JP2012099814A - Light-emitting device - Google Patents
Light-emitting device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012099814A JP2012099814A JP2011234777A JP2011234777A JP2012099814A JP 2012099814 A JP2012099814 A JP 2012099814A JP 2011234777 A JP2011234777 A JP 2011234777A JP 2011234777 A JP2011234777 A JP 2011234777A JP 2012099814 A JP2012099814 A JP 2012099814A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- conduction path
- heat conduction
- light emitting
- light source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
- H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、発光素子に関し、特に半導体発光素子に関するものである。 The present invention relates to a light emitting device, and more particularly to a semiconductor light emitting device.
発光ダイオード(Light Emitting Diode,LED)は、低消費電力、長寿命である等の利点を有するので、広く応用される。しかし、高い輝度、高いパワーの発光ダイオードは、発熱量が大きく、即時に放熱しなければ、発光ダイオードの温度が上昇して、発光効率が下げるばかりでなく、部品の損傷ももたらす。従来の発光ダイオードにおいて、発光チップを支持する基板は、通常熱伝導率が低いプラスチックからなるので、前記発光チップの放熱需要を満足できない。 Light emitting diodes (LEDs) are widely used because they have advantages such as low power consumption and long life. However, a light emitting diode with high brightness and high power generates a large amount of heat, and if it does not dissipate heat immediately, the temperature of the light emitting diode rises, not only lowering the light emission efficiency, but also causing damage to components. In the conventional light emitting diode, the substrate supporting the light emitting chip is usually made of a plastic having a low thermal conductivity, so that the heat dissipation demand of the light emitting chip cannot be satisfied.
以上の問題点に鑑みて、本発明は、優れた熱伝導率を有する発光素子を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a light-emitting element having excellent thermal conductivity.
本発明に係る発光素子は、半導体光源と、前記半導体光源を保持する基板と、を備え、前記基板内には熱伝導路が形成され、前記熱伝導路の熱伝導率は前記基板の熱伝導率より高い。 A light emitting device according to the present invention includes a semiconductor light source and a substrate that holds the semiconductor light source, a heat conduction path is formed in the substrate, and the thermal conductivity of the heat conduction path is the heat conduction of the substrate. Higher than rate.
本発明に係る発光素子において、基板内には熱伝導路が形成され、且つ前記熱伝導路の熱伝導率が前記基板の熱伝導率より高いので、前記基板の熱伝導率を効果的に高め、半導体光源の熱を即時に放熱して、前記半導体光源の正常な動作を確保することができる。 In the light emitting device according to the present invention, a thermal conduction path is formed in the substrate, and the thermal conductivity of the thermal conduction path is higher than the thermal conductivity of the substrate, so that the thermal conductivity of the substrate is effectively increased. The heat of the semiconductor light source can be immediately dissipated to ensure the normal operation of the semiconductor light source.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1を参照すると、本発明に係る第一実施形態の発光素子10は、発光ダイオードであり、基板20と、前記基板20に固定される2つのピン30と、前記2つのピン30に電気接続される半導体光源40と、前記半導体光源40を被覆する封止体50と、を備える。
Referring to FIG. 1, a
前記基板20は、プラスチック(例えば、ガラスエポキシ樹脂、ガラスベンゼン樹脂など)、又はセラミック(酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化ケイ素など)からなる。前記基板20の材料に応じてその熱伝導率も変化し、約0.1〜約30W/mKである。前記基板20には、その厚さの方向に沿って、前記基板20を上下に貫通する複数の通路(図示せず)1が平均に設けられ、各々の通路内に、金、銀、銅、アルミニウムなどのような熱伝導性が優れる材料を充填することにより、熱伝導路22が形成される。前記基板20の熱伝導率がK1であると仮定し、熱伝導路22に充填される熱伝導材料の熱伝導率がK2であると仮定すると、前記基板20の1体積(1mm*1mm*1mm)の範囲における熱伝導率は、以下の式で表される。
K=K1V1+K2V2
The
K = K 1 V 1 + K 2 V 2
その中で、V1は、1体積の範囲における基板20の材料の体積パーセントであり、V2は、1体積の範囲における熱伝導材料の体積パーセントである。
Wherein V 1 is the volume percent of the material of the
前記基板20の1体積の範囲において、n個の熱伝導路があると仮定し、1つの熱伝導路の半径がRであると仮定すると、前記式は以下に示したようになる。
K=nπR2K2+(1−nπR2)K1
Assuming that there are n heat conduction paths in one volume range of the
K = nπR 2 K 2 + (1-nπR 2 ) K 1
このように、前記基板20の1体積の範囲における熱伝導率は、熱伝導路の数、孔径及び熱伝導材料の種類と関係がある。例えば、K1=3W/mK、K2=428W/mK(金を熱伝導材料として熱伝導路22に充填する)、n=9、R=0.15mmの場合、前記式により計算するとK=273W/mKである。熱伝導材料を充填した基板20の熱伝導率は、熱伝導材料を充填しない基板の熱伝導率より高い。前記基板20に熱伝導材料を充填することによって、前記基板20の熱伝導率を効果的に高め、前記半導体光源40の正常な動作を確保することができる。
Thus, the thermal conductivity in the range of 1 volume of the
前記2つのピン30は、前記基板20に離間して配置される。各々のピン30は、前記基板20の頂面に固定される輸入段32と、前記基板20の側面から外に向かって突出する外接段34と、前記輸入段32と前記外接段34との間に連接される連接段36と、を備える。前記外接段34は、外部の電源に接続され、電流を前記連接段36により前記輸入段32に流入させる。前記連接段36は、前記基板20の側面に貼合され、互いに平行する前記輸入段32と前記外接段34に直交する。前記輸入段32は、前記半導体光源40に電気接続され、電流を前記半導体光源40に供給する。前記半導体光源40は、前記基板20の頂面に固定され、2つのピン30の輸入段32の間に配置される。本実施例において、前記半導体光源40は、発光チップであり、窒化ガリウム、窒化インジウムガリウム、ガリウムヒ素などのような半導体発光材料からなる。前記半導体光源40は2つのリード線60により前記ピン30の輸入段32にそれぞれ接続され、外部の電源に電気接続される。
The two
前記封止体50は、ガラス、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチルなどのような透明材料からなり、前記半導体光源40及びリード線60を被覆し、前記半導体光源40及びリード線60を保護することができる。
The sealing
前記半導体光源40に近い位置の熱量は、前記半導体光源40から離れている位置の熱量より高いので、前記熱伝導路22の寸法及び配列は適宜変更することもでき、熱伝導率を向上させる。図2に示したように、本発明に係る第二実施形態の発光素子10は、前記半導体光源40に近い熱伝導路22の間の距離を減らし、前記半導体光源40に近い熱伝導路22の密度は、前記半導体光源40から離れている熱伝導路22の密度より大きい。又は、図3に示したように、本発明に係る第三実施形態の発光素子10は、前記半導体光源40に近い熱伝導路22が太くなっている。すなわち、前記半導体光源40に近い熱伝導路22の直径が、前記半導体光源40から離れている熱伝導路22の直径より大きくなる。
Since the amount of heat at a position near the
金属材料を熱伝導材料とする時、前記熱伝導路22は、前記基板20を貫通し、且つ一部の熱伝導路22は前記ピン30に接続されるので、2つのピン30は、外界の要因を受けて、前記熱伝導路22により電気接続され、ショートを引き起こす可能がある。そのため、前記熱伝導路22を、図4に示したような構造に変更することもできる。即ち、前記熱伝導路22は、第一熱伝導路220と、第二熱伝導路222と、を備える。前記第一熱伝導路220は、前記基板20の頂面から下に向かって延在して、且つ前記基板20の底面を貫通しない。前記第二熱伝導路222は、前記第一熱伝導路220と交互に配列され、前記基板20の底面から上に向かって延在して、且つ前記基板20の頂面を貫通しない。前記第一熱伝導路220と前記第二熱伝導路222は、前記基板20を貫通しないので、前記基板20の底面に導電材料を塗布しても、2つのピン30が前記熱伝導路22により電気接続されショートを引き起こすことはない。
When the metal material is a heat conducting material, the
前記熱伝導路22が導電性を有する場合、図5に示したように、本発明に係る第五実施形態の発光素子10は、ピン30を省略することが可能である。前記熱伝導路22を導電路として、前記基板20の頂面及び底面には、2つの電極24がさらに設けられ、前記電極24により前記半導体光源40を外界に電気接続する。
When the
前記熱伝導路22の構造は、発光ダイオードの封止基板に設けられることに限定されるものではなく、発光ダイオードの回路基板に応用されることもできる。図6を参照すると、本発明に係る第六実施形態の発光素子10は、第一基板20aと、前記第一基板20aに設けられる第二基板20bと、前記第二基板20bに固定される半導体光源40bと、ピン30bとを備える。前記第一基板20aは、前記ピン30bにより、前記半導体光源40bに電気接続される回路基板であり、前記発光素子10の第一実施例ないし第五実施例のいずれか1つにおける基板20であることができる。本実施例において、前記第一基板20aには熱伝導路22aが設けられる。前記第二基板20bは前記発光素子10の第一実施例ないし第五実施例のいずれか1つにおける基板20であってもよく、熱伝導路22が設けられない基板であってもよく、且つ前記第二基板20bの熱伝導路は前記第一基板20aの熱伝導路22aに接続されず、2つのピン30bをショートさせることを回避することができる。
The structure of the
以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正も又、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications or corrections are possible within the scope of the present invention. Needless to say, it is also included in the scope of the claims of the present invention.
10 発光素子
20 基板
20a 第一基板
20b 第二基板
22、22a 熱伝導路
24 電極
30、30b ピン
40、40b 半導体光源
220 第一熱伝導路
222 第二熱伝導路
32 輸入段
34 外接段
36 連接段
50 封止体
60 リード線
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記基板内には熱伝導路が形成され、前記熱伝導路の熱伝導率は前記基板の熱伝導率より高いことを特徴とする発光素子。 A light-emitting element comprising a semiconductor light source and a substrate for holding the semiconductor light source,
A light emitting device, wherein a heat conduction path is formed in the substrate, and the heat conductivity of the heat conduction path is higher than the heat conductivity of the substrate.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW099137173 | 2010-10-29 | ||
TW99137173A TW201218467A (en) | 2010-10-29 | 2010-10-29 | Light emitting element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012099814A true JP2012099814A (en) | 2012-05-24 |
Family
ID=46391324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011234777A Pending JP2012099814A (en) | 2010-10-29 | 2011-10-26 | Light-emitting device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012099814A (en) |
TW (1) | TW201218467A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014027121A (en) * | 2012-07-27 | 2014-02-06 | Mitsubishi Electric Corp | Power semiconductor device |
JP2014192371A (en) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Toyoda Gosei Co Ltd | Light-emitting device and method for manufacturing the same |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI550920B (en) * | 2012-12-13 | 2016-09-21 | 鴻海精密工業股份有限公司 | Light-emitting diode |
CN103872029A (en) * | 2012-12-14 | 2014-06-18 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | Light emitting diode module |
CN108389885B (en) * | 2018-04-13 | 2021-05-18 | 业成科技(成都)有限公司 | Heat dissipation structure, electronic device using same and display device |
-
2010
- 2010-10-29 TW TW99137173A patent/TW201218467A/en unknown
-
2011
- 2011-10-26 JP JP2011234777A patent/JP2012099814A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014027121A (en) * | 2012-07-27 | 2014-02-06 | Mitsubishi Electric Corp | Power semiconductor device |
JP2014192371A (en) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Toyoda Gosei Co Ltd | Light-emitting device and method for manufacturing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201218467A (en) | 2012-05-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI692122B (en) | Light emitting diode package structure and manufacturing method thereof | |
KR100958024B1 (en) | Light emitting diode package and method of manufacturing the same | |
AU2006254610B2 (en) | Package structure of semiconductor light-emitting device | |
US8368085B2 (en) | Semiconductor package | |
JP2005117041A (en) | High-power light emitting diode device | |
US20080128738A1 (en) | Light-emitting diode package structure | |
US10064272B2 (en) | Light emitting device using metal substrate for improving heat dissipation efficiency | |
US20070176182A1 (en) | Structure for integrating LED circuit onto heat-dissipation substrate | |
JP2012503865A (en) | AC drive type light emitting diode module | |
JP2011233801A (en) | Light-emitting element module | |
JP5296690B2 (en) | light source | |
US9184358B2 (en) | Lead frame and light emitting diode package having the same | |
JP2012099814A (en) | Light-emitting device | |
KR102075561B1 (en) | Light emitting device, lightr emitting module and lighting system | |
US8907371B2 (en) | Light emitting diode package and light emitting device having the same | |
JP2013211579A (en) | Light emitting diode device | |
JPWO2018105448A1 (en) | Light emitting device | |
JP2012142382A (en) | Lighting device | |
JP2017199842A (en) | LED light source device | |
JP4913099B2 (en) | Light emitting device | |
JP2014049758A (en) | Light emitting diode package and method for manufacturing the same | |
US20160218263A1 (en) | Package structure and method for manufacturing the same | |
TW201407748A (en) | LED light bar | |
US20160123565A1 (en) | Circuit board for driving flip-chip light emitting chip and light emitting module comprising the same | |
KR100726001B1 (en) | Light emitting diode package and manufacturing method therefore |