TWI266432B - Light emitting module - Google Patents

Description

1266432 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、內容、實施方式及圖式簡單說明） (一） [發明所屬之技術領域] 本發明係關於組裝發光元件在配線基板的發光模組。尤 其是有關使用於面照明裝置的發光模組。 (二） [先前技術] 液晶顯示裝置有稱爲薄型且輕量的特徵，於個人電腦等 增高其需要。因此有增大液晶顯示裝置之需要，但因液晶 顯示板本身乃自己不發光，故爲了作成其顯示內容能以視 覺來識別就需要外光或面照明裝置（輔助照明）。又近年來 隨同所謂的行動電話或個人數位助理（PDA : Personal d i g i t a 1 a s s i s t a n t s )，於行動機器之大幅度的增大需求，由 薄型化及面積縮小化等的省空間化，及爲了蓄電池驅動之 省電力化形成爲液晶顯示裝置之重要的課題。因此，對於 液晶顯示裝置之省空間化，係由薄型化照明裝置來對應， 對於省電力化係採用發光二極體（LED)來達成。 所以在先前爲了謀求面照明裝置（背照光、前照光等）之 省電力化，由於組合導光板與使用LED的發光模組構成面 照明裝置。第1(a)及（b)圖表示先前的發光模組1剖面圖及 俯視圖。發光模組1係將內裝有LED2的發光零件3組裝 在配線基板4之上者。 於發光零件3係如第1 (a)圖所示，具備2個導線架5、6 ，組裝L E D 2在一側之導線架5前端部，以接合線7連續 另一側之導線架6及LED 2。LED2由透明模樹脂8密封， 1266432 除了相當於L E D 2前面的地方外由不透明之（例如白色的） 模樹脂9覆蓋透明模樹脂8之外面。再者，模樹脂9之下 面設置有組裝L E D 2與導線架5導通的組裝側外部電極1 0 、及與另一側之導線架6導通的非組裝側外部電極1 1。 一方面配線基板4，在絕緣基板1 2之表面予以相對一對 陸地1 3、1 4，連接形成於絕緣基板1 2表面的2條配線線 路1 5在各陸地1 3、1 4者。然後，由於將組裝側外部電極 1 〇及非組裝側外部電極1 1分別軟焊於陸地1 3、1 4，組裝 發光零件3在配線基板4之上。 可是如此的發光模組1，係由自LED2的發熱（熱損失） 有降低LED2之發光亮度的問題。第2圖係LED2未由模樹 脂8、9所覆蓋在裸體的狀態，表示LED溫度（周圍溫度） 及亮度之關係圖。驅動發光模組1則由LED2之發熱漸漸 地上升LED2之溫度，其結果，如第2圖所示漸漸地降下 了 LED2之發光亮度。 再者於發光零件3之溫度上升時，透明模樹脂8之透射 係數會降下，故在LED2發光的光.中從發光零件3前面出 射的光比率降下，有降下光利用效率的問題。第3圖係於 L E D 2由模樹脂8、9所覆蓋狀態，表示L E D溫度（周圍溫 度）及亮度關係圖（縱軸之亮度單位係與第2圖對齊在相同） 。比較第3圖與第2圖。LED2以模樹脂8、9所覆蓋的第 3圖方面，雖顯著的降下亮度，但此因透明模樹脂8長時 間暴露在高溫時會漸漸地劣化（因下降透明度），其原因在 於下降透射係數。 1266432 因此，在第4圖所示先前之發光模組，由於設置散熱裝 置來防止發光模組的溫度上升。在該發光模組1 6如第4 ( a) 及（b )圖所示，自連結於陸地1 4側之配線線路1 5延伸虛擬 (d u m m y )配線1 7，用軟焊或鉚釘固定金屬框架製之散熱板 1 9於虛擬配線1 7之前端所設的陸地1 8，其散熱板所佔空 間在不妨礙下予以向配線基板4之上面側作折彎。 如此的散熱裝置，在發光零件3產生的熱乃通過虛擬配 線1 7及陸地1 8從散熱板1 9散熱。可是在如此的構造，爲 了散熱板1 9其發光模組1 6之面積或厚度變大，爲了設置 發光模組1 6有變大空間的問題。又於如此的發光模組1 6 ，組裝發光零件3後必須折曲散熱板1 9，有爲了製造發光 模組1 6增加工時的問題。 (三）[發明內容] 本發明係有鑑於上述先前例之問題點所完成者，其目的 在於提供發光模組，其由於對配線基板想辦法，而由簡單 的構成能作爲發光零件之散熱良好者。 本發明之別的目的在於提供發光模組，其並不要折彎加 工散熱板，能簡單地安裝，而且可以實現省空間化者。 關於本發明第1發光模組，係於組裝發光元件在配線基 板的發光模組，其特徵爲形成在該配線基板，讓連接於該 發光元件的配線部分持有散熱功能者。在此，所謂配線部 分並不限定於配線線路，乃_包含陸地或盲孔.、/通孔、配.線 基板內部之配線等的廣闊槪念。又，第1發光模組，係相 當於後述發明實施形態的第1實施形態、第2實施形態、 1266432 第3實施形態、第4實施形態、第5實施形態、第7實施 形態、第9實施形態。 欲讓配線部分持有散熱功能的方法，有擴大配線部分之 寬的方法、擴大配線部分之面積的方法、增大配線部分厚 度的方法、增大配線部分之體積的方法、配線部分使用高 熱傳導率材質的方法、附加散熱板於配線部分的方法等。 特別是在擴大配線部分之面積的方法，係將配線部分之全 面積希望能作爲配線基板面積之5 0 %以上者。 在於第1發光模組，因讓形成配線基板的配線部分持有 散熱功能，所以在發光元件產生的熱經由配線基板之配線 部分所散熱，能予以抑制發光元件之溫度上升。因此，依 第1發光模組，乃予以抑制發光模組之溫度上升能防止發 光模組之亮度降下。 又於第1發光模組，在製造配線基板之際，以如附與散 熱功能地設置配線部分即可，所以容易能附與散熱功能。 再者，配線部分具有散熱功能，故能小型化具備有散熱部 的發光模組。 於有關本發明第1發光模組之實施形態，係形成於該配 線基板的配線部分中，使藉由熱電阻比較小的.途徑，連接 於該發光元件的配線部分之散熱性，高於藉熱電阻比較大 的途徑所連接於該發光元件的配線部分之散熱性。在此， 所謂藉由熱電阻比較小的途徑連接於發光元件的配線部分 (稱低熱電阻側配線部分。），例如連接其發光元件作模接 合的導線架之配線部分者。又所謂藉由熱電阻比較大的途 1266432 徑連接於發光元件的配線部分（稱高熱電阻側配線部分。） ，例如藉由接合線結合在發光元件用來連接導線架側的配 線部分。 作爲使發光元件藉由熱電阻比較小的途徑所連接的配線 部分之散熱性，高於將發光元件藉由熱電阻比較大的途徑 所連接的配線部分之散熱性方法有：使低熱電阻側配線部 分之寬，廣於高熱電阻側配線部分之寬的方法；使低熱電 阻側配線部分之面積，大於高熱電阻側配線部分之面積的 方法；使低熱電阻側配線部分之厚度，大於高熱電阻側配 線部分之厚度的方法；使低熱電阻側配線部分之體積，大 於高熱電阻側配線部分之體積的方法；使低熱電阻側配線 部分之材質，使用高熱傳導率材質於高熱電阻側配線部分 之材質的方法；及僅在低熱電阻側配線部分附加散熱板等 的方法。 依如此的實施形態，在發光元件產生的熱大部分流於低 熱電阻側配線部分，所以由於提高該低熱電阻側配線部分 之散熱性側方，能有效率的散熱在發光元件所產生的熱， 能更提高發光元件之溫度上升的防止效果。尤其是該實施 形態，於能限制其可以設置低熱電阻側配線部分及高熱電 阻側配線部分的面積時，或欲加以抑制發光模組之成本時 等有利。 在有關本發明第1發光模組之別的實施形態，係由軟焊 料流出防止用之層覆蓋該配線基板之表面，在開設於該軟 焊料流出防止用之層的全體開口露出該配線部分，將該發 1266432 光元件連接於從該軟焊料流出防止用之層露出的該配線部 分露出面。 使如此的實施形態，以開設於軟焊料流出防止用之層的 開口（或者從開口露出的配線部分）位置爲基準，可以組裝 發光元件等，故配線部分本身之大小係消去由組裝精度所 受的限制。因此，作大配線部分之面積就能提高配線部分 之散熱性，能實現散熱性及組裝性優越的發光模組。 有關本發明第2發光模組，係於組裝發光元件在配線基 板的發光模組，其特徵爲設置散熱部在該配線基板之內部 。又，第2發光模組，係相當於後述發明實施形態的第7 實施形態。 在第2發光模組，因設置熱傳導性良好的散熱部在配線 基板之內部，所以在發光元件產生的熱係從配線基板內部 之散熱部散熱，能抑制發光元件之溫度上升。又欲設置散 熱部在配線基板之內部時，亦可以設複數層作板狀的散熱 部，所以亦能夠獲得高散熱效果。因此，依第2發光模組 ，予以抑制發光模組之溫度上升，能防止發光模組之亮度 下降。 又，於第2發光模組，在配線基板之製程設置散熱部於 配線基板之內部即可，所以能容易地設置散熱部。再者在 配線基板之內部設有散熱部，故能小型化具有散熱部的發 光模組。 有關本發明第3發光模組，係於配線基板組裝發光元件 的發光模組，其特徵爲以密接於該配線基板之背面設散熱 -10- 1266432 部。又，第3發光模組，相當於後述在發明之實施形態的 第6實施形態。 在第3發光模組，因在配線基板之背面設置良好熱傳導 性的散熱部，故發光元件產生的熱係從配線基板背面之散 熱部散熱，能抑制發光元件的溫度上升。又，挪開兩面配 線基板等就在配線基板之背面大致全體能設置散熱部，所 以也能夠獲得高散熱效果。因此，依第3發光模組，予以 抑制發光模組之溫度上升、能防止發光模組之亮度下降。 又於第3發光模組，僅在配線基板之背面貼上散熱部即 可，所以容易地能設置散熱部。再者，以密接於配線基板 之背面設置了散熱部（例如，板狀之散熱部），故能小型化 具有散熱部的發光模組。 有關本發明第3發光模組，係密封於組件內的發光元件 組裝在配線基板的模組，其特徵爲設置散熱部在該組件之 表面者。又，第4發光模組，相當於後述發明實施形態的 第8實施形態。 在第4發光模組，對密封有發光元件的組件安裝良好熱 傳導性之散熱部，所以在發光元件產生的熱藉由組件從散 熱部散熱，能抑制發光元件之溫度上升。因此，可以防止 發光模組之亮度降下。又，散熱部能使用黏著劑等簡單地 安裝在組件，故也能簡單地實行安裝散熱部。再者，如先 前例般的在組件及散熱部之間不會產生空間，能小型化具 有散熱部的發光模組。 尙，以上所說明本發明之構成要素，在可能的範圍內能 -11- 1266432 予以組合者。 (四）[實施方式] (第1實施形態） 第5圖係依本發明之一實施形態表示發光模組之構造前 視圖，第6圖係其俯視圖。本發光模組2 1，係例如作爲液 晶顯示裝置之背照光或反射型液晶顯示裝置之前照光等使 用的面照明裝置之光源使用者。 發光模組2 Γ，係組裝發光零件2 3在印刷配線基板或撓 性基板等配線基板2 4之上者。發光零件2 3係在組件內內 裝L E D等之發光元件2 2者，如第5圖所示具備2個導線 架2 5、2 6，發光元件2 2組裝在組裝側導線架2 5前端部， 以接合線2 7電氣的連接非組裝側導線架2 6及發光元件2 2 。並由透明的模樹脂2 8至少密封發光元件2 2之部分，除 了相當於發光元件2 2前面的地方外，其透明的模樹脂2 8 外面係由不透明之（例如白色的）模樹脂2 9所覆蓋。再者， 模樹脂2 9之下面，設置組裝有發光元件2 2與組裝側導線 架2 5導通的組裝側外部電極3 0，及與非組裝側導線架2 6 導通的非組裝側外部電極3 1。 一方面配線基板24，在撓性基板或玻璃環氧樹脂基板等 之絕緣基板3 2表面，相對一對之陸地3 3、3 4 ’於絕緣基 板3 2之表面，分別以C u等形成的2條配線線路3 5、3 6 連接在陸地3 3、3 4者。然後，以軟焊料3 7接合組裝側外 部電極3 0在陸地3 3，以軟焊料3 7接合非組裝側外部電極 3 1於陸地3 4，予以組裝發光零件2 3在配線基板2 4之上。 -12- 1266432 在此，軟焊有發光零件2 3之組裝側外部電極3 0側的配線 線路3 5之線路寬，係形成大於軟焊有非組裝側外部電極 3 1側的配線線路3 6之線路寬。特別是，配線線路3 5之線 路寬，係希望爲儘量在配線基板2 4之寬範圍內取廣。 在於此發光模組2 1，因取配線線路3 5之寬廣，所以能 讓配線線路3 5持有散熱板之功能，在發光零件2 3產生的 熱傳導於配線線路3 5，從配線線路3 5向空中散熱。因而 ，依如此的散熱方法，不需要多餘的散熱用零件，而且由 散熱用之零件其發光模組2 1之尺寸並不會變大，在有限的 空間中邊維持省空間化能使發光模組2 1之散熱性良好。 又發光零件2 3之外部電極之中，組裝側外部電極3 0雖 係直接連結於組裝有發光元件2 2的組裝側導線架2 5，但 非組裝側外部電極3 1係藉由接合線2 7及非組裝側導線架 2 6連結於發光元件2 2，故發光元件2 2之熱會傳於組裝側 外部電極3 0容易上升溫度，但發光元件2 2之熱乃不易傳 於非組裝側外部電極3 1。在本實施形態之發光模組2 1，因 使軟焊組裝組裝側外部電極3 0側之配線線路3 5之寬較廣 ，故在發光元件2 2產生的熱能有效率的散熱，亦能有效果 的抑制發光元件2 2至發光零件之溫度上升。因此，依本發 明之發光模組2 1，予以防止由溫度上升的發光元件2 2之 亮度降低，或模樹脂2 8之透射係數降低，能獲得小型、高 性能之發光模組2 1。 第7圖係比較如第1圖所示構造之先前發光模組1，及 如第5圖及第6圖所示的依本實施形態的發光模組2 1之散 -13- 1266432 熱性圖。第7圖之線A 1表示先前例之溫度上升 依該實施形態表示發光模組2 1之溫度上升，第7 表示流於發光元件2 2的電流IF，縱軸表示溫度 溫的溫度差）△ t。在此，試驗所使用的先前例之詰 線基板4之寬3 m m、兩配線線路1 5之線路寬0 .: 發明實施形態試驗所使用的試樣，係配線基板2 4 、組裝側之配線線路3 5之寬2mm、非組裝側之| 3 6之寬0.2 m m。從第7圖即可明瞭只要是相同遺 在本發明之發光模組2 1，係與先前例之發光模組 予以抑制溫度上升，其溫度上升之差係通電電流 大越形成顯著。 第8圖亦表示比較先前例（第1圖）與本實施形 、第6圖）之發光模組亮度之電流特性圖。第8圖 示流於發光元件的電流I F，縱軸表示各發光模凝 在此，黑圓記號（鲁）表示本實施形態之發光模組 角記號（)表示先前例之發光模組1之亮度。本 光模組2 1係如第7圖所示，與先前例比較能予以 上升，故只要是相同通電電流値，其分量乃變大 第9圖係組裝側配線線路3 5之配線面積S 2及 配線面積S 1之比，表示S 2 / S 1及發光零件2 3之 At之關係（流30mA之電流於發光元件22時）。它 作大組裝側之配線線路3 5之面積而使面積比S 2 / 可知溫度上升△ t降低的狀況。 又第1 〇圖表示比較僅廣大連接組裝側外部電ί -1 4- ，線Β 1係 圖之橫軸 上升（與室 ί樣，係配 ί m m。又本 之寬 3mm 配線線路 !電電流， .1比較能 値IF越變 態（第5圖 之橫軸表 t之亮度。 2 1，黑四 發明之發 抑制溫度 亮度者。 非組裝側 溫度上升 R第9圖， 3 1越大時 亟3 0側之 1266432 配線線路3 5寬時，及廣大兩方配線線路3 5、3 6時之散熱 特性圖。第1 〇圖之橫軸表示流於發光元件的電流IF，縱 軸表示溫度上升（與室溫之溫度差）△ t。於第1 0圖依粗實線 的線，表示僅廣大連接組裝側外部電極3 0側之配線線路 3 5寬（配線線路3 5之寬3 m m、配線線路3 6之寬0.2 m m )時 之溫度上升，在第1 〇圖依細點線的線，係表示擴大（配線 線路3 5之寬3 m m、配線線路3 6之寬3 m m )兩配線線路3 5 、3 6寬時之溫度上升。從第1 0圖即明瞭，僅作成連接組 裝側外部電極3 0側之配線線路3 5爲廣寬、兩配線3 5、3 6 成廣寬時，發光模組之溫度上升幾乎沒有差。因而，考慮 組裝空間或成本等，則僅廣大連接組裝側外部電極3 0側之 配線線路3 5方面爲理想。 又，於本發明之發光模組2 1並不須要如第4圖之先前例 的散熱板，能謀求發光模組2 1之省空間化。又在先前例之 發光模組16，對組裝有發光元件（LED)側之組裝側外部電 極1 〇，及於藉接合線連結的非組裝側外部電極1 1的發熱 量之差異並未有加以著眼，所以連接非組裝側外部電極1 1 在連繫於散熱板1 9引出有虛擬配線1 7側之陸地1 4。因此 ，結果成爲在發熱量少的側實行散熱。對於此，在本發明 之發光模組2 1，因組裝有發光元件2 2側之組裝側外部電 極3 0連接在寬廣配線線路3 5，故設置散熱裝置於大的發 熱量側能有效果的實行散熱。 (第2實施形態） 第1 1(a)及（b)圖係依本發明的實施形態表示發光模組41 1266432 之構造俯視圖及剖面圖。在本實施形態，係作成爲不同的 導線架發光元件2 2側之配線部分及非組裝側之配線部分 的體積，使組裝側的配線部分之體積大於非組裝側，作成 發光模組41爲良好的散熱性。第1 1(a)、（b)圖所示發光模 組4 1，係使連接組裝側外部電極3 0側C u製之陸地3 3厚 度，大於連接非組裝側外部電極3 1側之C u製陸地3 4之 厚度。但是，考慮組裝發光零件2 3之際，作成陸地3 3之 上面及陸地34之上面成爲同樣的高度。 依如此的實施形態，以厚度大的陸地3 3作散熱板之作用 ，連結在組裝有發光元件2 2的組裝側導線架2 5之組裝側 外部電極3 0，由於連接在體積大的陸地3 3，在發光元件 2 2產生的熱能有效率的散熱，能抑制發光零件2 3之溫度 上升。又，由於使散熱性良好而不致於使發光模組4 1變大。 第1 2圖係比較先前之發光模組1 (第1圖）及由本實施形 態的發光模組41(第1 1(a)、（b)圖）之散熱性圖。第12圖之 線A2表示先前例之溫度上升，線B 2係依該實施形態表示 發光模組4 1之溫度上升，第1 2圖之橫軸表示流於發光元 件2 2的電流IF，縱軸表示溫度上升（與室溫之溫度差）△ t 。從第1 2圖即可明白，在本發明之發光模組4 1，與先前 例之發光模組1比較能抑制溫度上升，其溫度上升之差係 通電電流値I F越大變成越顯著。 又，在此係使組裝側及非組裝側的陸地厚度爲相異者， 但亦可以使配線線路之厚度在組裝側作成大於非組裝側。 (第3實施形態） -16- 1266432 又第1 3圖所示發光模組4 2，表示使陸地之體積在組裝 側及非組裝側爲不同之別實施形態剖面圖。在於該發光模 組4 2，係分別將陸地用之配件以鉚釘4 3等安裝於配線線 路3 5之端部上面及配線線路3 6之端部上面，分別形成爲 陸地4 4、4 5。在此，陸地4 4、4 5由〕字形的配件所形成 ，並由於軟焊組裝側外部電極3 0側之陸地4 4係以厚度比 較大的配件形成，軟焊非組裝側外部電極3 1側之陸地4 5 係以厚度比較薄的配件形成，使彼此陸地4 4、4 5爲不同的 體積，作爲在組裝側之陸地4 4變成良好的散熱性。 因而，本實施形態亦將產生在發光元件22的熱從組裝側 外部電極3 0傳導於陸地4 4，在陸地4 4能有效率的散熱， 可以有效果的抑制發光元件2 2之溫度上升。又依本實施形 態，比較於第1 1(a)、（b)圖之實施形態，雖然發光模組42 之組裝空間可能多少會變大，但比較於第4 ( a)、（ b )圖所示 先前例，則能實現小型化發光模組4 2及省空間化。 (第4實施形態） 第1 4圖依本發明之再一別的實施形態表示發光模組4 6 之構造剖面圖。在於此發光模組4 6，係在組裝有發光元件 22側之配線部分及非組裝側之配線部分，使用不同熱傳導 率的材料。在第1 4圖所示發光模組4 6，將連接組裝側外 部電極3 0側之陸地3 3由A u形成，並由C u形成連接非組 裝側外部電極3 1側之陸地3 4。 依如此的實施形態，發熱量大的組裝側外部電極3 0連接 在由熱傳導率良好的A u所成陸地3 3，故有效率的從陸地 1266432 3 3散熱在發光元件2 2產生的熱，能予以抑制發光零件2 3 之溫度上升。而且非組裝側外部電極3 1係如由廉價的C u 金屬所形成，所以能抑制發光模組4 6的成本上升。 (第5實施形態） 第1 5圖係依本發明再一別的實施形態表示發光模組4 7 的構造剖面圖。在於此發光模組4 7，係僅在連接組裝側外 部電極3 0側之陸地3 3預先安裝散熱板4 8。散熱板4 8係 由銅板、石墨片、高熱傳導性矽片等以良好的熱傳導率之 材料形成。 依如此的實施形態，因連接大發熱量的組裝側外部電極 3 0在具散熱板4 8的陸地3 3，故在發光元件2 2產生的熱有 效率的從陸地3 3散熱，能抑制發光零件2 3的溫度上升。 而且散熱板4 8僅設於一側之陸地3 3，.所以與設置散熱板 於兩側之陸地3 3、3 4時比較，能削減裝配工時，亦能節省 零件成本，又也可以謀求發光模組4 7之省空間化。 (第6實施形態） 第1 6圖係依本發明之再一別的實施形態表示發光模組 4 9的構造前視圖。依此實施形態的發光模組4 9，係使其密 接於構成配線基板2 4的絕緣基板3 2背面全面，貼合散熱 板5 0。散熱板5 0係以銅板、石墨片、高熱傳導性矽片等 良好熱傳導率的材料形成。 依此實施形態，在發光零件2 3產生的熱係通過絕緣基板 3 2達至背面之散熱板5 0，從散熱板5 0之全面散熱於空中 。因而，絕緣基板3 2係以確保表面側及背面側電氣的絕緣 _ 1 8- 1266432 之限度，僅量以薄者爲理想。 依此實施形態，係貼合散熱板5 0在配線基板2 4之背面 ，故發光模組4 9之尺寸幾乎沒有變大。又能設置散熱板 5 0在配線基板2 4之背面全面，所以能獲得大的散熱面積 。因此，邊維持於發光模組4 9之省空間化，邊能有效率的 抑制發光零件2 3之溫度上升。 第1 7圖係比較先前之發光模組1 (第1圖）及依本實施形 態的發光模組4 9 (第1 6圖）的散熱性圖。第1 7圖之線A 3 表示先前例之溫度上升，線B 3表示由該實施形態的發光 模組4 9之溫度上升，第1 7圖之橫軸表示流於發光元件2 2 的電流I F，縱軸表示溫度上升（與室溫之溫度差）△ t。從第 1 7圖即可明白，本發明之發光模組4 9，係比較於先前例之 發光模組1能予以抑制溫度上升，其溫度上升之差係其通 電電流値I F越大越成顯著。 (第7實施形態） 第1 8圖係依本發明之再一別的實施形態表示發光模組 5 1的構造剖面圖。依此實施形態的發光模組5 1，係作成配 線基板2 4爲絕緣層5 2及熱傳導層5 3的多層構造，藉由設 在配線基板2 4內的盲孔（或通孔）5 4，以熱的導通組裝側外 部電極3 0所連接的陸地3 3及各熱傳導層5 3。又，作爲熱 傳導層5 3係由銅板、石墨片、高熱傳導性矽片等良好熱傳 導率的材料形成。使此實施形態，在發光零件2 3產生的熱 係經由通孔5 4從陸地3 3傳導於各熱傳導層5 3，從配線基 板24全體向空中散熱。 -19- 1266432 依此實施形態，熱傳導層5 3係由於多層化配線基板2 4 所形成，故幾乎無變大發光模組4 9之尺寸。又能設置散熱 板，5 0在配線基板2 4全體，可以獲得大的散熱面積。因此 ，邊維持發光模組4 9在省空間化，能有效率的抑制發光零 件2 3之溫度上升。 (第8實施形態） 第19(a)圖係依本發明之再一別的實施形態表示發光模 組5 5之構造前視圖，第1 9 ( b )圖係安裝散熱板5 6的發光零 件2 3之斜視圖。依此實施形態的發光模組5 5，係以黏著 劑等安裝散熱板5 6在發光零件2 3之模樹脂2 9上面。散熱 板5 6係由銅板、石墨片、高熱傳導性矽片等良好的熱傳導 率材料作成。 依此實施形態，因發光零件2 3之上面安裝有散熱板5 6 ，所以在發光元件2 2產生的熱藉由模樹脂2 8、2 9傳至散 熱板5 6、從散熱板5 6散熱於空中。因此，能抑制由發光 元件2 2的溫度上升之亮度降低或模樹脂2 8的降低透射 係數。又，設置散熱板5 6於發光零件2 3之上面，則如第 4(a)、（b)圖的先前例不能在散熱板19及發光零件之間生起 空間，故其分量能做成發光模組5 5爲小尺寸。因此，邊維 持發光模組4 9於省空間化，有效率的能抑制發光零件2 3 的溫度上升。 第2 0圖係比較先前之發光模組1(第1(a)、（b)圖）及依本 實施形態的發光模組55(第19圖）的散熱性圖。第20圖之 線A4表示先前例之溫度上升，線B4表示依該實施形態的 -20- 1266432 發光模組5 5之溫度上升，第2 0圖之橫軸表示流於發光元 件2 0的電流IF，縱軸表示溫度上升（與室溫的溫度差）△ t 。從第2 0圖即可明白，本發明之發光模組5 5，比較先前 例之發光模組1能予以抑制溫度上升，其溫度上升之差係 其通電電流値IF越變大越成顯著。 (第9實施形態） 第2 1(a)及（b)圖依係本發明之再一別的實施形態表示發 光模組6 1之構造剖面圖及前視圖。又第2 1 ( c)圖係使用在 該發光模組6 1的配線基板2 4俯視圖。在於此發光模組6 1 所使用的發光零件2 3，係導通於模接合發光元件2 2於組 裝側導線架2 5的組裝側外部電極3 0，設置於從模樹脂2 9 之一側側面下部至下面，藉由發光元件2 2及接合線2 7連 接導通於非組裝側導線框26的非組裝側外部電極3 1，設 置於從模樹脂2 9另一側側面下部至下面。 又於使用在此發光模組6 1的配線基板2 4，係如第2 1 ( c) 圖所示，大致於全體的絕緣基板3 2上面，隔以比較小的間 隙，設置2個由C u等所成配線部6 2、6 3。再者，從配線 部6 2、6 3之上，由絕緣材料所成軟焊料流出防止用之蓋層 64覆蓋大致絕緣基板3 2之全部，於發光零件2 3之軟焊位 置將蓋層64部分的開口。蓋層64之開口 65係對應於軟焊 位置，以良好精度、正確地開口。 於是，在自動組裝發光零件2 3於配線基板2 4之際，將 從蓋層6 4之開口 6 5露出的配線部6 2、6 3露出面，作爲定 位用之基準使組裝側外部電極3 0及非組裝側外部電極3 1 1266432 如登上般的組裝發光零件2 3，以軟焊料3 7分別將兩外部 電極3 0、3 1軟焊於配線部6 2、6 3之露出部。 依如此的發光模組6 1，從設於配線基板2 4的大面積的 配線部6 2、6 3，能有效率的散熱發光元件2 2之熱，所以 能予以抑制發光零件2 3的亮度降低。而且依如此的構造， 不會變大發光模組6 1之厚度或大小，能小型化、省空間化 發光模組6 1。 一方面，作成配線部6 2、6 3其本身爲如此大時，將配線 部6 2、6 3作爲基準欲以良好精度自動組裝發光零件2 3會 變困難，但此發光模組6 1係於軟焊位置，乃正確地開口蓋 層6 4而從開口 6 5露出配線部6 2、6 3，故由於從配線部6 2 、6 3開口之露出面（亦即，開口 6 5其本身）位置作爲基準組 裝發光零件2 3，能正確地自動組裝發光零件2 3。 第23圖係比較第21(a)、（b)及（c)圖所示有關本發明發光 模組6 1及先前例之發光模組散熱特性所示圖，第2 3圖之 線A 5表示先前例之溫度上升，線B 5表示依該實施形態的 發光模組6 1之溫度上升，第2 3圖之橫軸表示流於發光元 件2 2的電流IF，縱軸表示溫度上升（與室溫之溫度差）△ t 。從第2 3圖即可明白在本發明之發光模組6 1，係比較先 前例之發光模組能予抑制溫度上升，其溫度上升之差係通 電電流値IF越變大越成顯著。具體言之，通電電流値爲 3 0 m A時，在先前例溫度上升Δ t爲5 5 °C，但於本實施形態 之發光模組6 1以同樣通電電流値能降下溫度上升At至1 8 °C。 又，在此爲了比較所用的先前例，係如第22(a)、（b)圖 -22- 1266432 所示的構造者。第22(a)及（b)圖所示的發光模組7 1，係從 形成在絕緣基板1 2上的配線部7 3、7 4之上，貼合開設有 開口 7 5的片狀之蓋層7 2於絕緣基板1 2之表面，從蓋層 7 2之開口 7 5露出配線部7 3、7 4之軟焊區域。可是在先前 之發光模組7 1，蓋層7 2之開口 7 5並不是形成爲良好精度 ，故如第2 2 ( b )圖從開口 7 5露出配線部7 3、7 4之全體軟焊 部分，將露出在開口 7 5內側的配線部7 3、7 4軟焊部分之 形狀，作爲定位用之基準來組裝發光零件3。如該發光模 組7 1將配線部7 3、7 4之軟焊部分作爲定位用之基準組裝 發光零件3時，若使配線部7 3、7 4太大，由軟焊料7 6組 裝發光零件3之際不能獲得高組裝精度，所以不能作爲大 的配線部73、74。因此，於此發光模組71，如第22(a)及 (b)圖所示，形成比較小的配線部73、74，因此不能實現如 上述的高散熱性。 對於此，本發明係由於提高蓋層6 4之開口 6 5精度而提 高發光零件2 3之組裝精度，所以能作大配線部6 2、6 3， 可以作爲良好地散熱性者。如先前之貼合樹脂片之蓋層7 2 的方法並不能獲得高精度，故於本發明之發光模組6 1，其 作爲蓋層材料乃使用玻璃環氧系之材料。使用玻璃環氧系 之材料則能使由熱或應力的伸縮小，故能提高蓋層6 4開口 6 5之位置精度。 (第1 〇實施形態） 第2 4圖係依本發明之再一別的實施形態表示面照明裝 置8 1之構造斜視圖。面照明裝置8 1係由導光板8 2 ;有關 -23- 1266432 本發明的發光模組8 3 ;及反射片8 4所成。導光板8 2由聚 碳酸酯樹脂或甲基丙烯樹脂等高折射率之透明樹脂所成， 切1個角隅部爲傾斜形成光入射面8 5，相對於導光板之光 出射面8 6 (上面）的面形成多數之擴散圖型8 7。發光模組8 3 係配置爲以如相對光入射面8 5，導光板8 2之擴散圖型8 7 ，係以發光模組8 3爲中心排列成圓弧狀，在發光模組8 3 近旁以比較粗的分佈擴散圖型8 7，隨著從發光模組8 3離 開使擴散圖型8 7漸漸地作爲密地分佈。反射片8 4由白色 之樹脂片所成，而相對於形成擴散圖型8 7的導光板8 2下 面。 可是自發光模組8 3出射的光，從光入射面8 5入射導光 板82內，在導光板82之上面及下面邊反覆全反射自發光 模組8 3向遠離的方向進行傳運。在此途中，於擴散圖型 8 7光作全反射，在擴散圖型8 7反射的光以小於全反射之 臨界角的角度入射光出射面8 6時，自光出射面8 6出射於 外部。如此從光出射面8 6之大致全面均勻地出射光。又’ 因應於必要，相對在導光板8 2之上面配置稜鏡片也可以。 此面照明裝置係使用於個人電腦或P D A、行動電話等之 液晶顯示裝置的背照光等。 [發明之效果] 本發明之任何發光模組，都有效率的予以散熱在發光元 件產生的熱，能抑制發光模組之溫度上升，可以防止發光 模組之亮度降低。又於任何之發光模組，都容易地形成散 熱裝置，不需要麻煩的安裝作業或安裝後的加工等。再者 -24- 1266432 ，在於任何之發光模組，都由於設置有散熱裝置不易於使 發光模組變厚，或變大，故能作成小型良好散熱性的發光 模組，也能作成爲組空間小者。 (五）[圖式簡單說明] 第1 ( a )及（b )圖表示先前發光模組剖面圖及俯視圖。 第2圖表示未有覆蓋模樹脂LED之溫度（周圍溫度）及亮 度的關係圖。 第3圖表示覆蓋模樹脂LED之溫度（周圍溫度）及亮度的 關係圖。 第4(a)及（b)圖表示先前具備散熱裝置之別的發光模組 ，省略一部分的俯視圖及剖面圖。 第5圖係依本發明之一實施形態表示發光模組之構造前 視圖。 第6圖係同上之發光模組的俯視圖。 第7圖係比較先前例之發光模組與表示於第5圖及第6 圖的發光模組之散熱性圖。 第8圖係比較先前例之發光模組與表示於第5圖及第6 圖的發光模組亮度之電流特性圖。 第9圖係於第5圖及第6圖所示的發光模組，對組裝側 的配線線路之配線面積S 2與非組裝側配線面積S 1之比 S 2 / S 1，表示發光零件的溫度上升△ t之變化圖。 第1 〇圖係比較僅廣大連接組裝側外部電極側之配線線 路寬時，與廣大兩配線線路時之散熱特性所示圖。 第1 1(a)及（b)圖係依本發明別的實施形態表示發光模組 -25- 1266432 之構造俯視圖及剖面圖。 第1 2圖係表示先前例之發光模組與第1 1 ( a )、（ b )圖之發 光模組的散熱性比較圖。 第1 3圖係依本發明再一別的實施形態表示發光模組之 構造剖面圖。 第1 4圖係依本發明再一別的實施形態表示發光模組之 構造剖面圖。 第1 5圖係依本發明再一別的實施形態表示發光模組之 構造剖面圖。 第1 6圖係依本發明再一別的實施形態表示發光模組之 構造前視圖。 第1 7圖係比較先前例之發光模組與第1 6圖之發光模組 的散熱性圖。 第1 8圖係依本發明再一別的實施形態表示發光模組之 構造剖面圖。 第19(a)圖係依本發明再一別的實施形態表示發光模組 之構造前視圖、第19(b)圖係安裝散熱板的發光零件斜視圖。 第20圖係比較先前例之發光模組與第19(a)、（b)圖之發 光模組的散熱性圖。 第21(a)、（b)圖係依本發明再一別的實施形態之發光模 組剖面圖及俯視圖、第2 1 (c)圖係使用於該發光模組的配線 基板俯視圖。 第22(a)、（b)圖爲了依同上之實施形態的發光模組作比 較，表示依先前例的發光模組剖面圖及俯視圖。 -26- 1266432 第23圖表示第2 1 (a)、（b)及（c)圖所示有關本發明發光模 組與第2 2 ( a)、（ b )圖所示先前例發光模組之散熱特性圖。 第2 4圖依本發明再一別的實施形態表示面照明裝置之 構造斜視圖。 [主要部分之代表符號說明] 22 發 光 元 件 23 發 光 零 件 24 配 線 基 板 2 5 組 裝 側 導 線 架 26 非 組 裝 側 導 線 架 27 接 合 線 28、 29 模 樹 脂 3 0 組 裝 側 外 部 電 極 3 1 非 組 裝 側 外 部 電極 33 ^ 3 4 陸 地 3 5、 3 6 配 線 線 路 8 2 導 光 板 8 3 發 光 模 組

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Claims (1)

1266432 π年Uπ;乂鼠)正本 第92 1 09 8 95號「發光模組」專利案 (2006年06月27日修正) 拾、申請專利範圍 1 . 一種發光模組，係在配線基板上組裝發光元件，其特 徵爲該發光元件係具有： 組裝側外部電極，導通至組裝有發光元件的導線架 ;以及 非組裝側外部電極，導通至該發光元件與接合線以 電性連接之導線架； 其中在該配線基板的配線部分當中，連接於該組裝 側外部電極的配線部分之散熱性係被設爲高於連接 於該非組裝側外部電極的配線部分之散熱性。 2 .如申請專利範圍第1項之發光模組，其中，連接於該 組裝側外部電極的配線部分之面積係被設爲大於連 接於該非組裝側外部電極的配線部分之面積。 3 .如申請專利範圍第1項之發光模組，其中，連接於該 組裝側外部電極的配線部分之體積係被設爲大於連 接於該非組裝側外部電極的配線部分之體積。 4 .如申請專利範圍第1項之發光模組，其中，連接於該 組裝側外部電極的配線部分之熱傳導率係被設爲大 於連接於該非組裝側外部電極的配線部分之熱傳導 1266432 率。 5 .如申請專利範圍第1項之發光模組，其中，在連接於 該組裝側外部電極的配線部分係設有散熱板。 6 .如申請專利範圍第1項之發光模組，其中，將該配線 基板設爲絕緣層與熱傳導層的多層構造，使該組裝側 外部電極導通至該熱傳導層。