JP6516212B2 - Substrate device and electronic device - Google Patents

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Description

本発明は、基板装置、および、当該基板装置を用いた電子機器に関するものである。   The present invention relates to a substrate device and an electronic device using the substrate device.

従来、発熱量の比較的多い電子部品を搭載する基板装置は、一般的に、表面に電子部品を搭載する基板であって、表面に導電パターンと放熱パターンとを有する基板を備えている。導電パターンは、電子部品に電源あるいは任意の信号を供給するパターンである。放熱パターンは、電子部品において生じた熱を放熱するためのパターンである。これらのパターンは、例えば、銅箔等、熱伝導性のよい材料により形成される。さらに、当該基板装置では、電子部品において生じた熱を放熱するために、サーマルパッドが設けられているものがある。放熱パターンは、サーマルパッドに熱的に接続された構成となっている（例えば、特許文献１参照）。   Conventionally, a substrate device on which an electronic component having a relatively large amount of heat generation is mounted is generally a substrate on which an electronic component is mounted on the surface, and includes a substrate having a conductive pattern and a heat dissipation pattern on the surface. The conductive pattern is a pattern for supplying power or an arbitrary signal to the electronic component. The heat radiation pattern is a pattern for radiating the heat generated in the electronic component. These patterns are formed of, for example, a heat conductive material such as copper foil. Furthermore, in the said board | substrate apparatus, in order to thermally radiate the heat which arose in the electronic component, there are some which are provided with the thermal pad. The heat dissipation pattern is configured to be thermally connected to the thermal pad (see, for example, Patent Document 1).

当該基板装置では、電子部品において発生した熱は、サーマルパッドを介して放熱パターンに移動させることができるので、電子部品が高温化するのを抑制することができる。   In the substrate device, heat generated in the electronic component can be moved to the heat dissipation pattern through the thermal pad, so that the electronic component can be suppressed from becoming high in temperature.

特開２０１３−２５１３３７号公報JP, 2013-251337, A

しかしながら、従来の基板装置では、放熱性が十分ではないという問題がある。   However, the conventional substrate device has a problem that the heat dissipation is not sufficient.

そこで、本発明は、放熱性を向上させることができる基板装置および電子機器を提供することを目的とする。   Then, this invention aims at providing the board | substrate apparatus and electronic device which can improve heat dissipation.

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る基板装置は、表面に電子部品を実装するための基板であって、前記電子部品に電気的に接続される導電パターンおよび前記電子部品の熱を放熱させる放熱パターンを前記表面に有する基板を備え、前記導電パターンは、前記電子部品から放射状に延びる形状を有する。   In order to achieve the above object, a substrate device according to one aspect of the present invention is a substrate for mounting an electronic component on the surface, and a conductive pattern electrically connected to the electronic component and a thermal of the electronic component The substrate has a heat dissipation pattern on the surface to dissipate heat, and the conductive pattern has a shape extending radially from the electronic component.

本発明の基板装置および電子機器は、放熱性を向上させることができる。   The substrate device and the electronic device of the present invention can improve heat dissipation.

比較例における投光器の外観の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the external appearance of the light projector in a comparative example. 比較例におけるモジュールの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the module in a comparative example. 比較例における基板装置の構成の一例を示す上面視図である。It is an upper surface view which shows an example of a structure of the board | substrate apparatus in a comparative example. 比較例における基板装置の構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a structure of the board | substrate apparatus in a comparative example. 比較例における基板装置の導電パターンおよび放熱パターンの構成の一例を示す上面視図である。It is an upper surface view which shows an example of a structure of the electrically conductive pattern of the board | substrate apparatus in a comparative example, and a thermal radiation pattern. 比較例における基板装置の温度を測定した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having measured the temperature of the board | substrate apparatus in a comparative example. 比較例における基板装置の温度を測定した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having measured the temperature of the board | substrate apparatus in a comparative example. 実施の形態１における基板装置の構成の一例を示す上面視図である。FIG. 2 is a top view showing an example of the configuration of a substrate device in accordance with Embodiment 1. 実施の形態１における基板装置の導電パターンおよび放熱パターン構成の一例を示す上面視図である。FIG. 5 is a top view showing an example of the conductive pattern and the heat dissipation pattern of the substrate device in accordance with Embodiment 1. 図２に示す楕円Ａの部分の拡大図である。It is an enlarged view of the part of the ellipse A shown in FIG. 温度測定を行った導電パターンおよび放熱パターンの拡開角度別の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape according to the expansion angle of the electrically conductive pattern and heat radiation pattern which temperature-measured. ガラエポ基板の一例を示す外観図である。It is an external view which shows an example of a glass epoxy board. ガラエポ基板における拡開角度別の温度の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the temperature according to expansion angle in a glass epoxy board. ガラエポ基板における拡開角度別の温度の測定結果を模式的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows typically the measurement result of the temperature according to expansion angle in a glass epoxy board. Ａｌ基板の一例を示す外観図である。It is an external view which shows an example of Al board | substrate. Ａｌ基板における拡開角度別の温度の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the temperature by expansion angle in an Al board | substrate. Ａｌ基板における拡開角度別の温度の測定結果を模式的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows typically the measurement result of the temperature by expansion angle in an Al board | substrate. 実施の形態２における導電パターンおよび放熱パターンの構成の一例を示す上面視図である。FIG. 14 is a top view showing an example of the configuration of the conductive pattern and the heat dissipation pattern in the second embodiment. 実施の形態２における基板装置の構成の一例を示す上面視図である。FIG. 18 is a top view showing an example of the configuration of a substrate device in Embodiment 2. 実施の形態２における電子部品の構成の一例を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing an example of the configuration of the electronic component in the second embodiment.

＜本発明の基礎となった知見＞
［基板装置を備える照明装置の構成］
上述した発熱量の比較的多い電子部品（熱源）を搭載する基板装置は、例えば、照明装置あるいは半導体素子に用いられる。照明装置は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子を用いた投光器、車両用灯具あるいはシーリングライト等である。 <Findings that made the basis of the present invention>
[Configuration of illumination device provided with substrate device]
The substrate device mounted with the above-described electronic component (heat source) having a relatively large amount of heat generation is used, for example, for a lighting device or a semiconductor element. The illumination device is, for example, a light projector using a light emitting element such as an LED (Light Emitting Diode), a vehicle lamp, a ceiling light, or the like.

ここでは、比較例として、基板装置が投光器に用いられている場合について説明する。   Here, as a comparative example, a case where a substrate device is used for a light projector will be described.

図１は、比較例における投光器の外観の一例を示す斜視図である。図１に示すように、投光器１００は、６個のＬＥＤモジュール１０と、６個のＬＥＤモジュール１０を支持するフレーム１１０と、アーム部１２０とを備えている。   FIG. 1 is a perspective view showing an example of the appearance of a light projector in a comparative example. As shown in FIG. 1, the light projector 100 includes six LED modules 10, a frame 110 supporting the six LED modules 10, and an arm unit 120.

アーム部１２０は、フレーム１１０に取り付けられ、天井あるいは床面等にフレーム１１０を固定するための部材である。アーム部１２０は、フレーム１１０に固定される第一アーム部１２１と、天井あるいは床面等に固定される第二アーム部１２２とが一体に形成されている。第一アーム部１２１の先端（第二アーム部１２２とは反対側の先端）には、フレーム１１０にビス等を用いて接続される固定部１２３が設けられている。フレーム１１０とアーム部１２０とは、固定部１２３により固定的に接続されても構わないし、ある程度回動可能に接続されても構わない。第二アーム部１２２には、ビス等を通すための孔１２４と、孔１２４を中心とする円弧状のスリット１２５とが形成されている。ある程度回動可能な状態で孔１２４を用いて投光器１００をビス留めした場合、スリット１２５にビス等を通すことで投光器１００の回動範囲を制限できる。   The arm unit 120 is attached to the frame 110 and is a member for fixing the frame 110 to a ceiling or a floor surface. The arm unit 120 is integrally formed with a first arm unit 121 fixed to the frame 110 and a second arm unit 122 fixed to a ceiling or a floor surface or the like. A fixing portion 123 connected to the frame 110 using a screw or the like is provided at the tip of the first arm portion 121 (the tip on the opposite side to the second arm portion 122). The frame 110 and the arm portion 120 may be fixedly connected by the fixing portion 123 or may be connected so as to be rotatable to some extent. The second arm portion 122 is formed with a hole 124 for passing a screw or the like and an arc-shaped slit 125 centered on the hole 124. When the light projector 100 is screwed using the hole 124 in a rotatable state to some extent, the rotation range of the light projector 100 can be limited by passing a screw or the like through the slit 125.

［ＬＥＤモジュール（電子機器）の構成］
ＬＥＤモジュール１０は、基板装置１を備える電子機器の一例である。 [Configuration of LED Module (Electronic Device)]
The LED module 10 is an example of an electronic device provided with the substrate device 1.

図２は、比較例におけるモジュールの一例を示す斜視図である。図２に示すように、ＬＥＤモジュール１０は、比較例における基板装置１と、ヒートシンク２０と、透明カバー３０とを備えている。基板装置１については後述する。ヒートシンク２０は、図２に示すように、ベース２１と、複数の放熱フィン２２とを備えている。   FIG. 2 is a perspective view showing an example of a module in a comparative example. As shown in FIG. 2, the LED module 10 includes the substrate device 1 in the comparative example, the heat sink 20, and the transparent cover 30. The substrate device 1 will be described later. As shown in FIG. 2, the heat sink 20 includes a base 21 and a plurality of heat radiation fins 22.

ベース２１は、表面の形状が長方形状の板状部材である。なお、図１および図２では、説明のため、ベース２１の表面に垂直な軸をＺ軸とし、ベース２１の表面に平行な軸をＸ軸およびＹ軸としている。Ｘ軸は長方形の対向する２辺に平行としており、Ｙ軸は長方形の他の対向する２辺に平行としている。ベース２１の表面には、複数の基板装置１が取り付けられている。   The base 21 is a plate-like member whose surface shape is rectangular. In FIGS. 1 and 2, for the sake of explanation, an axis perpendicular to the surface of the base 21 is taken as a Z axis, and axes parallel to the surface of the base 21 are taken as an X axis and a Y axis. The X axis is parallel to two opposing sides of the rectangle, and the Y axis is parallel to the other two opposing sides of the rectangle. A plurality of substrate devices 1 are attached to the surface of the base 21.

複数の放熱フィン２２は、ここでは板状部材であり、表面がＹＺ平面に平行となる状態で、ベース２１の裏面に取り付けられている。言い換えると、放熱フィン２２は、ベース２１からＺ軸の負側に延びている。   The plurality of heat radiation fins 22 are plate-like members here, and are attached to the back surface of the base 21 in a state where the front surface is parallel to the YZ plane. In other words, the radiation fin 22 extends from the base 21 to the negative side of the Z axis.

透明カバー３０は、基板装置１を覆う部材であり、ベース２１の表面に取り付けられている。   The transparent cover 30 is a member that covers the substrate device 1, and is attached to the surface of the base 21.

［基板装置の構成］
基板装置１は、電子部品の一例としてのＬＥＤチップが搭載される装置である。 [Configuration of substrate device]
The substrate device 1 is a device on which an LED chip as an example of an electronic component is mounted.

図３は、比較例における基板装置１の構成の一例を示す上面視図である。図４は、比較例における基板装置１の構成の一例を示す断面図である。   FIG. 3 is a top view showing an example of the configuration of the substrate device 1 in the comparative example. FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the substrate device 1 in the comparative example.

基板装置１は、図３および図４に示すように、ＬＥＤチップ１２およびサーマルパッド１３が搭載された基板１１を備えている。   The substrate device 1 includes a substrate 11 on which the LED chip 12 and the thermal pad 13 are mounted, as shown in FIGS. 3 and 4.

ＬＥＤチップ１２は、電子部品の一例であり、ここでは、発光素子である。より詳細には、ＬＥＤチップ１２は、裏面に電極１２ａおよび１２ｂを備えるフリップチップである。ＬＥＤチップ１２の筐体は、表面の形状が長方形状となっている。ＬＥＤチップ１２は、高熱伝導性セラミックス１７の表面に固定されている。   The LED chip 12 is an example of an electronic component, and here is a light emitting element. More specifically, the LED chip 12 is a flip chip provided with electrodes 12a and 12b on the back surface. The housing of the LED chip 12 has a rectangular shape on the surface. The LED chip 12 is fixed to the surface of the high thermal conductivity ceramic 17.

高熱伝導性セラミックス１７は、表面にＬＥＤチップ１２を搭載する基板であり、基板１１上に実装される。高熱伝導性セラミックス１７は、表面の形状が長方形状の基板であり、図３では、長辺がＹ軸に平行となるように、短辺がＸ軸に平行になるように配置されている。高熱伝導性セラミックス１７には、スルーホール１７ａおよび１７ｂと、配線１８ａおよび１８ｂとが形成されている。   The high thermal conductivity ceramic 17 is a substrate on which the LED chip 12 is mounted, and is mounted on the substrate 11. The high thermal conductivity ceramic 17 is a substrate having a rectangular shape on the surface, and in FIG. 3, the long side is disposed parallel to the Y axis, and the short side is disposed parallel to the X axis. Through holes 17 a and 17 b and interconnections 18 a and 18 b are formed in the high thermal conductivity ceramic 17.

スルーホール１７ａは、高熱伝導性セラミックス１７に形成された貫通孔に導電材料を充填させた構造となっており、配線１８ａと通電端子１６ａとを電気的に接続する。同様に、スルーホール１７ｂは、高熱伝導性セラミックス１７に形成された貫通孔に導電材料を充填させた構造となっており、配線１８ｂと通電端子１６ｂとを電気的に接続する。   The through hole 17a has a structure in which a through hole formed in the high thermal conductivity ceramic 17 is filled with a conductive material, and electrically connects the wiring 18a and the current-carrying terminal 16a. Similarly, the through hole 17 b has a structure in which a through hole formed in the high thermal conductivity ceramic 17 is filled with a conductive material, and electrically connects the wiring 18 b and the current-carrying terminal 16 b.

配線１８ａは、ＬＥＤチップ１２のアノード側の電極１２ａとスルーホール１７ａとを電気的に接続する配線である。配線１８ａは、ＡｌあるいはＣｕ等の導電性材料により形成された長尺状の膜であり、一端がＬＥＤチップ１２の電極１２ａと高熱伝導性セラミックス１７との間に位置し、他端がスルーホール１７ａに接するように配置されている。配線１８ａは、ＬＥＤチップ１２のアノード側の電極１２ａとは、バンプ１９ａにより接続されている。   The wiring 18 a is a wiring that electrically connects the electrode 12 a on the anode side of the LED chip 12 and the through hole 17 a. The wiring 18a is a long film formed of a conductive material such as Al or Cu, one end thereof is located between the electrode 12a of the LED chip 12 and the high thermal conductivity ceramic 17, and the other end is a through hole It is placed in contact with 17a. The wiring 18 a is connected to the electrode 12 a on the anode side of the LED chip 12 by a bump 19 a.

同様に、配線１８ｂは、ＬＥＤチップ１２のカソード側の電極１２ｂとスルーホール１７ｂとを電気的に接続する配線である。配線１８ｂは、ＡｌあるいはＣｕ等の導電性材料により形成された長尺状の膜であり、一端がＬＥＤチップ１２の電極１２ｂと高熱伝導性セラミックス１７との間に位置し、他端がスルーホール１７ｂに接するように配置されている。配線１８ｂは、ＬＥＤチップ１２のアノード側の電極１２ｂとは、バンプ１９ｂにより接続されている。   Similarly, the wiring 18 b is a wiring that electrically connects the electrode 12 b on the cathode side of the LED chip 12 and the through hole 17 b. The wiring 18b is a long film formed of a conductive material such as Al or Cu, one end thereof is located between the electrode 12b of the LED chip 12 and the high thermal conductivity ceramic 17, and the other end is a through hole It is placed in contact with 17b. The wiring 18 b is connected to the electrode 12 b on the anode side of the LED chip 12 by a bump 19 b.

高熱伝導性セラミックス１７の裏面には、２つの通電端子１６ａおよび１６ｂが形成されている。   Two conductive terminals 16 a and 16 b are formed on the back surface of the high thermal conductivity ceramic 17.

通電端子１６ａは、ＬＥＤチップ１２の電極１２ａと電気的に接続される端子であり、通電端子１６ｂは、ＬＥＤチップ１２の電極１２ｂと電気的に接続される端子である。通電端子１６ａおよび１６ｂは、ここでは、ＡｌあるいはＣｕ等の導電性材料により形成された、表面の形状が長方形状の端子である。通電端子１６ａおよび１６ｂは、長辺が高熱伝導性セラミックス１７の長辺（Ｙ軸に平行な辺）の各々に沿って配置されている。   The conduction terminal 16 a is a terminal electrically connected to the electrode 12 a of the LED chip 12, and the conduction terminal 16 b is a terminal electrically connected to the electrode 12 b of the LED chip 12. The current-carrying terminals 16a and 16b are terminals having a rectangular shape on the surface, which are made of a conductive material such as Al or Cu. The current-carrying terminals 16 a and 16 b are arranged such that the long sides are along the long sides (sides parallel to the Y-axis) of the high thermal conductivity ceramic 17.

通電端子１６ａは、スルーホール１７ａおよび配線１８ａを介してＬＥＤチップ１２のアノード側の電極１２ａに電気的に接続されている。通電端子１６ｂは、スルーホール１７ｂおよび配線１８ｂを介してＬＥＤチップ１２のカソード側の電極１２ｂに電気的に接続されている。   The conduction terminal 16 a is electrically connected to the electrode 12 a on the anode side of the LED chip 12 through the through hole 17 a and the wiring 18 a. The conduction terminal 16 b is electrically connected to the electrode 12 b on the cathode side of the LED chip 12 through the through hole 17 b and the wiring 18 b.

サーマルパッド１３は、ＬＥＤチップ１２において発生した熱を放熱パターン１５に移動させるための部材であり、表面の形状が長方形状のシートである。サーマルパッド１３は、表面が高熱伝導性セラミックス１７の裏面に、裏面が基板１１上に形成された放熱パターン１５の表面に接するように配置されている。さらに、サーマルパッド１３は、通電端子１６ａと通電端子１６ｂとの間に、通電端子１６ａおよび１６ｂとは電気的に絶縁された状態に配置されている。   The thermal pad 13 is a member for transferring the heat generated in the LED chip 12 to the heat dissipation pattern 15, and is a sheet whose surface shape is a rectangular shape. The thermal pad 13 is disposed such that the surface is in contact with the back surface of the high thermal conductivity ceramic 17 and the back surface is in contact with the surface of the heat dissipation pattern 15 formed on the substrate 11. Furthermore, the thermal pad 13 is disposed between the current-carrying terminal 16a and the current-carrying terminal 16b, in a state of being electrically insulated from the current-carrying terminals 16a and 16b.

基板１１は、表面にＬＥＤチップ１２を搭載した高熱伝導性セラミックス１７が実装される基板である。基板１１は、表面の形状が矩形状の板状部材である。基板１１の表面には、導電パターン１４ａ、１４ｂおよび放熱パターン１５が形成されている。   The substrate 11 is a substrate on which the high thermal conductivity ceramic 17 on which the LED chip 12 is mounted is mounted. The substrate 11 is a plate-like member having a rectangular surface shape. Conductive patterns 14 a and 14 b and a heat dissipation pattern 15 are formed on the surface of the substrate 11.

導電パターン１４ａおよび１４ｂは、通電端子１６ａおよび通電端子１６ｂに対して、ＬＥＤチップ１２に搭載されたＬＥＤを点灯させるための電圧を供給するパターンである。また、導電パターン１４ａおよび１４ｂにより、通電端子１６ａおよび１６ｂを介してＬＥＤチップ１２において生じた熱が放熱される。導電パターン１４ａおよび１４ｂは、例えば、熱伝導性および導電性の比較的高い材料、例えば、銅箔により形成されている。   The conductive patterns 14a and 14b are patterns for supplying a voltage for lighting the LED mounted on the LED chip 12 to the current-carrying terminal 16a and the current-carrying terminal 16b. Further, the heat generated in the LED chip 12 is dissipated by the conductive patterns 14a and 14b through the current-carrying terminals 16a and 16b. The conductive patterns 14a and 14b are formed of, for example, a material having relatively high thermal conductivity and conductivity, such as copper foil.

比較例において、導電パターン１４ａおよび１４ｂは、長方形状のパターンである。導電パターン１４ａは、一端が通電端子１６ａに接続され、他端が当該通電端子１６ａよりも外側に配置される。導電パターン１４ｂは、一端が通電端子１６ｂに接続され、他端が当該通電端子１６ｂよりも外側に配置される。   In the comparative example, the conductive patterns 14a and 14b are rectangular patterns. One end of the conductive pattern 14a is connected to the conduction terminal 16a, and the other end is disposed outside the conduction terminal 16a. One end of the conductive pattern 14b is connected to the conduction terminal 16b, and the other end is disposed outside the conduction terminal 16b.

放熱パターン１５は、ＬＥＤチップ１２からサーマルパッド１３に伝達された熱を放熱するためのパターンである。放熱パターン１５は、上面視において、長方形状のパターンから、上述した導電パターン１４ａおよび１４ｂ部分を切り欠いた形状となっており、導電パターン１４ａおよび１４ｂとは、電気的に絶縁された状態で配置されている。言い換えると、導電パターン１４ａおよび１４ｂと放熱パターン１５とは独立して設けられ、一定の間隔を置いて配置されている。   The heat radiation pattern 15 is a pattern for radiating the heat transmitted from the LED chip 12 to the thermal pad 13. The heat radiation pattern 15 has a shape obtained by cutting the above-described conductive patterns 14a and 14b from a rectangular pattern in top view, and is disposed in a state of being electrically insulated from the conductive patterns 14a and 14b. It is done. In other words, the conductive patterns 14a and 14b and the heat dissipation pattern 15 are provided independently and arranged at a constant interval.

図５は、比較例における基板装置１の導電パターン１４ａおよび１４ｂ、および、放熱パターン１５の構成の一例を示す上面視図である。   FIG. 5 is a top view showing an example of the configuration of the conductive patterns 14 a and 14 b and the heat dissipation pattern 15 of the substrate device 1 in the comparative example.

図５に示すように、比較例における基板１１は、１辺が２０ｍｍの正方形状に形成されている。また、図５において、導電パターン１４ａおよび１４ｂと、放熱パターン１５との間の間隔は、０．４ｍｍである。また、図５において、サーマルパッド１３が配置される部分の放熱パターン１５のＸ軸方向の幅は、１．８６ｍｍである。図５において、導電パターン１４ａおよび１４ｂは、Ｙ軸方向の長さが５．１８（２．５９×２）ｍｍ、Ｘ軸方向の長さが８．７６（（２０−１．８６−０．４×２）／２）ｍｍとなっている。   As shown in FIG. 5, the substrate 11 in the comparative example is formed in a square shape with one side of 20 mm. Further, in FIG. 5, the distance between the conductive patterns 14 a and 14 b and the heat dissipation pattern 15 is 0.4 mm. Further, in FIG. 5, the width in the X-axis direction of the heat dissipation pattern 15 in the portion where the thermal pad 13 is disposed is 1.86 mm. In FIG. 5, the conductive patterns 14 a and 14 b have a length of 5.18 (2.59 × 2) mm in the Y-axis direction and a length of 8.76 ((20−1.86−0. It is 4 × 2) / 2) mm.

（課題の詳細）
ここで、上述したＬＥＤチップ１２のような発光素子、あるいは、半導体素子のような極めて発熱量の多い電子部品を搭載した場合、上述した基板１１では、放熱効果が十分ではないという問題がある。さらに、発熱量の多い電子部品を搭載した基板１１では、放熱効果が十分でないために、電子部品が熱劣化するという問題がある。 (Details of the issue)
Here, when a light emitting element such as the LED chip 12 described above or an electronic component having a very large amount of heat generation such as a semiconductor element is mounted, the substrate 11 described above has a problem that the heat dissipation effect is not sufficient. Furthermore, in the case of the substrate 11 on which an electronic component with a large amount of heat generation is mounted, there is a problem that the electronic component is thermally deteriorated since the heat radiation effect is not sufficient.

そこで、本発明者らは、比較例における基板装置１について、実際に電子部品を発熱させて基板装置１の温度を測定した。   Therefore, the inventors of the present invention measured the temperature of the substrate device 1 by causing the electronic component to actually generate heat in the substrate device 1 in the comparative example.

図６および図７は、比較例における基板装置１の温度を測定した結果を示す図である。図６は、ＬＥＤモジュール１０の基板１１の表面全体についての測定結果であり、図７は、図６の測定結果の一部を拡大した図となっている。   6 and 7 are diagrams showing the results of measuring the temperature of the substrate device 1 in the comparative example. FIG. 6 is a measurement result of the entire surface of the substrate 11 of the LED module 10, and FIG. 7 is an enlarged view of a part of the measurement result of FIG.

なお、図６および図７では、ＬＥＤチップ１２およびその近傍の領域において、輝度の低い部分（色の濃い部分）が温度の高い部分であり、輝度の高い（色の薄い）部分が温度の低い部分となっている。   In FIGS. 6 and 7, in the LED chip 12 and the area in the vicinity thereof, the low luminance part (dark part) is the high temperature part, and the high luminance (light part) is the low temperature. It is a part.

図６および図７から分かるように、温度が高い部分の範囲は、ＬＥＤチップ１２の放熱パターン１５側よりも導電パターン１４ａおよび１４ｂ側（通電端子側）で大きくなっていることが分かる。従来は、ＬＥＤチップ１２において生じた熱は、サーマルパッドを介して放熱パターン１５により放熱されると考えられることから、放熱パターン１５の面積を大きくするように、放熱パターン１５、導電パターン１４ａおよび１４ｂの形状が決定されていた。これに対し、本発明者らは、上記温度測定の結果より、導電パターン１４ａおよび１４ｂ側における放熱性が十分ではないという知見を得た。   As can be seen from FIGS. 6 and 7, it can be seen that the range of the high temperature portion is larger on the conductive patterns 14 a and 14 b side (conductive terminal side) than the heat dissipation pattern 15 side of the LED chip 12. Conventionally, it is considered that the heat generated in the LED chip 12 is dissipated by the heat dissipation pattern 15 via the thermal pad, so the heat dissipation pattern 15 and the conductive patterns 14a and 14b are made to increase the area of the heat dissipation pattern 15 The shape of was determined. On the other hand, the present inventors acquired the knowledge that the heat dissipation on the side of the conductive patterns 14a and 14b was not sufficient, from the results of the temperature measurement.

なお、図６より、複数のＬＥＤチップ１２の間では、温度差の分布に違いが見られないことから、放熱パターン１５側よりも導電パターン１４ａおよび１４ｂ側の温度が高くなる要因は、例えば、放熱パターン１５を形成する銅箔の接着あるいはグリースの塗布の状態等の製造上の要因に起因するものではないと考えられる。   From FIG. 6, no difference in the distribution of the temperature difference is found among the plurality of LED chips 12, so that the cause of the temperature on the conductive patterns 14a and 14b side being higher than the heat radiation pattern 15 side is, for example, It is considered that this is not caused by manufacturing factors such as adhesion of copper foil forming the heat dissipation pattern 15 or the state of application of grease.

以下では、本発明の実施の形態に係る基板装置および電子機器について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。   Hereinafter, a substrate device and an electronic device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Each of the embodiments described below shows a preferable specific example of the present invention. Therefore, numerical values, shapes, materials, components, arrangements of components, connection configurations and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. Therefore, among the components in the following embodiments, components that are not described in the independent claims indicating the highest concept of the present invention are described as optional components.

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。   Further, each drawing is a schematic view, and is not necessarily illustrated exactly. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected about the same structural member.

（実施の形態１）
実施の形態１の基板装置の構成について、図１、図２、図４、図８〜図１７を用いて説明する。本実施の形態では、基板装置が投光器に用いられる場合を例に説明する。また、基板装置には、電子部品の一例としてのＬＥＤチップが搭載されている場合を例に説明する。 Embodiment 1
The configuration of the substrate device of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, 4, and 8 to 17. In this embodiment, the case where a substrate device is used for a light projector will be described as an example. Moreover, the case where the LED chip as an example of an electronic component is mounted in a board | substrate apparatus is demonstrated to an example.

本発明者らは、上述した知見に基づき、導電パターン１４ａおよび１４ｂの放熱性を改善するために、熱が放射状に広がる性質を有することを考慮して、導電パターン１４ａおよび１４ｂの形状を、ＬＥＤチップ１２から外側に向うにつれて放射状に広がる形状（つまり、放射状に延びる部分を有する形状）とした。   Based on the above-described findings, the present inventors have considered that the shapes of the conductive patterns 14a and 14b are LED in consideration of the property that heat spreads radially in order to improve the heat dissipation of the conductive patterns 14a and 14b. It is set as the shape (that is, the shape which has a radially extending part) which spreads radially as it goes to the outer side from chip 12. FIG.

［１−１．装置構成］
本実施の形態における基板装置を用いた電子機器を搭載した照明装置（投光器）の構成について説明する。 [1-1. Device configuration]
The configuration of a lighting device (light projector) equipped with an electronic device using a substrate device in the present embodiment will be described.

投光器の構成は、基本的には、図１に示す比較例の投光器と同じである。投光器１００は、図１に示すように、６個のＬＥＤモジュール１０と、６個のＬＥＤモジュール１０を支持するフレーム１１０と、アーム部１２０とを備えている。フレーム１１０およびアーム部１２０の構成は、比較例と同じである。   The configuration of the projector is basically the same as the projector of the comparative example shown in FIG. As shown in FIG. 1, the projector 100 includes six LED modules 10, a frame 110 supporting the six LED modules 10, and an arm unit 120. The configurations of the frame 110 and the arm unit 120 are the same as in the comparative example.

ＬＥＤモジュール１０は、基板装置１を備える電子機器の一例である。図２に示すように、ＬＥＤモジュール１０は、本実施の形態における基板装置１と、ヒートシンク２０と、透明カバー３０とを備えている。ヒートシンク２０および透明カバー３０の構成は、比較例と同じである。   The LED module 10 is an example of an electronic device provided with the substrate device 1. As shown in FIG. 2, the LED module 10 includes the substrate device 1 according to the present embodiment, a heat sink 20, and a transparent cover 30. The configurations of the heat sink 20 and the transparent cover 30 are the same as in the comparative example.

［基板装置の構成］
基板装置１は、電子部品の一例としてのＬＥＤチップが搭載される装置である。 [Configuration of substrate device]
The substrate device 1 is a device on which an LED chip as an example of an electronic component is mounted.

図８は、本実施の形態における基板装置１の構成の一例を示す上面視図である。図９は、本実施の形態における基板装置１の導電パターンおよび放熱パターン構成の一例を示す上面視図である。図１０は、図２に示す楕円Ａの部分の拡大図である。   FIG. 8 is a top view showing an example of the configuration of the substrate device 1 in the present embodiment. FIG. 9 is a top view showing an example of the conductive pattern and the heat dissipation pattern of the substrate device 1 in the present embodiment. FIG. 10 is an enlarged view of the portion of the ellipse A shown in FIG.

図８および図９に示すように、基板装置１は、ＬＥＤチップ１２とサーマルパッド１３とが搭載された基板１１を備えている。   As shown in FIGS. 8 and 9, the substrate device 1 includes a substrate 11 on which the LED chip 12 and the thermal pad 13 are mounted.

基板１１は、比較例と同様に、表面にＬＥＤチップ１２を搭載するための基板であり、表面に導電パターン１４ａ、１４ｂおよび放熱パターン１５が形成されている。基板１１は、表面の形状が矩形状の板状部材である。本実施の形態では、ＬＥＤチップ１２は、高熱伝導性セラミックス１７に搭載された状態で、基板１１上に搭載される。   Similar to the comparative example, the substrate 11 is a substrate for mounting the LED chip 12 on the surface, and the conductive patterns 14 a and 14 b and the heat dissipation pattern 15 are formed on the surface. The substrate 11 is a plate-like member having a rectangular surface shape. In the present embodiment, the LED chip 12 is mounted on the substrate 11 in a state of being mounted on the high thermal conductivity ceramic 17.

導電パターン１４ａおよび１４ｂは、ＬＥＤチップ１２のアノード側の電極１２ａに電気的に接続される通電端子１６ａ、および、ＬＥＤチップ１２のカソード側の電極１２ｂに電気的に接続される通電端子１６ｂに対し、ＬＥＤチップ１２を点灯させるための電圧を供給するパターンである。また、導電パターン１４ａおよび１４ｂにより、通電端子１６ａおよび１６ｂを介してＬＥＤチップ１２において生じた熱が放熱される。導電パターン１４ａおよび１４ｂは、例えば、熱伝導性および導電性の比較的高い材料、例えば、銅箔により形成されている。   The conductive patterns 14a and 14b are for the current-carrying terminal 16a electrically connected to the electrode 12a on the anode side of the LED chip 12 and the current-carrying terminal 16b electrically connected to the electrode 12b on the cathode side of the LED chip 12 , And a pattern for supplying a voltage for lighting the LED chip 12. Further, the heat generated in the LED chip 12 is dissipated by the conductive patterns 14a and 14b through the current-carrying terminals 16a and 16b. The conductive patterns 14a and 14b are formed of, for example, a material having relatively high thermal conductivity and conductivity, such as copper foil.

導電パターン１４ａおよび１４ｂは、ＬＥＤチップ１２から放射状に延びる形状を有している。本実施の形態では、導電パターン１４ａおよび１４ｂは、等脚台形状の形状を有するパターンである。等脚台形の脚が、放射状に伸びる部分となっている。   The conductive patterns 14 a and 14 b have shapes extending radially from the LED chip 12. In the present embodiment, the conductive patterns 14a and 14b are patterns having an isosceles trapezoidal shape. The legs of the isosceles trapezoidal shape extend radially.

導電パターン１４ａは、等脚台形の上辺および下辺が通電端子１６ａの長辺に平行になるように、かつ、等脚台形の上辺が通電端子１６ａの下側に、下辺が基板１１の外周側に位置するように配置されている。導電パターン１４ａは、上辺の近傍で通電端子１６ａに接続されている。   In the conductive pattern 14a, the upper side and the lower side of the isosceles trapezoid are parallel to the long side of the conducting terminal 16a, and the upper side of the isosceles trapezoid is on the lower side of the conducting terminal 16a and the lower side is the outer periphery of the substrate 11. It is arranged to be located. The conductive pattern 14a is connected to the conducting terminal 16a in the vicinity of the upper side.

同様に、導電パターン１４ｂは、等脚台形の上辺および下辺が通電端子１６ｂの長辺に平行になるように、かつ、等脚台形の上辺が通電端子１６ｂの下側に、下辺が基板１１の外周側に位置するように配置されている。導電パターン１４ｂは、上辺の近傍で通電端子１６ｂに接続されている。導電パターン１４ａおよび１４ｂは、ＬＥＤチップ１２の中心を通るＹ軸に平行な軸（図示せず）に対し、線対称となる位置に配置されている。   Similarly, in the conductive pattern 14b, the upper and lower sides of the isosceles trapezoid are on the lower side of the conductive terminal 16b and the lower side is the substrate 11 so that the upper and lower sides of the isosceles trapezoid are parallel to the long side of the conductive terminal 16b. It is arrange | positioned so that it may be located in the outer peripheral side. The conductive pattern 14 b is connected to the conducting terminal 16 b in the vicinity of the upper side. The conductive patterns 14 a and 14 b are arranged in line symmetry with respect to an axis (not shown) parallel to the Y axis passing the center of the LED chip 12.

放熱パターン１５は、ＬＥＤチップ１２からサーマルパッド１３に伝達された熱を放熱するためのパターンである。放熱パターン１５は、上面視において、長方形状のパターンから、上述した導電パターン１４ａおよび１４ｂに対応する部分と、絶縁するための領域とを切り欠いた形状となっている。言い換えると、放熱パターン１５は、２つの等脚台形を、ＬＥＤチップ１２の中心を通るＸ軸に平行な軸（図示せず）に対して対称に配置し、長方形で２つの等脚台形の上辺を繋いだ形状となっている。長方形の２つの等脚台形の上辺に繋がる辺（Ｘ軸に平行な辺）の長さは上辺の長さと同じであり、長方形のＸ軸に平行な辺と上辺とが重なるように配置される。   The heat radiation pattern 15 is a pattern for radiating the heat transmitted from the LED chip 12 to the thermal pad 13. The heat radiation pattern 15 has a shape in which a portion corresponding to the above-described conductive patterns 14 a and 14 b and a region for insulation are cut away from a rectangular pattern in top view. In other words, the heat radiation pattern 15 arranges two isosceles trapezoids symmetrically with respect to an axis (not shown) parallel to the X axis passing the center of the LED chip 12, and has rectangular upper sides of the two isosceles trapezoids. It has a shape in which The length of the side (parallel to the X-axis) connecting the upper sides of the two isosceles trapezoidal rectangles is the same as the length of the upper side, and the sides parallel to the X-axis of the rectangle are arranged so as to overlap .

放熱パターン１５は、導電パターン１４ａおよび１４ｂとは、電気的に絶縁された状態で配置されている。つまり、導電パターン１４ａおよび１４ｂと放熱パターン１５とは独立して設けられ、一定の間隔（例えば、０．４ｍｍ等）を置いて配置されている。   The heat dissipation pattern 15 is disposed in a state of being electrically insulated from the conductive patterns 14a and 14b. That is, the conductive patterns 14a and 14b and the heat radiation pattern 15 are provided independently, and are disposed at a constant distance (for example, 0.4 mm or the like).

このように構成したことで、放熱パターン１５は、導電パターン１４ａおよび１４ｂと同様に、ＬＥＤチップ１２から放射状に延びる形状を有している。放熱パターン１５における放射状に延びる形状と、導電パターン１４ａおよび１４ｂにおける放射状に延びる形状とは、同じであり、平行となるように配置されている。なお、放熱パターン１５における放射状に延びる形状と、導電パターン１４ａおよび１４ｂにおける放射状に延びる形状とが同じ形状となるように形成すれば、放熱パターン１５、導電パターン１４ａおよび１４ｂの面積を大きくとることが可能になる。また、基板１１の表面の領域をより効率的に利用することができる。   Since it comprised in this way, the thermal radiation pattern 15 has a shape radially extended from LED chip 12 similarly to the conductive patterns 14a and 14b. The radially extending shape of the heat radiation pattern 15 and the radially extending shape of the conductive patterns 14a and 14b are the same and arranged in parallel. If the radially extending shape in the heat radiation pattern 15 and the radially extending shape in the conductive patterns 14a and 14b are formed in the same shape, the areas of the heat radiation pattern 15 and the conductive patterns 14a and 14b can be increased. It will be possible. Moreover, the area of the surface of the substrate 11 can be used more efficiently.

また、本実施の形態では、放熱パターン１５は、導電パターン１４ａおよび１４ｂと同じ材料で形成されている。例えば、導電パターン１４ａおよび１４ｂと放熱パターン１５とを銅箔で形成すれば、基板１１一面に銅箔を形成し、不要な領域（各パターンを分離させるための領域）を剥離させるという簡単な工程で２種類のパターンを同時に形成することができる。   Further, in the present embodiment, the heat dissipation pattern 15 is formed of the same material as the conductive patterns 14a and 14b. For example, if the conductive patterns 14a and 14b and the heat radiation pattern 15 are formed of copper foil, a simple process of forming the copper foil on the entire surface of the substrate 11 and peeling unnecessary areas (areas for separating the patterns). Can simultaneously form two types of patterns.

ＬＥＤチップ１２は、電子部品の一例であり、ここでは、発光素子である。ＬＥＤチップ１２は、裏面に電極１２ａおよび１２ｂを備えるフリップチップである。ＬＥＤチップ１２の筐体は、表面の形状が長方形状（矩形状の一例）となっている。なお、ＬＥＤチップ１２の筐体の形状は、長方形状ではなく、正方形あるいは菱形等、他の形状であっても構わない。ＬＥＤチップ１２は、高熱伝導性セラミックス１７の表面に固定されている。より詳細には、図３に示す比較例と同様に、高熱伝導性セラミックス１７の表面に形成された配線１８ａとＬＥＤチップ１２の電極１２ａとが、バンプ１９ａを介して接続されている。高熱伝導性セラミックス１７の表面に形成された配線１８ｂとＬＥＤチップ１２の電極１２ｂとが、バンプ１９ｂを介して接続されている。   The LED chip 12 is an example of an electronic component, and here is a light emitting element. The LED chip 12 is a flip chip provided with electrodes 12 a and 12 b on the back surface. The housing of the LED chip 12 has a rectangular shape (an example of a rectangular shape) on the surface. In addition, the shape of the housing | casing of LED chip 12 may not be a rectangular shape, but may be other shapes, such as square or a rhombus. The LED chip 12 is fixed to the surface of the high thermal conductivity ceramic 17. More specifically, as in the comparative example shown in FIG. 3, the wiring 18a formed on the surface of the high thermal conductivity ceramic 17 and the electrode 12a of the LED chip 12 are connected via the bumps 19a. The wiring 18 b formed on the surface of the high thermal conductivity ceramic 17 and the electrode 12 b of the LED chip 12 are connected via the bumps 19 b.

高熱伝導性セラミックス１７は、表面にＬＥＤチップ１２を搭載する基板である。本実施の形態では、高熱伝導性セラミックス１７の厚さは、１５０ｍｍである。高熱伝導性セラミックス１７には、表面に形成された配線１８ａと通電端子１６ａとを電気的に接続するためのスルーホール１７ａと、表面に形成された配線１８ｂと通電端子１６ｂとを電気的に接続するためのスルーホール１７ｂとが形成されている。スルーホール１７ａおよびスルーホール１７ｂの構成は比較例と同じである。高熱伝導性セラミックス１７の裏面には、スルーホール１７ａおよび１７ｂの下部に、長尺状の２つの通電端子１６ａおよび１６ｂが形成されている。   The high thermal conductivity ceramic 17 is a substrate on which the LED chip 12 is mounted. In the present embodiment, the thickness of the high thermal conductivity ceramic 17 is 150 mm. The high thermal conductivity ceramic 17 is electrically connected to the through hole 17a for electrically connecting the wiring 18a formed on the surface and the conduction terminal 16a, and the wiring 18b formed on the surface and the conduction terminal 16b. And a through hole 17b for the purpose. The configurations of the through holes 17a and the through holes 17b are the same as in the comparative example. Two long conductive terminals 16a and 16b are formed on the back surface of the high thermal conductivity ceramic 17 under the through holes 17a and 17b.

通電端子１６ａは、ＬＥＤチップ１２の電極１２ａと電気的に接続される端子であり、通電端子１６ｂは、ＬＥＤチップ１２の電極１２ｂと電気的に接続される端子である。通電端子１６ａおよび１６ｂは、ここでは、ＡｌあるいはＣｕ等の導電性材料により形成された、表面の形状が長方形状の端子である。通電端子１６ａおよび１６ｂは、長手方向がＹ軸に平行となるように、かつ、高熱伝導性セラミックス１７のＹ軸に平行な辺の各々に沿って配置されている。上述したように、通電端子１６ａは、ＬＥＤチップ１２のアノード側の電極１２ａに電気的に接続され、通電端子１６ｂはＬＥＤチップ１２のカソード側の電極１２ｂに電気的に接続されている。   The conduction terminal 16 a is a terminal electrically connected to the electrode 12 a of the LED chip 12, and the conduction terminal 16 b is a terminal electrically connected to the electrode 12 b of the LED chip 12. The current-carrying terminals 16a and 16b are terminals having a rectangular shape on the surface, which are made of a conductive material such as Al or Cu. The current-carrying terminals 16a and 16b are arranged along the sides of the high thermal conductivity ceramic 17 parallel to the Y axis such that the longitudinal direction is parallel to the Y axis. As described above, the conduction terminal 16 a is electrically connected to the anode electrode 12 a of the LED chip 12, and the conduction terminal 16 b is electrically connected to the cathode electrode 12 b of the LED chip 12.

なお、本実施の形態では、通電端子１６ａおよび１６ｂは、表面の形状、つまり、ＸＹ平面に平行な面の形状が長方形状（長尺状の一例）である場合を例に説明したが、楕円形あるいは角丸長方形等、他の形状であっても構わない。   In the present embodiment, the conductive terminals 16a and 16b have been described by taking as an example the case where the shape of the surface, that is, the shape of the plane parallel to the XY plane is rectangular (one example of a long shape). It may be other shapes such as a shape or a rounded rectangle.

サーマルパッド１３は、ＬＥＤチップ１２において発生した熱を放熱パターン１５に移動させるための部材であり、表面の形状が長方形状のシートである。サーマルパッド１３は、表面が高熱伝導性セラミックス１７の裏面に、裏面が放熱パターン１５の表面に接するように配置されている。さらに、サーマルパッド１３は、通電端子１６ａと通電端子１６ｂとの間に、通電端子１６ａおよび１６ｂとは電気的に絶縁された状態に配置されている。   The thermal pad 13 is a member for transferring the heat generated in the LED chip 12 to the heat dissipation pattern 15, and is a sheet whose surface shape is a rectangular shape. The thermal pad 13 is disposed such that the surface is on the back surface of the high thermal conductivity ceramic 17 and the back surface is in contact with the surface of the heat dissipation pattern 15. Furthermore, the thermal pad 13 is disposed between the current-carrying terminal 16a and the current-carrying terminal 16b, in a state of being electrically insulated from the current-carrying terminals 16a and 16b.

なお、図８および図９では、１つのＬＥＤチップ１２に対応する部分を図示しているが、図１０では、複数のＬＥＤチップ１２に対応する部分を示している。図８および図９では、ＬＥＤチップ１２が独立して配置されている場合を示しているが、実際には、複数のＬＥＤチップ１２が直列に接続される場合も考えられる。   In addition, although the part corresponding to one LED chip 12 is illustrated in FIG. 8 and FIG. 9, the part corresponding to several LED chip 12 is shown in FIG. Although FIG. 8 and FIG. 9 show the case where the LED chips 12 are arranged independently, actually, it may be considered that a plurality of LED chips 12 are connected in series.

図１０は、ＬＥＤチップＣ１およびＣ２が直列に接続されている場合を示している。図１０では、ＬＥＤチップＣ１のカソード側の電極１２ｂに接続されている導電パターン１４ｂと、ＬＥＤチップＣ２のアノード側の電極１２ａに接続されている導電パターン１４ａとが一体に形成されている。このように構成することにより、ＬＥＤチップＣ１のカソードとＬＥＤチップＣ２のアノードとが接続される。   FIG. 10 shows the case where the LED chips C1 and C2 are connected in series. In FIG. 10, the conductive pattern 14b connected to the cathode side electrode 12b of the LED chip C1 and the conductive pattern 14a connected to the anode side electrode 12a of the LED chip C2 are integrally formed. By this configuration, the cathode of the LED chip C1 and the anode of the LED chip C2 are connected.

このように、導電パターンは、他のＬＥＤチップの電極に接続された他の導電パターンと一体に形成されていても構わない。   Thus, the conductive pattern may be integrally formed with other conductive patterns connected to the electrodes of the other LED chips.

［１−２．導電パターンおよび放熱パターンの詳細］
上述したように、本発明者らは、熱が放射状に広がる性質を有することから、導電パターン１４ａおよび１４ｂの形状を、ＬＥＤチップ１２から外側に向うにつれて放射状に広がる形状とした。さらに、本発明者らは、導電パターン１４ａおよび１４ｂの拡開角度を順次変更して、基板装置１の温度の計測を行った。 [1-2. Details of conductive pattern and heat dissipation pattern]
As described above, the inventors of the present invention have the shape of the conductive patterns 14 a and 14 b radially spread outward from the LED chip 12 because the heat spreads radially. Furthermore, the inventors of the present invention measured the temperature of the substrate device 1 by sequentially changing the expansion angles of the conductive patterns 14a and 14b.

（測定条件）
図１１は、温度測定を行った導電パターン１４ａおよび１４ｂの拡開角度別の形状を示す図である。 (Measurement condition)
FIG. 11 is a diagram showing the shapes of the conductive patterns 14 a and 14 b whose temperature was measured, according to the spread angle.

ここで、拡開角度とは、電極１２ａおよび１２ｂの上端付近を通るＸ軸に平行な軸Ｘ１と、当該軸Ｘ１を通る導電パターン１４ａおよび１４ｂの等脚台形の脚との間の角度である。本実施の形態では、導電パターン１４ａおよび１４ｂが等脚台形状の形状であるため、軸Ｘ１と台形の一方の脚との間の角度と、軸Ｘ２と台形の他方の脚との間の角度とは同じになっている。軸Ｘ２は、電極１２ａおよび１２ｂの下端付近を通るＸ軸に平行な軸である。   Here, the spread angle is an angle between an axis X1 parallel to the X axis passing near the upper ends of the electrodes 12a and 12b and an isosceles trapezoidal leg of the conductive patterns 14a and 14b passing the axis X1. . In the present embodiment, since conductive patterns 14a and 14b have an isosceles shape, an angle between axis X1 and one leg of the trapezoid and an angle between axis X2 and the other leg of the trapezoid And is the same. The axis X2 is an axis parallel to the X axis passing near the lower ends of the electrodes 12a and 12b.

図１１では、拡開角度が３０度、４５度、６０度および９０度の場合について示している。本実施の形態では、図１１に示す４つの場合に、Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ（比較例よりも導電パターン１４ａおよび１４ｂの幅が広い場合）と、比較例の場合（０ｄｅｇ）とを加えて温度の測定を行った。   FIG. 11 shows the case where the expansion angle is 30 degrees, 45 degrees, 60 degrees and 90 degrees. In the present embodiment, the temperature is measured by adding Reference (when the width of the conductive patterns 14a and 14b is wider than the comparative example) and the comparative example (0 deg) in the four cases shown in FIG. The

また、本実施の形態では、ガラエポ基板を用いた場合と、金属基板（Ａｌ基板）を用いた場合とについて温度の測定を行った。   Further, in the present embodiment, the temperature was measured for the case of using a glass epoxy substrate and the case of using a metal substrate (Al substrate).

さらに、本実施の形態において、周囲温度は３０．０℃であった。   Furthermore, in the present embodiment, the ambient temperature was 30.0.degree.

（測定結果）
図１２は、ガラエポ基板の一例を示す外観図である。図１３は、ガラエポ基板における拡開角度別の温度の測定結果を示すグラフである。図１４は、ガラエポ基板における拡開角度別の温度の測定結果を模式的に示す模式図である。図１４では、輝度の高い領域（明るい領域）ほど、温度が高い領域となっている。 (Measurement result)
FIG. 12 is an external view showing an example of a glass-epoxy substrate. FIG. 13 is a graph showing the measurement results of the temperature according to the spread angle in the glass epoxy substrate. FIG. 14: is a schematic diagram which shows typically the measurement result of the temperature according to the expansion angle in a glass epoxy board. In FIG. 14, the higher the region (brighter region) the higher the luminance, the higher the temperature.

図１２に示すガラエポ基板は、樹脂基板であり、厚さ０．９ｍｍ、熱伝導率λ＝１．０Ｗ／ｍＫである。また、銅箔（導電パターンおよび放熱パターン）の厚さ７０μｍ、ＬＥＤチップ１２の熱を放熱するためのグリース（サーマルパッド１３に相当）の厚さは５０μｍ相当、熱伝導率λは１．３Ｗ／ｍＫである。発熱量Ｑは、１．４５Ｗ（４１８ｍＡ相当）とした。   The glass epoxy substrate shown in FIG. 12 is a resin substrate and has a thickness of 0.9 mm and a thermal conductivity λ = 1.0 W / mK. In addition, the thickness 70 μm of the copper foil (conductive pattern and heat radiation pattern), the thickness of the grease (corresponding to the thermal pad 13) for radiating the heat of the LED chip 12 is equivalent to 50 μm, and the thermal conductivity λ is 1.3 W / It is mK. The calorific value Q was 1.45 W (equivalent to 418 mA).

図１５は、Ａｌ基板の一例を示す外観図である。図１６は、Ａｌ基板における拡開角度別の温度の測定結果を示す図である。図１７は、Ａｌ基板における拡開角度別の温度の測定結果を模式的に示す模式図である。図１７では、図１４と同様に、輝度の高い領域（明るい領域）ほど、温度が高い領域となっている。   FIG. 15 is an external view showing an example of an Al substrate. FIG. 16 is a diagram showing the measurement results of the temperatures by expansion angle in the Al substrate. FIG. 17 is a schematic view schematically showing the measurement result of the temperature at each expansion angle in the Al substrate. In FIG. 17, as in the case of FIG. 14, the region with higher brightness (brighter region) is a region with higher temperature.

図１５に示すＡｌ基板は、Ａｌ基板と導電パターンおよび放熱パターンとを電気的に絶縁する絶縁層を備えている。絶縁層の厚さは０．１ｍｍ、銅箔（導電パターンおよび放熱パターン）の厚さ１２０μｍ、熱伝導シート（サーマルパッド１３）の厚さは１．５ｍｍ、熱伝導率λは４．５Ｗである。発熱量Ｑは、２．４９Ｗ（７００ｍＡ相当）とした。   The Al substrate shown in FIG. 15 is provided with an insulating layer which electrically insulates the Al substrate from the conductive pattern and the heat dissipation pattern. The thickness of the insulating layer is 0.1 mm, the thickness of the copper foil (conductive pattern and heat radiation pattern) 120 μm, the thickness of the thermal conductive sheet (thermal pad 13) is 1.5 mm, and the thermal conductivity λ is 4.5 W . The calorific value Q was 2.49 W (equivalent to 700 mA).

また、本測定に使用したＬＥＤチップ１２は、放熱パターン１５が接続される側の辺（Ｘ軸に平行な辺）よりも、導電パターンが接続される側の辺（Ｙ軸に平行な辺）の方が長くなっている。   Further, the LED chip 12 used in this measurement has a side (parallel to the Y axis) to which the conductive pattern is connected rather than the side to which the heat dissipation pattern 15 is connected (a side parallel to the X axis) Is longer.

図１３および図１６において、Ｔｊは導電パターンと通電端子との接続部分の温度を、Ｔｓは高熱伝導性セラミックスの部分の温度をそれぞれ示している。   In FIG. 13 and FIG. 16, Tj indicates the temperature of the connection portion between the conductive pattern and the current-carrying terminal, and Ts indicates the temperature of the high thermal conductivity ceramic portion.

図１３に示すガラエポ基板の場合、周囲温度３０．０℃からのＴｊの温度上昇量は、比較例（０ｄｅｇ）が１９．９℃（４９．９−３０．０）であるのに対し、６０ｄｅｇでは１７．２℃（４７．２−３０．０）である。つまり、図１３に示すガラエポ基板の場合、温度上昇量が１．５割程度抑制されていることが分かる。   In the case of the glass-epoxy substrate shown in FIG. 13, the temperature rise of Tj from the ambient temperature of 30.0 ° C. is 60 deg compared to 19.9 ° C. (49.9-30.0) of the comparative example (0 deg). Then, it is 17.2 ° C (47.2-30.0). That is, in the case of the glass epoxy substrate shown in FIG. 13, it can be seen that the temperature rise amount is suppressed by about 1.5 percent.

同様に、図１６に示すＡｌ基板の場合、周囲温度３０．０℃からのＴｊの温度上昇量は、比較例（０ｄｅｇ）が１８．７℃であるのに対し、６０ｄｅｇでは１７．９℃である。つまり、図１６に示すＡｌ基板の場合、温度上昇量が０．５割程度抑制されていることが分かる。   Similarly, in the case of the Al substrate shown in FIG. 16, the temperature rise of Tj from the ambient temperature of 30.0 ° C. is 17.9 ° C. at 60 deg., While that of the comparative example (0 deg.) Is 18.7 ° C. is there. That is, in the case of the Al substrate shown in FIG. 16, it is understood that the temperature rise amount is suppressed by about 0.5%.

なお、図１３に示すガラエポ基板の場合、Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅと０ｄｅｇでは、周囲温度３０．０℃からのＴｊの温度上昇量は１９．５℃と１９．９℃であり、放熱性はほとんど改善されていない。同様に、図１６に示すＡｌ基板の場合、Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅと０ｄｅｇでは、周囲温度３０．０℃からのＴｊの温度上昇量は１８．５℃と１８．７℃であり、放熱性はほとんど改善されていない。つまり、２種類のいずれの基板においても、Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅと０ｄｅｇでは、放熱性の改善はほとんどみられない。導電パターン１４ａおよび１４ｂの幅を変更しても温度上昇量にはあまり変化が無いことから、単に導電パターン１４ａおよび１４ｂにおける熱の出口を広げるのみでは十分な放熱性の改善効果は得られないことが分かる。   In the case of the glass epoxy substrate shown in FIG. 13, the temperature rise of Tj from the ambient temperature of 30.0 ° C. is 19.5 ° C. and 19.9 ° C. at Reference and 0 deg, and the heat dissipation is hardly improved. . Similarly, in the case of the Al substrate shown in FIG. 16, the temperature rise of Tj from the ambient temperature of 30.0 ° C. is 18.5 ° C. and 18.7 ° C. at Reference and 0 deg, and the heat dissipation is almost improved. Absent. That is, in both of the two types of substrates, the improvement of the heat dissipation is hardly seen at Reference and 0 deg. Even if the width of the conductive patterns 14a and 14b is changed, the temperature rise amount does not change much, so that merely widening the heat outlet in the conductive patterns 14a and 14b does not provide a sufficient improvement in the heat dissipation. I understand.

さらに、図１３および図１６に示すように、２種類のいずれの基板においても、拡開角度が３０度、４５度、６０度の場合に、温度上昇量が抑制されるという結果を得た。特に、６０度の場合に最も温度上昇量が抑制されている。６０度の場合、比較例の場合よりも温度上昇量が０．５割〜１．５割程度抑制されていることが分かる。当該温度測定の結果より、導電パターンを介した放熱の寄与度がある程度高いことが分かる。   Furthermore, as shown in FIG. 13 and FIG. 16, in the case of any of the two types of substrates, when the expansion angle is 30 degrees, 45 degrees, and 60 degrees, the result is that the amount of temperature rise is suppressed. In particular, the amount of temperature rise is suppressed most at 60 degrees. In the case of 60 degrees, it turns out that the amount of temperature rise is controlled about 0.5 percent to 1.5 percent more than in the case of the comparative example. From the result of the temperature measurement, it can be understood that the degree of contribution of heat dissipation through the conductive pattern is high to some extent.

つまり、図１３および図１６に示す温度測定の結果から、放射状に延びる部分を形成することにより、放熱性を向上させることができることが分かる。これは、熱は放射状に伝達されるため、導電パターン１４ａおよび１４ｂに放射状に延びる部分を持たせることで、熱の移動をスムーズに行うことができるためであると考えられる。   That is, from the results of the temperature measurement shown in FIG. 13 and FIG. 16, it can be understood that the heat dissipation can be improved by forming the radially extending portions. This is considered to be because heat can be smoothly transferred by providing the conductive patterns 14 a and 14 b with the radially extending portions because heat is transferred radially.

また、６０度の場合に放熱性が最も改善されているが、これは、通電端子の長手方向の長さ（Ｙ軸に平行な辺の長さ）が、サーマルパッド１３の幅（長手方向に交差する方向の幅、例えば、Ｘ軸に平行な辺の長さ）よりも長いためであると考えられる。つまり、通電端子の長手方向の長さがサーマルパッド１３の幅よりも長い場合は、導電パターン１４ａおよび１４ｂの拡開角度を４５度以上９０度よりも小さい角度に決定することで、放熱性の改善効果がさらに高まると考えられる。言い換えると、通電端子の長手方向の長さがサーマルパッド１３の幅よりも長い場合は、導電パターン１４ａおよび１４ｂの拡開角度を放熱パターン１５の拡開角度よりも大きい角度に決定することで、放熱性の改善効果がさらに高まると考えられる。   The heat dissipation is most improved at 60 degrees, but the length of the current-carrying terminal in the longitudinal direction (length of the side parallel to the Y-axis) is the width of the thermal pad 13 (longitudinal direction) It is considered that this is because the width in the crossing direction, for example, the length of the side parallel to the X axis) is longer. That is, when the length in the longitudinal direction of the current-carrying terminal is longer than the width of the thermal pad 13, the radiation angle is determined by determining the expansion angle of the conductive patterns 14a and 14b to be 45 degrees or more and less than 90 degrees. It is thought that the improvement effect will be further enhanced. In other words, when the length in the longitudinal direction of the current-carrying terminal is longer than the width of the thermal pad 13, the expansion angle of the conductive patterns 14 a and 14 b is determined to be larger than the expansion angle of the heat dissipation pattern 15. It is considered that the heat radiation improvement effect is further enhanced.

逆に、通電端子の長手方向の長さがサーマルパッド１３の幅よりも短い場合は、導電パターン１４ａおよび１４ｂの拡開角度を０度より大きく４５度以下の角度に決定することで、放熱性の改善効果がさらに高まると考えられる。言い換えると、通電端子の長手方向の長さがサーマルパッド１３の幅よりも短い場合は、サーマルパッド１３に接続される放熱パターン１５の拡開角度を導電パターン１４ａおよび１４ｂの拡開角度よりも大きい角度に決定することで、放熱性の改善効果がさらに高まると考えられる。   Conversely, when the length in the longitudinal direction of the current-carrying terminal is shorter than the width of the thermal pad 13, the heat dissipation can be determined by determining the expansion angle of the conductive patterns 14a and 14b to an angle greater than 0 degree and 45 degrees or less. It is thought that the improvement effect of In other words, when the length in the longitudinal direction of the current-carrying terminal is shorter than the width of the thermal pad 13, the expansion angle of the heat dissipation pattern 15 connected to the thermal pad 13 is larger than the expansion angle of the conductive patterns 14a and 14b. It is thought that the heat radiation improvement effect is further enhanced by determining the angle.

なお、通電端子の長手方向の長さとサーマルパッド１３の幅とが同じである場合あるいは差が小さい場合には、拡開角度は同程度に設計しても放熱性を十分に向上させることができると考えられる。   If the length in the longitudinal direction of the current-carrying terminal and the width of the thermal pad 13 are the same or if the difference is small, the heat dissipation can be sufficiently improved even if the expansion angle is designed to be approximately the same. it is conceivable that.

最適な拡開角度は、通電端子の長手方向の長さとサーマルパッド１３の幅との大小関係およびその差、サーマルパッド１３の放熱性等により変化すると考えられるため、これらの条件を考慮して決定する。なお、最適な拡開角度は、これらの条件だけでなく、他の条件をさらに考慮して決定しても構わない。   The optimal expansion angle is considered to change depending on the size relationship between the length of the current-carrying terminal in the longitudinal direction and the width of the thermal pad 13 and the difference between them, the heat dissipation of the thermal pad 13 etc. Do. The optimum expansion angle may be determined in consideration of not only these conditions but also other conditions.

上記では、通電端子の長手方向（Ｙ軸方向）の長さとサーマルパッドの幅（Ｘ軸方向の長さ）とを比較しているが、これは、導電パターン１４ａおよび１４ｂに続く熱の出口の大きさ（長さあるいは面積）と、放熱パターン１５に続く熱の出口の大きさとを比較することに相当する。このため、通電端子の長手方向とサーマルパッドの幅方向とは、必ずしも直交している必要はなく、交差していればよい。熱の出口の大きさが大きい側のパターンの拡開角度が、熱の出口の大きさが小さい側のパターンの拡開角度よりも大きくなるように、各パターンの拡開角度を決定する。   Although the length in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the current-carrying terminal is compared with the width (length in the X-axis direction) of the thermal pad in the above, this corresponds to the outlet of heat following the conductive patterns 14a and 14b. It corresponds to comparing the size (length or area) with the size of the outlet of heat following the heat dissipation pattern 15. For this reason, the longitudinal direction of the current-carrying terminal and the width direction of the thermal pad do not have to be orthogonal to each other, as long as they intersect with each other. The expansion angle of each pattern is determined so that the expansion angle of the pattern on the side where the size of the heat outlet is larger is larger than the expansion angle of the pattern on the side where the heat outlet is smaller.

なお、図１３および図１６に示すように、拡開角度が９０度の場合（導電パターン１４ａおよび１４ｂが放射状に延びる形状を有しない場合）は、放熱パターン側の温度が導電パターン側の温度よりも高くなっており、放熱パターン側の放熱性を損なっていることが分かる。このため、拡開角度は、９０度よりも小さい角度であることが好ましい。   As shown in FIG. 13 and FIG. 16, when the expansion angle is 90 degrees (when the conductive patterns 14a and 14b do not have a radially extending shape), the temperature of the heat dissipation pattern is higher than the temperature of the conductive pattern Also, it can be seen that the heat dissipation on the heat dissipation pattern side is impaired. For this reason, the expansion angle is preferably an angle smaller than 90 degrees.

［１−３．効果等］
本実施の形態では、導電パターン１４ａおよび１４ｂがＬＥＤチップ１２から放射状に延びる形状を有するように構成することにより、導電パターン１４ａおよび１４ｂにおける放熱性が改善されている。 [1-3. Effect etc]
In the present embodiment, by configuring the conductive patterns 14 a and 14 b to have a shape that radially extends from the LED chip 12, the heat dissipation in the conductive patterns 14 a and 14 b is improved.

熱は放射状に拡散すると考えられることから、導電パターンおよび放熱パターンを、電子部品から放射状に延びる形状を有するように構成することで、熱の移動をスムーズに行わせることができると考えられる。これにより、導電パターンの放熱性を向上させることが可能になる。   Since heat is considered to diffuse radially, it is considered that heat transfer can be smoothly performed by configuring the conductive pattern and the heat radiation pattern to have a shape extending radially from the electronic component. This makes it possible to improve the heat dissipation of the conductive pattern.

なお、上述した温度測定は、実際に使用される場合よりもＬＥＤチップ１２に搭載されるＬＥＤの輝度が低い状態で測定しており、発熱量が実際の使用状態における発熱量の半分程度となっている。このため、実際の使用態様では、図１３および図１６に示す測定結果の２倍の効果が得られると考えられる。実際に、実際の使用状態における発熱量において、ガラエポ基板の温度上昇量について測定したところ、比較例における基板装置を用いた場合に比べ、本実施の形態の基板装置１は４．４℃程度温度上昇量が抑制された。   The above-mentioned temperature measurement is performed in a state in which the brightness of the LED mounted on the LED chip 12 is lower than that in actual use, and the calorific value is about half of the calorific value in the actual use state ing. Therefore, it is considered that in the actual use mode, an effect twice as high as the measurement result shown in FIG. 13 and FIG. 16 can be obtained. In fact, when the amount of heat generation in the actual use state was measured for the temperature rise of the glass epoxy substrate, the substrate device 1 of the present embodiment had a temperature of about 4.4 ° C. as compared to the case of using the substrate device in the comparative example. The amount of increase was suppressed.

拡開角度は、熱の状態が平衡状態（図１４および図１７において、同じ温度の領域が円形になる状態）になるように決めることが好ましい。各パターンにおける放熱性は、上述したように、サーマルパッド１３の伝熱性、通電端子の長手方向の長さとサーマルパッド１３の幅との比率等に応じて変化すると考えられる。このため、導電パターン１４ａ、１４ｂおよび放熱パターン１５の拡開角度は、これらの条件を考慮して設定しても構わない。   The expansion angle is preferably determined so that the heat is in an equilibrium state (in FIGS. 14 and 17, the area of the same temperature is circular). As described above, the heat dissipation in each pattern is considered to change depending on the heat conductivity of the thermal pad 13, the ratio of the length in the longitudinal direction of the current-carrying terminal to the width of the thermal pad 13, and the like. Therefore, the expansion angles of the conductive patterns 14a and 14b and the heat radiation pattern 15 may be set in consideration of these conditions.

図１４および図１７の場合では、導電パターン１４ａおよび１４ｂの拡開角度が６０度のときに、同じ温度の領域が円弧形に（ドーナッツ状に）なっており（図１４および図１７の（ｅ）参照）、導電パターンの拡開角度を６０度に決定することが好ましいと言える。これに対し、例えば、サーマルパッドの幅に対する通電端子の長さの比率がより大きい場合には、導電パターンの拡開角度はより大きな角度に決定しても構わないし、サーマルパッドの幅に対する通電端子の長さの比率がより小さい場合は、導電パターンの拡開角度はより小さい角度に決定しても構わない。   In the case of FIG. 14 and FIG. 17, when the expansion angle of the conductive patterns 14a and 14b is 60 degrees, the area of the same temperature is arc-shaped (doughnut-shaped) (FIG. 14 and FIG. e), it is preferable to determine the expansion angle of the conductive pattern to 60 degrees. On the other hand, for example, when the ratio of the length of the conductive terminal to the width of the thermal pad is larger, the spread angle of the conductive pattern may be determined to be a larger angle. The conductive terminal to the width of the thermal pad If the ratio of lengths is smaller, the spread angle of the conductive pattern may be determined to be a smaller angle.

また、図１４および図１７の（ｆ）に示すように、導電パターンの拡開角度が９０度になると（放射状の形状を有しない場合）、放熱パターン側の放熱性を損なう可能性がある。このため、拡開角度は９０度よりも小さい角度に決定することが好ましい。   Further, as shown in FIG. 14 and (f) of FIG. 17, when the expansion angle of the conductive pattern is 90 degrees (when it does not have a radial shape), the heat dissipation on the heat dissipation pattern side may be impaired. For this reason, it is preferable to determine the expansion angle to an angle smaller than 90 degrees.

本実施の形態では、比較例に対し、導電パターン１４ａおよび１４ｂの形状を変更するという簡単な変更で導電パターン１４ａおよび１４ｂの放熱性を改善することができる。本実施の形態の基板装置１は、放熱性を向上させるための別部材、あるいは、他の複雑な工程を必要としないため、製造コストが増大するのを防止できる。   In the present embodiment, the heat dissipation of the conductive patterns 14a and 14b can be improved by a simple change such as changing the shapes of the conductive patterns 14a and 14b in comparison with the comparative example. Since the substrate device 1 of the present embodiment does not require a separate member for improving heat dissipation or other complicated steps, it is possible to prevent an increase in manufacturing cost.

さらに、本実施の形態では、放熱パターン１５がＬＥＤチップ１２から放射状に延びる形状を有するように構成している。放熱パターン１５は、ＬＥＤチップ１２から放射状に延びる形状を有するので、熱の移動がスムーズに行われる。このため、本実施の形態の放熱パターン１５は比較例と比べて面積が減少しているが、放熱性が損なわれるのを防止することができる。   Furthermore, in the present embodiment, the heat dissipation pattern 15 is configured to have a shape extending radially from the LED chip 12. Since the heat radiation pattern 15 has a shape extending radially from the LED chip 12, the heat transfer is smoothly performed. For this reason, although the area of the heat radiation pattern 15 of the present embodiment is reduced as compared with the comparative example, the heat radiation performance can be prevented from being impaired.

なお、通電端子１６ａおよび１６ｂの長手方向の長さがサーマルパッド１３の幅よりも大きい場合は、導電パターン１４ａおよび１４ｂの拡開角度は放熱パターン１５の拡開角度よりも大きい角度に決定する。また、通電端子１６ａおよび１６ｂの長手方向の長さがサーマルパッド１３の幅よりも小さい場合は、導電パターン１４ａおよび１４ｂの拡開角度は放熱パターン１５の拡開角度よりも小さい角度に決定する。つまり、熱の出口の大きい側の拡開角度を大きくすれば、熱の移動をスムーズにすることができ、熱の状態を平衡状態に近づけることが可能になる。   When the length in the longitudinal direction of the current-carrying terminals 16 a and 16 b is larger than the width of the thermal pad 13, the expansion angle of the conductive patterns 14 a and 14 b is determined to be larger than the expansion angle of the heat dissipation pattern 15. When the length in the longitudinal direction of the current-carrying terminals 16 a and 16 b is smaller than the width of the thermal pad 13, the expansion angle of the conductive patterns 14 a and 14 b is determined to be smaller than the expansion angle of the heat dissipation pattern 15. That is, if the expansion angle on the large side of the heat outlet is increased, the heat transfer can be smoothed, and the heat state can be brought close to the equilibrium state.

本実施の形態では、複数の導電パターン１４ａおよび１４ｂを有するので、電子部品に、本実施の形態ではＬＥＤチップ１２に搭載されたＬＥＤに所望の電圧を供給することができる。   In the present embodiment, since the plurality of conductive patterns 14 a and 14 b are provided, a desired voltage can be supplied to the electronic component, and to the LED mounted on the LED chip 12 in the present embodiment.

基板１１は、放熱性が向上しているため、特に、発熱量の多い電子部品、例えば、半導体素子あるいは発光素子に有用である。放熱性の向上により、半導体素子あるいは発光素子の劣化を低減することができる。   The substrate 11 is useful for an electronic component having a large amount of heat generation, such as a semiconductor element or a light emitting element, because the heat dissipation property is improved. By the improvement of the heat dissipation, deterioration of the semiconductor element or the light emitting element can be reduced.

ＬＥＤモジュール１０は、サーマルパッド１３を有するため、電子部品から放熱パターン１５への熱の移動をスムーズに行わせることが可能になる。   Since the LED module 10 has the thermal pad 13, the heat can be smoothly transferred from the electronic component to the heat dissipation pattern 15.

本実施の形態のＬＥＤモジュール１０は、上述した基板１１とヒートシンク（放熱フィン）とを備える。これにより、ＬＥＤモジュール１０の放熱性を高めることができ、電子部品の劣化を低減することができる。   The LED module 10 according to the present embodiment includes the substrate 11 described above and a heat sink (heat dissipating fin). Thereby, the heat dissipation of LED module 10 can be improved and degradation of an electronic component can be reduced.

（実施の形態２）
実施の形態２の基板装置の構成について、図１、図２、図１８〜図２０を用いて説明する。本実施の形態では、実施の形態１とは、導電パターン１４ｂおよび放熱パターン１５の形状が異なる場合について説明する。 Second Embodiment
The configuration of the substrate device of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 18 to 20. In the present embodiment, the case where the shapes of the conductive pattern 14 b and the heat dissipation pattern 15 are different from those of the first embodiment will be described.

より詳細には、本実施の形態の導電パターン１４ｂおよび放熱パターン１５は、一体に形成されている。   More specifically, the conductive pattern 14b and the heat dissipation pattern 15 of the present embodiment are integrally formed.

［２−１．装置構成］
本実施の形態の基板装置１は、実施の形態１と同様に、図１に示す投光器１００に適用されている。投光器１００は、図１に示すように、６個のＬＥＤモジュール１０と、６個のＬＥＤモジュール１０を支持するフレーム１１０と、アーム部１２０とを備えている。フレーム１１０およびアーム部１２０の構成は、実施の形態１と同じである。 [2-1. Device configuration]
The substrate device 1 of the present embodiment is applied to the projector 100 shown in FIG. 1 as in the first embodiment. As shown in FIG. 1, the projector 100 includes six LED modules 10, a frame 110 supporting the six LED modules 10, and an arm unit 120. The configurations of the frame 110 and the arm unit 120 are the same as in the first embodiment.

ＬＥＤモジュール１０は、基板装置１を備える電子機器の一例である。図２に示すように、ＬＥＤモジュール１０は、本実施の形態における基板装置１と、ヒートシンク２０と、透明カバー３０とを備えている。ヒートシンク２０および透明カバー３０の構成は、実施の形態１と同じである。   The LED module 10 is an example of an electronic device provided with the substrate device 1. As shown in FIG. 2, the LED module 10 includes the substrate device 1 according to the present embodiment, a heat sink 20, and a transparent cover 30. The configurations of the heat sink 20 and the transparent cover 30 are the same as in the first embodiment.

基板装置１は、電子部品の一例としてのＬＥＤチップが搭載される装置である。   The substrate device 1 is a device on which an LED chip as an example of an electronic component is mounted.

図１８は、本実施の形態における導電パターン１４ａおよび１４ｂ、および、放熱パターン１５の構成の一例を示す上面視図である。図１９は、本実施の形態における基板装置の構成の一例を示す上面視図である。図２０は、本実施の形態におけるＬＥＤチップ１２の構成の一例を示す図である。図２０の（ａ）は上面視図であり、（ｂ）は（ａ）のＢＢ線部分におけるＸＺ平面に平行な面の断面図であり、（ｃ）は（ｂ）のＣＣ線部分におけるＸＹ平面に平行な断面をＺ軸負側から見た断面図である。   FIG. 18 is a top view showing an example of the configuration of conductive patterns 14 a and 14 b and heat dissipation pattern 15 in the present embodiment. FIG. 19 is a top view showing an example of the configuration of the substrate device in the present embodiment. FIG. 20 is a diagram showing an example of the configuration of the LED chip 12 in the present embodiment. (A) of FIG. 20 is a top view, (b) is a cross-sectional view of a plane parallel to the XZ plane in the BB line portion of (a), (c) is an XY in the CC line portion of (b) It is the sectional view which looked at the section parallel to a plane from the Z-axis negative side.

図１８〜図２０に示すように、基板装置１は、基板１１と、ＬＥＤチップ１２とを備えている。   As shown in FIGS. 18 to 20, the substrate device 1 includes a substrate 11 and an LED chip 12.

基板１１は、実施の形態１と同様に、表面にＬＥＤチップ１２を搭載するための基板であり、表面に導電パターン１４ａ、１４ｂおよび放熱パターン１５が形成されている。基板１１は、表面の形状が矩形状の板状部材である。   As in the first embodiment, the substrate 11 is a substrate for mounting the LED chip 12 on the surface, and the conductive patterns 14 a and 14 b and the heat dissipation pattern 15 are formed on the surface. The substrate 11 is a plate-like member having a rectangular surface shape.

導電パターン１４ａは、実施の形態１と同様に、ＬＥＤチップ１２のアノード側の電極１２ａに電気的に接続される通電端子１６ａに対しＬＥＤチップ１２を点灯させるための電圧を供給するパターンである。また、導電パターン１４ａにより、通電端子１６ａを介してＬＥＤチップ１２において生じた熱が放熱される。導電パターン１４ａは、実施の形態１と同様に、熱伝導性および導電性の比較的高い材料、例えば、銅箔により形成されている。   The conductive pattern 14a is a pattern for supplying a voltage for lighting the LED chip 12 to the current-carrying terminal 16a electrically connected to the electrode 12a on the anode side of the LED chip 12, as in the first embodiment. Moreover, the heat which generate | occur | produced in LED chip 12 is thermally radiated via the electricity supply terminal 16a by the electrically conductive pattern 14a. As in the first embodiment, the conductive pattern 14 a is formed of a material having relatively high thermal conductivity and conductivity, for example, copper foil.

導電パターン１４ａは、ＬＥＤチップ１２から放射状に延びる形状を有している。導電パターン１４ａは、実施の形態１と同様に、等脚台形状の形状を有するパターンである。等脚台形の脚が、放射状に伸びる部分となっている。導電パターン１４ａは、等脚台形の上辺および下辺が通電端子１６ａの長辺に平行になるように、かつ、等脚台形の上辺が通電端子１６ａの下側に、下辺が基板１１の外周側に位置するように配置されている。導電パターン１４ａは、上辺の近傍で通電端子１６ａに接続されている。   The conductive pattern 14 a has a shape that radially extends from the LED chip 12. The conductive pattern 14a is a pattern having an isosceles trapezoidal shape, as in the first embodiment. The legs of the isosceles trapezoidal shape extend radially. In the conductive pattern 14a, the upper side and the lower side of the isosceles trapezoid are parallel to the long side of the conducting terminal 16a, and the upper side of the isosceles trapezoid is on the lower side of the conducting terminal 16a and the lower side is the outer periphery of the substrate 11. It is arranged to be located. The conductive pattern 14a is connected to the conducting terminal 16a in the vicinity of the upper side.

導電パターン１４ｂおよび放熱パターン１５は、本実施の形態では一体に形成されている。なお、導電パターン１４ｂおよび放熱パターン１５からなる複合パターンは、導電パターン１４ａとは電気的に分離して形成されている。具体的には、導電パターン１４ａと、複合パターンとは、絶縁可能な間隔を空けて配置されている。複合パターンは、長方形から導電パターン１４ａに対応する部分と、絶縁するための領域とを切り欠いた形状となっている。複合パターンは、ＬＥＤチップ１２において生じた熱を、ＬＥＤチップ１２のカソード側の電極１２ｂに接続された通電端子１６ｂとサーマルパッド１３とを介して受け取り、放熱する。さらに、複合パターンは、通電端子１６ｂに、ＬＥＤチップ１２を点灯させるための電圧を供給する。複合パターンは、熱伝導性および導電性の比較的高い材料、例えば、銅箔により形成されている。   The conductive pattern 14 b and the heat dissipation pattern 15 are integrally formed in the present embodiment. In addition, the composite pattern which consists of the conductive pattern 14b and the thermal radiation pattern 15 is electrically separated from the conductive pattern 14a. Specifically, the conductive pattern 14a and the composite pattern are disposed at an inseparable interval. The composite pattern has a shape in which a portion corresponding to the conductive pattern 14a and a region for insulation are cut out from a rectangle. The composite pattern receives the heat generated in the LED chip 12 through the conduction terminal 16 b connected to the electrode 12 b on the cathode side of the LED chip 12 and the thermal pad 13 and dissipates the heat. Furthermore, the composite pattern supplies a voltage for lighting the LED chip 12 to the current-carrying terminal 16b. The composite pattern is formed of a material having relatively high thermal and electrical conductivity, such as copper foil.

また、本実施の形態においても、導電パターン１４ａおよび複合パターンは、同じ材料で形成されている。   Also in the present embodiment, the conductive pattern 14a and the composite pattern are formed of the same material.

ＬＥＤチップ１２は、本実施の形態では、図２０に示すように、電極１２ａおよび電極１２ｂと、２つのＬＥＤ１２ｃと、リードフレーム１２ｄと、封止部１２ｅと、樹脂基板１２ｆとを備えている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 20, the LED chip 12 includes an electrode 12 a and an electrode 12 b, two LEDs 12 c, a lead frame 12 d, a sealing portion 12 e, and a resin substrate 12 f.

電極１２ａおよび電極１２ｂは、金属等、導電性の材料で形成されている。電極１２ａは導電パターン１４ａに、電極１２ｂは導電パターン１４ｂ（放熱パターン１５）に接続されている。２つのＬＥＤ１２ｃは、樹脂基板１２ｆの略中央に形成された凹部の内底部に配置され、透明の材料で構成される封止部１２ｅにより封止されている。   The electrode 12a and the electrode 12b are formed of a conductive material such as metal. The electrode 12a is connected to the conductive pattern 14a, and the electrode 12b is connected to the conductive pattern 14b (heat dissipation pattern 15). The two LEDs 12c are disposed at the inner bottom of a recess formed substantially in the center of the resin substrate 12f and sealed by a sealing portion 12e made of a transparent material.

リードフレーム１２ｄは、サーマルパッドとして機能する。なお、リードフレーム１２ｄは、カソード電極である電極１２ｂとサーマルパッドとが一体に形成されたリードフレームであるため、導電パターン１４ｂと放熱パターン１５との間に絶縁部を設ける必要がない。言い換えると、導電パターン１４ｂと放熱パターン１５とを一体に形成することができる。   The lead frame 12d functions as a thermal pad. Since the lead frame 12 d is a lead frame in which the electrode 12 b which is a cathode electrode and the thermal pad are integrally formed, it is not necessary to provide an insulating portion between the conductive pattern 14 b and the heat dissipation pattern 15. In other words, the conductive pattern 14 b and the heat dissipation pattern 15 can be integrally formed.

図２０の（ｂ）において、リードフレーム１２ｄから放熱パターン１５に伝達される熱量は、ＬＥＤチップ１２の電極１２ａから導電パターン１４ａに伝達される熱量および電極１２ｂから導電パターン１４ｂに伝達される熱量よりも大きい。また、電極１２ｂから導電パターン１４ｂに伝達される熱量は、電極１２ａから導電パターン１４ａに伝達される熱量よりも大きい。このため、本実施の形態では、アノード電極である電極１２ａに接続される導電パターン１４ａではなく、ＬＥＤチップ１２の電極１２ｂに接続される導電パターン１４ｂを放熱パターン１５と一体に形成している。   In FIG. 20B, the heat transferred from the lead frame 12d to the heat radiation pattern 15 is the heat transferred from the electrode 12a of the LED chip 12 to the conductive pattern 14a and the heat transferred from the electrode 12b to the conductive pattern 14b. Too big. Further, the amount of heat transferred from the electrode 12 b to the conductive pattern 14 b is larger than the amount of heat transferred from the electrode 12 a to the conductive pattern 14 a. Therefore, in the present embodiment, not the conductive pattern 14a connected to the electrode 12a which is the anode electrode, but the conductive pattern 14b connected to the electrode 12b of the LED chip 12 is integrally formed with the heat dissipation pattern 15.

言い換えると、放熱源（ＬＥＤチップ１２）からの放熱量が多い側に接続される導電パターンを放熱パターン１５と一体に形成する。本実施の形態では、カソード側の放熱量がアノード側の放熱量よりも大きいことから、カソード側の導電パターンと放熱パターンとを一体に形成している。   In other words, the conductive pattern connected to the side where the amount of heat dissipation from the heat dissipation source (the LED chip 12) is large is integrally formed with the heat dissipation pattern 15. In the present embodiment, since the heat dissipation amount on the cathode side is larger than the heat dissipation amount on the anode side, the conductive pattern on the cathode side and the heat dissipation pattern are integrally formed.

［２−２．効果等］
本実施の形態では、実施の形態１と同様に、導電パターン１４ａがＬＥＤチップ１２から放射状に延びる形状を有するように構成することにより、導電パターン１４ａにおける放熱性が改善されている。 [2-2. Effect etc]
In the present embodiment, as in the first embodiment, by configuring the conductive pattern 14 a to have a shape extending radially from the LED chip 12, the heat dissipation in the conductive pattern 14 a is improved.

さらに、本実施の形態では、導電パターン１４ｂと放熱パターン１５とが一体に形成された複合パターンについても、ＬＥＤチップ１２から放射状に延びる形状を有するように構成されているので、複合パターンの放熱性が改善されている。また、導電パターン１４ｂと放熱パターン１５とを一体に形成した場合、導電パターン１４ｂの形成が簡易になる。詳細には、基板１１の一面に形成する銅箔から不要な領域を剥離させて各パターンを形成する場合、導電パターン１４ｂと放熱パターン１５との間の絶縁するための領域を剥離させる工程が必要無くなる。また、導電パターン１４ｂと放熱パターン１５とが一体に形成されるため、導電パターン１４ｂと放熱パターン１５とが、常時、いわゆる熱的に平衡状態となる。これにより、導電パターン１４ｂおよび放熱パターン１５の放熱性を向上させることができる。   Furthermore, in the present embodiment, the composite pattern in which the conductive pattern 14b and the heat dissipation pattern 15 are integrally formed is also configured to radially extend from the LED chip 12, so the heat dissipation of the composite pattern is achieved. Has been improved. Further, when the conductive pattern 14 b and the heat dissipation pattern 15 are integrally formed, the formation of the conductive pattern 14 b is simplified. Specifically, when forming unnecessary patterns from copper foil formed on one surface of the substrate 11 to form each pattern, it is necessary to peel off the insulating region between the conductive pattern 14 b and the heat dissipation pattern 15. It disappears. Further, since the conductive pattern 14 b and the heat radiation pattern 15 are integrally formed, the conductive pattern 14 b and the heat radiation pattern 15 are always in a so-called thermally balanced state. Thereby, the heat dissipation of conductive pattern 14b and heat dissipation pattern 15 can be improved.

なお、拡開角度の設定方法は、実施の形態１と同様の方法を用いることができる。   In addition, the method similar to Embodiment 1 can be used for the setting method of an expansion angle.

（他の実施の形態）
上記実施の形態１および２では、電子部品が発光素子（ＬＥＤチップ１２）である場合を例に説明したが、半導体素子等、他の発熱する電子部品（放熱源）であっても構わない。 (Other embodiments)
Although the case where the electronic component is the light emitting element (LED chip 12) has been described as an example in the first and second embodiments, it may be another electronic component (heat radiation source) that generates heat, such as a semiconductor element.

上記実施の形態１および２では、導電パターン１４ａが等脚台形状の形状を有している場合について説明したが、これに限るものではない。図１１において、軸Ｘ１と台形の一方の脚との間の角度と、軸Ｘ２と台形の他方の脚との間の角度とは、異なっていても構わない。   Although the case where the conductive pattern 14a has the shape of an isosceles trapezoidal shape has been described in the first and second embodiments, the present invention is not limited to this. In FIG. 11, the angle between the axis X1 and one leg of the trapezoid and the angle between the axis X2 and the other leg of the trapezoid may be different.

上記実施の形態１および２では、導電パターン１４ａおよび１４ｂと放熱パターン１５とが銅箔である場合を例に説明したが、他の材料を用いて構成されていても構わない。また、放熱パターン１５と導電パターン１４ａおよび１４ｂとは、同じ材料で構成されている必要はなく、異なる材料で構成されていても構わない。   Although the case where the conductive patterns 14a and 14b and the heat radiation pattern 15 are copper foils has been described as an example in the first and second embodiments, other materials may be used. The heat dissipation pattern 15 and the conductive patterns 14a and 14b do not have to be made of the same material, and may be made of different materials.

上記実施の形態１および２では、拡開角度が軸Ｘ１と放射状に延びる部分との間の角度である場合を例に説明したが、これに限るものではない。例えば、放射状に延びる２つの線の間の角度であっても構わない。この場合、図１１の（ａ）は拡開角度が６０度、（ｂ）は拡開角度が９０度、（ｃ）は拡開角度が１２０度、（ｄ）は拡開角度が１８０度となる。   In the above-described first and second embodiments, although the case where the expansion angle is an angle between the axis X1 and the radially extending portion has been described as an example, the present invention is not limited to this. For example, it may be an angle between two radially extending lines. In this case, (a) in FIG. 11 has a spread angle of 60 degrees, (b) has a spread angle of 90 degrees, (c) has a spread angle of 120 degrees, and (d) has a spread angle of 180 degrees. Become.

上記実施の形態１および２では、電子機器が投光器である場合について説明したが、上述した車両用灯具あるいはシーリングライト、トンネル灯あるいは道路灯のような照明器具であっても構わない。   Although the case where the electronic device is a light projector has been described in the first and second embodiments, the above-described vehicle lamp or a lighting fixture such as a ceiling light, a tunnel light or a road light may be used.

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。   In addition, the present invention can be realized by arbitrarily combining components and functions in each embodiment without departing from the scope of the present invention or embodiments obtained by applying various modifications that those skilled in the art may think to each embodiment. The form is also included in the present invention.

１ 基板装置
１１ 基板
１２、Ｃ１、Ｃ２ ＬＥＤチップ（電子部品）
１３ サーマルパッド
１４ａ、１４ｂ 導電パターン
１５ 放熱パターン
１６ａ、１６ｂ 通電端子
２２ 放熱フィン 1 substrate device 11 substrate 12, C1, C2 LED chip (electronic component)
13 Thermal Pads 14a, 14b Conductive Pattern 15 Thermal Pattern 16a, 16b Conducting Terminal 22 Thermal Fin

Claims (8)

基板装置であって、
表面に電子部品を実装するための基板であって、前記電子部品に電気的に接続される導電パターンおよび前記電子部品の熱を放熱させる放熱パターンを前記表面に有する基板と、
前記導電パターンに接続される長尺状の通電端子と、を備え、
前記導電パターンは、前記電子部品から放射状に延びる形状を有し、
前記放熱パターンは、前記電子部品から放射状に延びる形状を有し、
前記通電端子の長手方向の長さが、前記電子部品の裏面側に配置されたサーマルパッドの前記長手方向に交差する方向の幅よりも大きい場合は、前記導電パターンの拡開角度は４５度以上９０度よりも小さい角度であり、前記通電端子の長手方向の長さが前記サーマルパッドの前記幅よりも小さい場合は、前記導電パターンの拡開角度は０度より大きく４５度以下であり、
前記放熱パターンは、前記導電パターンと独立して設けられ、かつ、前記導電パターンから一定の間隔を置いて配置される、
基板装置。 A substrate device,
A substrate for mounting an electronic component on the surface, the substrate having on the surface a conductive pattern electrically connected to the electronic component and a heat dissipation pattern for releasing heat of the electronic component ;
And a long conductive terminal connected to the conductive pattern ;
The conductive pattern has a shape extending radially from the electronic component,
The heat dissipation pattern has a shape extending radially from the electronic component ,
Longitudinal length before Symbol conduction terminal, said case electronic components greater than the width in the direction intersecting the longitudinal direction of the thermal pad located on the back side, widening the angle of the conductive pattern 45 degrees When the length of the conductive terminal in the longitudinal direction is smaller than the width of the thermal pad, the expansion angle of the conductive pattern is greater than 0 degree and 45 degrees or less.
The heat dissipation pattern may be provided independently of the conductive pattern, and may be spaced apart from the conductive pattern.
Substrate device. 前記基板は、複数の前記導電パターンを有する、
請求項１に記載の基板装置。 The substrate has a plurality of the conductive patterns,
The substrate device according to claim 1. 前記基板は、２つの前記導電パターンを有し、
前記放熱パターンは、２つの前記導電パターンの間に電気的に分離して配置されている、
請求項１に記載の基板装置。 The substrate has two of the conductive patterns,
The heat dissipation pattern is electrically separated between the two conductive patterns.
The substrate device according to claim 1. 前記基板は、さらに、前記電子部品を有する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板装置。 The substrate further comprises the electronic component,
The substrate device according to any one of claims 1 to 3. 前記基板装置は、２つの前記通電端子を備え、
前記基板は、さらに、２つの前記通電端子の間に配置され、前記放熱パターンに接続されたサーマルパッドを有する、
請求項４に記載の基板装置。 The substrate device comprises two of the current-carrying terminals,
The substrate is further disposed between two of said conductive terminal comprises a thermal pad connected to the heat radiation pattern,
The substrate device according to claim 4. 前記電子部品は、半導体素子である、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の基板装置。 The electronic component is a semiconductor element,
The substrate device according to any one of claims 1 to 5. 前記電子部品は、発光素子である、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の基板装置。 The electronic component is a light emitting element,
The substrate device according to any one of claims 1 to 6. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の基板装置と、
前記基板の裏面側に配置された放熱フィンとを備える、
電子機器。 The substrate device according to any one of claims 1 to 7,
Radiation fins disposed on the back side of the substrate,
Electronics.
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