JP2013089717A - Led module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源としてLEDチップを備えるLEDモジュールに関する。 The present invention relates to an LED module including an LED chip as a light source.
図23は、従来のLEDモジュールの一例を示している(たとえば、特許文献1参照)。同図に示されたLEDモジュール900は、基板901にLEDチップ902が搭載されている。LEDチップ902は、枠状のリフレクタ905によって囲まれている。リフレクタ905によって囲まれた空間には、封止樹脂906が充填されている。LEDチップ902は、Siからなるサブマウント基板903とサブマウント基板903上に積層された半導体層904を有する。半導体層904は、サブマウント基板903を介して基板901に導通している。
FIG. 23 shows an example of a conventional LED module (see, for example, Patent Document 1). In the
しかしながら、サブマウント基板903の材質であるSiは、半導体層904から発せられるたとえば青色光を吸収しやすい。このため、半導体層904から発せられた光のうち、サブマウント基板903へと進行した光は、サブマウント基板903に吸収されてしまう。したがって、LEDモジュール900の高輝度化が妨げられていた。
However, Si that is a material of the
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、高輝度化を図ることが可能なLEDモジュールを提供することをその課題とする。 The present invention has been conceived under the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an LED module capable of achieving high brightness.
本発明によって提供されるLEDモジュールは、光源として1以上のLEDチップを備えたLEDモジュールであって、上記LEDチップは、Siからなるサブマウント基板、および上記サブマウント基板上に積層された半導体層を有しており、上記サブマウント基板のうち上記半導体層が積層された面につながる側面の少なくとも一部を覆い、上記半導体層からの光を透過しない不透明樹脂を備え、上記不透明樹脂に覆われた上記側面は、上記半導体層の積層方向である第1方向において上記半導体層寄りに位置し、上記第1方向視において上記半導体層から遠ざかる方向に突出する突出部を有することを特徴としている。 The LED module provided by the present invention is an LED module including one or more LED chips as a light source, and the LED chip includes a submount substrate made of Si, and a semiconductor layer stacked on the submount substrate. And includes at least a part of a side surface of the submount substrate connected to the surface on which the semiconductor layer is laminated, and includes an opaque resin that does not transmit light from the semiconductor layer, and is covered with the opaque resin. Further, the side surface is characterized in that it has a projecting portion that is located closer to the semiconductor layer in the first direction, which is the stacking direction of the semiconductor layers, and projects in a direction away from the semiconductor layer when viewed in the first direction.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記突出部は、上記第1方向において上記半導体層に近づくほど、上記第1方向に対して直角である第2方向において上記半導体層から遠ざかる傾斜面を有する。 In a preferred embodiment of the present invention, the protrusion has an inclined surface that is farther from the semiconductor layer in a second direction that is perpendicular to the first direction as it approaches the semiconductor layer in the first direction. .
本発明の好ましい実施の形態においては、上記傾斜面は、上記サブマウント基板のうち上記半導体層が積層された面につながる。 In a preferred embodiment of the present invention, the inclined surface is connected to a surface of the submount substrate on which the semiconductor layer is laminated.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記傾斜面と、上記サブマウント基板のうち上記半導体層が積層された面との間には、上記第1方向に沿う面が形成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, a surface along the first direction is formed between the inclined surface and the surface of the submount substrate on which the semiconductor layer is laminated.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記突出部は、上記第1方向に沿う断面が矩形状である。 In a preferred embodiment of the present invention, the protrusion has a rectangular cross section along the first direction.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記不透明樹脂は、白色である。 In a preferred embodiment of the present invention, the opaque resin is white.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記サブマウント基板は、上記第1方向視において矩形状をなす。 In a preferred embodiment of the present invention, the submount substrate has a rectangular shape when viewed in the first direction.
本発明の好ましい実施の形態においては、基材および配線パターンを有する基板をさらに備えており、上記LEDチップは、上記基板に搭載されている。 In preferable embodiment of this invention, the board | substrate which has a base material and a wiring pattern is further provided, and the said LED chip is mounted in the said board | substrate.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記基板に取り付けられており、かつ上記LEDチップを囲む反射面を有するリフレクタと、上記LEDチップを覆い、かつ上記LEDチップからの光を透過させる封止樹脂と、をさらに備える。 In a preferred embodiment of the present invention, a reflector attached to the substrate and having a reflective surface surrounding the LED chip, and a sealing resin that covers the LED chip and transmits light from the LED chip And further comprising.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記反射面は、上記サブマウント基板の側面に対応する4つの平面からなり、上記反射面における上記基板との境界線は、上記第1方向視において矩形状とされている。 In a preferred embodiment of the present invention, the reflection surface includes four planes corresponding to the side surfaces of the submount substrate, and a boundary line between the reflection surface and the substrate is rectangular when viewed in the first direction. It is said that.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1方向視において、上記サブマウント基板の側面と上記反射面の境界線を構成する辺とは、互いに対応するものどうしがそれぞれ平行である。 In a preferred embodiment of the present invention, when viewed in the first direction, the side surface of the submount substrate and the side constituting the boundary line of the reflecting surface are parallel to each other.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1方向視において、上記サブマウント基板の側面のうち互いに平行な第1の側面対と、これに対応する上記境界線を構成する辺との間のそれぞれの距離は、上記サブマウント基板の側面のうち互いに平行な第2の側面対と、これに対応する上記境界線を構成する辺との間のそれぞれの距離よりも小とされており、上記不透明樹脂は、少なくとも上記第1の側面対を覆っている。 In a preferred embodiment of the present invention, when viewed in the first direction, between the first pair of side surfaces parallel to each other among the side surfaces of the submount substrate, and the side constituting the boundary line corresponding thereto. Each distance is smaller than each distance between the second pair of side surfaces parallel to each other among the side surfaces of the submount substrate and the corresponding sides forming the boundary line. The opaque resin covers at least the first side pair.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記不透明樹脂は、上記サブマウント基板の側面のすべてを覆っている。 In a preferred embodiment of the present invention, the opaque resin covers all of the side surfaces of the submount substrate.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記不透明樹脂は、上記サブマウント基板から上記反射面にいたる環状領域のすべてを覆っている。 In a preferred embodiment of the present invention, the opaque resin covers the entire annular region from the submount substrate to the reflective surface.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1方向視において、上記サブマウント基板のうち上記基板に搭載される面のサイズは、上記半導体層のサイズよりも大とされている。 In a preferred embodiment of the present invention, the size of the surface mounted on the substrate of the submount substrate is larger than the size of the semiconductor layer in the first direction view.
本発明の好ましい実施の形態においては、金属製の複数のリードを備えており、上記LEDチップは、上記複数のリードのいずれかに搭載されている。 In a preferred embodiment of the present invention, a plurality of metal leads are provided, and the LED chip is mounted on one of the plurality of leads.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のリードの少なくとも一部ずつを覆っており、かつ上記LEDチップを囲む反射面を有するリフレクタと、上記LEDチップを覆い、かつ上記LEDチップからの光を透過させる封止樹脂と、をさらに備える。 In a preferred embodiment of the present invention, a reflector that covers at least a part of each of the plurality of leads and has a reflecting surface surrounding the LED chip, and covers the LED chip and emits light from the LED chip. And a sealing resin that allows the light to pass therethrough.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記反射面は、上記サブマウント基板の側面に対応する4つの平面からなり、上記反射面における上記複数のリードとの境界線は、上記第1方向視において矩形状とされている。 In a preferred embodiment of the present invention, the reflection surface is composed of four planes corresponding to the side surfaces of the submount substrate, and boundaries between the plurality of leads on the reflection surface are as viewed in the first direction. It is rectangular.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1方向視において、上記サブマウント基板の側面と上記反射面の境界線を構成する辺とは、互いに対応するものどうしがそれぞれ平行である。 In a preferred embodiment of the present invention, when viewed in the first direction, the side surface of the submount substrate and the side constituting the boundary line of the reflecting surface are parallel to each other.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1方向視において、上記サブマウント基板の側面のうち互いに平行な第1の側面対と、これに対応する上記境界線を構成する辺との間のそれぞれの距離は、上記サブマウント基板の側面のうち互いに平行な第2の側面対と、これに対応する上記境界線を構成する辺との間のそれぞれの距離よりも小とされており、上記不透明樹脂は、少なくとも上記第1の側面対を覆っている。 In a preferred embodiment of the present invention, when viewed in the first direction, between the first pair of side surfaces parallel to each other among the side surfaces of the submount substrate, and the side constituting the boundary line corresponding thereto. Each distance is smaller than each distance between the second pair of side surfaces parallel to each other among the side surfaces of the submount substrate and the corresponding sides forming the boundary line. The opaque resin covers at least the first side pair.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記不透明樹脂は、上記サブマウント基板の側面のすべてを覆っている。 In a preferred embodiment of the present invention, the opaque resin covers all of the side surfaces of the submount substrate.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記不透明樹脂は、上記サブマウント基板から上記反射面にいたる環状領域のすべてを覆っている。 In a preferred embodiment of the present invention, the opaque resin covers the entire annular region from the submount substrate to the reflective surface.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1方向視において、上記サブマウント基板のうち上記リードに搭載される面のサイズは、上記半導体層のサイズよりも大とされている。 In a preferred embodiment of the present invention, the size of the surface mounted on the lead in the submount substrate is larger than the size of the semiconductor layer in the first direction view.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記半導体層は、上記サブマウント基板に対して樹脂を介して接合されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the semiconductor layer is bonded to the submount substrate via a resin.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記サブマウント基板のうち上記半導体層が積層された面には、アルミニウム層が形成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, an aluminum layer is formed on the surface of the submount substrate on which the semiconductor layer is laminated.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記半導体層は、青色光を発する。 In a preferred embodiment of the present invention, the semiconductor layer emits blue light.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記サブマウント基板には、上記半導体層に過大な逆電圧が印加されることを回避するためのツェナーダイオードが作りこまれている。 In a preferred embodiment of the present invention, a Zener diode is built in the submount substrate to avoid applying an excessive reverse voltage to the semiconductor layer.
このような構成によれば、上記半導体層からの光のうち、上記サブマウント基板の側面へと向かう光は、上記不透明樹脂によって遮蔽される。これにより、これらの光が上記サブマウント基板に吸収されることを抑制することが可能である。したがって、上記LEDモジュールの高輝度化を図ることができる。 According to such a structure, the light which goes to the side surface of the said submount board | substrate among the lights from the said semiconductor layer is shielded by the said opaque resin. Thereby, it is possible to suppress these lights from being absorbed by the submount substrate. Therefore, it is possible to increase the brightness of the LED module.
また、上記サブマウント基板の側面には、上記半導体層寄りに位置する突出部が設けられている。このため、上記不透明樹脂の形成時には、上記突出部によって不透明樹脂材料が堰き止められ、上記サブマウント基板上に搭載された上記半導体層が上記不透明樹脂によって覆われることは防止される。このことは、上記LEDモジュールの高輝度化を図るうえで好ましい。 In addition, a projecting portion located closer to the semiconductor layer is provided on a side surface of the submount substrate. For this reason, when the opaque resin is formed, the opaque resin material is blocked by the protrusions, and the semiconductor layer mounted on the submount substrate is prevented from being covered with the opaque resin. This is preferable for increasing the brightness of the LED module.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1〜図5は、本発明の第1実施形態に基づくLEDモジュールを示している。本実施形態のLEDモジュール101は、基板300、LEDチップ200、2つのワイヤ500、リフレクタ600、白色樹脂700、および封止樹脂800を備えている。なお、理解の便宜上、図1および図2においては、封止樹脂800を省略している。
1 to 5 show an LED module according to a first embodiment of the present invention. The
基板300は、基材310および基材310に形成された配線パターン320からなる。基材310は、矩形状であり、たとえばガラスエポキシ樹脂からなる。配線パターン320は、たとえばCuまたはAgなどの金属からなり、ボンディング部321,322、迂回部323,324、および実装端子325,326を有する。ボンディング部321,322は、基材310の上面に形成されている。迂回部323,324は、ボンディング部321,322につながっており、基材310の両側面に形成されている。実装端子325,326は、基材310の下面に形成されており、迂回部323,324につながっている。実装端子325,326は、LEDモジュール101をたとえば回路基板に実装するために用いられる。
The
LEDチップ200は、Siからなるサブマウント基板210とたとえばGaNからなるn型半導体層、活性層およびp型半導体層が積層された半導体層220とを有する構造とされており、たとえば青色光を発する。サブマウント基板210のうち半導体層220が積層される面(以下、サブマウント基板210の上面という)には、たとえばスパッタリングなどの手法によりアルミニウム層(図示略)が形成されている。アルミニウム層としては、アルミニウム単体層、あるいはアルミニウムと銅を含む複数種の金属からなる層などを採用することができる。図5に示すように、半導体層220は、サブマウント基板210に対して、たとえばシリコーン樹脂などの透明樹脂240を介して接合されている。サブマウント基板210は、絶縁性ペースト251によって基材310上に接合されている。半導体層220には、2つの電極(図示略)が形成されている。これらの電極には、2つのワイヤ500それぞれの一端がボンディングされており、LEDチップ200は、いわゆる2ワイヤタイプとして構成されている。一方のワイヤ500の他端は、ボンディング部321にボンディングされており、他方のワイヤ500の他端は、ボンディング部322にボンディングされている。
The
図2に示すように、サブマウント基板210は、平面視(半導体層220の積層方向である第1方向視)において矩形状とされており、サブマウント基板210の上面につながる4つの側面211を有する。図5に示すように、サブマウント基板210の側面211には、半導体層220寄りに位置する突出部211aが形成されている。突部211aは、平面視において半導体層220から遠ざかる方向に突出しており、断面が矩形状とされている。側面211のうち突出部211aが形成されていない部分は、半導体層220の厚さ方向に直角である方向(第2方向)に対して直角な面とされている。
As shown in FIG. 2, the
図2〜図5から理解されるように、平面視において、サブマウント基板210のうち基板300に搭載される面のサイズは、半導体層220のサイズよりも大とされている。
LEDチップ200の寸法の一例を挙げると、サブマウント基板210は、平面視において一辺が1mm程度(基板300に搭載される面の寸法)の正方形状であり、厚さが300μm程度である。突出部211aが外側に突き出す長さは、10〜15μm程度とされ、突出部211aにおけるサブマウント基板210の厚さ方向の寸法は、30μm程度である。半導体層220は、平面視において一辺が610μm程度の正方形状であり、厚さが150μm程度である。
As can be understood from FIGS. 2 to 5, the size of the surface of the
Taking an example of the dimensions of the
リフレクタ600は、たとえば白色樹脂からなり、LEDチップ200を囲む枠状である。リフレクタ600には、反射面610が形成されている。反射面610は、LEDチップ200を囲んでおり、サブマウント基板210の4つの側面211にそれぞれ対応する4つの平面からなる。本実施形態においては、反射面610は、基板300の厚さ方向において基板300から離間するほど、基板300の厚さ方向に対して直角である方向においてLEDチップ200から遠ざかるように傾斜している。図2に示すように、本実施形態においてはまた、反射面610における基板300との境界線611は、平面視において矩形状とされており、この境界線を構成する辺(611a,611b)と、サブマウント基板210の側面211とは、互いに対応するものどうしがそれぞれ平行となっている。リフレクタ600の寸法の一例を挙げると、上記境界線が、1.7mm×4.5mm程度の長矩形状とされており、高さ方向(基板300の厚さ方向と同じ方向)の寸法が1mm程度である。
The
そして、上記のリフレクタ600およびサブマウント基板210の寸法から理解されるように、平面視において、サブマウント基板210の側面211のうち互いに平行な対(図2において上下の対)と、これに対応する、境界線を構成する辺511aとの間のそれぞれの距離L1は、350μm程度とされる。一方、サブマウント基板210の側面211のうち、互いに平行な他の対(図2において左右の対)と、これに対応する、境界線を構成する辺511bとの間のそれぞれの距離L2は、1.7mm程度とされる。このように、上記の距離L1は、距離L2よりも小とされている。
Then, as can be understood from the dimensions of the
白色樹脂700は、LEDチップ200からの光を透過しない、白色を呈する樹脂材料からなり、本発明で言う不透明樹脂の一例に相当する。白色樹脂700は、たとえばシリコーン樹脂に酸化チタン粒子が混入されたものである。白色樹脂700は、サブマウント基板210の側面211のすべてを覆っている。本実施形態ではまた、白色樹脂700は、サブマウント基板210からリフレクタ600の反射面610にいたる環状領域のすべてを覆っている。一方、半導体層220は、白色樹脂700によっては覆われていない。
The
封止樹脂800は、LEDチップ200を覆っており、反射面610によって囲まれた空間を埋めている。封止樹脂800は、たとえば透明なエポキシ樹脂に蛍光体材料が混入された材質からなる。この蛍光体材料は、たとえばLEDチップ200の半導体層220から発せられる青色光によって励起されることにより黄色光を発する。これらの青色光と黄色光とを混色することにより、LEDモジュール101は、白色光を発する。なお、上記蛍光体材料としては、青色光によって励起されることにより赤色光を発するものと、緑色光を発するものを用いてもよい。
The sealing
LEDモジュール101の製造方法の一例を挙げる。まず、サブマウント基板210に半導体層220を接合する。側面211において断面矩形状の突出部211aを有するサブマウント基板210の形成は、たとえば、図6に示すように、Si基板260を、幅の大きい円盤状のブレード270によって所定深さまで切削して溝部261を形成し(図6(a)参照)、その溝部261の一部を幅の小さいブレード280によって切断する(図6(b)参照)ことにより行う。次に、基板300にリフレクタ600を形成する。次いで、基板300にLEDチップ200を搭載する。ついで、LEDチップ200にワイヤ500をボンディングする。次いで、白色樹脂700を形成する。白色樹脂700の形成は、たとえば、図2で示されるサブマウント基板210の左右の側面211の対と、これに対応するリフレクタ600の反射面610との間に白色樹脂材料を注入し、硬化させることにより行う。白色樹脂材料は、注入時には流動性に富む。このため、図2で示されるサブマウント基板210の上下の側面211の対と、これに対応するリフレクタ600の反射面610との間は狭いが、毛細管現象により、白色樹脂材料は、上記上下の側面211の対と、これに対応する反射面610との間にも行き届く。このようにして、白色樹脂700は、サブマウント基板210からリフレクタ600の反射面610にいたる環状領域のすべてを覆う。そして、封止樹脂800を形成することにより、LEDモジュール101が完成する。
An example of the manufacturing method of the
次に、LEDモジュール101の作用について説明する。
Next, the operation of the
本実施形態によれば、半導体層220からの光のうち、サブマウント基板210の側面211へと向かう光は、白色樹脂700によって遮蔽される。これにより、これらの光がサブマウント基板210に吸収されることを抑制することができる。しかも、白色樹脂700は、たとえばSiと比べて反射率が高いため、半導体層220からの光を好適に反射する。したがって、LEDチップ200から発せられた光のうち封止樹脂800から出射される割合を高めることが可能であり、LEDモジュール101の高輝度化を図ることができる。
According to the present embodiment, light traveling from the
反射面610に囲まれた領域は、LEDチップ200が占める領域を除き、白色樹脂700によって覆われている。これにより、LEDチップ200の半導体層220からの光をより多く反射することが可能である。このことは、LEDモジュール101の高輝度化に好適である。
The area surrounded by the
サブマウント基板210の側面211には、半導体層220寄りに位置する突出部211aが設けられている。このため、白色樹脂700の形成時には、この突出部211aによって白色樹脂材料が堰き止められ、サブマウント基板210上に搭載された半導体層220が白色樹脂700によって覆われることは防止される。このことは、LEDモジュール101の高輝度化を図るうえで好ましい。
On the
突出部211aは、断面矩形状とされており、2つの角部を有する。このため、白色樹脂700の形成時には、白色樹脂材料は、表面張力の影響によって上記2つの角部のいずれかで堰き止められやすい。
The
また、白色樹脂700の形成時には、図2で示されるサブマウント基板210の上下の側面211の対と、これに対応するリフレクタ600の反射面610との間には、毛細管現象によって白色樹脂材料が流れ込むので、白色樹脂材料は、上記上下の側面211をつたってサブマウント基板210の上面に這い上がりやすい。これに対し、上記上下の側面211に設けられた突出部211aによって、白色樹脂材料がサブマウント基板210の上面に這い上がるのを適切に防止することができる。
Further, when the
サブマウント基板210の上面には、アルミニウム層が形成されている。アルミニウム層が形成された表面は、Siと比べて反射率が高いため、サブマウント基板210の上面によって半導体層220からの光が反射される。このことは、LEDモジュール101の高輝度化を図るうえで好ましい。
An aluminum layer is formed on the upper surface of the
平面視において、サブマウント基板210のうち基板300に搭載される面のサイズは、半導体層220のサイズよりも大とされている。このため、半導体層220から発せられた熱を、サブマウント基板210を介して基板300側に効率よく逃がすことができる。
In plan view, the size of the surface mounted on the
図7〜図21は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。 7 to 21 show another embodiment of the present invention. In these drawings, the same or similar elements as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the above embodiment.
図7〜図9は、本発明の第2実施形態に基づくLEDモジュールを示している。本実施形態のLEDモジュール102は、LEDチップ200の構成が上述したLEDモジュール101と異なっている。
7 to 9 show an LED module according to a second embodiment of the present invention. The
本実施形態においては、半導体層220には、サブマウント基板210側に電極が形成され、ワイヤ500は、サブマウント基板210に接合されている。より具体的には、図9に示すように、半導体層220には、サブマウント基板210側に2つの電極パッド230が形成されている。これらの電極パッド230は、サブマウント基板210に形成された配線パターン(図示略)に導電性ペースト231によって接合されている。サブマウント基板210には、2つの電極(図示略)が形成されている。これらの電極には、2つのワイヤ500それぞれの一端がボンディングされている。また、サブマウント基板210には、半導体層220に過大な逆電圧が印加されることを防止するためのツェナーダイオード(図示略)が作りこまれている。
In this embodiment, an electrode is formed on the
本実施形態では、サブマウント基板210の側面211に形成された突出部211aの形状が上記実施形態と異なっている。図9に示すように、サブマウント基板210の側面211には、半導体層220寄りに位置する突出部211aが形成されている。突部211aは、半導体層220の厚さ方向(第1方向)において半導体層220に近づくほど、半導体層220の厚さ方向に直角である方向(第2方向)において半導体層220から遠ざかる傾斜面211bを有する。傾斜面211bは、サブマウント基板210の上面につながっている。このような突出部211aを有するサブマウント基板210の形成は、たとえば、外周が先鋭状とされた円盤状のブレードを用いてSi基板を切断することにより行うことができる。
In the present embodiment, the shape of the protruding
このような実施形態によっても、LEDモジュール102の高輝度化を図ることができる。また、サブマウント基板210の側面211には、傾斜面211bを有する突出部211aが設けられている。このため、白色樹脂700の形成時には、この突出部211aによって白色樹脂材料が堰き止められ、サブマウント基板210上に搭載された半導体層220が白色樹脂600によって覆われることは防止される。このことは、LEDモジュール102の高輝度化を図るうえで好ましい。
According to such an embodiment, it is possible to increase the brightness of the
傾斜面211bがサブマウント基板210の上面につながっていることにより、突出部211aは、先鋭状の角部を有する。このため、白色樹脂700の形成時には、白色樹脂材料は、表面張力の影響によって上記角部で堰き止められやすい。
Since the
本実施形態では、サブマウント基板210に作りこまれたツェナーダイオードにより、半導体層220に過大な逆電圧が印加されることを防止することができる。特に、青色光を発する半導体層220は、一般的にGaN系の半導体からなり、逆電圧の印加によって損傷を受けやすい。本実施形態によれば、青色光を発するLEDチップ200を適切に保護することができる。
In the present embodiment, it is possible to prevent an excessive reverse voltage from being applied to the
図10〜図12は、本発明の第3実施形態に基づくLEDモジュールを示している。本実施形態のLEDモジュール103は、LEDチップ200の構成が上述したLEDモジュール101と異なっている。
10 to 12 show an LED module according to a third embodiment of the present invention. The
図12に示すように、本実施形態においては、LEDチップ200のサブマウント基板210には、1つのワイヤ500のみがボンディングされており、LEDチップ200は、いわゆる1ワイヤタイプとして構成されている。このワイヤ500は、ボンディング部322に接続されている。サブマウント基板210の下面には、図示しない電極が形成されている。この電極は、サブマウント基板210に形成された導通経路(図示略)を介して1つの電極パッド230と導通するとともに、導電性ペースト252によって、ボンディング部321に導通接合されている。
As shown in FIG. 12, in this embodiment, only one
本実施形態では、サブマウント基板210の側面211に形成された突出部211aの形状が上記実施形態と異なっている。図12に示すように、サブマウント基板210の側面211には、半導体層220寄りに位置する突出部211aが形成されている。突部211aは、半導体層220の厚さ方向(第1方向)において半導体層220に近づくほど、半導体層220の厚さ方向に直角である方向(第2方向)において半導体層220から遠ざかる傾斜面211bを有する。本実施形態の傾斜面211bは、上述のLEDモジュール102における傾斜面211bよりも基板300寄りに位置しており、傾斜面211bとサブマウント基板210の上面との間には、半導体層220の厚さ方向に沿う面211cが形成されている。
In the present embodiment, the shape of the protruding
このような実施形態によっても、LEDモジュール103の高輝度化を図ることができる。また、サブマウント基板210の側面211には、傾斜面211bを有する突出部211aが設けられている。このため、白色樹脂700の形成時には、この突出部211aによって白色樹脂材料が堰き止められ、サブマウント基板210上に搭載された半導体層220が白色樹脂600によって覆われることは防止される。このことは、LEDモジュール103の高輝度化を図るうえで好ましい。
Also according to such an embodiment, it is possible to increase the brightness of the
突出部211aは、傾斜面211bおよび面211cを有することにより、2つの角部を有する。このため、白色樹脂700の形成時には、白色樹脂材料は、表面張力の影響によって上記2つの角部のいずれかで堰き止められやすい。
The
図13〜図15は、本発明の第4実施形態に基づくLEDモジュールを示している。本実施形態のLEDモジュール104は、LEDチップ200の構成が上述したLEDモジュール101と異なっている。
13 to 15 show an LED module according to a fourth embodiment of the present invention. The
図15に示すように、本実施形態においては、LEDチップ200のサブマウント基板210の下面には、2つの電極パッド232が形成されている。これらの電極パッド232は、サブマウント基板210内に形成された導通経路(図示略)を介して、2つの電極パッド230と導通している。2つの電極パッド232は、導電性ペースト252を介してボンディング部321,322に導通接続されている。このような構成のLEDチップ200は、いわゆるフリップチップタイプと称される。本実施形態では、サブマウント基板210の側面211に形成された突出部211aは、上述のLEDモジュール103と同様に傾斜面211bおよび面211cを有する。
As shown in FIG. 15, in the present embodiment, two
このような実施形態によっても、LEDモジュール104の高輝度化を図ることができる。また、サブマウント基板210の側面211には、傾斜面211bを有する突出部211aが設けられている。このため、白色樹脂700の形成時には、この突出部211aによって白色樹脂材料が堰き止められ、サブマウント基板210上に搭載された半導体層220が白色樹脂700によって覆われることは防止される。このことは、LEDモジュール104の高輝度化を図るうえで好ましい。
Also according to such an embodiment, it is possible to increase the brightness of the
図16〜図18は、本発明の第5実施形態に基づくLEDモジュールを示している。本実施形態のLEDモジュール105は、リード410,420を備える点、およびリフレクタ600の構成が上述したLEDモジュール101と異なっている。
16 to 18 show an LED module according to a fifth embodiment of the present invention. The
リード410,420は、たとえばCuまたはCu合金からなるプレートに対して打ち抜き加工および曲げ加工を施すことによって形成されている。リード410は、ボンディング部411、迂回部412、実装端子413を有している。リード420は、ボンディング部421、迂回部422、実装端子423を有している。ボンディング部411には、LEDチップ200がボンディングされている。ボンディング部411と実装端子413とは互いに略平行であり、迂回部412によって互いに連結されている。ボンディング部421と実装端子423とは互いに略平行であり、迂回部422によって互いに連結されている。本実施形態のLEDチップ200は、図9に示された2ワイヤタイプとして構成されている。2つのワイヤ500の一方はボンディング部411にボンディングされており、他方はボンディング部421にボンディングされている。
リフレクタ600は、枠状部620と土台部630とを有している。枠状部620は、反射面610が形成された部分であり、LEDチップ200を囲んでいる。土台部630は、枠状部620の下方につながっており、リード410,420によって抱え込まれた格好となっている。
The
本実施形態では、サブマウント基板210の側面211に形成された突出部211aの形状は、上述のLEDモジュール101と同様に断面矩形状とされている。
In the present embodiment, the shape of the protruding
このような実施形態によっても、LEDモジュール105の高輝度化を図ることができる。また、金属プレートからなるリード410,420は、比較的熱伝導に優れる。このため、LEDチップ200(半導体層220)から発せられた熱をより効率よくLEDモジュール105外へと放散することができる。
According to such an embodiment, it is possible to increase the brightness of the
図19〜図21は、本発明の第6実施形態に基づくLEDモジュールを示している。本実施形態のLEDモジュール106は、リード430,440を備える点が上述したLEDモジュール101と異なっている。
19 to 21 show an LED module according to a sixth embodiment of the present invention. The
リード430,440は、たとえばCuまたはCu合金などの金属製のプレートに対して打ち抜き加工を施すことによって形成されている。リード430,440の間には、樹脂450が充填されている。一方のリード430には、LEDチップ200が搭載されている。リード430,440のうちLEDチップ200が搭載される側の面には、Ag膜431,441が形成されている。リード430,440のうちLEDチップ200が搭載される側の面とは反対側の面は、実装端子432,442とされている。実装端子432,442は、LEDモジュール106をたとえば回路基板に実装するために用いられる。
本実施形態では、サブマウント基板210の側面211に形成された突出部211aの形状は、上述のLEDモジュール101と同様に断面矩形状とされている。
In the present embodiment, the shape of the protruding
このような実施形態によっても、LEDモジュール106の高輝度化を図ることができる。また、金属プレートからなるリード430,440は、比較的熱伝導に優れる。このため、LEDチップ200(半導体層220)から発せられた熱をより効率よくLEDモジュール106外へと放散することができる。
According to such an embodiment, it is possible to increase the brightness of the
本発明に係るLEDモジュールは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るLEDモジュールの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The LED module according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the LED module according to the present invention can be changed in various ways.
上記実施形態では、サブマウント基板210の側面211に形成された突出部211aが傾斜面211bを有する構成について説明したが、たとえば、サブマウント基板210の側面211は、サブマウント基板210のうち半導体層220が形成された面とは反対側の面につながる傾斜面を備える構成としてもよい。図22は、そのような傾斜面211dを有する構成の一例を示している。傾斜面211dは、半導体層220の厚さ方向(第1方向)において半導体層220に近づくほど、半導体層220の厚さ方向に直角である方向(第2方向)において半導体層220から遠ざかっている。
In the above embodiment, the configuration in which the protruding
101〜106 LEDモジュール
200 LEDチップ
210 サブマウント基板
211 側面
211a 突出部
211b 傾斜面
211c (第1方向に沿う)面
211d 傾斜面
220 半導体層
230 電極パッド
231 導電性ペースト
232 電極パッド
240 透明樹脂(樹脂)
251 絶縁性ペースト
252 導電性ペースト
300 基板
310 基材
320 配線パターン
321,322 ボンディング部
322 ボンディング部
323,324 迂回部
325,236 実装端子
410,420,430,440 リード
411,421 ボンディング部
412,422 迂回部
413,423 実装端子
415,425 延出部
431,441 Ag膜
432,442 実装端子
500 ワイヤ
600 リフレクタ
610 反射面
611 境界線
611a,611b (境界線を構成する)辺
620 枠状部
630 土台部
700 白色樹脂(不透明樹脂)
800 封止樹脂
101-106
251 Insulating
800 Sealing resin
Claims (28)
上記LEDチップは、Siからなるサブマウント基板、および上記サブマウント基板上に積層された半導体層を有しており、
上記サブマウント基板のうち上記半導体層が積層された面につながる側面の少なくとも一部を覆い、上記半導体層からの光を透過しない不透明樹脂を備え、
上記不透明樹脂に覆われた上記側面は、上記半導体層の積層方向である第1方向において上記半導体層寄りに位置し、上記第1方向視において上記半導体層から遠ざかる方向に突出する突出部を有することを特徴とする、LEDモジュール。 An LED module having one or more LED chips as a light source,
The LED chip has a submount substrate made of Si, and a semiconductor layer laminated on the submount substrate,
Covering at least a part of the side surface connected to the surface on which the semiconductor layer is laminated of the submount substrate, and comprising an opaque resin that does not transmit light from the semiconductor layer,
The side surface covered with the opaque resin has a protruding portion that is located closer to the semiconductor layer in the first direction, which is the stacking direction of the semiconductor layers, and protrudes in a direction away from the semiconductor layer in the first direction view. The LED module characterized by the above-mentioned.
上記LEDチップは、上記基板に搭載されている、請求項7に記載のLEDモジュール。 It further comprises a substrate having a base material and a wiring pattern,
The LED module according to claim 7, wherein the LED chip is mounted on the substrate.
上記LEDチップを覆い、かつ上記LEDチップからの光を透過させる封止樹脂と、をさらに備える、請求項8に記載のLEDモジュール。 A reflector attached to the substrate and having a reflective surface surrounding the LED chip;
The LED module according to claim 8, further comprising: a sealing resin that covers the LED chip and transmits light from the LED chip.
上記反射面における上記基板との境界線は、上記第1方向視において矩形状とされている、請求項9に記載のLEDモジュール。 The reflective surface consists of four planes corresponding to the side surfaces of the submount substrate,
The LED module according to claim 9, wherein a boundary line between the reflecting surface and the substrate is rectangular when viewed in the first direction.
上記不透明樹脂は、少なくとも上記第1の側面対を覆っている、請求項11に記載のLEDモジュール。 When viewed in the first direction, each distance between the first pair of side surfaces parallel to each other among the side surfaces of the submount substrate and the corresponding sides forming the boundary line is determined by the distance of the submount substrate. The distance between the second pair of side surfaces parallel to each other of the side surfaces and the side forming the boundary line corresponding to the second pair of side surfaces is smaller than each other.
The LED module according to claim 11, wherein the opaque resin covers at least the first side surface pair.
上記LEDチップは、上記複数のリードのいずれかに搭載されている、請求項7に記載のLEDモジュール。 With multiple metal leads,
The LED module according to claim 7, wherein the LED chip is mounted on any of the plurality of leads.
上記LEDチップを覆い、かつ上記LEDチップからの光を透過させる封止樹脂と、をさらに備える、請求項16に記載のLEDモジュール。 A reflector that covers at least a portion of each of the plurality of leads and has a reflective surface surrounding the LED chip;
The LED module according to claim 16, further comprising: a sealing resin that covers the LED chip and transmits light from the LED chip.
上記反射面における上記複数のリードとの境界線は、上記第1方向視において矩形状とされている、請求項17に記載のLEDモジュール。 The reflective surface consists of four planes corresponding to the side surfaces of the submount substrate,
18. The LED module according to claim 17, wherein boundary lines with the plurality of leads on the reflection surface are rectangular when viewed in the first direction.
上記不透明樹脂は、少なくとも上記第1の側面対を覆っている、請求項19に記載のLEDモジュール。 When viewed in the first direction, each distance between the first pair of side surfaces parallel to each other among the side surfaces of the submount substrate and the corresponding sides forming the boundary line is determined by the distance of the submount substrate. The distance between the second pair of side surfaces parallel to each other of the side surfaces and the side forming the boundary line corresponding to the second pair of side surfaces is smaller than each other.
The LED module according to claim 19, wherein the opaque resin covers at least the first side surface pair.
上記LEDチップは、Siからなるサブマウント基板、および上記サブマウント基板上に積層された半導体層を有しており、
上記サブマウント基板のうち上記半導体層が積層された面につながる側面の少なくとも一部を覆い、上記半導体層からの光を透過しない不透明樹脂を備え、
上記不透明樹脂に覆われた上記側面は、上記サブマウント基板のうち上記半導体層が積層された面とは反対側の面につながり、上記半導体層の積層方向である第1方向において上記半導体層に近づくほど、上記第1方向に対して直角である第2方向において上記半導体層から遠ざかる傾斜面を有することを特徴とする、LEDモジュール。 An LED module having one or more LED chips as a light source,
The LED chip has a submount substrate made of Si, and a semiconductor layer laminated on the submount substrate,
Covering at least a part of the side surface connected to the surface on which the semiconductor layer is laminated of the submount substrate, and comprising an opaque resin that does not transmit light from the semiconductor layer,
The side surface covered with the opaque resin is connected to the surface of the submount substrate opposite to the surface on which the semiconductor layer is stacked, and the semiconductor layer in the first direction that is the stacking direction of the semiconductor layers. The LED module according to claim 1, wherein the LED module has an inclined surface that is further away from the semiconductor layer in a second direction that is perpendicular to the first direction as it gets closer.
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JP2016039167A (en) * | 2014-08-05 | 2016-03-22 | 豊田合成株式会社 | Light-emitting device |
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US9385288B2 (en) | 2013-06-26 | 2016-07-05 | Nichia Corporation | Light-emitting device |
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