(57)【要約】【課題】光エネルギの消耗を低減させて光取り出し効率を高め、放熱を向上させて出射光線の角度を容易に調整することが可能であるＬＥＤパッケージ構造を提供する。【解決手段】ＬＥＤパッケージ構造１００は、ＬＥＤチップ１２０と、光反射性金属層を側壁に有し、少なくとも１つのＬＥＤチップ１２０の配置が可能な凹部１１１を上に有するシリコンを含むパッケージ基板１１０と、凹部１１１中でその一部が露出され、ＬＥＤチップ１２０と電気的に接続された導電性マウント１３０と、凹部１１１領域中の導電性マウント１３０に穿設された放熱孔１６０と、を備える。【選択図】図１
0003139304.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤチップと、
光反射性金属層を側壁に有し、少なくとも１つの前記ＬＥＤチップの配置が可能な凹部を上に有するシリコンを含むパッケージ基板と、
前記凹部中でその一部が露出され、前記ＬＥＤチップと電気的に接続された導電性マウントと、
前記凹部領域中の前記導電性マウントに穿設された放熱孔と、を備えることを特徴とする、ＬＥＤパッケージ構造。
【請求項２】
前記放熱孔の中には、導電性の金属材料が充填されることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤパッケージ構造。
【請求項３】
前記凹部の中には、光反射カバー構造が配置され、
前記光反射カバー構造の光反射表面と前記凹部の側壁とで挟まれた特定角度が形成されることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤパッケージ構造。
【請求項４】
ＬＥＤチップと、
光反射性金属層を側壁に有し、少なくとも１つの前記ＬＥＤチップの配置が可能な凹部を上に有するＧａＰパッケージ基板と、
前記凹部中で一部が露出され、前記ＬＥＤチップと電気的に接続された導電性マウントと、
前記凹部領域中の前記導電性マウントに穿設された放熱孔と、を備えることを特徴とする、ＬＥＤパッケージ構造。
【請求項５】
前記放熱孔の中には、導電性の金属材料が充填されることを特徴とする、請求項４に記載のＬＥＤパッケージ構造。
【請求項６】
前記凹部の中には、光反射カバー構造が配置され、
前記光反射カバー構造の光反射表面と前記凹部の側壁とで挟まれた特定角度が形成されることを特徴とする、請求項４に記載のＬＥＤパッケージ構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ＬＥＤパッケージ構造に関し、特にパッケージ基板上に複数の放熱孔（ｔｈｅｒｍａｌ  ｖｉａ）が穿設されたＬＥＤパッケージ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）の技術が進歩するに伴い、ＬＥＤは輝度レベルが高くなり、長寿命、小消費電力、高安全性、高速反応などの特長を有し、その応用分野は非常に広くなっている。一般に高出力フラッシュＬＥＤのパッケージ基板には、セラミック材料を基板として利用する。しかし、このセラミック基板（ｃｅｒａｍｉｃ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）の製作技術はレベルが高い上に、高価で壊れやすいため、ＬＥＤのパッケージ設計には限界があり、生産コストが高価であった。シリコンウエハは、材料が安価で製造技術もすでに成熟している上、ウエハへの設計が容易で、シリコンの熱伝導率もセラミック材料とほぼ同じである。しかし、シリコン基板の製造コストがセラミック基板よりも大幅に安いため、シリコンウエハで基板を製造した場合、コストを大幅に節減することができる上、熱伝導率が低減するという悪影響も発生しなかった。
【０００３】
従来の表面実装型ＬＥＤ構造では、ＬＥＤチップの配置領域がパッケージベースにより画定され、光出射開口でしかチップの光線を出射させることはできなかった。そのため、チップが発光すると、直接出射されない部分がベース側壁で吸収、あるいは反射、散乱され、最終的に光出射開口から出射される光が非常に少なくなることがあった。つまり、チップの光線は、その大部分が反射や散乱の過程でパッケージ材料により吸収され、低減されることがあった。そのため、発光ダイオード装置の実際上の光取り出し効率は、光エネルギが吸収されて低減し、非常に多くのエネルギが浪費されることがあった。また、放熱性が好ましくないという問題もあった。一般にパッケージベースに使用される材料は、非透光性かつ耐熱性を備えた材料であり、発光ダイオードの動作に伴って熱が累積して高温になると、特に高パワーの発光ダイオードの場合、発光ダイオードの発光効率および品質に悪い影響を与えることがあった。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
本考案の第１の目的は、エネルギ消耗を低減させ、発光ダイオードの光取り出し効率を向上させることが可能なＬＥＤパッケージ構造を提供することにある。
本考案の第２の目的は、熱伝導率が高い半導体材料（例えば、シリコン、ＧａＰ）をパッケージ基板の材料として用い、ＬＥＤパッケージ構造を動作させる時の放熱性を向上させることが可能なＬＥＤパッケージ構造を提供することにある。
本考案の第３の目的は、パッケージ基板上のチップの凹部中の導電性マウントに導通路として用いる複数の放熱孔を穿設し、発光素子から発生する熱を導出させることが可能なＬＥＤパッケージ構造を提供することにある。
本考案の第４の目的は、パッケージ構造に光反射カバーを配置し、製品の必要に応じて出射光線の角度を得ることが可能なＬＥＤパッケージ構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本考案によれば、ＬＥＤチップと、光反射性金属層を側壁に有し、少なくとも１つの前記ＬＥＤチップの配置が可能な凹部を上に有するシリコンを含むパッケージ基板と、前記凹部中でその一部が露出され、前記ＬＥＤチップと電気的に接続された導電性マウントと、前記凹部領域中の前記導電性マウントに穿設された放熱孔と、を備えることを特徴とする、ＬＥＤパッケージ構造が提供される。
【０００６】
一つの好適な態様では、前記放熱孔の中には、導電性の金属材料が充填される。
【０００７】
一つの好適な態様では、前記凹部の中には、光反射カバー構造が配置され、前記光反射カバー構造の光反射表面と前記凹部の側壁とで挟まれた特定角度が形成される。
【０００８】
さらに、本考案によれば、ＬＥＤチップと、光反射性金属層を側壁に有し、少なくとも１つの前記ＬＥＤチップの配置が可能な凹部を上に有するＧａＰパッケージ基板と、前記凹部中で一部が露出され、前記ＬＥＤチップと電気的に接続された導電性マウントと、前記凹部領域中の前記導電性マウントに穿設された放熱孔と、を備えることを特徴とする、ＬＥＤパッケージ構造が提供される。
【０００９】
一つの好適な態様では、前記放熱孔の中には、導電性の金属材料が充填される。
【００１０】
一つの好適な態様では、前記凹部の中には、光反射カバー構造が配置され、前記光反射カバー構造の光反射表面と前記凹部の側壁とで挟まれた特定角度が形成される。
【考案の効果】
【００１１】
本考案のＬＥＤパッケージ構造は、光エネルギの消耗を低減させて光取り出し効率を高め、放熱を向上させて出射光線の角度を容易に調整することが可能である。また、本考案のＬＥＤパッケージ構造の製造方法は、特殊な装置を別に用意する必要がなく、必要に応じた数の放熱孔をパッケージ基板に複数穿設するだけで、パッケージ構造の放熱機能を向上させることができる。これにより、材料コストの負担を低減させることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本考案の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１および図２を参照する。図１は、本考案の一実施形態によるＬＥＤパッケージ構造を示す平面図である。図２は、本考案の一実施形態によるＬＥＤパッケージ構造を示す断面図である。図１および図２に示すように、発光ダイオードパッケージ構造１００上には、少なくとも１つのＬＥＤチップ１２０の配置が可能な凹部１１１が形成されている。導電性マウント１３０は、凹部１１１の領域中でその一部が露出され、導電ライン１５０を介し、ＬＥＤチップ１２０と電気的に接続されている。導電性マウント１３０の表面には、金、銀または銅からなる金属層が形成されている。
【００１３】
パッケージ基板１１０は、シリコンを含む基板、ＧａＰ基板など、熱伝導率の高い半導体材料を含んでもよい。パッケージ基板１１０上の凹部１１１の側壁には、光反射性の金属層を塗布してもよい。或いは、パッケージ基板１１０の凹部１１１内に光反射カバー構造１４０を配置し、その光反射表面と凹部１１１の側壁とにより挟まれた特定角度を形成する。このように、凹部１１１の側壁で光線を反射、屈折させて外側に出射させるため、発光ダイオードの光取り出し効率を向上させることができる。
【００１４】
またチップが配置された凹部１１１領域内の導電性マウント１３０に複数の放熱孔１６０を穿設し、放熱孔１６０中に導電性の金属材料を充填し、導電性マウント１３０の上面と底面の回路を導電させるとともに、金属材料の良好な熱伝導率により、ＬＥＤチップ１２０を作動させる時に発生する熱を発光ダイオードパッケージ構造１００から導出させることができる。このように放熱の必要に応じ、発光ダイオード全体の構造に影響を与えずに、形成する放熱孔１６０の数を増やすだけで、発光ダイオードパッケージ構造１００の放熱機能を向上させることができる。
【００１５】
そのため、熱伝導率が高い半導体材料パッケージ基板および導電性マウント上に、放熱の必要に応じて複数の放熱孔を穿設し、放熱孔中に充填した金属材料により熱伝導を行うことにより、全体のパッケージ構造の放熱効果を向上させることができる。
【００１６】
本考案のＬＥＤパッケージ構造は、発光ダイオード、高パワー発光ダイオード、レーザダイオードのパッケージ構造などに利用し、発光ダイオードを作動させる時に発生するエネルギー消耗を低減させ、光取り出し効率を向上させることができる。
【００１７】
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本考案の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本考案を限定するものではない。本考案の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本考案の実用新案登録請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本考案の一実施形態によるＬＥＤパッケージ構造を示す平面図である。
【図２】本考案の一実施形態によるＬＥＤパッケージ構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１００・・・  発光ダイオードパッケージ構造
１１０・・・  パッケージ基板
１１１・・・  凹部
１２０・・・  ＬＥＤチップ
１３０・・・  導電性マウント
１４０・・・  光反射カバー構造
１５０・・・  導電ライン
１６０・・・  放熱孔
【図１】
0003139304.tif 000003
【図２】
0003139304.tif 000004