(57)【要約】【課題】複数の発光素子を搭載する電子部品において、放熱性が良く、発光光度を高め易い電子部品を提供する。【解決手段】本発明の電子部品は、プリント基板１１と、プリント基板１１の上面に固定され、熱伝導性を有する枠体１２と、プリント基板１１の上面に形成され、枠体１２の開口１２ａ内に配置される複数の発光素子１６、１７に外部回路より給電するための複数の給電用電極１４ａ、１４ｂと、給電用電極１４ａ、１４ｂとは別にプリント基板１１の上面に形成され、複数の発光素子１６、１７の全部を搭載する放熱部１５と、を備え、放熱部１５は導電性を有し、それに搭載される全部の発光素子１６、１７の一方の電極と電気的に接続される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板と、
前記プリント基板の上面に固定され、熱伝導性を有する枠体と、
前記プリント基板の上面に形成され、前記枠体の開口内に配置される複数の発光素子に外部回路より給電するための複数の給電用電極と、
前記給電用電極とは別に前記プリント基板の上面に形成され、前記複数の発光素子の全部或いは一部を搭載する少なくとも１つの放熱部と、を備え、
前記放熱部は導電性を有し、それに搭載される全部或いは一部の前記発光素子の一方の電極と電気的に接続されることを特徴とする電子部品。
【請求項２】
前記放熱部は、外部回路と電気的に接続されることなく用いられ、それに搭載される全部の発光素子の一方の電極と電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
前記放熱部は、外部回路と電気的に接続して用いられ、それに搭載される一部の発光素子の一方の電極と電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
【請求項４】
前記放熱部と電気的に接続される前記発光素子は複数あって、これらの発光素子は電気的に並列に接続されることを特徴とする請求項３に記載の電子部品。
【請求項５】
前記放熱部の１つが、直接或いは熱伝導性部材を介して前記枠体に接続されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電子部品。
【請求項６】
前記発光素子と、前記給電用電極及び前記放熱部とは、金属細線によって電気的に接続されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電子部品。
【請求項７】
前記発光素子は、発光ダイオード素子であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子が搭載される電子部品に関し、特に、放熱性を高めるために、プリント基板上に放熱用の枠体が固定される構造を有する電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光素子で発生する熱を効率良く放熱できる電子部品が知られている。このような電子部品として、例えば特許文献１に開示される半導体発光装置が挙げられる。図１３は、従来の半導体発光装置１００の構成を示す概略断面図である。
【０００３】
半導体発光装置１００は、１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）素子１０１と、プリント基板１０２と、金属リフレクター１０３（放熱用の枠体）と、を備える。ＬＥＤ素子１０１は、プリント基板１０２上に装着される。ＬＥＤ素子１０１と、プリント基板１０２上に形成される２つの金属電極１０４ａ、１０４ｂとは、ワイヤ１０５にて接続される。プリント基板１０２と、金属リフレクター１０３とは、接着層１０６を介して接着される。
【０００４】
金属リフレクター１０３は、ＬＥＤ素子１０１実装用の凹所１０７を有し、この凹所１０７の周面は逆円錐台形状を呈する反射面１０７ａとされている。凹所１０７内には、封止樹脂１０８が封入され、ＬＥＤ素子１０１がパッケージされる。また、金属リフレクター１０３は、脚部１０９を有し、半導体発光装置１００を実装基板に実装する際に、この脚部１０９は実装基板に形成される放熱用金属プレートに接着される。これにより、ＬＥＤ素子１０１で発生する熱を、脚部１０９を介して容易に実装基板に放熱できる。
【０００５】
このような放熱用の枠体がプリント基板に固定される電子部品は、放熱性に優れるために有用である。ところで、例えば、このようなＬＥＤ素子が搭載される電子部品において、発光光度を高めるために、複数のＬＥＤ素子が搭載されることがある。しかし、ＬＥＤ素子のコストを考慮すると、発光光度を高めつつ、できる限りＬＥＤ素子の数を少なくするのが好ましい。なお、ＬＥＤ素子に供給する電流を大きくするとＬＥＤ素子の発光光度を高められるが、供給できる電流の大きさには制限があるのが実情である。このため、供給される電流に制限がある中で、コストを抑制しつつ発光光度を高める必要がある。
【０００６】
また、別の例として、異なる色の光を発光できるように、複数のＬＥＤ素子が搭載されることがある。この場合、搭載されるＬＥＤ素子の増加に合わせて、プリント基板に形成される電極の数を増加させる必要がある。一方で、電子部品は小型化が要求されることが多い。このため、電子部品に搭載されるＬＥＤ素子の数が多くなりすぎると、ＬＥＤ素子と接続される電極同士がショートし易くなる等の問題が発生する。
【特許文献１】特開２００５−２２９００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上の点を鑑みて、本発明の目的は、複数の発光素子を搭載する電子部品において、放熱性が良く、発光光度を高め易い電子部品を提供することである。また、本発明の他の目的は、複数の発光素子を搭載する電子部品において、放熱性が良く、ショートが発生する可能性が低い電子部品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の電子部品は、プリント基板と、前記プリント基板の上面に固定され、熱伝導性を有する枠体と、前記プリント基板の上面に形成され、前記枠体の開口内に配置される複数の発光素子に外部回路より給電するための複数の給電用電極と、前記給電用電極とは別に前記プリント基板の上面に形成され、前記複数の発光素子の全部或いは一部を搭載する少なくとも１つの放熱部と、を備え、前記放熱部は導電性を有し、それに搭載される全部或いは一部の前記発光素子の一方の電極と電気的に接続されることを特徴としている。
【０００９】
これによれば、熱伝導性を有する枠体と、発光素子を搭載する放熱部とを備えるために、発光素子で生じた熱を放熱しやすい。また、本発明によれば、放熱部を発光素子と電気的に接続して使用する構成となっている。すなわち、放熱部について、単なる放熱機能の発揮だけでなく、中間電極パッドや給電用電極としての機能を発揮させる構成となっている。このため、本発明によれば、複数の発光素子が搭載される電子部品において、放熱性が良く、発光光度を高め易い電子部品の提供や、放熱性が良く、ショートが発生する可能性が低い電子部品の提供が可能となる。
【００１０】
また、本発明は、上記構成の電子部品において、前記放熱部は、外部回路と電気的に接続されることなく用いられ、それに搭載される全部の発光素子の一方の電極と電気的に接続されることとしてもよい。
【００１１】
これによれば、放熱部を中間電極パッドとして用い、電子部品に搭載される発光素子を電気的に直列に接続する構成とできる。このために、単純な構成で、発光素子を直列に接続する構成を実現できる。そして、発光素子を直列に接続できるために、複数の発光素子を使用電流の大きさに制限がある状況下で使用する場合においても、高い発光光度を得ることが可能となる。
【００１２】
また、本発明は、上記構成の電子部品において、前記放熱部は、外部回路と電気的に接続して用いられ、それに搭載される一部の発光素子の一方の電極と電気的に接続されることとしてもよい。
【００１３】
これによれば、放熱部を給電用の電極として使用する構成とできる。このために、発光素子を複数搭載する場合において、給電用の電極の数を低減でき、電極間等の間隔を広くして、ショートが発生する可能性を低減できる。
【００１４】
また、本発明は、上記構成の電子部品において、前記放熱部と電気的に接続される前記発光素子は複数あって、これらの発光素子は電気的に並列に接続されることとしてもよい。これによれば、電子部品に搭載される発光素子のうち、一部の発光素子を並列に接続する構成であるために、さらに給電用電極の数を低減できる。
【００１５】
また、本発明は、上記構成の電子部品において、前記放熱部の１つが、直接或いは熱伝導性部材を介して前記枠体に接続されることとするのが好ましい。これによれば、放熱部が熱伝導性を有する枠体に対して直接或いは熱伝導性部材を介して接続されるので、放熱部の放熱効率が向上する。
【００１６】
また、本発明は、上記構成の電子部品において、前記発光素子と、前記給電用電極及び前記放熱部とは、金属細線によって電気的に接続されることとしてもよい。この場合、本発明の電子部品を低コストで製造しやすい。
【００１７】
また、本発明は、上記構成の電子部品において、前記発光素子は、発光ダイオード素子であることとしてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、複数の発光素子を搭載する電子部品において、放熱性が良く、発光光度を高め易い電子部品を提供することが可能となる。また、本発明によれば、複数の発光素子を搭載する電子部品において、放熱性が良く、ショートが発生する可能性が低い電子部品を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、ここでは、表面実装型ＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）に、本発明を適用した場合を一例として説明する。
（第１実施形態）
第１実施形態の表面実装型ＬＥＤについて、図１から図５を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤの構成を示す概略斜視図である。図２は、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤの分解斜視図である。図３は、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤを上から見た場合の概略平面図である。図４は、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤを下から見た場合の概略平面図である。図５は、図３のＶ−Ｖ位置の概略断面図である。
【００２０】
第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１は、プリント基板１１の上面に熱導電性の枠体１２が固定配置された構造となっている。
【００２１】
プリント基板１１は、例えばガラスエポキシやＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer；液晶ポリマー）等からなる。第１実施形態のプリント基板１１は、平面視略長方形状（例えば、縦約２ｍｍ、横約４．５ｍｍ）に形成される。このプリント基板１１は、両面にパターンが形成される２層基板構造となっている。
【００２２】
プリント基板１１の上面には、枠体１２の開口１２ａ内に、外部回路（図示せず）からＬＥＤ素子１６、１７に給電するために使用される給電用電極１４ａ、１４ｂが形成される。給電用電極１４ａは、正負の一方の極性を有し、給電用電極１４ｂは他方の極性を有する。また、プリント基板１１の上面には、放熱用の金属層（放熱部）１５が形成される。この放熱用の金属層１５は、枠体１２の開口１２ａ内の給電用電極１４ａ、１４ｂ以外の領域に形成されるとともに、枠体１２の下面とプリント基板１１との間に配置される。すなわち、放熱用の金属層１５は、給電用電極１４ａ、１４ｂ、その周囲の絶縁溝、及びプリント基板１１と枠体１２とを接着する接着層１３が形成される部分を除いて、プリント基板１１の上面のほぼ全面を覆うように広範囲にわたって形成されている（図２及び図３の破線部参照）。
【００２３】
なお、給電用電極１４ａ、１４ｂ及び放熱用の金属層１５は、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌ、などの導電性及び熱伝導性のよい金属や合金を用いて形成される。また、給電用電極１４ａ、１４ｂ及び放熱用の金属層１５の表面には、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｓｎメッキやこれらを複数積層させたメッキを行うことが好ましい。
【００２４】
放熱用の金属層１５の上面には、発光素子の一例である発光ダイオード素子が２つ搭載（ＬＥＤ素子１６及びＬＥＤ素子１７が搭載）される。２つのＬＥＤ素子１６、１７は、いずれも枠体１２の開口１２ａ内であって、給電用電極１４ａと給電用電極１４ｂとの間に、列をなして挟まれるように配置される（図３参照）。なお、放熱用の金属層１５とＬＥＤ素子１６、１７とは、例えばエポキシ樹脂等の接着剤を用いて接着される。また、第１実施形態においては、第１ＬＥＤ素子１６と第２ＬＥＤ素子１７とは同一の色の光（例えば、白色）を発光するように構成されている。
【００２５】
第１ＬＥＤ素子１６の２つの電極のうちの一方は、例えばＡｕ線、Ａｇ線、Ａｌ線等の金属細線１８によって給電用電極１４ａと電気的に接続され、他方は、金属細線１８によって放熱用の金属層１５と電気的に接続される。また、第２ＬＥＤ素子１７の２つの電極のうちの一方は、金属細線１８によって放熱用の金属層１５と電気的に接続され、他方は、金属細線８によって給電用電極１４ｂと電気的に接続される。すなわち、２つのＬＥＤ素子１６、１７は、給電用電極１４ａ、１４ｂに対して、電気的に直列に接続されている。そして、放熱用の金属層１５は、第１ＬＥＤ素子１６と第２ＬＥＤ素子１７とを電気的に直列に接続するための中間電極パッドとして機能する。
【００２６】
プリント基板１１の下面には、給電用電極２４ａ、２４ｂ及び放熱用の金属層２５が形成される。なお、給電用電極２４ａ、２４ｂ及び放熱用の金属層２５は、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌ、などの導電性及び熱伝導性のよい金属や合金を用いて形成される。また、給電用電極２４ａ、２４ｂ及び放熱用の金属層２５の表面には、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｓｎメッキやこれらを複数積層させたメッキを行うことが好ましい。
【００２７】
プリント基板１１の上面に形成される給電用電極１４ａ、１４ｂの下方においては、プリント基板１１を貫通する貫通孔２１が、それぞれ１つずつ形成される（図５参照）。この貫通孔２１は、その内面に金属膜が形成されたり、導電性の部材が充填されたりする。そして、この貫通孔２１を利用して、給電用電極１４ａと給電用電極２４ａとが電気的に接続され、給電用電極１４ｂと給電用電極２４ｂとが電気的に接続される。
【００２８】
また、プリント基板１１の上面に形成される放熱用の金属層１５の下方においては、プリント基板１１を貫通する貫通孔２２が複数形成されている（図５参照）。この貫通孔２２は、その内面に金属膜が形成されたり、導電性の部材が充填されたりする。そして、この複数の貫通孔２２を利用して放熱用の金属層１５と放熱用の金属層２５とが電気的に接続される。また、貫通孔２２に形成される金属膜、或いは導電性の部材を熱伝導性の良い材料（Ｃｕ等）とすることで、放熱用の金属層１５から放熱用の金属層２５への放熱効率の向上を図っている。
【００２９】
プリント基板１１の下面に形成される放熱用の金属層２５は、詳細には貫通孔２２の平面形状が反映されたくぼみ２６が形成されている（図４参照；なお、図５においては、便宜上、このくぼみ２６は図示されていない）。このため、プリント基板１１の下面には、このくぼみ２６によって幾何学的な模様が形成されることになる。このようにくぼみ２６を設けるのは、ＬＥＤ素子１６、１７で発生した熱の放熱効率を向上することを狙ったものである。
【００３０】
プリント基板１１の下面に形成される給電用電極２４ａ、２４ｂは、図４に示すように、端子部分を除いて絶縁膜２７（クロスハッチングを施した部分に絶縁膜２７は形成される）で被われている。一方、プリント基板１１の下面に形成される放熱用の金属層２５は、絶縁膜２７で被われることなく、全てが露出されている。なお、放熱用の金属層２５についても、その一部を絶縁膜２７で被うことも可能である。しかし、放熱性を高めるために、第１実施形態のように放熱用の金属層２５は絶縁膜２７で覆わないのが好ましい。
【００３１】
枠体１２は、熱伝導性の良い材料であるアルミニウムによって、一体的に形成されている。ただし、これに限定される趣旨ではない。枠体１２は、複数のブロックで構成しても構わない。また、その材料について、マグネシウム等のその他の熱伝導性に優れる金属材料を用いても構わない。また、金属材料以外にも、樹脂表面やセラミック材料表面を金属材料で被覆した部材や、複数の金属材料やセラミック材料を樹脂や金属などの接着材料で連結した部材、樹脂に金属を分散させた部材なども用いることができる。
【００３２】
枠体１２には、その中央部に平面視略矩形状の開口１２ａが形成されている。この開口１２ａは、ＬＥＤ素子１６、１７から出射された光を反射して外部で取り出すことができるように構成されている。すなわち、開口１２ａは、その底面側から上面側に向かって拡がる傾斜面１２ｂを有し、この傾斜面がＬＥＤ素子１６、１７から出射された光を反射する反射面として機能する。
【００３３】
なお、第１実施形態の枠体１２は、上述のようにアルミニウムで形成されるが、その表面には、反射光率の向上等を狙って、アルマイト処理や銀メッキ処理等が施されている。ただし、このように枠体１２の表面処理を行うにあたっては、放熱性を良くするために、枠体１２の下面に絶縁性被膜が形成されないようにしている。また、アルマイト処理等の枠体１２の表面処理を行わない構成としても構わない。
【００３４】
枠体１２は、図１や図５に示すように、例えばエポキシ樹脂等から成る接着層１３を介してプリント基板１１に固定配置される。この際、枠体１２の下面と放熱用の金属層１５の上面とが直接接触するように、枠体１２はプリント基板１１に固定配置される。なお、第１実施形態においては、枠体１２とプリント基板１１とが直接接触する構成としているが、この構成に限定される趣旨ではない。例えば、枠体１２とプリント基板１１とが熱伝導性の部材を介して接触する構成等としても構わない。
【００３５】
枠体１２の開口１２ａには、エポキシ樹脂やシリコン樹脂等の樹脂材料からなる透明部材１９が充填されている。これにより、開口１２ａに配置されるＬＥＤ素子１６、１７及び金属細線１８が封止され、これらが空気や水分等と接触するのを防止する。
【００３６】
以上のように構成される第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１は、図示しない別のプリント基板に実装して使用する。この際、別のプリント基板に形成される端子部分に、プリント基板１１の下面に形成される給電用電極２４ａ、２４ｂの端子部分を、半田等の導電性材料で接合して実装することになる。また、プリント基板１１の下面に形成される放熱用の金属層２５は、別のプリント基板に形成されるヒートシンク部に半田等によって接合される。
【００３７】
上述のように、ＬＥＤ素子１６、１７が搭載される放熱用の金属層１５は、貫通孔２２を介して放熱用の金属層２５と放熱効率の向上を図った状態で接続されている。このために、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１を別のプリント基板に実装して使用する場合、ＬＥＤ素子１６、１７における発熱を、別のプリント基板に効率良く放熱できる。また、ＬＥＤ素子１６、１７が搭載される放熱用の金属層１５は、熱伝導性に優れる枠体１２と直接接触している。このため、ＬＥＤ素子１６、１７における発熱を、枠体１２にも放熱できる。すなわち、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１は、ＬＥＤ素子１６、１７で生じる熱を高効率で放熱できる。このために、ＬＥＤ素子１６、１７の温度上昇による発光効率の低下を抑制して、電流量に比例した高い発光光度を得ることが可能となる。
【００３８】
また、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１においては、ＬＥＤ素子１６、１７が電気的に直列に接続されている。このために、外部回路から給電用電極１４ａ、１４ｂ、２４ａ、２４ｂを用いて電流を供給した場合に、第１ＬＥＤ素子１６と第２ＬＥＤ素子１７とに対して、同一の電流を流してそれらを発光することができる。このために、外部回路から供給できる電流量が決まっている場合においても、高い発光光度を得ることが可能となる。これは、２つのＬＥＤ素子１６、１７を電気的に並列に接続した場合に比べて、ＬＥＤ素子１６、１７に大きな電流が流せることによる。そして、発光光度の向上により、使用するＬＥＤ素子の数を減らすことができる場合もある。また、２つのＬＥＤ素子１６、１７の間で、発光光度に差が生じて、発光のバランスが崩れるようなことも防止できる。
【００３９】
また、第１ＬＥＤ素子１６と第２ＬＥＤ素子１７とを直列に接続するにあたって、放熱用の金属層１５を利用する構成としている。このために、第１ＬＥＤ素子１６と第２ＬＥＤ素子１７とをワイヤボンディングによって、直接金属細線で接続しないで済む。したがって、ＬＥＤ素子１６、１７に対して機械的なダメージを与えずに済む。また、第１実施形態の構成によれば、プリント基板１１の上面に、給電用電極１４ａ、１４ｂや放熱用の金属層１５とは別に、中間電極パッドを形成する必要がない。したがって、表面実装型ＬＥＤ１の構成を複雑とすることがない。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の表面実装型ＬＥＤについて説明する。第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１は、ＬＥＤ素子が２つ搭載される場合を示したが、搭載されるＬＥＤ素子の数が３つ以上となっても、本発明は適用可能である。以下、ＬＥＤ素子が３つ搭載される表面実装型ＬＥＤの一例を第２実施形態として、図６及び図７を参照しながら説明する。図６は、第２実施形態の表面実装型ＬＥＤを上から見た場合の概略平面図である。図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ位置の概略断面図である。
【００４０】
なお、説明にあたって、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１と重複する部分については同一の符号を付す。また、重複する内容については、特にその必要がある場合を除いて、その説明を省略する。
【００４１】
第２実施形態の表面実装型ＬＥＤ３１も、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１と同様に、プリント基板１１の上面に熱伝導性の枠体１２が固定配置された構造となっている。また、プリント基板１１の上面に、２つの給電用電極１４ａ、１４ｂが形成される点も同様である。しかし、３つのＬＥＤ素子１６、１７、３２が搭載されることに対応して、プリント基板１１上に、放熱用の金属層（放熱部）３３、３４が２つ形成される点において、第２実施形態の表面実装型ＬＥＤは、第１実施形態の構成と異なる。
【００４２】
放熱用の金属層３３は、第１実施形態の放熱用の金属層１５と基本的に同様の構成であるが、放熱用の金属層３４がその内部に形成される点で、その形状が異なる。放熱用の金属層３３と放熱用の金属層３４とは、絶縁溝によって絶縁された状態となっている。放熱用の金属層３４は、枠体１２の開口１２ａ内であって、給電用電極１４ａ、１４ｂの間に形成される。もちろん、放熱用の金属層３４は、給電用電極１４ａ、１４とも絶縁されている。
【００４３】
３つのＬＥＤ素子１６、１７、３２は、枠体１２の開口１２ａ内にほぼ一直線に並んだ状態で搭載される。ただし、第１ＬＥＤ素子１６と第２ＬＥＤ素子１７とは、放熱用の金属層３３に搭載され、第３ＬＥＤ素子３２は、放熱用の金属層３４に搭載される。なお、第２実施形態においても、第１ＬＥＤ素子１６、第２ＬＥＤ素子１７及び第３ＬＥＤ素子３２は同一の色（例えば白色）の光を発光するように構成している。
【００４４】
第１ＬＥＤ素子１６の２つの電極のうちの一方は、金属細線１８によって給電用電極１４ａと電気的に接続され、他方は、金属細線１８によって放熱用の金属層３３と電気的に接続される。また、第２ＬＥＤ素子１７の２つの電極のうちの一方は、金属細線１８によって放熱用の金属層３３と電気的に接続され、他方は、金属細線１８によって放熱用の金属層３４と電気的に接続される。更に、第３ＬＥＤ素子３２の２つの電極のうちの一方は、金属細線１８によって放熱用の金属層３４と電気的に接続され、他方は、金属細線１８によって給電用電極１４ｂと電気的に接続される。すなわち、３つのＬＥＤ素子１６、１７、３２は、給電用電極１４ａ、１４ｂに対して、電気的に直列に接続されている。そして、放熱用の金属層３３は、第１ＬＥＤ素子１６と第２ＬＥＤ素子１７とを電気的に直列に接続するための中間電極パッドとして機能する。また、放熱用の金属層３４は、第２ＬＥＤ素子１７と第３ＬＥＤ素子３２とを電気的に直列に接続するための中間電極パッドとして機能する。
【００４５】
プリント基板１１の下面には、第１実施形態の場合と同様に、給電用電極２４ａ、２４ｂが形成される。また、給電用電極１４ａ、１４ｂと給電用電極２４ａ、２４ｂの関係は第１実施形態の場合と同様である。しかし、プリント基板１１の下面には、プリント基板１１の上面に２つの放熱用の金属層３３、３４が形成されることに対応して、２つの放熱用の金属層３５、３６が形成される。この点は、第１実施形態の構成と異なる。
【００４６】
放熱用の金属層３３と放熱用の金属層３５とは、複数の貫通孔２２を利用して電気的、熱的に接続される。また、放熱用の金属層３４と放熱用の金属層３６とは、複数の貫通孔２２を利用して電気的、熱的に接続される。
【００４７】
以上のように構成される第２実施形態の表面実装型ＬＥＤ３１は、図示しない別のプリント基板に実装して使用する。この際、別のプリント基板に形成される端子部分に、プリント基板１１の下面に形成される給電用電極２４ａ、２４ｂの端子部分を、半田等の導電性材料で接合して実装することになる。また、プリント基板１１の下面に形成される放熱用の金属層３５、３６は、別のプリント基板に形成されるヒートシンク部に半田等で接合される。
【００４８】
以上のように、第２実施形態の表面実装型ＬＥＤ３１においては、ＬＥＤ素子１６、１７、３２が搭載される放熱用の金属層３３、３４は、貫通孔２２を介して放熱用の金属層３５、３６と放熱効率の向上を図った状態で接続されている。このために、第２実施形態の表面実装型ＬＥＤ３１も、別のプリント基板に実装して使用する場合、ＬＥＤ素子１６、１７、３２における発熱を、別のプリント基板に効率良く放熱できる。また、ＬＥＤ素子１６、１７が搭載される放熱用の金属層３３は、熱伝導性に優れる枠体１２と直接接触している（図７参照）ために、ＬＥＤ素子１６、１７の発熱を枠体１２に放熱できる。すなわち、第２実施形態の表面実装型ＬＥＤ３１においても、ＬＥＤ素子１６、１７、３２で生じる熱を高効率で放熱でき、第１実施形態の場合と同様の効果が得られる。
【００４９】
また、第２実施形態の表面実装型ＬＥＤ３１においては、ＬＥＤ素子１６、１７、３２が電気的に直列に接続されている。このために、外部回路から給電用電極１４ａ、１４ｂ、２４ａ、２４ｂを用いて電流を供給した場合に、各ＬＥＤ素子１６、１７、３２に対して、同一の電流を流してそれらを発光することができる。このために、第１実施形態の場合と同様の効果が得られる。
【００５０】
そして、３つのＬＥＤ素子１６、１７、３２を直列に接続するにあたって、放熱用の金属層３３、３４を利用する構成としている。このために、２つのＬＥＤ素子間をワイヤボンディングによって、直接金属細線で接続しないで済む。したがって、ＬＥＤ素子１６、１７、３２に対して機械的なダメージを与えずに済む。また、直列接続とするためにプリント基板１１上に形成する中間電極パッドとして機能する部分について、最低限の数とできるために、表面実装型ＬＥＤ３１の構成をできるかぎり簡易なものとできる。
（第３実施形態）
次に、第３実施形態の表面実装型ＬＥＤについて、図８から図１０を参照しながら説明する。第３実施形態の表面実装型ＬＥＤは、４つのＬＥＤ素子を搭載し、そのそれぞれが独立に電流を供給される構成となっている。すなわち、ＬＥＤ素子間を直列で接続する第１及び第２実施形態の構成とは異なる。ただし、以下に詳述するように、放熱用の金属層をＬＥＤ素子の電極と接続して使用する点で、第１及び第２実施形態と共通の技術思想を有する。
【００５１】
なお、図８は、第３実施形態の表面実装型ＬＥＤの構成を示す概略斜視図である。図９は、第３実施形態の表面実装型ＬＥＤを上から見た場合の概略平面図である。図１０は、第３実施形態の表面実装型ＬＥＤを下から見た場合の概略平面図である。また、説明にあたって、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１と重複する部分については同一の符号を付す。そして、第１実施形態において説明した部分については、特にその説明の必要がある場合を除いて、その説明を省略する。
【００５２】
第３実施形態の表面実装型ＬＥＤ５１も、プリント基板１１の上面に熱導電性の枠体１２が固定配置された構造となっている。ただし、プリント基板１１が平面視略正方形状（例えば、約３．５ｍｍ×約３．５ｍｍ）に形成されている点で、第１実施形態の場合と異なり、更にプリント基板１１上に設けられる電極や放熱部の構成も異なる。枠体１２については、プリント基板１１の形状の違いに対応する形で、その形状が第１実施形態の場合と異なるが、その他の点は基本的に第１実施形態の場合と同様である。したがって、以下では、主にプリント基板１１に形成される電極や放熱部の構成について説明する。
【００５３】
プリント基板１１の上面には、枠体１２の開口１２ａ内に、外部回路（図示せず）からＬＥＤ６４に給電するために使用される給電用電極６１、６２が形成される。給電用電極６１は、正負の一方の極性を有し、給電用電極６２は他方の極性を有する。なお、４つのＬＥＤ素子６４に対して独立に電流を給電する構成であるために、給電用電極６１、６２は、それぞれ複数の電極から構成される。
【００５４】
また、プリント基板１１の上面には、放熱用の金属層（放熱部）６３が形成される。この放熱用の金属層６３は、枠体１２の開口１２ａ内の給電用電極６１、６２以外の領域に形成されるとともに、枠体１２の下面とプリント基板１１との間に配置される。すなわち、放熱用の金属層６３は、給電用電極６１、６２、その周囲の絶縁溝、及びプリント基板１１と枠体１２とを接着する接着層１３が形成される部分を除いて、プリント基板１１の上面を被うように広範囲にわたって形成されている（図９の破線で示す円に囲まれる部分が相当）。
【００５５】
放熱用の金属層６３の上面には、発光素子の一例である４つのＬＥＤ素子６４が搭載される。４つのＬＥＤ素子６４は、いずれも枠体１２の開口１２ａ内に配置される。そして、図９を参照して、右から緑色の光を発光するＬＥＤ素子６４Ｇ、青色の光を発光するＬＥＤ素子６４Ｂ、赤色の光を発光するＬＥＤ素子６４Ｒ、緑色の光を発光するＬＥＤ素子６４Ｇ´の順に、ほぼ一直線に並んだ状態で、放熱用の金属層６３上に搭載される。
【００５６】
なお、第３実施形態の表面実装型ＬＥＤ５１は、赤色の光を発光するＬＥＤ素子及び青色の光を発光するＬＥＤ素子を各１つ有し（ＬＥＤ素子６４Ｒ、ＬＥＤ素子６４Ｂ）、緑色の光を発光するＬＥＤ素子を２つ有する（ＬＥＤ素子６４Ｇ、６４Ｇ´）構成となっている。これは、緑色の光を発光するＬＥＤ素子は、同一電流を供給した場合において、赤色や青色を発光するＬＥＤ素子と比較して明るさが不十分となる場合があること等を考慮するものである。
【００５７】
緑色の光を発光するＬＥＤ素子６４Ｇの２つの電極のうちの一方は、金属細線１８によって給電用電極６１Ｇと電気的に接続され、他方は、金属細線１８によって給電用電極６２Ｇと電気的に接続される。赤色の光を発光するＬＥＤ素子６４Ｒの２つの電極のうちの一方は、金属細線１８によって給電用電極６１Ｒと電気的に接続され、他方は、金属細線１８によって給電用電極６２Ｒと電気的に接続される。また、青色の光を発光するＬＥＤ素子６４Ｂの２つの電極のうちの一方は、金属細線１８によって給電用電極６１Ｂと電気的に接続され、他方は、金属細線１８によって給電用電極６２Ｂと電気的に接続される。緑色の光を発光するＬＥＤ素子６４Ｇ´の２つの電極のうちの一方は、金属細線１８によって給電用電極６１Ｇ´と電気的に接続され、他方は、金属細線１８によって放熱用の金属層６３と電気的に接続される。
【００５８】
第３実施形態の表面実装型ＬＥＤ５１においては、各ＬＥＤ素子６４Ｇ、６４Ｒ、６４Ｂ、６４Ｇ´は、独立に電流が供給されるようになっている。ここで、ＬＥＤ素子６４Ｇ´については、他のＬＥＤ素子６４Ｇ、６４Ｒ、６４Ｂの場合と異なり、それに対応する２つの給電専用の電極が設けられていない。すなわち、一方についてのみ給電専用の電極６１Ｇ´を設け、他方については、放熱用の金属層６３を利用する構成となっている。したがって、放熱用の金属層６３は、放熱性を向上させる機能に加え、給電用電極としても機能することになる。
【００５９】
プリント基板１１の下面には、給電用電極７１（７１Ｇ、７１Ｒ、７１Ｂ、７１Ｇ´）、７２（７２Ｇ、７１Ｒ、７１Ｂ）及び放熱用の金属層７３が形成される。
【００６０】
プリント基板１１の上面に形成される給電用電極７１、７２の下方においては、プリント基板１１を貫通する貫通孔２１が形成される（図１０参照）。この貫通孔２１は、その内面に金属膜が形成されたり、導電性の部材が充填されたりする。この貫通孔２１を利用して、給電用電極６１Ｇ、６１Ｒ、６１Ｂ、６１Ｇ´と、給電用電極７１Ｇ、７１Ｒ、７１Ｂ、７１Ｇ´とが、それぞれ電気的に接続される。また、この貫通孔２１を利用して、給電用電極６２Ｇ、６２Ｒ、６２Ｂと、給電用電極７２Ｇ、７２Ｒ、７２Ｂとが、それぞれ電気的に接続される。
【００６１】
また、プリント基板１１の上面に形成される放熱用の金属層６３の下方においては、プリント基板１１を貫通する貫通孔２２が複数形成されている（図１０参照）。この貫通孔２２は、その内面に金属膜が形成されたり、導電性の部材が充填されたりする。そして、この複数の貫通孔２２を利用して放熱用の金属層６３と放熱用の金属層７３とが電気的に接続される。また、貫通孔２２に形成される金属膜、或いは導電性の部材を熱伝導性の良い材料とすることで、放熱用の金属層６３から放熱用の金属層７３への放熱効率の向上を図っている。
【００６２】
プリント基板１１の下面に形成される放熱用の金属層７３は、詳細には貫通孔２２の平面形状が反映されたくぼみ２６が形成されている（図１０参照）。このため、プリント基板１１の下面には、このくぼみ２６によって幾何学的な模様が形成されることになる。このようにくぼみ２６を設けるのは、ＬＥＤ素子６４で発生した熱の放熱効率を向上することを狙ったものである。
【００６３】
プリント基板１１の下面に形成される給電用電極７１、７２は、図１０に示すように、端子部分を除いて絶縁膜２７（クロスハッチングを施した部分が該当）で被われている。一方、プリント基板１１の下面に形成される放熱用の金属層７３は、絶縁膜２７で被われることなく、全てが露出されている。
【００６４】
以上のように構成される第３実施形態の表面実装型ＬＥＤ５１は、図示しない別のプリント基板に実装して使用する。この際、別のプリント基板に形成される端子部分に、プリント基板１１の下面に形成される給電用電極７１、７２の端子部分、及び放熱用の金属層７３を、半田等の導電性材料で接合して実装することになる。なお、この場合において、放熱用の金属層７３については、グランドに接続されるように構成するのが好ましい。
【００６５】
上述のように、ＬＥＤ素子６４が搭載される放熱用の金属層６３は、貫通孔２２を介して放熱用の金属層７３と放熱効率の向上を図った状態で接続されている。このために、第３実施形態の表面実装型ＬＥＤ５１を別のプリント基板に実装して使用する場合、ＬＥＤ素子６４における発熱を、別のプリント基板に効率良く放熱できる。また、ＬＥＤ素子６４が搭載される放熱用の金属層６３は、熱伝導性に優れる枠体１２と直接接触している。このため、ＬＥＤ素子６４における発熱を、枠体１２にも放熱できる。すなわち、第３実施形態の表面実装型ＬＥＤ５１は、ＬＥＤ素子６４における発熱を高効率で放熱できる。このために、ＬＥＤ素子６４の温度上昇による発光効率の低下を抑制して、電流量に比例した高い発光光度を得ることが可能となる。
【００６６】
また、第３実施形態の表面実装型ＬＥＤ５１は、４つのＬＥＤ素子６４を搭載し、各ＬＥＤ素子６４に対して独立に電流を供給できる構成となっている。このような構成の場合、ＬＥＤ素子６４に給電するための電極も増やす必要があり、電極間等の間隔が狭くなってショートが発生し易くなる。しかし、第３実施形態の表面実装型ＬＥＤ５１によれば、放熱性を高めるために設ける放熱用の金属層６３を給電用電極として兼用する構成となっている。このために、電極の数を減らすことが可能であり、電極間等の間隔を広くしてショートが発生する可能性を低減できる。
（第４実施形態）
次に、第４実施形態の表面実装型ＬＥＤについて説明する。第３実施形態の表面実装型ＬＥＤ５１においては、緑色の光を発光するＬＥＤ素子を２つ有し、そのそれぞれに対して、独立に電流を供給できる構成とした。しかし、この２つのＬＥＤ素子に対して独立に電流を供給する必要がない場合には、更にショートが発生し難い構成を実現できる。第４実施形態は、このような場合の一例である。
【００６７】
図１１は、第４実施形態の表面実装型ＬＥＤを上から見た場合の概略平面図である。図１２は、第４実施形態の表面実装型ＬＥＤを下から見た場合の概略平面図である。また、説明にあたって、第３実施形態の表面実装型ＬＥＤ５１と重複する部分については同一の符号を付す。また、既に説明した内容と重複する部分については、特にその説明の必要がある場合を除いて、その説明を省略する。
【００６８】
第４実施形態の表面実装型ＬＥＤ８１においても、第３実施形態と同様に、プリント基板１１の上面に熱導電性の枠体１２が固定配置された構造となっている。そして、プリント基板１１の上面には、外部回路（図示せず）から給電するための給電用電極６１、６２、及び放熱用の金属層（放熱部）６３が形成される。また、４つのＬＥＤ素子６４Ｇ、６４Ｒ、６４Ｂ、６４Ｇ´が、ほぼ一直線に並んだ状態で、放熱用の金属層６３に搭載される。
【００６９】
ただし、給電用電極６１、６２の詳細構成は、第３実施形態の構成とは異なる。すなわち、給電用電極６１は、３つの電極６１Ｇ、６１Ｒ、６１Ｂからなる。そして、給電用電極６１Ｒ、６１Ｂは、第３実施形態の場合と同様の構成であるが、給電用電極６１Ｇは異なった構成となっている。給電用電極６１Ｇは、両サイドに配置される緑色の光を発光するＬＥＤ素子６４Ｇ、６４Ｇ´の電極と金属細線１８で接続し易いように、左右に細長く延びた形状となっている。また、給電用電極６２については、２つの電極６２Ｒ、６２Ｂからなる。
【００７０】
赤色の光を発光するＬＥＤ素子６４Ｒ、及び青色の光を発光するＬＥＤ素子６４Ｂは、それぞれ第３実施形態の場合と同様に、給電用電極６１、６２と金属細線によって電気的に接続される。一方、緑色の光を発光するＬＥＤ素子６４Ｇ、６４Ｇ´については、第３実施形態の場合と異なり、いずれも一方の電極が、金属細線１８によって給電用電極６１Ｇと電気的に接続され、他方の電極が、金属細線１８によって放熱用の金属層６３と電気的に接続された状態となっている。すなわち、ＬＥＤ素子６４Ｇ、６４Ｇ´は、電気的に並列に接続された状態となっている。
【００７１】
このように、プリント基板１１の上面に給電用電極６１、６２を形成することで、第３実施形態の場合に比べて給電用電極の数を減らせる（具体的には、給電用電極６１Ｇ´、６２Ｇがなくなっている）。また、プリント基板１１の上面に形成される給電用電極６１、６２の数が減ったことに対応して、プリント基板１１の下面に形成される給電用電極７１、７２の数を第３実施形態の場合に比べて減らせる（具体的には、給電用電極７１Ｇ´、７２Ｇがなくなっている）。すなわち、プリント基板１１上に形成する給電用電極間の間隔や、給電用電極と放熱部との間隔を広くできる。
【００７２】
なお、第４実施形態においては、放熱用の金属層７３についても一部（破線で囲まれる部分）が樹脂で覆われ、放熱用の金属層７３にも端子部分７３ａを設ける構成となっている。この点、第３実施形態と異なる。しかし、これについては、第３実施形態と同様に、放熱用の金属層７３は樹脂で全く被わず、端子部分７３ａを設けない構成としても、勿論構わない。
【００７３】
以上のように構成される第４実施形態の表面実装型ＬＥＤ８１は、放熱性に優れ、搭載されるＬＥＤ素子６４の数が４つと多いにもかかわらず、ショートが発生する可能性を低減することが可能となる。
【００７４】
以上に示した４つの実施形態は本発明の例示にすぎず、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００７５】
例えば、以上に示した第１から第４実施形態においては、ＬＥＤ素子と、給電用電極及び放熱用の金属層と、を電気的に接続する際に、金属細線を用いてワイヤボンディングよって接続する構成とした。しかし、これに限定されず、例えば、ＬＥＤ素子と、給電用電極及び放熱用の金属層との電気的な接続を、フリップチップ等のワイヤレスボンディングによる構成としても構わない。
【００７６】
また、表面実装型ＬＥＤに搭載されるＬＥＤ素子について、以上に示した第１から第４実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、第１及び第２実施形態では、白色の光を発光するＬＥＤ素子を搭載する構成としたが、これに限らず他の色を発光するＬＥＤ素子を搭載する構成でもよいし、互いに異なる色の光を発光するＬＥＤ素子を複数搭載する構成等としても構わない。また、第３及び第４実施形態においては、搭載されるＬＥＤ素子の数が４つの場合を示したが、複数のＬＥＤ素子が搭載する構成に対して本発明は適用可能である。また、搭載されるＬＥＤ素子が発光する色についても、種々の変更が可能である。
【００７７】
また、以上に示した第１から第４実施形態においては、本発明の電子部品に搭載される発光素子がＬＥＤ素子の場合を示したが、これに限定される趣旨ではなく、適宜変更可能である。
【００７８】
その他、プリント基板、枠体、給電用電極、及び放熱用の金属層（放熱部）の形状について、以上に示した実施形態に限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であるのは当然である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明を複数の発光素子が搭載される電子部品に適用することにより、放熱性が良く、発光光度を高め易い電子部品とできる。また、本発明を複数の発光素子が搭載される電子部品に適用することにより、放熱性が良く、ショートが発生する可能性が低い電子部品とできる。したがって、本発明は有用であり、特に、スイッチ内照明、ＬＥＤディスプレイ、バックライト光源、光プリンターヘッド、カメラフラッシュ等の光源として用いられる表面実装型ＬＥＤに好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】は、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤの構成を示す概略斜視図である。
【図２】は、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤの分解斜視図である。
【図３】は、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤを上から見た場合の概略平面図である。
【図４】は、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤを下から見た場合の概略平面図である。
【図５】は、図３のＶ−Ｖ位置の概略断面図である。
【図６】は、第２実施形態の表面実装型ＬＥＤを上から見た場合の概略平面図である。
【図７】は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ位置の概略断面図である。
【図８】は、第３実施形態の表面実装型ＬＥＤの構成を示す概略斜視図である。
【図９】は、第３実施形態の表面実装型ＬＥＤを上から見た場合の概略平面図である。
【図１０】は、第３実施形態の表面実装型ＬＥＤを下から見た場合の概略平面図である。
【図１１】は、第４実施形態の表面実装型ＬＥＤを上から見た場合の概略平面図である。
【図１２】は、第４実施形態の表面実装型ＬＥＤを下から見た場合の概略平面図である。
【図１３】は、発光素子を搭載する従来の電子部品の構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１、３１、５１、８１    表面実装型ＬＥＤ（電子部品）
１１    プリント基板
１２    枠体
１２ａ  開口
１４ａ、１４ｂ、６１、６２    給電用電極
１５、３３、３４、６３  放熱用の金属層（放熱部）
１６、１７、３２、６４  ＬＥＤ素子（発光素子）                                          
【図１】
2009194213.tif 000003
【図２】
2009194213.tif 000004
【図３】
2009194213.tif 000005
【図４】
2009194213.tif 000006
【図５】
2009194213.tif 000007
【図６】
2009194213.tif 000008
【図７】
2009194213.tif 000009
【図８】
2009194213.tif 000010
【図９】
2009194213.tif 000011
【図１０】
2009194213.tif 000012
【図１１】
2009194213.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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