JP2010205776A - Light-emitting module - Google Patents
Light-emitting module Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010205776A JP2010205776A JP2009046739A JP2009046739A JP2010205776A JP 2010205776 A JP2010205776 A JP 2010205776A JP 2009046739 A JP2009046739 A JP 2009046739A JP 2009046739 A JP2009046739 A JP 2009046739A JP 2010205776 A JP2010205776 A JP 2010205776A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- heat
- light emitting
- module substrate
- sealing resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、通電により発光するチップ状のLED(発光ダイオード)を複数有して、これらを一斉に発光させて、例えば投光器や照明器具の光源等に使用される発光モジュールに関する。 The present invention relates to a light-emitting module that has a plurality of chip-like LEDs (light-emitting diodes) that emit light when energized and emits them all at once, and is used, for example, as a light source for a projector or a lighting fixture.
表面が樹脂板からなる金属ベース基板製の装置基板の一面に、四角い枠からなるリフレクタを設け、このリフレクタの内側に、直列回路をなすチップ列をこの列が延びる方向と直交する方向に複数並設するとともに、蛍光体が混ぜられたシリコーン樹脂等の透光性封止樹脂をリフレクタの内側に充填して、この封止樹脂で各チップ列を埋設したCOB(chip on board)型の照明装置が、従来技術として知られている(例えば、特許文献1参照。)。 A reflector made of a square frame is provided on one surface of a device substrate made of a metal base substrate whose surface is made of a resin plate, and a plurality of chip rows forming a series circuit are arranged inside the reflector in a direction perpendicular to the extending direction of the row. COB (chip on board) type lighting device in which a translucent sealing resin such as a silicone resin mixed with a phosphor is filled inside the reflector and each chip row is embedded with the sealing resin Is known as a prior art (see, for example, Patent Document 1).
この照明装置でチップ列の夫々は、一対の素子電極を有した複数のLEDチップを、列をなして配設するとともに、列が延びる方向に隣接されたLEDチップの素子電極にボンディングワイヤの両端をワイヤボンディングにより接合して、各LEDチップを直列接続して形成されている。したがって、この照明装置は、チップ列の周りに位置されて所定のパターンで形成される配線導体を装置基板上に設けることが不要であるので、構成が簡単である。又、前記照明装置の各LEDチップは青色の光を発するものであり、この青色の光で励起されて黄色の光を放射する蛍光体が封止樹脂に混ぜられている。このため、照明装置は、黄色の光と青色の光が混じることにより形成される白色の光で照明をすることができる。 In each of the chip rows in this lighting device, a plurality of LED chips each having a pair of element electrodes are arranged in a row, and both ends of bonding wires are connected to the element electrodes of the LED chips adjacent in the direction in which the row extends. Are joined by wire bonding, and each LED chip is connected in series. Therefore, this illuminating device has a simple structure because it is not necessary to provide on the device substrate a wiring conductor that is positioned around the chip row and formed in a predetermined pattern. Each LED chip of the illumination device emits blue light, and a phosphor that is excited by the blue light and emits yellow light is mixed with the sealing resin. For this reason, the illuminating device can illuminate with white light formed by mixing yellow light and blue light.
特許文献1に記載の照明装置の点灯時にチップ列の各LEDチップは発熱する。この発熱の多くは装置基板を通ってこの基板の裏側に放出されるが、装置基板とLEDチップとの間の熱伝導面積は、LEDチップの大きさに限られている。このため、LEDチップから装置基板への熱の伝導性が良くない。更に、封止樹脂は、LEDチップにより加熱される他、励起される蛍光体の発熱によっても加熱されるので、封止樹脂の温度も上昇する。これらの理由により、特許文献1に記載の照明装置では、各LEDチップの温度が上がり易く、その発光効率を維持する上で改善の余地がある。
When the lighting device described in
そこで、本出願人は、各チップ列の実装領域に対応した大きさの熱拡散層を装置基板の表面に設けて、この熱拡散層上に、チップ列を実装する工夫を採用して、このチップ列が有した各LEDチップから装置基板への熱の伝導性を向上した発光モジュールを開発した。 Therefore, the present applicant has provided a heat diffusion layer of a size corresponding to the mounting area of each chip row on the surface of the device substrate, and adopted a device for mounting the chip row on this heat diffusion layer. We have developed a light-emitting module with improved thermal conductivity from each LED chip in the chip array to the device substrate.
この発光モジュールにおいて、熱拡散層は金属製であるので、光の利用方向への取出し効率を向上する上で、熱拡散層の少なくとも表面はこの表面で光を反射できる銀や金若しくはニッケルで形成することが好ましい。しかし、こうした熱拡散層の採用に伴い本発明者は以下の課題があることが見出した。 In this light emitting module, since the heat diffusion layer is made of metal, at least the surface of the heat diffusion layer is made of silver, gold, or nickel that can reflect light on the surface in order to improve the light extraction efficiency in the light utilization direction. It is preferable to do. However, the present inventors have found that there are the following problems with the adoption of such a thermal diffusion layer.
即ち、本発明者が各種の試作をした結果、表面が銀や金若しくはニッケルで形成された熱拡散層と、封止樹脂として用いることが可能な透明シリコーン樹脂又はウレタン樹脂或いはアクリル樹脂との接着性は強くないことが分かった。一方、発光モジュールの発光開始と発光停止に伴い、発光モジュールが伸び縮みするヒートサイクルは知られている。 That is, as a result of various trial manufactures by the present inventor, adhesion between a heat diffusion layer whose surface is formed of silver, gold, or nickel and a transparent silicone resin, urethane resin, or acrylic resin that can be used as a sealing resin It turns out that the sex is not strong. On the other hand, a heat cycle in which the light emitting module expands and contracts with the start and stop of light emission of the light emitting module is known.
そのため、発光モジュールをなした各部材の熱膨張率の差を原因とする各部材の寸法変化により、封止樹脂とこれが接している部材との界面にストレスが作用することは避けられない。そして、既述のように封止樹脂とこれに被着されている熱拡散層との接着の信頼性は低いので、前記ストレスによって封止樹脂が剥離する恐れが考えられる。このような事態に至ることは適当ではなく、発光モジュールの耐久性を担保する上では改善の余地がある。 Therefore, it is inevitable that stress acts on the interface between the sealing resin and the member in contact with the member due to the dimensional change of each member caused by the difference in thermal expansion coefficient between the members constituting the light emitting module. And since the reliability of adhesion | attachment with sealing resin and the thermal diffusion layer adhering to this is low as mentioned above, there exists a possibility that sealing resin may peel by the said stress. It is not appropriate to reach such a situation, and there is room for improvement in ensuring the durability of the light emitting module.
以上のように従来技術では、基板上に実装されたLEDからの放熱性を改善する余地があるとともに、その改善において熱拡散層が剥離する恐れがあるという課題がある。 As described above, in the conventional technology, there is a room for improving the heat dissipation from the LED mounted on the substrate, and there is a problem that the thermal diffusion layer may be peeled off in the improvement.
前記の課題を解決するために、請求項1の発明は、モジュール基板と;このモジュール基板の表面の一部に設けられた金属製の熱拡散層と;前記モジュール基板の表面に設けられて、前記熱拡散層とともに前記モジュール基板の表面に凹凸を形成する複数の配線導体と;前記各熱拡散層上に夫々複数個実装されるとともに前記配線導体を通じて給電される複数個のLEDと;前記熱拡散層、配線導体、及びLEDを埋めて前記モジュール基板に被着された透光性の封止樹脂と;を具備したことを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of
請求項1の発明で、チップ状のLED(発光ダイオード)とは、ベアチップからなるLEDを指している。請求項1の発明で、モジュール基板は、合成樹脂又はガラス或いはセラミックスの絶縁層を用いることができ、この場合、絶縁層は一枚であっても複数積層しあってもよく、又、絶縁層の裏面に放熱促進用の金属板を積層してなるモジュール基板を用いることができる。請求項1の発明で、モジュール基板の表面とは発光モジュールが発光した光が取出される側を指している。
In the invention of
請求項1の発明で熱拡散層は、複数のLEDを実装できる大きさであり、この熱拡散層をなす金属層は単層又は異種金属を二層以上積層して形成されていても良く、その表面での良好な光の反射性能を得るために少なくとも前記表面を、銀又は金或いはニッケルで形成することが好ましい。請求項1の発明で、配線導体はLEDに電気的に接続されこのLEDへの通電を担うために設けられていて、この配線導体を熱拡散層と同種の金属製とすることは、配線導体と熱拡散層を同時に製造できる点で好ましい。更に、配線導体を熱拡散層に沿うように熱拡散層の周りに設けることは、この配線導体とLEDとの電気的接続の距離を短くし、それにより、モジュール基板の大形化を抑制できる点で好ましい。
In the invention of
請求項1の発明で、封止樹脂には、透明シリコーン樹脂、透明ウレタン樹脂、透明アクリル樹脂等の透光性樹脂を用いることができる。発光モジュールから白色の光を出射させるために、LEDが青色の光を放射する場合、放射された青色の光で励起されて黄色の光を放射する黄色蛍光体を封止樹脂に混ぜるとよい。同様に、発光モジュールから白色の光を出射させるために、LEDが紫外線を放射する場合、放射された紫外線で励起されて赤色の光を放射する赤色蛍光体、同紫外線で励起されて緑色の光を放射する緑色蛍光体、同紫外線で励起されて青色の光を放射する青色蛍光体を封止樹脂に混ぜると良い。更に、赤色、緑色、青色の光を放射する三種のLEDを一組として、この組が熱拡散層上に複数実装される場合、蛍光体を混ぜていない封止樹脂を用いればよい。 In the first aspect of the invention, the sealing resin may be a translucent resin such as a transparent silicone resin, a transparent urethane resin, or a transparent acrylic resin. In order to emit white light from the light emitting module, when the LED emits blue light, a yellow phosphor that emits yellow light when excited by the emitted blue light may be mixed with the sealing resin. Similarly, in order to emit white light from the light emitting module, when the LED emits ultraviolet light, a red phosphor that is excited by the emitted ultraviolet light and emits red light, and is excited by the ultraviolet light and emitted green light. A green phosphor that emits blue light and a blue phosphor that emits blue light when excited by the same ultraviolet light may be mixed in the sealing resin. Furthermore, when three types of LEDs emitting red, green, and blue light are used as a set and a plurality of sets are mounted on the heat diffusion layer, a sealing resin that does not mix phosphors may be used.
この請求項1に係る発明の発光モジュールは、モジュール基板上に複数の熱拡散層を設けて、それらの上に夫々複数のLEDを実装し、これらLEDがモジュール基板上に設けた配線導体を通じて給電される構成を有している。これにより、発光中に各LEDが発した熱の多くが、個々のLEDよりも遥かに大面積の熱拡散層全体に熱伝導して拡散された上で、この熱拡散層全体からモジュール基板に熱伝導により伝えられるので、LEDからの放熱性が向上され、LEDの温度過昇を抑制できる。 In the light emitting module according to the first aspect of the present invention, a plurality of heat diffusion layers are provided on a module substrate, and a plurality of LEDs are mounted on each of them, and these LEDs are fed through wiring conductors provided on the module substrate. It has the composition which is done. As a result, most of the heat generated by each LED during light emission is diffused by thermal conduction to the entire heat diffusion layer having a much larger area than that of the individual LED, and from the entire heat diffusion layer to the module substrate. Since it is transmitted by heat conduction, the heat dissipation from the LED is improved, and the temperature rise of the LED can be suppressed.
更に、請求項1に係る発明の発光モジュールでは、モジュール基板上に被着された封止樹脂の内で、熱拡散層及び配線導体を埋めた部分が、これら熱拡散層及び配線導体により形成された凹凸に見合った形状をなして熱拡散層及び配線導体に接着されている。そのため、熱拡散層及び配線導体に対する封止樹脂の接着部分を、封止樹脂に対するアンカーとして機能させることができる。したがって、熱拡散層を用いたことに伴いこの層と封止樹脂との接着性が良くないにも拘らず、モジュール基板に対する封止樹脂の接着性を前記アンカー機能により補って、LEDの発光とその停止に伴うヒートサイクルに起因して封止樹脂がモジュール基板から剥離することを抑制できる。
Furthermore, in the light emitting module of the invention according to
請求項1の発明によれば、基板上に実装されたLEDからの放熱性を改善できるとともに、LEDの発光とその停止に伴うヒートサイクルに起因してモジュール基板に対し封止樹脂が剥離することを抑制でき、発光モジュールの耐久性を向上できる。 According to the first aspect of the present invention, the heat radiation from the LED mounted on the substrate can be improved, and the sealing resin is peeled off from the module substrate due to the light emission of the LED and the heat cycle accompanying its stop. And the durability of the light emitting module can be improved.
以下、図1〜図3を参照して本発明の一実施の形態について、詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図1中符号1はCOB(chip on board)型の発光モジュールを示している。発光モジュール1は、例えばスポットライトの投影レンズ群の焦点に配置されて、このライトの光源として使用される。
発光モジュール1は、モジュール基板2と、複数の熱拡散層6〜10と、複数の配線導体11〜20と、発光グループ21〜30と、端部ボンディングワイヤ41と、保護層42と、枠体44と、封止樹脂48とを具備している。
The
モジュール基板2は、所定形状例えば図1に示すように四角形であるとともに、図2に示すように絶縁層3の裏面に金属板4を積層して形成されている。絶縁層3は合成樹脂製である。金属板4はアルミニウム又はその合金からなる。なお、図1中符号2aはモジュール基板2の四隅に開口された取付け孔を示している。
The
図1に示すように例えば5個の熱拡散層6〜10は、モジュール基板2の互いに平行な二辺を結ぶ方向に延びる長方形状をなしていて、同じ大きさであるとともに、モジュール基板2の互いに平行な他の二辺を結ぶ方向に間隔を置いて並べられている。これら熱拡散層6〜10は、図2に示すようにモジュール基板2の表面に積層されている。
As shown in FIG. 1, for example, the five
各熱拡散層6〜10は、例えば絶縁層3上に積層された銅と、この銅層上にめっき等により積層されたニッケルと、このニッケル上にめっき等により積層された表層で形成されている。表層は、絶縁層3よりも光の反射率が高い金属からなり、その光反射率は60%以上である。こうした条件を好適に満たす表層として例えば本実施形態で採用した銀の層を挙げることができる。これら熱拡散層6〜10の厚みは、可能な限り厚い方が好ましく、例えば35μmである。
Each of the
なお、熱拡散層6〜10は二層でも一層でも差し支えず、例えば銀又は金或いはニッケルの単層でもよいとともに、銅層の上に銀又は金或いはニッケルの表層を積層してなる二層であっても良いが、その少なくとも表層は銀製であることが好ましい。
The
夫々が一対の配線導体11〜20は、モジュール基板2の表面に積層され、これらも、銅とニッケルと銀の三層構造をなしているが、熱拡散層6〜10と同様に二層でも一層でも差し支えない。配線導体11〜20と熱拡散層6〜10は、エッチングやめっき処理等により同時に形成されたものである。したがって、配線導体11〜20の厚みも例えば35μmであり、それらの表層は例えば銀製で60%以上の光反射率を有している。このような表層を有した各配線導体11〜20は、その表層に入射した光を効果的に光の利用方向に反射できるので、発光モジュール1での光の取出し性能を向上する上で好ましい。
Each of the pair of
配線導体11〜20は、熱拡散層6〜10に沿うようにこれら熱拡散層6〜10とは非接触にその周りに設けられている。
The
即ち、図1に示すようにアノード側及びカソード側を担う一対の配線導体11は、熱拡散層6に対して必要な絶縁距離を隔ててこの熱拡散層6の両側に沿うように延びて設けられている。これら配線導体11の一端部は端子部11a又は11bをなしている、同様に、一対の配線導体12は熱拡散層7に対して設けられていて端子部12a又は12bを有し、一対の配線導体13は熱拡散層8に対して設けられていて端子部13a又は13bを有し、一対の配線導体14は熱拡散層9に対して設けられていて端子部14a又は14bを有し、一対の配線導体15は熱拡散層10に対して設けられていて端子部15a又は15bを有している。各端子部11a〜15a,11b〜15bは、夫々熱拡散層6〜10の長手方向一端(図1ではモジュール基板2の下端)から離れて熱拡散層6〜10の並び方向と同方向に並べられている。
That is, as shown in FIG. 1, the pair of
同様に、アノード側及びカソード側を担う一対の配線導体16は、熱拡散層6に対して必要な絶縁距離を隔ててこの熱拡散層6の両側に沿うように延びて設けられている。これら配線導体16の一端部は端子部16a又は16bをなしている、同様に、一対の配線導体17は熱拡散層7に対して設けられていて端子部17a又は17bを有し、一対の配線導体18は熱拡散層8に対して設けられていて端子部18a又は18bを有し、一対の配線導体19は熱拡散層9に対して設けられていて端子部19a又は19bを有し、一対の配線導体20は熱拡散層10に対して設けられていて端子部20a又は20bを有している。各端子部16a〜20a,16b〜20bは、夫々熱拡散層6〜10の長手方向他端(図1ではモジュール基板2の上端)から離れて熱拡散層6〜10の並び方向と同方向に並べられている。
Similarly, the pair of
モジュール基板2の図1中一点鎖線で示す中心線Aを境に、配線導体11,16は線対称であり、同様に、配線導体12,17、配線導体13,18、配線導体14,19、及び配線導体15,20の夫々も中心線Aを境に線対称である。
The
こうして各配線導体11〜20が設けられたことにより、恰も連続して一直線に延びるように位置された一組の配線導体11,16が図1において左端の熱拡散層6の左側に配設され、恰も連続して一直線に延びるように位置された一組の配線導体15,20が図1において右端の熱拡散層10の右側に配設されている。これとともに、熱拡散層6,10間の熱拡散層7〜9の左右両側の夫々に、恰も連続して一直線に延びるようなに位置された二組の配線導体が夫々配設されている。つまり、他の一組の配線導体11,16と一組の配線導体12,17が熱拡散層6,7間に配設され、他の一組の配線導体12,17と一組の配線導体13,18が熱拡散層7,8間に配設されている。同様に、他の一組の配線導体13,18と一組の配線導体14,19が熱拡散層8,9間に配設され、他の一組の配線導体14,19と他の一組の配線導体15,20が熱拡散層9,10間に配設されている。
By providing the
以上のように互いに隣接された各熱拡散層6〜10及び各配線導体11〜20により、図2に示すようにモジュール基板2の表面に凹凸が形成されている。即ち、各熱拡散層6〜10及び各配線導体11〜20が凸部を担い、隣接した熱拡散層と配線導体間の隙間、及び隣接した配線導体間の隙間が凹部Cを担って、凹凸が形成されている。
As described above, the
発光グループ21〜30は全長が異なる三種に分けられている。即ち、図1に示すように全長が最長の発光グループ23,28と、全長が最短の発光グループ21,25,26,30と、全長が中間長さの発光グループ22,24,27,29とに分けられている。なお、各発光グループ21〜30の全長とは、後述するLED列の並び方向(図1では上下方向)の長さを指している。
The
最長の全長を有した発光グループ23,28は、熱拡散層6〜10の内でそれらの並び方向中央部に位置された熱拡散層8上に実装されていて、中心線Aを境に線対称である。最短の全長を有した発光グループ21,26は、熱拡散層6〜10の内でそれらの並び方向一端に位置された熱拡散層6上に実装されていて、中心線Aを境に線対称であり、同様に最短の全長を有した発光グループ25,30は、熱拡散層6〜10の内でそれらの並び方向他端に位置された熱拡散層10上に実装されていて、中心線Aを境に線対称である。中間長さの全長を有した発光グループ22,27は、熱拡散層6,8間の熱拡散層7上に実装されていて、中心線Aを境に線対称であり、同様に中間長さの全長を有した発光グループ24,29は、熱拡散層8,10間の熱拡散層9上に実装されていて、中心線Aを境に線対称である。
The
したがって、図1に示すように三種の発光グループの内で最長の全長を有した発光グループ23,28の両側に配置された発光モジュールの全長は、発光グループ23,28から遠く配置された発光モジュールほど短い。
Therefore, as shown in FIG. 1, the total length of the light emitting modules disposed on both sides of the
以上のように三種に分けられたグループ毎に応じて全長が異なっている他は、各発光グループ21〜30の構成は同じである。そのため、ここでは、図2に示した発光グループ26で代表して説明する。
As described above, the configuration of each of the
発光グループ26は複数のLED列31を備えている。各LED列31は、発光素子であるチップ状の複数のLED(発光ダイオード)32及びボンディングワイヤ37からなる。
The
図2に示すように各LED32は、サファイアガラス等の絶縁性を有した透光性のLED基板32aに発光層32bが設けられたベアチップからなり、通電されることにより発光層32bは青色系の光を発光する。図3に示すようにLED32は平面視長方形状であり、その発光層32b上に一対の素子電極を有している。一方の素子電極はアノード用であり、他方の素子電極はカソード用である。
As shown in FIG. 2, each
これらLED32は、モジュール基板2に積層された熱拡散層6〜10上に、これら熱拡散層6〜10の長手方向及び配線導体11〜20が延びる方向と直交する方向、つまり、図1において左右方向に好ましくは真っ直ぐな列をなして並べられ固定されている。これらの固定は、LED基板32aの発光層32bが設けられた面とは反対側の面を、透光性のダイボンド材35で接着することでなされている。ダイボンド材35には透光性のシリコーン樹脂等が用いられている。
These
ボンディングワイヤ37は金属細線好ましくは金の細線からなる。このボンディングワイヤ37は、その両端を、図3で代表して示すようにLED列31が延びる方向に隣接したLED32同士のアノード用とカソード用の素子電極にワイヤボンディングにより接続して設けられている。それにより、列をなした複数のLED32が電気的に直列接続されている。
The
図3で代表して示すように各発光グループが備えた複数のLED列31の夫々に含まれるLED32の個数は同じである。そして、図1に示すように各LED列31は、それが延びる方向と直交する方向に並べられていて、モジュール基板2上に四角い領域を占めて既述のように配設されている。そのため、各発光グループ21〜30において、それらが有したLED32はマトリックス状をなして縦横に整列して配設されている。
As representatively shown in FIG. 3, the number of
端部ボンディングワイヤ41は金属細線例えば金の細線からなる。この端部ボンディングワイヤ41は、発光グループ21〜30の夫々において、それらが有した各LED列31の両端に位置されているLED32と、発光グループの両側に位置された一対の配線導体とを接続している。
The
即ち、図2で代表して示すように発光グループ26の両側に位置された一対の配線導体16と、発光グループ26が有した各LED列31の両端のLED32とが、端部ボンディングワイヤ41により接続されている。したがって、発光グループ26が有した各LED列31は電気的に並列接続されている。この接続関係は、他の発光グループとその両側に配置された一対の配線導体についても同様である。
That is, as representatively shown in FIG. 2, the pair of
保護層42は、絶縁性のレジストからなり、四角枠状をなしていて、モジュール基板2の周部に積層されている。保護層42は、モジュール基板2と同じ大きさであって、各熱拡散層6〜10を囲んでいる。この保護層42は、取付け孔2a及び各端子部11a〜20a,11b〜20bを露出させる逃げ孔42aを有している。
The
枠体44は合成樹脂等の絶縁材からなり、モジュール基板2に積層された保護層42上に固定されている。そのため、図1に示すように枠体44の内側に、熱拡散層6〜10、配線導体11〜20の熱拡散層6〜10に沿う部位、発光グループ21〜30、及び端部ボンディングワイヤ41が配設されている。
The
封止樹脂48(図1及び図2参照)は枠体44内に充填されモジュール基板2上に被着されていて、枠体44の内側に配置された部材を埋めてこれらの部材を封止している。封止樹脂48は透光性を有する合成樹脂からなり、例えば透明シリコーン樹脂製である。枠体44内に未硬化の状態で注入され、その後に加熱硬化された封止樹脂48の裏面の一部は、図2に例示したように熱拡散層6〜10及び配線導体11〜20により形成された凹凸に見合った形状をなして、これら各熱拡散層6〜10及び各配線導体11〜20に接着されているとともに、これら部材間に形成された凹部Cに満たされて熱拡散層6〜10にも接着されている。なお、図2中符号48aは凹部Cに対する熱拡散層6〜10の入り込み部を示している。更に、各熱拡散層6〜10及び各配線導体11〜20から外れた領域において封止樹脂48は、保護層42及びモジュール基板2の絶縁層3にも接着されている。
The sealing resin 48 (see FIGS. 1 and 2) is filled in the
この封止樹脂48には図示しないが蛍光体が分散して混ぜられている。蛍光体には、例えば各LED32が発する青色系の光によって励起されて黄色系の光を放射する黄色蛍光体が用いられているが、演色性向上のために赤色系蛍光体や緑色系蛍光体が添加されていてもよい。
Although not shown, the phosphor is dispersed and mixed in the sealing
前記COB型の発光モジュール1は、以上説明したように四角い領域を占めて配設される三種類の発光グループ21〜30をそれらのLED列31の並び方向の長さ(全長)が最長の発光グループ23,28を基準に、その両側に前記並び方向の長さ(全長)が短い発光グループ22,27、及び28,29が長さ順に配置されている。そのため、こうした三種類の発光グループ21〜30の組み合わせ形状を擬似的に略丸くできる。それに伴い、この発光モジュール1を光源としたスポットライトから被照射部に投影される配光パターンを擬似的に略丸くできる。
As described above, the COB type
更に、前記COB型の発光モジュール1では、各発光グループ21〜30が夫々有した複数のLED列31は、折り返えされておらず、図3に例示したように真っ直ぐに延びているので、個々のLED列31をなす複数のLED32を直列接続するボンディングワイヤ37の向きが変わらない。加えて、LED列31の両端に配置されたLED32が、各発光グループ21〜30が配設されたモジュール基板2上の配線導体11〜20に端部ボンディングワイヤ41により接続されていて、これらボンディングワイヤ37及び端部ボンディングワイヤ41は、LED列31が延びた方向に沿うように配線される。したがって、ボンディングワイヤ37及び端部ボンディングワイヤ41の引き回しを単純化でき、製造上有利である。
Further, in the COB type
前記構成の発光モジュール1は、その各発光グループ21〜30の夫々に、それらの端子部11a〜20a,11b〜20bを通じて給電されることにより、これら発光グループ21〜30が有した各LED32を一斉に発光させることができる。この発光により放射された青色系の光と、この光の一部で励起された封止樹脂48内の蛍光体が発した黄色系の光とが混じって、白色系の光が形成されて、それが発光モジュール1から光の利用方向に出射される。
The
この場合、LED32の発光層32bからその裏側に放射された光は、ダイボンド材35を通ることなく熱拡散層6〜10のいずれかに入射され、或いはダイボンド材35を通って熱拡散層6〜10のいずれかに入射される。いずれにしても、こうして熱拡散層6〜10に入射された青色系の光は、熱拡散層6〜10のいずれかで光の利用方向に反射されるので、この点で光の取出し効率が良い。
In this case, the light emitted from the
しかも、熱拡散層6〜10の全長は、発光グループ21〜30各全長よりも長く、図1に示すように熱拡散層6〜10は発光グループ21〜30から食み出した部位を有している。そして、この部位は蛍光体入りの封止樹脂48で覆われている。そのため、前記部位上の封止樹脂48に入射された光により励起された蛍光体の放射光の一部を、前記部位で光の利用方向に反射できるので、この点で更に光の取出し効率を向上できる。
Moreover, the total length of the
各LED32はその発光に伴い発熱する。この熱の多くは、モジュール基板2に伝導されて、その金属板4から外部の図示しないヒートシンク等の放熱部材に放出される。この場合、モジュール基板2上の金属製の熱拡散層6〜10の夫々がヒートスプレッダとして機能して、これら熱拡散層6〜10の全体にわたり熱を拡散した上で、こうした広い面積からモジュール基板2に伝えられるので、LED32の熱を速やかにモジュール基板2に伝導させてLED32の温度上昇を抑制できる。
Each
更に、各LED32が発した熱の一部は、封止樹脂48に伝えられる。これとともに、発光グループ21〜30から食み出した熱拡散層6〜10の部位を覆った封止樹脂48内で励起される蛍光体は発熱する。封止樹脂48の一部は前記食み出した部位に接着されているので、封止樹脂48の熱の一部を、熱拡散層6〜10の前記食み出した部位で受けて、速やかにモジュール基板2に伝導させることができる。そのため、封止樹脂48に熱が篭ることが抑制され、それに伴いLED32の温度上昇を更に抑制できる。
Further, part of the heat generated by each
しかも、封止樹脂48は、熱拡散層6〜10及び配線導体11〜20によりモジュール基板2の表面に形成された凹凸の凹部Cへの入り込み部48aを有しているので、配線導体11〜20に対する封止樹脂48の接触面積は、配線導体11〜20の表層より大きい。これにより、封止樹脂48の熱が配線導体11〜20に伝わり易く、封止樹脂48外に配置されている各配線導体11〜20の端子部11a〜20a,11b〜20bの夫々に、封止樹脂48の熱を逃がすことができる。したがって、この点でも封止樹脂48に熱が篭ることが抑制され、それに伴いLED32の温度上昇を更に抑制できる。
In addition, since the sealing
又、既述のようにモジュール基板2上に被着された封止樹脂48の内で、熱拡散層6〜10及び配線導体11〜20を埋めた部分は、これら熱拡散層6〜10及び配線導体11〜20により形成された凹凸に見合った形状をなして熱拡散層6〜10及び配線導体11〜20に接着されている。そのため、熱拡散層6〜10及び配線導体11〜20に対する封止樹脂48の接着部分を、封止樹脂48に対するアンカーとして機能させることができる。
Further, as described above, in the sealing
したがって、放熱性及び光の取出し効率を向上させるために用いた熱拡散層6〜10と、これを埋めた封止樹脂48との接着性が良くないにも拘らず、モジュール基板2に対する封止樹脂48の接着性を前記アンカー機能により補うことができる。これにより、各LED32の発光とその停止に伴う発光モジュール1のヒートサイクルに起因して封止樹脂48がモジュール基板2から剥離することを抑制できる。
Therefore, the
しかも、熱拡散層6〜10及び配線導体11〜20が延びる方向に対して交差する方向に、前記ヒ−トサイクルに伴い封止樹脂48が膨縮しようとする場合、既述のアンカー機能を担う前記凹凸の凹部C及びこれを満たした封止樹脂48の入り込み部48aとの係合部が、前記膨縮に対する抵抗となる。これにより、前記交差方向に位置された枠体44の枠部に対する封止樹脂48の膨縮の影響が軽減され、それに伴い前記枠部とモジュール基板2との間に作用するストレスが軽減される。よって、この点でも封止樹脂48がモジュール基板2から剥離することを抑制できる。
In addition, when the sealing
加えて、発光グループ21〜30の組み合わせ形状が擬似的に略丸いにも拘らず、枠体44が四角いので、各発光グループ21〜30が既述のように配置された領域から外れた領域、言い換えれば、LED32が配置されていない枠体44の四隅部等の部位にも、枠体44内に充填された封止樹脂48が設けられている。そして、この部位において封止樹脂48の熱が既述のようにモジュール基板2に与えられる。こうして、枠体44の内側全域からモジュール基板2への放熱が行われるに伴い、このモジュール基板2の温度分布の均一化を図り易い。これにより、モジュール基板2の熱分布が異なることに伴うモジュール基板2の熱応力を発生し難くできる。したがって、前記熱応力の発生を原因として封止樹脂48がモジュール基板2から剥離することを抑制できる。
In addition, despite the fact that the combined shape of the
又、前記構成の発光モジュール1において、各発光グループ21〜30の幅は同じであり、そのLED列31が有したLED32の数は同じである。そのため、各LED列31に印加される電流値、したがって、夫々のLED列31が有した複数のLED32に対する順方向印加電圧を同じにできるので、各LED32の発光強度のばらつきを抑制できる。
Moreover, in the
なお、本発明は、前記一実施形態には制約されない。例えばモジュール基板2の少なくとも表面部をなす絶縁材に、白色を呈する材料を用いることもできる。このようにした場合、前記表面部での光の反射性能が向上され、それに伴い光の利用方向への光の取出し効率を向上させることできる。それだけではなく、熱拡散層6〜10及び配線導体11〜20の表層が銀製である場合に、これら熱拡散層6〜10及び配線導体11〜20を、透光性の封止樹脂48を通して透視し難くできる点で好ましい。又、前記一実施形態では、枠体44を用いたが、この枠体44は省略してもよい。
The present invention is not limited to the one embodiment. For example, a white material can be used for the insulating material forming at least the surface portion of the
1…発光モジュール、2…モジュール基板、6〜10…熱拡散層、11〜20…配線導体、32…LED、37…ボンディングワイヤ、41…端部ボンディングワイヤ、44…枠体、48…封止樹脂、48a…入り込み部、C…凹部
DESCRIPTION OF
Claims (1)
このモジュール基板の表面の一部に設けられた複数の金属製の熱拡散層と;
前記モジュール基板の表面に設けられて、前記熱拡散層とともに前記モジュール基板の表面に凹凸を形成する複数の配線導体と;
前記各熱拡散層上に夫々複数個実装されるとともに前記配線導体を通じて給電される複数個のLEDと;
前記熱拡散層、配線導体、及びLEDを埋めて前記モジュール基板に被着された透光性の封止樹脂と;
を具備したことを特徴とする発光モジュール。 A module substrate;
A plurality of metal thermal diffusion layers provided on a part of the surface of the module substrate;
A plurality of wiring conductors provided on the surface of the module substrate and forming irregularities on the surface of the module substrate together with the heat diffusion layer;
A plurality of LEDs mounted on each of the thermal diffusion layers and fed through the wiring conductor;
A translucent sealing resin embedded in the module substrate, filling the thermal diffusion layer, the wiring conductor, and the LED;
A light emitting module comprising:
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009046739A JP4640514B2 (en) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Light emitting module |
US13/202,689 US8773612B2 (en) | 2009-02-27 | 2010-02-26 | Light emitting module and illumination apparatus |
CN201080009903.6A CN102334202B (en) | 2009-02-27 | 2010-02-26 | Light-emitting module and illumination apparatus |
EP10746336.6A EP2403017A4 (en) | 2009-02-27 | 2010-02-26 | Light-emitting module and illumination apparatus |
KR1020117019555A KR101267545B1 (en) | 2009-02-27 | 2010-02-26 | Light emitting module and illumination apparauts |
PCT/JP2010/053136 WO2010098457A1 (en) | 2009-02-27 | 2010-02-26 | Light-emitting module and illumination apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009046739A JP4640514B2 (en) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Light emitting module |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010255672A Division JP5126632B2 (en) | 2010-11-16 | 2010-11-16 | Light emitting module |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010205776A true JP2010205776A (en) | 2010-09-16 |
JP2010205776A5 JP2010205776A5 (en) | 2010-10-28 |
JP4640514B2 JP4640514B2 (en) | 2011-03-02 |
Family
ID=42967027
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009046739A Expired - Fee Related JP4640514B2 (en) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Light emitting module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4640514B2 (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012050994A3 (en) * | 2010-10-13 | 2012-07-05 | Cree, Inc. | Light emitting devices and methods |
JP2013118285A (en) * | 2011-12-02 | 2013-06-13 | Hitachi Appliances Inc | Light emitting diode module and lighting apparatus using the same |
US8497522B2 (en) | 2009-06-05 | 2013-07-30 | Cree, Inc. | Solid state lighting device |
US8610140B2 (en) | 2010-12-15 | 2013-12-17 | Cree, Inc. | Light emitting diode (LED) packages, systems, devices and related methods |
JP2014187392A (en) * | 2014-06-23 | 2014-10-02 | Sharp Corp | Light-emitting device and luminaire having the same |
US8860043B2 (en) | 2009-06-05 | 2014-10-14 | Cree, Inc. | Light emitting device packages, systems and methods |
US8878217B2 (en) | 2010-06-28 | 2014-11-04 | Cree, Inc. | LED package with efficient, isolated thermal path |
US9018832B2 (en) | 2010-09-30 | 2015-04-28 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light-emitting device and lighting device provided with the same |
US9123874B2 (en) | 2009-01-12 | 2015-09-01 | Cree, Inc. | Light emitting device packages with improved heat transfer |
US9859471B2 (en) | 2011-01-31 | 2018-01-02 | Cree, Inc. | High brightness light emitting diode (LED) packages, systems and methods with improved resin filling and high adhesion |
US11101408B2 (en) | 2011-02-07 | 2021-08-24 | Creeled, Inc. | Components and methods for light emitting diode (LED) lighting |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9111778B2 (en) | 2009-06-05 | 2015-08-18 | Cree, Inc. | Light emitting diode (LED) devices, systems, and methods |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006054336A (en) * | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Sanyo Electric Co Ltd | Light emitting element |
JP2007324275A (en) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Toyoda Gosei Co Ltd | Light emitting device |
JP2008085302A (en) * | 2006-08-29 | 2008-04-10 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Illumination apparatus |
JP2008186914A (en) * | 2007-01-29 | 2008-08-14 | Hitachi Ltd | Linear light source device and back light device |
JP2008300210A (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Lighting system |
JP2009037796A (en) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Light source and illuminating device |
-
2009
- 2009-02-27 JP JP2009046739A patent/JP4640514B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006054336A (en) * | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Sanyo Electric Co Ltd | Light emitting element |
JP2007324275A (en) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Toyoda Gosei Co Ltd | Light emitting device |
JP2008085302A (en) * | 2006-08-29 | 2008-04-10 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Illumination apparatus |
JP2008186914A (en) * | 2007-01-29 | 2008-08-14 | Hitachi Ltd | Linear light source device and back light device |
JP2008300210A (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Lighting system |
JP2009037796A (en) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Light source and illuminating device |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9123874B2 (en) | 2009-01-12 | 2015-09-01 | Cree, Inc. | Light emitting device packages with improved heat transfer |
US8860043B2 (en) | 2009-06-05 | 2014-10-14 | Cree, Inc. | Light emitting device packages, systems and methods |
US8497522B2 (en) | 2009-06-05 | 2013-07-30 | Cree, Inc. | Solid state lighting device |
US8866166B2 (en) | 2009-06-05 | 2014-10-21 | Cree, Inc. | Solid state lighting device |
US8878217B2 (en) | 2010-06-28 | 2014-11-04 | Cree, Inc. | LED package with efficient, isolated thermal path |
US9188321B2 (en) | 2010-09-30 | 2015-11-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light-emitting device and lighting device provided with the same |
US9018832B2 (en) | 2010-09-30 | 2015-04-28 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light-emitting device and lighting device provided with the same |
US9243791B2 (en) | 2010-09-30 | 2016-01-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light-emitting device and lighting device provided with the same |
US9490236B2 (en) | 2010-09-30 | 2016-11-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light-emitting device and lighting device provided with the same |
US9735133B2 (en) | 2010-09-30 | 2017-08-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light-emitting device and lighting device provided with the same |
JP2013540362A (en) * | 2010-10-13 | 2013-10-31 | クリー インコーポレイテッド | Light emitting device and light emitting method |
CN102959748A (en) * | 2010-10-13 | 2013-03-06 | 科锐公司 | Light emitting devices and methods |
WO2012050994A3 (en) * | 2010-10-13 | 2012-07-05 | Cree, Inc. | Light emitting devices and methods |
US8610140B2 (en) | 2010-12-15 | 2013-12-17 | Cree, Inc. | Light emitting diode (LED) packages, systems, devices and related methods |
US9859471B2 (en) | 2011-01-31 | 2018-01-02 | Cree, Inc. | High brightness light emitting diode (LED) packages, systems and methods with improved resin filling and high adhesion |
US11101408B2 (en) | 2011-02-07 | 2021-08-24 | Creeled, Inc. | Components and methods for light emitting diode (LED) lighting |
JP2013118285A (en) * | 2011-12-02 | 2013-06-13 | Hitachi Appliances Inc | Light emitting diode module and lighting apparatus using the same |
JP2014187392A (en) * | 2014-06-23 | 2014-10-02 | Sharp Corp | Light-emitting device and luminaire having the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4640514B2 (en) | 2011-03-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4640514B2 (en) | Light emitting module | |
JP5522462B2 (en) | Light emitting device and lighting device | |
JP2012134305A (en) | Light emitting device and lighting device using the light emitting device | |
JP2008244165A (en) | Lighting system | |
US20110309379A1 (en) | Light-emitting device and luminare | |
JP2011192703A (en) | Light emitting device, and illumination apparatus | |
JP2007324547A (en) | Light emitting diode light source, illuminator, display unit, and traffic signal | |
JP2008166081A (en) | Lighting device, and lighting apparatus having lighting device | |
JP5515822B2 (en) | Light emitting device and lighting device | |
JP5447686B2 (en) | Light emitting module and lighting apparatus | |
JP5333771B2 (en) | Light emitting device and lighting device | |
WO2012057163A1 (en) | Light emitting device and illumination device | |
JP2010251796A (en) | Light emitting module | |
JP5067631B2 (en) | Lighting device | |
JP2009231397A (en) | Lighting system | |
JP4890576B2 (en) | Light emitting module | |
JP2010080796A (en) | Lighting device | |
JP5769129B2 (en) | Light emitting device and lighting device | |
JP5656051B2 (en) | Light emitting device and lighting device | |
JP2009212126A (en) | Lighting system | |
JP5212178B2 (en) | Light emitting module | |
JP5126632B2 (en) | Light emitting module | |
JP2011096876A (en) | Light emitting device, and lighting apparatus | |
JP2011166036A (en) | Light emitting device and lighting apparatus | |
JP2011129416A (en) | Lighting unit and lighting system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100707 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20100707 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20100723 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100727 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100924 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101102 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101115 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4640514 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131210 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |