説明

LEDモジュール

【課題】 高輝度化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】 光源としてのLEDチップ200を備えたLEDモジュール101であって、LEDチップ200は、Siからなるサブマウント基板210、およびサブマウント基板210上に積層された半導体層220を有しており、サブマウント基板210のうち半導体層220が積層された面につながる側面210の少なくとも一部を覆い、半導体層220からの光を透過しない白色樹脂700を備え、白色樹脂700に覆われた側面211は、半導体層220の積層方向である第1方向において半導体層220寄りに位置し、第1方向視において半導体層220から遠ざかる方向に突出する突出部211aを有する。

【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、基板901にLEDチップ902が搭載されている。LEDチップ902は、枠状のリフレクタ905によって囲まれている。リフレクタ905によって囲まれた空間には、封止樹脂906が充填されている。LEDチップ902は、Siからなるサブマウント基板903とサブマウント基板903上に積層された半導体層904を有する。半導体層904は、サブマウント基板903を介して基板901に導通している。
【0003】
しかしながら、サブマウント基板903の材質であるSiは、半導体層904から発せられるたとえば青色光を吸収しやすい。このため、半導体層904から発せられた光のうち、サブマウント基板903へと進行した光は、サブマウント基板903に吸収されてしまう。したがって、LEDモジュール900の高輝度化が妨げられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2004−119743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】
本発明によって提供されるLEDモジュールは、光源として1以上のLEDチップを備えたLEDモジュールであって、上記LEDチップは、Siからなるサブマウント基板、および上記サブマウント基板上に積層された半導体層を有しており、上記サブマウント基板のうち上記半導体層が積層された面につながる側面の少なくとも一部を覆い、上記半導体層からの光を透過しない不透明樹脂を備え、上記不透明樹脂に覆われた上記側面は、上記半導体層の積層方向である第1方向において上記半導体層寄りに位置し、上記第1方向視において上記半導体層から遠ざかる方向に突出する突出部を有す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、上記突出部は、上記第1方向において上記半導体層に近づくほど、上記第1方向に対して直角である第2方向において上記半導体層から遠ざかる傾斜面を有する。
【0008】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記傾斜面は、上記サブマウント基板のうち上記半導体層が積層された面につながる。
【0009】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記傾斜面と、上記サブマウント基板のうち上記半導体層が積層された面との間には、上記第1方向に沿う面が形成されている。
【0010】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記突出部は、上記第1方向に沿う断面が矩形状である。
【0011】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記不透明樹脂は、白色である。
【0012】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記サブマウント基板は、上記第1方向視において矩形状をなす。
【0013】
本発明の好ましい実施の形態においては、基材および配線パターンを有する基板をさらに備えており、上記LEDチップは、上記基板に搭載されている。
【0014】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記基板に取り付けられており、かつ上記LEDチップを囲む反射面を有するリフレクタと、上記LEDチップを覆い、かつ上記LEDチップからの光を透過させる封止樹脂と、をさらに備える。
【0015】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記反射面は、上記サブマウント基板の側面に対応する4つの平面からなり、上記反射面における上記基板との境界線は、上記第1方向視において矩形状とされている。
【0016】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1方向視において、上記サブマウント基板の側面と上記反射面の境界線を構成する辺とは、互いに対応するものどうしがそれぞれ平行である。
【0017】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1方向視において、上記サブマウント基板の側面のうち互いに平行な第1の側面対と、これに対応する上記境界線を構成する辺との間のそれぞれの距離は、上記サブマウント基板の側面のうち互いに平行な第2の側面対と、これに対応する上記境界線を構成する辺との間のそれぞれの距離よりも小とされており、上記不透明樹脂は、少なくとも上記第1の側面対を覆っている。
【0018】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記不透明樹脂は、上記サブマウント基板の側面のすべてを覆っている。
【0019】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記不透明樹脂は、上記サブマウント基板から上記反射面にいたる環状領域のすべてを覆っている。
【0020】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1方向視において、上記サブマウント基板のうち上記基板に搭載される面のサイズは、上記半導体層のサイズよりも大とされている。
【0021】
本発明の好ましい実施の形態においては、金属製の複数のリードを備えており、上記LEDチップは、上記複数のリードのいずれかに搭載されている。
【0022】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のリードの少なくとも一部ずつを覆っており、かつ上記LEDチップを囲む反射面を有するリフレクタと、上記LEDチップを覆い、かつ上記LEDチップからの光を透過させる封止樹脂と、をさらに備える。
【0023】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記反射面は、上記サブマウント基板の側面に対応する4つの平面からなり、上記反射面における上記複数のリードとの境界線は、上記第1方向視において矩形状とされている。
【0024】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1方向視において、上記サブマウント基板の側面と上記反射面の境界線を構成する辺とは、互いに対応するものどうしがそれぞれ平行である。
【0025】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1方向視において、上記サブマウント基板の側面のうち互いに平行な第1の側面対と、これに対応する上記境界線を構成する辺との間のそれぞれの距離は、上記サブマウント基板の側面のうち互いに平行な第2の側面対と、これに対応する上記境界線を構成する辺との間のそれぞれの距離よりも小とされており、上記不透明樹脂は、少なくとも上記第1の側面対を覆っている。
【0026】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記不透明樹脂は、上記サブマウント基板の側面のすべてを覆っている。
【0027】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記不透明樹脂は、上記サブマウント基板から上記反射面にいたる環状領域のすべてを覆っている。
【0028】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1方向視において、上記サブマウント基板のうち上記リードに搭載される面のサイズは、上記半導体層のサイズよりも大とされている。
【0029】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記半導体層は、上記サブマウント基板に対して樹脂を介して接合されている。
【0030】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記サブマウント基板のうち上記半導体層が積層された面には、アルミニウム層が形成されている。
【0031】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記半導体層は、青色光を発する。
【0032】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記サブマウント基板には、上記半導体層に過大な逆電圧が印加されることを回避するためのツェナーダイオードが作りこまれている。
【0033】
このような構成によれば、上記半導体層からの光のうち、上記サブマウント基板の側面へと向かう光は、上記不透明樹脂によって遮蔽される。これにより、これらの光が上記サブマウント基板に吸収されることを抑制することが可能である。したがって、上記LEDモジュールの高輝度化を図ることができる。
【0034】
また、上記サブマウント基板の側面には、上記半導体層寄りに位置する突出部が設けられている。このため、上記不透明樹脂の形成時には、上記突出部によって不透明樹脂材料が堰き止められ、上記サブマウント基板上に搭載された上記半導体層が上記不透明樹脂によって覆われることは防止される。このことは、上記LEDモジュールの高輝度化を図るうえで好ましい。
【0035】
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】
【0036】
【図1】本発明の第1実施形態に基づくLEDモジュールを示す斜視図である。
【図2】図1のLEDモジュールを示す平面図である。
【図3】図2のIII−III線に沿う断面図である。
【図4】図2のIV−IV線に沿う断面図である。
【図5】図1のLEDモジュールを示す要部拡大断面図である。
【図6】サブマウント基板の製造方法を説明するための図である。
【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LEDモジュールを示す要部拡大断面図である。
【図10】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11】図10のXI−XI線に沿う断面図である。
【図12】図10のLEDモジュールを示す要部拡大断面図である。
【図13】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14】図13のXIV−XIV線に沿う断面図である。
【図15】図13のLEDモジュールを示す要部拡大断面図である。
【図16】本発明の第5実施形態に基づくLEDモジュールを示す斜視図である。
【図17】図16のLEDモジュールを示す平面図である。
【図18】図17のXVIII−XVIII線に沿う断面図である。
【図19】本発明の第6実施形態に基づくLEDモジュールを示す斜視図である。
【図20】図19のLEDモジュールを示す平面図である。
【図21】図20のXXI−XXI線に沿う断面図である。
【図22】サブマウント基板の他の例を示す図5と同様の断面図である。
【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】
【0037】
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。
【0038】
図1〜図5は、本発明の第1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101は、基板300、LEDチップ200、2つのワイヤ500、リフレクタ600、白色樹脂700、および封止樹脂800を備えている。なお、理解の便宜上、図1および図2においては、封止樹脂800を省略している。
【0039】
基板300は、基材310および基材310に形成された配線パターン320からなる。基材310は、矩形状であり、たとえばガラスエポキシ樹脂からなる。配線パターン320は、たとえばCuまたはAgなどの金属からなり、ボンディング部321,322、迂回部323,324、および実装端子325,326を有する。ボンディング部321,322は、基材310の上面に形成されている。迂回部323,324は、ボンディング部321,322につながっており、基材310の両側面に形成されている。実装端子325,326は、基材310の下面に形成されており、迂回部323,324につながっている。実装端子325,326は、LEDモジュール101をたとえば回路基板に実装するために用いられる。
【0040】
LEDチップ200は、Siからなるサブマウント基板210とたとえばGaNからなるn型半導体層、活性層およびp型半導体層が積層された半導体層220とを有する構造とされており、たとえば青色光を発する。サブマウント基板210のうち半導体層220が積層される面(以下、サブマウント基板210の上面という)には、たとえばスパッタリングなどの手法によりアルミニウム層(図示略)が形成されている。アルミニウム層としては、アルミニウム単体層、あるいはアルミニウムと銅を含む複数種の金属からなる層などを採用することができる。図5に示すように、半導体層220は、サブマウント基板210に対して、たとえばシリコーン樹脂などの透明樹脂240を介して接合されている。サブマウント基板210は、絶縁性ペースト251によって基材310上に接合されている。半導体層220には、2つの電極(図示略)が形成されている。これらの電極には、2つのワイヤ500それぞれの一端がボンディングされており、LEDチップ200は、いわゆる2ワイヤタイプとして構成されている。一方のワイヤ500の他端は、ボンディング部321にボンディングされており、他方のワイヤ500の他端は、ボンディング部322にボンディングされている。
【0041】
図2に示すように、サブマウント基板210は、平面視(半導体層220の積層方向である第1方向視)において矩形状とされており、サブマウント基板210の上面につながる4つの側面211を有する。図5に示すように、サブマウント基板210の側面211には、半導体層220寄りに位置する突出部211aが形成されている。突部211aは、平面視において半導体層220から遠ざかる方向に突出しており、断面が矩形状とされている。側面211のうち突出部211aが形成されていない部分は、半導体層220の厚さ方向に直角である方向(第2方向)に対して直角な面とされている。
【0042】
図2〜図5から理解されるように、平面視において、サブマウント基板210のうち基板300に搭載される面のサイズは、半導体層220のサイズよりも大とされている。
LEDチップ200の寸法の一例を挙げると、サブマウント基板210は、平面視において一辺が1mm程度(基板300に搭載される面の寸法)の正方形状であり、厚さが300μm程度である。突出部211aが外側に突き出す長さは、10〜15μm程度とされ、突出部211aにおけるサブマウント基板210の厚さ方向の寸法は、30μm程度である。半導体層220は、平面視において一辺が610μm程度の正方形状であり、厚さが150μm程度である。
【0043】
リフレクタ600は、たとえば白色樹脂からなり、LEDチップ200を囲む枠状である。リフレクタ600には、反射面610が形成されている。反射面610は、LEDチップ200を囲んでおり、サブマウント基板210の4つの側面211にそれぞれ対応する4つの平面からなる。本実施形態においては、反射面610は、基板300の厚さ方向において基板300から離間するほど、基板300の厚さ方向に対して直角である方向においてLEDチップ200から遠ざかるように傾斜している。図2に示すように、本実施形態においてはまた、反射面610における基板300との境界線611は、平面視において矩形状とされており、この境界線を構成する辺(611a,611b)と、サブマウント基板210の側面211とは、互いに対応するものどうしがそれぞれ平行となっている。リフレクタ600の寸法の一例を挙げると、上記境界線が、1.7mm×4.5mm程度の長矩形状とされており、高さ方向(基板300の厚さ方向と同じ方向)の寸法が1mm程度である。
【0044】
そして、上記のリフレクタ600およびサブマウント基板210の寸法から理解されるように、平面視において、サブマウント基板210の側面211のうち互いに平行な対(図2において上下の対)と、これに対応する、境界線を構成する辺511aとの間のそれぞれの距離L1は、350μm程度とされる。一方、サブマウント基板210の側面211のうち、互いに平行な他の対(図2において左右の対)と、これに対応する、境界線を構成する辺511bとの間のそれぞれの距離L2は、1.7mm程度とされる。このように、上記の距離L1は、距離L2よりも小とされている。
【0045】
白色樹脂700は、LEDチップ200からの光を透過しない、白色を呈する樹脂材料からなり、本発明で言う不透明樹脂の一例に相当する。白色樹脂700は、たとえばシリコーン樹脂に酸化チタン粒子が混入されたものである。白色樹脂700は、サブマウント基板210の側面211のすべてを覆っている。本実施形態ではまた、白色樹脂700は、サブマウント基板210からリフレクタ600の反射面610にいたる環状領域のすべてを覆っている。一方、半導体層220は、白色樹脂700によっては覆われていない。
【0046】
封止樹脂800は、LEDチップ200を覆っており、反射面610によって囲まれた空間を埋めている。封止樹脂800は、たとえば透明なエポキシ樹脂に蛍光体材料が混入された材質からなる。この蛍光体材料は、たとえばLEDチップ200の半導体層220から発せられる青色光によって励起されることにより黄色光を発する。これらの青色光と黄色光とを混色することにより、LEDモジュール101は、白色光を発する。なお、上記蛍光体材料としては、青色光によって励起されることにより赤色光を発するものと、緑色光を発するものを用いてもよい。
【0047】
LEDモジュール101の製造方法の一例を挙げる。まず、サブマウント基板210に半導体層220を接合する。側面211において断面矩形状の突出部211aを有するサブマウント基板210の形成は、たとえば、図6に示すように、Si基板260を、幅の大きい円盤状のブレード270によって所定深さまで切削して溝部261を形成し(図6(a)参照)、その溝部261の一部を幅の小さいブレード280によって切断する(図6(b)参照)ことにより行う。次に、基板300にリフレクタ600を形成する。次いで、基板300にLEDチップ200を搭載する。ついで、LEDチップ200にワイヤ500をボンディングする。次いで、白色樹脂700を形成する。白色樹脂700の形成は、たとえば、図2で示されるサブマウント基板210の左右の側面211の対と、これに対応するリフレクタ600の反射面610との間に白色樹脂材料を注入し、硬化させることにより行う。白色樹脂材料は、注入時には流動性に富む。このため、図2で示されるサブマウント基板210の上下の側面211の対と、これに対応するリフレクタ600の反射面610との間は狭いが、毛細管現象により、白色樹脂材料は、上記上下の側面211の対と、これに対応する反射面610との間にも行き届く。このようにして、白色樹脂700は、サブマウント基板210からリフレクタ600の反射面610にいたる環状領域のすべてを覆う。そして、封止樹脂800を形成することにより、LEDモジュール101が完成する。
【0048】
次に、LEDモジュール101の作用について説明する。
【0049】
本実施形態によれば、半導体層220からの光のうち、サブマウント基板210の側面211へと向かう光は、白色樹脂700によって遮蔽される。これにより、これらの光がサブマウント基板210に吸収されることを抑制することができる。しかも、白色樹脂700は、たとえばSiと比べて反射率が高いため、半導体層220からの光を好適に反射する。したがって、LEDチップ200から発せられた光のうち封止樹脂800から出射される割合を高めることが可能であり、LEDモジュール101の高輝度化を図ることができる。
【0050】
反射面610に囲まれた領域は、LEDチップ200が占める領域を除き、白色樹脂700によって覆われている。これにより、LEDチップ200の半導体層220からの光をより多く反射することが可能である。このことは、LEDモジュール101の高輝度化に好適である。
【0051】
サブマウント基板210の側面211には、半導体層220寄りに位置する突出部211aが設けられている。このため、白色樹脂700の形成時には、この突出部211aによって白色樹脂材料が堰き止められ、サブマウント基板210上に搭載された半導体層220が白色樹脂700によって覆われることは防止される。このことは、LEDモジュール101の高輝度化を図るうえで好ましい。
【0052】
突出部211aは、断面矩形状とされており、2つの角部を有する。このため、白色樹脂700の形成時には、白色樹脂材料は、表面張力の影響によって上記2つの角部のいずれかで堰き止められやすい。
【0053】
また、白色樹脂700の形成時には、図2で示されるサブマウント基板210の上下の側面211の対と、これに対応するリフレクタ600の反射面610との間には、毛細管現象によって白色樹脂材料が流れ込むので、白色樹脂材料は、上記上下の側面211をつたってサブマウント基板210の上面に這い上がりやすい。これに対し、上記上下の側面211に設けられた突出部211aによって、白色樹脂材料がサブマウント基板210の上面に這い上がるのを適切に防止することができる。
【0054】
サブマウント基板210の上面には、アルミニウム層が形成されている。アルミニウム層が形成された表面は、Siと比べて反射率が高いため、サブマウント基板210の上面によって半導体層220からの光が反射される。このことは、LEDモジュール101の高輝度化を図るうえで好ましい。
【0055】
平面視において、サブマウント基板210のうち基板300に搭載される面のサイズは、半導体層220のサイズよりも大とされている。このため、半導体層220から発せられた熱を、サブマウント基板210を介して基板300側に効率よく逃がすことができる。
【0056】
図7〜図21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。
【0057】
図7〜図9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102は、LEDチップ200の構成が上述したLEDモジュール101と異なっている。
【0058】
本実施形態においては、半導体層220には、サブマウント基板210側に電極が形成され、ワイヤ500は、サブマウント基板210に接合されている。より具体的には、図9に示すように、半導体層220には、サブマウント基板210側に2つの電極パッド230が形成されている。これらの電極パッド230は、サブマウント基板210に形成された配線パターン(図示略)に導電性ペースト231によって接合されている。サブマウント基板210には、2つの電極(図示略)が形成されている。これらの電極には、2つのワイヤ500それぞれの一端がボンディングされている。また、サブマウント基板210には、半導体層220に過大な逆電圧が印加されることを防止するためのツェナーダイオード(図示略)が作りこまれている。
【0059】
本実施形態では、サブマウント基板210の側面211に形成された突出部211aの形状が上記実施形態と異なっている。図9に示すように、サブマウント基板210の側面211には、半導体層220寄りに位置する突出部211aが形成されている。突部211aは、半導体層220の厚さ方向(第1方向)において半導体層220に近づくほど、半導体層220の厚さ方向に直角である方向(第2方向)において半導体層220から遠ざかる傾斜面211bを有する。傾斜面211bは、サブマウント基板210の上面につながっている。このような突出部211aを有するサブマウント基板210の形成は、たとえば、外周が先鋭状とされた円盤状のブレードを用いてSi基板を切断することにより行うことができる。
【0060】
このような実施形態によっても、LEDモジュール102の高輝度化を図ることができる。また、サブマウント基板210の側面211には、傾斜面211bを有する突出部211aが設けられている。このため、白色樹脂700の形成時には、この突出部211aによって白色樹脂材料が堰き止められ、サブマウント基板210上に搭載された半導体層220が白色樹脂600によって覆われることは防止される。このことは、LEDモジュール102の高輝度化を図るうえで好ましい。
【0061】
傾斜面211bがサブマウント基板210の上面につながっていることにより、突出部211aは、先鋭状の角部を有する。このため、白色樹脂700の形成時には、白色樹脂材料は、表面張力の影響によって上記角部で堰き止められやすい。
【0062】
本実施形態では、サブマウント基板210に作りこまれたツェナーダイオードにより、半導体層220に過大な逆電圧が印加されることを防止することができる。特に、青色光を発する半導体層220は、一般的にGaN系の半導体からなり、逆電圧の印加によって損傷を受けやすい。本実施形態によれば、青色光を発するLEDチップ200を適切に保護することができる。
【0063】
図10〜図12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103は、LEDチップ200の構成が上述したLEDモジュール101と異なっている。
【0064】
図12に示すように、本実施形態においては、LEDチップ200のサブマウント基板210には、1つのワイヤ500のみがボンディングされており、LEDチップ200は、いわゆる1ワイヤタイプとして構成されている。このワイヤ500は、ボンディング部322に接続されている。サブマウント基板210の下面には、図示しない電極が形成されている。この電極は、サブマウント基板210に形成された導通経路(図示略)を介して1つの電極パッド230と導通するとともに、導電性ペースト252によって、ボンディング部321に導通接合されている。
【0065】
本実施形態では、サブマウント基板210の側面211に形成された突出部211aの形状が上記実施形態と異なっている。図12に示すように、サブマウント基板210の側面211には、半導体層220寄りに位置する突出部211aが形成されている。突部211aは、半導体層220の厚さ方向(第1方向)において半導体層220に近づくほど、半導体層220の厚さ方向に直角である方向(第2方向)において半導体層220から遠ざかる傾斜面211bを有する。本実施形態の傾斜面211bは、上述のLEDモジュール102における傾斜面211bよりも基板300寄りに位置しており、傾斜面211bとサブマウント基板210の上面との間には、半導体層220の厚さ方向に沿う面211cが形成されている。
【0066】
このような実施形態によっても、LEDモジュール103の高輝度化を図ることができる。また、サブマウント基板210の側面211には、傾斜面211bを有する突出部211aが設けられている。このため、白色樹脂700の形成時には、この突出部211aによって白色樹脂材料が堰き止められ、サブマウント基板210上に搭載された半導体層220が白色樹脂600によって覆われることは防止される。このことは、LEDモジュール103の高輝度化を図るうえで好ましい。
【0067】
突出部211aは、傾斜面211bおよび面211cを有することにより、2つの角部を有する。このため、白色樹脂700の形成時には、白色樹脂材料は、表面張力の影響によって上記2つの角部のいずれかで堰き止められやすい。
【0068】
図13〜図15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104は、LEDチップ200の構成が上述したLEDモジュール101と異なっている。
【0069】
図15に示すように、本実施形態においては、LEDチップ200のサブマウント基板210の下面には、2つの電極パッド232が形成されている。これらの電極パッド232は、サブマウント基板210内に形成された導通経路(図示略)を介して、2つの電極パッド230と導通している。2つの電極パッド232は、導電性ペースト252を介してボンディング部321,322に導通接続されている。このような構成のLEDチップ200は、いわゆるフリップチップタイプと称される。本実施形態では、サブマウント基板210の側面211に形成された突出部211aは、上述のLEDモジュール103と同様に傾斜面211bおよび面211cを有する。
【0070】
このような実施形態によっても、LEDモジュール104の高輝度化を図ることができる。また、サブマウント基板210の側面211には、傾斜面211bを有する突出部211aが設けられている。このため、白色樹脂700の形成時には、この突出部211aによって白色樹脂材料が堰き止められ、サブマウント基板210上に搭載された半導体層220が白色樹脂700によって覆われることは防止される。このことは、LEDモジュール104の高輝度化を図るうえで好ましい。
【0071】
図16〜図18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105は、リード410,420を備える点、およびリフレクタ600の構成が上述したLEDモジュール101と異なっている。
【0072】
リード410,420は、たとえばCuまたはCu合金からなるプレートに対して打ち抜き加工および曲げ加工を施すことによって形成されている。リード410は、ボンディング部411、迂回部412、実装端子413を有している。リード420は、ボンディング部421、迂回部422、実装端子423を有している。ボンディング部411には、LEDチップ200がボンディングされている。ボンディング部411と実装端子413とは互いに略平行であり、迂回部412によって互いに連結されている。ボンディング部421と実装端子423とは互いに略平行であり、迂回部422によって互いに連結されている。本実施形態のLEDチップ200は、図9に示された2ワイヤタイプとして構成されている。2つのワイヤ500の一方はボンディング部411にボンディングされており、他方はボンディング部421にボンディングされている。
【0073】
リフレクタ600は、枠状部620と土台部630とを有している。枠状部620は、反射面610が形成された部分であり、LEDチップ200を囲んでいる。土台部630は、枠状部620の下方につながっており、リード410,420によって抱え込まれた格好となっている。
【0074】
本実施形態では、サブマウント基板210の側面211に形成された突出部211aの形状は、上述のLEDモジュール101と同様に断面矩形状とされている。
【0075】
このような実施形態によっても、LEDモジュール105の高輝度化を図ることができる。また、金属プレートからなるリード410,420は、比較的熱伝導に優れる。このため、LEDチップ200(半導体層220)から発せられた熱をより効率よくLEDモジュール105外へと放散することができる。
【0076】
図19〜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106は、リード430,440を備える点が上述したLEDモジュール101と異なっている。
【0077】
リード430,440は、たとえばCuまたはCu合金などの金属製のプレートに対して打ち抜き加工を施すことによって形成されている。リード430,440の間には、樹脂450が充填されている。一方のリード430には、LEDチップ200が搭載されている。リード430,440のうちLEDチップ200が搭載される側の面には、Ag膜431,441が形成されている。リード430,440のうちLEDチップ200が搭載される側の面とは反対側の面は、実装端子432,442とされている。実装端子432,442は、LEDモジュール106をたとえば回路基板に実装するために用いられる。
【0078】
本実施形態では、サブマウント基板210の側面211に形成された突出部211aの形状は、上述のLEDモジュール101と同様に断面矩形状とされている。
【0079】
このような実施形態によっても、LEDモジュール106の高輝度化を図ることができる。また、金属プレートからなるリード430,440は、比較的熱伝導に優れる。このため、LEDチップ200(半導体層220)から発せられた熱をより効率よくLEDモジュール106外へと放散することができる。
【0080】
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。
【0081】
上記実施形態では、サブマウント基板210の側面211に形成された突出部211aが傾斜面211bを有する構成について説明したが、たとえば、サブマウント基板210の側面211は、サブマウント基板210のうち半導体層220が形成された面とは反対側の面につながる傾斜面を備える構成としてもよい。図22は、そのような傾斜面211dを有する構成の一例を示している。傾斜面211dは、半導体層220の厚さ方向(第1方向)において半導体層220に近づくほど、半導体層220の厚さ方向に直角である方向(第2方向)において半導体層220から遠ざかっている。
【符号の説明】
【0082】
101〜106 LEDモジュール
200 LEDチップ
210 サブマウント基板
211 側面
211a 突出部
211b 傾斜面
211c (第1方向に沿う)面
211d 傾斜面
220 半導体層
230 電極パッド
231 導電性ペースト
232 電極パッド
240 透明樹脂(樹脂)
251 絶縁性ペースト
252 導電性ペースト
300 基板
310 基材
320 配線パターン
321,322 ボンディング部
322 ボンディング部
323,324 迂回部
325,236 実装端子
410,420,430,440 リード
411,421 ボンディング部
412,422 迂回部
413,423 実装端子
415,425 延出部
431,441 Ag膜
432,442 実装端子
500 ワイヤ
600 リフレクタ
610 反射面
611 境界線
611a,611b (境界線を構成する)辺
620 枠状部
630 土台部
700 白色樹脂(不透明樹脂)
800 封止樹脂

【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源として1以上のLEDチップを備えたLEDモジュールであって、
上記LEDチップは、Siからなるサブマウント基板、および上記サブマウント基板上に積層された半導体層を有しており、
上記サブマウント基板のうち上記半導体層が積層された面につながる側面の少なくとも一部を覆い、上記半導体層からの光を透過しない不透明樹脂を備え、
上記不透明樹脂に覆われた上記側面は、上記半導体層の積層方向である第1方向において上記半導体層寄りに位置し、上記第1方向視において上記半導体層から遠ざかる方向に突出する突出部を有することを特徴とする、LEDモジュール。
【請求項2】
上記突出部は、上記第1方向において上記半導体層に近づくほど、上記第1方向に対して直角である第2方向において上記半導体層から遠ざかる傾斜面を有する、請求項1に記載のLEDモジュール。
【請求項3】
上記傾斜面は、上記サブマウント基板のうち上記半導体層が積層された面につながる、請求項2に記載のLEDモジュール。
【請求項4】
上記傾斜面と、上記サブマウント基板のうち上記半導体層が積層された面との間には、上記第1方向に沿う面が形成されている、請求項2に記載のLEDモジュール。
【請求項5】
上記突出部は、上記第1方向に沿う断面が矩形状である、請求項1に記載のLEDモジュール。
【請求項6】
上記不透明樹脂は、白色である、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】
上記サブマウント基板は、上記第1方向視において矩形状をなす、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】
基材および配線パターンを有する基板をさらに備えており、
上記LEDチップは、上記基板に搭載されている、請求項7に記載のLEDモジュール。
【請求項9】
上記基板に取り付けられており、かつ上記LEDチップを囲む反射面を有するリフレクタと、
上記LEDチップを覆い、かつ上記LEDチップからの光を透過させる封止樹脂と、をさらに備える、請求項8に記載のLEDモジュール。
【請求項10】
上記反射面は、上記サブマウント基板の側面に対応する4つの平面からなり、
上記反射面における上記基板との境界線は、上記第1方向視において矩形状とされている、請求項9に記載のLEDモジュール。
【請求項11】
上記第1方向視において、上記サブマウント基板の側面と上記反射面の境界線を構成する辺とは、互いに対応するものどうしがそれぞれ平行である、請求項10に記載のLEDモジュール。
【請求項12】
上記第1方向視において、上記サブマウント基板の側面のうち互いに平行な第1の側面対と、これに対応する上記境界線を構成する辺との間のそれぞれの距離は、上記サブマウント基板の側面のうち互いに平行な第2の側面対と、これに対応する上記境界線を構成する辺との間のそれぞれの距離よりも小とされており、
上記不透明樹脂は、少なくとも上記第1の側面対を覆っている、請求項11に記載のLEDモジュール。
【請求項13】
上記不透明樹脂は、上記サブマウント基板の側面のすべてを覆っている、請求項12に記載のLEDモジュール。
【請求項14】
上記不透明樹脂は、上記サブマウント基板から上記反射面にいたる環状領域のすべてを覆っている、請求項13に記載のLEDモジュール。
【請求項15】
上記第1方向視において、上記サブマウント基板のうち上記基板に搭載される面のサイズは、上記半導体層のサイズよりも大とされている、請求項8ないし14のいずれかに記載のLEDモジュール。
【請求項16】
金属製の複数のリードを備えており、
上記LEDチップは、上記複数のリードのいずれかに搭載されている、請求項7に記載のLEDモジュール。
【請求項17】
上記複数のリードの少なくとも一部ずつを覆っており、かつ上記LEDチップを囲む反射面を有するリフレクタと、
上記LEDチップを覆い、かつ上記LEDチップからの光を透過させる封止樹脂と、をさらに備える、請求項16に記載のLEDモジュール。
【請求項18】
上記反射面は、上記サブマウント基板の側面に対応する4つの平面からなり、
上記反射面における上記複数のリードとの境界線は、上記第1方向視において矩形状とされている、請求項17に記載のLEDモジュール。
【請求項19】
上記第1方向視において、上記サブマウント基板の側面と上記反射面の境界線を構成する辺とは、互いに対応するものどうしがそれぞれ平行である、請求項18に記載のLEDモジュール。
【請求項20】
上記第1方向視において、上記サブマウント基板の側面のうち互いに平行な第1の側面対と、これに対応する上記境界線を構成する辺との間のそれぞれの距離は、上記サブマウント基板の側面のうち互いに平行な第2の側面対と、これに対応する上記境界線を構成する辺との間のそれぞれの距離よりも小とされており、
上記不透明樹脂は、少なくとも上記第1の側面対を覆っている、請求項19に記載のLEDモジュール。
【請求項21】
上記不透明樹脂は、上記サブマウント基板の側面のすべてを覆っている、請求項20に記載のLEDモジュール。
【請求項22】
上記不透明樹脂は、上記サブマウント基板から上記反射面にいたる環状領域のすべてを覆っている、請求項21に記載のLEDモジュール。
【請求項23】
上記第1方向視において、上記サブマウント基板のうち上記リードに搭載される面のサイズは、上記半導体層のサイズよりも大とされている、請求項16ないし22のいずれかに記載のLEDモジュール。
【請求項24】
上記半導体層は、上記サブマウント基板に対して樹脂を介して接合されている、請求項1ないし23のいずれかに記載のLEDモジュール。
【請求項25】
上記サブマウント基板のうち上記半導体層が積層された面には、アルミニウム層が形成されている、請求項1ないし24のいずれかに記載のLEDモジュール。
【請求項26】
上記半導体層は、青色光を発する、請求項1ないし25のいずれかに記載のLEDモジュール。
【請求項27】
上記サブマウント基板には、上記半導体層に過大な逆電圧が印加されることを回避するためのツェナーダイオードが作りこまれている、請求項26に記載のLEDモジュール。
【請求項28】
光源として1以上のLEDチップを備えたLEDモジュールであって、
上記LEDチップは、Siからなるサブマウント基板、および上記サブマウント基板上に積層された半導体層を有しており、
上記サブマウント基板のうち上記半導体層が積層された面につながる側面の少なくとも一部を覆い、上記半導体層からの光を透過しない不透明樹脂を備え、
上記不透明樹脂に覆われた上記側面は、上記サブマウント基板のうち上記半導体層が積層された面とは反対側の面につながり、上記半導体層の積層方向である第1方向において上記半導体層に近づくほど、上記第1方向に対して直角である第2方向において上記半導体層から遠ざかる傾斜面を有することを特徴とする、LEDモジュール。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【公開番号】特開2013−89717(P2013−89717A)
【公開日】平成25年5月13日(2013.5.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−227843(P2011−227843)
【出願日】平成23年10月17日(2011.10.17)
【出願人】(000116024)ローム株式会社 (3,539)
【Fターム(参考)】