JP4877571B2 - 発光素子搭載用基板 - Google Patents
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Description
特に、電気スタンドや室内照明、各種ディスプレイ、交通信号機、自動車のヘッドライトなどの照明用光源として使用される。
また、特開平4−124863号公報の発明は、従来の金属製の放熱板、つまり放熱体を樹脂積層板外面に金属メッキ層を施した放熱体とする半導体パッケージである。
この金属メッキ層の金属として、銅、ニッケル、銀、金とするものである。
しかし、この放熱体の体積容量は樹脂積層材が主体であるため熱伝導率、放熱効率が悪く大電流高輝度発光の発光装置には適さない。
特に、この発明の支持部材は基板より熱伝導率が高く、銅板を支持部材(支持体)としの表面は発光素子からの光を効率よく反射させるため、キャビティを設けリフレクター構造としたり、また、支持部材(支持体)の表面を金、銀、銅、ニッケルや各種合金でメッキするものである。
特に、銀メッキは経時変化によりマイグレーションによる絶縁劣化で電気的信頼性に不安があった。
また、銀メッキやニッケルメッキは、発光素子の発熱・紫外線などの高輝度発光により銀メッキやニッケルメッキが変色し反射光束低下が大きくなり発光効率(lm/W)が低下する。従って、発光装置の輝度の安定化と長寿命化対応に問題があった。
さらに、メッキ処理をしていない熱伝導率の良い放熱機能を有する金属板(支持体)ならば発光素子の発熱・紫外線の高輝度発光と長時間使用によってもメッキ膜の変色が生じないから初期から光反射機能が高く、かつ輝度低下がほとんどない発光装置の輝度の安定化と長寿命化対応ができる。(発光装置の高輝度発光を維持できる。)
図1の符号1は配線板であり、片面配線板、両面配線板、多層配線板のいづれでもよい。これら配線板の上面に発光素子を電気的に接続するランド6と電気回路接続をする配線パターンを設ける。符号3は放熱機能と光反射機能とを兼ね備えた金属板3である。符号2は配線板1と金属板3とを張り合わせる接着シートである。
上記貫通孔7は円形(丸孔)の他に長円形、角形、多角形、異形などでもよい。
前記非貫通穴の底面にある金属板3に発光素子を搭載し、配線板1の絶縁樹脂を貫通した貫通孔7内部に発光素子を収容できるようにする。
発光素子に接続された上面ランド6を外部に電気的に接続する電極を配線板1の端面に設ける場合は両面配線板、または多層配線板に貫通導通穴(スルーホール)、又は非貫通導通穴とし、この穴の中央部を分割切断して端面電極とする。(本例は図示なし)
配線板1の貫通孔7の底面は金属板3で封鎖して非貫通穴を形成した構造となり、発光素子14を配線板1の貫通孔7直下にある金属板3に搭載し、この発光素子14と配線板1の上面にあるランド6とを金属線15でワイヤーボンデング接続する。
発光素子14から発する発光と金属板3からの反射光を配線板1の貫通孔7内部を通過(通光)させ、全反射率(正反射+拡散反射)が80%以上になるような金属板3を使用する。
なお、配線板1の貫通孔7内部を通過(通光)させて発光効率(lm/W)を高くして発光装置の輝度の安定化を図る構造であるから配線板1の厚み(t)は薄いほうが良い。また、金属板の反射面は正反射率が高いほうが発光効率(lm/W)が良好である。
特に、配線板1の貫通孔7を通過(通光)させて白色系の光反射機能が高い金属板3として熱伝導率が高く、かつ反射表面が発光素子の発熱・紫外線などの高輝度発光と長時間使用により変色しないアルミ板、アルミ成形品、特に、反射面を鏡面処理をした高反射アルミ板が良好である。
つまり、従来は配線板1の貫通孔7直下の厚膜銅箔に銀メッキを施した配線板を使用していたため発光素子の発熱・紫外線などの高輝度発光と長時間使用により銀メッキが変色し発光効率(lm/W)が低下する。
グラフでは、縦軸に初期の全光束を100%として点灯処理時間経過による光束低下率(%)、横軸に120℃の雰囲気中での点灯処理時間(hr)を示すものである。
参考として、発光装置の製品規格は40,000hrで初期の全光束の50%以上を維持できることが目標である。
本願発明のメッキ処理のされていない高反射アルミ板で閉孔した配線板(実線表示)は光束低下率(%)が40,000hrで2%〜3%未満である。(発光装置の輝度低下がほとんどない高輝度発光を維持できる。)
つまり、メッキ処理のされていない熱伝導率(放熱機能)の良い反射機能を有する金属板(反射体)なら発光装置の輝度の安定化と長寿命化対応ができる。
14…発光素子、15…金属線。
Claims (4)
- 発光素子を搭載する基板において、発光素子を搭載する金属板からの反射光を通過させる前記金属板に対して垂直方向の貫通孔を有する配線板と、この貫通孔直下に発光素子を搭載する金属板を張り合わせた構造で、該金属板は純度99.80%以上の平板のアルミ板で表面に成形加工、アルマイト処理または蒸着処理による鏡面処理がされている発光素子搭載用基板。
- 請求項1において、金属板の正反射率が70%以上である発光素子搭載用基板。
- 請求項1または2において、金属板の全反射率が85%以上でかつ正反射率が70%以上である発光素子搭載用基板。
- 請求項1から3の何れかに記載の金属板を白色系の光反射機能を有する高反射アルミ板とする発光素子搭載用基板。
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