JP2668140B2 - 発光モジュール - Google Patents
発光モジュールInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ボンディングワイヤの断線を起こし難いヒ
ートシンク型の発光モジュールに関する。
ートシンク型の発光モジュールに関する。
従来の技術 従来、発光ダイオードを樹脂モールドしてなるLEDラ
ンプを、回路パターンを設けたガラス・エポキシ基板上
に多数連結してなる発光体が知られていた。かかる発光
体は、ディスプレイや照明装置等の種々の発光装置分野
で使用されている。しかし、LEDランプの形成等その製
造効率に劣り、また放熱性に乏しくて蓄熱によるLEDラ
ンプの破壊を予防するために電流を小さくする必要があ
り、光度に劣る難点があった。
ンプを、回路パターンを設けたガラス・エポキシ基板上
に多数連結してなる発光体が知られていた。かかる発光
体は、ディスプレイや照明装置等の種々の発光装置分野
で使用されている。しかし、LEDランプの形成等その製
造効率に劣り、また放熱性に乏しくて蓄熱によるLEDラ
ンプの破壊を予防するために電流を小さくする必要があ
り、光度に劣る難点があった。
発明が解決しようとする課題 前記の難点を克服するものとしてヒートシンク型の発
光体が提案されている。これは、絶縁金属基板に多数の
窪みを設け、その各窪みに発光ダイオードを設置して発
光体を形成したものであり、絶縁金属基板に基づく良好
な放熱性に基づいて蓄熱を抑制できる結果、発光ダイオ
ードに高電流を流すことが可能になり、光度を高めるこ
とができる。
光体が提案されている。これは、絶縁金属基板に多数の
窪みを設け、その各窪みに発光ダイオードを設置して発
光体を形成したものであり、絶縁金属基板に基づく良好
な放熱性に基づいて蓄熱を抑制できる結果、発光ダイオ
ードに高電流を流すことが可能になり、光度を高めるこ
とができる。
前記したヒートシンク型発光体における多数の発光ダ
イオードは、絶縁金属基板上に絶縁層を介して設けた回
路パターンとワイヤボンディングされ、これにより発光
パターンや、各発光ダイオードに対する供給電流の強弱
により光度が制御される。また、発光装置の形成に際し
ては通例、発光ダイオードに対しレンズ層を設けて光方
向が制御され、そのレンズ層は強度等の点より一般に硬
質樹脂で形成される。
イオードは、絶縁金属基板上に絶縁層を介して設けた回
路パターンとワイヤボンディングされ、これにより発光
パターンや、各発光ダイオードに対する供給電流の強弱
により光度が制御される。また、発光装置の形成に際し
ては通例、発光ダイオードに対しレンズ層を設けて光方
向が制御され、そのレンズ層は強度等の点より一般に硬
質樹脂で形成される。
しかしながら、硬質樹脂からなるレンズ層で発光ダイ
オードと共にボンディングワイヤをカバーした場合、ボ
ンディングワイヤが断線して発光体の光度が低下しやす
いことが判明した。
オードと共にボンディングワイヤをカバーした場合、ボ
ンディングワイヤが断線して発光体の光度が低下しやす
いことが判明した。
本発明はその断線問題の克服を課題とする。
課題を解決するための手段 本発明は、発光ダイオードとボンディングワイヤを軟
質樹脂でカバーし、その上に硬質樹脂からなるレンズ層
を設けることにより前記の課題を克服したものである。
質樹脂でカバーし、その上に硬質樹脂からなるレンズ層
を設けることにより前記の課題を克服したものである。
すなわち本発明は、アルミニウム板の片面に絶縁層を
備えた絶縁金属基板に設けた窪みに設置された発光ダイ
オードが、その窪みを実質的に埋める状態に設けた軟質
樹脂により、前記絶縁金属基板上に絶縁層を介して設け
た回路パターンと通電するためのボンディングワイヤと
共にカバーされており、その軟質樹脂層の外側に硬質樹
脂からなるレンズ層を有することを特徴とする発光モジ
ュールを提供するものである。
備えた絶縁金属基板に設けた窪みに設置された発光ダイ
オードが、その窪みを実質的に埋める状態に設けた軟質
樹脂により、前記絶縁金属基板上に絶縁層を介して設け
た回路パターンと通電するためのボンディングワイヤと
共にカバーされており、その軟質樹脂層の外側に硬質樹
脂からなるレンズ層を有することを特徴とする発光モジ
ュールを提供するものである。
作用 硬質樹脂からなるレンズ層の内側に、第１図に例示の
如く窪みを実質的に埋める状態で軟質樹脂からなる層を
設け、その軟質樹脂層で発光ダイオードとボンディング
ワイヤをカバーすることによりヒートショックが緩和さ
れるためか、ボンディングワイヤの断線が防止、ないし
抑制される。
如く窪みを実質的に埋める状態で軟質樹脂からなる層を
設け、その軟質樹脂層で発光ダイオードとボンディング
ワイヤをカバーすることによりヒートショックが緩和さ
れるためか、ボンディングワイヤの断線が防止、ないし
抑制される。
実施例 第１図に本発明の発光モジュールを例示した。１が窪
み13を有する絶縁金属基板、２が回路パターン、３が発
光ダイオード、４がボンディングワイヤ、５が軟質樹脂
層、６がレンズ層である。
み13を有する絶縁金属基板、２が回路パターン、３が発
光ダイオード、４がボンディングワイヤ、５が軟質樹脂
層、６がレンズ層である。
絶縁金属基板１はアルミニウムからなる金属基板11
に、エポキシ系樹脂、ガラス繊維入りエポキシ系樹脂、
ポリオレフィンないし架橋ポリオレフィン、ポリイミド
系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート、アクリ
ル系樹脂の如き絶縁性材料からなる絶縁層12を設けてな
る。窪み13は例えば、絶縁金属基板を絞り加工すること
により形成することができ、その形成は回路パターン２
を形成した絶縁金属基板に対して行う方式が製造効率の
点より有利である。形成する窪みの形態は、例えば断面
に基づいて逆台形や半楕円形、放物線形など適宜に決定
してよく、深さは発光ダイオードの厚さの1.2〜15倍、
就中1.2〜５倍が一般的であるが、これに限定されな
い。
に、エポキシ系樹脂、ガラス繊維入りエポキシ系樹脂、
ポリオレフィンないし架橋ポリオレフィン、ポリイミド
系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート、アクリ
ル系樹脂の如き絶縁性材料からなる絶縁層12を設けてな
る。窪み13は例えば、絶縁金属基板を絞り加工すること
により形成することができ、その形成は回路パターン２
を形成した絶縁金属基板に対して行う方式が製造効率の
点より有利である。形成する窪みの形態は、例えば断面
に基づいて逆台形や半楕円形、放物線形など適宜に決定
してよく、深さは発光ダイオードの厚さの1.2〜15倍、
就中1.2〜５倍が一般的であるが、これに限定されな
い。
回路パターン２の形成は例えば、銅、金、ニッケル、
アルミニウムの如き金属、ないし合金からなる導電層を
絶縁金属基板の絶縁層12の上に設け、その導電層をパタ
ーンエッチング処理する方式などにより行うことができ
る。形成する回路パターンは例えば第２図の如く、リー
ド部21、発光ダイオード設置部22、ワイヤボンディング
部23等、絶縁金属基板１に設けた多数の窪み13に設置し
た各発光ダイオード３に、所定の通電を達成するパター
ンである。その場合、発光ダイオード３を設置する窪み
13の側壁部にも金属や合金からなる導電層を設けること
により、第１図の矢印の如く光の反射面として機能させ
ることができる。かかる反射面は必要に応じ、光沢研磨
や、ニッケル、金、クロムなどによる光沢メッキを施し
て反射率の向上がはかられる。なお反射面は必要に応じ
設けるもので、前記方式に代えて例えば光反射性のワニ
ス層やペイント層、白色レジスト層、金属蒸着層などを
別途に設けてもよい。
アルミニウムの如き金属、ないし合金からなる導電層を
絶縁金属基板の絶縁層12の上に設け、その導電層をパタ
ーンエッチング処理する方式などにより行うことができ
る。形成する回路パターンは例えば第２図の如く、リー
ド部21、発光ダイオード設置部22、ワイヤボンディング
部23等、絶縁金属基板１に設けた多数の窪み13に設置し
た各発光ダイオード３に、所定の通電を達成するパター
ンである。その場合、発光ダイオード３を設置する窪み
13の側壁部にも金属や合金からなる導電層を設けること
により、第１図の矢印の如く光の反射面として機能させ
ることができる。かかる反射面は必要に応じ、光沢研磨
や、ニッケル、金、クロムなどによる光沢メッキを施し
て反射率の向上がはかられる。なお反射面は必要に応じ
設けるもので、前記方式に代えて例えば光反射性のワニ
ス層やペイント層、白色レジスト層、金属蒸着層などを
別途に設けてもよい。
発光ダイオード３は、その裏面の電極部が回路パター
ン２と通電するよう銀ペーストの如き導電性接着剤を介
し、絶縁金属基板１の窪み13の底部に固定設置されてい
る。かつ発光ダイオード３の表面の電極部がボンディン
グワイヤ４を介し、隣接する窪みに配置した回路パター
ンと通電可能に接続されている。
ン２と通電するよう銀ペーストの如き導電性接着剤を介
し、絶縁金属基板１の窪み13の底部に固定設置されてい
る。かつ発光ダイオード３の表面の電極部がボンディン
グワイヤ４を介し、隣接する窪みに配置した回路パター
ンと通電可能に接続されている。
また発光ダイオード３は、これに接続されたボンディ
ングワイヤ４と共に、窪み13を実質的に埋める状態で設
けた透明な軟質樹脂層５でカバーされている。軟質樹脂
層の形成は例えば、樹脂液を塗工、ないし注形する方式
などにより行うことができ、必要に応じ絶縁金属基板の
全面に設けられる。軟質樹脂層の形成に用いる樹脂とし
ては、ヤング率が30kg/mm2以下、就中１〜10kg/mm2の透
明な樹脂層を形成するものが好ましく用いられる。その
例としては、シリコーン樹脂、ポリ−４−メチルペンテ
ン、ウレタン樹脂、アクリル系樹脂、ポリオレフィン、
ゴム系ポリマなどがあげられる。なお光度の点より、軟
質樹脂層をその外側に設けるレンズ層よりも屈折率の小
さい樹脂で形成することが有利である。
ングワイヤ４と共に、窪み13を実質的に埋める状態で設
けた透明な軟質樹脂層５でカバーされている。軟質樹脂
層の形成は例えば、樹脂液を塗工、ないし注形する方式
などにより行うことができ、必要に応じ絶縁金属基板の
全面に設けられる。軟質樹脂層の形成に用いる樹脂とし
ては、ヤング率が30kg/mm2以下、就中１〜10kg/mm2の透
明な樹脂層を形成するものが好ましく用いられる。その
例としては、シリコーン樹脂、ポリ−４−メチルペンテ
ン、ウレタン樹脂、アクリル系樹脂、ポリオレフィン、
ゴム系ポリマなどがあげられる。なお光度の点より、軟
質樹脂層をその外側に設けるレンズ層よりも屈折率の小
さい樹脂で形成することが有利である。
レンズ層６は凸レンズとする方式が一般であるが、凹
レンズとしてもよい。レンズ層はエポキシ樹脂、ポリカ
ーボネートなどの透明な硬質樹脂で形成される。レンズ
層の形成は例えば、絶縁金属基板の窪みに対応するよう
レンズ部を注形方式等により形成した硬質樹脂板を、軟
質樹脂層の上に紫外線硬化型樹脂の如き適宜な透明接着
剤を介して接着する方式などにより行うことができる。
レンズとしてもよい。レンズ層はエポキシ樹脂、ポリカ
ーボネートなどの透明な硬質樹脂で形成される。レンズ
層の形成は例えば、絶縁金属基板の窪みに対応するよう
レンズ部を注形方式等により形成した硬質樹脂板を、軟
質樹脂層の上に紫外線硬化型樹脂の如き適宜な透明接着
剤を介して接着する方式などにより行うことができる。
本発明の発光モジュールは、例えば看板等の発光表示
装置、車載用ストップランプ等の照明装置など、種々の
目的の発光体を形成するための発光モジュールとして適
用することができる。
装置、車載用ストップランプ等の照明装置など、種々の
目的の発光体を形成するための発光モジュールとして適
用することができる。
実施例１ 絶縁金属基板が厚さ500μｍのアルミニウム板の片面
にポリイミドからなる厚さ約30μｍの絶縁層を有し、表
部開口径1.5mm、底部径1.1mm、深さ0.4mmの逆台形状の
窪みを有するものからなり、回路パターンが厚さ35μｍ
の銅箔からなり、発光ダイオードが高さ0.2mm、表面積
0.1mm2、活性層のキャリア濃度約1017原子数／cm3、ダ
ブルヘテロ構造の赤色発光体からなり、ボンディングワ
イヤが直径30μｍの銅線からなり、軟質樹脂層がヤング
率9.8kg/mm2のシリコーン樹脂からなり、レンズ層がヤ
ング率230kg/mm2のエポキシ樹脂板（凸レンズ部の最大
厚さ3mm）からなる第１図に示した仕様の発光モジュー
ルを４個接続し、かつその接続ブロックを４列並列させ
た（発光モジュールの総数16個）発光体を作製した。
にポリイミドからなる厚さ約30μｍの絶縁層を有し、表
部開口径1.5mm、底部径1.1mm、深さ0.4mmの逆台形状の
窪みを有するものからなり、回路パターンが厚さ35μｍ
の銅箔からなり、発光ダイオードが高さ0.2mm、表面積
0.1mm2、活性層のキャリア濃度約1017原子数／cm3、ダ
ブルヘテロ構造の赤色発光体からなり、ボンディングワ
イヤが直径30μｍの銅線からなり、軟質樹脂層がヤング
率9.8kg/mm2のシリコーン樹脂からなり、レンズ層がヤ
ング率230kg/mm2のエポキシ樹脂板（凸レンズ部の最大
厚さ3mm）からなる第１図に示した仕様の発光モジュー
ルを４個接続し、かつその接続ブロックを４列並列させ
た（発光モジュールの総数16個）発光体を作製した。
実施例２ 軟質樹脂層をヤング率が5kg/mm2のシリコーン樹脂で
形成したほかは実施例１に準じ発光体を作製した。
形成したほかは実施例１に準じ発光体を作製した。
実施例３ 軟質樹脂層をヤング率が1kg/mm2のシリコーン樹脂で
形成したほかは実施例１に準じ発光体を作製した。
形成したほかは実施例１に準じ発光体を作製した。
比較例 軟質樹脂層に相当する部分をシリコーン樹脂に代え
て、ヤング率が230kg/mm2のエポキシ樹脂で形成したほ
かは実施例１に準じ発光体を作製した。
て、ヤング率が230kg/mm2のエポキシ樹脂で形成したほ
かは実施例１に準じ発光体を作製した。
評価試験 実施例、比較例で得た発光体を下記の試験に供した。
［高温高湿試験］ 60℃、95％RH雰囲気下に発光体を発光（電流30mA）さ
せ発光量の変化を調べた。
せ発光量の変化を調べた。
結果を第１表に示した。
［ヒートショック試験］ 高温側（100℃）15秒間、低温側５秒間、高温・低温
（昇温・冷却）の切替え所要時間３秒以内のタイムスケ
ジュールでJIS Ｃ 7021 A3の条件に従い５サイクル
与えたのち、ボンディングワイヤの断線の有無、及び発
光ダイオードの発光状態を調べた。
（昇温・冷却）の切替え所要時間３秒以内のタイムスケ
ジュールでJIS Ｃ 7021 A3の条件に従い５サイクル
与えたのち、ボンディングワイヤの断線の有無、及び発
光ダイオードの発光状態を調べた。
結果を第２表に示した。
発明の効果 本発明の発光モジュールによれば、発光ダイオードと
ボンディングワイヤを窪みを実質的に埋める状態に設け
た軟質樹脂層でカバーし、その上にレンズ層を設けたの
でボンディングワイヤが断線し難く、ヒートシンク型に
基づき光度が高いことに加えて、寿命ないし高光度発光
の持続力に優れる発光体を得ることができる。
ボンディングワイヤを窪みを実質的に埋める状態に設け
た軟質樹脂層でカバーし、その上にレンズ層を設けたの
でボンディングワイヤが断線し難く、ヒートシンク型に
基づき光度が高いことに加えて、寿命ないし高光度発光
の持続力に優れる発光体を得ることができる。
第１図は発光モジュールの実施例の断面図、第２図は回
路パターンの説明図である。 1:絶縁金属基板 11:金属基板 12:絶縁層 13:窪み 2:回路パターン 21:リード部 22:発光ダイオード設置部 23:ワイヤボンディング部 3:発光ダイオード 4:ボンディングワイヤ 5:軟質樹脂層 6:レンズ層
路パターンの説明図である。 1:絶縁金属基板 11:金属基板 12:絶縁層 13:窪み 2:回路パターン 21:リード部 22:発光ダイオード設置部 23:ワイヤボンディング部 3:発光ダイオード 4:ボンディングワイヤ 5:軟質樹脂層 6:レンズ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−19660（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−196878（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−106488（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】アルミニウム板の片面に絶縁層を備えた絶
縁金属基板に設けた窪みに設置された発光ダイオード
が、その窪みを実質的に埋める状態に設けた軟質樹脂に
より、前記絶縁金属基板上に絶縁層を介して設けた回路
パターンと通電するためのボンディングワイヤと共にカ
バーされており、その軟質樹脂層の外側に硬質樹脂から
なるレンズ層を有することを特徴とする発光モジュー
ル。 - 【請求項２】軟質樹脂層がヤング率10kg/mm2以下のシリ
コーン樹脂からなる請求項１に記載の発光モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1256171A JP2668140B2 (ja) | 1989-09-30 | 1989-09-30 | 発光モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1256171A JP2668140B2 (ja) | 1989-09-30 | 1989-09-30 | 発光モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03119769A JPH03119769A (ja) | 1991-05-22 |
| JP2668140B2 true JP2668140B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=17288897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1256171A Expired - Fee Related JP2668140B2 (ja) | 1989-09-30 | 1989-09-30 | 発光モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2668140B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007505493A (ja) * | 2003-09-09 | 2007-03-08 | クリー インコーポレイテッド | 半導体発光装置用の固体金属ブロック実装基板およびその製造のための酸化方法 |
Families Citing this family (15)
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| US6204523B1 (en) * | 1998-11-06 | 2001-03-20 | Lumileds Lighting, U.S., Llc | High stability optical encapsulation and packaging for light-emitting diodes in the green, blue, and near UV range |
| JP2004267947A (ja) * | 2003-03-10 | 2004-09-30 | Tohoku Ricoh Co Ltd | 光触媒装置 |
| JP4058627B2 (ja) * | 2003-03-14 | 2008-03-12 | 株式会社朝日ラバー | 半導体光学素子用樹脂レンズの製造方法 |
| KR100646093B1 (ko) * | 2004-12-17 | 2006-11-15 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자 패키지 |
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| JP5730229B2 (ja) * | 2006-05-10 | 2015-06-03 | 日立化成株式会社 | 光半導体装置及びその製造方法 |
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| JP6679306B2 (ja) * | 2015-12-28 | 2020-04-15 | シャープ株式会社 | 発光素子の製造方法 |
| JP2018060932A (ja) * | 2016-10-06 | 2018-04-12 | ローム株式会社 | Ｌｅｄパッケージ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS62106488A (ja) * | 1985-11-05 | 1987-05-16 | 市光工業株式会社 | 発光ダイオ−ドを用いた表示装置 |
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1989
- 1989-09-30 JP JP1256171A patent/JP2668140B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| JPH03119769A (ja) | 1991-05-22 |
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