(57)【要約】【目的】熱蓄積を有効に防止して発光ダイオードの寿命を延長し、発光デバイスの面積を縮小して応用範囲を増大させ、製造歩留りを向上させ、発光デバイスを現行のランプホルダーと結合する。【解決手段】発光ダイオード(LED)の発光デバイスとその製造方法が提供される。発光デバイスが柱状金属材料と印刷回路板と導体と絶縁体と発光ダイオードとワイヤーと被包性材料とを含む。発光デバイスが貫通孔を有し、貫通孔中に絶縁体に被包された導体が配置される。各導体の一端が印刷回路板に接続されて複合散熱構造を形成する。発光ダイオードが柱状金属材料上に配置され、ワイヤーで導体に接続され、被包性材料により被包される。更に、発光ダイオード、ワイヤー、被包性材料が発光ユニットと結合できる。また、赤、青、緑色発光ダイオードを結合することができ、入力信号の制御により出力光の色彩を調整できる。【選択図】図１
2009135440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光デバイスであって：
第１表面および第２表面を有するとともに、前記第１表面および前記第２表面を連通する複数の貫通孔を提供される柱状金属材料と；
前記した各貫通孔中にそれぞれ配置される複数の導体と；
前記した各貫通孔中にそれぞれ配置されるとともに、前記柱状金属材料に対して前記した対応する導体を絶縁する複数の絶縁体と；
上端表面および前記上端表面上に配置された複数の電極を有するとともに、前記上端表面が前記柱状金属材料の前記第２表面に対面する印刷回路板と；
前記柱状金属材料の前記第１表面上に配置されるとともに、複数の電極を有する少なくとも１つの発光ダイオードと；
複数のワイヤーであり、各ワイヤーの一端が前記発光ダイオードの対応する前記電極に電気的に接続されるワイヤーと；
前記柱状金属材料の前記第１表面を被覆する被包性材料と
を含むものであり、
そのうち、各導体の一端が前記印刷回路板の対応する前記電極に電気的に接続されるとともに、前記した各導体の他端が対応する前記ワイヤーに電気的に接続されるものである、発光デバイス。
【請求項２】
前記柱状金属材料の材料が、純銅、銅合金、純アルミニウム、アルミニウム合金、銅およびアルミニウムの複合材料ならびにその組み合わせからなるグループより選ばれるものである請求項１記載の発光デバイス。
【請求項３】
前記した各導体の両端が、金または銀でメッキされるものである請求項１記載の発光デバイス。
【請求項４】
前記絶縁体の材料が、ポリマー材料、セラミック材料および両者の複合材料ならびにその組み合わせからなるグループより選ばれるものである請求項１記載の発光デバイス。
【請求項５】
前記柱状金属材料および前記印刷回路板が、ネジ止め、樹脂での接着またはハンダ錫でのハンダ付けにより一体的に結合されるものである請求項１記載の発光デバイス。
【請求項６】
更に、前記発光ダイオード周辺に配置された蛍光体を含む請求項１記載の発光デバイス。
【請求項７】
更に、前記被包性材料中にドープされた蛍光体を含む請求項１記載の発光デバイス。
【請求項８】
前記発光ダイオードが、ハンダペースト、導電銀接着剤またはハンダ付け錫により前記柱状金属材料上に取り付けられる請求項１記載の発光デバイス。
【請求項９】
更に、金属筒状スタンドおよび前記スタンドの一端に配置されるカップ状シェードを含むランプホルダーを備えるとともに、前記シェードが内側ならびに外側を有し、かつ前記発光ダイオードが前記シェードの前記内側に据え付けられる請求項１記載の発光デバイス。
【請求項１０】
前記シェードの前記内側が、アルミニウム、ニッケルまたは銀でメッキされて、反射層を形成する請求項９記載の発光デバイス。
【請求項１１】
更に、前記シェードの前記外側に配置されるヒートシンクを備え、前記ヒートシンクが本体および複数のフィンを含むとともに、前記フィンが互いに平行かつ分離され、ならびに直立するように前記本体と接続されるものである請求項９記載の発光デバイス。
【請求項１２】
発光デバイスであって：
第１表面および第２表面を有するとともに、前記第１表面および前記第２表面を連通する複数の貫通孔を提供される柱状金属材料と；
前記した各貫通孔中にそれぞれ配置される複数の導体と；
前記した各貫通孔中にそれぞれ配置されるとともに、前記柱状金属材料に対して前記した対応する導体を絶縁する複数の絶縁体と；
上端表面および前記上端表面上に配置された複数の電極を有するとともに、前記上端表面が前記柱状金属材料の前記第２表面に対面する印刷回路板と；
前記柱状金属材料の前記第１表面上に配置されるとともに、少なくとも１つの発光ユニットと
を備えるものであり、前記発光ユニットが：
絶縁体であるとともに、第１表面、貫通孔、前記第１表面上の電気回路を有する基板と；
前記基板の前記貫通孔中に配置されるとともに、前記柱状金属材料の前記第１表面に据え付けられる上端表面および下端表面を有する柱状散熱ベースと；
前記柱状散熱ベースの前記上端表面に据え付けられる少なくとも１つの発光ダイオードと；
前記発光ダイオードを前記基板上の前記電気回路へ電気的に接続する複数のワイヤーと；
２つの電極端子であり、各電極端子の一端が前記基板上の前記電気回路へ接続され、そのうち、各導体の一端が前記印刷回路板の対応する前記電極に電気的に接続されるとともに、各導体の他端が対応する前記電極端子に電気的に接続される、２つの電極端子と；
前記基板の第１表面を被覆する被包性材料と
を含むものである発光デバイス。
【請求項１３】
前記柱状金属材料の材料が、純銅、銅合金、純アルミニウム、アルミニウム合金、銅およびアルミニウムの複合材料ならびにその組み合わせからなるグループより選ばれるものである請求項１２記載の発光デバイス。
【請求項１４】
前記した各導体の両端が、金または銀でメッキされるものである請求項１２記載の発光デバイス。
【請求項１５】
前記絶縁体の材料が、ポリマー材料、セラミック材料および両者の複合材料ならびにその組み合わせからなるグループより選ばれるものである請求項１２記載の発光デバイス。
【請求項１６】
前記柱状金属材料および前記印刷回路板が、ネジ止め、樹脂での接着またはハンダ錫でのハンダ付けにより一体的に結合されるものである請求項１２記載の発光デバイス。
【請求項１７】
更に、前記発光ダイオード周辺に配置された蛍光体を含む請求項１２記載の発光デバイス。
【請求項１８】
更に、前記被包性材料中にドープされた蛍光体を含む請求項１２記載の発光デバイス。
【請求項１９】
前記発光ダイオードが、ハンダペースト、導電銀接着剤またはハンダ付け錫により前記柱状金属材料上に取り付けられる請求項１２記載の発光デバイス。
【請求項２０】
更に、金属筒状スタンドおよび前記スタンドの一端に配置されるカップ状シェードを含むランプホルダーを備えるとともに、前記シェードが内側ならびに外側を有し、かつ前記発光ユニットが前記シェードの前記内側に据え付けられる請求項１２記載の発光デバイス。
【請求項２１】
前記シェードの前記内側が、アルミニウム、ニッケルまたは銀でメッキされて、反射層を形成する請求項２０記載の発光デバイス。
【請求項２２】
更に、前記シェードの前記外側に配置されるヒートシンクを備え、前記ヒートシンクが本体および複数のフィンを含むとともに、前記フィンが互いに平行かつ分離され、ならびに直立するように前記本体と接続されるものである請求項２０記載の発光デバイス。
【請求項２３】
発光デバイスの製造方法であり、前記製造方法が：
第１表面および第２表面を有する柱状金属材料を提供するとともに、前記第１表面ならびに前記第２表面を連通する複数の貫通孔を提供することと；
複数の柱状導体を提供し、各々がそれぞれ絶縁体に取り囲まれるとともに、前記貫通孔中に配置されることと；
上端表面および前記上端表面に配置される複数の電極を有する印刷回路板を提供することと；
前記柱状金属材料の前記第２表面を前記印刷回路板の前記上端表面に対面させるとともに、各導体の一端を対応する前記電極に電気的に接続することと；
電極を含む少なくとも１つの発光ダイオードを提供するとともに、前記発光ダイオードを前記柱状金属材料に据え付けることと；
複数のワイヤーを提供し、そのうち、各ワイヤーの一端が前記発光ダイオードの対応する前記電極に電気的に接続されるとともに、各導体の他端が対応する前記ワイヤーに電気的に接続されることと；
前記柱状金属材料の前記第１表面を被覆するために被包性材料を提供することと
を備える発光デバイスの製造方法。
【請求項２４】
更に、前記発光ダイオード周辺に蛍光体を提供すること又は前記被包性材料中に蛍光体をドーピングすることを含む請求項２３記載の製造方法。
【請求項２５】
発光デバイスの製造方法であり、前記製造方法が：
第１表面および第２表面を有する柱状金属材料を提供するとともに、前記第１表面ならびに前記第２表面を連通する複数の貫通孔を提供することと；
複数の柱状導体を提供し、各々がそれぞれ前記貫通孔中に配置されることと；
複数の絶縁体を提供し、各々がそれぞれ前記貫通孔中に配置されるとともに、対応する前記導体を前記柱状金属材料に対して絶縁することと；
高温焼結プロセスを実施して、前記導体、前記絶縁体、前記柱状金属材料を全体として統合することと；
上端表面および前記上端表面上に配置された複数の電極を有する印刷回路板を提供することと；
前記柱状金属材料の前記第２表面を前記印刷回路板の前記上端表面に対面させるとともに、各導体の一端を対応する前記電極に電気的に接続することと；
電極を含む少なくとも１つの発光ダイオードを提供するとともに、前記発光ダイオードを前記柱状金属材料に据え付けることと；
複数のワイヤーを提供し、そのうち、各ワイヤーの一端が前記発光ダイオードの対応する前記電極に電気的に接続されるとともに、各導体の他端が対応する前記ワイヤーに電気的に接続されることと；
前記柱状金属材料の前記第１表面を被覆するために被包性材料を提供することと
を含む発光デバイスの製造方法。
【請求項２６】
更に、前記発光ダイオード周辺に蛍光体を提供すること又は前記被包性材料中に蛍光体をドーピングすることを含む請求項２５記載の製造方法。
【請求項２７】
発光デバイスの製造方法であり、前記製造方法が：
第１表面および第２表面を有する柱状金属材料を提供するとともに、前記第１表面上に環状溝を提供し、前記柱状金属材料の一部が前記環状溝により取り囲まれて導体を形成することと；
絶縁体が提供されて前記環状溝を充填することと；
高温焼結プロセスを実施して、前記導体、前記絶縁体、前記柱状金属材料を全体として統合することと；
前記柱状金属材料の厚さが、前記柱状金属材料を前記第２表面から前記第１表面への方向に沿って研削、切削または掘削することにより減少されて、前記第２表面から前記導体および前記絶縁体を露出させることと；
上端表面および前記上端表面上に露出された複数の電極を有する印刷回路板を提供することと；
前記柱状金属材料の前記第２表面を前記印刷回路板の前記上端表面に対面させるとともに、前記導体の一端を対応する前記電極に電気的に接続することと；
電極を含む少なくとも１つの発光ダイオードを提供するとともに、前記柱状金属材料に前記発光ダイオードを据え付けることと；
複数のワイヤーを提供し、そのうち、各ワイヤーの一端が前記発光ダイオードの対応する前記電極に電気的に接続されるとともに、前記導体の他端が対応する前記ワイヤーに電気的に接続されることと；
前記柱状金属材料の前記第１表面を被覆するために被包性材料が提供されることと
を備える発光デバイスの製造方法。
【請求項２８】
更に、前記発光ダイオード周辺に蛍光体を提供すること又は前記被包性材料中に蛍光体をドーピングすることを含む請求項２７記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発光デバイスとその製造方法に関する。その発光デバイスは、電気基板と散熱モジュールとを統合して、熱伝導と電気伝導とを個別に管理する。その発光デバイスの体積が縮小できるので、その応用範囲が拡大される。その発光デバイスは、更に、現行のランプホルダーと結合されて、照明用の電球を形成することができる。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（Light-emitting diode = LED）は、長寿命、高照度、高い照明効率および低い電力消費により特徴づけられ、その高い信頼性、短い応答時間、高い色彩鮮明度および演色評価数（color rendering index）により、従来のものに取って代わる将来の光源の主流としての潜在力を備えている。しかしながら、現在のLED電球は、通常、幾つかのパッケージインターフェースを介してマルチレベルパッケージにより製作されるので、熱抵抗を引き起こす可能性があり、とりわけ、熱が印刷回路板に蓄積されて、低い散熱効率を招来する。不十分な散熱能力のために、LEDの温度が効率的に引き下げられず、低い照明効率ならびに短い寿命という結果となる。
【０００３】
また、LEDの数量がより明るい照明のために増大される時、ソース電極の数量がそれにより増大するので、低い散熱効率という前記した問題に帰着するとともに、電極の配置ならびにより多くの利用面積の占用という面倒が起きる。
【０００４】
更に、当業者は、接地信号のためにLEDを散熱ベース材料に電気的に接続している。散熱ベース材料は、同時に散熱および接地することができる。しかし、散熱ベース材料は、他の導体に接触するとともに、回路構成短絡を引き起こしてLEDを損傷するので、歩留まり要因が低下する。上記問題を防止するために、散熱ベース材料のサイズならびに形状が制限されてしまう。
【０００５】
更に、また、LEDが次第に照明に応用されてきているものの、現在のランプとの互換性は、まだない。互換性がないという問題は、LEDの照明への応用を制限するだけでなく、互換性のないランプをLEDに置き換えるために多くのコストが必要とされ、経済的でも環境保護的でもない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の主要な目的は、散熱モジュールの複合構造およびパッケージ方法を提供することにあり、そのうち、発光ダイオード（特にLEDチップ片）が「チップ・オン・散熱板（chip on heat-dissipation board）」形式中の柱状金属材料上に直接パッケージされて、高い熱伝導率ならびに印刷回路板における熱蓄積を防止する高い安定性を達成して、発光ダイオードの寿命を延長することにある。
【０００７】
この発明の別な目的は、印刷回路板に電気的に接続できる柱状金属材料を提供して、発光デバイスの全般的な面積を縮小し、かつ、その応用範囲を増大することにある。
【０００８】
この発明の他の目的は、柱状金属材料および他の導体間の電気的短絡を防止できて、製造歩留まりを向上させる発光デバイスを提供することにある。
【０００９】
この発明の更に別な目的は、発光デバイスが現行のランプ器具を全く置き換えることなく照明用に直接採用できるよう、発光デバイスを現行のランプホルダーと結合することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明にかかる発光デバイスを製造する方法は：少なくとも１つの貫通孔を有する柱状金属材料を提供することと；柱状金属材料の貫通孔中に絶縁体により取り囲まれた少なくとも１つの導体を提供するものであり、そのうち、導体が柱状であるとともに、導体の両端が電極となるよう蒸着により金属をメッキすることと；少なくとも１つの電極を有する印刷回路板を提供して、導体の一端において１つの電極を印刷回路板上の電極に電気的に接続させ、柱状金属材料および印刷回路板が熱的ならびに電気的伝導機能を備える１つの複合散熱構造として結合されることと；その後、発光ダイオードを柱状金属材料へ提供ならびに接着することと；そして、ワイヤーを提供して、発光ダイオードの電極および導体の他の電極をワイヤーボンディング（wire bonding）により電気的に接続し、電流を伝導する完全な電気回路を形成することと；最後に、蛍光体を配置するとともに、被包性材料をパッケージ材料と使用して、この発明の発光デバイスを形成することとを含むものである。
【００１１】
また、柱状金属材料、導体および絶縁体を統合する方法につき、導体が先ず絶縁体で被包され、導体および絶縁体が柱状金属材料の貫通孔中に全体として挿入される。第２の方法は、導体ならびに絶縁体が柱状金属材料の貫通孔中へ別々に配置されるものであり、そのうち、絶縁体がパウダー状であるとともに、導体および柱状金属材料間に位置することができる。そして、導体、絶縁体および柱状金属材料が高温焼結プロセスを介して一体的に統合できる。第３の方法は、第１表面および第２表面を有する柱状金属材料を提供することである。そして、環状溝が第１表面上に第２表面に向けて形成される。導体が環状溝で取り囲まれるように柱状金属材料の一部により形成される。次に、絶縁体が環状溝中へ充填されるとともに、高温焼結プロセスが実施されて導体・絶縁体および柱状金属材料を一体的に結合する。その後、柱状金属材料の厚さが柱状金属材料を第２表面から第１表面への方向に沿って研削・切削または掘削することにより減少されて、第２表面から導体および絶縁体を露出させる。
【発明の効果】
【００１２】
つまり、以下、図４に示すように、この発明は、柱状金属材料１０上の発光ダイオード４０を直接パッケージして高い散熱効率および高い信頼性を備える発光デバイス１の設計を達成する。
【００１３】
また、この発明は、印刷回路板３０の電極３２が柱状金属材料１０の下方に位置するので、各発光ダイオード４０の電極４１が柱状金属材料１０中の対応する導体２１を介して印刷回路板３０上の電極３２に電気的に接続でき、発光デバイス１の全般的な面積を減少させるとともに、応用範囲を増大させる。
【００１４】
さらに、この発明は、発光デバイス１の発光ダイオード４０が２つの導体２１に位置して、そのうち、１つの導体２１が電気信号を伝送するとともに、他の１つが接地信号を伝送する。言い換えれば、接地信号が柱状金属材料１０により伝送されない。従って、柱状金属材料１０および他の導体間の電気的短絡を防止できる。
【００１５】
また、さらに、発光デバイス１が現行のランプホルダー９と結合することができ、LEDの発光デバイス１が現行のランプを全く置き換えることなく照明用に直接採用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この発明の第１実施形態にかかる発光デバイスの概略構造を示す斜視図である。この発光デバイス１の主要な構造が、柱状金属材料１０と、導体２１と、導体２１を被包（encapsulate）する絶縁体２０と、印刷回路板３０と、発光ダイオード４０と、ワイヤー５０と、被包性材料６０とを含む。
【００１７】
図２Ａと図２Ｂとにおいて、柱状金属材料１０が金属および柱状である。例えば、柱状金属材料１０を円柱（cylinder）または多角形柱（polygonal column）とすることができる。第１実施形態は、例として円柱形を採用している。柱状金属材料１０を純銅、銅合金、純アルミニウム、アルミニウム合金または銅およびアルミニウムの複合材料製とすることができる。柱状金属材料１０が、第１表面１１と、第２表面１２と、第１表面１１および第２表面１２を貫通する複数の貫通孔１３とを含む。導体２１が電気伝導に用いられ、かつ柱状である。導体２１が絶縁体２０により被包されている。各導体２１の上端２１１および下端２１２が蒸着により金属層をメッキされて、電気伝導する電極２５となっている。絶縁体２０をポリマー材料、セラミック材料または両材料の複合材料とすることができる。蒸着により導体２１の上端２１１および下端２１２にメッキされる金属層を金層または銀層とすることができる。導体２１ならびにそれを被包する絶縁体２０が柱状金属材料１０の貫通孔１３中に配置されるとともに、全体として統合され、導体２１の上端２１１が柱状金属材料１０の第１表面１１に近接し、かつ導体２１の下端２１２が柱状金属材料１０の第２表面１２に近接する。
【００１８】
図３Ａと図３Ｂと図３Ｃとにおいて、柱状金属材料１０と絶縁体２０により被包された導体２１と印刷回路板３０とが複合散熱構造Ｐを形成する。印刷回路板３０が、上端表面３１と、上端表面３１上に配置された複数の電極３２と、第１入力電極３３と、第２入力電極３４とを含む。幾つかの電極３２が第１入力電極３３に電気的に接続され、その他が第２入力電極３４に電気的に接続されて、外部電気信号が、第１入力電極３３および第２入力電極３４を介して電極３２へ伝導できる。柱状金属材料１０の第２表面１２が印刷回路板３０の上端表面３１に対面する（face）ので、各導体２１の下端２１２の電極２５が印刷回路板３０の上端表面３１の対応する電極３２に電気的に接続される。柱状金属材料１０が、各導体２１の下端２１２の電極２５および上端表面３１の対応する電極３２間をネジ止め（screwing）、樹脂での接着（gluing）またはハンダ錫（solder tin）でのハンダ付けにより固着されて、複合散熱構造Ｐを形成することができる。図３Ｂにおいて、この実施形態では、ネジ（screw）Ｓを使用して柱状金属材料１０および印刷回路板３０を一体的にネジ止めし、複合散熱構造Ｐを形成している。第１入力電極３３および第２入力電極３４が後続する回路取り付けのために上端表面３１の対向する２つの側面に配置される。
【００１９】
図４において、各発光ダイオード４０が、発光ダイオード４０の一側面に配置された電極４１を含む。電極４１無しの発光ダイオード４０の他側面は、錫ペースト、導電銀接着剤（silver glue）またはハンダ錫により接着されて柱状金属材料１０の第１表面１１に据え付けられる。発光ダイオード４０をLEDチップダイあるいは、次の段落に説明する発光ユニット８とすることができる。そして、ワイヤー５０が発光ダイオード４０の電極４１を導体２１の上端２１１にある電極２５に接続するために使われて、完全な電気回路を形成する。この実施形態中、各発光ダイオード４０が２つの導体２１に並置され、１つの導体が電気信号を提供し、もう１つが接地信号を提供して、完全な電気回路を形成する。別なケースでは、１つの導体２１が接地信号を複数の発光ダイオード４０に提供でき、発光ダイオード４０が並列接続される。更に別なケースでは、１つの導体２１が電気信号を複数の発光ダイオード４０に提供でき、発光ダイオード４０が並列接続される。
【００２０】
大気中でのワイヤー５０の酸化を回避するために、被包性（encapsulating）材料６０をパッケージ材料として使用することができる。被包性材料６０をシリコンラバーとすることができ、かつパッケージ領域が柱状金属材料１０の第１表面１１を含むとともに、少なくとも各導体２１の上端２１１の電極２５と発光ダイオード４０とワイヤー５０とをカバーして、前記したデバイスを大気から隔離し、この発明の発光デバイス１を形成する。更に、蛍光体（phosphors）７０を発光ダイオード４０周辺に配置して、発光ダイオード４０により発射される光の色彩を変化させる。ここで、蛍光体７０の添加は、任意である。蛍光体７０をパッケージする前に個別に配置することもできるし、パッケージ用の被包性材料６０中にドーピングして混合することもできる。
【００２１】
図５Ａは、この発明の第２実施形態を図示しており、発光ダイオード４０およびワイヤー５０を配置する前記した方式以外に、更に発光ダイオード４０およびワイヤー５０を先に発光ユニット８としてパッケージできるとともに、複合散熱構造Ｐの柱状金属材料１０の第１表面１１上に直接ハンダ付け又は接着することができる。図５Ｂにおいて、各発光ユニット８が、基板８１と、散熱ベース８２と、少なくとも１つの発光ダイオード４０と、複数のワイヤー５０と、２つの電極端子８３，８４と、被包性材料６０とを含む。基板８１が絶縁体であり、第１表面８１１と貫通孔８１２と第１表面８１１上に配置された電気回路８１３とを含む。散熱ベース８２が柱状であるとともに、基板８１の貫通孔８１２中に配置され、散熱ベース８２が上端表面８２１と下端表面８２２とを含む。発光ダイオード４０が散熱ベース８２の上端表面８２１に接着され、ワイヤー５０を介して基板８１上の電気回路８１３に接続される。電極端子８３，８４がそれぞれ基板８１上の電気回路８１３に接続されて、電気信号を入力する。被包性材料６０が基板８１の第１表面８１１を被包する。また、一定数量の赤、青、緑色発光ダイオードの異なる組み合わせを選択して散熱ベース８２の上端表面８２１に接着し、入力電気信号を制御することによって、発光ユニット８の色彩を調整することができる。
【００２２】
図５Ａにおいて、発光ユニット８は、柱状金属材料１０の第１表面１１に据え付けられる。散熱ベース８２の下端表面８２２が柱状金属材料１０の第１表面１１に据え付けられて、発光ダイオード４０により発生される熱を伝導除去する。各発光ユニット８の電極端子８３，８４が対応する導体２１の上端表面２１１に電気的に接続されて、発光デバイス１を形成する。
【００２３】
図６と図７とにおいて、発光デバイス１が現行のランプホルダー９に取り付けられ、かつ照明用の電球として供される。
【００２４】
ランプホルダー９が、金属かつ筒状であるスタンド９１と、カップ状かつスタンド９１のそばに配置されるシェード９２とを含み、シェード９２が内側９２１および外側９２２を含む。発光デバイス１がシェード９２の内側に配置される。シェード９２がセラミック材料またはポリマー製の絶縁体、あるいは金属であることもできる。シェード９２の内側９２１をアルミニウム、ニッケルまたは銀のような金属でメッキして反射層を形成することができ、発光デバイス１の出力光を収束ならびに増幅する。スタンド９１上の第１電気信号入力９１１および第２電気信号入力９１２は、それぞれ、導電ワイヤー９１３を介して発光デバイス１の印刷回路板３０上の第１および第２入力電極３３，３４に電気的に接続されて、電気信号を発光デバイス１に提供するとともに、発光デバイス１が光線を発射する。
【００２５】
図８において、ヒートシンク（Heat sinks）９３がランプホルダー９のシェード９２の外側９２２に据え付けられる。ヒートシンク９３が主体９３１と複数のフィン（fins）９３２とを含み、フィン９３２が平行かつ互いに分離されるとともに、直立するように主体９３１と接続され、ランプホルダー９の散熱能力を増強させる。
【００２６】
この発明中、LEDの発光デバイス１の製造方法が、以下のステップを含む：柱状金属材料１０を提供し、それが第１表面１１と第２表面１２、および第１表面１１と第２表面１２を貫通する複数の貫通孔１３とを含むことと；絶縁体２０により被包されるとともに、柱状金属材料１０の貫通孔１３中に配置される複数の導体２１を提供し、そのうち、導体２１が柱状であることと；印刷回路板３０を提供し、そのうち、印刷回路板３０が上端表面３１および上端表面３１上に配置される複数の電極３２を含むことと；柱状金属材料１０の第２表面１２が印刷回路板３０の上端表面３１に対面する（facing）とともに、各導体２１の一端が対応する電極３２に電気的に接続されることと；電極４１を備える少なくとも１つの発光ダイオード４０を提供するとともに、発光ダイオード４０を柱状金属材料１０の第１表面１１上に据え付けることと；複数のワイヤー５０を提供し、そのうち、各ワイヤー５０の一端が対応する発光ダイオード４０の電極４１に電気的に接続され、ワイヤ５０の他端が印刷回路板３０の電極３２に接続されない対応する導体２１の一端に電気的に接続に接続されることと；パッケージ用の被包性材料６０を提供することとを含むものである。被包性材料６０が柱状金属材料１０の第１表面１１を主に被包するとともに、少なくとも各導体２１の上端２１１と発光ダイオード４０とワイヤー５０とを被覆する。蛍光体７０もまた発光ダイオード４０周辺に配置または被包性材料６０にドーピングすることができる。
【００２７】
また、柱状金属材料１０と導体２１と絶縁体２０とを統合する方法について、導体２１が先ず絶縁体２０に被包されてから、導体２１と絶縁体２０とが全体として柱状金属材料１０の貫通孔１３に挿入される。第２の方法は、導体２１と絶縁体２０とを別々に柱状金属材料１０の貫通孔１３に挿入し、そのうち、絶縁体２０を粉末とし、かつ導体２１と柱状金属材料１０との間に位置させる。そして、導体２１と絶縁体２０と柱状金属材料１０とを高温焼結プロセスを介して一体的に結合することができる。
【００２８】
図９Ａから図９Ｃにおいて、柱状金属材料１０と導体２１と絶縁体２０とを結合する第３の方法が図示される。先ず、第１表面１１および第２表面１２を有する柱状金属材料１０が提供される。そして、環状溝１４が第１表面１１上に第２表面１２へ向けて形成される。導体２１が環状溝１４の中央に形成される。次に、絶縁体２０が環状溝１４中へ充填されるとともに、高温焼結プロセスが実施されて、柱状金属材料１０と導体２１と絶縁体２０とを一体的に結合する。その後、柱状金属材料１０の厚さが第２表面１２から第１表面１１への方向において研削、切削または掘削することにより減少されて、導体２１および絶縁体２０を第２表面１２から露出させる。
【００２９】
以上のごとく、この発明を最良の実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明にかかる第１実施形態の発光デバイスの概略構造を示す斜視図である。
【図２Ａ】柱状金属材料および絶縁体で被包された導体を示す概略図である。
【図２Ｂ】絶縁体で被包された導体の断面を示す断面図である。
【図３Ａ】印刷回路板と柱状金属材料上に配置された後の絶縁体で被包された導体を示す概略図である。
【図３Ｂ】柱状金属材料および印刷回路板を備えた複合散熱基板を示す断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｂ中の領域Ｉを示す拡大図である。
【図４】発光ダイオードをパッケージした後の複合散熱基板を示す断面図である。
【図５Ａ】この発明の第２実施形態にかかる、発光ユニットが複合散熱基板上に配置された構造を示す概略図である。
【図５Ｂ】図５Ａ中の発光ユニットを示す断面図である。
【図６】現行のランプホルダーと結合されたこの発明の発光デバイスを示す断面図である。
【図７】別な現行のランプホルダーと結合されたこの発明の発光デバイスを示す要部側面図である。
【図８】図７のランプホルダーのシェードの外側に配置されたヒートシンクを備えた構造断面図である。
【図９Ａ】環状溝を備えた柱状金属材料を示す断面図である。
【図９Ｂ】図９Ａの環状溝中に絶縁体を充填した柱状金属材料を示す断面図である。
【図９Ｃ】図９Ｂの柱状金属材料の第２表面を研削、切削または掘削した後を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  発光デバイス
１０  柱状金属材料
１１  第１表面
１２  第２表面
１３  貫通孔
１４  環状溝
２０  絶縁体
２１  導体
２１１  上端
２１２  下端
２５  電極
３０  印刷回路板
３１  上端表面
３２  電極
３３  第１入力電極
３４  第２入力電極
４０  発光ダイオード
４１  電極
５０  ワイヤー
６０  被包性材料
７０  蛍光体
８  発光ユニット
８１  基板
８１１  第１表面
８１２  貫通孔
８１３  電気回路
８２  散熱ベース
８３，８４  電極端子
９  ランプホルダー
９１  スタンド
９２  シェード
９３  ヒートシンク
９３１  本体
９３２  フィン
Ｐ  複合散熱構造
Ｓ  ネジ
【図１】
2009135440.tif 000003
【図２Ａ】
2009135440.tif 000004
【図２Ｂ】
2009135440.tif 000005
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
2009135440.tif 000010
【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
2009135440.tif 000015
【図９Ｂ】
2009135440.tif 000016
【図９Ｃ】
2009135440.tif 000017
【外国語明細書】
2009135440000001.pdf