(57)【要約】【課題】発光素子の発熱問題を解消しつつ２次元的な実装密度を向上させる照明装置モジュールを提供する。【解決手段】本発明の照明装置モジュールは、金属製の実装基板と、実装基板に形成される固着層と、固着層に実装される複数の発光素子と、を備え、固着層は、金属粒子を含有するダイボンド材で形成される。【選択図】図１
2017139203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の実装基板と、
前記実装基板に形成される固着層と、
前記固着層に実装される複数の発光素子と、を備え、
前記固着層は、金属粒子を含有するダイボンド材で形成される、照明装置モジュール。
【請求項２】
前記ダイボンド材は、エポキシ系素材およびシリコーン系素材の少なくとも一つの素材を含む、請求項１記載の照明装置モジュール。
【請求項３】
前記固着層の厚みは、前記ダイボンド材に混入される際の前記金属粒子の平均粒径以下である、請求項１または２記載の照明装置モジュール。
【請求項４】
前記固着層の厚みは、前記ダイボンド材に混入される際の前記金属粒子の最小粒径以下である、請求項１または２記載の照明装置モジュール。
【請求項５】
前記固着層の厚みは、形成された前記固着層に含有される前記金属粒子の平均粒径以下である、請求項１または２記載の照明装置モジュール。
【請求項６】
前記固着層の厚みは、形成された前記固着層に含有される前記金属粒子の最小粒径以下である、請求項１または２記載の照明装置モジュール。
【請求項７】
前記固着層に含まれる複数の前記金属粒子は、前記発光素子の底面から前記実装基板の表面までの軸に沿って、熱的に接続している、請求項１から６のいずれか記載の照明装置モジュール。
【請求項８】
前記金属粒子は、圧力により変形可能である、請求項１から７のいずれか記載の照明装置モジュール。
【請求項９】
前記金属粒子は、銀、すず、金、アルミニウムおよび銅の少なくとも一つの素材を含む、請求項１から８のいずれか記載の照明装置モジュール。
【請求項１０】
前記固着層は、前記金属粒子を含む前記ダイボンド材が、固着剤として前記実装基板の所定位置に塗布されて形成される、請求項１から９のいずれか記載の照明装置モジュール。
【請求項１１】
前記固着層は、前記金属粒子を含む前記ダイボンド材が、固着剤として前記実装基板の所定位置にクリーム印刷されて形成される、請求項１から９のいずれか記載の照明装置モジュール。
【請求項１２】
前記ダイボンド材は揮発成分を含んでおり、前記実装基板に塗布もしくはクリーム印刷された後で前記揮発成分が蒸発して、前記固着層が形成される、請求項１から１１のいずれか記載の照明装置モジュール。
【請求項１３】
前記固着層において、前記金属粒子は前記実装基板の平面方向に沿って分散している、請求項１から１２のいずれか記載の照明装置モジュール。
【請求項１４】
金属製の実装基板上に、固着剤を塗布もしくはクリーム印刷する塗布工程と、
前記固着剤の上に、ベアチップ状態の発光素子を設置する設置工程と、
前記実装基板を、１５０℃〜２２０℃の温度で加熱する加熱工程と、
前記加熱工程により、前記固着剤を固着層として形成して、前記発光素子を前記実装基板に固着する固着工程とを、備え、
前記固着剤は、金属粒子を含むダイボンド材であり、
前記加熱工程では、前記ダイボンド材が含む揮発成分を蒸発させる、照明装置モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高密度による高い光量を実現しつつ、発光素子の熱問題を解決する照明装置モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、蛍光灯や白熱電球を用いた照明装置から、ＬＥＤなどの半導体発光素子を用いた照明装置が使用されるようになっている。消費電力の低さや動作寿命の長さといった特性による。このような特性により、ランニングコストの低減や地球環境への負荷軽減などのメリットがあり、住居、企業、工場、公共施設などにおいて採用が進んでいる。
【０００３】
住居、企業、工場、公共施設などの内部の照明として、このような発光素子を用いた照明装置の使用が進むにつれて、内部の様々な場所に使用されるようになっている。様々な場所に使用されるようになるにつれて、工場の作業場所などの広い場所であったり、居室などの狭い場所であったり、様々な場所に使用されるようになっている。
【０００４】
前者のような広い場所に使用される場合には、発光素子の照明装置は、広い空間を照射するために、高い光量を必要とする。このような高い光量を必要とする照明装置では、照明装置に実装する発光素子の数を増やしたり、発光素子の実装密度を上げたりする必要がある。
【０００５】
後者のような狭い場所に使用される場合には、発光素子の照明装置は、高い光量を必要としないが、小型化を必要とする。小型化のために、照明装置での発光素子の実装密度を上げたりする必要がある。
【０００６】
このように、施設内部で使用される発光素子の照明装置には、発光素子の実装数の増加や実装密度の向上が求められている。
【０００７】
また、住居や工場などの施設内部だけでなく、屋外施設や交通関連施設などにおいても、このような発光素子の照明装置が用いられるようになってきている。例えば、野球場、サッカー場、屋外スポーツ施設、トンネル、道路、橋脚、港、空港などにおいて使用されるようになってきている。これらの施設においても、消費電力の小ささや寿命の長さが、コストの低減や地球環境負荷の軽減を必要としているからである。
【０００８】
これらの屋外施設や交通関連施設などにおける照明装置は、照射する必要のある場所の特性上、高い光量を必要とする。広さや高さがあり、高い光量をもって照射する必要があるからである。
【０００９】
このため、屋外施設や交通関連施設において使用される照明装置は、発光素子の実装数を多くする必要がある。加えて、実装密度を高くする必要がある。
【００１０】
また、屋外施設や交通関連施設においては、複数の照明装置が使用されることもある。この場合においては、複数の照明装置のそれぞれでの照射特性が異なることが好適であることもある。この場合にも、照明装置は、高い実装密度を必要とすることも多い。
【００１１】
このような実装される発光素子の数を増加させたり、実装密度を上げたりするために、ＬＥＤなどの発光素子を、いわゆるベアチップの状態で実装したり、実装基板の配線構造の工夫を行ったりする技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−２４４６３８公報
【特許文献２】特開２００４−２８１７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１は、第１の混合物１０５と第２の混合物１０６とからなる電気絶縁性基板１０１と、電気絶縁性基板１０１の一主面及び他主面に形成された配線パターン１０２ａ・１０２ｂと、配線パターン１０２ａに接続され電気絶縁性基板１０１の内部に第２の混合物１０６により封止された回路部品１０３ａと、配線パターン１０２ａ及び１０２ｂを電気的に接続するインナービア１０４とにより回路部品内蔵モジュール１００を構成する回路部品内蔵モジュールを開示する。
【００１４】
特許文献１は、導電性ビアホールにより実装基板での配線密度を向上させて、電子部品の実装密度を向上させる技術を開示する。
【００１５】
しかしながら、特許文献１は、様々な種類や大きさの異なる電子部品を実装するに際して、配線密度の向上と、これに伴う電子部品の実装密度の向上を実現しようとするものであり、例えば、多数の同じ発光素子を高密度実装する技術には関連しない。
【００１６】
また、特許文献１は、実装密度を向上させるために、ベアチップ状態で電子部品を実装していない。このため、電子部品の実装密度の向上には限界がある。
【００１７】
特許文献２は、電子部品を搭載した少なくとも二枚以上の配線基板１２，１３を熱伝導率の高い熱拡散板１４に接着剤９，１０を介して固着されており、該配線基板１２，１３と熱拡散板１４の全体、および外部接続端子８の一部が熱硬化性樹脂組成物７により封止，一体成形されてなる電子回路装置を開示する。
【００１８】
特許文献２は、電子部品を実装した２枚以上の配線基板同士を、熱伝導させつつ固着して、全体の実装密度を向上させる技術を開示する。
【００１９】
しかしながら、特許文献２は、２枚以上の配線基板を固着させることで、電子機器全体の実装密度を向上させるに過ぎず、空間的（３次元的）な実装密度を向上させるに過ぎない。すなわち、一枚の配線基板における平面的（２次元的）な実装密度を向上させることはできない。
【００２０】
発光素子による照明装置では、ある面における（ある実装基板における）複数の発光素子の実装密度を向上させることが必要である。すなわち、２次元的な範囲での実装数や実装密度を上げることが必要であり、特許文献２の３次元的な実装密度向上の技術では対応できない問題がある。
【００２１】
ここで、ベアチップ状態の発光素子を実装基板に実装するに際しては、実装基板上に銀ペーストもしくは樹脂接着剤が塗布されて、発光素子が実装されることが行われている。
【００２２】
実装基板において、発光素子を実装する場所に、銀ペーストや樹脂接着剤が塗布される。この塗布された上に、発光素子が設置されて固着される。この固着によって発光素子が実装基板に実装される。
【００２３】
ここで、実装における発光素子の固着剤として銀ペーストが使用されることが多い。銀ペーストは、一般的な素材であり、塗布および固着として使用が容易だからである。しかしながら、銀ペーストは濡れ性や柔軟性が弱く、塗布の手間がかかる問題がある。
【００２４】
このため、銀ペーストではなく樹脂が固着剤として用いられることがある。樹脂は、柔軟性があり、クリーム印刷で実装基板に塗布することも容易だからである。このため塗布の容易性（作業工程のコスト削減にもつながる）から、樹脂が使用されることも多い。
【００２５】
このように樹脂が固着剤として使用されると、実装基板、樹脂層、発光素子の順での実装構造となる。
【００２６】
しかしながら、発光素子は、その動作によって熱を発する。実装密度が高くなれば、多くの発光素子が発熱して、これらの発熱の加算量は非常に大きくなる。上述のような実装基板、樹脂層、発光素子の順序での実装構造では、発熱する発光素子の熱は樹脂層に伝わる。樹脂層に伝わった熱が実装基板を介して放出される。しかし、樹脂層は、熱伝導性が低く、発光素子からの熱を十分に実装基板に伝達させることができない問題がある。
【００２７】
この問題は、特許文献１、２でも同様であり、電子部品（発光素子）の、実装基板での２次元的な実装数や実装密度の向上を図る場合の、発光素子の発熱問題を解決できない。
【００２８】
このように、従来技術では、２次元的な実装数や実装密度の向上を実現するに際して、発光素子からの熱の放出が不十分となる問題があった。この不十分な問題があると、実装数や実装密度を向上させることができなくなり、必要とされる照明装置の実現が難しい問題があった。
【００２９】
また、実装コストや実装の手間を削減することも必要であり、これらを実現しつつ実装密度を向上させた上で、発光素子の発熱問題も解決することが必要である。
【００３０】
本発明は、このような課題に鑑み、発光素子の発熱問題を解消しつつ２次元的な実装密度を向上させる照明装置モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記問題を解決するために、本発明の照明装置モジュールは、金属製の実装基板と、
実装基板に形成される固着層と、
固着層に実装される複数の発光素子と、を備え、
固着層は、金属粒子を含有するダイボンド材で形成される。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の照明装置モジュールは、実装基板への発光素子の固着に、金属粒子を含むダイボンド材が用いられるので、金属粒子によって発光素子からの熱が実装基板に効率的に伝達される。この結果、発光素子からの熱が、実装基板を介して外部へ放出されるので、高い実装密度であっても、発光素子全体の発熱による不具合を低減できる。結果として、実装密度を高めたり、発光素子への供給電力を高めたりすることができ、小型化と高い光量を実現できる。
【００３３】
また、本発明の照明装置モジュールは、実装基板が金属製であることで、固着層の金属粒子を介した発光素子の熱が、実装基板で拡散しやすい。結果として、実装基板への伝達と実装基板での拡散の組み合わせにより、発光素子からの熱の放出が効率的に行われる。この結果、実装密度を高めることができる。
【００３４】
また、金属ペーストとは異なり金属粒子を含むダイボンド材が固着層に使用される。このため、固着層の形成においては、濡れ性や柔軟性の高い素材が使用されるので、形成が容易かつ確実である。結果として、実装の手間やコストが軽減でき、かつ実装不良を生じさせにくい。
【００３５】
以上の結果、小型化と高い光量を必要とする照明装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１における照明装置モジュールの正面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における照明装置モジュールの側面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における照明装置モジュールの正面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における照明装置モジュールの側面図である。
【図５】本発明の実施の形態１における金属粒子が接続している状態を示す側面図である。
【図６】本発明の実施の形態１における照明装置モジュールの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明の第１の発明に係る照明装置モジュールは、金属製の実装基板と、
実装基板に形成される固着層と、
固着層に実装される複数の発光素子と、を備え、
固着層は、金属粒子を含有するダイボンド材で形成される。
【００３８】
この構成により、金属粒子が、発光素子２の熱を効率的に実装基板に伝導できる。結果として、樹脂等の固着層による熱伝導の低さをカバーできる。
【００３９】
本発明の第２の発明に係る照明装置モジュールでは、第１の発明に加えて、ダイボンド材は、エポキシ系素材およびシリコーン系素材の少なくとも一つの素材を含む。
【００４０】
この構成により、ダイボンド材は、発光素子２を実装基板３に固着できる。
【００４１】
本発明の第３の発明に係る照明装置モジュールでは、第１または第２の発明に加えて、固着層の厚みは、ダイボンド材に混入される際の金属粒子の平均粒径以下である。
【００４２】
この構成により、固着層の中で、金属粒子は発光素子２の底面と実装基板３の表面とを直接的に熱的に接続できる。
【００４３】
本発明の第４の発明に係る照明装置モジュールでは、第１または第２の発明に加えて、固着層の厚みは、ダイボンド材に混入される際の金属粒子の最小粒径以下である。
【００４４】
この構成により、固着層の中で、金属粒子は発光素子２の底面と実装基板３の表面とを直接的に熱的に接続できる。
【００４５】
本発明の第５の発明に係る照明装置モジュールでは、第１または第２の発明に加えて、固着層の厚みは、形成された固着層に含有される金属粒子の平均粒径以下である。
【００４６】
この構成により、固着層の中で、金属粒子は発光素子２の底面と実装基板３の表面とを直接的に熱的に接続できる。特に、発光素子の固着によって変形等を受けた状態で、金属粒子は熱的に接続できる。
【００４７】
本発明の第６の発明に係る照明装置モジュールでは、第１または第２の発明に加えて、固着層の厚みは、形成された固着層に含有される金属粒子の最小粒径以下である。
【００４８】
この構成により、固着層の中で、金属粒子は発光素子２の底面と実装基板３の表面とを直接的に熱的に接続できる。特に、発光素子の固着によって変形等を受けた状態で、金属粒子は熱的に接続できる。
【００４９】
本発明の第７の発明に係る照明装置モジュールでは、第１から第６のいずれかの発明に加えて、固着層に含まれる複数の金属粒子は、発光素子の底面から実装基板の表面までの軸に沿って、熱的に接続している。
【００５０】
この構成により、固着層のなかで、複数の金属粒子が発光素子と実装基板とを熱的に接続できる。
【００５１】
本発明の第８の発明に係る照明装置モジュールでは、第１から第７のいずれかの発明に加えて、金属粒子は、圧力により変形可能である。
【００５２】
この構成により、金属粒子の粒径が、固着層の厚みに揃いやすくなる。
【００５３】
本発明の第９の発明に係る照明装置モジュールでは、第１から第８のいずれかの発明に加えて、金属粒子は、銀、すず、金、アルミニウムおよび銅の少なくとも一つの素材を含む。
【００５４】
この構成により、高い熱伝導率で金属粒子は発光素子の熱を実装基板に伝導できる。
【００５５】
本発明の第１０の発明に係る照明装置モジュールでは、第１から第９のいずれかの発明に加えて、固着層は、金属粒子を含むダイボンド材が、固着剤として実装基板の所定位置に塗布されて形成される。
【００５６】
この構成により、固着層は、容易に形成できる。
【００５７】
本発明の第１１の発明に係る照明装置モジュールでは、第１から第９のいずれかの発明に加えて、固着層は、金属粒子を含むダイボンド材が、固着剤として実装基板の所定位置にクリーム印刷されて形成される。
【００５８】
この構成により、大量製造に合わせた効率的な形成ができる。
【００５９】
本発明の第１２の発明に係る照明装置モジュールでは、第１から第１１のいずれかの発明に加えて、ダイボンド材は揮発成分を含んでおり、実装基板に塗布もしくはクリーム印刷された後で揮発成分が蒸発して形成される。
【００６０】
この構成により、固着層は、発光素子を固定できる。
【００６１】
本発明の第１３の発明に係る照明装置モジュールでは、第１から第１２のいずれかの発明に加えて、固着層において、金属粒子は実装基板の平面方向に沿って分散している。
【００６２】
この構成により、広い範囲で熱を伝導でき、熱伝導効率を向上させることができる。
【００６３】
以下、図を用いて、本発明の実施の形態について説明する。
【００６４】
（実施の形態１）
【００６５】
図１は、本発明の実施の形態１における照明装置モジュールの正面図である。図２は、本発明の実施の形態１における照明装置モジュールの側面図である。照明装置モジュール１は、照明装置や投光機器などの光を照射する機能を有する装置や機器に使用される。図１は、この照明装置モジュール１の正面であって、発光素子２が光を照射する側から見た状態を示している。図２は、発光素子２を実装した照明装置モジュール１の側面から見た状態を示している。
【００６６】
照明装置モジュール１は、金属製の実装基板３と、固着層４と、複数の発光素子２を備える。
【００６７】
金属製の実装基板３は、複数の発光素子２を実装する。複数の発光素子２は、実装基板３に実装されて、発光素子２に電力等を供給する配線が必要に応じて実装される。図１においては、複数の発光素子２は、行方向と列方向に沿って的陸上に配置されている。複数の発光素子２は、このようなマトリクス状に配置されて実装されてもよいし、他の態様の配置で実装されてもよい。
【００６８】
実装基板３には、固着層４が形成される。固着層４は、実装基板３に形成されて、発光素子２を実装基板３に固着できる。すなわち、複数の発光素子２は、実装基板３に形成される固着層４に固着されることで、実装としての固定がなされる。
【００６９】
このように、金属製の実装基板３、固着層４、発光素子２の順序と構成で実装されて、照明装置モジュール１が構成される。
【００７０】
固着層４は、金属粒子５を含有するダイボンド材４１で形成される。ダイボンド材４１は、固着層４として実装基板３と発光素子２とを実装固定させる。このダイボンド材４１が金属粒子５を含有する。
【００７１】
照明装置モジュール１が、照明装置や投光機器などの光を照射する機能を有する装置や機器に使用される場合には、高い光量を実現するために、複数の発光素子２に高い電力が供給される。このため、個々の発光素子２は、高い電力を受けた発光により熱を生じさせる。加えて、複数の発光素子２が実装されているので、複数の発光素子２全体でも熱を生じさせる。
【００７２】
この熱が、実装基板３に伝導する。このとき、発光素子２は、ダイボンド材４１を基本素材とする固着層４によって固着されている。発光素子２は、半導体素子等であり、金属製の実装基板３に直接固定することはできないので、固着層４の固着力によって固定される必要があるからである。
【００７３】
このため、発光素子２と実装基板３とは、直接的に接続していない状態である。発光素子２から実装基板３に伝導する熱は、固着層４を経由する必要がある。
【００７４】
ここで、固着層４は、樹脂等のダイボンド材で形成される。このため、ダイボンド材の熱伝導率は低く、ダイボンド材による発光素子２から実装基板３への熱伝導は弱い。  
【００７５】
ここで、実施の形態における照明装置モジュール１では、ダイボンド材４１に金属粒子５が含有されている。すなわち、固着層４は、金属粒子４を含有する状態で発光素子２を実装基板３に固定している。
【００７６】
金属粒子５は、金属素材であることで、高い熱伝導率を有する。このため、金属粒子５は、発光素子２からの熱を効率的に実装基板３に伝導させることができる。すなわち、発光素子２からの実装基板３への熱伝導の経由となる固着層４において、熱伝導率の高い金属粒子５が、発光素子２からの熱を実装基板３に効率的に伝導させることができる。
【００７７】
実装基板３は、金属製であるので、金属粒子５を介して伝導された発光素子２の熱を、効率的に拡散して外部に放出できる。このように、金属粒子５を含有する固着層４、金属製の実装基板３の組み合わせにより、複数の発光素子２に高い電力を供給して高い光量を実現する場合でも、発光素子２での熱を、効率的に実装基板３を介して外部に放出できる。
【００７８】
この効率的な熱の放出により、照明装置モジュール１は、過剰な発熱による不具合等を防止できる。また、発熱の蓄積等を抑えることができるので、発光素子２に高い電力を供給できる。結果として、照明装置モジュール１は、高い光量を照射することが可能となり、これを使用する照明装置や投光機器は、高い光量での照射を実現できる。
【００７９】
次に各部の詳細について説明する。
【００８０】
（実装基板）
実装基板３は、金属製である。金属製であることで、固着層４（特に、金属粒子５）を介して伝導された発光素子２の熱を効率的に拡散して、外部に放出できる。
【００８１】
金属製とは、単一金属、合金、これらの混合素材、金属を主成分とする素材などを含む。
【００８２】
実装基板３は、複数の発光素子２を実装できる。このため、板状の部材であることが好ましい。また、組み込まれる照明装置や投光機器の形状に応じて、実装基板３は、円形、楕円形、方形、多角形などの形状を有していればよい。
【００８３】
また、実装する発光素子２への電力や制御信号などの供給のための配線層などを備えていることも好適である。配線は、独立した導電線による配線でもよいし、いわゆるプリント基板などのように、実装基板３の表面、裏面、内層にプリントされた配線であってもよい。
【００８４】
実装基板３は、発光素子２を実装すると共に照明装置モジュール１の骨格を形成する。実装基板３が、照明装置モジュール１の骨格を形成するので、実装基板３の構造に合わせて照明装置等に、照明装置モジュール１が組み込まれる。
【００８５】
（発光素子）
発光素子２は、ＬＥＤなどの半導体発光素子である。もちろん、半島体発光素子以外の素材であってもよい。発光素子２は、実装基板３に形成された固着層４に固着されて固定される。更に、発光素子２に必要となる電力等は、実装基板３の配線などとボンディングなどで接続されて供給される。
【００８６】
また、複数の発光素子２が並んでいる場合には、隣接する発光素子２同士が数珠つなぎに配線接続される。更に、並んでいる複数の発光素子２の両端では、電力等のやり取りのための配線が、実装基板３に接続されている。
【００８７】
発光素子２は、図１のように行方向、列方向に二次元的に並んだマトリクス配列でもよく、行方向や列方向に一列となる配列でもよく、ランダムあるいは別途の形態での配列でもよい。
【００８８】
また、複数の発光素子２は、高密度に実装されることも好適である。高密度で実装されることで、高い光量で、遠方までを照射できるようになる。また、二次元配列や一次元配列される複数の発光素子２同士の間隔は、発光素子２のサイズ以下であることも好適である。隣接する発光素子２同士の間隔が、発光素子２のサイズ以下であることで、＜１＞発光素子２のそれぞれから照射される光の重複範囲の割合が大きくなる、＜２＞ある発光素子２から照射される光が、隣接する発光素子２の側面で反射するようになること、の２点が実現される。この２点が実現されることで、複数の発光素子２から照射される光は、側面での反射と重複とが相まって、あたかも単一光源のような光の照射が可能となる。
【００８９】
また、上述したように、発光素子２がＬＥＤである場合には、ベアチップであることも好ましい。ベアチップで実装されることで、実装面積の削減ができるからである。
【００９０】
発光素子２は、実装基板３に形成された固着層４の上に固着されて実装される。このとき、例えば、固着層４が、列方向もしくは行方向に形成されており、一列あたりの複数の発光素子２が、この形成された固着層４で固着される構造でもよい。
【００９１】
図３は、本発明の実施の形態１における照明装置モジュールの正面図である。
【００９２】
図３のように、複数の発光素子２が二次元的なマトリクス配置で実装される場合には、発光素子２の行方向にそって、固着層４が形成される。この行方向に沿った固着層４のそれぞれに、一列となる複数の発光素子２が固着される。このような固着により、二次元的な配置となる複数の発光素子２も、効率的に実装できる。
【００９３】
（固着層：ダイボンド材）
固着層４は、金属粒子５を含むダイボンド材４１で形成される。このため、固着層４は、実装基板３に発光素子２を固着できるダイボンド材４１によって、発光素子２を固定できる。ダイボンド材４１は、固着層４の全体を形成できる要素である。
【００９４】
ダイボンド材４１は、固着（接着）機能を有している素材が用いられる。このため、例えば、ダイボンド材４１として、エポキシ系樹脂およびシリコーン系素材の少なくとも一つの素材が用いられる。これらの素材は、実装基板３と発光素子２とを接着して固定することが可能だからである。
【００９５】
ダイボンド材４１は、予め金属粒子５を含んだ状態で使用され、実装基板３に固着層を形成すればよい。もちろん、ダイボンド材４１が実装基板３に形成されてから、このダイボンド材４１に金属粒子５が混合される順序で、固着層４が形成されてもよい。
【００９６】
（固着層：金属粒子との関係）
固着層４は、金属粒子５を含有するダイボンド材４１で形成される。ここで、含有される金属粒子５が、発光素子２からの熱を、金属製の実装基板３に伝導させる。このため、金属粒子５が効率的に熱を伝導できるように、固着層４の厚みが調整されていることが好ましい。
【００９７】
ここで、固着層４は、上述の通り、ダイボンド材４１に金属粒子５が混入された上で、実装基板３に形成される。
【００９８】
（その１：平均粒径以下）
固着層４の厚みは、ダイボンド材４１に混入される際の金属粒子５の平均粒径以下であることが好適である。金属粒子５は、それぞれ異なる粒径を有していることが多い。ここで、ダイボンド材４１に混入される際の複数の金属粒子５が、最終的に実装される発光素子２の熱を実装基板３に伝導する。このため、金属粒子５が、発光素子２と実装基板３のそれぞれに接触していることが好ましい。
【００９９】
固着層４が含む複数の金属粒子５の粒径は様々である。このため、固着層４が含む金属粒子５の全てが、発光素子２と実装基板３のそれぞれに接触できないこともある。このため、複数の金属粒子５のより多くが、発光素子２と実装基板３のそれぞれに接触できることが好ましい。
【０１００】
このため、固着層４の厚みは、ダイボンド材４１に混入される際の金属粒子５の平均粒径以下であることが好ましい。このような厚みを有することで、固着層４に含まれる金属粒子５の多くが、発光素子２と実装基板３のそれぞれに接触できるようになる。
【０１０１】
図４は、本発明の実施の形態１における照明装置モジュールの側面図である。
【０１０２】
固着層４は、異なる粒径の金属粒子５を含有している。この異なる粒径の金属粒子５の平均粒径以下の厚みを、固着層４が有することで、より多くの金属粒子５が、図４に示されるように発光素子２と実装基板３のそれぞれに接触できるようになる。
【０１０３】
金属粒子５が、図４のように発光素子２と実装基板３のそれぞれに接触できることで、金属粒子５は、発光素子２からの熱を実装基板３に伝導できる。
【０１０４】
（その２：最小粒径以下）
あるいは、固着層４の厚みは、ダイボンド材４１に混入される際の金属粒子５の最小粒径以下であることも好適である。ダイボンド材４１に混入される金属粒子５の粒径は、上述の通り様々である。このとき、最小粒径以下に固着層４の厚みが調整されることで、最も小さい粒径の金属粒子５は、発光素子２と実装基板３のそれぞれに接触できる。
【０１０５】
更に、ダイボンド材４１に金属粒子５が混入された後で、ダイボンド材４１は、固着層４を形成する。このとき、固着層４に発光素子２のそれぞれが押し付けられるようにして固定されるので、最小粒径より大きな金属粒子５は、確実に発光素子２と実装基板３の両方に接触できるようになる。更に、固着層４は、最小粒径以下の厚みにされることで、それより厚みが厚い場合であれば接触できない小さな金属粒子５であっても、発光素子２と実装基板３のそれぞれに接触できるようになる。
【０１０６】
結果として、最小粒径以上の金属粒子５のほとんどが、固着層４の中で、発光素子２と実装基板３のそれぞれに接触できるようになる。この接触により、金属粒子５のそれぞれは、発光素子２の熱を実装基板３に確実に伝導できる。このような金属粒子５の数が、相対的に増加できるので、固着層４の厚みは、ダイボンド材４１に混入される際の（最終的に発光素子４を固着する固着層としての形成前）金属粒子５の最小粒径以下であることが好ましい。
【０１０７】
（その３：形成後の固着層の厚みが平均粒径以下）
固着層４の厚みは、ダイボンド材４１に金属粒子５が混入される際の金属粒子５の粒径ではなく、固着層４として形成された後で、この固着層４に含有される金属粒子５の粒径に基づいてもよい。
【０１０８】
一つには、固着層４の厚みは、形成された固着層４に含有される金属粒子５の平均粒径以下であることが好適である。形成された後の固着層４に含有される金属粒子５の平均粒径以下であることで、この固着層４に実装される発光素子２は、金属粒子５と接触する確率が高くなる。併せて、金属粒子５は、発光素子２と実装基板３のそれぞれに接触する確率が高くなる。
【０１０９】
特に、固着層４が形成された後での金属粒子４の平均粒径なので、固着層４が形成される際に押しつぶされるなどして粒径の変わった後での平均粒径に対応する。このため、含有される複数の金属粒子５の多くが、平均粒径に近い状態であり、より多くの金属粒子５が発光素子２と実装基板３のそれぞれに接触できる。
【０１１０】
このような厚みを固着層４が有することで、より多くの金属粒子５が、発光素子２からの熱を直接的に受け取って、直接的に実装基板３に渡すことができる。
【０１１１】
（その４：形成後の固着層の厚みが最小粒径以下）
あるいは、固着層４の厚みは、形成された固着層４に含有される金属粒子５の最小粒径以下であることも好適である。形成された後の固着層４に含有される金属粒子５の最小粒径以下であることで、圧力等で変形した金属粒子５の実際の最小粒径以下の厚みとなり、ほぼすべての金属粒子５が、発光素子２と実装基板３のそれぞれに接触できる。
【０１１２】
特に、固着層４が形成される際の圧力等によって金属粒子５の多くが最小粒径付近の粒径となりえ、これら多くの金属粒子５が発光素子２と実装基板３のそれぞれに接触できるようになる。
【０１１３】
このような厚みを固着層４が有することで、より多くの金属粒子５が、発光素子２からの熱を直接的に受け取って、直接的に実装基板３に渡すことができる。
【０１１４】
このように、含まれる複数の金属粒子５の内、単体の金属粒子５のみで発光素子２と実装基板３とを熱的に接続することで、発光素子２からの熱を、効率的に実装基板３に伝導させることができる。
【０１１５】
（金属粒子の接続）
また、固着層４に含まれる複数の金属粒子５は、発光素子２の底面から実装基板３までの軸に沿って、熱的に接触していることも好適である。図５は、本発明の実施の形態１における金属粒子が接続している状態を示す側面図である。
【０１１６】
図５に示されるように、固着層４における発光素子２の底面から実装基板３までの軸に沿った軸（縦軸）の中で、複数の金属粒子５が数珠つなぎのように熱的に接続している。例えば、粒径が固着層４の厚みより小さい、もしくはその形状によって、固着層４の厚みを単体で繋げることのできない金属粒子５が、固着層に含まれることがある。
【０１１７】
この場合には、図４のように、単体の金属粒子５が発光素子２の底面と実装基板３の表面を直接的に接続できない（熱的に接続できない）こともある。このような場合であっても、図５のように複数の金属粒子５が軸方向に沿って（一列である必要はない）数珠つなぎのように繋がればよい。例えば、軸方向に沿って一列に繋がってもよい。あるいは、複数の列になって繋がってもよい。あるいは、斜めや屈曲等した形態でつながってもよい。
【０１１８】
このように、複数の金属粒子５が繋がっていることで、発光素子２の底面からの熱を順々に伝導し、実装基板３に運ぶことができる。こうして、複数の金属粒子５が熱的につながりながら接続していることで、つながった金属粒子５が、発光素子２の熱を実装基板３に伝導できる。すなわち、固着層４の厚みと金属粒子５の粒径との一致性が無い場合でも、図５のような構造により、金属粒子５が、確実に発光素子２からの熱を実装基板３に伝導できる。
【０１１９】
（金属粒子）
金属粒子５は、固着層４に含まれ（固着層４を形成するダイボンド材４１に含まれる）、上述のように発光素子２の底面からの熱を実装基板３に伝導する。
【０１２０】
このため、金属粒子５は、熱伝導率が高いことが好ましい。固着層４を形成するダイボンド材４１は、樹脂等を主成分としており、熱伝導率が低い。これに対して、金属粒子５は、ダイボンド材４１よりも熱伝導率が高い。このため、金属粒子５は、ダイボンド材４１との相対的な熱伝導率の高さで、熱を効率的に伝導できる。
【０１２１】
このような金属粒子５においても、熱伝導率の高い素材であることが好ましい。例えば、金属粒子５は、銀、銅、金、アルミニウムおよびすずの少なくとも一つの素材であることも好適である。もちろん、これらの合金であることでもよい。これらの素材であることで、金属粒子５は、高い熱伝導率を実現できるからである。
【０１２２】
また、金属粒子５は、圧力により変形可能であることも好適である。金属粒子５は、ダイボンド材４１に予め混入されてから、金属粒子５を含むダイボンド材４１が実装基板３に塗布等されることで、固着層４が金属粒子５を含むことができる場合がある。
【０１２３】
この場合には、ダイボンド材４１が塗布等される場合に、金属粒子５には圧力が付与される。あるいは、固着層４に発光素子２が固着される場合に、金属粒子５には圧力が付与される。
【０１２４】
また、ダイボンド材４１が実装基板３に塗布等されてから、金属粒子５がダイボンド材４１に混入される場合もある。すなわち、後から固着層４が金属粒子５を含む態様である。この場合にも、固着層４に発光素子２が固着される場合に、金属粒子５に圧力が付与される。
【０１２５】
このような圧力が付与される場合に、金属粒子５は、この圧力によって変形可能であることも好適である。図４を用いて説明したように、粒径の様々な金属粒子５が含まれる場合であっても、圧力による変形で、固着層４の厚みに合わせた粒径に変化しうるからである。
【０１２６】
このように粒径が変化すれば、金属粒子５の平均粒径や最小粒径は、固着層４の厚みに揃いやすくなり、単体の金属粒子５が発光素子２の底面と実装基板３の表面とを熱的に接続できる。すなわち、図４のような態様を構成しやすくなる。
【０１２７】
あるいは、圧力の付与によって、粒径の変化に加えて、固着層４の内部における他の金属粒子５との位置関係も変化できる。変形、粒径の変化および位置変化が相まって、図５のように、複数の金属粒子５が発光素子２の底面から実装基板３の表面までを数珠つなぎに接続できる。
【０１２８】
以上のように、金属粒子５が圧力を受けて変形可能であることで、図４や図５のような構造を生じさせやすくなり、発光素子２の底面と実装基板３の表面とを、金属粒子５が熱的に接続できるようになる。
【０１２９】
また、金属粒子５は、固着層４内部において平面方向に沿って分散していることも好適である。図４、図５などでは、このような分散状態を示している。平面方向に沿って金属粒子５が分散していることで、金属粒子５は、広い範囲で発光素子２からの熱を実装基板３に伝導できる。特に、固着層４全体を利用して金属粒子５が発光素子２の熱を実装基板３に伝導できる。
【０１３０】
この結果、熱伝導効率が高まり、発光素子２の発熱の問題を確実に低減できる。
【０１３１】
以上のように、実施の形態１における照明装置モジュール１は、固着層４が含む金属粒子５およびこの金属粒子５の構造の特徴により、発光素子２からの熱を実装基板３に効率的に伝導できる。また、実装基板３が金属製であることで、電動された熱を効率的に拡散できる。このように発光素子２の熱を効率的に排出できることで、発光素子２の実装数、実装密度、発光素子２への供給電力を増加させることができる。結果として、高い光量を実現できる。
【０１３２】
また、固着層４と発光素子２との配列関係は、図３のように一列の発光素子２に対応する固着層４のような関係ではなく、一つの発光素子２に一つの領域の固着層４が対応する関係でもよい。例えば、図６のような配置構造であってもよい。図６は、本発明の実施の形態１における照明装置モジュールの正面図である。このように、一つの発光素子２に一つの領域の固着層４が対応する関係でもよい。
【０１３３】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２につていて説明する。実施の形態２では、製造プロセス等について説明する。
【０１３４】
（固着層の形成）
固着層４は、金属粒子５が混入されたダイボンド材４１が、実装基板３の所定位置に塗布されて形成される。固着層４は、図３のように、一列に実装される発光素子２に沿って形成されることも多い。このように、固着層４は、発光素子２の実装位置に応じた所定位置に形成される。
【０１３５】
このとき、予め金属粒子５がダイボンド材４１に混入されている。金属粒子５が混入されたダイボンド材４１が準備され、このダイボンド材４１が、所定位置に塗布されることで、固着層４が形成される。この形成された固着層４は、金属粒子５を含入した状態である。
【０１３６】
あるいは、金属粒子５が予め混入されたダイボンド材４１が、実装基板３の所定位置にクリーム印刷されることで、固着層４が形成されてもよい。クリーム印刷により、大量製造に適している。
【０１３７】
また、ダイボンド材４１は揮発成分を含んでおり、実装基板３に塗布もしくはクリーム印刷された後で、この揮発成分が蒸発して固着層４が形成される。固着層４に対して、直接的もしくは間接的に加熱が行われて、揮発成分が蒸発する。この揮発成分が蒸発することで、ダイボンド材４１が、発光素子２を固定できるようになる。
【０１３８】
このように、固着層４は、金属粒子５を含むダイボンド材４１の塗布やクリーム印刷などの手段で、形成される。
【０１３９】
照明装置モジュール１の製造プロセスとしては、次のような一例がある。
【０１４０】
まず、金属製の実装基板３に固着剤である金属粒子５を含んだダイボンド材４１を塗布もしくはクリーム印刷する塗布工程が行われる。このとき、実装基板３の所定位置（発光素子２を実装する位置）に、固着剤は塗布等される。
【０１４１】
次いで、この固着剤の上にベアチップ状態の発光素子２が設置される設置工程が行われる。
【０１４２】
この設置工程に合わせて、実装基板３を、１５０℃〜２２０℃の温度で加熱する加熱工程が行われる。この加熱工程により、固着剤であるダイボンド材４１が含む揮発成分が蒸発される。この蒸発によって、固着剤が固着層４となり、配置された発光素子２が固着８固定）される固着工程が行われる。結果として、固着層４を介して、発光素子２が実装基板３に実装される。
【０１４３】
実施の形態１で説明したように、固着剤は、金属粒子を含むダイボンド材４１である。この固着剤が固着層４となることで、金属粒子４による熱伝導が実現できる。また、配置工程において、金属粒子５を含むダイボンド材４１に、圧力が付与される。
【０１４４】
以上の工程により、実施の形態１で説明した照明装置モジュール１が確実に製造できる。
【０１４５】
以上、実施の形態１〜２で説明された照明装置モジュールは、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。
【符号の説明】
【０１４６】
１    照明装置モジュール
２    発光素子
３    実装基板
４    固着層
４１    ダイボンド材
５    金属粒子
【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】
2017139203.tif 000007
【図６】
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