JP2013030598A - Heat generation device - Google Patents

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Mitsuo Takeya
光男 武谷
Mikiko Shima
三希子 島
Sayaka Hirayama
紗矢香 平山
Akihiko Tobisawa
晃彦 飛澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat generation device which is excellent in heat dissipation.SOLUTION: A heat generation device 1 includes: a base substrate 2; a heating unit 4 provided on the one surface side of the base substrate 2 and generating heat through energization; and a radiator 5 provided on the one surface side of the base substrate 2 so as to seal the heating unit 4 and dissipating the heat generated from the heating unit 4. Further, the radiator 5 is composed mainly of a resin material or a material formed by dispersing a filler, having heat conductivity, in the resin material.

Description

本発明は、発熱デバイスに関する。   The present invention relates to a heat generating device.

例えば、半導体装置として、ベース基板に発光ダイオード素子（ＬＥＤチップ）を備える発光体を搭載したものが知られている。このような半導体装置は、ベース基板と、ベース基板上に形成された絶縁層と、絶縁層上に形成された導体パターンとを有しており、さらに、発光体を絶縁層上に設置するとともに、発光体と導体パターンを電気的に接続することにより構成されている（特許文献１参照）。   For example, a semiconductor device in which a light emitter including a light emitting diode element (LED chip) is mounted on a base substrate is known. Such a semiconductor device has a base substrate, an insulating layer formed on the base substrate, and a conductor pattern formed on the insulating layer, and further, a light emitter is disposed on the insulating layer. The light emitter and the conductor pattern are electrically connected (see Patent Document 1).

しかしながら、このような半導体装置では、発光体の駆動により発生する熱を外部に十分に放出することができず、放熱性が低いという問題がある。具体的には、発光体が外部へ露出しているため、発光体からの熱は、直に空気中に放出されるが、このような放出は十分に行われない。特に、半導体装置が比較的小さい気密空間内に設置されている場合には、空気の対流も発生せず（発生しても僅かであり）、その放熱性がより悪化する。   However, such a semiconductor device has a problem that heat generated by driving the light emitter cannot be sufficiently released to the outside, and heat dissipation is low. Specifically, since the light emitter is exposed to the outside, the heat from the light emitter is released directly into the air, but such a release is not sufficiently performed. In particular, when the semiconductor device is installed in a relatively small airtight space, air convection does not occur (even if it occurs), and its heat dissipation is further deteriorated.

特開２００９−２５９８３９号公報JP 2009-259839 A

本発明の目的は、放熱性に優れる発熱デバイスを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a heat generating device having excellent heat dissipation.

このような目的は、下記（１）〜（１２）の本発明により達成される。
（１） ベース基板と、
前記ベース基板の一方の面側に設けられ、通電により発熱する発熱体と、
前記ベース基板の前記一方の面側に前記発熱体を封止するように設けられ、前記発熱体から発生する熱を放熱する第１の放熱体と、を有することを特徴とする発熱デバイス。 Such an object is achieved by the present inventions (1) to (12) below.
(1) a base substrate;
A heating element that is provided on one side of the base substrate and generates heat when energized;
A heat-generating device, comprising: a first heat-dissipating member that is provided on the one surface side of the base substrate so as to seal the heat-generating member and dissipates heat generated from the heat-generating member.

（２） 前記第１の放熱体は、樹脂材料を主材料として構成されている上記（１）に記載の発熱デバイス。   (2) The heat generating device according to (1), wherein the first heat radiator is configured using a resin material as a main material.

（３） 前記第１の放熱体は、前記樹脂材料に熱伝導性を有するフィラーを分散させた材料で構成されている上記（２）に記載の発熱デバイス。   (3) The heating device according to (2), wherein the first heat radiator is made of a material in which a filler having thermal conductivity is dispersed in the resin material.

（４） 前記第１の放熱体の構成材料の熱伝導率は、空気の熱伝導率よりも高い上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の発熱デバイス。   (4) The heat generating device according to any one of (1) to (3), wherein a thermal conductivity of a constituent material of the first heat radiator is higher than a thermal conductivity of air.

（５） 前記発熱体は、光を発する発光体である上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の発熱デバイス。   (5) The heating device according to any one of (1) to (4), wherein the heating element is a light emitting body that emits light.

（６） 前記第１の放熱体は、光透過性を有している上記（５）に記載の発熱デバイス。   (6) The heat generating device according to (5), wherein the first heat radiating body has optical transparency.

（７） 前記第１の放熱体は、前記発光体から発せられた光が出射する光出射面を有し、
前記光出射面は、前記発光体から発せられた光の軸に対して直交していることが好ましい。 (7) The first heat radiator has a light emitting surface from which light emitted from the light emitter is emitted,
The light exit surface is preferably orthogonal to the axis of light emitted from the light emitter.

（８） 前記光出射面には、レンズ加工が施されている上記（５）ないし（６）のいずれかに記載の発熱デバイス。   (8) The heat generating device according to any one of (5) to (6), wherein the light emitting surface is subjected to lens processing.

（９） 前記第１の放熱体の前記光出射面を除く表面には、前記発光体から発せられた光を吸収する光吸収膜または前記発光体から発せられた光を反射する光反射膜が設けられている上記（５）ないし（８）のいずれかに記載の発熱デバイス。   (9) A light absorbing film that absorbs light emitted from the light emitter or a light reflective film that reflects light emitted from the light emitter is provided on a surface of the first heat radiator excluding the light emitting surface. The heat generating device according to any one of the above (5) to (8).

（１０） 前記ベース基板の他方の面側に設けられ、前記発熱体から発生する熱を放熱する第２の放熱体を有する上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の発熱デバイス。   (10) The heat generating device according to any one of (1) to (9), further including a second heat radiating body that is provided on the other surface side of the base substrate and radiates heat generated from the heat generating body.

（１１） 前記第２の放熱体は、金属材料で構成され、複数のフィンを有するヒートシンクである上記（１０）に記載の発熱デバイス。   (11) The heat generating device according to (10), wherein the second heat radiator is a heat sink made of a metal material and having a plurality of fins.

（１２） 前記第２の放熱体は、前記ベース基板と一体的に形成されている上記（１０）または（１１）に記載の発熱デバイス。   (12) The heating device according to (10) or (11), wherein the second heat radiator is formed integrally with the base substrate.

本発明によれば、発熱体が放熱体によって封止されているため、放熱体を介して発熱体から発生する熱を外部に効率的に放出することができる。そのため、優れた放熱性を有する発熱デバイスが得られる。特に、気密空間等の空気の対流が発生しない（発生しにくい）場所に収納される場合に、その効果がより顕著となる。   According to the present invention, since the heat generating element is sealed by the heat radiating body, heat generated from the heat generating element can be efficiently released to the outside through the heat radiating element. Therefore, a heat generating device having excellent heat dissipation can be obtained. In particular, the effect becomes more conspicuous when stored in a place where air convection does not occur (i.e. hardly occurs) such as an airtight space.

また、発熱体が発光体である場合には、放熱体を光透過性のあるものとすることにより、放熱体を介して発光体から発せされた光を外部へ出射することができる。さらには、放熱体の光路上にレンズ加工を施すことにより、発熱体から発生された光に指向性を付与することができる。   Further, when the heating element is a light emitter, the light emitted from the light emitter can be emitted to the outside through the heat radiator by making the heat radiator transparent. Furthermore, directivity can be imparted to the light generated from the heating element by performing lens processing on the optical path of the radiator.

本発明の発熱デバイスの第１実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 1st Embodiment of the heat generating device of this invention. 図１に示す発熱デバイスの製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the heat-emitting device shown in FIG. 図１に示す発熱デバイスの製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the heat-emitting device shown in FIG. 本発明の第２実施形態に係る発熱デバイスの断面図である。It is sectional drawing of the heat-emitting device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る発熱デバイスの断面図である。It is sectional drawing of the heat-emitting device which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態に係る発熱デバイスの断面図である。It is sectional drawing of the heat-emitting device which concerns on 4th Embodiment of this invention. 図６に示す発熱デバイスの変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the heat generating device shown in FIG. 本発明の第５実施形態に係る発熱デバイスの断面図である。It is sectional drawing of the heat-emitting device which concerns on 5th Embodiment of this invention. 本発明の第６実施形態に係る発熱デバイスの断面図である。It is sectional drawing of the heat-emitting device which concerns on 6th Embodiment of this invention. 本発明の発熱デバイスを組み込んだ照明器具を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the lighting fixture incorporating the heat generating device of this invention.

以下、本発明の発熱デバイスを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the heat generating device of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

１．発熱デバイス
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の発熱デバイスの第１実施形態を示す断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図１中の上側を「上」と言い、下側を「下」と言う。 1. Heat generating device <First embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a heat generating device of the present invention. In the following, for convenience of explanation, the upper side in FIG. 1 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.

図１に示す発熱デバイス１は、ベース基板２と、ベース基板２の上面に設けられた絶縁層３と、絶縁層３の上面に形成された導体パターン７と、絶縁層３の上面に設けられた発熱体４と、発熱体４から発生する熱を放熱する放熱体（第１の放熱体）５と、ベース基板２の下面に放熱シート６を介して接着されたヒートシンク（第２の放熱体）８とで構成されている。   A heating device 1 shown in FIG. 1 is provided on a base substrate 2, an insulating layer 3 provided on the upper surface of the base substrate 2, a conductor pattern 7 formed on the upper surface of the insulating layer 3, and an upper surface of the insulating layer 3. The heat generating element 4, the heat dissipating element (first heat dissipating element) 5 that dissipates heat generated from the heat generating element 4, and the heat sink (second heat dissipating element) bonded to the lower surface of the base substrate 2 via the heat dissipating sheet 6. ) 8.

発熱体４としては、通電により発熱するものであれば、いかなるものを用いてもよいが、本実施形態では、発熱体４として発光体（以下では、「発光体４」と言う）を用いている。これにより、発熱デバイス１は、例えば、照明器具等の光源として用いることができる。   Any heating element may be used as long as it generates heat when energized. In the present embodiment, a light emitting body (hereinafter referred to as “light emitting body 4”) is used as the heating element 4. Yes. Thereby, the heat generating device 1 can be used as a light source such as a lighting fixture.

以下、発熱デバイス１の構成する各部の構成について、順次詳細に説明する。
（ベース基板）
ベース基板２は、板状をなしており、その上面（一方の面）に発光体４を搭載することができる。なお、ベース基板２の厚さは、特に限定されず、例えば、０．５〜２ｍｍ程度とすることができる。なお、ベース基板２の形状は、特に限定されず、例えば、比較的厚みの大きいブロック状であってもよい。 Hereinafter, the structure of each part which the heat-generating device 1 comprises is demonstrated in detail sequentially.
(Base substrate)
The base substrate 2 has a plate shape, and the light emitter 4 can be mounted on the upper surface (one surface) thereof. In addition, the thickness of the base substrate 2 is not specifically limited, For example, it can be set as about 0.5-2 mm. The shape of the base substrate 2 is not particularly limited, and may be, for example, a block shape having a relatively large thickness.

このようなベース基板２の構成材料としては、特に限定されないが、鉄、ニッケル、ステンレス鋼、銅、真鍮、アルミニウム、チタン、マグネシウム等の各種金属、またはこれらを含む合金を用いることができ、これらの中でも特にアルミニウムが好ましい。アルミニウムは、比較的熱伝導率が高い材料である。アルミニウムでベース基板２を構成した場合、放熱性に優れたベース基板２となる。さらに、ベース基板２の外側表面にアルマイト処理等の化学的あるいは物理的処理を行うと熱輻射効率が高くなり、放熱性の観点から好ましい。   The constituent material of the base substrate 2 is not particularly limited, and various metals such as iron, nickel, stainless steel, copper, brass, aluminum, titanium, and magnesium, or alloys containing them can be used. Among these, aluminum is particularly preferable. Aluminum is a material having a relatively high thermal conductivity. When the base substrate 2 is made of aluminum, the base substrate 2 is excellent in heat dissipation. Furthermore, when the outer surface of the base substrate 2 is subjected to chemical or physical treatment such as alumite treatment, the heat radiation efficiency is increased, which is preferable from the viewpoint of heat dissipation.

このような構成のベース基板２は、熱伝導性に優れている。これにより、発光体４から生じた熱の一部は、ベース基板２を介してヒートシンク８に伝達される。   The base substrate 2 having such a configuration is excellent in thermal conductivity. Thereby, part of the heat generated from the light emitter 4 is transmitted to the heat sink 8 through the base substrate 2.

（絶縁層）
絶縁層３は、ベース基板２の上面に形成されている。絶縁層３は、導体パターン７とベース基板２とを絶縁する機能を有する。絶縁層３の厚さは、特に限定されず、例えば、５〜８０μｍ程度とすることができる。 (Insulating layer)
The insulating layer 3 is formed on the upper surface of the base substrate 2. The insulating layer 3 has a function of insulating the conductor pattern 7 and the base substrate 2. The thickness of the insulating layer 3 is not specifically limited, For example, it can be set as about 5-80 micrometers.

このような絶縁層３の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル（不飽和ポリエステル）樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合したものを用いることができる。   The constituent material of the insulating layer 3 is not particularly limited. For example, heat such as epoxy resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, polyester (unsaturated polyester) resin, polyimide resin, silicone resin, polyurethane resin, etc. A curable resin may be used, and one or a mixture of two or more of these may be used.

さらに、前記樹脂材料で絶縁層３を成形する際、当該樹脂材料中に、例えば、アルミナ等の金属酸化物、窒化ホウ素等の窒化物、黒鉛に代表される絶縁性を有する高熱伝導性フィラーを充填することもできる。これにより、発光体４から発生する熱を効果的にヒートシンク８に伝えることができ、発熱デバイス１の放熱性が向上する。   Further, when the insulating layer 3 is formed with the resin material, a high thermal conductive filler having an insulating property represented by, for example, a metal oxide such as alumina, a nitride such as boron nitride, or graphite is contained in the resin material. It can also be filled. Thereby, the heat generated from the light emitter 4 can be effectively transmitted to the heat sink 8, and the heat dissipation of the heat generating device 1 is improved.

（導体パターン）
導体パターン７は、絶縁層３の上面に形成されており、例えば半田やボンディングワイヤーを介して発光体４と電気的に接続されている。このような導体パターン７は、例えば、絶縁層３の上面全域に積層された金属箔（金属層）をエッチング等により所定のパターンに形成したものである。 (Conductor pattern)
The conductor pattern 7 is formed on the upper surface of the insulating layer 3 and is electrically connected to the light emitter 4 via, for example, solder or a bonding wire. Such a conductor pattern 7 is formed, for example, by forming a metal foil (metal layer) laminated on the entire upper surface of the insulating layer 3 into a predetermined pattern by etching or the like.

導体パターン７の構成材料としては、導電性を有していれば、特に限定されず、例えば、銅、銀、アルミニウム等の各種金属材料を用いることができ、これらの中でも、特に銅が好ましい。銅で構成した導体パターン７は、比較的抵抗値が小さく、優れた電気特性を発揮することができる。   The constituent material of the conductor pattern 7 is not particularly limited as long as it has conductivity. For example, various metal materials such as copper, silver, and aluminum can be used, and among these, copper is particularly preferable. The conductor pattern 7 made of copper has a relatively small resistance value and can exhibit excellent electrical characteristics.

（発光体）
図１に示すように、発光体４は、絶縁層３の上面に設けられている。このような発光体４は、板状の基板４１と、基板４１の上面に設けられた発光ダイオード素子４２と、基板４１の底部に設けられた１対の外部端子４３とを有している。 (Luminous body)
As shown in FIG. 1, the light emitter 4 is provided on the upper surface of the insulating layer 3. Such a light emitter 4 includes a plate-like substrate 41, a light emitting diode element 42 provided on the upper surface of the substrate 41, and a pair of external terminals 43 provided on the bottom of the substrate 41.

基板４１は、樹脂材料やセラミックス材料等の絶縁性材料で構成された小片である。また、基板４１には、発光ダイオード素子４２と１対の外部端子４３とを電気的に接続する図示しない配線が設けられている。   The substrate 41 is a small piece made of an insulating material such as a resin material or a ceramic material. The substrate 41 is provided with wiring (not shown) that electrically connects the light emitting diode element 42 and the pair of external terminals 43.

発光ダイオード素子４２は、基板４１に、ＧａＡｌＮ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＳｉＣＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等の半導体を発光層として形成させたものである。   The light emitting diode element 42 is formed by forming a semiconductor such as GaAlN, ZnS, ZnSe, SiCGaP, GaAlAs, AlN, InN, AlInGaP, InGaN, GaN, and AlInGaN on a substrate 41 as a light emitting layer.

１対の外部端子４３は、導電性材料を主材料として構成されており、その一方の外部端子４３は、アノード電極（陽極）であり、他方の外部端子４３は、カソード電極（陰極）である。各外部端子４３は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の金属材料を主材料として構成される。また、各外部端子４３は、前述した半田等を介して、導体パターン７に電気的に接続されている。   The pair of external terminals 43 is made of a conductive material as a main material. One external terminal 43 is an anode electrode (anode), and the other external terminal 43 is a cathode electrode (cathode). . Each external terminal 43 is composed mainly of a metal material such as Al, Ti, Fe, Cu, Ni, Ag, Au, and Pt. Each external terminal 43 is electrically connected to the conductor pattern 7 via the solder or the like described above.

このような発光体４においては、１対の外部端子４３を介して発光ダイオード素子４２に電圧を印加すると、発光ダイオード素子４２でエレクトロルミネッセンス効果に基づく発光が起こる。   In such a light emitter 4, when a voltage is applied to the light emitting diode element 42 via the pair of external terminals 43, light emission based on the electroluminescence effect occurs in the light emitting diode element 42.

（放熱体）
図１に示すように、放熱体５は、ベース基板２の上面に設けられ、発光体４を封止している。言い換えれば、放熱体５は、ベース基板２の上面上に、発光体４を覆うように設けられている。このような放熱体５は、発光体４から発生する熱を外部に放出する機能を有している。そのため、放熱体５を有する発熱デバイス１は、優れた放熱性を発揮することができる。 (Heat radiator)
As shown in FIG. 1, the radiator 5 is provided on the upper surface of the base substrate 2 and seals the light emitter 4. In other words, the radiator 5 is provided on the upper surface of the base substrate 2 so as to cover the light emitter 4. Such a heat radiator 5 has a function of releasing heat generated from the light emitter 4 to the outside. Therefore, the heat generating device 1 having the heat radiating body 5 can exhibit excellent heat dissipation.

また、放熱体５は、発光ダイオード素子４２を外力や埃、水分等から保護する機能を有している。特に、本実施形態の放熱体５は、絶縁層３上に形成された導体パターン７をも封止しているため、さらに、導体パターン７を外力や埃、水分等から保護する機能を有している。   The radiator 5 has a function of protecting the light emitting diode element 42 from external force, dust, moisture, and the like. In particular, since the heat radiator 5 of the present embodiment also seals the conductor pattern 7 formed on the insulating layer 3, it further has a function of protecting the conductor pattern 7 from external force, dust, moisture, and the like. ing.

また、放熱体５は、絶縁性を有している。これにより、例えば、導体パターン７の短絡等を防止することができる。   Moreover, the heat radiator 5 has an insulating property. Thereby, for example, a short circuit of the conductor pattern 7 can be prevented.

また、放熱体５は、光透過性を有しており、実質的に無色透明であるのが好ましい。これにより、発光体４が発する光Ｌを、効率的に、かつ、その色を保ったまま発熱デバイス１の外部へ出射することができる。なお、放熱体５は、光透過性を有していれば、例えば、赤色、青色、黄色、緑等に着色されていてもよい。放熱体５が着色されている場合には、光Ｌの色を変換することができる点で利便性に優れる。   Moreover, it is preferable that the thermal radiation body 5 has a light transmittance, and is substantially colorless and transparent. Thereby, the light L emitted from the light emitter 4 can be emitted to the outside of the heat generating device 1 efficiently and while maintaining its color. In addition, the heat radiator 5 may be colored in red, blue, yellow, green, or the like, for example, as long as it has optical transparency. When the radiator 5 is colored, it is excellent in convenience in that the color of the light L can be converted.

このような放熱体５は、略立方体形状をなしており、その上面５１は、発光体４から発せられた光Ｌを発熱デバイス１の外部へ出射する光出射面（以下、「光出射面５１」と言う。）を構成している。   Such a heat radiating body 5 has a substantially cubic shape, and an upper surface 51 of the heat radiating body 5 emits light L emitted from the light emitting body 4 to the outside of the heat generating device 1 (hereinafter referred to as “light emitting surface 51”). ")."

光出射面５１は、平坦面で構成されている。これにより、光出射面５１を通過する際の光Ｌの散乱を抑制することができる。また、光出射面５１は、光Ｌの光軸Ｌ’と直交している。これにより、光Ｌが光出射面５１を透過する前後で光軸Ｌ’が変化しないため、光Ｌをまっすぐに出射することができ、指向性を高めることができる。そのため、例えば、発熱デバイス１を他の基板（実装基板）等に実装する際のアライメントの調整など容易に行うことができる。   The light emission surface 51 is a flat surface. Thereby, scattering of the light L at the time of passing through the light emission surface 51 can be suppressed. The light exit surface 51 is orthogonal to the optical axis L ′ of the light L. Thereby, since the optical axis L 'does not change before and after the light L passes through the light emitting surface 51, the light L can be emitted straight and directivity can be improved. Therefore, for example, it is possible to easily adjust the alignment when mounting the heat generating device 1 on another substrate (mounting substrate) or the like.

なお、放熱体５の厚さは、特に限定されないが、例えば、１〜２ｃｍ程度である。これにより、発熱デバイス１の大型化を抑制することができる。さらに、放熱体５の表面積を十分に大きく確保することができ、優れた放熱性を発揮することができる。   In addition, although the thickness of the heat radiator 5 is not specifically limited, For example, it is about 1-2 cm. Thereby, the enlargement of the heat generating device 1 can be suppressed. Furthermore, a sufficiently large surface area of the radiator 5 can be secured, and excellent heat dissipation can be exhibited.

このような放熱体５の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂材料を用いることができる。これにより、絶縁性および光透過性を有する放熱体５を簡単かつ安価に形成することができる。   Although it does not specifically limit as a constituent material of such a heat radiator 5, For example, resin materials, such as an epoxy resin, a modified epoxy resin, a silicone resin, a modified silicone resin, an acrylate resin, a urethane resin, a polyimide resin, can be used. . Thereby, the heat radiator 5 having insulating properties and light transmittance can be formed easily and inexpensively.

さらに、前記樹脂材料で放熱体５を成形する際、当該樹脂材料中に、例えば、アルミナ等の金属酸化物、窒化ホウ素等の窒化物に代表される絶縁性の高熱伝導性フィラーを充填することもできる。これにより、放熱体５の熱伝導性が向上し、より効率的に発光体４から発生する熱を放熱体５から外部へ放出することができる。   Further, when the heat radiator 5 is molded with the resin material, the resin material is filled with, for example, an insulating high thermal conductive filler typified by a metal oxide such as alumina or a nitride such as boron nitride. You can also. Thereby, the thermal conductivity of the radiator 5 is improved, and the heat generated from the light emitter 4 can be released from the radiator 5 to the outside more efficiently.

このような放熱体５の構成材料の熱伝導率としては、特に限定されないが、空気（静止空気）の熱伝導率よりも高いことが好ましい。具体的には、０．２０Ｗ／ｍ・ｋ以上であるのが好ましく、１．５Ｗ／ｍ・ｋ以上であるのがより好ましい。これにより、放熱体５の放熱性がより優れたものとなる。特に、後述する照明器具１００のように、発熱デバイス１が気密空間に収納されている場合に優れた放熱性を発揮することができる。   Although it does not specifically limit as a heat conductivity of the constituent material of such a heat radiator 5, It is preferable that it is higher than the heat conductivity of air (still air). Specifically, it is preferably 0.20 W / m · k or more, and more preferably 1.5 W / m · k or more. Thereby, the heat dissipation of the heat radiator 5 becomes more excellent. In particular, when the heat generating device 1 is housed in an airtight space like a lighting fixture 100 described later, excellent heat dissipation can be exhibited.

また、放熱体５の構成材料の膨張率（線膨張率）としては、特に限定されないが、ベース基板２の構成材料の膨張率とほぼ等しいのが好ましい。具体的には、放熱体５の構成材料の膨張率をα１とし、ベース基板２の構成材料の膨張率をα２としたとき、０．８α２≦α１≦１．４α２の関係を満足するのが好ましい。これにより、熱膨張による歪みを抑制することができ、例えば、ベース基板２からの放熱体５の剥離等が防止される。そのため、発熱デバイス１の信頼性が向上する。   In addition, the expansion coefficient (linear expansion coefficient) of the constituent material of the radiator 5 is not particularly limited, but is preferably substantially equal to the expansion coefficient of the constituent material of the base substrate 2. Specifically, it is preferable that the relationship of 0.8α2 ≦ α1 ≦ 1.4α2 is satisfied, where α1 is an expansion coefficient of the constituent material of the radiator 5 and α2 is an expansion coefficient of the constituent material of the base substrate 2. . Thereby, distortion due to thermal expansion can be suppressed, and for example, peeling of the radiator 5 from the base substrate 2 can be prevented. Therefore, the reliability of the heat generating device 1 is improved.

（ヒートシンク）
図１に示すように、ベース基板２の下面には、放熱シート６を介してヒートシンク（第２の放熱体）８が設けられている。ヒートシンク８は、前述した放熱体５と同様に、発光体４から発生する熱を外部に放出する機能を有している。そのため、ヒートシンク８を有する発熱デバイス１は、優れた放熱性を発揮することができる。特に、発熱デバイス１は、発光体４の上側に放熱体５が設けられており、下側にヒートシンク８が設けられている。そのため、発光体４から発生する熱を、その上下両側から効率的に放熱することができる。 (heatsink)
As shown in FIG. 1, a heat sink (second heat radiating body) 8 is provided on the lower surface of the base substrate 2 via a heat radiating sheet 6. The heat sink 8 has a function of releasing heat generated from the light emitter 4 to the outside, like the heat radiator 5 described above. Therefore, the heat generating device 1 having the heat sink 8 can exhibit excellent heat dissipation. In particular, the heat generating device 1 is provided with a heat radiating body 5 on the upper side of the light emitting body 4 and a heat sink 8 on the lower side. Therefore, the heat generated from the light emitter 4 can be efficiently radiated from both the upper and lower sides.

このようなヒートシンク８の構成としては、特に限定されないが、本実施形態では、基部８１と、基部８１の下面から下方へ向けて延出する複数のフィン８２とで構成されている。これにより、ヒートシンク８の表面積を大きくすることができ、ヒートシンク８の放熱性が向上する。   The configuration of the heat sink 8 is not particularly limited. In the present embodiment, the heat sink 8 includes a base portion 81 and a plurality of fins 82 extending downward from the lower surface of the base portion 81. Thereby, the surface area of the heat sink 8 can be increased, and the heat dissipation of the heat sink 8 is improved.

ヒートシンク８の構成材料としては、特に限定されないが、鉄、ニッケル、ステンレス鋼、銅、真鍮、アルミニウム、チタン、マグネシウム等の各種金属、またはこれらを含む合金を用いることができ、これらの中でも特にアルミニウムが好ましい。アルミニウムは、比較的熱伝導率が高い材料である。そのため、アルミニウムでヒートシンク８を構成した場合、放熱性に優れたものとなる。さらに、ヒートシンク８の外側表面にアルマイト処理等の化学的あるいは物理的処理を行うと熱輻射効率が高くなり、放熱性の観点から好ましい。   The constituent material of the heat sink 8 is not particularly limited, but various metals such as iron, nickel, stainless steel, copper, brass, aluminum, titanium, and magnesium, or alloys containing them can be used. Is preferred. Aluminum is a material having a relatively high thermal conductivity. Therefore, when the heat sink 8 is made of aluminum, the heat dissipation is excellent. Furthermore, if the outer surface of the heat sink 8 is subjected to chemical or physical treatment such as alumite treatment, the heat radiation efficiency is increased, which is preferable from the viewpoint of heat dissipation.

また、ヒートシンク８とベース基板２とを共にアルミニウムで構成した場合には、これらの熱膨張率が等しいため、昇温時の歪みの発生を効果的に抑制することができる。そのため、例えば、ヒートシンク８やベース基板２の破損、ヒートシンク８のベース基板２からの剥離などを防止することができる。これにより、発熱デバイス１の信頼性が向上する。   In addition, when both the heat sink 8 and the base substrate 2 are made of aluminum, their coefficients of thermal expansion are equal, so that the occurrence of distortion during temperature rise can be effectively suppressed. Therefore, for example, breakage of the heat sink 8 and the base substrate 2 and peeling of the heat sink 8 from the base substrate 2 can be prevented. Thereby, the reliability of the heat generating device 1 is improved.

このようなヒートシンク８をベース基板２の下面に接着する放熱シート６の構成は、熱伝導性と接着性とを有していれば、特に限定されない。例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル（不飽和ポリエステル）樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂中に、アルミナ等の金属酸化物、窒化ホウ素等の窒化物などの高熱伝導性フィラーが分散した材料で構成されたシート材を用いることができる。
以上、発熱デバイス１の構成について詳細に説明した。 The configuration of the heat dissipation sheet 6 for bonding the heat sink 8 to the lower surface of the base substrate 2 is not particularly limited as long as it has thermal conductivity and adhesiveness. For example, in thermosetting resins such as epoxy resins, phenol resins, urea resins, melamine resins, polyester (unsaturated polyester) resins, polyimide resins, silicone resins, polyurethane resins, metal oxides such as alumina, boron nitride, etc. A sheet material made of a material in which a highly thermally conductive filler such as nitride is dispersed can be used.
The configuration of the heat generating device 1 has been described in detail above.

このような発熱デバイス１は、例えば、次のようにして製造することができる。
まず、図２（ａ）に示すように、例えば、アルミニウムで構成された基板３０１を用意する。この基板３０１は、ベース基板２となるものである。 Such a heating device 1 can be manufactured as follows, for example.
First, as shown in FIG. 2A, for example, a substrate 301 made of aluminum is prepared. This substrate 301 becomes the base substrate 2.

次に、図２（ｂ）に示すように、樹脂材料で構成された絶縁性の接着層３０２と銅箔等の金属層３０３を積層してなる金属箔付きフィルム３０４を、基板３０１の上面に接着する。接着層３０２は、絶縁層３となるものであり、金属層３０３は、導体パターン７となるものである。   Next, as shown in FIG. 2 (b), a film 304 with a metal foil formed by laminating an insulating adhesive layer 302 made of a resin material and a metal layer 303 such as a copper foil is formed on the upper surface of the substrate 301. Glue. The adhesive layer 302 becomes the insulating layer 3, and the metal layer 303 becomes the conductor pattern 7.

次に、図２（ｃ）に示すように、金属層３０３をパターニングし、導体パターン７を形成する。パターニングの方法としては、特に限定されず、例えば、金属層３０３上にフォトレジストを塗布し、所定のパターンに露光・現像してマスクを形成し、当該マスクを介して金属層３０３をエッチングする方法が挙げられる。   Next, as shown in FIG. 2C, the metal layer 303 is patterned to form a conductor pattern 7. The patterning method is not particularly limited. For example, a method of applying a photoresist on the metal layer 303, exposing and developing to a predetermined pattern to form a mask, and etching the metal layer 303 through the mask. Is mentioned.

次に、図２（ｄ）に示すように、基板３０１の下面に、接着シート３０５を介してヒートシンク３０６を接着する。接着シート３０５は、樹脂材料中に高熱伝導性フィラーを分散させた材料で構成されたものであり、放熱シート６となるものである。また、ヒートシンク３０６は、例えばアルミニウムで構成されており、ヒートシンク８となるものである。   Next, as shown in FIG. 2D, a heat sink 306 is bonded to the lower surface of the substrate 301 via an adhesive sheet 305. The adhesive sheet 305 is made of a material in which a high thermal conductive filler is dispersed in a resin material, and becomes the heat radiating sheet 6. The heat sink 306 is made of, for example, aluminum and serves as the heat sink 8.

次に、図３（ａ）に示すように、絶縁層３上に発光体４を搭載する。
次に、図３（ｂ）に示すように、発光体４を封止するように、樹脂材料を塗布し、必要に応じてスキージ等を用いて平坦化し、樹脂層３０７を形成する。樹脂層３０７は、第１の放熱体５となるものである。次に、樹脂層３０７を完全硬化させて第１の放熱体５を形成する。これにより、発熱デバイス１が得られる。 Next, as shown in FIG. 3A, the light emitter 4 is mounted on the insulating layer 3.
Next, as shown in FIG. 3B, a resin material is applied so as to seal the light-emitting body 4, and is planarized using a squeegee or the like as necessary to form a resin layer 307. The resin layer 307 becomes the first heat radiator 5. Next, the resin layer 307 is completely cured to form the first radiator 5. Thereby, the heat generating device 1 is obtained.

＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態に係る発熱デバイスの断面図である。 Second Embodiment
FIG. 4 is a cross-sectional view of a heat generating device according to the second embodiment of the present invention.

以下、図４を参照して本発明の発熱デバイスの第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。   Hereinafter, the second embodiment of the heat generating device of the present invention will be described with reference to FIG. 4, but the description will focus on differences from the above-described embodiment, and the description of the same matters will be omitted.

本実施形態は、放熱体の側面に光反射層を備えること以外は、前記第１実施形態と同様である。   The present embodiment is the same as the first embodiment except that a light reflecting layer is provided on the side surface of the radiator.

図４に示す発熱デバイス１Ａでは、放熱体５の側面５２に、光反射膜１０が設けられている。これにより、発光体４から発せられた光Ｌが光出射面５１以外から外部へ出射されるのを防止することができる。すなわち、光出射面５１以外から出射される漏れ光を防止または低減することができ、発熱デバイス１は、光源デバイスとして優れた特性を発揮することができる。   In the heat generating device 1 </ b> A shown in FIG. 4, the light reflecting film 10 is provided on the side surface 52 of the radiator 5. Thereby, it is possible to prevent the light L emitted from the light emitter 4 from being emitted outside from the light emitting surface 51. That is, it is possible to prevent or reduce leakage light emitted from other than the light emitting surface 51, and the heat generating device 1 can exhibit excellent characteristics as a light source device.

なお、光反射膜１０の熱伝導率としては、特に限定されないが、放熱体５の熱伝導率以上であるのが好ましい。これにより、放熱体５の側面５２を光反射膜１０で覆われてしまうことによる放熱性の低下を防止することができる。   The thermal conductivity of the light reflecting film 10 is not particularly limited, but is preferably equal to or higher than the thermal conductivity of the radiator 5. Thereby, the fall of the heat dissipation by covering the side surface 52 of the thermal radiation body 5 with the light reflection film 10 can be prevented.

このような光反射膜１０としては、光反射性を有していれば特に限定されないが、例えば、アルミニウム等の金属材料で構成された金属膜を用いることができる。   The light reflecting film 10 is not particularly limited as long as it has light reflectivity, but for example, a metal film made of a metal material such as aluminum can be used.

以上のような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。   According to the second embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment described above can be exhibited.

＜第３実施形態＞
図５は、本発明の第３実施形態に係る発熱デバイスの断面図である。 <Third Embodiment>
FIG. 5 is a cross-sectional view of a heat generating device according to the third embodiment of the present invention.

以下、図５を参照して本発明の発熱デバイスの第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。   Hereinafter, the third embodiment of the heat generating device of the present invention will be described with reference to FIG. 5, but the description will focus on differences from the above-described embodiment, and the description of the same matters will be omitted.

本実施形態は、放熱体の側面に光吸収層を備えること以外は、前記第１実施形態と同様である。   The present embodiment is the same as the first embodiment except that a light absorption layer is provided on the side surface of the radiator.

図５に示す発熱デバイス１Ｂでは、放熱体５の側面５２に、光Ｌの少なくとも一部を吸収する光吸収膜１１が設けられている。これにより、発光体４から発せられた光Ｌが光出射面５１以外から外部へ出射されるのを防止することができる。すなわち、光出射面５１以外から出射される漏れ光を防止または低減することができ、発熱デバイス１は、光源デバイスとして優れた特性を発揮することができる。   In the heat generating device 1 </ b> B shown in FIG. 5, the light absorbing film 11 that absorbs at least a part of the light L is provided on the side surface 52 of the radiator 5. Thereby, it is possible to prevent the light L emitted from the light emitter 4 from being emitted outside from the light emitting surface 51. That is, it is possible to prevent or reduce leakage light emitted from other than the light emitting surface 51, and the heat generating device 1 can exhibit excellent characteristics as a light source device.

なお、光吸収膜１１の熱伝導率としては、特に限定されないが、放熱体５の熱伝導率以上であるのが好ましい。これにより、放熱体５の側面５２を光吸収膜１１で覆われてしまうことによる放熱性の低下を防止することができる。また、光Ｌを吸収することにより光吸収膜１１に発生する熱を、光吸収膜１１から発熱デバイス１Ｂの外部へ効率的に放出することができる。   The thermal conductivity of the light absorption film 11 is not particularly limited, but is preferably equal to or higher than the thermal conductivity of the radiator 5. Thereby, the fall of the heat dissipation by covering the side surface 52 of the heat radiator 5 with the light absorption film 11 can be prevented. Further, the heat generated in the light absorption film 11 by absorbing the light L can be efficiently released from the light absorption film 11 to the outside of the heat generating device 1B.

このような光吸収膜１１としては、光Ｌを吸収することができれば特に限定されないが、例えば、黒色に着色された樹脂層、具体的には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル（不飽和ポリエステル）樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂中に、黒鉛等の高熱伝導性フィラーを混合した材料で構成された樹脂層を用いることができる。   Such a light absorbing film 11 is not particularly limited as long as it can absorb the light L. For example, a resin layer colored in black, specifically, an epoxy resin, a phenol resin, a urea resin, a melamine resin, A resin layer made of a material obtained by mixing a highly heat-conductive filler such as graphite in a thermosetting resin such as a polyester (unsaturated polyester) resin, a polyimide resin, a silicone resin, or a polyurethane resin can be used.

以上のような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。   According to the third embodiment as described above, the same effects as those of the first embodiment described above can be exhibited.

＜第４実施形態＞
図６は、本発明の第４実施形態に係る発熱デバイスの断面図、図７は、図６に示す発熱デバイスの変形例を示す断面図である。 <Fourth embodiment>
FIG. 6 is a cross-sectional view of a heat generating device according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view showing a modification of the heat generating device shown in FIG.

以下、図６を参照して本発明の発熱デバイスの第４実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。   Hereinafter, the fourth embodiment of the heat generating device of the present invention will be described with reference to FIG. 6, but the description will focus on the differences from the above-described embodiment, and the description of the same matters will be omitted.

本実施形態は、放熱体にレンズ加工が施されている以外は、前記第１実施形態と同様である。   The present embodiment is the same as the first embodiment except that the radiator is subjected to lens processing.

図６に示す発熱デバイス１Ｃでは、放熱体５の光出射面５１にレンズ加工が施されており、レンズ５３が形成されている。レンズ５３は、光Ｌの光路上に設けられており、発光体４から発せられた光Ｌを屈折させて集束させることができる。このようなレンズ５３を有することにより、例えば、光Ｌの指向性を高めることができ、発熱デバイス１Ｃは、光源デバイスとして優れた特性を発揮することができる。この場合、放熱体５を構成する樹脂材料としては、屈折率の高いもの（例えば、屈折率が１．５以上のもの）を好適に用いることができる。   In the heat generating device 1 </ b> C shown in FIG. 6, lens processing is performed on the light emitting surface 51 of the radiator 5, and a lens 53 is formed. The lens 53 is provided on the optical path of the light L, and can refract and focus the light L emitted from the light emitter 4. By having such a lens 53, for example, the directivity of the light L can be increased, and the heat generating device 1C can exhibit excellent characteristics as a light source device. In this case, as the resin material constituting the radiator 5, a material having a high refractive index (for example, a material having a refractive index of 1.5 or more) can be suitably used.

また、レンズ５３を放熱体５と一体的に形成することにより、発熱デバイス１Ｃの構成の簡易化を図ることができる。   In addition, by forming the lens 53 integrally with the heat radiating body 5, the configuration of the heat generating device 1C can be simplified.

なお、本実施形態では、レンズ５３が光出射面５１から窪んで形成されているが、これに限定されず、例えば、図７に示すように、レンズ５３が光出射面５１から突出して形成されていてもよい。   In the present embodiment, the lens 53 is formed so as to be recessed from the light emitting surface 51. However, the present invention is not limited to this. For example, the lens 53 is formed so as to protrude from the light emitting surface 51 as shown in FIG. It may be.

以上のような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。   According to the fourth embodiment as described above, the same effects as those of the first embodiment described above can be exhibited.

＜第５実施形態＞
図８は、本発明の第６実施形態に係る発熱デバイスの断面図である。 <Fifth Embodiment>
FIG. 8 is a cross-sectional view of a heat generating device according to the sixth embodiment of the present invention.

以下、図８を参照して本発明の発熱デバイスの第４実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。   Hereinafter, the fourth embodiment of the heat generating device of the present invention will be described with reference to FIG. 8, but the description will focus on differences from the above-described embodiment, and the description of the same matters will be omitted.

本実施形態は、放熱体にレンズ加工が施されている以外は、前記第１実施形態と同様である。   The present embodiment is the same as the first embodiment except that the radiator is subjected to lens processing.

図８に示す発熱デバイス１Ｄでは、放熱体５の光出射面５１にレンズ加工が施されており、レンズ５３が形成されている。レンズ５３は、光Ｌの光路上に設けられており、発光体４から発せられた光Ｌを屈折させて発散させることができる。このようなレンズ５３を有することにより、例えば、光Ｌの指向性を高めることができ、発熱デバイス１Ｄは、光源デバイスとして優れた特性を発揮することができる。この場合、放熱体５を構成する樹脂材料としては、屈折率の高いもの（例えば、屈折率が１．５以上のもの）を好適に用いることができる。   In the heat generating device 1D shown in FIG. 8, lens processing is performed on the light emitting surface 51 of the heat radiating body 5, and a lens 53 is formed. The lens 53 is provided on the optical path of the light L, and can refract and divide the light L emitted from the light emitter 4. By having such a lens 53, for example, the directivity of the light L can be increased, and the heat generating device 1D can exhibit excellent characteristics as a light source device. In this case, as the resin material constituting the radiator 5, a material having a high refractive index (for example, a material having a refractive index of 1.5 or more) can be suitably used.

また、レンズ５３を放熱体５と一体的に形成することにより、発熱デバイス１Ｄの構成の簡易化を図ることができる。   Further, by forming the lens 53 integrally with the heat radiating body 5, the configuration of the heat generating device 1D can be simplified.

以上のような第５実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。   According to the fifth embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment described above can be exhibited.

＜第６実施形態＞
図９は、本発明の第６実施形態に係る発熱デバイスの断面図である。 <Sixth Embodiment>
FIG. 9 is a cross-sectional view of a heat generating device according to the sixth embodiment of the present invention.

以下、図９を参照して本発明の発熱デバイスの第６実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。   Hereinafter, the sixth embodiment of the heat generating device of the present invention will be described with reference to FIG. 9, but the description will focus on the differences from the above-described embodiment, and the description of the same matters will be omitted.

本実施形態は、ヒートシンクがベース基板と一体的に形成されている以外は、前記第１実施形態と同様である。   This embodiment is the same as the first embodiment except that the heat sink is formed integrally with the base substrate.

図９に示す発熱デバイス１Ｅは、ヒートシンク８Ｅが一体的に形成されたベース基板２Ｅを有している。これにより、発熱デバイス１の構成の簡易化および製造の容易化を図ることができる。   A heat generating device 1E shown in FIG. 9 has a base substrate 2E on which a heat sink 8E is integrally formed. Thereby, simplification of the structure of the heat generating device 1 and facilitation of manufacture can be achieved.

また、例えば、第１実施形態のようなベース基板２とヒートシンク８との間に放熱シート６が介在する構成に比べて、発光体４から発生した熱をより効率的にヒートシンク８Ｅに伝達することができるため、放熱特性をより高めることができる。   Further, for example, the heat generated from the light emitter 4 can be more efficiently transmitted to the heat sink 8E than the configuration in which the heat dissipation sheet 6 is interposed between the base substrate 2 and the heat sink 8 as in the first embodiment. Therefore, the heat dissipation characteristics can be further improved.

このようなベース基板２Ｅは、例えば、アルミニウム等の金属材料で構成されたブロック体を用意し、このブロック体の下面側をエッチング等によりフィンの形状に加工することにより形成することができる。また、アルミニウム等の金属材料で構成された板状の基板を用意し、この基板の下側側をエッチング等によりフィンの形状に加工したのち、個片化（ダイシング）することにより形成することができる。   Such a base substrate 2E can be formed, for example, by preparing a block body made of a metal material such as aluminum and processing the lower surface side of the block body into a fin shape by etching or the like. Alternatively, a plate-like substrate made of a metal material such as aluminum is prepared, and the lower side of the substrate is processed into a fin shape by etching or the like, and then formed into individual pieces (dicing). it can.

以上のような第６実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。   According to the sixth embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment described above can be exhibited.

２．照明器具
次に、本発明の発熱デバイスを組み込んだ照明器具（電球）について簡単に説明する。 2. Lighting fixture Next, a lighting fixture (light bulb) incorporating the heat generating device of the present invention will be briefly described.

図１０に示す照明器具１００は、本体１１０と、口金１２０と、カバー１３０とで構成されている。   A lighting fixture 100 shown in FIG. 10 includes a main body 110, a base 120, and a cover 130.

本体１１０は、筒状のハウジング（筐体）１１１と、ハウジング１１１内に収納された複数の発熱デバイス（本発明の発熱デバイス）１とを備えている。   The main body 110 includes a cylindrical housing (housing) 111 and a plurality of heat generating devices (heat generating devices of the present invention) 1 housed in the housing 111.

ハウジング１１１は、その両端が開口した筒体で構成されている。また、ハウジング１１１は、その中心軸方向の途中の部分にて内径および外径が急峻に変化しており、下側の大径部１１１ａと、上側の小径部１１１ｂとに分けることができる。   The housing 111 is configured by a cylindrical body having both ends opened. Further, the housing 111 has an inner diameter and an outer diameter that change steeply in the middle of the central axis direction, and can be divided into a lower large diameter portion 111a and an upper small diameter portion 111b.

ハウジング１１１は、金属材料で構成され、具体的には、例えば、鉄、ニッケル、ステンレス鋼、銅、真鍮、アルミニウム、チタン、マグネシウム等の各種金属、またはこれらを含む合金を用いることができ、これらの中でも特にアルミニウムが好ましい。アルミニウムは、比較的熱伝導率が高い材料である。アルミニウムでハウジング１１１を構成した場合、当該ハウジング１１１は、放熱性に優れたものとなる。さらに、ハウジング１１１の外側表面にアルマイト処理等の化学的あるいは物理的処理を行うと熱輻射効率が高くなり、放熱性の観点から好ましい。   The housing 111 is made of a metal material. Specifically, for example, various metals such as iron, nickel, stainless steel, copper, brass, aluminum, titanium, and magnesium, or alloys containing them can be used. Among these, aluminum is particularly preferable. Aluminum is a material having a relatively high thermal conductivity. When the housing 111 is made of aluminum, the housing 111 is excellent in heat dissipation. Furthermore, if the outer surface of the housing 111 is subjected to chemical or physical treatment such as alumite treatment, the heat radiation efficiency is increased, which is preferable from the viewpoint of heat dissipation.

このようなハウジング１１１の大径部１１１ａには、複数の発熱デバイス１が収納されており、これら各発熱デバイス１は、カバー１３０側へ光Ｌを発するように固定部１６０を介してハウジング１１１に固定されている。発熱デバイス１の固定部１６０への固定方法は、特に限定されず、例えば、接着剤を用いてもよいし、ねじ止めであってもよい。なお、図示の構成では、発熱デバイス１のベース基板２と固定部１６０とが別体として形成されているが、ベース基板２と固定部１６０とを一体的に形成してもよい。   A plurality of heat generating devices 1 are housed in the large-diameter portion 111a of the housing 111, and each of the heat generating devices 1 is attached to the housing 111 via the fixing portion 160 so as to emit light L toward the cover 130 side. It is fixed. The method for fixing the heat generating device 1 to the fixing portion 160 is not particularly limited, and for example, an adhesive may be used or screwing may be used. In the illustrated configuration, the base substrate 2 and the fixing portion 160 of the heat generating device 1 are formed as separate bodies, but the base substrate 2 and the fixing portion 160 may be integrally formed.

また、ハウジング１１１には、発熱デバイス１のヒートシンク８が位置している空間に連通する開口１１２が形成されている。これにより、ヒートシンク８の放熱作用を高めることができる。   The housing 111 is formed with an opening 112 that communicates with a space in which the heat sink 8 of the heat generating device 1 is located. Thereby, the heat dissipation effect of the heat sink 8 can be enhanced.

また、ハウジング１１１の小径部１１１ｂには、制御手段１５０が収納されている。制御手段１５０は、照明器具１００の駆動を制御する手段である。このような制御手段１５０は、照明器具１００のＯＮ／ＯＦＦや明るさを制御することができる。   A control means 150 is housed in the small diameter portion 111 b of the housing 111. The control unit 150 is a unit that controls driving of the lighting apparatus 100. Such a control means 150 can control ON / OFF and the brightness of the lighting fixture 100.

口金１２０は、ハウジング１１１の上端部に設置されている。この口金１２０は、ＪＩＳ規格等で規定され、図示しない電球ソケットに装着されるものである。   The base 120 is installed at the upper end of the housing 111. The base 120 is defined by the JIS standard or the like and is attached to a light bulb socket (not shown).

カバー１３０は、ハウジング１１１の下端部を覆うように設置されている。また、カバー１３０は、例えば嵌合によりハウジング１１１に対し固定されている。このようなカバー１３０は、透明の樹脂材料またはガラス材料等で構成されている。なお、カバー１３０には、発熱デバイス１からの光Ｌを拡散するために、凹凸が形成されていてもよい。また、カバー１３０には、発熱デバイス１からの光Ｌにより励起されて発光する蛍光体が設けられていてもよい。   The cover 130 is installed so as to cover the lower end portion of the housing 111. The cover 130 is fixed to the housing 111 by fitting, for example. Such a cover 130 is made of a transparent resin material or glass material. The cover 130 may be provided with irregularities in order to diffuse the light L from the heat generating device 1. The cover 130 may be provided with a phosphor that emits light when excited by the light L from the heat generating device 1.

以上、本発明の発熱デバイスを図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の発熱デバイスを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。また、本発明の発熱デバイスは、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成を組み合わせたものであってもよい。   As mentioned above, although the heat generating device of this invention was demonstrated about embodiment of illustration, this invention is not limited to this, Each part which comprises the heat generating device of this invention is arbitrary which can exhibit the same function. It can be replaced with that of the configuration. Moreover, arbitrary components may be added. Moreover, the heat generating device of the present invention may be a combination of any two or more configurations of the above embodiments.

また、前述した実施形態では、発熱体として、発光体を用いた構成について説明したが、発熱体としては、これに限定されず、例えば、パワー素子等であってもよい。なお、発熱体が発光体でない場合には、放熱体は、光透過性を有していなくてもよい。   In the above-described embodiment, the configuration using the light emitter as the heat generator has been described. However, the heat generator is not limited thereto, and may be a power element, for example. In addition, when the heat generating body is not a light emitting body, the heat radiating body does not have to be light transmissive.

また、前述した実施形態では、ベース基板に１つの発熱体が設けられた構成について説明したが、発熱体の数としては、これに限定されず、ベース基板に２つ以上の発熱体が設けられていてもよい。   In the embodiment described above, the configuration in which one heating element is provided on the base substrate has been described. However, the number of heating elements is not limited to this, and two or more heating elements are provided on the base substrate. It may be.

また、前述した実施形態では、ヒートシンクを有する構成について説明したが、これに限定されず、ヒートシンクを省略してもよい。   In the above-described embodiment, the configuration having the heat sink has been described. However, the configuration is not limited thereto, and the heat sink may be omitted.

１．発熱デバイスの製造
（実施例１）
まず、アルミニウムで構成された略正方形のベース基板を用意した。このベース基板のサイズは、縦×横×厚さが２ｃｍ×２ｃｍ×１ｍｍであった。 1. Production of exothermic device (Example 1)
First, a substantially square base substrate made of aluminum was prepared. The size of the base substrate was 2 cm × 2 cm × 1 mm in length × width × thickness.

次に、ポリイミド樹脂で構成された絶縁層上に銅箔を積層してなる銅箔付き樹脂フィルムをベース基板の一方の面に貼り付け、その後、銅箔を所定のパターン形状にパターニングした。   Next, a resin film with a copper foil formed by laminating a copper foil on an insulating layer made of polyimide resin was attached to one surface of the base substrate, and then the copper foil was patterned into a predetermined pattern shape.

次に、絶縁層上に発熱体（発光体：星和電機製チップＬＥＤ５４５０）を搭載した。次に、ポリイミド樹脂５５質量％と窒化ホウ素４５質量％を混合してなる樹脂材料Ａを用いて発熱体を封止し、第１の放熱体を形成した。なお、第１の放熱体のサイズは、縦×横×厚さが２ｃｍ×２ｃｍ×１ｃｍであった。また、樹脂材料Ａの熱伝導率は、３．７Ｗ／ｍ・ｋであった。
以上のようにして、実施例１の発熱デバイスを得た。 Next, a heating element (light emitter: chip LED 5450 manufactured by Seiwa Electric Co., Ltd.) was mounted on the insulating layer. Next, the heating element was sealed using a resin material A obtained by mixing 55% by mass of polyimide resin and 45% by mass of boron nitride, thereby forming a first radiator. In addition, the size of the 1st heat radiator was 2 cm x 2 cm x 1 cm in length x width x thickness. Further, the thermal conductivity of the resin material A was 3.7 W / m · k.
As described above, the heat generating device of Example 1 was obtained.

（実施例２）
ポリイミド樹脂６０質量％とアルミナ４０質量％を混合してなる樹脂材料Ｂを用いて発熱体を封止し、放熱体を形成した以外は、実施例１と同様にして実施例２の発熱デバイスを得た。なお、樹脂材料Ｂの熱伝導率は、１．８Ｗ／ｍ・ｋであった。 (Example 2)
The heating device of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the heating element was sealed by using resin material B obtained by mixing 60% by mass of polyimide resin and 40% by mass of alumina, and the radiator was formed. Obtained. The thermal conductivity of the resin material B was 1.8 W / m · k.

（実施例３）
ポリイミド樹脂からなる樹脂材料Ｃを用いて発熱体を封止し、放熱体を形成した以外は、実施例１と同様にして実施例２の発熱デバイスを得た。なお、樹脂材料Ｃの熱伝導率は、０．３Ｗ／ｍ・ｋであった。 (Example 3)
A heating device of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the heating element was sealed using a resin material C made of polyimide resin, and a radiator was formed. The thermal conductivity of the resin material C was 0.3 W / m · k.

（実施例４）
ポリスチレン樹脂からなる樹脂材料Ｄを用いて発熱体を封止し、放熱体を形成した以外は、実施例１と同様にして実施例４の発熱デバイスを得た。なお、樹脂材料Ｄの熱伝導率は、０．１Ｗ／ｍ・ｋであった。 Example 4
A heating device of Example 4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the heating element was sealed using a resin material D made of polystyrene resin, and a radiator was formed. The thermal conductivity of the resin material D was 0.1 W / m · k.

（比較例１）
放熱体を形成しない以外は、実施例１と同様にして比較例１の発熱デバイスを得た。 (Comparative Example 1)
A heating device of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that no heat radiator was formed.

２．測定
各実施例１〜３および比較例１について、それぞれ、発熱体の駆動を介してから２００秒後、４００秒後、６００秒後の発熱体の温度を測定した。また、当該測定は、熱伝導率の低いポリウレタン樹脂で構成された収納体（内側のサイズが５ｃｍ（縦）×５ｃｍ（横）×５ｃｍ（厚さ））内に発熱デバイスを気密的に収納した第２の状態と、前記収納体に収納しない第１の状態とについて行った。その結果を下記の表１に示す。 2. Measurement For each of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, the temperature of the heating element was measured after 200 seconds, 400 seconds, and 600 seconds after driving the heating element. Moreover, the said measurement measured the heat-generating device airtightly in the storage body (inside size 5cm (length) * 5cm (width) * 5cm (thickness)) comprised with the polyurethane resin with low heat conductivity. It performed about the 2nd state and the 1st state which is not accommodated in the said storage body. The results are shown in Table 1 below.

Figure 2013030598
Figure 2013030598

表１から明らかなように、第１の状態、第２の状態ともに、実施例１〜３の方が比較例１よりも優れた放熱性を発揮している。また、第１の状態と第２の状態の差は、実施例１〜３の方が、比較例１よりも小さい。したがって、実施例１〜３は、特に、空気の対流等が起きにくい気密空間内での放熱性に優れていると言える。   As is clear from Table 1, in both the first state and the second state, Examples 1 to 3 exhibit better heat dissipation than Comparative Example 1. Further, the difference between the first state and the second state is smaller in Examples 1 to 3 than in Comparative Example 1. Therefore, it can be said that Examples 1-3 are excellent in the heat dissipation in the airtight space where air convection or the like hardly occurs.

１ 発熱デバイス
１Ａ 発熱デバイス
１Ｂ 発熱デバイス
１Ｃ 発熱デバイス
１Ｄ 発熱デバイス
１Ｅ 発熱デバイス
１０ 光反射膜
１１ 光吸収膜
２ ベース基板
２Ｅ ベース基板
３ 絶縁層
４ 発光体（発熱体）
４１ 基板
４２ 発光ダイオード素子
４３ 外部端子
５ 放熱体
５１ 光出射面（上面）
５２ 側面
５３ レンズ
６ 放熱シート
７ 導体パターン
８ ヒートシンク
８Ｅ ヒートシンク
８１ 基部
８２ フィン
１００ 照明器具
１１０ 本体
１１１ ハウジング
１１１ａ 大径部
１１１ｂ 小径部
１１２ 開口
１２０ 口金
１３０ カバー
１５０ 制御手段
１６０ 固定部
３０１ 基板
３０２ 接着層
３０３ 金属層
３０４ 金属箔付きフィルム
３０５ 接着シート
３０６ ヒートシンク
３０７ 樹脂層
Ｌ 光
Ｌ’ 光軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat generating device 1A Heat generating device 1B Heat generating device 1C Heat generating device 1D Heat generating device 1E Heat generating device 10 Light reflection film 11 Light absorption film 2 Base substrate 2E Base substrate 3 Insulating layer 4 Light emitting body (heating element)
41 Substrate 42 Light-Emitting Diode Element 43 External Terminal 5 Heat Dissipator 51 Light Output Surface (Upper Surface)
52 side surface 53 lens 6 heat radiation sheet 7 conductive pattern 8 heat sink 8E heat sink 81 base 82 fin 100 lighting fixture 110 main body 111 housing 111a large diameter portion 111b small diameter portion 112 opening 120 base 130 cover 150 control means 160 fixing portion 301 substrate 302 adhesive layer 303 Metal layer 304 Film with metal foil 305 Adhesive sheet 306 Heat sink 307 Resin layer L Light L 'Optical axis

Claims (12)

ベース基板と、
前記ベース基板の一方の面側に設けられ、通電により発熱する発熱体と、
前記ベース基板の前記一方の面側に前記発熱体を封止するように設けられ、前記発熱体から発生する熱を放熱する第１の放熱体と、を有することを特徴とする発熱デバイス。 A base substrate;
A heating element that is provided on one side of the base substrate and generates heat when energized;
A heat-generating device, comprising: a first heat-dissipating member that is provided on the one surface side of the base substrate so as to seal the heat-generating member and dissipates heat generated from the heat-generating member. 前記第１の放熱体は、樹脂材料を主材料として構成されている請求項１に記載の発熱デバイス。   The heat generating device according to claim 1, wherein the first heat radiator is configured with a resin material as a main material. 前記第１の放熱体は、前記樹脂材料に熱伝導性を有するフィラーを分散させた材料で構成されている請求項２に記載の発熱デバイス。   The heat generating device according to claim 2, wherein the first heat radiator is made of a material in which a filler having thermal conductivity is dispersed in the resin material. 前記第１の放熱体の構成材料の熱伝導率は、空気の熱伝導率よりも高い請求項１ないし３のいずれかに記載の発熱デバイス。   The heat generating device according to any one of claims 1 to 3, wherein a thermal conductivity of a constituent material of the first radiator is higher than a thermal conductivity of air. 前記発熱体は、光を発する発光体である請求項１ないし４のいずれかに記載の発熱デバイス。   The heating device according to claim 1, wherein the heating element is a light emitting body that emits light. 前記第１の放熱体は、光透過性を有している請求項５に記載の発熱デバイス。   The heat generating device according to claim 5, wherein the first heat radiating body has optical transparency. 前記第１の放熱体は、前記発光体から発せられた光が出射する光出射面を有し、
前記光出射面は、前記発光体から発せられた光の軸に対して直交している請求項５または６に記載の発熱デバイス。 The first heat radiator has a light emitting surface from which light emitted from the light emitter is emitted,
The heat generating device according to claim 5 or 6, wherein the light emitting surface is orthogonal to an axis of light emitted from the light emitter. 前記光出射面には、レンズ加工が施されている請求項５ないし６のいずれかに記載の発熱デバイス。   The heat generating device according to any one of claims 5 to 6, wherein the light emitting surface is subjected to lens processing. 前記第１の放熱体の前記光出射面を除く表面には、前記発光体から発せられた光を吸収する光吸収膜または前記発光体から発せられた光を反射する光反射膜が設けられている請求項５ないし８のいずれかに記載の発熱デバイス。   A light absorption film that absorbs light emitted from the light emitter or a light reflection film that reflects light emitted from the light emitter is provided on a surface of the first heat radiator excluding the light emitting surface. The heat generating device according to any one of claims 5 to 8. 前記ベース基板の他方の面側に設けられ、前記発熱体から発生する熱を放熱する第２の放熱体を有する請求項１ないし９のいずれかに記載の発熱デバイス。   The heat generating device according to any one of claims 1 to 9, further comprising a second heat dissipating member that is provided on the other surface side of the base substrate and dissipates heat generated from the heat generating member. 前記第２の放熱体は、金属材料で構成され、複数のフィンを有するヒートシンクである請求項１０に記載の発熱デバイス。   The heat generating device according to claim 10, wherein the second heat radiating body is a heat sink made of a metal material and having a plurality of fins. 前記第２の放熱体は、前記ベース基板と一体的に形成されている請求項１０または１１に記載の発熱デバイス。   The heating device according to claim 10 or 11, wherein the second heat radiator is formed integrally with the base substrate.
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