JP6057161B2 - Light emitting device - Google Patents
Light emitting device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6057161B2 JP6057161B2 JP2012272103A JP2012272103A JP6057161B2 JP 6057161 B2 JP6057161 B2 JP 6057161B2 JP 2012272103 A JP2012272103 A JP 2012272103A JP 2012272103 A JP2012272103 A JP 2012272103A JP 6057161 B2 JP6057161 B2 JP 6057161B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- layer
- emitting device
- wiring board
- emitting element
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
Description
本発明の実施形態は、発光装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a light emitting device.
例えば、半導体発光素子と、光の波長を変換する蛍光体と、半導体発光素子を実装する配線基板と、を組み合わせた発光装置がある。このような発光装置は、例えば、投光機などの照明装置などに応用される。発光装置の出力を上げ、光量を高めることが望まれている。 For example, there is a light emitting device that combines a semiconductor light emitting element, a phosphor that converts the wavelength of light, and a wiring board on which the semiconductor light emitting element is mounted. Such a light emitting device is applied to an illumination device such as a projector. It is desired to increase the light output by increasing the output of the light emitting device.
そこで、半導体発光素子で発生する熱を放熱するために、配線基板の半導体発光素子を配置していない側に放熱部材を設ける場合がある。また、配線基板と放熱部材の間に、熱伝導性が良い導電性のグリース層を設ける場合がある。しかしながら、導電性のグリース層は、接着剤の性質を持つものではないため、グリース層が配線基板の半導体発光素子側に流れ出し、ショートさせてしまう等、信頼性を低下させることがある。 Therefore, in order to dissipate heat generated in the semiconductor light emitting element, a heat dissipating member may be provided on the side of the wiring board where the semiconductor light emitting element is not disposed. In some cases, a conductive grease layer having good thermal conductivity is provided between the wiring board and the heat dissipation member. However, since the conductive grease layer does not have an adhesive property, the grease layer may flow out to the semiconductor light emitting element side of the wiring board and cause a short circuit, which may reduce reliability.
本発明の実施形態は、高出力で実用的かつ信頼性の高い発光装置を提供する。 Embodiments of the present invention provide a light-emitting device that is practical and reliable with high output.
本発明の実施形態によれば、放熱部材と、配線基板部と、グリース層と、発光素子部と、構造体と、を含む発光装置が提供される。前記配線基板部は、前記放熱部材の上に設けられる。前記グリース層は、前記放熱部材と前記配線基板部との間に設けられ、導電性である。前記発光素子部は、前記配線基板部の上面上に設けられる。前記発光素子部は、第1光を放出する半導体発光素子と、前記第1光を吸収して前記第1光の波長とは異なる波長を有する第2光を放出する波長変換層と、を含む。前記構造体は、前記上面上において前記発光素子部の周りに設けられる。前記配線基板部は、絶縁性の基板と、前記基板上において前記基板と前記半導体発光素子との間に設けられた第1金属層と、前記基板上において前記第1金属層と電気的に接続された第1、第2コネクタと、を含み、前記構造体は、前記上面上において前記第1金属層及び前記第1、第2コネクタの周りに設けらる。 According to the embodiment of the present invention, a light emitting device including a heat dissipation member, a wiring board portion, a grease layer, a light emitting element portion, and a structure is provided. The wiring board portion is provided on the heat dissipation member. The grease layer is provided between the heat radiating member and the wiring board portion and is conductive. The light emitting element portion is provided on the upper surface of the wiring board portion. The light emitting element unit includes a semiconductor light emitting element that emits first light, and a wavelength conversion layer that absorbs the first light and emits second light having a wavelength different from the wavelength of the first light. . The structure is provided around the light emitting element portion on the upper surface. The wiring board portion is electrically connected to the insulating substrate, a first metal layer provided between the substrate and the semiconductor light emitting element on the substrate, and the first metal layer on the substrate. The first and second connectors, and the structure is provided around the first metal layer and the first and second connectors on the upper surface.
本発明の実施形態によれば、高出力で実用的かつ信頼性の高い発光装置が提供される。 According to the embodiment of the present invention, a light-emitting device that is practical and reliable with high output is provided.
以下に、本発明の各実施の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。
Embodiments of the present invention 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.
(第1の実施形態)
図1(a)〜図1(d)は、第1の実施形態に係る発光装置を例示する模式図である。 図1(a)は平面図である。図1(b)は、発光装置の一部を例示する平面図である。図1(c)は、図1(a)のA1−A2線断面図である。図1(d)は、図1(a)のB1−B2線断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1A to FIG. 1D are schematic views illustrating the light emitting device according to the first embodiment. FIG. 1A is a plan view. FIG. 1B is a plan view illustrating a part of the light emitting device. FIG. 1C is a cross-sectional view taken along line A1-A2 of FIG. FIG. 1D is a cross-sectional view taken along line B1-B2 of FIG.
図1(a)〜図1(d)に表したように、本実施形態に係る発光装置110は、放熱部材51と、配線基板部15と、グリース層52と、発光素子部35と、構造体60と、を含む。
As shown in FIG. 1A to FIG. 1D, the
放熱部材51から配線基板部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
放熱部材51は、例えば、板状である。この例では、X−Y平面に投影したときの放熱部材51の形状は、例えば矩形である。実施形態において、放熱部材51の形状は任意である。
The
配線基板部15は、放熱部材51の上に設けられる。
The
本願明細書において、上に設けられる状態は、直接接して設けられる状態に加え、間に別の要素が挿入されている状態も含む。 In the specification of the present application, the state provided above includes not only the state provided in direct contact but also the state where another element is inserted therebetween.
グリース層52は、放熱部材51と配線基板部15との間に設けられる。グリース層52は、導電性である。グリース層52には、例えば、潤滑油状の物質を用いることができる。
The
図1(d)に例示したように、グリース層52は、例えば、複数の粒子52aと、複数の粒子52aが分散された液状体52bと、を含む。複数の粒子52aには、例えば導電性が高い材料を用いる。複数の粒子52aには、例えば金属(合金を含む)の粒子を用いることができる。複数の粒子52aは、酸化物を含んでも良い。複数の粒子52aには、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、銀及び金の少なくともいずれかを含む粒子を用いることができる。液状体52bには、例えばシリコーンオイルを用いることができる。これにより、グリース層52は、潤滑油状の性質と共に、導電性を有することができる。図1(c)においては、複数の粒子52aの図示は省略されている。
As illustrated in FIG. 1D, the
配線基板部15は、例えば、基板10と、第1金属層11と、第2金属層12と、を含む。
The
基板10は、絶縁性である。基板10には、例えば、セラミックが用いられる。基板10には、例えばアルミナ基板などが用いられる。基板10として、セラミックを用いることで、安定した絶縁性を確保しつつ、高い熱伝導率を確保することができる。
The
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、放熱部材51に対向する側の面である。第1主面10aは、第2主面10bとは反対側の面である。第1主面10aは、基板10の上面に相当する。
The
第1金属層11は、基板10の上面上(第1主面10a上)に設けられる。第2金属層12は、基板10とグリース層52との間に設けられる。例えば、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。
The
図1(b)に表したように、配線基板部15の上面15aに対して平行な平面(X−Y平面)に投影したときに、第2金属層12の外縁12rは、基板10の外縁10rよりも内側に位置する。これにより、例えば、第1金属層11と第2金属層12との間の絶縁性が向上する。第2金属層12の外縁12rの少なくとも一部が、基板10の外縁10rよりも内側に位置しても良い。第2金属層12の外縁12rは、例えば、後述する発光素子部の外縁35rよりも外側に位置する。これにより、第2金属層12による、熱のスプレッド効果が高まる。そして、グリース層52との接触面積が大きくなることで、放熱効率が向上する。さらに、配線基板部15の熱応力や外力に対する耐性が向上する。第2金属層12の外縁12rを、基板10の外縁10rから離間させることで、配線基板部15の形成が容易になる。すなわち、1つの大きな基板を用いて複数の配線基板部15を一括して形成する場合に、基板10の分割が容易になり、製造が容易になる。
As shown in FIG. 1B, the
グリース層52は、第2金属層12と放熱部材51との間の領域に設けられている。さらに、この例では、グリース層52の一部は、第2金属層12の側面を覆っている。そして、グリース層52の一部は、第2金属層12の周りにおいて、基板10の第2主面10bに接している。さらに、グリース層52の一部が、基板10の側面に延在しても良い。本実施形態においては、グリース層52の少なくとも一部が、放熱部材51と配線基板部15との間に設けられれば良く、グリース層52が配線基板部15の下面側において、他の部分に延在していても良い。これにより、配線基板部15と放熱部材51との間の熱抵抗を低下させることができる。このように設計することで、例えば、グリース層52の形成時の製造マージンが広がる。
The
図1(a)に表したように、配線基板部15は、例えば、第1電極部11eと、第2電極部11fと、第1配線部45eと、第2配線部46eと、を含む。これらの第1電極部11e、第2電極部11f、第1配線部45e及び第2配線部46eは、第1金属層11により形成される。すなわち、これらは、第1金属層11に含まれる。すなわち、第1電極部11e、第2電極部11f、第1配線部45e及び第2配線部46eは、基板10の第1主面10a上に設けられる。第1配線部45eの一端は、第1電極部11eに電気的に接続される。第2配線部46eの一端は、第2電極部11fに電気的に接続される。
As shown in FIG. 1A, the
図1(a)に表したように、配線基板部15は、基板10の第1主面10a上に設けられた、第1コネクタ45及び第2コネクタ46をさらに含む。第1配線部45eの他端が、第1コネクタ45に電気的に接続される。第2配線部46eの他端が第2コネクタ46に接続される。
As shown in FIG. 1A, the
発光素子部35は、配線基板部15の上面15a上に設けられる。配線基板部15の上面15aは、基板10の第1主面10aまたは第1金属層11の上面11aに対応する。すなわち、基板10の第1主面10aにおいて、第1金属層11が設けられている領域においては、配線基板部15の上面15aは、第1金属層11の上面11aに対応する。基板10の第1主面10aにおいて、第1金属層11が設けられていない領域においては、配線基板部15の上面15aは、基板10の第1主面10aに対応する。例えば、発光素子部35の一部は、基板10の第1主面10a上に設けられ、発光素子部35の別の一部は、第1金属層11の上面11a上に設けられる。
The light emitting
発光素子部35は、半導体発光素子20と、波長変換層31と、を含む。半導体発光素子20は、第1金属層11の一部の上に設けられる。半導体発光素子20は、第1光を放出する。
The light emitting
例えば、半導体発光素子20は、第1半導体層21と、第2半導体層22と、発光層23と、を含む。第1半導体層21は、第1部分21aと、第2部分21bと、を含む。第2部分21bは、配線基板部15の上面15aに対して平行な方向(X−Y平面に対して平行な方向)で、第1部分21aと並ぶ。第1半導体層21は、第1導電形である。
For example, the semiconductor
第2半導体層22は、第2部分21bと配線基板部15との間に設けられる。第2半導体層22は、第2導電形である。発光層23は、第2部分21bと第2半導体層22との間に設けられる。
The
第1導電形は、例えばn形であり、第2導電形は、例えばp形である。第1導電形がp形で、第2導電形がn形でも良い。第1半導体層21、第2半導体層22及び発光層23には、例えば窒化物半導体が用いられる。
The first conductivity type is, for example, n-type, and the second conductivity type is, for example, p-type. The first conductivity type may be p-type and the second conductivity type may be n-type. For the
図1(c)に表したように、第1電極部11eは、基板10の上面(第1主面10a)上において、基板10と第1部分21aとの間に設けられる。第2電極部11fは、基板10の上面上において、基板10と第2半導体層22との間に設けられる。このように、第1金属層11(の少なくとも一部)は、基板10と半導体発光素子20との間に設けられる。
As illustrated in FIG. 1C, the
そして、第1電極部11eと第1部分21aとの間に設けられた第1接続部材21eと、第2電極部11fと第2半導体層22との間に設けられた第2接続部材22eと、が設けられる。第1接続部材21e及び第2接続部材22eは、例えば、配線基板部15に含むことができる。または、第1接続部材21e及び第2接続部材22eは、配線基板部15とは別体と見なしても良い。
And the
このように、第1電極部11eの上と、第2電極部11fの上とに半導体発光素子20が配置される。第1コネクタ45、第1配線部45e、第1電極部11e、第1接続部材21e、第2コネクタ46、第2配線部46e、第2電極部11f及び第2接続部材22eを介して、半導体発光素子20に電流が供給され、半導体発光素子20から光が放出される。
As described above, the semiconductor
半導体発光素子20は、例えば、フリップチップ型の半導体発光素子である。半導体発光素子20は、Thin Film型でも良い。Thin Film型においては、半導体層の結晶成長に用いられた結晶成長基板が除去されている。
The semiconductor
図1(a)においては、図を見やすくするために、4つの半導体発光素子20が描かれているが、半導体発光素子20の数は、任意である。本実施形態において、半導体発光素子20の数は、1以上500以下、望ましくは50以上200以下でも良い。半導体発光素子20の数が多いと、強い発光が得られる。例えば、高い密度で配置することで、高い光束発散度が得られる。
In FIG. 1A, four semiconductor
図1(a)及び図1(c)に表したように、構造体60は、配線基板部15の上面15a上において、発光素子部35の周りに設けられる。この例では、構造体60は、発光素子部35の周りを連続的に囲んでいる。構造体60に関しては、後述する。
As illustrated in FIG. 1A and FIG. 1C, the
図1(a)及び図1(d)に表したように、この例では、配線基板部15は、放熱部材51に弾性固定部材55を用いて固定されている。グリース層52は、接着性を有しないペースト状の材料であり、つまりグリース層52のみでは配線基板部15と放熱部材51の接合はできないためである。例えば、弾性固定部材55には、例えば、板状のバネが用いられる。例えば、放熱部材51の上面に4つの弾性固定部材55のそれぞれの一端が、ビス56で固定されている。弾性固定部材55の他端と、放熱部材51との間に、配線基板部15が配置される。配線基板部15は、弾性固定部材55の弾性により、放熱部材51に実質的に固定される。このように、発光装置110は、弾性固定部材55をさらに備えることができる。弾性固定部材55は、放熱部材51と配線基板部15との間の相対的位置の変化を制限する(例えば固定する)。この例では、弾性固定部材55は、放熱部材51に直接的または間接的に設けられる。この例では、ビス56により、弾性固定部材55は放熱部材51に固定されている。配線基板部15は、弾性固定部材55により、放熱部材51に実質的に固定される。すなわち、弾性固定部材55の変形範囲内に、相対的な位置が制限される。
As shown in FIG. 1A and FIG. 1D, in this example, the
発光素子部35において、発光に伴って熱が発生する。放熱部材51と配線基板部15との間において、例えば熱膨張係数の差に起因して、応力が発生し、放熱部材51の変形や、配線基板部15の変形、配線基板部15の損傷(クラックなど)が生じる場合がある。このとき、弾性固定部材55を用いて配線基板部15を固定することで、このような変形や損傷が抑制できる。弾性固定部材55は、放熱部材51に間接的、つまり他の部材を介して接続されていてもよい。また、弾性固定部材55には、例えば、スプリングなどを用いても良い。
In the light emitting
一方、本実施形態に係る配線基板部15で生じる熱は、グリース層52を介して、放熱部材51に伝達され、効率的に放熱される。
On the other hand, the heat generated in the
このとき、配線基板部15が、例えば、はんだなどの金属の固体により、放熱部材51に強固に固定される構成もある。この場合には、そのはんだを介して、配線基板部15で発生する熱が、放熱部材51に伝達される。しかしながら、はんだにより強固に固定されるため、熱膨張係数の差に起因する応力が緩和されることがない。このため、応力によって、上記の変形や損傷(クラックなど)が生じ易くなる。
At this time, there is a configuration in which the
これに対して、本実施形態においては、配線基板部15が、例えば、変形が容易なグリース層52を介して、放熱部材51に固定される。グリース層52を用いることで、配線基板部15と放熱部材51との間の相対的な位置の微小な変化が許容できるようになる。これにより、応力による変形や損傷(クラックなど)が抑制できる。
On the other hand, in this embodiment, the
グリース層52において、高い熱伝導性を得るために、グリース層52は、導電性を有する、または、抵抗が低くなるように設計される。例えば、グリース層52が複数の粒子52aを含ませ、その粒子52aとして、金属(合金を含む)の粒子などを用いることで、グリース層52に高い導電性を付与できる。すなわち、高い導電性を得るために、グリース層52は、潤滑油状の性質と共に、導電性を有するように設計される。
In the
しかしながら、本願発明者の検討によると、発光装置の使用状態によっては、グリース層52が広がり、広がったグリース層52により、電気的なショートを引き起こす場合があることが分かった。例えば、発光装置の実際の使用状態においては、発光装置の発光素子部35が重力に対して下側で、放熱部材51が上側に配置される場合がある。または、重力に対して傾斜した状態で、発光装置が使用される。すなわち、放熱部材51の上に発光素子部35が位置するような状態で、発光装置は、必ずしも使用されない。さらに、本実施形態が対象としている非常に明るい(例えば光束発散度が10lm/mm2以上など)発光装置においては、非常に多量の熱が発生する。このため、温度が非常に高くなり、グリース層52の粘度が非常に低下する。このため、使用状態によっては、グリース層52が広がり易く、グリース層52の一部が、基板10の第1主面10aの側にも到達し、導電性のグリース層52が、第1金属層11に接触してしまう場合がある。これにより、電気的なショートが発生する。
However, according to the study of the present inventor, it has been found that the
これに対して、本実施形態に係る発光装置110においては、構造体60を設けている。構造体60は、例えば接着により設けることができる。この構造体60は、配線基板部15の上面15a上において、発光素子部35の周りに設けられる。構造体60は、第1金属層11や第1コネクタ45、第2コネクタ46の周りにも設けられる。構造体60は、上面15a上において、電気的な部材を囲む突出物となる。この構造体60により、グリース層52が所定の位置から広がり、基板10の第1主面10aの側に到達したときに、広がったグリース層52をブロックする(堰き止める)。構造体60により、発光素子部35が設けられる領域にグリース層52が侵入することが抑制できる。
On the other hand, in the
図1(c)にこの構造体60は、放熱部材51と配線基板部15との間の間隔g52よりも大きい高さh60を有する。構造体60の高さh60は、構造体60の上端(構造体60の配線基板部15とは反対側の端)と、配線基板部15と、の間の距離である。この例では、間隔g52は、第2金属層12と放熱部材51との間の距離に相当する。間隔g52は、第2金属層12と放熱部材51との間の領域における、グリース層52の厚さに相当する。放熱部材51と配線基板部15との間の間隔g52は、例えば、5μm以上200μm以下であり、例えば、約60μmである。
In FIG. 1C, the
実際の使用状態の高温時にグリース層52が広がる量を考慮すると、構造体60の高さh60を、放熱部材51と配線基板部15との間の間隔g52以上に設定することで、グリース層52を効果的にブロックすることができる。
Considering the amount of spread of the
図1(b)に例示したように、第2金属層12の外縁12rは、基板10の外縁10rに沿っており、発光素子部35の外縁35rよりも外側に位置する。このように、第2金属層12の面積は、比較的大きく設計される。これにより、グリース層52を第2金属層12に対して広範囲で接触させることができるため、高い放熱性が得られる。
As illustrated in FIG. 1B, the
上記のように、構造体60の高さh60を、放熱部材51と配線基板部15との間の間隔g52以上に設定することで、構造体60の高さh60は、グリース層52のうちの主となる部分の厚さ以上になる。これにより、実用的に、グリース層52を効果的にブロックすることができる。
本実施形態によれば、高出力で実用的な発光装置を提供できる。
As described above, the height h60 of the
According to the present embodiment, a practical light emitting device with high output can be provided.
さらに、既に説明したように、グリース層52の一部は、放熱部材51と配線基板部15との間の領域に加え、配線基板部15の下面側において、その他の部分にされに設けられても良い。このような場合には、使用時に広がるグリース層52の量も多くなる。例えば、このような場合には、構造体60の高さh60をさらに高くしても良い。
Further, as already described, a part of the
構造体60の高さは、基板10の厚さt10以上としても良い。基板10の厚さt10は、例えば、300μm以上1,500μm以下であり、例えば、約635μmでる。これにより、広がったグリース層52をより確実にブロックすることができる。
The height of the
構造体60の発光素子部35の高さh35の1/2よりも大きく設定しても良い。発光素子部35の高さh35は、例えば、200μm以上2,000μm以下であり、例えば約1,000μmである。これにより、広がったグリース層52をさらに確実にブロックすることができる。
You may set larger than 1/2 of height h35 of the light emitting
構造体60の高さh60は、広がったグリース層52をブロックし、発光素子部35が設けられる領域内へのグリース層52の侵入を抑制できるように設定される。
The height h60 of the
構造体60の高さh60が過度に高いと、発光素子部35から出射する光が過度に構造体60に照射し、例えば、構造体60の劣化を促進させる場合がある。また、光が構造体60により吸収され、光の取り出し効率が低下する場合がある。このため、構造体60の高さh60は、過度には高くしない。
When the height h60 of the
例えば、構造体60の高さh60は、発光素子部35の高さh35以下に設定される。これにより、構造体60の劣化、及び、光取り出し効率の低下が抑制できる。
For example, the height h60 of the
構造体60の高さh60は、発光素子部35の高さと実質的に同じとしても良い。例えば、構造体60の高さh60は、発光素子部35の高さh35の0.9倍以上1.1倍以下に設定する。構造体60の高さh60と、発光素子部35の高さh35と、の差の絶対値は、0.2mm以下である。例えば、構造体60は、発光素子部35の少なくとも一部の形成と一緒に形成することができる。これにより、製造工程が簡単になる。構造体60の高さh60を発光素子部35の高さと実質的に同じとすることで、一緒に形成することが容易になり、製造工程が簡単にできる。
本実施形態に係る発光装置110によれば、高出力で実用的な発光装置が提供できる。
The height h60 of the
According to the
本実施形態に係る発光装置110は、例えば、COB(Chip On Board)型の発光装置である。COB型の発光装置においては、回路配線(第1金属層11など)が形成された基板(配線基板部15)上に、LEDチップ(半導体発光素子20)が実装される。そして、LEDチップが封止樹脂(例えば波長変換層31など)で封止される。
The
このような発光装置においては、通電により、発光とともに、熱が発生する。この熱は、例えば、投入した電力の50%以上となる場合がある。熱により、LEDチップの温度が上昇し、LEDチップの発光効率が低下する。さらに、この熱により、発光装置が損傷する場合や、信頼性が低下する場合もある。近年、COB型の発光装置において、特に、高出力化の要求が高まり、投入電力が増加し、発熱量が急激に高まっており、熱による問題が一層深刻になっている。 In such a light emitting device, heat is generated along with light emission by energization. This heat may be 50% or more of the input electric power, for example. The temperature of the LED chip rises due to heat, and the light emission efficiency of the LED chip decreases. Furthermore, this heat may damage the light-emitting device or may reduce reliability. In recent years, in COB type light emitting devices, in particular, the demand for higher output has increased, the input power has increased, the amount of heat generation has increased rapidly, and the problem of heat has become more serious.
このため、発光装置を照明器具に搭載する場合に、取り付け構造を工夫し、十分な放熱の経路を確保する。例えば、絶縁性のグリースをCOBの裏面(配線基板部15の下面)と、器具設置部材(放熱部材51)との間に配置する。このグリースにより、部材間の空気層をなくして、熱の伝達効率が向上できる。絶縁性でペースト状のグリースを使用することで、電気的な耐圧を確保し、リークを抑制できる。上記のように、使用状況によっては、このグリースが広がって、配線経路にショートが発生する。 For this reason, when mounting a light-emitting device in a lighting fixture, a mounting structure is devised and sufficient heat dissipation path | route is ensured. For example, insulating grease is disposed between the back surface of the COB (the lower surface of the wiring board portion 15) and the appliance installation member (heat radiation member 51). This grease eliminates an air layer between the members and improves heat transfer efficiency. By using an insulating and paste-like grease, it is possible to secure an electric withstand voltage and suppress leakage. As described above, depending on the usage situation, this grease spreads and a short circuit occurs in the wiring path.
これに対して、構造体60を設けることで、回路配線と、グリースと、の間の距離を、一定以上に制御する。これにより、絶縁耐圧を確保し、ショートを効果的に抑制できる。
On the other hand, by providing the
図1(c)に表したように、発光装置110において、発光素子部35に、縁層32をさらに設けても良い。縁層32は、配線基板部15の上面15a上において、波長変換層31と構造体60との間に設けられ、波長変換層31と接触しつつ、その周りを取り囲む。縁層32は、例えば光反射率の高い白色樹脂を使用することができる。縁層32の光反射率は、波長変換層31の光反射率よりも高い。縁層32に、透明樹脂を使用してもよい。
As shown in FIG. 1C, in the
縁層32を設けることで、例えば、波長変換層31から横方向(X−Y平面に沿った方向)に出射する光の角度を、上方向(Z軸方向に沿った方向)に変える。これにより、光取り出し効率が向上する。さらに、発光素子部35以外の領域に設けられる部品(例えばコネクタなど)に光が照射されてその部品が光により劣化することが抑制できる。縁層32を設けることで、例えば構造体60に光が照射される量を抑制できる。これにより構造体60が光により劣化することが抑制できる。また、縁層32は、波長変換層31を形成する際に、その形状を整えるダム層としても機能させることができる。
By providing the
縁層32が設けられる場合において、構造体60の高さh35は、縁層32の高さ(図1(c)に示した例では発光素子部35の高さh35と同じ)と、実質的に同じでも良い。例えば、構造体60の高さh60は、縁層32の高さの0.9倍以上1.1倍以下である。例えば、構造体60と縁層32とを同時に形成しても良い。構造体60の高さh35を縁層32の高さと実質的に同じ設定することで、これらの形成が容易になる。
In the case where the
図2(a)〜図2(h)は、第1の実施形態に係る発光装置を例示する模式的断面図である。
これらの全ての図において、半導体発光素子35は、構造体60に対してX方向に配置されているものとする。これらの図は、構造体60の例を示している。
図2(a)に表したように、発光装置110aにおいては、構造体60をZ軸方向に対して平行な平面で切断した時に断面は、例えば、矩形である。この例では、長方形である。構造体60の高さh60は、構造体60の幅w60未満でもよく、幅w60と同じでも良く、幅w60を超えても良い。構造体60の幅w60は、配線基板部15の上面15aの中心から、配線基板部15の外側に向けた方向(放射方向)に沿う構造体60の厚さである。
FIG. 2A to FIG. 2H are schematic cross-sectional views illustrating the light emitting device according to the first embodiment.
In all these drawings, it is assumed that the semiconductor
As shown in FIG. 2A, in the
図2(b)に表したように、発光装置110bにおいては、構造体60の側面60sは、X−Y平面(配線基板部15の上面15aに対して平行な面)に対して傾斜していている。この例では、側面60sは、順テーパ状である。構造体60の幅w60は、Z軸方向に沿って変化しても良い。このとき、構造体60の幅w60は、変化する値の最大とする。
As shown in FIG. 2B, in the
図2(c)及び図2(d)に表したように、発光装置110c及び110dにおいては、構造体60の断面は、台形である。発光装置110cにおいては、側面60sは、逆テーパ状である。発光装置110dにおいては、側面60sは、順テーパ状である。
As shown in FIG. 2C and FIG. 2D, in the
図2(e)に表したように、発光装置110eにおいては、構造体60の頂部のコーナ部は曲面である。図2(f)に表したように、発光装置110fにおいては、構造体60の側面60sは、Z軸方向に沿って増減を繰り返しており、波状である。
As shown in FIG. 2E, in the
図2(g)に表したように、発光装置110gにおいては、構造体60の断面は、円形(扁平円も含む)である。図2(h)に表したように、発光装置110hにおいては、構造体60の断面の一部は、円形(扁平円も含む)の一部であり、構造体60の断面の頂部は、平坦である。
As shown in FIG. 2G, in the
構造体60は、例えば、ディスペンサなどにより形成できる。配線基板部15の上に発光素子部35を配置した後に構造体60を設ける場合に、ディスペンサを用いて構造体60を形成することで、構造体60の形成が容易になる。ディスペンサなどを用いて構造体60を形成する際に、発光装置110hのように、構造体60の頂部を平坦に設計することで、構造体60の形状の精度を高めることができる。
The
構造体60は、任意の印刷法により形成しても良い。構造体60として、感光性材料を用いても良く、この場合には、フォトリソグラフィにより構造体60を形成できる。
The
発光装置110c、110f、110g及び110hのように、構造体60の側面60sと基板10とが接する部分で、側面60sが逆テーパ状であることがより好ましい。この部分は、広がったグリース層52の液を溜める場所として機能する。これにより、グリース層52をより確実にブロックできる。
As in the
図2(a)に表したように、構造体60は樹脂60bを含む。樹脂60bは、例えば、絶縁性である。構造体60を樹脂により形成することで、構造体60の形状の設計自由度が向上できる。
As shown in FIG. 2A, the
構造体60は、樹脂60bに分散された複数の粒子60aをさらに含んでも良い。この粒子60aは、例えば、絶縁性である。構造体60を絶縁性にできる。構造体60に、複数の粒子60aを用いることで、樹脂60bの流動性を抑制でき、構造体60の形状安定性を向上できる。さらに、例えば、構造体60の機械的強度が向上する。さらに、樹脂60bの材料の選択範囲が広がり、例えば、構造体60の化学的安定性が向上する。図2(b)〜図2(h)においては、粒子60aの図示を省略している。
The
樹脂60bには、例えばシリコーンなどを用いることができる。複数の粒子60aには、例えば、酸化チタン、酸化珪素及びアルミナの少なくともいずれかを用いることができる。
For example, silicone or the like can be used for the
例えば、複数の粒子60aの第2光の波長に対する反射率は、例えば70%以上である。80以上であることがより好ましい。粒子60aを光反射性とすることで、発光素子部35から放出される光が構造体60で反射され、光取り出し効率が向上できる。
For example, the reflectance of the plurality of particles 60a with respect to the wavelength of the second light is, for example, 70% or more. More preferably, it is 80 or more. By making the particles 60a light reflective, the light emitted from the light emitting
構造体60を光透過性としても良い。例えば、構造体60の第2光の波長に対する反射率は、70%以上に設定することもできる。例えば、80%以上でも良い。換言すると、構造体60の光吸収性を低く設定する。これにより、発光素子部35から放出された光による構造体60の劣化が抑制できる。
The
実施形態において、構造体60として、基板10に用いられる材料を用いても良い。例えば、基板10にセラミックを用い、構造体60にセラミックを用いても良い。構造体60は、基板10に用いられる材料と同じ材料を含むことができる。これにより、例えば、構造体60の機械的な強度が向上できる。熱応力や外力に対する耐性を高めることができる。
In the embodiment, a material used for the
また、構造体60として、縁層32に用いられる材料を用いてもよい。同じ材料を用いることで、材料数を削減することができる。
Further, as the
第1金属層11及び第2金属層12の少なくともいずれかには、例えば、銅層を含むことができる。さらに、その銅層の上に、被覆層を設けることができる。被覆層は、例えば、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)、パラジウム(Pd)及びロジウム(Rh)の少なくともいずれかを含むことができる。第1金属層11及び第2金属層12の少なくともいずれかには、Ni、Al、Ag、Au、Pd及びRhのいずれか2つ以上を含む合金を用いても良い。第1金属層11及び第2金属層12の少なくともいずれかには、Ni膜、Al膜、Ag膜、Au膜、Pd膜及びRh膜の少なくともいずれかを含む層と、その層と積層された導電層と、の積層膜を用いることができる。金属層おいて、高い光反射性を得ることができる。
For example, at least one of the
図3(a)及び図3(b)は、第1の実施形態に係る別の発光装置を例示する模式的平面図である。
図3(a)に表したように、本実施形態に係る別の発光装置111においては、構造体60は、発光素子部35の周りに不連続的に設けられている。すなわち、構造体60は、細いスリット61により、複数の部分により分断されている。
FIG. 3A and FIG. 3B are schematic plan views illustrating another light emitting device according to the first embodiment.
As shown in FIG. 3A, in another
構造体60は、発光素子部35が設けられる領域内に広がったグリース層52が侵入することを抑制できれば良い。このため、構造体60は、必ずしも連続して発光素子部35を囲む必要はなく、細いスリット61により、隙間が生じていても良い。スリット61が設けられていても、グリース層52の広がった部分は、スリット61において、例えば表面張力によって十分にブロックできる。
The
例えば、スリット61の幅(すなわち、構造体60の、スリット61により分断されている部分どうしの間隔)は、構造体60の幅w60の5倍以下である。これにより、ブロック性が得られる。発光装置111においても、高出力で実用的な発光装置が提供できる。
For example, the width of the slit 61 (that is, the interval between the portions of the
図3(b)に表したように、本実施形態に係る別の発光装置112においては、構造体60の一部は、基板10の外縁10rに沿って設けられている。例えば、構造体60は、基板10の4つの辺のそれぞれの中心部分に沿って延在する部分を有している。このような領域(辺部)では、構造体60と、基板10の辺と、の間の距離は実質的に一定である。そして、基板10のコーナ部において、構造体60と、基板10の辺と、の間の距離が大きく設定されている。すなわち、コーナ部では、構造体60は、半導体発光素子35の方向に入り込むように形成されることで、スペース62が形成されており、そのスペース62に弾性固定部材55が配置される。この弾性固定部材55との距離が一定以上になるように、構造体60が配置されている。
As shown in FIG. 3B, in another
このように、上面15aは、第1領域r1(この例では、コーナー部に対応する領域)と、第2領域r2(この例では、辺部に対応する領域)と、を有する。第1領域r1における上面15aの外縁15r(この例では、外縁10rに対応する)と、構造体60と、の間の距離は、第2領域r2における主面15aの外縁15r(外縁10r)と、構造体60と、の間の距離よりも長い。すなわち、構造体60は、半導体発光素子35の方向に入りこむ。弾性固定部材55の少なくとも一部(例えば弾性固定部材55の一端)は、第1領域r1上に配置される。
Thus, the
これにより、例えば、弾性固定部材55を用いた固定の作業の誤差の許容が拡大できる。さらに、弾性固定部材55との距離を一定以上にしつつ、コーナ部以外では、基板10の外縁10rと構造体との間の距離を小さくすることができる。これにより、例えば、広がったグリース層52を、基板10の外縁10rに近い位置でブロックでき、より高い絶縁耐性が得られる。発光装置112においても、高出力で実用的な発光装置が提供できる。
Thereby, for example, the tolerance of the error of the fixing work using the elastic fixing
実施形態に係る発光装置は、例えば、投光機などの照明装置などの光源として利用することができる。 The light emitting device according to the embodiment can be used as a light source such as a lighting device such as a projector.
実施形態によれば、高出力で実用的かつ信頼性の高い発光装置が提供される。 According to the embodiment, a light-emitting device that is practical and reliable with high output is provided.
なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれは良い。 In the present specification, “vertical” and “parallel” include not only strictly vertical and strictly parallel, but also include, for example, variations in the manufacturing process, and may be substantially vertical and substantially parallel. is good.
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、発光装置に含まれる放熱部材、配線基板部、グリース層、発光素子部、半導体発光素子、波長変換層及び構造体などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, embodiments of the present invention are not limited to these specific examples. For example, the specific configuration of each element such as a heat radiating member, a wiring board part, a grease layer, a light emitting element part, a semiconductor light emitting element, a wavelength conversion layer, and a structure included in the light emitting device is within a publicly known range As long as the present invention can be implemented in the same manner by selecting as appropriate and the same effect can be obtained, it is included in the scope of the present invention.
Moreover, what combined any two or more elements of each specific example in the technically possible range is also included in the scope of the present invention as long as the gist of the present invention is included.
その他、本発明の実施の形態として上述した発光装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての発光装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。 In addition, all light-emitting devices that can be implemented by a person skilled in the art based on the light-emitting device described above as an embodiment of the present invention are also included in the scope of the present invention as long as they include the gist of the present invention. .
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。 In addition, in the category of the idea of the present invention, those skilled in the art can conceive of various changes and modifications, and it is understood that these changes and modifications also belong to the scope of the present invention. .
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。これら新規な実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。 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 novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10…基板、 10a…第1主面、 10b…第2主面、 10r…外縁、 11…第1金属層、 11a…上面、 11e…第1電極部、 11f…第2電極部、 12…第2金属層、 12r…外縁、 15…配線基板部、 15a…上面、 15r…外縁、 20…半導体発光素子、 21…第1半導体層、 21a…第1部分、 21b…第2部分、 21e…第1接続部材、 22…第2半導体層、 22e…第2接続部材、 23…発光層、 31…波長変換層、 32…縁層、 35…発光素子部、 35…外縁、 45…第1コネクタ、 45e…第1配線部、 46…第2コネクタ、 46e…第2配線部、 51…放熱部材、 52…グリース層、 52a…粒子、 52b…液状体、 55…弾性固定部材、 56…ビス、 60…構造体、 60a…粒子、 60b…樹脂、 60s…側面、 61…スリット、 62…スペース、 110、110a〜110h、111、112…発光装置、 g52…間隔、 h35…高さ、 h60…高さ、 r1…第1領域、 r2…第2領域、 t10…厚さ、 w60…幅
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記放熱部材の上に設けられた配線基板部と、
前記放熱部材と前記配線基板部との間に設けられた導電性のグリース層と、
前記配線基板部の上面上に設けられ、第1光を放出する半導体発光素子と前記第1光を吸収して前記第1光の波長とは異なる波長を有する第2光を放出する波長変換層とを含む発光素子部と、
前記上面上において前記発光素子部の周りに設けられた構造体と、
を備え、
前記配線基板部は、
絶縁性の基板と、
前記基板上において前記基板と前記半導体発光素子との間に設けられた第1金属層と、
前記基板上において前記第1金属層と電気的に接続された第1、第2コネクタと、
を含み、
前記構造体は、前記上面上において前記第1金属層及び前記第1、第2コネクタの周りに設けられた、発光装置。 A heat dissipating member;
A wiring board provided on the heat dissipation member;
A conductive grease layer provided between the heat dissipation member and the wiring board part;
A semiconductor light emitting device that emits first light and a wavelength conversion layer that absorbs the first light and emits second light having a wavelength different from the wavelength of the first light, provided on the upper surface of the wiring board portion. A light emitting element portion including:
A structure provided around the light emitting element on the upper surface;
Equipped with a,
The wiring board part is
An insulating substrate;
A first metal layer provided between the substrate and the semiconductor light emitting element on the substrate;
First and second connectors electrically connected to the first metal layer on the substrate;
Including
The structure is a light emitting device provided on the upper surface and around the first metal layer and the first and second connectors .
前記第1領域における前記上面の外縁と、前記構造体と、の間の距離は、前記第2領域における前記主面の外縁と、前記構造体と、の間の距離よりも長く、
前記弾性固定部材の少なくとも一部は、前記第1領域上に配置される請求項2記載の発光装置。 Before SL upper surface has a first region and a second region, and
And the outer edge of the upper surface in the first region, the distance between the said structure, the outer edge of the main surface in the second region longer than the distance between said structure,
The light emitting device according to claim 2, wherein at least a part of the elastic fixing member is disposed on the first region.
前記構造体の前記高さは、前記縁層の高さの0.9倍以上1.1倍以下である請求項1〜6のいずれか1つに記載の発光装置。 The light emitting element portion further includes an edge layer provided between the wavelength conversion layer and the structure on the upper surface and surrounding the wavelength conversion layer,
The light emitting device according to any one of claims 1 to 6, wherein the height of the structure is 0.9 times to 1.1 times the height of the edge layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012272103A JP6057161B2 (en) | 2012-12-13 | 2012-12-13 | Light emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012272103A JP6057161B2 (en) | 2012-12-13 | 2012-12-13 | Light emitting device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014120502A JP2014120502A (en) | 2014-06-30 |
JP6057161B2 true JP6057161B2 (en) | 2017-01-11 |
Family
ID=51175124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012272103A Expired - Fee Related JP6057161B2 (en) | 2012-12-13 | 2012-12-13 | Light emitting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6057161B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6913445B2 (en) * | 2016-07-28 | 2021-08-04 | シーシーエス株式会社 | LED light emitting device and its manufacturing method |
JP6677816B2 (en) | 2016-10-25 | 2020-04-08 | 京セラ株式会社 | Light emitting element mounting substrate, light emitting device and light emitting module |
CN111108594B (en) | 2017-09-28 | 2024-03-19 | 京瓷株式会社 | Electronic component mounting substrate and electronic device |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0217660A (en) * | 1988-07-06 | 1990-01-22 | Hitachi Ltd | Solder sealing structure |
JPH09321446A (en) * | 1996-05-28 | 1997-12-12 | Nippon Seiki Co Ltd | Electronic circuit unit |
JP4232190B2 (en) * | 2002-11-27 | 2009-03-04 | セイコーエプソン株式会社 | Piezoelectric oscillator, method of manufacturing the same, and mobile phone device and electronic apparatus using the piezoelectric oscillator |
JP5487396B2 (en) * | 2010-07-29 | 2014-05-07 | 東芝ライテック株式会社 | Light emitting device and lighting device |
JP2012191002A (en) * | 2011-03-10 | 2012-10-04 | Panasonic Corp | Semiconductor device |
-
2012
- 2012-12-13 JP JP2012272103A patent/JP6057161B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014120502A (en) | 2014-06-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20140071878A (en) | Light emitting apparatus and illumination apparatus | |
WO2017209149A1 (en) | Light-emitting device | |
US20150280093A1 (en) | Light emitting device, method for manufacturing same, and body having light emitting device mounted thereon | |
JP2015111620A (en) | Light emitting device and manufacturing method of the same | |
JP2006012868A (en) | Package for semiconductor light emitting element and semiconductor light emitting device using the same | |
JP2015050303A (en) | Light-emitting device | |
JP5705323B2 (en) | High power LED light source structure with improved heat dissipation characteristics | |
US20180062059A1 (en) | Light-emitting module, lighting apparatus for mobile object, and mobile object | |
JP6057161B2 (en) | Light emitting device | |
JP4674487B2 (en) | Surface mount light emitting device | |
JP2008300542A (en) | Substrate for light-emitting element package, and light-emitting element package | |
JP6481575B2 (en) | Light emitting device, projector, and method for manufacturing light emitting device | |
JP2015185685A (en) | Light emitting device manufacturing method and light device | |
JP2009021384A (en) | Electronic component and light emitting device | |
CN112331623B (en) | Light-emitting diode packaging structure and heat dissipation substrate | |
JP4655735B2 (en) | LED unit | |
US20150060894A1 (en) | Light Emitting Device | |
JP2015185611A (en) | Light emission device | |
JP2016115745A (en) | Substrate for light-emitting device and light-emitting device | |
JP2015046495A (en) | Substrate for mounting light emitting element, and light emitting device | |
JP2008147512A (en) | Light-emitting device and manufacturing method thereof | |
JP2014110397A (en) | Light-emitting device | |
JP2015185686A (en) | Light emitting device | |
JP2015046236A (en) | Light-emitting device and lighting device | |
JP2014150199A (en) | Light emitting device and lighting device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150915 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160511 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160513 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160708 |
|
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: 20161111 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161124 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6057161 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |