JP2009290167A - 発光モジュール - Google Patents

Abstract

【解決手段】本発明の発光ダイオードを用いた発光モジュールは、多数のデバイスホールが穿設された絶縁基板の一方の表面に配線パターンが形成されてなり、該配線パターンから各デバイスホール内に一対の放熱性インナーリードが延設され、該デバイスホール内に嵌装された発光ダイオードの電極端子が、デバイスホール内に延設された放熱性インナーリードと電気的に接続すると共に、発光ダイオードが発光する際に発生する熱の少なくとも一部が、該デバイスホール内に延設されて発光ダイオードと電気的に接続する放熱性インナーリードから配線パターンを介して外部に排熱されることを特徴としている。
【効果】本発明によれば、放熱効率がよく、さらに電気を光に変換する効率がよい。また、多数のＬＥＤを一括してボンディングすることにより効率よく製造することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた発光モジュールに関する。

発光ダイオードを表すLEDは、光（Light）を出す（Emitting）ダイオード（Diode）の
略語であり、電気を流すと発光する半導体の一種あり、最近、白熱灯、蛍光灯などの従来の発光体とは別の光源として着目されている。

従来の発光ダイオードは、５mm程度の高さがあり、しかも接続端子が線端子であったために、実装操作が非常に煩雑であり、さらに青色発光ダイオードの開発が実際上困難であると考えられていたことから、極めて限られた用途に使用されるに留まっていた。しかしながら、青色ダイオードが発明されて、光の三原色が揃ったことから、さらに、発光ダイオード自体が小型化されたことから、発光モジュールとしてに急速に開発が進められている。

こうした発光ダイオードの第1の改良点は小型化であり、既に長さ3mm、幅が１．５mm程度で、厚さが０．３mm程度の発光ダイオードが開発されている。
しかしながら、こうした小型の発光ダイオードは、ワイヤーボンディングにより配線パターンと電気的接続を確立するタイプのものである。従って、発光ダイオードに通電することにより発熱した熱を有効に放出する手段がなく、上述のように小型化した発光ダイオードを高密度で実装することが困難である場合が多い。

こうした発光ダイオードを使用した電子部品として、たとえば、特許文献１（特開２００７−１８９００６号公報）には、光を反射させる銀白色系の金属メッキからなる反射領域と、前記反射領域の周囲に近接する金メッキ端子部とを備えたプリント配線基板の発明が開示されている。この特許文献１では、発光ダイオードからの光をより効率的に反射させるために、金属メッキ層を銀白色系の金属メッキしている。

しかしながら、この特許文献１では発光ダイオードをワイヤーボンディグにより実装しており、発光ダイオードの実装操作が非常に煩雑になる。また、発光ダイオードから発生する熱を放熱が充分ではなく、長時間の使用には適していない。

即ち、発光ダイオード自体は、電子-光効率がそれほど高くはなく、発光ダイオード一
つの発光量はそれほど多くはないために、新たな光源として採用するためには多数の発光ダイオードをまとめて使用する必要がある。しかしながら、こうした発光ダイオードを多数集積させると、個々の発光ダイオードの発熱量が少なくても発光ダイオードの数が多くなることにより、全体としての発熱量が多くなる。一旦集積された熱を放出させるのには、極めて大がかりは放熱手段を設ける必要があり、多数の発光ダイオードを集積することは難しいと考えられており、この点が発光ダイオードを新たな光源として採用する際のネックになっている。

ところで、発光ダイオードとは別の分野において、電子部品を実装するためにTABテー
プが利用されている。現在のTABテープにおいては、、インナーリードの幅が３０μmを下回るようなTABテープの開発が行われておりが。１０年ほど前には、絶縁基板を形成する
ポリイミドフィルムの厚さは７０μmを超え、また、ここで配線パターンを形成する電解
銅箔の厚さも７０μmを超えるものが使用されており、インナーリードの線幅も１００μm程度であった。

現在ではこのような大型のTABテープはほとんど使用されなくなっているが、このよう
なTABテープを形成する絶縁基板は大変耐熱性の高いポリイミドフィルムであり、配線パ
ターンは、極めて熱伝導性の高い銅で形成されている。

こうした従来のTABテープは、形成材料が耐熱性があり、高い放熱性も期待できる素材
で形成されてはいるが、発光ダイオードを実装するための構成は有しておらず、従来のTABテープをそのまま発光ダイオードを実装するための実装基板とすることはできない。

なお、特許文献２（特開平２−１０１７７８号公報）などには、ＩＣの作動を表示するために発光ダイオードを使用することが示されている。この特許文献２では、発光ダイオードをＩＣの外部接続端子と接続して、ＩＣの駆動部分の発光ダイオードが発光することによって確認するモジュールが開示されているが、発光ダイオードを光源として使用するといった技術的思想は引用文献２には示されていない。
特開２００７−１８９００６号公報 特開平２−１０１７７８号公報

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を集積して、第３の光源として使用可能な発光モジュールを提供することを目的としている。

本発明の発光ダイオードを用いた発光モジュールは、多数のデバイスホールが穿設された絶縁基板の一方の表面に配線パターンが形成されてなり、該配線パターンから各デバイスホール内に一対の放熱性インナーリードが延設され、該デバイスホール内に嵌装された発光ダイオードの電極端子が、デバイスホール内に延設された放熱性インナーリードと電気的に接続すると共に、発光ダイオードが発光する際に発生する熱の少なくとも一部が、該デバイスホール内に延設されて発光ダイオードと電気的に接続する放熱性インナーリードから配線パターンを介して外部に排熱されることを特徴とする。

本発明によれば非常に微細に改善された発光ダイオード（LED）を高密度で効率よく実
装することができるとともに、こうして小型化された発光ダイオードからの熱を放熱性インナーリードを介して配線パターンに逃がして配線パターンを介して外部に効率よく放熱することができる。

このように本発明の発光モジュールは、放熱効率が高いので、発光ダイオード（LED）
を高密度で実装することができ、白熱灯、蛍光灯に続く第三の光源として使用することができる。

しかも、本発明で発光ダイオードを実装するための基板は、フレキシブル配線基板を製造する技術および設備を利用して製造することができるので、高性能の発光モジュールを容易に製造することができる。

本発明によれば、発光ダイオード（LED）を実装した際に、このＬＥＤからの熱を効率
よく排熱することができるとともに、ＬＥＤからの光がデバイスホール内で効率よく反射されるので、ＬＥＤを実装した際に高い輝度が得られる。

また、本発明の発光モジュールによれば、発光ダイオード（LED）を高密度で実装した
発光モジュールが得られ、しかもこの発光モジュールは、放熱性がよいので、数多くの発光ダイオードを集積させることができる。

しかも、本発明では多数の発光ダイオード（LED）を一括して配線基板に実装すること
ができるので、極めて効率的に発光モジュールを製造することができる。
また、この発光モジュールは、TABテープの製造で採用されてきた技術および設備をそ
のまま使用することができるので、非常に低コストで製造することができる。

次に本発明の発光モジュールを図面を参照しながら詳細に説明する。なお、参照する図面において、共通する部材には、同一の付番を付してある。
図１は、本発明の発光モジュールを形成するTABテープを利用した配線パターンを有す
る配線基板であり、図２は、この配線基板に発光ダイオードを実装した状態の例を示す平面図であり、図３は、図２におけるＸ−Ｘ断面図である。

また、図４は、図２おける発光ダイオード３０の部分を拡大して示す断面図であり、絶縁基板であるポリイミドフィルム１０に形成されたデバイスホール１４内に、１個の発光ダイオード（ＬＥＤ）３０が実装されている。

図２に示す本発明の発光モジュールは、両縁部にスプロケットホール８が形成された絶縁基板１０に多数のデバイスホール１４が形成され、この個々のデバイスホール１４内にはそれぞれ発光ダイオード（ＬＥＤ）３０が一個嵌装されている。

発光ダイオード３０には、赤く発光するＬＥＤ３０（Ｒ）、グリーンに発光するＬＥＤ３０（Ｇ）、ブルーに発光するＬＥＤ３０（Ｂ）があり、これらを組み合わせるて発光することができる。図２において、最も左側に配置されたＬＥＤ３０は、上から（Ｒ）,（
Ｂ），（Ｇ），（Ｒ），（Ｂ），（Ｇ）・・・・・のように発色光の異なるＬＥＤを順次配置されている。また、左から二列目では、最も左列のＬＥＤの配列と同じ順序でＬＥＤが配置されているが、位相が一つだけずらしてＬＥＤが配置されており、同様にこれに隣接する列のＬＥＤも隣接する列のＬＥＤと位相をずらしてＬＥＤが配置されている。

ＬＥＤは、上記のように各列が（Ｒ）,（Ｂ），（Ｇ）の順列を繰り返すように配置し
てもよいし、任意の一列を（Ｒ）の列とし、これに隣接する一列を（Ｂ）列、とし、さらにこの（Ｂ）列に隣接する列を（Ｇ）列とするように列ごとに異なる発色光の発光ダイオードを配列することもできる。

また、全てのデバイスホールに青色ＬＥＤおよび／または紫外ＬＥＤを配置して、このＬＥＤの上に青色光あるいは紫外線を可視光に変換する蛍光体を例えば出光樹脂部３８に配置してＬＥＤからの光を白色光にする場合には、全てのデバイスホールに青色ＬＥＤあるいは紫外ＬＥＤを実装することにより、本発明の発光モジュールとすることができる。

図１および図２に示すように、このような発光モジュールの絶縁基板１０の一方の面には、付番２１（−）、２１（+）で表わされる配線パターンが交互に形成されており、た
とえば配線パターン２１（−）あるいは配線パターン２１（+）からは、デバイスホール
１４内部に、それぞれ放熱性インナーリード２２（−）あるいは放熱性インナーリード２２（＋）が延設されている。ここで、配線パターン２１（+）あるいは２１（−）からの
放熱性インナーリード２２（+）あるいは２２（−）の長さＴ₂は、ＬＥＤ３０からの光の放出を妨げず、かつＬＥＤ３０が発光することにより生ずる熱を効率よく吸熱して配線パターン２１（+）あるいは２１（−）を介して排熱するように設定されるが、通常、ＬＥ
Ｄ３０の長さ（Ｗ）は０．１〜０．４mmであり、ＬＥＤ３０の中央部にある発光部（図示
なし）の幅は０．０５〜０．３０mmであることから、放熱性インナーリード２２（+）あ
るいは２２（−）は、できるだけ線幅が広い方が望ましいが、過度に線幅を広くすると、ＬＥＤの開口部を不割くため、熱伝導と放射面積の関係で最適値の範囲を設定することが望ましい。この放熱性インナーリード２２（+）あるいは２２（−）の長さＴ₂は、できるだけ端に形成され、できるだけ小さく設計して、ＬＥＤ電極に届くぎりぎりの長さであればよく、通常は、０．０１〜０．２mm、好ましくは０．０５〜０．１５mmの範囲内に設定される。

本発明における放熱性インナーリード２２（−）あるいは放熱性インナーリード２２（＋）は、表面にメッキ層を有しており、このメッキ層から供給される金属と、ＬＥＤ３０に形成されたバンプ電極３２、３３から供給される金属とによって放熱性インナーリードと電気的に接合している。

放熱性インナーリード２２（−）あるいは放熱性インナーリード２２（＋）は、従来のデバイスホールに形成されているフライングインナーリードとは異なり、デバイスホール内に挿入された一つのＬＥＤ３０を、デバイスホール１４の両端から延設された二本のフライングインナーリードで接合して保持するものである。そして、この二本のフライングインナーリードによって、ＬＥＤ３０は電気的に接合され、しかも回路部材として保持され、さらにＬＥＤ３０が駆動することにより発生する熱を排出する。このために、本発明の発光モジュールに形成されている二本のフライングインナーリードである放熱性インナーリード２２（−）および放熱性インナーリード２２（+）は、より多くの熱を配線パタ
ーンを介して放熱すると共に、ＬＥＤ３０を物理的に保持し、かつＬＥＤ３０を確実に電気的に接続するために、従来のフライングインナーリードとは異なり、非常に太くしかも堅牢に形成されている。通常の場合、ＬＥＤ３０の端部には接点部が形成されており、放熱性インナーリードは、この接点部を含めたＬＥＤ３０の端部（片側）の６０％以上と接触させることにより、非常に効率的にＬＥＤ３０で発生した熱を放熱性インナーリードから配線パターンへと移行させて排熱することができる。

本発明において、ＬＥＤ３０には、２個のバンプ電極３２，３３が形成されており、上記のような放熱性インナーリード２２（−）および放熱性インナーリード２２（+）の表
面に形成されたメッキ層から供給される金属と、ＬＥＤ３０のバンプ電極３２，３３から供給される金属とによって、ＬＥＤ３０と放熱性インナーリード２２（−）および放熱性インナーリード２２（+）とが電気的に接続される。ここでバンプ電極３２．３３を形成
する金属としては、金、銀、半田金属、鉛フリー半田金属などを挙げることができ、また放熱性インナーリードの表面に形成されているメッキ層としては、金メッキ層、銀メッキ層、金-ニッケルメッキ層、錫メッキ層、ニッケルメッキ層、半田メッキ層、鉛フリー半
田メッキ層などを挙げることができる。特に本発明においては、ＬＥＤ３０のバンプ３２，３３を形成する金属が金または金合金であることが好ましく、放熱性インナーリードの表面に形成されているメッキ層としては、錫メッキ層が好ましい、このように金バンプを有するＬＥＤ３０を用い、錫メッキ層を有する放熱性インナーリードから錫を溶出させることにより、接合点で金錫共晶物が形成され、多数のＬＥＤ３０と多数の放熱性インナーリードとを一括して強固にボンディングすることができる。

本発明において、放熱性インナーリード２１の幅T₁は、ＬＥＤ３０の幅Ｔ₀を１００％
としたときに、このＬＥＤ３０の幅Ｔ₀に対して通常は２０〜１００％の範囲内、好まし
くは３０〜７０％の範囲内になるように形成する。また、この放熱性インナーリード２２のデバイスホールからの長さは、デバイスの一片の長さＬを１００％としたときにデバイスを覆う長さは３０％以下、好ましくは１０〜３０％、特に好ましくは１０〜２０％の範囲内に設定される。本発明の発光モジュールにおいて、図３に示すように、放熱性インナーリード２２（−）、２２（+）と接合しているＬＥＤ３０面が発光面となるために、放
熱性インナーリード２２（−）、２２（+）によって覆われる面を上記のようにすること
により、ＬＥＤ３０で発光した光をより有効に外部に取り出すことができる。

本発明において、形成されるデバイスホール１４は、ＬＥＤ３０の大きさよりも一辺が５０μｍ以上大きいもの、厚さはＬＥＤの厚さと略一致あるいは多少厚くしたポリイミドの厚さを採用する。

さらに、図３、図４に示すように、ＬＥＤ３０を実装したデバイスホール１４の下面に反射板３６、好ましくは絶縁性反射板３６を貼着することにより、デバイスホール内に実装されたＬＥＤ３０から発せられた光を非常に高い効率で取り出すことができる。このような反射板３６としては、アルミニウム箔、あるいは、表面に樹脂コーティングしたアルミニウム箔のような樹脂コート金属箔を挙げることができる。なお、この反射板３６を貼着する際の接着剤としては、エポキシ樹脂のような熱硬化性接着剤を使用することが好ましく、この熱硬化性接着剤を接着剤として使用するとともに、この熱硬化性接着剤の硬化体を金属箔の絶縁性被膜として使用することもできる。

また、上記のようにしてＬＥＤ３０を実装した後、デバイスホール１４の放熱性インナーリードが形成されている側（出力面）から透明樹脂を充填して図３、図４に示すように盛り上げて出光樹脂部３８を形成することにより、デバイスホール内で発光した光を広角に発散させることができる。また、このように透明樹脂を充填することにより、ＬＥＤ３０と放熱性インナーリード２２（−）および放熱性インナーリード２２（+）との接合強
度も高くなる。

このように出光樹脂部３８として使用する透明樹脂としては透明性および耐熱性が高い樹脂を使用することができ、このような樹脂の例としては、熱または光硬化性のアクリル樹脂、エポキシ樹脂などを挙げることができる。これらは単独であるいは組み合わせて使用することができる。

上記のような本発明の発光モジュールは、たとえば図５に示すようにして製造することができる。
図５に示す例では、先ず、図５（ａ）に示すように接着剤層１２付き絶縁基板１０を用意する。

ここで使用する絶縁基板１０としては、良好な耐熱性を示し、かつ耐水性、耐薬品性に優れた樹脂から形成された絶縁基板が好ましい。このような絶縁基板としては、ポリイミド基板、ポリアミドイミド基板、エポキシ樹脂基板、フェノール樹脂基板、ＢＴレジン基板、液晶樹脂基板などを挙げることができる。これらの中でも、たいへん優れた耐熱性を示すとともに、可撓性をも有するポリイミドフィルムからなる絶縁基板が好ましい。

本発明で使用する絶縁基板１０は、デバイスホール１４内にＬＥＤ３０を収納して使用することから、ＬＥＤ３０を収納するに足りる厚さを有していることが必要であり、通常は５０〜２５０μｍ、好ましくは７０〜１２５μｍの厚さのポリイミドフィルムを使用する。

この絶縁基板の一方の面には接着剤層１２が備えられている。この接着剤層１２を形成する接着剤は、熱硬化性の接着剤であることが好ましく、エポキシ樹脂系接着剤、ポリイミド系接着剤、熱硬化性アクリル系接着剤、熱硬化性ウレタン系接着剤などの熱硬化性接着剤を使用することができる。この接着剤層の厚さは、通常は１０〜３５μｍ程度である。

上記のような接着剤層１２付き絶縁基板１０を用いて、図５（ｂ）に示すように、多数のデバイスホール１４を形成する。デバイスホールの形成間隔は、図１に示すように、多数のＬＥＤを配置し、デバイスホール１４の間にＬＥＤ３０に電力を供給するための配線パターン２１を形成する間隙を残してできるだけ密に形成することが好ましい。

形成するデバイスホール１４の形状は、ＬＥＤ３０を収納できる形状であれば、方形であっても、円形であっても、その他の形状であってもよい。
図１には、幅３５mmのポリイミドフィルムを用いた例が示されており、図１は、このポリイミドフィルムの両側にはスプロケットホール８が形成され、この両側のスプロケットホール８との間の２５mmの幅を有する絶縁基板に直径０．５mmの円形のデバイスホール１４が多数形成され、デバイスホール１４の間に配線パターン２１（−）、２１（+）が形
成された配線基板の例である。

デバイスホール１４の形成には、レーザー光等を使用することもできるが、パンチングによるのが効率的である。なお、このパンチングに際して、絶縁基板１０テープの両縁部にスプロケットホール８を穿設する。このスプロケットホール８は、このテープの搬送に利用するとともに、テープの位置決手段としても利用することができる。

上記のようにして所定のデバイスホール１４を穿設した後の接着剤層１２付き絶縁基板１０金属箔を接着する。ここで使用することができる金属としては、導電性および熱伝導性に優れ、しかもエッチングにより容易に加工することができる金属を使用する。このような金属の例としては、銅、アルミニウム、錫、金、銀を挙げることができるが、加工性および経済性から銅を使用することが好ましい。本発明で銅を使用する場合、銅合金であってもよい。

本発明で金属箔２０として銅を使用する場合、銅箔には、電解銅箔および圧延銅箔があるが、本発明ではいずれの銅箔を使用することも可能である。ただし、絶縁基板１０との接着強度を考慮すると、電解銅箔を使用することが好ましい。この電解銅箔２０には、銅の析出が始まるシャイニー面（Ｓ面）と、銅の析出が終了するマット面（Ｍ面）とがあるが、接着剤層１２付き絶縁基板１０の接着剤層１２と、電解銅箔のマット面（Ｍ面）とが対峙するように両者を配置して、加熱下に加圧することにより、図５（ｃ）に示すような銅張り積層板を得ることができる。

ここで使用することができる金属箔２０、好ましくは電解銅箔２０の厚さに特に制限はないが、本発明の発光モジュールにおいて、この金属箔２０あるいは電解銅箔２０によって形成される配線パターンが、ＬＥＤ３０に電力を供給するだけでなく、ＬＥＤ３０で発生した熱をモジュールの外に排熱する熱伝導体も兼ねていることから、比較的厚い金属箔２０を使用することが好ましい。このような金属箔として電解銅箔を使用する場合、２０〜１５０μｍ程度の電解銅箔を使用することができるが、特に本発明では、５０〜１００μｍの電解銅箔を使用することが好ましい。このような厚さの電解銅箔２０を用いて形成された配線パターンは、良好な熱伝導性を有するとともに、通電の際の電気抵抗も低いので、ＬＥＤ３０を駆動させるために電力を供給する際に配線パターン２１自体が発熱することがない。また、本発明の発光モジュールでは、デバイスホール１４内に一対のフライングリードである放熱性インナーリード２２（+）、２２（−）を形成して、ＬＥＤ３０
と接続して、このＬＥＤ３０を保持する際に、上記のような厚さの電解銅箔を使用することにより、ＬＥＤ３０を実装したことによって、放熱性インナーリード２２（+）、２２
（−）が折れ曲がることながなく、また変形すらも生じない非常に強靭なインナーリードを形成することができる。

金属箔を２０をエッチングして配線パターン２１（−）と配線パターン２１（+）およ
び配線パターン２１（−）に接続した放熱性インナーリード２２（−）と配線パターン２１（+）に接続した放熱性インナーリード２２（−）を形成する。

即ち、デバイスホール１４内、および、電解銅箔２０の表面の配線パターン２１（−）とこの配線パターン２１（−）に接続した放熱性インナーリード２２（−）、および、電解銅箔２０の表面の配線パターン２１（+）とこの配線パターン２１（+）に接続した放熱性インナーリード２２（+）の部分に感光性樹脂の硬化体からなるマスキング材２３を形
成して、このマスキング材２３から露出した電解銅箔２０および無電解銅メッキ層をエッチングする。ここで使用するエッチング剤としては、塩化第２鉄、塩化第２銅、硫酸第２鉄、硫酸第２銅などを主剤とする通常のエッチング剤を使用することができる。

このようにしてエッチングすることにより、マスキング材２３が形成されていない金属箔２０のが除去されて、配線パターン２１（−）とこの配線パターン２１（−）に接続した放熱性インナーリード２２（−）、および、電解銅箔２０の表面の配線パターン２１（+）とこの配線パターン２１（+）に接続した放熱性インナーリード２２（+）の部分を残
して金属箔２０が除去され、ＬＥＤ３０からの光が出る開口部２４が形成される。

上記のようにエッチングを行った後、マスキング材は、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ水溶液で洗浄することにより除去することができる。
こうしてマスキング材２３が除去された配線基板を図５（ｆ）に示す。

次いで、こうして形成された配線基板を、図５（ｇ）に示すように、錫メッキ層１８を形成する。この錫メッキ層は、無電解メッキ法によって形成されることから、エッチングすることによって形成された配線パターンおよびインナーリードの表面に形成される。

このように錫メッキ層を形成することにより、ＬＥＤ３０のバンプ電極３２，３３から供給される金と、インナーリードの表面に形成される錫メッキ層から供給される錫とによって金錫共晶化合物を形成することにより、インナーリードとＬＥＤ３０とを強固に接合することができる。

このような錫メッキ層の厚さは、通常は０．３〜１０μｍ、好ましくは０．５〜１０μｍの範囲内になる。
上記のようにして錫メッキ層を形成した後、ＬＥＤ３０を実装する。ＬＥＤ３０には、通常は、プラス極に金バンプが形成され、マイナス極にも金バンプが形成されている。また、インナーリードの表面には、錫が存在することから、金錫共晶が形成されて、ＬＥＤ３０が強固に一括してインナーリードに接合する。

すなわち本発明においては、各デバイスホール１４にそれぞれ1個のＬＥＤ３０を挿入
した後、複数のＬＥＤ３０を、それぞれのデバイスホール１４に形成された放熱性インナーリード２２に一括して接合させることができる。

上記のようにＬＥＤ３０とインナーリードとを電気的に接合した後、絶縁基板１０の表面に反射板を貼着することが好ましい。ここで使用する反射板としては、アルミニウム箔、銅箔等の金属箔、表面を絶縁処理した前記金属箔など挙げることができる。また、この金属箔を貼着する際に使用する接着剤を絶縁層として使用することができる。このように使用される反射板の厚さは通常は１０〜１００μｍ、好ましくは２０〜５０μｍの範囲内にある。また、ここで使用する接着剤は熱硬化型の接着剤を使用することが好ましく、通常は、エポキシ樹脂系接着剤、ポリイミド樹脂系接着剤、熱硬化性アクリル系接着剤などを使用することができ、この接着剤層の厚さは通常は５〜５０μｍ、好ましくは１０〜２０μｍである。

上記のように反射板３６を裏面に貼着した後、デバイスホール１４の放熱性インナーリードが形成されている開口部２４から透明樹脂を充填して出光樹脂部３８を形成する。ここで、使用する透明樹脂としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などを挙げることができる。このような樹脂から形成される出光樹脂部３８は、その表面形状がドーム型になるように盛り上げることにより、出光樹脂部３８からの光を広角に拡散させることができる。この出光樹脂部３８を形成する樹脂も、熱硬化性樹脂を使用することが好ましい。

また、青色ダイオードあるいは紫外ダイオードを使用する場合には、たとえばこの出光樹脂部３８に蛍光剤を配合することにより、青色光あるいは紫外光を白色光に変換することができる。

上記のように、本発明の発光モジュールは、ＬＥＤ３０をデバイスホール１４内に収納し錫メッキ層１８とが形成されているので、デバイスホール１４内に実装されたＬＥＤ３０から発生する熱を放熱性インナーリード２２（−）、２２（+）を通して配線パターン
２１を介して放出するとともに、デバイスホール１４内に配置されたＬＥＤ３０から発生してデバイスホールの熱エネルギーを、底部に貼り合わせた反射板３６である金属シートを介して排出することができる。

しかも、本発明の発光モジュールは、従来の発光モジュールのようにワイヤーボンディングでＬＥＤ３０を接合しておらず、ＬＥＤに形成されたバンプを用いたボンデイングによりＴＡＢテープ型の基板のデバイスホール内に配置した複数のＬＥＤ３０を放熱性インナーリードに一括ボンディングにより、実装することができるので、ボンデイング効率が高く、容易に本発明の発光モジュールを製造することができる。

即ち、本発明では、多数のデバイスホールにそれぞれ1個のＬＥＤを挿入し、このよう
にＬＥＤが挿入された多数のデバイスホールとＬＥＤとに、デバイスホールの数に対応した個数のボンダーを当接して、超音波をかけながら加熱し、さらに必要により加圧することにより、多数のＬＥＤを一回のボンディング操作で実装することができる。従って、非常に効率よくＬＥＤを実装することができる。

本発明の光モジュールは、ＬＥＤからの光のほとんどの部分が出光樹脂部３８が射出されることができる。従って、本発明の発光モジュールは、非常に効率がよく、しかも温度が高くならないという特性を有している。

次に本発明の実施例を示して本発明の配線基板および発光モジュールについて、詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。

〔実施例１〕
厚さ７５μｍのポリイミドフィルムの一方の面にポリイミド前駆体からなる接着剤層を有する接着剤層付きポリイミドフィルムを用意した。

この接着剤層付きポリイミドフィルムに、直径Ｌ₃が０．５mmの円形のデバイスホー
ルを多数形成した。

この接着剤層付きポリイミドフィルムに、平均厚さが３５μｍの電解銅箔を、電解銅箔のマット面が接着剤層と対面するように配置して、加熱下に加圧て積層体を形成した。
次に、デバイスホール層の内周面、配線パターンを形成する電解銅箔面に、感光性樹脂を用いて得して、露光・現像してマスキング材を形成した。

こうしてマスキング材を形成した積層体をエッチング剤に浸漬してマスキング材が形成されていない部分の金属を除去し、アルカリ洗浄してマスキング材を除去した。
こうしてマスキング材を除去した後、無電解錫メッキを行い、金属の表面に錫メッキ層を形成した。

次いで、デバイスホール１４にＬＥＤ３０を挿入して、超音波加熱でデバイスホール１４内にＬＥＤのバンプ電極とインナーリードの錫とを利用して一括ボンディングにより金錫共晶物を形成して、ＬＥＤをインナーリードに電気的に固定した。

こうしてＬＥＤを固定した後、裏面側に表面に絶縁加工したアルミニウム箔をエポキシ樹脂を用いて貼着した。
さらに、インナーリードが形成されている側に、熱硬化性アクリル樹脂で封止して出光樹脂部を形成した。

このようにして形成された発光モジュール９個に約１Ｗの電力を供給して、本発明の発光モジュールからの光量、および、発光モジュールの温度を測定した。
市販のＬＥＤ素子９個を並べて、同様にして発光モジュールを形成して、光量、および温度を対比した。結果を次表に記載する。

本発明の発光モジュールによれば、電極リードからも熱が伝導するため、発光モジュールの温度が高くならない。従って、本発明の発光モジュールは高密度でＬＥＤを実装することができ、単位面積当たりの発光量が高く、しかも発光量に比し温度上昇が少ないとの特性を有している。従って、本発明の発光モジュールは、従来から使用されている白熱灯、蛍光灯などとは別の新たな第三の光源として使用することが可能となった。

図１は、本発明の発光モジュールを形成する配線基板の平面の例を示す図である。 図２は、図１の拡大図であり、ＬＥＤが実装された状態を示す平面図である。 図３は、図２におけるＸ−Ｘ断面図である。 図４は、１つのＬＥＤを実装した部分の拡大断面図である。 図５は、本発明の発光モジュールを製造工程の例を示す部材の断面図である。

符号の説明

８・・・・スプロケットホール
１０・・・絶縁基板
１２・・・接着剤層
１４・・・デバイスホール
１８・・・錫メッキ層
２０・・・銅箔（電解銅箔）
２１・・・配線パターン
２２・・・放熱性インナーリード
２３・・・マスキング材
２４・・・開口部
３０・・・発光ダイオード（ＬＥＤ）
３２・・・バンプ電極
３３・・・バンプ電極
３６・・・反射板（金属シート）
３８・・・出光樹脂部

Claims (9)

1. 多数のデバイスホールが穿設された絶縁基板の一方の表面に配線パターンが形成されてなり、該配線パターンから各デバイスホール内に一対の放熱性インナーリードが延設され、該デバイスホール内に嵌装された発光ダイオードの電極端子が、デバイスホール内に延設された放熱性インナーリードと電気的に接続すると共に、発光ダイオードが発光する際に発生する熱の少なくとも一部が、該デバイスホール内に延設されて発光ダイオードと電気的に接続する放熱性インナーリードから配線パターンを介して外部に排熱されることを特徴とする発光ダイオードを用いた発光モジュール。
2. 上記絶縁基板が、平均厚が５０〜３００μmの範囲内にあるポリイミドフィルムである
   ことを特徴とする請求項第１項記載の発光モジュール。
3. 上記配線パターンおよび放熱性インナーリードが、接着剤層付きポリイミドフィルムに貼着された平均厚さが１２〜１２０μmの銅箔をエッチングすることにより形成されてな
   ることを特徴とする請求項第１項記載の発光モジュール。
4. 上記デバイスホール中に嵌挿されている発光ダイオードが、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の三種類の発光ダイオードであり、隣合せの縦方向および横方向に位置する発光ダイオードの色が同一ではないことを特徴とする請求項第１項記載の発光モジュール。
5. 上記デバイスホール中に嵌挿されている発光ダイオードが、青（Ｂ）色発光ダイオードおよび／または紫外線発光ダイオードであり、発光ダイオードからの光を白色に変換する蛍光体が該発光ダイオード上に充填されていることを特徴とする請求項第１項記載の発光モジュール。
6. 上記放熱性インナーリードが、発光ダイオードの端子が形成された端部の６０％以上と接触していることを特徴とする請求項第１項記載の発光モジュール。
7. 上記発光ダイオードが実装されたデバイスホール内に、透明樹脂が充填されていることを特徴とする請求項第１項記載の発光モジュール。
8. 上記発光ダイオードが実装された放熱性インナーリードを含む配線パターンの裏面側に反射板が配置されていることを特徴とする請求項第１項記載の発光モジュール。
9. 上記発光ダイオードと放熱性インナーリードが、発光ダイオード側に形成された金属バンプから供給される金属と、放熱性インナーリードの表面に形成されたメッキ層から供給される金属とによって接合されていることを特徴とする請求項第１項記載の発光モジュール。

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