JP6221864B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
[ア]樹脂被覆部の幅(導電パターンの延出方向の長さ)が大きくなるほど、貫通孔の長手方向の長さが大きくなり、複数個の貫通孔の間に位置する導電パターンが細長くなるため、導電パターンの電気抵抗が増大する。
そのため、基材と樹脂被覆部の接着強度が高い部分(貫通孔の形成部分)と、基材と樹脂被覆部の接着強度が低い部分(貫通孔の間に位置する部分)とが交互に配置されることになり、樹脂被覆部の熱膨張により発生する応力が、接着強度の低い部分に集中することから、接着強度の低い部分にて基材から樹脂被覆部が剥離し易くなる。
そのため、樹脂被覆部の熱膨張により発生する応力は、樹脂被覆部の短手方向におけるバランスが崩れることから、基材から樹脂被覆部が剥離し易くなる。
第1の局面は、
基板と、
基板上に形成された電極パターンと、
電極パターンに接続された発光素子と、
電極パターンの一部を被覆し、第1外縁部と第2外縁部とを有する畝状の樹脂被覆部と、
電極パターンに貫通形成され、底面から基板が露出された第1貫通孔および第2貫通孔と、
第1外縁部に沿って配置形成された複数個の第1貫通孔から構成された第1孔列と、
第2外縁部に沿って配置形成された複数個の第2貫通孔から構成された第2孔列と
を備えた発光装置であって、
第1外縁部は、第1孔列を構成する第1貫通孔の少なくとも一部を被覆し、第1貫通孔の内部にて基板と接着され、
第2外縁部は、第2孔列を構成する第2貫通孔の少なくとも一部を被覆し、第2貫通孔の内部にて基板と接着される発光装置。
そのため、樹脂被覆部と電極パターンとの接着性が悪い場合でも、樹脂被覆部と基板との接着により、樹脂被覆部の剥離を防止することができる。
また、第1の局面では、第1貫通孔および第2貫通孔が、第1外縁部から第2外縁部に跨っていないため、樹脂被覆部の幅が大きくなっても、貫通孔を形成することによる電極パターン(導電パターン)の電気抵抗の増大を抑制することができる。
そのため、基板(基材)と樹脂被覆部の接着強度が高い部分(貫通孔の形成部分)と、基板と樹脂被覆部の接着強度が低い部分(貫通孔の間に位置する部分)とが分散して配置され、樹脂被覆部の熱膨張により発生する応力が、接着強度の低い部分に集中しなくなることから、樹脂被覆部の剥離を確実に防止することができる。
その結果、第1の局面によれば、樹脂被覆部の幅を任意に設定可能になるため、樹脂被覆部の幅の設計自由度が高められる。
すなわち、第1貫通孔と第2貫通孔の寸法形状を変えてもよく、第1孔列を構成する個々の第1貫通孔の寸法形状を変えてもよく、第2孔列を構成する個々の第2貫通孔の寸法形状を変えてもよい。
第2の局面は、第1の局面において、第1孔列を構成する第1貫通孔と、第2孔列を構成する第2貫通孔とは、畝状の樹脂被覆部の延出方向に対して、互い違いに配置されている。
また、第2の局面では、樹脂被覆部の第1外縁部または第2外縁部の一方において、樹脂被覆部が第1貫通孔または第2貫通孔から剥離したとしても、第1外縁部または第2外縁部の他方において、樹脂被覆部が第1貫通孔または第2貫通孔の内部で基板と接着されているため、樹脂被覆部の剥離の進行を止めることが可能になり剥離を確実に防止できる。
第3の局面は、第1の局面または第2の局面において、第1孔列を構成する第1貫通孔および第2孔列を構成する第2貫通孔は、畝状の樹脂被覆部の延出方向全体に対して等間隔に配置形成されている。
第3の局面において、樹脂被覆部の熱膨張により発生する応力は、畝状の樹脂被覆部の延出方向におけるバランスが崩れないため、樹脂被覆部の剥離を確実に防止できる。
第4の局面は、第1〜第3の局面において、樹脂被覆部は、基板上にて発光素子を囲繞する封止枠である。
第5の局面は、第4の局面において、
封止枠の内側に充填されて発光素子を封止する反射材と、
電極パターンに貫通形成され、底面から基板が露出された少なくとも1個の第3貫通孔とを備え、
反射材は、第3貫通孔を被覆し、第3貫通孔の内部にて基板と接着される。
第6の局面は、第1〜第5の局面において、貫通孔は、円孔、楕円孔、角孔から成るグループから選択されたいずれか一つの孔である。
また、各図面では、説明を分かり易くするために、各実施形態の構成部材の寸法形状および配置箇所を誇張して模式的に図示してあり、各構成部材の寸法形状および配置箇所が実物とは必ずしも一致しないことがある。
図1〜図3に示すように、第1実施形態の発光装置10は、基板11、電極パターン20〜26、LED(Light Emitting Diode)チップ30、バンプ31、ツェナーダイオード40、蛍光体板50、封止枠60(長辺60a、短辺60b、外縁部60c、内縁部60d)、封止材61、反射材62、貫通孔70(略半円筒部70a,70b)、孔列71,72などを備える。
電極パターン20〜26は、基板11を長手方向に二分割する中心線Laに対して線対称な平面形状である(図1を参照)。
電極パターン20,21は、基板11の中央部から外縁部へ向かって延出されている。
電極パターン22〜24は同一寸法の矩形状であり、電極パターン20,21の間に間隙を設けて一列に並べて配置されている。
電極パターン25,26の基端部はそれぞれ電極パターン20,21に接続一体化され、電極パターン25,26の先端部は間隙を設けて対向配置されている。
LEDチップ30は、前記電極パッドがバンプ31を用いて電極パターン20〜24にフリップチップボンディングされて接続されることにより、電極パターン20,21の延出方向(図1に示す矢印M−M’方向)に一列に並べて配置された状態で、基板11上に実装・搭載されている。
ツェナーダイオード40は、前記電極パッドがバンプ(図示略)を用いて電極パターン25,26にフリップチップボンディングされて接続されることにより、基板11上に実装・搭載されている。
ツェナーダイオード40は、直列接続された4個のLEDチップ30に対して、電極パターン20,21,25,26を介して並列接続されており、LEDチップ30の保護素子として機能する。
蛍光体板50は、LEDチップ30の放射光を波長変換して発光色を変えるための蛍光体を含有する透光性材料(例えば、エポキシ系樹脂やシリコン系樹脂などの熱硬化性樹脂材料、ガラスやセラミックスなどの無機材料、ゾルゲルガラス、アルミナなど)によって形成されている。
封止枠60は、四隅にアールが形成された略矩形枠状(額縁状)であり、LEDチップ30を囲繞するように基板11上に配置形成されている。
封止枠60の長辺60aは、一定幅の畝状(線状)を成しており、電極パターン20,21の延出方向(矢印M−M’方向)に沿って配置形成されている。
封止枠60の短辺60bは、一定幅の畝状を成しており、電極パターン20,21の延出方向(矢印M−M’方向)と略直交する方向(図1に示す矢印N−N’方向)に沿って配置形成されている。
半球状の封止材61は、ツェナーダイオード40を被覆するように基板11上に配置形成されている。
尚、蛍光体板50の上面は、反射材62に被覆されることなく露出しており、発光装置10の発光面となる(図5(B)を参照)。
電極パターン20,21において、封止枠60の外側に配置形成された部分が発光装置10の外部電極となり、その外部電極に外部電源の接続端子(図示略)が接続され、外部電源から直流電流が発光装置10のLEDチップ30およびツェナーダイオード40に供給される。
孔列72は、一定間隔で一列に配置形成された6個の貫通孔70から構成されている。
孔列71,72は、封止枠60の短辺60bに沿って配置されている。
すなわち、孔列71を構成する貫通孔70の中心は、封止枠60の短辺60bの外縁部60cと略合致する(図3を参照)。
また、孔列72を構成する貫通孔70の中心が、封止枠60の短辺60bの内縁部60dと略合致する(図3を参照)。
すなわち、孔列71を構成する貫通孔70の中心と、孔列72を構成する貫通孔70の中心とは、封止枠60の短辺60bの延出方向(矢印N−N’方向)と直交する同一の直線上に配置されていない。
すなわち、各孔列71,72を構成する貫通孔70は、封止枠60の短辺60bの延出方向(矢印N−N’方向)の全体に対して等間隔に配置形成されている。
図3に示すように、孔列71を構成する貫通孔70において、略半円筒部70aは封止枠60の外縁部60cから露出し、残りの略半円筒部70bは封止枠60に被覆され、略半円筒部70bの内部にて基板11の表面と封止枠60とが接着されている。
第1工程(図4(A)を参照):フォト・エッチング法などを用い、基板11上に電極パターン20〜26を形成し、それと同時に、電極パターン20,21に貫通孔70を形成する。
また、ツェナーダイオード40を電極パターン25,26に接続固定することにより、ツェナーダイオード40を基板11に実装・搭載する。
尚、LEDチップ30を基板11に実装・搭載した後に、蛍光体板50をLEDチップ30に接続固定してもよい。
第1実施形態の発光装置10によれば、以下の作用・効果を得ることができる。
封止枠60の短辺60bの外縁部60cは、孔列71を構成する貫通孔70の少なくとも一部を被覆し、その貫通孔70の内部にて基板11と接着されている。
封止枠60の短辺60bの内縁部60dは、孔列72を構成する貫通孔70の少なくとも一部を被覆し、その貫通孔70の内部にて基板11と接着されている。
そのため、封止枠60と電極パターン20,21との接着性が悪い場合でも、封止枠60の短辺60bと基板11との接着により、封止枠60の短辺60bの剥離を防止することができる。
尚、貫通孔70の孔径(内径)は、略半円筒部70bの内部にて基板11の表面と封止枠60とが確実に接触可能なように適宜設定すればよい。
そのため、基板11(基材)と封止枠60の短辺60bの接着強度が高い部分(貫通孔70の形成部分)と、基板11と封止枠60の短辺60bの接着強度が低い部分(貫通孔70の間に位置する部分)とが分散して配置され、封止枠60の短辺60bの熱膨張により発生する応力が、接着強度の低い部分に集中しなくなることから、封止枠60の短辺60bの剥離を確実に防止することができる。
その結果、発光装置10によれば、封止枠60の短辺60bの幅を任意に設定可能になるため、封止枠60の短辺60bの幅の設計自由度が高められる。
そのため、封止枠60の短辺60bの延出方向に対する垂直断面を見たとき、封止枠60の一部が各孔列71,72の貫通孔70内に位置する割合を高めることができる。
これにより、封止枠60の短辺60bの熱膨張により発生する応力が、更に分散されるため、前記[1]の前記作用・効果を高めることができる。
しかし、発光装置10によれば、封止枠60の短辺60bの外縁部60cまたは内縁部60dの一方において、封止枠60の一部が貫通孔70から剥離したとしても、外縁部60cまたは内縁部60dの他方において、封止枠60が貫通孔70の内部で基板11と接着されているため、封止枠60の短辺60bの剥離の進行を止めることが可能になり剥離を確実に防止できる。
そのため、封止枠60の短辺60bの熱膨張により発生する応力は、封止枠60の短辺60bの延出方向におけるバランスが崩れないため、封止枠60の短辺60bの剥離を確実に防止できる。
図6に示すように、第2実施形態の発光装置100は、基板11、電極パターン20〜26、LEDチップ30、バンプ31、ツェナーダイオード40、蛍光体板50、封止枠60、封止材61、反射材62、孔列71,72、貫通孔101などを備える。
楕円形の貫通孔(楕円孔)101は、その長軸が封止枠60の長辺60aの延出方向(矢印M−M’方向)に沿って配置されている。
図7に示すように、第3実施形態の発光装置200は、基板11、電極パターン20〜26、LEDチップ30、バンプ31、ツェナーダイオード40、蛍光体板50、封止枠60、封止材61、反射材62、孔列71,72、貫通孔201などを備える。
楕円形の貫通孔201は、その長軸が封止枠60の短辺60bの延出方向(矢印N−N’方向)に沿って配置され、その長径が各貫通孔201の間隔よりも大きく形成されている。
そのため、封止枠60の短辺60bの延出方向に対する垂直断面を見たとき、各貫通孔201の長径が各貫通孔201の間隔よりも大きく形成されているため、封止枠60の一部が各孔列71,72の貫通孔201内に必ず位置することから、封止枠60と基板11との接着強度を高めることが可能になり、封止枠60の剥離を確実に防止できる。
そのため、第3実施形態では、第1実施形態と同じく、第2実施形態に比べて、電極パターン20,21の電気抵抗の増大を抑制することができる。
図8に示すように、第4実施形態の発光装置300は、基板11、電極パターン20〜26、LEDチップ30、バンプ31、ツェナーダイオード40、蛍光体板50、封止枠60、封止材61、反射材62、孔列71,72、貫通孔301などを備える。
楕円形の貫通孔301は、その長軸が封止枠60の短辺60bの延出方向に対して鋭角を成すように配置されている。
そのため、第4実施形態では、第2実施形態または第3実施形態と同様の作用・効果が得られる。
図9に示すように、第5実施形態の発光装置400は、基板11、電極パターン20〜26、LEDチップ30、バンプ31、ツェナーダイオード40、蛍光体板50、封止枠60、封止材61、反射材62、孔列71,72、貫通孔70,401などを備える。
円形の貫通孔401は、電極パターン20,21の厚み方向に貫通形成され、貫通孔401の底面から基板11の表面が露出されている。
貫通孔401は、電極パターン20,21において、孔列72とLEDチップ30との間に配置形成されている。
反射材62は、貫通孔401全体を被覆し、貫通孔401の内部にて基板11の表面と反射材62とが接着されている。
尚、図9に示す例では、5個の貫通孔401が、封止枠60の短辺60bの延出方向に沿って配置されているが、これに限らず、貫通孔401の個数および配置箇所は適宜設定すればよい。
図10に示すように、第6実施形態の発光装置500は、基板11、電極パターン20〜26、LEDチップ30、バンプ31、ツェナーダイオード40、蛍光体板50、封止枠60、封止材61、反射材62、貫通孔70、孔列71,72、電極パターン20,21の切欠部20a,20b,21a,21bなどを備える。
切欠部20a,20b,21a,21bは、電極パターン20,21の延出方向(矢印M−M’方向)と略直交する方向(矢印N−N’方向)に沿うように、電極パターン20,21に切り欠かれた矩形状の凹部によって形成されている。
切欠部20b,21bは、孔列72とLEDチップ30との間に配置形成され、切欠部20b,21bにて基板11の表面と反射材62とが接着されている。
また、反射材62が切欠部20b,21bにて基板11と接着されるため、反射材62と電極パターン20,21との接着性が悪い場合でも、反射材62の剥離を防止することができる。
本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、前記各実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
すなわち、孔列71と孔72とで貫通孔の寸法形状を変えてもよく、各孔列71,72の中で各孔列71,72を構成する個々の貫通孔の寸法形状を変えてもよい。
すなわち、貫通孔の内部全体に封止枠60の形成材料を充填し、貫通孔の底面全体において、基板1の表面と封止枠60とが接着されるようにしてもよい。
また、LEDチップ30は一列に並べて配置するだけでなく、例えば、碁盤目状に並べて配置したり、分散配置してもよい。
また、LEDチップ30は、どのような半導体発光素子(例えば、有機ELチップなど)に置き換えてもよい。
11…基板
20〜26…電極パターン
30…LEDチップ(発光素子)
60…封止枠
60b…封止枠の短辺(畝状の樹脂被覆部)
60c…封止枠の短辺60bの外縁部(第1外縁部)
60d…封止枠の短辺60bの内縁部(第2外縁部)
62…反射材
70…貫通孔(第1貫通孔、第2貫通孔)
71…第1孔列
72…第2孔列
401…第3貫通孔
Claims (5)
- 基板と、
前記基板上に形成された電極パターンと、
前記電極パターンに接続された発光素子と、
前記基板上にて前記発光素子を囲繞する封止枠を構成する樹脂被覆部であって、前記電極パターンの一部を被覆し、前記発光素子を囲繞する内側となる縁部である内縁部と、前記内縁部とは反対側の縁部である外縁部とを有する畝状の樹脂被覆部と、
前記電極パターンに貫通形成され、底面から前記基板が露出された第1貫通孔および第2貫通孔と、
前記外縁部に沿って配置形成された複数個の前記第1貫通孔から構成された第1孔列と、
前記内縁部に沿って配置形成された複数個の前記第2貫通孔から構成された第2孔列と
を備えた発光装置であって、
前記外縁部は、前記第1孔列を構成する前記第1貫通孔の少なくとも一部を被覆し、前記第1貫通孔の内部にて前記基板と接着され、
前記内縁部は、前記第2孔列を構成する前記第2貫通孔の少なくとも一部を被覆し、前記第2貫通孔の内部にて前記基板と接着され、
前記第1貫通孔と前記第2貫通孔のいずれも、前記外縁部と前記内縁部の間を跨がない、発光装置。 - 前記第1孔列を構成する前記第1貫通孔と、前記第2孔列を構成する前記第2貫通孔とは、前記畝状の樹脂被覆部の延出方向に対して、互い違いに配置されている、
請求項1に記載の発光装置。 - 前記第1孔列を構成する前記第1貫通孔および前記第2孔列を構成する前記第2貫通孔は、前記畝状の樹脂被覆部の延出方向全体に対して等間隔に配置形成されている、
請求項1または請求項2に記載の発光装置。 - 前記封止枠の内側に充填されて前記発光素子を封止する反射材と、
前記電極パターンに貫通形成され、底面から前記基板が露出された少なくとも1個の第3貫通孔と
を備え、
前記反射材は、前記第3貫通孔を被覆し、前記第3貫通孔の内部にて前記基板と接着される、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記貫通孔は、円孔、楕円孔、角孔から成るグループから選択されたいずれか一つの孔である、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の発光装置。
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