PR

 LED照明推進協議会(JLEDS)が「ライティング・フェア 2015」(2015年3月3~6日、東京ビッグサイト)のLEDステージにて講演した「故障要因まるわかり」について紹介する連載の2回目では、白色LEDモジュールと白色LEDパッケージ・ランプモジュールを構成する主要部品の諸特性の留意点を解説します(1回目へのリンク)。

 白色LEDパッケージとランプモジュールを構成する主要部品のうち、寿命を左右する構成部品として次のものがあります。

  • (1)光源であるLEDチップ
  • (2)白色化に必要不可欠な蛍光体
  • (3)チップと蛍光体を保護し光の取出しを助ける封止材・接着剤
  • (4)チップと蛍光体を収めるケース
  • (5)パッケージより熱を逃がす基板
  • (6)光を効果的に配光させると同時に外界からパッケージを守る光学部品

 発光効率が向上したことで、これらの主要部材については諸特性と、その諸特性を加味した設計、組み付け、使用における留意が必要となります。次から順に説明していきましょう。

LEDチップ:熱への配慮が必要

 一般的に普及している白色LEDは、InGaN系青色LEDチップと蛍光体を組み合わせた構成になっています。青色LEDチップに要求される性能は、高効率・高出力・耐静電気性能・耐温度性能等が挙げられます。LEDベアチップ表面のエネルギー密度は非常に高く、白色LEDの信頼性を左右する上で最も重要なことは熱への配慮です。これはLEDパッケージの放熱設計のみならず青色LEDチップの実装方法や構造を含めた熱への配慮が必要となります。

 InGaN系青色LEDチップの実装方法は2種類に大別されます。一つはn側およびp側電極が発光層に対して上面に配置され、ワイヤーボンディングにより電気的接合を行うワイヤーボンドタイプ(以下WBタイプ)と、もう一つはn側およびp側電極を上下反転させて実装し、電気的接合を行うフリップチップタイプ(以下FCタイプ)です。

 実装方法や構造別の長所、短所を以下に示します。各々に特徴がありますが、要求仕様により実装方法を選択せざるを得ないため、短所をカバーする方策が信頼性確保のためのポイントとなります。

[画像のクリックで拡大表示]