JP6605873B2 - 灯具用光半導体ユニット及び灯具用光半導体ユニットの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、灯具用光半導体ユニット及び灯具用光半導体ユニットの製造方法に関する。

近年、車両灯具に、特許文献１に示すように、光源として、光半導体素子を備えた発光モジュールが用いられる傾向にある。発光モジュールは、光半導体素子を内部に保有する発光モジュール本体と、該発光モジュール本体の基端面から外方に伸びて該発光モジュール本体に対して発光のための給電を行う給電端子と、を備えており、その発光モジュールは、その使用に際して、発光モジュール本体が取付け対象に光の出射と給電の妨げとならないようにして取付けられ（具体的には、灯具本体に取付けられる円筒状のホルダ内に発光モジュール本体の周面を嵌合保持）、給電端子が、給電関連要素に接続すべく取付け対象内を通って外部（具体的には、ホルダ空間を通って外部）に伸ばされている。

特開２０１２−５９６０８号公報

しかし、上記場合においては、取付け対象に対して発光モジュール自体を取付けなければならないことから、折損し易い給電端子の存在を考慮しつつ小さく且つ損傷し易い発光モジュールを取付け対象に取付けなければならず、発光モジュールの取付け時の取扱いは容易とはいえない。
また、近時、発光モジュールの高出力化が進んでおり、それに伴い、発光モジュールに対する放熱性能を高める必要があり、その放熱性能を高めることに関し、改善が求められている。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、取扱い性及び放熱性能を高めることができる灯具用光半導体ユニットを提供することにある。
第２の目的は、上記灯具用光半導体ユニットを製造する灯具用光半導体ユニットの製造方法を提供することにある。

前記第１の目的を達成するために本発明（請求項１に係る発明）にあっては、
基板と、該基板上に配置される発光モジュールとが、備えられ、
前記基板が、板状の金属層と、該金属層の肉厚方向一方側において積層される後面側絶縁層と、該金属層及び該後面側絶縁層を貫通して該基板の肉厚方向両側外方に開口される端子用挿通孔と、を備え、
前記発光モジュールが、内部に光半導体素子を有すると共に基端面を平坦面とする発光モジュール本体と、該発光モジュール本体の基端面から外方に伸びて該発光モジュール本体に対して発光のための給電を行う給電端子と、を備え、
前記発光モジュール本体の基端面が、前記金属層の肉厚方向他方側面に絶縁性接着剤を介して接続され、
前記給電端子の先端部が、前記基板の端子用挿通孔を経て前記後面側絶縁層外面に露出されている、
ことを特徴とする灯具用光半導体ユニットとした構成としてある。この請求項１の好ましい態様は、請求項２〜５に記載の通りである。

前記第２の目的を達成するために本発明（請求項６に係る発明）にあっては、
基板として、板状の金属層と、該金属層の肉厚方向一方側において積層される後面側絶縁層と、該金属層及び該後面側絶縁層を貫通して該基板の肉厚方向両側外方に開口される端子用挿通孔と、を備えるものを用意すると共に、発光モジュールとして、内部に光半導体素子を有すると共に基端面を平坦面とする発光モジュール本体と、該発光モジュール本体の基端面から外方に伸びて該発光モジュール本体に対して発光のための給電を行う給電端子と、を備えるものを用意し、
前記発光モジュール本体の給電端子を前記基板の端子用挿通孔を経て前記後面側絶縁層外面に露出させると共に、該発光モジュール本体の基端面を、前記金属層の肉厚方向他方側面に、絶縁性接着剤を介して接続する、
ことを特徴とする灯具用光半導体ユニットの製造方法とした構成としてある。この請求項６の好ましい態様は、請求項７、１０の記載の通りである。

前記第２の目的を達成するために本発明（請求項８に係る発明）にあっては、
発光モジュールとして、内部に光半導体素子を有すると共に基端面を平坦面とする発光モジュール本体と、該発光モジュール本体の基端面から外方に伸びて該発光モジュール本体に対して発光のための給電を行う給電端子と、を備えるものを用意すると共に、基板として、前記発光モジュールの給電端子を挿通させるための端子用挿通孔として仕上がる前段階の初期孔に絶縁性接着剤が硬化状態をもって充填されている金属層と、該金属層の肉厚方向一方側において積層される後面側絶縁層と、該金属層の肉厚方向他方側において積層される前面側絶縁層と、を備えるものを用意し、
先ず、前記初期孔内の絶縁性硬化接着剤、該初期孔に臨む前記後面側絶縁層及び前記前面側絶縁層に対して加工を行うことにより、前記端子用挿通孔を形成すると共に、前記前面側絶縁層のうち、前記初期孔が臨む領域を少なくとも含む範囲を加工することにより、前記金属層を、少なくとも前記発光モジュール本体の基端面が配置可能となる面積をもって露出させ、
次に、前記発光モジュール本体の給電端子を前記端子用挿通孔を経て前記後面側絶縁層外面に露出させると共に、該発光モジュール本体の基端面を、前記前面側絶縁層において露出する前記金属層上に、絶縁性接着剤を介して接続する、
ことを特徴とする灯具用光半導体ユニットの製造方法とした構成としてある。この請求項８の好ましい態様は、請求項９、１０の記載の通りである。

本発明（請求項１に係る発明）によれば、基板の金属層に光半導体素子の発光モジュール本体が接着され、その光半導体素子における給電端子の先端部が端子用挿通孔を経て基板における絶縁層外面に露出されていることから、発光モジュールと基板とは、当該灯具用光半導体ユニットとして一部品となり、取付け対象に対する取付けに際して、小さく且つ損傷し易い発光モジュールではなく、発光モジュールよりも大きく且つ強固な基板を中心に取扱うことができると共に、折損し易い給電端子を端子用挿通孔により保護できる。これにより、当該灯具用光半導体ユニットにおいては、取付け対象に対する発光モジュールの取付け時の取扱い性を高めることができる。
また、発光モジュールの基端面が、金属層の肉厚方向他方側面に絶縁性接着剤を介して接続されていることから、発光モジュールの高出力化に伴い、その発光モジュールの発熱量が増加するとしても、その熱は、発光モジュール本体の広い基端面から金属層に効果的に伝達されて、その金属層により移動熱量が放熱されることになる。これにより、当該灯具用光半導体ユニットにおいては、発光モジュールに対する放熱性能を高めることができる。
さらには、基板は、発光モジュールよりも広く且つ平坦な面を有し、その面を取付け面として有効に利用できる。このため、当該灯具用光半導体ユニットを用いれば、取付け安定性を高めることができる。

請求項２に係る発明によれば、端子用挿通孔内周面が、絶縁性樹脂被膜により形成されていることから、端子用挿通孔内において、給電端子と金属層との間の絶縁性を保ちつつ、給電端子の先端部を後面側絶縁層上に露出させることができる。これにより、的確な給電構造を確保しつつ、基板に金属層を利用したことに基づいて放熱性能の向上を図ることができる。

請求項３に係る発明によれば、金属層の肉厚方向他方側面に前面側絶縁層が、発光モジュール本体の配置領域を除く領域において積層され、前面側絶縁層上に給電用電極が設けられ、基板に、該基板の肉厚方向両側の絶縁層及び該両絶縁層間の金属層を貫通する貫通孔が形成され、貫通孔内周面全体が絶縁性被膜により形成され、貫通孔内に導電性部材が貫通するようにして配置され、導電性部材が、給電端子と前記給電用電極とを接続していることから、給電端子の先端部を後面側絶縁層上に露出させる場合であっても、貫通孔、導電性部材を利用することにより給電側電極を前面側絶縁層上に設けることができ、その給電側電極への給電により光発光モジュール本体を発光させることができる。この給電側電極を前面側絶縁層上に設けることにより、当該灯具用光半導体ユニットの使い勝手を向上させることができる。

請求項４に係る発明によれば、貫通孔が、前面側絶縁層上において給電電極に臨むようにして開口され、導電性部材が、後面側絶縁層上に配置されて給電端子の先端部と貫通孔の開口との間を跨ぐ接続要素と、貫通孔内周面全体に被覆されて接続要素と給電用電極とを接続する導電性被膜と、を備えていることから、配線に関する構造を極めて簡素な構造とすることができる。特に、視覚対象となる前面側（前面側絶縁層上）においては、配線を全くなくして見栄えを向上させることができる。

請求項５に係る発明によれば、絶縁性接着剤の熱伝導率が後面側絶縁層の熱伝導率よりも高いことから、発光モジュールの高出力化に伴い、その発光モジュールの発熱量が増加するとしても、その発光モジュールから金属層への移動熱量を高めて、発光モジュールに対する放熱性能を高めることができる。

請求項６に係る発明によれば、当該製造方法を使用することにより前記請求項１に係る灯具用光半導体ユニットを製造できる。

請求項７に係る発明によれば、基板を用意するに当たり、端子用挿通孔として仕上がる前段階の初期孔を有した状態で金属層を構成する金属板と、後面側絶縁層を構成する絶縁性基板と、金属板と前記絶縁性基板とを接着するための絶縁性接着剤と、を準備し、その上で、金属板の肉厚方向一方側面と絶縁性基板とを、その両者間に前記絶縁性接着剤を介在させた状態で互いに近づくように押圧することにより、金属板の肉厚方向一方側面と該絶縁性基板とを接着すると共に、絶縁性接着剤を前記初期孔内に押込み、絶縁性接着剤の硬化後、初期孔内の絶縁性接着剤及び初期孔に臨む絶縁性基板の部分に対して加工を行って、端子用挿通孔を形成することから、金属板に対する絶縁性基板の接着作業（押圧作業）を有効に利用して、絶縁性接着剤を初期孔に充填することができると共に、その硬化後の絶縁性接着剤を切削加工により所望の端子用挿通孔に簡単に形成できる。
しかも、初期孔に充填された硬化後の絶縁性接着剤を加工することによって所望の小さな径の端子用挿通孔形成できることから、発光モジュール本体の基端面に臨む空間を少なくすることができ（発光モジュール本体基端面の非接触面積の低減）、放熱性能の低下を抑制できる。

請求項８に係る発明によれば、当該製造方法を使用することにより、前記請求項１に係る灯具用光半導体ユニットのうちでも、金属層の肉厚方向他方側面にも絶縁層（前面側絶縁層）が、発光モジュール本体の配置領域を除く領域において積層されたものを製造することができる。これにより、前面側絶縁層上に給電用電極等、種々の機器、要素を配置できる。

請求項９に係る発明によれば、初期孔への絶縁性接着剤の押込みにおいて、金属板に対する後面側絶縁性基板及び前面側絶縁性基板の接着作業（押圧作業）を有効に利用できることになり、前述の請求項７の場合よりも確実に、絶縁性接着剤を初期孔に充填できる。

請求項１０に係る発明によれば、発光モジュール本体の基端面を金属層に接着するための絶縁性接着剤として、後面側絶縁層の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有するものを用いることから、発光モジュールの高出力化に伴い、その発光モジュールの発熱量が増加するとしても、その発光モジュールから金属層への移動熱量を高めて、発光モジュールに対する放熱性能を高めることができる。

実施形態に係る車両用灯具を示す縦断面図。 実施形態に係る車両用灯具において用いられる灯具用光半導体ユニットを示す斜視図。 実施形態に係る車両用灯具において用いられる灯具用光半導体ユニットを示す拡大縦断面図。 実施形態に係る灯具用光半導体ユニットにおいて用いられる発光モジュールを示す斜視図。 実施形態に係る発光モジュールの内部構造を示す説明図。 実施形態に係る灯具用光半導体ユニットの製造工程を説明する説明図。 図６の続きの工程を説明する説明図。 図７の続きの工程を説明する説明図。 図８の続きの工程を説明する説明図。 図９の続きの工程を説明する説明図。 図１０の続きの工程を説明する説明図。 図１１の続きの工程を説明する説明図。 図１２の続きの工程を説明する説明図。 図１３の状態を示す斜視図。 図１３の続きの工程を説明する説明図。 図１４の続きの工程を説明する説明図。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１において、符号１は、第１実施形態に係る車両用灯具としての前照灯を示す。この前照灯１は、前方が横長形状をもって開口されたランプボディ２と、そのランプボディ２の開口周縁部にその横長形状の開口を覆うようにして着脱可能に取付けられる前面カバー３と、を備えており、そのランプボディ２と前面カバー３とは、灯室４を区画している。この灯室４内には、灯具ユニット５が配設されており、その灯具ユニット５により、照射光が前面カバー３を経て外部に出射されることになっている。

前記灯具ユニット５は、図１に示すように、金属製ヒートシンク（例えばアルミダイキャスト製品）６と、レンズホルダ７と、投影レンズ８と、リフレクタ９と、灯具用光半導体ユニット１０と、を備えている。
ヒートシンク６は、本実施形態においては、金属製の板状の支持板部１１と取付け台部１２とを一体的に有している。支持板部１１は、ランプボディ２の背壁部２ａにエイミングスクリュ１３等を介して支持されており、その支持板部１１の板面は、前後方向を向きつつ、背壁部２ａから前方側に離間された状態で配置されている。取付け台部１２は、支持板部１１の前面に取付けられており、その取付け台部１２の上面は平坦面として形成されている。
レンズホルダ７は、その後端部（一端部）がヒートシンク６の取付け台部１２の前面に取付けられている。レンズホルダ７は、その前端部（他端部）が前方に延出されており、このレンズホルダ７の上面は、取付け台部１２の上面に連続している。
投影レンズ８は、レンズホルダ７の前端部に取付けられており、これにより、投影レンズ８は、車両前後方向に延びる光軸Ｌ上に配置されている。
リフレクタ９は、前記取付け台部１２上面の上方に配置されて、灯具用光半導体ユニット１０を上方側から覆うようにされている。このリフレクタ９は、灯具用光半導体ユニット１０からの光を前方（投影レンズ１５）へ向けて光軸Ｌ寄りに反射する有効反射面を有している。

灯具用光半導体ユニット１０は、図１に示すように、前記リフレクタ９の下方側において、前記取付け台部１２上面に配置されている。この光半導体ユニット１０は、図２に示すように、基板１４と、該基板１４上に配置される発光モジュール１５とを備えており、基板１４が、その板面を取付け台部１２の上面に向けるようにしつつ、ねじ１６により取付け台部１２の上面に固定されている。

基板１４は、図２、図３に示すように、板状の金属層１７と、その金属層１７の肉厚方向一方側（図３中、下側）において積層される後面側絶縁層１８と、金属層１７の肉厚方向他方側（図３中、上側）において積層される前面側絶縁層１９と、を備える積層構造とされている。

金属層１７は、金属板１７Ａにより構成されている。この金属板１７Ａとしては、本実施形態においては１ｍｍ又は３ｍｍ厚のＣｕ板が用いられている。

後面側絶縁層１８は、図３に示すように、金属層１７の肉厚方向一方側面（図３中、下側面）に絶縁性接着剤（例えばエポキシ樹脂）を介して接着された樹脂製の後面側絶縁性基板１８Ａにより構成されている。この後面側絶縁性基板１８Ａの材料には、金属層１７の肉厚方向一方側面に対する接着のために用いられる絶縁性接着剤と同種の樹脂が用いられており、その接着剤は、後面側絶縁性基板１８Ａと一体化した状態で該後面側絶縁性基板１８Ａを金属層１７に接着している。
この後面側絶縁性基板１８Ａの外面には、接続要素として、配線パターン部２０が設けられている。配線パターン部２０は、多少の間隔をあけて平行に伸びる一対の導電性ライン部２１と、その各導電性ライン部２１の一端部に連続するランド部２２と、各導電性ライン部２１の他端部に連続するランド部２３と、各導電性ライン部２１及びランド部２３を覆う絶縁性塗膜部２４と、を有している。
この後面側絶縁性基板１８Ａは、不必要な部分が、極力、取り除かれている。本実施形態においては、後面側絶縁層１８のうち、配線パターン部２０、後述のフィレット４８等が配置される部分が残され、その他の後面側絶縁層１８の大部分が取り除かれる。これに伴い、その取り除かれた部分において、金属層１７が露出することになっている（図３参照）。

前面側絶縁層１９は、図３に示すように、金属層１７の肉厚方向他方側面に前記絶縁性接着剤を介して接着された樹脂製の前面側絶縁性基板１９Ａにより構成されている。この前面側絶縁性基板１９Ａの材料には、金属層１７の肉厚方向他方側面に対する接着のために用いられる絶縁性接着剤と同種の樹脂が用いられており、その接着剤は、後面側絶縁性基板１８Ａの場合と同様、前面側絶縁性基板１９Ａと一体化した状態で該前面側絶縁性基板１９Ａを金属層１７に接着している。
この前面側絶縁性基板１９Ａは、図２、図３に示すように、その一部が取り除かれて金属層１７が露出されている。この金属層１７の露出部分は前記発光モジュール１５の配置領域２５として設定されており、その発光モジュール１５の配置領域２５は、基板１４の肉厚方向において、配線パターン部２０におけるランド部２２に対して対向配置されている。
この前面側絶縁性基板１９Ａの表面には、前記発光モジュール１５の配置領域２５の近傍において、一対の給電用電極２６が設けられている。この各給電用電極としては、金属薄膜、例えばＣｕ箔が用いられており、その各給電用電極２６は、前面側絶縁性基板１９Ａの肉厚方向において、前記配線パターン部２０における各ランド部２３に対向配置されている。
また、この前面側絶縁性基板１９Ａの表面には、配線パターンの形成が可能であるため、図２に示すように、コネクタ２７やサーミスタ２８等の電子部品が実装されている。サーミスタ２８は、温度を検出して発光モジュール１５に対する電流制御を行うべく、発光モジュール１５の近傍に配置される。

前記基板１４には、図３に示すように、一対の端子用挿通孔２９と一対のスルーホール３０とが、該基板１４をその肉厚方向において貫通するように形成されている。
一対の各端子用挿通孔２９は、その各一端が、前記配線パターン部２０の各ランド部２２の穴にそれぞれ開口され、その各他端が発光モジュール１５の配置領域２５に開口されている。この各端子用挿通孔２９の内周面は、金属層１７においては前記絶縁性接着剤（絶縁性樹脂被膜）３２をもって形成され、後面側絶縁層１８においては、その後面側絶縁層１８の面をもって形成されており、このような各端子用挿通孔２９内は金属層１７に対して絶縁されている。具体的には、この各端子用挿通孔２９を形成するに当たっては、金属層１７に予め形成されている端子用初期孔３１に絶縁性接着剤３２を充填した状態にし、その硬化後に、その充填部分及び後面側絶縁層１８に対して機械加工を行うことになる。

一対のスルーホール３０は、図３に示すように、その各一端が前記配線パターン部２０における各ランド部２３に臨むようにしてそれぞれ開口され、その各他端は、発光モジュール１５の配置領域２５近傍における前面側絶縁層１９の外面にそれぞれ開口されている。この各スルーホール３０の内周面は、基板１４の肉厚方向全体に亘って導電性被膜３３により形成され、その導電性被膜３３の径方向外側には、金属層１７に対して絶縁性を確保すべく、絶縁層３４が配置されている。具体的には、金属層１７に予め形成されているスルーホール用初期孔３５に前記絶縁性接着剤３２を充填した状態にした上で、その硬化後に、その充填部分、後面側絶縁層１８及び前面側絶縁層１９に対して、スルーホール用初期孔３５よりも小径とされた貫通孔５１を機械加工により形成し、その貫通孔５１内周面に導電性被膜３３を形成することになる。このため、絶縁層３４として、絶縁性接着剤３２、後面側絶縁層１８及び前面側絶縁層１９が利用されることになる。
このような結果、各スルーホール３０の内周面を構成する導電性被膜３３は、配線パターン部２０における各ランド部２３（導電性ライン部２１の他端部）と前記各給電用電極２６とを接続することになる。

前記発光モジュール１５は、図３〜図５に示すように、発光モジュール本体３６と、給電端子としての一対のリード３７とを備えている。
発光モジュール本体３６は、円板状のステム３８と、そのステム３８上に配置される有底円筒形状のキャップ３９と、備えている。
ステム３８は、その上下のいずれの面３８ａ，３８ｂも平坦面に形成されており、上面３８ａが部品配置面を構成し、下面３８ｂが発光モジュール本体３６の基端面を構成している。このステム３８の上面３８ａには、ヒートシンク４０、サブマウント４１を介して、光半導体素子としてのレーザダイオード（チップ）４２が配置されている。本実施形態においては、レーザダイオード４２として、青色レーザ光を発光するものが用いられており、そのレーザダイオード４２からのレーザ光は上方側に向けて照射されることになっている。
キャップ３９は、その開口端部がステム上面３８ａに当接するように配置されており、そのキャップ３９の内部空間に前記ヒートシンク４０、サブマウント４１、レーザダイオード４２等が収納されている。このキャップ３９の底部３９ａには、レーザダイオード４２からのレーザ光の照射領域において、黄色を発生する蛍光体４３が設けられており、その蛍光体４３を青色レーザ光が経ることにより、白色光が出射されることになっている。

前記一対のリード３７は、図５に示すように、前記ステム３８を該ステム３８に形成される貫通孔４４を通って該ステム３８の肉厚方向に貫通している。各リード３７の一端部は、ステム上面３８ａの上方に伸びており、その各リード３７の一端部とレーザダイオード４２とは金属ワイヤー４５を介してそれぞれ接続されている。各リード３７の他端部は、ステム下面（基端面）３８ｂ外方へと伸びており、その各リード３７とステム３８の各貫通孔４４との間には、絶縁材（図示略）が介在されている。

このような発光モジュール１５は、図３に示すように、その発光モジュール本体３６の下面３８ｂが、前記金属層１７が露出する部分、すなわち発光モジュール１５の配置領域２５に絶縁性接着剤４７を介して接着されている。
絶縁性接着剤４７としては、絶縁性高放熱接着剤４７が用いられている。この絶縁性高放熱接着剤４７は、絶縁性と熱伝導率を高めるために樹脂中にフィラー（充填材）が混入されており、その熱伝導率は前述の絶縁性接着剤３２、後面側絶縁層１８、前面側絶縁層１９の熱伝導率よりも高いものとなっている。本実施形態においては、この絶縁性高放熱接着剤として、シリコーン系樹脂にアルミナ等のフィラーを含有させたものが、厚みを６０μｍ程度以下の薄い厚みにして使用され、その際、その熱伝導率としては、２W/mK以上のものを用いることが好ましい。これにより、発光モジュール１５から金属層１７への移動熱量は、広い伝熱面積、絶縁性接着剤４７の高い熱伝導率により、極力高められる。
また、発光モジュール本体３６が配置領域２５に接着されている状態において、各リード３７が各端子用挿通孔２９にそれぞれ挿入されている。
各リード３７の先端部は、各端子用挿通孔２９及び配線パターン部２０におけるランド部２２（の穴）を経て外部に突出しており、その突出した各リード３７先端部と各ランド部２２とは、その両者３７，２２の半田付けによりフィレット４８が形成されている。これにより、発光モジュール１５は、配線パターン部２０、スルーホール３０を形成する導電性被膜３３を介して給電用電極２６に接続されることになる。

したがって、このような前照灯１においては、灯具用光半導体ユニット１０が、発光モジュール１５を基板４に搭載したものからなり、その灯具用光半導体ユニット１０を取付け台部１２に取付ければよいことから、その前照灯１の製造に際しては、小さく且つ損傷し易い発光モジュールで１５はなく、発光モジュール１５よりも大きく且つ強固な基板１４を中心に取扱うことができると共に（取扱い性向上）、折損し易いリード３７を端子用挿通孔２９により保護できる。

また、発光モジュール１５の下面３８ｂが、金属層１７の肉厚方向他方側面に絶縁性高放熱接着剤４７を介して接着されていることから、発光モジュール１５の高出力化に伴い、その発光モジュール１５の発熱量が増加するとしても、発光モジュール本体３６における広い下面３８ｂを伝熱面積として利用できると共に絶縁性高放熱接着剤４７の熱伝導率を利用でき、発光モジュール１５からの熱を効果的に金属層１７に伝達することができる。これに伴い、金属層１７が迅速に放熱することになり、発光モジュール１５に対する放熱性能を高めることができる。

さらには、基板１４は、発光モジュール１５よりも広く且つ平坦な面を有し、その面を取付け面として有効に利用でき、取付け台部１２に対する取付け安定性を高めることができる。しかも、その面においては、後面側絶縁層１８が極力、取り除かれて、その面の大部分において、金属層１７が露出することになっていることから、その金属層１７を取付け台部１２に接触させることができることになり、放熱性を高めることができる。
この場合、取付け台部１２の上面に凹所を形成し、その凹所内に後面側絶縁層１８及びその上における配線パターン部２０、フィレット４８等を収納することが好ましい。露出する金属層１７における平坦な大部分の外面を取付け台部１２の上面に的確に当接させることができ、これに伴い、取付け性を向上できると共に、取付け台部１２（（ヒートシンク６）への熱伝達性能を高めることができるからである。勿論この場合、別の態様として、金属層１７（基板１７）に凹所を形成し、その凹所内に、後面側絶縁層１８、その上に配置される配線パターン部２０等を設けるようにしてもよい。

しかも、発光モジュール１５のリード３７を後面側絶縁層１８の外面に露出させなければならない構造の下でも、給電側電極２６を前面側絶縁層１９上に設けることができ、灯具用光半導体ユニット１０の使い勝手を向上させることができる。

次に、上記灯具用光半導体ユニット１０の製造方法について説明する。
先ず、図６に示すように、金属板１７Ａを用意する。この金属板１７Ａには、端子用初期孔３１とスルーホール用初期孔（貫通孔）３５とが所定間隔をあけて予め形成されている。本実施形態では、金属板１７Ａとして、Ｃｕ板が用いられる。

次に、図７に示すように、金属板１７Ａの肉厚方向一方側面と後面側絶縁性基板１８Ａとをその両者１７Ａ，１８Ａ間に絶縁性接着剤３２を介在させた状態で重ねると共に、金属板１７Ａの肉厚方向他方側面と前面側絶縁性基板１９Ａとをその両者１７Ａ，１９Ａ間に絶縁性接着剤３２を介在させた状態で重ね、その後面側絶縁性基板１８Ａと前面側絶縁性基板１９Ａとを互いに近づくように押圧することにより、金属板１７Ａに後面側絶縁性基板１８Ａと前面側絶縁性基板１９Ａとを接着すると共に、絶縁性接着剤３２を端子用初期孔３１内及びスルーホール用初期孔３５内に押込む。初期孔３１，３５への絶縁性接着剤３２の押込みにおいて、金属板１７Ａに対する後面側絶縁性基板１８Ａ及び前面側絶縁性基板１９Ａの接着作業（押圧作業）を有効に利用するためである。
この場合、金属板１７Ａの厚みが厚い場合（例えば３ｍｍ）又は初期孔３１，３５の径が大きい場合には、後面側絶縁性基板１８Ａ及び前面側絶縁性基板１９Ａの接着作業（押圧作業）前に、絶縁性接着剤３２を初期孔３１，３５にある程度、充填しておくことが好ましい。また、この接着作業（押圧作業）に際して、金属板１７Ａ，後面側絶縁性基板１８Ａ及び前面側絶縁性基板１９Ａに対して加熱することは、作業性の観点からより好ましい。

次に、図８に示すように、後面側絶縁性基板１８Ａの外面及び前面側絶縁性基板１９Ａの外面に、金属箔（例えばＣｕ箔）４９を一体化して、積層構造体５０を形成する。給電用電極２６、配線パターン部２０等を形成するためである。

次に、図９に示すように、積層構造体５０に一対の端子用挿通孔２９と一対の貫通孔５１とを形成する。この端子用挿通孔２９は、初期孔３１内の絶縁性接着剤３２（硬化）が存在する領域において、その初期孔３１よりも小さい径をもって、積層構造体５０をその肉厚方向に貫通し、その端子用挿通孔２９の内周面は、後面側絶縁性基板１８Ａ、絶縁性接着剤３２（硬化）及び前面側絶縁性基板１９Ａにより絶縁性が確保されることになる。また、貫通孔５１は、初期孔３５内の絶縁性接着剤３２（硬化）が存在する領域において、初期孔３５よりも小さい径をもって、積層構造体５０をその肉厚方向に貫通し、その貫通孔５１の内周面は、端子用挿通孔２９の内周面同様、後面側絶縁性基板１８Ａ、絶縁性接着剤３２（硬化）及び前面側絶縁性基板１９Ａにより絶縁性が確保されることになる。

次に、図１０に示すように、各貫通孔５１内周面に導電性被膜（例えばＣｕ膜）３３をめっき等により被覆する。スルーホール３０を形成するためである。

次に、図１１に示すように、エッチングにより金属箔４９の不要な部分を除去する。すなわち、前面側絶縁性基板１９Ａの外面においては、各スルーホール３０内周面の金属膜５２に連続する給電用電極２６のベース部分２６ａが形成され、後面側絶縁性基板１８Ａの外面においては、各スルーホール３０内周面の金属膜５２に連続するランド部２３、その各ランド部２３に連なる導電性ライン部２１、各端子用挿通孔２９の開口周縁部に配置されて各導電性ライン部２１が連なるランド部２２（配線パターン部２０）が形成される。

次に、図１２に示すように、機械加工（ザグリ加工）により、前面側絶縁性基板１９Ａのうち、端子用挿通孔２９を中心として、一定の領域を除去し、その領域において金属板１７Ａを露出させる。発光モジュール１５の配置領域２５を確保するためである。
また、この場合、後面側絶縁性基板１８Ａの不要な部分も除去される。その際、その露出する露出部分（金属板１７Ａ）に対して腐食防止処理、金メッキ処理等を行うことが好ましい。

次に、図１３、図１４に示すように、前面側絶縁性基板１９Ａにおいては、各給電用電極２６のためのベース部２６ａ上面に対して金属箔（例えばＣｕ箔）５３をそれぞれ一体化して、一対の給電用電極２６を形成する。また、後面側絶縁性基板１８Ａにおいては、配線パターン部２０を、一対のランド部２２を除き、絶縁性塗膜部２４により覆い、一対のランド部２２のみを外部に露出させた状態とする。この場合、各ランド部２２において半田付けを容易にするために、その各ランド部の外面には表面処理（金メッキ処理、半田めっき処理等）が施される。

次に、図１５に示すように、ディスペンサー（図示略）を用いて、発光モジュール１５の配置領域２５に前記絶縁性高放熱接着剤４７が塗布する。発光モジュール本体３６の下面３８ａを配置領域２５（金属層１７）に固定するためである。この場合、発光モジュール本体３６の下面３８ａ全体が配置領域に接着されるように、絶縁性高放熱接着剤４７を配置領域２５に広がるように塗布する。

次に、図１６に示すように、マウンター(図示略)等の組立設備を用いて、発光モジュール本体３６の下面３８ａを絶縁性高放熱接着剤４７を介して配置領域２５上に降ろすと共に、一対の各リード３７を一対の各端子用挿通孔２９に挿入し、各リード３７の先端部を各ランド部２２から外方に突出させる。そして、接着剤４７を加熱し、その接着剤４７が硬化した後、ロボット又はレーザ（図示略）を用いて、各リード３７と各ランド部２２とを半田付けし、フィレット４８を形成する。これにより、発光モジュール１５が基板１４上に固定されると共に、その発光モジュール１５に対して一対の給電用電極２６から電力が供給可能となる。

以上、実施形態について説明したが本発明にあっては、次のような態様を包含する。
（１）基板１４として、前面側絶縁層１９を設けず、金属層１７に後面側絶縁層１８だけを積層したものを用いること。
（２）光半導体素子としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）等を用いること。
（３）金属板１７ＡとしてのＣｕ板として、１ｍｍ、３ｍｍ以外の種々の厚みのものを用いること。
（４）各給電用電極２６を、前面側絶縁性基板１９Ａ表面の種々の位置に配置すること。
（５）各端子用挿通孔２９の内周面を形成するに当たり、その各端子用挿通孔２９内に充填すべき絶縁性接着剤３２に代えて、接着機能を有しない絶縁性樹脂（インク）を用いること。
（６）後面側絶縁性基板１８Ａの外面及び前面側絶縁性基板１９Ａの外面に金属箔４９を一体化したものを準備しておき、図７における工程において、それらを用いること。
（７）前面側絶縁性基板１９Ａとして、予め、給電用電極２６が形成されているもの、後面側絶縁性基板１８Ａとして、予め、ランド部２３、導電性ライン部２１、ランド部２２（配線パターン部２０）が形成されているものを準備しておき、この前面側絶縁性基板１９Ａ、後面側絶縁性基板１８Ａを用いることにより、給電用電極２６の形成工程、配線パターン部２０の形成工程を省くこと。
（８）スルーホール３０に代えて、貫通孔５１の内周面に導電性物質（Ｃｕ等）を電気めっき等により堆積させることにより、該貫通孔５１内に導電性物質が充填されたものを用いること。

１ 前照灯（車両用灯具）
１０ 灯具用光半導体ユニット
１５ 発光モジュール
１７ 金属層
１７Ａ 金属板
１８ 後面側絶縁層
１８Ａ 後面側絶縁性基板
１ 前面側絶縁層
１９Ａ 前面側絶縁性基板
２０ 配線パターン部（導電性部材、接続要素）
２５ 発光モジュール本体の配置領域
２６ 給電用電極
２９ 端子用挿通孔
３０ スルーホール
３１ 端子用初期孔
３２ 絶縁性接着剤
３３ 導電性被膜(導電性部材)
３５ スルーホール用初期孔（貫通孔）
３６ 発光モジュール本体
３７ リード（給電端子）
３８ｂ ステム下面（発光モジュール本体の基端面）
４２ レーザダイオード（光半導体素子）
４７ 絶縁性高放熱接着剤
５１ 貫通孔

Claims (6)

1. 基板と、該基板上に配置される発光モジュールとが、備えられ、
   前記基板が、板状の金属層と、該金属層の肉厚方向一方側において積層される後面側絶縁層と、該金属層及び該後面側絶縁層を貫通して該基板の肉厚方向両側外方に開口される端子用挿通孔と、を備え、
   前記発光モジュールが、内部に光半導体素子を有すると共に基端面を平坦面とする発光モジュール本体と、該発光モジュール本体の基端面から外方に伸びて該発光モジュール本体に対して発光のための給電を行う給電端子と、を備え、
   前記発光モジュール本体の基端面が、前記金属層の肉厚方向他方側面に絶縁性接着剤を介して接続され、
   前記給電端子の先端部が、前記基板の端子用挿通孔を経て前記後面側絶縁層外面に露出されている、
   灯具用光半導体ユニットであって、
   前記金属層の肉厚方向他方側面に前面側絶縁層が、前記発光モジュール本体の配置領域を除く領域において積層され、
   前記前面側絶縁層上に給電用電極が設けられ、
   前記基板に、該基板の肉厚方向両側の絶縁層及び該両絶縁層間の金属層を貫通する貫通孔が形成され、
   前記貫通孔内周面全体が絶縁性被膜により形成され、
   前記貫通孔内に導電性部材が貫通するようにして配置され、
   前記導電性部材が、前記給電端子と前記給電用電極とを接続している、
   ことを特徴とする灯具用光半導体ユニット。
2. 請求項１において、
   前記貫通孔が、前記前面側絶縁層上において前記給電電極に臨むようにして開口され、
   前記導電性部材が、前記後面側絶縁層上に配置されて前記給電端子の先端部と前記貫通孔の開口との間を跨ぐ接続要素と、前記貫通孔内周面全体に被覆されて前記接続要素と前記給電用電極とを接続する導電性被膜と、を備えている、
   ことを特徴とする灯具用光半導体ユニット。
3. 基板として、板状の金属層と、該金属層の肉厚方向一方側において積層される後面側絶縁層と、該金属層及び該後面側絶縁層を貫通して該基板の肉厚方向両側外方に開口される端子用挿通孔と、を備えるものを用意すると共に、発光モジュールとして、内部に光半導体素子を有すると共に基端面を平坦面とする発光モジュール本体と、該発光モジュール本体の基端面から外方に伸びて該発光モジュール本体に対して発光のための給電を行う給電端子と、を備えるものを用意し、
   前記発光モジュール本体の給電端子を前記基板の端子用挿通孔を経て前記後面側絶縁層外面に露出させると共に、該発光モジュール本体の基端面を、前記金属層の肉厚方向他方側面に、絶縁性接着剤を介して接続する、
   灯具用光半導体ユニットの製造方法であって、
   前記基板を用意するに当たり、前記端子用挿通孔として仕上がる前段階の初期孔を有した状態で前記金属層を構成する金属板と、前記後面側絶縁層を構成する絶縁性基板と、前記金属板と前記絶縁性基板とを接着するための絶縁性接着剤と、を準備し、
   その上で、前記金属板の肉厚方向一方側面と前記絶縁性基板とを、その両者間に前記絶縁性接着剤を介在させた状態で互いに近づくように押圧することにより、該金属板の肉厚方向一方側面と該絶縁性基板とを接着すると共に、前記絶縁性接着剤を前記初期孔内に押込み、
   前記絶縁性接着剤の硬化後、前記初期孔内の該絶縁性接着剤及び該初期孔に臨む前記絶縁性基板の部分に対して加工を行って、前記端子用挿通孔を形成する、
   ことを特徴とする灯具用光半導体ユニットの製造方法。
4. 発光モジュールとして、内部に光半導体素子を有すると共に基端面を平坦面とする発光モジュール本体と、該発光モジュール本体の基端面から外方に伸びて該発光モジュール本体に対して発光のための給電を行う給電端子と、を備えるものを用意すると共に、基板として、前記発光モジュールの給電端子を挿通させるための端子用挿通孔として仕上がる前段階の初期孔に絶縁性接着剤が硬化状態をもって充填されている金属層と、該金属層の肉厚方向一方側において積層される後面側絶縁層と、該金属層の肉厚方向他方側において積層される前面側絶縁層と、を備えるものを用意し、
   先ず、前記初期孔内の絶縁性硬化接着剤、該初期孔に臨む前記後面側絶縁層及び前記前面側絶縁層に対して加工を行うことにより、前記端子用挿通孔を形成すると共に、前記前面側絶縁層のうち、前記初期孔が臨む領域を少なくとも含む範囲を加工することにより、前記金属層を、少なくとも前記発光モジュール本体の基端面が配置可能となる面積をもって露出させ、
   次に、前記発光モジュール本体の給電端子を前記端子用挿通孔を経て前記後面側絶縁層外面に露出させると共に、該発光モジュール本体の基端面を、前記前面側絶縁層において露出する前記金属層上に、絶縁性接着剤を介して接続する、
   ことを特徴とする灯具用光半導体ユニットの製造方法。
5. 請求項４において、
   前記基板を用意するに当たり、前記初期孔を有した状態で金属層を構成する金属板と、前記後面側絶縁層を構成する後面側絶縁性基板と、前記前面側絶縁層を構成する前面側絶縁性基板と、前記金属板と前記各絶縁性基板とを接着するための絶縁性接着剤と、を準備し、
   前記金属板の肉厚方向一方側面と前記後面側絶縁性基板とをその両者間に前記絶縁性接着剤を介在させた状態で重ねると共に、該金属板の肉厚方向他方側面と前記前面側絶縁性基板とをその両者間に前記絶縁性接着剤を介在させた状態で重ねた上で、該後面側絶縁性基板と該前面側絶縁性基板とを互いに近づくように押圧することにより、該金属板に該後面側絶縁性基板と該前面側絶縁性基板とを接着すると共に、前記絶縁性接着剤を前記初期孔内に押込む、
   ことを特徴とする灯具用光半導体ユニットの製造方法。
6. 請求項４において、
   前記発光モジュール本体の基端面を前記金属層に接着するための絶縁性接着剤として、前記後面側絶縁層の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有するものを用いる、
   ことを特徴とする灯具用光半導体ユニットの製造方法。

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