(57)【要約】  発光装置が開示される。発光装置は基材、ヒートシンク、誘電体層、導電配線、反射体、及び少なくとも１つの光素子を有する。基材は上面及び底面とを有し、上面の一部が実装パッドを規定する。ヒートシンクは基材を冷却する冷却フィンを備える。導電配線は基材の上面にあって、実装パッドから基材の側端へ延びる。反射体は基材の上面に取付けられる。反射体は実装パッドを囲み、基材の上面の一部を覆う。光素子は実装パッドで基材に取付けられ、少なくとも１つの導電配線に接続される。発光装置は接続配線を備えた回路基板に実装されることができる。回路基板の接続配線は発光装置の導電配線と並び、電気的接続を生じる。
2008544577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その一部が実装パッドを規定する上面、及び底面とを有する基材と；
前記実装パッドから前記基材の側端へ延びかつ導電性材料を含む、前記基材の前記上面の複数の導電配線と;
前記基材の前記上面に取り付けられ、前記実装パッドを囲む一方で前記基材の前記上面の他の部分と前記導電配線の一部とを露出させ、部分的に光キャビティを規定する反射体と;
前記実装パッドで少なくとも１つの導電配線に取り付けられた少なくとも１つの光素子と;
前記基材の前記底面に取り付けられたヒートシンクとを含む装置。
【請求項２】
前記光素子は発光ダイオード(LED)及びレーザの少なくとも１つである請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記基材は熱伝導性材料を含む請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記基材は、アルミニウム(Al)及び銅(Cu)から成る群から選ばれる材料を含み、さらに前記基材と前記導電配線の間に誘電体層を含む請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記誘電体層は、ガラス被覆、ポリマー、及び陽極酸化基材物質から成る群から選ばれる材料を含む請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記光素子は、少なくとも１つの導電配線にワイヤーボンディングされている請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記光キャビティを充填するカプセル材料をさらに含む請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記カプセル材料に接触して前記光素子に光結合されるレンズをさらに含む請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記カプセル材料は、拡散物質及び蛍光物質の少なくとも１つをさらに含む請求項７記載の装置。
【請求項１０】
前記カプセル材料は、二酸化チタン、硫酸バリウムから成る群から選ばれる材料をさらに含む請求項７記載の装置。
【請求項１１】
前記カプセル材料は、第１の波長を有する光を吸収し、第２の波長を有する光を放射する蛍光物質をさらに含む請求項７記載の装置。
【請求項１２】
前記前記上面は光学的に反射する請求項１記載の装置。
【請求項１３】
前記反射体は、前記光キャビティを囲む光学的反射面を有する請求項１記載の装置。
【請求項１４】
前記光学的反射面は、拡散格子を有する請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
前記上面は酸化アルミニウムを含む請求項１記載の装置。
【請求項１６】
前記導電配線は銀を含む請求項１記載の装置。
【請求項１７】
前記基材はプラスチックを含む請求項１記載の装置。
【請求項１８】
前記基材は、グラファイト若しくはセラミックスのような熱伝導性材料、又は二酸化チタンのような光学反射物質で充填された、ポリフタルアミド、ポリイミド、及び液晶ポリマーから成る群から選ばれる材料を含む請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
その一部が実装パッドを規定する上面、及び底面を有し、前記上面に導電配線を有する基材を準備するステップと；
少なくとも１つの導電配線に接触する少なくとも１つの光素子を前記実装パッドに取り付けるステップと;
前記実装パッドを囲み部分的に光キャビティを規定する反射体を、前記基材の前記上面に取り付けるステップとを有する装置の製造方法。
【請求項２０】
前記基材の前記底面にヒートシンクを形成するステップと；前記光キャビティをカプセル材料で充填するステップとをさらに有する請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記反射体にレンズを取り付けるステップをさらに有する請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記基材を準備するステップは、鋳造又は衝撃押し出し技術を用いる前記基材の製造を含む請求項１９記載の方法。
【請求項２３】
前記ヒートシンクは、前記鋳造又は衝撃押し出しプロセスの間、前記基材の一部として一体に製造される請求項１９記載の方法。
【請求項２４】
前記ヒートシンクは冷却フィンを有する請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
前記反射体を取り付けるステップは、前記基材に前記反射体を熱ステーキングすることを含む請求項１９記載の方法。
【請求項２６】
前記基材は陽極酸化されて酸化アルミニウム層表面を形成する請求項１９記載の方法。
【請求項２７】
前記基材は、熱伝導性プラスチックと共にインサート成型されたリードフレームである請求項１９記載の方法。
【請求項２８】
開口を規定し、前面と背面とを有してその背面に導電性接続配線を備えた回路基板と；
前記回路基板の前記開口内に取り付けられた発光装置とを含む装置であって、
前記発光装置は、その一部が実装パッドを規定する上面、及び底面とを有する基材と；
前記実装パッドから前記基材の側端へ延びかつ導電性材料を含む、前記基材の前記上面の複数の導電配線と;
前記基材の前記上面に取り付けられ、前記実装パッドを囲む一方で前記基材の前記上面の他の部分と前記導電配線の一部とを露出させ、光キャビティを規定する反射体と;
前記実装パッドで前記基材に取り付けられ、少なくとも１つの導電配線に接続される少なくとも１つの光素子と;を有し、
少なくとも１つの発光装置の少なくとも１つの導電配線が前記回路基板の少なくとも１つの接続配線と並んでいる装置。
【請求項２９】
前記発光装置は、表面実装技術を用いて前記回路基板に取り付けられている請求項２８記載の装置。
【請求項３０】
前記発光装置は、取付け媒体で前記回路基板に取り付けられている請求項２８記載の装置。
【請求項３１】
前記取付け媒体は、はんだ、エポキシ樹脂及びコネクタから成る群から選ばれる請求項３０記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発光装置パッケージの分野に関し、特にヒートシンクを有する上面実装発光パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード(LED)パッケージのような発光装置は、幅広い用途でますます一般的な部品となっている。例えば、LEDパッケージは、コンピュータ及び情報ディスプレイシステム、並びに自動車照明用途のような多数の製品に使用されている。
【０００３】
これらの用途において、しばしばLEDパッケージはプリント回路基板(PCBs)又は他の基板又は下地材料の上面にハンダ付けされている。その後、前記LEDパッケージを含む前記上面は光学又は電気パネルで被覆される。このような設計は、前記PCBの前記上面から前記光学又は電気パネルへ向かって、前記LEDパッケージから光を放出するのを可能とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記PCBの前記上面に前記LEDパッケージを取り付けることは、多くの欠点をもたらす。例えば、前記LEDパッケージは、前記PCBと前記光学又は電気パネルとの距離を増大させる。さらに、前記LEDパッケージによって生じた熱は、前記PCBと前記光学又は電気パネルとの間に閉じ込められる。又、LEDパッケージを交換するために、前記PCBと前記光学又は電気パネルとが分離される必要がある。
【０００５】
その結果として、従来技術の装置の欠点を克服し又は軽減する改善されたLEDパッケージ、及び光学又は電気パネルへの光の供給用に改善された設計が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記必要性は本発明によって満たされる。本発明の第１の実施形態において、装置は、基材と、前記基材の上の複数の導電配線と、前記基材に取り付けられた反射体と、前記基材の上の少なくとも１つの光素子と、前記基材に取り付けられたヒートシンクとを含む。前記基材は上面、及び底面とを有し、前記上面の一部が実装パッドを規定する。前記導電配線は前記基材の前記上面に位置し、前記導電配線は前記実装パッドから前記基材の側端へ延び、かつ前記導電配線は導電性材料を含む。前記反射体は前記基材の前記上面に取り付けられ、前記反射体は、前記実装パッドを囲む一方で前記基材の前記上面の他の部分と前記導電配線の一部とを露出させ、前記反射体は部分的に光キャビティを規定する。前記光素子は、前記実装パッドで少なくとも１つの導電配線に取り付けられる。前記ヒートシンクは、前記基材の底部に取り付けられ、又は前記基材の一体部分である。
【０００７】
前記光素子は発光ダイオード(LED)又はレーザであってよい。さらに、前記光素子は、少なくとも１つの導電配線にワイヤーボンディングされていてもよい。前記基材は、例えば金属アルミニウム(Al)、銅(Cu)である熱伝導性材料から形成され；この場合、電気配線の蒸着の前に、その表面に誘電体層が被覆される。その代わり、前記基材は、セラミック若しくはグラファイトのような熱効率のよい（thermal efficient）材料、又は二酸化チタンのような光学反射材料、又はそれらのあらゆる組合せで充填された(fill)、例えばポリフタルアミド、ポリイミド、又は液晶ポリマー(LCP)のような高温プラスチックから製造されてもよい。
【０００８】
前記光キャビティは、カプセル材料で充填されることができる。レンズが前記カプセル材料に接触して配置され、それによって前記光素子に光結合される。前記カプセル材料は、拡散物質、蛍光物質、又は両方を含んでよい。例えば、前記カプセル材料は、二酸化チタン、又は硫酸バリウムを含むことができる。前記蛍光物質は、第１の波長を有する光を吸収し、第２の波長を有する光を放射する。吸収による光損失を最小限に抑えるため、前記上面は光学的に反射する。前記反射体は、前記光キャビティを囲む光学的反射面を有する。前記光学的反射面は、拡散格子を有してよい。前記導電配線は、例えば銀のようなあらゆる導電性金属であることができる。
【０００９】
本発明の第２の実施形態において、装置の製造方法が開示される。最初に基材が準備され、前記基材は上面及び底面を有し、前記上面の一部が実装パッドを規定し、前記基材は前記上面に導電配線を有する。それから、少なくとも１つの光素子が前記実装パッドに取り付けられ、前記光素子は少なくとも１つの導電配線に接触する。次に、前記基材の前記上面に反射体が取り付けられ、前記反射体は前記実装パッドを囲み部分的に光キャビティを規定する。
【００１０】
前記基材と一体部分としてヒートシンクが形成され、又はヒートシンクは前記基材の前記底面に取付けられる要素である。前記光キャビティはカプセル材料で充填されてもよい。レンズが、前記反射体、前記カプセル材料、又は両方に取り付けられてもよい。
【００１１】
基材（アルミニウム又は銅）を製造するステップは、例えば衝撃押し出し及び鋳造技術を含む。いくつかの実施形態において、前記ヒートシンクは、前記基材と一体の部分であってもよい。その上に導電性配線を形成可能な酸化アルミニウム誘電体層表面を形成するため、前記アルミニウム基材は陽極酸化されることができる。銅基材の場合、導電性配線が印刷される前に、その表面にポリイミドのようなポリマー又はガラス誘電体層が最初に被覆されてもよい。その代わり、前記基材は、熱伝導性プラスチックと共にインサート成型されたリードフレームであってもよい。最後に、プラスチック反射体の場合は熱ステーキングによって、又は金属反射体の場合は成形(forming)によって、反射体が前記基材に取り付けられてもよい。
【００１２】
本発明の第３の実施形態において、装置は、回路基板と、前記回路基板の上又は内部に取り付けられる発光装置とを含む。前記回路基板は前面と背面とを有し、前記回路基板は開口を規定する。さらに、前記回路基板はその背面に導電性接続配線を備えている。前記発光装置は、前記回路基板の前記開口内に取り付けられる。前記発光装置は、基材と、複数の導電配線と、反射体と、少なくとも１つの光素子とを有する。前記基材は上面、及び底面とを有し、上面の一部が実装パッドを規定する。前記導電配線は前記基材の前記上面の位置し、前記導電配線は前記実装パッドから前記基材の側端へ延び、かつ前記導電配線は導電性材料を含む。前記反射体は、前記基材の前記上面に取り付けられ、前記反射体は前記実装パッドを囲む一方で前記基材の前記上面の他の部分と前記導電配線の一部とを露出させ、前記反射体は光キャビティを規定する。前記光素子は、前記実装パッドで前記基材に取り付けられ、前記光素子は少なくとも１つの導電配線に接続される。少なくとも１つの発光装置の少なくとも１つの導電配線が前記回路基板の少なくとも１つの接続配線と並んでいる。
【００１３】
前記発光装置は、表面実装技術を用いて前記回路基板に取り付けられている。前記発光装置は、例えば、はんだ、エポキシ樹脂、及びコネクタのような取付け媒体で前記回路基板に取り付けられている。
【００１４】
本発明の他の特徴及び優位性は、本発明の本質の一例として示される添付の図面とともに以下の詳細な説明によって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
導入
本発明は、本発明の種々の実施形態を示す図１から図５Ｂを参照して記述される。図に示されるように、いくつかの構造又は部分の大きさは、説明のために他の構造又は部分に比べて誇張され、さらに本発明の一般構造を示すために提供される。さらに、本発明の種々の態様は、他の構造、部分、又はその双方に形成される構造又は部分に関して記述される。当業者に理解されるように、他の構造又は部分"に"又は"上に"形成される構造への言及は、付加的な構造、部分、又はその双方が介在することを意図する。介在構造又は部分を有さずに他の構造又は部分"に"形成される構造又は部分への言及は、前記構造又は部分"に直接"形成されるとして本書に記述される。
【００１６】
さらに、"に"又は"上に"のような相対語は、図に示すように一の構造又は部分の他の構造又は部分との関係を説明するため本書で使用される。"に"又は"上に"のような相対語は、図に表現される方向に加え、前記装置の異なる方向を含むことを意図することは理解されるであろう。例えば、図の装置が引っくり返ると、他の構造又は部分"の上に"として記述された構造又は部分は、前記他の構造又は部分の"下に"位置するであろう。同様に、図の装置が軸に沿って回転すると、他の構造又は部分"の上に"として記述された構造又は部分は、前記他の構造又は部分の"隣に"又は"左に" 位置するであろう。同様な数字は、同様な要素に終始言及する。
【００１７】
本発明は、本発明の種々の実施形態を示す図１Ａから図５Ｂを参照して記述される。本発明の一の実施形態において、発光装置は、基材と、前記基材の上の複数の導電配線と、前記基材に取り付けられた反射体と、前記基材の上の少なくとも１つの光素子と、前記基材に取り付けられたヒートシンクとを含む。前記基材は上面、及び底面とを有し、前記上面の一部が実装パッドを規定する。前記導電配線は前記基材の前記上面に位置し、前記導電配線は前記実装パッドから前記基材の側端へ延び、かつ前記導電配線は導電性材料を含む。前記反射体は前記基材の前記上面に取り付けられ、前記反射体は、前記実装パッドを囲む一方で前記基材の前記上面の他の部分と前記導電配線の一部とを露出させ、前記反射体は部分的に光キャビティを規定する。前記光素子は、前記実装パッドで少なくとも１つの導電配線に取り付けられる。前記ヒートシンクは、前記基材の底面に取り付けられ、又は前記基材の一体部分である。
【００１８】
前記発光装置は、例えば開口を有しその（PCBの）底部側に接続配線を備えたプリント回路基板(PCB)である回路基板に取り付けられることができる。前記発光装置は、前記PCBの底部を上にして（つまり、レンズ面が前記PCBの上側に面して）取付けられることができる。さらに前記PCBの底部側の接続配線は、電気的接続を提供するため前記発光装置の上面の導電配線に並ぶことができる。前記接続は、SMT（表面実装技術）のはんだリフローにより実現されてもよい。
【００１９】
この設計により、前記発光装置によって生じた熱エネルギーは、前記PCBと前記光学又は電気パネルとの間に閉じ込められることがない。その代わり、前記基材に取付けられ又は前記基材の一体部分である前記ヒートシンクの熱冷却フィンによって、熱エネルギーが放散される。図に示すように、例えば表面実装技術方式により、前記基材が前記PCBに上面実装される。さらに、そのヒートシンク部分は前記回路基板の表面から自由空間へ盛り上がり、対流又は強制対流による有効で効率的な空冷が実現されることができる。
【００２０】
発光装置
図１は、本発明の一の実施形態に従う装置１００の斜視図である。図２は、図１の装置１００の分解斜視図である。図３Ａ，３Ｂ及び３Ｄは、図１及び図２の装置１００の上面図、側面図、及び底面図を示す。図３Ｄは、図３Ａの線３Ｄ−３Ｄに沿って切られた、そのレンズがない図１及び図２の装置１００の断面側面図である。
【００２１】
基材
図１から図３Ｄを参照し、発光装置１００は、上面１１１及び底面１１３を有する基材１１０を含む。前記基材１１０の上面１１１の一部は、実装パッド１１５を規定する。基材１１０は、例えばアルミニウム(Al)又は銅(Cu)である熱伝導性材料から製造される。アルミニウムが用いられる場合、基材１１０は酸化アルミニウムの誘電体表面被覆を形成するため陽極酸化される。基材１１０の陽極酸化は、基材１１０表面に約0.001〜0.002インチ厚の酸化アルミニウム層を生成する。
【００２２】
他の実施形態において、基材１１０は、例えばグラファイトのような熱伝導性材料、又は二酸化チタンのような光学材料、又はそれらのあらゆる組合せで充填された(fill)ポリフタルアミド、ポリイミド、及び液晶ポリマー(LCP)のような高温プラスチックから製造される。
【００２３】
図解される実施形態において、光素子１３０から生じるあらゆる光が上面１１１から遠くへ反射されるよう、上面１１１は光学的に反射する。基材１１０の物理的寸法は、装置１００の必要とする特性に大きく依存して変化し、ミリメートル、センチメートル，又はさらに大きい程度の範囲とすることができる。図解される実施形態において、基材１１０は、約９ミリメートルの長さ１６１と、約７ミリメートルの幅１６３と、約0.5ミリメートルから１ミリメートルの高さ１６５とを有する。
【００２４】
配線
複数の導電配線１１２が基材１１０の上面１１１に存在する。図示したように、導電配線１１２は実装パッド１１５から基材１１０の側端１１７に延びる。導電配線１１２は、例えば銀(Ag)インクのような導電性材料から製造される。混乱を避けるため、図に示されるすべての配線が参照番号１１２で指定されているわけではない。前記銀インクは、例えばAg-取込み(load)ポリマ−インクであるポリマーインク、又は例えば摂氏500度で発火するデュポンのAgインクNo7713である厚膜インクとすることができる。基材１１０の上面１１１の導電配線１１２は、前記インクがペースト形態である場合はスクリーン印刷若しくはパッド印刷を用い、又は前記インクが液体形態である場合はジェット印刷を用い、製造されることができる。その後、例えば表面実装リフロー技術と同様にして、温度を上昇してインクが前記表面に接着される。
【００２５】
反射体
反射体１２０が基材１１０の上面１１１に取り付けられる。反射体１２０は、基材１１０の上面１１１の一部（導電配線１１２の一部を含む）を覆い、一方で他の部分は露出させる。反射体１２０は一般に実装パッド１１５を囲む。反射体１２０は一般に円筒形を有し、装置１００の他の部分と結合して図示するような光キャビティ１２２を規定する開口を規定する。つまり、反射体１２０は、それが囲む光キャビティ１２２を部分的に規定する。図３Ｄにより明確に示されるように、反射体１２０は、光キャビティ１２２を囲む傾斜表面１２６を有する。光素子１３０からの光を所望の方向に反射するよう、傾斜表面１２６は鏡面仕上げ又は研磨されている。他の実施形態において、光素子１３０からの光を拡散するため、傾斜表面１２６は拡散格子を有してもよい。
【００２６】
反射体１２０の物理的寸法は、装置１００の所望の特性に大きく依存して変化し、１ミリメートルの何分の１（fractions of）程度か、又はさらに大きい程度の範囲とすることができる。図解される実施形態において、反射体１２０は、約２ミリメートルから４ミリメートルの高さ１２３と、約７ミリメートルの外径１２５とを有する。
【００２７】
LEDチップ
少なくとも１つの光素子１３０は、実装パッド１１５で少なくとも１つの導電配線１１２に取り付けられる。光素子１３０は例えば、発光ダイオード(LED)チップ又はレーザであることができる。光素子１３０は又、ボンドワイヤ１３２を用いて他の配線に取り付けられることができる。LEDは、電流で励起されたときに典型的に発光する半導体ダイオードである。前記LEDに用いられる材料に基づき、種々の色が生成されることができる。単に例として、LEDに一般に用いられる材料は、
アルミニウムインジウムガリウムリン (AlInGaP)；
インジウムガリウム窒素 (InGaN)；
アルミニウムガリウム砒素 (AlGaAs)；
ガリウムリン (GaP)；
インジウムガリウム窒素 (InGaN)；
インジウムガリウムアルミニウムリン;
炭化ケイ素(SiC)；
である。
【００２８】
カプセル材料（Encapsulant）
光キャビティ１２２は、図２に参照数字１２４で示されるカプセル材料で充填されることができる。前記カプセル材料は、光キャビティ１２２内に注入されて光素子１３０を包み、光キャビティ１２２を充填して凝固させる。前記カプセル材料の凝固した形態は、参照数字１２４で図２に示される。カプセル材料１２４は光学的に透明なシリコーンエポキシであることができる。しかし、いくつかの用途において、カプセル材料１２４は、光強度、演色（color rendering）、又は両方の所望の均一性を得るため、拡散物質（diffusant）、蛍光物質、又は両方を含んでもよい。例えば、光素子１３０から光を拡散させるため、カプセル材料１２４は二酸化チタン、硫酸バリウムの粒子を含んでもよい。前記蛍光物質は、第１の波長を有する光を吸収し、第２の波長を有する光を放射する材料を含む。例えば、黄リンは青色光を吸収し、黄色光を再放射（re-emit）する。
【００２９】
レンズ
レンズ１５０は、反射体１２０、カプセル材料１２４、又はその両方の上に配置されることができる。レンズはカプセル材料１２４に接触し、次にカプセル材料１２４は光素子１３０に接触する。従って、レンズ１５０は光素子１３０に光結合される。例えば、所望の放射パターンを得るための光の屈折のように、レンズ１５０は、光素子１３０からの光の画像操作を行うよう構成される。
【００３０】
レンズ１５０は、ガラス又は透明プラスチックのような光学的に透明な材料であることができる。しかし、いくつかの用途において、レンズ１５０は、所望の均一な光強度、演色、又は両方を得るため、拡散物質（diffusant）、蛍光物質、又は両方を含んでもよい。例えば、光素子１３０から光を拡散させるため、レンズ１５０は二酸化チタン、硫酸バリウムの粒子を含んでもよい。前記蛍光物質は、第１の波長を有する光を吸収し、第２の波長を有する光を放射する材料を含む。
【００３１】
ヒートシンク
ヒートシンク１４０は基材１１０の底面１１３に取り付けられ、又は基材１１０の一体部分である。図示された実施形態において、ヒートシンク１４０は４つの熱放散フィン１４０を有する。他の実施形態において、ヒートシンク１４０は、種々の形状及びサイズに実行する（implement）ことができる。例えば、ヒートシンク１４０は、表面積を増大させて熱放散を高めるため、あらゆる形状のフィン、スロット（slot）、又はその両方を含むことができる。ヒートシンク１４０は、例えば金属又は熱伝導性プラスチックのような熱伝導性材料から製造される。
【００３２】
方法
図４は、例えば図１の発光装置１００のような装置の製造方法を示すフローチャート１７０である。図２及び図４を参照すると、まず、上面１１１及び底面１１３を有する基材１１０が提供される。上面１１１の部分１１５は実装パッド１１５を規定する。基材１１０は、その上面１１１に導電配線１１２を有する。ステップ１７２。その後、少なくとも１つの光素子１３０が実装パッド１１５に取り付けられ、前記光素子が少なくとも１つの導電配線１１２に接触する。ステップ１７４。その後、反射体１２０が基材１１０上面１１１に取り付けられる。反射体１２０は実装パッド１１５を囲み、部分的に光キャビティ１２２（図３Dに示される）を規定する。ステップ１７６。さらに、カプセル材料１２４がキャビティ１２２内に分注される。ステップ１７７。最後に、及び任意に、レンズ１５０が取り付けられる。ステップ１７８。
【００３３】
基材１１０は、単に例として、衝撃押し出し、鋳造（coining）、又は成型（molding）技術を含む種々の公知の技術を用いて製造されることができる。衝撃押し出し技術として、通常は（アルミニウムのような）固体材料の小ショット（shot）がダイに配置され、ラムによって衝撃を加えられ、材料内の塑性流動 (cold flow)を生じる。さらに、基材１１０は、酸化アルミニウムの誘電体表面被覆を形成するため陽極酸化されることができる。代わりに、基材１１０は、熱伝導性プラスチックと金属リードフレームのインサート成型で製造される。
【００３４】
ヒートシンク１４０は、例えば衝撃押し出しプロセス間のような基材１１０の製造プロセスの間、基材１１０と一体の部品とし形成されることができる。代わりに、ヒートシンク１４０が別の部品として形成され、基材１１０に取り付けられることができる。
【００３５】
反射体１２０は、多数の技術、例えば熱ステーキング（heat- staking）技術を用いて基材１１０に取り付けられることができる。熱ステーキング技術において、反射体１２０から突出するスタッド（stud）１２８が基材１１０の切欠１１８に嵌合される。その後、基材１１０に反射体１２０を杭で固定し（stake）、スエージ加工し（swage）、又は密閉するため、圧力及び熱が用いられ、これらの部品の確実な固定が達成される。これは、異なる材料の効率的で確実な機械的結合を可能とする汎用的技術である。光素子１３０は、直接接続により、ボンドワイヤ１３２によって、又はその両方で、少なくとも１つの導電配線１１２に電気的に接続される。ボンドワイヤ１３２は光素子１３０及び導電配線１１２に結合される。光キャビティ１２２はカプセル材料１２４で充填されることができる。その後、レンズ１５０は、反射体１２０、カプセル材料１２４、又はその両方に取り付けられることができる。
【００３６】
LEDモジュールと回路基板(board)
図５Ａは、本発明の他の実施形態に従う装置１９０の斜視図である。図５Ｂは、図５Ａに示す装置１９０の底面図である。図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、発光装置１００（図１から図３Ｄの発光装置１００と同一の構造を有する）は、例えばプリント回路基板(PCB)192のようなPCB192（プリント回路基板）の開口内に実装される。回路基板(board)１９２は前面１９１と背面１９３とを有し、背面１９３に接続配線１９４を備えている。発光装置１００が前記開口内に実装されると、少なくとも１つの導電配線１１２（図１，２及び３Ａに示される）が回路基板１９２の少なくとも１つの接続配線１９４と一列に並び、電気的接続が行われる。さらに、例えば表面実装リフロー技術を用い、基材１１０の上面１１１の導電配線１１２が、回路基板１９２の配線１９４に半田付けされることができる。さらに、例えば、はんだ、エポキシ樹脂、又はコネクタのような取付け媒体（mounting medium）により、発光装置１００が回路基板１９２に固定されてもよい。組立て品において、いかなる電気回路も含まず、本発明によってのみ達成される特徴である鏡を形成する光学的反射材料で被覆される上面１９２から離れた方向に光が放出される。
【００３７】
結論
上記の内容から、本発明は新規で、従来の技術に対する優位性を提供することが明らかである。本発明の特定の実施形態が上記に記述され説明されるが、本発明はそのように記述され説明された特定の形態又は配置の部品に限定されない。例えば、本発明を実行するため、異なる構造、大きさ、又は材料が使用されてもよい。本発明は以下の特許請求の範囲によって限定される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一の実施形態に従う装置の斜視図である。
【図２】図１の装置の分解斜視図である。
【図３Ａ】図１の装置の上面図である。
【図３Ｂ】図１の装置の側面図である。
【図３Ｃ】図１の装置の底面図である。
【図３Ｄ】図３Ａの線３Ｄ−３Ｄに沿って切られた、そのレンズがない図１の装置の断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示すフローチャートである。
【図５Ａ】本発明の他の実施形態に従う装置の斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示す装置の底面図である。
【図１】
2008544577.tif 000003
【図２】
2008544577.tif 000004
【図３Ａ】
2008544577.tif 000005
【図３Ｂ】
2008544577.tif 000006
【図３Ｃ】
2008544577.tif 000007
【図３Ｄ】
2008544577.tif 000008
【図５Ａ】
2008544577.tif 000009
【図５Ｂ】
2008544577.tif 000010
【図４】
2008544577.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成20年6月30日(2008.6.30)
【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】
上面及び底面を有し、前記上面の一部が実装パッドを規定する基材と；
前記実装パッドから前記基材の側端へ延びかつ導電性材料を含む、前記基材の前記上面の複数の導電配線と;
前記基材の前記上面に取り付けられ、前記実装パッドを囲む一方で前記基材の前記上面の他の部分と前記導電配線の一部とを露出させ、部分的に光キャビティを規定する反射体と;
前記実装パッドで少なくとも１つの導電配線に取り付けられた少なくとも１つの光素子と;
前記基材の前記底面に取り付けられたヒートシンクと；
前記基材と前記導電配線の間にあって、ガラス被覆、ポリマー、及び陽極酸化基材物質から成る群から選ばれる材料を含む誘電体層と
を含む装置。
【請求項２】
前記光素子は発光ダイオード(LED)及びレーザの少なくとも１つである請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記基材は熱伝導性材料を含む請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記基材は、アルミニウム(Al)及び銅(Cu)から成る群から選ばれる材料を含む請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記光素子は、少なくとも１つの導電配線にワイヤーボンディングされている請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記光キャビティを充填するカプセル材料をさらに含む請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記カプセル材料に接触して前記光素子に光結合されるレンズをさらに含む請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記カプセル材料は、拡散物質及び蛍光物質の少なくとも１つをさらに含む請求項６記載の装置。
【請求項９】
前記カプセル材料は、二酸化チタン、硫酸バリウムから成る群から選ばれる材料をさらに含む請求項６記載の装置。
【請求項１０】
前記カプセル材料は、第１の波長を有する光を吸収し、第２の波長を有する光を放射する蛍光物質をさらに含む請求項６記載の装置。
【請求項１１】
前記前記上面は光学的に反射する請求項１記載の装置。
【請求項１２】
前記反射体は、前記光キャビティを囲む光学的反射面を有する請求項１記載の装置。
【請求項１３】
前記光学的反射面は、拡散格子を有する請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記上面は酸化アルミニウムを含む請求項１記載の装置。
【請求項１５】
前記導電配線は銀を含む請求項１記載の装置。
【請求項１６】
前記基材はプラスチックを含む請求項１記載の装置。
【請求項１７】
前記基材は、グラファイト若しくはセラミックスのような熱伝導性材料、又は二酸化チタンのような光学反射物質で充填された、ポリフタルアミド、ポリイミド、及び液晶ポリマーから成る群から選ばれる材料を含む請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
上面及び底面を有し、前記上面の一部が実装パッドを規定し前記上面に導電配線を有する基材を準備すると共に、前記基材と前記導電配線の間にあって、ガラス被覆、ポリマー、及び陽極酸化基材物質から成る群から選ばれる材料を含む誘電体層を準備するステップと；
少なくとも１つの導電配線に接触する少なくとも１つの光素子を前記実装パッドに取り付けるステップと;
前記実装パッドを囲み部分的に光キャビティを規定する反射体を、前記基材の前記上面に取り付けるステップとを有する装置の製造方法。
【請求項１９】
前記基材の前記底面にヒートシンクを形成するステップと；前記光キャビティをカプセル材料で充填するステップとをさらに有する請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記反射体にレンズを取り付けるステップをさらに有する請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記基材を準備するステップは、鋳造又は衝撃押し出し技術を用いる前記基材の製造を含む請求項１８記載の方法。
【請求項２２】
前記ヒートシンクは、前記鋳造又は衝撃押し出しプロセスの間、前記基材の一部として一体に製造される請求項１８記載の方法。
【請求項２３】
前記ヒートシンクは冷却フィンを有する請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記反射体を取り付けるステップは、前記基材に前記反射体を熱ステーキングすることを含む請求項１８記載の方法。
【請求項２５】
前記基材は陽極酸化されて酸化アルミニウム層表面を形成する請求項１８記載の方法。
【請求項２６】
前記基材は、熱伝導性プラスチックと共にインサート成型されたリードフレームである請求項１８記載の方法。
【請求項２７】
開口を規定し、前面と背面とを有してその背面に導電性接続配線を備えた回路基板と；
前記回路基板の前記開口内に取り付けられた発光装置とを含む装置であって、
前記発光装置は、上面及び底面を有し、前記上面の一部が実装パッドを規定する基材と；
前記実装パッドから前記基材の側端へ延びかつ導電性材料を含む、前記基材の前記上面の複数の導電配線と;
前記基材と前記導電配線の間にあって、ガラス被覆、ポリマー、及び陽極酸化基材物質から成る群から選ばれる材料を含む誘電体層と；
前記基材の前記上面に取り付けられ、前記実装パッドを囲む一方で前記基材の前記上面の他の部分と前記導電配線の一部とを露出させ、光キャビティを規定する反射体と;
前記実装パッドで前記基材に取り付けられ、少なくとも１つの導電配線に接続される少なくとも１つの光素子と;を有し、
少なくとも１つの発光装置の少なくとも１つの導電配線が前記回路基板の少なくとも１つの接続配線と並んでいる装置。
【請求項２８】
前記発光装置は、表面実装技術を用いて前記回路基板に取り付けられている請求項２７記載の装置。
【請求項２９】
前記発光装置は、取付け媒体で前記回路基板に取り付けられている請求項２７記載の装置。
【請求項３０】
前記取付け媒体は、はんだ、エポキシ樹脂及びコネクタから成る群から選ばれる請求項２９記載の装置。
【国際調査報告】
2008544577.tif 000012
2008544577.tif 000013
2008544577.tif 000014
2008544577.tif 000015