JP2019153723A - Light source module - Google Patents

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Tomoyuki Ichikawa
知幸 市川
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Abstract

To provide a light source module with high vehicle environment and high reliability against heat generation.SOLUTION: The light source module 1 is formed by integrally mounting a luminous element (a micro LED) 10 on a driver IC 20, and the luminous element 10 and the driver IC are sealed with resin 50 under a state where a luminous surface 11 of the luminous element 10 is exposed. The driver IC20 is mounted on a base 30 and installed on a heat sink 111. Desirably, there is provided an attachment 40 electrically connected with the base 30 for electrical connection with an external power supply and control system.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明はLED(発光ダイオード)等の発光素子、特にチップ型の発光素子をドライバIC(集積回路)に搭載した構造の光源モジュールに関するものである。   The present invention relates to a light source module having a structure in which a light emitting element such as an LED (light emitting diode), particularly a chip type light emitting element, is mounted on a driver IC (integrated circuit).

近年、LEDアレイ、特にマイクロLED等のような半導体で構成された発光素子をディスプレイ装置に適用することが提案されている。また、車両用ランプにおいても、光源としてこの種の発光素子を用いることが検討されている。このような発光素子を光源に用いる場合には、所要サイズのチップに形成された発光素子を、当該発光素子を駆動するためのドライバIC上に搭載し、両者を一体化して光源モジュールとして構成することが好ましい。   In recent years, it has been proposed to apply LED arrays, particularly light-emitting elements composed of semiconductors such as micro LEDs, to display devices. Also, in a vehicle lamp, the use of this type of light emitting element as a light source has been studied. When such a light emitting element is used as a light source, the light emitting element formed on a chip of a required size is mounted on a driver IC for driving the light emitting element, and the two are integrated to constitute a light source module. It is preferable.

例えば、特許文献1には、発光素子としてのLEDアレイをドライバICに搭載して発光表示装置を構成する技術が開示されている。ここでは、ドライバICの上面にLEDアレイをフリップチップ実装して両者を一体化している。   For example, Patent Document 1 discloses a technique for configuring a light emitting display device by mounting an LED array as a light emitting element on a driver IC. Here, the LED array is flip-chip mounted on the upper surface of the driver IC to integrate them.

特開平11−214753号公報JP 11-214753 A

通常の半導体チップを含む装置では、信頼性を高めるために半導体チップを樹脂やセラミック等で封止してパッケージすることが行われる。しかし、発光素子チップはその表面、すなわち発光面から光を出射させる必要があるためパッケージを行うことは難しい。特許文献1にも、発光素子チップとドライバICを一体的にパッケージすることまでは記載されていない。   In an apparatus including a normal semiconductor chip, the semiconductor chip is sealed and packaged with resin, ceramic, or the like in order to improve reliability. However, since it is necessary to emit light from the surface of the light emitting element chip, that is, the light emitting surface, it is difficult to package. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 does not describe the packaging of the light emitting element chip and the driver IC integrally.

このように、発光素子を含んで光源モジュールを構成する場合には、樹脂やセラミックによるパッケージを行うことが難しい。そのため、パッケージしていない光源モジュールを車両用ランプに適用したときには、厳しい車両環境、例えば温度、湿度、振動、衝撃等に対する信頼性を維持することが難しいという課題が生じる。   Thus, when a light source module is configured including a light emitting element, it is difficult to package with a resin or ceramic. Therefore, when an unpackaged light source module is applied to a vehicle lamp, there arises a problem that it is difficult to maintain reliability against severe vehicle environments such as temperature, humidity, vibration, and impact.

また、仮に発光素子やドライバICをパッケージしたとしても発光素子の発熱が問題になる。発光素子をパッケージすることにより発生した熱の放熱がパッケージにより阻害されるおそれがある。放熱が十分でないと、LED等の発光素子はいわゆる熱暴走によって発光特性が低下され、光源モジュールの信頼性が低下するという問題も生じる。   Further, even if a light emitting element or a driver IC is packaged, heat generation of the light emitting element becomes a problem. There is a possibility that heat dissipation generated by packaging the light emitting element is hindered by the package. If the heat radiation is not sufficient, the light emitting element such as an LED has a problem that the light emission characteristic is deteriorated by so-called thermal runaway, and the reliability of the light source module is lowered.

本発明の目的は、車両環境および発熱に対する信頼性を高めた光源モジュールを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a light source module with improved reliability against vehicle environment and heat generation.

本発明は、チップ状の発光素子と、この発光素子を駆動するドライバ装置を備え、当該発光素子を当該ドライバ装置に一体的に搭載した光源モジュールであって、発光素子の発光面が露呈された状態で発光素子とドライバ装置が封止材料により封止されていることを特徴とする。   The present invention is a light source module including a chip-shaped light emitting element and a driver device for driving the light emitting element, and the light emitting element is integrally mounted on the driver device, and the light emitting surface of the light emitting element is exposed. In the state, the light emitting element and the driver device are sealed with a sealing material.

本発明においては、ドライバICが実装されるベースを備え、当該ベースはヒートシンクに取り付けられ、封止材料は当該ベース上に配設されることが好ましい。また、ベースの配線に電気接続されるアタッチメントを備え、当該アタッチメントには外部の電源・制御系に電気接続するコネクタを備えることが好ましい。   In the present invention, it is preferable to include a base on which the driver IC is mounted, the base is attached to a heat sink, and the sealing material is disposed on the base. Moreover, it is preferable that an attachment that is electrically connected to the wiring of the base is provided, and that the attachment is provided with a connector that is electrically connected to an external power supply / control system.

本発明によれば、発光素子とドライバ装置を封止材料で封止することにより、光源モジュールを車両に適用した場合においても、光源モジュールを車両環境から保護して信頼性を高めることができる。また、樹脂封止した場合においては、発光素子を搭載したドライバ措置をベースに実装し、さらにベースをヒートシンクに固定することにより、光源モジュールの放熱効果を高めて信頼性を高めることができる。   According to the present invention, by sealing the light emitting element and the driver device with a sealing material, the light source module can be protected from the vehicle environment and reliability can be improved even when the light source module is applied to a vehicle. In the case of resin sealing, by mounting a driver measure with a light emitting element mounted on a base and fixing the base to a heat sink, the heat radiation effect of the light source module can be enhanced and the reliability can be increased.

光源モジュールを適用したヘッドランプの断面図。Sectional drawing of the headlamp to which the light source module is applied. 実施形態1の光源モジュールの断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the light source module according to the first embodiment. 実施形態1の光源モジュールの概略部分分解斜視図。FIG. 3 is a schematic partial exploded perspective view of the light source module according to the first embodiment. マイクロLEDとドライバICの回路構成を説明する模式図。The schematic diagram explaining the circuit structure of micro LED and driver IC. 実施形態2の光源モジュールの断面図。Sectional drawing of the light source module of Embodiment 2. FIG. 実施形態3の光源モジュールの断面図。Sectional drawing of the light source module of Embodiment 3. FIG.

(実施形態1)
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の光源モジュールを適用した自動車のヘッドランプの概略断面図である。ヘッドランプHLのランプハウジング100内にランプユニット110が内装されており、ランプボディ101に支持されている。このランプユニット110から出射された光は、当該ランプハウジング100の透光カバー102を透過されて自動車の前方領域に照射される。
(Embodiment 1)
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view of an automobile headlamp to which a light source module of the present invention is applied. A lamp unit 110 is housed in the lamp housing 100 of the headlamp HL, and is supported by the lamp body 101. The light emitted from the lamp unit 110 is transmitted through the translucent cover 102 of the lamp housing 100 and is irradiated to the front area of the automobile.

前記ランプユニット110は本発明にかかる光源モジュール1を備えており、この光源モジュール1の発光を制御することにより、対向車や先行車を眩惑しないように一部の領域を遮光し、その他の領域を広範囲に照明するADB(Adaptive Driving Beam)制御が可能なランプユニットとして構成されている。   The lamp unit 110 includes the light source module 1 according to the present invention. By controlling the light emission of the light source module 1, some areas are shielded from light so as not to dazzle oncoming cars and preceding cars, and other areas. It is configured as a lamp unit capable of ADB (Adaptive Driving Beam) control that illuminates a wide area.

前記ランプユニット110は、前記光源モジュール1を固定支持するヒートシンク111と、光源モジュール1で発光した光を自動車の前方領域に投影するための投影レンズ112を備えている。この投影レンズ112は前記ヒートシンク111に支持されている筒状のレンズホルダ113に支持されている。   The lamp unit 110 includes a heat sink 111 that fixes and supports the light source module 1 and a projection lens 112 that projects light emitted from the light source module 1 onto a front area of the automobile. The projection lens 112 is supported by a cylindrical lens holder 113 supported by the heat sink 111.

前記光源モジュール1には電源・制御系200が接続されている。この電源・制御系200は、車載バッテリ202を電源として光源モジュール1に電力を供給する電源部201と、光源モジュール1に供給する電流を制御する制御部210を備えている。前記電源部201は、例えばDC−DCスイッチングコンバータで構成されている。前記制御部210は、ここでは自動車に装備されている制御ECUで構成されている。この制御ECU210には監視センサーとしての撮像カメラ211が接続されており、この撮像カメラ211で撮像した外部画像に基づいて光源モジュール1の電流を制御し、前記したADB制御を実行する。   A power source / control system 200 is connected to the light source module 1. The power supply / control system 200 includes a power supply unit 201 that supplies power to the light source module 1 using the in-vehicle battery 202 as a power supply, and a control unit 210 that controls a current supplied to the light source module 1. The power supply unit 201 is constituted by, for example, a DC-DC switching converter. Here, the control unit 210 is composed of a control ECU equipped in an automobile. An imaging camera 211 as a monitoring sensor is connected to the control ECU 210. The current of the light source module 1 is controlled based on an external image captured by the imaging camera 211, and the ADB control described above is executed.

図2は前記光源モジュール1の断面図、図3はその部分分解概略斜視図である。なお、以降において、上下方向は図2を基準にしているが、この上下方向は図1においては前記ランプユニット110の光軸Lxに沿った前後方向に相当する。光源モジュール1は、チップ状をした発光素子10と、この発光素子10を搭載しているドライバIC(集積回路装置)20と、さらにこのドライバIC20を実装しているベース30とを備えている。そして、このベース30は前記ランプユニット110のヒートシンク111に固定されている。   2 is a sectional view of the light source module 1, and FIG. 3 is a partially exploded schematic perspective view thereof. In the following, the vertical direction is based on FIG. 2, but this vertical direction corresponds to the front-rear direction along the optical axis Lx of the lamp unit 110 in FIG. The light source module 1 includes a chip-shaped light emitting element 10, a driver IC (integrated circuit device) 20 on which the light emitting element 10 is mounted, and a base 30 on which the driver IC 20 is mounted. The base 30 is fixed to the heat sink 111 of the lamp unit 110.

前記発光素子10は、複数のLEDを一体に配列したチップ状のLEDアレイ、ここではマイクロLEDで構成されている。このマイクロLED10の上面には複数のLEDが配設されており、当該マイクロLEDの上面は発光面11として構成されている。また、このマイクロLED10の下面には複数の搭載バンプ12が配設されている。これらの搭載バンプ12は前記複数のLEDにそれぞれ接続されており、ここではn×m(n,mは2以上の整数)の枡目状に配列されている。   The light emitting element 10 includes a chip-like LED array in which a plurality of LEDs are integrally arranged, here, a micro LED. A plurality of LEDs are arranged on the upper surface of the micro LED 10, and the upper surface of the micro LED is configured as a light emitting surface 11. A plurality of mounting bumps 12 are disposed on the lower surface of the micro LED 10. These mounting bumps 12 are connected to the plurality of LEDs, respectively, and are arranged in a grid of n × m (n and m are integers of 2 or more) here.

前記ドライバIC20は、後述するように複数のトランジスタ素子がモノリシックに形成された半導体装置として構成されている。これら複数のトランジスタ素子は、前記マイクロLED10を構成している複数のLEDにそれぞれ駆動電流を供給する電流駆動回路を構成している。このドライバIC20の上面には導電膜により複数の搭載パッド21が配設され、下面には複数の実装バンプ22が形成されている。この搭載パッド21は前記マイクロLED10の搭載バンプ12に対応して配列されており、導電性バンプ22はドライバIC20の周縁に沿って配列されている。   The driver IC 20 is configured as a semiconductor device in which a plurality of transistor elements are monolithically formed as will be described later. The plurality of transistor elements constitute a current drive circuit that supplies a drive current to each of the plurality of LEDs constituting the micro LED 10. A plurality of mounting pads 21 are disposed on the upper surface of the driver IC 20 by a conductive film, and a plurality of mounting bumps 22 are formed on the lower surface. The mounting pads 21 are arranged corresponding to the mounting bumps 12 of the micro LED 10, and the conductive bumps 22 are arranged along the periphery of the driver IC 20.

前記ベース30は、熱伝導率の高い絶縁材、例えば窒化アルミニウムや酸化アルミニウム等のセラミックスで平板状に形成されている。このベース30はその下面が前記ヒートシンク111の上面に密接した状態で固定されている。当該ベース30の上面には所要形状の導電パターンが形成されている。この導電パターンは、ベース30の上面中央領域に配設されて前記ドライバIC20を実装するための複数の実装パッド31と、当該上面の周辺領域に配設されて後述するアタッチメント40との電気接続を行うための入出力パッド32と、これら実装パッド31と入出力パッド32を相互に電気接続するための接続部33とを備えている。前記実装パッド31は前記ドライバIC20の実装バンプ22に対応して配列されている。   The base 30 is formed in a flat plate shape with an insulating material having high thermal conductivity, for example, ceramics such as aluminum nitride and aluminum oxide. The base 30 is fixed with its lower surface in close contact with the upper surface of the heat sink 111. A conductive pattern having a required shape is formed on the upper surface of the base 30. This conductive pattern is disposed in the central region of the upper surface of the base 30 to provide electrical connection between a plurality of mounting pads 31 for mounting the driver IC 20 and an attachment 40 described later disposed in the peripheral region of the upper surface. An input / output pad 32 for performing the connection and a connecting portion 33 for electrically connecting the mounting pad 31 and the input / output pad 32 to each other are provided. The mounting pads 31 are arranged corresponding to the mounting bumps 22 of the driver IC 20.

前記光源モジュール1においては、前記ベース30の上面にドライバIC20がフリップチップ方式で実装される。すなわち、ドライバIC20の下面の実装バンプ22が、ベース30の上面の実装パッド31に接合されることにより、両者は一体化されるとともに、相互に電気接続される。さらに、このドライバIC20の上にマイクロLED10がフリップチップ方式で搭載される。すなわち、マイクロLED10の下面の搭載バンプ12がドライバIC20の上面の搭載パッド21に接合されることにより両者は一体化され、かつ相互に電気接続される。   In the light source module 1, the driver IC 20 is mounted on the upper surface of the base 30 by a flip chip method. That is, the mounting bumps 22 on the lower surface of the driver IC 20 are joined to the mounting pads 31 on the upper surface of the base 30, so that they are integrated and electrically connected to each other. Further, the micro LED 10 is mounted on the driver IC 20 by a flip chip method. That is, the mounting bumps 12 on the lower surface of the micro LED 10 are joined to the mounting pads 21 on the upper surface of the driver IC 20 so that they are integrated and electrically connected to each other.

その上で、図2に示したように、マイクロLED10の上面、すなわち発光面11を除いた領域、ここではマイクロLED10の側面領域からドライバIC20を完全に覆う領域に封止用の樹脂50が被着され、これらの領域を当該樹脂50で封止したパッケージが構成されている。この封止用の樹脂50は、ここではシリコーンを用いている。この樹脂50は前記ベース30の上面を封止しているが、当該ベース30の上面の周辺領域、すなわち前記入出力パッド32が形成されている領域には被着しておらず、入出力パッド32は露呈された状態とされている。   Then, as shown in FIG. 2, the sealing resin 50 is applied to the upper surface of the micro LED 10, that is, the region excluding the light emitting surface 11, here, the region that completely covers the driver IC 20 from the side surface region of the micro LED 10. A package is formed in which these regions are sealed with the resin 50. Here, silicone is used as the sealing resin 50. The resin 50 seals the upper surface of the base 30, but does not adhere to the peripheral region of the upper surface of the base 30, that is, the region where the input / output pad 32 is formed. Reference numeral 32 denotes an exposed state.

このような樹脂50の封止を行う工程としては、例えばゾル状の樹脂を図外のノズルから吐出させながらドライバIC20を覆うように塗布し、その後硬化させる樹脂ポッティングの方法が採用できる。あるいは、ドライバIC20を囲むようにしてベース30の上に図外の型枠を仮置きした上で、当該型枠内に流動性のある樹脂を充填し、硬化させた後に型枠を除去する方法であってもよい。また、予め樹脂を所定の形状に形成したものを接着剤等によってドライバIC20を覆うように接着する方法であってもよい。いずれにしても、樹脂によりドライバICを液密ないし気密状態に封止する方法であればよい。   As a process for sealing the resin 50, for example, a resin potting method in which a sol-like resin is applied so as to cover the driver IC 20 while being discharged from a nozzle (not shown) and then cured can be employed. Alternatively, a mold frame (not shown) is temporarily placed on the base 30 so as to surround the driver IC 20, and then the mold frame is filled with a fluid resin and cured, and then the mold frame is removed. May be. Alternatively, a method in which a resin formed in advance in a predetermined shape is bonded so as to cover the driver IC 20 with an adhesive or the like. In any case, any method may be used as long as the driver IC is sealed in a liquid-tight or air-tight state with resin.

さらに、前記ベース30を囲むようにヒートシンク111の上面にアタッチメント40が固着されている。このアタッチメント40は樹脂等の絶縁材によって矩形の枠体41として形成されており、この枠体41の下縁部の複数箇所に設けられた支持片42においてヒートシンク111にネジ43で固定されている。また、当該枠体41の上縁部には、マイクロLED10から出射される光に影響を与えないように開口窓を設けた天板、換言すれば庇板44が形成され、さらに当該枠体41の周方向の一部には側方に向けて開口した角筒状をしたコネクタハウジング45が一体に形成されている。   Further, an attachment 40 is fixed to the upper surface of the heat sink 111 so as to surround the base 30. The attachment 40 is formed as a rectangular frame 41 by an insulating material such as a resin, and is fixed to the heat sink 111 with screws 43 at support pieces 42 provided at a plurality of locations on the lower edge of the frame 41. . Further, a top plate provided with an opening window so as not to affect the light emitted from the micro LED 10, in other words, a ceiling plate 44, is formed on the upper edge portion of the frame 41. A connector housing 45 having a rectangular tube shape that is open toward the side is integrally formed in a part of the circumferential direction.

その上で、前記枠体41には金属等の導電材が、例えばインサート成型によって一体に形成されている。この導電材の一部は前記コネクタハウジング45内に配設されて図外の外部コネクタに電気接続するためのコネクタ端子46として構成されている。また、前記導電材の複数の他部は前記庇板44の内面に沿って周方向に配列されており、その先端が下方に向けて突出延長されたコンタクト片47として構成されている。前記コネクタ端子46とコンタクト片47は相互に電気接続されている。   In addition, a conductive material such as metal is integrally formed on the frame 41 by, for example, insert molding. A part of the conductive material is arranged in the connector housing 45 and is configured as a connector terminal 46 for electrical connection to an external connector (not shown). A plurality of other portions of the conductive material are arranged in the circumferential direction along the inner surface of the flange plate 44, and are configured as contact pieces 47 whose tips protrude and extend downward. The connector terminal 46 and the contact piece 47 are electrically connected to each other.

このアタッチメント40をヒートシンク111に固定することにより、コンタクト片47は自身の弾性によりベース30の周辺領域に露呈されている入出力パッド32に接触され、相互に電気接続される。また、コネクタ端子46は、コネクタハウジング45に嵌合される外部コネクタに電気接続される。この外部コネクタは、図1に示した電源部201と制御ECU210に電気接続されており、コネクタ端子46に電気接続されることにより光源モジュール1に対して電源・制御系200が電気接続される。   By fixing the attachment 40 to the heat sink 111, the contact piece 47 is brought into contact with the input / output pad 32 exposed to the peripheral region of the base 30 by its own elasticity, and is electrically connected to each other. Further, the connector terminal 46 is electrically connected to an external connector fitted to the connector housing 45. The external connector is electrically connected to the power supply unit 201 and the control ECU 210 shown in FIG. 1, and the power supply / control system 200 is electrically connected to the light source module 1 by being electrically connected to the connector terminal 46.

図4は前記マイクロLED10とドライバIC20の回路構成の一例を示す模式図である。マイクロLED10には、前記したように複数のLEDが配列されており、搭載バンプ12、搭載パッド21、実装パッド22を介して電源部201から給電されるようになっている。ドライバIC20は電流駆動回路として、例えばトランジスタTr1,Tr2でカレントミラー回路が構成されており、実装バンプ22を介して前記制御ECU210から出力される制御信号によりトランジスタTr3のベース電流を制御して当該カレントミラー回路の動作をオン、オフし、トランジスタTr2の電流を制御する。これにより、トランジスタTr2に接続されたLEDに供給される電流が制御され、各LEDの発光が個々に、あるいは所定数毎に一括して制御される。   FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the circuit configuration of the micro LED 10 and the driver IC 20. A plurality of LEDs are arranged in the micro LED 10 as described above, and power is supplied from the power supply unit 201 via the mounting bump 12, the mounting pad 21, and the mounting pad 22. The driver IC 20 is configured as a current drive circuit, for example, a current mirror circuit including transistors Tr1 and Tr2. The driver IC 20 controls the base current of the transistor Tr3 by a control signal output from the control ECU 210 via the mounting bumps 22, and the current The operation of the mirror circuit is turned on and off, and the current of the transistor Tr2 is controlled. As a result, the current supplied to the LEDs connected to the transistor Tr2 is controlled, and the light emission of each LED is controlled individually or collectively at a predetermined number.

この実施形態の光源モジュール1は、図1に示したように、ヒートシンク111に固定されたときには、マイクロLED10の発光面11はランプユニット110の前方に向けられる。そして、制御ECU210での制御により、マイクロLED10の複数のLEDの発光が制御され、各LEDで発光した光は投影レンズ112により自動車の前方領域に投影される。詳細な説明については省略するが、複数のLEDはそれぞれ自動車の前方領域の各部に対応されているので、発光したLEDに対応する前方領域に光が照射され、所要の配光での照明が実行される。   As shown in FIG. 1, when the light source module 1 of this embodiment is fixed to the heat sink 111, the light emitting surface 11 of the micro LED 10 is directed to the front of the lamp unit 110. Then, the light emission of the plurality of LEDs of the micro LED 10 is controlled by the control of the control ECU 210, and the light emitted from each LED is projected onto the front area of the automobile by the projection lens 112. Although a detailed description is omitted, since the plurality of LEDs correspond to the respective parts of the front area of the automobile, the front area corresponding to the emitted LED is irradiated with light, and illumination with a required light distribution is executed. Is done.

したがって、図1に示した撮像カメラ211により自動車の前方領域に存在する他車、すなわち先行車や対向車を検出し、この検出に基づいて制御ECU210からドライバIC20に所要の制御信号を出力する。ドライバIC20は、マイクロLED10のLEDのうち、検出した他車が存在する領域に対応するLEDを消光あるいは減光することにより、当該他車を眩惑することがなく、その他の領域を明るく照明するADB制御が実行される。   Therefore, another vehicle existing in the front area of the vehicle, that is, a preceding vehicle or an oncoming vehicle is detected by the imaging camera 211 shown in FIG. 1, and a required control signal is output from the control ECU 210 to the driver IC 20 based on this detection. The driver IC 20 extinguishes or dimmes the LED corresponding to the area where the detected other vehicle is present among the LEDs of the micro LED 10, so that the other area is brightly illuminated without being dazzled. Control is executed.

この光源モジュール1は、マイクロLED10での発光を妨げないようにして樹脂50によりマイクロLED10とドライバIC20を気密ないし液密に封止してパッケージを構成しているので、マイクロLED10とドライバIC20を自動車の厳しい外部環境から保護することができる。すなわち、温度変化、湿度変化、振動、衝撃等からマイクロLED10のLEDと、ドライバIC20のトランジスタ素子を保護し、安定した電流制御を行って好適なADB制御が実現できる。   In the light source module 1, the micro LED 10 and the driver IC 20 are hermetically or liquid-tightly sealed with a resin 50 so as not to interfere with the light emission of the micro LED 10, so that the package is configured. Can be protected from severe external environment. That is, suitable ADB control can be realized by protecting the LED of the micro LED 10 and the transistor element of the driver IC 20 from temperature change, humidity change, vibration, impact, etc., and performing stable current control.

また、ドライバIC20とマイクロLED10は、マイクロLED10からの光の出射に影響を与えない範囲で、アタッチメント40の枠体41と庇板44により周囲領域ないし上方領域が覆われているので、外部衝撃からの保護を図る上でも有効である。   In addition, the driver IC 20 and the micro LED 10 are covered with the frame 41 and the cover 44 of the attachment 40 within a range that does not affect the light emission from the micro LED 10, so that the external area is protected from external impact. It is also effective in protecting the environment.

マイクロLED10は発光に伴い発熱するが、発光面側の熱はアタッチメント40の開口窓を通して輻射されて放熱される。また、反対の下面側の熱はドライバIC20からベース30に伝熱され、さらにヒートシンク111に伝熱されて放熱される。ベース30は熱伝導率の高いセラミックスで構成されているので、高い放熱効果が得られ、マイクロLED10およびドライバIC20における熱的な信頼性が確保される。   The micro LED 10 generates heat as it emits light, but the heat on the light emitting surface side is radiated through the opening window of the attachment 40 and dissipated. Further, the heat on the opposite lower surface side is transferred from the driver IC 20 to the base 30 and further transferred to the heat sink 111 to be radiated. Since the base 30 is made of ceramics having high thermal conductivity, a high heat dissipation effect is obtained, and thermal reliability in the micro LED 10 and the driver IC 20 is ensured.

(実施形態2)
図5は実施形態2の光源モジュール1Aの断面図であり、実施形態1と同じ構成の主要な部位には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。ランプユニットのヒートシンク111に固定されたベース30AにドライバIC20が実装され、このドライバIC20の上面にマイクロLED10が搭載されている。また、ドライバIC20とマイクロLED10は封止用の樹脂50でパッケージされ、ヒートシンク111に固定されたアタッチメント40Aによりベース30に対する電気接続が行われている。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a cross-sectional view of the light source module 1A according to the second embodiment. Main parts having the same configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The driver IC 20 is mounted on the base 30A fixed to the heat sink 111 of the lamp unit, and the micro LED 10 is mounted on the upper surface of the driver IC 20. Further, the driver IC 20 and the micro LED 10 are packaged with a sealing resin 50, and are electrically connected to the base 30 by an attachment 40A fixed to the heat sink 111.

ここで、実施形態2では、ベース30Aは周壁34を有する浅皿容器状に形成されている。このベース30Aの内面側には導電膜により所要の導電パターンが形成され、この配線パターンによりベース30Aの内底面に実装パッド31が配設され、前記周壁34の上面に入出力パッド32が配設されている。このベース30Aの高さ寸法は、周壁34の上面がマイクロLED10の発光面にほぼ等しい高さ位置、ないしはそれよりも幾分低い高さ位置となるように設定されている。   Here, in Embodiment 2, the base 30 </ b> A is formed in a shallow dish container shape having a peripheral wall 34. A required conductive pattern is formed by a conductive film on the inner surface side of the base 30A, the mounting pads 31 are disposed on the inner bottom surface of the base 30A by this wiring pattern, and the input / output pads 32 are disposed on the upper surface of the peripheral wall 34. Has been. The height dimension of the base 30 </ b> A is set so that the upper surface of the peripheral wall 34 is at a height position substantially equal to or slightly lower than the light emitting surface of the micro LED 10.

ベース30Aの内底面には実施形態1と同様にドライバIC20とマイクロLED10が実装、搭載されており、これらにおける実装、搭載の構成は実施形態1と同じである。前記ベース30Aの内底面を含む内部には封止用の樹脂50が充填され、この樹脂50によりドライバIC20の全体とマイクロLED10の周辺領域が封止されている。   As in the first embodiment, the driver IC 20 and the micro LED 10 are mounted and mounted on the inner bottom surface of the base 30A. The mounting and mounting configurations in these are the same as those in the first embodiment. The inside including the inner bottom surface of the base 30 </ b> A is filled with a sealing resin 50, and the entire driver IC 20 and the peripheral area of the micro LED 10 are sealed by the resin 50.

実施形態2は、容器状をしたベース30Aの内部に封止用の樹脂50を充填することによりマイクロLED10とドライバIC20のパッケージが実現できるので、実施形態1における樹脂の封止工程に比較して簡単に封止を行うことができる。また、衝撃や振動によっても樹脂50の型崩れが生じることはなく、パッケージの信頼性が向上する。さらに、樹脂50とベース30Aとの接触面積は実施形態1よりも大きくできるので、マイクロLED10で発生した熱の一部は樹脂50を介してベースに伝熱するが、その際の伝熱量を実施形態1よりも多くして放熱効果をより高めることができる。   In the second embodiment, since the package of the micro LED 10 and the driver IC 20 can be realized by filling the container-shaped base 30A with the sealing resin 50, compared with the resin sealing process in the first embodiment. Sealing can be performed easily. Further, the resin 50 does not lose its shape due to impact or vibration, and the reliability of the package is improved. Furthermore, since the contact area between the resin 50 and the base 30A can be made larger than that in the first embodiment, a part of the heat generated in the micro LED 10 is transferred to the base through the resin 50. The heat dissipation effect can be further increased by increasing the heat dissipation effect as compared with the first mode.

(実施形態3)
図6は実施形態3の光源モジュール1Bの断面図である。実施形態3は実施形態2の変形例に相当するものであり、ドライバIC20は、下面に実装バンプが形成されておらず、上面の周辺部にボンディングパッド23が配設されている。また、ベース30Bは周壁34が2段に構成されており、内側の低い側の上面に実装パッド31が形成され、外側の高い側の上面に入出力パッド32が形成されている。
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a cross-sectional view of the light source module 1B of the third embodiment. The third embodiment corresponds to a modification of the second embodiment, and the driver IC 20 has no mounting bump formed on the lower surface, and a bonding pad 23 is disposed on the periphery of the upper surface. In addition, the base 30B has a two-stage peripheral wall 34, and a mounting pad 31 is formed on the upper surface on the inner low side, and an input / output pad 32 is formed on the upper surface on the outer high side.

ドライバIC20はベース30Bの内底面に接着や接合等により実装された上で、当該ボンディングパッド23と、ベース30Bの実装パッド31がボンディングワイヤ24により電気接続されている。また、ベース30Bの内部には、実施形態2と同様に封止用の樹脂50が充填され、マイクロLED10とドライバIC20とボンディングワイヤ24が封止されてパッケージが構成されている。   The driver IC 20 is mounted on the inner bottom surface of the base 30B by bonding or bonding, and the bonding pad 23 and the mounting pad 31 of the base 30B are electrically connected by a bonding wire 24. The base 30B is filled with a sealing resin 50 as in the second embodiment, and the micro LED 10, the driver IC 20, and the bonding wire 24 are sealed to form a package.

アタッチメント40Bは実施形態2とほぼ同じ構成であり、枠体41にインサート成型した導電材によりコネクタ電極46とコンタクト片47が形成されている。また、このアタッチメント40Bは、庇板44を覆うように導電材からなるカバー48が設けられている。このカバー48は、前記コンタクト片47を形成している導電材とは独立て設けられている。このカバー48は、その内側の先端がマイクロLED10の周辺近傍まで延長されており、少なくともドライバIC20の上方領域を電磁的に遮蔽するシールドとして機能される。なお、このカバー48は周壁34の外側面にまで延長されてもよく、このようにすればドライバIC20の側方領域についても電磁的に遮蔽する上で有利になる。   The attachment 40B has substantially the same configuration as that of the second embodiment, and the connector electrode 46 and the contact piece 47 are formed by a conductive material insert-molded in the frame body 41. Further, the attachment 40B is provided with a cover 48 made of a conductive material so as to cover the flange plate 44. The cover 48 is provided independently of the conductive material forming the contact piece 47. The front end of the cover 48 extends to the vicinity of the periphery of the micro LED 10 and functions as a shield that electromagnetically shields at least the upper region of the driver IC 20. The cover 48 may be extended to the outer surface of the peripheral wall 34, which is advantageous in electromagnetically shielding the side region of the driver IC 20 as well.

実施形態3では、パッケージ用の樹脂50によりマイクロLED10とドライバIC20とボンディグワイヤ24が封止されるので、これらを外部環境から保護し、信頼性を向上する。また、実施形態3では、図4に示したドライバIC20に構成されている電流制御回路のトランジスタ素子がMOSトランジスタで構成されている場合に、当該MOSトランジスタをカバー48での電磁シールド効果によって外部の電磁波や静電気から保護することが可能になる。これにより、ドライバIC20の電気的な信頼性を向上することも可能になる。   In the third embodiment, since the micro LED 10, the driver IC 20, and the bonding wire 24 are sealed by the package resin 50, these are protected from the external environment and the reliability is improved. In the third embodiment, when the transistor element of the current control circuit configured in the driver IC 20 illustrated in FIG. 4 is configured by a MOS transistor, the MOS transistor is externally connected by an electromagnetic shielding effect in the cover 48. It can be protected from electromagnetic waves and static electricity. As a result, the electrical reliability of the driver IC 20 can be improved.

本発明において、前記した各実施形態は、発光素子としてマイクロLEDを例示しているが、LEDアレイ、半導体レーザ、有機EL等をドライバICに搭載する光源モジュールであってもよい。また、本発明における発光素子とドライバICはそれぞれ1つに限られるものではなく、複数の発光素子とドライバICで構成される光源モジュールであってもよく、これらが一体的にあるいはそれぞれ個別にパッケージされる構成であってもよい。   In the present invention, each of the embodiments described above exemplifies a micro LED as a light emitting element, but may be a light source module in which an LED array, a semiconductor laser, an organic EL, and the like are mounted on a driver IC. In addition, the light emitting element and the driver IC in the present invention are not limited to one each, and may be a light source module including a plurality of light emitting elements and a driver IC, and these may be packaged integrally or individually. It may be configured.

本発明において、ベースに設けた入出力パッドに対して電気接続を行う構成は、必ずしも実施形態に記載のアタッチメントを用いた構成でなくてもよく、例えばベースにコネクタを設けて外部の電源・制御系に電気接続するように構成してもよい。   In the present invention, the configuration for electrical connection to the input / output pads provided on the base is not necessarily the configuration using the attachment described in the embodiment. For example, a connector is provided on the base and an external power supply / control is provided. It may be configured to be electrically connected to the system.

本発明において、ドライバICは絶縁基板上に電子部品を実装したハイブリッド型のICとして構成されてもよく、さらには発光素子に供給する電流を駆動する回路を備えるのみではなく、発光素子に供給する電力を制御するための制御回路の一部を含む構成であってもよい。   In the present invention, the driver IC may be configured as a hybrid IC in which an electronic component is mounted on an insulating substrate. Further, the driver IC is not only provided with a circuit for driving a current supplied to the light emitting element, but also supplied to the light emitting element. A configuration including a part of a control circuit for controlling electric power may be used.

1 光源モジュール
10 発光素子(マイクロLED)
20 ドライバIC(ドライバ装置)
30,30A,30B ベース
40,40A,40B アタッチメント
50 樹脂(封止材料)
111 ヒートシンク
200 電源・制御系
201 電源部
210 制御ECU
1 Light source module 10 Light emitting element (micro LED)
20 Driver IC (Driver Device)
30, 30A, 30B Base 40, 40A, 40B Attachment 50 Resin (sealing material)
111 Heat Sink 200 Power Supply / Control System 201 Power Supply Unit 210 Control ECU

Claims (8)

チップ状の発光素子と、この発光素子を駆動するドライバ装置を備え、前記発光素子を前記ドライバ装置に一体的に搭載した光源モジュールであって、前記発光素子の発光面が露呈された状態で当該発光素子と前記ドライバ装置が封止材料により封止されていることを特徴とする光源モジュール。   A light source module comprising a chip-like light emitting element and a driver device for driving the light emitting element, wherein the light emitting element is integrally mounted on the driver device, wherein the light emitting surface of the light emitting element is exposed. A light source module, wherein a light emitting element and the driver device are sealed with a sealing material. 前記ドライバ装置が実装されるベースを備えており、当該ベースはヒートシンクに取り付けられ、前記封止材料は当該ベース上に配設される請求項1に記載の光源モジュール。   The light source module according to claim 1, further comprising a base on which the driver device is mounted, the base being attached to a heat sink, and the sealing material being disposed on the base. 前記ドライバ装置は発光素子を駆動するための回路が集積されたドライバICとして構成されており、前記発光素子は当該ドライバICにフリップチップにより搭載されている請求項1又は2に記載の光源モジュール。   The light source module according to claim 1, wherein the driver device is configured as a driver IC in which a circuit for driving a light emitting element is integrated, and the light emitting element is mounted on the driver IC by a flip chip. 前記ベースは前記ドライバICに電気接続される配線を備えており、当該配線を介して外部の電源・制御系に電気接続される請求項3に記載の光源モジュール。   The light source module according to claim 3, wherein the base includes a wiring electrically connected to the driver IC, and is electrically connected to an external power supply / control system via the wiring. 前記ベースの配線に電気接続されるアタッチメントを備え、当該アタッチメントには前記外部の電源・制御系に電気接続するコネクタを備える請求項4に記載の光源モジュール。   The light source module according to claim 4, further comprising an attachment electrically connected to the wiring of the base, and the attachment including a connector electrically connected to the external power supply / control system. 前記ドライバICは前記ベースにフリップチップにより実装されている請求項3ないし5のいずれかに記載の光源モジュール。   6. The light source module according to claim 3, wherein the driver IC is mounted on the base by flip chip. 前記ドライバICは前記ベースにワイヤボンディングにより実装されている請求項3ないし5のいずれかに記載の光源モジュール。   6. The light source module according to claim 3, wherein the driver IC is mounted on the base by wire bonding. 前記封止材料は樹脂材である請求項1ないし7のいずれかに記載の光源モジュール。

The light source module according to claim 1, wherein the sealing material is a resin material.

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7405970B2 (en) 2019-11-06 2023-12-26 ヴァレオ ビジョン Assembly of light sources, powered vehicle lighting devices comprising same, and methods for manufacturing such assemblies

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0332447U (en) * 1989-08-04 1991-03-29
JP2005136224A (en) * 2003-10-30 2005-05-26 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Light-emitting diode illumination module
JP2012156265A (en) * 2011-01-25 2012-08-16 Citizen Electronics Co Ltd Installation structure of semiconductor light-emitting device
US20120207426A1 (en) * 2011-02-16 2012-08-16 International Business Machines Corporation Flip-chip packaging for dense hybrid integration of electrical and photonic integrated circuits
WO2016129658A1 (en) * 2015-02-13 2016-08-18 シチズン電子株式会社 Light-emitting device and method for manufacturing same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201706289U (en) * 2010-06-11 2011-01-12 张治洋 Light-emitting diode light source module
KR101508006B1 (en) * 2013-04-05 2015-04-06 주식회사 씨티에스 Light emitting diode type hybrid power package module
CN104039042A (en) * 2014-06-03 2014-09-10 佛山市金帮光电科技股份有限公司 LED integrated encapsulation COB light source with power supply drive IC
CN106098919B (en) * 2016-08-10 2019-02-19 广州硅能照明有限公司 High-thermal-conductivity and high-insulation LED light engine packaging structure and preparation method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0332447U (en) * 1989-08-04 1991-03-29
JP2005136224A (en) * 2003-10-30 2005-05-26 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Light-emitting diode illumination module
JP2012156265A (en) * 2011-01-25 2012-08-16 Citizen Electronics Co Ltd Installation structure of semiconductor light-emitting device
US20120207426A1 (en) * 2011-02-16 2012-08-16 International Business Machines Corporation Flip-chip packaging for dense hybrid integration of electrical and photonic integrated circuits
WO2016129658A1 (en) * 2015-02-13 2016-08-18 シチズン電子株式会社 Light-emitting device and method for manufacturing same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7405970B2 (en) 2019-11-06 2023-12-26 ヴァレオ ビジョン Assembly of light sources, powered vehicle lighting devices comprising same, and methods for manufacturing such assemblies

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