JP2009295948A - Led搭載用横発光型基板、led搭載横発光型基板、横発光型モジュール、受光素子搭載用横受光型基板、受光素子搭載横受光型基板、横受光型モジュール及び横型モジュール - Google Patents
Led搭載用横発光型基板、led搭載横発光型基板、横発光型モジュール、受光素子搭載用横受光型基板、受光素子搭載横受光型基板、横受光型モジュール及び横型モジュール Download PDFInfo
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Abstract
【課題】樹脂質絶縁材を用いて形成しながら、高い耐熱性を発揮できるLED搭載用横発光型基板等を提供する。
【解決手段】基板3は、方向Y1に開放された収容部30内にLED50を実装した場合に光を方向Y1へ出射する基板であり、金属製の底部放熱層32と、底部放熱層32上に積層された下段部構成層33と、下段部構成層33上に積層されたランド部を備えるLED用配線層34と、LED用配線層34のランド部を収容部30内に露出させて積層された中段部構成層35と、中段部構成層35上に積層された上段部構成層36と、上段部構成層36上に積層された金属製の上部放熱層37と、を備え、端面331は上方へ向かって、端面361は下方へ向かって、各々広がるように傾斜されて表面に光反射層39を有する。基板2は基板3とLED50とを備え、モジュールは基板2とマザーボードと、を備える。
【選択図】図4
【解決手段】基板3は、方向Y1に開放された収容部30内にLED50を実装した場合に光を方向Y1へ出射する基板であり、金属製の底部放熱層32と、底部放熱層32上に積層された下段部構成層33と、下段部構成層33上に積層されたランド部を備えるLED用配線層34と、LED用配線層34のランド部を収容部30内に露出させて積層された中段部構成層35と、中段部構成層35上に積層された上段部構成層36と、上段部構成層36上に積層された金属製の上部放熱層37と、を備え、端面331は上方へ向かって、端面361は下方へ向かって、各々広がるように傾斜されて表面に光反射層39を有する。基板2は基板3とLED50とを備え、モジュールは基板2とマザーボードと、を備える。
【選択図】図4
Description
本発明は、LED搭載用横発光型基板、LED搭載横発光型基板、横発光型モジュール、受光素子搭載用横受光型基板、受光素子搭載横受光型基板、横受光型モジュール及び横型モジュールに関する。更に詳しくは、本発明は、樹脂質絶縁材を積層して構成され、その積層方向に対して垂直な1つの方向にLEDの光を出射するLED搭載用横発光型基板、及びこのLED搭載用横発光型基板にLEDが実装されたLED搭載横発光型基板、並びにこのLED搭載横発光型基板がマザーボードに実装された横発光型モジュールに関する。更に、樹脂質絶縁材を積層して構成され、その積層方向に対して垂直な1つの方向から光を受光する受光素子搭載用横受光型基板、及びこの受光素子搭載用横受光型基板に受光素子が実装された受光素子搭載横受光型基板、並びにこの受光素子搭載横受光型基板がマザーボードに実装された横受光型モジュールに関する。また更に上記LED搭載横発光型基板と上記受光素子搭載横受光型基板との両方がマザーボードに実装された横型モジュールに関する。
LED(発光ダイオード)は、サファイア基板及びシリコン基板などに発光層が積層形成されており、サファイア基板及びシリコン基板等の基板平面に平行な方向を主な光出射方向としているが、全光出射量からみれば、基板平面に対して垂直な方向への光出射量も、通常、非常に多く有している。このため、基板平面に平行な方向、即ち、いわゆる横方向へLEDの光を出射させようとすると光路変換が必要となる。この光路変換を行うことができるものとしては、下記特許文献1〜7に開示された技術が知られている。
しかし、上記特許文献に開示された装置は、いずれも電極が形成された基板にLEDを直接実装する構造を有している。このため、昨今、開発が進められているいわゆるハイパワー型のLEDを実装すると、LEDの発熱により基板が十分な放熱性を発揮することができず、特に樹脂質絶縁材を用いて構成された回路基板では十分な耐久性が得られないという課題を生じている。更に、受光素子においては、その新たな搭載用基板等が求められている。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、樹脂質絶縁材を用いて形成しながら、高い耐熱性を発揮することができるLED搭載用横発光型基板、及びこのLED搭載用横発光型基板にLEDが実装されたLED搭載横発光型基板、並びにこのLED搭載横発光型基板がマザーボードに実装された横発光型モジュールを提供することを目的とする。更に、樹脂質絶縁材を用いて形成した受光素子搭載用横受光型基板、及びこの受光素子搭載用横受光型基板に受光素子が実装された受光素子搭載横受光型基板、並びにこの受光素子搭載横受光型基板がマザーボードに実装された横受光型モジュールを提供することを目的とする。
本発明は以下のとおりである。
〈1〉樹脂質絶縁材を積層して構成され、その積層方向に対して垂直な1つの方向に開放された収容部を備え、該収容部内にLEDを実装した場合に、該LEDの光を上記収容部の開放された方向へ出射するLED搭載用横発光型基板であって、
上記LEDの底面が接合されることとなる金属製の底部放熱層と、
上記収容部のうちの下段部を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記底部放熱層上に積層された樹脂質絶縁材からなる下段部構成層と、
上記下段部構成層上に積層され、且つランド部及びリード部を備えるLED用配線層と、
上記収容部のうちの中段部を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記LED用配線層の上記ランド部を該収容部内に露出させて該LED用配線層上に積層された樹脂質絶縁材からなる中段部構成層と、
上記収容部のうちの上段部を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記中段部構成層上に積層された樹脂質絶縁材からなる上段部構成層と、
上記上段部構成層上に積層された金属製の上部放熱層と、を備え、
上記下段部構成層の上記切り欠かれて形成された端面である下段部切欠端面は上方へ向かって広がるように傾斜され、上記上段部構成層の上記切り欠かれて形成された端面である上段部切欠端面は下方へ向かって広がるように傾斜されており、
上記下段部切欠端面及び上記上段部切欠端面の表面に光反射層を有することを特徴とするLED搭載用横発光型基板。
〈2〉上記収容部は、上記積層方向に対して垂直な上記1つの方向にのみ開放されている上記〈1〉に記載のLED搭載用横発光型基板。
〈3〉上記収容部は、更に、上記積層方向に対して水平な上方向にも開放されている上記〈1〉に記載のLED搭載用横発光型基板。
〈4〉上記外広がりの形状は、略半円形状である上記〈1〉乃至〈3〉のうちのいずれかに記載のLED搭載用横発光型基板。
〈5〉上記収容部内を充塞する封止材を備え、
上記封止材は、透光性樹脂と石英ガラス粒子とを含有する上記〈1〉乃至〈4〉のうちのいずれかに記載のLED搭載用横発光型基板。
〈6〉上記石英ガラス粒子は、外表面に演色性改善成分が添着されている上記〈5〉に記載のLED搭載用横発光型基板。
〈7〉上記収容部を複数備え且つ該収容部は列設されている上記〈1〉乃至〈6〉のうちのいずれかに記載のLED搭載用横発光型基板。
〈8〉上記収容部のうちの1つの収容部内に露出された上記ランド部と、上記収容部のうちの他の収容部内に露出された上記ランド部と、は上記LED用配線層において電気的に接続されている上記〈7〉に記載のLED搭載用横発光型基板。
〈9〉上記底部放熱層の層下及び/又は上記上部放熱層の層上に、熱吸収体を備える上記〈1〉乃至〈8〉のうちのいずれかに記載のLED搭載用横発光型基板。
〈10〉上記〈1〉乃至〈9〉のうちのいずれかに記載のLED搭載用横発光型基板と、該LED搭載用横発光型基板の上記収容部内に実装されたLEDと、を備えることを特徴とするLED搭載横発光型基板。
〈11〉上記LEDは、絶縁基板と、該絶縁基板上に形成された発光部と、該発光部の上面に形成され且つ該発光部を発光させるための発光部用端子と、を備え、
上記絶縁性基板と上記LED搭載用横発光型基板を構成する上記底部放熱層とは接着剤を介して接合されており、
上記発光部端子と上記LED搭載用横発光型基板の上記ランド部とはボンディングワイヤを介して電気的に接続されている上記〈10〉に記載のLED搭載横発光型基板。
〈12〉上記LEDを1つ又は2つ以上を備え、該LEDの合計出力が1W以上である上記〈10〉又は〈11〉に記載のLED搭載横発光型基板。
〈13〉上記〈10〉乃至〈12〉のうちのいずれかに記載のLED搭載横発光型基板と、該LED搭載横発光型基板が実装されたマザーボードと、を備えることを特徴とする横発光型モジュール。
〈14〉上記LED搭載用横発光型基板の上記LED用配線層を構成するリード部は、上記下段部構成層の端面のうちの上記切欠端面以外の他の端面に基板実装用ランド部として導出されており、
上記基板実装用ランド部は、上記マザーボードの実装面に配設されたマザーボード表面配線と、導電性接合材を介して電気的に接続されている上記〈13〉に記載の横発光型モジュール。
〈15〉樹脂質絶縁材を積層して構成され、その積層方向に対して垂直な1つの方向に開放された収容部を備え、該収容部内に受光素子を実装した場合に、樹脂質絶縁材を積層して構成され、その積層方向に対して垂直な1つの方向に開放された収容部を備え、該収容部内に受光素子を実装した場合に、上記収容部の開放された方向から入射された光を該受光素子で受光する受光素子搭載用横受光型基板であって、
上記受光素子の底面が接合されることとなる金属製の底部放熱層と、
上記収容部のうちの下段部を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記底部放熱層上に積層された樹脂質絶縁材からなる下段部構成層と、
上記下段部構成層上に積層され、且つランド部及びリード部を備える受光素子用配線層と、
上記収容部のうちの中段部を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記受光素子用配線層の上記ランド部を該収容部内に露出させて該受光素子用配線層上に積層された樹脂質絶縁材からなる中段部構成層と、
上記収容部のうちの上段部を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記中段部構成層上に積層された樹脂質絶縁材からなる上段部構成層と、
上記上段部構成層上に積層された金属製の上部放熱層と、を備え、
上記下段部構成層の上記切り欠かれて形成された端面である下段部切欠端面は上方へ向かって広がるように傾斜され、上記上段部構成層の上記切り欠かれて形成された端面である上段部切欠端面は下方へ向かって広がるように傾斜されており、
上記下段部切欠端面及び上記上段部切欠端面の表面に光反射層を有することを特徴とする受光素子搭載用横受光型基板。
〈16〉上記収容部は、上記積層方向に対して垂直な上記1つの方向にのみ開放されている上記〈15〉に記載の受光素子搭載用横受光型基板。
〈17〉上記収容部は、更に、上記積層方向に対して水平な上方向にも開放されている上記〈16〉に記載の受光素子搭載用横受光型基板。
〈18〉上記〈15〉乃至〈17〉のうちのいずれかに記載の受光素子搭載用横受光型基板と、該受光素子搭載用横受光型基板の上記収容部内に実装された受光素子と、を備えることを特徴とする受光素子搭載横受光型基板。
〈19〉上記〈18〉に記載の受光素子搭載横受光型基板と、該受光素子搭載横受光型基板が実装されたマザーボードと、を備えることを特徴とする横受光型モジュール。
〈20〉上記〈10〉乃至〈12〉のうちのいずれかに記載のLED搭載横発光型基板と、上記〈18〉に記載の受光素子搭載横受光型基板と、該LED搭載横発光型基板及び受光素子搭載横受光型基板が実装されたマザーボードと、を備えることを特徴とする横型モジュール。
〈1〉樹脂質絶縁材を積層して構成され、その積層方向に対して垂直な1つの方向に開放された収容部を備え、該収容部内にLEDを実装した場合に、該LEDの光を上記収容部の開放された方向へ出射するLED搭載用横発光型基板であって、
上記LEDの底面が接合されることとなる金属製の底部放熱層と、
上記収容部のうちの下段部を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記底部放熱層上に積層された樹脂質絶縁材からなる下段部構成層と、
上記下段部構成層上に積層され、且つランド部及びリード部を備えるLED用配線層と、
上記収容部のうちの中段部を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記LED用配線層の上記ランド部を該収容部内に露出させて該LED用配線層上に積層された樹脂質絶縁材からなる中段部構成層と、
上記収容部のうちの上段部を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記中段部構成層上に積層された樹脂質絶縁材からなる上段部構成層と、
上記上段部構成層上に積層された金属製の上部放熱層と、を備え、
上記下段部構成層の上記切り欠かれて形成された端面である下段部切欠端面は上方へ向かって広がるように傾斜され、上記上段部構成層の上記切り欠かれて形成された端面である上段部切欠端面は下方へ向かって広がるように傾斜されており、
上記下段部切欠端面及び上記上段部切欠端面の表面に光反射層を有することを特徴とするLED搭載用横発光型基板。
〈2〉上記収容部は、上記積層方向に対して垂直な上記1つの方向にのみ開放されている上記〈1〉に記載のLED搭載用横発光型基板。
〈3〉上記収容部は、更に、上記積層方向に対して水平な上方向にも開放されている上記〈1〉に記載のLED搭載用横発光型基板。
〈4〉上記外広がりの形状は、略半円形状である上記〈1〉乃至〈3〉のうちのいずれかに記載のLED搭載用横発光型基板。
〈5〉上記収容部内を充塞する封止材を備え、
上記封止材は、透光性樹脂と石英ガラス粒子とを含有する上記〈1〉乃至〈4〉のうちのいずれかに記載のLED搭載用横発光型基板。
〈6〉上記石英ガラス粒子は、外表面に演色性改善成分が添着されている上記〈5〉に記載のLED搭載用横発光型基板。
〈7〉上記収容部を複数備え且つ該収容部は列設されている上記〈1〉乃至〈6〉のうちのいずれかに記載のLED搭載用横発光型基板。
〈8〉上記収容部のうちの1つの収容部内に露出された上記ランド部と、上記収容部のうちの他の収容部内に露出された上記ランド部と、は上記LED用配線層において電気的に接続されている上記〈7〉に記載のLED搭載用横発光型基板。
〈9〉上記底部放熱層の層下及び/又は上記上部放熱層の層上に、熱吸収体を備える上記〈1〉乃至〈8〉のうちのいずれかに記載のLED搭載用横発光型基板。
〈10〉上記〈1〉乃至〈9〉のうちのいずれかに記載のLED搭載用横発光型基板と、該LED搭載用横発光型基板の上記収容部内に実装されたLEDと、を備えることを特徴とするLED搭載横発光型基板。
〈11〉上記LEDは、絶縁基板と、該絶縁基板上に形成された発光部と、該発光部の上面に形成され且つ該発光部を発光させるための発光部用端子と、を備え、
上記絶縁性基板と上記LED搭載用横発光型基板を構成する上記底部放熱層とは接着剤を介して接合されており、
上記発光部端子と上記LED搭載用横発光型基板の上記ランド部とはボンディングワイヤを介して電気的に接続されている上記〈10〉に記載のLED搭載横発光型基板。
〈12〉上記LEDを1つ又は2つ以上を備え、該LEDの合計出力が1W以上である上記〈10〉又は〈11〉に記載のLED搭載横発光型基板。
〈13〉上記〈10〉乃至〈12〉のうちのいずれかに記載のLED搭載横発光型基板と、該LED搭載横発光型基板が実装されたマザーボードと、を備えることを特徴とする横発光型モジュール。
〈14〉上記LED搭載用横発光型基板の上記LED用配線層を構成するリード部は、上記下段部構成層の端面のうちの上記切欠端面以外の他の端面に基板実装用ランド部として導出されており、
上記基板実装用ランド部は、上記マザーボードの実装面に配設されたマザーボード表面配線と、導電性接合材を介して電気的に接続されている上記〈13〉に記載の横発光型モジュール。
〈15〉樹脂質絶縁材を積層して構成され、その積層方向に対して垂直な1つの方向に開放された収容部を備え、該収容部内に受光素子を実装した場合に、樹脂質絶縁材を積層して構成され、その積層方向に対して垂直な1つの方向に開放された収容部を備え、該収容部内に受光素子を実装した場合に、上記収容部の開放された方向から入射された光を該受光素子で受光する受光素子搭載用横受光型基板であって、
上記受光素子の底面が接合されることとなる金属製の底部放熱層と、
上記収容部のうちの下段部を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記底部放熱層上に積層された樹脂質絶縁材からなる下段部構成層と、
上記下段部構成層上に積層され、且つランド部及びリード部を備える受光素子用配線層と、
上記収容部のうちの中段部を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記受光素子用配線層の上記ランド部を該収容部内に露出させて該受光素子用配線層上に積層された樹脂質絶縁材からなる中段部構成層と、
上記収容部のうちの上段部を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記中段部構成層上に積層された樹脂質絶縁材からなる上段部構成層と、
上記上段部構成層上に積層された金属製の上部放熱層と、を備え、
上記下段部構成層の上記切り欠かれて形成された端面である下段部切欠端面は上方へ向かって広がるように傾斜され、上記上段部構成層の上記切り欠かれて形成された端面である上段部切欠端面は下方へ向かって広がるように傾斜されており、
上記下段部切欠端面及び上記上段部切欠端面の表面に光反射層を有することを特徴とする受光素子搭載用横受光型基板。
〈16〉上記収容部は、上記積層方向に対して垂直な上記1つの方向にのみ開放されている上記〈15〉に記載の受光素子搭載用横受光型基板。
〈17〉上記収容部は、更に、上記積層方向に対して水平な上方向にも開放されている上記〈16〉に記載の受光素子搭載用横受光型基板。
〈18〉上記〈15〉乃至〈17〉のうちのいずれかに記載の受光素子搭載用横受光型基板と、該受光素子搭載用横受光型基板の上記収容部内に実装された受光素子と、を備えることを特徴とする受光素子搭載横受光型基板。
〈19〉上記〈18〉に記載の受光素子搭載横受光型基板と、該受光素子搭載横受光型基板が実装されたマザーボードと、を備えることを特徴とする横受光型モジュール。
〈20〉上記〈10〉乃至〈12〉のうちのいずれかに記載のLED搭載横発光型基板と、上記〈18〉に記載の受光素子搭載横受光型基板と、該LED搭載横発光型基板及び受光素子搭載横受光型基板が実装されたマザーボードと、を備えることを特徴とする横型モジュール。
本発明のLED搭載用横発光型基板によれば、樹脂質絶縁材を用いて形成しながら、高い耐熱性を発揮することができる。また、横方向への高い発光効率を得ることができる。更に、LEDの実装密度を向上させることができる。
収容部が積層方向に対して垂直な1つの方向にのみ開放されている場合には、この1つの開放された方向(横方向)に対して効率よく光を出射させることができる。
収容部が、積層方向に対して垂直な1つの方向と、積層方向に水平な上方向と、に開放されている場合は、横方向に加えて上方向へも効率よく光を出射させることができる。
外広がりの形状が略半円形状である場合は、横方向への特に優れた光強度を得ることができる。
収容部内を充塞する封止材を備え、封止材が、透光性樹脂と石英ガラス粒子とを含有する場合は、封止材において高い光分散性を得ることができ、光源による光強度のバラツキをより小さく抑えて、高い光強度を得ることができる。
収容部を複数列設して備えている場合には、1つのLED搭載用横発光型基板で横に長い線状の光源を得ることができ、高強度の線状の光を得ることができる。更に、LEDの実装密度を向上させることができる。
収容部のうちの1つの収容部内に露出されたランド部と、収容部のうちの他の収容部内に露出されたランド部と、がLED用配線層において電気的に接続されている場合は、LED搭載用横発光型基板全体の大きさを小さく抑えながら、高集積のLED搭載用横発光型基板を得ることができる。
上記底部放熱層の層下及び/又は上記上部放熱層の層上に、熱吸収体を備える場合は、とりわけ優れた耐熱性を有するLED搭載用横発光型基板を得ることができる。
収容部が積層方向に対して垂直な1つの方向にのみ開放されている場合には、この1つの開放された方向(横方向)に対して効率よく光を出射させることができる。
収容部が、積層方向に対して垂直な1つの方向と、積層方向に水平な上方向と、に開放されている場合は、横方向に加えて上方向へも効率よく光を出射させることができる。
外広がりの形状が略半円形状である場合は、横方向への特に優れた光強度を得ることができる。
収容部内を充塞する封止材を備え、封止材が、透光性樹脂と石英ガラス粒子とを含有する場合は、封止材において高い光分散性を得ることができ、光源による光強度のバラツキをより小さく抑えて、高い光強度を得ることができる。
収容部を複数列設して備えている場合には、1つのLED搭載用横発光型基板で横に長い線状の光源を得ることができ、高強度の線状の光を得ることができる。更に、LEDの実装密度を向上させることができる。
収容部のうちの1つの収容部内に露出されたランド部と、収容部のうちの他の収容部内に露出されたランド部と、がLED用配線層において電気的に接続されている場合は、LED搭載用横発光型基板全体の大きさを小さく抑えながら、高集積のLED搭載用横発光型基板を得ることができる。
上記底部放熱層の層下及び/又は上記上部放熱層の層上に、熱吸収体を備える場合は、とりわけ優れた耐熱性を有するLED搭載用横発光型基板を得ることができる。
本発明のLED搭載横発光型基板によれば、樹脂質絶縁材を用いて形成しながら、高い耐熱性を発揮することができる。更に、横方向への高い発光効率を得ることができる。
絶縁性基板とLED搭載用横発光型基板を構成する底部放熱層とが接着剤を介して接合され、発光部端子とLED搭載用横発光型基板のランド部とがボンディングワイヤを介して電気的に接続されている場合は、底部放熱層に電位を持たせることなく、優れた放熱性を発揮させることができる。
LEDを1つ又は2つ以上を備え、LEDの合計出力が1W以上である場合は、本本発明のLED搭載用横発光型基板における高効率な放熱特性を利用できるために、発光強度が強く且つ長寿命のLED搭載横発光型基板を得ることができる。
絶縁性基板とLED搭載用横発光型基板を構成する底部放熱層とが接着剤を介して接合され、発光部端子とLED搭載用横発光型基板のランド部とがボンディングワイヤを介して電気的に接続されている場合は、底部放熱層に電位を持たせることなく、優れた放熱性を発揮させることができる。
LEDを1つ又は2つ以上を備え、LEDの合計出力が1W以上である場合は、本本発明のLED搭載用横発光型基板における高効率な放熱特性を利用できるために、発光強度が強く且つ長寿命のLED搭載横発光型基板を得ることができる。
本発明の横発光型モジュールによれば、樹脂質絶縁材を用いて形成しながら、高い耐熱性を発揮することができる。更に、横方向への高い発光効率を得ることができる。
LED搭載用横発光型基板のLED用配線層を構成するリード部が、下段部切欠端面以外の他の端面に基板実装用ランド部として導出されており、基板実装用ランド部が、マザーボードの実装面に配設されたマザーボード表面配線と、導電性接合材を介して電気的に接続されている場合は、LEDの実装密度を向上させることができる。
LED搭載用横発光型基板のLED用配線層を構成するリード部が、下段部切欠端面以外の他の端面に基板実装用ランド部として導出されており、基板実装用ランド部が、マザーボードの実装面に配設されたマザーボード表面配線と、導電性接合材を介して電気的に接続されている場合は、LEDの実装密度を向上させることができる。
本発明の受光素子搭載用横受光型基板によれば、高効率に光を集光して感度良く受光することができ、精度に優れた受光を行うことができる。特に、下段部切欠端面及び上段部切欠端面の表面に光反射層を備えるために光を集光した上で受光素子に受光させることができ、優れた感度を得ることができる。
上記収容部が、上記積層方向に対して垂直な上記1つの方向にのみ開放されている場合は、受光角度を狭くした受光を行うことができる。
上記収容部が、更に、上記積層方向に対して水平な上方向にも開放されている場合は、より広い範囲からの光に対応した受光を行うことができる。
上記収容部が、上記積層方向に対して垂直な上記1つの方向にのみ開放されている場合は、受光角度を狭くした受光を行うことができる。
上記収容部が、更に、上記積層方向に対して水平な上方向にも開放されている場合は、より広い範囲からの光に対応した受光を行うことができる。
本発明の受光素子搭載横受光型基板によれば、高効率に光を集光して感度良く受光することができ、精度に優れた受光を行うことができる。特に、下段部切欠端面及び上段部切欠端面の表面に光反射層を備えるために光を集光した上で受光素子に受光させることができ、優れた感度を得ることができる。
本発明の横受光型モジュールによれば、高効率に光を集光して感度良く受光することができ、精度に優れた受光を行うことができる。特に、下段部切欠端面及び上段部切欠端面の表面に光反射層を備えるために光を集光した上で受光素子に受光させることができ、優れた感度を得ることができる。
本発明の横型モジュールによれば、樹脂質絶縁材を用いて形成しながら高い耐熱性を発揮できるため横方向への高い発光効率を得ることができる。更に、高効率に光を集光して感度良く受光でき、精度に優れた受光を行うことができる。特に、下段部切欠端面及び上段部切欠端面の表面に光反射層を備えるためにLED搭載横発光型基板では高い発光効率が得られると共に、受光素子搭載横受光型基板では優れた感度を得ることができる。
以下、本発明を図1〜77を用いて詳しく説明する。
[1]LED搭載用横発光型基板
本発明のLED搭載用横発光型基板(3)は、樹脂質絶縁材を積層して構成され、その積層方向(Z1及びZ2)に対して垂直な1つの方向(Y1)に開放された収容部(30)を備え、該収容部(30)内にLED(50)を実装した場合に、該LED(50)の光を上記収容部(30)の開放された方向(Y1)へ出射するLED搭載用横発光型基板(3)であって、
上記LED(50)の底面が接合されることとなる金属製の底部放熱層(32)と、
上記収容部(30)のうちの下段部(301)を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記底部放熱層(32)上に積層された樹脂質絶縁材からなる下段部構成層(33)と、
上記下段部構成層(33)上に積層され、且つランド部(341)及びリード部(342)を備えるLED用配線層(34)と、
上記収容部(30)のうちの中段部(302)を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記LED用配線層(34)の上記ランド部(341)を該収容部(30)内に露出させて該LED用配線層(34)上に積層された樹脂質絶縁材からなる中段部構成層(35)と、
上記収容部(30)のうちの上段部(303)を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記中段部構成層(35)上に積層された樹脂質絶縁材からなる上段部構成層(36)と、
上記上段部構成層(36)上に積層された金属製の上部放熱層(37)と、を備え、
上記下段部構成層(33)の上記切り欠かれて形成された端面である下段部切欠端面(331)は上方へ向かって広がるように傾斜され、上記上段部構成層(36)の上記切り欠かれて形成された端面である上段部切欠端面(361)は下方へ向かって広がるように傾斜されており、
上記下段部切欠端面(331)及び上記上段部切欠端面(361)の表面に光反射層(39)を有することを特徴とする。
[1]LED搭載用横発光型基板
本発明のLED搭載用横発光型基板(3)は、樹脂質絶縁材を積層して構成され、その積層方向(Z1及びZ2)に対して垂直な1つの方向(Y1)に開放された収容部(30)を備え、該収容部(30)内にLED(50)を実装した場合に、該LED(50)の光を上記収容部(30)の開放された方向(Y1)へ出射するLED搭載用横発光型基板(3)であって、
上記LED(50)の底面が接合されることとなる金属製の底部放熱層(32)と、
上記収容部(30)のうちの下段部(301)を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記底部放熱層(32)上に積層された樹脂質絶縁材からなる下段部構成層(33)と、
上記下段部構成層(33)上に積層され、且つランド部(341)及びリード部(342)を備えるLED用配線層(34)と、
上記収容部(30)のうちの中段部(302)を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記LED用配線層(34)の上記ランド部(341)を該収容部(30)内に露出させて該LED用配線層(34)上に積層された樹脂質絶縁材からなる中段部構成層(35)と、
上記収容部(30)のうちの上段部(303)を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記中段部構成層(35)上に積層された樹脂質絶縁材からなる上段部構成層(36)と、
上記上段部構成層(36)上に積層された金属製の上部放熱層(37)と、を備え、
上記下段部構成層(33)の上記切り欠かれて形成された端面である下段部切欠端面(331)は上方へ向かって広がるように傾斜され、上記上段部構成層(36)の上記切り欠かれて形成された端面である上段部切欠端面(361)は下方へ向かって広がるように傾斜されており、
上記下段部切欠端面(331)及び上記上段部切欠端面(361)の表面に光反射層(39)を有することを特徴とする。
本発明のLED搭載用横発光型基板(3)は、樹脂質絶縁材を積層して構成されている。即ち、絶縁材として樹脂(以下、単に「絶縁性樹脂」という)を用いて構成されている。本LED搭載用横発光型基板(3)では、下段部構成層(33)、中段部構成層(35)、及び上段部構成層(36)は、樹脂質絶縁材からなる。これらの各層は、各々同じ樹脂質絶縁材からなってもよく、異なる樹脂質絶縁材からなってもよい。
樹脂絶縁材を構成する絶縁性樹脂は、絶縁材として利用されている樹脂であれば特に限定されず、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェニレン樹脂、フェニレンエーテル樹脂及びフェノール樹脂等が挙げられる。これらのなかではエポキシ樹脂が好ましい。絶縁性、取扱い性及び汎用性に優れるためである。
また、絶縁性樹脂を用いた樹脂質絶縁材としては、絶縁性樹脂のみからなるもの(エポキシ樹脂フィルム等)であってもよく、絶縁性樹脂と他の材料を併用したものであってもよい。他の材料としては、ガラス繊維及び炭素繊維等の無機繊維並びに無機繊維を用いた無機繊維クロス等の補強材が挙げられる。即ち、樹脂と他の材料を併用した樹脂質絶縁材としては、ガラスエポキシ樹脂板(片面又は両面に銅張りされたものであってもよい)などが挙げられる。
また、絶縁性樹脂を用いた樹脂質絶縁材としては、絶縁性樹脂のみからなるもの(エポキシ樹脂フィルム等)であってもよく、絶縁性樹脂と他の材料を併用したものであってもよい。他の材料としては、ガラス繊維及び炭素繊維等の無機繊維並びに無機繊維を用いた無機繊維クロス等の補強材が挙げられる。即ち、樹脂と他の材料を併用した樹脂質絶縁材としては、ガラスエポキシ樹脂板(片面又は両面に銅張りされたものであってもよい)などが挙げられる。
また、本LED搭載用横発光型基板(3)は、その積層方向(Z1及びZ2)に対して垂直な1つの方向(Y1)に開放された収容部(30)を備える。これにより、本LED搭載用横発光型基板(3)はいわゆる横発光を行うことができる。即ち、基板面に水平な方向(Y1)へ光を出射させることができる。
尚、この収容部(30)にLEDが搭載されたLED搭載横発光型基板(2)においては、収容部(30)は封止材(31)により充塞されて、物理的には閉塞状態となるが、封止材(31)は透光性を有するために光学的には開放された状態が維持される。
尚、この収容部(30)にLEDが搭載されたLED搭載横発光型基板(2)においては、収容部(30)は封止材(31)により充塞されて、物理的には閉塞状態となるが、封止材(31)は透光性を有するために光学的には開放された状態が維持される。
また、収容部(30)は、積層方向に対して垂直な1つの方向(Y1)にのみ開放されていてもよい。即ち、図1及び図20に例示される。この形態では図22に例示されるように積層方向に対して垂直な1つの方向(Y1)にのみ光が出射される。このようなLED搭載用横発光型基板(3)では、光を効率よく横方向(Y1)に出射でき、比較的視野角が小さく、強度の強い光を得ることができる。
一方、収容部(30)は、積層方向(Z1又はZ2)に対して垂直な1つの方向(Y1)と積層方向に対して水平な上方向(Z1)との両方に開放されていてもよい。即ち、図14及び図24に例示される。この形態では図27に例示されるように積層方向に対して垂直な1つの方向(Y1)と積層方向に対して水平な上方向(Z1)との両方に光が出射される。このようなLED搭載用横発光型基板(3)では、光を横方向(Y1)及び上方向(Z1)の両方に効率よく拡散させて出射でき、横方向から上方向までの視野角が大きく比較的穏やかな光を得ることができる。
更に、本LED搭載用横発光型基板(3)は、底部放熱層(32)と、下段部構成層(33)と、LED用配線層(34)と、中段部構成層(35)と、上段部構成層(36)と、上部放熱層(37)と、を備える。以下、これらの各層について詳しく説明する。
上記「底部放熱層(32)」は、LED(50)の底面が接合されることとなる金属製の層である。底部放熱層(32)は、本LED搭載用横発光型基板(3)においてLED(50)と直接接する層であるために、金属製であることにより優れた熱引き性を発揮させることができる。本LED搭載用横発光型基板(3)では、この底部放熱層(32)の層下に絶縁層を設ける必要がなく、更に、後述するように上部放熱層(37)の層上に絶縁層を設ける必要もない。このため、LED搭載用横発光型基板(3)全体において底部放熱層(32)を最下層とし、更には、上部放熱層(37)を最上層とすることができる。このため、LEDの上下から極めて効率よく熱引きを行うことができ、合計出力が1W以上となるような大きな発熱を伴うLEDであってもセラミック基板を用いることなく、樹脂質基板を利用して高い耐熱効果を得ることができる。
この底部放熱層(32)としては、金属箔、金属フィルム、及び金属板などを用いることができる。また、その材質は特に限定されないが、熱引き性の観点から銅及び銅合金並びにアルミニウム及びアルミニウム合金などが好ましい。
この底部放熱層(32)の厚さは特に限定されないが、通常、0.15mm以上である。0.15mm以上であることで優れた放熱性を確保しながら、十分な機械的特性を得ることができる。この厚さは0.15〜1.0mmであることが好ましく、0.3〜1.0mmであることがより好ましく、0.8〜1.0mmであることが更に好ましい。この範囲では更に優れた放熱性及び機械的特性を得ることができる。
この底部放熱層(32)の厚さは特に限定されないが、通常、0.15mm以上である。0.15mm以上であることで優れた放熱性を確保しながら、十分な機械的特性を得ることができる。この厚さは0.15〜1.0mmであることが好ましく、0.3〜1.0mmであることがより好ましく、0.8〜1.0mmであることが更に好ましい。この範囲では更に優れた放熱性及び機械的特性を得ることができる。
この底部放熱層(32)を備えることにより、LED(50)から発せられる熱を下方へ効率よく熱引きできる。特に本発明の構成では、金属製の底部放熱層(32)に直接LED(50)を接合できるために、極めて効率よく基板(3)外へ熱を引き出すことができる。即ち、従来のように、最下層がセラミックスや絶縁樹脂からなる場合には、これらによる蓄熱を生じるが、このような蓄熱を生じる層を介在することなく、底部放熱層(32)を備えるために効率よく熱引きを行うことができる。
更に、底部放熱層(32)を備えることで、底部放熱層(32)下に直接、熱吸収体、ヒートシンク及び熱ポンプなどの排熱部品を配設でき、この場合には、更に効率よく排熱を行うことができる。即ち、例えば、図52、図54及び図55に例示されるように、底部放熱層(32)下に直接、底部熱吸収体(381)を設けることができる。また、図53及び図56に例示されるように、底部放熱層(32)下に直接、底部ヒートシンク(383)を設けることができる。また、上記底部熱吸収体(381)を設けた上で、この底部熱吸収体(381)下に、更に底部ヒートシンク(383)を設けることもできる。
この底部熱吸収体(381)の構成は特に限定されないが、通常、熱吸収部材(381a)とこれを保持する枠体(381b)とを備える。熱吸収部材(381a)としては、吸水性樹脂及び水を含むゲルを好適に用いることができる。このうち吸水性樹脂としては非イオン性(即ち、ノニオン型)の吸水性樹脂が好ましく、更には、ノニオン型ポリアルキレンオキシド系吸水性樹脂(ポリアルキレンオキシドとしては、ポリエチレンオキシド及びポリプロピレンオキシドが挙げられる)が好ましい。
また、このゲルには、水以外に、水と相溶性を有する他の媒体を含有できる。他の媒体としては、アルコールが挙げられる。このアルコールとしては、1価アルコール及び多価アルコールが挙げられる。1価アルコールとしては、1−ブタノール及びアリルアルコール等が挙げられる。多価アルコールとしては、エチレングリコール、グリセリン及びブチレングリコール等が挙げられる。これらのアルコールは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。
更に、上記ゲルには、熱伝導率をより向上させるための熱伝導性フィラ{石英結晶フィラ、金属フィラ(銅、錫、銀及びチタンなど)}や、水(他の媒体を含む)の流出を抑制する多孔性フィラ(カーボンフィラ、珪藻土、ゼオライトなど)等を含有させることができる。
この熱吸収部材(381a)の具体的な配合としては、熱吸収樹脂15〜25体積%、水30〜45体積%及び多価アルコール30〜45体積%とすることができる。更に、熱伝導性フィラを用いる場合、熱吸収樹脂、水及び多価アルコールの合計体積100体積部に対して、外配合で5〜50体積部を配合できる。更に、多孔性フィラを用いる場合、熱吸収樹脂、水及び多価アルコールの合計体積100体積部に対して、外配合で5〜20体積部を配合できる。
この熱吸収部材(381a)の具体的な配合としては、熱吸収樹脂15〜25体積%、水30〜45体積%及び多価アルコール30〜45体積%とすることができる。更に、熱伝導性フィラを用いる場合、熱吸収樹脂、水及び多価アルコールの合計体積100体積部に対して、外配合で5〜50体積部を配合できる。更に、多孔性フィラを用いる場合、熱吸収樹脂、水及び多価アルコールの合計体積100体積部に対して、外配合で5〜20体積部を配合できる。
一方、上記枠体(381b)としては、熱吸収部材(381a)と接する面がめっき(アルミニウム、銅、ニッケル及び金等)されたガラスエポキシ基板や、各種金属(アルミニウム、アルミニウム合金、銅及び銅合金)で成形された枠体を用いることができる。
上記「下段部構成層(33)」は、底部放熱層(32)上に積層された層である。更に、下段部構成層(33)は、収容部(30)のうちの下段部(301)を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれた層である。ここでいう「平面視外広がりの形状」とは、開放方向(即ち、外の方向)へ向かって広がった形状を意味する。この平面視外広がりの形状であることにより、収容部内に収容されたLEDの光を収容部の開放方向へ効率よく出射させることができる。
この平面視外広がりの形状としては、例えば、図29〜図35に示す形状等が例示される。図29〜図31は略円形状であり、図32〜35は多角形状である。
より詳しくは、図29の切り欠きは、出射方向を前方向とした場合に、左右対象形状であり、平面視半円形状である。この形状では、例えば、視野角30〜70度程度を得るのに適する。また、図30の切り欠きは、出射方向を前方向とした場合に、左右対象形状であり、平面視楕円形状である。この形状では、例えば、視野角100〜140度程度を得るのに適する。
より詳しくは、図29の切り欠きは、出射方向を前方向とした場合に、左右対象形状であり、平面視半円形状である。この形状では、例えば、視野角30〜70度程度を得るのに適する。また、図30の切り欠きは、出射方向を前方向とした場合に、左右対象形状であり、平面視楕円形状である。この形状では、例えば、視野角100〜140度程度を得るのに適する。
更に、図31の切り欠きは、出射方向を前方向とした場合に、切り欠きの左右が非対称であり、平面視左右非対称円形状である。この形状では、左右の光強度を任意に配分することができる。この平面視左右非対称円形状の切り欠きは、例えば、図38に示すように、複数の切り欠きが列設された下段部構成層(33)において用いることができる。即ち、列設された切り欠きの中央部ほど左右対象形状とし、外側へ行く程、中心よりへより強く反射できるカーブを設けることで、基板の左右外側への無駄な漏光を抑制でき、光をより無駄なく所望の範囲に絞って利用することができる。このため、より高強度な光を得ることができる。
また、図32及び図33の切り欠きは、四角形状である。このうち図32は、出射方向を前方向とした場合に、傾斜辺(上底と下低とを結ぶ各辺)が左右対象に配置された正台形である。図34は五角形状であり、図35は六角形状である。これらの形状では、より辺の多い正多角形(半正多角形)程、円形状に近似する形状となり、前記図29又は図30と同様の作用効果を得ることができる。また、図33の切り欠きは、傾斜辺(上底と下低とを結ぶ各辺)が左右非対象に配置された偏台形である。この図33の形状では、前記図31におけると同様の作用効果を得ることができる。
また、下段部構成層(33)の外形は特に限定されないが、通常、四角形であり、更には、長方形であることが好ましく、特に、出射方向を長辺とする長方形であることがより好ましい。また、上記切り欠きは、下段部構成層(33)に1つのみを設けてもよく(図2、図11及び図19参照)、下段部構成層(33)に複数を設けることができる。この場合には、図37及び図38に例示されるように切り欠きが列設された形状の各下段部構成層、中段部構成層及び上段部構成層等を用いることで、収容部(30)が列設されたLED搭載用横発光型基板(3)を得ることができる(図47参照)。
更に、図36に例示されるように、下段部構成層(33)の長辺長さをL1とし、下段部構成層(33)の切り欠き開放端長さをS1(1つの下段部構成層内に複数の切り欠きが列設される場合にはその切り欠き開放端長さの総計)とした場合に、S1/L1<1である。これにより、底部放熱層(32)を確実に支持する構造を得ることができるからである。一方、S1/L1は、通常、S1/L1≧0.8以下である。
尚、複数の収容部(30)が列設された形態のLED搭載用横発光型基板(3)では、各切り欠き開放端長さは同じであってもよく、異なっていてもよい。
尚、複数の収容部(30)が列設された形態のLED搭載用横発光型基板(3)では、各切り欠き開放端長さは同じであってもよく、異なっていてもよい。
また、図36に例示されるように、下段部構成層(33)の短辺長さをL2とし、下段部構成層(33)の切り欠きが最も深くなる位置での切り欠き深さをS2とした場合に、S2/L2<1である。これにより、底部放熱層(32)を確実に支持する構造を得ることができるからである。一方、S2/L2は特に限定されない。例えば、図45及び図48に例示するようにLED搭載用横発光型基板(3)内にはLEDと外部回路との接続を行うためのリード部のみを設け、LEDの制御を行うための配線を設けない(即ち、LED制御配線をマザーボード等に付設する)場合にはS2/L2は0.5≦S2/L2≦0.8程度と比較的大きくなる。また、図49及び図50に例示するように、LED搭載用横発光型基板(3)内のLED用配線層に、LEDの制御を行うための配線を設ける場合にはより小さくなる。
尚、複数の収容部(30)が列設された形態のLED搭載用横発光型基板(3)では、各切り欠き深さは同じであってもよく、異なっていてもよい。
尚、複数の収容部(30)が列設された形態のLED搭載用横発光型基板(3)では、各切り欠き深さは同じであってもよく、異なっていてもよい。
更に、下段部構成層(33)は、その切り欠かれて形成された端面である下段部切欠端面(331)を有し、この下段部切欠端面(331)は上方へ向かって広がるように傾斜されている。更に、この下段部切欠端面(331)はその表面に光反射層(39)を有する
この下段部切欠端面(331)と底部放熱層(32)の表面とが直角に配置されていると(即ち、下段部切欠端面が切り立っていると)、LEDから放射された光をそのまま収容部(30)外へ反射させる作用しか得ることができず、散乱及び拡散作用を得難い。これに対して、下段部切欠端面(331)が上方へ向かって広がるように傾斜されていることによって、LEDから放射された光を上方へ反射させることができ、収容部(30)内での散乱及び拡散を促進できる。これによりLEDから放射された光を余すことなく十分に利用して出射させることができ、結果として高い発光効率を得ることができる。
この下段部切欠端面(331)と底部放熱層(32)の表面とが直角に配置されていると(即ち、下段部切欠端面が切り立っていると)、LEDから放射された光をそのまま収容部(30)外へ反射させる作用しか得ることができず、散乱及び拡散作用を得難い。これに対して、下段部切欠端面(331)が上方へ向かって広がるように傾斜されていることによって、LEDから放射された光を上方へ反射させることができ、収容部(30)内での散乱及び拡散を促進できる。これによりLEDから放射された光を余すことなく十分に利用して出射させることができ、結果として高い発光効率を得ることができる。
下段部切欠端面(331)の傾斜角度(図20及び図24における角度θ)は特に限定されないが、通常、10〜45度である。この範囲では、本構造のLED搭載用横発光型基板において特に優れた発光強度を得ることができる。この傾斜角度は、更に、15〜42度とすることが好ましく、15〜33度とすることがより好ましい。
尚、この傾斜角度は、後述する上段部切欠端面(361)の傾斜角度と同じあってもよく、異なっていてもよい。更に、下段部切欠端面(331)表面の光反射層(39)は、下段部切欠端面の全面に形成されていてもよく、絶縁などの目的{例えば、底部放熱層(32)と上部放熱層(37)との間の絶縁など}で光反射層(39)が形成されていない部分を有していてもよい。
尚、この傾斜角度は、後述する上段部切欠端面(361)の傾斜角度と同じあってもよく、異なっていてもよい。更に、下段部切欠端面(331)表面の光反射層(39)は、下段部切欠端面の全面に形成されていてもよく、絶縁などの目的{例えば、底部放熱層(32)と上部放熱層(37)との間の絶縁など}で光反射層(39)が形成されていない部分を有していてもよい。
この下段部構成層(33)の厚さは特に限定されないが、通常、0.2mm以上であり、0.2〜1.6mmとすることが好ましい。この範囲では、下段部切欠端面(331)による反射面積を確保しながら、下段切欠端面(331)の傾斜角度をより広い範囲で選択できると共に、LED搭載用横発光型基板(3)全体の厚さを小さく抑えつつ、上部放熱層及び底部放熱層による熱引き能力を十分に引き出し、耐熱性に優れたLED搭載用横発光型基板を得ることができる。この厚さは、更に、0.3〜1.3mmとすることがより好ましく、0.4〜1.0mmとすることが特に好ましい。
上記下段部切欠端面(331)の表面に形成された光反射層(39)の種類は特に限定されないが、通常、金属めっきからなる。金属種も特に限定されないが、銀、銅、金、ニッケル及びニッケル−クロム等の金属とすることができる。これらの金属のうちでは、特に優れた反射効率を有するため銀が好ましい。例えば、光反射層(39)としては、収容部(30)の内面{LED用配線層(34)同士が導通されないように、ランド部(341)間は光反射層(39)は形成されていない}に、無電解Niめっき(例えば5〜15μm)、電解Auめっき(例えば0.5〜2μm)及び電解Agめっき(例えば10〜25μm)を各々この順に施して形成することができる。光反射層(39)の材質については、後述する他部における光反射層についても同様である。
また、下段部構成層(33)と底部放熱層(32)との層間には、本発明の目的を阻害しない範囲で他の層を介していてもよい。即ち、他の層としては、両層を接合するための接合層などが挙げられる。
また、下段部構成層(33)と底部放熱層(32)との層間には、本発明の目的を阻害しない範囲で他の層を介していてもよい。即ち、他の層としては、両層を接合するための接合層などが挙げられる。
上記「LED用配線層(34)」は、下段部構成層(33)上に積層された導体層である。更に、LED用配線層(34)は、ランド部(341)及びリード部(342)を備える層である。このうちランド部(341)は、LED用配線層(34)のうち収容部(30)内に露出された部分であり、ボンディングワイヤ(54)等の接続部材と直接的に接続されることとなる部位である。
一方、リード部(342)とは、LED用配線層(34)のうち収容部(30)内に露出されてない部分である。即ち、例えば、図7に例示されるように、下段部構成層(33)と中段部構成層(35)との層間に配置された部分や、図51に例示されるように、基板(3)の後方へ露出される等、収容部(30)ではない場所へ露出されたLED用配線層(34)の一部である。
また、リード部(341)は、図6、図12及び図48等に例示されるように、リードとしての機能しか有さないものであってもよく、図49及び図50に例示されるように、LEDを制御するための配線として機能するものであってもよい{図49及び図50に例示されたLED用配線層(34)は図46の回路構成となっている}。更には、図49及び図50に例示されるように、他の電子部品(70)を実装するための部位を備えていてもよく、裏面側との導通を図るためのスルーホール(345)等を備えていてもよい。これらは1種のみが用いられてもよく2種以上が併用されてもよい。
尚、上記他の電子部品(70)としては、抵抗(電流制限を行うための抵抗)や、定電流ダイオード(CDR)等が挙げられる。
尚、上記他の電子部品(70)としては、抵抗(電流制限を行うための抵抗)や、定電流ダイオード(CDR)等が挙げられる。
加えて、収容部(30)を複数備えるLED搭載用横発光型基板(3)では、この複数ある収容部(30)のうちの1つの収容部(30)内に露出されたランド部(341)と、収容部(30)のうちの他の収容部(30)内に露出されたランド部(341)と、がLED用配線層(34)において電気的に接続された構造とすることができる(図49及び図50参照)。即ち、各収容部(30)内に搭載されたLED(50)同士を連動させて制御することを目的とする場合に、その連動化機能をLED搭載用横発光型基板(3)内に設けることができる。これにより、少スペース化を達することができる。更に、このような基板(3)にLED(50)を搭載したLED搭載横発光型基板(2)は、モジュール化されたものとすることができる。従って、LED搭載横発光型基板(2)全体を1つの電球や蛍光灯等のように取り扱うことができる。
更に、本発明のLED搭載用横発光型基板(3)は、図6、図12、図20及び図24に例示されるように、底部配線(321)を備え、下段部構成層(33)の背面に形成された背面配線(343)を介して、LED用配線層(34)と接続した形態とすることができる。
また、図49及び図50に例示されるように、底部配線(321)を備え、下段部構成層(33)に孔設されたスルーホール{スルーホール内導体を有する(345)}を介して、LED用配線層(34)と接続した形態とすることができる。
尚、LED用配線層(34)と下段部構成層(33)との層間には、本発明の目的を阻害しない範囲で他の層を介していてもよい。即ち、他の層としては、両層を接合するための接合層などが挙げられる。
また、図49及び図50に例示されるように、底部配線(321)を備え、下段部構成層(33)に孔設されたスルーホール{スルーホール内導体を有する(345)}を介して、LED用配線層(34)と接続した形態とすることができる。
尚、LED用配線層(34)と下段部構成層(33)との層間には、本発明の目的を阻害しない範囲で他の層を介していてもよい。即ち、他の層としては、両層を接合するための接合層などが挙げられる。
上記「中段部構成層(35)」は、LED用配線層(34)のランド部(341)を収容部(30)内に露出させて、LED用配線層(34)上に積層された層である。即ち、図7及び図13に例示されるように、中段部構成層(35)の切り欠きを、下段部構成層(33)の切り欠きよりも大きく形成することによって、下段部構成層(33)の表面(33a)にランド部(341)を露出させることができる。この中段部構成層(35)の切り欠きと、下段部構成層(33)の切り欠きとは、例えば、相似形状とすることができる。
また、この中段部構成層(35)とLED用配線層(34)との層間には、本発明の目的を阻害しない範囲で他の層を介していてもよい。即ち、他の層としては、両層を接合するための接合層などが挙げられる。
また、この中段部構成層(35)とLED用配線層(34)との層間には、本発明の目的を阻害しない範囲で他の層を介していてもよい。即ち、他の層としては、両層を接合するための接合層などが挙げられる。
更に、中段部構成層(35)は、収容部(30)のうちの中段部(302)を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれた層である。ここでいう「平面視外広がりの形状」については、前記下段部構成層(33)における形状をそのまま適用できる。更に、中段部構成層(35)の外形についても、前記下段部構成層(33)における外形をそのまま適用できる。また、中段部構成層(35)についてのS1/L1と、下段部構成層(33)についてのS1/L1と、の関係は、前記ランド部(341)を収容部(30)内に露出させるものであればよく特に限定されず、同じであってよく、異なっていてもよい。更に、中段部構成層(35)についてのS2/L2と、下段部構成層(33)についてのS2/L2と、の関係は、前記ランド部(341)を収容部(30)内に露出させるために、通常、中段部構成層(35)についてのS2/L2の方が、下段部構成層(33)のものよりも大きい。
中段部構成層(35)は、その切り欠かれて形成された端面である中段部切欠端面(351)を有するが、この中段部切欠端面(351)の傾斜の有無は特に限定されない。即ち、下段部構成層(33)及び上段部構成層(36)の各端面と同様に傾斜されていてもよいが、傾斜されておらず、積層方向に水平に切り立った面とすることができる。
更に、この中段部切欠端面(351)の表面には、光反射層が設けられていてもよく、設けられていなくてもよい。このうち光反射層が設けられていない場合(図41参照)には、底部放熱層(33)と上部放熱層(37)との間を絶縁することができる。
また、中段部構成層(35)の厚さは特に限定されないが、通常、0.2〜1.4mmであり、0.4〜1.2mmとすることが好ましい。
更に、この中段部切欠端面(351)の表面には、光反射層が設けられていてもよく、設けられていなくてもよい。このうち光反射層が設けられていない場合(図41参照)には、底部放熱層(33)と上部放熱層(37)との間を絶縁することができる。
また、中段部構成層(35)の厚さは特に限定されないが、通常、0.2〜1.4mmであり、0.4〜1.2mmとすることが好ましい。
上記「上段部構成層(36)」は、中段部構成層(35)上に積層された層である。更に、上段部構成層(36)は、収容部(30)のうちの上段部(303)を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれた層である。ここでいう「平面視外広がりの形状」は、前記下段部構成層(33)における形状をそのまま適用できる。そして、上段部構成層(36)と下段部構成層(33)とは同じ形状とすることもでき、また、異なる形状とすることもできる。また、上段部構成層(36)の外形についても、前記下段部構成層(33)における外形をそのまま適用できる。
更に、上段部構成層(36)は、その切り欠かれて形成された端面である上段部切欠端面(361)を有し、この上段部切欠端面(361)は下方へ向かって広がるように傾斜されている。更に、この上段部切欠端面(361)はその表面に光反射層(39)を有する。この上段部切欠端面(361)の作用効果については、前記下段部切欠端面(331)と同様である。
また、上段部切欠端面(361)の傾斜角度(図20及び図24における角度θ)は特に限定されないが、通常、10〜45度である。この範囲では、本構造のLED搭載用横発光型基板において特に優れた発光強度を得ることができる。この傾斜角度は、更に、15〜42度とすることが好ましく、15〜33度とすることがより好ましい。
更に、上段部切欠端面(361)の表面の光反射層(39)は、上段部切欠端面の全面に形成されていてもよく、絶縁などの目的{例えば、底部放熱層(32)と上部放熱層(37)との間の絶縁など}で光反射層(39)が形成されていない部分を有していてもよい。
また、上段部切欠端面(361)の傾斜角度(図20及び図24における角度θ)は特に限定されないが、通常、10〜45度である。この範囲では、本構造のLED搭載用横発光型基板において特に優れた発光強度を得ることができる。この傾斜角度は、更に、15〜42度とすることが好ましく、15〜33度とすることがより好ましい。
更に、上段部切欠端面(361)の表面の光反射層(39)は、上段部切欠端面の全面に形成されていてもよく、絶縁などの目的{例えば、底部放熱層(32)と上部放熱層(37)との間の絶縁など}で光反射層(39)が形成されていない部分を有していてもよい。
この上段部構成層(36)の厚さは特に限定されないが、通常、0.2mm以上であり、0.2〜1.6mmとすることが好ましい。この範囲では、上段部切欠端面(361)による反射面積を確保しながら、上部切欠端面(361)の傾斜角度をより広い範囲で選択できると共に、LED搭載用横発光型基板(3)全体の厚さを小さく抑えつつ、上部放熱層及び底部放熱層による熱引き能力を十分に引き出し、耐熱性に優れたLED搭載用横発光型基板を得ることができる。この厚さは、更に、0.3〜1.3mmとすることがより好ましく、0.4〜1.0mmとすることが特に好ましい。
尚、上段部構成層(36)と中段部構成層(35)との層間には、本発明の目的を阻害しない範囲で他の層を介していてもよい。即ち、他の層としては、両層を接合するための接合層などが挙げられる。
上記「上部放熱層(37)」は、上段部構成層(36)上に積層された金属製の放熱層である。この上部放熱層(37)を備えることにより、LED(50)から発せられる熱を特に効率よく熱引きすることができる。即ち、横方向へ発光させるための基板では、上部を閉じるために、上方への熱引きを十分に行うことができず、上方への放熱性を確保することが困難となるが、本発明の構成では、上方に配設された上部放熱層(37)を備えるために極めて効率よく熱引きを行うことができる。特に収容部(30)の上面に接して配設された上部放熱層(図1〜5、図8〜11、図20〜23など参照)を有する場合には、LED(50)からの熱を上部放熱層(37)により素早く上面全面に行き渡らせて放熱を行うことができる。
更に、この上部放熱層(37)を備えることで、上部放熱層(37)上に熱吸収体、ヒートシンク及び熱ポンプなどの排熱部品を配設できる。この場合には、とりわけ効率よく排熱を行うことができる。即ち、例えば、図52に例示された底部吸熱体(381)及び図53に例示された底部ヒートシンク(383)と同様な吸熱体(上部吸熱体)及びヒートシンク(上部ヒートシンク)を上部放熱層(37)上に設けることができる。更に、上部熱吸収体を設けた上で、上部熱吸収体上に上部ヒートシンクを積層して設けることもできる。
この上部放熱層(37)として、金属箔、金属フィルム、及び金属板などを用いることができることは底部放熱層(32)と同様であり、その材質についても同様である。更に、その厚さも同様である。但し、これらのいずれも底部放熱層(32)と上部放熱層(37)とで同じであってもよく異なっていてもよい。
この上部放熱層(37)として、金属箔、金属フィルム、及び金属板などを用いることができることは底部放熱層(32)と同様であり、その材質についても同様である。更に、その厚さも同様である。但し、これらのいずれも底部放熱層(32)と上部放熱層(37)とで同じであってもよく異なっていてもよい。
また、図14〜19及び図24〜28に例示されるように、横方向に加えて、上方へも出射を行う場合には、この上部放熱層(37)の一部を、下段部構成層(33)、中段部構成層(35)及び上段部構成層(36)等と同様に切り欠きを設けることができる。この切り欠きの形状は特に限定されないが、図15〜19等に例示されるように、上段部構成層(36)の切り欠き形状(切り欠きの上面側の形状)と同じ形状とすることができる。
上記「光反射層(39)」は、光を反射する層であり、図20及び図24に例示されるように、少なくとも、下段部切欠端面(331)の表面に設けられた光反射層(391)と、上段部切欠端面(361)の表面に設けられた光反射層(392)と、を有する。即ち、下段部切欠端面(331)表面の光反射層(391)と、上段部切欠端面(361)表面の光反射層(392)である。本発明のLED搭載用横発光型基板(3)には、これらの光反射層(39)のみを備えていてもよく、これら以外の光反射層(39)を備えていてもよい。
例えば、ランド部(342)同士の絶縁を保った上で、図39〜図41のような形態とすることができる。即ち、図39に例示されるように、収容部(30)の内壁面の全面に光反射層(39)を備えることができる。また、図40に例示されるように、収容部(30)の内壁面のうちの上段部構成層(36)の下面側のみ光反射層(39)を備えない構成とすることができる。更に、図41に例示されるように、収容部(30)の内壁面のうちの上段部構成層(36)の下面側と、中段部構成層(35)の切欠端面(351)と、のみ光反射層(39)を備えない構成とすることができる。
これらの光反射層(39)を形成しない部位として挙げた部位は、いずれも光反射層(39)を形成したとしても、本構造内においては光反射に寄与する割合が小さいために、これらの部位には光反射層(39)を設けなくとも実質的に強度を低下させることなく、基板(3)内の絶縁を図ることができる。具体的には、図40及び図41の構成とすることで、底部放熱層(32)と上部放熱層(37)との間の絶縁を確実に行うことができる。更に、図42に示すように、上部放熱層(37)の一面側に上段部構成層(36)よりも厚さの薄い絶縁層(樹脂質絶縁層)を設けて上段部構成層(36)と接合することで、更に高い絶縁性を確保することができる。
尚、上記ランド部(342)同士の絶縁は、どのようにして施されてもよいが、通常、1つの収容部(30)内に配置されたランド部(342)同士の間に介在する光反射層(39)を剥離することで絶縁が得られる。
尚、上記ランド部(342)同士の絶縁は、どのようにして施されてもよいが、通常、1つの収容部(30)内に配置されたランド部(342)同士の間に介在する光反射層(39)を剥離することで絶縁が得られる。
また、これまでに述べた下段部構成層、中段部構成層及び上段部構成層について、その断面における相関は特に限定されないが、例えば、図20及び図24等に例示されるように、収容部(30)が開放された方向とは反対の方向を後方向(Y2)とした場合に、中段部構成層(35)の切欠端面(351)は、LED搭載用横発光型基板(3)の積層断面のうちの少なくともランド部(342)を備えた積層断面において、上段部切欠端面(361)及び下段部切欠端面(331)よりも後方向(Y2)に位置した形態とすることができる。その他、図43に例示されるように、中段部切欠端面(351)を、上段部切欠端面(361)の下端と同じ位置に配置することもできる。このような図43に例示される形態では、積層方向のうちの上方(Z1)側の発光強度を、下方(Z2)側の発光強度よりも小さく抑えることができる。
[2]LED搭載横発光型基板
本発明のLED搭載横発光型基板(2)は、本発明のLED搭載用横発光型基板(3)と、該LED搭載用横発光型基板(3)の上記収容部(30)内に実装されたLED(50)と、を備えることを特徴とする。
本発明のLED搭載横発光型基板(2)は、本発明のLED搭載用横発光型基板(3)と、該LED搭載用横発光型基板(3)の上記収容部(30)内に実装されたLED(50)と、を備えることを特徴とする。
上記「LED」は、発光ダイオードであえばよく、発光波長及び構成等は特に限定されない。また、1つの収容部(30)に対して、1つのLEDのみを搭載してもよく、2つ以上を搭載してもよい。更に、1つの収容部(30)に対して、2つ以上のLED(50)を搭載する場合には、1種のみのLEDを搭載してもよく、2種以上のLEDを搭載しもよい。更に、本発明のLED搭載横発光型基板(2)では、1つの収容部(30)に収容されるLEDの合計出力が1W以上(更には1〜8W、複数の収容部を列設して備える場合には合計1〜40W)であるような高出力のLEDを搭載するのに適している。
尚、上記LEDの出力とは、定格電流Aと順電位Vfとの積(A×Vf)の値である。
尚、上記LEDの出力とは、定格電流Aと順電位Vfとの積(A×Vf)の値である。
また、用いるLED(50)の種類も特に限定されない。LED(50)としては、例えば、図58に例示されるように、〈1〉絶縁基板(51)と、絶縁基板(51)上に形成された発光部(52)と、発光部(52)の上面に形成され且つ発光部(52)を発光させるための発光部用端子(53)と、を備えるLED(50)が挙げられる。更に、〈2〉底部{図58における絶縁基板(51)}と上部とに各々発光部端子を備え、これらの発光部端子間に発光部が配置されたLED(50)が挙げられる。これらのうちでは、図58に例示されるような〈1〉のLED(50)が好ましい。
更に、LED(50)の搭載方法は、前記LED(50)の形態よって適宜の方法を採用できる。前記〈1〉のLED(50)を用いる場合には、LED搭載用横発光型基板(3)を構成する底部放熱層(32)とLED(50)の絶縁性基板(51)とを接合層(55)を介して接合し、且つ、発光部端子(53)とLED搭載用横発光型基板(3)のランド部(341)とをボンディングワイヤ(54)で電気的に接続した形態で搭載できる。この形態では特に優れた発光効率及び耐熱性が得られる。一方、前記〈2〉のLED(50)を用いる場合には、底部の発光部端子と底部放熱層(32)とを導電性接続材(ハンダ等)を介して接続し、上部の発光部端子とLED搭載用横発光型基板(3)のランド部(341)とをボンディングワイヤ(54)で電気的に接続した形態で搭載できる。
また、本発明のLED搭載横発光型基板(2)では、収容部(30)内を充塞する封止材(31)を備えることができる。この封止材(31)は、少なくとも透光性樹脂(311)を含有する。透光性樹脂(311)は、透光性を有する樹脂である。この透光性とは少なくとも可視光に対する透光性であり、特に300〜950nmの波長の光について60%以上(より好ましくは70〜95%、更に好ましくは75〜95%、特に好ましくは75〜90%)の透光率であることが好ましい。
この透光性樹脂(311)を構成する樹脂は特に限定されないが、エポキシ樹脂及びシリコン樹脂等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。封止材(31)全体を100体積%とした場合に、透光性樹脂(311)は10〜100体積%(更に13〜100体積%、より更に20〜100体積%、特に30〜100体積%)とすることができる。
この透光性樹脂(311)を構成する樹脂は特に限定されないが、エポキシ樹脂及びシリコン樹脂等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。封止材(31)全体を100体積%とした場合に、透光性樹脂(311)は10〜100体積%(更に13〜100体積%、より更に20〜100体積%、特に30〜100体積%)とすることができる。
また、封止材(31)は、上記透光性樹脂(311)の他に、石英ガラス粒子(312)を含有できる。石英ガラス粒子(312)を含有する場合、透光性樹脂(311)は、石英ガラス粒子(312)に対してマトリックスとなる。
石英ガラス粒子(312)は、石英を主成分とする。石英を主成分とすることにより、他のガラス成分等に比較して、長波長の光に対する透過能に優れる。従って、長波長の光の放射を妨げ難く演色性を向上させやすい。更に、石英は比熱容量が大きい。このため、石英成分を含有しない場合に比べて、封止材(31)全体、更には、LED搭載横発光型基板(2)全体の温度をより低く保つことができ、優れた耐熱性を発揮させることができる。
石英ガラス粒子(312)は、石英を主成分とする。石英を主成分とすることにより、他のガラス成分等に比較して、長波長の光に対する透過能に優れる。従って、長波長の光の放射を妨げ難く演色性を向上させやすい。更に、石英は比熱容量が大きい。このため、石英成分を含有しない場合に比べて、封止材(31)全体、更には、LED搭載横発光型基板(2)全体の温度をより低く保つことができ、優れた耐熱性を発揮させることができる。
更に、石英ガラス粒子(312)は、石英結晶粒子とは異なり、不純物成分(312a)が含有される。石英結晶粒子は透光性には優れるものの、光分散性に関しては粒子表面における反射を利用した光分散しか得られない。従って、粒子表面で反射して分散された光は粒子内部を通過することができない。
これに対して、石英ガラス粒子(312)は、図59〜62に例示されるように、光分散能力を発揮できる不純物成分(312a)を内部に含有する。このため、光が粒子内部を透過しながら分散を繰り返すこととなり、粒子の内部及び表面の両方において光分散性を発揮させることができ、優れた混色性が得られると共に、効率的な光分散を行うことができる。
上記不純物成分(312a)としては、Al、Ti、Fe、Nb、Zr、Mn及びMoから選ばれる少なくとも1種の金属元素を含む成分が挙げられる。より具体的には、Al2O3、TiO2、Fe2O3、Nb2O5、ZrO2、MnO2及びMoO2等が挙げられる。これらは1種のみが含有されてもよく2種以上が含有されてもよい。
これに対して、石英ガラス粒子(312)は、図59〜62に例示されるように、光分散能力を発揮できる不純物成分(312a)を内部に含有する。このため、光が粒子内部を透過しながら分散を繰り返すこととなり、粒子の内部及び表面の両方において光分散性を発揮させることができ、優れた混色性が得られると共に、効率的な光分散を行うことができる。
上記不純物成分(312a)としては、Al、Ti、Fe、Nb、Zr、Mn及びMoから選ばれる少なくとも1種の金属元素を含む成分が挙げられる。より具体的には、Al2O3、TiO2、Fe2O3、Nb2O5、ZrO2、MnO2及びMoO2等が挙げられる。これらは1種のみが含有されてもよく2種以上が含有されてもよい。
石英ガラス粒子(312)内に含有される不純物成分の割合は特に限定されないが、石英ガラス粒子(312)全体を100質量%とした場合に各元素の酸化物換算で0.01〜0.2質量%(好ましくは0.05〜0.2質量%、より好ましくは0.1〜0.15質量%)であることが好ましい。この範囲では透光性と光分散性とを最も効率よく得ることができる。尚、上記酸化物換算は、AlはAl2O3、TiはTiO2、FeはFe2O3、NbはNb2O5、ZrはZrO2、MnはMnO2、MoはMoO2として換算するものである。また、上記含有量は、石英ガラス粒子(312)内に複数種の上記元素が含有される場合にはそれらの酸化物換算による合計量である。
また、石英ガラス粒子(312)の大きさ及び形状等は特に限定されないが、平均粒径(最大長さ)は1〜30μm(より好ましくは1〜15μm、更に好ましくは2〜10μm、より更に好ましくは3〜7μm、特に好ましくは4〜6μm、とりわけ好ましくは4〜5μm)が好ましい。この範囲では、十分な透光性を確保しつつ、且つ十分な光分散性を得ることができる。石英ガラス粒子(312)の形状は特に限定されないが、通常、球状である。球状であることで透光性樹脂(311)に分散含有された際の流動性がよいため、作業性がよいという利点がある。
更に、この石英ガラス粒子(312)は、300〜950nmの波長の光に対して5%以上(より好ましくは10〜50%、更に好ましくは20〜60%)の透光率を有することが好ましい。
更に、この石英ガラス粒子(312)は、300〜950nmの波長の光に対して5%以上(より好ましくは10〜50%、更に好ましくは20〜60%)の透光率を有することが好ましい。
石英ガラス粒子(312)の含有量は特に限定されないが、封止材(31)全体を100質量%とした場合に0.01〜50質量%(より好ましくは1〜45質量%、更に好ましくは10〜45質量%、より更に好ましくは20〜43質量%、特に好ましくは25〜42質量%、より特に好ましくは30〜40質量%)とすることが好ましい。
更に、上記封止材(31)は、蛍光体(314)を含有することができる。蛍光体(314)は、LED(50)から出射された光によって励起されて蛍光を発する成分であり、特に紫外線によって励起される紫外線励起蛍光体であることが好ましい。更には、得られる蛍光色によって、例えば、赤色蛍光能を有する蛍光体(赤色蛍光体)、青色蛍光能を有する蛍光体(青色蛍光体)、緑色蛍光能を有する蛍光体(緑色蛍光体)、及び橙色蛍光能を有する蛍光体等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。即ち、例えば、蛍光体(314)としては、TAG蛍光体、YAG蛍光体、サルファイド蛍光体、ニトライド蛍光体、及びシリカ系蛍光体等を用いることができる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。これらの蛍光体(314)は、用いるLEDの発光色、目的とする光色等により、適宜のものを用いることが好ましい。
蛍光体(314)の含有量は特に限定されないが、封止材(31)全体を100質量%とした場合に10〜40質量%(より好ましくは15〜35質量%、更に好ましくは20〜30質量%、特に好ましくは21〜25質量%)とすることが好ましい。
また、蛍光体(314)の大きさ及び形状等は特に限定されないが、通常、平均粒径30〜200μm(より好ましくは40〜150μm、特に好ましくは45〜147μm)であることが好ましい。また、その形状は、通常、球状及び/又は不定形粒子状である。
また、蛍光体(314)の大きさ及び形状等は特に限定されないが、通常、平均粒径30〜200μm(より好ましくは40〜150μm、特に好ましくは45〜147μm)であることが好ましい。また、その形状は、通常、球状及び/又は不定形粒子状である。
更に、本発明のLED搭載横発光型基板(2)では、演色性を改善するため(可視光赤色領域及び/又は可視光緑色領域の光を補う)、演色性改善成分を封止材(31)内に含有させることができる。本発明においては、特に、石英ガラス粒子(312)に演色性改善成分(313)を添着させて用いることが好ましい。即ち、図60〜図62に例示される。図60は、石英ガラス粒子(312)の表面に演色性改善成分(313)を静電的に添着(付着)させた形態を示している。また、図61は、添着材(315)を介して、石英ガラス粒子(312)の表面に演色性改善成分(313)を添着させた形態を示している。更に、図62は、添着材(315)でコーティングした演色性改善成分(313)を石英ガラス粒子(312)の表面に添着させた形態を示している。これらの形態はいずれか1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
この演色性改善成分(313)としては、蛍光体及び着色剤が表面に添着された石英ガラス粒子が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。上記蛍光体は、光照射(例えば、400nm程度の近紫外線青色光を発するLED光)により励起されて赤色系光及び/又は緑色系光を発する蛍光体が挙げられる。また、着色剤が表面に添着された石英ガラス粒子(以下、単に「着色石英ガラス粒子」ともいう。図59〜図62参照)は、蛍光特性は有さなくとも、光が着色石英ガラス粒子を透過することによって赤色系光及び/又は緑色系光が得られる粒子である。
この石英ガラス粒子(312)には前述の不純物成分(312a)を含む石英ガラス粒子をそのまま適用できる。また、上記着色剤としては、各種染料(直接染料)及び顔料を用いることができる。このうち赤色系光が得られる染料(赤色染料)としては、ダイアミン・スカーレット及びアリザリンレッドS等が挙げられる。また、緑色系光が得られる染料(緑色染料)としては、オキザミングリーン及びメチルグリーン等が挙げられる。これらの着色剤(演色性改善成分)は1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。
上記のうち、演色性改善成分(313)として蛍光体を石英ガラス粒子(312)の表面に添着させて用いた場合には、前述したように、石英ガラス粒子(312)の優れた透光性及び光分散性が得られるために、透光性樹脂(311)内に含有させるよりもより少量の蛍光体で同等の発光効率を得ることができる。このため、蛍光体の使用量を低減できると共に、封止材(31)の熱効率を向上させて、蓄熱を低下させることができる。
更に、上記のうち、演色性改善成分(313)として上記各種着色剤を石英ガラス粒子(312)の表面に添着させて用いた場合には、高価な蛍光体を用いることなく、演色性を向上させることができる。即ち、石英ガラス粒子(312)による高い光分散能が有効に利用されて効率よく上記着色剤に対して、光を照射できるからである。
更に、上記のうち、演色性改善成分(313)として上記各種着色剤を石英ガラス粒子(312)の表面に添着させて用いた場合には、高価な蛍光体を用いることなく、演色性を向上させることができる。即ち、石英ガラス粒子(312)による高い光分散能が有効に利用されて効率よく上記着色剤に対して、光を照射できるからである。
具体的には、本発明のLED搭載横発光型基板(2)では、例えば、前述の本発明のLED搭載用横発光型基板(3)と、波長360〜455nm(更には400〜455nm)の光を放出するLED(50)と、LED搭載用横発光型基板(3)の収容部(30)を充塞する封止材(31)とを備え、
更に、封止材(31)は、〈1〉透光性樹脂(311)としてシリコン樹脂と、この透光性樹脂(311)内に分散されて含有された、〈2〉図61の形態で石英ガラス粒子(312)の表面に赤色染料が添着された第1の粒子と、〈3〉図61の形態で石英ガラス粒子(312)の表面に緑色染料が添着された第2の粒子と、〈4〉LED(50)による光を黄色光へ変換する蛍光体(314)と、を含む形態とすることができる。
更に、封止材(31)は、〈1〉透光性樹脂(311)としてシリコン樹脂と、この透光性樹脂(311)内に分散されて含有された、〈2〉図61の形態で石英ガラス粒子(312)の表面に赤色染料が添着された第1の粒子と、〈3〉図61の形態で石英ガラス粒子(312)の表面に緑色染料が添着された第2の粒子と、〈4〉LED(50)による光を黄色光へ変換する蛍光体(314)と、を含む形態とすることができる。
本発明のLED搭載横発光型基板(2)では、図21、図23、図25、図26及び図28に例示されるように、収容部(30)は封止材(31)によって充塞することができる。即ち、図3〜4及び図8〜9に例示される横方向(Y1)にのみ出射される形態のLED搭載横発光型基板(2)では、図21に例示されるように収容部(30)内を封止材(31)によって充塞できる。一方、図15〜16に例示される横方向(Y1)及び上方向(Z1)に出射される形態のLED搭載横発光型基板(2)では、図25〜26及び図28に例示されるように収容部(30)内を封止材(31)によって充塞できる。図25は、レンズを備えず、横方向へ向く平面及び上方向へ向く平面を各々形成して充塞された形態である。この図25に例示される形態では、図26に例示されるように、透光性カバー層(318)を設けることで、封止材(31)の充填性及び成形性を向上させつつ、横方向及び上方向への出射を行うこともできる。
更に、本発明のLED搭載横発光型基板(2)では、図23(集光レンズを備える)及び図28(広角拡散レンズを備える)に例示されるようにレンズ(319)を備えることができる。このレンズ(319)は、収容部(30)から放出される光を集光又は拡散させる機能を有し、これを備えることにより、備えない場合に比べて光度を向上させることできる(無効光を集光することができる)。また、備えない場合に比べてレンズ形状の選択によって視野角を調整でき、より広角又はより狭角(指向性)の視野角を得ることができる。
このレンズ(319)は封止部(31)により一体的に形成されていてもよく、別体に形成されていてもよい。また、このうち封止部(31)により一体的に形成されている場合、封止材(31)のレンズ部(319)には前記石英ガラス粒子(312)及び蛍光体(314)等が含有されなくともよい。即ち、レンズ部(319)は透光性樹脂(311)のみから形成することができる。また、封止部(31)とは別体にレンズ(319)が形成されている場合、このレンズ(319)はガラスレンズ等を用いることができる。
本発明のLED搭載横発光型基板(2)では、本発明のLED搭載用横発光型基板(3)を用いることで、例えば、図22に例示されるように、LED(50)から発せられた光を横方向へ出射させることができる。即ち、光反射層(391)を備えて上方へ向かって広がるように傾斜された下段部切欠端面(331)を備えることで、LED(50)から出射された光を上方へ反射させることができる。更に、光反射層(392)を備えて下方へ向かって広がるように傾斜された上段部切欠端面(361)を備えることで、LED(50)から出射された光を下方へ反射させることができる。これにより、特に収容部(30)内に封止材(31)を備える場合には、封止材(31)内へ光を高効率に分配することができ、封止材(31)内においても前述の如く効率よく光を分散させることができるために、高い光強度を得ることができる。
更に、底部放熱層(32)上面{収容部(30)の下面}に光反射層(39)を備える(図22の393を備える)場合は、上記効果に加えて、更に、効率よくLED(50)の光を収容部(30)内において活用でき、優れた光強度を得ることができる。加えて、上部放熱層(37)下面{収容部(30)の上面}に光反射層(39)を備える(図22の394を備える)場合には、更に、効率よくLED(50)の光を収容部(30)内において活用でき、優れた光強度を得ることができる。
また、本発明のLED搭載横発光型基板(2)では、図57に例示されるように、収容部(30)内に空間を有する形態とすることができる。即ち、封止材(31)は、前述の封止材(31)と同材質から構成されるものの、収容部(30)を完全には充塞しないように用いた例である。封止材(31)を構成する透光性樹脂は蓄熱性を有するが、上記のように収容部(30)内に用いる封止材(31)を減量することで蓄熱性を低減できる。このため、本発明のLED搭載用横発光型基板(3)及びLED搭載横発光型基板(2)が有している底部放熱層(32)及び上部放熱層(37)による放熱機能をより効果的に利用でき、より優れた耐熱性が発揮されるLED搭載用横発光型基板(3)及びLED搭載横発光型基板(2)が得られる。
また、ボンディングワイヤ(54)とLED(50)との間、及び、LED(50)と底部放熱層(32)との間、のより高い耐震性等の接続信頼性を得るために、図57に例示されるようにLED(50)を封止材(31)により覆うこともできるが、上記ボンディングワイヤとしてリボンワイヤ(断面が幅広のリボン状であるボンディングワイヤ)を用いた場合にはLED(50)を封止材(31)で覆わなくとも高い耐震性を得ることができる。
更に、図57に例示される構成における封止材(31)は、収容部(30)の空間を密閉する機能を有することで、収容部(30)内の酸化を抑制できる。更に、封止材(31)で密閉された収容部(30)内の空間には非酸化性雰囲気(窒素ガス及び希ガスなど)を充填してより優れた酸化抑制効果を得ることもできる。
この図57に例示された構成のLED搭載横発光型基板(2)は、特に紫外線発光用基板として用いる場合に好適である。即ち、LED(50)として紫外線を発するLEDを用い、紫外線を他の波長の光に変換する必要がない場合に好適である。
この図57に例示された構成のLED搭載横発光型基板(2)は、特に紫外線発光用基板として用いる場合に好適である。即ち、LED(50)として紫外線を発するLEDを用い、紫外線を他の波長の光に変換する必要がない場合に好適である。
[3]横発光型モジュール
本発明の横発光型モジュール(1)は、本発明のLED搭載横発光型基板(2)と、該LED搭載横発光型基板(2)が実装されたマザーボード(60)と、を備えることを特徴とする。
本発明の横発光型モジュール(1)は、本発明のLED搭載横発光型基板(2)と、該LED搭載横発光型基板(2)が実装されたマザーボード(60)と、を備えることを特徴とする。
上記「マザーボード(60)」は、本発明のLED搭載横発光型基板(2)を搭載する他の基板である。このマザーボード(60)は、通常、本発明のLED搭載横発光型基板(2)を搭載するため搭載領域と、LED搭載横発光型基板(2)を制御するための他の電子部品等を搭載する搭載領域と、を備える。
そして、本発明の横発光型モジュール(1)では、LED搭載用横発光型基板(2)のLED用配線層(34)を構成するリード部(342)は、下段部構成層(33)の端面のうちの切欠端面(331)以外の他の端面に基板実装用ランド部{例えば、図6、図12、図20〜28、図44及び図45に示す背面配線(343)}として導出されており、基板実装用ランド部(343)は、マザーボード(60)の実装面に配設されたマザーボード表面配線(611){通常、マザーボード側ランド部}と、導電性接合材(62)を介して電気的に接続された構造とすることができる。
即ち、例えば、図45に例示されるように、LED搭載横発光型基板(2)がマザーボード(60)に搭載されており、全体として横発光型基板モジュール(1)が構成されている。
更に、この横発光型モジュール(1)では、1つのマザーボード(60)に対して、図3〜図7に例示されるLED搭載横発光型基板(2)及び/又は、図8〜図13に例示されるLED搭載横発光型基板(2)、が合計3つ搭載されている。また、各LED搭載横発光型基板(2)のLED用配線層(34)のリード部(342)は、LED搭載横発光型基板(2)の背面に導出されて背面配線(343)を備えている。そして、マザーボード(60)の表面に形成されたマザーボード表面配線(611)と、各LED搭載横発光型基板(2)の背面配線(343)と、が導電性接合材(62)を介して電気的に接続されている{図45に例示されたLED用配線層(34)は図46の回路構成となっている}。
また、マザーボード(60)は、LED搭載横発光型基板(2)を制御するための他の電子部品等を搭載する搭載領域を備えており、具体的には、電子部品である抵抗(70)を各LED搭載横発光型基板(2)に対応した個数備えている。また、各LED搭載横発光型基板(2)の1つの背面配線(343)は、スルーホール(612)を用いて、図示されないマザーボードの裏面側のマザーボード裏面配線を介して、接続されるとマザーボード側面の端子部(613)へと導出されている。
更に、この横発光型モジュール(1)では、1つのマザーボード(60)に対して、図3〜図7に例示されるLED搭載横発光型基板(2)及び/又は、図8〜図13に例示されるLED搭載横発光型基板(2)、が合計3つ搭載されている。また、各LED搭載横発光型基板(2)のLED用配線層(34)のリード部(342)は、LED搭載横発光型基板(2)の背面に導出されて背面配線(343)を備えている。そして、マザーボード(60)の表面に形成されたマザーボード表面配線(611)と、各LED搭載横発光型基板(2)の背面配線(343)と、が導電性接合材(62)を介して電気的に接続されている{図45に例示されたLED用配線層(34)は図46の回路構成となっている}。
また、マザーボード(60)は、LED搭載横発光型基板(2)を制御するための他の電子部品等を搭載する搭載領域を備えており、具体的には、電子部品である抵抗(70)を各LED搭載横発光型基板(2)に対応した個数備えている。また、各LED搭載横発光型基板(2)の1つの背面配線(343)は、スルーホール(612)を用いて、図示されないマザーボードの裏面側のマザーボード裏面配線を介して、接続されるとマザーボード側面の端子部(613)へと導出されている。
更に、本発明のLED搭載横発光型基板(2)が、図52及び図54に例示されるように、底部熱吸収体(381)を備える場合には、図55に例示されるように、マザーボード(60)は、底部熱吸収体(381)をマザーボード(60)の裏面側へ露出させるための排熱部材用貫通孔(601)を備えることができる。この排熱部材用貫通孔(601)を備えることによって、底部熱吸収体(381)の少なくとも底面をマザーボード(60)の裏面側へ露出させることができるためにより優れた排熱性が得られ、この横発光型モジュール(1)に更に優れた耐熱性を発揮させることができる。
同様に、本発明のLED搭載横発光型基板(2)が、図53に例示されるように、底部ヒートシンク(383)を備える場合には、図56に例示されるように、マザーボード(60)は、底部ヒートシンク(383)をマザーボード(60)の裏面側へ露出させるための排熱部材用貫通孔(601)を備えることができる。この排熱部材用貫通孔(601)を備えることによって、底部ヒートシンク(383)の少なくとも底部をマザーボード(60)の裏面側へ露出させることができるためにより優れた排熱性が得られ、この横発光型モジュール(1)に更に優れた耐熱性を発揮させることができる。
[4]受光素子搭載用横受光型基板
本発明の受光素子(以下、受光素子を「PD」ともいう)搭載用横受光型基板(3)は、樹脂質絶縁材を積層して構成され、その積層方向(Z1及びZ2)に対して垂直な1つの方向(Y1)に開放された収容部(30)を備え、該収容部(30)内にPD(56)を実装した場合に、上記収容部(30)の開放された方向(Y1)から入射された光を該PD(56)で受光するPD搭載用横受光型基板(3)であって、
上記PD(56)の底面が接合されることとなる金属製の底部放熱層(32)と、
上記収容部(30)のうちの下段部(301)を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記底部放熱層(32)上に積層された樹脂質絶縁材からなる下段部構成層(33)と、
上記下段部構成層(33)上に積層され、且つランド部(341)及びリード部(342)を備えるPD用配線層(34)と、
上記収容部(30)のうちの中段部(302)を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記PD用配線層(34)の上記ランド部(341)を該収容部(30)内に露出させて該PD用配線層(34)上に積層された樹脂質絶縁材からなる中段部構成層(35)と、
上記収容部(30)のうちの上段部(303)を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記中段部構成層(35)上に積層された樹脂質絶縁材からなる上段部構成層(36)と、
上記上段部構成層(36)上に積層された金属製の上部放熱層(37)と、を備え、
上記下段部構成層(33)の上記切り欠かれて形成された端面である下段部切欠端面(331)は上方へ向かって広がるように傾斜され、上記上段部構成層(36)の上記切り欠かれて形成された端面である上段部切欠端面(361)は下方へ向かって広がるように傾斜されており、
上記下段部切欠端面(331)及び上記上段部切欠端面(361)の表面に光反射層(39)を有することを特徴とする。
本発明の受光素子(以下、受光素子を「PD」ともいう)搭載用横受光型基板(3)は、樹脂質絶縁材を積層して構成され、その積層方向(Z1及びZ2)に対して垂直な1つの方向(Y1)に開放された収容部(30)を備え、該収容部(30)内にPD(56)を実装した場合に、上記収容部(30)の開放された方向(Y1)から入射された光を該PD(56)で受光するPD搭載用横受光型基板(3)であって、
上記PD(56)の底面が接合されることとなる金属製の底部放熱層(32)と、
上記収容部(30)のうちの下段部(301)を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記底部放熱層(32)上に積層された樹脂質絶縁材からなる下段部構成層(33)と、
上記下段部構成層(33)上に積層され、且つランド部(341)及びリード部(342)を備えるPD用配線層(34)と、
上記収容部(30)のうちの中段部(302)を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記PD用配線層(34)の上記ランド部(341)を該収容部(30)内に露出させて該PD用配線層(34)上に積層された樹脂質絶縁材からなる中段部構成層(35)と、
上記収容部(30)のうちの上段部(303)を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記中段部構成層(35)上に積層された樹脂質絶縁材からなる上段部構成層(36)と、
上記上段部構成層(36)上に積層された金属製の上部放熱層(37)と、を備え、
上記下段部構成層(33)の上記切り欠かれて形成された端面である下段部切欠端面(331)は上方へ向かって広がるように傾斜され、上記上段部構成層(36)の上記切り欠かれて形成された端面である上段部切欠端面(361)は下方へ向かって広がるように傾斜されており、
上記下段部切欠端面(331)及び上記上段部切欠端面(361)の表面に光反射層(39)を有することを特徴とする。
本発明のPD搭載用横受光型基板(3)は、樹脂質絶縁材を積層して構成されている。即ち、絶縁性樹脂を用いて構成されている。本PD搭載用横受光型基板(3)では、下段部構成層(33)、中段部構成層(35)、及び上段部構成層(36)は、樹脂質絶縁材からなる。これらの各層は、各々同じ樹脂質絶縁材からなってもよく、異なる樹脂質絶縁材からなってもよい。樹脂絶縁材については前記LED搭載用横発光型基板における樹脂絶縁材をそのまま適用できる。
また、本PD搭載用横受光型基板(3)は、その積層方向(Z1及びZ2)に対して垂直な1つの方向(Y1)に開放された収容部(30)を備える。これにより、本PD搭載用横受光型基板(3)は基板の厚さに対する横方向からの光の受光を行うことができる。即ち、基板面に水平な方向(Y1)かたの光を受光することができる。
尚、この収容部(30)にPDが搭載されたPD搭載横受光型基板(2)においては、収容部(30)は封止材(31)により充塞されていてもよい。この場合、物理的には閉塞状態となるが、封止材(31)は透光性を有するために光学的には開放された状態が維持される。
尚、この収容部(30)にPDが搭載されたPD搭載横受光型基板(2)においては、収容部(30)は封止材(31)により充塞されていてもよい。この場合、物理的には閉塞状態となるが、封止材(31)は透光性を有するために光学的には開放された状態が維持される。
また、収容部(30)は、積層方向に対して垂直な1つの方向(Y1)にのみ開放されていてもよい。即ち、図1及び図20に例示される。この形態では図70に例示されるように積層方向に対して垂直な1つの方向(Y1)からの光(Y1からY2の向かう方向の光)を受光できる。このようなPD搭載用横受光型基板(3)では、横方向(Y1)からのみの狭い方向からの光を効率よく集光して受光することができる。即ち、受光角度が小さく感度の高い受光を行うことができる。
一方、収容部(30)は、積層方向(Z1又はZ2)に対して垂直な1つの方向(Y1)と積層方向に対して水平な上方向(Z1)との両方に開放されていてもよい。即ち、図14及び図24に例示される。この形態では図74に例示されるように積層方向に対して垂直な1つの方向(Y1)と積層方向に対して水平な上方向(Z1)との両方からの光を受光できる。即ち、図70に例示されるPD搭載用横受光型基板(3)に比べてより広角の受光角を有することとなる。このようなPD搭載用横受光型基板(3)では、横方向(Y1)から上方向(Z1)までの広い方向からの光を効率よく集光して受光することができる。即ち、受光角が大きく感度の高い受光を行うことができる。
更に、本PD搭載用受光型基板(3)は、底部放熱層(32)と、下段部構成層(33)と、PD用配線層(34)と、中段部構成層(35)と、上段部構成層(36)と、上部放熱層(37)と、を備える。以下、これらの各層について詳しく説明する。
上記「底部放熱層(32)」は、PD(56)の底面が接合されることとなる金属製の層である。底部放熱層(32)は、本PD搭載用横受光型基板(3)においてPD(56)と直接接する層であるために、金属製であることにより優れた熱引き性を発揮させることができる。本PD搭載用横受光型基板(3)では、この底部放熱層(32)の層下に絶縁層を設ける必要がなく、更に、後述するように上部放熱層(37)の層上に絶縁層を設ける必要もない。このため、PD搭載用横受光型基板(3)全体において底部放熱層(32)を最下層とし、更には、上部放熱層(37)を最上層とすることができる。このため、PDの上下から極めて効率よく熱引きを行うことができ、常に安定した温度で受光することができる。
この底部放熱層(32)としては、前記LED搭載用横発光型基板(3)における底部放熱層(32)をそのまま適用できる。更に、前記底部熱吸収体(381)を同様に配設することもできる。
この底部放熱層(32)としては、前記LED搭載用横発光型基板(3)における底部放熱層(32)をそのまま適用できる。更に、前記底部熱吸収体(381)を同様に配設することもできる。
上記「下段部構成層(33)」は、底部放熱層(32)上に積層された層である。更に、下段部構成層(33)は、収容部(30)のうちの下段部(301)を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれた層である。ここでいう「平面視外広がりの形状」とは前記と同様であり、この形状であることにより、収容部内で光を効率よく集光してPDで受光させることができ、優れた感度を得ることができる。また、この平面視外広がりの形状としては、例えば、図29〜図35に示す形状等が例示されることは前記と同様である。
更に、図31の切り欠きは、入射方向を前方向とした場合に、切り欠きの左右が非対称であり、平面視左右非対称円形状である。この形状では、左右の光強度を任意に配分することができる。この平面視左右非対称円形状の切り欠きは、例えば、図38に示すように、複数の切り欠きが列設された下段部構成層(33)において用いることができる。即ち、列設された切り欠きの中央部ほど左右対象形状とし、外側へ行く程、中心よりへより強く反射できるカーブを設けることで、基板の左右外側への無駄な漏光を抑制でき、光をより無駄なく所望の範囲に絞って利用することができる。このため、より高感度な受光を行うことができる。
また、図32及び図33の切り欠きは、四角形状である。このうち図32は、入射方向を前方向とした場合に、傾斜辺(上底と下低とを結ぶ各辺)が左右対象に配置された正台形である。図34は五角形状であり、図35は六角形状である。これらの形状では、より辺の多い正多角形(半正多角形)程、円形状に近似する形状となり、前記図29又は図30と同様の作用効果を得ることができる。また、図33の切り欠きは、傾斜辺(上底と下低とを結ぶ各辺)が左右非対象に配置された偏台形である。この図33の形状では、前記図31におけると同様の作用効果を得ることができる。
また、下段部構成層(33)の外形は特に限定されないが、通常、四角形であり、更には、長方形であることが好ましく、特に、入射方向を長辺とする長方形であることがより好ましい。また、上記切り欠きは、下段部構成層(33)に1つのみを設けてもよく(図67及び図73参照)、下段部構成層(33)に複数を設けることができる。この場合には、図37及び図38に例示されるように切り欠きが列設された形状の各下段部構成層、中段部構成層及び上段部構成層等を用いることで、収容部(30)が列設されたPD搭載用横受光型基板(3)を得ることができる(図47参照)。
更に、図36に例示されるように、下段部構成層(33)の長辺長さをL1とし、下段部構成層(33)の切り欠き開放端長さをS1(1つの下段部構成層内に複数の切り欠きが列設される場合にはその切り欠き開放端長さの総計)とした場合に、S1/L1<1である。これにより、底部放熱層(32)を確実に支持する構造を得ることができるからである。一方、S1/L1は、通常、S1/L1≧0.8以下である。
尚、複数の収容部(30)が列設された形態のPD搭載用横受光型基板(3)では、各切り欠き開放端長さは同じであってもよく、異なっていてもよい。
尚、複数の収容部(30)が列設された形態のPD搭載用横受光型基板(3)では、各切り欠き開放端長さは同じであってもよく、異なっていてもよい。
また、図36に例示されるように、下段部構成層(33)の短辺長さをL2とし、下段部構成層(33)の切り欠きが最も深くなる位置での切り欠き深さをS2とした場合に、S2/L2<1である。これにより、底部放熱層(32)を確実に支持する構造を得ることができるからである。一方、S2/L2は特に限定されない。例えば、図45に例示するようにPD搭載用横受光型基板(3)内にはPDと外部回路との接続を行うためのリード部のみを設け、PDの制御を行うための配線を設けない(即ち、PD制御配線をマザーボード等に付設する)場合にはS2/L2は0.5≦S2/L2≦0.8程度と比較的大きくなる。また、PD搭載用横受光型基板(3)内のPD用配線層に、PDの制御を行うための配線を設ける場合にはより小さくなる。
尚、複数の収容部(30)が列設された形態のPD搭載用横受光型基板(3)では、各切り欠き深さは同じであってもよく、異なっていてもよい。
尚、複数の収容部(30)が列設された形態のPD搭載用横受光型基板(3)では、各切り欠き深さは同じであってもよく、異なっていてもよい。
更に、下段部構成層(33)は、その切り欠かれて形成された端面である下段部切欠端面(331)を有し、この下段部切欠端面(331)は上方へ向かって広がるように傾斜されている。更に、この下段部切欠端面(331)はその表面に光反射層(39)を有する。
この下段部切欠端面(331)と底部放熱層(32)の表面とが直角に配置されていると(即ち、下段部切欠端面が切り立っていると)、収容部(30)に入射された光がそのまま収容部(30)外へ反射させる部分を生じるのに対して、下段部切欠端面(331)が上方へ向かって広がるように傾斜されていることによって、収容部(30)に入射された光をPDに向けて集光されることができ、結果として優れた感度を得ることができる。
この下段部切欠端面(331)と底部放熱層(32)の表面とが直角に配置されていると(即ち、下段部切欠端面が切り立っていると)、収容部(30)に入射された光がそのまま収容部(30)外へ反射させる部分を生じるのに対して、下段部切欠端面(331)が上方へ向かって広がるように傾斜されていることによって、収容部(30)に入射された光をPDに向けて集光されることができ、結果として優れた感度を得ることができる。
下段部切欠端面(331)の傾斜角度(図20及び図24における角度θ)は特に限定されないが、通常、10〜45度である。この範囲では、本構造のPD搭載用横受光型基板において特に優れた受光感度を得ることができる。この傾斜角度は、更に、15〜42度とすることが好ましく、15〜33度とすることがより好ましい。
尚、この傾斜角度は、後述する上段部切欠端面(361)の傾斜角度と同じあってもよく、異なっていてもよい。更に、下段部切欠端面(331)表面の光反射層(39)は、下段部切欠端面の全面に形成されていてもよく、絶縁などの目的{例えば、底部放熱層(32)と上部放熱層(37)との間の絶縁など}で光反射層(39)が形成されていない部分を有していてもよい。
尚、この傾斜角度は、後述する上段部切欠端面(361)の傾斜角度と同じあってもよく、異なっていてもよい。更に、下段部切欠端面(331)表面の光反射層(39)は、下段部切欠端面の全面に形成されていてもよく、絶縁などの目的{例えば、底部放熱層(32)と上部放熱層(37)との間の絶縁など}で光反射層(39)が形成されていない部分を有していてもよい。
この下段部構成層(33)の厚さは特に限定されないが、通常、0.2mm以上であり、0.2〜1.6mmとすることが好ましい。この範囲では、下段部切欠端面(331)による反射面積を確保しながら、下段切欠端面(331)の傾斜角度をより広い範囲で選択できると共に、PD搭載用横受光型基板(3)全体の厚さを小さく抑えつつ、上部放熱層及び底部放熱層による熱引き能力を十分に引き出し、耐熱性に優れたPD搭載用横受光型基板を得ることができる。この厚さは、更に、0.3〜1.3mmとすることがより好ましく、0.4〜1.0mmとすることが特に好ましい。
上記下段部切欠端面(331)の表面に形成された光反射層(39)については、前記LED搭載用横発光型基板(3)における下段部切欠端面(331)をそのまま適用できる。
上記下段部切欠端面(331)の表面に形成された光反射層(39)については、前記LED搭載用横発光型基板(3)における下段部切欠端面(331)をそのまま適用できる。
上記「PD用配線層(34)」は、下段部構成層(33)上に積層された導体層である。更に、PD用配線層(34)は、ランド部(341)及びリード部(342)を備える層である。このうちランド部(341)は、PD用配線層(34)のうち収容部(30)内に露出された部分であり、ボンディングワイヤ(54)等の接続部材と直接的に接続されることとなる部位である。
一方、リード部(342)とは、PD用配線層(34)のうち収容部(30)内に露出されてない部分である。即ち、例えば、図69に例示されるように、下段部構成層(33)と中段部構成層(35)との層間に配置された部分等、収容部(30)ではない場所へ露出されたPD用配線層(34)の一部である。
一方、リード部(342)とは、PD用配線層(34)のうち収容部(30)内に露出されてない部分である。即ち、例えば、図69に例示されるように、下段部構成層(33)と中段部構成層(35)との層間に配置された部分等、収容部(30)ではない場所へ露出されたPD用配線層(34)の一部である。
また、リード部(341)は、図68に例示されるように、リードとしての機能しか有さないものであってもよく、PDを制御するための配線として機能するものであってもよい。更には、他の電子部品を実装するための部位を備えていてもよく、裏面側との導通を図るためのスルーホール等を備えていてもよい。これらは1種のみが用いられてもよく2種以上が併用されてもよい。
加えて、収容部(30)を複数備えるPD搭載用横受光型基板(3)では、この複数ある収容部(30)のうちの1つの収容部(30)内に露出されたランド部(341)と、収容部(30)のうちの他の収容部(30)内に露出されたランド部(341)と、がPD用配線層(34)において電気的に接続された構造とすることができる。即ち、各収容部(30)内に搭載されたPD(56)同士を連動させることを目的とする場合に、その連動化機能をPD搭載用横受光型基板(3)内に設けることができる。これにより、少スペース化を達することができる。更に、このような基板(3)にPD(56)を搭載したPD搭載横受光型基板(2)は、モジュール化されたものとすることができる。従って、PD搭載横受光型基板(2)全体を1つの受光体として取り扱うことができる。
更に、本発明のPD搭載用横受光型基板(3)は、図68、図20及び図24に例示されるように、底部配線(321)を備え、下段部構成層(33)の背面に形成された背面配線(343)を介して、PD用配線層(34)と接続した形態とすることができる。
また、底部配線(321)を備え、下段部構成層(33)に孔設されたスルーホール{スルーホール内導体を有する}を介して、PD用配線層(34)と接続した形態とすることができる。尚、PD用配線層(34)と下段部構成層(33)との層間には、本発明の目的を阻害しない範囲で他の層を介していてもよい。即ち、他の層としては、両層を接合するための接合層などが挙げられる。
また、底部配線(321)を備え、下段部構成層(33)に孔設されたスルーホール{スルーホール内導体を有する}を介して、PD用配線層(34)と接続した形態とすることができる。尚、PD用配線層(34)と下段部構成層(33)との層間には、本発明の目的を阻害しない範囲で他の層を介していてもよい。即ち、他の層としては、両層を接合するための接合層などが挙げられる。
本発明のPD搭載用横受光型基板(3)は、本基板(3)に搭載されるPDの位置指標となる位置決めマークを備えることができる。この位置決めマークの位置及び形状等は特に限定されないが、例えば、図66〜図69及び図72〜73に例示されるように、上記PD用配線層(34)と同時に同材料を下段部構成層(33)上に積層して位置決めマーク(346)を形成することができる。また、位置決めマーク(346)の配置は、前記切り欠きの形状が左右対象形状である場合、その左右対称となる対称線上に配置することが好ましい{同様に、PD(56)も対称線上に配置することが好ましいため}。
位置決めマーク(346)が、PD用配線層(34)と同様に金属製の導電材により形成されることで、金属特有の光反射能が発揮されるために、各種光学的検知手段を用いて位置決めマーク(346)を検出することができ、位置決めマーク(346)を基準にPD(56)の実装を行うことができる。上記光学的検出手段としては、例えば、画像手段や赤外線センサ手段等が挙げられる。
上記「中段部構成層(35)」は、PD用配線層(34)のランド部(341)を収容部(30)内に露出させて、PD用配線層(34)上に積層された層である。即ち、図69に例示されるように、中段部構成層(35)の切り欠きを、下段部構成層(33)の切り欠きよりも大きく形成することによって、下段部構成層(33)の表面(33a)にランド部(341)を露出させることができる。この中段部構成層(35)の切り欠きと、下段部構成層(33)の切り欠きとは、例えば、相似形状とすることができる。
また、この中段部構成層(35)とPD用配線層(34)との層間には、本発明の目的を阻害しない範囲で他の層を介していてもよい。即ち、他の層としては、両層を接合するための接合層などが挙げられる。
また、この中段部構成層(35)とPD用配線層(34)との層間には、本発明の目的を阻害しない範囲で他の層を介していてもよい。即ち、他の層としては、両層を接合するための接合層などが挙げられる。
更に、中段部構成層(35)は、収容部(30)のうちの中段部(302)を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれた層である。ここでいう「平面視外広がりの形状」については、前記下段部構成層(33)における形状をそのまま適用できる。更に、中段部構成層(35)の外形についても、前記下段部構成層(33)における外形をそのまま適用できる。また、中段部構成層(35)についてのS1/L1と、下段部構成層(33)についてのS1/L1と、の関係は、前記ランド部(341)を収容部(30)内に露出させるものであればよく特に限定されず、同じであってよく、異なっていてもよい。更に、中段部構成層(35)についてのS2/L2と、下段部構成層(33)についてのS2/L2と、の関係は、前記ランド部(341)を収容部(30)内に露出させるために、通常、中段部構成層(35)についてのS2/L2の方が、下段部構成層(33)のものよりも大きい。
中段部構成層(35)は、その切り欠かれて形成された端面である中段部切欠端面(351)を有するが、この中段部切欠端面(351)の傾斜の有無は特に限定されない。即ち、下段部構成層(33)及び上段部構成層(36)の各端面と同様に傾斜されていてもよいが、傾斜されておらず、積層方向に水平に切り立った面とすることができる。
更に、この中段部切欠端面(351)の表面には、光反射層が設けられていてもよく、設けられていなくてもよい。このうち光反射層が設けられていない場合(図70参照)には、底部放熱層(33)と上部放熱層(37)との間を絶縁することができる。
また、中段部構成層(35)の厚さは特に限定されないが、通常、0.2〜1.4mmであり、0.4〜1.2mmとすることが好ましい。
更に、この中段部切欠端面(351)の表面には、光反射層が設けられていてもよく、設けられていなくてもよい。このうち光反射層が設けられていない場合(図70参照)には、底部放熱層(33)と上部放熱層(37)との間を絶縁することができる。
また、中段部構成層(35)の厚さは特に限定されないが、通常、0.2〜1.4mmであり、0.4〜1.2mmとすることが好ましい。
上記「上段部構成層(36)」は、中段部構成層(35)上に積層された層である。更に、上段部構成層(36)は、収容部(30)のうちの上段部(303)を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれた層である。ここでいう「平面視外広がりの形状」は、前記下段部構成層(33)における形状をそのまま適用できる。そして、上段部構成層(36)と下段部構成層(33)とは同じ形状とすることもでき、また、異なる形状とすることもできる。また、上段部構成層(36)の外形についても、前記下段部構成層(33)における外形をそのまま適用できる。
更に、上段部構成層(36)は、その切り欠かれて形成された端面である上段部切欠端面(361)を有し、この上段部切欠端面(361)は下方へ向かって広がるように傾斜されている。更に、この上段部切欠端面(361)はその表面に光反射層(39)を有する。この上段部切欠端面(361)の作用効果については、前記下段部切欠端面(331)と同様である。
また、上段部切欠端面(361)の傾斜角度(図20及び図24における角度θ)は特に限定されないが、通常、10〜45度である。この範囲では、本構造のPD搭載用横受光型基板において特に優れた受光感度を得ることができる。この傾斜角度は、更に、15〜42度とすることが好ましく、15〜33度とすることがより好ましい。
更に、上段部切欠端面(361)の表面の光反射層(39)は、上段部切欠端面の全面に形成されていてもよく、絶縁などの目的{例えば、底部放熱層(32)と上部放熱層(37)との間の絶縁など}で光反射層(39)が形成されていない部分を有していてもよい。
また、上段部切欠端面(361)の傾斜角度(図20及び図24における角度θ)は特に限定されないが、通常、10〜45度である。この範囲では、本構造のPD搭載用横受光型基板において特に優れた受光感度を得ることができる。この傾斜角度は、更に、15〜42度とすることが好ましく、15〜33度とすることがより好ましい。
更に、上段部切欠端面(361)の表面の光反射層(39)は、上段部切欠端面の全面に形成されていてもよく、絶縁などの目的{例えば、底部放熱層(32)と上部放熱層(37)との間の絶縁など}で光反射層(39)が形成されていない部分を有していてもよい。
この上段部構成層(36)の厚さは特に限定されないが、通常、0.2mm以上であり、0.2〜1.6mmとすることが好ましい。この範囲では、上段部切欠端面(361)による反射面積を確保しながら、上部切欠端面(361)の傾斜角度をより広い範囲で選択できると共に、PD搭載用横受光型基板(3)全体の厚さを小さく抑えつつ、上部放熱層及び底部放熱層による熱引き能力を十分に引き出し、耐熱性に優れたPD搭載用横受光型基板を得ることができる。この厚さは、更に、0.3〜1.3mmとすることがより好ましく、0.4〜1.0mmとすることが特に好ましい。
尚、上段部構成層(36)と中段部構成層(35)との層間には、本発明の目的を阻害しない範囲で他の層を介していてもよい。即ち、他の層としては、両層を接合するための接合層などが挙げられる。
上記「上部放熱層(37)」は、上段部構成層(36)上に積層された金属製の放熱層である。この上部放熱層(37)を備えることにより、PD(56)から発せられる熱を特に効率よく熱引きすることができる。この層については、前記LED搭載用横発光型基板(3)における上部放熱層(37)をそのまま適用できる。
また、図71〜74に例示されるように、横方向に加えて、上方からも光の入射を行う場合には、この上部放熱層(37)の一部を、下段部構成層(33)、中段部構成層(35)及び上段部構成層(36)等と同様に切り欠きを設けることができる。この切り欠きの形状は特に限定されないが、図71〜74等に例示されるように、上段部構成層(36)の切り欠き形状(切り欠きの上面側の形状)と同じ形状とすることができる。
また、図71〜74に例示されるように、横方向に加えて、上方からも光の入射を行う場合には、この上部放熱層(37)の一部を、下段部構成層(33)、中段部構成層(35)及び上段部構成層(36)等と同様に切り欠きを設けることができる。この切り欠きの形状は特に限定されないが、図71〜74等に例示されるように、上段部構成層(36)の切り欠き形状(切り欠きの上面側の形状)と同じ形状とすることができる。
上記「光反射層(39)」については、前記LED搭載用横発光型基板(3)における上部放熱層(37)をそのまま適用できる。
また、これまでに述べた下段部構成層、中段部構成層及び上段部構成層について、その断面における相関は特に限定されないが、例えば、図20及び図24等に例示されるように、収容部(30)が開放された方向とは反対の方向を後方向(Y2)とした場合に、中段部構成層(35)の切欠端面(351)は、PD搭載用横受光型基板(3)の積層断面のうちの少なくともランド部(342)を備えた積層断面において、上段部切欠端面(361)及び下段部切欠端面(331)よりも後方向(Y2)に位置した形態とすることができる。その他、図43に例示されるように、中段部切欠端面(351)を、上段部切欠端面(361)の下端と同じ位置に配置することもできる。
また、これまでに述べた下段部構成層、中段部構成層及び上段部構成層について、その断面における相関は特に限定されないが、例えば、図20及び図24等に例示されるように、収容部(30)が開放された方向とは反対の方向を後方向(Y2)とした場合に、中段部構成層(35)の切欠端面(351)は、PD搭載用横受光型基板(3)の積層断面のうちの少なくともランド部(342)を備えた積層断面において、上段部切欠端面(361)及び下段部切欠端面(331)よりも後方向(Y2)に位置した形態とすることができる。その他、図43に例示されるように、中段部切欠端面(351)を、上段部切欠端面(361)の下端と同じ位置に配置することもできる。
[5]受光素子搭載横受光型基板
本発明のPD搭載横受光型基板(2)は、本発明のPD搭載用横受光型基板(3)と、該PD搭載用横受光型基板(3)の上記収容部(30)内に実装されたPD(56)と、を備えることを特徴とする。
本発明のPD搭載横受光型基板(2)は、本発明のPD搭載用横受光型基板(3)と、該PD搭載用横受光型基板(3)の上記収容部(30)内に実装されたPD(56)と、を備えることを特徴とする。
上記「受光素子」は、光学素子のうち受光機能を有する素子であり、入射された光エネルギーを電気信号に変換することができる素子である。受光素子としては、PINフォトダイオード、PNフォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、GaAsPフォトダイオード、Geフォトダイオード、InGaAsフォトダイオード、InPフォトダイオード、CdSセル、CdSeセル、及びPdSセル等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。
また、受光素子の応答波長{例えば、250〜1300nm、特に、紫外域用(250〜400nm)、赤外域用(850〜1200nm)等}及び構成等は特に限定されない。また、1つの収容部(30)に対して、1つのPDのみを搭載してもよく、2つ以上を搭載してもよい。更に、1つの収容部(30)に対して、2つ以上のPD(56)を搭載する場合には、1種のみのPDを搭載してもよく2種以上のPDを併用して搭載してもよい。
PD(56)の搭載方法は、特に限定されないが、通常、PD搭載用横受光型基板(3)を構成する底部放熱層(32)とPD(56)の絶縁性基板(底部層)とを接合層を介して接合し、且つ、PDの信号端子とPD搭載用横受光型基板(3)のランド部(341)とをボンディングワイヤ(54)で電気的に接続した形態で搭載できる。
PD(56)の搭載方法は、特に限定されないが、通常、PD搭載用横受光型基板(3)を構成する底部放熱層(32)とPD(56)の絶縁性基板(底部層)とを接合層を介して接合し、且つ、PDの信号端子とPD搭載用横受光型基板(3)のランド部(341)とをボンディングワイヤ(54)で電気的に接続した形態で搭載できる。
また、本発明のPD搭載横受光型基板(2)では、収容部(30)内を充塞する封止材(31)を備えることができる。この封止材(31)は、少なくとも透光性樹脂(311)を含有する。透光性樹脂(311)は、透光性を有する樹脂である。この透光性とは少なくともPDにおける応答波長に対する透光性であり、応答波長について60%以上(より好ましくは70〜95%、更に好ましくは75〜95%、特に好ましくは75〜90%)の透光率であることが好ましい。
この透光性樹脂(311)を構成する樹脂は特に限定されないが、エポキシ樹脂及びシリコン樹脂等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。封止材(31)全体を100体積%とした場合に、透光性樹脂(311)は10〜100体積%(更に13〜100体積%、より更に20〜100体積%、特に30〜100体積%)とすることができる。
この透光性樹脂(311)を構成する樹脂は特に限定されないが、エポキシ樹脂及びシリコン樹脂等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。封止材(31)全体を100体積%とした場合に、透光性樹脂(311)は10〜100体積%(更に13〜100体積%、より更に20〜100体積%、特に30〜100体積%)とすることができる。
また、封止材(31)は、上記透光性樹脂(311)の他に、石英ガラス粒子(312)を含有できる。石英ガラス粒子(312)を含有する場合は、石英ガラス粒子(312)が含有されない場合にはPD(56)に対して無効光となる光であっても、分散させた上で、光反射層(39)を利用して集光することができ、特に高い感度で受光を行うことができる。
この石英ガラス粒子(312)を含有する場合、透光性樹脂(311)は、石英ガラス粒子(312)に対してマトリックスとなる。石英ガラス粒子(312)は、石英を主成分とする。石英を主成分とすることにより、他のガラス成分等に比較して、長波長の光に対する透過能に優れる。
この石英ガラス粒子(312)を含有する場合、透光性樹脂(311)は、石英ガラス粒子(312)に対してマトリックスとなる。石英ガラス粒子(312)は、石英を主成分とする。石英を主成分とすることにより、他のガラス成分等に比較して、長波長の光に対する透過能に優れる。
更に、石英ガラス粒子(312)は、石英結晶粒子とは異なり、不純物成分(312a)が含有される。石英結晶粒子は透光性には優れるものの、光分散性に関しては粒子表面における反射を利用した光分散しか得られない。従って、粒子表面で反射して分散された光は粒子内部を通過することができない。
これに対して、石英ガラス粒子(312)は、光分散能力を発揮できる不純物成分(312a)を内部に含有する。このため、光が粒子内部を透過しながら分散を繰り返すこととなり、粒子の内部及び表面の両方において光分散性を発揮させることができ、効率的な光分散を行うことができる。上記不純物成分(312a)及び石英ガラス粒子(312)の大きさ、形状及び含有量等については前述の通りである。
これに対して、石英ガラス粒子(312)は、光分散能力を発揮できる不純物成分(312a)を内部に含有する。このため、光が粒子内部を透過しながら分散を繰り返すこととなり、粒子の内部及び表面の両方において光分散性を発揮させることができ、効率的な光分散を行うことができる。上記不純物成分(312a)及び石英ガラス粒子(312)の大きさ、形状及び含有量等については前述の通りである。
本発明のPD搭載横受光型基板(2)では、図10、図17及び図31に例示されるように、収容部(30)は封止材(31)によって充塞することができる。更に、本発明のPD搭載横受光型基板(2)では、凹レンズ等を備えることができる。レンズは、収容部(30)に入射される光を集光する機能を有し、これを備えることにより、備えない場合に比べて受光感度を向上させることできる(無効光を集光することができる)。また、備えない場合に比べてレンズ形状の選択によって受光角を調整でき、より広角又はより狭角(指向性)の受光角を得ることができる。
このレンズ(319)は封止部(31)により一体的に形成されていてもよく、別体に形成されていてもよい。また、このうち封止部(31)により一体的に形成されている場合、封止材(31)のレンズ部(319)には前記石英ガラス粒子(312)が含有されなくともよい。即ち、レンズ部(319)は透光性樹脂(311)のみから形成することができる。また、封止部(31)とは別体にレンズ(319)が形成されている場合、このレンズ(319)はガラスレンズ等を用いることができる。
本発明のPD搭載横受光型基板(2)では、本発明のPD搭載用横受光型基板(3)を用いることで、例えば、図70に例示されるように、外部横方向から入射された光をPD(56)で受光することができる。即ち、光反射層(391)を備えて上方へ向かって広がるように傾斜された下段部切欠端面(331)を備えることで、PD(56)へ向かって光を上方へ反射させて集光することができる。更に、光反射層(392)を備えて下方へ向かって広がるように傾斜された上段部切欠端面(361)を備えることで、PD(56)へ向かって光を下方へ反射させて集光することができる。これにより、特に収容部(30)内に封止材(31)を備える場合には、封止材(31)内へ光を高効率に分配することができ、封止材(31)内においても前述の如く効率よく光を分散させることができるために、高い受光感度を得ることができる。
更に、底部放熱層(32)上面{収容部(30)の下面}に光反射層(39)を備える(図70の393を備える)場合は、上記効果に加えて、更に、効率よくPD(56)の光を収容部(30)内において活用でき、優れた受光感度を得ることができる。加えて、上部放熱層(37)下面{収容部(30)の上面}に光反射層(39)を備える(図70の394を備える)場合には、更に、効率よくPD(56)の光を収容部(30)内において活用でき、優れた受光感度を得ることができる。
また、本発明のPD搭載横受光型基板(2)では、収容部(30)内に空間を有する形態とすることができる。即ち、封止材(31)は、前述の封止材(31)と同材質から構成されるものの、収容部(30)を完全には充塞しないように用いた例である。封止材(31)を構成する透光性樹脂は蓄熱性を有するが、上記のように収容部(30)内に用いる封止材(31)を減量することで蓄熱性を低減できる。このため、本発明のPD搭載用横受光型基板(3)及びPD搭載横受光型基板(2)が有している底部放熱層(32)及び上部放熱層(37)による放熱機能をより効果的に利用でき、より優れた耐熱性が発揮されるPD搭載用横受光型基板(3)及びPD搭載横受光型基板(2)が得られる。
また、ボンディングワイヤ(54)とPD(56)との間、及び、PD(56)と底部放熱層(32)との間、のより高い耐震性等の接続信頼性を得るために、PD(56)を封止材(31)により覆うこともできるが、上記ボンディングワイヤとしてリボンワイヤ(断面が幅広のリボン状であるボンディングワイヤ)を用いた場合にはPD(56)を封止材(31)で覆わなくとも高い耐震性を得ることができる。
更に、この構成では、封止材(31)は、収容部(30)の空間を密閉する機能を有することで、収容部(30)内の酸化を抑制できる。更に、封止材(31)で密閉された収容部(30)内の空間には非酸化性雰囲気(窒素ガス及び希ガスなど)を充填してより優れた酸化抑制効果を得ることもできる。このような基板は、紫外線受光に特に適する。
更に、この構成では、封止材(31)は、収容部(30)の空間を密閉する機能を有することで、収容部(30)内の酸化を抑制できる。更に、封止材(31)で密閉された収容部(30)内の空間には非酸化性雰囲気(窒素ガス及び希ガスなど)を充填してより優れた酸化抑制効果を得ることもできる。このような基板は、紫外線受光に特に適する。
本発明のPD搭載横受光型基板(2)及びPD搭載用横受光型基板(3)は、図75に示すように、複数の基板を同時に一体的に製造することができる。即ち、図75は、底部放熱層(32)、底部配線(321)、下段部構成層(33)、PD用配線層(34)及び位置決めマーク(346)が積層された積層体{2’(PD)}を上方から平面視した形態を示す図である。この後、通常、PD(56)が実装され、更に各種上層が積層されることで、複数の連接されたPD搭載横受光型基板(2)が形成され、次いで、これらの各PD搭載横受光型基板(2)を図75に示す点線において切断することで、個別のPD搭載横受光型基板(2)が製造される。そして、図75においては、全てのパーツがPD搭載横受光型基板(2)となるものである。
これに対して、本発明のPD搭載横受光型基板(2)は、前記本発明のLED搭載横発光型基板(2)と同時に対で製造することもできる。即ち、図76は、底部放熱層(32)、底部配線(321)、下段部構成層(33)及びLED用配線層(34)が積層された積層体{2’(LED)}と、底部放熱層(32)、底部配線(321)、下段部構成層(33)、PD用配線層(34)及び位置決めマーク(346)が積層された積層体{2’(PD)}と、が対向して配置されてなる積層体を上方から平面視した形態を示す図である。この図76に示すように、PD搭載横受光型基板(2)の収容部(30)の開口部と、LED搭載横発光型基板(2)の収容部(30)の開口部と、が対向されるように配置され、各基板(2)を複数個同時に製造することができる。この方法によれば、PD搭載横受光型基板(2)とLED搭載横発光型基板(2)とを対で製造することができるため、PD搭載横受光型基板(2)とLED搭載横発光型基板(2)とのマッチングに優れ、製造時の不良率(マッチング不良による)を低減して低コストで高精度のマッチング特性を有する各基板(2)を効率よく製造することができる。このようにして製造したPD搭載横受光型基板(2)及びLED搭載横発光型基板(2)は、各種光通信用途に適しており、例えば、フォトカプラ等として好適に用いることができる。
[6]横受光型モジュール
本発明の横受光型モジュール(1)は、本発明のPD搭載横受光型基板(2)と、該PD搭載横受光型基板(2)が実装されたマザーボード(60)と、を備えることを特徴とする。
本発明の横受光型モジュール(1)は、本発明のPD搭載横受光型基板(2)と、該PD搭載横受光型基板(2)が実装されたマザーボード(60)と、を備えることを特徴とする。
上記「マザーボード(60)」は、本発明のPD搭載横受光型基板(2)を搭載する他の基板である。このマザーボード(60)は、通常、本発明のPD搭載横受光型基板(2)を搭載するため搭載領域と、PD搭載横受光型基板(2)を制御するための他の電子部品等を搭載する搭載領域と、を備える。
そして、本発明の横受光型モジュール(1)では、PD搭載用横受光型基板(2)のPD用配線層(34)を構成するリード部(342)は、下段部構成層(33)の端面のうちの切欠端面(331)以外の他の端面に基板実装用ランド部{例えば、図68、図70及び図74に示す背面配線(343)}として導出されており、基板実装用ランド部(343)は、マザーボード(60)の実装面に配設されたマザーボード表面配線(611){通常、マザーボード側ランド部}と、導電性接合材(62)を介して電気的に接続された構造とすることができる。
即ち、例えば、PD搭載横受光型基板(2)がマザーボード(60)に搭載されており、全体として横受光型基板モジュール(1)が構成されている。
更に、この横受光型モジュール(1)では、例えば、1つのマザーボード(60)に対して、図65〜図66に例示されるPD搭載横受光型基板(2)及び/又は、図71〜図72に例示されるPD搭載横受光型基板(2)、が合計3つ搭載(4つ以上又は2つ以下であってもよい)できる。また、各PD搭載横受光型基板(2)のPD用配線層(34)のリード部(342)は、PD搭載横受光型基板(2)の背面に導出されて背面配線(343)を備えている。そして、マザーボード(60)の表面に形成されたマザーボード表面配線(611)と、各PD搭載横受光型基板(2)の背面配線(343)と、が導電性接合材(62)を介して電気的に接続されている。
また、マザーボード(60)は、PD搭載横受光型基板(2)を制御するための他の電子部品等を搭載する搭載領域を備えており、具体的には、電子部品である抵抗(70)等を各PD搭載横受光型基板(2)に対応した個数備えている。また、各PD搭載横受光型基板(2)の1つの背面配線(343)は、スルーホール(612)を用いて、マザーボードの裏面側のマザーボード裏面配線を介して、接続されるとマザーボード側面の端子部(613)へと導出することができる。
更に、この横受光型モジュール(1)では、例えば、1つのマザーボード(60)に対して、図65〜図66に例示されるPD搭載横受光型基板(2)及び/又は、図71〜図72に例示されるPD搭載横受光型基板(2)、が合計3つ搭載(4つ以上又は2つ以下であってもよい)できる。また、各PD搭載横受光型基板(2)のPD用配線層(34)のリード部(342)は、PD搭載横受光型基板(2)の背面に導出されて背面配線(343)を備えている。そして、マザーボード(60)の表面に形成されたマザーボード表面配線(611)と、各PD搭載横受光型基板(2)の背面配線(343)と、が導電性接合材(62)を介して電気的に接続されている。
また、マザーボード(60)は、PD搭載横受光型基板(2)を制御するための他の電子部品等を搭載する搭載領域を備えており、具体的には、電子部品である抵抗(70)等を各PD搭載横受光型基板(2)に対応した個数備えている。また、各PD搭載横受光型基板(2)の1つの背面配線(343)は、スルーホール(612)を用いて、マザーボードの裏面側のマザーボード裏面配線を介して、接続されるとマザーボード側面の端子部(613)へと導出することができる。
[7]横型モジュール
本発明の横受光型モジュール(1)は、本発明のLED搭載横発光型基板(2)と、本発明のPD搭載横受光型基板(2)と、LED搭載横発光型基板(2)及びPD搭載横受光型基板(2)が実装されたマザーボード(60)と、を備えることを特徴とする。
本発明の横受光型モジュール(1)は、本発明のLED搭載横発光型基板(2)と、本発明のPD搭載横受光型基板(2)と、LED搭載横発光型基板(2)及びPD搭載横受光型基板(2)が実装されたマザーボード(60)と、を備えることを特徴とする。
上記「LED搭載横発光型基板(2)」、上記「PD搭載横受光型基板(2)」、上記「マザーボード(60)」は、いずれも前述の各々をそのまま適用できる。
本発明の横型モジュールとしては、例えば、図77に示す横型モジュール(1)とすることができる。即ち、LED搭載横発光型基板{2(LED)}が2つと、PD搭載横受光型基板{2(PD)}が1つと、これらが実装されたマザーボード(60)とを備えて、全体として横型モジュール(1)が構成されている。
本発明の横型モジュールとしては、例えば、図77に示す横型モジュール(1)とすることができる。即ち、LED搭載横発光型基板{2(LED)}が2つと、PD搭載横受光型基板{2(PD)}が1つと、これらが実装されたマザーボード(60)とを備えて、全体として横型モジュール(1)が構成されている。
更に、この横型モジュール(1)は、1つのマザーボード(60)に対して、図65〜図66に例示されるPD搭載横受光型基板{2(PD)}1つを中央に搭載され、このPD搭載横受光型基板{2(PD)}を挟んで、図3〜図5に例示されるLED搭載横発光型基板{2(LED)}が2つ搭載され、合計3つの基板(2)が搭載されている。
尚、横型モジュール(1)に搭載されるPD搭載横受光型基板{2(PD)}は、1つのみであってもよいが、2つ以上を備えてもよい。即ち、例えば、LED搭載横発光型基板{2(LED)}1つを中央に備えて、その両脇に2つのPD搭載横受光型基板{2(PD)}を備えることができる。また、PD搭載横受光型基板{2(PD)}に換えて、図71〜図72に例示されるPD搭載横受光型基板を備えてもよい。
尚、横型モジュール(1)に搭載されるPD搭載横受光型基板{2(PD)}は、1つのみであってもよいが、2つ以上を備えてもよい。即ち、例えば、LED搭載横発光型基板{2(LED)}1つを中央に備えて、その両脇に2つのPD搭載横受光型基板{2(PD)}を備えることができる。また、PD搭載横受光型基板{2(PD)}に換えて、図71〜図72に例示されるPD搭載横受光型基板を備えてもよい。
また、図77に示す横型モジュールに搭載された2つのLED搭載横発光型基板{2(LED)}同士は電気的に並列に接続され{2つのスルーホール612a同士はマザーボード60の裏面側を介して導通されている}、マザーボード表面配線(611)を介してマザーボードの主部から突出された右後端部にLED用マザーボード端子部(613L)として導出されている。
一方、図77に示す横型モジュールに搭載された1つのPD搭載横受光型基板{2(PD)}は、前記LED搭載横発光型基板{2(LED)}の構造と同様に、PD用配線層(34)のリード部(342)がPD搭載横受光型基板{2(LED)}の背面に導出されて、マザーボード(60)の表面に形成されたマザーボード表面配線(611)と導電性接合材(62)を介して電気的に接続され、そして、マザーボード配線(611)はスルーホール(612b及び612c)を介してマザーボード(60)の主部から突出された左後端部にPD用マザーボード端子部(613P)として導出されている。尚、上記スルーホールのうち612b同士及び612c同士は各々マザーボード(60)の裏面側で電気的に接続されている。
尚、マザーボード(60)が、LED搭載横発光型基板{2(LED)}を制御するための他の電子部品等を搭載する搭載領域及び電子部品である抵抗(70)等を備えていることは前述の通りである。
尚、マザーボード(60)が、LED搭載横発光型基板{2(LED)}を制御するための他の電子部品等を搭載する搭載領域及び電子部品である抵抗(70)等を備えていることは前述の通りである。
以下、実施例及び図面により本発明を更に具体的に説明する。
[第1実施形態](図3〜7及び図20に例示するLED搭載横発光型基板)
〈1〉底部放熱層(32)及び底部配線(321)の形成
厚さ400μmの銅箔をフォトリソ法を用いて成形して図2に示す形状の底部放熱層(32)及び底部配線(321)を得た。
[第1実施形態](図3〜7及び図20に例示するLED搭載横発光型基板)
〈1〉底部放熱層(32)及び底部配線(321)の形成
厚さ400μmの銅箔をフォトリソ法を用いて成形して図2に示す形状の底部放熱層(32)及び底部配線(321)を得た。
〈2〉下段部構成層(33)及びLED用配線層(34)の形成
厚さ400μmの銅箔が積層されたガラスエポキシコアを有する合計厚さ0.8mmの片面銅張積層板の、銅張面側からドリル加工によって、図2の下段部構成層(33)に示す形状(図36における中段部構成層側形状が、S1/L1=0.8、S2/L2=0.8)の切り欠きを形成すると共に、角度(θ)20度の傾斜を有する下段部切欠端面(331)を形成して、下段部構成層(33)を得た。更に、その後、表面洗浄を行った後、銅箔をフォトリソ法を用いて成形して図2に示す形状のLED用配線層(34)を得た。
厚さ400μmの銅箔が積層されたガラスエポキシコアを有する合計厚さ0.8mmの片面銅張積層板の、銅張面側からドリル加工によって、図2の下段部構成層(33)に示す形状(図36における中段部構成層側形状が、S1/L1=0.8、S2/L2=0.8)の切り欠きを形成すると共に、角度(θ)20度の傾斜を有する下段部切欠端面(331)を形成して、下段部構成層(33)を得た。更に、その後、表面洗浄を行った後、銅箔をフォトリソ法を用いて成形して図2に示す形状のLED用配線層(34)を得た。
〈3〉中段部構成層(35)の形成
厚さ0.8mmのガラスエポキシ基板をドリル加工によって、図2の中段部構成層(35)に示す形状(図36におけるS1/L1=0.8、S2/L2=0.8)の切り欠きを形成して中段部構成層(35)を得た。
厚さ0.8mmのガラスエポキシ基板をドリル加工によって、図2の中段部構成層(35)に示す形状(図36におけるS1/L1=0.8、S2/L2=0.8)の切り欠きを形成して中段部構成層(35)を得た。
〈4〉上段部構成層(36)の形成
厚さ0.8mmのガラスエポキシ基板をドリル加工によって、図2の上段部構成層(36)に示す形状(図36におけるL1、L2、S1及びS2は下段部構成層と同じ)の切り欠きを形成して上段部構成層(36)を得た。
厚さ0.8mmのガラスエポキシ基板をドリル加工によって、図2の上段部構成層(36)に示す形状(図36におけるL1、L2、S1及びS2は下段部構成層と同じ)の切り欠きを形成して上段部構成層(36)を得た。
〈5〉上部放熱層(37)
厚さ400μmの銅箔を用意した。
厚さ400μmの銅箔を用意した。
〈6〉各層の積層
上記〈1〉〜〈3〉で得られた底部放熱層(32)、下段部構成層(33)とLED用配線層(34)との一体物、及び中段部構成層(35)を、熱プレスにより図7に示す積層状態となるように積層した。
一方、上段部構成層(36)と上部放熱層(37)とは図2に示す積層状態となるように熱プレスにより積層した。
上記〈1〉〜〈3〉で得られた底部放熱層(32)、下段部構成層(33)とLED用配線層(34)との一体物、及び中段部構成層(35)を、熱プレスにより図7に示す積層状態となるように積層した。
一方、上段部構成層(36)と上部放熱層(37)とは図2に示す積層状態となるように熱プレスにより積層した。
〈7〉背面配線(343)の形成
上記〈6〉で積層して得られた底部放熱層(32)、下段部構成層(33)、LED用配線層(34)及び中段部構成層(35)の積層体の背面に、Pt無電解めっき、Ni電解めっき及びCu電解めっきを施して背面配線(343)を形成した。
上記〈6〉で積層して得られた底部放熱層(32)、下段部構成層(33)、LED用配線層(34)及び中段部構成層(35)の積層体の背面に、Pt無電解めっき、Ni電解めっき及びCu電解めっきを施して背面配線(343)を形成した。
〈8〉光反射層(39)の形成
上記〈7〉で得られた背面配線(343)を有する積層体のうち、収容部(30)内に露出される底部放熱層(32)の表面、下段部切欠端面(331)の表面、ランド部(341)の表面、及び背面配線(343)の表面に、Pt無電解めっき、Ni電気めっき及びAg電解めっきを施して、光反射層(39)を形成した。尚、背面配線(343)表面のめっきはCu防錆用のめっきであり、光反射層(39)ではない。
更に、上記〈6〉で得られた上段部構成層(36)と上部放熱層(37)との積層体の収容部(30)内に露出される表面全面に、Pt無電解めっき、Ni電気めっき及びAg電解めっきを施して、光反射層(39)を形成した。
上記〈7〉で得られた背面配線(343)を有する積層体のうち、収容部(30)内に露出される底部放熱層(32)の表面、下段部切欠端面(331)の表面、ランド部(341)の表面、及び背面配線(343)の表面に、Pt無電解めっき、Ni電気めっき及びAg電解めっきを施して、光反射層(39)を形成した。尚、背面配線(343)表面のめっきはCu防錆用のめっきであり、光反射層(39)ではない。
更に、上記〈6〉で得られた上段部構成層(36)と上部放熱層(37)との積層体の収容部(30)内に露出される表面全面に、Pt無電解めっき、Ni電気めっき及びAg電解めっきを施して、光反射層(39)を形成した。
〈9〉LED(50)の搭載
上記〈8〉で得られた、一部に光反射層(39)が形成された底部放熱層(32)、下段部構成層(33)、LED用配線層(34)及び中段部構成層(35)の積層体の底部放熱層(32)の収容部(30)内に、波長455nmの青色LED(50)を等間隔となるように3つ接合層(55)を介して接合し、更に、図4、図6及び図58に示すように、2つの発光部用端子部(53)とLED用配線(34)のランド部(341)とをボンディングワイヤにより電気的に接続した。
上記〈8〉で得られた、一部に光反射層(39)が形成された底部放熱層(32)、下段部構成層(33)、LED用配線層(34)及び中段部構成層(35)の積層体の底部放熱層(32)の収容部(30)内に、波長455nmの青色LED(50)を等間隔となるように3つ接合層(55)を介して接合し、更に、図4、図6及び図58に示すように、2つの発光部用端子部(53)とLED用配線(34)のランド部(341)とをボンディングワイヤにより電気的に接続した。
〈10〉各部の一体化
上記〈9〉までに得られたLED(50)が搭載された半部品と、上部放熱層(37)等を備える半部品と、を熱プレスにより積層して図3に示す状態に一体化した。
上記〈9〉までに得られたLED(50)が搭載された半部品と、上部放熱層(37)等を備える半部品と、を熱プレスにより積層して図3に示す状態に一体化した。
〈11〉封止材の調製
不純物成分(312a)としてAl2O3、TiO2、及びFe2O3を合計で、石英ガラス粒子(312)を含有する石英ガラス粒子(312)を用意した。次いで、この石英ガラス粒子(312)の表面に、赤色成分を増加させるための演色性改善成分(313)を、エポキシ樹脂をバインダとして赤色用の演色性改善成分(313)が添着された石英ガラス粒子(312)を得た。同様にして、緑色成分を増加させるための演色性改善成分(313)が添着された石英ガラス粒子(312)を得た。
そして、硬化されて封止材(31)となる前駆組成物を、シリコン樹脂(311)、TAG蛍光体(314)、演色性改善成分が添着されていない第1の石英ガラス粒子、赤色染料が添着された第2の石英ガラス粒子、緑色染料が添着された第3の石英ガラス粒子を混合して得た。
不純物成分(312a)としてAl2O3、TiO2、及びFe2O3を合計で、石英ガラス粒子(312)を含有する石英ガラス粒子(312)を用意した。次いで、この石英ガラス粒子(312)の表面に、赤色成分を増加させるための演色性改善成分(313)を、エポキシ樹脂をバインダとして赤色用の演色性改善成分(313)が添着された石英ガラス粒子(312)を得た。同様にして、緑色成分を増加させるための演色性改善成分(313)が添着された石英ガラス粒子(312)を得た。
そして、硬化されて封止材(31)となる前駆組成物を、シリコン樹脂(311)、TAG蛍光体(314)、演色性改善成分が添着されていない第1の石英ガラス粒子、赤色染料が添着された第2の石英ガラス粒子、緑色染料が添着された第3の石英ガラス粒子を混合して得た。
〈12〉封止材(31)の充填及び硬化
上記〈11〉で得られた前駆組成物を上記〈10〉までに得られたLED(50)が搭載された積層体の収容部(30)内に充填した後、硬化させて収容部(30)内を封止材(31)により充塞して、LED搭載横発光基板(2)を得た。
上記〈11〉で得られた前駆組成物を上記〈10〉までに得られたLED(50)が搭載された積層体の収容部(30)内に充填した後、硬化させて収容部(30)内を封止材(31)により充塞して、LED搭載横発光基板(2)を得た。
[第2実施形態](図45に例示する横発光型モジュール)
図45に示すマザーボード配線61{マザーボード表面配線(611)及びスルーホール(612)を備える}が形成され、且つ、抵抗(70)が図45に示す位置に搭載されたマザーボード(60)を用意した。
次いで、このマザーボード(60)のLED搭載横発光基板を搭載するための領域に、上記〈12〉までに得られたLED搭載横発光基板(2)を、リフロー炉を用いて導電性接合材であるハンダ(62)を介して接続して横発光型モジュール(1)を得た。
図45に示すマザーボード配線61{マザーボード表面配線(611)及びスルーホール(612)を備える}が形成され、且つ、抵抗(70)が図45に示す位置に搭載されたマザーボード(60)を用意した。
次いで、このマザーボード(60)のLED搭載横発光基板を搭載するための領域に、上記〈12〉までに得られたLED搭載横発光基板(2)を、リフロー炉を用いて導電性接合材であるハンダ(62)を介して接続して横発光型モジュール(1)を得た。
[第3実施形態](図65〜70に例示するPD搭載横受光型基板)
〈1〉底部放熱層(32)及び底部配線(321)の形成
厚さ400μmの銅箔をフォトリソ法を用いて成形して図67に示す形状の底部放熱層(32)及び底部配線(321)を得た。
〈1〉底部放熱層(32)及び底部配線(321)の形成
厚さ400μmの銅箔をフォトリソ法を用いて成形して図67に示す形状の底部放熱層(32)及び底部配線(321)を得た。
〈2〉下段部構成層(33)及びPD用配線層(34)の形成
厚さ400μmの銅箔が積層されたガラスエポキシコアを有する合計厚さ0.8mmの片面銅張積層板の、銅張面側からドリル加工によって、図2の下段部構成層(33)に示す形状(図36における中段部構成層側形状が、S1/L1=0.8、S2/L2=0.8)の切り欠きを形成すると共に、角度(θ)20度の傾斜を有する下段部切欠端面(331)を形成して、下段部構成層(33)を得た。更に、その後、表面洗浄を行った後、銅箔をフォトリソ法を用いて成形して図67に示す形状のPD用配線層(34)及び位置決めマーク(346)を得た。
厚さ400μmの銅箔が積層されたガラスエポキシコアを有する合計厚さ0.8mmの片面銅張積層板の、銅張面側からドリル加工によって、図2の下段部構成層(33)に示す形状(図36における中段部構成層側形状が、S1/L1=0.8、S2/L2=0.8)の切り欠きを形成すると共に、角度(θ)20度の傾斜を有する下段部切欠端面(331)を形成して、下段部構成層(33)を得た。更に、その後、表面洗浄を行った後、銅箔をフォトリソ法を用いて成形して図67に示す形状のPD用配線層(34)及び位置決めマーク(346)を得た。
〈3〉中段部構成層(35)の形成
厚さ0.8mmのガラスエポキシ基板をドリル加工によって、図67の中段部構成層(35)に示す形状(図36におけるS1/L1=0.8、S2/L2=0.8)の切り欠きを形成して中段部構成層(35)を得た。
厚さ0.8mmのガラスエポキシ基板をドリル加工によって、図67の中段部構成層(35)に示す形状(図36におけるS1/L1=0.8、S2/L2=0.8)の切り欠きを形成して中段部構成層(35)を得た。
〈4〉上段部構成層(36)の形成
厚さ0.8mmのガラスエポキシ基板をドリル加工によって、図67の上段部構成層(36)に示す形状(図36におけるL1、L2、S1及びS2は下段部構成層と同じ)の切り欠きを形成して上段部構成層(36)を得た。
厚さ0.8mmのガラスエポキシ基板をドリル加工によって、図67の上段部構成層(36)に示す形状(図36におけるL1、L2、S1及びS2は下段部構成層と同じ)の切り欠きを形成して上段部構成層(36)を得た。
〈5〉上部放熱層(37)
厚さ400μmの銅箔を用意した。
厚さ400μmの銅箔を用意した。
〈6〉各層の積層
上記〈1〉〜〈3〉で得られた底部放熱層(32)、下段部構成層(33)とPD用配線層(34)及び位置決めマーク(346)との一体物、及び中段部構成層(35)を、熱プレスにより図69に示す積層状態となるように積層した。
一方、上段部構成層(36)と上部放熱層(37)とは図67に示す積層状態となるように熱プレスにより積層した。
上記〈1〉〜〈3〉で得られた底部放熱層(32)、下段部構成層(33)とPD用配線層(34)及び位置決めマーク(346)との一体物、及び中段部構成層(35)を、熱プレスにより図69に示す積層状態となるように積層した。
一方、上段部構成層(36)と上部放熱層(37)とは図67に示す積層状態となるように熱プレスにより積層した。
〈7〉背面配線(343)の形成
上記〈6〉で積層して得られた底部放熱層(32)、下段部構成層(33)、PD用配線層(34)、位置決めマーク(346)及び中段部構成層(35)の積層体の背面に、Pt無電解めっき、Ni電解めっき及びCu電解めっきを施して背面配線(343)を形成した。
上記〈6〉で積層して得られた底部放熱層(32)、下段部構成層(33)、PD用配線層(34)、位置決めマーク(346)及び中段部構成層(35)の積層体の背面に、Pt無電解めっき、Ni電解めっき及びCu電解めっきを施して背面配線(343)を形成した。
〈8〉光反射層(39)の形成
上記〈7〉で得られた背面配線(343)を有する積層体のうち、収容部(30)内に露出される底部放熱層(32)の表面、下段部切欠端面(331)の表面、ランド部(341)の表面、及び背面配線(343)の表面に、Pt無電解めっき、Ni電気めっき及びAg電解めっきを施して、光反射層(39)を形成した。尚、背面配線(343)表面のめっきはCu防錆用のめっきであり、光反射層(39)ではない。
更に、上記〈6〉で得られた上段部構成層(36)と上部放熱層(37)との積層体の収容部(30)内に露出される表面全面に、Pt無電解めっき、Ni電気めっき及びAg電解めっきを施して、光反射層(39)を形成した。
上記〈7〉で得られた背面配線(343)を有する積層体のうち、収容部(30)内に露出される底部放熱層(32)の表面、下段部切欠端面(331)の表面、ランド部(341)の表面、及び背面配線(343)の表面に、Pt無電解めっき、Ni電気めっき及びAg電解めっきを施して、光反射層(39)を形成した。尚、背面配線(343)表面のめっきはCu防錆用のめっきであり、光反射層(39)ではない。
更に、上記〈6〉で得られた上段部構成層(36)と上部放熱層(37)との積層体の収容部(30)内に露出される表面全面に、Pt無電解めっき、Ni電気めっき及びAg電解めっきを施して、光反射層(39)を形成した。
〈9〉PD(56)の搭載
上記〈8〉で得られた、一部に光反射層(39)が形成された底部放熱層(32)、下段部構成層(33)、PD用配線層(34)、位置決めマーク(346)及び中段部構成層(35)の積層体の底部放熱層(32)の収容部(30)内に、pinフォトダイオード(56)1つを接合層を介して接合し、更に、図68に示すように、2つの端子部とPD用配線(34)のランド部(341)とをボンディングワイヤ(54)により電気的に接続した。
上記〈8〉で得られた、一部に光反射層(39)が形成された底部放熱層(32)、下段部構成層(33)、PD用配線層(34)、位置決めマーク(346)及び中段部構成層(35)の積層体の底部放熱層(32)の収容部(30)内に、pinフォトダイオード(56)1つを接合層を介して接合し、更に、図68に示すように、2つの端子部とPD用配線(34)のランド部(341)とをボンディングワイヤ(54)により電気的に接続した。
〈10〉各部の一体化
上記〈9〉までに得られたPD(56)が搭載された半部品と、上部放熱層(37)等を備える半部品と、を熱プレスにより積層して図65に示す状態に一体化した。
上記〈9〉までに得られたPD(56)が搭載された半部品と、上部放熱層(37)等を備える半部品と、を熱プレスにより積層して図65に示す状態に一体化した。
〈11〉封止材の調製
不純物成分(312a)としてAl2O3、TiO2、及びFe2O3を合計で、石英ガラス粒子(312)を含有する石英ガラス粒子(312)を用意した。そして、硬化されて封止材(31)となる前駆組成物を、シリコン樹脂及び石英ガラス粒子を混合して得た。
不純物成分(312a)としてAl2O3、TiO2、及びFe2O3を合計で、石英ガラス粒子(312)を含有する石英ガラス粒子(312)を用意した。そして、硬化されて封止材(31)となる前駆組成物を、シリコン樹脂及び石英ガラス粒子を混合して得た。
〈12〉封止材(31)の充填及び硬化
上記〈11〉で得られた前駆組成物を上記〈10〉までに得られたPD(56)が搭載された積層体の収容部(30)内に充填した後、硬化させて収容部(30)内を封止材(31)により充塞して、PD搭載横受光基板(2)を得た。
上記〈11〉で得られた前駆組成物を上記〈10〉までに得られたPD(56)が搭載された積層体の収容部(30)内に充填した後、硬化させて収容部(30)内を封止材(31)により充塞して、PD搭載横受光基板(2)を得た。
尚、本発明においては、上記の具体的実施例に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。
例えば、図2の分解斜視図に例示された状態のように、各パーツを個片化した上で、積層・組み立てを行いLED搭載用横発光型基板を得ることができる。また、図63及び図64に例示されるように、各パーツが複数個連接形成されたシート状物などを一括して積層・組み立てを行った上で、裁断して(個片化して)LED搭載用横発光型基板を得ることもできる。ここで、図63は1つの収容部を備えるLED搭載用横発光型基板の製造に用いられるシート状物であり、複数個の下段部構成層(33)又は上段部構成層(36)が連接形成された状態を例示しており、図示された点線で切断することで下段部構成層(33)又は上段部構成層(36)の個片が得られることとなる。図64は複数の収容部を備えるLED搭載用横発光型基板の製造に用いられるシート状物であり、複数個の下段部構成層(33)又は上段部構成層(36)が連接形成された状態を例示しており、図示された点線で切断することで下段部構成層(33)又は上段部構成層(36)の個片が得られることとなる。図63及び図64には、下段部構成層又は上段部構成層の連接状態を例示しているが、他の層も同様のパターンで形成することができる。
例えば、図2の分解斜視図に例示された状態のように、各パーツを個片化した上で、積層・組み立てを行いLED搭載用横発光型基板を得ることができる。また、図63及び図64に例示されるように、各パーツが複数個連接形成されたシート状物などを一括して積層・組み立てを行った上で、裁断して(個片化して)LED搭載用横発光型基板を得ることもできる。ここで、図63は1つの収容部を備えるLED搭載用横発光型基板の製造に用いられるシート状物であり、複数個の下段部構成層(33)又は上段部構成層(36)が連接形成された状態を例示しており、図示された点線で切断することで下段部構成層(33)又は上段部構成層(36)の個片が得られることとなる。図64は複数の収容部を備えるLED搭載用横発光型基板の製造に用いられるシート状物であり、複数個の下段部構成層(33)又は上段部構成層(36)が連接形成された状態を例示しており、図示された点線で切断することで下段部構成層(33)又は上段部構成層(36)の個片が得られることとなる。図63及び図64には、下段部構成層又は上段部構成層の連接状態を例示しているが、他の層も同様のパターンで形成することができる。
本発明のLED搭載用横発光型基板、LED搭載横発光型基板及び横発光型モジュールは、LED関連分野において広く利用される。即ち、例えば、家電製品用部品、移動体(自動車、鉄道、船舶、航空機など)用部品などとして利用される。上記のうち家電製品用部品としては、照明器具、スキャニング用光源(汎用コピー・スキャナ用光源及び製品検査用スキャナ光源)などとして好適である。また、移動体用部品としては、室内照明などとして好適である。
1;横発光型モジュール、横受光型モジュール、横型モジュール、
2;LED搭載横発光型基板及びPD搭載横受光型基板、2(LED);LED搭載横発光型基板、2(PD);PD搭載横受光型基板、
3;LED搭載用横発光型基板及びPD搭載用横受光型基板、
30;収容部、301;下段部、302;中段部、303;上段部、
31;封止材、311;透光性樹脂、312;石英ガラス粒子、312a;不純物成分、313;添着成分(演色性改善成分)、314;蛍光体、315;添着材、318;透光性カバー層、319;レンズ(レンズ部)、
32;底部放熱層、321;、底部配線、
33;下段部構成層、33a;下段部構成層表面、33b;下段部構成層裏面、
331;下段部切欠端面、
34;LED用配線層及びPD用配線層、341;ランド部、342;リード部、343;背面配線、344;端子部(LED搭載横発光型基板の端子部及びPD搭載横受光型基板の端子部)、345;スルーホール、346;位置決めマーク、
35;中段部構成層、351;中段部切欠端面、
36;上段部構成層、361;上段部切欠端面、
37;上部放熱層、371;背面放熱層、
381;底部熱吸収体、381a;熱吸収部材、381b;枠体、381c;緩衝領域、381d;底板、383;底部ヒートシンク、
39;光反射層、391;下段部切欠端面の光反射層、392;上段部切欠端面の光反射層、393;収容部下面の光反射層、394;収容部上面の光反射層、
40;上部絶縁層、
50;LED、51;絶縁基板(LED絶縁基板)、52;発光部、53;発光部用端子、54;ボンディングワイヤ、55;接合層、56;受光素子(PD)、
60;マザーボード、601;貫通孔(排熱部材用貫通孔)、
61;マザーボード配線、611;マザーボード表面配線、612、612a、612b及び612c;スルーホール、613;マザーボード端子部、613L;LED用マザーボード端子部、613P;PD用マザーボード端子部、
62;導電性接合材、
70;電子部品(チップ抵抗)、
Z1;積層方向(上方向)、Z2;積層方向(下方向)、
Y1;積層方向に垂直な方向(収容部が開放された方向、横方向)、Y2;積層方向に垂直な方向(後方向)
2’(LED);LED搭載横発光型基板2となる積層体、2’(PD);PD搭載横発光型基板2となる積層体。
2;LED搭載横発光型基板及びPD搭載横受光型基板、2(LED);LED搭載横発光型基板、2(PD);PD搭載横受光型基板、
3;LED搭載用横発光型基板及びPD搭載用横受光型基板、
30;収容部、301;下段部、302;中段部、303;上段部、
31;封止材、311;透光性樹脂、312;石英ガラス粒子、312a;不純物成分、313;添着成分(演色性改善成分)、314;蛍光体、315;添着材、318;透光性カバー層、319;レンズ(レンズ部)、
32;底部放熱層、321;、底部配線、
33;下段部構成層、33a;下段部構成層表面、33b;下段部構成層裏面、
331;下段部切欠端面、
34;LED用配線層及びPD用配線層、341;ランド部、342;リード部、343;背面配線、344;端子部(LED搭載横発光型基板の端子部及びPD搭載横受光型基板の端子部)、345;スルーホール、346;位置決めマーク、
35;中段部構成層、351;中段部切欠端面、
36;上段部構成層、361;上段部切欠端面、
37;上部放熱層、371;背面放熱層、
381;底部熱吸収体、381a;熱吸収部材、381b;枠体、381c;緩衝領域、381d;底板、383;底部ヒートシンク、
39;光反射層、391;下段部切欠端面の光反射層、392;上段部切欠端面の光反射層、393;収容部下面の光反射層、394;収容部上面の光反射層、
40;上部絶縁層、
50;LED、51;絶縁基板(LED絶縁基板)、52;発光部、53;発光部用端子、54;ボンディングワイヤ、55;接合層、56;受光素子(PD)、
60;マザーボード、601;貫通孔(排熱部材用貫通孔)、
61;マザーボード配線、611;マザーボード表面配線、612、612a、612b及び612c;スルーホール、613;マザーボード端子部、613L;LED用マザーボード端子部、613P;PD用マザーボード端子部、
62;導電性接合材、
70;電子部品(チップ抵抗)、
Z1;積層方向(上方向)、Z2;積層方向(下方向)、
Y1;積層方向に垂直な方向(収容部が開放された方向、横方向)、Y2;積層方向に垂直な方向(後方向)
2’(LED);LED搭載横発光型基板2となる積層体、2’(PD);PD搭載横発光型基板2となる積層体。
Claims (20)
- 樹脂質絶縁材を積層して構成され、その積層方向に対して垂直な1つの方向に開放された収容部を備え、該収容部内にLEDを実装した場合に、該LEDの光を上記収容部の開放された方向へ出射するLED搭載用横発光型基板であって、
上記LEDの底面が接合されることとなる金属製の底部放熱層と、
上記収容部のうちの下段部を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記底部放熱層上に積層された樹脂質絶縁材からなる下段部構成層と、
上記下段部構成層上に積層され、且つランド部及びリード部を備えるLED用配線層と、
上記収容部のうちの中段部を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記LED用配線層の上記ランド部を該収容部内に露出させて該LED用配線層上に積層された樹脂質絶縁材からなる中段部構成層と、
上記収容部のうちの上段部を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記中段部構成層上に積層された樹脂質絶縁材からなる上段部構成層と、
上記上段部構成層上に積層された金属製の上部放熱層と、を備え、
上記下段部構成層の上記切り欠かれて形成された端面である下段部切欠端面は上方へ向かって広がるように傾斜され、上記上段部構成層の上記切り欠かれて形成された端面である上段部切欠端面は下方へ向かって広がるように傾斜されており、
上記下段部切欠端面及び上記上段部切欠端面の表面に光反射層を有することを特徴とするLED搭載用横発光型基板。 - 上記収容部は、上記積層方向に対して垂直な上記1つの方向にのみ開放されている請求項1に記載のLED搭載用横発光型基板。
- 上記収容部は、更に、上記積層方向に対して水平な上方向にも開放されている請求項1に記載のLED搭載用横発光型基板。
- 上記外広がりの形状は、略半円形状である請求項1乃至3のうちのいずれかに記載のLED搭載用横発光型基板。
- 上記収容部内を充塞する封止材を備え、
上記封止材は、透光性樹脂と石英ガラス粒子とを含有する請求項1乃至4のうちのいずれかに記載のLED搭載用横発光型基板。 - 上記石英ガラス粒子は、外表面に演色性改善成分が添着されている請求項5に記載のLED搭載用横発光型基板。
- 上記収容部を複数備え且つ該収容部は列設されている請求項1乃至6のうちのいずれかに記載のLED搭載用横発光型基板。
- 上記収容部のうちの1つの収容部内に露出された上記ランド部と、上記収容部のうちの他の収容部内に露出された上記ランド部と、は上記LED用配線層において電気的に接続されている請求項7に記載のLED搭載用横発光型基板。
- 上記底部放熱層の層下及び/又は上記上部放熱層の層上に、熱吸収体を備える請求項1乃至8のうちのいずれかに記載のLED搭載用横発光型基板。
- 請求項1乃至9のうちのいずれかに記載のLED搭載用横発光型基板と、該LED搭載用横発光型基板の上記収容部内に実装されたLEDと、を備えることを特徴とするLED搭載横発光型基板。
- 上記LEDは、絶縁基板と、該絶縁基板上に形成された発光部と、該発光部の上面に形成され且つ該発光部を発光させるための発光部用端子と、を備え、
上記絶縁性基板と上記LED搭載用横発光型基板を構成する上記底部放熱層とは接着剤を介して接合されており、
上記発光部端子と上記LED搭載用横発光型基板の上記ランド部とはボンディングワイヤを介して電気的に接続されている請求項10に記載のLED搭載横発光型基板。 - 上記LEDを1つ又は2つ以上を備え、該LEDの合計出力が1W以上である請求項10又は11に記載のLED搭載横発光型基板。
- 請求項10乃至12のうちのいずれかに記載のLED搭載横発光型基板と、該LED搭載横発光型基板が実装されたマザーボードと、を備えることを特徴とする横発光型モジュール。
- 上記LED搭載用横発光型基板の上記LED用配線層を構成するリード部は、上記下段部構成層の端面のうちの上記切欠端面以外の他の端面に基板実装用ランド部として導出されており、
上記基板実装用ランド部は、上記マザーボードの実装面に配設されたマザーボード表面配線と、導電性接合材を介して電気的に接続されている請求項13に記載の横発光型モジュール。 - 樹脂質絶縁材を積層して構成され、その積層方向に対して垂直な1つの方向に開放された収容部を備え、該収容部内に受光素子を実装した場合に、上記収容部の開放された方向から入射された光を該受光素子で受光する受光素子搭載用横受光型基板であって、
上記受光素子の底面が接合されることとなる金属製の底部放熱層と、
上記収容部のうちの下段部を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記底部放熱層上に積層された樹脂質絶縁材からなる下段部構成層と、
上記下段部構成層上に積層され、且つランド部及びリード部を備える受光素子用配線層と、
上記収容部のうちの中段部を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記受光素子用配線層の上記ランド部を該収容部内に露出させて該受光素子用配線層上に積層された樹脂質絶縁材からなる中段部構成層と、
上記収容部のうちの上段部を構成するために平面視外広がりの形状に一部が切り欠かれ、且つ上記中段部構成層上に積層された樹脂質絶縁材からなる上段部構成層と、
上記上段部構成層上に積層された金属製の上部放熱層と、を備え、
上記下段部構成層の上記切り欠かれて形成された端面である下段部切欠端面は上方へ向かって広がるように傾斜され、上記上段部構成層の上記切り欠かれて形成された端面である上段部切欠端面は下方へ向かって広がるように傾斜されており、
上記下段部切欠端面及び上記上段部切欠端面の表面に光反射層を有することを特徴とする受光素子搭載用横受光型基板。 - 上記収容部は、上記積層方向に対して垂直な上記1つの方向にのみ開放されている請求項15に記載の受光素子搭載用横受光型基板。
- 上記収容部は、更に、上記積層方向に対して水平な上方向にも開放されている請求項16に記載の受光素子搭載用横受光型基板。
- 請求項15乃至17のうちのいずれかに記載の受光素子搭載用横受光型基板と、該受光素子搭載用横受光型基板の上記収容部内に実装された受光素子と、を備えることを特徴とする受光素子搭載横受光型基板。
- 請求項18に記載の受光素子搭載横受光型基板と、該受光素子搭載横受光型基板が実装されたマザーボードと、を備えることを特徴とする横受光型モジュール。
- 請求項10乃至12のうちのいずれかに記載のLED搭載横発光型基板と、請求項18に記載の受光素子搭載横受光型基板と、該LED搭載横発光型基板及び受光素子搭載横受光型基板が実装されたマザーボードと、を備えることを特徴とする横型モジュール。
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Cited By (4)
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JP2011146715A (ja) * | 2010-01-18 | 2011-07-28 | Lg Innotek Co Ltd | 発光素子パッケージ及びこれを備えたライトユニット |
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-
2008
- 2008-07-09 JP JP2008179608A patent/JP2009295948A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011146715A (ja) * | 2010-01-18 | 2011-07-28 | Lg Innotek Co Ltd | 発光素子パッケージ及びこれを備えたライトユニット |
US9112129B2 (en) | 2010-01-18 | 2015-08-18 | Lg Innotek Co., Ltd. | Light emitting diode package and light unit having the same |
JP2012129272A (ja) * | 2010-12-14 | 2012-07-05 | Citizen Electronics Co Ltd | 発光ダイオード |
CN106932879A (zh) * | 2015-11-12 | 2017-07-07 | 日月光半导体制造股份有限公司 | 光学器件封装及其制造方法 |
US10862014B2 (en) | 2015-11-12 | 2020-12-08 | Advanced Semiconductor Engineering, Inc. | Optical device package and method of manufacturing the same |
JP2022022089A (ja) * | 2020-07-24 | 2022-02-03 | 業成科技(成都)有限公司 | 発光モジュール、発光モジュールの製造方法及び電子装置 |
JP7269985B2 (ja) | 2020-07-24 | 2023-05-09 | 業成科技(成都)有限公司 | 発光モジュール、発光モジュールの製造方法及び電子装置 |
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