JP2012178487A - Led lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はLEDランプに関するものである。 The present invention relates to an LED lamp.
近年、LEDチップの高出力化に伴い、放熱性に優れたLEDランプが求められている。
このようなLEDランプとして、導電性且つ熱伝導性の材料を含むコア材の表面に絶縁層を介して配線層が形成された基板にLEDチップが搭載されたものがある(特許文献1参照)。
また、熱膨張係数および熱伝導率が異なる材料から成る層を交互に積層した構造のクラッド材を半導体装置用放熱基板として用いる技術が開示されている(特許文献2参照)。
In recent years, LED lamps having excellent heat dissipation have been demanded as the output of LED chips has increased.
As such an LED lamp, there is one in which an LED chip is mounted on a substrate in which a wiring layer is formed on the surface of a core material containing a conductive and thermally conductive material via an insulating layer (see Patent Document 1). .
In addition, a technique is disclosed in which a clad material having a structure in which layers made of materials having different thermal expansion coefficients and thermal conductivities are alternately stacked is used as a heat dissipation substrate for a semiconductor device (see Patent Document 2).
特許文献1の技術では、基板に搭載されたLEDチップを封止する封止材の熱膨張率に比べて、基板の熱膨張率の方が大きいため、封止材と基板が密着せずに剥がれたり、封止材に歪みや亀裂が生じるおそれがあり、高い信頼性が得られないという問題がある。 In the technique of Patent Document 1, since the thermal expansion coefficient of the substrate is larger than the thermal expansion coefficient of the sealing material for sealing the LED chip mounted on the substrate, the sealing material and the substrate do not adhere to each other. There is a risk that peeling or distortion or cracking may occur in the sealing material, and high reliability cannot be obtained.
ところで、封止材として合成樹脂材料を用いた場合には、合成樹脂材料がLEDチップの光により変色するおそれがあるため、LEDチップを高出力化することが困難である。
そこで、光により変色し難いガラス材料を封止材として用いることにより、LEDチップを高出力化することが可能になるが、LEDチップを高出力化すると発熱量も多くなることから、封止材と基板の熱膨張率の違いによる前記問題がより顕在化することになる。
By the way, when a synthetic resin material is used as the sealing material, it is difficult to increase the output of the LED chip because the synthetic resin material may be discolored by the light of the LED chip.
Therefore, it is possible to increase the output of the LED chip by using a glass material that is not easily discolored by light as the sealing material. However, if the output of the LED chip is increased, the amount of heat generated increases. The above problem due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the substrate and the substrate becomes more apparent.
そのため、LEDチップが搭載された基板の放熱効果を高めることが要求されている。
本発明は前記要求を満足するためになされたものであって、その目的は、放熱効果の高い基板にLEDチップが搭載されたLEDランプを提供することにある。
Therefore, it is required to enhance the heat dissipation effect of the substrate on which the LED chip is mounted.
The present invention has been made to satisfy the above-described requirements, and an object thereof is to provide an LED lamp in which an LED chip is mounted on a substrate having a high heat dissipation effect.
本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、下記のように本発明の各局面に想到した。 As a result of intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have arrived at each aspect of the present invention as follows.
<第1の局面>
本発明の第1の局面は、
導電性且つ熱伝導性の材料から成る基板と、
前記基板の表面に絶縁層を介して形成された配線層と、
前記絶縁層および前記配線層に形成された開口部の底面から露出した前記基板の表面から成る露出部と、
第1電極および第2電極が形成されたLEDチップと
を備えたLEDランプであって、
前記露出部に前記第1電極が接続されると共に、前記配線層に前記第2電極が接続されることにより、前記基板に前記LEDチップが搭載されたLEDランプである。
<First aspect>
The first aspect of the present invention is:
A substrate made of a conductive and thermally conductive material;
A wiring layer formed on the surface of the substrate via an insulating layer;
An exposed portion composed of the surface of the substrate exposed from the bottom surface of the opening formed in the insulating layer and the wiring layer;
An LED lamp comprising an LED chip on which a first electrode and a second electrode are formed,
In the LED lamp, the LED chip is mounted on the substrate by connecting the first electrode to the exposed portion and connecting the second electrode to the wiring layer.
第1の局面によれば、導電性且つ熱伝導性の材料から成る基板をLEDチップの第1側電極として用いることが可能になるため、基板の放熱効果を高めることができる。
その結果、基板の熱膨張を抑制可能になるため、封止材と基板の密着性が阻害されるのを防止すると共に、封止材に歪みや亀裂が生じるのを防止し、LEDランプの信頼性を向上できる。
According to the first aspect, since the substrate made of a conductive and thermally conductive material can be used as the first side electrode of the LED chip, the heat dissipation effect of the substrate can be enhanced.
As a result, since the thermal expansion of the substrate can be suppressed, the adhesion between the sealing material and the substrate is prevented, and the sealing material is prevented from being distorted or cracked. Can be improved.
<第2の局面>
本発明の第2の局面は、第1の局面において、
前記露出部に接続された前記第1電極は、前記基板の裏面側全体を介して外部と電気的且つ熱的に接続されているLEDランプである。
<Second aspect>
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect,
The first electrode connected to the exposed portion is an LED lamp that is electrically and thermally connected to the outside through the entire back surface side of the substrate.
第2の局面によれば、基板の裏面全体をLEDチップの第1電極として用いることが可能になるため、LEDチップの第1電極における電気抵抗および熱抵抗を共に小さくできる。
その結果、高出力のLEDチップに大電流を流した際に発生する熱を、基板の裏面全体から外部へ速やかに放熱することが可能にり、LEDランプの発熱量を抑制できるため、第1の局面の作用・効果が更に高められる。
According to the second aspect, since the entire back surface of the substrate can be used as the first electrode of the LED chip, both the electrical resistance and the thermal resistance of the first electrode of the LED chip can be reduced.
As a result, the heat generated when a large current is passed through the high-power LED chip can be quickly dissipated from the entire back surface of the substrate to the outside, and the amount of heat generated by the LED lamp can be suppressed. The effects and effects of this aspect are further enhanced.
<第3の局面>
本発明の第3の局面は、第1または第2の局面において、
前記LEDチップの底面にて、前記第1電極の周囲を前記第2電極が取り囲むように配置形成されているLEDランプである。
<Third aspect>
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect,
The LED lamp is disposed and formed on the bottom surface of the LED chip so that the second electrode surrounds the first electrode.
第3の局面によれば、各電極からLEDチップ内を通る電流経路における電流分布を均一化することが可能になるため、LEDチップに効率的に電流を流してLEDランプの発光効率を更に高めることができる。 According to the third aspect, since it is possible to make the current distribution in the current path from each electrode through the LED chip uniform, it is possible to efficiently flow current to the LED chip and further increase the luminous efficiency of the LED lamp. be able to.
ところで、LEDチップの発光面積を大きくしてLEDランプの発光効率を高めるには、LEDチップのカソード側電極パッド(N電極)の面積に比べて、アノード側電極パッド(P電極)の面積を大きくする必要がある。
そこで、第1電極をアノード側電極パッドにすれば、アノード側電極パッドが基板の露出部に接続されるため、LEDチップが発生する熱を大きな面積のアノード側電極パッドから基板へ速やかに伝達可能になるため、LEDチップの発熱を効果的に抑制できる。
By the way, in order to increase the light emission area of the LED chip and increase the light emission efficiency of the LED lamp, the area of the anode side electrode pad (P electrode) is made larger than the area of the cathode side electrode pad (N electrode) of the LED chip. There is a need to.
Therefore, if the first electrode is an anode-side electrode pad, the anode-side electrode pad is connected to the exposed portion of the substrate, so that heat generated by the LED chip can be quickly transferred from the anode-side electrode pad having a large area to the substrate. Therefore, the heat generation of the LED chip can be effectively suppressed.
<第4の局面>
本発明の第4の局面は、第1〜第3の局面において、
前記基板は、熱膨張係数および熱伝導率が異なる第1の材料から成る層と第2の材料から成る層とを交互に積層した構造のクラッド材であるLEDランプである。
<Fourth aspect>
According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects,
The substrate is an LED lamp which is a clad material having a structure in which layers made of a first material and layers made of a second material having different coefficients of thermal expansion and thermal conductivity are alternately laminated.
第4の局面では、基板の構造が特許文献2の技術と同じであるため、特許文献2と同様の作用・効果が得られ、基板の熱膨張率を小さくした上で熱伝導率を大きくできるため、第1の局面の作用・効果が更に高められる。
In the fourth aspect, since the structure of the substrate is the same as that of
<第5の局面>
本発明の第5の局面は、第1〜第4の局面において、
前記基板の表面側にて、前記配線層および前記LEDチップを封止して覆うガラス材料から成る封止材を備えるLEDランプである。
<5th aspect>
According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects,
The LED lamp includes a sealing material made of a glass material that seals and covers the wiring layer and the LED chip on the surface side of the substrate.
第5の局面によれば、封止材が光により変色し難いガラス材料から成るため、LEDチップを高出力化することが可能になる。
ところが、LEDチップを高出力化すると発熱量も多くなることから、封止材と基板の熱膨張率の違いにより、封止材と基板の密着性が阻害されたり、封止材に歪みや亀裂が生じるという問題が顕在化し易い。
しかし、第5の局面によれば、第1〜第4の局面のように基板の熱膨張を抑制可能であるため、前記問題が生じるのを確実に防止できる。
According to the fifth aspect, since the sealing material is made of a glass material that is not easily discolored by light, it is possible to increase the output of the LED chip.
However, the higher the output of the LED chip, the greater the amount of heat generated. The problem that occurs is easy to manifest.
However, according to the fifth aspect, since the thermal expansion of the substrate can be suppressed as in the first to fourth aspects, it is possible to reliably prevent the problem from occurring.
<第6の局面>
本発明の第6の局面は、第1〜第5の局面において、
前記基板の表面側にて、前記LEDチップの周囲を取り囲むように配置形成されたガラスセラミックス材料から成るリフレクタを備えるLEDランプである。
<Sixth aspect>
According to a sixth aspect of the present invention, in the first to fifth aspects,
The LED lamp includes a reflector made of a glass ceramic material arranged and formed so as to surround the periphery of the LED chip on the surface side of the substrate.
第6の局面によれば、第1〜第4の局面のように基板の熱膨張が抑制されるため、リフレクタと基板の密着性が阻害されるのを防止すると共に、リフレクタの歪みや亀裂が生じるのを防止し、LEDランプの信頼性を向上できる。
また、第5の局面を用いる第6の局面によれば、ガラスセラミックス材料から成るリフレクタは、ガラス材料から成る封止材と熱膨張率が近いため、LEDチップの発熱によりリフレクタおよび封止材が熱膨張しても、リフレクタと封止材の密着性が阻害されるのを防止できる。
According to the sixth aspect, since the thermal expansion of the substrate is suppressed as in the first to fourth aspects, the adhesion between the reflector and the substrate is prevented from being disturbed, and the distortion and cracks of the reflector are prevented. This can be prevented and the reliability of the LED lamp can be improved.
Further, according to the sixth aspect using the fifth aspect, the reflector made of the glass ceramic material has a thermal expansion coefficient close to that of the sealing material made of the glass material. Even if it thermally expands, it can prevent that the adhesiveness of a reflector and a sealing material is inhibited.
以下、本発明を具体化した各実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、各実施形態において、同一の構成部材および構成要素については符号を等しくすると共に、同一内容の箇所については重複説明を省略してある。 Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, the same constituent members and constituent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description of the same content is omitted.
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態のLEDランプ10の概略構成を示す要部縦断面図である。
LEDランプ10は、実装基板11、配線層12、接続材13、放熱基板14、露出部14a、絶縁層15、開口部15a、配線層16、開口部16a、バンプ17,18、封止材19、LEDチップ30、カソード側電極パッド31、アノード側電極パッド32などから構成されている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an essential part showing a schematic configuration of the
The
絶縁材料(例えば、セラミックス材料など)から成る実装基板11の表面には、金属(例えば、銅、アルミニウム、これらを含む合金など)から成る配線層12が形成されている。
配線層12の表面には、導電材料(例えば、ハンダ、金属含有ペースト材など)から成る接続材13を介して、放熱基板14の裏面全体が接続固定されている。
On the surface of the mounting
The entire back surface of the
放熱基板14は、導電性且つ熱伝導性の材料から成り、例えば、特許文献1に記載されている金属(銅、アルミニウム、これらを含む合金)やカーボンなどのコア材、特許文献2に記載されている熱膨張係数および熱伝導率が異なる第1の材料(銅、銀、これらを含む合金)から成る層と第2の材料(モリブデン、タングステン)から成る層とを交互に積層した構造のクラッド材である。
The
放熱基板14の表面には、絶縁層15を介して配線層16が形成されている。
絶縁層15には、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、無機フィラーおよび合成樹脂を含むコンポジット材、放熱基板14の表面がアルミニウムから成る場合には酸化アルミニウムなどが用いられる。
配線層16は、金属(例えば、アルミニウム、チタン、ニッケル、金、銀、銅、プラチナなど)の単層膜または多層膜から成る。
A
For the insulating
The
絶縁層15および配線層16には、積層された各層15,16を貫通する開口部15a,15bが形成されており、開口部15a,16aの底面からは放熱基板14の表面が露出し、その露出した放熱基板14の表面から露出部14aが形成されている。
The insulating
LEDチップ30は、放熱基板14および配線層16の上にバンプ17,18を用いてフリップチップ実装されることにより、放熱基板14に搭載されている。
すなわち、LEDチップ30の下面側には、LEDチップ30のN型半導体層(図示略)に接続されたカソード側電極パッド31と、LEDチップ30のP型半導体層(図示略)に接続されたアノード側電極パッド32とが配置形成されている。
The
That is, on the lower surface side of the
そして、LEDチップ30のカソード側電極パッド31と、各層15,16の開口部15a,16aから露出した放熱基板14の露出部14aとがバンプ17によって電気的且つ熱的に接続されている。
また、LEDチップ30のアノード側電極パッド32と、配線層16の表面とがバンプ18によって電気的且つ熱的に接続されている。
尚、バンプ17,18は、例えば、金、ハンダなどによって形成されている。
The cathode-
Further, the anode
The
ここで、LEDチップ30のP型半導体層は、LEDチップ30の発光層(図示略)の下面側全面に形成されている。
また、カソード側電極パッド31はN型半導体層の下面側全面に形成され、アノード側電極パッド32はP型半導体層の下面側全面に形成されている。
Here, the P-type semiconductor layer of the
The cathode
封止材19は透明なガラス材料から成り、放熱基板14の表面側に形成された各部材(配線層16、LEDチップ30、バンプ17,18)を封止して覆い、その上面は略球面状に形成されている。
The sealing
図2(A)は、LEDランプ10に搭載された第1実施形態のLEDチップ30の下面図である。
LEDチップ30の正方形状を成す底面において、円形のカソード側電極パッド(N電極)31が前記底面の略中央部に配置形成され、アノード側電極パッド(P電極)32が間隙を空けてカソード側電極パッド31の周囲を取り囲んでLEDチップ30の外周縁部近傍まで配置形成されている。
FIG. 2A is a bottom view of the
A circular cathode side electrode pad (N electrode) 31 is arranged and formed at a substantially central portion of the bottom surface on the square bottom surface of the
[第1実施形態の作用・効果]
第1実施形態のLEDランプ10によれば、以下の作用・効果を得ることができる。
[Operations and effects of the first embodiment]
According to the
[1−1]LEDランプ10において、放熱基板14は導電性且つ熱伝導性の材料から成り、放熱基板14の露出部14aにLEDチップ30のカソード側電極パッド31(第1電極)がバンプ17を介して接続されると共に、放熱基板14の表面に絶縁層15を介して形成された配線層16にLEDチップ30のアノード側電極パッド32(第2電極)がバンプ18を介して接続されることにより、放熱基板14にLEDチップ30が搭載されている。
[1-1] In the
これにより、導電性且つ熱伝導性の材料から成る放熱基板14をLEDチップ30のカソード側電極として用いることが可能になるため、放熱基板14の放熱効果を高めることができる。
その結果、放熱基板14の熱膨張を抑制可能になるため、封止材19と放熱基板14の密着性が阻害されるのを防止すると共に、封止材19に歪みや亀裂が生じるのを防止し、LEDランプ10の信頼性を向上できる。
Thereby, since it becomes possible to use the thermal radiation board |
As a result, the thermal expansion of the
[1−2]放熱基板14の露出部14aに接続されたLEDチップ30のカソード側電極パッド31は、放熱基板14の裏面全体から接続材13を介して、外部である配線層12に接続されている。
そして、放熱基板14の裏面から実装基板11上に延出された配線層12は、LEDランプ10の外部端子(カソード側端子)として用いられる。
[1-2] The cathode-
The
これにより、放熱基板14の裏面全体をLEDチップ30のカソード側電極として用いることが可能になるため、LEDチップ30のカソード側電極における電気抵抗および熱抵抗を共に小さくできる。
その結果、高出力のLEDチップ30に大電流を流した際に発生する熱を、放熱基板14の裏面全体から配線層12を介して速やかに放熱することが可能にり、LEDランプ10の発熱量を抑制できるため、前記[1−1]の作用・効果が更に高められる。
As a result, the entire back surface of the
As a result, it is possible to quickly dissipate the heat generated when a large current is passed through the high-
[1−3]LEDチップ30の発光面積を大きくしてLEDランプ10の発光効率を高めるには、LEDチップ30のアノード側電極パッド32の面積を大きくする必要がある。
また、LEDチップ30には、アノード側電極パッド32→P型半導体層→発光層→N型半導体層→カソード側電極パッド31の経路で電流が流れる。
そのため、LEDチップ30に効率的に電流を流すには、アノード側電極パッド(P電極)32からLEDチップ30内を通ってカソード側電極パッド(N電極)31へ至る電流経路における電流分布を均一化する必要がある。
[1-3] In order to increase the light emission area of the
In addition, a current flows through the
Therefore, in order to efficiently flow the current to the
図2(A)に示すように、LEDチップ30の底面の中央に配置された円形のカソード側電極パッド31(第1電極)の周囲を、アノード側電極パッド32(第2電極)が取り囲んでいる。
そして、LEDチップ30の底面にて、カソード側電極パッド31を除く部分のほとんどにアノード側電極パッド32が形成されている。
As shown in FIG. 2A, the anode-side electrode pad 32 (second electrode) surrounds the circular cathode-side electrode pad 31 (first electrode) disposed at the center of the bottom surface of the
Then, on the bottom surface of the
そのため、アノード側電極パッド32の面積を大きくすることが可能になり、LEDチップ30の発光面積を大きくしてLEDランプ10の発光効率を高めることができる。
また、アノード側電極パッド32からLEDチップ30内を通ってカソード側電極パッド31へ至る電流経路における電流分布を均一化することが可能になるため、LEDチップ30に効率的に電流を流してLEDランプ10の発光効率を更に高めることもできる。
Therefore, the area of the anode
In addition, the current distribution in the current path from the anode
[1−4]放熱基板14を、特許文献2の技術と同じく、熱膨張係数および熱伝導率が異なる第1の材料から成る層と第2の材料から成る層とを交互に積層した構造のクラッド材とした場合には、特許文献2と同様の作用・効果が得られ、放熱基板14の熱膨張率を小さくした上で熱伝導率を大きくできるため、前記[1−1]の作用・効果が更に高められる。
[1-4] The
[1−5]封止材19は光により変色し難いガラス材料から成るため、LEDチップ30を高出力化することが可能になる。
ところが、LEDチップ30を高出力化すると発熱量も多くなることから、封止材19と放熱基板14の熱膨張率の違いにより、封止材19と放熱基板14の密着性が阻害されたり、封止材19に歪みや亀裂が生じるという問題が顕在化し易い。
しかし、LEDランプ10によれば、前記のように放熱基板14の熱膨張を抑制可能であるため、前記問題が生じるのを確実に防止できる。
[1-5] Since the sealing
However, since the amount of heat generation increases when the
However, according to the
[1−6]図2(B)〜(D)はそれぞれ、第1実施形態のLEDチップ30における電極パッド31,32の配置を変更した第1〜第3変更例を示すLEDチップ30の下面図である。
第1〜第3変更例でも、図2(A)に示す例と同じく、カソード側電極パッド(N電極)31の周囲を、アノード側電極パッド(P電極)32が取り囲んでいる。
[1-6] FIGS. 2B to 2D are bottom views of the
Also in the first to third modified examples, the anode side electrode pad (P electrode) 32 surrounds the cathode side electrode pad (N electrode) 31 as in the example shown in FIG.
そして、第1〜第3変更例によれば、図2(A)に示す例に比べて、アノード側電極パッド32からLEDチップ30内を通ってカソード側電極パッド31へ至る電流経路における電流分布を更に均一化することが可能になるため、LEDチップ30に効率的に電流を流してLEDランプ10の発光効率を更に高めることができる。
And according to the 1st-3rd modification, compared with the example shown in FIG. 2 (A), the current distribution in the current path from the anode
図2(B)に示す第1変更例では、カソード側電極パッド31が、LEDチップ30の底面の略中央部に配置形成された円形の第1部分と、第1部分からLEDチップ30の底面の四隅に向けて延出された一定幅の長尺矩形状を成す第2部分とから形成されている。
尚、カソード側電極パッド31の第2部分は、図2(B)に示す4個に限らず、3個または5個以上の適宜な個数にして均等配置してもよい。
In the first modification shown in FIG. 2B, the cathode-
Note that the second portions of the cathode-
図2(C)に示す第2変更例では、長尺矩形状を成す2個のカソード側電極パッド(N電極)31が平行且つ均等に配置形成されている。
そして、個々のカソード側電極パッド31の両端部には、バンプ17と接続するための略円形のパッド部が形成されている。
尚、カソード側電極パッド31は、図2(C)に示す2個に限らず、3個以上の適宜な個数にして均等配置してもよい。
In the second modified example shown in FIG. 2C, two cathode-side electrode pads (N electrodes) 31 having a long rectangular shape are arranged in parallel and evenly.
A substantially circular pad portion for connecting to the
The cathode-
図2(D)に示す第3変更例では、16個の円形のカソード側電極パッド31が、LEDチップ30の底面にて縦横方向に4個ずつ均等に配置形成されている。
尚、カソード側電極パッド31は、図2(D)に示す16個に限らず、4個以上の適宜な個数にして均等配置してもよい。
In the third modification shown in FIG. 2D, 16 circular cathode-
The number of cathode-
<第2実施形態>
図3は、第2実施形態のLEDランプ100の概略構成を示す要部縦断面図である。
LEDランプ100は、実装基板11、配線層12、接続材13、放熱基板14、露出部14a、絶縁層15、開口部15a、配線層16、開口部16a、バンプ17,18、封止材19、LEDチップ30、カソード側電極パッド31、アノード側電極パッド32などから構成されている。
Second Embodiment
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an essential part showing a schematic configuration of the
The
LEDランプ100において、第1実施形態のLEDランプ10と異なるのは、LEDチップ30のカソード側電極パッド31が配線層16の表面とバンプ18によって接続され、アノード側電極パッド32が放熱基板14の露出部14aとバンプ17によって接続されている点だけである。
The
図4は、LEDランプ100に搭載された第2実施形態のLEDチップ30の下面図である。
LEDチップ30の正方形状を成す底面において、四隅がアール状に切り取られた形状のアノード側電極パッド(P電極)32が前記底面の中央部に配置形成され、略正方形枠状のカソード側電極パッド(N電極)31が間隙を空けてアノード側電極パッド(P電極)32の周囲を取り囲むように配置形成されている。
尚、カソード側電極パッド31の四隅部には、バンプ17と接続するための略扇形のパッド部が形成されている。
FIG. 4 is a bottom view of the
An anode side electrode pad (P electrode) 32 having a shape in which the four corners are rounded at the bottom surface of the square shape of the
In addition, substantially fan-shaped pad portions for connecting to the
[第2実施形態の作用・効果]
第2実施形態のLEDランプ100によれば、第1実施形態の前記[1−4][1−5]の作用・効果に加えて、以下の作用・効果を得ることができる。
[Operation and Effect of Second Embodiment]
According to the
[2−1]LEDランプ10において、放熱基板14は導電性且つ熱伝導性の材料から成り、放熱基板14の露出部14aにLEDチップ30のアノード側電極パッド32(第1電極)がバンプ18を介して接続されると共に、放熱基板14の表面に絶縁層15を介して形成された配線層16にLEDチップ30のカソード側電極パッド31(第2電極)がバンプ17を介して接続されることにより、放熱基板14にLEDチップ30が搭載されている。
[2-1] In the
これにより、導電性且つ熱伝導性の材料から成る放熱基板14をLEDチップ30のアノード側電極として用いることが可能になるため、放熱基板14の放熱効果が高められ、放熱基板14の熱膨張を抑制してLEDランプ10の信頼性を向上できる。
As a result, the
[2−2]放熱基板14の露出部14aに接続されたLEDチップ30のアノード側電極パッド32は、放熱基板14の裏面全体から接続材13を介して、外部である配線層12に接続されている。
そして、放熱基板14の裏面から実装基板11上に延出された配線層12は、LEDランプ10の外部端子(アノード側端子)として用いられる。
[2-2] The anode-
The
これにより、放熱基板14の裏面全体をLEDチップ30のアノード側電極として用いることが可能になるため、LEDチップ30のアノード側電極における電気抵抗および熱抵抗を共に小さくできることから、前記[2−1]の作用・効果が更に高められる。
Accordingly, since the entire back surface of the
[2−3]図4に示すように、LEDチップ30の底面の中央に配置された四隅がアール状に切り取られた形状を成すアノード側電極パッド32(第1電極)の周囲を、カソード側電極パッド31(第2電極)が取り囲んでいる。
そして、LEDチップ30の底面にて、カソード側電極パッド31を除く部分のほとんどにアノード側電極パッド32が形成されている。
従って、第2実施形態においても、第1実施形態の前記[1−3]と同様の作用・効果が得られる。
[2-3] As shown in FIG. 4, the periphery of the anode side electrode pad 32 (first electrode) having a shape in which the four corners arranged at the center of the bottom surface of the
Then, on the bottom surface of the
Therefore, also in 2nd Embodiment, the effect | action and effect similar to said [1-3] of 1st Embodiment are acquired.
[2−4]LEDチップ30の発光面積を大きくしてLEDランプ10の発光効率を高めるために、カソード側電極パッド(N電極)31の面積に比べて、アノード側電極パッド(P電極)32の面積が大きくされている。
[2-4] In order to increase the light emission area of the
第1実施形態では、カソード側電極パッド31が放熱基板14の露出部14aに接続されているため、LEDチップ30が発生する熱を小さな面積のカソード側電極パッド31から放熱基板14へ伝達している。
それに対して、第2実施形態では、アノード側電極パッド32が放熱基板14の露出部14aに接続されているため、LEDチップ30が発生する熱を大きな面積のアノード側電極パッド32から放熱基板14へ伝達している。
従って、第1実施形態に比べて、第2実施形態の方が、LEDチップ30が発生する熱を放熱基板14へ速やかに伝達可能であるため、LEDチップ30の発熱を効果的に抑制できる。
In the first embodiment, since the cathode-
On the other hand, in the second embodiment, since the anode
Therefore, compared with the first embodiment, the heat generated by the
<第3実施形態>
図5は、第3実施形態のLEDランプ200の概略構成を示す要部縦断面図である。
LEDランプ200は、実装基板11、配線層12、接続材13、放熱基板14、露出部14a、絶縁層15、開口部15a、配線層16、開口部16a、バンプ17,18、封止材19、LEDチップ30、カソード側電極パッド31、アノード側電極パッド32、リフレクタ201などから構成されている。
<Third Embodiment>
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of an essential part showing a schematic configuration of the
The
LEDランプ200において、第1実施形態のLEDランプ10と異なるのは、リフレクタ201が設けられている点だけである。
リフレクタ201はガラスセラミックス材料から成り、放熱基板14の表面側において各部材(LEDチップ30、バンプ17,18)の周囲を取り囲むように載置固定されている。
リフレクタ201において、凹部201aの内周面は、開口部201bへ向けて傾斜した傾斜面となっており、LEDチップ30の光を反射して開口部201bから効率的に出射することができる。
封止材19は、リフレクタ201の凹部201a内に充填されている。
The
The
In the
The sealing
ガラスセラミックス材料から成るリフレクタ201は、ガラス材料から成る封止材19と熱膨張率が近いため、LEDチップ30の発熱によりリフレクタ201および封止材19が熱膨張しても、リフレクタ201と封止材19の密着性が阻害されるのを防止できる。
また、前記のように放熱基板14の熱膨張が抑制されるため、リフレクタ201と放熱基板14の密着性が阻害されるのを防止すると共に、リフレクタ201に歪みや亀裂が生じるのを防止し、LEDランプ10の信頼性を向上できる。
Since the
In addition, since the thermal expansion of the
<第4実施形態>
図6(A)は、第4実施形態のLEDチップ30の下面図である。
第4実施形態において、第1実施形態と異なるのは、LEDチップ30の寸法形状と、LEDチップ30における電極パッド31,32の配置だけである。
<Fourth embodiment>
FIG. 6A is a bottom view of the
The fourth embodiment is different from the first embodiment only in the size and shape of the
第4実施形態のLEDチップ30の底面は長尺矩形状を成し、長尺矩形状を成すカソード側電極パッド(N電極)31が前記底面の長手方向に沿って前記底面の片端部に配置形成され、長尺矩形状を成すアノード側電極パッド(P電極)32が前記底面にてカソード側電極パッド31を除く部分のほとんどに配置形成されている。
The bottom surface of the
これにより、第4実施形態においても、第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。
第4実施形態のLEDチップ30は、サイドビュータイプのLEDランプ(側面発光装置)に好適であり、液晶ディスプレイのバックライト等に用いられる薄型の発光装置に利用できる。
Thereby, also in 4th Embodiment, the effect | action and effect similar to 1st Embodiment are acquired.
The
図6(B),図7(A)(B),図8はそれぞれ、第4実施形態のLEDチップ30における電極パッド31,32の配置を変更した第1〜第4変更例を示すLEDチップ30の下面図である。
これら第1〜第4変更例においても、第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。
FIGS. 6B, 7 </ b> A, 7 </ b> B, and 8 are respectively LED chips showing first to fourth modified examples in which the arrangement of the
In these first to fourth modified examples, the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained.
図6(B)に示す第1変更例では、長尺矩形状を成すカソード側電極パッド31が前記底面の長手方向の両端部に配置形成され、長尺矩形状を成すアノード側電極パッド32が前記底面にてカソード側電極パッド31を除く部分のほとんどに配置形成されている。
In the first modification shown in FIG. 6B, cathode-
図7(A)に示す第2変更例では、第1変更例と同じく、長尺矩形状を成すカソード側電極パッド31がLEDチップ30の底面の長手方向の両端部に配置形成され、長尺矩形状を成すアノード側電極パッド32が前記底面にてカソード側電極パッド31を除く部分のほとんどに配置形成されている。
そして、個々のカソード側電極パッド31の略中央部には、バンプ17と接続するための略半円形のパッド部が形成されている。
In the second modified example shown in FIG. 7A, as in the first modified example, cathode-
A substantially semicircular pad portion for connection to the
図7(B)に示す第3変更例では、長尺矩形状を成す3個のカソード側電極パッド31がLEDチップ30の底面の長手方向の両端部および中央部に配置形成され、長尺矩形状を成す2個のアノード側電極パッド32が前記底面にて個々のカソード側電極パッド31の間に配置形成されている。
そして、LEDチップ30の底面の両端部に配置されたカソード側電極パッド31の略中央部には、バンプ17と接続するための略半円形のパッド部が形成されている。
また、LEDチップ30の底面の中央部に配置されたカソード側電極パッド31の略中央部には、バンプ17と接続するための略円形のパッド部が形成されている。
In the third modified example shown in FIG. 7B, three cathode-
A substantially semicircular pad portion for connecting to the
In addition, a substantially circular pad portion for connecting to the
図8に示す第4変更例では、長尺矩形状を成す5個のカソード側電極パッド31がLEDチップ30の底面の長手方向の両端部および前記長手方向を4分割した部分に配置形成され、長尺矩形状を成す4個のアノード側電極パッド32が前記底面にて個々のカソード側電極パッド31の間に配置形成されている。
In the fourth modified example shown in FIG. 8, five cathode-
第1〜第4変更例のように、LEDチップ30の底面の長手方向に対して、複数個のカソード側電極パッド31を配置すれば、LEDチップ30の底面が長尺の場合でも、アノード側電極パッド32からLEDチップ30内を通って個々のカソード側電極パッド31へ至る電流経路における電流分布を均一化することが可能になるため、LEDチップ30全体に効率的に電流を流してLEDランプ10の発光効率を高めることができる。
If a plurality of cathode-
ところで、前記各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合には組み合わせた実施形態の作用・効果を合わせもたせたり、相乗効果を得ることができる。
本発明は、前記各局面および前記各実施形態の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様も本発明に含まれる。本明細書の中で明示した論文、公開特許公報、特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。
By the way, the embodiments described above may be implemented in combination as appropriate, and in that case, the actions and effects of the combined embodiments can be combined or a synergistic effect can be obtained.
The present invention is not limited to the description of each aspect and each embodiment. Various modifications are also included in the present invention as long as those skilled in the art can easily conceive without departing from the scope of the claims. The contents of papers, published patent gazettes, patent gazettes, etc. specified in this specification are incorporated by reference in their entirety.
10,100,200…LEDランプ
11…実装基板
12…配線層(外部)
13…接続材
14…放熱基板
14a…露出部
15…絶縁層
15a…絶縁層15の開口部
16…配線層
16a…配線層16の開口部
17,18…バンプ
19…封止材
30…LEDチップ
31…カソード側電極パッド(LEDランプ10,200では第1電極、LEDランプ100では第2電極)
32…アノード側電極パッド(LEDランプ10,200では第2電極、LEDランプ100では第1電極)
201…リフレクタ
10, 100, 200 ...
DESCRIPTION OF
32 ... Anode-side electrode pad (second electrode for
201 ... Reflector
Claims (6)
前記基板の表面に絶縁層を介して形成された配線層と、
前記絶縁層および前記配線層に形成された開口部の底面から露出した前記基板の表面から成る露出部と、
第1電極および第2電極が形成されたLEDチップと
を備えたLEDランプであって、
前記露出部に前記第1電極が接続されると共に、前記配線層に前記第2電極が接続されることにより、前記基板に前記LEDチップが搭載されたLEDランプ。 A substrate made of a conductive and thermally conductive material;
A wiring layer formed on the surface of the substrate via an insulating layer;
An exposed portion composed of the surface of the substrate exposed from the bottom surface of the opening formed in the insulating layer and the wiring layer;
An LED lamp comprising an LED chip on which a first electrode and a second electrode are formed,
An LED lamp in which the LED chip is mounted on the substrate by connecting the first electrode to the exposed portion and connecting the second electrode to the wiring layer.
The LED lamp according to any one of claims 1 to 5, further comprising a reflector made of a glass ceramic material arranged and formed so as to surround the periphery of the LED chip on the surface side of the substrate.
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