JP2007012764A - 発光ダイオード複合素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上面に配線が形成され、フリップチップ型の発光ダイオードの電極が第1の共晶ハンダを介し前記配線に接続されるサブマウント3と、上面側に前記サブマウントが収納される空所が設けられると伴に下面側に凹溝が設けられ、更に上面から下面まで連通する配線が形成された架台4と、前記凹溝内に収納されるヒートシンク7と、前記架台上に前記発光ダイオードを取り囲むよう形成される発光反射筒5と、前記発光反射筒の内側に透明樹脂を充填し形成される発光ダイオード封止体6とから構成され、前記架台の上面に形成された配線端子の、導電性熱硬化性接着剤又は第2の共晶ハンダを介した、前記サブマウント上に形成された配線端子への接続を特徴とする。
【選択図】図1
Description
すなわち、本発明の要旨は、
上面に配線が形成され、フリップチップ型の発光ダイオードの電極が金80%、錫20%からなる第1の共晶ハンダを介して前記配線に接続されているサブマウントと、
上面側中心部に前記サブマウントが収納される空所が設けられるとともに下面側中央部に凹溝が設けられ、さらに上面から下面まで連通する配線が形成された架台と、
前記凹溝内に収納されるヒートシンクと、
前記架台上に前記サブマウントに搭載された前記発光ダイオードを取り囲むように形成される発光反射筒と、
前記発光反射筒の内側に透明樹脂を充填して形成される発光ダイオード封止体とから構成され、
前記架台の上面に形成された配線の前記空所側端子が、、導電性熱硬化性接着剤又は融点が120〜230℃の範囲にある第2の共晶ハンダを介して、前記サブマウント上に形成された配線の前記サブマウント周縁側端子に接続されていることを特徴とする発光ダイオード複合素子
にある。
第1発明の発光ダイオード複合素子において、
前記ヒートシンクが下方に多数のフィンを有する構造であることを特徴とする。
第1発明又は第2発明の発光ダイオード複合素子において、
前記ヒートシンクが銅又はアルミニウムからなり、表面にニッケルメッキが施されていることを特徴とする。
第1発明においては、サブマウント基板として、耐熱性と熱伝導性の良好なセラミックなどの電気絶縁性材料、たとえば、窒化アルミニウムからなる板状体を用い、その上に、サブマウント上に形成される配線パターン(回路)、たとえば、上中下3段に並列する3対の配線及び2つのフリップチップ型の発光ダイオードを直列に接続するための2つの配線からなる1組の配線群を多数形成する。配線パターンの形成は通常のプリント配線の手法による。そして、前記サブマウント基板に形成された多数の配線上には、金80%、錫20%からなる第1の共晶ハンダを用いて各配線の所定位置に前記第1の共晶ハンダからなる層を形成する。
第2発明の発光ダイオード複合素子は、前記ヒートシンクが下方に多数の放熱用フィンを有する構造であるので、発光ダイオードからサブマウントを通ってヒートシンクに蓄積する熱を放熱用フィンから印刷配線基板側へ速やかに逃がすことができる。
第3発明の発光ダイオード複合素子は、前記ヒートシンクが銅又はアルミニウムからなり、表面にニッケルメッキが施されているので、熱伝導性が良好であり、また、防錆性に優れているので長期間の使用に耐えることができる。
図1〜図4において、発光ダイオード複合素子1は、印刷配線基板(図示されていない)上に多数個が所望の配置形状に配置接続され、発光色の異なる3種類のフリップチップ型の発光ダイオード2を搭載したサブマウント3と、上面側の中心部に形成された空所にサブマウント3を収納した架台4と、架台4上に設置形成された発光反射筒5と、発光反射筒5の内側に透明樹脂を充填して形成された発光ダイオード封止体6とから構成されている。また、架台4の下面側の中央部に形成された凹溝にヒートシンク7が収納されており、発光ダイオード2からの発熱を印刷配線基板側に逃がす役割を果たしている。なお、発光ダイオード2は、赤色の発光ダイオード21、緑色の発光ダイオード22、青色の発光ダイオード23の3種類である。
前記配線の厚さは1μmから5μm程度が好ましく、前記共晶ハンダの厚さは0.2μmから0.5μm程度が好ましい。なお、中段に位置する1対の配線811には赤色の発光ダイオード21が1つ接続され、上段に位置する1対の配線812には緑色の発光ダイオード22が、下段に位置する1対の配線813には青色の発光ダイオード23がそれぞれ各2つずつ直列に接続されている。
第1の共晶ハンダ 溶融温度
Sn−80Au 280℃
第2の共晶ハンダ
Sn−0.75Cu 227℃
Sn−3.5Ag 221℃
Sn−0.7Ag−0.3Cu 217℃〜227℃
Sn−3.5Ag−0.75Cu 217℃〜219℃
Sn−2.5Ag−0.5Cu−1.0Bi 214℃〜221℃
Sn−2.0Ag−0.5Cu−2.0Bi 211℃〜221℃
Sn−2.5Ag−2.5Bi−2.5In 190℃〜210℃
Sn−3.5Ag−3.0Bi−6.0In 165℃〜206℃
Sn−9.0Zn 199℃
Sn−58Bi 139℃
Sn−8.0Zn−3.0Bi 187℃〜199℃
21ないし23・・・赤色、緑色、青色のフリップチップ型の発光ダイオード
3・・・サブマウント
4・・・架台
5・・・発光反射筒
6・・・発光ダイオード封止体
7・・・ヒートシンク
811ないし813・・・サブマウント上の配線
821ないし823・・・架台上の配線
Claims (3)
- 上面に配線が形成され、フリップチップ型の発光ダイオードの電極が金80%、錫20%からなる第1の共晶ハンダを介して前記配線に接続されているサブマウントと、
上面側中心部に前記サブマウントが収納される空所が設けられるとともに下面側中央部に凹溝が設けられ、さらに上面から下面まで連通する配線が形成された架台と、
前記凹溝内に収納されるヒートシンクと、
前記架台上に前記サブマウントに搭載された前記発光ダイオードを取り囲むように形成される発光反射筒と、
前記発光反射筒の内側に透明樹脂を充填して形成される発光ダイオード封止体とから構成され、
前記架台の上面に形成された配線の前記空所側端子が、、導電性熱硬化性接着剤又は融点が120〜230℃の範囲にある第2の共晶ハンダを介して、前記サブマウント上に形成された配線の前記サブマウント周縁側端子に接続されていることを特徴とする発光ダイオード複合素子。 - 前記ヒートシンクが下方に多数の放熱用フィンを有する構造であることを特徴とする請求項1に記載された発光ダイオード複合素子。
- 前記ヒートシンクが銅又はアルミニウムからなり、表面にニッケルメッキが施されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載された発光ダイオード複合素子。
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