JP5681407B2 - 発光モジュール - Google Patents
発光モジュール Download PDFInfo
- Publication number
- JP5681407B2 JP5681407B2 JP2010167480A JP2010167480A JP5681407B2 JP 5681407 B2 JP5681407 B2 JP 5681407B2 JP 2010167480 A JP2010167480 A JP 2010167480A JP 2010167480 A JP2010167480 A JP 2010167480A JP 5681407 B2 JP5681407 B2 JP 5681407B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- semiconductor light
- mounting substrate
- conductive
- conductive layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 102
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 94
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 15
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 20
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 229910001374 Invar Inorganic materials 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
- H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
- H01L33/642—Heat extraction or cooling elements characterized by the shape
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Description
本発明は、発光モジュールに関し、特に発光素子および発光素子を支持する実装基板を備えた発光モジュールに関する。
近年、省エネルギーや高信頼性などへの要求から、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体発光素子の用途が例えば車両用前照灯などに急激に拡大している。ここで、ＬＥＤをサブマウントに実装し、サブマウントを金属板に取り付けた発光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
上述の特許文献では、サブマウント部材とリードパターンとはボンディングワイヤなどの導電性部材を介して接続されている。導電性部材による影が生じて配光に影響が与えられることを回避すべく、このような導電性部材は発光面よりも下方に配置されることが本来好ましい。しかしながら、例えば上述の特許文献では、ボンディングワイヤが発光面よりも上方に配置されており、導電性部材による配光への影響回避という点において改善の余地がある。また、例えばフリップチップ方式の半導体発光素子を採用することにより、素子の実装面に設けられた電極からの発光素子への給電を可能とした場合においても、その電極と他のハウジングなどに設けられた導電性部材とを接続するために、やはりボンディングワイヤなどの導電性部材を用いる必要が生じる。したがって、このような場合においてもまた、導電性部材との接続工程の削減とその配光への影響回避との両立は容易ではない。
そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、発光モジュールの製造工程を簡易なものとしつつ、半導体発光素子への給電のための導電性部材による配光への影響を抑制することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の発光モジュールは、半導体発光素子が実装される実装基板と、実装基板に実装された半導体発光素子に導通するよう実装基板の表面上に設けられた導電層と、を備える。導電層は、実装基板の表面のうち半導体発光素子が実装される第１面よりも下方の第２面において半導体発光素子への給電を可能とするよう、第１面から第２面に延在する給電部を含む。
この態様によれば、まず半導体発光素子が実装される第１面よりも下方において、例えばワイヤボンディングするなど導電性部材を接続することによって給電部に給電可能となる。このため、この導電性部材の上方への突出量を抑制することができ、導電性部材による配光への影響を容易に抑制できる。また、第１面から第２面まで延在するよう導電層を設ける、という簡易な工程により第１面より下方における半導体発光素子への給電を簡易に実現できる。このため、第１面と第２面とをさらにワイヤボンディングするなどの工程を削減することができ、第１面と第２面との導通を簡易に実現できる。なお、導電層は、めっき、または蒸着によって実装基板の表面上に形成されてもよい。
実装基板は、第１面に複数の半導体発光素子が実装可能に設けられ、導電層は、第１面に実装された複数の半導体発光素子を互いに直列に接続させるよう第１面上に設けられた素子接続部をさらに含んでもよい。この態様によれば、第１面において複数の半導体発光素子を直列に接続することができ、この複数の半導体発光素子への給電を第１面よりも下方の第２面にて行うことができる。
実装基板は、第１面に複数の半導体発光素子が実装可能に設けられ、導電層は、実装基板に実装された複数の半導体発光素子の各々への個別の給電を第２面において可能とするよう、第１面から第２面にそれぞれ延在する複数の給電部を含んでもよい。この態様によれば、第１面において複数の半導体発光素子を並列に接続することができ、この複数の半導体発光素子への各々の給電を第１面よりも下方の第２面にて行うことができる。
上述の発光モジュールは、導電層と離間して配置される導電性部材と、導電層と導電性部材とを互いに導通させるよう導電層と導電性部材との双方に接続される導通部材と、導通部材の少なくとも一部を外気から封止する封止部材と、を備えてもよい。封止部材は、半導体発光素子の発光面よりも下方に位置するよう配置される。この態様によれば、封止部材によって導電部材を外部からの衝撃などから保護しつつ、導電部材による配光への影響も回避することができる。
実装基板の第１面の背向面に当接する当接面を有する放熱部材をさらに備えてもよい。放熱部材は、当接面の背向面が当接面よりも面積が大きくなるよう形成されていてもよい。この態様によれば、背向面による放熱をより促すことができ、半導体発光素子の発熱をより抑制することが可能となる。
本発明によれば、発光モジュールの製造工程を簡易なものとしつつ、半導体発光素子への給電のための導電性部材による配光への影響を抑制することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、実施形態という）について詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る発光モジュール１０の構成を示す図である。図１は、鉛直面による発光モジュール１０の断面を側方から見たときを示している。発光モジュール１０は、発光ユニット１２、支持部材１４、およびベースハウジング１６を備える。
図１は、第１の実施形態に係る発光モジュール１０の構成を示す図である。図１は、鉛直面による発光モジュール１０の断面を側方から見たときを示している。発光モジュール１０は、発光ユニット１２、支持部材１４、およびベースハウジング１６を備える。
発光ユニット１２は、半導体発光素子２０、実装基板２２、およびメッキ層２４を有する。半導体発光素子２０の各々には、ＬＥＤが採用される。ＬＥＤは、青色ＬＥＤでもよく、紫外線ＬＥＤでもよく、また他の色の光を発光するＬＥＤであってもよい。半導体発光素子２０の各々は、１ｍｍ角の正方形状に形成される。なお、半導体発光素子２０の各々は、例えば０．３ｍｍ角など他のサイズの正方形に形成されてもよく、正方形以外の矩形に形成されてもよい。また、半導体発光素子２０として、ＬＥＤに代えて例えばレーザダイオードなど略点状に面発光する他の素子状の半導体発光素子が採用されてもよい。
実装基板２２は、アルミナ、ＡｌＮ、またはＳｉの単一部材によって形成される。実装基板２２は板状に形成される。導電層であるメッキ層２４は、実装基板２２に半導体発光素子２０が実装されたとき半導体発光素子２０に導通するよう実装基板２２の表面上に設けられている。なお、メッキ層２４に代えて、導電性材料を上面２２ａの表面に蒸着させて導電層を形成してもよい。また、メッキ層２４に代えて、導電性材料によって形成された板状部材を折り曲げて実装基板２２の表面に固着させてもよい。
実装基板２２の上面２２ａには、複数の半導体発光素子２０が直線状に並ぶよう実装される。このとき複数の半導体発光素子２０の各々は、主光軸方向、すなわち発光面２０ａに垂直な方向が上方向となるよう実装基板２２に実装される。第１の実施形態では、単一の実装基板２２に４つの半導体発光素子２０が実装されるが、実装数が４に限られないことは勿論であり、１または４以外の複数であってもよい。また、複数の半導体発光素子２０は、平面的に分散して配置されるよう実装基板２２に実装されてもよい。
半導体発光素子２０の各々は、いわゆるフリップチップタイプのものが採用されている。半導体発光素子２０の各々は、Ａｕバンプ（図示せず）を介してメッキ層２４に接続され、実装基板２２に実装される。なお、半導体発光素子２０の各々はフリップチップタイプに限られず、例えば垂直チップタイプ、またはフェイスアップタイプのものが採用されてもよい。この場合、半導体発光素子２０は、素子上部から実装基板２２のメッキ層２４に導電性ワイヤなどの導電性部材によって接続される。
このように、第１の実施形態では、いわゆるサブマウント基板を介することなく、半導体発光素子２０が実装基板２２に直接実装される。これにより、サブマウント基板と実装基板とを固着させる工程を削減することができる。
支持部材１４は、実装基板２２を支持する。このように実装基板２２を支持部材１４に取り付けることによって、例えば半導体発光素子２０をＡｌＮなどによって形成されたサブマウント基板を介して、同じくＡｌＮなどによって形成された実装基板に取り付ける場合などに比べ、放熱性を向上させることができる。なお、支持部材１４は、実装基板２２よりも面積が大きくなるよう設けられている。これにより、一般的に高価な実装基板２２を小さくしつつ、放熱性の低下を抑制することができる。
支持部材１４は、上面１４ａに、実装基板２２の上面２２ａの背向面である下面２２ｄが当接して固定されており、これにより実装基板２２を支持している。支持部材１４は、銅などの金属の中でも放熱性が比較的高い材料によって形成される。したがって、支持部材１４は放熱部材として機能する。
第１の実施形態では、支持部材１４は、Ｃｕより熱膨張率、すなわち線膨張係数の低い金属およびＣｕからなる複合材料により形成される。具体的には、支持部材１４は、ＣｕとＭｏとを積層させたクラッド材により形成されている。以下、このクラッド材を「ＣＭＣ（Ｃｕ／Ｍｏ／Ｃｕ）」という。ＣＭＣは、Ｃｕ板とＭｏ板とをホットプレスにより拡散接合させることにより形成される。Ｍｏは、Ｃｕよりも低い線膨張係数を有する。このようなクラッド材を支持部材１４の材料として採用することによって、Ｃｕと同等のレベルの熱伝導率を達成しつつ、熱膨張率、すなわち線膨張係数をＣｕより小さくすることが可能となる。このため、実装基板２２との線膨張係数の差を抑制することができ、支持部材１４および実装基板２２の両者の間に生じる熱応力に起因する支持部材１４または実装基板２２へのクラックの発生を抑制することができる。
支持部材１４は、３層のＣｕの間に２層のＭｏの各々が挟まれるよう、ＣｕとＭｏとが積層されて構成されている。なお、支持部材１４におけるＣｕとＭｏの積層数などがこの態様に限られないことは勿論である。
支持部材１４の材質はＣＭＣに限られず、例えばＭｏを粉末形成したものにＣｕを含浸させＣｕ−Ｍｏ粉末複合材料が採用されてもよい。また、このＣｕ−Ｍｏ粉末複合材料をＣｕ板で挟んだ特殊クラッド材が採用されてもよい。この特殊クラッド材は、Ｃｕ−Ｍｏ粉末複合材料をＣｕ板で挟み、熱間圧延させることにより形成される。また、Ｃｕよりも線膨張係数が低いインバー（Invar）金属をＣｕ板で挟んだクラッド材が採用されてもよい。なおインバー金属は、ＮｉとＦｅからなる合金である。
実装基板２２は、融点が４５０℃以下の金属接合材料であるはんだによって支持部材１４に接合される。このような接合材料は実装基板２２と支持部材１４との間の熱膨張係数の差が小さいため、高い放熱性を確保しつつ熱応力に起因するクラックの発生を抑制することができる。なお、実装基板２２は、熱伝導率が３Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料からなる接着剤によって支持部材１４に接合されてもよい。これにより、放熱性能を確保しながら長期における信頼性を向上させることができる。
図２（ａ）は、第１の実施形態に係る発光ユニット１２の上面図であり、図２（ｂ）は、第１の実施形態に係る発光ユニット１２の正面図である。理解し易いよう、メッキ層２４にはハッチングを施して図示している。
実装基板２２は、段差面２２ｂを有する。段差面２２ｂは、上面２２ａより下方且つ上面２２ａと平行となるよう設けられる。メッキ層２４は、給電部２４ａおよび素子接続部２４ｂを有する。給電部２４ａおよび素子接続部２４ｂは、実装基板２２の表面上に互いに離間して配置される。給電部２４ａは、実装基板２２の表面のうち半導体発光素子２０が実装される上面２２ａよりも下方の段差面２２ｂにおいて半導体発光素子２０への給電を可能とするよう、上面２２ａから側面２２ｃを経て段差面２２ｂに延在する。これによって、上面２２ａより下方において給電部２４ａにＡｕワイヤ２８をボンディングすることが可能となる。給電部２４ａは２つ設けられ、一列に並設される複数の半導体発光素子２０の端に配置される２つの半導体発光素子２０にそれぞれが導通するよう配置されている。
素子接続部２４ｂは、上面２２ａに実装された複数の半導体発光素子２０の間を接続することで互いに直列に接続させるよう上面２２ａ上に設けられている。第１の実施形態では半導体発光素子２０は４つ設けられることから、素子接続部２４ｂは４つの半導体発光素子２０の間隔部の数である３つ設けられる。こうして、２つの給電部２４ａの間で電流を供給することにより、複数の半導体発光素子２０のすべてに電力を供給することができる。
半導体発光素子２０への給電ルートの形成方法として、上面２２ａ上に半導体発光素子２０に導通する電極を設け、段差面２２ｂに銅などの導電性部材を上面２２ａ上の電極とは別に設ける方法も考えられる。しかしながら、この方法では、実装基板２２の上面２２ａの電極と段差面２２ｂ上の導電性部材とをＡｕワイヤなどの線状の導電部材またはアルミリボンなどの帯状の導電部材で接続する必要が生じる。したがって、導電部材を取り付ける工程が別途必要となるばかりでなく、発光面２０ａより上方に突出させないよう導電部材を取り付けることは容易ではない。
このため第１の実施形態では、給電部２４ａと素子接続部２４ｂとは、メッキ処理によって実装基板２２の表面上に同時に固着される。これにより、メッキ層２４を設ける工程とは別にメッキ層２４と他の導電部材とを接続するためのＡｕワイヤをボンディングするなどの工程を削減することができ、発光ユニット１２の製造工程を簡易にすることができる。
段差面２２ｂに代えて、実装基板２２の表面のうち上面２２ａよりも下方の他の面に給電部２４ａが延在するよう設けられてもよい。このように上面２２ａよりも下方の面において半導体発光素子２０への給電を可能とするよう、上面２２ａから当該下方の面に延在する給電部２４ａを設けることにより、Ａｕワイヤなどの導電部材を取り付けることなく、上面２２ａよりも下方において半導体発光素子２０への給電が可能となる。このため、発光ユニット１２の製造工程を簡略化できるとともに、半導体発光素子２０が発する光によって形成される配光へ導電部材が影響することを回避できる。
例えば段差面２２ｂに代えて、上面２２ａから下方に向けて傾斜する傾斜面が設けられていてもよい。給電部２４ａは、上面２２ａからこの傾斜面に延在するよう設けられていてもよい。また、段差面２２ｂに代えて、上面２２ａから下方に凹む溝部が設けられてもよく、給電部２４ａは、上面２２ａからこの溝部の底部に延在するように設けられていてもよい。これらによっても、上面２２ａより下方において給電部２４ａにＡｕワイヤ２８をボンディングすることが可能となる。
図１に戻る。ベースハウジング１６は、樹脂によって形成される。なお、ベースハウジング１６の材質が樹脂に限られないことは勿論であり、他の絶縁材料によって形成されていてもよい。ベースハウジング１６は開口部１６ｂを有しており、この開口部１６ｂに支持部材１４の側面１４ｂが嵌め合わされ、両者が互いに固定される。
ベースハウジング１６は、上面と平行且つ上面より下方に設けられた段差面１６ａを有する。ベースハウジング１６の段差面１６ａは実装基板２２の段差面２２ｂと略同一の高さとなっている。なお、段差面１６ａと段差面２２ｂとが違う高さであってもよい。段差面１６ａ上には、薄い板状の導電性部材２６が設けられる。導電性部材２６は銅により形成されているが、他の導電性材料によって形成されてもよい。
導電性部材２６は、メッキ層２４と離間して配置される。導通部材であるＡｕワイヤ２８は、メッキ層２４と導電性部材２６とを互いに導通させるようメッキ層２４と導電性部材２６との双方に接続される。こうして、導電性部材２６から、Ａｕワイヤ２８、メッキ層２４を介して、複数の半導体発光素子２０に発光のための電力供給が可能となっている。
（第２の実施形態）
図３（ａ）は、第２の実施形態に係る発光ユニット５０の上面図であり、図３（ｂ）は、第２の実施形態に係る発光ユニット５０の正面図である。第２の実施形態に係る発光モジュールの構成は、発光ユニット１２に代えて発光ユニット５０が設けられ、さらに半導体発光素子２０の各々に個別に給電が可能となるよう設けられている以外は、第１の実施形態と同様である。以下、第１の実施形態と同様の個所は同一の符号を付して説明を省略する。
図３（ａ）は、第２の実施形態に係る発光ユニット５０の上面図であり、図３（ｂ）は、第２の実施形態に係る発光ユニット５０の正面図である。第２の実施形態に係る発光モジュールの構成は、発光ユニット１２に代えて発光ユニット５０が設けられ、さらに半導体発光素子２０の各々に個別に給電が可能となるよう設けられている以外は、第１の実施形態と同様である。以下、第１の実施形態と同様の個所は同一の符号を付して説明を省略する。
発光ユニット５０は、実装基板５２、メッキ層５４、および複数の半導体発光素子２０を有する。実装基板５２は、アルミナ、ＡｌＮ、またはＳｉの単一部材によって形成される。実装基板５２は板状に形成され、実装基板５２の上面２２ａ上に、複数の半導体発光素子２０が実装される。導電層であるメッキ層５４は、実装基板５２に半導体発光素子２０が実装されたとき半導体発光素子２０に導通するよう実装基板５２の表面上に設けられている。
実装基板５２には、複数の半導体発光素子２０が直線状に並ぶよう実装される。第２の実施形態においても、単一の実装基板５２に４つの半導体発光素子２０が実装されるが、実装数が４に限られないことは勿論であり、１または４以外の複数であってもよい。また、複数の半導体発光素子２０は、平面的に分散して配置されるよう実装基板５２に実装されてもよい。
実装基板５２は、段差面５２ｂを有する。段差面５２ｂは、上面５２ａより下方且つ上面５２ａと平行となるよう設けられる。メッキ層５４は、複数の給電部５４ａを有する。給電部５４ａは、実装基板５２の表面上に互いに離間して配置される。複数の給電部５４ａの各々は、実装基板５２の表面のうち半導体発光素子２０が実装される上面５２ａよりも下方の段差面５２ｂにおいて、複数の半導体発光素子２０への個別の給電を可能とするよう、上面５２ａから側面５２ｃを経て段差面５２ｂに延在する。これによって、複数の半導体発光素子２０へ個別の給電するためのＡｕワイヤ２８を上面５２ａより下方において給電部５４ａにボンディングすることが可能となる。
給電部５４ａは、２つで１つの半導体発光素子２０に電力を供給するため、半導体発光素子２０の数の２倍の数だけ設けられる。第２の実施形態では半導体発光素子２０は４個設けられるため、８つの給電部５４ａが設けられている。
段差面５２ｂは、半導体発光素子２０を挟むよう２つ設けられている。２つの段差面５２ｂの各々は、半導体発光素子２０の並設方向に平行に延在している。一つの半導体発光素子２０に電力を供給するための２つの給電部５４ａの一方は２つの段差面５２ｂの一方に設けられ、２つの給電部５４ａの他方は２つの段差面５２ｂの他方に設けられる。第２の実施形態では４つの半導体発光素子２０が実装基板５２の上面５２ａに実装されるため、４つの給電部５４ａが実装基板５２の上面５２ａから一方の段差面５２ｂに延在し、他の４つの給電部５４ａが実装基板５２の上面５２ａから他方の段差面５２ｂに延在する。
複数の給電部５４ａの各々は、メッキ処理により実装基板５２の表面上に同時に固着される。このとき、半導体発光素子２０の配置間隔が近いため、段差面５２ｂにおける給電部５４ａの各々の面積を大きく取るためには、隣接する給電部５４ａ同士の間隔を微小にする必要がある。
このため、第２の実施形態では、メッキ処理工程では一つの段差面５２ｂに形成すべき４つの給電部５４ａは、段差面５２ｂ上では互いに繋がった状態のメッキとしてまず形成する。メッキ処理工程の終了後、隣り合う給電部５４ａの間隔部分となるメッキをレーザー加工によって除去し、４つの給電部５４ａを互いに分離させる。なお、レーザー加工に代えてダイシング加工によって４つの給電部５４ａを互いに分離させてもよい。
このように実装基板５２の表面のうち半導体発光素子２０が実装される上面５２ａよりも下方の面において複数の半導体発光素子２０の各々への個別の給電を可能とするよう、上面５２ａからその下方の面に延在する複数の給電部を設けることにより、Ａｕワイヤなどの導電部材を取り付けることなく、上面５２ａよりも下方において半導体発光素子２０への給電が可能となる。このため、発光ユニット１２の製造工程を簡略化できるとともに、半導体発光素子２０が発する光によって形成される配光へ導電部材が影響することを回避できる。
段差面５２ｂに代えて、実装基板５２の表面のうち上面５２ａよりも下方の他の面に複数の給電部５４ａの各々が延在するよう設けられてもよい。このように上面５２ａよりも下方の面において複数の半導体発光素子２０の各々への個別の給電を可能とするよう、上面５２ａから当該下方の面に延在する複数の給電部５４ａを設けることにより、Ａｕワイヤなどの導電部材を取り付けることなく、上面５２ａよりも下方において複数の半導体発光素子２０への個別の給電が可能となる。
例えば段差面５２ｂに代えて、上面５２ａから下方向けて傾斜する傾斜面が設けられていてもよい。給電部５４ａは、上面５２ａからこの傾斜面に延在するよう設けられていてもよい。また、段差面５２ｂに代えて、上面５２ａから下方に凹む溝部が設けられてもよく、給電部５４ａは、上面５２ａからこの溝部の底部に延在するように設けられていてもよい。これらによっても、上面５２ａより下方において給電部５４ａにＡｕワイヤ２８をボンディングすることが可能となる。
（第３の実施形態）
図４は、第３の実施形態に係る発光モジュール８０の構成を示す図である。以下、上述の実施形態と同様の個所については同一の符号を付して説明を省略する。
図４は、第３の実施形態に係る発光モジュール８０の構成を示す図である。以下、上述の実施形態と同様の個所については同一の符号を付して説明を省略する。
発光モジュール８０は、発光ユニット１２、支持部材８２、およびベースハウジング８４を備える。支持部材８２は、実装基板２２と当接する上面８２ａに背向する下面８２ｂが、上面８２ａよりも面積が大きくなるよう形成されている。
具体的には、支持部材８２は、上面８２ａ近傍の側面８２ｃよりも外側に突出する拡大部８２ｄが下面８２ｂの近傍に設けられている。これにより、下面８２ｂの面積は上面８２ａの面積が大きくなっている。このため、ベースハウジング８４には、この拡大部８２ｄを収容するための凹部８４ｂが設けられている。この点以外は、ベースハウジング８４は上述のベースハウジング１６と同様に形成される。したがって、ベースハウジング８４は、上面と平行且つ上面より下方に設けられた段差面８４ａを有し、この段差面８４ａ上に導電性部材２６が設けられる。このように下面８２ｂの面積を大きくすることにより、下面８２ｂからより多くの熱を放出させることが可能となる。
（第４の実施形態）
図５は、第４の実施形態に係る発光モジュール１００の構成を示す図である。以下、上述の実施形態と同様の個所については同一の符号を付して説明を省略する。
図５は、第４の実施形態に係る発光モジュール１００の構成を示す図である。以下、上述の実施形態と同様の個所については同一の符号を付して説明を省略する。
発光モジュール１００は、発光ユニット１２、支持部材８２、およびベースハウジング８４によって形成される溝部に封止部材１０２が設けられる以外は、第３の実施形態に係る発光モジュール８０と同様に構成される。
封止部材１０２は樹脂材料を溝部に充填して固化させたものであり、溝部にあるＡｕワイヤ２８の全体を外気から封止する。これにより、Ａｕワイヤ２８を外部からの衝撃から保護してＡｕワイヤ２８の接続信頼性を高めることができるとともに、Ａｕワイヤ２８による配光への影響を抑制することができる。なお封止部材１０２は、Ａｕワイヤ２８のうち、例えばボンディング部分など一部を外気から封止してもよい。
第４の実施形態では、封止部材１０２は、半導体発光素子２０が実装されるメッキ層２４の上面よりも下方に位置するよう溝部に充填される。なお、封止部材１０２は、半導体発光素子２０の発光面２０ａよりも下方に位置するよう溝部に充填されてもよい。封止部材１０２は、実装基板２２の上面２２ａよりも下方に位置するよう溝部に充填されてもよい。
封止部材１０２に代えて、カバーが設けられてもよい。カバーは、Ａｕワイヤ２８が発光面２０ａよりも下方に位置するようＡｕワイヤ２８の上方に配置されてもよい。また、カバーは、Ａｕワイヤ２８が実装基板２２の上面２２ａよりも下方に位置するようＡｕワイヤ２８の上方に配置されてもよい。このときカバーは、発光ユニット１２とベースハウジング８４との間に形成され、Ａｕワイヤ２８が収容される溝部を外気から封止するよう、発光ユニット１２とベースハウジング８４との間に設けられてもよい。したがって、このカバーもまた封止手段として機能する。このようにカバーを設けることによっても、Ａｕワイヤ２８の接続信頼性を高めるとともに、Ａｕワイヤ２８による配光への影響を抑制することができる。
本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。以下、そのような例をあげる。
ある変形例では、半導体発光素子２０は、板状のサブマウント基板の上面に実装され、サブマウント基板の下面が板状の実装基板の上面にはんだなどによって固定され、基板ユニットが形成される。このため、サブマウント基板も、半導体発光素子２０が実装される実装基板として機能する。サブマウント基板および実装基板の材質の各々の材質は、上述の実装基板２２と同じ材質であってもよい。
サブマウント基板は実装基板よりも面積が小さく形成されている。このため、サブマウント基板を実装基板に固定したときに、サブマウント基板に覆われない実装基板の表面に段差面が設けられる。
この場合も、サブマウント基板に実装された半導体発光素子２０に導通するよう、サブマウント基板の表面上に導電層が設けられる。この変形例においても、実装基板の段差面から半導体発光素子２０への給電が可能となるよう、導電層は、サブマウント基板の表面のうち半導体発光素子２０が実装される上面から、実装基板の段差面に延在する給電部を含む。このように、上述の実施形態において実装基板２２または実装基板５２が、サブマウント基板と実装基板との複数部材の組み合わせによって形成された場合においても、サブマウント基板の上面に設けられた導電性部材にＡｕワイヤをボンディングするなどの工程を削減することができ、発光ユニット１２の製造工程を簡易にすることができる。
１０ 発光モジュール、 １２ 発光ユニット、 １４ 支持部材、 １６ ベースハウジング、 １６ａ 段差面、 ２０ 半導体発光素子、 ２２ 実装基板、 ２２ａ 上面、 ２２ｂ 段差面、 ２４ メッキ層、 ２４ａ 給電部、 ２４ｂ 素子接続部、 ２６ 導電性部材、 ２８ Ａｕワイヤ、 ５２ 実装基板、 ５４ａ 給電部、 ８０ 発光モジュール、 １００ 発光モジュール、 １０２ 封止部材。
Claims (5)
- 半導体発光素子が実装される実装基板と、
前記実装基板に実装された半導体発光素子に導通するよう前記実装基板の表面上に設けられた導電層と、
前記導電層と離間して配置される導電性部材と、
前記導電層と前記導電性部材とを互いに導通させるよう前記導電層と前記導電性部材との双方に接続される導電性ワイヤと、
を備え、
前記導電層は、前記実装基板の表面のうち半導体発光素子が実装される第１面よりも下方の第２面において前記半導体発光素子への給電を可能とするよう、第１面から第２面に延在する給電部を含み、
前記導電性ワイヤは、前記実装基板の第２面上の給電部と前記導電性部材とを接続し、
前記第２面は、前記導電性部材と略同一の高さである、
ことを特徴とする発光モジュール。 - 前記実装基板は、第１面に複数の半導体発光素子が実装可能に設けられ、
前記導電層は、第１面に実装された複数の半導体発光素子を互いに直列に接続させるよう第１面上に設けられた素子接続部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の発光モジュール。 - 前記実装基板は、第１面に複数の半導体発光素子が実装可能に設けられ、
前記導電層は、前記実装基板に実装された複数の半導体発光素子の各々への個別の給電を第２面において可能とするよう、第１面から第２面にそれぞれ延在する複数の給電部を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光モジュール。 - 前記導電性ワイヤの少なくとも一部を外気から封止する封止部材をさらに備え、
前記封止部材は、前記半導体発光素子の発光面よりも下方に位置するよう配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の発光モジュール。 - 前記実装基板の第１面の背向面に当接する当接面を有する放熱部材をさらに備え、
前記放熱部材は、前記当接面の背向面が前記当接面よりも面積が大きくなるよう形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の発光モジュール。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010167480A JP5681407B2 (ja) | 2010-07-26 | 2010-07-26 | 発光モジュール |
| PCT/JP2011/003543 WO2012014372A1 (ja) | 2010-07-26 | 2011-06-21 | 発光モジュール |
| US13/715,498 US8803168B2 (en) | 2010-07-26 | 2012-12-14 | Light emitting module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010167480A JP5681407B2 (ja) | 2010-07-26 | 2010-07-26 | 発光モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012028648A JP2012028648A (ja) | 2012-02-09 |
| JP5681407B2 true JP5681407B2 (ja) | 2015-03-11 |
Family
ID=45529611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010167480A Active JP5681407B2 (ja) | 2010-07-26 | 2010-07-26 | 発光モジュール |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8803168B2 (ja) |
| JP (1) | JP5681407B2 (ja) |
| WO (1) | WO2012014372A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7092496B2 (ja) * | 2017-12-22 | 2022-06-28 | 晶呈科技股▲分▼有限公司 | 垂直型発光ダイオードダイの構造およびその製造方法 |
| CN110546751A (zh) * | 2018-06-11 | 2019-12-06 | 厦门三安光电有限公司 | 发光组件 |
| EP3745090B1 (de) | 2019-05-27 | 2021-07-14 | Dr. Johannes Heidenhain GmbH | Lichtquelle sowie verfahren zu deren herstellung und positionsmesseinrichtung mit einer lichtquelle |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4432275B2 (ja) * | 2000-07-13 | 2010-03-17 | パナソニック電工株式会社 | 光源装置 |
| CN1212676C (zh) | 2001-04-12 | 2005-07-27 | 松下电工株式会社 | 使用led的光源装置及其制造方法 |
| JP2003008072A (ja) * | 2001-06-25 | 2003-01-10 | Citizen Electronics Co Ltd | 発光ダイオード |
| JP4123105B2 (ja) * | 2003-05-26 | 2008-07-23 | 松下電工株式会社 | 発光装置 |
| JP4288481B2 (ja) * | 2003-10-02 | 2009-07-01 | シチズン電子株式会社 | 発光ダイオード |
| EP2280430B1 (en) * | 2005-03-11 | 2020-01-01 | Seoul Semiconductor Co., Ltd. | LED package having an array of light emitting cells coupled in series |
| JP4733434B2 (ja) * | 2005-06-03 | 2011-07-27 | シチズン電子株式会社 | チップ型ｌｅｄ |
| JP4836230B2 (ja) * | 2005-06-17 | 2011-12-14 | 株式会社小糸製作所 | 発光デバイス及びこれを用いた光源装置 |
| JP2007087668A (ja) | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 照明器具 |
| KR101495071B1 (ko) * | 2008-06-24 | 2015-02-25 | 삼성전자 주식회사 | 서브 마운트 및 이를 이용한 발광 장치, 상기 서브마운트의 제조 방법 및 이를 이용한 발광 장치의 제조 방법 |
| JP5126127B2 (ja) * | 2009-03-17 | 2013-01-23 | 豊田合成株式会社 | 発光装置の製造方法 |
-
2010
- 2010-07-26 JP JP2010167480A patent/JP5681407B2/ja active Active
-
2011
- 2011-06-21 WO PCT/JP2011/003543 patent/WO2012014372A1/ja active Application Filing
-
2012
- 2012-12-14 US US13/715,498 patent/US8803168B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8803168B2 (en) | 2014-08-12 |
| JP2012028648A (ja) | 2012-02-09 |
| US20130099261A1 (en) | 2013-04-25 |
| WO2012014372A1 (ja) | 2012-02-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5528900B2 (ja) | 発光素子モジュール | |
| US20110037091A1 (en) | Package for light emitting diode, light emitting device, and light emitting device manufacturing method | |
| JP2007027716A (ja) | レーザダイオード素子のためのパッケージ、レーザダイオード素子ならびにレーザダイオード素子を製作する方法 | |
| US9293663B1 (en) | Light-emitting unit and semiconductor light-emitting device | |
| JP5688403B2 (ja) | オプトエレクトロニクス部品 | |
| US20130100691A1 (en) | Optoelectronic Lighting Module and Automotive Headlamp | |
| US10278285B2 (en) | Electric component assembly | |
| JPWO2018151176A1 (ja) | 熱電素子内蔵パッケージ | |
| US10236429B2 (en) | Mounting assembly and lighting device | |
| JP5697924B2 (ja) | 発光装置 | |
| JP2015050303A (ja) | 発光装置 | |
| JP2022009833A (ja) | 発光装置 | |
| JP2015115432A (ja) | 半導体装置 | |
| JP5681407B2 (ja) | 発光モジュール | |
| KR20100089115A (ko) | 발광 다이오드 유닛의 제조 방법과, 이 방법에 의하여 제조된 발광 다이오드 유닛 | |
| JP2011103353A (ja) | 発光モジュール | |
| US8237188B2 (en) | Light source | |
| JP2012094679A (ja) | 基板の製造方法 | |
| US10468337B2 (en) | Package for an electronic component, electronic component and electronic arrangement | |
| JP2005217308A (ja) | 半導体発光装置及びその製法 | |
| JP2015046495A (ja) | 発光素子搭載用基板および発光装置 | |
| CN113906576A (zh) | 发光装置和发光装置的制造方法 | |
| JP6986453B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP7138149B2 (ja) | 受光装置、及び受光装置の製造方法 | |
| JP2013120778A (ja) | 発光装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130605 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140520 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140722 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150106 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150109 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5681407 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |