ＬＥＤモジュール
【課題】 高輝度化および放熱の推進を図ることが可能なＬＥＤモジュールを提供すること。
【解決手段】 ＬＥＤチップ２１を具備するＬＥＤユニット２を備えるＬＥＤモジュールＡ１であって、主面１１ｃおよび底面１１ｄを有しセラミックスからなる底板部１１１、を含む本体１１と、底板部１１１を貫通する貫通導体部１５ｃと、貫通導体部１５ｃに導通し、主面１１ｃに形成されており、かつＬＥＤユニット２を搭載するためのパッド１２ｂと、を有するケース１をさらに備えており、貫通導体部１５ｃは、主面１１ｃ側に露出し、かつ平面視においてＬＥＤユニット２と重なる主面露出部１５１ｃと、主面露出部１５１ｃに繋がり、かつ底面１１ｄに到達する底面到達部１５２ｃと、を有しており、パッド１２ｂは、主面露出部１５１ｃの少なくとも一部を覆っている。
【解決手段】 ＬＥＤチップ２１を具備するＬＥＤユニット２を備えるＬＥＤモジュールＡ１であって、主面１１ｃおよび底面１１ｄを有しセラミックスからなる底板部１１１、を含む本体１１と、底板部１１１を貫通する貫通導体部１５ｃと、貫通導体部１５ｃに導通し、主面１１ｃに形成されており、かつＬＥＤユニット２を搭載するためのパッド１２ｂと、を有するケース１をさらに備えており、貫通導体部１５ｃは、主面１１ｃ側に露出し、かつ平面視においてＬＥＤユニット２と重なる主面露出部１５１ｃと、主面露出部１５１ｃに繋がり、かつ底面１１ｄに到達する底面到達部１５２ｃと、を有しており、パッド１２ｂは、主面露出部１５１ｃの少なくとも一部を覆っている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源としてＬＥＤチップを備えるＬＥＤモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
図２３は、従来のＬＥＤモジュールの一例を示している（たとえば、特許文献１参照）。同図に示されたＬＥＤモジュール９００は、ガラスエポキシ樹脂からなる長矩形状の基板９１０に３つのＬＥＤチップ９３１，９３２，９３３が搭載された構造とされている。基板９１０には、複数の電極９２１，９２２，９２３，９２４が形成されている。電極９２１，９２２，９２３には、ＬＥＤチップ９３１，９３２，９３３がそれぞれダイボンディングされている。電極９２４は、いわゆるコモン電極であり、ＬＥＤチップ９３１，９３２，９３３のそれぞれに対してワイヤを介して導通している。３つのＬＥＤチップ９３１，９３２，９３３は、ケース９５０によって囲われている。ケース９５０は、略枠状の不透光樹脂製であり、その内側空間に透光樹脂（図示略）が充填されている。ＬＥＤモジュール９００は、基板９１０の長手方向に延びる図中下方の面を実装面として回路基板などに実装される、いわゆるサイドビュータイプのＬＥＤモジュールとして構成されている。ＬＥＤチップ９３１，９３２，９３３は、それぞれ赤色光、緑色光、青色光を出射するものである。これらのＬＥＤチップ９３１，９３２，９３３からの光を混色させることにより、ＬＥＤモジュール９００は、白色光を出射することが指向されている。
【０００３】
ＬＥＤモジュール９００は、様々な電子機器の照明光源として用いられるため、高輝度化が強く求められる。しかしながら、ＬＥＤチップ９３１，９３２，９３３は、発光により発熱する。この熱によって基板９１０の温度が過度に上昇すると、ガラスエポキシ樹脂からなる基板９１０が不当に変形するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、高輝度化および放熱の推進を図ることが可能なＬＥＤモジュールを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の側面によって提供されるＬＥＤモジュールは、１以上のＬＥＤチップを具備するＬＥＤユニットを備えるＬＥＤモジュールであって、互いに反対側を向く主面および底面を有しセラミックスからなる底板部、を含む本体と、上記底板部を貫通する貫通導体部と、上記貫通導体部に導通し、上記主面に形成されており、かつ上記ＬＥＤユニットを搭載するための１以上のパッドと、を有するケースをさらに備えており、上記貫通導体部は、上記主面側に露出し、かつ平面視において上記ＬＥＤユニットと重なる主面露出部と、上記主面露出部に繋がり、上記底面に到達し、かつ平面視において上記ＬＥＤユニットとは重ならない位置に設けられた底面到達部と、を有しており、上記パッドは、上記主面露出部の少なくとも一部を覆っていることを特徴としている。
【０００７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記主面露出部は、平面視において上記ＬＥＤユニットを内包している。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記底面到達部は、平面視において少なくともその一部が上記ＬＥＤユニットと重ならない位置にある。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記パッドは、上記主面露出部のすべてを覆っている。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記貫通導体部は、Ａｇからなる。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記パッドは、Ａｕからなる表層を有する。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記底板部の上記底面には、上記貫通導体部と導通する実装電極が形成されている。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記本体は、上記主面に接合され上記ＬＥＤユニットを囲み、かつ樹脂からなる枠状部をさらに含む。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記枠状部は、上記ＬＥＤユニットを囲む内向き側面であるリフレクタを有する。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記リフレクタは、上記主面の法線に対して直角である断面の寸法が、上記主面から離間するほど大となっている。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記枠状部に囲まれた領域に充てんされており、上記ＬＥＤユニットを覆い、かつ、上記ＬＥＤユニットからの光を透過する樹脂材料と、上記ＬＥＤユニットからの光によって励起されることにより上記ＬＥＤユニットからの光とは異なる波長の光を発する蛍光材料と、からなる透光樹脂をさらに備える。
【００１７】
このような構成によれば、上記ＬＥＤユニットからの熱は、上記パッドから上記主面露出部および上記底面到達部を介して上記ケースの底面側に伝わりやすい。これにより、上記ＬＥＤモジュールの放熱を高めることができる。
【００１８】
本発明の第２の側面によって提供されるＬＥＤモジュールは、１以上のＬＥＤチップを具備するＬＥＤユニットを備えるＬＥＤモジュールであって、上記ＬＥＤユニットを搭載するための１以上のパッドと、上記パッドが形成された主面およびこの主面と反対側を向く底面を有する底板部、および上記主面に接合され上記ＬＥＤユニットを囲む枠状部、を含む本体と、を有するケースをさらに備えており、上記底板部は、セラミックスからなり、上記枠状部は、樹脂からなることを特徴としている。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記枠状部は、上記ＬＥＤユニットを囲む内向き側面であるリフレクタを有する。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記リフレクタは、上記主面の法線に対して直角である断面の寸法が、上記主面から離間するほど大となっている。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記枠状部に囲まれた領域に充てんされており、上記ＬＥＤユニットを覆い、かつ、上記ＬＥＤユニットからの光を透過する樹脂材料と、上記ＬＥＤユニットからの光によって励起されることにより上記ＬＥＤユニットからの光とは異なる波長の光を発する蛍光材料と、からなる透光樹脂をさらに備える。
【００２２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースは、上記パッドに導通し、上記底板部を貫通する貫通導体部をさらに有しており、上記貫通導体部は、上記主面側に露出し、かつ平面視において上記ＬＥＤユニットと重なる主面露出部と、上記主面露出部に繋がり、上記底面に到達し、かつ平面視において上記ＬＥＤユニットとは重ならない位置に設けられた底面到達部と、を有しており、上記パッドは、上記主面露出部の少なくとも一部を覆っている。
【００２３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記主面露出部は、平面視において上記ＬＥＤユニットを内包している。
【００２４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記底面到達部は、平面視において少なくともその一部が上記ＬＥＤユニットと重ならない位置にある。
【００２５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記パッドは、上記主面露出部のすべてを覆っている。
【００２６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記貫通導体部は、Ａｇからなる。
【００２７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記パッドは、Ａｕからなる表層を有する。
【００２８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記底板部の上記底面には、上記貫通導体部と導通する実装電極が形成されている。
【００２９】
このような構成によれば、上記ＬＥＤユニットからの熱が上記主面露出部および上記底面到達部を介して上記底面側へと伝わりやすい。したがって、上記ＬＥＤモジュールの放熱性を高めることができる。
【００３０】
また、セラミックスは、熱膨張率が比較的小さいため、熱変形が生じにくい。このため、上記ＬＥＤユニットからの発熱量が増加する傾向となる上記ＬＥＤモジュールの高輝度化を図った場合であっても、上記ケースが不当に変形してしまうことを抑制することができる。一方、枠状部は、上記ＬＥＤユニットからの熱が比較的伝わりにくい。このため、この枠状部を樹脂によって形成しても過大な熱変形は生じにくい。そして、上記枠状部の材料となる樹脂は、セラミックスよりも一般的に反射率が高い。これにより、上記ＬＥＤモジュールの高輝度化を図ることができる。
【００３１】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す要部拡大平面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す底面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す平面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す要部拡大断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す平面図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【図１３】図１１のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す要部拡大断面図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す平面図である。
【図１６】図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う断面図である。
【図１７】図１５のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う断面図である。
【図１８】本発明の第４実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す要部拡大断面図である。
【図１９】本発明の第５実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す要部拡大断面図である。
【図２０】本発明の第５実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す要部拡大平面図である。
【図２１】本発明の第６実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す断面図である。
【図２２】本発明の第７実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す断面図である。
【図２３】従来のＬＥＤモジュールの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００３４】
図１〜図６は、本発明に係るＬＥＤモジュールの一例を示している。本実施形態のＬＥＤモジュールＡ１は、ケース１、複数のＬＥＤユニット２、ツェナーダイオード３、ワイヤ４、および透光樹脂５（図１においては省略）を備えている。ＬＥＤモジュールＡ１は、比較的高輝度な高出力タイプのＬＥＤモジュールであり、平面視寸法が５ｍｍ角程度、厚さが０．９ｍｍ程度とされている。
【００３５】
ケース１は、本体１１、複数のパッド１２ａ，１２ｂ、複数のボンディングパッド１３ａ，１３ｂ、パッド１６、１対の実装電極１４ａ，１４ｂ、および複数の貫通導体部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄからなる。
【００３６】
本体１は、底板部１１１および枠状部１１２を有する。底板部１１１は、矩形板状でありたとえばアルミナなどの白色のセラミックスからなる。底板部１１１は、主面１１ｃおよび底面１１ｄを有する。枠状部１１２は、底板部１１１の主面１１ｃに接合されており、平面視枠形状である。枠状部１１２は、白色の樹脂からなる。この樹脂としては、たとえばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、セラミックスよりも反射率が高い。枠状部１１２の内向き側面は、リフレクタ１１ａとされている。リフレクタ１１ａは、複数のＬＥＤチップ２１から図２における左右方向に進行してきた光を反射することにより、図中上方へと向かわせるためのものである。リフレクタ１１ａは、主面１１ｃの法線と直角である断面の寸法が、主面１１ｃから離間するほど大となるテーパ形状とされている。本実施形態においては、リフレクタ１１ａには、４つの凹部１１ｂが形成されている。４つの凹部１１ｂは、平面視における断面形状が略三角形状とされており、主面１１ｃに達している。主面１１ｃは、略円形状とされており、リフレクタ１１ａの下端縁とつながっている。
【００３７】
複数のパッド１２ａ，１２ｂは、主面１１ｃ側に配置されており、本実施形態においては、３つのパッド１２ａと３つのパッド１２ｂとが２列に配列されている。１２ａ，１２ｂは、矩形状であり、主面１１ｃ側からたとえばＮｉ／Ａｕの順で積層されたメッキ層からなる。表層がＡｕからなる場合、Ａｕ層の厚さは０．１μｍ程度とされる。
【００３８】
複数のボンディングパッド１３ａ，１３ｂは、主面１１ｃに形成されており、本実施形態においては、３つのボンディングパッド１３ａと３つのボンディングパッド１３ｂとが２列に配列されている。ボンディングパッド１３ａ，１３ｂは、矩形状であり、パッド１２ａ，１２ｂと同様のメッキ構造とされている。ボンディングパッド１３ａ，１３ｂのうち四隅に位置するボンディングパッド１３ａ，１３ｂは、それぞれの１／３程度の部分が、４つの凹部１１ｂにそれぞれ収容された格好となっている。
【００３９】
パッド１６は、主面１１ｃの比較的端縁寄りに配置されており、パッド１２ａ，１２ｂおよびボンディングパッド１３ａ，１３ｂと同様のメッキ構造とされている。
【００４０】
図６に示すように、１対の実装電極１４ａ，１４ｂは、本体１１のうちリフレクタ１１ａおよび主面１１ｃが形成されている側とは反対側の底面１１ｄに形成されており、それぞれが略矩形状とされている。同図において実装電極１４ａは、実装電極１４ｂよりも顕著に大きく、平面視において複数のＬＥＤチップ２１と重なっている。
【００４１】
複数の貫通導体部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、本体１１を貫通しており、たとえばＡｇまたはＷからなる。本実施形態においては、３つの貫通導体部１５ａは、３つのボンディングパッド１３ａと実装電極１４ａとを接続している。また、３つの貫通導体部１５ｂは、３つのパッド１２ａと実装電極１４ａとを接続している。また、３つの貫通導体部１５ｃは、３つのパッド１２ｂと実装電極１４ａとを接続している。そして、１つの貫通導体部１５ｃは、パッド１６と実装電極１４ａとを接続している。さらに、３つの貫通導体部１５ｄは、３つのボンディングパッド１３ｂと実装電極１４ｂとを接続しており、クランク状に形成されている。
【００４２】
貫通導体部１５ｂ，１５ｃは、主面露出部１５１ｂ，１５１ｃと底面到達部１５２ｂ，１５２ｃとを有している。図２および図３に示すように、主面露出部１５１ｂ，１５１ｃは、主面１１ｃ側に露出しており、底板部１１１の厚さ方向における寸法が比較的小であり、平面視寸法が比較的大である板状部分である。底面到達部１５２ｂ，１５２ｃは、主面露出部１５１ｂ，１５１ｃの底面１１ｄ側部分に繋がっており、その下端が底面１１ｄに到達している。底面到達部１５２ｂ，１５２ｃは、底板部１１１の厚さ方向における寸法が比較的大であり、平面視寸法が比較的小である円柱状部分である。本実施形態においては、主面露出部１５１ｂ，１５１ｃは、平面視寸法がＬＥＤユニット２よりも大であり、平面視においてＬＥＤユニット２を内包している。また、底面到達部１５２ｂ，１５２ｃは、平面視においてＬＥＤユニット２を避けた位置に設けられている。
【００４３】
底板部１１１および貫通導体部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、たとえば、セラミックス材料とＡｇ材料またはＷ材料とを適宜順に積層したものを焼成することにより形成できる。この底板部１１１に対してメッキを施すことによりパッド１２ａ，１２ｂ、ボンディングパッド１３ａ，１３ｂおよび実装電極１４ａ，１４ｂが形成できる。そして、樹脂製の枠状部１１２を底板部１１１に接合することにより、ケース１が得られる。
【００４４】
本実施形態においては、主面露出部１５１ｂの全体がパッド１２ａによって覆われており、主面露出部１５１ｃの全体がパッド１２ｂによって覆われている。また、図４に示すように、主面露出部１５１ｂのうち平面視において底面到達部１５２ｂと重なる部分は、その上面が若干くぼんだ形状となっている。パッド１２ａのうちこの部分と重なる部分は、その上面が若干くぼんだ形状となっている。このくぼみは、ケース１の製造工程の焼成工程において、液状となったＡｇ材料またはＷ材料の液面がくぼんだものが残存していると考えられる。また、パッド１２ａは、メッキによって形成されるため、貫通導体部１５ｂに生じたくぼみに沿って上面がくぼんだ形状となっている。この点は、主面露出部１５１ｃおよび底面到達部１５２ｃも同様である。
【００４５】
複数のＬＥＤユニット２は、ＬＥＤモジュールＡ１の光源であり、本実施形態においては複数のＬＥＤチップ２１からなる。各ＬＥＤチップ２１は、たとえばＧａＮ系半導体からなるｎ型半導体層、ｐ型半導体層、およびこれらに挟まれた活性層を有しており、青色光を発する。各ＬＥＤチップ２１は、パッド１２ａ，１２ｂに対して共晶接合されている。各ＬＥＤチップ２１の平面視寸法は、パッド１２ａ，１２ｂの平面視寸法よりも小である。すなわち、パッド１２ａ，１２ｂの平面視における外縁は、ＬＥＤチップ２１の外縁よりもわずかに外側に位置している。本実施形態においては、ＬＥＤチップ２１は、いわゆる２ワイヤタイプのＬＥＤチップとして構成されている。
【００４６】
ツェナーダイオード３は、複数のＬＥＤチップ２１に過大な逆電圧が印加されることを防止するためのものであり、一定電圧以上の過大な逆電圧が印加されたときにのみ逆電流を通す機能を果たす。ツェナーダイオード３は、パッド１６に対してたとえばＡｇペーストを介して接合されている。
【００４７】
複数のワイヤ４は、たとえばＡｕからなり、その一端がボンディングパッド１３ａ，１３ｂにボンディングされており、その他端がＬＥＤチップ２１またはツェナーダイオード３にボンディングされている。
【００４８】
透光樹脂５は、リフレクタ１１ａおよび主面１１ｃによって囲まれた領域に充填されており、複数のＬＥＤチップ２１、ツェナーダイオード３、および複数のワイヤ４を覆っている。透光樹脂５は、たとえば透明なシリコーン樹脂に蛍光体物質が混入された材料からなる。上記蛍光体物質は、たとえばＬＥＤチップ２１からの青色光によって励起されることにより黄色光を発する。この黄色光とＬＥＤチップ２１からの青色光とが混色することにより、ＬＥＤモジュールＡ１からは白色光が出射される。なお、上記蛍光体物質に代えて青色光によって励起されることにより赤色光を発する蛍光体物質と緑色光を発する蛍光体物質とを用いてもよい。
【００４９】
次に、ＬＥＤモジュールＡ１の作用について説明する。
【００５０】
本実施形態によれば、ＬＥＤユニット２は、パッド１２ａ，１２ｂを介して主面露出部１５１ｂ，１５１ｃによって支持されている。このため、ＬＥＤユニット２からの熱が主面露出部１５１ｂ，１５１ｃおよび底面到達部１５２ｂ，１５２ｃを介して底面１１ｄ側へと伝わりやすい。したがって、ＬＥＤモジュールＡ１の放熱性を高めることができる。
【００５１】
図４に示すように、底面到達部１５２ｂ，１５２ｃは、主面露出部１５１ｂ，１５１ｃにくぼみを生じさせる原因となりやすい。このくぼみにより、パッド１２ａ，１２ｂの表面がくぼんだ形状となることが多い。底面露出部１５２ｂ，１５２ｃが平面視においてＬＥＤユニット２から避けた位置に設けられていることにより、パッド１２ａ，１２ｂのくぼみをＬＥＤユニット２が覆う関係とはならない。これにより、ＬＥＤユニット２とパッド１２ａ，１２ｂとの間に隙間が生じてしまうことを回避することができる。
【００５２】
主面露出部１５１ｂ，１５１ｃは、底面到達部１５２ｂ，１５２ｃと比較して平面視寸法が大である。このため、顕著なくぼみを生じさせにくい。主面露出部１５１ｂ，１５１ｃが平面視においてＬＥＤユニット２を内包するサイズおよび位置とされていることにより、パッド１２ａ，１２ｂのうちＬＥＤユニット２と重なる部分はその表面が平坦な形状となっている。これにより、ＬＥＤユニット２を安定して搭載することができる。
【００５３】
セラミックスからなる底板部１１１は、熱膨張率が比較的小さいため、熱変形が生じにくい。このため、ＬＥＤユニット２からの発熱量が増加する傾向となるＬＥＤモジュールＡ１の高輝度化を図った場合であっても、ケース１が不当に変形してしまうことを抑制することができる。枠状部１１２は、ＬＥＤユニット２からの熱が比較的伝わりにくい。このため、この枠状部１１２を樹脂によって形成しても過大な熱変形は生じにくい。そして、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）樹脂に代表される枠状部１１２の材料となる白色樹脂は、アルミナなどのセラミックスよりも反射率が高い。これにより、ＬＥＤモジュールＡ１の高輝度化を図ることができる。
【００５４】
図７〜図２２は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
【００５５】
図７〜図１０は、本発明の第２実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示している。本実施形態のＬＥＤモジュールＡ２は、ＬＥＤユニット２の構成が上述した実施形態と異なっている。本実施形態においては、ＬＥＤユニット２は、ＬＥＤチップ２１およびサブマウント基板２２によって構成されている。
【００５６】
サブマウント基板２２は、たとえばＳｉからなり、ＬＥＤチップ２１がマウントされている。サブマウント基板２２には、配線パターンが形成されている。この配線パターンは、ＬＥＤチップ２１の電極（図示略）に導通するとともに、ＬＥＤチップ２１によって覆われていない領域に延びている部分を有する。本実施形態においては、この配線パターンにワイヤ４がボンディングされている。図１０に示すように、サブマウント基板２２は、たとえばＡｇペースト１７によってパッド１２ａ，１２ｂに対して接合されている。この接合は、共晶接合によって行ってもよい。
【００５７】
主面露出部１５１ｂ，１５１ｃの平面視寸法は、サブマウント基板２２の平面視寸法よりも大とされており、主面露出部１５１ｂ，１５１ｃの平面視における外縁は、サブマウント基板２２の外縁よりもわずかに外側に位置している。
【００５８】
このような実施形態によっても、ＬＥＤモジュールＡ２の放熱性の向上と高輝度化とを図ることができる。
【００５９】
図１１〜図１４は、本発明の第３実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示している。本実施形態のＬＥＤモジュールＡ３は、ＬＥＤユニット２の構成が上述したいずれの実施形態と異なっている。本実施形態においては、ＬＥＤユニット２は、ＬＥＤチップ２１のみからなり、いわゆる１ワイヤタイプのＬＥＤユニットとして構成されている。また、ＬＥＤモジュールＡ１，Ａ２においてケース１に備えられていたボンディングパッド１３ａおよび貫通導体部１５ａは、ＬＥＤユニット２が１ワイヤタイプであることに伴って備えられていない。
【００６０】
本実施形態においては、ＬＥＤチップ２１の上面および下面に電極（図示略）が形成されている。上面に形成された電極には、ワイヤ４がボンディングされている。下面に形成された電極は、パッド１２ａ，１２ｂに対してたとえば共晶接合によって接合されている。
【００６１】
主面露出部１５１ｂ，１５１ｃの平面視寸法は、ＬＥＤチップ２１の平面視寸法よりも大とされており、主面露出部１５１ｂ，１５１ｃの平面視における外縁は、ＬＥＤチップ２１の外縁よりもわずかに外側に位置している。
【００６２】
このような実施形態によっても、ＬＥＤモジュールＡ３の放熱性の向上と高輝度化とを図ることができる。
【００６３】
図１５〜図１８は、本発明の第４実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示している。本実施形態のＬＥＤモジュールＡ４は、ＬＥＤユニット２の構成が上述した実施形態と異なっている。本実施形態においては、ＬＥＤユニット２は、ＬＥＤチップ２１およびサブマウント基板２２からなり、いわゆる１ワイヤタイプのＬＥＤユニットとして構成されている。
【００６４】
サブマウント基板２２は、たとえばＳｉからなり、ＬＥＤチップ２１がマウントされている。サブマウント基板２２には、絶縁膜を介して配線パターンが形成されている。この配線パターンは、ＬＥＤチップ２１の電極（図示略）に導通するとともに、ＬＥＤチップ２１によって覆われていない領域に延びている部分を有する。本実施形態においては、この配線パターンにワイヤ４がボンディングされている。また、サブマウント基板２２は、たとえばドーピング処理により導通体とされている。ＬＥＤチップ２１の他の電極（図示略）は、サブマウント基板２２に接しており、導通している。サブマウント基板２２は、たとえばＡｇペースト１７によってパッド１２ａ，１２ｂに対して接合されている。この接合は、共晶接合によって行ってもよい。
【００６５】
本実施形態においても、主面露出部１５１ｂ，１５１ｃの平面視寸法は、サブマウント基板２２の平面視寸法よりも大とされており、主面露出部１５１ｂ，１５１ｃの平面視における外縁は、サブマウント基板２２の外縁よりもわずかに外側に位置している。
【００６６】
このような実施形態によっても、ＬＥＤモジュールＡ４の放熱性の向上と高輝度化とを図ることができる。
【００６７】
図１９および図２０は、本発明の第５実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示している。本実施形態のＬＥＤモジュールＡ５は、ＬＥＤユニット２の構成が上述した実施形態と異なっている。本実施形態においては、ＬＥＤユニット２は、ＬＥＤチップ２１のみによって構成されている。ＬＥＤチップ２１は、下面に２つの電極を有する、いわゆるフリップチップタイプのＬＥＤチップとして構成されている。
【００６８】
ＬＥＤチップ２１は、パッド１２ａ，１２ｂにボンディングされている。パッド１２ａは、貫通導体部１５ｂの主面露出部１５１ｂを覆っており、パッド１２ｂは、貫通導体部１５ｃの主面露出部１５１ｃを覆っている。主面露出部１５１ｂ，１５１ｃは、平面視においてＬＥＤモジュール２と重なる部分をそれぞれ有している。
【００６９】
このような実施形態によっても、ＬＥＤモジュールＡ５の放熱性の向上と高輝度化とを図ることができる。
【００７０】
図２１は、本発明の第６実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示している。本実施形態のＬＥＤモジュールＡ６は、本体１１がセラミックスによって一体的に形成されている点が、上述したＬＥＤモジュールＡ１と異なっており、これ以外の点はＬＥＤモジュールＡ１と同様である。
【００７１】
このような実施形態によっても、ＬＥＤモジュールＡ６の放熱性の向上を図ることができる。
【００７２】
図２２は、本発明の第７実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示している。本実施形態のＬＥＤモジュールＡ７は、貫通導体部１５ｂ，１５ｃが、全体的に円柱形状とされている点が、上述したＬＥＤモジュールＡ１と異なっており、これ以外の点はＬＥＤモジュールＡ１と同様である。貫通導体部１５ｃは、平面視においてＬＥＤモジュール２を避けた位置に設けられており、その上面がパッド１２ｂと接している。
【００７３】
このような実施形態によっても、ＬＥＤモジュールＡ７の高輝度化とを図ることができる。
【００７４】
本発明に係るＬＥＤモジュールは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るＬＥＤモジュールの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【００７５】
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７ ＬＥＤモジュール
１ ケース
１１ 本体
１１１ 底板部
１１２ 枠状部
１１ａ リフレクタ
１１ｂ 凹部
１１ｃ 主面
１１ｄ 底面
１２ａ，１２ｂ パッド
１３ａ，１３ｂ ボンディングパッド
１４ａ，１４ｂ 実装電極
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ 貫通導体部
１５１ｂ，１５１ｃ 主面露出部
１５２ｂ，１５２ｃ 底面到達部
１６ パッド
２ ＬＥＤユニット
２１ ＬＥＤチップ
２２ サブマウント基板
３ ツェナーダイオード
４ ワイヤ
５ 透光樹脂
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源としてＬＥＤチップを備えるＬＥＤモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
図２３は、従来のＬＥＤモジュールの一例を示している（たとえば、特許文献１参照）。同図に示されたＬＥＤモジュール９００は、ガラスエポキシ樹脂からなる長矩形状の基板９１０に３つのＬＥＤチップ９３１，９３２，９３３が搭載された構造とされている。基板９１０には、複数の電極９２１，９２２，９２３，９２４が形成されている。電極９２１，９２２，９２３には、ＬＥＤチップ９３１，９３２，９３３がそれぞれダイボンディングされている。電極９２４は、いわゆるコモン電極であり、ＬＥＤチップ９３１，９３２，９３３のそれぞれに対してワイヤを介して導通している。３つのＬＥＤチップ９３１，９３２，９３３は、ケース９５０によって囲われている。ケース９５０は、略枠状の不透光樹脂製であり、その内側空間に透光樹脂（図示略）が充填されている。ＬＥＤモジュール９００は、基板９１０の長手方向に延びる図中下方の面を実装面として回路基板などに実装される、いわゆるサイドビュータイプのＬＥＤモジュールとして構成されている。ＬＥＤチップ９３１，９３２，９３３は、それぞれ赤色光、緑色光、青色光を出射するものである。これらのＬＥＤチップ９３１，９３２，９３３からの光を混色させることにより、ＬＥＤモジュール９００は、白色光を出射することが指向されている。
【０００３】
ＬＥＤモジュール９００は、様々な電子機器の照明光源として用いられるため、高輝度化が強く求められる。しかしながら、ＬＥＤチップ９３１，９３２，９３３は、発光により発熱する。この熱によって基板９１０の温度が過度に上昇すると、ガラスエポキシ樹脂からなる基板９１０が不当に変形するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、高輝度化および放熱の推進を図ることが可能なＬＥＤモジュールを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の側面によって提供されるＬＥＤモジュールは、１以上のＬＥＤチップを具備するＬＥＤユニットを備えるＬＥＤモジュールであって、互いに反対側を向く主面および底面を有しセラミックスからなる底板部、を含む本体と、上記底板部を貫通する貫通導体部と、上記貫通導体部に導通し、上記主面に形成されており、かつ上記ＬＥＤユニットを搭載するための１以上のパッドと、を有するケースをさらに備えており、上記貫通導体部は、上記主面側に露出し、かつ平面視において上記ＬＥＤユニットと重なる主面露出部と、上記主面露出部に繋がり、上記底面に到達し、かつ平面視において上記ＬＥＤユニットとは重ならない位置に設けられた底面到達部と、を有しており、上記パッドは、上記主面露出部の少なくとも一部を覆っていることを特徴としている。
【０００７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記主面露出部は、平面視において上記ＬＥＤユニットを内包している。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記底面到達部は、平面視において少なくともその一部が上記ＬＥＤユニットと重ならない位置にある。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記パッドは、上記主面露出部のすべてを覆っている。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記貫通導体部は、Ａｇからなる。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記パッドは、Ａｕからなる表層を有する。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記底板部の上記底面には、上記貫通導体部と導通する実装電極が形成されている。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記本体は、上記主面に接合され上記ＬＥＤユニットを囲み、かつ樹脂からなる枠状部をさらに含む。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記枠状部は、上記ＬＥＤユニットを囲む内向き側面であるリフレクタを有する。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記リフレクタは、上記主面の法線に対して直角である断面の寸法が、上記主面から離間するほど大となっている。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記枠状部に囲まれた領域に充てんされており、上記ＬＥＤユニットを覆い、かつ、上記ＬＥＤユニットからの光を透過する樹脂材料と、上記ＬＥＤユニットからの光によって励起されることにより上記ＬＥＤユニットからの光とは異なる波長の光を発する蛍光材料と、からなる透光樹脂をさらに備える。
【００１７】
このような構成によれば、上記ＬＥＤユニットからの熱は、上記パッドから上記主面露出部および上記底面到達部を介して上記ケースの底面側に伝わりやすい。これにより、上記ＬＥＤモジュールの放熱を高めることができる。
【００１８】
本発明の第２の側面によって提供されるＬＥＤモジュールは、１以上のＬＥＤチップを具備するＬＥＤユニットを備えるＬＥＤモジュールであって、上記ＬＥＤユニットを搭載するための１以上のパッドと、上記パッドが形成された主面およびこの主面と反対側を向く底面を有する底板部、および上記主面に接合され上記ＬＥＤユニットを囲む枠状部、を含む本体と、を有するケースをさらに備えており、上記底板部は、セラミックスからなり、上記枠状部は、樹脂からなることを特徴としている。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記枠状部は、上記ＬＥＤユニットを囲む内向き側面であるリフレクタを有する。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記リフレクタは、上記主面の法線に対して直角である断面の寸法が、上記主面から離間するほど大となっている。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記枠状部に囲まれた領域に充てんされており、上記ＬＥＤユニットを覆い、かつ、上記ＬＥＤユニットからの光を透過する樹脂材料と、上記ＬＥＤユニットからの光によって励起されることにより上記ＬＥＤユニットからの光とは異なる波長の光を発する蛍光材料と、からなる透光樹脂をさらに備える。
【００２２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースは、上記パッドに導通し、上記底板部を貫通する貫通導体部をさらに有しており、上記貫通導体部は、上記主面側に露出し、かつ平面視において上記ＬＥＤユニットと重なる主面露出部と、上記主面露出部に繋がり、上記底面に到達し、かつ平面視において上記ＬＥＤユニットとは重ならない位置に設けられた底面到達部と、を有しており、上記パッドは、上記主面露出部の少なくとも一部を覆っている。
【００２３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記主面露出部は、平面視において上記ＬＥＤユニットを内包している。
【００２４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記底面到達部は、平面視において少なくともその一部が上記ＬＥＤユニットと重ならない位置にある。
【００２５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記パッドは、上記主面露出部のすべてを覆っている。
【００２６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記貫通導体部は、Ａｇからなる。
【００２７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記パッドは、Ａｕからなる表層を有する。
【００２８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記底板部の上記底面には、上記貫通導体部と導通する実装電極が形成されている。
【００２９】
このような構成によれば、上記ＬＥＤユニットからの熱が上記主面露出部および上記底面到達部を介して上記底面側へと伝わりやすい。したがって、上記ＬＥＤモジュールの放熱性を高めることができる。
【００３０】
また、セラミックスは、熱膨張率が比較的小さいため、熱変形が生じにくい。このため、上記ＬＥＤユニットからの発熱量が増加する傾向となる上記ＬＥＤモジュールの高輝度化を図った場合であっても、上記ケースが不当に変形してしまうことを抑制することができる。一方、枠状部は、上記ＬＥＤユニットからの熱が比較的伝わりにくい。このため、この枠状部を樹脂によって形成しても過大な熱変形は生じにくい。そして、上記枠状部の材料となる樹脂は、セラミックスよりも一般的に反射率が高い。これにより、上記ＬＥＤモジュールの高輝度化を図ることができる。
【００３１】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す要部拡大平面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す底面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す平面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す要部拡大断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す平面図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【図１３】図１１のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す要部拡大断面図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す平面図である。
【図１６】図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う断面図である。
【図１７】図１５のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う断面図である。
【図１８】本発明の第４実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す要部拡大断面図である。
【図１９】本発明の第５実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す要部拡大断面図である。
【図２０】本発明の第５実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す要部拡大平面図である。
【図２１】本発明の第６実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す断面図である。
【図２２】本発明の第７実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示す断面図である。
【図２３】従来のＬＥＤモジュールの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００３４】
図１〜図６は、本発明に係るＬＥＤモジュールの一例を示している。本実施形態のＬＥＤモジュールＡ１は、ケース１、複数のＬＥＤユニット２、ツェナーダイオード３、ワイヤ４、および透光樹脂５（図１においては省略）を備えている。ＬＥＤモジュールＡ１は、比較的高輝度な高出力タイプのＬＥＤモジュールであり、平面視寸法が５ｍｍ角程度、厚さが０．９ｍｍ程度とされている。
【００３５】
ケース１は、本体１１、複数のパッド１２ａ，１２ｂ、複数のボンディングパッド１３ａ，１３ｂ、パッド１６、１対の実装電極１４ａ，１４ｂ、および複数の貫通導体部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄからなる。
【００３６】
本体１は、底板部１１１および枠状部１１２を有する。底板部１１１は、矩形板状でありたとえばアルミナなどの白色のセラミックスからなる。底板部１１１は、主面１１ｃおよび底面１１ｄを有する。枠状部１１２は、底板部１１１の主面１１ｃに接合されており、平面視枠形状である。枠状部１１２は、白色の樹脂からなる。この樹脂としては、たとえばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、セラミックスよりも反射率が高い。枠状部１１２の内向き側面は、リフレクタ１１ａとされている。リフレクタ１１ａは、複数のＬＥＤチップ２１から図２における左右方向に進行してきた光を反射することにより、図中上方へと向かわせるためのものである。リフレクタ１１ａは、主面１１ｃの法線と直角である断面の寸法が、主面１１ｃから離間するほど大となるテーパ形状とされている。本実施形態においては、リフレクタ１１ａには、４つの凹部１１ｂが形成されている。４つの凹部１１ｂは、平面視における断面形状が略三角形状とされており、主面１１ｃに達している。主面１１ｃは、略円形状とされており、リフレクタ１１ａの下端縁とつながっている。
【００３７】
複数のパッド１２ａ，１２ｂは、主面１１ｃ側に配置されており、本実施形態においては、３つのパッド１２ａと３つのパッド１２ｂとが２列に配列されている。１２ａ，１２ｂは、矩形状であり、主面１１ｃ側からたとえばＮｉ／Ａｕの順で積層されたメッキ層からなる。表層がＡｕからなる場合、Ａｕ層の厚さは０．１μｍ程度とされる。
【００３８】
複数のボンディングパッド１３ａ，１３ｂは、主面１１ｃに形成されており、本実施形態においては、３つのボンディングパッド１３ａと３つのボンディングパッド１３ｂとが２列に配列されている。ボンディングパッド１３ａ，１３ｂは、矩形状であり、パッド１２ａ，１２ｂと同様のメッキ構造とされている。ボンディングパッド１３ａ，１３ｂのうち四隅に位置するボンディングパッド１３ａ，１３ｂは、それぞれの１／３程度の部分が、４つの凹部１１ｂにそれぞれ収容された格好となっている。
【００３９】
パッド１６は、主面１１ｃの比較的端縁寄りに配置されており、パッド１２ａ，１２ｂおよびボンディングパッド１３ａ，１３ｂと同様のメッキ構造とされている。
【００４０】
図６に示すように、１対の実装電極１４ａ，１４ｂは、本体１１のうちリフレクタ１１ａおよび主面１１ｃが形成されている側とは反対側の底面１１ｄに形成されており、それぞれが略矩形状とされている。同図において実装電極１４ａは、実装電極１４ｂよりも顕著に大きく、平面視において複数のＬＥＤチップ２１と重なっている。
【００４１】
複数の貫通導体部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、本体１１を貫通しており、たとえばＡｇまたはＷからなる。本実施形態においては、３つの貫通導体部１５ａは、３つのボンディングパッド１３ａと実装電極１４ａとを接続している。また、３つの貫通導体部１５ｂは、３つのパッド１２ａと実装電極１４ａとを接続している。また、３つの貫通導体部１５ｃは、３つのパッド１２ｂと実装電極１４ａとを接続している。そして、１つの貫通導体部１５ｃは、パッド１６と実装電極１４ａとを接続している。さらに、３つの貫通導体部１５ｄは、３つのボンディングパッド１３ｂと実装電極１４ｂとを接続しており、クランク状に形成されている。
【００４２】
貫通導体部１５ｂ，１５ｃは、主面露出部１５１ｂ，１５１ｃと底面到達部１５２ｂ，１５２ｃとを有している。図２および図３に示すように、主面露出部１５１ｂ，１５１ｃは、主面１１ｃ側に露出しており、底板部１１１の厚さ方向における寸法が比較的小であり、平面視寸法が比較的大である板状部分である。底面到達部１５２ｂ，１５２ｃは、主面露出部１５１ｂ，１５１ｃの底面１１ｄ側部分に繋がっており、その下端が底面１１ｄに到達している。底面到達部１５２ｂ，１５２ｃは、底板部１１１の厚さ方向における寸法が比較的大であり、平面視寸法が比較的小である円柱状部分である。本実施形態においては、主面露出部１５１ｂ，１５１ｃは、平面視寸法がＬＥＤユニット２よりも大であり、平面視においてＬＥＤユニット２を内包している。また、底面到達部１５２ｂ，１５２ｃは、平面視においてＬＥＤユニット２を避けた位置に設けられている。
【００４３】
底板部１１１および貫通導体部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、たとえば、セラミックス材料とＡｇ材料またはＷ材料とを適宜順に積層したものを焼成することにより形成できる。この底板部１１１に対してメッキを施すことによりパッド１２ａ，１２ｂ、ボンディングパッド１３ａ，１３ｂおよび実装電極１４ａ，１４ｂが形成できる。そして、樹脂製の枠状部１１２を底板部１１１に接合することにより、ケース１が得られる。
【００４４】
本実施形態においては、主面露出部１５１ｂの全体がパッド１２ａによって覆われており、主面露出部１５１ｃの全体がパッド１２ｂによって覆われている。また、図４に示すように、主面露出部１５１ｂのうち平面視において底面到達部１５２ｂと重なる部分は、その上面が若干くぼんだ形状となっている。パッド１２ａのうちこの部分と重なる部分は、その上面が若干くぼんだ形状となっている。このくぼみは、ケース１の製造工程の焼成工程において、液状となったＡｇ材料またはＷ材料の液面がくぼんだものが残存していると考えられる。また、パッド１２ａは、メッキによって形成されるため、貫通導体部１５ｂに生じたくぼみに沿って上面がくぼんだ形状となっている。この点は、主面露出部１５１ｃおよび底面到達部１５２ｃも同様である。
【００４５】
複数のＬＥＤユニット２は、ＬＥＤモジュールＡ１の光源であり、本実施形態においては複数のＬＥＤチップ２１からなる。各ＬＥＤチップ２１は、たとえばＧａＮ系半導体からなるｎ型半導体層、ｐ型半導体層、およびこれらに挟まれた活性層を有しており、青色光を発する。各ＬＥＤチップ２１は、パッド１２ａ，１２ｂに対して共晶接合されている。各ＬＥＤチップ２１の平面視寸法は、パッド１２ａ，１２ｂの平面視寸法よりも小である。すなわち、パッド１２ａ，１２ｂの平面視における外縁は、ＬＥＤチップ２１の外縁よりもわずかに外側に位置している。本実施形態においては、ＬＥＤチップ２１は、いわゆる２ワイヤタイプのＬＥＤチップとして構成されている。
【００４６】
ツェナーダイオード３は、複数のＬＥＤチップ２１に過大な逆電圧が印加されることを防止するためのものであり、一定電圧以上の過大な逆電圧が印加されたときにのみ逆電流を通す機能を果たす。ツェナーダイオード３は、パッド１６に対してたとえばＡｇペーストを介して接合されている。
【００４７】
複数のワイヤ４は、たとえばＡｕからなり、その一端がボンディングパッド１３ａ，１３ｂにボンディングされており、その他端がＬＥＤチップ２１またはツェナーダイオード３にボンディングされている。
【００４８】
透光樹脂５は、リフレクタ１１ａおよび主面１１ｃによって囲まれた領域に充填されており、複数のＬＥＤチップ２１、ツェナーダイオード３、および複数のワイヤ４を覆っている。透光樹脂５は、たとえば透明なシリコーン樹脂に蛍光体物質が混入された材料からなる。上記蛍光体物質は、たとえばＬＥＤチップ２１からの青色光によって励起されることにより黄色光を発する。この黄色光とＬＥＤチップ２１からの青色光とが混色することにより、ＬＥＤモジュールＡ１からは白色光が出射される。なお、上記蛍光体物質に代えて青色光によって励起されることにより赤色光を発する蛍光体物質と緑色光を発する蛍光体物質とを用いてもよい。
【００４９】
次に、ＬＥＤモジュールＡ１の作用について説明する。
【００５０】
本実施形態によれば、ＬＥＤユニット２は、パッド１２ａ，１２ｂを介して主面露出部１５１ｂ，１５１ｃによって支持されている。このため、ＬＥＤユニット２からの熱が主面露出部１５１ｂ，１５１ｃおよび底面到達部１５２ｂ，１５２ｃを介して底面１１ｄ側へと伝わりやすい。したがって、ＬＥＤモジュールＡ１の放熱性を高めることができる。
【００５１】
図４に示すように、底面到達部１５２ｂ，１５２ｃは、主面露出部１５１ｂ，１５１ｃにくぼみを生じさせる原因となりやすい。このくぼみにより、パッド１２ａ，１２ｂの表面がくぼんだ形状となることが多い。底面露出部１５２ｂ，１５２ｃが平面視においてＬＥＤユニット２から避けた位置に設けられていることにより、パッド１２ａ，１２ｂのくぼみをＬＥＤユニット２が覆う関係とはならない。これにより、ＬＥＤユニット２とパッド１２ａ，１２ｂとの間に隙間が生じてしまうことを回避することができる。
【００５２】
主面露出部１５１ｂ，１５１ｃは、底面到達部１５２ｂ，１５２ｃと比較して平面視寸法が大である。このため、顕著なくぼみを生じさせにくい。主面露出部１５１ｂ，１５１ｃが平面視においてＬＥＤユニット２を内包するサイズおよび位置とされていることにより、パッド１２ａ，１２ｂのうちＬＥＤユニット２と重なる部分はその表面が平坦な形状となっている。これにより、ＬＥＤユニット２を安定して搭載することができる。
【００５３】
セラミックスからなる底板部１１１は、熱膨張率が比較的小さいため、熱変形が生じにくい。このため、ＬＥＤユニット２からの発熱量が増加する傾向となるＬＥＤモジュールＡ１の高輝度化を図った場合であっても、ケース１が不当に変形してしまうことを抑制することができる。枠状部１１２は、ＬＥＤユニット２からの熱が比較的伝わりにくい。このため、この枠状部１１２を樹脂によって形成しても過大な熱変形は生じにくい。そして、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）樹脂に代表される枠状部１１２の材料となる白色樹脂は、アルミナなどのセラミックスよりも反射率が高い。これにより、ＬＥＤモジュールＡ１の高輝度化を図ることができる。
【００５４】
図７〜図２２は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
【００５５】
図７〜図１０は、本発明の第２実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示している。本実施形態のＬＥＤモジュールＡ２は、ＬＥＤユニット２の構成が上述した実施形態と異なっている。本実施形態においては、ＬＥＤユニット２は、ＬＥＤチップ２１およびサブマウント基板２２によって構成されている。
【００５６】
サブマウント基板２２は、たとえばＳｉからなり、ＬＥＤチップ２１がマウントされている。サブマウント基板２２には、配線パターンが形成されている。この配線パターンは、ＬＥＤチップ２１の電極（図示略）に導通するとともに、ＬＥＤチップ２１によって覆われていない領域に延びている部分を有する。本実施形態においては、この配線パターンにワイヤ４がボンディングされている。図１０に示すように、サブマウント基板２２は、たとえばＡｇペースト１７によってパッド１２ａ，１２ｂに対して接合されている。この接合は、共晶接合によって行ってもよい。
【００５７】
主面露出部１５１ｂ，１５１ｃの平面視寸法は、サブマウント基板２２の平面視寸法よりも大とされており、主面露出部１５１ｂ，１５１ｃの平面視における外縁は、サブマウント基板２２の外縁よりもわずかに外側に位置している。
【００５８】
このような実施形態によっても、ＬＥＤモジュールＡ２の放熱性の向上と高輝度化とを図ることができる。
【００５９】
図１１〜図１４は、本発明の第３実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示している。本実施形態のＬＥＤモジュールＡ３は、ＬＥＤユニット２の構成が上述したいずれの実施形態と異なっている。本実施形態においては、ＬＥＤユニット２は、ＬＥＤチップ２１のみからなり、いわゆる１ワイヤタイプのＬＥＤユニットとして構成されている。また、ＬＥＤモジュールＡ１，Ａ２においてケース１に備えられていたボンディングパッド１３ａおよび貫通導体部１５ａは、ＬＥＤユニット２が１ワイヤタイプであることに伴って備えられていない。
【００６０】
本実施形態においては、ＬＥＤチップ２１の上面および下面に電極（図示略）が形成されている。上面に形成された電極には、ワイヤ４がボンディングされている。下面に形成された電極は、パッド１２ａ，１２ｂに対してたとえば共晶接合によって接合されている。
【００６１】
主面露出部１５１ｂ，１５１ｃの平面視寸法は、ＬＥＤチップ２１の平面視寸法よりも大とされており、主面露出部１５１ｂ，１５１ｃの平面視における外縁は、ＬＥＤチップ２１の外縁よりもわずかに外側に位置している。
【００６２】
このような実施形態によっても、ＬＥＤモジュールＡ３の放熱性の向上と高輝度化とを図ることができる。
【００６３】
図１５〜図１８は、本発明の第４実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示している。本実施形態のＬＥＤモジュールＡ４は、ＬＥＤユニット２の構成が上述した実施形態と異なっている。本実施形態においては、ＬＥＤユニット２は、ＬＥＤチップ２１およびサブマウント基板２２からなり、いわゆる１ワイヤタイプのＬＥＤユニットとして構成されている。
【００６４】
サブマウント基板２２は、たとえばＳｉからなり、ＬＥＤチップ２１がマウントされている。サブマウント基板２２には、絶縁膜を介して配線パターンが形成されている。この配線パターンは、ＬＥＤチップ２１の電極（図示略）に導通するとともに、ＬＥＤチップ２１によって覆われていない領域に延びている部分を有する。本実施形態においては、この配線パターンにワイヤ４がボンディングされている。また、サブマウント基板２２は、たとえばドーピング処理により導通体とされている。ＬＥＤチップ２１の他の電極（図示略）は、サブマウント基板２２に接しており、導通している。サブマウント基板２２は、たとえばＡｇペースト１７によってパッド１２ａ，１２ｂに対して接合されている。この接合は、共晶接合によって行ってもよい。
【００６５】
本実施形態においても、主面露出部１５１ｂ，１５１ｃの平面視寸法は、サブマウント基板２２の平面視寸法よりも大とされており、主面露出部１５１ｂ，１５１ｃの平面視における外縁は、サブマウント基板２２の外縁よりもわずかに外側に位置している。
【００６６】
このような実施形態によっても、ＬＥＤモジュールＡ４の放熱性の向上と高輝度化とを図ることができる。
【００６７】
図１９および図２０は、本発明の第５実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示している。本実施形態のＬＥＤモジュールＡ５は、ＬＥＤユニット２の構成が上述した実施形態と異なっている。本実施形態においては、ＬＥＤユニット２は、ＬＥＤチップ２１のみによって構成されている。ＬＥＤチップ２１は、下面に２つの電極を有する、いわゆるフリップチップタイプのＬＥＤチップとして構成されている。
【００６８】
ＬＥＤチップ２１は、パッド１２ａ，１２ｂにボンディングされている。パッド１２ａは、貫通導体部１５ｂの主面露出部１５１ｂを覆っており、パッド１２ｂは、貫通導体部１５ｃの主面露出部１５１ｃを覆っている。主面露出部１５１ｂ，１５１ｃは、平面視においてＬＥＤモジュール２と重なる部分をそれぞれ有している。
【００６９】
このような実施形態によっても、ＬＥＤモジュールＡ５の放熱性の向上と高輝度化とを図ることができる。
【００７０】
図２１は、本発明の第６実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示している。本実施形態のＬＥＤモジュールＡ６は、本体１１がセラミックスによって一体的に形成されている点が、上述したＬＥＤモジュールＡ１と異なっており、これ以外の点はＬＥＤモジュールＡ１と同様である。
【００７１】
このような実施形態によっても、ＬＥＤモジュールＡ６の放熱性の向上を図ることができる。
【００７２】
図２２は、本発明の第７実施形態に基づくＬＥＤモジュールを示している。本実施形態のＬＥＤモジュールＡ７は、貫通導体部１５ｂ，１５ｃが、全体的に円柱形状とされている点が、上述したＬＥＤモジュールＡ１と異なっており、これ以外の点はＬＥＤモジュールＡ１と同様である。貫通導体部１５ｃは、平面視においてＬＥＤモジュール２を避けた位置に設けられており、その上面がパッド１２ｂと接している。
【００７３】
このような実施形態によっても、ＬＥＤモジュールＡ７の高輝度化とを図ることができる。
【００７４】
本発明に係るＬＥＤモジュールは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るＬＥＤモジュールの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【００７５】
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７ ＬＥＤモジュール
１ ケース
１１ 本体
１１１ 底板部
１１２ 枠状部
１１ａ リフレクタ
１１ｂ 凹部
１１ｃ 主面
１１ｄ 底面
１２ａ，１２ｂ パッド
１３ａ，１３ｂ ボンディングパッド
１４ａ，１４ｂ 実装電極
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ 貫通導体部
１５１ｂ，１５１ｃ 主面露出部
１５２ｂ，１５２ｃ 底面到達部
１６ パッド
２ ＬＥＤユニット
２１ ＬＥＤチップ
２２ サブマウント基板
３ ツェナーダイオード
４ ワイヤ
５ 透光樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上のＬＥＤチップを具備するＬＥＤユニットを備えるＬＥＤモジュールであって、
互いに反対側を向く主面および底面を有しセラミックスからなる底板部、を含む本体と、上記底板部を貫通する貫通導体部と、上記貫通導体部に導通し、上記主面に形成されており、かつ上記ＬＥＤユニットを搭載するための１以上のパッドと、を有するケースをさらに備えており、
上記貫通導体部は、上記主面側に露出し、かつ平面視において上記ＬＥＤユニットと重なる主面露出部と、上記主面露出部に繋がり、上記底面に到達し、かつ平面視において上記ＬＥＤユニットとは重ならない位置に設けられた底面到達部と、を有しており、
上記パッドは、上記主面露出部の少なくとも一部を覆っていることを特徴とする、ＬＥＤモジュール。
【請求項２】
上記主面露出部は、平面視において上記ＬＥＤユニットを内包している、請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項３】
上記底面到達部は、平面視において少なくともその一部が上記ＬＥＤユニットと重ならない位置にある、請求項１または２に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項４】
上記パッドは、上記主面露出部のすべてを覆っている、請求項１ないし３のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【請求項５】
上記貫通導体部は、Ａｇからなる、請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【請求項６】
上記パッドは、Ａｕからなる表層を有する、請求項１ないし５のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【請求項７】
上記底板部の上記底面には、上記貫通導体部と導通する実装電極が形成されている、請求項１ないし６のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【請求項８】
上記本体は、上記主面に接合され上記ＬＥＤユニットを囲み、かつ樹脂からなる枠状部をさらに含む、請求項１ないし７のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【請求項９】
上記枠状部は、上記ＬＥＤユニットを囲む内向き側面であるリフレクタを有する、請求項８に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１０】
上記リフレクタは、上記主面の法線に対して直角である断面の寸法が、上記主面から離間するほど大となっている、請求項９に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１１】
上記枠状部に囲まれた領域に充てんされており、上記ＬＥＤユニットを覆い、かつ、上記ＬＥＤユニットからの光を透過する樹脂材料と、上記ＬＥＤユニットからの光によって励起されることにより上記ＬＥＤユニットからの光とは異なる波長の光を発する蛍光材料と、からなる透光樹脂をさらに備える、請求項８ないし１０のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１２】
１以上のＬＥＤチップを具備するＬＥＤユニットを備えるＬＥＤモジュールであって、
上記ＬＥＤユニットを搭載するための１以上のパッドと、上記パッドが形成された主面およびこの主面と反対側を向く底面を有する底板部、および上記主面に接合され上記ＬＥＤユニットを囲む枠状部、を含む本体と、を有するケースをさらに備えており、
上記底板部は、セラミックスからなり、
上記枠状部は、樹脂からなることを特徴とする、ＬＥＤモジュール。
【請求項１３】
上記枠状部は、上記ＬＥＤユニットを囲む内向き側面であるリフレクタを有する、請求項１２に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１４】
上記リフレクタは、上記主面の法線に対して直角である断面の寸法が、上記主面から離間するほど大となっている、請求項１３に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１５】
上記枠状部に囲まれた領域に充てんされており、上記ＬＥＤユニットを覆い、かつ、上記ＬＥＤユニットからの光を透過する樹脂材料と、上記ＬＥＤユニットからの光によって励起されることにより上記ＬＥＤユニットからの光とは異なる波長の光を発する蛍光材料と、からなる透光樹脂をさらに備える、請求項１２ないし１４のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１６】
上記ケースは、上記パッドに導通し、上記底板部を貫通する貫通導体部をさらに有しており、
上記貫通導体部は、上記主面側に露出し、かつ平面視において上記ＬＥＤユニットと重なる主面露出部と、上記主面露出部に繋がり、上記底面に到達し、かつ平面視において上記ＬＥＤユニットとは重ならない位置に設けられた底面到達部と、を有しており、
上記パッドは、上記主面露出部の少なくとも一部を覆っている、請求項１２ないし１５のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１７】
上記主面露出部は、平面視において上記ＬＥＤユニットを内包している、請求項１６に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１８】
上記底面到達部は、平面視において少なくともその一部が上記ＬＥＤユニットと重ならない位置にある、請求項１６または１７に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１９】
上記パッドは、上記主面露出部のすべてを覆っている、請求項１６ないし１８のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【請求項２０】
上記貫通導体部は、Ａｇからなる、請求項１６ないし１９のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【請求項２１】
上記パッドは、Ａｕからなる表層を有する、請求項１６ないし２０のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【請求項２２】
上記底板部の上記底面には、上記貫通導体部と導通する実装電極が形成されている、請求項１６ないし２１のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１】
１以上のＬＥＤチップを具備するＬＥＤユニットを備えるＬＥＤモジュールであって、
互いに反対側を向く主面および底面を有しセラミックスからなる底板部、を含む本体と、上記底板部を貫通する貫通導体部と、上記貫通導体部に導通し、上記主面に形成されており、かつ上記ＬＥＤユニットを搭載するための１以上のパッドと、を有するケースをさらに備えており、
上記貫通導体部は、上記主面側に露出し、かつ平面視において上記ＬＥＤユニットと重なる主面露出部と、上記主面露出部に繋がり、上記底面に到達し、かつ平面視において上記ＬＥＤユニットとは重ならない位置に設けられた底面到達部と、を有しており、
上記パッドは、上記主面露出部の少なくとも一部を覆っていることを特徴とする、ＬＥＤモジュール。
【請求項２】
上記主面露出部は、平面視において上記ＬＥＤユニットを内包している、請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項３】
上記底面到達部は、平面視において少なくともその一部が上記ＬＥＤユニットと重ならない位置にある、請求項１または２に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項４】
上記パッドは、上記主面露出部のすべてを覆っている、請求項１ないし３のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【請求項５】
上記貫通導体部は、Ａｇからなる、請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【請求項６】
上記パッドは、Ａｕからなる表層を有する、請求項１ないし５のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【請求項７】
上記底板部の上記底面には、上記貫通導体部と導通する実装電極が形成されている、請求項１ないし６のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【請求項８】
上記本体は、上記主面に接合され上記ＬＥＤユニットを囲み、かつ樹脂からなる枠状部をさらに含む、請求項１ないし７のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【請求項９】
上記枠状部は、上記ＬＥＤユニットを囲む内向き側面であるリフレクタを有する、請求項８に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１０】
上記リフレクタは、上記主面の法線に対して直角である断面の寸法が、上記主面から離間するほど大となっている、請求項９に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１１】
上記枠状部に囲まれた領域に充てんされており、上記ＬＥＤユニットを覆い、かつ、上記ＬＥＤユニットからの光を透過する樹脂材料と、上記ＬＥＤユニットからの光によって励起されることにより上記ＬＥＤユニットからの光とは異なる波長の光を発する蛍光材料と、からなる透光樹脂をさらに備える、請求項８ないし１０のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１２】
１以上のＬＥＤチップを具備するＬＥＤユニットを備えるＬＥＤモジュールであって、
上記ＬＥＤユニットを搭載するための１以上のパッドと、上記パッドが形成された主面およびこの主面と反対側を向く底面を有する底板部、および上記主面に接合され上記ＬＥＤユニットを囲む枠状部、を含む本体と、を有するケースをさらに備えており、
上記底板部は、セラミックスからなり、
上記枠状部は、樹脂からなることを特徴とする、ＬＥＤモジュール。
【請求項１３】
上記枠状部は、上記ＬＥＤユニットを囲む内向き側面であるリフレクタを有する、請求項１２に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１４】
上記リフレクタは、上記主面の法線に対して直角である断面の寸法が、上記主面から離間するほど大となっている、請求項１３に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１５】
上記枠状部に囲まれた領域に充てんされており、上記ＬＥＤユニットを覆い、かつ、上記ＬＥＤユニットからの光を透過する樹脂材料と、上記ＬＥＤユニットからの光によって励起されることにより上記ＬＥＤユニットからの光とは異なる波長の光を発する蛍光材料と、からなる透光樹脂をさらに備える、請求項１２ないし１４のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１６】
上記ケースは、上記パッドに導通し、上記底板部を貫通する貫通導体部をさらに有しており、
上記貫通導体部は、上記主面側に露出し、かつ平面視において上記ＬＥＤユニットと重なる主面露出部と、上記主面露出部に繋がり、上記底面に到達し、かつ平面視において上記ＬＥＤユニットとは重ならない位置に設けられた底面到達部と、を有しており、
上記パッドは、上記主面露出部の少なくとも一部を覆っている、請求項１２ないし１５のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１７】
上記主面露出部は、平面視において上記ＬＥＤユニットを内包している、請求項１６に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１８】
上記底面到達部は、平面視において少なくともその一部が上記ＬＥＤユニットと重ならない位置にある、請求項１６または１７に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１９】
上記パッドは、上記主面露出部のすべてを覆っている、請求項１６ないし１８のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【請求項２０】
上記貫通導体部は、Ａｇからなる、請求項１６ないし１９のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【請求項２１】
上記パッドは、Ａｕからなる表層を有する、請求項１６ないし２０のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【請求項２２】
上記底板部の上記底面には、上記貫通導体部と導通する実装電極が形成されている、請求項１６ないし２１のいずれかに記載のＬＥＤモジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−２３８６３３（Ｐ２０１２−２３８６３３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０４９２３（Ｐ２０１１−１０４９２３）
【出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
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