(57)【要約】【課題】基板上に実装されたＬＥＤからの放熱性を改善できるとともに、発光とその停止に伴うヒートサイクルに起因するモジュール基板に対する封止樹脂の剥離を抑制でき発光モジュールを提供する。【解決手段】モジュール基板２の表面の一部に複数の金属製の熱拡散層６，７を設ける。これら熱拡散層６，７とともにモジュール基板２の表面に凹凸を形成する配線導体１６，１７をモジュール基板２の表面に設ける。配線導体１６，１７を通じて給電される複数個のＬＥＤ３２を、各熱拡散層６，７上に夫々複数個実装する。透光性の封止樹脂４８をモジュール基板２に被着して、この封止樹脂４８で熱拡散層６，７、配線導体１６，１７、及び各ＬＥＤ３２を埋めたことを特徴としている。【選択図】図２
2010205776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュール基板と；
このモジュール基板の表面の一部に設けられた複数の金属製の熱拡散層と；
前記モジュール基板の表面に設けられて、前記熱拡散層とともに前記モジュール基板の表面に凹凸を形成する複数の配線導体と；
前記各熱拡散層上に夫々複数個実装されるとともに前記配線導体を通じて給電される複数個のＬＥＤと；
前記熱拡散層、配線導体、及びＬＥＤを埋めて前記モジュール基板に被着された透光性の封止樹脂と；
を具備したことを特徴とする発光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通電により発光するチップ状のＬＥＤ（発光ダイオード）を複数有して、これらを一斉に発光させて、例えば投光器や照明器具の光源等に使用される発光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
表面が樹脂板からなる金属ベース基板製の装置基板の一面に、四角い枠からなるリフレクタを設け、このリフレクタの内側に、直列回路をなすチップ列をこの列が延びる方向と直交する方向に複数並設するとともに、蛍光体が混ぜられたシリコーン樹脂等の透光性封止樹脂をリフレクタの内側に充填して、この封止樹脂で各チップ列を埋設したＣＯＢ（chip on board）型の照明装置が、従来技術として知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この照明装置でチップ列の夫々は、一対の素子電極を有した複数のＬＥＤチップを、列をなして配設するとともに、列が延びる方向に隣接されたＬＥＤチップの素子電極にボンディングワイヤの両端をワイヤボンディングにより接合して、各ＬＥＤチップを直列接続して形成されている。したがって、この照明装置は、チップ列の周りに位置されて所定のパターンで形成される配線導体を装置基板上に設けることが不要であるので、構成が簡単である。又、前記照明装置の各ＬＥＤチップは青色の光を発するものであり、この青色の光で励起されて黄色の光を放射する蛍光体が封止樹脂に混ぜられている。このため、照明装置は、黄色の光と青色の光が混じることにより形成される白色の光で照明をすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７７５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の照明装置の点灯時にチップ列の各ＬＥＤチップは発熱する。この発熱の多くは装置基板を通ってこの基板の裏側に放出されるが、装置基板とＬＥＤチップとの間の熱伝導面積は、ＬＥＤチップの大きさに限られている。このため、ＬＥＤチップから装置基板への熱の伝導性が良くない。更に、封止樹脂は、ＬＥＤチップにより加熱される他、励起される蛍光体の発熱によっても加熱されるので、封止樹脂の温度も上昇する。これらの理由により、特許文献１に記載の照明装置では、各ＬＥＤチップの温度が上がり易く、その発光効率を維持する上で改善の余地がある。
【０００６】
そこで、本出願人は、各チップ列の実装領域に対応した大きさの熱拡散層を装置基板の表面に設けて、この熱拡散層上に、チップ列を実装する工夫を採用して、このチップ列が有した各ＬＥＤチップから装置基板への熱の伝導性を向上した発光モジュールを開発した。
【０００７】
この発光モジュールにおいて、熱拡散層は金属製であるので、光の利用方向への取出し効率を向上する上で、熱拡散層の少なくとも表面はこの表面で光を反射できる銀や金若しくはニッケルで形成することが好ましい。しかし、こうした熱拡散層の採用に伴い本発明者は以下の課題があることが見出した。
【０００８】
即ち、本発明者が各種の試作をした結果、表面が銀や金若しくはニッケルで形成された熱拡散層と、封止樹脂として用いることが可能な透明シリコーン樹脂又はウレタン樹脂或いはアクリル樹脂との接着性は強くないことが分かった。一方、発光モジュールの発光開始と発光停止に伴い、発光モジュールが伸び縮みするヒートサイクルは知られている。
【０００９】
そのため、発光モジュールをなした各部材の熱膨張率の差を原因とする各部材の寸法変化により、封止樹脂とこれが接している部材との界面にストレスが作用することは避けられない。そして、既述のように封止樹脂とこれに被着されている熱拡散層との接着の信頼性は低いので、前記ストレスによって封止樹脂が剥離する恐れが考えられる。このような事態に至ることは適当ではなく、発光モジュールの耐久性を担保する上では改善の余地がある。
【００１０】
以上のように従来技術では、基板上に実装されたＬＥＤからの放熱性を改善する余地があるとともに、その改善において熱拡散層が剥離する恐れがあるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、モジュール基板と；このモジュール基板の表面の一部に設けられた金属製の熱拡散層と；前記モジュール基板の表面に設けられて、前記熱拡散層とともに前記モジュール基板の表面に凹凸を形成する複数の配線導体と；前記各熱拡散層上に夫々複数個実装されるとともに前記配線導体を通じて給電される複数個のＬＥＤと；前記熱拡散層、配線導体、及びＬＥＤを埋めて前記モジュール基板に被着された透光性の封止樹脂と；を具備したことを特徴としている。
【００１２】
請求項１の発明で、チップ状のＬＥＤ（発光ダイオード）とは、ベアチップからなるＬＥＤを指している。請求項１の発明で、モジュール基板は、合成樹脂又はガラス或いはセラミックスの絶縁層を用いることができ、この場合、絶縁層は一枚であっても複数積層しあってもよく、又、絶縁層の裏面に放熱促進用の金属板を積層してなるモジュール基板を用いることができる。請求項１の発明で、モジュール基板の表面とは発光モジュールが発光した光が取出される側を指している。
【００１３】
請求項１の発明で熱拡散層は、複数のＬＥＤを実装できる大きさであり、この熱拡散層をなす金属層は単層又は異種金属を二層以上積層して形成されていても良く、その表面での良好な光の反射性能を得るために少なくとも前記表面を、銀又は金或いはニッケルで形成することが好ましい。請求項１の発明で、配線導体はＬＥＤに電気的に接続されこのＬＥＤへの通電を担うために設けられていて、この配線導体を熱拡散層と同種の金属製とすることは、配線導体と熱拡散層を同時に製造できる点で好ましい。更に、配線導体を熱拡散層に沿うように熱拡散層の周りに設けることは、この配線導体とＬＥＤとの電気的接続の距離を短くし、それにより、モジュール基板の大形化を抑制できる点で好ましい。
【００１４】
請求項１の発明で、封止樹脂には、透明シリコーン樹脂、透明ウレタン樹脂、透明アクリル樹脂等の透光性樹脂を用いることができる。発光モジュールから白色の光を出射させるために、ＬＥＤが青色の光を放射する場合、放射された青色の光で励起されて黄色の光を放射する黄色蛍光体を封止樹脂に混ぜるとよい。同様に、発光モジュールから白色の光を出射させるために、ＬＥＤが紫外線を放射する場合、放射された紫外線で励起されて赤色の光を放射する赤色蛍光体、同紫外線で励起されて緑色の光を放射する緑色蛍光体、同紫外線で励起されて青色の光を放射する青色蛍光体を封止樹脂に混ぜると良い。更に、赤色、緑色、青色の光を放射する三種のＬＥＤを一組として、この組が熱拡散層上に複数実装される場合、蛍光体を混ぜていない封止樹脂を用いればよい。
【００１５】
この請求項１に係る発明の発光モジュールは、モジュール基板上に複数の熱拡散層を設けて、それらの上に夫々複数のＬＥＤを実装し、これらＬＥＤがモジュール基板上に設けた配線導体を通じて給電される構成を有している。これにより、発光中に各ＬＥＤが発した熱の多くが、個々のＬＥＤよりも遥かに大面積の熱拡散層全体に熱伝導して拡散された上で、この熱拡散層全体からモジュール基板に熱伝導により伝えられるので、ＬＥＤからの放熱性が向上され、ＬＥＤの温度過昇を抑制できる。
【００１６】
更に、請求項１に係る発明の発光モジュールでは、モジュール基板上に被着された封止樹脂の内で、熱拡散層及び配線導体を埋めた部分が、これら熱拡散層及び配線導体により形成された凹凸に見合った形状をなして熱拡散層及び配線導体に接着されている。そのため、熱拡散層及び配線導体に対する封止樹脂の接着部分を、封止樹脂に対するアンカーとして機能させることができる。したがって、熱拡散層を用いたことに伴いこの層と封止樹脂との接着性が良くないにも拘らず、モジュール基板に対する封止樹脂の接着性を前記アンカー機能により補って、ＬＥＤの発光とその停止に伴うヒートサイクルに起因して封止樹脂がモジュール基板から剥離することを抑制できる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、基板上に実装されたＬＥＤからの放熱性を改善できるとともに、ＬＥＤの発光とその停止に伴うヒートサイクルに起因してモジュール基板に対し封止樹脂が剥離することを抑制でき、発光モジュールの耐久性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る発光モジュールをその一部を省略して示す正面図である。
【図２】図１中矢印Ｆ２−Ｆ２線に沿って示す断面図である。
【図３】図１中Ｆ３部の拡大正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図１〜図３を参照して本発明の一実施の形態について、詳細に説明する。
【００２０】
図１中符号１はＣＯＢ（chip on board）型の発光モジュールを示している。発光モジュール１は、例えばスポットライトの投影レンズ群の焦点に配置されて、このライトの光源として使用される。
【００２１】
発光モジュール１は、モジュール基板２と、複数の熱拡散層６〜１０と、複数の配線導体１１〜２０と、発光グループ２１〜３０と、端部ボンディングワイヤ４１と、保護層４２と、枠体４４と、封止樹脂４８とを具備している。
【００２２】
モジュール基板２は、所定形状例えば図１に示すように四角形であるとともに、図２に示すように絶縁層３の裏面に金属板４を積層して形成されている。絶縁層３は合成樹脂製である。金属板４はアルミニウム又はその合金からなる。なお、図１中符号２ａはモジュール基板２の四隅に開口された取付け孔を示している。
【００２３】
図１に示すように例えば５個の熱拡散層６〜１０は、モジュール基板２の互いに平行な二辺を結ぶ方向に延びる長方形状をなしていて、同じ大きさであるとともに、モジュール基板２の互いに平行な他の二辺を結ぶ方向に間隔を置いて並べられている。これら熱拡散層６〜１０は、図２に示すようにモジュール基板２の表面に積層されている。
【００２４】
各熱拡散層６〜１０は、例えば絶縁層３上に積層された銅と、この銅層上にめっき等により積層されたニッケルと、このニッケル上にめっき等により積層された表層で形成されている。表層は、絶縁層３よりも光の反射率が高い金属からなり、その光反射率は６０％以上である。こうした条件を好適に満たす表層として例えば本実施形態で採用した銀の層を挙げることができる。これら熱拡散層６〜１０の厚みは、可能な限り厚い方が好ましく、例えば３５μｍである。
【００２５】
なお、熱拡散層６〜１０は二層でも一層でも差し支えず、例えば銀又は金或いはニッケルの単層でもよいとともに、銅層の上に銀又は金或いはニッケルの表層を積層してなる二層であっても良いが、その少なくとも表層は銀製であることが好ましい。
【００２６】
夫々が一対の配線導体１１〜２０は、モジュール基板２の表面に積層され、これらも、銅とニッケルと銀の三層構造をなしているが、熱拡散層６〜１０と同様に二層でも一層でも差し支えない。配線導体１１〜２０と熱拡散層６〜１０は、エッチングやめっき処理等により同時に形成されたものである。したがって、配線導体１１〜２０の厚みも例えば３５μｍであり、それらの表層は例えば銀製で６０％以上の光反射率を有している。このような表層を有した各配線導体１１〜２０は、その表層に入射した光を効果的に光の利用方向に反射できるので、発光モジュール１での光の取出し性能を向上する上で好ましい。
【００２７】
配線導体１１〜２０は、熱拡散層６〜１０に沿うようにこれら熱拡散層６〜１０とは非接触にその周りに設けられている。
【００２８】
即ち、図１に示すようにアノード側及びカソード側を担う一対の配線導体１１は、熱拡散層６に対して必要な絶縁距離を隔ててこの熱拡散層６の両側に沿うように延びて設けられている。これら配線導体１１の一端部は端子部１１ａ又は１１ｂをなしている、同様に、一対の配線導体１２は熱拡散層７に対して設けられていて端子部１２ａ又は１２ｂを有し、一対の配線導体１３は熱拡散層８に対して設けられていて端子部１３ａ又は１３ｂを有し、一対の配線導体１４は熱拡散層９に対して設けられていて端子部１４ａ又は１４ｂを有し、一対の配線導体１５は熱拡散層１０に対して設けられていて端子部１５ａ又は１５ｂを有している。各端子部１１ａ〜１５ａ，１１ｂ〜１５ｂは、夫々熱拡散層６〜１０の長手方向一端(図１ではモジュール基板２の下端)から離れて熱拡散層６〜１０の並び方向と同方向に並べられている。
【００２９】
同様に、アノード側及びカソード側を担う一対の配線導体１６は、熱拡散層６に対して必要な絶縁距離を隔ててこの熱拡散層６の両側に沿うように延びて設けられている。これら配線導体１６の一端部は端子部１６ａ又は１６ｂをなしている、同様に、一対の配線導体１７は熱拡散層７に対して設けられていて端子部１７ａ又は１７ｂを有し、一対の配線導体１８は熱拡散層８に対して設けられていて端子部１８ａ又は１８ｂを有し、一対の配線導体１９は熱拡散層９に対して設けられていて端子部１９ａ又は１９ｂを有し、一対の配線導体２０は熱拡散層１０に対して設けられていて端子部２０ａ又は２０ｂを有している。各端子部１６ａ〜２０ａ，１６ｂ〜２０ｂは、夫々熱拡散層６〜１０の長手方向他端(図１ではモジュール基板２の上端)から離れて熱拡散層６〜１０の並び方向と同方向に並べられている。
【００３０】
モジュール基板２の図１中一点鎖線で示す中心線Ａを境に、配線導体１１，１６は線対称であり、同様に、配線導体１２，１７、配線導体１３，１８、配線導体１４，１９、及び配線導体１５，２０の夫々も中心線Ａを境に線対称である。
【００３１】
こうして各配線導体１１〜２０が設けられたことにより、恰も連続して一直線に延びるように位置された一組の配線導体１１，１６が図１において左端の熱拡散層６の左側に配設され、恰も連続して一直線に延びるように位置された一組の配線導体１５，２０が図１において右端の熱拡散層１０の右側に配設されている。これとともに、熱拡散層６，１０間の熱拡散層７〜９の左右両側の夫々に、恰も連続して一直線に延びるようなに位置された二組の配線導体が夫々配設されている。つまり、他の一組の配線導体１１，１６と一組の配線導体１２，１７が熱拡散層６，７間に配設され、他の一組の配線導体１２，１７と一組の配線導体１３，１８が熱拡散層７，８間に配設されている。同様に、他の一組の配線導体１３，１８と一組の配線導体１４，１９が熱拡散層８，９間に配設され、他の一組の配線導体１４，１９と他の一組の配線導体１５，２０が熱拡散層９，１０間に配設されている。
【００３２】
以上のように互いに隣接された各熱拡散層６〜１０及び各配線導体１１〜２０により、図２に示すようにモジュール基板２の表面に凹凸が形成されている。即ち、各熱拡散層６〜１０及び各配線導体１１〜２０が凸部を担い、隣接した熱拡散層と配線導体間の隙間、及び隣接した配線導体間の隙間が凹部Ｃを担って、凹凸が形成されている。
【００３３】
発光グループ２１〜３０は全長が異なる三種に分けられている。即ち、図１に示すように全長が最長の発光グループ２３，２８と、全長が最短の発光グループ２１，２５，２６，３０と、全長が中間長さの発光グループ２２，２４，２７，２９とに分けられている。なお、各発光グループ２１〜３０の全長とは、後述するＬＥＤ列の並び方向(図１では上下方向)の長さを指している。
【００３４】
最長の全長を有した発光グループ２３，２８は、熱拡散層６〜１０の内でそれらの並び方向中央部に位置された熱拡散層８上に実装されていて、中心線Ａを境に線対称である。最短の全長を有した発光グループ２１，２６は、熱拡散層６〜１０の内でそれらの並び方向一端に位置された熱拡散層６上に実装されていて、中心線Ａを境に線対称であり、同様に最短の全長を有した発光グループ２５，３０は、熱拡散層６〜１０の内でそれらの並び方向他端に位置された熱拡散層１０上に実装されていて、中心線Ａを境に線対称である。中間長さの全長を有した発光グループ２２，２７は、熱拡散層６，８間の熱拡散層７上に実装されていて、中心線Ａを境に線対称であり、同様に中間長さの全長を有した発光グループ２４，２９は、熱拡散層８，１０間の熱拡散層９上に実装されていて、中心線Ａを境に線対称である。
【００３５】
したがって、図１に示すように三種の発光グループの内で最長の全長を有した発光グループ２３，２８の両側に配置された発光モジュールの全長は、発光グループ２３，２８から遠く配置された発光モジュールほど短い。
【００３６】
以上のように三種に分けられたグループ毎に応じて全長が異なっている他は、各発光グループ２１〜３０の構成は同じである。そのため、ここでは、図２に示した発光グループ２６で代表して説明する。
【００３７】
発光グループ２６は複数のＬＥＤ列３１を備えている。各ＬＥＤ列３１は、発光素子であるチップ状の複数のＬＥＤ(発光ダイオード)３２及びボンディングワイヤ３７からなる。
【００３８】
図２に示すように各ＬＥＤ３２は、サファイアガラス等の絶縁性を有した透光性のＬＥＤ基板３２ａに発光層３２ｂが設けられたベアチップからなり、通電されることにより発光層３２ｂは青色系の光を発光する。図３に示すようにＬＥＤ３２は平面視長方形状であり、その発光層３２ｂ上に一対の素子電極を有している。一方の素子電極はアノード用であり、他方の素子電極はカソード用である。
【００３９】
これらＬＥＤ３２は、モジュール基板２に積層された熱拡散層６〜１０上に、これら熱拡散層６〜１０の長手方向及び配線導体１１〜２０が延びる方向と直交する方向、つまり、図１において左右方向に好ましくは真っ直ぐな列をなして並べられ固定されている。これらの固定は、ＬＥＤ基板３２ａの発光層３２ｂが設けられた面とは反対側の面を、透光性のダイボンド材３５で接着することでなされている。ダイボンド材３５には透光性のシリコーン樹脂等が用いられている。
【００４０】
ボンディングワイヤ３７は金属細線好ましくは金の細線からなる。このボンディングワイヤ３７は、その両端を、図３で代表して示すようにＬＥＤ列３１が延びる方向に隣接したＬＥＤ３２同士のアノード用とカソード用の素子電極にワイヤボンディングにより接続して設けられている。それにより、列をなした複数のＬＥＤ３２が電気的に直列接続されている。
【００４１】
図３で代表して示すように各発光グループが備えた複数のＬＥＤ列３１の夫々に含まれるＬＥＤ３２の個数は同じである。そして、図１に示すように各ＬＥＤ列３１は、それが延びる方向と直交する方向に並べられていて、モジュール基板２上に四角い領域を占めて既述のように配設されている。そのため、各発光グループ２１〜３０において、それらが有したＬＥＤ３２はマトリックス状をなして縦横に整列して配設されている。
【００４２】
端部ボンディングワイヤ４１は金属細線例えば金の細線からなる。この端部ボンディングワイヤ４１は、発光グループ２１〜３０の夫々において、それらが有した各ＬＥＤ列３１の両端に位置されているＬＥＤ３２と、発光グループの両側に位置された一対の配線導体とを接続している。
【００４３】
即ち、図２で代表して示すように発光グループ２６の両側に位置された一対の配線導体１６と、発光グループ２６が有した各ＬＥＤ列３１の両端のＬＥＤ３２とが、端部ボンディングワイヤ４１により接続されている。したがって、発光グループ２６が有した各ＬＥＤ列３１は電気的に並列接続されている。この接続関係は、他の発光グループとその両側に配置された一対の配線導体についても同様である。
【００４４】
保護層４２は、絶縁性のレジストからなり、四角枠状をなしていて、モジュール基板２の周部に積層されている。保護層４２は、モジュール基板２と同じ大きさであって、各熱拡散層６〜１０を囲んでいる。この保護層４２は、取付け孔２ａ及び各端子部１１ａ〜２０ａ，１１ｂ〜２０ｂを露出させる逃げ孔４２ａを有している。
【００４５】
枠体４４は合成樹脂等の絶縁材からなり、モジュール基板２に積層された保護層４２上に固定されている。そのため、図１に示すように枠体４４の内側に、熱拡散層６〜１０、配線導体１１〜２０の熱拡散層６〜１０に沿う部位、発光グループ２１〜３０、及び端部ボンディングワイヤ４１が配設されている。
【００４６】
封止樹脂４８(図１及び図２参照)は枠体４４内に充填されモジュール基板２上に被着されていて、枠体４４の内側に配置された部材を埋めてこれらの部材を封止している。封止樹脂４８は透光性を有する合成樹脂からなり、例えば透明シリコーン樹脂製である。枠体４４内に未硬化の状態で注入され、その後に加熱硬化された封止樹脂４８の裏面の一部は、図２に例示したように熱拡散層６〜１０及び配線導体１１〜２０により形成された凹凸に見合った形状をなして、これら各熱拡散層６〜１０及び各配線導体１１〜２０に接着されているとともに、これら部材間に形成された凹部Ｃに満たされて熱拡散層６〜１０にも接着されている。なお、図２中符号４８ａは凹部Ｃに対する熱拡散層６〜１０の入り込み部を示している。更に、各熱拡散層６〜１０及び各配線導体１１〜２０から外れた領域において封止樹脂４８は、保護層４２及びモジュール基板２の絶縁層３にも接着されている。
【００４７】
この封止樹脂４８には図示しないが蛍光体が分散して混ぜられている。蛍光体には、例えば各ＬＥＤ３２が発する青色系の光によって励起されて黄色系の光を放射する黄色蛍光体が用いられているが、演色性向上のために赤色系蛍光体や緑色系蛍光体が添加されていてもよい。
【００４８】
前記ＣＯＢ型の発光モジュール１は、以上説明したように四角い領域を占めて配設される三種類の発光グループ２１〜３０をそれらのＬＥＤ列３１の並び方向の長さ(全長)が最長の発光グループ２３，２８を基準に、その両側に前記並び方向の長さ(全長)が短い発光グループ２２，２７、及び２８，２９が長さ順に配置されている。そのため、こうした三種類の発光グループ２１〜３０の組み合わせ形状を擬似的に略丸くできる。それに伴い、この発光モジュール１を光源としたスポットライトから被照射部に投影される配光パターンを擬似的に略丸くできる。
【００４９】
更に、前記ＣＯＢ型の発光モジュール１では、各発光グループ２１〜３０が夫々有した複数のＬＥＤ列３１は、折り返えされておらず、図３に例示したように真っ直ぐに延びているので、個々のＬＥＤ列３１をなす複数のＬＥＤ３２を直列接続するボンディングワイヤ３７の向きが変わらない。加えて、ＬＥＤ列３１の両端に配置されたＬＥＤ３２が、各発光グループ２１〜３０が配設されたモジュール基板２上の配線導体１１〜２０に端部ボンディングワイヤ４１により接続されていて、これらボンディングワイヤ３７及び端部ボンディングワイヤ４１は、ＬＥＤ列３１が延びた方向に沿うように配線される。したがって、ボンディングワイヤ３７及び端部ボンディングワイヤ４１の引き回しを単純化でき、製造上有利である。
【００５０】
前記構成の発光モジュール１は、その各発光グループ２１〜３０の夫々に、それらの端子部１１ａ〜２０ａ，１１ｂ〜２０ｂを通じて給電されることにより、これら発光グループ２１〜３０が有した各ＬＥＤ３２を一斉に発光させることができる。この発光により放射された青色系の光と、この光の一部で励起された封止樹脂４８内の蛍光体が発した黄色系の光とが混じって、白色系の光が形成されて、それが発光モジュール１から光の利用方向に出射される。
【００５１】
この場合、ＬＥＤ３２の発光層３２ｂからその裏側に放射された光は、ダイボンド材３５を通ることなく熱拡散層６〜１０のいずれかに入射され、或いはダイボンド材３５を通って熱拡散層６〜１０のいずれかに入射される。いずれにしても、こうして熱拡散層６〜１０に入射された青色系の光は、熱拡散層６〜１０のいずれかで光の利用方向に反射されるので、この点で光の取出し効率が良い。
【００５２】
しかも、熱拡散層６〜１０の全長は、発光グループ２１〜３０各全長よりも長く、図１に示すように熱拡散層６〜１０は発光グループ２１〜３０から食み出した部位を有している。そして、この部位は蛍光体入りの封止樹脂４８で覆われている。そのため、前記部位上の封止樹脂４８に入射された光により励起された蛍光体の放射光の一部を、前記部位で光の利用方向に反射できるので、この点で更に光の取出し効率を向上できる。
【００５３】
各ＬＥＤ３２はその発光に伴い発熱する。この熱の多くは、モジュール基板２に伝導されて、その金属板４から外部の図示しないヒートシンク等の放熱部材に放出される。この場合、モジュール基板２上の金属製の熱拡散層６〜１０の夫々がヒートスプレッダとして機能して、これら熱拡散層６〜１０の全体にわたり熱を拡散した上で、こうした広い面積からモジュール基板２に伝えられるので、ＬＥＤ３２の熱を速やかにモジュール基板２に伝導させてＬＥＤ３２の温度上昇を抑制できる。
【００５４】
更に、各ＬＥＤ３２が発した熱の一部は、封止樹脂４８に伝えられる。これとともに、発光グループ２１〜３０から食み出した熱拡散層６〜１０の部位を覆った封止樹脂４８内で励起される蛍光体は発熱する。封止樹脂４８の一部は前記食み出した部位に接着されているので、封止樹脂４８の熱の一部を、熱拡散層６〜１０の前記食み出した部位で受けて、速やかにモジュール基板２に伝導させることができる。そのため、封止樹脂４８に熱が篭ることが抑制され、それに伴いＬＥＤ３２の温度上昇を更に抑制できる。
【００５５】
しかも、封止樹脂４８は、熱拡散層６〜１０及び配線導体１１〜２０によりモジュール基板２の表面に形成された凹凸の凹部Ｃへの入り込み部４８ａを有しているので、配線導体１１〜２０に対する封止樹脂４８の接触面積は、配線導体１１〜２０の表層より大きい。これにより、封止樹脂４８の熱が配線導体１１〜２０に伝わり易く、封止樹脂４８外に配置されている各配線導体１１〜２０の端子部１１ａ〜２０ａ，１１ｂ〜２０ｂの夫々に、封止樹脂４８の熱を逃がすことができる。したがって、この点でも封止樹脂４８に熱が篭ることが抑制され、それに伴いＬＥＤ３２の温度上昇を更に抑制できる。
【００５６】
又、既述のようにモジュール基板２上に被着された封止樹脂４８の内で、熱拡散層６〜１０及び配線導体１１〜２０を埋めた部分は、これら熱拡散層６〜１０及び配線導体１１〜２０により形成された凹凸に見合った形状をなして熱拡散層６〜１０及び配線導体１１〜２０に接着されている。そのため、熱拡散層６〜１０及び配線導体１１〜２０に対する封止樹脂４８の接着部分を、封止樹脂４８に対するアンカーとして機能させることができる。
【００５７】
したがって、放熱性及び光の取出し効率を向上させるために用いた熱拡散層６〜１０と、これを埋めた封止樹脂４８との接着性が良くないにも拘らず、モジュール基板２に対する封止樹脂４８の接着性を前記アンカー機能により補うことができる。これにより、各ＬＥＤ３２の発光とその停止に伴う発光モジュール１のヒートサイクルに起因して封止樹脂４８がモジュール基板２から剥離することを抑制できる。
【００５８】
しかも、熱拡散層６〜１０及び配線導体１１〜２０が延びる方向に対して交差する方向に、前記ヒ−トサイクルに伴い封止樹脂４８が膨縮しようとする場合、既述のアンカー機能を担う前記凹凸の凹部Ｃ及びこれを満たした封止樹脂４８の入り込み部４８ａとの係合部が、前記膨縮に対する抵抗となる。これにより、前記交差方向に位置された枠体４４の枠部に対する封止樹脂４８の膨縮の影響が軽減され、それに伴い前記枠部とモジュール基板２との間に作用するストレスが軽減される。よって、この点でも封止樹脂４８がモジュール基板２から剥離することを抑制できる。
【００５９】
加えて、発光グループ２１〜３０の組み合わせ形状が擬似的に略丸いにも拘らず、枠体４４が四角いので、各発光グループ２１〜３０が既述のように配置された領域から外れた領域、言い換えれば、ＬＥＤ３２が配置されていない枠体４４の四隅部等の部位にも、枠体４４内に充填された封止樹脂４８が設けられている。そして、この部位において封止樹脂４８の熱が既述のようにモジュール基板２に与えられる。こうして、枠体４４の内側全域からモジュール基板２への放熱が行われるに伴い、このモジュール基板２の温度分布の均一化を図り易い。これにより、モジュール基板２の熱分布が異なることに伴うモジュール基板２の熱応力を発生し難くできる。したがって、前記熱応力の発生を原因として封止樹脂４８がモジュール基板２から剥離することを抑制できる。
【００６０】
又、前記構成の発光モジュール１において、各発光グループ２１〜３０の幅は同じであり、そのＬＥＤ列３１が有したＬＥＤ３２の数は同じである。そのため、各ＬＥＤ列３１に印加される電流値、したがって、夫々のＬＥＤ列３１が有した複数のＬＥＤ３２に対する順方向印加電圧を同じにできるので、各ＬＥＤ３２の発光強度のばらつきを抑制できる。
【００６１】
なお、本発明は、前記一実施形態には制約されない。例えばモジュール基板２の少なくとも表面部をなす絶縁材に、白色を呈する材料を用いることもできる。このようにした場合、前記表面部での光の反射性能が向上され、それに伴い光の利用方向への光の取出し効率を向上させることできる。それだけではなく、熱拡散層６〜１０及び配線導体１１〜２０の表層が銀製である場合に、これら熱拡散層６〜１０及び配線導体１１〜２０を、透光性の封止樹脂４８を通して透視し難くできる点で好ましい。又、前記一実施形態では、枠体４４を用いたが、この枠体４４は省略してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１…発光モジュール、２…モジュール基板、６〜１０…熱拡散層、１１〜２０…配線導体、３２…ＬＥＤ、３７…ボンディングワイヤ、４１…端部ボンディングワイヤ、４４…枠体、４８…封止樹脂、４８ａ…入り込み部、Ｃ…凹部
【図１】
2010205776.tif 000003
【図２】
2010205776.tif 000004
【図３】
2010205776.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成22年7月7日(2010.7.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュール基板と；
前記モジュール基板の表面に設けられて、前記モジュール基板の表面に凹凸を形成する複数の配線導体と；
前記複数の配線導体間であって、前記モジュール基板の表面の一部に設けられて、前記配線導体とともに前記モジュール基板の表面に凹凸を形成する金属製の熱拡散層と；
前記熱拡散層上に複数個実装されるとともに前記配線導体を通じて給電される複数個のＬＥＤと；
前記熱拡散層、配線導体、及びＬＥＤを埋めて前記モジュール基板に被着された透光性の封止樹脂と；
を具備したことを特徴とする発光モジュール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
以上のように従来技術では、基板上に実装されたＬＥＤからの放熱性を改善する余地があるとともに、その改善において封止樹脂が剥離する恐れがあるという課題がある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、モジュール基板と；前記モジュール基板の表面に設けられて、前記モジュール基板の表面に凹凸を形成する複数の配線導体と；前記複数の配線導体間であって、前記モジュール基板の表面の一部に設けられて、前記配線導体とともに前記モジュール基板の表面に凹凸を形成する金属製の熱拡散層と；前記熱拡散層上に複数個実装されるとともに前記配線導体を通じて給電される複数個のＬＥＤと；前記熱拡散層、配線導体、及びＬＥＤを埋めて前記モジュール基板に被着された透光性の封止樹脂と；を具備したことを特徴としている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
しかも、熱拡散層６〜１０の全長は、発光グループ２１〜３０の各全長よりも長く、図１に示すように熱拡散層６〜１０は発光グループ２１〜３０から食み出した部位を有している。そして、この部位は蛍光体入りの封止樹脂４８で覆われている。そのため、前記部位上の封止樹脂４８に入射された光により励起された蛍光体の放射光の一部を、前記部位で光の利用方向に反射できるので、この点で更に光の取出し効率を向上できる。