Led模塊以及使用它的led燈的制作方法
【專利摘要】提供一種LED模塊，所述LED模塊即使被安裝的LED裝置很少，也能夠得到廣的配光分布，且結(jié)構(gòu)簡單安裝容易。LED模塊包括柱狀的安裝基板和多個(gè)LED裝置。安裝基板具有在第一金屬板和第二金屬板之間具有絕緣層的結(jié)構(gòu)，在該安裝基板的頂端部安裝多個(gè)LED裝置時(shí)，將第一金屬板作為正極側(cè)的電極，將所述第二金屬板作為負(fù)極側(cè)的電極。
【專利說明】LED模塊以及使用它的LED燈
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LED模塊以及使用該LED模塊的、在球形燈罩的中心附近具有光源的LED燈，所述LED模塊包括柱狀的安裝基板和LED裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]使用LED元件作為光源的照明裝置開始普及。在LED照明裝置中的燈泡型LED燈中，有為了擴(kuò)大配光分布，在球形燈罩內(nèi)設(shè)置反射體或棱鏡等的光學(xué)構(gòu)件的LED燈(例如專利文獻(xiàn)I)。又，在燈泡型LED燈中，有在球形燈罩的中心附近配置發(fā)光部，減少遮擋來自發(fā)光部的光的因素的LED燈(例如專利文獻(xiàn)2以及3)。進(jìn)一步，在燈泡型LED燈中，有在球形燈罩內(nèi)立體地配置多個(gè)LED裝置的LED燈(例如專利文獻(xiàn)4以及5)。在以下的說明中，將從晶圓切出了的狀態(tài)的LED元件稱為LED裸晶，將以熒光樹脂覆蓋LED裸晶、且形成了安裝用的電極的狀態(tài)的LED元件稱為LED裝置，將在安裝基板安裝了 LED裝置的構(gòu)成部件稱為LED模塊。
[0003]專利文獻(xiàn)I的圖1示出了在球形燈罩5的內(nèi)側(cè)具有多個(gè)LED燈2 (LED裝置)和大致漏斗狀的光控制構(gòu)件3的標(biāo)燈A (LED燈)。光控制構(gòu)件3的外表面31是反射體，將來自配置在基體I的周邊部的LED燈2的光大致彎曲成直角。光控制構(gòu)件3的中央部中空，使來自配置在基體I的中心部的LED燈2的光照原樣筆直地前進(jìn)。如以上的那樣，標(biāo)燈A在所希望的角度范圍內(nèi)放射光。
[0004]最近，LED裸晶大型化，并且耐受電流值也變大。因此，存在若在球形燈罩的中心配置單一或者少數(shù)的LED裸晶，能得到明亮且配光分布廣的LED燈的情況。例如專利文獻(xiàn)2的圖1示出在金屬框架I的一部分設(shè)置有隆起部1A、在隆起部IA上搭載有LED芯片3(LED裸晶)的超廣配光型LED燈。在超廣配光型LED燈中，在透光性的塑料罩6的中心附近配置LED芯片3，得到廣的配光特性。
[0005]專利文獻(xiàn)3的圖2示出在透光性殼體65 (球形燈罩)的中央部具有3個(gè)發(fā)光元件芯片20 (LED裸晶)的發(fā)光模塊64 (LED燈)。發(fā)光元件芯片20通過銀漿與導(dǎo)線部31以及導(dǎo)線部33連接。導(dǎo)線部31以及導(dǎo)線部33被固定在端子鑄模部161。發(fā)光元件芯片20、導(dǎo)線部31以及導(dǎo)線部33的周圍被液態(tài)鑄模介質(zhì)30覆蓋。液態(tài)鑄模介質(zhì)30以與發(fā)光元件芯片20直接接觸的形式通過對流向周圍擴(kuò)散發(fā)光元件芯片20發(fā)出的熱量。液態(tài)鑄模介質(zhì)30與發(fā)光兀件芯片20 —起被容納且密封在透光性殼體65內(nèi)。
[0006]作為得到明亮且配光分布廣的LED燈的其他方法，有在球形燈罩內(nèi)立體地配置多個(gè)LED的方法。例如專利文獻(xiàn)4的圖1中，示出在罩2(球形燈罩)內(nèi)以籠型均等配置的FPC(柔性基板)上具有多個(gè)LED芯片6 (LED裝置)的LED燈泡(LED燈)。在該LED燈泡中，使光源為球狀，通過向各方向放射LED芯片6的直射光,使向所有方向的光照射成為可能。
[0007]專利文獻(xiàn)5的圖1示出在透明罩4 (球形燈罩)內(nèi)，在多面結(jié)構(gòu)的基板結(jié)構(gòu)體5的上表面以及側(cè)面配置多個(gè)芯片LEDlO (LED裝置)的燈泡型LED照明器材I。在燈泡型LED照明器材I中，在基板結(jié)構(gòu)體5所包含的側(cè)面基板6以及頂板7上涂敷導(dǎo)電材料，使這些板材成為熱傳導(dǎo)性良好的材料，并改善散熱效率。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本特開2000-45237號(hào)公報(bào)(圖1)
[0011]專利文獻(xiàn)2:日本特開2008-98544號(hào)公報(bào)(圖1)
[0012]專利文獻(xiàn)3:日本專利4735794號(hào)公報(bào)(圖2)
[0013]專利文獻(xiàn)4:日本特開2003-59305號(hào)公報(bào)(圖1)
[0014]專利文獻(xiàn)5:日本特開2009-277586號(hào)公報(bào)(圖1)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]采用如專利文獻(xiàn)I的圖1示出的LED燈那樣，在球形燈罩內(nèi)配置了光學(xué)構(gòu)件的LED燈的話，由于部件件數(shù)增加了光學(xué)構(gòu)件的數(shù)量，結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，而且組裝工時(shí)也增加，因此不是優(yōu)選方案。
[0016]采用在專利文獻(xiàn)2的圖1以及專利文獻(xiàn)3的圖2示出的LED燈的話，由于僅在球形燈罩的中心附近配置少量的LED裸晶作為發(fā)光部，因此結(jié)構(gòu)當(dāng)然變得簡單制造負(fù)荷減少。然而，專利文獻(xiàn)2示出的LED燈使引線框架變形并將LED裸晶配置在球形燈罩的中心附近，是適合超小型的LED燈的結(jié)構(gòu)。因此，若直接將其大型化，沖壓機(jī)或注塑成型裝置也大型化，從而不能簡單地制造出來。專利文獻(xiàn)3示出的發(fā)光模塊64 (LED燈)中，在被端子鑄模部161固定的導(dǎo)線部31以及導(dǎo)線部33上安裝發(fā)光元件芯片20 (LED裸晶)。S卩，即使在球形燈罩的中心附近有光源，也要向大型、復(fù)雜且異型的部件安裝LED裸晶，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化且生產(chǎn)上的負(fù)荷也變大。又，如果如專利文獻(xiàn)3的發(fā)光模塊64那樣采用通過液態(tài)鑄模介質(zhì)30進(jìn)行發(fā)光元件芯片20的散熱的方式的話，重量增加且結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜化。
[0017]采用專利文獻(xiàn)4的圖1以及專利文獻(xiàn)5的圖1示出的LED燈泡(LED燈)那樣，在球形燈罩內(nèi)立體地配置多個(gè)LED的LED燈的話，即使得到了明亮且廣的配光分布，但由于需要很多LED裝置，因此安裝部的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜且制造工時(shí)也變多。關(guān)于專利文獻(xiàn)4的LED燈，采用在平面狀的FPC上安裝LED裝置后使其立體化的工序，稍微改善了制造工序。然而，由于還是需要很多LED裝置，或要將平面狀的FPC立體地彎曲等，結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜度或制造上的負(fù)荷很大。專利文獻(xiàn)5揭示了一種基板結(jié)構(gòu)體5 (安裝基板)的組裝方法，其暫且在基板11上安裝LED裝置后切割出側(cè)面基板6，其后再次連接側(cè)面基板6，并安裝頂板7。然而，該方法的工序也是復(fù)雜且長的。又，在專利文獻(xiàn)5中有從熱傳導(dǎo)良好的材料中選擇側(cè)面基板6以及頂板7的材料從而能使熱傳導(dǎo)效率提高的記載，但不清楚向外部散熱的導(dǎo)熱性外殼3和基板結(jié)構(gòu)體5的熱連接關(guān)系。
[0018]因此，為了以比較簡單的方法得到具有較廣的配光分布的LED燈，只要在球形燈罩的中心附近配置LED裝置，用柱狀的安裝基板支承該LED裝置即可。即，只要準(zhǔn)備具有LED裝置和柱狀的安裝基板的LED模塊即可。
[0019]本發(fā)明的目的在于，提供一種LED模塊，所述LED模塊即使是少量LED裝置也能得到廣的配光分布，且結(jié)構(gòu)簡單、安裝容易。又，本發(fā)明的目的在于，提供一種LED燈，所述LED燈即使在球形燈罩的中心附近具有光源，也結(jié)構(gòu)簡單、安裝容易且散熱效率良好。
[0020]本發(fā)明的LED模塊的特征在于，包括:柱狀的安裝基板，所述柱狀的安裝基板由第一金屬板、絕緣層以及第二金屬板依序?qū)訅憾桑龅谝唤饘侔逡约八龅诙饘侔宓陌迕娣较虻拈L邊的長度比層壓方向的厚度長；以及多個(gè)LED裝置，所述多個(gè)LED裝置將所述第一金屬板作為正極側(cè)的電極，將所述第二金屬板作為負(fù)極側(cè)的電極，在所述安裝基板的長邊方向上的頂端部與所述第一金屬板以及所述第二金屬板連接。
[0021]本發(fā)明的LED模塊中，在柱狀的安裝基板的頂端部安裝作為光源的LED裝置。安裝基板具有在2張金屬板之間夾持絕緣層的結(jié)構(gòu)?？赏ㄟ^用2大張金屬板夾持絕緣物，以柱狀切斷該大張的金屬板這種眾所周知的方法來制造該安裝基板。又，由于LED裝置被配置在安裝基板的頂端部，在LED裝置的周邊部遮光的構(gòu)件變少，因此可得到廣的配光分布。進(jìn)一步，也可活用將2張金屬板分別作為正極側(cè)以及負(fù)極側(cè)電極的LED裝置的電連接。
[0022]LED模塊優(yōu)選為，所述安裝基板具有露出所述絕緣層的兩個(gè)側(cè)面，所述多個(gè)LED裝置的一部分或全部被安裝在所述兩個(gè)側(cè)面。
[0023]LED模塊優(yōu)選為，所述多個(gè)LED裝置的一部分被安裝在所述安裝基板的所述長邊方向上的所述頂端部的端面。
[0024]LED模塊優(yōu)選為，所述多個(gè)LED裝置的每一個(gè)分別包括多個(gè)LED裸晶，所述多個(gè)LED裸晶被串聯(lián)連接。
[0025]LED模塊優(yōu)選為，所述LED裝置在與安裝在所述安裝基板的面相反側(cè)的面上具有反射層或者半透反射層。
[0026]LED模塊優(yōu)選為，所述第一金屬板以及所述第二金屬板為熱導(dǎo)管。
[0027]又，本發(fā)明的LED燈的特征在于，具有具有:球形燈罩；支承所述球形燈罩的外殼；上述的LED模塊，所述LED模塊被配置為所述多個(gè)LED裝置作為光源位于所述球形燈罩的中心附近；以及熱傳導(dǎo)部，所述熱傳導(dǎo)部與所述外殼連接，與所述LED模塊接觸。
[0028]LED燈優(yōu)選為，所述LED模塊的后端部與所述熱傳導(dǎo)部接觸，所述LED模塊的后端部在所述LED模塊的所述安裝基板的所述長邊方向上的所述頂端部的相反側(cè)，
[0029]在所述頂端部和所述后端部之間的所述LED模塊的中間部，所述LED模塊被供電。
[0030]LED燈優(yōu)選為，所述熱傳導(dǎo)部具有插孔，所述LED模塊的所述后端部被插入所述插孔。
[0031 ] LED燈優(yōu)選為，進(jìn)一步具有電路基板，所述電路基板被配置在所述外殼的所述球形燈罩側(cè)，具有所述LED模塊貫通的貫通孔，從所述電路基板向所述LED模塊供電。
[0032]LED燈的特征在于，所述LED模塊的中間部與所述熱傳導(dǎo)部接觸，所述LED模塊的中間部在所述LED模塊的所述安裝基板的所述長邊方向上的所述頂端部和位于所述頂端部的相反側(cè)的后端部之間，在所述LED模塊的所述后端部，所述LED模塊被供電
[0033]LED燈優(yōu)選為，所述熱傳導(dǎo)部具有開口，所述LED模塊貫通所述開口。
[0034]發(fā)明效果
[0035]本發(fā)明的LED模塊即使是少量的LED裝置也能得到廣的配光分布，且結(jié)構(gòu)簡單安裝容易。又，本發(fā)明的LED燈即使在球形燈罩的中心附近具有光源，也結(jié)構(gòu)簡單、安裝容易且散熱效率良好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1是LED模塊10的立體圖。[0037]圖2是LED模塊10的外形圖。
[0038]圖3是LED模塊10所包含的LED裝置12的剖面圖。
[0039]圖4是以部分縱剖面示出使用了 LED裝置12的LED燈40的主視圖。
[0040]圖5是以部分縱剖面示出使用了 LED裝置12的其他LED燈60的主視圖。
[0041]圖6是以部分縱剖面示出使用了 LED裝置12的又一其他LED燈70的主視圖。
[0042]圖7是LED裝置12a的剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]以下，邊參照附圖，邊對LED模塊以及LED燈進(jìn)行說明。但是，本發(fā)明的技術(shù)范圍不限于該實(shí)施形態(tài)，需要留意權(quán)利要求書中記載的發(fā)明和與其均等的發(fā)明所涉及的點(diǎn)。另夕卜，在【專利附圖】

【附圖說明】中，相同或者相應(yīng)的要素用相同的符號(hào)表示，省略重復(fù)說明。又，為了便于說明，適當(dāng)變更構(gòu)件的比例尺。
[0044]圖1是LED模塊10的立體圖。
[0045]LED模塊10具有柱狀的安裝基板11和5個(gè)LED裝置12。在安裝基板11上，銅板Ila (第一金屬板)和銅板Ilc (第二金屬板)夾著絕緣層Ilb地層壓在一起。柱狀的安裝基板是被層壓的第一金屬板以及第二金屬板的板面方向的長邊的長度比層壓方向的厚度長的基板。各LED裝置12以跨越絕緣層Ilb的形態(tài)配置在安裝基板11的長度方向上的一個(gè)頂端部。頂端部是指包含柱狀的安裝基板的長度方向上的一個(gè)端面的該端面的附近。
[0046]圖2是圖1的LED模塊10的外形圖，圖2的(a)是圖1的右視圖，圖2的(b)是主視圖。
[0047]通過圖2對LED裝置12的安裝狀況進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖2的(a)所示，在LED模塊10的上部，LED裝置12通過焊錫21以及焊錫22分別與銅板Ila以及銅板Ilc連接。焊錫21將LED裝置12的P側(cè)突起電極34a (參照圖3)以電學(xué)方式及機(jī)械方式連接到銅板Ila上。同樣地，焊錫22將LED裝置12的η側(cè)突起電極34b (參照圖3)以電學(xué)方式及機(jī)械方式連接到銅板Ilc上。銅板Ila以及銅板Ilc作為剛體支承LED裝置12，進(jìn)一步分別作為LED模塊10的正極側(cè)的電極以及負(fù)極側(cè)的電極發(fā)揮作用。銅板Ila以及銅板Ilc作為熱傳導(dǎo)性良好的金屬使LED裝置12散熱。
[0048]銅板Ila以及銅板Ilc的厚度為1.0mm。在絕緣層Ilb使用聚酰亞胺作為耐熱性的樹脂片，其厚度為0.12mm。LED裝置12的平面尺寸是1.0mmX0.6mm。上述的各種部件的尺寸值是一個(gè)實(shí)例，并不限定于此。由于銅板Ila以及銅板Ilc會(huì)生銹，可以對表面進(jìn)行電鍍處理或者在表面的一部分形成保護(hù)膜。
[0049]圖3是LED裝置12的剖面圖。
[0050]LED裝置12所包含的LED裸晶30由藍(lán)寶石基板32、半導(dǎo)體層33、p側(cè)突起電極34a以及η側(cè)突起電極34b構(gòu)成。藍(lán)寶石基板32是厚度大約為200 μ m的透明絕緣基板。大多LED封裝(LED裝置)中，使藍(lán)寶石基板薄至80?120 μ m,以謀求封裝的薄型化或發(fā)光特性的改善。然而，LED裝置12中，由于需要充分地確保從藍(lán)寶石基板32的側(cè)方出射的發(fā)光量，所以使藍(lán)寶石基板32比80?120 μ m厚。半導(dǎo)體層33是厚度大約為6 μ m的GaN層，其包括發(fā)光層。P側(cè)突起電極34a以及η側(cè)突起電極34b分別與GaN層所包含的p型半導(dǎo)體層以及η型半導(dǎo)體層連接，形成陽極以及陰極。P側(cè)突起電極34a以及η側(cè)突起電極34b是以金或者銅為核心的凸塊。
[0051]LED裸晶30的側(cè)面以及上表面被熒光樹脂31覆蓋。熒光樹脂31是硅樹脂中含有YAG等的熒光體的材料，厚度為100?200 μ m。LED裸晶30以及熒光樹脂31的底部存在白色反射層35。白色反射層35是在硅酮或有機(jī)聚硅氧烷等的粘合劑中混合氧化鈦等反射性微粒并使之硬化。白色反射層35的厚度為30?50 μ m左右。從白色反射層35露出p側(cè)突起電極34a以及η側(cè)突起電極34b的底面。p側(cè)突起電極34a以及η側(cè)突起電極34b的露出部上分別附著焊錫21a以及焊錫22a。焊錫21a以及焊錫22a的厚度為100?200 μ m左右，以回流前的狀態(tài)在圖中示出。
[0052]以下，邊參照圖1-3，邊對LED模塊10的配光分布進(jìn)行說明。
[0053]光從LED裝置12的上表面(與安裝面相反側(cè)的面)以及側(cè)面出射。出射光具有方位角依賴性，其在上表面的上方最強(qiáng)，在斜上方暫且變?nèi)?，在?cè)方再次強(qiáng)度增加。若將LED裝置12如圖1那樣安裝在安裝基板11上，來自LED裝置12的側(cè)面的出射光對朝向圖1前后方向的光做出貢獻(xiàn)，來自LED裝置12的上表面的出射光主要對朝向圖1的上方以及左右方向的光做出貢獻(xiàn)。如上所述在安裝基板11的周圍出射光擴(kuò)大。
[0054]由于LED裝置12被配置在安裝基板11的頂端部，將LED模塊10納入LED燈等時(shí)，遮擋LED裝置12光線的構(gòu)件變少，因此維持廣的配光分布。由于在被安裝在安裝基板11的側(cè)面的LED裝置12上，從一個(gè)LED裝置12的側(cè)面出射的光被其他相鄰的LED裝置12的側(cè)面遮擋，實(shí)際上能夠從側(cè)面出射的光量降低。然而，由于在LED模塊10中，LED裝置12相鄰之處只有2個(gè)，光被遮擋的部位很少(參照圖2)，因此該損失很少。
[0055]接下來對LED模塊10的制造方法進(jìn)行說明。
[0056]最初，首先準(zhǔn)備兩張大張的銅板和片狀的絕緣物。接下來用大張的銅板夾持絕緣物，邊加熱及加壓邊將絕緣物和銅板貼合。接下來切斷該大張的銅板，得到柱狀的安裝基板
11。接下來在安裝基板11上以回流焊接合LED裝置12，得到LED模塊10。
[0057]圖4是以部分縱剖面示出使用LED模塊10的LED燈40的主視圖。
[0058]LED燈40是由球形燈罩41、外殼42以及燈頭43等構(gòu)成。在外殼42的上部(球形燈罩41側(cè))，球形燈罩41和基體44被固定于外殼42。在基體44上安裝有電阻等電子部件45，且插入有LED模塊10。作為LED模塊10的發(fā)光部的LED裝置12位于球形燈罩41的中心附近。LED模塊10被插入基體44的固定部，被彈簧(未圖示)按壓住。又，該彈簧附加有向銅板Ila以及銅板Ilc供電的功能。另外，也可以不用彈簧而是用焊錫等將LED模塊10固定在基體44上，通過焊錫等供電。
[0059]圖5是以部分縱剖面示出使用LED模塊10的其他LED燈60的主視圖。
[0060]LED燈60是由球形燈罩61、外殼62以及燈頭63等構(gòu)成。在外殼62的上部(球形燈罩41側(cè)),球形燈罩61和電路基板64被固定于外殼62。電路基板64上有貫通孔64a,LED模塊10的安裝基板11貫通貫通孔64a。圖5中，LED模塊10的安裝基板11僅示出銅板 11a。
[0061]在外殼62的下部,熱傳導(dǎo)部66與外殼62連接,外殼62和熱傳導(dǎo)部66構(gòu)成散熱器。熱傳導(dǎo)部66上有插孔66a, LED模塊10的安裝基板11插入插孔66a。在插孔66a上，安裝基板11和熱傳導(dǎo)部66的隙縫填充有提高了熱傳導(dǎo)性的硅樹脂66b。熱傳導(dǎo)部66使用金屬或者熱傳導(dǎo)性高的樹脂。另外，在LED燈60上，是將熱傳導(dǎo)部66和外殼62分別設(shè)置的，熱傳導(dǎo)部66和外殼62也可以一體成形。
[0062]在LED模塊10安裝的成為光源的5個(gè)LED裝置12被配置在球形燈罩61的中心附近。在LED模塊10的中間部，電路基板64的未圖示的電極和銅板Ila通過焊錫67連接，從該電極向銅板Ila供給電流。同樣，未圖示的背面?zhèn)鹊你~板Ilc (參照圖1)也通過焊錫與其他的電極連接，電流從銅板Ilc流出至該電極。即，在LED模塊10的中間部，通過焊錫67以及未圖不的背面?zhèn)鹊暮稿a從電路基板64向LED I旲塊10供電。另外，在電路基板64搭載有電阻或電容等電子部件65，也連接有與燈頭之間的配線(未圖示)。
[0063]由于在LED燈60上以水平方向(與LED模塊10正交的方向)配置電路基板64，因此設(shè)置有貫通孔64a。然而，根據(jù)LED燈的不同，存在有以垂直方向(與LED模塊10平行的方向)配置電路基板的情況。此時(shí)要向LED模塊10供電的話，可以在不使用電路基板的情況下直接將配線焊接、或使用連接器。
[0064]接下來對LED燈60的散熱過程進(jìn)行說明。
[0065]LED裝置12發(fā)出的熱通過LED模塊10的安裝基板11傳導(dǎo)到熱傳導(dǎo)部66。安裝基板11由于包括銅板Ila以及銅板Ilc (參照圖1)，所以熱傳導(dǎo)性高。其結(jié)果，可以低的熱阻將熱量從LED裝置12經(jīng)安裝基板11以及熱傳導(dǎo)部66傳導(dǎo)到外殼62。最后，將該熱量從外殼62放出到外部。
[0066]圖6是以部分縱剖面示出使用LED模塊10的又一 LED燈70的主視圖。
[0067]LED燈70是由球形燈罩71、外殼72以及燈頭73等構(gòu)成。在外殼72的上部(球形燈罩71側(cè))，球形燈罩71和作為散熱器的一部分的熱傳導(dǎo)部74被固定于外殼72。散熱器由熱傳導(dǎo)部74和外殼72構(gòu)成，熱傳導(dǎo)部74和外殼72相連接。在熱傳導(dǎo)部74的中央有開口 74a，LED模塊10被插入開口 74a。圖6中，僅示出安裝基板11中的銅板11a。在開口74a,安裝基板11和熱傳導(dǎo)部74的隙縫填充有熱傳導(dǎo)性高的硅樹脂74b。熱傳導(dǎo)構(gòu)件14使用金屬或者熱傳導(dǎo)性高的樹脂。另外，在LED燈70，是將熱傳導(dǎo)部74和外殼72分別設(shè)置的，但熱傳導(dǎo)部74和外殼72也可以一體成形。
[0068]在安裝于LED模塊10的作為光源的5個(gè)LED裝置12被配置在球形燈罩71的中心附近。LED模塊10的后端部與電路基板75b相接，銅板Ila用焊錫75a被固定在電路基板75b。焊錫75a也與電路基板75b上未圖示的電極連接，從該電極向銅板Ila供給電流。同樣，未圖示的背面?zhèn)鹊你~板Ilc (參照圖1)也通過焊錫與其他的電極連接，電流從銅板Ilc流出至該電極。電路基板75b、焊錫75a以及未圖示的背面?zhèn)鹊暮稿a構(gòu)成向LED模塊10供電的供電部75。另外，在電路基板75b搭載有電阻或電容等電子部件76，也連接有與燈頭73之間的配線(未圖示)。
[0069]接下來對LED燈70的散熱過程進(jìn)行說明。
[0070]LED裝置12發(fā)出的熱通過LED模塊10的安裝基板11傳導(dǎo)到熱傳導(dǎo)部74。安裝基板11由于包括銅板Ila以及銅板Ilc (參照圖1)，所以熱傳導(dǎo)性高。由于外殼72的上部有熱傳導(dǎo)部74，從LED裝置12到熱傳導(dǎo)部74的距離變短，熱阻變低。其結(jié)果，可以低的熱阻將熱量從LED裝置12經(jīng)安裝基板11以及熱傳導(dǎo)部74傳導(dǎo)到外殼72。最后，將該熱量從外殼72放到外部。
[0071]LED模塊10中，通過焊錫21、焊錫22及P側(cè)突起電極34a以及η側(cè)突起電極34b，LED裝置12的半導(dǎo)體層33與安裝基板11直接連接。在該情況下，若安裝基板11的熱膨脹率和半導(dǎo)體層33的熱膨脹率不同，會(huì)存在有由于熱循環(huán)導(dǎo)致在半導(dǎo)體層33周邊發(fā)生剝落的情況。因此，最好是調(diào)整銅板11a、銅板Ilc以及絕緣層Ilb的材料以及厚度，使安裝基板11的安裝方向的熱膨脹率和半導(dǎo)體層33的熱膨脹率一致。
[0072]在LED模塊10中，第一金屬板以及第二金屬板是銅板。為了進(jìn)一步提高熱傳導(dǎo)率，第一金屬板以及第二金屬板優(yōu)選為熱導(dǎo)管。熱導(dǎo)管是在金屬制的密封容器內(nèi)真空封入少量的液體(工作液)，在內(nèi)壁具有毛細(xì)管結(jié)構(gòu)(wick)的構(gòu)件。若加熱熱導(dǎo)管的一部分，工作液在加熱部蒸發(fā)(蒸發(fā)潛熱的吸收)，蒸氣向低溫部移動(dòng)。若蒸氣在低溫部凝結(jié)(蒸發(fā)潛熱的放出)，凝結(jié)了的液體以毛細(xì)管現(xiàn)象回流至加熱部。這一系列的相變連續(xù)地生成，熱量快速地移動(dòng)。
[0073]LED模塊10具有兩張銅板IIa以及銅板IIc夾持絕緣層IIb的結(jié)構(gòu)。然而，LED模塊的金屬板的材料并不限定于銅，例如也可以是鋁。另外，鋁的情況下，將接合用的焊錫變?yōu)楣挠糜阡X的材料，或代替焊錫而采用在粘合材料中混入了導(dǎo)電性粒子的導(dǎo)電漿料。由于LED模塊只要是柱狀且熱傳導(dǎo)性高即可，因此并不限定于夾持絕緣層地貼合金屬板的結(jié)構(gòu)。例如，也可以在柱狀的、具有絕緣覆膜的金屬，氧化鋁或氮化鋁等的陶瓷材料，或者具有高熱傳導(dǎo)性的樹脂(具有導(dǎo)電性的情況下在表面進(jìn)行絕緣處理)的側(cè)面通過印刷等形成配線的結(jié)構(gòu)。
[0074]LED燈70所包含的供電部75由于只要在熱傳導(dǎo)部74的下部向LED模塊10供電即可，因此并不限定于由電路基板75b和焊錫75a構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。例如也可以設(shè)置用彈簧固定LED模塊10的底部的構(gòu)件，并附加向該彈簧供電的功能。又，也可以將固定LED模塊10的底部的構(gòu)件和供電的構(gòu)件分別設(shè)置。
[0075]在LED模塊10的LED裝置12上，LED裸晶30被熒光樹脂31和白色反射層35覆蓋，P側(cè)突起電極34a以及η側(cè)突起電極34b成為LED裝置12與安裝基板11之間的連接電極。即LED裝置12是被稱為芯片級(jí)封裝(也稱為CSP)的一個(gè)方式。然而，在大多LED裝置中，在具有連接用的電極的子安裝(寸^> 卜)基板(也稱為內(nèi)插板>夕一*。一吁))上安裝有LED裸晶，LED裸晶被覆蓋。此時(shí)，也有在子安裝基板上搭載多個(gè)LED裸晶的情況。
`[0076]圖7是與LED模塊10同樣的LED`模塊所包含的LED裝置12a的剖面圖。
[0077]有為了提高LED燈的質(zhì)量，想要調(diào)整LED模塊的配光分布的情況。因此參照圖7，對LED裝置具有子安裝基板，并能夠以簡單的結(jié)構(gòu)改善配光分布的LED模塊進(jìn)行說明。
[0078]像圖7示出的那樣，在LED裝置12a包含有兩個(gè)LED裸晶50。LED裸晶50由藍(lán)寶石基板52、半導(dǎo)體層53、P側(cè)突起電極54a以及η側(cè)突起電極54b構(gòu)成。與圖1示出的LED裸晶30的主要差異在于平面尺寸。相對于LED裸晶30是0.8mmX 0.4mm, LED裸晶50的平面尺寸是0.3_X0.3_。由于其他與圖1相同，在此省略說明。
[0079]LED裸晶50被倒裝式安裝在子安裝基板55上。子安裝基板55在板材55d的上表面形成有安裝電極55a，在下表面形成有連接電極55c，安裝電極55a和連接電極55c通過通孔55b連接。在連接電極55c的下表面附著焊錫21b以及焊錫22b。兩個(gè)LED裸晶50在子安裝基板55上串聯(lián)連接，焊錫21b側(cè)的連接電極55c成為LED裝置12a的陽極，焊錫22b側(cè)的連接電極55c成為LED裝置12a的陰極。即，在安裝基板11 (參照圖1)的正極側(cè)的金屬板(銅板Ila)連接有焊錫21b側(cè)的連接電極55c，在負(fù)極側(cè)的金屬板(銅板lie)連接有焊錫22b側(cè)的連接電極55c。這樣，LED裝置12a的正向電壓升高，處理變得容易。[0080]LED裸晶50的側(cè)面以及上表面被熒光樹脂51覆蓋。熒光樹脂51是與圖3示出的突光樹脂31相同的材料。在突光樹脂51的上部有由金屬反射板構(gòu)成的反射層56,在反射層56形成有多個(gè)微小貫通孔56a。反射層56使要向上方出射的光線的一部分反射，并從LED裝置12a的側(cè)面出射。剩余的出射光通過微小貫通孔56a向上方出射。這樣，反射層56邊作為半透反射層發(fā)揮作用，邊使向側(cè)方的出射光增加。通過改變反射層56的平面面積或微小貫通孔56a的密度，能夠調(diào)整向上方的出射光量和向側(cè)面方向的出射光量。另夕卜，反射層56也可以換成使反射性微粒分散的反射片或半透反射片。
[0081]LED裝置12a中，LED裸晶50的串聯(lián)段數(shù)是2段，但串聯(lián)段數(shù)并不限定于2段。例如將使用LED模塊10的LED燈適用于普遍用于鹵素?zé)舻?2V系電源的情況下，由于LED裸晶的正向電壓是3V左右，可以在子安裝基板上串聯(lián)連接4個(gè)LED裸晶。又，也可以使用發(fā)光二極管在藍(lán)寶石基板等的絕緣基板上串聯(lián)連接的發(fā)光元件(也稱為單片器件)，提高LED模塊10的正向電壓。
[0082]在LED裝置12a的子安裝基板55上倒裝式安裝LED裸晶50。LED裸晶相對于子安裝基板的安裝方法不限于倒裝式安裝，也可以是使用引線接合的正面安裝。另外，倒裝式安裝具有以下特征:由于不使用引線，出光效率和面積效率更高；由于半導(dǎo)體層直接與子安裝基板連接，熱傳導(dǎo)性好。
【權(quán)利要求】
1.一種LED模塊，其特征在于，具有: 柱狀的安裝基板，所述柱狀的安裝基板由第一金屬板、絕緣層以及第二金屬板依序?qū)訅憾?，所述第一金屬板以及所述第二金屬板的板面方向的長邊的長度比層壓方向的厚度長；以及 多個(gè)LED裝置，所述多個(gè)LED裝置將所述第一金屬板作為正極側(cè)的電極，將所述第二金屬板作為負(fù)極側(cè)的電極，在所述安裝基板的長邊方向上的頂端部與所述第一金屬板以及所述第二金屬板連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED模塊，其特征在于， 所述安裝基板具有露出所述絕緣層的兩個(gè)側(cè)面，所述多個(gè)LED裝置的一部分或全部被安裝在所述兩個(gè)側(cè)面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的LED模塊，其特征在于， 所述多個(gè)LED裝置的一部分被安裝在所述安裝基板的所述長邊方向上的所述頂端部的端面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的LED模塊，其特征在于， 所述多個(gè)LED裝置的每一個(gè)分別包括多個(gè)LED裸晶， 所述多個(gè)LED裸晶 被串聯(lián)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的LED模塊，其特征在于， 所述LED裝置在與安裝在所述安裝基板的面相反側(cè)的面上具有反射層或者半透反射層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的LED模塊，其特征在于， 所述第一金屬板以及所述第二金屬板為熱導(dǎo)管。
7.—種LED燈，其特征在于，具有: 球形燈罩； 支承所述球形燈罩的外殼； 權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)記載的LED模塊，所述LED模塊被配置為所述多個(gè)LED裝置作為光源位于所述球形燈罩的中心附近；以及 熱傳導(dǎo)部，所述熱傳導(dǎo)部與所述外殼連接，與所述LED模塊接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED燈，其特征在于， 所述LED模塊的后端部與所述熱傳導(dǎo)部接觸，所述LED模塊的后端部在所述LED模塊的所述安裝基板的所述長邊方向上的所述頂端部的相反側(cè)， 在所述頂端部和所述后端部之間的所述LED模塊的中間部，所述LED模塊被供電。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的LED燈，其特征在于， 所述熱傳導(dǎo)部具有插孔， 所述LED模塊的所述后端部被插入所述插孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的LED燈，其特征在于， 進(jìn)一步具有電路基板，所述電路基板被配置在所述外殼的所述球形燈罩側(cè)，具有所述LED模塊貫通的貫通孔， 從所述電路基板向所述LED模塊供電。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED燈，其特征在于，所述LED模塊的中間部與所述熱傳導(dǎo)部接觸，所述LED模塊的中間部在所述LED模塊的所述安裝基板的所述長邊方向上的所述頂端部和位于所述頂端部的相反側(cè)的后端部之間， 在所述LED模塊的所述后端部，所述LED模塊被供電。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的LED燈，其特征在于， 所述熱傳導(dǎo)部具有開口， 所述LED模塊貫通所述開口 。
【文檔編號(hào)】H01L33/60GK103814450SQ201280045639
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月20日
【發(fā)明者】今井貞人, 石井廣彥 申請人:西鐵城控股株式會(huì)社, 西鐵城電子株式會(huì)社