JP2921451B2 - 半導体発光モジュール - Google Patents
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- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光モジュ
ール、特に小型・薄型且つ高出力の半導体発光モジュー
ルに関するものである。
ール、特に小型・薄型且つ高出力の半導体発光モジュー
ルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】複数の半導体発光装置又は半導体発光素
子が単一の外囲体に組み込まれて成る半導体発光装置を
構成する所謂半導体発光モジュールは公知である。図９
に示す従来の半導体発光モジュールは、プリント基板
（１）と、プリント基板（１）に実装された複数個の発
光ダイオード（２）と、発光ダイオード（２）を包囲し
てプリント基板（１）に取り付けられた外囲体（３）か
ら成り、複数個の発光ダイオード（２）をそれぞれの配
光方向を揃えて一体に形成される。発光ダイオード
（２）は、外部リード（４）と、外部リード（４）の端
部に固定されたレンズ（５）とを有する。図示しない
が、外部リード（４）はヘッダ（皿状支持電極体）を備
え、レンズ（５）は外部リード（４）のヘッダに固着さ
れた発光ダイオード素子を封止する。
子が単一の外囲体に組み込まれて成る半導体発光装置を
構成する所謂半導体発光モジュールは公知である。図９
に示す従来の半導体発光モジュールは、プリント基板
（１）と、プリント基板（１）に実装された複数個の発
光ダイオード（２）と、発光ダイオード（２）を包囲し
てプリント基板（１）に取り付けられた外囲体（３）か
ら成り、複数個の発光ダイオード（２）をそれぞれの配
光方向を揃えて一体に形成される。発光ダイオード
（２）は、外部リード（４）と、外部リード（４）の端
部に固定されたレンズ（５）とを有する。図示しない
が、外部リード（４）はヘッダ（皿状支持電極体）を備
え、レンズ（５）は外部リード（４）のヘッダに固着さ
れた発光ダイオード素子を封止する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光通信を目
的として自動車に搭載される半導体発光モジュールにお
いては、モジュールが小面積（小型）であり且つ薄型で
あることが要求される。ここで、図９の半導体発光モジ
ュールでは、外部リード（４）を備え且つ個別に完成し
た樹脂封止型の発光ダイオード（２）を回路基板（１）
に配置した構成となっており、レンズ（５）の横幅Ｌ及
び高さＨが比較的大きいため、このような要求を満足す
ることができない。
的として自動車に搭載される半導体発光モジュールにお
いては、モジュールが小面積（小型）であり且つ薄型で
あることが要求される。ここで、図９の半導体発光モジ
ュールでは、外部リード（４）を備え且つ個別に完成し
た樹脂封止型の発光ダイオード（２）を回路基板（１）
に配置した構成となっており、レンズ（５）の横幅Ｌ及
び高さＨが比較的大きいため、このような要求を満足す
ることができない。
【０００４】これに対して、本願発明者は、図１０に示
すように、回路基板（１１）上に外部リードを有しない
表面実装型のチップ型発光ダイオード（１２）を複数個
配置し、このチップ型発光ダイオード（１２）のレンズ
（２４）に対向させて板状のアウタレンズ（１５）を設
けた半導体発光モジュールの製作を試みた。この半導体
発光モジュールによれば、チップ型の発光ダイオード
（１２）を使用するため、モジュールの小型化・薄型化
を図ることができる。しかしながら、図１０に示す半導
体発光モジュールは、この種の半導体発光モジュールに
おける重要なポイントである高出力及び鋭い光指向性を
十分に実現することができなかった。
すように、回路基板（１１）上に外部リードを有しない
表面実装型のチップ型発光ダイオード（１２）を複数個
配置し、このチップ型発光ダイオード（１２）のレンズ
（２４）に対向させて板状のアウタレンズ（１５）を設
けた半導体発光モジュールの製作を試みた。この半導体
発光モジュールによれば、チップ型の発光ダイオード
（１２）を使用するため、モジュールの小型化・薄型化
を図ることができる。しかしながら、図１０に示す半導
体発光モジュールは、この種の半導体発光モジュールに
おける重要なポイントである高出力及び鋭い光指向性を
十分に実現することができなかった。
【０００５】そこで、本発明は、前記の問題を解決でき
る新規な半導体発光モジュールを提供することを目的と
する。
る新規な半導体発光モジュールを提供することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体発光
モジュールは、一方の主面（１１ａ）に複数の接続用配
線導体（１６）を形成した回路基板（１１）と、回路基
板（１１）の一方の主面（１１ａ）側に配置され且つ接
続用配線導体（１６）により互いに電気的に接続された
複数の半導体発光装置（１２）と、複数の半導体発光装
置（１２）に近接して回路基板（１１）の一方の主面
（１１ａ）に垂設された反射壁（１３）と、複数の半導
体発光装置（１２）の上方に取り付けられ且つ複数の半
導体発光装置（１２）から発生した光を集光するアウタ
レンズ（１５）とを備えている。複数の半導体発光装置
（１２）の各々は、それぞれ接続用配線導体（１６）に
電気的に接続され且つ互いに離間した２つの発光素子配
線導体（２５）（２６）を形成した発光素子基板（２
２）と、発光素子基板（２２）の一方の主面（２２ａ）
に固着された半導体発光素子（２３）と、発光素子配線
導体（２５）（２６）の一方と半導体発光素子（２３）
とを電気的に接続するリード細線（２７）と、半導体発
光素子（２３）及びリード細線（２７）を封止する光透
過性樹脂から成り且つアウタレンズ（１５）側の主面に
球面状のインナレンズ（２４ｄ）が形成された角錐台形
状の発光素子レンズ（２４）とを備えている。反射壁
（１３）に対向しない発光素子レンズ（２４）の第１の
側面（２４ａ）は回路基板（１１）の一方の主面（１１
ａ）に対して第１の角度で傾斜し、反射壁（１３）に対
向する発光素子レンズ（２４）の第２の側面（２４ｂ）
は回路基板（１１）の一方の主面（１１ａ）に対して第
１の角度よりも大きい第２の角度で傾斜し、複数の半導
体発光装置（１２）から発生した光を反射壁（１３）に
よってアウタレンズ（１５）側に反射する。アウタレン
ズ（１５）の一方の主面（１５ａ）には複数の半導体発
光装置（１２）の各々に対応する楕円球面部（３３）が
形成され、発光素子レンズ（２４）の第１の側面（２４
ａ）を介して光が通過する楕円球面部（３３）の部分は
曲率が大きく、発光素子レンズ（２４）の第２の側面
（２４ｂ）を介して光が通過する楕円球面部（３３）の
部分は曲率が小さく形成される。更に、発光素子レンズ
（２４）のアウタレンズ（１５）側の主面には環状の平
坦部（２４ｅ）が形成され、平坦部（２４ｅ）の内縁か
らインナレンズ（２４ｄ）の底部へ向かって縮径する環
状の傾斜面（２４ｇ）が形成される。
モジュールは、一方の主面（１１ａ）に複数の接続用配
線導体（１６）を形成した回路基板（１１）と、回路基
板（１１）の一方の主面（１１ａ）側に配置され且つ接
続用配線導体（１６）により互いに電気的に接続された
複数の半導体発光装置（１２）と、複数の半導体発光装
置（１２）に近接して回路基板（１１）の一方の主面
（１１ａ）に垂設された反射壁（１３）と、複数の半導
体発光装置（１２）の上方に取り付けられ且つ複数の半
導体発光装置（１２）から発生した光を集光するアウタ
レンズ（１５）とを備えている。複数の半導体発光装置
（１２）の各々は、それぞれ接続用配線導体（１６）に
電気的に接続され且つ互いに離間した２つの発光素子配
線導体（２５）（２６）を形成した発光素子基板（２
２）と、発光素子基板（２２）の一方の主面（２２ａ）
に固着された半導体発光素子（２３）と、発光素子配線
導体（２５）（２６）の一方と半導体発光素子（２３）
とを電気的に接続するリード細線（２７）と、半導体発
光素子（２３）及びリード細線（２７）を封止する光透
過性樹脂から成り且つアウタレンズ（１５）側の主面に
球面状のインナレンズ（２４ｄ）が形成された角錐台形
状の発光素子レンズ（２４）とを備えている。反射壁
（１３）に対向しない発光素子レンズ（２４）の第１の
側面（２４ａ）は回路基板（１１）の一方の主面（１１
ａ）に対して第１の角度で傾斜し、反射壁（１３）に対
向する発光素子レンズ（２４）の第２の側面（２４ｂ）
は回路基板（１１）の一方の主面（１１ａ）に対して第
１の角度よりも大きい第２の角度で傾斜し、複数の半導
体発光装置（１２）から発生した光を反射壁（１３）に
よってアウタレンズ（１５）側に反射する。アウタレン
ズ（１５）の一方の主面（１５ａ）には複数の半導体発
光装置（１２）の各々に対応する楕円球面部（３３）が
形成され、発光素子レンズ（２４）の第１の側面（２４
ａ）を介して光が通過する楕円球面部（３３）の部分は
曲率が大きく、発光素子レンズ（２４）の第２の側面
（２４ｂ）を介して光が通過する楕円球面部（３３）の
部分は曲率が小さく形成される。更に、発光素子レンズ
（２４）のアウタレンズ（１５）側の主面には環状の平
坦部（２４ｅ）が形成され、平坦部（２４ｅ）の内縁か
らインナレンズ（２４ｄ）の底部へ向かって縮径する環
状の傾斜面（２４ｇ）が形成される。
【０００７】本発明では、外部リードを必要としないチ
ップ型発光ダイオード（１２）を用いるためモジュール
全体の小型化・薄型化が可能となる。また、チップ型発
光ダイオード（１２）にインナレンズ（２４ｄ）を形成
したため、インナレンズ（２４ｄ）とアウタレンズ（１
５）との組み合わせにより、鋭い光指向性が実現される
と共に、光出力の増大が達成される。特に、本発明で
は、発光素子レンズ（２４）の第２の側面（２４ｂ）か
ら導出された光は反射壁（１３）によってアウタレンズ
（１５）側に向きを変えられるので、半導体発光素子
（２３）から放出された光を有効に半導体発光モジュー
ルの外部に導出でき、更なる光出力の増大及び半導体発
光モジュールの小型化を達成できる。また、アウタレン
ズ（１５）に楕円球面部（３３）を形成し、発光素子レ
ンズ（２４）の第１の側面（２４ａ）を介して光が通過
する楕円球面部（３３）の部分の曲率を大きく、発光素
子レンズ（２４）の第２の側面（２４ｂ）を介して光が
通過する楕円球面部（３３）の部分の曲率を小さく形成
することにより、反射壁（１３）によって上方に偏位さ
れにくい発光素子レンズ（２４）の第１の側面（２４
ａ）を介して導出される光を良好に上方に導くことがで
き、十分な発光出力が得られると共に、半導体発光モジ
ュールの小型化に寄与できる。平坦部（２４ｅ）は、チ
ップ型発光ダイオード（１２）を回路基板（１１）の一
方の主面（１１ａ）上に実装する際に、吸着治具がチッ
プ型発光ダイオード（１２）を吸着するための面として
作用する。また、傾斜面（２４ｇ）を設けることによ
り、チップ型発光ダイオード（１２）の製造工程におい
て、トランスファモールド法等によって発光素子レンズ
（２４）を金型成形した後、発光素子レンズ（２４）を
金型から容易に離脱できる。更に、半導体発光素子（２
３）から発生してインナレンズ（２４ｄ）の側部を通過
する光の一部は、図５に示すように傾斜面（２４ｇ）に
おいて反射された結果、上方、即ちアウタレンズ（１
５）側に光路Ａを変えるので、半導体発光モジュールの
高輝度化を図ることができる。
ップ型発光ダイオード（１２）を用いるためモジュール
全体の小型化・薄型化が可能となる。また、チップ型発
光ダイオード（１２）にインナレンズ（２４ｄ）を形成
したため、インナレンズ（２４ｄ）とアウタレンズ（１
５）との組み合わせにより、鋭い光指向性が実現される
と共に、光出力の増大が達成される。特に、本発明で
は、発光素子レンズ（２４）の第２の側面（２４ｂ）か
ら導出された光は反射壁（１３）によってアウタレンズ
（１５）側に向きを変えられるので、半導体発光素子
（２３）から放出された光を有効に半導体発光モジュー
ルの外部に導出でき、更なる光出力の増大及び半導体発
光モジュールの小型化を達成できる。また、アウタレン
ズ（１５）に楕円球面部（３３）を形成し、発光素子レ
ンズ（２４）の第１の側面（２４ａ）を介して光が通過
する楕円球面部（３３）の部分の曲率を大きく、発光素
子レンズ（２４）の第２の側面（２４ｂ）を介して光が
通過する楕円球面部（３３）の部分の曲率を小さく形成
することにより、反射壁（１３）によって上方に偏位さ
れにくい発光素子レンズ（２４）の第１の側面（２４
ａ）を介して導出される光を良好に上方に導くことがで
き、十分な発光出力が得られると共に、半導体発光モジ
ュールの小型化に寄与できる。平坦部（２４ｅ）は、チ
ップ型発光ダイオード（１２）を回路基板（１１）の一
方の主面（１１ａ）上に実装する際に、吸着治具がチッ
プ型発光ダイオード（１２）を吸着するための面として
作用する。また、傾斜面（２４ｇ）を設けることによ
り、チップ型発光ダイオード（１２）の製造工程におい
て、トランスファモールド法等によって発光素子レンズ
（２４）を金型成形した後、発光素子レンズ（２４）を
金型から容易に離脱できる。更に、半導体発光素子（２
３）から発生してインナレンズ（２４ｄ）の側部を通過
する光の一部は、図５に示すように傾斜面（２４ｇ）に
おいて反射された結果、上方、即ちアウタレンズ（１
５）側に光路Ａを変えるので、半導体発光モジュールの
高輝度化を図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、発光ダイオードモジュール
に適用した本発明による半導体発光モジュールの実施の
形態を図１〜図８について説明する。図１に示す発光ダ
イオードモジュールは、回路基板（１１）、半導体発光
装置としてのチップ型発光ダイオード（表面実装型発光
ダイオード）（１２）、反射壁（１３）、外枠体（１
４）及びアウタレンズ（１５）から構成される。
に適用した本発明による半導体発光モジュールの実施の
形態を図１〜図８について説明する。図１に示す発光ダ
イオードモジュールは、回路基板（１１）、半導体発光
装置としてのチップ型発光ダイオード（表面実装型発光
ダイオード）（１２）、反射壁（１３）、外枠体（１
４）及びアウタレンズ（１５）から構成される。
【０００９】回路基板（１１）は例えばエポキシ樹脂等
から成る。図２に示すように、回路基板（１１）の一方
の主面（１１ａ）には複数本の帯状の接続用配線導体
（１６）と電極端子（１７）とが形成され、両者は連絡
配線導体（１７ａ）で電気的に接続される。また、図３
に示すように、回路基板（１１）の他方の主面（１１
ｂ）には屈曲した帯状の接続用配線導体（１８）が形成
される。一方の主面（１１ａ）側に形成された接続用配
線導体（１６）は、回路基板（１１）の一方の側面（１
１ｃ）から他方の側面（１１ｄ）の方向に向う第１の方
向に延伸し、延伸方向の途中に複数の間欠部（１９）が
設けられる。複数本の接続用配線導体（１６）の間には
反射板（１３）が垂設される。回路基板（１１）の一方
の側面（１１ｃ）の近傍には貫通孔（２０）が穿設さ
れ、接続用配線導体（１６）は貫通孔（２０）を通じて
一方の主面（１１ａ）から他方の主面（１１ｂ）に達す
る。電極端子（１７）の一方端は一方の主面（１１ａ）
上を第１の方向と直交する第２の方向に回路基板（１
１）の側面まで延伸し、更に基板の側壁に形成された切
り欠き部（２１）を通じて回路基板（１１）の他方の主
面（１１ｂ）側まで達する。接続用配線導体（１６）の
一方端と電極端子（１７）の一方端とは、回路基板（１
１）の他方の主面（１１ｂ）に形成された接続用配線導
体（１８）によって電気的に接続されている。
から成る。図２に示すように、回路基板（１１）の一方
の主面（１１ａ）には複数本の帯状の接続用配線導体
（１６）と電極端子（１７）とが形成され、両者は連絡
配線導体（１７ａ）で電気的に接続される。また、図３
に示すように、回路基板（１１）の他方の主面（１１
ｂ）には屈曲した帯状の接続用配線導体（１８）が形成
される。一方の主面（１１ａ）側に形成された接続用配
線導体（１６）は、回路基板（１１）の一方の側面（１
１ｃ）から他方の側面（１１ｄ）の方向に向う第１の方
向に延伸し、延伸方向の途中に複数の間欠部（１９）が
設けられる。複数本の接続用配線導体（１６）の間には
反射板（１３）が垂設される。回路基板（１１）の一方
の側面（１１ｃ）の近傍には貫通孔（２０）が穿設さ
れ、接続用配線導体（１６）は貫通孔（２０）を通じて
一方の主面（１１ａ）から他方の主面（１１ｂ）に達す
る。電極端子（１７）の一方端は一方の主面（１１ａ）
上を第１の方向と直交する第２の方向に回路基板（１
１）の側面まで延伸し、更に基板の側壁に形成された切
り欠き部（２１）を通じて回路基板（１１）の他方の主
面（１１ｂ）側まで達する。接続用配線導体（１６）の
一方端と電極端子（１７）の一方端とは、回路基板（１
１）の他方の主面（１１ｂ）に形成された接続用配線導
体（１８）によって電気的に接続されている。
【００１０】チップ型発光ダイオード（１２）は、図５
に示すように、発光素子基板（２２）と、この一方の主
面に固着された半導体発光素子としての発光ダイオード
素子（２３）と、光透過性樹脂から成る角錐台形状の発
光素子レンズ（２４）とを備える。発光素子基板（２
２）の一方の主面（２２ａ）には互いに離間した２つの
発光素子配線導体（２５）（２６）が形成され、一方の
配線導体（２５）の主面には発光ダイオード素子（２
３）の裏面に形成された電極が固着される。他方の配線
導体（２６）にはリード細線（２７）を介して発光ダイ
オード素子（２３）の上面に形成された電極が電気的に
接続される。図６に示すように、発光素子基板（２２）
の長手方向の両端には切り欠き部（２８）（２９）が形
成される。発光素子配線導体（２５）（２６）の一方端
はそれぞれ切り欠き部（２８）及び（２９）を通じて発
光素子基板（２２）の他方の主面まで延伸する。発光素
子基板（２２）の他方の主面には互いに離間した２つの
接続電極（３０）（３１）が形成され、それぞれ一方又
は他方の発光素子配線導体（２５）（２６）の一方端に
繋っている。発光素子レンズ（２４）は周知のトランス
ファモールドで形成され、発光ダイオード素子（２３）
及びリード細線（２７）を封止する。図１及び図３に示
すように、反射壁（１３）に対向しない発光素子レンズ
（２４）の第１の側面（２４ａ）は回路基板（１１）の
一方の主面（１１ａ）に対して第１の角度で傾斜し、反
射壁（１３）に対向する発光素子レンズ（２４）の第２
の側面（２４ｂ）は、回路基板（１１）の一方の主面
（１１ａ）に対して第１の角度よりも大きい第２の角度
で傾斜する。
に示すように、発光素子基板（２２）と、この一方の主
面に固着された半導体発光素子としての発光ダイオード
素子（２３）と、光透過性樹脂から成る角錐台形状の発
光素子レンズ（２４）とを備える。発光素子基板（２
２）の一方の主面（２２ａ）には互いに離間した２つの
発光素子配線導体（２５）（２６）が形成され、一方の
配線導体（２５）の主面には発光ダイオード素子（２
３）の裏面に形成された電極が固着される。他方の配線
導体（２６）にはリード細線（２７）を介して発光ダイ
オード素子（２３）の上面に形成された電極が電気的に
接続される。図６に示すように、発光素子基板（２２）
の長手方向の両端には切り欠き部（２８）（２９）が形
成される。発光素子配線導体（２５）（２６）の一方端
はそれぞれ切り欠き部（２８）及び（２９）を通じて発
光素子基板（２２）の他方の主面まで延伸する。発光素
子基板（２２）の他方の主面には互いに離間した２つの
接続電極（３０）（３１）が形成され、それぞれ一方又
は他方の発光素子配線導体（２５）（２６）の一方端に
繋っている。発光素子レンズ（２４）は周知のトランス
ファモールドで形成され、発光ダイオード素子（２３）
及びリード細線（２７）を封止する。図１及び図３に示
すように、反射壁（１３）に対向しない発光素子レンズ
（２４）の第１の側面（２４ａ）は回路基板（１１）の
一方の主面（１１ａ）に対して第１の角度で傾斜し、反
射壁（１３）に対向する発光素子レンズ（２４）の第２
の側面（２４ｂ）は、回路基板（１１）の一方の主面
（１１ａ）に対して第１の角度よりも大きい第２の角度
で傾斜する。
【００１１】更に、発光素子レンズ（２４）のアウタレ
ンズ（１５）側の主面（以下、発光素子レンズの上面と
いう）にはインナレンズ（２４ｄ）が形成される。即
ち、発光素子レンズ（２４）の上面の外縁に沿って平坦
部（２４ｅ）が形成され、平坦部（２４ｅ）の内側に環
状の溝部（２４ｆ）が形成され、溝部（２４ｆ）の内側
にその底部から半球状に突出する球面状のインナレンズ
（２４ｄ）が設けられる。インナレンズ（２４ｄ）の頂
部は平坦部（２４ｅ）とほぼ同一の平面上に位置する。
また、溝部（２４ｆ）は平坦部（２４ｅ）の内縁からイ
ンナレンズ（２４ｄ）の底部へ傾斜する環状の傾斜面
（２４ｇ）を有する。傾斜面（２４ｇ）はインナレンズ
（２４ｄ）の側部と対向する。平坦部（２４ｅ）は、チ
ップ型発光ダイオード（１２）を回路基板（１１）の一
方の主面（１１ａ）上に実装する際に、吸着治具がチッ
プ型発光ダイオード（１２）を吸着するための面として
作用する。また、傾斜面（２４ｇ）を設けることによ
り、チップ型発光ダイオード（１２）の製造工程におい
て、トランスファモールド法等によって発光素子レンズ
（２４）を金型成形した後、発光素子レンズ（２４）を
金型から容易に離脱できる。さらに、発光素子（２３）
から発生してインナレンズ（２４ｄ）の側部を通過する
光の一部は、図５に示すように傾斜面（２４ｇ）におい
て反射された結果、上方、即ちアウタレンズ（１５）側
に光路Ａを変えるので、半導体発光モジュールの高輝度
化を図ることができる。
ンズ（１５）側の主面（以下、発光素子レンズの上面と
いう）にはインナレンズ（２４ｄ）が形成される。即
ち、発光素子レンズ（２４）の上面の外縁に沿って平坦
部（２４ｅ）が形成され、平坦部（２４ｅ）の内側に環
状の溝部（２４ｆ）が形成され、溝部（２４ｆ）の内側
にその底部から半球状に突出する球面状のインナレンズ
（２４ｄ）が設けられる。インナレンズ（２４ｄ）の頂
部は平坦部（２４ｅ）とほぼ同一の平面上に位置する。
また、溝部（２４ｆ）は平坦部（２４ｅ）の内縁からイ
ンナレンズ（２４ｄ）の底部へ傾斜する環状の傾斜面
（２４ｇ）を有する。傾斜面（２４ｇ）はインナレンズ
（２４ｄ）の側部と対向する。平坦部（２４ｅ）は、チ
ップ型発光ダイオード（１２）を回路基板（１１）の一
方の主面（１１ａ）上に実装する際に、吸着治具がチッ
プ型発光ダイオード（１２）を吸着するための面として
作用する。また、傾斜面（２４ｇ）を設けることによ
り、チップ型発光ダイオード（１２）の製造工程におい
て、トランスファモールド法等によって発光素子レンズ
（２４）を金型成形した後、発光素子レンズ（２４）を
金型から容易に離脱できる。さらに、発光素子（２３）
から発生してインナレンズ（２４ｄ）の側部を通過する
光の一部は、図５に示すように傾斜面（２４ｇ）におい
て反射された結果、上方、即ちアウタレンズ（１５）側
に光路Ａを変えるので、半導体発光モジュールの高輝度
化を図ることができる。
【００１２】図１及び図３に示すように、チップ型発光
ダイオード（１２）は、回路基板（１１）上の接続用配
線導体（１６）に対してその間欠領域（１９）を架橋す
るように固着される。即ち、チップ型発光ダイオード
（１２）の一方の接続電極（３０）と他方の接続電極
（３１）は、それぞれ間欠領域（１９）の一方の側の接
続用配線導体（１６）と他方の側の接続用配線導体（１
６）に固着される。図１の発光ダイオードモジュールで
は、１本の接続用配線導体（１６）に間欠領域（１９）
に対応してそれぞれ４個のチップ型発光ダイオードが固
着されて互いに直列に電気的に接続され、５本の接続用
配線導体（１６）に合計２０個のチップ型発光ダイオー
ドが配設されている。
ダイオード（１２）は、回路基板（１１）上の接続用配
線導体（１６）に対してその間欠領域（１９）を架橋す
るように固着される。即ち、チップ型発光ダイオード
（１２）の一方の接続電極（３０）と他方の接続電極
（３１）は、それぞれ間欠領域（１９）の一方の側の接
続用配線導体（１６）と他方の側の接続用配線導体（１
６）に固着される。図１の発光ダイオードモジュールで
は、１本の接続用配線導体（１６）に間欠領域（１９）
に対応してそれぞれ４個のチップ型発光ダイオードが固
着されて互いに直列に電気的に接続され、５本の接続用
配線導体（１６）に合計２０個のチップ型発光ダイオー
ドが配設されている。
【００１３】反射壁（１３）は、反射性に優れた白色の
樹脂等から成る板材であり、回路基板（１１）の接続用
配線導体（１６）の間に垂直に固着される。図４に示す
ように、反射壁（１３）は、その上端が発光ダイオード
（１２）の発光素子レンズ（２４）の上面とほぼ同等か
それよりも上方に且つ接続用配線導体（１６）の延伸す
る方向に沿って配置される。外枠体（１４）は白色の樹
脂等から成り、図２に示すように、複数の発光ダイオー
ド（１２）を包囲するように回路基板（１１）の一方の
主面（１１ａ）に固着される。
樹脂等から成る板材であり、回路基板（１１）の接続用
配線導体（１６）の間に垂直に固着される。図４に示す
ように、反射壁（１３）は、その上端が発光ダイオード
（１２）の発光素子レンズ（２４）の上面とほぼ同等か
それよりも上方に且つ接続用配線導体（１６）の延伸す
る方向に沿って配置される。外枠体（１４）は白色の樹
脂等から成り、図２に示すように、複数の発光ダイオー
ド（１２）を包囲するように回路基板（１１）の一方の
主面（１１ａ）に固着される。
【００１４】アウタレンズ（１５）は光透過性に優れた
樹脂等から成り、図７に示すように、一方の主面（１５
ａ）に発光ダイオード（１２）に対応する２０個の楕円
球面部（３３）が形成される。図４に示すように、アウ
タレンズ（１５）の他方の主面（１５ｂ）は平面となっ
ており、反射壁（１３）の上面に固着されている。楕円
球面部（３３）は、図１に示すように、発光素子レンズ
（２４）の第１の側面（２４ａ）を介して光が通過する
部分は曲率が大きく、図４に示すように、発光素子レン
ズ（２４）の第２の側面（２４ｂ）を介して光が通過す
る部分は曲率が小さく形成される。楕円球面部（３３）
は、平面的に見て、接続用配線導体（１６）の延伸方向
（第１の方向）に長く、これに直交する第２の方向に短
く形成されている。
樹脂等から成り、図７に示すように、一方の主面（１５
ａ）に発光ダイオード（１２）に対応する２０個の楕円
球面部（３３）が形成される。図４に示すように、アウ
タレンズ（１５）の他方の主面（１５ｂ）は平面となっ
ており、反射壁（１３）の上面に固着されている。楕円
球面部（３３）は、図１に示すように、発光素子レンズ
（２４）の第１の側面（２４ａ）を介して光が通過する
部分は曲率が大きく、図４に示すように、発光素子レン
ズ（２４）の第２の側面（２４ｂ）を介して光が通過す
る部分は曲率が小さく形成される。楕円球面部（３３）
は、平面的に見て、接続用配線導体（１６）の延伸方向
（第１の方向）に長く、これに直交する第２の方向に短
く形成されている。
【００１５】本発明の実施の形態では、外部リードを必
要としないチップ型発光ダイオード（１２）を用いるた
めモジュール全体の小型化・薄型化が可能となる。ま
た、チップ型発光ダイオード（１２）にインナレンズ
（２４ｄ）を形成したため、インナレンズ（２４ｄ）と
アウタレンズ（１５）との組み合わせにより、鋭い光指
向性が実現されると共に、光出力の増大が達成される。
発光素子レンズ（２４）の第２の側面（２４ｂ）から導
出された光は反射壁（１３）によってアウタレンズ（１
５）側に向きを変えられるので、発光ダイオード素子
（２３）から放出された光を有効にモジュールの外部に
導出できる点においても光出力の増大が図れる。
要としないチップ型発光ダイオード（１２）を用いるた
めモジュール全体の小型化・薄型化が可能となる。ま
た、チップ型発光ダイオード（１２）にインナレンズ
（２４ｄ）を形成したため、インナレンズ（２４ｄ）と
アウタレンズ（１５）との組み合わせにより、鋭い光指
向性が実現されると共に、光出力の増大が達成される。
発光素子レンズ（２４）の第２の側面（２４ｂ）から導
出された光は反射壁（１３）によってアウタレンズ（１
５）側に向きを変えられるので、発光ダイオード素子
（２３）から放出された光を有効にモジュールの外部に
導出できる点においても光出力の増大が図れる。
【００１６】また、本発明の実施の形態によれば、チッ
プ型発光ダイオード（１２）の発光素子基板（２２）と
発光素子レンズ（２４）との接合面積が比較的小さいた
め、多数の温度サイクルが加わるような厳しい環境下で
使用しても、発光素子基板（２２）と発光素子レンズ
（２４）との線膨張係数差に起因して界面剥離等が生じ
ることがない。また、チップ型発光ダイオード（１２）
は、回路基板（１１）に組み込む前に特性を検査して不
良品を選別・除去できるため、チップ自体は勿論ワイヤ
ボンディングに起因する特性のばらつき及び歩留まりの
低下も回避できる。更に、特殊・複雑な製造工程を経ず
に製作できるのでコストの低減が可能である。このよう
に、本発明の実施の形態によれば、小型・薄型化、高出
力化が可能なばかりでなく、特性のばらつきを防止で
き、信頼性も高く且つ低コストの半導体発光モジュール
が得られる。
プ型発光ダイオード（１２）の発光素子基板（２２）と
発光素子レンズ（２４）との接合面積が比較的小さいた
め、多数の温度サイクルが加わるような厳しい環境下で
使用しても、発光素子基板（２２）と発光素子レンズ
（２４）との線膨張係数差に起因して界面剥離等が生じ
ることがない。また、チップ型発光ダイオード（１２）
は、回路基板（１１）に組み込む前に特性を検査して不
良品を選別・除去できるため、チップ自体は勿論ワイヤ
ボンディングに起因する特性のばらつき及び歩留まりの
低下も回避できる。更に、特殊・複雑な製造工程を経ず
に製作できるのでコストの低減が可能である。このよう
に、本発明の実施の形態によれば、小型・薄型化、高出
力化が可能なばかりでなく、特性のばらつきを防止で
き、信頼性も高く且つ低コストの半導体発光モジュール
が得られる。
【００１７】本発明の実施の形態は前記の例に限定され
ず、種々の変更が可能である。例えば、反射壁（１３）
に対向する発光素子レンズ（２４）の第２の側面（２４
ｂ）の回路基板（１１）の一方の主面（１１ａ）に対す
る傾斜角度（第２の角度）を、図４に示す形状よりも小
さくすることができる。しかし、発光素子レンズ（２
４）の第２の側面（２４ｂ）から横方向に放射される光
は反射壁（１３）によって上方向に導き出されるから、
第２の角度を小さくしなくても発光出力は十分に高いレ
ベルで達成される。むしろ、モジュールの小型化の点で
は、第２の角度を大きく（垂直に近く）することによっ
て発光ダイオード（１２）の横幅を狭くする方が有利で
ある。
ず、種々の変更が可能である。例えば、反射壁（１３）
に対向する発光素子レンズ（２４）の第２の側面（２４
ｂ）の回路基板（１１）の一方の主面（１１ａ）に対す
る傾斜角度（第２の角度）を、図４に示す形状よりも小
さくすることができる。しかし、発光素子レンズ（２
４）の第２の側面（２４ｂ）から横方向に放射される光
は反射壁（１３）によって上方向に導き出されるから、
第２の角度を小さくしなくても発光出力は十分に高いレ
ベルで達成される。むしろ、モジュールの小型化の点で
は、第２の角度を大きく（垂直に近く）することによっ
て発光ダイオード（１２）の横幅を狭くする方が有利で
ある。
【００１８】また、アウタレンズ（１５）の一方の主面
（１５ａ）を球面に形成してもよい。但し、モジュール
の小型化のためには、楕円球面即ち接続用配線導体（１
６）の延伸方向（第１の方向）に長手に形成する図７に
示す形態が望ましい。第２の方向に長手に形成すると、
反射壁（１３）で上方に偏位されにくい発光素子レンズ
（２４）の第１の側面（２４ａ）を介して導出される光
を上方に導く効果が損なわれるからである。また、イン
ナレンズ（２４ｄ）の頂部を平坦部（２４ｅ）より下方
に形成してもよい。尚、インナレンズ（２４ｄ）の頂部
を平坦部（２４ｅ）より上方に形成することもできる
が、装置の薄型化の点では不利となるので、平坦部（２
４ｅ）と同一平面上又は下方に形成するのが望ましい。
（１５ａ）を球面に形成してもよい。但し、モジュール
の小型化のためには、楕円球面即ち接続用配線導体（１
６）の延伸方向（第１の方向）に長手に形成する図７に
示す形態が望ましい。第２の方向に長手に形成すると、
反射壁（１３）で上方に偏位されにくい発光素子レンズ
（２４）の第１の側面（２４ａ）を介して導出される光
を上方に導く効果が損なわれるからである。また、イン
ナレンズ（２４ｄ）の頂部を平坦部（２４ｅ）より下方
に形成してもよい。尚、インナレンズ（２４ｄ）の頂部
を平坦部（２４ｅ）より上方に形成することもできる
が、装置の薄型化の点では不利となるので、平坦部（２
４ｅ）と同一平面上又は下方に形成するのが望ましい。
【００１９】
【実施例】回路基板（１１）の一方の主面（１１ａ）に
図８の点線Ａ部分に相当する発光回路部を形成し、他方
の主面（１１ｂ）に図８の点線Ｂ部分に相当するスイッ
チング回路等の部分を形成する形態とすることにより、
更に小型化・高集積化が達成できる。図８において、４
１はＦＥＴ、４２はトランジスタ、４３はツェナダイオ
ード、４４はコンデンサ、４５は電解コンデンサ、４６
はダイオード、４７〜４９は抵抗を示す。
図８の点線Ａ部分に相当する発光回路部を形成し、他方
の主面（１１ｂ）に図８の点線Ｂ部分に相当するスイッ
チング回路等の部分を形成する形態とすることにより、
更に小型化・高集積化が達成できる。図８において、４
１はＦＥＴ、４２はトランジスタ、４３はツェナダイオ
ード、４４はコンデンサ、４５は電解コンデンサ、４６
はダイオード、４７〜４９は抵抗を示す。
【００２０】
【発明の効果】前記の通り、本発明によれば、小型且つ
高輝度で、加えて鋭い光指向性及び光出力の増大が達成
できる半導体発光モジュールが得られる。
高輝度で、加えて鋭い光指向性及び光出力の増大が達成
できる半導体発光モジュールが得られる。
【図１】 本発明による半導体発光モジュールの断面図
【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図
【図３】 図１の底面図
【図４】 図２のＢ−Ｂ線断面図
【図５】 図１の半導体発光モジュールに適用される半
導体発光装置の断面図
導体発光装置の断面図
【図６】 図５の平面図
【図７】 アウタレンズの平面図
【図８】 本発明の実施例を示す回路図
【図９】 従来の半導体発光モジュールの断面図
【図１０】 従来の他の半導体発光モジュールの断面図
１１．．回路基板、 １１ａ．．一方の主面、 １１
ｂ．．他方の主面、 １２．．発光ダイオード（半導体
発光装置）、 １３．．反射壁、 １５．．アウタレン
ズ、 １５ａ．．一方の主面、 １５ｂ．．他方の主
面、 １６．．接続用配線導体、 １７．．電極端子、
２２．．発光素子基板、 ２２ａ．．一方の主面、
２３．．発光ダイオード素子（半導体発光素子）、 ２
４．．発光素子レンズ、 ２４ａ．．第１の側面、 ２
４ｂ．．第２の側面、 ２４ｃ．．接合部、 ２４
ｄ．．インナレンズ、 ２４ｅ．．平坦部、 ２４
ｇ．．傾斜面、２５,２６．．発光素子配線導体、 ２
７．．リード細線、 ３３．．楕円球面部
ｂ．．他方の主面、 １２．．発光ダイオード（半導体
発光装置）、 １３．．反射壁、 １５．．アウタレン
ズ、 １５ａ．．一方の主面、 １５ｂ．．他方の主
面、 １６．．接続用配線導体、 １７．．電極端子、
２２．．発光素子基板、 ２２ａ．．一方の主面、
２３．．発光ダイオード素子（半導体発光素子）、 ２
４．．発光素子レンズ、 ２４ａ．．第１の側面、 ２
４ｂ．．第２の側面、 ２４ｃ．．接合部、 ２４
ｄ．．インナレンズ、 ２４ｅ．．平坦部、 ２４
ｇ．．傾斜面、２５,２６．．発光素子配線導体、 ２
７．．リード細線、 ３３．．楕円球面部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−104488（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−29659（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−59705（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−28870（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−16168（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 33/00
Claims (3)
- 【請求項１】 一方の主面に複数の接続用配線導体を形
成した回路基板と、該回路基板の前記一方の主面側に配
置され且つ前記接続用配線導体により互いに電気的に接
続された複数の半導体発光装置と、該複数の半導体発光
装置に近接して前記回路基板の一方の主面に垂設された
反射壁と、前記複数の半導体発光装置の上方に取り付け
られ且つ前記複数の半導体発光装置から発生した光を集
光するアウタレンズとを備え、 前記複数の半導体発光装置の各々は、それぞれ前記接続
用配線導体に電気的に接続され且つ互いに離間した２つ
の発光素子配線導体を形成した発光素子基板と、該発光
素子基板の一方の主面に固着された半導体発光素子と、
前記発光素子配線導体の一方と前記半導体発光素子とを
電気的に接続するリード細線と、前記半導体発光素子及
び前記リード細線を封止する光透過性樹脂から成り且つ
前記アウタレンズ側の主面に球面状のインナレンズが形
成された角錐台形状の発光素子レンズとを備え、 前記反射壁に対向しない前記発光素子レンズの第１の側
面は前記回路基板の一方の主面に対して第１の角度で傾
斜し、前記反射壁に対向する前記発光素子レンズの第２
の側面は前記回路基板の一方の主面に対して前記第１の
角度よりも大きい第２の角度で傾斜し、 前記複数の半導体発光装置から発生した光を前記反射壁
によって前記アウタレンズ側に反射することを特徴とす
る半導体発光モジュール。 - 【請求項２】 前記アウタレンズの一方の主面には前記
複数の半導体発光装置の各々に対応する楕円球面部が形
成され、前記発光素子レンズの前記第１の側面を介して
光が通過する前記楕円球面部の部分は曲率が大きく、前
記発光素子レンズの前記第２の側面を介して光が通過す
る前記楕円球面部の部分は曲率が小さく形成された請求
項１に記載の半導体発光モジュール。 - 【請求項３】 前記発光素子レンズの前記アウタレンズ
側の主面には環状の平坦部が形成され、該平坦部の内縁
から前記インナレンズの底部へ向かって縮径する環状の
傾斜面が形成された請求項１に記載の半導体発光モジュ
ール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7257896A JP2921451B2 (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 半導体発光モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7257896A JP2921451B2 (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 半導体発光モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09102631A JPH09102631A (ja) | 1997-04-15 |
| JP2921451B2 true JP2921451B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=17312701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7257896A Expired - Fee Related JP2921451B2 (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 半導体発光モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2921451B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
| ITMI20030112A1 (it) * | 2003-01-24 | 2004-07-25 | Fraen Corp Srl | Elemento ottico multiplo per un dispositivo di illuminazione a led e dispositivo di illuminazione a led comprendente tale elemento ottico. |
| JP4131178B2 (ja) | 2003-02-28 | 2008-08-13 | 豊田合成株式会社 | 発光装置 |
| WO2005001944A1 (ja) | 2003-06-26 | 2005-01-06 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | レンズ付き発光素子およびその製造方法 |
| KR100599013B1 (ko) * | 2005-06-30 | 2006-07-12 | 서울옵토디바이스주식회사 | 복수개의 발광셀들을 갖는 발광소자 및 그것을 제조하는방법 |
| DE102005054955A1 (de) * | 2005-08-31 | 2007-04-26 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Lichtemittierendes Modul, insbesondere zur Verwendung in einem optischen Projektionsgerät und optisches Projektionsgerät |
| US8089077B2 (en) * | 2006-04-04 | 2012-01-03 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Light-emitting element array with micro-lenses and optical writing head |
-
1995
- 1995-10-04 JP JP7257896A patent/JP2921451B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09102631A (ja) | 1997-04-15 |
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