JP3166114U

JP3166114U - 白色光ｌｅｄパッケージ構造

Info

Publication number: JP3166114U
Application number: JP2010008032U
Authority: JP
Inventors: 楊孝東
Original assignee: 紘華電子科技（上海）有限公司
Priority date: 2010-12-09
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2011-02-17
Anticipated expiration: 2020-12-09

Abstract

【課題】本考案は、補色光を使用し、回路基板上に直接チップ実装を行うという２種類の技術により、良好な白色光の演色指数と優れたＬＥＤチップの放熱効果を兼ね備える白色光ＬＥＤパッケージ構造を提供する。【解決手段】本考案の提供する白色光ＬＥＤパッケージ構造は主に、回路基板と、回路基板表面上に設置されて被覆エリアを形成するフレームと、被覆エリアに複数個の実装された低出力の主色光ＬＥＤチップと補色光ＬＥＤチップと、被覆エリア内に充填された蛍光粉と、被覆エリア内の開放端を覆う保護層を含む。また、各主色光ＬＥＤチップと補色光ＬＥＤチップは複数個のワイヤと回路基板の金属配線を通じて電気的接続している。【選択図】図２ｂ

Description

本考案はＬＥＤパッケージ構造に関するものであって、特に高い演色性を有する白色光ＬＥＤパッケージ構造に関するものである。

発光ダイオード（ＬＥＤ）はそれ自体の光学特性による多くの長所を有する。例えば、非常に長い使用寿命、極めて低い消費電力、冷光の有する安全防火効果、無騒音、紫外線放射等がその長所であり、ＬＥＤ照明器具は既存の照明器具に取って代わるのは逆らえない傾向である。

現在生産されている白色光源のＬＥＤパッケージ構造は２種類に区分される。１つは補色光を利用してＬＥＤの演色指数を高め、その実施方法は、まず高出力且つ異なるスペクトルを兼ね備えた複数個の表面実装発光ダイオード素子（ＳＭＤ−ＬＥＤ）を取ってから、各ＳＭＤ−ＬＥＤ１０の構造は図１ａに示すように表面実装技術を利用して、図１ｂに示すように、白色光源のＬＥＤパッケージ構造１２を構成する。つまり、この種のＬＥＤパッケージ構造は数個の異なる波長のＳＭＤ−ＬＥＤを組み合わせることで全体の白色光の演色指数を高める。例えば、図１ｂでは、２つの高出力白色光ＳＭＤ−ＬＥＤの中間に１つの高出力赤色光ＳＭＤ−ＬＥＤを混ぜる方式を採用し、全体の演色指数を高める。しかし、このような状況下では、高出力ＳＭＤ−ＬＥＤのチップ１３はまず接着層１４を通じて支持部１５上に接合してから、接着層１６を通じて支持部１５を回路基板１７に接合する。このため、少なくとも２度の接合プロセスを経る必要があり、より大きな接触熱抵抗が生じてしまう。熱抵抗が大きいほど稼動中のチップは急速に温度が上昇し、信頼性は低くなる。この現象は高いワット数の白色光源のＬＥＤパッケージ構造が集まった際に発生し、より顕著である。また、同じ電力のＳＭＤ−ＬＥＤを使用して低出力の白色光ＬＥＤパッケージ構造を集めた場合は、光出力がより低くなる問題がある。

もう１つの高出力白色光ＬＥＤパッケージ構造は、複数個の低出力青色光ＬＥＤを集め、被覆エリア内の赤緑蛍光粉と赤色蛍光粉を組み合わせて充填し、演色指数を高める。しかし、この構造では、演色指数を高めた後光出力が低下することがしばしば起こる。

これらの点を考慮し、上述した公知技術の欠点に対して、本考案は新しい白色光ＬＥＤパッケージ構造を提案し、上述の問題を克服する。本考案の主な目的は、補色光の使用及びチップの回路基板上への直接実装（Ｃｈｉｐｏｎｂｏａｒｄ，ＣＯＢ）という２種類の技術を組合せ、良好な白色光演色指数を獲得して優れたＬＥＤチップの放熱効果を兼ね備えた白色光ＬＥＤパッケージ構造を提供することである。

本考案のもう１つの目的は、白色光ＬＥＤパッケージ構造を提供し、白色光ＬＥＤパッケージ構造全体にかかるコストを低下させることである。

本考案の更なる目的は、使用する主色光ＬＥＤチップのワット数電力と、顧客が必要とする演色指数に基づいて、補色光ＬＥＤチップの数量調整を行う白色光ＬＥＤパッケージ構造を提供することである。

上述の目的を達成するため、本考案の提案する白色光ＬＥＤパッケージ構造は、回路基板を含み、回路基板の表面上にフレームを設置し、被覆エリアを形成する。被覆エリア内の回路基板上にはＭ個の低出力の主色光ＬＥＤチップとＮ個の低出力の補色光ＬＥＤチップを実装する。各主色光ＬＥＤチップと補色光ＬＥＤチップは数個のワイヤと回路基板の金属配線を通じて電気的接続しており、Ｍ＞Ｎ＞０である。被覆エリア内には更に蛍光粉を充填し、上述のＬＥＤチップの光線を吸収し、光で誘起された発光効果をもたらす。被覆エリアの開放端は保護層で覆われている。

本考案の白色光ＬＥＤパッケージ構造は、補色光の使用によって、白色光の演色指数を高めるだけでなく、接着層を使用して、ＬＥＤチップの放熱時に発生する接触熱抵抗を減少するのに有効であり、ＬＥＤチップ化同時に熱を排出する速度を速めることができる。また、本考案の白色光ＬＥＤパッケージ構造は全体的に比較的シンプルで、白色光ＬＥＤパッケージ構造のコストを低下させることができる。

また、本考案の白色光ＬＥＤパッケージ構造は、使用する主色光ＬＥＤチップのワット数電力と、顧客が必要とする演色指数に基づいて、補色光ＬＥＤチップの数量調整を行うことができる。

公知の表面実装型発光ダイオード素子（ＳＭＤ−ＬＥＤ）の構造を示す図。公知の図１ａの素子を利用して構成する白色光源のＬＥＤパッケージ構造を示す図。本考案の白色光ＬＥＤパッケージ構造の実施例平面図。本考案の白色光ＬＥＤパッケージ構造の断面図。

本考案の構造特徴と達成される効果の更なる理解と認識のため、図面を参照しながら好ましい実施例を挙げて以下に詳細に説明する。

本考案は、補色光を使用して演色指数を高め、チップを回路基板上への直接実装（Ｃｈｉｐｏｎｂｏａｒｄ，ＣＯＢ）するという２種類の技術を組合せ、良好な白色光演色指数を獲得して優れたＬＥＤチップの放熱効果を兼ね備えた、新しい白色光ＬＥＤパッケージ構造である。

以下は本考案の具体的実施例であるが、これによって本考案がこの実施例に基づく実施のみに限定されることはない。

図２ａは考案の白色光ＬＥＤパッケージ構造の実施例平面図であり、図２ｂは図２ａのＡ−Ａ’線断面図である。この実施例中では、低出力の赤色光ＬＥＤチップを以って補色光ＬＥＤチップとし、低出力の青色光ＬＥＤチップを以って主色光ＬＥＤチップとする。

図が示すように、本考案の白色光ＬＥＤパッケージ構造２０は、放熱効果を有する回路基板２２を含み、回路基板２２の表面上には、フレーム２４を設置して被覆エリア２６の境界を区切る。被覆エリア２６内の回路基板２２上にはＭ個の低出力の青色光ＬＥＤチップ２８とＮ個の低出力の赤色光ＬＥＤチップ３０を実装し、各青色光ＬＥＤチップ２８と赤色光ＬＥＤチップ３０はＣＯＢ方式を採用して直接回路基板２２上に接着し、Ｍ＞Ｎ＞０である。また、被覆エリア２６内には蛍光粉３２を充填し、上述の赤色光と青色光ＬＥＤチップ３０、２８の光線を吸収して、光で誘起された発光効果が生じる。複数個のワイヤ３４は、青色光ＬＥＤチップ２８と赤色光ＬＥＤチップ３０と回路基板２２の金属配線３３が電気的接続を形成するのに用いられる。保護層３６は、被覆エリア２６の開放端を覆い、導線３４と青色光ＬＥＤチップ２８と赤色光ＬＥＤチップ３０と蛍光粉３２をフレーム２４と保護層３６と回路基板２２の間に封止する。

本考案の青色光ＬＥＤチップ２８と赤色光ＬＥＤチップ３０はＣＯＢ方式を採用して直接回路基板２２上に接着するので、青色光ＬＥＤチップ２８と赤色光ＬＥＤチップ３０の稼動時に発生する熱は直接回路基板２２に送られて放出される。このようにして、赤色光と青色光のＬＥＤチップ３０、２８の温度による稼動の失敗が発生する確率を大幅に低下させる。

上述の蛍光分３２はイットリウムアルミニウムガーネット蛍光粉であってもよい。青色光ＬＥＤチップ２８と赤色光ＬＥＤチップ３０の出力は３ワット〜７０ワットである。

他にも、この実施例中では、青色光ＬＥＤチップ２８と赤色光ＬＥＤチップ３０の配列方式は、複数個の青色光ＬＥＤチップ２８中に１つの赤色光ＬＥＤチップ３０を挿入して一列とし、この列の青色光ＬＥＤチップ２８と赤色光ＬＥＤチップ３０は直列接続を採用する。

また、青色光ＬＥＤチップ２８と赤色光ＬＥＤチップ３０の回路基板２２上への接着は、青色光ＬＥＤチップ２８と赤色光ＬＥＤチップ３０の底面上に接着層３８を設置して、青色光ＬＥＤチップ２８と赤色光ＬＥＤチップ３０を回路基板２２上に接着する方式を採用する。この接着層３８ははんだ層であることができる。

上述では本考案の好ましい実施例を開示したに過ぎず、本考案の実施範囲を限定するものではない。従って、本考案の精神と領域を脱しない範囲内で加えた形状、構造、特徴など各種の変更や潤色は全て、本考案の実用新案登録請求の範囲内に含まれる。

１０ＳＭＤ−ＬＥＤ
１０ＬＥＤパッケージ構造
１３チップ
１４接着層
１５支持部
１６接着層
１７回路基板
２０白色光ＬＥＤパッケージ構造
２２プリント基板
２４フレーム
２６被覆エリア
２８青色光ＬＥＤチップ
３０青色光ＬＥＤチップ
３２蛍光粉
３３金属配線
３４ワイヤ
３６保護層
３８接着層

Claims

回路基板と、
前記回路基板表面に設置され、被覆エリアを形成するフレームと、前記被覆エリア内の前記回路基板上に実装され、Ｍ＞Ｎ＞０であるＭ個の低出力の主色光ＬＥＤチップとＮ個の低出力の補色光ＬＥＤチップと、前記主色光ＬＥＤチップと前記補色光ＬＥＤチップと回路基板の金属配線が電気的接続を形成するのに用いられる複数個のワイヤと、
前記被覆エリア内に充填される蛍光粉と、
前記被覆エリア内の開放端を覆う保護層と、
を含むことを特徴とする白色光ＬＥＤパッケージ構造。
前記蛍光粉がイットリウムアルミニウムガーネット蛍光粉であることを特徴とする、請求項１に記載の白色光ＬＥＤパッケージ構造。
前記主色光ＬＥＤチップと前記補色光ＬＥＤチップの配列は、複数個の前記主色光ＬＥＤチップの中間に１つの前記補色光ＬＥＤチップを挿設し一列とする方式を採用することを特徴とする、請求項１に記載の白色光ＬＥＤパッケージ構造。
前記配列の前記主色光ＬＥＤチップと前記補色光ＬＥＤチップは直列接続を採用することを特徴とする、請求項３に記載の白色光ＬＥＤパッケージ構造。
前記主色光ＬＥＤチップと前記補色光ＬＥＤチップの出力は３ワット〜７０ワットであることを特徴とする、請求項１に記載の白色光ＬＥＤパッケージ構造。
前記主色光ＬＥＤチップと前記補色光ＬＥＤチップの底面上に接着層を設け、前記主色光ＬＥＤチップと前記補色光ＬＥＤチップを前記回路基板上に実装することを特徴とする、請求項１に記載の白色光ＬＥＤパッケージ構造。
前記接着層ははんだ層であることを特徴とする、請求項６に記載の白色光ＬＥＤパッケージ構造。
前記主色光ＬＥＤチップは青色光ＬＥＤチップであり、前記補色光ＬＥＤチップは赤色光ＬＥＤチップであることを特徴とする、請求項１に記載の白色光ＬＥＤパッケージ構造。