JP2015103786A - Luminous body and lighting device - Google Patents

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健一 浅見
Kenichi Asami
健一 浅見
松永　啓之
Hiroyuki Matsunaga
啓之 松永
貴耶 蒲倉
Takaya Kamakura
貴耶 蒲倉
英明 下條
Hideaki Shimojo
英明 下條
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a COB type luminous body capable of terminating operation at the end stage of the life of an LED without using a protection element, and to provide a lighting device including the luminous body.SOLUTION: A luminous body 1 includes: a substrate 2; a conductor 3 provided at the one surface 2a side of the substrate 2; a flip-chip type first LED group 5 which is mounted on the one surface 2a side of the substrate 2 so as to be electrically connected with the conductor 3; a wire 7 which is electrically connected with the conductor 3 so as to energize the first LED group 5; and a translucent resin 8 which is provided so as to integrally seal the first LED group 5 and the wire 7.

Description

本発明の実施形態は、ＬＥＤを用いた発光体およびこの発光体を配設している照明装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a light emitter using an LED and a lighting device provided with the light emitter.

照明装置には、基板の一面側にＬＥＤベアチップを複数個並設するとともにＬＥＤベアチップを包囲する枠部を設けて、この枠部内に蛍光体が混じられた透光性樹脂を充填し、この透光性樹脂で各ＬＥＤベアチップを埋設したＣＯＢ（chip on board）型の発光体が用いられている（例えば特許文献１参照。）。このＣＯＢ型の発光体は、ＬＥＤ電球（電球形ＬＥＤランプ）にも用いられている。ＬＥＤ電球は、筐体の一端側に口金を取り付け、筐体の他端側に発光体およびこの発光体を覆う透光性の包囲体を設けているとともに、筐体内にＣＯＢを構成するＬＥＤベアチップを点灯する点灯装置を有して形成されている。   In the lighting device, a plurality of LED bare chips are arranged side by side on one side of the substrate and a frame portion surrounding the LED bare chips is provided, and a transparent resin mixed with a phosphor is filled in the frame portion. A COB (chip on board) type light emitter in which each LED bare chip is embedded with a light-sensitive resin is used (see, for example, Patent Document 1). This COB type light emitter is also used in LED bulbs (bulb-shaped LED lamps). The LED light bulb has a base attached to one end of the housing, a light emitting body and a translucent enclosure that covers the light emitting body provided on the other end of the housing, and an LED bare chip that constitutes a COB in the housing Is formed with a lighting device that lights up.

ＬＥＤ電球は、ＣＯＢを構成するＬＥＤベアチップが寿命末期になると、発光体や点灯装置が温度上昇し、消費電力が増加してさらに発熱することが知られている。そして、発光体や点灯装置が過度に発熱すると、筐体全体が過度に熱せられ、ＬＥＤベアチップの配光を制御する樹脂製のレンズや包囲体などが溶融して、最悪の場合、筐体から脱落や落下する場合がある。このため、ＬＥＤ電球は、点灯装置に電流ヒューズを接続し（例えば特許文献２参照。）、あるいは、筐体内に温度ヒューズなどの感温素子を設けている（例えば特許文献３参照。）。
電流ヒューズは、消費電力の増加に伴って電流が許容値を超えて流れると、溶断して電路を遮断する。また、感温素子は、例えば点灯装置や筐体内の温度が所定値を超えると、ＬＥＤへの電力供給を遮断させるように機能するものである。 It is known that when an LED bare chip that constitutes a COB reaches the end of its life, an LED light bulb and a lighting device rise in temperature, power consumption increases, and heat is further generated. When the light emitter or lighting device generates excessive heat, the entire housing is excessively heated, and the resin lens or enclosure that controls the light distribution of the LED bare chip melts. It may fall off or fall. For this reason, the LED bulb has a current fuse connected to the lighting device (see, for example, Patent Document 2), or a temperature-sensitive element such as a temperature fuse in the housing (for example, see Patent Document 3).
The current fuse blows and cuts off the electric circuit when the current flows exceeding the allowable value as the power consumption increases. The temperature sensing element functions to cut off the power supply to the LED when the temperature in the lighting device or the case exceeds a predetermined value, for example.

特開２０１1−６０９６１号公報（第６頁、第３図）JP 2011-60961 A (Page 6, FIG. 3) 特開２０１２−２３０５１号公報（段落番号００３８，０００６、第３図）Japanese Patent Laying-Open No. 2012-23051 (paragraph numbers 0038 and 0006, FIG. 3) 特開２０１１−３３1１号公報（段落番号００１９，００３０、第２図）Japanese Patent Laying-Open No. 2011-3311 (paragraph numbers 0019 and 0030, FIG. 2)

電流ヒューズや感温素子は、筐体内において、それぞれ相応の配設スペースを要するので、筐体における設計裕度が減少するとともに、ＬＥＤ電球の小型化が図れにくいという欠点を有する。また、ＬＥＤ電球は、電流ヒューズや感温素子を具備することにより、コスト低減が図れにくくなるという欠点を有する。これらは、ＣＯＢ型の発光体を有する一般の照明装置においても同様である。   Since current fuses and temperature sensitive elements each require a corresponding arrangement space in the housing, the design margin in the housing is reduced and the LED bulb is difficult to miniaturize. Further, the LED bulb has a drawback that it is difficult to reduce the cost by including a current fuse and a temperature sensitive element. The same applies to a general lighting device having a COB type light emitter.

本発明は、保護素子を使用することなく、ＬＥＤの寿命末期時に動作を停止可能なＣＯＢ型の発光体およびこの発光体を具備する照明装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a COB type illuminant capable of stopping the operation at the end of the life of an LED without using a protective element, and an illumination device including the illuminant.

本実施形態の発光体は、基板、導電体、第１のＬＥＤ群、ワイヤおよび透光性樹脂を有して形成される。導電体は、基板の一面側に設けられる。第１のＬＥＤ群は、フリップチップ型のＬＥＤであり、導電体に電気的に接続されるように基板の一面側に実装される。   The light emitter of the present embodiment is formed by including a substrate, a conductor, a first LED group, a wire, and a translucent resin. The conductor is provided on one surface side of the substrate. The first LED group is a flip-chip type LED, and is mounted on one surface side of the substrate so as to be electrically connected to the conductor.

ワイヤは、第１のＬＥＤ群に通電可能に導電体に電気的に接続される。透光性樹脂は、第１のＬＥＤ群およびワイヤを一体に封止するように設けられる。   The wire is electrically connected to the conductor so that the first LED group can be energized. The translucent resin is provided so as to integrally seal the first LED group and the wire.

本実施形態の発光体によれば、発光体の第１のＬＥＤ群が寿命末期となって異常に発熱することにより、透光性樹脂に亀裂が発生し、この亀裂が次第に拡大していくことによって、ワイヤが断線して第１のＬＥＤ群への通電を停止することが期待できる。   According to the light emitter of the present embodiment, when the first LED group of the light emitter is abnormally heated at the end of its life, a crack occurs in the translucent resin, and this crack gradually expands. Thus, it can be expected that the wire is disconnected and the energization to the first LED group is stopped.

本発明の第１の実施形態を示す発光体の透光性樹脂を透視した概略上面図である。It is the schematic top view which saw through the translucent resin of the light-emitting body which shows the 1st Embodiment of this invention. 同じく、図１のＡ−Ａ矢視方向の概略断面図である。Similarly, it is a schematic sectional drawing of the AA arrow direction of FIG. 同じく、図２のＢ部分の概略断面図である。Similarly, it is a schematic sectional drawing of the B section of FIG. 本発明の第２の実施形態を示す発光体の透光性樹脂を透視した概略上面図である。It is the schematic top view which saw through the translucent resin of the light-emitting body which shows the 2nd Embodiment of this invention. 同じく、図４のＣ−Ｃ矢視方向の概略断面図である。Similarly, it is a schematic sectional drawing of the CC arrow direction of FIG. 同じく、他の発光体の透光性樹脂を透視した概略上面図である。Similarly, it is the schematic top view which saw through the translucent resin of another light-emitting body. 本発明の第３の実施形態を示す照明装置の一部切り欠き概略側面図である。It is a partial notch schematic side view of the illuminating device which shows the 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a first embodiment of the present invention will be described.

本実施形態の発光体１は、ＬＥＤ電球などの照明装置に光源として用いられるものであり、発光モジュールやＬＥＤモジュールとも称されており、図１ないし図３に示すように構成される。図１において、発光体１は、基板２、導電体３、複数個の第１のＬＥＤ４からなる第１のＬＥＤ群５、第２のＬＥＤ６に電気的に接続するワイヤ７および透光性樹脂８を有して形成されている。   The light emitter 1 of the present embodiment is used as a light source in an illumination device such as an LED bulb, and is also referred to as a light emitting module or an LED module, and is configured as shown in FIGS. In FIG. 1, the light emitter 1 includes a substrate 2, a conductor 3, a first LED group 5 including a plurality of first LEDs 4, a wire 7 electrically connected to the second LED 6, and a translucent resin 8. It is formed.

基板２は、本実施形態では、略正方形に形成された厚さ１．０ｍｍのアルミニウム（Ａｌ）板からなり、図２に示すように、その一面２ａに例えば厚さ８０μｍの絶縁層９が形成されている。絶縁層９は、例えばエポキシ材および無機フィラー材からなり、高熱伝導性を有している。そして、絶縁層９の表面に、導電体３が設けられている。すなわち、導電体３は、絶縁層９を介して基板２の一面２ａ側に設けられている。導電体３は、一対の配線パターン１０，１０および接続パターン１１からなっている。接続パターン１１は、一対の配線パターン１０，１０間に第１のＬＥＤ４および第２のＬＥＤ６を直列接続するものである。一対の配線パターン１０，１０および接続パターン１１は、それぞれ例えば厚さ１０μｍの金属層、例えば銅（Ｃｕ）、この銅（Ｃｕ）の表面にニッケル（Ｎｉ）メッキされ、さらに銀（Ａｇ）メッキされた導電材料からなっている。 In the present embodiment, the substrate 2 is made of an aluminum (Al) plate having a thickness of 1.0 mm formed in a substantially square shape. As shown in FIG. 2, an insulating layer 9 having a thickness of 80 μm, for example, is formed on one surface 2a. Has been. The insulating layer 9 is made of, for example, an epoxy material and an inorganic filler material, and has high thermal conductivity. The conductor 3 is provided on the surface of the insulating layer 9. That is, the conductor 3 is provided on the one surface 2 a side of the substrate 2 with the insulating layer 9 interposed therebetween. The conductor 3 includes a pair of wiring patterns 10 and 10 and a connection pattern 11. The connection pattern 11 connects the first LED 4 and the second LED 6 in series between a pair of wiring patterns 10 and 10. Each of the pair of wiring patterns 10 and 10 and the connection pattern 11 is, for example, a metal layer having a thickness of 10 μm, for example, copper (Cu), nickel (Ni) plating on the surface of the copper (Cu), and further silver (Ag) plating. Made of conductive material.

図１に示すように、本実施形態では、一対の配線パターン１０，１０間に４個の第１のＬＥＤ４（第１のＬＥＤ群５）と１個の第２のＬＥＤ６とが直列接続されている。そして、第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ６の直列体は、一対の配線パターン１０，１０間に各直列体が等間隔となるように複数列、本実施形態では５列に設けられている。そして、第２のＬＥＤ６は、各列において、直列接続された第１のＬＥＤ群５の中間において第１のＬＥＤ群５に直列的に接続されている。 As shown in FIG. 1, in this embodiment, four first LEDs 4 (first LED group 5) and one second LED 6 are connected in series between a pair of wiring patterns 10 and 10. Yes. And the serial body of the 1st LED group 5 and the 2nd LED 6 is provided in multiple rows so that each serial body may become equal intervals between a pair of wiring patterns 10 and 10, and it is provided in 5 rows in this embodiment. Yes. The second LED 6 is connected in series to the first LED group 5 in the middle of the first LED group 5 connected in series in each row.

第１のＬＥＤ４は、図３に示すように、フリップチップ型のＬＥＤであり、そのバンプ４ａ，４ｂがそれぞれ導電体３の接続パターン１１，１１に、例えば不図示の導電性接着剤により電気的に接続されている。第１のＬＥＤ４は、バンプ４ａ，４ｂが通電されると、直方体に形成されたサファイア１２の下面１２ｂ側に形成された発光層１３から青色光を放射する。発光層１３は、紫外光から青色光の領域の光を放射する発光材料例えばＩｎＧａＮを有して形成されている。このように、複数個のフリップチップ型の第１のＬＥＤ４からなる第１のＬＥＤ群５は、導電体３の接続パターン１１に電気的に接続されるように基板２の一面２ａ側に実装されているとともに、導電体３の一対の配線パター１０，１０間に５列に設けられている。 As shown in FIG. 3, the first LED 4 is a flip-chip type LED, and the bumps 4a and 4b thereof are electrically connected to the connection patterns 11 and 11 of the conductor 3, for example, by a conductive adhesive (not shown). It is connected to the. When the bumps 4a and 4b are energized, the first LED 4 emits blue light from the light emitting layer 13 formed on the lower surface 12b side of the sapphire 12 formed in a rectangular parallelepiped. The light emitting layer 13 has a light emitting material that emits light in the ultraviolet to blue light region, for example, InGaN. As described above, the first LED group 5 including the plurality of flip-chip type first LEDs 4 is mounted on the one surface 2 a side of the substrate 2 so as to be electrically connected to the connection pattern 11 of the conductor 3. In addition, the conductor 3 is provided in five rows between the pair of wiring patterns 10, 10.

また、第２のＬＥＤ６は、直方体に形成されたサファイア１４の上面１４ａ側に発光層１５が形成され、この発光層１５の上面１５ａ側に電極６ａ，６ｂが設けられている。サファイア１４は、基板２の一面２ａに形成された絶縁層９の表面に不図示の透明シリコーンにより接着されている。発光層１５は、例えば、紫外光から青色光の領域の光を放射する発光材料例えばＩｎＧａＮを有して形成され、通電により青色光を放射する。 In the second LED 6, a light emitting layer 15 is formed on the upper surface 14 a side of the sapphire 14 formed in a rectangular parallelepiped, and electrodes 6 a and 6 b are provided on the upper surface 15 a side of the light emitting layer 15. The sapphire 14 is bonded to the surface of the insulating layer 9 formed on the one surface 2a of the substrate 2 with transparent silicone (not shown). The light emitting layer 15 is formed, for example, with a light emitting material that emits light in the ultraviolet to blue light region, for example, InGaN, and emits blue light when energized.

第２のＬＥＤ６の電極６ａ，６ｂは、隣かつ列状の導電体３の接続パターン１１，１１にそれぞれワイヤボンディングされている。すなわち、電極６ａ，６ｂは、ワイヤとしてのボンディングワイヤ７，７により、接続パターン１１，１１に電気的に接続されている。第２のＬＥＤ６は、その電極６ａ，６ｂに電気的に接続されるボンディングワイヤ７，７により、接続パターン１１，１１を介して第１のＬＥＤ群５に通電可能に接続されている。そして、ボンディングワイヤ７，７は、第１のＬＥＤ群５よりも基板２の一面２ａ側から遠ざかるように設けられている。ボンディングワイヤ７，７は、例えば線径５０μｍ以下、本実施形態では３０μｍの金（Ａｕ）からなっている。 The electrodes 6a and 6b of the second LED 6 are wire-bonded to the connection patterns 11 and 11 of the adjacent conductors 3 in a row. That is, the electrodes 6a and 6b are electrically connected to the connection patterns 11 and 11 by bonding wires 7 and 7 as wires. The second LED 6 is connected to the first LED group 5 through the connection patterns 11 and 11 through the bonding wires 7 and 7 that are electrically connected to the electrodes 6a and 6b. And the bonding wires 7 and 7 are provided so that it may move away from the 1st surface 2a side of the board | substrate 2 rather than the 1st LED group 5. FIG. The bonding wires 7 are made of, for example, gold (Au) having a wire diameter of 50 μm or less, and in this embodiment, 30 μm.

そして、第１のＬＥＤ群５、第２のＬＥＤ６およびボンディングワイヤ７，７は、透光性樹脂８により封止されている。透光性樹脂８は、図２に示すように、絶縁層９上に設けられた枠部１７内に充填されている。透光性樹脂８は、第１のＬＥＤ群５、第２のＬＥＤ６およびボンディングワイヤ７，７を一体に封止するように設けられている。枠部１７は、例えばシリコーン樹脂からなり、所定の幅および高さを有し、図１に示すように、基板２の一面２ａ側において、第１のＬＥＤ群５、第２のＬＥＤ６および導電体３を囲むように上面視略四角形に形成されている。透光性樹脂８の表面８ａは、図２に示すように、平坦状となっている。そして、透光性樹脂８は、絶縁層９から枠部１７の頂部１７ａまで充填されている。 The first LED group 5, the second LED 6, and the bonding wires 7 and 7 are sealed with a translucent resin 8. As shown in FIG. 2, the translucent resin 8 is filled in a frame portion 17 provided on the insulating layer 9. The translucent resin 8 is provided so as to integrally seal the first LED group 5, the second LED 6, and the bonding wires 7 and 7. The frame portion 17 is made of, for example, a silicone resin and has a predetermined width and height. As shown in FIG. 1, the first LED group 5, the second LED 6, and the conductor on the one surface 2 a side of the substrate 2. 3 is formed in a substantially square shape when viewed from above. The surface 8a of the translucent resin 8 has a flat shape as shown in FIG. The translucent resin 8 is filled from the insulating layer 9 to the top portion 17 a of the frame portion 17.

そして、透光性樹脂８は、蛍光体としてのＹＡＧ蛍光体１８を所定の濃度で含有している。ＹＡＧ蛍光体１８は、第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ６から放射された青色光が入射されると、その青色光を黄色光に波長変換する。すなわち、ＹＡＧ蛍光体１８は、第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ６の放射光の一部を波長変換する。この波長変換された黄色光と、第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ６から放射された青色光とが混合（混色）して透光性樹脂８の表面８ａから外方に出射されることにより、発光体１から白色光が放射しているように見える。すなわち、透光性樹脂８の表面８ａは、発光体１の発光面となっている。 The translucent resin 8 contains a YAG phosphor 18 as a phosphor at a predetermined concentration. When the blue light emitted from the first LED group 5 and the second LED 6 is incident, the YAG phosphor 18 converts the wavelength of the blue light into yellow light. That is, the YAG phosphor 18 converts the wavelength of part of the emitted light from the first LED group 5 and the second LED 6. The wavelength-converted yellow light and the blue light emitted from the first LED group 5 and the second LED 6 are mixed (colored) and emitted outward from the surface 8a of the translucent resin 8. Thus, white light appears to be emitted from the light emitter 1. That is, the surface 8 a of the translucent resin 8 is a light emitting surface of the light emitter 1.

図３において、ボンディングワイヤ７，７は、本実施形態においては、基板２からの最遠部７ａ，７ａが接続パターン１１および透光性樹脂８の表面８ａ間において第１のＬＥＤ群５よりも透光性樹脂８の表面８ａ側に位置するように設けられている。すなわち、ボンディングワイヤ７，７は、その最遠部７ａ，７ａが接続パターン１１および透光性樹脂８の表面８ａ間の間隔Ｌの１／２（５０％）以上基板２の一面２ａ側から遠ざかるように設けられている。 In FIG. 3, in the present embodiment, the bonding wires 7 and 7 are located farthest from the substrate 2 between the connection pattern 11 and the surface 8 a of the translucent resin 8 than the first LED group 5. It is provided so as to be located on the surface 8 a side of the translucent resin 8. That is, the farthest portions 7a and 7a of the bonding wires 7 and 7 are moved away from the surface 2a side of the substrate 2 by 1/2 (50%) or more of the distance L between the connection pattern 11 and the surface 8a of the translucent resin 8. It is provided as follows.

なお、第２のＬＥＤ６は、少なくとも上面１５ａに１個の電極例えば電極６ａを有するものであればよく、上面１５ａに電極６ａおよびサファイア１４の下面に電極６ｂを有するものであってもよい。後者の場合、電極６ｂは、接続パターン１１に電気的に接続される。すなわち、第２のＬＥＤ６は、ボンディングワイヤ７により、第１のＬＥＤ群５に電気的に接続されるものであればよい。 The second LED 6 only needs to have at least one electrode such as the electrode 6a on the upper surface 15a, and may have the electrode 6a on the upper surface 15a and the electrode 6b on the lower surface of the sapphire 14. In the latter case, the electrode 6 b is electrically connected to the connection pattern 11. That is, the second LED 6 only needs to be electrically connected to the first LED group 5 by the bonding wire 7.

そして、図１に示すように、枠部１７の外側の絶縁層９上には、コネクタ１９が設けられている。このコネクタ１９は、導電体３の一対の配線バターン１０，１０に電気接続されている。また、枠部１７の外側の絶縁層９上には、白色レジスト２０が塗布されている。そして、コネクタ１９には、不図示の点灯装置の出力線２１に接続されたコネクタ２２が装着されている。 As shown in FIG. 1, a connector 19 is provided on the insulating layer 9 outside the frame portion 17. The connector 19 is electrically connected to the pair of wiring patterns 10 and 10 of the conductor 3. A white resist 20 is applied on the insulating layer 9 outside the frame portion 17. A connector 22 connected to an output line 21 of a lighting device (not shown) is attached to the connector 19.

次に、本発明の第１の実施形態の作用について述べる。 Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described.

発光体１は、そのコネクタ１９に点灯装置から電力が供給されると、導電体３の一対の配線パターン１０，１０に接続された各列の第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ６にそれぞれ所定の電流が流れる。第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ６は、発熱し、青色光を放射する。青色光の一部は、透光性樹脂８に含有されたＹＡＧ蛍光体１８により黄色光に波長変換される。そして、青色光と黄色光が混合（混色）した白色光が透光性樹脂８の表面８ａから放射される。白色光は、発光体１の前方側に出射される。   When power is supplied to the connector 19 from the lighting device, the light emitter 1 is supplied to each of the first LED group 5 and the second LED 6 in each column connected to the pair of wiring patterns 10 and 10 of the conductor 3. A predetermined current flows. The first LED group 5 and the second LED 6 generate heat and emit blue light. A part of the blue light is wavelength-converted into yellow light by the YAG phosphor 18 contained in the translucent resin 8. Then, white light in which blue light and yellow light are mixed (mixed color) is emitted from the surface 8 a of the translucent resin 8. White light is emitted to the front side of the light emitter 1.

そして、第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ６は、発光に伴って激しく発熱する。その熱は、透光性樹脂８に直接的に熱伝導されるとともに、絶縁層９から基板２および白色レジスト２０にそれぞれ熱伝導されて放出される。そして、透光性樹脂８に熱伝導された熱は、透光性樹脂８の表面８ａから外部空間に放出される。透光性樹脂８は、熱伝導された熱により相応に膨張する。   And the 1st LED group 5 and 2nd LED6 generate | occur | produce violently heat | fever with light emission. The heat is directly conducted to the translucent resin 8 and is also conducted from the insulating layer 9 to the substrate 2 and the white resist 20 and released. The heat conducted to the translucent resin 8 is released from the surface 8a of the translucent resin 8 to the external space. The translucent resin 8 expands correspondingly by the heat conducted.

そして、発光体１は、点灯装置から電力が供給されなくなると、第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ６が消灯して発熱しなくなる。これにより、透光性樹脂８は、熱膨張から収縮する。透光性樹脂８は、第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ６の経年の点消灯により、次第に硬くなり、表面８ａ側から内部に向かって亀裂が生じやすくなる。特に、第２のＬＥＤ６の直上側の透光性樹脂８の部分は、直列接続された第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ６の中間部分の直上側であり、第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ６から熱伝導される熱が集中するので、より硬くなりやすく、亀裂が生じやすい。   When the light emitter 1 is no longer supplied with power from the lighting device, the first LED group 5 and the second LED 6 are turned off and do not generate heat. Thereby, the translucent resin 8 contracts from thermal expansion. The translucent resin 8 is gradually hardened by turning on and off the first LED group 5 and the second LED 6 over time, and cracks are easily generated from the surface 8a side toward the inside. In particular, the portion of the translucent resin 8 immediately above the second LED 6 is directly above the middle portion of the first LED group 5 and the second LED 6 connected in series, and the first LED group 5 and Since the heat conducted from the second LED 6 is concentrated, it becomes harder and cracks are likely to occur.

第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ６は、それぞれ半導体素子であるので、経年の通電に伴ってそれらのＰＮ接合等の抵抗が次第に大きくなる。これにより、第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ６の発熱量も次第に大きくなり、第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ６は、当該発熱量の増加による温度上昇にやがて耐え切れなくなって破壊し、寿命となる。第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ６は、寿命末期に相当な熱を発生する。   Since each of the first LED group 5 and the second LED 6 is a semiconductor element, the resistance of their PN junction and the like gradually increases with energization over time. As a result, the amount of heat generated by the first LED group 5 and the second LED 6 also gradually increases, and the first LED group 5 and the second LED 6 eventually cannot withstand the temperature rise due to the increase in the amount of generated heat, and are destroyed. And lifespan. The first LED group 5 and the second LED 6 generate considerable heat at the end of their lifetime.

第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ６が寿命末期になると、透光性樹脂８に相当な熱量が熱伝導される。これにより、透光性樹脂８は、その硬さがさらに大きくなり、図３に示すように、その表面８ａから内部に向かう亀裂２３が発生するようになる。この亀裂２３は、表面８ａ側から内部に次第に進行していくとともに拡開していく。   When the first LED group 5 and the second LED 6 reach the end of their lifetime, a considerable amount of heat is conducted to the translucent resin 8. Thereby, the hardness of the translucent resin 8 is further increased, and as shown in FIG. 3, a crack 23 is generated from the surface 8a toward the inside. The crack 23 gradually progresses and expands from the surface 8a side to the inside.

第２のＬＥＤ８の電極６ａ，６ｂと接続パターン１１，１１を電気的に接続しているボンディングワイヤ７，７は、第１のＬＥＤ群５よりも基板２の一面２ａから遠ざかるように設けられているので、透光性樹脂８に発生した亀裂２３は、ボンディングワイヤ７，７に到達しやすい。特に、本実施形態では、ボンディングワイヤ７，７は、基板２からの最遠部７ａ，７ａが透光性樹脂８の表面８ａおよび接続パターン１１間の間隔Ｌの１／２（５０％）以上透光性樹脂８の表面８ａ側に位置するので、透光性樹脂８の表面８ａ側から内部に進行する亀裂２３がボンディングワイヤ７，７の最遠部７ａ，７ａに到達しやすい。   The bonding wires 7 and 7 that electrically connect the electrodes 6 a and 6 b of the second LED 8 and the connection patterns 11 and 11 are provided so as to be farther from the one surface 2 a of the substrate 2 than the first LED group 5. Therefore, the crack 23 generated in the translucent resin 8 easily reaches the bonding wires 7 and 7. In particular, in this embodiment, the bonding wires 7 and 7 are such that the farthest portions 7a and 7a from the substrate 2 are 1/2 (50%) or more of the distance L between the surface 8a of the translucent resin 8 and the connection pattern 11. Since it is located on the surface 8 a side of the translucent resin 8, the crack 23 that proceeds from the surface 8 a side of the translucent resin 8 to the inside easily reaches the farthest portions 7 a and 7 a of the bonding wires 7 and 7.

そして、ボンディングワイヤ７，７の最遠部７ａ，７ａに亀裂２３が到達すると、ボンディングワイヤ７，７は、亀裂２３のさらなる進行による拡開力が作用して引っ張られる。この引っ張りにより、ボンディングワイヤ７，７と、第２のＬＥＤ６の電極６ａ，６ｂまたは接続パターン１１，１１との接続が断線する。特に、ボンディングワイヤ７，７と第２のＬＥＤ６の電極６ａ，６ｂとが断線しやすい。また、ボンディングワイヤ７，７は、その最遠部７ａ，７ａ側が亀裂２３の拡開力により引き裂かれて断線する。これにより、ボンディングワイヤ７，７が断線した列の第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ６に電流が流れなくなる。寿命末期の第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ６は、消灯して発熱しなくなり、熱破壊しなくなる。   When the crack 23 reaches the farthest portions 7 a and 7 a of the bonding wires 7 and 7, the bonding wires 7 and 7 are pulled by the spreading force due to the further progress of the crack 23. By this pulling, the connection between the bonding wires 7 and 7 and the electrodes 6 a and 6 b or the connection patterns 11 and 11 of the second LED 6 is broken. In particular, the bonding wires 7 and 7 and the electrodes 6a and 6b of the second LED 6 are easily disconnected. Further, the bonding wires 7 and 7 are torn at the farthest portions 7 a and 7 a side by the expanding force of the crack 23 and disconnected. As a result, no current flows through the first LED group 5 and the second LED 6 in the row in which the bonding wires 7 and 7 are disconnected. The first LED group 5 and the second LED 6 at the end of the life are extinguished and do not generate heat, and do not break down thermally.

以後、残余の列の第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ６には、増加した電流が流れて、順次、上記同様に、拡大する亀裂２３によりボンディングワイヤ７，７が断線する。発光体１には、点灯装置から供給される電流が流れなくなる。こうして、発光体１は、寿命末期の第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ６が熱破壊等をすることがなく保護される。   Thereafter, the increased current flows through the first LED group 5 and the second LED 6 in the remaining columns, and the bonding wires 7 and 7 are sequentially disconnected due to the expanding crack 23 in the same manner as described above. The current supplied from the lighting device does not flow through the light emitter 1. In this way, the light emitter 1 is protected without the thermal destruction or the like of the first LED group 5 and the second LED 6 at the end of the life.

本実施形態の発光体１は、第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤが寿命末期となって異常に発熱することにより、透光性樹脂８に亀裂２３が発生し、この亀裂２３が次第に拡大していくことによって、ボンディングワイヤ７，７が断線して第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ８への通電を停止することができて、第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ８を熱破壊から保護することができるという効果を有する。   In the illuminant 1 of the present embodiment, the first LED group 5 and the second LED generate abnormal heat at the end of their life, whereby a crack 23 occurs in the translucent resin 8, and the crack 23 gradually increases. By enlarging, the bonding wires 7 and 7 are disconnected, and the energization to the first LED group 5 and the second LED 8 can be stopped, and the first LED group 5 and the second LED 8 can be stopped. It has the effect that it can protect from thermal destruction.

そして、ボンディングワイヤ７，７は、基板２の一面２ａ側からの最遠部７ａ，７ａが第１のＬＥＤ群５よりも透光性樹脂８の表面８ａ側に位置するので、表面８ａ側に発生した亀裂２３がボンディングワイヤ７，７に到達しやすく、これにより、第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤが寿命末期になったときに、ボンディングワイヤ７，７を直ちに断線させることができるという効果を有する。   And since the farthest part 7a, 7a from the 1st surface 2a side of the board | substrate 2 is located in the surface 8a side of the translucent resin 8 rather than the 1st LED group 5, the bonding wires 7 and 7 are on the surface 8a side. The generated crack 23 can easily reach the bonding wires 7 and 7, whereby the bonding wires 7 and 7 can be immediately disconnected when the first LED group 5 and the second LED are at the end of their lifetime. It has the effect.

また、第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ８の寿命末期時に断線されるワイヤとしてのボンディングワイヤ７，７は、第２のＬＥＤ６の電極６ａ，６ｂに電気的に接続されるものを兼用するので、発光体１における部品点数が増加するものではなく、発光体１を安価に形成することができるという効果を有する。   Further, the bonding wires 7 and 7 as wires that are disconnected at the end of the lifetime of the first LED group 5 and the second LED 8 also serve as those that are electrically connected to the electrodes 6 a and 6 b of the second LED 6. Therefore, the number of parts in the light emitter 1 is not increased, and the light emitter 1 can be formed at low cost.

また、第２のＬＥＤ６は、第１のＬＥＤ群５の中間において第１のＬＥＤ群５に直列的に接続されているので、第２のＬＥＤ６側の透光性樹脂８の部分に第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ８からの熱が熱伝導して温度上昇することにより亀裂２３が発生しやすくなり、これにより、ボンディングワイヤ７，７を第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ８の寿命末期の早期の段階で断線できるという効果を有する。   In addition, since the second LED 6 is connected in series to the first LED group 5 in the middle of the first LED group 5, the first LED 6 is connected to the portion of the translucent resin 8 on the second LED 6 side. The heat from the LED group 5 and the second LED 8 conducts heat and the temperature rises, so that the crack 23 is likely to occur. As a result, the bonding wires 7 and 7 are connected to the first LED group 5 and the second LED 8. It has the effect that it can be disconnected at an early stage of the end of life.

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described.

本実施形態の発光体２５は、図４および図５に示すように構成される。なお、図４および図５において、図１および図２と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。 The light emitter 25 of the present embodiment is configured as shown in FIGS. 4 and FIG. 5, the same parts as those in FIG. 1 and FIG.

発光体２５は、図１に示す発光体１において、導電体３の一対の配線パターン１０，１０にフリップチップ型の第１のＬＥＤ群５が複数列、本実施形態では５列に直列接続されたものである。直列接続された第１のＬＥＤ群５の各第１のＬＥＤ４は、導電体３の接続パターン１１により直列接続されている。そして、最端の接続パターン１１と一方の配線パターン１０ａとがワイヤボンディングにより電気的に接続されている。すなわち、直列接続された第１のＬＥＤ群５は、列毎に、ワイヤとしてのボンディングワイヤ７により一対の配線パターン１０，１０に電気的に接続されている。このように、ボンディングワイヤ７は、直列接続された第１のＬＥＤ群５に通電可能に導電体３の配線パターン１０ａおよび接続パターン１１に電気的に接続されている。 In the light emitter 25 shown in FIG. 1, the light emitter 25 is formed by connecting a plurality of flip chip type first LED groups 5 to a pair of wiring patterns 10 and 10 of the conductor 3 in series, in this embodiment, in five rows. It is a thing. Each first LED 4 of the first LED group 5 connected in series is connected in series by a connection pattern 11 of the conductor 3. The outermost connection pattern 11 and one wiring pattern 10a are electrically connected by wire bonding. That is, the first LED group 5 connected in series is electrically connected to the pair of wiring patterns 10 and 10 by the bonding wire 7 as a wire for each column. As described above, the bonding wire 7 is electrically connected to the wiring pattern 10a and the connection pattern 11 of the conductor 3 so that the first LED group 5 connected in series can be energized.

そして、ボンディングワイヤ７は、図５に示すように、基板２からの最遠部７ａが第１のＬＥＤ群５よりも基板２の一面２ａ側から遠ざかるように設けられている。すなわち、ボンディングワイヤ７は、その最遠部７ａが透光性樹脂８の表面８ａに近くなるようにして、接続パターン１１および配線パターン１０ａにワイヤボンディングされている。 Then, as shown in FIG. 5, the bonding wire 7 is provided such that the farthest portion 7 a from the substrate 2 is further away from the first surface 2 a side of the substrate 2 than the first LED group 5. That is, the bonding wire 7 is wire-bonded to the connection pattern 11 and the wiring pattern 10 a so that the farthest portion 7 a is close to the surface 8 a of the translucent resin 8.

発光体２５は、第１のＬＥＤ群５が寿命末期になると、ボンディングワイヤ７の直上側の透光性樹脂８の表面８ａ側に発生した亀裂２３がボンディングワイヤ７の最遠部７ａまで到達する。そして、ボンディングワイヤ７は、亀裂２３のさらなる基板２側への進行による拡開力により引っ張られて、配線パターン１０ａまたは接続パターン１１との接続が断線する。また、ボンディングワイヤ７は、その最遠部７ａ側が亀裂２３の拡開力により引き裂かれて断線する。この断線するボンディングワイヤ７によって直列接続されている列の第１のＬＥＤ群５には電流が流れなくなる。当該第１のＬＥＤ群５は、消灯し発熱しなくなる。これにより、寿命末期となった第１のＬＥＤ群５は、熱破壊から保護される。 In the light emitter 25, when the first LED group 5 reaches the end of its life, the crack 23 generated on the surface 8a side of the translucent resin 8 immediately above the bonding wire 7 reaches the farthest portion 7a of the bonding wire 7. . Then, the bonding wire 7 is pulled by the spreading force due to the further progress of the crack 23 toward the substrate 2, and the connection with the wiring pattern 10 a or the connection pattern 11 is broken. Further, the bonding wire 7 is torn at the farthest portion 7 a side by the expanding force of the crack 23 and is disconnected. No current flows through the first LED group 5 in the row connected in series by the bonding wire 7 that is disconnected. The first LED group 5 is turned off and does not generate heat. Thereby, the 1st LED group 5 which reached the end of life is protected from thermal destruction.

そして、発光体２５は、光源としてフリップチップ型の第１のＬＥＤ群５を用いているので、第２のＬＥＤ６を有している場合例えば発光体１よりも透光性樹脂８の表面８ａから放射される光量を多くすることができて、発光効率が向上するものである。また、ボンディングワイヤ７は、発光体２５の枠部１７側に位置するので、透光性樹脂８の表面８ａでの輝度むらが損なわれにくいものである。 And since the light emitter 25 uses the first LED group 5 of the flip chip type as the light source, when it has the second LED 6, for example, from the surface 8 a of the translucent resin 8 rather than the light emitter 1. The amount of emitted light can be increased, and the light emission efficiency is improved. Further, since the bonding wire 7 is located on the frame portion 17 side of the light emitter 25, the luminance unevenness on the surface 8a of the translucent resin 8 is difficult to be impaired.

なお、図６に示すように、直列接続された第１のＬＥＤ群５の各列を他方の配線パターン１０ｂおよび共通パターン２６に接続し、共通パターン２６および一方の配線パターン１０ａを１個のワイヤとしてのボンディングワイヤ２７により電気的に接続する発光体２５Ａに形成してもよい。ボンディングワイヤ２７は、例えば金（Ａｕ）からなり、その線径がボンディングワイヤ７よりも大きく、例えば８０μｍである。また、共通パターン２６は、配線パターン１０と同様の金属層からなり、配線パターン１０と同様の幅および厚さに形成されている。 As shown in FIG. 6, each column of the first LED group 5 connected in series is connected to the other wiring pattern 10b and the common pattern 26, and the common pattern 26 and one wiring pattern 10a are connected to one wire. Alternatively, the light emitting body 25A may be electrically connected by a bonding wire 27. The bonding wire 27 is made of, for example, gold (Au), and the wire diameter thereof is larger than that of the bonding wire 7 and is, for example, 80 μm. The common pattern 26 is made of the same metal layer as the wiring pattern 10 and has the same width and thickness as the wiring pattern 10.

発光体２５Ａは、ボンディングワイヤ２７が断線することにより、全ての第１のＬＥＤ群５を熱破壊から保護することができる。なお、共通パターン２６および配線パターン１０ａ間を複数個のワイヤで電気的に接続してもよい。 The light emitter 25A can protect all the first LED groups 5 from thermal destruction when the bonding wire 27 is disconnected. The common pattern 26 and the wiring pattern 10a may be electrically connected by a plurality of wires.

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described.

本実施形態の照明装置３１は、図７に示すように構成される。なお、図７において、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。 The illuminating device 31 of this embodiment is comprised as shown in FIG. In FIG. 7, the same parts as those in FIG.

照明装置３１は、天井面等に埋設されるダウンライトであり、略円筒状の装置本体３２の下端側３２ａに円形の化粧枠３３がリベット３４により取り付けられ、この化粧枠３３に透光性カバー３５が配設されている。化粧枠３３は、その外面３３ａに補強片３６が設けられている。 The lighting device 31 is a downlight embedded in a ceiling surface or the like, and a circular decorative frame 33 is attached to a lower end side 32a of a substantially cylindrical device main body 32 by a rivet 34, and a translucent cover is attached to the decorative frame 33. 35 is disposed. The decorative frame 33 is provided with a reinforcing piece 36 on its outer surface 33a.

そして、装置本体３２は、左右両側に装置本体３２を天井面等に固定するための一対の取付けばね３７，３７をリベット３８により取り付けている。また、装置本体３２は、下端側３２ａの内部に図１に示す発光体１を回転対称に例えば４個配設している。 The apparatus main body 32 has a pair of attachment springs 37 and 37 for fixing the apparatus main body 32 to the ceiling surface or the like on both the left and right sides by means of rivets 38. Further, in the apparatus main body 32, for example, four light emitters 1 shown in FIG. 1 are arranged in a rotational symmetry in the lower end side 32a.

また、装置本体３２は、その中間側３２ｂの内部に点灯装置３９が配設されている。点灯装置３９は、交流電源を直流電源に変換し、発光体１の第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ６に定電流（電力）を供給するように既知の構成により形成されている。そして、装置本体３２の上面側３２ｃには、交流電源からの図示しない電源線を接続する端子台４０が配設されている。 Further, the device main body 32 is provided with a lighting device 39 inside the intermediate side 32b. The lighting device 39 is formed with a known configuration so as to convert an AC power source into a DC power source and supply a constant current (electric power) to the first LED group 5 and the second LED 6 of the light emitter 1. A terminal block 40 for connecting a power line (not shown) from the AC power supply is disposed on the upper surface side 32c of the apparatus main body 32.

本実施形態の照明装置３１は、第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ６の寿命末期時にボンディングワイヤ７が断線して第１のＬＥＤ群５および第２のＬＥＤ６を熱破壊から保護する発光体１を具備しているので、発光体１の熱損傷等による異常が抑制されて、化粧枠３３、透光性カバー３５および装置本体３２を発光体１の寿命による異常から保護できるという効果を有する。 The illuminating device 31 of the present embodiment is a light emitter that protects the first LED group 5 and the second LED 6 from thermal destruction by breaking the bonding wire 7 at the end of the lifetime of the first LED group 5 and the second LED 6. 1, the abnormality due to thermal damage or the like of the light emitter 1 is suppressed, and the decorative frame 33, the translucent cover 35, and the apparatus main body 32 can be protected from the abnormality due to the lifetime of the light emitter 1. .

なお、照明装置３１は、埋込型のダウンライトに形成したが、これに限らず、発光体１を具備する長形の埋込型、直付け型や吊り下げ型などの照明装置やＬＥＤ電球などのランプ装置に形成されたものであってもよい。 The lighting device 31 is formed as an embedded downlight. However, the lighting device 31 is not limited to this, and the lighting device 31 is a long embedded type, directly attached type or hanging type including the light-emitting body 1 or an LED bulb. It may be formed in a lamp device such as.

また、本発明の上述した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Further, the above-described embodiment of the present invention is presented as an example, and is not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

１，２５，２５Ａ…発光体、 ２…基板、 ３…導電体、 ５…第１のＬＥＤ群、 ６…第２のＬＥＤ、 ７…ワイヤとしてのボンディングワイヤ、 ８…透光性樹脂、 ２７…ワイヤとしてのボンディングワイヤ、 ３１…照明装置、３２…装置本体、 ３９…点灯装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,25,25A ... Light-emitting body, 2 ... Board | substrate, 3 ... Conductor, 5 ... 1st LED group, 6 ... 2nd LED, 7 ... Bonding wire as a wire, 8 ... Translucent resin, 27 ... Bonding wire as a wire 31 .. Illumination device, 32 .. device main body, 39 .. lighting device

Claims (5)

基板と；
この基板の一面側に設けられた導電体と；
この導電体に電気的に接続されるように前記基板の一面側に実装されたフリップチップ型の第１のＬＥＤ群と；
この第１のＬＥＤ群に通電可能に前記導電体に電気的に接続されたワイヤと；
前記第１のＬＥＤ群および前記ワイヤを一体に封止するように設けられた透光性樹脂と；
を具備していることを特徴とする発光体。 A substrate;
A conductor provided on one side of the substrate;
A first flip-chip type LED group mounted on one side of the substrate so as to be electrically connected to the conductor;
A wire electrically connected to the conductor so as to energize the first group of LEDs;
A translucent resin provided to integrally seal the first LED group and the wire;
A light emitter characterized by comprising: 前記ワイヤは、前記基板の一面側からの最遠部が前記第１のＬＥＤ群よりも前記透光性樹脂の表面側に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１記載の発光体。   The said wire is provided so that the farthest part from the one surface side of the said board | substrate may be located in the surface side of the said translucent resin rather than the said 1st LED group. Luminous body. 前記ワイヤは、少なくとも上面に電極を有する第２のＬＥＤに電気的に接続されるボンディングワイヤであることを特徴とする請求項１または２記載の発光体。   The light emitting body according to claim 1, wherein the wire is a bonding wire that is electrically connected to a second LED having an electrode on at least an upper surface. 前記第２のＬＥＤは、直列接続された前記第１のＬＥＤ群の中間において前記第１のＬＥＤ群に直列的に接続されていることを特徴とする請求項３記載の発光体。   The light emitting body according to claim 3, wherein the second LED is connected in series to the first LED group in the middle of the first LED group connected in series. 請求項１ないし４いずれか一記載の発光体と；
この発光体を配設している装置本体と；
前記発光体に電力を供給する点灯装置と；
を具備していることを特徴とする照明装置。 A light emitter according to any one of claims 1 to 4;
An apparatus main body in which the light emitter is disposed;
A lighting device for supplying power to the light emitter;
An illumination device comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017117831A (en) * 2015-12-21 2017-06-29 日亜化学工業株式会社 Light-emitting device and power feeding connector for the same

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