JP2016051800A - Light-emitting module and manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光モジュール及び製造方法に関する。 The present invention relates to a light emitting module and a manufacturing method.
近年、電流を流すと発光する半導体素子の一種であるLED(Light Emitting Diode)を用いた発光装置が普及している。LEDを用いた発光装置は、LEDの高効率化に伴うモジュール構成部材の劣化を防ぐため、例えば、透明無機材などを封止材として用いて構成される。 2. Description of the Related Art In recent years, light emitting devices using LEDs (Light Emitting Diodes), which are a kind of semiconductor elements that emit light when an electric current is passed, have become popular. A light emitting device using an LED is configured by using, for example, a transparent inorganic material as a sealing material in order to prevent deterioration of a module constituent member accompanying an increase in efficiency of the LED.
本発明が解決しようとする課題は、耐光性、耐熱性または耐熱衝撃性を高めることができる発光モジュール及び製造方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a light emitting module and a manufacturing method capable of improving light resistance, heat resistance or thermal shock resistance.
実施形態に係る発光モジュールは、基板と、半導体発光素子と、枠と、封止部材と、接着部材と、を具備する。半導体発光素子は、基板の所定の面に実装される。枠は、半導体発光素子の周囲、かつ、所定の面上に形成される。封止部材は、枠により形成された空間内に形成され、半導体発光素子を封止する。接着部材は、封止部材と基板とを接着する。 The light emitting module according to the embodiment includes a substrate, a semiconductor light emitting element, a frame, a sealing member, and an adhesive member. The semiconductor light emitting element is mounted on a predetermined surface of the substrate. The frame is formed around the semiconductor light emitting element and on a predetermined surface. The sealing member is formed in a space formed by the frame and seals the semiconductor light emitting element. The adhesive member bonds the sealing member and the substrate.
実施形態の発光モジュールによれば、耐光性、耐熱性または耐熱衝撃性を高めることができるという効果が期待できる。 According to the light emitting module of the embodiment, an effect that light resistance, heat resistance, or thermal shock resistance can be improved can be expected.
以下で説明する実施形態に係る発光モジュールは、基板と、半導体発光素子と、枠と、封止部材と、接着部材と、を具備する。半導体発光素子は、基板の所定の面に実装される。枠は、半導体発光素子の周囲、かつ、所定の面上に形成される。封止部材は、枠により形成された空間内に形成され、半導体発光素子を封止する。接着部材は、封止部材と基板とを接着する。 A light emitting module according to an embodiment described below includes a substrate, a semiconductor light emitting element, a frame, a sealing member, and an adhesive member. The semiconductor light emitting element is mounted on a predetermined surface of the substrate. The frame is formed around the semiconductor light emitting element and on a predetermined surface. The sealing member is formed in a space formed by the frame and seals the semiconductor light emitting element. The adhesive member bonds the sealing member and the substrate.
また、以下で説明する実施形態に係る発光モジュールにおいて、封止部材は、半導体発光素子が放出した光を当該光の波長とは異なる波長の光に変換する蛍光体を含んでもよい。 In the light emitting module according to the embodiment described below, the sealing member may include a phosphor that converts light emitted from the semiconductor light emitting element into light having a wavelength different from the wavelength of the light.
また、以下で説明する実施形態に係る発光モジュールにおいて、接着部材は、封止部材より硬化温度が低い材料であってもよい。 In the light emitting module according to the embodiment described below, the adhesive member may be a material having a lower curing temperature than the sealing member.
また、以下で説明する実施形態に係る発光モジュールにおいて、接着部材は、接着部材の熱膨張率が、封止部材の熱膨張率より大きく、かつ、基板の熱膨張率より小さい値であってもよい。 Further, in the light emitting module according to the embodiment described below, the adhesive member may have a thermal expansion coefficient greater than that of the sealing member and smaller than that of the substrate. Good.
また、以下で説明する実施形態に係る発光モジュールにおいて、接着部材は、接着部材の熱膨張率が、封止部材の熱膨張率より小さく、かつ、基板の熱膨張率より大きい値であってもよい。 In the light emitting module according to the embodiment described below, the adhesive member may have a thermal expansion coefficient smaller than that of the sealing member and larger than that of the substrate. Good.
また、以下で説明する実施形態に係る発光モジュールの製造方法は、封止部材により半導体発光素子を封止する封止工程と、封止部材と基板との間の空間を接着部材で接着する接着工程とを含む。 Moreover, the manufacturing method of the light emitting module which concerns on embodiment described below is the adhesion | attachment which adhere | attaches the space between a sealing member and a board | substrate with an adhesive member, and the sealing process which seals a semiconductor light-emitting device with a sealing member. Process.
以下に、各実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。 Each embodiment will be described below with reference to the drawings. The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between the parts, and the like are not necessarily the same as actual ones. Further, even when the same part is represented, the dimensions and ratios may be represented differently depending on the drawings. Note that, in the present specification and each drawing, the same elements as those described above with reference to the previous drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate.
図1A〜図1Bは、実施形態に係る発光装置及び照明装置を例示する模式図である。図1Aは平面図である。図1Bは、図1AのA1−A2線断面の一部を例示する断面図である。図1A及び図1Bに表したように、本実施形態に係る発光装置110は、ベース部材71と、グリス層53と、放熱板51と、接合層52と、実装基板部15と、発光モジュール35とを含む。発光装置110は、例えば、投光器などの照明装置210に用いられる。
1A to 1B are schematic views illustrating the light emitting device and the lighting device according to the embodiment. FIG. 1A is a plan view. 1B is a cross-sectional view illustrating a part of the cross section along line A1-A2 of FIG. 1A. As illustrated in FIGS. 1A and 1B, the
ベース部材71から実装基板部15に向かう方向を積層方向(Z軸方向)とする。Z軸方向に対して垂直な1つの方向をX軸方向とする。Z軸方向とX軸方向とに対して垂直な方向をY軸方向とする。
A direction from the
ベース部材71の上に、グリス層53、放熱板51、接合層52、実装基板部15、及び、半導体発光素子20が、この順で配置される。すなわち、半導体発光素子20は、ベース部材71と、Z軸方向において離間する。
On the
実装基板部15は、セラミック基板10を含む。セラミック基板10は、上面10ueを有する。セラミック基板10は、ベース部材71と発光モジュール35との間に設けられる。放熱板51は、ベース部材71と実装基板部15との間に設けられる。また、接合層52は、図1Bに示すように、実装基板部15と放熱板51との間に設けられる。接合層52は、実装基板部15と放熱板51とを接合する。グリス層53は、ベース部材71と放熱板51との間に設けられる。グリス層53は、放熱板51の熱をベース部材71に伝達する。
The
以下、図1A及び図1Bに示した発光装置110(及び照明装置210)の例について、説明する。発光装置110は、発光部40が設けられる。発光部40は、例えば、チップオンボード(COB)型のLEDモジュールである。放熱板51の上に、発光部40が設けられる。放熱板51と発光部40との間に、接合層52が設けられる。なお、本願明細書において、要素A上に要素Bが設けられる状態とは、要素Aに直接的に上に要素Bが設けられる状態の他に、要素Aと要素Bとの間に別の要素Cが挿入される状態も含む。
Hereinafter, an example of the light emitting device 110 (and the lighting device 210) illustrated in FIGS. 1A and 1B will be described. The
放熱板51から発光部40に向かう方向が積層方向に対応する。本願明細書において、要素Aと要素Bとが積層される状態と、要素Aと要素Bとが直接接して重ねられる状態の他に、要素Aと要素Bとの間に別の要素Cが挿入されて重ねられる状態も含む。放熱板51は、例えば、板状である。放熱板51の主面は、例えば、X−Y平面に対して実質的に平行である。放熱板51の平面形状は、例えば矩形である。放熱板51は、例えば、第1〜第4辺55a〜55dを有する。第2辺55bは、第1辺55aから離間する。第3辺55cは、第1辺55aの一端と、第2辺55bの一端と、を接続する。第4辺55dは、第3辺55cと離間し、第1辺55aの他端と、第2辺55bの他端と、を接続する。放熱板51の平面形状のコーナ部は、曲線状でも良い。放熱板51の平面形状は、矩形でなくても良く、任意である。放熱板51には、例えば、銅やアルミニウムなどの金属材や、金属とセラミックの複合材などの基板が用いられる。
The direction from the
接合層52は、発光部40で発生した熱を、放熱板51に効率良く伝導する。例えば、接合層52には、錫をベースにし、金、銀、銅、ビスマス、ニッケル、インジウム、亜鉛、アンチモン、ゲルマニウム及びシリコンのいずれかを少なくとも1種類以上含むはんだを用いることができる。
The
発光部40は、実装基板部15と、発光モジュール35と、を含む。実装基板部15は、セラミック基板10と、第1金属層11と、第2金属層12と、を含む。セラミック基板10は、第1主面10aと、第2主面10bと、を有する。第2主面10bは、第1主面10aとは反対側の面である。放熱板51は、セラミック基板10の第2主面に対向している。すなわち、第2主面10bは、放熱板51側の面であり、接合層52の側の面でもある。本願明細書において、要素Aと要素Bとが対向している状態は、要素Aと要素Bとが直接面している状態に加え、要素Aと要素Bとの間に別の要素Cが挿入されている状態も含む。
The
第1主面10aは、実装領域16を含む。例えば、実装領域16は、第1主面10aの外縁10rから離間している。この例では、実装領域16は、第1主面10aの中央部分に設けられる。第1主面10aは、周辺領域17をさらに含む。周辺領域17は、実装領域16の周りの領域である。
The first
実装基板部15は、セラミック基板10と、第1金属層11と、第2金属層12と、を含む。セラミック基板10は、第1主面10aと、第2主面10bと、を有する。放熱板51は、セラミック基板10の第2主面10bに対向している。なお、本願明細書において、要素Aと要素Bとが対向している状態は、要素Aと要素Bとが直接面している状態に加え、要素Aと要素Bとの間に別の要素Cが挿入されている状態も含む。
The mounting
第1主面10aは、実装領域16を含む。例えば、実装領域16は、第1主面10aの外縁10rから離間している。この例では、実装領域16は、第1主面10aの中央部分に設けられる。第1主面10aは、周辺領域17をさらに含む。周辺領域17は、実装領域16の周りの領域である。
The first
第1金属層11は、第1主面10a上に設けられる。第1金属層11は、複数の実装パターン11pを含む。複数の実装パターン11pは、実装領域16に設けられる。複数の実装パターン11pの少なくともいずれか2つ以上は、互いに離間している。複数の実装パターン11pは、例えば、第1実装パターン11pa及び第2実装パターン11pbなどを含む。この例では、実装パターン11pは、第3実装部分11cをさらに含む。第3実装部分11cは、第1実装部分11aと第2実装部分11bとの間に設けられ、第1実装部分11aと第2実装部分11bとを繋ぐ。
The
第1金属層11は、複数の実装パターン11pを互いに接続する接続部44をさらに含む。本実施形態では、第1金属層11は、第1コネクタ用電極部45eと第2コネクタ用電極部46eとをさらに含む。第1コネクタ用電極部45eは、複数の実装パターン11pのうちの1つと電気的に接続される。第2コネクタ用電極部46eは、複数の実装パターン11pのうち、その1つとは別の1つと電気的に接続される。例えば、1つの実装パターン11pの一部の上に半導体発光素子20が配置される。この半導体発光素子20により、第1コネクタ用電極部45eが、実装パターン11pの1つと電気的に接続される。さらに、別の1つの実装パターン11pの一部の上に半導体発光素子20が配置される。この半導体発光素子20により、第1コネクタ用電極部45eが、実装パターン11pの1つと電気的に接続される。さらに、別の1つの実装パターン11pの一部の上に半導体発光素子20が配置される。この半導体発光素子20により、第2コネクタ用電極部46eが、別の1つの実装パターン11pの1つと電気的に接続される。
The
この例では、発光部40は、第1主面10a上に設けられた第1コネクタ45と、第2コネクタ46と、をさらに含む。第1コネクタ45は、第1コネクタ用電極部45eと電気的に接続される。第2コネクタ46は、第2コネクタ用電極部46eと電気的に接続される。本実施形態では、第1コネクタ用電極部45eの上に、第1コネクタ45が設けられている。第2コネクタ用電極部46eの上に、第2コネクタ46が設けられている。第1コネクタ45と、第2コネクタ46と、の間に発光モジュール35が配置される。第1コネクタ45及び第2コネクタ46を介して、発光部40に電力が供給される。
In this example, the
第2金属層12は、第2主面10b上に設けられる。第2金属層12は、第1金属層11と電気的に絶縁されている。第2金属層12の少なくとも一部は、X−Y平面(第1主面10aに対して平行な第1平面)に投影したときに、実装領域16と重なる。
The
発光モジュール35は、セラミック基板10の第1主面10a上に設けられる。発光モジュール35は、複数の半導体発光素子20と、封止樹脂31と、接着層100と、を含む。例えば、複数の半導体発光素子20は、アレイ状に配置される。また、半導体発光素子20は、例えば、略円形状に配置される。また、半導体発光素子20は、例えば、略等ピッチで配置される。複数の半導体発光素子20は、第1主面10a上に設けられる。複数の半導体発光素子20のそれぞれは、光を放出する。半導体発光素子20は、例えば窒化物半導体を含む。
The
複数の半導体発光素子20は、例えば、第1半導体発光素子20a及び第2半導体発光素子20bを含む。複数の半導体発光素子20のそれぞれは、複数の実装パターン11pのうちのいずれかの実装パターン11pと、複数の実装パターン11pのうちの上記のいずれかの隣の別の実装パターン11pと、電気的に接続されている。例えば、第1半導体発光素子20aは、複数の実装パターン11pのうちの第1実装パターン11paと、第2実装パターン11pbと、電気的に接続されている。第2実装パターン11pbは、第1実装パターン11paの隣の別の実装パターン11pに相当する。例えば、複数の半導体発光素子20のそれぞれは、第1導電形の第1半導体層21と、第2導電形の第2半導体層22と、発光層23と、を含む。例えば、第1導電形はn形であり、第2導電形はp形である。第1導電形がp形であり、第2導電形がn形でも良い。
The plurality of semiconductor
第1半導体層21は、第1の部分(第1半導体部分21a)と、第2の部分(第2半導体部分21b)と、を含む。第2半導体部分21bは、積層方向(放熱板51から発光部40に向かうZ軸方向)に対して交差する方向(例えば、X軸方向)において、第1半導体部分21aと並ぶ。
The
第2半導体層22は、第2半導体部分21bと実装基板部15との間に設けられる。発光層23は、第2半導体部分21bと第2半導体層22との間に設けられる。半導体発光素子20は、例えば、フリップチップ型のLEDである。フリップチップ型のLEDを半導体発光素子20として適用した場合には、半導体発光素子20の熱は、セラミック基板10側から放出される。したがって、半導体発光素子20の温度上昇が抑えられる。
The
例えば、第1半導体層21の第1半導体部分21aが、実装パターン11pの第1実装部分11aと対向している。第2半導体層22が、実装パターン11pの第2実装部分11bと対向している。第1半導体層21の第1半導体部分21aは、実装パターン11pと電気的に接続される。第2半導体層22は、別の実装パターン11pと電気的に接続される。
For example, the
ここで、発光モジュール35は、第1接合金属部材21eと、第2接合金属部材22eと、をさらに含む。第1接合金属部材21eは、第1半導体部分21aと、いずれかの実装パターン11p(例えば第1実装部分11a)と、の間に設けられる。第2接合金属部材22eは、第2半導体層22と、別の実装パターン11p(例えば、第2実装パターン11pb)と、の間に設けられる。第1接合金属部材21e及び第2接合金属部材22eの少なくともいずれかは、はんだ、または、金バンプを含む。これにより、第1接合金属部材21e及び第2接合金属部材22eのそれぞれの断面積(X−Y平面で切断したときの断面積)を大きくできる。したがって、第1接合金属部材21e及び第2接合金属部材22eを介して、熱を効率良く、実装基板部15に伝えることができ、放熱性が高まる。
Here, the
ここで、発光モジュール35の一例について、発光モジュール35を簡略化して示した図2を用いて詳細に説明する。図2は、発光モジュール35の一例を説明するための簡略図である。図2に示すように、発光モジュール35は、実装パターン11pと、実装基板15(基板の一例に相当)と、半導体発光素子20と、封止樹脂31(封止部材の一例に相当)と、枠32と、接着層100とを含む。なお、図2では、発光モジュール35は、説明を簡単にするため1個の半導体発光素子20を含む例を示すが、複数の半導体発光素子20を含んでもよい。
Here, an example of the
半導体発光素子20は、光を放出する。なお、半導体発光素子20は、任意の発光素子を用いることができる。半導体発光素子20は、特にフリップチップタイプの半導体発光素子であるのが望ましい。半導体発光素子20は、実装基板15上に設けられる。また、半導体発光素子20は、実装パターン11pと電気的に接続されている。
The semiconductor
封止樹脂31は、半導体発光素子20を覆って封止する。封止樹脂31は、複数の半導体発光素子20から放出される光(例えば第1光)の少なくとも一部を吸収し、第2光を放出する。具体的には、封止樹脂31は、半導体発光素子20が放出した光を当該光の波長とは異なる波長の光に変換する蛍光体を含む。例えば、封止樹脂31は、蛍光体などの複数の波長変換粒子と、複数の波長変換粒子が分散された光透過性樹脂と、を含む。
The sealing
一例としては、封止樹脂31は、450nm又は550nmの波長に対する全光線透過率が85%以上の材料である水ガラス等によって形成される。なお、封止樹脂31は、450nm又は550nmの波長に対する全光線透過率が85%以上の材料より硬化温度が低い材料によって形成されてもよい。
As an example, the sealing
枠32は、X−Y平面内で封止樹脂31を囲む。枠32には、例えば、光反射性を有する金属酸化物などの複数の粒子と、その粒子が分散された光透過性樹脂と、を含む。発光モジュール35は、枠32を設けることで、半導体発光素子20から放出された光が、積層方向に沿った方向(例えば上方向)に沿って効率良く出射できる。なお、本実施形態では、枠32および実装基板部15によって形成された空間に、蛍光体などの複数の波長変換粒子が分散された光透過性樹脂が充填されて硬化されることにより、封止樹脂31が形成される。このため、枠32は、封止樹脂を囲む枠としての機能を有する。
The
接着層100は、図2に示すように、封止樹脂31と、実装基板部15とを接着する。言い換えると、接着層100は、封止樹脂31と実装基板部15との間に形成される空間を埋めるように、封止樹脂31と、実装基板部15とを接着する。
As illustrated in FIG. 2, the
また、接着層100は、一例としては、図2に示すように、封止樹脂31と、枠32とを接着する。また、接着層100は、一例としては、図2に示すように、封止樹脂31と、半導体発光素子20とを接着する。また、接着層100は、一例としては、図2に示すように、封止樹脂31と、実装パターン11pとを接着する。
Further, as an example, the
これにより、接着層100は、封止樹脂31と実装基板部15とを接着部材によって接着することができるので、耐光性、耐熱性または耐熱衝撃性を高めることができる。例えば、接着層100は、封止樹脂31と実装基板部15との間の封着応力を高めることができるので、封止樹脂31と実装基板部15との剥離を防ぐことができる。
Thereby, since the
例えば、接着層100は、450nm又は550nmの波長に対する全光線透過率が85%以上の透明無機材によって形成される。一例としては、接着層100は、透明無機材として、450nm又は550nmの波長に対する全光線透過率が85%以上の材料である水ガラス等によって形成される。
For example, the
これにより、接着層100は、硬化温度の低い透明無機材を用いて封止樹脂31と実装基板部15とを接着することができるので、耐光性、耐熱性または耐熱衝撃性をより高めることができる。例えば、接着層100は、封止樹脂31と実装基板部15とを接着する接着部材を硬化しやすくすることができるので、封止樹脂31と実装基板部15との間の接合界面の剥離を防ぐことができる。
Thereby, since the
次に、本実施形態に係る発光装置110の製造方法の一例について説明する。図3は、発光装置110の製造方法の一例を示すフローチャートである。図3に示すように、1番目の工程(工程(1))では、実装基板部15上に半導体発光素子20を実装する。なお、図3の例では、説明を簡単にするため、実装基板部15上に1個の半導体発光素子20を実装する例を示すが、実際には複数の半導体発光素子20を実装する。半導体発光素子20は、例えば、アレイ状や略円形状、略等ピッチに配置される。半導体発光素子20は、例えば、窒化物半導体を含み、光を放出する。また、工程(1)では、実装基板部15上に枠32を実装する。例えば、工程(1)では、半導体発光素子20の周囲を囲むように、枠32を形成する。また、枠32は、封止樹脂31を囲むように予め形成される。枠32は、例えば、光反射性を有する金属酸化物などの複数の粒子と、その粒子が分散された光透過性樹脂と、を含む。一例としては、工程(1)では、枠32を加熱して硬化させることで形成する。また、工程(1)では、封止樹脂31により半導体発光素子20を封止する。例えば、工程(1)では、封止樹脂31を半導体発光素子20の上に重ねることで半導体発光素子20を封止する。言い換えると、工程(1)では、封止樹脂31を実装基板部15に配置する。封止樹脂31は、フリップチップタイプの半導体発光素子20や枠32の内部側の外面形状に沿った形状を有する。すなわち、封止樹脂31を実装基板部15の実装側に配置した場合に、半導体発光素子20や枠32の間にわずかに隙間ができる程度の形状にあらかじめ成形されたものである。
Next, an example of a method for manufacturing the
続いて、2番目の工程(工程(2))では、封止樹脂31と実装基板部15とを接着部材で接着する。具体的には、工程(2)では、図3の中央に示すように、封止樹脂31と実装基板部15との間の空間に接着部材を注入する。言い換えると、工程(2)では、封止樹脂31と、実装基板部15と、半導体発光素子20と、枠32との間にできるわずかな空間に接着部材を注入する。例えば、工程(2)では、接着部材として、450nm又は550nmの波長に対する全光線透過率が85%以上の材料である水ガラス等を注入する。なお、接着部材の注入は、工程(1)において封止樹脂31により半導体発光素子20を封止する前に行ってもよい。すなわち、工程(1)では、封止樹脂31により半導体発光素子20を封止する前に、接着部材を半導体発光素子20の上に配置してもよい。
Subsequently, in the second step (step (2)), the sealing
そして、3番目の工程(工程(3))では、封止樹脂31と接着部材とを硬化させる。これにより、工程(3)では、封止樹脂31と接着層100とが形成される。言い換えると、工程(3)では、封止樹脂31と、実装基板部15との間に接着層100が形成される。すなわち、工程(3)では、封止樹脂31と実装基板部15とがわずかな隙間に注入された接着部材によって接着される。接着層100は、一例としては、封止樹脂31と、枠32とを接着する。また、接着層100は、一例としては、封止樹脂31と、半導体発光素子20とを接着する。例えば、接着層100は、450nm又は550nmの波長に対する全光線透過率が85%以上の透明無機材によって形成される。一例としては、接着層100は、透明無機材として、450nm又は550nmの波長に対する全光線透過率が85%以上の材料である水ガラス等によって形成される。これにより、本実施形態に係る発光装置110の製造方法は、耐光性、耐熱性または耐熱衝撃性の高い発光モジュールを製造することができる。
In the third step (step (3)), the sealing
上記実施形態では、接着層100を形成する接着部材として、450nm又は550nmの波長に対する全光線透過率が85%以上の材料である水ガラス等を用いる例を示した。ここで、接着層100は、他の材料を用いて形成されてもよい。
In the said embodiment, the example using the water glass etc. which are the materials whose total light transmittance with respect to the wavelength of 450 nm or 550 nm is 85% or more was shown as an adhesive member which forms the
具体的には、接着層100は、接着部材として、封止樹脂31より硬化温度が低い材料を用いて形成されてもよい。例えば、接着層100は、450nm又は550nmの波長に対する全光線透過率が85%以上の材料より硬化温度が低い材料を用いて形成されてもよい。すなわち、図3に示す工程(2)では、接着部材として、封止樹脂31より硬化温度が低い材料を実装基板部15と、封止樹脂31と、枠32との間に注入する。なお、接着層100は、接着部材として、封止樹脂31と同じ材料によって形成されてもよい。
Specifically, the
これにより、接着層100は、封止樹脂31より硬化温度が低い材料を用いて封止樹脂31と実装基板部15とを接着することができるので、封止樹脂31と実装基板部15とをより容易に接着することができる。
Thereby, since the
また、上記実施形態では、接着部材を用いて封止部材(例えば、封止樹脂31)と基板(例えば、実装基板部15)とを接着する例を示した。ここで、接着層100は、接着層100の熱膨張率が各種の値に調整されてもよい。
Moreover, in the said embodiment, the example which adhere | attaches a sealing member (for example, sealing resin 31) and a board | substrate (for example, mounting board | substrate part 15) using the adhesive member was shown. Here, the
具体的には、接着層100は、接着部材の熱膨張率が、封止部材の熱膨張率と基板の熱膨張率との間の値にされてもよい。この点について、図4〜図6を用いて詳細に説明する。
Specifically, the
図4は、基材の熱膨張率の一例を示す図である。図4に示すように、熱膨張率αは、各種の基材によって異なる。例えば、アルミニウム(Al)の熱膨張率αは、2.4×10−5である。酸化アルミニウム(Al2O3)の熱膨張率αは、5.4×10−6である。窒化アルミニウム(AlN3)の熱膨張率αは、4.6×10−6である。窒化ケイ素(Si3N4)の熱膨張率αは、3.0×10−6である。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the coefficient of thermal expansion of the substrate. As shown in FIG. 4, the coefficient of thermal expansion α varies depending on various base materials. For example, the thermal expansion coefficient α of aluminum (Al) is 2.4 × 10 −5 . The thermal expansion coefficient α of aluminum oxide (Al 2 O 3) is 5.4 × 10 −6 . The thermal expansion coefficient α of aluminum nitride (AlN3) is 4.6 × 10 −6 . The thermal expansion coefficient α of silicon nitride (Si3N4) is 3.0 × 10 −6 .
例えば、接着層100を形成する接着部材の熱膨張率を、封止部材の熱膨張率より大きく、かつ、基板の熱膨張率より小さい値にする。すなわち、各部材の熱膨張率が、封止樹脂31(蛍光体分散)<接着層100<実装基板部15の関係になるように傾斜する。
For example, the thermal expansion coefficient of the adhesive member forming the
図5は、各部材の熱膨張率の一例を示す図である。一例としては、図5に示すように、接着層100の熱膨張率は、1.0×10−5に設定する。封止樹脂31の熱膨張率は、8×10−6に設定する。実装基板部15の熱膨張率は、例えば、Alを用いて2.4×10−5に設定する。このように、接着部材の熱膨張率を、封止部材の熱膨張率より大きく、かつ、基板の熱膨張率より小さい値にする。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the coefficient of thermal expansion of each member. As an example, as shown in FIG. 5, the thermal expansion coefficient of the
他の例では、接着層100は、接着部材の熱膨張率を、封止部材の熱膨張率より小さく、かつ、基板の熱膨張率より大きい値にする。すなわち、熱膨張率が、実装基板部15<接着層100<封止樹脂31(蛍光体分散)の関係になるように傾斜する。接着層100の熱膨張率は、添加するフィラーの種類や添加量により調整可能である。フィラーとしては、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素などの熱伝導率が高く、かつ導電性は有さないセラミック系フィラーを用いるのが望ましい。
In another example, the
図6は、各部材の熱膨張率の一例を示す図である。一例としては、図6に示すように、接着層100の熱膨張率は、6.0×10−6に設定する。封止樹脂31の熱膨張率は、8×10−6に設定する。封止樹脂31の熱膨張率も、フィラーを添加するなどにより調整が可能である。封止樹脂31に添加するフィラーには、透明性の高い無機系フィラーが望ましい。実装基板部15の熱膨張率は、例えば、Al2O3を用いて5.4×10−6に設定する。なお、実装基板部15の熱膨張率は、AlN3を用いて4.6×10−6に設定してもよい。また、実装基板部15の熱膨張率は、Si3N4を用いて3.0×10−6に設定してもよい。このように、接着部材の熱膨張率を、封止部材の熱膨張率より小さく、かつ、基板の熱膨張率より大きい値にする。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the coefficient of thermal expansion of each member. As an example, as shown in FIG. 6, the thermal expansion coefficient of the
これにより、接着層100は、接着部材の熱膨張率が封止部材の熱膨張率と基板の熱膨張率との間の値になるので、封止部材と基板とを高い安定性で接着することができる。例えば、接着層100は、熱膨張率が封止部材または基板のいずれか一方より熱によって膨張しないので、半導体発光素子20を安定して封止することができる。
Thereby, since the thermal expansion coefficient of the adhesive member becomes a value between the thermal expansion coefficient of the sealing member and the thermal expansion coefficient of the substrate, the
また、上記実施形態では、接着層100は、封止樹脂31と、枠32とを接着する例を示した。ここで、接着層100は、封止樹脂31と、枠32とを接着しなくてもよい。
Moreover, in the said embodiment, the
この点について、図7を用いて説明する。図7は、接着層100の一例を説明するための図である。図7に示すように、接着層100は、封止樹脂31と実装基板部15との間に形成される。すなわち、接着層100は、封止樹脂31と実装基板部15とを接着する。なお、接着層100は、封止樹脂31と枠32との間には形成されない。すなわち、接着層100は、封止樹脂31と枠32とを接着しない。
This point will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram for explaining an example of the
この場合、図2に示す工程(1)および工程(2)では、例えば、封止樹脂31を実装基板部15の上に重ねる前に、接着層100の接着部材を実装基板部15の上に配置する。そして、接着層100の接着部材を実装基板部15の上に配置した後に、封止樹脂31を実装基板部15の上に重ねて半導体発光素子20を封止する。
In this case, in the step (1) and the step (2) shown in FIG. 2, for example, before the sealing
これにより、接着層100は、封止樹脂31と実装基板部15とをより容易に接着することができるので、半導体発光素子20をより容易に封止することができる。
Thereby, since the
以上説明したとおり、上記実施形態によれば耐光性、耐熱性または耐熱衝撃性を高めることができる。 As described above, according to the embodiment, light resistance, heat resistance, or thermal shock resistance can be improved.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and equivalents thereof as well as included in the scope and gist of the invention.
15 実装基板部
20 半導体発光素子
31 封止樹脂
32 枠
35 発光モジュール
100 接着層
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記基板の所定の面に実装された半導体発光素子と;
前記半導体発光素子の周囲、かつ、前記所定の面上に形成された枠と;
前記枠により形成された空間内に形成され、前記半導体発光素子を封止する封止部材と;
前記封止部材と前記基板とを接着する接着部材と;
を具備することを特徴とする発光モジュール。 A substrate;
A semiconductor light emitting device mounted on a predetermined surface of the substrate;
A frame formed around the semiconductor light emitting element and on the predetermined surface;
A sealing member that is formed in the space formed by the frame and seals the semiconductor light emitting element;
An adhesive member for adhering the sealing member and the substrate;
A light emitting module comprising:
前記半導体発光素子が放出した光を当該光の波長とは異なる波長の光に変換する蛍光体を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光モジュール。 The sealing member is
The light emitting module according to claim 1, further comprising a phosphor that converts light emitted from the semiconductor light emitting element into light having a wavelength different from the wavelength of the light.
前記封止部材より硬化温度が低い材料であることを特徴とする請求項1または2に記載の発光モジュール。 The adhesive member is
The light emitting module according to claim 1, wherein the light emitting module is a material having a curing temperature lower than that of the sealing member.
当該接着部材の熱膨張率が、前記封止部材の熱膨張率より大きく、かつ、前記基板の熱膨張率より小さい値であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の発光モジュール。 The adhesive member is
The thermal expansion coefficient of the said adhesive member is a value larger than the thermal expansion coefficient of the said sealing member, and smaller than the thermal expansion coefficient of the said board | substrate, The claim 1 characterized by the above-mentioned. Light emitting module.
当該接着部材の熱膨張率が、前記封止部材の熱膨張率より小さく、かつ、前記基板の熱膨張率より大きい値であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の発光モジュール。 The adhesive member is
The thermal expansion coefficient of the said adhesive member is a value smaller than the thermal expansion coefficient of the said sealing member, and is larger than the thermal expansion coefficient of the said board | substrate, The claim 1 characterized by the above-mentioned. Light emitting module.
前記封止部材により前記半導体発光素子を封止する封止工程と;
前記封止部材と前記基板との間の空間を接着部材で接着する接着工程と;
を含んだことを特徴とする発光モジュールの製造方法。 In the manufacturing method of the light emitting module of any one of Claims 1-5,
A sealing step of sealing the semiconductor light emitting element with the sealing member;
A bonding step of bonding a space between the sealing member and the substrate with an bonding member;
A method of manufacturing a light emitting module, comprising:
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