JP2018085495A - Substrate for light-emitting device, light-emitting device module, and light-emitting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子用基板、発光素子モジュールおよび発光装置に関する。 The present invention relates to a light emitting element substrate, a light emitting element module, and a light emitting device.
発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子を基板上に形成した配線パターン上に複数個載置した発光素子モジュール知られている。このような発光装置に使われる発光素子として、正電極と負電極とを主たる発光方向とは反対側の面に配置したフリップチップ型の発光ダイオードが知られている。このようなフリップチップ型の発光ダイオードは、発光ダイオードへのワイヤーボンディングが不要であり、発光がワイヤーで遮られることがないので、発光装置の発光効率の向上に寄与している。 A light emitting element module in which a plurality of light emitting elements such as light emitting diodes (LEDs) are mounted on a wiring pattern formed on a substrate is known. As a light emitting element used in such a light emitting device, a flip chip type light emitting diode in which a positive electrode and a negative electrode are arranged on a surface opposite to a main light emitting direction is known. Such a flip-chip type light emitting diode does not require wire bonding to the light emitting diode, and light emission is not blocked by the wire, which contributes to an improvement in the light emission efficiency of the light emitting device.
発光素子用基板に発光ダイオードなどの発光素子を載置した発光素子モジュールは、発光時に発光素子から多量の熱が発生するために、かなりの高温になる。そのため、発光素子からの発熱を放熱するために、ヒートシンクに発光素子モジュールを載置して発光装置を構成することが知られており。このような発光装置は、ヘッドライトなどに用いることができる（例えば、特許文献１参照）。 A light-emitting element module in which a light-emitting element such as a light-emitting diode is placed on a light-emitting element substrate generates a large amount of heat from the light-emitting element during light emission, and thus becomes considerably high temperature. Therefore, in order to dissipate the heat generated from the light emitting element, it is known that a light emitting device is configured by mounting a light emitting element module on a heat sink. Such a light emitting device can be used for a headlight or the like (see, for example, Patent Document 1).
また、発光素子モジュールをヒートシンクに接触させて放熱させる発光装置の場合、発光素子モジュールとヒートシンクとの間にグリスを介在させて、ヒートシンクに発光素子モジュールを載置することによって、放熱性能を高めることが知られている（例えば、特許文献２参照）。 In addition, in the case of a light emitting device that makes a light emitting element module come into contact with a heat sink and dissipates heat, the heat radiation performance is improved by placing the light emitting element module on the heat sink by interposing grease between the light emitting element module and the heat sink. Is known (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、発光素子モジュールとヒートシンクの間にグリスが存在しない部分が生じた場合やグリスの厚みがばらついたりした場合には、発光装置に放熱性能のばらつきが生じるおそれがあった。 However, when there is a portion where no grease is present between the light emitting element module and the heat sink, or when the thickness of the grease varies, there is a possibility that the light emitting device may vary in heat dissipation performance.
本開示の発光素子用基板は、絶縁基板と、絶縁基板の第１面に配設され、発光素子を載置する載置部を備えた電極パターンと、絶縁基板の第１面と反対側の第２面に接合された放熱板と、放熱板の側面に、放熱板を取り囲んで配設される樹脂部とを備え、樹脂部の絶縁基板とは反対側の端部は、放熱板の前記絶縁基板とは反対側の面よりも、絶縁基板から離れる方向に突出していることを特徴とするものである。 A substrate for a light emitting element of the present disclosure includes an insulating substrate, an electrode pattern provided on a first surface of the insulating substrate and provided with a placement portion on which the light emitting element is placed, and an opposite side of the first surface of the insulating substrate. A heat sink joined to the second surface, and a resin portion disposed on the side surface of the heat sink so as to surround the heat sink, and an end of the resin portion opposite to the insulating substrate is the end of the heat sink It protrudes in the direction away from the insulating substrate from the surface opposite to the insulating substrate.
本開示の発光モジュールは、上述の発光素子用基板と、発光素子用基板の電極パターンの載置部に載置されている発光素子とを備えていることを特徴とするものである。 A light emitting module according to the present disclosure includes the above-described light emitting element substrate and a light emitting element placed on a placement portion of an electrode pattern of the light emitting element substrate.
本開示の発光装置は、上述の発光素子モジュールと、発光素子用基板が載置されているヒートシンクと、ヒートシンクと前記発光素子用基板との間に配置されたグリスとを備えていることを特徴とするものである。
A light-emitting device of the present disclosure includes the above-described light-emitting element module, a heat sink on which a light-emitting element substrate is placed, and grease disposed between the heat sink and the light-emitting element substrate. It is what.
本発明の発光素子用基板、発光素子モジュールおよび発光装置によれば、発光素子用基板とヒートシンクの間のグリスの厚みのバラツキを低減して発光装置の放熱性能のばらつきを低減することができる。 According to the light emitting element substrate, the light emitting element module, and the light emitting device of the present invention, it is possible to reduce variation in the thickness of the grease between the light emitting element substrate and the heat sink, thereby reducing variation in heat dissipation performance of the light emitting device.
以下、図面を用いて本実施形態の発光素子用基板について説明する。図１は、本実施形態の一例である発光素子用原基板を示す断面図である。また、図２は、本実施形態の一例である発光素子用基板を示す平面図である。図１に示すように、発光素子用基板１０は、発光素子用基板１０が縦横に多数連なった発光素子用原基板１００から製造することができる。図２は、発光素子用原基板１００を分離して得られる１つの発光素子用基板１０を示すものである。絶縁基板１１は、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板や窒化珪素基板（Ｓｉ３Ｎ４）などの熱伝導性の高い基板を使用することができる。発光素子用基板１０における絶縁基板１１の大きさは、例えば、１０ｍｍ×５ｍｍの矩形であり、また厚さは５０μｍから３００μｍ程度である。 Hereinafter, the light emitting element substrate of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a light emitting element substrate which is an example of the present embodiment. FIG. 2 is a plan view showing a light emitting element substrate which is an example of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the light emitting element substrate 10 can be manufactured from a light emitting element substrate 100 in which a large number of light emitting element substrates 10 are arranged vertically and horizontally. FIG. 2 shows one light emitting element substrate 10 obtained by separating the light emitting element original substrate 100. As the insulating substrate 11, for example, a substrate having high thermal conductivity such as an aluminum nitride (AlN) substrate or a silicon nitride substrate (Si 3 N 4 ) can be used. The size of the insulating substrate 11 in the light emitting element substrate 10 is, for example, a rectangle of 10 mm × 5 mm, and the thickness is about 50 μm to 300 μm.
図２に示すように、矩形の絶縁基板１１の第１面１１ａには、電極パターン１２が形成されている。電極パターン１２に用いられる金属は、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）などの金属が用いられる。電極パターン１２の厚さは、０．１μｍ〜１００μｍ程度である。電極パターン１２には、後述する発光素子を載置するための載置部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを備えている。載置部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに発光素子を載置することで、発光素子が直列接続されるようになる。載置部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの両側には、電源に接続するための電極パッド１２ｅ、１２ｆが配置されている。 As shown in FIG. 2, an electrode pattern 12 is formed on the first surface 11 a of the rectangular insulating substrate 11. The metal used for the electrode pattern 12 is a metal such as gold (Au) or copper (Cu). The electrode pattern 12 has a thickness of about 0.1 μm to 100 μm. The electrode pattern 12 is provided with mounting portions 12a, 12b, 12c, and 12d for mounting a light emitting element to be described later. By mounting the light emitting elements on the mounting portions 12a, 12b, 12c, and 12d, the light emitting elements are connected in series. Electrode pads 12e and 12f for connecting to a power source are disposed on both sides of the mounting portions 12a, 12b, 12c and 12d.
絶縁基板１１の第１面とは反対側の面である第２面１１ｂには、放熱板１３が接合されている。放熱板は銅（Ｃｕ）またはアルミニウム（Ａｌ）などの金属板で構成されている。放熱板の厚さは、例えば、０．３ｍｍ〜２ｍｍ程度である。絶縁基板１１と放熱板１３とは、ロウ材（例えば銀ロウＢＡｇ−８）などを使用して接合することができる。 A heat radiating plate 13 is bonded to the second surface 11 b which is the surface opposite to the first surface of the insulating substrate 11. The heat sink is made of a metal plate such as copper (Cu) or aluminum (Al). The thickness of the heat sink is, for example, about 0.3 mm to 2 mm. The insulating substrate 11 and the heat sink 13 can be joined using a brazing material (for example, silver brazing BAg-8).
図１に示すように、発光素子用原基板１００において、絶縁基板１１と放熱板１３とを接合後、放熱板１３には溝部１３ａが縦横に格子状に形成される。溝部１３ａは、隣り合って形成される発光素子用基板１０の境界に形成されている。溝部１３ａは、絶縁基板１１に放熱板１３が接合された状態で、放熱板１３の金属をエッチングによって取り除いて形成される。また、溝部１３ａは、ダイシング装置によって、放熱板１３を切削して形成することもできる。 As shown in FIG. 1, in the light emitting element original substrate 100, after the insulating substrate 11 and the heat radiating plate 13 are joined, grooves 13 a are formed in the heat radiating plate 13 in a grid pattern in the vertical and horizontal directions. The groove 13a is formed at the boundary between the light emitting element substrates 10 formed adjacent to each other. The groove 13a is formed by removing the metal of the heat sink 13 by etching in a state where the heat sink 13 is bonded to the insulating substrate 11. Moreover, the groove part 13a can also be formed by cutting the heat sink 13 with a dicing apparatus.
放熱板１３に形成された溝部１３ａには樹脂が充填されて樹脂部１４が形成される。発光素子用原基板１００を個々に分離したとき、樹脂部１４が放熱板１３の側面１３ｂを取り囲むように配置されている。放熱板１３の側面が樹脂部１４でとりかこまれているので、電極パターン１２と放熱板１３との短絡する可能性を軽減することができる。 The groove portion 13 a formed in the heat radiating plate 13 is filled with resin to form the resin portion 14. When the light emitting element original substrates 100 are individually separated, the resin portion 14 is disposed so as to surround the side surface 13 b of the heat radiating plate 13. Since the side surface of the heat sink 13 is surrounded by the resin portion 14, the possibility of short-circuiting between the electrode pattern 12 and the heat sink 13 can be reduced.
また、ヘッドライトなどの自動車部品として使われる場合には腐食対策が問題となるが、樹脂部１４によって放熱板１３の銅の部分が被覆されるので、耐腐食性を向上させることができる。 Further, when it is used as an automobile part such as a headlight, a countermeasure against corrosion becomes a problem. However, since the copper portion of the heat radiating plate 13 is covered with the resin portion 14, the corrosion resistance can be improved.
樹脂部１４としては、エポキシ系の熱硬化性の樹脂や、シリコーン系、ポリイミド系などのアンダーフィル用樹脂が使用可能である。溝部１３ａに充填される樹脂は溝部１３ａの容量よりも多量の樹脂が流し込まれ、溝部１３ａから少しあふれた状態で充填される。したがって、樹脂部１４の絶縁基板１１とは反対側の端部１４ａは、放熱板１３の絶縁基板１１とは反対側の底面１３ｃよりも、絶縁基板１１から離れる方向に突出している。突出している部分の長さは１０μｍ〜１００μｍである。また、樹脂部１４は、黒色樹脂を用いることができる。放熱性の高い黒色樹脂を用いることによって樹脂部１４から効率よく放熱することができる。 As the resin portion 14, an epoxy-based thermosetting resin, or a silicone-based or polyimide-based underfill resin can be used. A larger amount of resin is poured into the groove 13a than the capacity of the groove 13a, and the resin is filled in a state slightly overflowing from the groove 13a. Therefore, the end 14 a of the resin portion 14 on the side opposite to the insulating substrate 11 protrudes in a direction away from the insulating substrate 11 than the bottom surface 13 c of the heat radiating plate 13 on the side opposite to the insulating substrate 11. The length of the protruding portion is 10 μm to 100 μm. Moreover, the resin part 14 can use black resin. By using a black resin with high heat dissipation, heat can be efficiently radiated from the resin portion 14.
図３は、本実施形態の一例である発光素子原モジュール２００を示す断面図である。また、図４は、本実施形態の一例である発光素子モジュール２０を示す斜視図である。縦横に連なった発光素子用基板１０に、それぞれの発光素子用基板１０の電極パターン１２の載置部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにバンプ２２を配設し、バンプ２２上に発光素子２１をそれぞれ載置し、発光素子２１を電極パターン１２上に固定する。バンプ２２としてはＡｕバンプやＡｕＳｎなどを用いることができる。発光素子２１を載置して、発光素子原モジュール２００が形成される。続いて、溝部１３ａの中央で切断することによって、図４に示されるような発光素子モジュール２０が多数形成される。発光素子モジュール２０の大きさは、例えば、縦１０ｍｍ横５ｍｍ程度である。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing a light emitting element original module 200 which is an example of the present embodiment. FIG. 4 is a perspective view showing a light emitting element module 20 which is an example of the present embodiment. Bumps 22 are disposed on the mounting portions 12a, 12b, 12c, and 12d of the electrode patterns 12 of the respective light emitting element substrates 10 on the light emitting element substrates 10 that are connected vertically and horizontally, and the light emitting elements 21 are disposed on the bumps 22, respectively. The light emitting element 21 is fixed on the electrode pattern 12. As the bump 22, Au bump, AuSn, or the like can be used. The light emitting element original module 200 is formed by mounting the light emitting element 21. Subsequently, many light emitting element modules 20 as shown in FIG. 4 are formed by cutting at the center of the groove 13a. The size of the light emitting element module 20 is, for example, about 10 mm in length and about 5 mm in width.
電極パターン１２上に載置された発光素子２１は、例えば、一辺１ｍｍ程度のほぼ正方形状のフリップチップ型の発光ダイオードを用いることができる。発光ダイオードは、正方形状のほか、長方形状のなどの矩形状のものを用いることができる。発光ダイオードは、角部が面取りされていたり、円弧状に加工されていたりしてもよい。発光ダイオードの厚さは、例えば０．１５ｍｍ程度である。各発光素子２１は、隣り合う２つの配線パターンを跨ぐように配設され、少なくとも１つの他の発光素子２１と電極パターン１２を介して電気的に直列に接続されている。 As the light emitting element 21 mounted on the electrode pattern 12, for example, a substantially square flip chip type light emitting diode having a side of about 1 mm can be used. As the light emitting diode, a rectangular shape such as a rectangular shape can be used in addition to a square shape. The light emitting diode may be chamfered at a corner or processed into an arc shape. The thickness of the light emitting diode is, for example, about 0.15 mm. Each light emitting element 21 is disposed so as to straddle two adjacent wiring patterns, and is electrically connected in series via at least one other light emitting element 21 and the electrode pattern 12.
図５は、本実施形態の一例である発光装置３０を示す斜視図である。図６は、本実施形態の一例である発光装置３０を示す平面図である。また、図７は、本実施形態の一例である発光装置３０を示す断面図である。ヒートシンク３１は、ブロック状の銅やアルミニウムで構成されている。ヒートシンク３１の載置面３１ａは矩形の平面で、載置面３１ａの中央部の載置部３１ｂに発光素子モジュール２０が載置されている。載置面３１ａと対向する側には、フィン３１ｃが形成されており、フィン３１ｃに冷たい空気を当てることで、発光装置３０を冷却することができる。 FIG. 5 is a perspective view showing a light emitting device 30 as an example of the present embodiment. FIG. 6 is a plan view showing a light emitting device 30 which is an example of the present embodiment. FIG. 7 is a sectional view showing a light emitting device 30 as an example of the present embodiment. The heat sink 31 is made of block-like copper or aluminum. The mounting surface 31a of the heat sink 31 is a rectangular flat surface, and the light emitting element module 20 is mounted on the mounting portion 31b at the center of the mounting surface 31a. Fins 31c are formed on the side facing the mounting surface 31a, and the light emitting device 30 can be cooled by applying cold air to the fins 31c.
ヒートシンク３１の載置面３１ａ上に発光素子モジュール２０が載置されているが、発光素子モジュールの２０の樹脂部１４の端部１４ａは、放熱板１３の底面１３ｃから絶縁基板１１から離れる方向に１０μｍ〜１００μｍ突出しているので、端部１４ａは、載置面３１ａに当接している。載置面３１ａと、底面１３ｃと端部１４ａで囲まれた空間にはグリス３２が満たされている。グリス３２としては、熱伝導性の良いシリコーン樹脂に金属酸化物、炭素等の無機フィラーを混合したものなどを用いることができる。発光素子２１で発生した熱は、バンプ２２、電極パターン１２、絶縁基板１１、放熱板１３を経由して、グリス３２を介してヒートシンク３１に伝導して放熱される。 The light emitting element module 20 is mounted on the mounting surface 31 a of the heat sink 31, but the end portion 14 a of the resin portion 14 of the light emitting element module 20 is away from the insulating substrate 11 from the bottom surface 13 c of the heat radiating plate 13. Since it protrudes by 10 μm to 100 μm, the end portion 14 a is in contact with the placement surface 31 a. A space surrounded by the mounting surface 31a, the bottom surface 13c, and the end portion 14a is filled with grease 32. As the grease 32, a silicone resin having a good thermal conductivity mixed with an inorganic filler such as a metal oxide or carbon can be used. The heat generated in the light emitting element 21 is conducted to the heat sink 31 via the grease 32 via the bumps 22, the electrode pattern 12, the insulating substrate 11, and the heat radiating plate 13 and is radiated.
放熱板１３の底面１３ｃから突出した端部１４ａがない場合には、グリス３２が放熱板１３の各辺から外側に漏出する場合があり、グリス３２の存在しない放熱板１３の領域が生じ、発光素子２１で発生した熱が放熱板１３からヒートシンク３１伝わりにくくなって、発光素子２１が過熱するおそれがある。また、発光素子モジュール２０のヒートシンク３１の載置面３１ａに押し付け方などによって、グリス３２の膜厚がばらつくため、発光素子２１の放熱性能がばらつくおそれがある。 If there is no end portion 14a protruding from the bottom surface 13c of the heat radiating plate 13, the grease 32 may leak out from each side of the heat radiating plate 13, resulting in a region of the heat radiating plate 13 where the grease 32 does not exist, and light emission. The heat generated in the element 21 is not easily transmitted from the heat radiating plate 13 to the heat sink 31, and the light emitting element 21 may be overheated. Moreover, since the film thickness of the grease 32 varies depending on how it is pressed against the mounting surface 31a of the heat sink 31 of the light emitting element module 20, the heat dissipation performance of the light emitting element 21 may vary.
これに対し、本実施例においては、グリスをヒートシンク３１の載置面３１ａまたは放熱板１３の底面１３ｃに適量滴下し、底面１３ｃを載置面３１ａに押し付けてグリスを放熱板１３全体にいきわたらせる際に、放熱板１３の端部１４ａが外側へのグリスの移動を妨げる。放熱板１３の端部１４ａに達したグリスは、放熱板１３の端部１４ａに沿って移動し、底面１３ｃと載置面３１ａとの間全体に充填されてグリス３２の膜を形成する。 In contrast, in this embodiment, an appropriate amount of grease is dropped on the mounting surface 31a of the heat sink 31 or the bottom surface 13c of the heat sink 13, and the bottom surface 13c is pressed against the mounting surface 31a to spread the grease over the entire heat sink 13. In this case, the end portion 14a of the heat radiating plate 13 prevents the grease from moving outward. The grease that has reached the end portion 14a of the heat radiating plate 13 moves along the end portion 14a of the heat radiating plate 13, and is filled between the bottom surface 13c and the mounting surface 31a to form a film of the grease 32.
このとき、放熱板１３の底面１３ｃをヒートシンク３１の載置面３１ａとの隙間の体積分のグリスを滴下することによって、底面１３ｃを載置面３１ａとの間の空間がグリスで満たされ、樹脂部１４の端部１４ａの突出する長さに相当する厚みのグリス３２の膜を底面１３ｃ全体にわたって形成することができる。グリス３２の膜厚は、端部１４ａの突出する長さによって決定されるので、端部１４ａの突出する長さを管理することで、グリス３２の膜厚のバラツキを軽減することができる。このことによって、発光装置３０の放熱性能のバラツキを軽減することができる。 At this time, the space between the bottom surface 13c and the mounting surface 31a is filled with grease by dropping the grease corresponding to the volume of the gap between the bottom surface 13c of the heat radiating plate 13 and the mounting surface 31a of the heat sink 31, and the resin A film of grease 32 having a thickness corresponding to the protruding length of the end portion 14a of the portion 14 can be formed over the entire bottom surface 13c. Since the film thickness of the grease 32 is determined by the protruding length of the end portion 14a, the variation in the film thickness of the grease 32 can be reduced by managing the protruding length of the end portion 14a. As a result, variations in the heat dissipation performance of the light emitting device 30 can be reduced.
図８は、本実施形態の一例である発光装置３０を示す拡大断面図であり、ヒートシンク３１に載置されている発光素子モジュール２０の外周部分の断面を拡大したものである。（ａ）は、エッチングによって溝部１３ａを形成し、さらに樹脂部１４を形成したものであり、（ｂ）は、ダイシング装置による切削によって溝部１３ａを形成し、さらに樹脂部１４を形成したものである。エッチング工程を経て形成された樹脂部１４は、傾斜しているが、切削工程を経て形成された樹脂部１４は、絶縁基板１１に対して垂直に形成されている。 FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing a light emitting device 30 which is an example of the present embodiment, and is an enlarged cross section of an outer peripheral portion of the light emitting element module 20 placed on the heat sink 31. (A) is a groove portion 13a formed by etching, and further a resin portion 14 is formed. (B) is a groove portion 13a formed by cutting with a dicing apparatus, and further a resin portion 14 is formed. . The resin part 14 formed through the etching process is inclined, but the resin part 14 formed through the cutting process is formed perpendicular to the insulating substrate 11.
樹脂部１４は、放熱板１３の側面１３ｂを取り囲むとともに、放熱板１３の底面１３ｃ側に回りこんで、放熱板１３の絶縁基板１１とは反対側の底面１３ｃの縁部１３ｄを被覆している。このことによって、樹脂部１４と放熱板１３上に確実に固定できるので、樹脂部１４が放熱板１３から剥がれることを抑制することができる。 The resin portion 14 surrounds the side surface 13b of the heat radiating plate 13 and wraps around to the bottom surface 13c side of the heat radiating plate 13 to cover the edge portion 13d of the bottom surface 13c on the side opposite to the insulating substrate 11 of the heat radiating plate 13. . As a result, the resin part 14 and the heat radiating plate 13 can be securely fixed, and thus the resin part 14 can be prevented from being peeled off from the heat radiating plate 13.
図９は、本実施形態の一例である発光装置３０を示す拡大断面図である。樹脂部１４は、溝部１３ａに液状の樹脂を流し込んで硬化させることによって形成されるが、樹脂部１４の端部１４ａの形状は、流し込む樹脂の粘度によって異なる。図９（ａ）は、比較的低粘度の樹脂を流し込んで形成した例であり。図９（ｂ）は、中程度の粘度の樹脂を流し込んで形成した例であり、図９（ｃ）は、比較的高粘度樹脂を流し込んで形成した例である。 FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing a light emitting device 30 which is an example of the present embodiment. The resin part 14 is formed by pouring a liquid resin into the groove part 13a and curing it, but the shape of the end part 14a of the resin part 14 varies depending on the viscosity of the resin to be poured. FIG. 9A shows an example in which a resin having a relatively low viscosity is poured. FIG. 9B shows an example in which a medium-viscosity resin is poured and FIG. 9C shows an example in which a relatively high viscosity resin is poured.
粘度が高くなるほど放熱板１３の底面１３ｃに回り込む樹脂の長さが短くなることが見て取れる。このように、樹脂部１４の端部１４ａの形状は、流し込む樹脂の粘度によって調整することができる。また、粘度が高くなるほど、端部１４ａの突出量を大きくすることができる。逆に粘度が低いと端部の突出量を小さくすることができる。このように、端部１４ａの突出量によってグリス３２の厚みを調整することができる。 It can be seen that the length of the resin that goes around the bottom surface 13c of the heat radiating plate 13 becomes shorter as the viscosity becomes higher. Thus, the shape of the end portion 14a of the resin portion 14 can be adjusted by the viscosity of the poured resin. Moreover, the protrusion amount of the edge part 14a can be enlarged, so that a viscosity becomes high. Conversely, if the viscosity is low, the amount of protrusion at the end can be reduced. Thus, the thickness of the grease 32 can be adjusted by the protrusion amount of the end portion 14a.
図９（ｄ）、図９（ｅ），図９（ｆ）は、図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）に示される発光装置に、グリス３２が、樹脂部の端部１４ａと、放熱板の底面１３ｃの境界付近に溜まった例をそれぞれ示した図である。端部１４ａと底面１３ｃとヒートシンク３１によって囲まれる空間の容積に対して、グリスの量がやや少ないと、端部１４ａと、底面１３ｃの境界付近に放熱性能に影響しない程度の小さな気泡３３が生じさせることができる。気泡３３によって、樹脂部１４と放熱板１３との間にグリスの侵入を抑制することができるので、樹脂部１４が放熱板１３から剥がれにくくなる。 9 (d), 9 (e), and 9 (f) show the light emitting device shown in FIG. 9 (a), FIG. 9 (b), and FIG. 9 (c). It is the figure which each showed the example collected in the vicinity of the boundary of the edge part 14a and the bottom face 13c of a heat sink. If the amount of grease is slightly smaller than the volume of the space surrounded by the end portion 14a, the bottom surface 13c, and the heat sink 31, a small bubble 33 that does not affect the heat dissipation performance is generated near the boundary between the end portion 14a and the bottom surface 13c. Can be made. Since the bubbles 33 can suppress the ingress of grease between the resin portion 14 and the heat radiating plate 13, the resin portion 14 is hardly peeled off from the heat radiating plate 13.
図１０は、本実施形態の他の一例である発光装置を示す拡大断面図である。図７に示す発光装置に比べてヒートシンク３１の載置面に凹部３１ｄを設けた点が異なる。ヒートシンク３１の載置面３１ａにおいて、発光素子モジュール２０の樹脂部１４の端部１４ａが当接する部分に沿って凹部３１ｄを設ける。発光素子モジュール２０が矩形の場合、ヒートシンク３１を平面視すると、凹部３１ｄは、矩形の枠状に形成されている。凹部３１ｄの深さは５０μｍ程度である。凹部３１ｄの内面に端部１４ａを当接させることによって、端部１４ａが凹部に嵌合するので、発光素子モジュール２０の位置決めが容易になり、さらに、発光素子モジュール２０がヒートシンク３１上で位置ずれを起こすことを抑制することができるので、信頼性の高い発光装置を実現することができる。 FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view showing a light emitting device as another example of the present embodiment. 7 differs from the light emitting device shown in FIG. 7 in that a recess 31d is provided on the mounting surface of the heat sink 31. On the mounting surface 31 a of the heat sink 31, a concave portion 31 d is provided along a portion where the end portion 14 a of the resin portion 14 of the light emitting element module 20 contacts. When the light emitting element module 20 is rectangular, the concave portion 31d is formed in a rectangular frame shape when the heat sink 31 is viewed in plan. The depth of the recess 31d is about 50 μm. By bringing the end portion 14a into contact with the inner surface of the recess 31d, the end portion 14a fits into the recess, so that the positioning of the light emitting element module 20 is facilitated, and the light emitting element module 20 is displaced on the heat sink 31. Therefore, a highly reliable light-emitting device can be realized.
図１１は、本実施形態の他の一例である発光装置３０を示す拡大断面図である。また、図１２は、発光装置３０に載置されている発光素子モジュール２０の外周部分の断面を拡大したものである。図１１に示す発光装置３０は、図７に示す発光装置３０に比べて放熱板１３を金属板と配線基板と同じ材質の基板とで構成している点が異なる。放熱板１３は金属板１３ｅと、絶縁基板１１と同じ材質の絶縁板１３ｆとで構成されている。発光素子用基板１０の放熱板１３の金属板１３ｅと絶縁基板１１とが接合されている。また、金属板１３ｅの絶縁基板１１と反対側の面とは、絶縁板１３ｆと接合されている。金属板１３ｅと絶縁基板１１および金属板１３ｅと絶縁板１３ｆとはそれぞれ同じろう材で接合されている。 FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing a light emitting device 30 which is another example of the present embodiment. FIG. 12 is an enlarged view of the cross section of the outer peripheral portion of the light emitting element module 20 mounted on the light emitting device 30. The light emitting device 30 shown in FIG. 11 is different from the light emitting device 30 shown in FIG. 7 in that the heat radiating plate 13 is composed of a metal plate and a substrate made of the same material as the wiring substrate. The heat radiating plate 13 is composed of a metal plate 13 e and an insulating plate 13 f made of the same material as the insulating substrate 11. The metal plate 13e of the heat dissipation plate 13 of the light emitting element substrate 10 and the insulating substrate 11 are joined. The surface of the metal plate 13e opposite to the insulating substrate 11 is bonded to the insulating plate 13f. The metal plate 13e and the insulating substrate 11 and the metal plate 13e and the insulating plate 13f are joined by the same brazing material.
放熱板１３が金属板のみでできている場合には、放熱板１３と絶縁基板１１との線膨張係数の違いよって、発光素子用基板１０が反ってしまうおそれがある。特に発光装置３０の場合には、発光素子２１から生じる熱によって温度が高くなるため、発光素子用基板１０に加わる熱応力が大きくなる。そこで、放熱板１３を金属板１３ｅと、絶縁基板１１と同じ材質の絶縁板１３ｆで構成することによって、発光素子用基板１０が金属板１３ｅの両側に同じ材質の基板が貼り付けられた構造となるので反りにくくなる。 When the heat radiating plate 13 is made of only a metal plate, the light emitting element substrate 10 may be warped due to a difference in coefficient of linear expansion between the heat radiating plate 13 and the insulating substrate 11. In particular, in the case of the light emitting device 30, the temperature is increased by the heat generated from the light emitting element 21, so that the thermal stress applied to the light emitting element substrate 10 increases. Therefore, the heat radiating plate 13 is composed of a metal plate 13e and an insulating plate 13f made of the same material as that of the insulating substrate 11, so that the light emitting element substrate 10 is bonded to both sides of the metal plate 13e. It becomes difficult to warp.
発光素子用基板１０が反ると、載置された発光素子２１も反りの影響が及び発光効率が低下したりする場合があるが、反りを抑制した発光素子用基板１０を使用することによって信頼性の高い発光素子モジュール２０を実現することができる。さらに、絶縁板１３ｆを絶縁基板１１と同じ厚さにすることによって、さらに反りが抑制された発光素子用基板１０および発光素子モジュール２０を提供することができる。 When the light emitting element substrate 10 is warped, the mounted light emitting element 21 may be affected by the warp and the light emission efficiency may be lowered. However, the light emitting element substrate 10 that suppresses the warping is reliable. A highly light-emitting element module 20 can be realized. Furthermore, by setting the insulating plate 13f to the same thickness as that of the insulating substrate 11, it is possible to provide the light emitting element substrate 10 and the light emitting element module 20 in which warpage is further suppressed.
図１２は、本実施形態の他の一例である発光装置３０を示す断面図である。ヒートシンク３１に載置された発光素子モジュール２０は、ねじ３４によってヒートシンク３１に固定されている。ねじ３４は、発光素子用基板１０を貫通する貫通穴１５を通って、ヒートシンク３１に設けられたねじ穴３１ｅに羅合されている。発光素子モジュール２０をねじ３４でヒートシンク３１に確実に固定することができる。 FIG. 12 is a cross-sectional view showing a light emitting device 30 which is another example of the present embodiment. The light emitting element module 20 placed on the heat sink 31 is fixed to the heat sink 31 with screws 34. The screw 34 passes through the through hole 15 penetrating the light emitting element substrate 10, and is screwed into a screw hole 31 e provided in the heat sink 31. The light emitting element module 20 can be securely fixed to the heat sink 31 with the screws 34.
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、改良等が可能である。 Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.
１００ 発光素子用原基板
１０ 発光素子用基板
１１ 絶縁基板
１１ａ 第１面
１１ｂ 第２面
１２ 電極パターン
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 載置部
１２ｅ、１２ｆ 電極パッド
１３ 放熱板
１３ａ 溝部
１３ｂ 側面
１３ｃ 底面
１３ｄ 縁部
１３ｅ 金属板
１３ｆ 絶縁板
１４ 樹脂部
１４ａ 端部
１５ 貫通穴
２００ 発光素子原モジュール
２０ 発光素子モジュール
２１ 発光素子
２２ バンプ
３０ 発光装置
３１ ヒートシンク
３１ａ 載置面
３１ｂ （発光素子モジュールの）載置部
３１ｃ フィン
３１ｄ 凹部
３１ｅ ねじ穴
３２ グリス
３３ 気泡
３４ ねじ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Light emitting element original substrate 10 Light emitting element substrate 11 Insulating substrate 11a 1st surface 11b 2nd surface 12 Electrode pattern 12a, 12b, 12c, 12d Mounting part 12e, 12f Electrode pad 13 Heat sink 13a Groove part 13b Side surface 13c Bottom surface 13d Edge portion 13e Metal plate 13f Insulating plate 14 Resin portion 14a End portion 15 Through hole 200 Light emitting element original module 20 Light emitting element module 21 Light emitting element 22 Bump 30 Light emitting device 31 Heat sink 31a Mounting surface 31b Mounting portion of light emitting element module 31c Fin 31d Recessed portion 31e Screw hole 32 Grease 33 Bubble 34 Screw
Claims (8)
前記絶縁基板の第１面に配設され、発光素子を載置する載置部を備えた電極パターンと、
前記絶縁基板の第１面と反対側の第２面に接合された放熱板と、
前記放熱板の側面に、放熱板を取り囲んで配設される樹脂部とを備え、
前記樹脂部の前記絶縁基板とは反対側の端部は、前記放熱板の前記絶縁基板とは反対側の面よりも、前記絶縁基板から離れる方向に突出していることを特徴とする発光素子用基板。 An insulating substrate;
An electrode pattern provided on the first surface of the insulating substrate and provided with a mounting portion for mounting the light emitting element;
A heat sink bonded to a second surface opposite to the first surface of the insulating substrate;
Provided on the side surface of the heat radiating plate with a resin portion disposed around the heat radiating plate,
An end of the resin portion opposite to the insulating substrate protrudes in a direction away from the insulating substrate from a surface of the heat radiating plate opposite to the insulating substrate. substrate.
前記発光素子用基板の前記電極パターンの前記載置部に載置されている発光素子とを備えていることを特徴とする発光素子モジュール。 The light emitting element substrate according to any one of claims 1 to 5,
A light emitting element module comprising: a light emitting element placed on the mounting portion of the electrode pattern of the light emitting element substrate.
前記発光素子用基板が載置されているヒートシンクと、
前記ヒートシンクと前記発光素子用基板との間に配置されたグリスとを備えていることを特徴とする発光装置。 The light emitting device module according to claim 6;
A heat sink on which the light emitting element substrate is placed;
A light emitting device comprising: a grease disposed between the heat sink and the light emitting element substrate.
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