減少し、その分、所望方向への発光を増大させることができる。また、白色のシリコーン系接着材料は光の照射による変色が少ないので、発光光度および色度の変化を抑制することもできる。
That is, by using the white silicone adhesive material as the constituent material of the fixing
また、白色のシリコーン系接着材料は耐熱性に優れていて熱伝導性を比較的高くできる材料であると同時に、絶縁性を保ちつつ薄く形成することが可能であるため、固着部材6を介してなされるフレーム部2aとフレーム部2bとの間の熱伝導、および、固着部材7を介してなされるフレーム2と反射枠3との間の熱伝導が良好になる。このため、LED1で発生した熱を効率良く放熱することができる。
In addition, the white silicone-based adhesive material has excellent heat resistance and can have relatively high thermal conductivity, and at the same time, it can be formed thin while maintaining insulation. The heat conduction between the
さらに、白色のシリコーン系接着材料は緩衝材としても使える材料であるので、フレーム2および反射枠3が熱膨張したとしても、フレーム2と反射枠3との間の熱膨張の差が固着部材7で吸収されることになる。これにより、フレーム2に反りが発生したり、フレーム2から反射枠3が剥離したりすることで装置が破損してしまうのを抑制することができる。
Further, since the white silicone-based adhesive material is a material that can also be used as a cushioning material, even if the
これらの結果、第1実施形態では、発光特性、放熱特性および信頼性を向上させることが可能となる。 As a result, in the first embodiment, it is possible to improve the light emission characteristics, the heat dissipation characteristics, and the reliability.
また、第1実施形態では、上記のように、固着部材6を構成する白色のシリコーン系接着材料および固着部材7を構成する白色のシリコーン系接着材料を互いに同じ材料とすることによって、固着部材6となる白色のシリコーン系接着材料と固着部材7となる白色のシリコーン系接着材料とを別々に準備する必要がなくなるので、コストの削減を図ることができる。それに加えて、第1実施形態では、固着部材8の構成材料を固着部材6および7と同じ白色のシリコーン系接着材料としているので、固着部材8となる白色のシリコーン系接着材料を別途準備する必要もなくなる。このため、コストがさらに削減される。
In the first embodiment, as described above, the white silicone adhesive material forming the fixing
また、第1実施形態では、上記のように、封止部材4の構成材料をシリコーン系封止材料とすることによって、固着部材6および7の構成材料の成分が反射枠3の反射面3aに付着され、その状態のまま反射枠3の開口部内に封止部材4が埋め込まれたとしても、それらの構成材料は共にシリコーン系であるため、反射枠3の反射面3aに対する封止部材4の接着強度が弱くなるのを抑制することができる。また、封止部材4に硬化阻害が生じて硬化物に異常が発生するのも抑制することができる。
In the first embodiment, as described above, the constituent material of the sealing
また、第1実施形態では、上記のように、フレーム部2aとフレーム部2bとの間に空隙が生じないように、フレーム部2aとフレーム部2bとの間に固着部材6を埋め込むことによって、フレーム部2aとフレーム部2bとの間が固着部材6で完全に塞がれた状態となり、フレーム部2aとフレーム部2bとの間から光が漏れ出るのを確実に抑制することができる。
In the first embodiment, as described above, the fixing
また、第1実施形態では、上記のように、フレーム2と反射枠3との間に空隙が生じないように、フレーム2と反射枠3との間に固着部材7を埋め込むことによって、フレーム2と反射枠3との間が固着部材7で完全に塞がれた状態となり、フレーム2と反射枠3との間から光が漏れ出るのを確実に抑制することができる。
In the first embodiment, as described above, the fixing
また、第1実施形態では、上記のように、フレーム部2aの平面積をフレーム部2bの平面積よりも大きくし、平面積が大きい方のフレーム部2aにLED1を搭載することによって、LED1の発熱が放熱され易くなる。
In the first embodiment, as described above, the plane area of the
また、第1実施形態では、上記のように、反射枠3を金属製とすることによって、反射枠3を介しての放熱を良好に行うことができる。また、反射枠3が金属製であると、反射枠3の反射面3aが変色し難くなるので、反射枠3の反射面3aでの光吸収が抑制され、発光光度の低下を低減することができる。なお、フレーム2と反射枠3とを同じ金属材料で作製すれば、フレーム2および反射枠3のそれぞれの熱膨張率が互いに同じになるので、熱膨張率の違いに起因するフレーム2からの反射枠3の剥離をより抑制することができる。
Moreover, in 1st Embodiment, as above-mentioned, the heat dissipation through the
なお、上記した第1実施形態の構成において、図4に示すように、フレーム部2aとフレーム部2bとを固着する固着部材(フレーム部2aとフレーム部2bとの間に配置される固着部材)6をフレーム部2a(LED搭載部2c)上にまで延ばし、その固着部材6のフレーム部2a上にまで延びた部分でLED1とフレーム部2aとを固着してもよい。すなわち、フレーム部2aとフレーム部2bとを固着する部材と、LED1とフレーム部2aとを固着する部材とを一体化してもよい。
In the configuration of the first embodiment described above, as shown in FIG. 4, a fixing member for fixing the
また、上記した第1実施形態の構成において、図5に示すように、フレーム2と反射枠3とを固着する固着部材(フレーム2と反射枠3との間に配置される固着部材)7の一部を、フレーム2と反射枠3との間から外側(LED1側とは反対側)に意図的にはみ出させてもよい。
Further, in the configuration of the first embodiment described above, as shown in FIG. 5, the fixing member 7 (fixing member disposed between the
このように、固着部材7の一部をフレーム2と反射枠3との間から外側にはみ出させれば、固着部材7の外側にはみ出した部分により、金属(フレーム2に施されるメッキの材料)の反射枠3へのマイグレーションが阻害される。これにより、マイグレーションによってフレーム2が反射枠3に電気的に接続されることに起因して、フレーム部2aとフレーム部2bとが反射枠3を通じて短絡してしまうという不都合が発生するのを抑制することができる。さらに、半田を用いて別の回路基板にフレーム2を接続する場合には、固着部材7の外側にはみ出した部分により、半田のフレーム2側から反射枠3側に盛り上がった部分が反射枠3に接触し難くなる。このため、半田を介してフレーム2と反射枠3とが電気的に接続されることに起因して、フレーム部2aとフレーム部2bとが反射枠3を通じて短絡するという不都合が発生するのも抑制することができる。
In this way, if a part of the fixing
また、固着部材7を外側にはみ出させると、その分だけ接着面積が増大するので、フレーム2と反射枠3との固着をさらに強固にすることができる。
Further, when the fixing
また、上記した第1実施形態の構成において、図6に示すように、反射枠3の反射面3aを、傾斜面と垂直面とを組み合わせたものにしてもよい。このようにすれば、反射枠3の反射面3aと、その反射面3aで囲まれた部分内に埋め込まれた封止部材4との間の接着面積が増大する。これにより、封止部材4の剥離をより抑制することができる。
In the configuration of the first embodiment described above, the reflecting
また、上記した第1実施形態の構成において、図7に示すように、フレーム部2bを複数に分割してもよいし、図8に示すように、フレーム部2aのLED搭載部2cをフレーム部2bで挟み込んでもよい。
Further, in the configuration of the first embodiment described above, the
さらに、図9〜図11に示すように、直列に接続された所定数の発光装置10を含む発光装置列10lを1列または複数列備えた発光装置モジュールに本発明を適用することも可能である。この場合、発光装置モジュールの光出射口の形状は統一されていなくてもよい。たとえば、図10に示すように、長穴形状の光出射口と円形状の光出射口とが混在していてもよい。
Furthermore, as shown in FIGS. 9 to 11, the present invention can be applied to a light emitting device module including one or a plurality of light emitting
以下に、図12〜図18を参照して、第1実施形態による発光装置10の製造方法について説明する。
Below, with reference to FIGS. 12-18, the manufacturing method of the light-emitting
第1実施形態の製造方法としては、まず、図12および図13に示すように、互いに電気的に絶縁されるフレーム部2aおよび2bを有するフレーム2がマトリクス状に複数繋がれた金属構造体を作製する。また、図14および図15に示すように、枠状の反射面3aを有する反射枠3がマトリクス状に複数繋がれた金属構造体も作製する。
As a manufacturing method of the first embodiment, first, as shown in FIGS. 12 and 13, a metal structure in which a plurality of
次に、図16に示すように、フレーム2を所定の基台11上に載置する。この後、スクリーン印刷法やディスペンス法などを用いて、フレーム部2aとフレーム部2bとの間の領域10a、フレーム2と反射枠3の枠部とが重畳する領域10b、および、フレーム部2a(LED搭載部2c)の所定の領域10cのそれぞれに、白色のシリコーン系接着材料を塗布する。すなわち、領域10aに固着部材6を配置するとともに、領域10bに固着部材7を配置し、領域10cに固着部材8を配置する。この際、固着部材6〜8の構成材料を同一の白色のシリコーン系接着材料とし、固着部材6〜8の塗布を同時に行う。
Next, as shown in FIG. 16, the
次に、図17に示すように、固着部材7を介してフレーム2上に反射枠3を配置するとともに、固着部材8を介してフレーム部2a(LED搭載部2c)上にLED1を配置する。この際、所定の治具12で反射枠3を把持することによって、フレーム2と反射枠3との間隔(基台11と治具12との間隔)を予め設定された大きさに保持しておく。そして、その状態で、固着部材6〜8の硬化を同時に行う。これによって、フレーム部2aとフレーム部2bとの固着、フレーム2と反射枠3との固着、および、LED1とフレーム部2a(LED搭載部2c)との固着が同時になされる。
Next, as shown in FIG. 17, the
次に、図18に示すように、ワイヤボンディングを行うことによって、ワイヤ5を介して、LED1をフレーム部2aおよび2bに電気的に接続する。また、反射枠3の開口部内に封止部材4を埋め込み、その封止部材4でLED1を封止する。これにより、複数の発光装置10がマトリクス状に繋がれた構造体が得られる。最後に、マトリクス状に繋がれた複数の発光装置10を個々に分離することによって、図1および図2に示した第1実施形態による発光装置10が製造される。
Next, as shown in FIG. 18, the
第1実施形態では、上記のような製造方法を用いることによって、固着部材6によるフレーム部2aとフレーム部2bとの固着、固着部材7によるフレーム2と反射枠3との固着、および、固着部材8によるLED1とフレーム部2a(LED搭載部2c)との固着を一括して行うことができる。これにより、製造工程の簡略化を図ることが可能となる。
In the first embodiment, by using the manufacturing method as described above, the
なお、白色のシリコーン系接着材料によるフレーム2と反射枠3との固着方法(図16および図17に示した工程)としては、上記した方法に限らず、たとえば、以下のような別の方法を用いることも可能である。
Note that the method of fixing the
すなわち、別の方法の1つ目としては、まず、スクリーン印刷法やディスペンス法などを用いて、フレーム部2aとフレーム部2bとの間の間隙に白色のシリコーン系接着材料を塗布する。また、反射枠3の枠部の裏面のうち、フレーム2に重なる部分、および、フレーム部2aとフレーム部2bとの間の間隙に重なる部分にも白色のシリコーン系接着材料を塗布する。その後、白色のシリコーン系接着材料がそれぞれ塗布されたフレーム2および反射枠3を互いに重ね合わせ、その状態で白色のシリコーン系接着材料を硬化させることによって、フレーム2と反射枠3とを固着する。
That is, as another method, first, a white silicone-based adhesive material is applied to the gap between the
また、別の方法の2つ目としては、まず、フレーム2および反射枠3を互いに重ね合わせて固定する。続いて、スクリーン印刷法やディスペンス法などを用いて、互いに重ね合わされたフレーム2および反射枠3の所定部分に白色のシリコーン系接着材料を塗布・充填する。そして、その状態で減圧脱法を行う。なお、このように減圧脱泡を行えば、互いに重ね合わされたフレーム2および反射枠3の隙間に、白色のシリコーン系接着材料を効率良く浸透させることができる。その後、シリコーン系接着材料を硬化させることによって、フレーム2と反射枠3とを固着する。
As another method, first, the
(第2実施形態)
以下に、図19〜図28を参照して、第2実施形態による発光装置20の構成について詳細に説明する。
(Second Embodiment)
Below, with reference to FIGS. 19-28, the structure of the light-emitting
第2実施形態では、図19および図20に示すように、上記第1実施形態と同様、発光素子としてのLED21がフレーム22上に搭載されており、そのフレーム22上に枠状の反射面23aを有する反射枠23が配置されている。また、LED21は、反射枠23の開口部内に埋め込まれた封止部材(シリコーン系封止材料)24によって封止されている。
In the second embodiment, as shown in FIGS. 19 and 20, the
フレーム22は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅および銅合金などの高熱伝導材料からなり、かつ、上記第1実施形態のフレーム2に施されたメッキ処理と同様のメッキ処理が施されたものである。さらに、フレーム22は、平面積が大きいフレーム部22aと、そのフレーム部22aよりも平面積が小さいフレーム部22bとの2つに分割されている。そして、LED21は、フレーム部22aのLED搭載部(フレーム22の中央部分)22c上に配置されているとともに、フレーム部22aおよび22bにワイヤ25を介して電気的に接続されている。なお、フレーム22に含まれるフレーム部22aおよび22bは、それぞれ、本発明の「第1フレーム部」および「第2フレーム部」の一例であり、詳細な形状としては、図21〜図23に示されるようになっている。
The
反射枠23は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅および銅合金などの高熱伝導材料からなり、かつ、上記第1実施形態の反射枠3に施されたメッキ処理と同様のメッキ処理など(アルマイト処理および化学研磨などを含む)が施されたものである。そして、この反射枠23の反射面23aは、放射状に広がる傾斜面と、その傾斜面に繋がる垂直面とを持っている。なお、反射枠23の詳細な形状としては、図24〜図26に示されるようになっている。
The
また、これらフレーム22および反射枠23は、所定部分において互いに直接接触している。具体的には、図21〜図23に示すように、フレーム22の所定部分に、他の部分よりも反射枠23側に向かって突出した突出部(反射枠23に対して直接接触する部分)22dが形成されている。なお、このフレーム22の突出部22dは、フレーム部22aのうちのLED搭載部22cおよびそれ以外の3ヶ所の部分22eを除く部分に設けられており、フレーム部22bには設けられていない。
Further, the
そして、図20に示すように、フレーム部22aの突出部22d上に反射枠23の枠部が直に載置され、それによって、フレーム部22aと反射枠23とが直接接触している。また、フレーム部22aの突出部22d上に反射枠23の枠部が直に載置されることで、フレーム部22aの部分22eと反射枠23の枠部とが離間され、かつ、フレーム部22bと反射枠23の枠部とが離間されている。
As shown in FIG. 20, the frame portion of the
ここで、第2実施形態では、白色のシリコーン系接着材料からなる固着部材26によってフレーム部22aおよび22bが互いに固着されているとともに、白色のシリコーン系接着材料からなる固着部材27によってフレーム22と反射枠23とが固着され、かつ、白色のシリコーン系接着材料からなる固着部材28によってLED21とフレーム部22a(LED搭載部22c)とが固着されている。これら固着部材26〜28の構成材料である白色のシリコーン系接着材料は互いに同じ材料であり、たとえば、信越化学工業株式会社製の「KER−3100−U2」や「KER−3200−T1」などである。なお、固着部材26〜28は、それぞれ、本発明の「第1固着部材」、「第2固着部材」および「第3固着部材」の一例である。
Here, in the second embodiment, the
フレーム部22aおよび22bを互いに固着するための固着部材26は、フレーム22の板厚と略同じ厚みで形成されているとともに、フレーム部22aとフレーム部22bとの間の領域の全域に配置されている。したがって、フレーム部22aとフレーム部22bとの間には、空隙が生じていない。なお、この固着部材26の平面視における配置領域は、図27中の破線のハッチングが施された領域(ハッチング間隔が狭い領域およびハッチング間隔が広い領域)20aである。
The fixing
また、フレーム22と反射枠23とを固着するための固着部材27は、フレーム22と反射枠23の枠部との間で、かつ、フレーム22と反射枠23の枠部とが重畳する領域のうち、フレーム部22aの突出部22dが存在しない領域に配置されている。加えて、固着部材26と反射枠23の枠部とが重畳する領域にも固着部材27が配置されている。このため、フレーム22と反射枠23の枠部との間についても、空隙が生じていない。なお、この固着部材27の平面視における配置領域は、図27中の実線のハッチングが施された領域20b、および、破線のハッチングが施された領域20aのうちのハッチング間隔が狭い領域である。
Further, the fixing
なお、フレーム部22aと反射枠23の枠部とが直接接触する領域には固着部材27を配置しないようにしているが、このようにすることで、フレーム部22aと反射枠23との間の熱伝導が高められている。ただし、図示しないが、フレーム部22aと反射枠23の枠部とが直接接触する領域に、極薄い固着部材を配置してもよいし、固着部材が自然に浸透していくようにしてもよい。この場合には、微小な隙間が残らないので、固着強度を高くすることができるとともに、光漏れの抑制効果をより向上させることができる。加えて、微小な隙間が残らないように極薄の固着部材を浸透させることにより、フレーム部22aと反射枠23との間の熱伝導をさらに高めることもできる。
Note that the fixing
また、LED21とフレーム部22a(LED搭載部22c)とを固着するための固着部材28は、平面的に見ると、図27中の格子状のハッチングが施された領域20cに配置されることになる。
Further, the fixing
さらに、第2実施形態では、フレーム部22aに対する反射枠23の固着が、フレーム部22aに反射枠23を機械的に取り付けることによってもなされている。具体的には、図21に示すように、フレーム部22aの突出部22d内に、板厚方向に貫通する4つの貫通穴(凹部)22fが形成されているとともに、図24〜図26に示すように、反射枠23の枠部の裏面側(フレーム22側)に、フレーム部22aの貫通穴22fに挿入可能な4つの突起(凸部)23bが形成されている。そして、図28に示すように、反射枠23の突起23bがフレーム部22aの貫通穴22fに挿入され、その状態で、フレーム部22aの貫通穴22fに反射枠23の突起23bがかしめられている。
Further, in the second embodiment, the
第2実施形態では、上記のように、固着部材26〜28の構成材料を白色のシリコーン系接着材料とすることによって、第1実施形態と同様、発光特性、放熱特性および信頼性が向上するなどの効果を得ることができる。
In the second embodiment, as described above, the light emitting characteristics, the heat radiation characteristics, and the reliability are improved by using a white silicone-based adhesive material as the constituent material of the fixing
また、第2実施形態では、上記のように、フレーム部22aに突出部22dを形成するとともに、そのフレーム部22aの突出部22dを反射枠23に直接接触させることによって、フレーム部22aと反射枠23との間の熱伝導がより良好になり、さらに効率的な放熱を行うことができる。なお、この場合には、フレーム部22bには反射枠23が直接接触しないので、反射枠23を介してフレーム部22aとフレーム部22bとが電気的に接続されることはない。
In the second embodiment, as described above, the projecting
また、第2実施形態では、上記のように、フレーム部22aに貫通穴22fを形成するとともに、反射枠23に突起23bを形成し、フレーム部22aの貫通穴22fに反射枠23の突起23bをかしめることによって、フレーム部22aと反射枠23との間の固着強度をより高めることができる。さらに、フレーム22に対して反射枠23が横方向に位置ずれしてしまうのを抑制することもできる。また、反射枠23の突起23bをサーマルビアとして機能させることができるので、放熱がより効率的になる。
In the second embodiment, as described above, the through
なお、上記した第2実施形態の構成において、図29に示すように、フレーム22と反射枠23とを固着する固着部材(フレーム22と反射枠23との間に配置される固着部材)27の一部を意図的に外側にはみ出させることによって、マイグレーションの抑制を図るようにしてもよい。また、この場合には、固着部材27が外側にはみ出している分だけ接着面積が増大するので、フレーム22と反射枠23との固着をさらに強固にすることができる。
In the configuration of the second embodiment described above, as shown in FIG. 29, the fixing member 27 (fixing member disposed between the
また、図29に示した変形例では、フレーム部22aとフレーム部22bとの間の間隙の断面形状が段差(二段)形状となっており、上側の間隙幅が狭く、下側の間隙幅が広くなっている。上側の間隙幅を狭くしているのは光漏れを少しでも減少させるためであり、下側の間隙幅を広くしているのは半田付け時にショート不良が発生するのを抑制するためである。また、このようにすることで、フレーム22と固着部材26との間の接着面積が増大し、剥離などの発生も抑制される。
In the modification shown in FIG. 29, the cross-sectional shape of the gap between the
また、上記した第2実施形態の構成において、図30に示すように、フレーム部22aの貫通穴22fに反射枠23の突起23bを圧入してもよい。この場合には、容易に、フレーム部22aへの反射枠23の機械的な取り付けを行うことができる。
In the configuration of the second embodiment described above, as shown in FIG. 30, the
また、上記した第2実施形態の構成において、図31に示すように、フレーム部22aの貫通穴22fと反射枠23の突起23bとの間に隙間を設け、その隙間に固着部材27の一部を埋め込んでもよい。このようにすれば、固着部材27の一部(フレーム部22aの貫通穴22fと反射枠23の突起23bとの間に埋め込まれた部分)によって、フレーム部22aと反射枠23との間の熱膨張の差を吸収することができるという効果が得られる。
In the configuration of the second embodiment described above, as shown in FIG. 31, a gap is provided between the through
また、上記した第2実施形態の構成において、図32および図33に示すように、フレーム部22aおよび22bの反射枠23の枠部と重畳する部分の外形を変更し、フレーム部22aに形成する貫通穴22fを2つに減らすとともに、フレーム部22bに新たに2つの貫通穴(凹部)22gを形成してもよい。この場合、図34に示すように、フレーム部22bの貫通穴22gと反射枠23の突起23bとの間に固着部材27の一部を埋め込めば、フレーム部22bと反射枠23とを電気的に絶縁しながら、フレーム部22bと反射枠23との固着を強固にすることができる。
Further, in the configuration of the second embodiment described above, as shown in FIGS. 32 and 33, the outer shape of the portion of the
(第3実施形態)
以下に、図35〜図40を参照して、第3実施形態による発光装置30の構成について詳細に説明する。
(Third embodiment)
Below, with reference to FIGS. 35-40, the structure of the light-emitting
第3実施形態では、図35〜図37に示すように、上記第1実施形態と同様、発光素子としてのLED31がフレーム32上に搭載されており、そのフレーム32上に枠状の反射面33aを有する反射枠33が配置されている。また、LED31は、反射枠33の開口部内に埋め込まれた封止部材(シリコーン系封止材料)34によって封止されている。
In the third embodiment, as shown in FIGS. 35 to 37, the
フレーム32は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅および銅合金などの高熱伝導材料からなり、かつ、上記第1実施形態のフレーム2に施されたメッキ処理と同様のメッキ処理が施されたものである。また、このフレーム32は、平面積が大きいフレーム部32aと、フレーム部32aよりも平面積が小さいフレーム部32bとの2つに分割されている。そして、LED31は、フレーム部32aのLED搭載部(フレーム32の中央部分)32c上に配置されているとともに、フレーム部32aおよび32bにワイヤ35を介して電気的に接続されている。なお、フレーム32に含まれるフレーム部32aおよび32bは、それぞれ、本発明の「第1フレーム部」および「第2フレーム部」の一例であって、反射枠33側から斜視的に見ると、図38に示されるようになっている。
The
反射枠33は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅および銅合金などの高熱伝導材料からなり、かつ、上記第1実施形態の反射枠3に施されたメッキ処理と同様のメッキ処理など(アルマイト処理および化学研磨などを含む)が施されたものである。そして、この反射枠33の反射面33aは、放射状に広がる傾斜面と、その傾斜面に繋がる垂直面とを持っている。なお、反射枠33をフレーム32側から斜視的に見ると、図39に示されるようになっている。
The
ここで、第3実施形態では、図38に示すように、フレーム32の所定部分に、他の部分よりも反射枠33側に向かって突出した突出部32dが形成されている。なお、このフレーム32の突出部32dは、フレーム部32aのうちのLED搭載部32cおよび外周部32eを除く部分に設けられており、フレーム部32bには設けられていない。また、フレーム部32aの突出部32d内には、その突出部32dからさらに反射枠33側に向かって突出する4つの突起(凸部)32fが形成されている。
Here, in 3rd Embodiment, as shown in FIG. 38, the
また、図39に示すように、反射枠33の枠部の裏面側(フレーム32側)には、4つの非貫通穴(凹部)33bが形成されている。この反射枠33の非貫通穴33bは、フレーム部32aの突起32fを挿入することが可能な形状となっている。
As shown in FIG. 39, four non-through holes (concave portions) 33b are formed on the back surface side (
そして、図36および図37に示すように、フレーム部32aの突出部32d上に反射枠33の枠部が直に載置され、それによって、フレーム部32aと反射枠33とが直接接触している。また、フレーム部32aの突出部32d上に反射枠33の枠部が直に載置されることで、フレーム部32aの外周部32eと反射枠33の枠部とが離間され、かつ、フレーム部32bと反射枠33の枠部とが離間されている。
As shown in FIGS. 36 and 37, the frame portion of the
さらに、フレーム部32aの突出部32d上に反射枠33の枠部が直に載置された状態で、フレーム部32aの突起32fが反射枠33の非貫通穴33bに挿入されている。なお、フレーム部32aの突起32fの先端部と反射枠33の非貫通穴33bの底部とは離間されている。
Further, the
ここで、第3実施形態では、白色のシリコーン系接着材料からなる固着部材36によってフレーム部32aおよび32bが互いに固着されているとともに、白色のシリコーン系接着材料からなる固着部材37によってフレーム32と反射枠33とが固着され、かつ、白色のシリコーン系接着材料によってLED31とフレーム部32a(LED搭載部32c)とが固着されている。これら固着部材36〜38の構成材料である白色のシリコーン系接着材料は互いに同じ材料であって、たとえば、信越化学工業株式会社製の「KER−3100−U2」や「KER−3200−T1」などである。なお、固着部材36〜38は、それぞれ、本発明の「第1固着部材」、「第2固着部材」および「第3固着部材」の一例である。
Here, in the third embodiment, the
フレーム部32aおよび32bを互いに固着するための固着部材36は、フレーム32の板厚と略同じ厚みで形成されているとともに、フレーム部32aとフレーム部32bとの間の領域の全域に配置されている。したがって、フレーム部32aとフレーム部32bとの間には、空隙が生じていない。なお、この固着部材36の平面視における配置領域は、図40中の破線のハッチングが施された領域(ハッチング間隔が狭い領域およびハッチング間隔が広い領域)30aである。
The fixing
また、フレーム32と反射枠33とを固着するための固着部材37は、フレーム32と反射枠33の枠部との間で、かつ、フレーム32と反射枠33の枠部とが重畳する領域のうち、フレーム部32aの突出部32dが存在しない領域に配置されている。ただし、固着部材37は、フレーム部32aの突起32fの先端部と反射枠33の非貫通穴33bの底部との間には配置されている。加えて、固着部材36と反射枠33の枠部とが重畳する領域にも固着部材37が配置されている。このため、フレーム32と反射枠33の枠部との間についても、空隙が生じていない。なお、この固着部材37の平面視における配置領域は、図40中の実線のハッチングが施された領域30b、および、破線のハッチングが施された領域30aのうちのハッチング間隔が狭い領域である。
Further, the fixing
また、LED31とフレーム部32a(LED搭載部32c)とを固着するための固着部材38は、平面的に見ると、図40中の格子状のハッチングが施された領域30cに配置されることになる。
Further, the fixing
ところで、この実施形態では、フレーム32の裏面側(反射枠33側とは反対側)にも固着部材39が設けられているが、フレーム32の裏面側の固着部材39は設けてもよいし、設けなくてもよい。
By the way, in this embodiment, the fixing
第3実施形態では、上記のように、固着部材36〜38の構成材料を白色のシリコーン系接着材料とすることによって、第1実施形態と同様、発光特性、放熱特性および信頼性が向上するなどの効果を得ることができる。
In the third embodiment, as described above, the light emitting characteristics, the heat dissipation characteristics, and the reliability are improved by using a white silicone-based adhesive material as the constituent material of the fixing
また、第3実施形態では、上記のように、フレーム部32aに突出部32dを形成するとともに、そのフレーム部32aの突出部32dを反射枠33に直接接触させることによって、フレーム部32aと反射枠33との間の熱伝導がより良好になり、放熱特性がさらに向上する。なお、この場合には、フレーム部32bには反射枠33が直接接触しないので、反射枠33を介してフレーム部32aとフレーム部32bとが電気的に接続されることはない。
In the third embodiment, as described above, the
また、第3実施形態では、上記のように、フレーム部32aに突起32fを形成するとともに、反射枠33に非貫通穴33bを形成し、フレーム部32aの突起32fを反射枠33の非貫通穴33bに挿入することによって、フレーム部32aの突起32fをサーマルビアとして機能させることができるので、放熱がより効率的になる。この場合、フレーム部32aの突起32fの先端部と反射枠33の非貫通穴33bの底部とを固着部材37で固着することによって、フレーム部32aと反射枠33との間の固着強度も高めることができる。さらに、フレーム32に対して反射枠33が横方向に位置ずれしてしまうのを抑制することもできる。
Further, in the third embodiment, as described above, the
なお、上記した第3実施形態の構成において、図41に示すように、フレーム32と反射枠33とを固着する固着部材(フレーム32と反射枠33との間に配置される固着部材)37の一部を意図的に外側にはみ出させることによって、マイグレーションの抑制を図るようにしてもよい。また、この場合には、固着部材37が外側にはみ出している分だけ接着面積が増大するので、フレーム32と反射枠33との固着をさらに強固にすることができる。
In the configuration of the third embodiment described above, as shown in FIG. 41, the fixing member 37 (fixing member disposed between the
以下に、図42〜図49を参照して、第3実施形態による発光装置30の製造方法について説明する。
Below, with reference to FIGS. 42-49, the manufacturing method of the light-emitting
第3実施形態の製造方法としては、まず、図42〜図44に示すように、互いに電気的に絶縁されるフレーム部32aおよび32bを有するフレーム32がマトリクス状に複数繋がれた金属構造体を作製する。この際、フレーム部32aの所定部分を他の部分よりも突出させることで突出部32dを形成し、その突出部32d内にさらに突起32fを形成する。
As a manufacturing method of the third embodiment, first, as shown in FIGS. 42 to 44, a metal structure in which a plurality of
また、図45〜図47に示すように、枠状の反射面33aを有する反射枠33がマトリクス状に複数繋がれた金属構造体も作製する。この際、反射枠33の枠部の裏面側に、フレーム部32aの突起32fを挿入することが可能な非貫通穴33bを形成する。
Moreover, as shown in FIGS. 45 to 47, a metal structure in which a plurality of reflection frames 33 each having a frame-
次に、図48および図49に示すように、スクリーン印刷法やディスペンス法などを用いて、領域30a〜30cのそれぞれに、固着部材36〜38を同時に塗布する。また、反射枠33の枠部の裏面側に形成された非貫通穴33bやその他の凹部にも固着部材37を塗布する。
Next, as shown in FIGS. 48 and 49, the fixing
次に、図50および図51に示すように、固着部材37を介してフレーム32上に反射枠33を配置するとともに、固着部材38を介してフレーム部32a(LED搭載部32c)上にLED31を配置する。この際、フレーム部32aの突出部32d上に反射枠33の枠部が直に載置されることによって、フレーム32と反射枠33との間の距離が保持される。そして、その状態で、固着部材36〜38の硬化を同時に行うことによって、フレーム部32aとフレーム部32bとの固着、フレーム32と反射枠33との固着、および、LED31とフレーム部32a(LED搭載部32c)との固着を同時に行う。
Next, as shown in FIGS. 50 and 51, the
最後に、ワイヤボンディング工程、封止工程、および、分離工程を経て、図35〜図37に示した第3実施形態による発光装置30が製造される。
Finally, the
(第4実施形態)
以下に、図52〜図59を参照して、第4実施形態による発光装置40の構成について詳細に説明する。
(Fourth embodiment)
Below, with reference to FIGS. 52-59, the structure of the light-emitting
第4実施形態では、図52〜図54に示すように、上記第1実施形態と同様、発光素子としてのLED41がフレーム42上に搭載されており、そのフレーム42上に枠状の反射面43aを有する反射枠43が配置されている。また、LED41は、反射枠43の開口部内に埋め込まれた封止部材(シリコーン系封止材料)44によって封止されている。
In the fourth embodiment, as shown in FIGS. 52 to 54, the
フレーム42は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅および銅合金などの高熱伝導材料からなり、かつ、上記第1実施形態のフレーム2に施されたメッキ処理と同様のメッキ処理が施されたものである。また、フレーム42は、平面積が大きい1つのフレーム部42aと、フレーム部42aよりも平面積が小さい6つのフレーム部42bとに分割されている。そして、LED41は、フレーム部42aのLED搭載部(フレーム42の中央部分)42c上に配置されているとともに、フレーム部42bにワイヤ45を介して電気的に接続されている。なお、フレーム42に含まれるフレーム部42aおよび42bは、それぞれ、本発明の「第1フレーム部」および「第2フレーム部」の一例であって、詳細な形状としては、図55に示されるようになっている。
The
反射枠43は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅および銅合金などの高熱伝導材料からなり、かつ、上記第1実施形態の反射枠3に施されたメッキ処理と同様のメッキ処理など(アルマイト処理および化学研磨などを含む)が施されたものである。そして、反射枠43の反射面43aは、放射状に広がる傾斜面となるように形成されている。この反射枠43の反射面43aの形状は、他の実施形態と同様、傾斜面と垂直面とを組み合わせたものであってもよい。なお、反射枠43の詳細な形状としては、図56〜図58に示されるようになっている。
The
また、これらフレーム42および反射枠43は、所定部分において互いに直接接触している。具体的には、図56〜図58に示すように、反射枠43の枠部の裏面側(フレーム42側)の所定部分に、他の部分よりも突出した突出部(フレーム42に対して直接接触する部分)43bが形成されている。なお、この反射枠43の突出部43bは、フレーム部42aと重畳する部分に設けられており、フレーム部42bと重畳する部分には設けられていない。
The
そして、図53および図54に示すように、フレーム部42a上に反射枠43の突出部43bが直に載置され、それによって、フレーム部42aと反射枠43とが直接接触している。また、フレーム部42a上に反射枠43の突出部43bが直に載置されることで、フレーム部42bと反射枠43の枠部とが離間されている。
As shown in FIGS. 53 and 54, the protruding
ここで、第4実施形態では、白色のシリコーン系接着材料からなる固着部材46によってフレーム部42aおよび42bが互いに固着されているとともに、白色のシリコーン系接着材料からなる固着部材47によってフレーム42と反射枠43とが固着され、かつ、白色のシリコーン系接着材料からなる固着部材48によってLED41とフレーム部42a(LED搭載部42c)とが固着されている。これら固着部材46〜48の構成材料である白色のシリコーン系接着材料は互いに同じ材料であり、たとえば、信越化学工業株式会社製の「KER−3100−U2」や「KER−3200−T1」などである。なお、固着部材46〜48は、それぞれ、本発明の「第1固着部材」、「第2固着部材」および「第3固着部材」の一例である。
Here, in the fourth embodiment, the
フレーム部42aおよび42bを互いに固着するための固着部材46は、フレーム42の板厚と略同じ厚みで形成されているとともに、フレーム部42aとフレーム部42bとの間の領域の全域に配置されている。したがって、フレーム部42aとフレーム部42bとの間には、空隙が生じていない。なお、この固着部材46の平面視における配置領域は、図59中の破線のハッチングが施された領域(ハッチング間隔が狭い領域およびハッチング間隔が広い領域)40aである。
The fixing
また、フレーム42と反射枠43とを固着するための固着部材47は、フレーム42と反射枠43の枠部との間で、かつ、フレーム42と反射枠43の枠部とが重畳する領域のうち、反射枠43の突出部43bが存在しない領域に配置されている。加えて、固着部材46と反射枠43の枠部とが重畳する領域にも固着部材47が配置されている。このため、フレーム42と反射枠43の枠部との間についても、空隙が生じていない。なお、この固着部材47の平面視における配置領域は、図59中の実線のハッチングが施された領域40b、および、破線のハッチングが施された領域40aのうちのハッチング間隔が狭い領域である。
Further, the fixing
また、LED41とフレーム部42a(LED搭載部42c)とを固着するための固着部材48は、平面的に見ると、図59中の格子状のハッチングが施された領域40cに配置されることになる。
Further, the fixing
さらに、第4実施形態では、図55に示すように、フレーム部42aのうちの反射枠43の枠部と重畳する部分内に、板厚方向に貫通する2つの貫通穴(凹部)42dが形成されている。また、図56〜図58に示すように、反射枠43の枠部の裏面側(フレーム42側)に、フレーム部42aの貫通穴42dに挿入可能な2つの突起(凸部)43cが形成されている。そして、図54に示すように、反射枠43の突起43cがフレーム部42aの貫通穴42dに圧入され、これによって、フレーム部42aに対して反射枠43が固着されている。なお、図示しないが、反射枠43の突起43cが存在する領域に、極薄の固着部材を配置してもよい。また、反射枠43の突起43cが存在する領域には固着部材を予め配置しないが、他の領域から固着部材が浸透してくるようにしてもよい。
Furthermore, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 55, two through holes (concave portions) 42d penetrating in the plate thickness direction are formed in the portion of the
ところで、フレーム部42aに対する反射枠43の固着については、反射枠43の突起43cをフレーム部42aの貫通穴42dに圧入することで行ってもよいが、図28に示した方法と同様、フレーム部42aの貫通穴42dに反射枠43の突起43cをかしめることで行ってもよい。また、図31に示した方法と同様、フレーム部42aの貫通穴42dと反射枠43の突起43cと間に間隙を設け、その間隙に固着部材47の一部を埋め込むようにしてもよい。
By the way, the fixing of the
第4実施形態では、上記のように、固着部材46〜48の構成材料を白色のシリコーン系接着材料とすることによって、第1実施形態と同様、発光特性、放熱特性および信頼性が向上するなどの効果を得ることができる。
In the fourth embodiment, as described above, the light emitting characteristics, the heat radiation characteristics, and the reliability are improved by using a white silicone-based adhesive material as the constituent material of the fixing
また、第4実施形態では、上記のように、反射枠43に突出部43bを形成し、その反射枠43の突出部43bをフレーム部42aに直接接触させることによって、フレーム部42aと反射枠43との間の熱伝導がより良好になるので、さらに効率的な放熱を行うことができる。なお、この場合には、フレーム部42bには反射枠43が直接接触しないので、反射枠43を介してフレーム部42aとフレーム部42bとが電気的に接続されることはない。
In the fourth embodiment, as described above, the
また、第4実施形態では、上記のように、フレーム部42aに貫通穴42dを形成するとともに、反射枠43に突起43cを形成し、フレーム部42aの貫通穴42dに反射枠43の突起43cを圧入することによって、フレーム部42aと反射枠43との間の固着強度を強固にすることができる。さらに、フレーム42に対して反射枠43が横方向に位置ずれしてしまうのを抑制することもできる。また、反射枠43の突起43cをサーマルビアとして機能させることができるので、放熱がより効率的になる。
In the fourth embodiment, as described above, the through
なお、上記した第4実施形態の構成において、図60に示すように、フレーム42と反射枠43とを固着する固着部材(フレーム42と反射枠43との間に配置される固着部材)47の一部を外側に意図的にはみ出させることによって、マイグレーションの抑制を図るようにしてもよい。また、この場合には、固着部材47が外側にはみ出している分だけ接着面積が増大するので、フレーム42と反射枠43との固着をさらに強固にすることができる。
In the configuration of the fourth embodiment described above, as shown in FIG. 60, the fixing member 47 (fixing member disposed between the
(第5実施形態)
以下に、図61を参照して、第5実施形態による発光装置50の構成について詳細に説明する。
(Fifth embodiment)
Below, with reference to FIG. 61, the structure of the light-emitting
第5実施形態では、図61に示すような形状の反射枠53(反射面53a)が用いられている。この反射枠53は金属板を深絞り加工することにより得られるものであって、他の実施形態の反射枠よりも大きい高さ(たとえば、約5cm)を有している。そして、たとえば、第3実施形態と同様のフレーム32に反射枠53が装着されると、図61に示したような状態となる。
In the fifth embodiment, a reflection frame 53 (
第5実施形態では、上記のように、高さの大きい反射枠53を用いることによって、より効率的に放熱を行うことができるとともに、集光性の向上を図ることが可能となる。なお、図62に示すように、外部との接続を容易にするための電極リード32gを延ばしてもよい。
In the fifth embodiment, as described above, by using the
今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 It should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
1、21、31、41 LED(発光素子)
2、22、32、42 フレーム
2a、22a、32a、42a フレーム部(第1フレーム部)
2b、22b、32b、42b フレーム部(第2フレーム部)
3、23、33、43、53 反射枠
3a、23a、33a、43a、53a 反射面
4、24、34、44 封止部材
6、26、36、46 固着部材(第1固着部材)
7、27、37、47 固着部材(第2固着部材)
8、28、38、48 固着部材(第3固着部材)
10、20、30、40、50 発光装置
22d、32d、43b 突出部
22f、22g、42d 貫通穴(凹部)
23b、32f、43c 突起(凸部)
33b 非貫通穴(凹部)
1, 21, 31, 41 LED (light emitting element)
2, 22, 32, 42
2b, 22b, 32b, 42b Frame part (second frame part)
3, 23, 33, 43, 53 Reflecting
7, 27, 37, 47 Adhering member (second adhering member)
8, 28, 38, 48 Adhering member (third adhering member)
10, 20, 30, 40, 50
23b, 32f, 43c Projection (convex part)
33b Non-through hole (concave)
Claims (9)
互いに電気的に絶縁された第1フレーム部および第2フレーム部を有し、前記第1フレーム部上に前記発光素子が搭載される金属製のフレームと、
前記フレーム上に配置され、前記発光素子を取り囲む枠状の反射面を有する反射枠と、 前記第1フレーム部および前記第2フレーム部を互いに固着する第1固着部材と、
前記フレームおよび前記反射枠を互いに固着する第2固着部材とを備え、
前記第1固着部材および前記第2固着部材が共に白色のシリコーン系接着材料からなっていることを特徴とする発光装置。 A light emitting element;
A metal frame having a first frame portion and a second frame portion that are electrically insulated from each other, the light emitting element being mounted on the first frame portion;
A reflecting frame disposed on the frame and having a frame-like reflecting surface surrounding the light emitting element; a first fixing member that fixes the first frame part and the second frame part to each other;
A second fixing member that fixes the frame and the reflective frame to each other;
The light emitting device, wherein both the first fixing member and the second fixing member are made of a white silicone-based adhesive material.
前記第3固着部材が前記第1固着部材および前記第2固着部材と同じ白色のシリコーン系接着材料からなっていることを特徴とする請求項2に記載の発光装置。 A third fixing member for fixing the light emitting element to the first frame portion;
3. The light emitting device according to claim 2, wherein the third fixing member is made of the same white silicone-based adhesive material as the first fixing member and the second fixing member.
前記封止部材がシリコーン系封止材料からなっていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の発光装置。 A sealing member is embedded in the portion surrounded by the reflective surface of the reflective frame,
The light-emitting device according to claim 1, wherein the sealing member is made of a silicone-based sealing material.
前記第1フレーム部と前記第2フレーム部とを第1固着部材で固着するとともに、前記フレームと前記反射枠とを第2固着部材で固着し、前記第1フレーム部上に発光素子を搭載する工程とを備え、
前記第1固着部材および前記第2固着部材の構成材料として共に白色のシリコーン系接着材料を用い、前記第1固着部材の塗布および前記第2固着部材の塗布を同時に行うとともに、前記第1固着部材の硬化および前記第2固着部材の硬化を同時に行うことを特徴とする発光装置の製造方法。 Producing a metal frame having a first frame portion and a second frame portion that are electrically insulated from each other, and a reflective frame having a frame-like reflective surface;
The first frame part and the second frame part are fixed by a first fixing member, the frame and the reflection frame are fixed by a second fixing member, and a light emitting element is mounted on the first frame part. A process,
Both the first fixing member and the second fixing member are made of a white silicone adhesive material, and the first fixing member and the second fixing member are applied at the same time. And the second fixing member are simultaneously cured.
前記第1固着部材の塗布および前記第2固着部材の塗布と同時に前記第3固着部材の塗布を行うとともに、前記第1固着部材の硬化および前記第2固着部材の硬化と同時に前記第3固着部材の硬化を行うことを特徴とする請求項8に記載の発光装置の製造方法。 The step of mounting the light emitting element on the first frame part includes the step of fixing the light emitting element and the first frame part via a third fixing member made of a white silicone-based adhesive material,
The third fixing member is applied simultaneously with the application of the first fixing member and the second fixing member, and the third fixing member is simultaneously applied with the curing of the first fixing member and the curing of the second fixing member. The method for manufacturing a light emitting device according to claim 8, wherein curing of the light emitting device is performed.
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