JP4679268B2 - 発光ダイオード複合素子 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明の要旨は、
上面に上中下3段に並列する3対の配線が形成され、フリップチップ型の発光ダイオードの各電極が金80%、錫20%からなる第1の共晶ハンダを介して前記3対の配線に接続されており、中段に位置する1対の配線に前記発光ダイオードが1つ接続され、上下2段に位置する各1対の配線に前記発光ダイオードがそれぞれ各2つずつ直列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両側に各3つの上下貫通孔が設けられ、前記空所の端縁から上面と各上下貫通孔の内面を経由して下面まで連通する配線が3対形成された架台と、
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各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各配線の前記サブマウント周縁側端子にそれぞれ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、
前記中段に位置する1対の配線に接続される前記発光ダイオードの発光色が赤色であり、前記上下2段に位置する各1対の配線に接続される前記発光ダイオードの発光色のいずれか一方が緑色であり、他方が青色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、
前記発光ダイオードが制御回路によって点滅制御されることを特徴とする。
第1発明から第3発明のいずれかの発光ダイオード複合素子において、
前記発光ダイオードの電極に印加する電圧を変えることにより、全体の色調を特定色に調整することを特徴とする。
第1発明の発光ダイオード複合素子において、
前記発光ダイオードが発光色の同じ1種類からな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(回路)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、サブマウントの中段の中央に赤色の発光ダイオードを1つ、上下段に緑色と青色の発光ダイオードを各2つずつ配置したので、異なる色の光がよく混ざり、色むらが少なく、かつ、色調を自在に変えることができるフルカラー光源が容易に得られる。
第3発明の発光ダイオード複合素子は、印刷配線基板上のプリント配線に接続された制御回路によって少なくとも2種類からなる発光ダイオードの点滅制御が行われるため、文字や画像を動かすことができる。また、第3発明の発光ダイオード複合素子は、たとえば、赤色の発光ダイオード、橙色の発光ダイオード、青色の発光ダイオードの三色をそれぞれ複数個並べ、それぞれの電圧を制御することで、強い赤色、薄い緑色、白色に近い赤色等、色調を各種制御することができる。
第4発明の発光ダイオード複合素子は、たとえば、赤色、緑色及び青色の発光ダイオードが内蔵され、それぞれの電極に印加する電圧を変えることにより、全体の色調を調整することができ、赤色や黄色にすることにより自動車のウインカーとして使用できる。
第5発明の発光ダイオード複合素子は、サブマウント上に発光色の同じ発光ダイオードを配置することにより、従来のものと比べて高輝度の光源が得られる。
図1〜図3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 (5)
- 上面に上中下3段に並列する3対の配線が形成され、フリップチップ型の発光ダイオードの各電極が金80%、錫20%からなる第1の共晶ハンダを介して前記3対の配線に接続されており、中段に位置する1対の配線に前記発光ダイオードが1つ接続され、上下2段に位置する各1対の配線に前記発光ダイオードがそれぞれ各2つずつ直列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両側に各3つの上下貫通孔が設けられ、前記空所の端縁から上面と各上下貫通孔の内面を経由して下面まで連通する配線が3対形成された架台と、
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各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各配線の前記サブマウント周縁側端子にそれぞれ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。 - 前記中段に位置する1対の配線に接続される前記発光ダイオードの発光色が赤色であり、前記上下2段に位置する各1対の配線に接続される前記発光ダイオードの発光色のいずれか一方が緑色であり、他方が青色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。
- 前記発光ダイオードが制御回路によって点滅制御され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。
- 前記発光ダイオードの電極に印加する電圧を変えることにより、全体の色調を特定色に調整することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載された発光ダイオード複合素子。
- 前記発光ダイオードが発光色の同じ1種類からな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。
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