KR100418165B1

KR100418165B1 - 혼성 집적 회로 장치

Info

Publication number: KR100418165B1
Application number: KR10-2000-0016793A
Authority: KR
Inventors: 시미즈히사시; 사까모또노리아끼; 고바야시요시유끼; 오따스스무
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤
Priority date: 1999-06-09
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2004-02-11
Also published as: KR20010014669A; US6548832B1

Abstract

본 발명은 프린트 기판에 발광 소자가 부착된 광조사 장치의 방열성을 개선하는 동시에 발광 효율, 경박단소를 실현하는 것을 과제로 한다.

금속 기판(11)의 위에는 Ni가 피착된 Cu 패턴을 형성하고, 이 위에 발광 소자(10)를 직렬 회로로 장착하고, 이 직렬 접속된 금속 기판을 병렬 접속한다. Ni는 내식성이 뛰어나고, 광반사 효율도 우수하므로, 기판 표면 자신이 반사판으로서 활용가능하다. 또, 렌즈(37)를 발광 소자 각각에 형성함으로써 발광 효율을 보다 개선할 수 있다.

또한, 혼성 집적 회로 기판의 일 영역에 회로가 구성된 경우, 이 빈 영역에는 위치 인식용의 마크(53), 흐름 방지부(57)가 설치되어 이 영역도 Ni를 피복하여 반사 수단으로 한다.

Description

혼성 집적 회로 장치{HYBRID INTEGRATED CIRCUIT DEVICE}

본 발명은 혼성 집적 회로 장치에 관한 것으로, 또한 발광 소자를 복수개 장착시킨 조사 장치에 관한 것이다.

꽃이나 야채 등의 식물의 육성시에 빛을 대량으로 조사할 필요가 있는 경우, 일반적으로는 광원으로서 전등 등이 사용되고 있다. 그러나, 경박단소(輕薄短小) 및 전력 절감을 목적으로 하여 도9와 같이 프린트 기판(1)에 발광 소자(2)를 장착시키는 경우가 있다.

이 발광 소자는 반도체로 형성된 발광 다이오드가 대부분이지만, 그 밖에 반도체 레이저 등도 고려될 수 있다.

이 발광 다이오드(2)는 2개의 리이드(3, 4)를 구비하는데, 한쪽 리이드(3)에는 발광 다이오드 칩(5)의 이면(양극 또는 음극)이 땜납 등에 의해 고착되고, 다른쪽 리이드(4)는 상기 칩 표면의 전극(음극 또는 양극)과 금속제 가는선(6)을 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 상기 리이드(3, 4), 칩(5) 및 금속제 가는선(6)을 밀봉하는 투명한 수지 밀봉체(7)가 렌즈도 겸하여 형성되어 있다.

한편, 프린트 기판(1)에는 상기 발광 다이오드(2)에 전원을 공급하기 위한 전극(8, 9)이 설치되고, 여기에 설치된 관통 구멍에 상기 리이드가 삽입되어 땜납 등을 거쳐서 상기 발광 다이오드(2)가 장착되어 있다.

예를 들면, 일본 특허 공개 평9-252651호 공보에는 이 발광 다이오드를 이용한 광조사 장치가 설명되어 있다.

그러나, 전술한 발광 소자(2)는 수지 밀봉체(7), 리이드(3, 4) 등이 조립된 패키지로 이루어지기 때문에, 발광 소자를 대량으로 장착한 경우, 기판(1)의 크기가 커지고 중량이 나가는 등의 문제가 있었다. 또, 기판(1) 자신의 방열성이 나쁘기 때문에, 장치 전체로서 온도 상승을 초래하는 문제가 있었다. 그로 인해, 발광 소자인 반도체 칩 자신도 온도가 상승하여 구동 능력을 저하시키는 문제가 있었다.

또한, 발광 다이오드(5)는 칩의 측면 또는 이면으로부터도 빛을 발광하고, 기판(1) 측을 향하는 빛이 존재한다. 그러나, 기판(1)이 프린트 기판으로 이루어지기 때문에, 효율이 높은 조사를 할 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명은 전술한 과제에 비추어 이루어진 것으로, 그 일 실시 형태에 있어서, 발광 다이오드의 보호 회로를 구성하는 도전 패턴 표면을 광반사가 뛰어난 금속 재료로 함으로써 상기 발광 다이오드의 발사광의 반사 효율을 향상시킬 수 있다.

또, 보호 회로를 구성하는 도전 패턴 및/또는 반도체 소자로 둘러싸인 빈 영역에 아일랜드 형상의 도전 패턴을 설치하고, 이 도전 패턴 표면을 광반사가 뛰어난 금속 재료로 함으로써 발광 다이오드로부터 나오는 빛의 반사 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 보호 회로를 구성하는 반도체 소자는 다이 본드 혹은 와이어 본딩 등의 본딩에 의해 장착되므로, 본딩 장치에 의해 마크를 인식하여 위치 맞춤을 행하는 방법이 취해지고 있다. 바람직하게는, 이 마크 표면도 광반사가 뛰어난 금속 재료로 함으로써 반사 효율의 향상이 실현 가능해진다.

더욱이, 상기 반도체 소자에는 반도체 소자 열화 방지를 목적으로 하여 수지가 도포되어 경화되어 있다. 이 경화 전의 수지는 유동성을 갖기 때문에 예기치 않은 장소까지 흘러 버린다. 예를 들어 칩 저항에까지 흘러 경화함으로써 저항값의 변동을 일으키거나, 배선 위까지 흘러 경화함으로써 배선이 벗겨지거나 하는 문제가 있었다. 그 흐름을 방지하는 패턴이 빈 영역에 설치되어 있으므로, 이 패턴 상에 광반사가 뛰어난 금속 재료로 함으로써 발광 다이오드로부터 나오는 빛의 반사 효율을 향상시킬 수가 있다.

또한 본 발명의 다른 실시 형태에서는, 첫째, (N+ 1)개의 전극 사이에 N 개의 발광 다이오드를 직렬접속하고, (N+ 1)개의 전극으로 상기 금속 기판의 전영역을 커버하도록 형성함으로써 해결하는 것이다.

둘째, 발광 다이오드를 밀봉한 볼록형의 광투과 수지로 렌즈 기능을 갖게 하여, 효율이 높은 광발사를 실현하고 있다.

셋째, 전극은 내산화성의 금속으로 또한 광택성이 있는 것, 예를 들면 Ni, Au 또는 백금,은 등을 이용하여, 금속 기판 자신을 효율이 높은 반사판으로 하고 있다.

넷째, 제1 라인과 제2 라인의 사이에 N개의 발광 다이오드가 직렬 접속되어 장착된 혼성 집적 회로 장치를 여러개 병렬 접속하고, 상기 제1 라인과 상기 혼성 집적 회로 장치 사이, 또는 제2 라인과 상기 혼성 집적 회로 장치 사이에 상기 발광 다이오드의 전류를 제어하는 정전류 회로를 설치함으로써 해결하는 것이다.

발광 다이오드는 거기에 흐르는 전류 용량에 따라 밝기가 다르다. 특히 병렬 접속시키면, 접촉 저항의 차이로부터 저항치가 작은 것에 전류가 집중하는 문제가 있다. 그래서 N개의 발광 다이오드를 직렬 접속시키면, 이 N개의 발광 다이오드에 흐르는 전류는 전부 같아진다. 그러나 1개라도 파괴되면, 금속 기판상의 발광 다이오드는 전부 동작 불능으로 되기 때문에, N개의 발광 다이오드가 장착된 금속 기판을 병렬로 접속했다. 또한 금속 기판 사이에서 저항치가 다르기 때문에, 전류 집중이 발생하므로, 금속 기판 각각에 정전류 회로를 설치했다.

다섯째, 정전류 회로를 금속 기판의 한 영역에 장착시킴으로써 해결하는 것이다.

여섯째, 금속 기판을 별도 열전도율이 높은 장착 기판에 장착시킴으로써 해결하는 것이다.

일곱째, 장착 기판은 수냉되고, 이 수냉에 필요한 물은, 상기 발광 다이오드의 빛으로 광합성을 하고 있는 식물의 육성 용수로 함으로써 해결하는 것이다.

여덟째, 혼성 집적 회로 장치에는 상기 발광 다이오드의 광량을 검지하는 검지 수단이 설치되고, 소정의 광량이 되도록 제어 회로가 설치됨으로써 해결하는 것이다.

본 발명의 또 다른 실시 형태에서는, 첫째, 금속 기판의 제1 측변에 따라서 설치된 제1 배선과, 상기 제1 측변과 대향하는 제2 측변에 따라서 설치된 제2 배선과, 상기 제1 배선과 상기 제2 배선 사이에 직렬 접속되어 설치된 복수의 발광 다이오드를 갖고, 제1 배선 또는 상기 제2 배선은 상기 혼성 집적회로 기판의 중심선에 대하여 실질 좌우 대칭으로 설치되는 것으로 해결하는 것이다.

예를 들면, 도2에 도시된 바와 같이 혼성 집적 회로 장치를 세로 방향으로 2개 나란히 했을 때, 어느 한쪽을 반전시킴으로써 외부에서 인출하여 오는 전원 라인을 3개로 할 수 있다. 게다가, 좌우 대칭으로 함으로써, 전기적 접속 부분을 거의 일치시킬 수 있고, 접속 수단의 연장 길이를 짧게 할 수 있다.

둘째, 발광 다이오드를 상기 제1 배선과 상기 제2 배선의 사이에 상기 배선과 직교하는 방향으로 홀수열로 배치함으로써 해결하는 것이다.

홀수열로 함으로써, 제1 배선으로부터 시작된 발광 다이오드의 직렬 접속을 제2 배선으로 종단시킬 수 있고, 불필요한 배선의 인출을 없앨 수 있다.

셋째, 금속 기판의 제1 측변에 따라서 설치된 제1 배선과, 상기 제1 측변과 대향하는 제2 측변에 따라서 설치된 제2 배선과, 상기 제1 배선과 상기 제2 배선 사이에 직렬 접속되어 설치된 복수의 발광 다이오드를 갖고, 상기 제1 배선 및 상기 제2 배선을 상기 혼성 집적 회로 기판의 실질적인 양단부까지 연장시킴으로써 해결하는 것이다.

예를 들면 도2에 도시된 바와 같이, 상부 2열의 혼성 집적 회로 장치의 접속을 최단 거리에서 접속할 수 가 있다.

넷째, 금속 기판의 제1 측변에 따라서 설치된 제1 배선과, 상기 제1 측변과 대향하는 제2 측변에 따라서 설치된 제2 배선과, 상기 제1 배선과 상기 제2 배선 사이에 직렬 접속되어 설치된 복수의 발광 다이오드를 갖는 혼성 집적 회로 기판이 상기 제1 측변의 연장 방향을 따라서 복수장 설치되고, 인접하는 제1 혼성 집적 회로 기판의 측변과 제2 혼성 집적 회로 기판의 측변 사이를 걸치도록 상기 제1 혼성 집적회로 기판상에 설치된 제1 배선과 상기 제2 혼성 집적 회로 기판상에 설치된 제2 배선이 금속재료로 이루어지는 접속 수단에 의해 전기적으로 접속됨으로써 해결하는 것이다.

예를 들면 전원 라인 사이에 상기 혼성 집적 회로 기판이 병렬로 접속되고, 그 안에 있는 혼성 집적 회로 기판에 부착된 발광 다이오드가 깨지더라도, 이 발광 다이오드가 장착된 혼성 집적 회로 기판 만을 바꿀 수 있다.

다섯째, 금속 기판의 제1 측변에 따라서 설치된 제1 배선과, 상기 제1 측변과 대향하는 제2 측변에 따라서 설치된 제2 배선과, 상기 제1 배선과 상기 제2 배선 사이에 직렬 접속되어 설치된 복수의 발광 다이오드를 갖는 혼성 집적 회로 기판이 상기 제1 측변과 직교하는 방향을 따라서 복수장 설치되고, 인접하는 제1 혼성 집적회로 기판의 측변과 제2 혼성 집적 회로 기판의 측변에는 상기 제1 배선(또는 상기 제2 배선)이 인접하도록 반전되어 설치되고, 상기 인접하는 제1 혼성 집적 회로 기판의 측변과 제2 혼성 집적 회로 기판의 측변을 걸치도록, 상기 제1 혼성 집적 회로 기판상에 설치된 제1 배선(또는 제2 배선)과 상기 제2 혼성 집적 회로 기판상에 설치된 제1 배선(또는 제2 배선)이 금속재료로 이루어지는 접속 수단에 의해 전기적으로 접속되게 함으로써 해결하는 것이다.

도2에 도시된 바와 같이, 전원 라인의 갯수를 적게 할 수 있고, 또한 전원 라인 사이에 상기 혼성 집적 회로 기판이 병렬로 접속되고, 그 안에 있는 혼성 집적 회로 기판에 부착된 발광 다이오드가 깨지더라도, 이 발광 다이오드가 장착된 혼성 집적회로 기판 만을 바꿀 수 있다.

여섯째, 접속 수단은 와이어 본딩으로 접속되는 금속제 가는선 또는 납 재료로 접속되는 리이드로 이루어짐으로써 해결하는 것이며, 간단한 수법으로 병렬 접속이 되는 동시에 교환도 용이하다.

일곱째, 상기 제1 배선(또는 상기 제2 배선)은 상기 혼성 집적 회로 기판의 중심선에 대하여 실질적으로 좌우 대칭으로 설치되고, 양단부에는 본딩 영역 또는 땜납 고착 영역이 설치되게 함으로써 해결하는 것이다.

상술한 바와 같이, 좌우 대칭으로 함으로써, 혼성 집적 회로 기판을 반전하더라도, 전기적 접속 부분을 거의 일치시킬 수 있고, 접속 수단의 연장 길이를 짧게 할 수 있다.

여덟째, 본딩 영역 또는 상기 땜납 고착 영역은 상기 양단부에 복수 설치되게 함으로써 해결하는 것이다.

복수 설치함으로써, 전원의 변동을 방지할 수 있다.

이상 기술한 바와 같이, 특히 Al을 주 재료로 하는 기판을 채용함으로써 방열성, 경량성, 가공성을 실현할 수 있고, 또한 반사 효율이 높은 혼성 집적 회로 장치를 실현할 수 있다. 게다가, 조립·보수가 용이한 광조사 장치를 실현할 수가 있다.

도1은 본 발명의 실시 형태인 혼성 집적 회로 장치의 부분도.

도2는 본 발명의 실시 형태인 혼성 집적 회로 장치의 도면.

도3은 혼성 집적 회로 기판을 설명하는 도면.

도4는 혼성 집적 회로 기판을 설명하는 도면.

도5는 혼성 집적 회로 기판을 설명하는 단면도.

도6은 금속 기판을 포함한 장착 회로를 설명하는 도면.

도7은 장착 형태를 설명하는 도면.

도8은 본 장치를 식물 육성에 응용한 때의 개략도.

도9는 종래의 조사 장치를 설명하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 발광 다이오드 (또는 발광 소자)

11 : 혼성 집적 회로 기판 (또는 금속 기판)

12 : 절연성 수지

15 : 제1 전극

16 : 제2 전극

17 : 금속제 가는선

26 : 제1 배선

27 : 제2 배선

29 : 접속 수단

36 : 흐름 방지 수단

37 : 렌즈

41 : Vcc 라인

42 : GND 라인

53 : 마크

54, 55 : 밀봉 수지

56, 57 : 흐름 방지부

본 발명의 혼성 집적 회로 장치는 혼성 집적 회로 기판 표면의 거의 전체를 덮도록 반사성 도전막으로 이루어지는 제1 배선과 상기 제1 배선과 슬릿을 두고 서로 대향하도록 설치된 제2 배선을 포함하는 배선부와, 배선부의 일부에 소정의 간격으로 형성된 발광 소자 탑재부와, 발광 소자 탑재부에 탑재된 발광 소자를 구비한다. 슬릿은 발광 소자 탑재부를 제외한 전 영역에서 동일 폭을 갖는다. 반사성 도전막은 발광 소자 탑재부에 탑재된 발광 소자의 발광을 효율좋게 전방으로 도출할 수 있도록 조정되어 있다. 배선부는 제1 배선과 제2 배선의 절연 분리를 위한 슬릿 영역을 제외한 전 영역을 반사성 도전막으로 피복하여 이루어진다. 슬릿은 절연 분리가능한 최소 폭을 갖는다.

본 발명의 실시 형태를 도3, 도4 및 도5를 이용하여 설명한다. 특히, 여기서는 발광 다이오드(10)의 접속에 대해 설명한다.

먼저, 예를 들어 프레스(커트)에 의해 타발된 금속으로 이루어진 혼성 집적 회로 기판(11)이 있다. 이 혼성 집적 회로 기판(11)은 Al, Cu나 Fe 등을 고려할 수 있다.

여기서 혼성 집적 회로 기판으로서 금속 기판을 사용한 이유는, 발광 소자로부터 발생하는 열을 효율좋게 외부에 방출한다는 것, 발광 소자의 온도 상승을 방지함으로써 구동 능력을 향상시킨다는 것, 또 기판의 평탄성으로부터 상방향 이외에 발광되는 빛을 효율좋게 기판(11)으로 반사시켜 상방으로 향하게 한다는 것, 또 장착 상의 나사 고정 구멍 가공, 방물면(放物面) 등의 만곡 가공성 등이 뛰어나다는 것 등 때문이다. 또한, 세라믹이나 프린트 기판도 고려될 수 있지만, 세라믹 기판은 충격에 약하고, 또 프린트 기판은 방열성의 점에서 떨어진다. 그러나, 이들도 필요에 따라서는 당연히 채용되어도 좋다.

본 발명에서는 가공성, 경량성이 고려되어 Al이 채용되고 있다. 이 경우, 그 표면은 절연성 향상이라는 면에서 양극 산화에 의해 산화물이 형성되고, 그 위에 절연성 수지(12)가 형성되어도 좋다. 또, 상기 산화막은 생략되어도 좋으며, 이 이외의 막을 화학적으로 반응시켜 생성시켜도 좋다. Al 표면은 평탄성을 갖기 때문에, 상기 절연성 수지와의 접착성을 향상시키기 위해 거친면(13)을 기계적으로 또는 화학적으로 생성시킨 쪽이 좋다.

또, Al 기판(11)의 이면은 기계적으로 약하기 때문에 손상되기 쉽고, 내식성도 없다. 그 때문에 필요에 따라 절연성 수지(14)를 피복해도 좋다.

여기서 혼성 집적 회로 기판(11)은 도전성을 갖기 때문에, 그 위에 설치되는제1 전극(15), 제2 전극(16)과의 단락을 고려하여 전체면에 절연성 수지(12)가 피착되어 있다. 여기서 제1 전극(15), 제2 전극(16)은 발광 다이오드를 직렬로 접속하므로 연결 전극이라고도 불리운다.

여기서, 이 절연성 수지(12)는 발광 다이오드로부터 발생하는 열을 금속 기판(11)에 전달시킬 경우에 열저항 재료가 된다. 그 때문에, 가능한 한 그 열저항을 낮추기 위해 Si 산화막, 산화 알루미늄 등의 충전재를 혼입시킨 절연성 수지를 채용한다. 또, 산화 알루미늄 쪽이 열저항이 저하하는 것은 말할 필요도 없다.

또한, 도전 패턴은 상기 연결 전극(15, 16)도 포함하여 예를 들어 Cu박으로 이루어지며, 배선, 칩의 랜드, 본딩용 패드, 필요에 따라서는 외부 리이드용의 고착 패드 등으로서 기능하고, 제1 전극(15)에는 베어의 발광 다이오드(10)가 설치된다. 여기서 발광 다이오드 칩의 이면은 음극 타입과 양극 타입의 2종류가 있으며, 도1에서는 양극 타입이다. 이것은 전원의 방향을 바꾸는 것만으로 양극 타입도 실현가능하다. 그리고, 상기 발광 다이오드 표면의 전극과 상기 제2 전극(16)은 금속제 가는선(17)으로 접속되어 있다. 따라서, 제1 배선(26)에서 제2 배선(27)의 사이는 복수의 발광 다이오드(10)가 상기 연결 전극을 거쳐서 직렬 접속되어 있다.

여기서, 금속 기판은 광조사 장치로서 기능하므로 발광 다이오드(10)를 복수개 띄엄 띄엄 제공하고, 이들 구동 회로 및/또는 보호 회로는 도3에서는 외부 부착으로 실현하고 있으나, 이들 구동 회로 및/또는 보호 회로를 도4의 C와 같이 금속 기판(1)에 장착시켜도 좋다. 이 경우, 기판의 주변, 특히 각부(角部) 및 그 근방에 배선, 랜드, 본딩용 패드, 외부와의 전기적 접속 패드 등이 패터닝되고, 배선사이는 칩 콘덴서, 칩 저항 및 인쇄 저항 등의 부품, 트랜지스터, 다이오드, IC 등이 설치되어 실현된다. 여기서는 패키지된 소자가 장착되어도 좋으나, 베어 칩 쪽이 방열성, 장착 면적의 점에서 뛰어나다. 이들은 모두를 총칭하여 회로 소자라 불리운다.

이 회로 소자는 땜납 등의 납 재료나 은 페이스트 등을 거쳐서 전기적으로 고착되거나, 혹은 인쇄 저항이 스크린 인쇄 등으로 형성되어 있다. 또, 그 중에는 상기 반도체 칩과 배선을 전기적으로 접속하기 위해 칩 상의 전극과 본딩용 패드 사이에는 금속제 가는선(17)이 전기적으로 접속되고, 패드에는 필요하다면 땜납을 거쳐서 외부 리이드가 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 장착 상의 문제로부터, 기판의 양측에 적어도 2개의 나사 고정 구멍이 설치되어도 좋다.

여기서, 후술하지만 도2와 같이 혼성 집적 회로 기판(11)을 매트릭스 형상으로 배치하기 위해, 제1 배선(26)의 양 단부에는 접속 영역(18 내지 21)을, 그리고 제2 배선(27)의 양 단부에는 접속 영역(22 내지 25)을 각각 마련하고 있다. 이 영역은 접속 수단(29, 30)이 금속제 가는선이라면 본딩 영역이며, 납 재료로 고착할 수 있는 리이드라면 납 재료의 형성 영역이다.

또, 금속 기판(11) 상의 Cu의 패턴은 절연성 가요성 시트에 접합되고, 이 가요성 시트가 혼성 집적 회로 기판에 접합되는 것으로 실현되어도 좋다.

다음에 도3의 구체적인 구조를 설명한다.

전술한 바와 같이, 금속 기판(11)의 전체면에는 절연성 수지(12)의 막이 피착되는데, 도면에서는 제1 전극(15), 제2 전극(16) 이외에 아일랜드 형상의 반사용전극(31 내지 36)을 설치하고 있다. 물론, 단락을 고려하여 서로 소정의 간격으로 이격되어 있다. 여기서는 전술한 구동 회로 및/또는 보호 회로가 장착되지 않는다. 또, 상기 회로, 상기 제1 배선(26), 상기 제2 배선(27)을 제외하고, 금속 기판(11)의 실질적인 전체 영역을 2종류의 연결 전극(15, 16)으로 점유시켜도 좋다.

예를 들어, 제1 전극(15a) 또는 제2 전극(16a)은 반사용 전극(31)과 일체로 되어도 좋지만, 사이에 아일랜드 형상의 전극(31)을 설치함으로써 내전압 특성의 향상이 가능해진다.

이 제1 전극(15), 제2 전극(16)은 Cu의 표면에 Ni가 피착되어 있다. 이것은 Cu의 산화 방지, 및 산화에 의해 광반사 효율이 저하하기 때문에 비교적 산화되기 어렵고, 광반사성이 뛰어나며, 또 금속제 가는선과의 본딩성이 고려되어 광택성이 있는 Ni나 Au가 채용되고 있다. 또, 여기서는 비용 면으로부터 Ni가 채용되고, 또 금속 기판(11)의 실질적인 전체 영역은 실질상 광택성이 있는 Ni가 피착되어, 광반사판으로서 활용된다. 여기서 Ni는 동으로 이루어지는 도전 패턴 위에 도금 등으로 형성되지만, 도전 패턴 자신을 상기 재료로 구성해도 좋다. 또, 본딩 포인트는 본딩가능한 재료(Al, Ni, Cu, Au)가 형성되고, 그 이외를 빛을 반사하기 쉬운 재료, 예를 들어 은이나 백금으로 덮어도 좋다. 여기서는 알루미늄 배선을 본딩하고 있으므로, 그 표면은 Ni가 채용되어 있다.

한편, Ni가 채용된 경우, 베어 칩 형상의 발광 다이오드(10)는 제1 전극(15)과의 접촉 저항이 고려되어, 랜드의 고착 영역에 상당하는 Ni만을 제거하고, 은 페이스트나 땜납 등의 도전성 고착재를 거쳐서 Cu와 전기적으로 고착되는 쪽이 반사효율의 향상을 실현할 수 있다. 단, 고착성을 고려하여 이 랜드의 전체 영역은 Ni가 피착되지 않도록 해도 좋다.

또, 발광 다이오드(10)와 제2 전극(16)은 칩 표면의 전극과 금속제 가는선(17)을 거쳐서 접속되어 있다. 일반적으로, 금속제 가는선으로서 Al이 채용되는 경우는 초음파를 사용한 본딩으로 Ni와 접속할 수가 있다.

더욱이, 도5와 같이 적어도 발광 다이오드(10)를 밀봉하도록 광투과성 수지가 마련되어 있다. 이것은 렌즈(37)로서 채용하는 것이며, 효율좋게 기판으로부터 상방으로 발사시키기 위해 볼록 형상으로 형성되어 있다. 렌즈(37)의 재료는 발사광에 대해 투명한 수지라면 좋고, 여기서는 실리콘 수지나 에폭시 수지 등이 채용된다. 양자는 모두 가열 경화형으로, 가열 경화시의 점도가 작기 때문에 렌즈로서 바람직한 반구형 형상으로 안정되게 형성할 수 없다. 실리콘 수지는 원래 액체 상태로서, 가열 경화시에도 그 점도는 그다지 변하지 않는다. 또, 에폭시 수지는 가열 경화시에 그 점도가 저하한다. 그 때문에, 본 발명에서는 도5와 같이 발광 다이오드(10)를 둘러싸도록 흐름 방지 수단(36)을 형성하고 있다.

에폭시 수지는 열에 의해 서서히 누렇게 변하지만, 실리콘 수지는 이 변색이 적다. 또, 에폭시 수지는 누설성이 좋고, 역으로 실리콘 수지는 튀기 쉬운 성질을 갖는다. 또한, 경화후의 실리콘 수지는 고무 형상 또는 겔 형상이며, 에폭시 수지에 비해 회로 소자의 접속 수단인 금속제 가는선으로의 응력이 적다.

즉, 흐름 방지 수단으로서 실리콘 수지를 사용하면, 여기에 저장된 수지(실리콘 수지나 에폭시 수지)는 튀기 쉽고 표면 장력에 의해 렌즈 형상으로 형성된다.역으로 에폭시 수지를 흐름 방지 수단으로 사용하면 누설성이 좋으므로 렌즈 형상으로 되기 어렵다. 이 렌즈는 약 100도 내지 150도에서 임시로 경화하고, 재차 150도에서 1시간에 완전 경화된다.

또, 렌즈의 크기에 의해, 금속제 가는선(17)의 도중으로부터 제2 전극(16)과의 접속부까지를 수지 밀봉체로 덮지 않고 구성해도 좋고, 또한 도5와 같이 완전히 덮어도 좋다. 완전히 덮으면, 집광 능력의 향상과 동시에 금속제 가는선의 접속부의 신뢰성도 향상시킬 수 있다.

더욱이, 렌즈를 2단으로 형성해도 좋다. 이것은 렌즈의 지향성을 높이기 위해 실시되고 있다. 예를 들면, 2단으로 하기 위해 공히 누설성이 적은 실리콘 수지가 채용되고 있다. 특히, 누설성이 나쁘지 않으면 렌즈 형상을 실현할 수가 없기 때문이다.

이 경우, 본 발명의 다른 실시 형태에서는 제1 렌즈로서, 실리콘 수지로 이루어지는 흐름 방지 수단에 실리콘 수지를 볼록형으로 도포하여 렌즈 형상을 유지하면서, 약 100도 내지 150도, 30초 정도로 임시 경화하고, 더욱이 그 위에 제2 렌즈로서 실리콘 수지를 도포한다. 이 때도, 임시 경화를 행하고, 조건은 위와 동일하다. 그리고, 마지막으로 약 150도, 1시간으로 완전 경화를 행한다.

이와 같이 2단의 렌즈로 하면, 발사되는 빛의 지향성이 우수하고, 빛의 발사 효율이 향상된다. 또한 양자 모두 빛이 통과하기 때문에, 충전재는 혼입되지 않는 쪽이 좋다.

한편, 통칭 땜납 렌즈라 불리우는 수지 막을 전체면에 형성하는 경우가 있다. 이 경우, 가능한 한 광택성이 있는 막을 선택하면 Ni와 마찬가지로 반사막으로서 활용할 수 있다. 단, 발광 다이오드의 고착 영역, 금속제 가는선의 접속부는 당연히 제거된다. 투명하다면 Ni가 주를 이루는 반사제로서 기능하고, 색이 붙어 있다면 가능한 한 반사 효율이 우수한 흰색으로 이루어지는 막이 바람직하다.

이상, 도3 및 도4는 점선 화살표로 도시한 바와 같이 제1 전극(15)과 제2 전극(16) 사이에 발광 다이오드(10, …)가 직렬 접속되어 있는 것이다.

예를 들어 병렬 타입이라면 금속제 가는선(17)의 접촉 저항, 칩의 접촉 저항이 변동한다. 따라서, 수많은 발광 다이오드(10) 중, 접촉 저항이 적은 발광 다이오드에 전류가 집중하여, 특정의 발광 다이오드가 이상하게 밝다든지, 또한 파괴에 이른다든지 하는 문제가 있기 때문이다.

그로 인해, 도3 및 도4와 같이 제1 배선(26)과 제2 배선(27) 사이에 발광 다이오드(10, …)를 직렬 접속시켜 발광 다이오드(10, …)로 통과하는 전류값을 일정하게 하였다.

여기서 앞의 설명과 마찬가지로, 전극을 금속 기판의 실질적인 전체 영역에 배치시켜 반사판으로 하는 것, 렌즈를 채용하는 것, 다이 본드 영역의 Ni를 제거하는 등의 포인트는 여기서도 채용된다.

도3에서 설명하면, 제1 배선(26)과 제2 배선(27) 사이에는 E2 내지 E12의 11장의 연결 전극이 형성되어 있다. 단, E1과 E13은 제1 배선(26) 및 제2 배선(27)과 일체이므로 제1 배선, 제2 배선으로 하여 연결 전극과 구별하고 있다.

먼저, 첫번째 전극(E1)에 발광 다이오드(LED1)의 양극(또는 음극)이 되는 칩이면을 고착하고, 음극(또는 양극) 측의 전극과 두번째 전극(E2)을 금속제 가는선(17)으로 접속하고 있다. 또한, 두번째 전극(E2)에는 두번째 발광 다이오드(LED2)의 칩 이면이 고착되고, 칩 표면의 전극과 세번째 전극(E3)이 금속제 가는선(17)으로 접속되어 있다. 더욱이, 세번째 전극(E3)에는 세번째 발광 다이오드(LED3)의 칩 이면이 고착되고, 칩 표면의 전극과 네번째 전극(E4)이 접속된다. 이와 같이 하여, 순차로 직렬 접속되어 N번째의 전극 E(N)에는 N번째의 발광 다이오드 LED(N)의 칩 이면이 접속되고, 최종적으로는 칩 표면의 전극과 (N+1)번째의 전극 E(N+1)이 금속제 가는선을 거쳐서 접속된다.

이와 같은 접속 형태를 반복하여 직렬 접속이 실현되고 있다. 이 경우도, 동박(銅箔)으로 이루어지는 전극을 반사판으로 하기 위해 E1 내지 E(N+1)의 전극 표면에는 Ni가 피착되고, 기판 전체 영역을 실질적인 반사판으로 하기 위해 (N+1)개의 전극으로 완전히 덮도록 패터닝되거나 또는 이 전극으로 모두 덮히지 않는 경우는 빈 영역에 아일랜드 형상의 반사 전극(31 내지 35)이 설치되어 있다. 물론, 각각이 패턴적으로 분리되도록 약간의 간극은 있다.

이 구조에 의하면, 직렬 접속된 발광 다이오드의 각각에 흐르는 전류는 이론적으로는 같은 값을 취하므로 모든 발광 다이오드는 동일하게 빛난다.

그런데, 도중의 어느 것인가가 파괴되어 전류가 흐르지 않게 되면, 모든 발광 다이오드는 발광을 정지해 버린다.

그 때문에, 도2와 같이 Vcc 라인(41)과 GND 라인(42) 사이에 기판을 병렬 접속시키고 있다.

본래, 예를 들어 120개(M개)의 발광 다이오드로 광조사 장치를 실현하고 싶은 경우, 예를 들어 10(S) 분할하고, 12(M/S)개의 발광 다이오드가 직렬 접속된 금속 기판을 10(S)장 준비하여, 이를 병렬 접속한다. 또, 도4의 금속 기판을 채용하면, 보호 회로로 되는 정전류 회로(C)가 설치됨으로써 모든 발광 다이오드의 전류 용량을 통일시킬 수가 있다. 도3에서도 정전류 회로를 채용할 수 있으나, 이 경우 발광 다이오드의 입력측 또는 출력측에 외부 부착으로 설치해야만 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시 형태를 도시하는 도6에서는 발광 다이오드가 직렬 접속되어 장착된 기판 [SUB1, SUB2···SUB(S)]을 별도 금속 기판 등의 장착 기판에 장착하고, 각각의 기판 (SUB1, SUB2···)에 정전류 회로 (C1, C 2···)가 설치된다.

이 정전류 회로는 일예이며, 다른 회로라도 좋다. 도면에 있어서는, NPN형 Tr1의 콜렉터가 전극(131)(El)과 접속되고, 에미터는 저항 R2를 거쳐서 GND 라인(142)과 접속되어 있다. 또 Tr1의 콜렉터와 베이스 사이에는 저항 R1이 접속되어 있다. 베이스와 GND 라인(142) 사이에는 제너 다이오드(143)가 접속되어 있다.

Vcc 라인으로부터 기판 (SUB1)을 통과하는 전류 I는 Vz = VBE+ I * R2의 관계식으로부터 I = (Vz - VBE)/R2로 도출된다. 또한, 이 정전류 회로는 Vcc 라인(130)과 전극(130) 사이에 형성해도 좋다. 또한 정전류 회로 (C1, C 2···)는 외부 부착이라도, 기판에 장착되어도 좋다.

이상, 발광 다이오드가 직렬 접속된 복수의 금속 기판은 정전류 회로에 의해전류값이 결정되므로, 모든 발광 다이오드의 밝기는 통일되고 또한 금속 기판 각각의 밝기도 통일된다. 또, 혼성 집적 회로 기판의 발광 다이오드 중, 어느 것인가가 파괴되어도 나머지 기판이 병렬 접속되어 있으므로 조사 장치로서 그 기능을 유지할 수가 있고, 게다가 파괴된 금속 기판만을 교체하면 되므로 최소한의 수리 보수로 충분하다.

도7은, 개략도이지만, 금속 기판에 상기 정전류 회로를 장착한 것을 도시하는 것이다. 도6의 전극(131)을 2개의 전극(150, 151)에 나누고, 그 사이에 정전류 회로에 필요한 배선 패턴을 형성하여, 필요한 소자를 장착하고 있다. Tr1, 제너 다이오드(143)는 실장 효율, 방열성이 고려되고, 베어 칩으로 장착되는 쪽이 좋다. 또한 저항은 칩 저항이나 인쇄 저항으로 실현할 수 있다. 물론, 전극(130)측으로 정전류 회로를 장착해도 좋다. 이와 같이, 베어 칩으로 장착되면, 외부 부착으로 할 필요도 없고, 또한 약간의 장착 면적이 증가하지만 비용적으로도 유리한 구조가 된다.

또한 발광 다이오드의 광량을 검지하거나 또는 직렬 회로에 흐르는 전류를 검지하여, 금속 기판 (SUBl···)의 밝기를 제어하는 제어 회로를 설치하더라도 좋다. 이 경우도 외부 부착, 또는 금속 기판에 장착하는 타입의 어느쪽이라도 좋다.

도6이나 도7의 조사 장치를 식물 육성에 이용한 것이 도8이다. 도면부호 150은 예를 들면 금속으로 이루어지는 수로 또는 수조 등의 용기이다. 이 용기는 식물 육성을 위한 양분이 포함된 물이 들어가 있다. 이 물은 사선으로 해칭한 방향으로 흐르고 있어도 좋고, 정체해 있어도 좋다. 또, 이 용기의 뒷면에는 본 발명의 발광 다이오드가 직렬 접속된 금속 기판 [SUB1∼SUB (N)]이 열적으로 결합되어 부착되고 있다. 여기서는 열전도성 절연성 수지를 거쳐서 접합되고 있다. 용기에 들어간 식물 육성용 물이 그 이면에 부착되고 있는 금속 기판의 열을 흡수하여, 발광 다이오드의 온도 상승을 방지하고 있다. 이 온도 상승을 방지하기 위해서는 상기 물은 끊임 없이 흐르고 있었던 쪽이 좋다.

다음에 본 발명의 또 다른 실시 형태를 그 특징만을 들어 설명한다. 혼성 집적 회로 기판(11)의 상하측변에 각각 하나씩 배선(26, 27)이 설치되어, 전원 라인으로 되고 있다. 그리고, 각각은 좌단부로부터 우단부로 연장되어 있다. 즉, 도2와 같이 횡으로 혼성 집적 회로 기판(11)을 복수개 병렬 접속시키기 위해, 제1 배선(26)과 제2 배선(27)을 혼성 집적 회로 기판의 우측변으로부터 좌측변까지 연장시키고 있다. 그 결과, 혼성 집적 회로 기판(11a)의 제1 배선(26)[또는 제2 배선(27)]의 우단부(22)와 혼성 집적 회로 기판(11b)의 제1 배선(26)[또는 제2 배선(27)]의 좌단부(18)를 최단 거리로 접속할 수가 있다. 여기서는 접속 수단(29)으로서 금속제 가는선을 채용하고 있다. 또, 접속 수단은 땜납 등의 납 재료에 의해 고착 가능한 리이드라도 좋다.

또, 가령 이 복수장의 혼성 집적 회로 기판(11, …)을 한장으로 실현한 경우, 전술한 바와 같이 발광 다이오드의 고장에 의한 수리 보수를 할 수 없을 뿐아니라, 접속 수단의 고착을 장치에서 자동으로 할 수 없는 문제, 또는 설비적으로 커지게 되는 문제가 발생한다. 후자는 말할 필요도 없이 혼성 집적 회로 기판으로서 커다란 기판이 되며, 칩을 장착하는 마운팅 장치, 금속제 가는선을 본딩하는 본딩 장치는 작업 범위가 넓은 대형의 장치를 필요로 한다. 또, 혼성 집적 회로 기판이 크면 그 열용량이 크므로, 기판 자신의 온도가 상승하기 어렵게 된다. 그 결과, 납땜성, 본딩성이 저하하는 문제가 발생한다.

그러나, 본원은 병렬 접속 구조로써 복수장의 혼성 집적 회로 기판으로 나뉘어져 있기 때문에, 상기 장치의 작업성도 종래와 같이 좋으며, 게다가 기판이 작으므로 개개의 혼성 집적 회로 기판의 온도를 상승시킬 수도 있어, 납땜성 및 본딩성도 개선된다.

또, 중심선에 대해 제1 배선(26) 또는 제2 배선(27)이 좌우 대칭으로 형성되어 있다.

이것은 도2와 같이 매트릭스 형상으로 배치한 경우에 잇점이 있다.

여기서는 도면의 형편상 2행, 2열로 설명한다. 즉, 1행째의 혼성 집적 회로 기판(11a, 11b)은 제1 배선(26)을 상측변에 배치하고, 2행째의 혼성 집적 회로 기판(11c, 11d)은 제2 배선(27)을 하측변에 배치하고 있다. 이것은 Vcc 라인(41)과 GND 라인(42)의 총 합계수를 줄이기 위해, 혼성 집적 회로 기판을 180도 반전시키고 있다. 도2에서는 4개 필요한 것을 3개로 실현할 수 있다.

또, 반전시켰을 때, 혼성 집적 회로 기판(11b)의 접속 영역(25)과 혼성 집적 회로 기판(11d)의 접속 영역(22)이 종축 방향에 대해 위치가 일치하도록 구성되어 있다. 이것은 중심선에 대해 좌우 대칭으로 형성됨으로써 실현된다.

이렇게 하면, 혼성 집적 회로 기판(11b)의 접속 영역(25)[또는 접속영역(24)]과 혼성 집적 회로 기판(11d)의 접속 영역(22)[또는 접속 영역(23)]은 위치가 일치하여, 접속 수단(30)을 거쳐서 상하로 접속할 수가 있다.

이것은 혼성 집적 회로 기판(11b)의 접속 영역(22)[또는 접속 영역(23)]과 혼성 집적 회로 기판(11d)의 접속 영역(25)[또는 접속 영역(24)]은 위치가 일치하여, 접속 수단(30)을 거쳐서 상하로 접속할 수가 있다.

또, 여기서 배선(26, 27)의 양단부에 각각 2개씩 접속 영역을 마련하고 있다. 여기서는 혼성 집적 회로 기판(11)을 2행, 2열로 배치하고 있으므로 특히 필요로 하지 않지만, 횡방향으로 혼성 집적 회로 기판을 더욱 늘린 경우, 횡방향으로 접속하는 접속 수단(29)은 각각의 혼성 집적 회로 기판에 접속되나, 종방향으로 접속하는 접속 수단(30)에 의해 접속되지 않는 것이 나온다. 도2에서는 접속 수단(30)에 의해 GND로서 고정되어 있으나, 남은 영역을 이용하여 종방향으로도 접속하면 보다 안정된 전위에 고정시킬 수가 있다.

여기서 배선(26, 27)에 사각형으로 도시한 이유는, 동배선 위에 금속제 가는선을 접속 수단으로서 활용하는 경우는 Ni가 피복되고, 리이드가 채용되는 경우는 납 재료가 피복되기 때문이며, 그 영역을 도시한 것이다. 즉, 접속 수단에 의해 납 재료나 Ni의 피복 영역을 도시하고 있다.

또, 혼성 집적 회로 기판(11)은 상변을 Vcc로, 하변을 GND로 하기 위해 열(列) 방향을 홀수열로 배치하고 있다. 도4를 참조하면 알 수 있듯이, 제1 배선(26)으로부터 아래의 제2 배선(27)에 접속하는데는 4개의 발광 다이오드(LED1 내지 LED4)의 열이 홀수열로 설치되지 않으면 간략하게 된 패턴으로 되지 않는다. 짝수열로도 아래의 제2 배선(27)에 접속할 수 있으나, 종단부는 제1 배선(26) 측으로 되기 때문에 그곳으로부터 제2 배선까지를 잇는 여분의 배선이 필요해진다.

이상, 비교적 크기가 작은 혼성 집적 회로 기판(11)을 병렬로, 또한 필요에 따라서는 매트릭스 형상으로 배치함으로써, 전체 조사 장치로서의 크기를 임의로 설정할 수 있다. 또, 직사각형 이외에도, 이 혼성 집적 회로 기판을 순서대로 배치하고, 병렬 접속함으로써 실현이 가능해진다.

또한, 도4의 도면 부호 C로 도시한 영역에도 특징을 갖는다. 이 부분을 확대한 것이 도1이다. 전술한 바와 같이, 이 영역은 구동 회로나 보호 회로가 형성되는 부분이다.

도면 부호 50은 트랜지스터, 51은 제너 다이오드, 52는 칩 저항이다. 또한, 도면 부호 53은 상기 반도체 소자(50, 51)의 다이 본딩시에 이용되는 위치 인식용 마크이다. 또, 도면 부호 54, 55는 반도체 소자의 열화를 방지할 목적으로 도포된 밀봉 수지이다. 도면 부호 56은 아일랜드 형상으로 형성된 도전 패턴으로, 상기 밀봉 수지(54)의 흐름 방지부로 되어 있다. 도면 부호 57도 밀봉 수지(55)의 흐름 방지부이다. 또, 도면 부호 58은 반사 효율의 향상을 위해 설치된 도전 패턴이다.

이 흐름 방지부는 이하의 작용을 한다. 즉, 수지가 배선 위로 흐르면 경화 시에 배선이 벗겨진다. 또, 칩 저항 등의 위에 흐르면 저항값의 변동을 일으킨다. 또한, 조립 순서에 따라서는 땜납 고착성, 본딩성의 열화로도 이어진다. 이들 문제를 방지할 목적으로 설치되어 있다.

이것의 제1 특징은 상기 마크(53) 위에도 반사 효율이 뛰어난 금속을 피복함으로써 마크와 반사판을 겸비시킨 점이다. 더욱이, 제2 특징은 수지 흐름 방지용의 랜드도 흐름 방지부와 반사판을 겸비시킨 점이다. 따라서, 이들은 별개로 구성할 필요가 없어져 패턴 배치의 효율이 향상된다.

특히, 밀봉 수지(54, 55)는 경화 전에는 유동성을 갖고 흘러 버린다. 이 흐름은 예측할 수 없으며, 흐름 방지부에 밀봉 수지가 접촉하여 그 흐름이 정지된다. 물론, 모든 밀봉 수지가 흐름 방지부에 접촉하여 흐름이 정지되는 것은 아니고, 바로 앞에서 정지하는 경우도 있다.

따라서, 회로(C)가 형성되는 영역의 빈 영역, 여기서는 배선(60)이나 반도체 소자로 둘러싸인 빈 영역에 반사 수단을 설치하였으므로, 보다 반사 효율이 향상하게 된다.

또, 회로(C)의 형성 부위, 형성 수는 한정되지 않는다. 따라서, 혼성 집적 회로 기판에 띄엄띄엄 설치될 경우, 이들 반사판을 회로 중에 구성하는 것은 반사 효율의 향상이라는 점에서 대단한 효과를 갖는다.

이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 발광 다이오드의 보호 회로를 구성하는 도전 패턴 표면을 광반사가 뛰어난 금속 재료로 함으로써, 상기 발광 다이오드의 발사광의 반사 효율을 향상시킬 수가 있다.

또한, 보호 회로를 구성하는 도전 패턴 및/또는 반도체 소자로 둘러싸인 빈 영역에 아일랜드 형상의 도전 패턴을 설치하고, 이 도전 패턴 표면을 광반사가 뛰어난 금속 재료로 함으로써, 발광 다이오드로부터 나오는 빛의 반사 효율을 향상시킬 수 있다.

또, 보호 회로를 구성하는 반도체 소자는 다이 본드 또는 와이어 본딩되기 때문에, 본딩 장치가 마크를 인식하여 위치 맞춤하고 있다. 이 마크 표면도 광반사가 뛰어난 금속 재료로 함으로써 반사 효율의 향상을 실현할 수가 있다.

더욱이, 상기 반도체 소자에는 반도체 소자 열화 방지를 목적으로 하여 수지가 도포되고, 경화되어 있다. 이 경화 전의 수지는 유동성을 갖기 때문에, 예기치 않은 장소까지 흘러가 버린다. 예를 들어 칩 저항에까지 흘러 경화됨으로써 저항값의 변동을 일으킨다거나, 배선 위에까지 흘러 경화됨으로써 배선이 벗겨진다거나 하는 문제가 있었다. 그 흐름을 방지하는 패턴이 빈 영역에 설치되어 있기 때문에, 이 패턴 위에 광반사가 뛰어난 금속 재료로 함으로써 발광 다이오드로부터 나오는 빛의 반사 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시 태양으로부터 분명한 바와 같이, 전극 사이에 N개의 발광 다이오드를 직렬 접속하고, (N+1)개의 전극으로 상기 금속 기판의 전영역을 커버하도록 형성하면, 모든 발광 다이오드의 밝기를 균일하게 할 수 있고, 또 발광 다이오드의 측면 또는 이면에서 발광하는 빛을 상기 전극으로 반사시킬 수 있어, 효율이 높은 광조사를 실현할 수 있다.

둘째, 발광 다이오드를 밀봉한 볼록형의 광투과 수지로 렌즈 기능을 갖게 함으로써 지향성이 높고, 효율이 높은 광조사를 실현할 수 있다.

셋째, 전극은 내산화성의 금속으로 또한 광택성이 있는 것, 예를 들면 Ni, Au 또는 백금, 은 등을 이용하여 금속 기판 자신을 효율이 높은 반사판으로서 활용할 수 있다.

넷째, 발광 다이오드의 직렬 회로와 이 직렬 회로를 병렬 접속하여, 각각의 직렬 회로에 정전류 회로를 설치함으로써, 모든 발광 다이오드의 발광 특성을 균일하게 할 수 있다. 또 발광 다이오드 각각에 정전류 회로를 설치하지 않아도 되기 때문에, 비용적으로도 염가로 된다. 또 발광 다이오드의 고장 등이 있더라도, 그 발광 다이오드가 장착된 금속 기판을 바꾸면 되고, 보수성도 우수하다.

또한, 실장 기판은 수냉되고, 이 수냉에 필요한 물은 상기 발광 다이오드의 빛으로 광합성을 하고 있는 식물의 육성 용수로 함으로써, 간단히 설비 비용 없이 식물 육성 기기를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시 태양으로부터 분명한 바와 같이, 첫째, 제1 배선 또는 상기 제2 배선은 상기 혼성 집적 회로 기판의 중심선에 대하여 실질적으로 좌우대칭으로 설치됨으로써, 도2에 도시된 바와 같이 세로 방향으로 나란한 혼성 집적 회로 장치의 어느 한쪽을 반전시킴으로써 외부에서 오는 전원 라인을 3개로 할 수 있다. 더구나 좌우 대칭으로 함으로써, 전기적 접속 부분을 일치시킬 수 있고, 접속 수단의 연장 길이를 짧게 할 수 있다.

둘째, 발광 다이오드를 상기 제1 배선과 상기 제2 배선의 사이에 상기 배선과 직교하는 방향으로 홀수열로 배치함으로써, 제1 배선으로부터 시작된 발광 다이오드의 직렬 접속을 제2 배선으로 종단시킬 수 있고, 불필요한 배선의 인출을 없앨 수 있다.

셋째, 제1 배선 및 제2 배선을 상기 혼성 집적 회로 기판의 실질적인 양단부까지 연장시킴으로써, 도2에 도시된 바와 같이 상부 2열의 혼성 집적 회로 장치의 접속을 최단 거리에서 접속할 수 있다.

넷째, 혼성 집적 회로 기판이 상기 제1 측변의 연장 방향을 따라서 복수장 설치되고, 인접하는 제1 혼성 집적 회로 기판의 측변과 제2 혼성 집적 회로 기판의 측변사이를 걸치도록 상기 제1 혼성 집적 회로 기판상에 설치된 제1 배선과 상기 제2 혼성 집적 회로 기판상에 설치된 제2 배선이 금속재료로 이루어지는 접속 수단에 의해 전기적으로 접속되게 함으로써, 전원 라인 사이에 상기 혼성 집적 회로 기판이 병렬로 접속되고, 그 안에 있는 혼성 집적 회로 기판에 부착된 발광 다이오드가 깨지더라도, 이 발광 다이오드가 장착된 혼성 집적 회로 기판 만을 바꿀 수 있다.

다섯째, 혼성 집적 회로 기판이 상기 제1 측변과 직교하는 방향을 따라서 복수장설치되고, 인접하는 제1 혼성 집적 회로 기판의 측변과 제2 혼성 집적 회로 기판의 측변에는 상기 제1 배선(또는 상기 제2 배선)이 인접하도록 반전되어 설치되고, 상기 인접하는 제1 혼성 집적 회로 기판의 측변과 제2 혼성 집적 회로 기판의 측변을 걸치도록 상기 제1 혼성 집적 회로 기판상에 설치된 제1 배선(또는 제2 배선)과 상기 제2 혼성 집적 회로 기판상에 설치된 제1 배선(또는 제2 배선)이 금속재료로 이루어지는 접속 수단에 의해 전기적으로 접속되게 함으로써, 도2에 도시된 바와 같이 전원 라인의 갯수를 적게 할 수 있고, 또한 전원 라인 사이에 상기 혼성 집적 회로 기판이 병렬로 접속되고, 그 안에 있는 혼성 집적 회로 기판에 부착된 발광 다이오드가 깨지더라도, 이 발광 다이오드가 장착된 혼성 집적 회로 기판 만을 바꿀 수 있다.

여섯째, 접속 수단은, 와이어 본딩으로 접속되는 금속제 가는선 또는 납재료로 접속되는 리이드로 이루어짐으로써, 간단한 수법으로 병렬 접속이 되는 동시에 교환도 용이하다.

일곱째, 상기 제1 배선(또는 상기 제2 배선)은 상기 혼성 집적 회로 기판의 중심선에 대하여 실질적인 좌우 대칭으로 설치되고, 양단부에는 본딩 영역 또는 땜납 고착 영역이 설치되게 함으로써, 혼성 집적 회로 기판을 반전하더라도 전기적 접속부분을 일치시킬 수 있고, 접속 수단의 연장 길이를 짧게 할 수 있다.

여덟째, 본딩 영역 또는 상기 땜납 고착 영역은 상기 양단부에 복수 설치되게 함으로써, 전원의 변동을 방지할 수 있다.

이상 기술한 바와 같이, 특히 Al을 주요 재료로 하는 기판을 채용함으로써 방열성, 경량성, 가공성을 실현할 수 있고, 게다가 반사 효율이 높은 혼성 집적 회로 장치를 실현할 수 있다.

Claims

혼성 집적 회로 기판 표면의 거의 전체를 덮도록 반사성 도전막으로 이루어지는 제1 배선과 상기 제1 배선과 슬릿을 두고 서로 대향하도록 설치된 제2 배선을 포함하는 배선부와, 상기 배선부의 일부에 소정의 간격으로 형성된 발광 소자 탑재부와, 상기 발광 소자 탑재부에 탑재된 발광 소자를 구비한 것을 특징으로 하는 혼성 집적 회로 장치.
제1항에 있어서, 상기 슬릿은 상기 발광 소자 탑재부를 제외한 전 영역에서 동일 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 혼성 집적 회로 장치.
제1항에 있어서, 상기 반사성 도전막은 상기 발광 소자 탑재부에 탑재된 발광 소자의 발광을 효율좋게 전방으로 도출할 수 있도록 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 혼성 집적 회로 장치.
제1항에 있어서, 상기 배선부는 제1 배선과 제2 배선의 절연 분리를 위한 슬릿 영역을 제외한 전 영역을 반사성 도전막으로 피복하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 혼성 집적 회로 장치.
제1항에 있어서, 상기 슬릿은 절연 분리가능한 최소 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 혼성 집적 회로 장치.
제1항에 있어서, 혼성 집적 회로 기판에 설치된 제1 배선과, 상기 제1 배선과 대향하여 설치된 제2 배선과, 상기 제1 배선과 제2 배선 사이에 직렬 접속되어 설치된 복수의 발광 다이오드를 갖는 혼성 집적 회로 장치로써,

상기 혼성 집적 회로 기판의 일 영역에는 상기 발광 다이오드의 보호 회로가 장착되고, 보호 회로를 구성하는 도전 패턴 표면은 빛을 반사하는 막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 혼성 집적 회로 장치.
제1항에 있어서, 혼성 집적 회로 기판에 설치된 제1 배선과, 상기 제1 배선과 대향하여 설치된 제2 배선과, 상기 제1 배선과 제2 배선 사이에 직렬 접속되어 설치된 복수의 발광 다이오드를 갖는 혼성 집적 회로 장치로써,

상기 혼성 집적 회로 기판의 일 영역에는 상기 발광 다이오드의 보호 회로가 장착되고, 보호 회로를 구성하는 도전 패턴 및/또는 반도체 소자로 둘러싸인 빈 영역에는 아일랜드 형상의 도전 패턴이 설치되고, 상기 아일랜드 형상의 도전 패턴 표면은 빛을 반사하는 막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 혼성 집적 회로 장치.
제6항에 있어서, 상기 아일랜드 형상의 도전 패턴은 위치 맞춤 마크인 것을 특징으로 하는 혼성 집적 회로 장치.
제6항에 있어서, 상기 아일랜드 형상의 도전 패턴은 수지의 흐름 방지에 활용되는 것을 특징으로 하는 혼성 집적 회로 장치.
제1항에 있어서, 금속 기판과 절연 처리되어 설치되고, 상기 금속 기판에 설치된 제1 배선과, 상기 제1 배선과 대향하여 설치된 제2 배선과, 상기 제1 배선과 제2 배선 사이에 설치된 복수의 연결 전극과, 상기 제1 배선과 제2 배선 사이에 직렬 접속되도록 상기 제1 배선과 연결 전극 사이, 상기 연결 전극들 사이 및 상기 연결 전극과 제2 배선 사이에 접속된 복수의 발광 다이오드를 갖는 혼성 집적 회로 장치로써,

상기 금속 기판의 일 영역에는 상기 발광 다이오드의 보호 회로가 장착되고, 보호 회로를 구성하는 도전 패턴 및/또는 반도체 소자로 둘러싸인 빈 영역에는 아일랜드 형상의 도전 패턴이 설치되고,

상기 제1 배선, 상기 연결 전극, 상기 제2 배선 및 상기 아일랜드 형상의 도전 패턴 표면은 빛을 반사하는 막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 혼성 집적 회로 장치.
제10항에 있어서, 상기 막은 동으로 이루어지는 도전 패턴 위에 형성된 Au, Ni 또는 땜납으로 이루어지는 막인 것을 특징으로 하는 혼성 집적 회로 장치.
제10항에 있어서, 상기 보호 회로를 구성하는 반도체 소자에는 상기 반도체 소자를 밀봉하는 수지가 설치되고, 상기 수지는 상기 아일랜드 형상의 도전 패턴과 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 혼성 집적 회로 장치.
제1항에 있어서, 상기 혼성 집적 회로 기판은 금속 기판 표면을 절연 처리하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 혼성 집적 회로 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 배선 및 제2 배선은 상기 혼성 집적 회로 기판의 중심선에 대해 실질적으로 좌우 대칭으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 혼성 집적 회로 장치.
제1항에 있어서, 상기 발광 다이오드는 상기 제1 배선과 제2 배선 사이에 상기 배선과 직교하는 방향으로 홀수열로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 혼성 집적 회로 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 배선 및 제2 배선은 상기 혼성 집적 회로 기판의 실질적인 양단부까지 연장되는 것을 특징으로 하는 혼성 집적 회로 장치.
제1항에 있어서, 금속 기판 상의 절연층 상에서 상기 금속 기판의 제1 측변을 따라 설치된 제1 배선과, 상기 제1 측변과 대향하는 제2 측변을 따라서 설치된제2 배선과, 상기 제1 배선과 제2 배선 사이에 직렬 접속되어 설치된 복수의 발광 다이오드를 갖는 혼성 집적 회로 기판이 상기 제1 측변의 연장 방향을 따라 복수장 설치되어 있고, 인접하는 제1 혼성 집적 회로 기판의 측변과 제2 혼성 집적 회로 기판의 측변 사이를 걸치도록 상기 제1 혼성 집적 회로 기판 상에 설치된 제1 배선과 제2 혼성 집적 회로 기판 상에 설치된 제1 배선이 금속 재료로 이루어지는 접속 수단에 의해 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 혼성 집적 회로 장치.
제1항에 있어서, 인접하는 제1 혼성 집적 회로 기판의 측변과 제2 혼성 집적 회로 기판의 측변에는 상기 제1 배선(또는 제2 배선)이 인접하도록 반전되어 설치되고, 상기 인접하는 제1 혼성 집적 회로 기판의 측변과 제2 혼성 집적 회로 기판의 측변 사이를 걸치도록 상기 제1 혼성 집적 회로 기판 상에 설치된 제1 배선(또는 제2 배선)과 제2 혼성 집적 회로 기판 상에 설치된 제1 배선(또는 제2 배선)이 금속 재료로 이루어지는 접속 수단에 의해 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 혼성 집적 회로 장치.
제18항에 있어서, 상기 제1 배선(또는 제2 배선)은 상기 혼성 집적 회로 기판의 중심선에 대해 실질적으로 좌우 대칭으로 설치되고, 양단부에는 본딩 영역 또는 땜납 고착 영역이 마련되는 것을 특징으로 하는 혼성 집적 회로 장치.
제19항에 있어서, 상기 본딩 영역 또는 땜납 고착 영역은 상기 양단부에 복수 설치되는 것을 특징으로 하는 혼성 집적 회로 장치.
제5항에 있어서, 상기 장착 기판은 수냉되고, 이 수냉에 필요한 물은 상기 발광 다이오드의 빛으로 광합성을 하고 있는 식물의 육성용 물이 되는 것을 특징으로 하는 혼성 집적 회로 장치.