[go: up one dir, main page]

JP2007273602A - 発光素子用配線基板および発光装置 - Google Patents

発光素子用配線基板および発光装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2007273602A
JP2007273602A JP2006095500A JP2006095500A JP2007273602A JP 2007273602 A JP2007273602 A JP 2007273602A JP 2006095500 A JP2006095500 A JP 2006095500A JP 2006095500 A JP2006095500 A JP 2006095500A JP 2007273602 A JP2007273602 A JP 2007273602A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light emitting
emitting element
substrate
light
mounting portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006095500A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomohide Hasegawa
智英 長谷川
Tetsuya Kimura
哲也 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2006095500A priority Critical patent/JP2007273602A/ja
Publication of JP2007273602A publication Critical patent/JP2007273602A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors

Landscapes

  • Led Devices (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

【課題】 光の取出し効率を高くすることができる発光素子用配線基板および発光量の大きい発光装置を提供する。
【解決手段】 絶縁性を有する基板4には、発光素子3を搭載する素子搭載部6が設けられる。素子搭載部6は、基板4に配置される素子搭載部本体19と、この素子搭載部本体19に連なって基板4の厚み方向Zの一表面13から厚み方向Zに先細状に突出する突起部14とから成る。発光素子3は、この突起部14の厚み方向Zの先端の搭載面15に第2接合部26を介して搭載される。搭載面15の面積は、発光素子3の突起部14に対向する実装面20の面積と等しく選ばれる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、発光素子が設けられる発光素子用配線基板およびこの発光素子用配線基板を備える発光装置に関する。
発光ダイオード(Light Emitting Diode:略称LED)を用いた発光装置は、白熱電球および蛍光灯などの発光装置に比べて発光効率が非常に高く、かつ発熱量が小さい。たとえば幅方向の寸法が約0.1mmと非常に小形で、通電量が約30mAのときの発熱量が約0.01mWとなる発熱量の小さいLEDがある(たとえば特許文献1参照)。またLEDを収容する容器として、基板の表面から厚み方向に突出する凸部が形成された発光素子収納用パッケージがある(たとえば特許文献2参照)。前記凸部は、先端部に発光素子が載置される載置部を有する。基板の厚み方向の一表面部には、発光素子の所定の端子とボンディングワイワによって接続される配線導体が形成されている。配線導体と載置部との基板の厚み方向における位置を異ならせることによって、発光素子を載置部に取付けるときに導電性を有する接着剤が配線導体に付着することを防ぎ、発光素子と前記配線導体とが不所望に導通することを防いでいる。
LEDを用いた発光装置は、小形かつ発熱量が小さいという利点があるが、白熱電球および蛍光灯などの発光装置に比べて発光量が小さいので、照明用の装置として用いられるよりも、表示用の装置の光源として用いられている。
発光装置の高輝度化に鑑みて、発光素子を基板に取付けるための接着剤に、蛍光粒子を含ませた発光装置がある(たとえば特許文献3参照)。蛍光粒子を含む接着剤を用いることによって、発光装置の光の取出し方向に垂直な方向に放射される光、および基板側に放射される光が蛍光粒子を励起する。この励起された蛍光粒子は、発光素子からの光の波長を変換して四方八方に発光する。これによって光の取出し方向に放射される光以外の光も発光装置から放射される光として利用され、輝度の高い発光装置が実現されている。
特開2002−134790号公報 特開2005−136123号公報 特開2002−111073号公報
従来の技術の発光装置では、照明用の装置としては発光量が十分ではないので、発光装置からの光の取出し効率をさらに高くすることができる発光素子用配線基板および発光量の大きい発光装置が求められている。
また蛍光粒子を含む接着剤を用いて発光素子と基板とを接合する場合には、半田などの金属に比べて熱伝導率の低い樹脂を接着剤に用いる必要があるので、発光素子の放熱性が低下し、発光素子の温度上昇に伴う発光量の低下という問題がある。
したがって本発明の目的は、光の取出し効率を高くすることができる発光素子用配線基板および発光量の大きい発光装置を提供することである。
本発明は、電気絶縁性を有し、配線が形成される基板と、
外周面が前記基板の厚み方向の一表面から突出するにつれて相互に近接する方向に傾斜し、前記一表面から最も離れた先端部に発光素子を搭載する搭載面が形成される素子搭載部とを含むことを特徴とする発光素子用配線基板である。
また本発明は、前記搭載面の面積は、前記発光素子の前記素子搭載部に対向する実装面の面積と等しく選ばれることを特徴とする。
また本発明は、前記素子搭載部は、金属から成ることを特徴とする。
また本発明は、前記素子搭載部は、前記厚み方向に前記基板を貫通して前記基板に設けられることを特徴とする。
また本発明は、前記素子搭載部は、銅またはアルミニウムから成ることを特徴とする。
また本発明は、前記搭載面と前記一表面との間の、前記素子搭載部の前記外周面上に形成され、銀またはアルミニウムから成る反射膜をさらに含むことを特徴とする。
また本発明は、前記基板の一表面上には、前記搭載面に搭載される前記発光素子および素子搭載部を外囲する枠部をさらに含むことを特徴とする。
また本発明は、前記発光素子用配線基板と、
前記搭載面に搭載される発光素子と、
前記基板に形成される前記配線および前記発光素子を接続する素子接続部とを含むことを特徴とする発光装置である。
また本発明は、透光性を有し、前記発光素子を被覆する被覆部をさらに含むことを特徴とする。
本発明によれば、素子搭載部の外周面は、基板の厚み方向の一表面から突出するにつれて相互に近接する方向に傾斜する。素子搭載部の基板から最も離れた先端部には、発光素子を搭載する搭載面が形成される。この搭載面に搭載される発光素子は、基板側と反対側の光の取出し方向に光を放射するだけでなく、基板側にも光を放射する。発光素子から基板側に放射される光の少なくとも一部は、搭載面と基板の一表面との間の素子搭載部の外周面に入射して反射され、発光素子から基板側とは反対側に光が取出される。仮に素子搭載部が四角柱または円柱状に形成されるとすると、素子搭載部の外周面で光が反射されないので、発光素子から基板側に放射される光が利用されなくなる。したがって素子搭載部の外周面が傾斜し、素子搭載部が先細状に形成されることによって、柱状に形成される素子搭載部に比べて光の取出し効率の高い発光素子用配線基板が実現される。
また、発光素子から放出される光は、様々な部分で反射したり、散乱したりすることから、素子搭載部の外周面が基板の表面に対して垂直に形成された場合には、外周面に入射した光は、基板の厚み方向の一表面に反射されて、損失してしまうのに対して、素子搭載部の外周面を角度をつけて形成することによって従来基板側に反射されてしまうような光であっても、角度を有する外周面によって、側方あるいは基板とは反対側の前方に光を誘導することができ、光の取出し効率の高い発光素子用配線基板が実現される。
発光素子から放射される光の前記外周面への入射角は、仮に発光素子よりも面積の大きい平面上に発光素子を搭載したときのこの平面への入射角に比べて大きくなる。少なくともS偏光は、入射角が大きくなるほど反射率が高くなるので、平面上に発光素子を搭載した場合に比べて、素子搭載部を設けた方が発光素子から基板側に放射された光の反射率が高くなる。したがって、基板側に放射された光を取出し光としてより有効に利用することができ、光の取出し効率の高い発光素子用配線基板が実現される。
また本発明によれば、搭載面の面積は、発光素子の素子搭載部に対向する実装面の面積と等しい。搭載面の面積が発光素子の実装面の面積よりも小さい場合、素子搭載部と発光素子との接合部分の面積が小さくなる。この場合、発光素子に発生する熱量が効率的に素子搭載部を介して拡散され難くなる。発光素子は、温度が上昇すると発光効率が低下するので、このように搭載面の面積が発光素子の実装面の面積よりも小さい場合、発光素子の発光効率が低下する。また搭載面の面積が発光素子の実装面の面積よりも小さい場合、発光素子と搭載面との接合部分の面積が小さくなるので、発光素子と搭載面との接合性が低下する。また搭載面の面積が発光素子の実装面の面積よりも大きければ、発光素子から基板側に放射される光の一部が搭載面に入射する。この場合、搭載面が発光素子を平面上に搭載した構成における平面と同様の作用をなすので、光の取出し効率が低下する。本発明では搭載面の面積は、発光素子の実装面の面積と等しいので、発光素子の放熱性が高く、光の取出し効率が高く、かつ発光素子と搭載面との接合性の良い発光素子用配線基板が実現される。
また本発明によれば、素子搭載部は、樹脂およびセラミックスなどよりも熱伝導性の高い金属から成るので、発光素子に発生する熱量を効率的に素子搭載部に拡散することができる。これによって発光素子の温度上昇を抑制し、発光効率の高くなる発光素子用配線基板が実現される。
また本発明によれば、素子搭載部は、基板の厚み方向を貫通するので、発光素子に発生する熱量は、素子搭載部を伝導して、基板の厚み方向の他表面側からも放熱される。これによって発光素子の温度上昇を抑制し、発光効率の高くなる発光素子用配線基板が実現される。
また本発明によれば、素子搭載部として、金属の中でも安価で、熱伝導性が高く、しかも加工も用意であることから、銅またはアルミニウムを用いることで発光素子の温度上昇を抑制し、発光効率の高くなる発光素子用配線基板が実現される。
また本発明によれば、素子搭載部の外周面に反射率の高い銀またはアルミニウムから成る反射膜が形成されるので、発光素子から基板側に放射される光のうちの、反射膜によって反射される光の割合が高くなる。これによって光の取出し効率の高い発光素子用配線基板が実現される。
また本発明によれば、前記搭載面に搭載される前記発光素子および素子搭載部を外囲する枠部が形成される。この枠部によって、たとえば障害物と発光素子とが衝突することを防ぐことができ、発光素子が保護される。またたとえば蛍光体によって発光素子を外囲する場合、この枠部と基板とが容器として機能するので、蛍光体を前記容器に容易に充填することができ、発光素子を蛍光体が外囲する発光装置を容易に作製することができる。
また本発明によれば、前述したように光の取出し効率を高くすることができる発光素子用配線基板を用いて発光装置を構成するので、発光量の大きい発光装置を実現することができる。
また本発明によれば、発光素子を被覆部が覆うので、発光素子を水分および塵埃などから保護することができる。また被覆部は、透光性を有するので、発光素子からの光が被覆部によって吸収されない。これによって発光量の大きい発光装置を実現することができる。
図1は、本発明の実施の一形態の発光装置1を示す断面図である。図2は、発光装置1の平面図である。発光装置1は、発光素子用配線基板2と、発光素子3とを含んで構成される。発光素子用配線基板2は、発光素子3を収容するための収容器として機能する。発光素子3は、本実施の形態では発光ダイオード(Light Emitting Diode:略称LED)を含んで構成されるLEDチップによって実現される。
発光素子用配線基板2は、電気絶縁性を有する基板4と、基板4に形成される配線5と、発光素子3が搭載される素子搭載部6と、発光素子3を囲う枠部7とを含んで構成される。
基板4は、本実施の形態においては板状に形成され、厚み方向に垂直な断面が正方形となるように形成される。基板4は、白色である。基板4が白色であるので、搭載する発光素子3からの光に対して反射率が高くなる。これによって発光素子3から基板4に入射した光が光の取出し方向に反射され、発光素子3からの光を効率的に利用することができる。以後、基板4の厚み方向を厚み方向Zと記載し、基板4の幅方向を第1幅方向Xと記載し、第1幅方向Xおよび厚み方向Zに垂直な基板4の幅方向を第2幅方向Yと記載する場合がある。
基板4の第1幅方向Xおよび第2幅方向Yの中央部には、厚み方向Zに基板4を貫通する第1貫通孔8が形成される。この第1貫通孔8には素子搭載部6が設けられる。また前記第1貫通孔8と基板4の第2幅方向Yの一端部との間の第1貫通孔8寄りの部位には、厚み方向Zに基板4を貫通する第2貫通孔10が形成される。この第2貫通孔10には、後述する第1貫通電極9が設けられる。また前記第1貫通孔8と基板4の第2幅方向Yの他端部の第1貫通孔8寄りの部位には、厚み方向Zに基板4を貫通する第3貫通孔12が形成される。この第3貫通孔12には、後述する第2貫通電極11が設けられる。基板4は、本実施の形態では、樹脂よりも熱伝導率の高いセラミックスから成る。これによって発光素子3の放熱性を高めることができる。
素子搭載部6は、基板4の厚み方向Zに基板4を貫通して基板4に設けられる。素子搭載部6は、基板4の前記第1貫通孔8に臨む内周面上に形成される第1接合部16を介して基板4に接合される。素子搭載部6は、第1貫通孔8に配置される素子搭載部本体19と、この素子搭載部本体19に連なって外周面17が基板4の厚み方向Zの一表面13から厚み方向Zの一方Z1に突出するにつれて相互に近接する方向に傾斜する突起部14とから成る。基板4の厚み方向Zの一表面13から突出するとは、具体的には基板4の厚み方向Zの一表面13を含む仮想一平面から突出することを意味する。なお、素子搭載部6は、基板4と同じ部材で一体的に形成されていてもよく、また、板状の基板4の表面に、基板4とは異なる素材からなる突起部14が配置されてもよい。素子搭載部本体19および突起部14は、本実施の形態では四角すい台状に形成され、厚み方向Zの一方Z1ほど先細状に形成される。また素子搭載部本体19の外周面の厚み方向Zに対する傾斜角度は、突起部14の外周面17の厚み方向Zに対する傾斜角度θよりも小さい。このように素子搭載部本体19が四角すい台状に形成されるので、素子搭載部本体19が第1貫通孔8の所定の位置に容易に嵌り込む。これによって素子搭載部6を基板4に容易に組み込むことができる。素子搭載部6の厚み方向Zの一方Z1の先端部に形成される搭載面15、すなわち突起部14の厚み方向Zの一方Z1の先端部に形成される搭載面15は、厚み方向Zに垂直な平面に形成される。本実施の形態では、搭載面15は、正方形となるように形成され、各辺が第1幅方向Xまたは第2幅方向Yにそれぞれ平行に形成される。また本実施の形態では、基板4の厚み方向Zの一表面13を含む仮想一平面における素子搭載部6の断面は、搭載面15よりも大きい正方形に形成され、各辺が第1幅方向Xまたは第2幅方向Yにそれぞれ平行に形成される。本実施の形態では、突起部14の搭載面15と、基板4の厚み方向Zの一表面13を含む仮想一平面との間の突起部14の外周面17は、平面状に形成される。素子搭載部6は、少なくとも基板4よりも熱伝導率が高い材料を用いて形成される。これによって発光素子3の放熱性を高めることができる。
素子搭載部6の表面上には、発光素子3から放射される光の波長に対して反射率の高い反射膜18が形成される。反射膜18は、1層または複数層の膜から構成される。反射膜18は、素子搭載部6から最も離間する層がたとえばAl、AlまたはAgから成る。反射膜18の素子搭載部6から最も離間する層が、Alから成る場合には、反射率が約70%であり、Alから成る場合には、反射率が75%〜90%であり、Agから成る場合には、反射率が90〜95%である。また反射膜18は、反射膜18と素子搭載部6との密着性を向上するため、およびAgから成る層の変色を防止するために、素子搭載部6にNiから成る層、Auから成る層、Agから成る層がこの順に積層されて形成されてもよい。反射膜18は、たとえばめっき法を用いて形成される。
搭載面15は、好ましくは発光素子3の突起部14に対向する実装面20と略同一形状に形成される。より好ましくは搭載面15は、発光素子3の実装面20と同一形状に形成される。すなわち搭載面15の面積は、より好ましくは発光素子3の実装面20と等しく選ばれる。
配線5は、導電性を有する材料を用いて形成される。配線5は、第1貫通電極9と、第2貫通電極11と、第1表面パッド電極21と、第2表面パッド電極22と、第1裏面パッド電極23と、第2裏面パッド電極24とを含んで構成される。
第1貫通電極9は、基板4の第2貫通孔10に形成される。第1表面パッド電極21は、第1貫通電極9の厚み方向Zの一表面を覆って基板4の厚み方向Zの一表面13上に形成される。第1裏面パッド電極23は、第1貫通電極9の厚み方向Zの他方Z2の表面を覆って基板4の厚み方向Zの他表面25上に形成される。第1表面パッド電極21と、第1貫通電極9と、第1裏面パッド電極23とは電気的に接続される。
第2貫通電極11は、第3貫通孔12に形成される。第2表面パッド電極22は、第2貫通電極11の厚み方向Zの一表面を覆って基板4の厚み方向Zの一表面13上に形成される。第2裏面パッド電極24は、第2貫通電極11の厚み方向Zの他表面を覆って基板4の厚み方向Zの他表面25上に形成される。第2表面パッド電極22と、第2貫通電極11と、第2裏面パッド電極24とは電気的に接続される。
発光素子3は、第2接合部26を介して搭載面15に搭載される。発光素子3は、本実施の形態では板状であって、厚み方向Zに垂直な断面が正方形状に形成される。発光素子3の突起部14に対向する実装面20の形状は、本実施の形態では搭載面15の形状と等しい。発光素子3は、厚み方向Zの一方から見て搭載面15と、発光素子3の実装面20とが一致するように搭載面15に搭載される。
発光装置1は、素子接続部に相当するボンディングワイヤ27をさらに含む。発光素子3のアノードおよびカソードのいずれか一方は、ボンディングワイヤ27を介して第1表面パッド電極21に接続され、アノードおよびカソードのいずれか他方は、ボンディングワイヤ27を介して第2表面パッド電極22に接続される。したがって発光素子3のアノードおよびカソードのいずれか一方は、第1裏面パッド電極23に電気的に接続され、アノードおよびカソードのいずれか他方は、第2裏面パッド電極24に電気的に接続される。これによって発光装置1の外部から第1および第2裏面パッド電極23,24を介して発光素子3に電力を供給することができ、発光素子3を発光させることができる。
枠部7は、基板4の厚み方向Zの一表面13の周縁部に第3接合部28を介して厚み方向Zの一方Z1に平行に延びて形成される。枠部7は、少なくとも発光素子3の厚み方向Zの一表面29よりも厚み方向Zの一方Z1に延びて形成され、搭載面15に搭載される発光素子3および突起部14を外囲する。枠部7の厚み方向Zに垂直な断面の内周は、本実施の形態では正方形となるように形成される。また枠部7の内周面は、本実施の形態では厚み方向Zに平行な平面状に形成される。
発光装置1は、発光素子3からの光の波長において透光性を有する材料を用いて形成される被覆部31をさらに有する。被覆部31は、枠部7によって囲まれる領域に樹脂などが充填されて形成される。被覆部31は、厚み方向Zの一方Z1の表面32の位置が、枠部7の厚み方向Zの一方Z1の表面33の位置と等しくなるように形成される。
発光装置1の各部材の寸法は、発光素子3から放射される光を最も効率的に取出すことができ、かつ発光素子3に発生する熱量を最も効率的に放熱することができるように選ばれる。突起部14の外周面17の厚み方向Zからの傾斜角度θは、発光素子3の光の取出し効率に大きく影響し、20°〜70°に選ばれ、より好ましくは30°〜60°に選ばれる。また突起部14の厚み方向Zの寸法H1は、傾斜角度θと同様に発光素子3の光の取出し効率に大きく影響し、発光素子3の厚み方向Zの寸法H2および第2接合部26の厚み方向Zの寸法H3に基づいて設定される。第2接合部26の厚み方向Zの寸法H3は、5μm程度に選ばれる。突起部14の厚み方向Zの寸法H1は、(H2+H3)の1倍〜5倍に選ばれ、たとえば0.1mm〜0.5mmに選ばれる。第1および第2表面パッド電極21,22の厚み方向Zの寸法H4は、発光素子3から放出される光に影響を与えない程度に薄く、かつ電気抵抗が大きくならない程度に厚くする必要があり、たとえば突起部14の厚み方向Zの寸法H1の10分の1〜20分の1程度に選ばれ、0.01mm〜0.02mmに選ばれる。枠部7の互いに対向する面と面との間の寸法W1、および枠部7の厚み方向Zの寸法H5は、発光装置1の光の放射角に大きく影響する。たとえば放射角を小さくする場合には、寸法W1を小さく設定し、かつ寸法H5を大きく設定する。また寸法W1および寸法H5は、発光素子3の第1幅方向Xの寸法D1、発光素子3の第2幅方向Yの寸法W2、および発光素子3の厚み方向Zの一表面29の基板4の厚み方向Zの一表面13からの距離(H1+H2+H3)に基づいて設定される。寸法W1は、たとえば寸法W2の3倍〜5倍に選ばれ、2mm〜4mmに選ばれる。寸法H5は、寸法(H1+H2+H3)の2倍〜5倍に選ばれ、0.2〜0.5mmに選ばれる。
次に発光装置1の製造方法について説明する。
基板4は、本実施の形態ではAl、MgO、SiO、CaO、AlNおよびSiなどを主結晶相とするセラミックスから成る。
Alを主結晶相とするAl質焼結体を用いて基板4を作製する場合、安価な原料を使用することができるので、安価な発光素子用配線基板2を得ることができる。Alを主結晶相とするAl質焼結体とは、たとえば、X線回折を用いた構造解析において、Alのピークが主ピークとして検出されるようなもので、Alの結晶を体積比率として、50体積%以上含有していることが望ましい。
アルミナ(Al)セラミックスから成る基板4を形成するには、まず平均粒径が0.1μm〜8μm、好ましくは平均粒径が1.0μm〜2.0μmの純度99質量%以上のAl粉末に、平均粒径が1.0μm〜2.0μmのMn、SiO、MgO、SrO、CaOの群から選ばれる少なくとも1種の焼結助剤と、成形用有機樹脂(バインダ)とをトルエンなどを溶媒として混合し、スラリーと呼ばれる泥状粘稠物を調製する。Alを除く焼結助剤などの組成物の添加量は、Alを主結晶とする緻密体を得るために、好ましくは15質量%以下、より好ましくは、10質量%以下とすることが望ましい。特にAlを除く焼結助剤などの組成物の添加量が15質量%以下とした場合には、得られる基板4の大部分をAl結晶によって形成することができる。また、これらの焼結助剤の添加量は、焼成温度を低くするために5質量%以上、より好ましくは7質量%以上とすることが望ましい。
このようにして調製したスラリーを、ドクターブレード法を用いて所定の形状に成形し、セラミックグリーンシートと呼ばれるセラミック成形体を形成する。
次にセラミックグリーンシートに打ち抜き加工を施すことによって第1〜第3貫通孔8,10,12を形成する。次に第2および第3貫通孔10,12に、導電性を有する材料から成る粉末を含有する導電性ペーストを充填する。また第1および第2表面パッド電極21,22、第1および第2裏面パッド電極23,24が形成されるべき部位に、前記導電性ペーストを印刷する。前記粉末は、後述する焼成時において溶融しないモリブデン(Mo)およびタングステン(W)などから成る。
次に導電性ペーストを塗布したセラミックグリーンシートを酸化雰囲気、還元雰囲気、または不活性雰囲気において、1300℃〜1600℃の温度範囲で焼成する。これによって基板4が形成されるとともに、第1および第2貫通電極9,11、第1および第2表面パッド電極21,22、第1および第2裏面パッド電極23,24が形成される。なお、第1および第2表面パッド電極21,22、第1および第2裏面パッド電極23,24を、薄膜法を用いて基板4の表面に形成したり、金属箔を成形体の表面に転写するなどして形成してもよい。
セラミック基板は、高剛性であり、発光素子3の発する光や熱による変質がなく、比較的高熱伝導率の素材が多いので、高性能で長寿命の発光素子用配線基板2となる。
なおMgO、SiO、CaO、AlN、およびSiなどを主結晶相とするセラミックスの場合には、焼成温度が異なるが、Alを主結晶相とするセラミックスから成る基板4を形成する手順とほぼ同様の手順を経ることによって基板4を形成することができる。基板4として、低温焼成セラミックス基板、いわゆるガラスセラミックス基板を用いた場合には、熱伝導率、強度、および剛性がアルミナセラミックスなどの1050℃以上の温度域で焼成されるセラミックスには劣るが、熱膨張係数を容易に制御することができるので、容易に素子搭載部6との熱膨張係数の整合を図ることができる。またMgO、SiOおよびCaOなどを主結晶相とするガラスセラミックスの場合には、アルミナ(Al)セラミックスの焼成温度よりも低い温度で焼成することができるので、融点の低い銅および銀などの低抵抗率を有する金属から成る第1および第2貫通電極9,11、第1および第2表面パッド電極21,22、第1および第2裏面パッド電極23,24を同時焼成することができる。これによって低抵抗の配線5を形成することができ、配線5における電気的な損失および発熱を抑制することができる。
次に第1貫通孔8に素子搭載部6を挿入して、基板4と素子搭載部6とを第1接合部16を介して接合する。素子搭載部6は、たとえば、金属から成る金属板または金属箔をプレス機械などによって打ち抜き加工することによって形成される。素子搭載部6は、たとえば熱伝導率が高い銅(Cu)またはアルミニウム(Al)などから成る。CuおよびAlは、安価なので、安価に発光装置1を製造することができる。また素子搭載部6は、プレス加工、鋳込み、研磨加工および粉末冶金などの加工方法によって形成することができる。これによって複雑な形状の素子搭載部6を形成することができる。また以上述べた方法とは異なる他の加工方法を用いて素子搭載部6を形成してもよい。
第1接合部16は、金属、セラミックス、および樹脂の群から選ばれる少なくとも1種から成る。第1接合部16は、たとえば融点の低い金属によって実現され、たとえば錫60質量%〜10質量%−鉛40質量%〜90質量%の半田、または鉛を含まない鉛フリー半田によって実現される。このように融点の低い半田を用いることによって、基板4と素子搭載部6とを接合する接合工程の作業を簡易に行うことができる。
第1接合部16に金属を用いる場合には、基板4の第1貫通孔8に臨む内周面上に、第1接合部16との濡れ性を向上させるために予め金属層を形成する必要がある。半田を用いる場合には、230℃の窒素雰囲気のリフロー炉において10秒間処理することによって、基板4と素子搭載部6とを接合することができる。
また、半田以外ではたとえば共晶Agろう材を用いて、800℃の窒素と水素との混合雰囲気のリフロー炉において1時間処理することによって、基板4と素子搭載部6とを接合することができる。
また、いわゆる活性金属法を用いて基板4と素子搭載部6とを接合することもできる。
また、第1接合部16として樹脂を用いる場合には、一般的に用いられるエポキシ樹脂系の接合剤を用いることが望ましい。樹脂を用いる場合には、接合剤の硬化温度に応じてたとえば80〜150℃の雰囲気において20〜40分間加熱して接合剤を硬化し、第1接合部16を介して基板4と素子搭載部6とを接合することができる。
樹脂を用いた接合は、安価で、かつ容易に接合することができる点において金属を用いた接合よりも優れている。特に樹脂を用いて基板4を形成した場合には、樹脂を接合材として用いると、基板4と素子搭載部6との接合力が高くなる。また樹脂を接合材として用いると比較的低温で接合処理を行うことができるので、基板4に与えるダメージがほとんどなく、第1接合部16の基板4との界面および素子搭載部6との界面からクラックが生じることを防ぐことができ、信頼性の高い発光素子用配線基板2を作製することができる。
また、第1接合部16としてセラミックスを用いる場合には、たとえば低融点のガラスセラミックスが用いられる。このような低融点のガラスセラミックスを用いることで、600℃以下の比較的低温において基板4と素子搭載部6とを接合することができ、接合により発生する熱応力を小さくすることができる。
また、第1接合部16を、金属、セラミックスおよび樹脂を複合化した材料を用いて形成してもよい。たとえば金属粉末とセラミック粉末と樹脂とを適当な比率で混合することによって、第1接合部16の熱膨張係数を基板4および素子搭載部6の熱膨張係数に応じて調整することができ、接合時に生じる応力を低減することができる。
枠部7は、AlまたはFe−Ni−Co合金などの金属を用いて形成され、第3接合部28を介して基板4に接続される。第3接合部28は、前述した第1接合部16と同様に形成される。枠部7を安価で容易に成形することができる金属によって形成するので、複雑な形状の枠部7であっても容易にかつ安価に成形することができ、安価に発光素子用配線基板2を製造することができる。枠部7の表面の反射率が低い場合には、枠部7の表面上に前述した反射膜18と同様に反射率の高い反射膜が形成される。
次に素子搭載部6の搭載面15に第2接合部26を介して発光素子3を接合する。第2接合部26は、接合剤を硬化することによって形成され、Au−Snろう材およびエポキシ樹脂などによって実現される。Au−Snろう材を用いて発光素子3を接合すると、熱伝導率の高い第2接合部26が実現される。この場合には、発光素子3に発生する熱量が第2接合部26を介して効率的に素子搭載部6に拡散されるので、発光素子3の放熱性が向上する。したがって蛍光体を含む接着剤を用いて発光素子3を接合する従来の技術の発光装置よりも発光素子3の放熱性を向上することができ、発光素子3の発熱によって発光量が低下することを防ぐことができる。
発光素子3を取付けると、次にボンディングワイヤ27によって発光素子3と配線5とを電気的に接続する。次に発光素子用配線基板2によって囲まれる空間に、エポキシ樹脂を充填して硬化することによって被覆部31を形成する。このように発光素子3を熱伝導率の高い金属から成る素子搭載部6に取付けるので、発光素子3に発生する熱量を効率的に素子搭載部6に拡散することができ、発光素子3に発生する熱量を効率的に放熱することができる。さらに発光素子3から素子搭載部6に放熱された熱量は、空気、基板4および熱伝導率の高い金属から成る枠部7に拡散するので、効率的に発光素子3に発生する熱量を放熱することができる。これによって発熱による発光素子3の輝度の低下を抑制することができる。またヒートシンクなどの放熱部材をさらに設ける必要がなくなるので、発光装置1の小形化を実現することができるとともに、安価に発光装置1を製造することができる。
以上説明した本実施の形態の発光装置1によれば、突起部14は、基板4の厚み方向Zの一表面13から、厚み方向Zの一方Z1に先細状に突出するように形成される。発光素子3は、厚み方向Zの一方Z1の光の取出し方向だけでなく、基板4側にも光を放射する。発光素子3から基板4側に放射される光の少なくとも一部は、突起部14の外周面17に形成された反射膜18に入射して反射され、光の取出し方向に光が取出される。仮に素子搭載部が四角柱状または円柱状などに形成される場合には、素子搭載部の外周面で光が反射されないので、発光素子から基板側に放射される光が利用されなくなる。したがって突起部14が先細状に形成されることによって、柱状に形成される素子搭載部に比べて光の取出し効率の高い発光素子用配線基板2が実現される。
また、発光素子3から放出される光は、様々な部分で反射したり、散乱したりすることから、突起部14の外周面17が基板4に対して垂直に形成された場合には、外周面17に入射した光は、基板4の厚み方向Zの一表面13に反射されて、損失してしまうのに対して、突起部14の外周面17を角度をつけて形成することによって従来基板側に反射されてしまうような光であっても、角度を有する外周面17によって、厚み方向Zに垂直な方向あるいは基板4とは反対側の前方に光を誘導することができ、光の取出し効率の高い発光素子用配線基板2が実現される。
発光素子3から放射される光の反射膜18への入射角は、仮に発光素子3よりも広い平面上に発光素子3を搭載したときのこの平面への入射角に比べて大きくなる。少なくともS偏光は、入射角が大きくなるほど反射率が高くなるので、平面上に発光素子3を搭載した場合に比べて、突起部14を設けた方が発光素子から基板4側に放射された光の反射率が高くなる。したがって、基板4側に放射された光を取出し光としてより有効に利用することができ、光の取出し効率の高い発光素子用配線基板2が実現される。
特に突起部14の外周面17の厚み方向Zからの傾斜角度θは、30°〜60°に選ばれ、突起部14の厚み方向Zの寸法H1は、(H2+H3)の1倍〜5倍に選ばれるので、反射膜18は、光を反射する膜として有効に機能し、光の取出し効率が高くなる。
また突起部14の外周面17に、素子搭載部6の表面よりも反射率の高い反射膜18が形成されるので、発光素子3から基板4側に放射される光をより反射することができる。これによって発光装置1の光の取出し効率を高くすることができる。また反射膜18を形成することによって、素子搭載部6を腐食から防ぐことができる。
また本実施の形態の発光装置1の搭載面15の面積は、発光素子3の突起部14に対向する実装面20の面積と等しい。搭載面15の面積が発光素子3の実装面20の面積よりも小さい場合、素子搭載部6と発光素子3との接合部分の面積が小さくなる。この場合、発光素子3に発生する熱量が効率的に素子搭載部6を介して拡散され難くなる。発光素子3は、温度が上昇すると発光効率が低下するので、このように搭載面15の面積が発光素子3の実装面20の面積よりも小さい場合、発光素子3の発光効率が低下する。また搭載面15の面積が発光素子3の実装面20の面積よりも小さい場合、発光素子3と搭載面15との接合部分の面積が小さくなるので、発光素子3と搭載面15との接合性が低下する。また搭載面15の面積が発光素子の実装面20の面積よりも大きければ、発光素子3から基板4側に放射される光の一部が搭載面15に入射する。この場合、搭載面15が発光素子3を平面上に搭載した構成における平面と同様の作用をなすので、光の取出し効率が低下する。本実施の形態では搭載面15の面積は、発光素子3の実装面20の面積と等しいので、発光素子3の放熱性が高く、光の取出し効率の高く、かつ発光素子3と搭載面15との接合性の良い発光素子用配線基板2が実現される。
また本実施の形態の発光装置1の素子搭載部6は、樹脂およびセラミックスなどよりも熱伝導性の高い金属から成る。特に素子搭載部6は、銅またはアルミニウムから成るので、発光素子3に発生する熱量を効率的に素子搭載部6に拡散することができる。これによって発光素子3の温度上昇を抑制し、発光効率の高くなる発光素子用配線基板2が実現される。
また本実施の形態の発光装置1の素子搭載部6は、基板4の厚み方向Zを貫通するので、発光素子3に発生する熱量は、素子搭載部6を伝導して、基板4の厚み方向の他表面25側からも放熱される。これによって発光素子3の温度上昇を抑制し、発光効率の高くなる発光素子用配線基板2が実現される。
また本実施の形態の発光装置1では、厚み方向Zに平行に延びる軸線周りに発光素子3および突起部14を囲う枠部7が形成される。この枠部7によって、たとえば障害物と発光素子3とが衝突することを防ぐことができ、発光素子3が保護される。また被覆部31を形成するときに、この枠部7と基板4とが被覆部31の材料を充填するときの容器として機能するので、被覆部31を容易に形成することができる。また枠部7には反射率の高い反射膜が形成されるので、枠部7によって光が反射される。これによって発光素子3からの光を、光の取出し方向に集めることができ、光の取出し効率の高い発光素子用配線基板2が実現される。
また本実施の形態の発光装置1は、発光素子3を被覆する被覆部31を有するので、発光素子3を水分および塵埃などから保護することができる。被覆部31は、透光性を有するので、発光素子3からの光が被覆部31によって吸収されない。これによって発光量の大きい発光装置1を実現することができる。
本実施の形態の発光装置1における素子搭載部6は、CuまたはAlから成るとしたけれども、これらに限らずに搭載される発光素子3の性能、基板4の種類、特性、およびコストを考慮して素子搭載部6の材料を選択してもよい。たとえば素子搭載部6は、Cu−W(タングステン)などの複合材を用いて形成してもよい。このように2種類以上の金属を含有するCu−Wなどの複合材を用いる場合には、用いる金属とその比率とを調整することによって、所望の特性を有する素子搭載部6を作製することができる。また素子搭載部6は、合金によって形成されてもよい。また素子搭載部6は、セラミックスによって形成してもよく、この場合には基板4と同時焼成することができる。
また本実施の形態の発光装置1の基板4は、セラミックスから成るとしたけれども、有機系の樹脂によって形成されてもよい。樹脂基板は、セラミックス基板に比べて安価なので、安価な発光素子用配線基板2を得ることができる。さらに剛性、強度、吸湿性および耐熱性などを向上させるために、セラミック粉末およびガラスクロスなどを含有する樹脂基板を用いて基板4を形成することが望ましい。
また本実施の形態の発光装置1の枠部7は、内周面が厚み方向Zに平行に形成されるとしたけれども、厚み方向Zに対して傾斜状に形成されてもよい。たとえば枠部7の内周面の厚み方向Zに垂直な断面が、基板4から離間するにつれて広くなるように形成されてもよい。このように枠部7の内周面の形状を設定することによって、発光装置1の光の放射角を任意に調整することができる。
また本実施の形態の発光装置1の枠部7は、金属から成るとしたけれども、セラミックスによって形成されてもよい。この場合には、基板4を焼成するときに枠部7も同時焼成することができ、工程を簡略化することができるので、安価な発光素子用配線基板2を容易に作製することができる。またセラミックスは耐熱性および耐湿性に優れているので、セラミック製の枠部7を用いることによって長期間の発光装置1の使用、および悪条件での発光装置1の使用などにおいても優れた耐久性を有する発光素子用配線基板2となる。
また本実施の形態の発光装置1に加えて、素子搭載部6の厚み方向Zの他表面にヒートシンクなどの冷却装置を設けてもよい。冷却装置を設けることによって、更に放熱性が向上する。
また本発明の形態の発光装置1の基板4に、搭載する発光素子3の光の波長に対して反射率の高い反射膜を形成してもよい。たとえば無電解めっき法を用いて基板4に反射膜を形成すると、基板に入射した光が光の取出し方向に反射されるので、発光素子3からの光を有効に利用することができ、発光装置の光の取出し効率を向上することができる。
また本実施の形態の発光装置1では、配線5と発光素子3とをボンディングワイヤ27によって電気的に接続しているが、フリップチップ接続によって電気的に接続してもよい。
また本実施の形態の発光装置1では、被覆部31によって発光素子3が被覆されているが、被覆部31を形成せずにたとえば透光性を有する蓋体を用いて発光素子3を封止してもよい。蓋体は、たとえば厚み方向Zの一方Z1から照明装置1を覆うように形成される。また、被覆部31に加えてさらに蓋体を形成してもよい。蓋体としては、ガラスなどの透光性の素材を用いることが望ましい。また発光素子3が放射する光の波長を変換するための蛍光体を被覆部31に添加してもよい。
また本実施の形態の発光装置1では、発光素子3が第1および第2貫通電極9,11を介して第1および第2裏面パッド電極23,23と接続される構成について説明したが、第1および第2貫通電極9,11を設けずに、基板4の厚み方向Zの一表面13側から発光素子3に給電するような構成の照明装置としてもよい。また、基板4は、多層基板によって構成されてもよい。
また本実施の形態の発光装置1では、枠部7が設けられるが、枠部7を具備しない発光装置を構成してもよい。
また本実施の形態の発光装置1では、搭載面15の面積と、発光素子3の突起部14に対向する実装面20の面積とが等しく選ばれるとしたけれども、搭載面15の面積は、発光素子3の実装面20の面積よりも小さくてもよい。この場合であっても、前述したように発光素子3からの光が突起部14の外周面17に入射するので、発光装置1の光の取出し効率が向上する。
また本実施の形態の発光装置1の発光素子3および基板4の厚み方向Zの断面は、正方形に形成されるとしたけれども、正方形に限らず、長方形、円形および楕円形などであってもよい。
図3は、本発明の他の実施の形態の発光装置の素子搭載部41を示す断面図である。本実施の形態の発光装置は、突起部42を除いて前述の実施の形態の発光装置1と同様の構成であるので、突起部42以外の構成については説明を省略し、突起部42についてのみ説明する。
突起部42の形状は、前述の実施の形態の突起部14の形状に類似する。突起部42の外周面43は、本実施の形態では平面状でなく、前述の実施の形態の突起部14の平面状の外周面17に比べて素子搭載部41の内側に湾曲して形成される。このように突起部14を形成した場合であっても、前述したように発光装置1の光の取出し効率が向上する。
図4は、本発明のさらに他の実施の形態の発光装置の素子搭載部45を示す断面図である。本実施の形態の発光装置は、突起部46を除いて前述の実施の形態の発光装置1と同様の構成であるので、突起部46以外の構成については説明を省略し、突起部46についてのみ説明する。
突起部46の形状は、前述の実施の形態の突起部14の形状に類似する。突起部46の外周面47は、本実施の形態では平面状でなく、前述の実施の形態の突起部14の平面状の外周面17に比べて素子搭載部45の外方に湾曲して形成される。このように突起部14を形成した場合であっても、前述したように発光装置1の光の取出し効率が向上する。
図5は、本発明のさらに他の実施の形態の発光装置の素子搭載部49を示す断面図である。本実施の形態の発光装置は、突起部50を除いて前述の実施の形態の発光装置1と同様の構成であるので、突起部50以外の構成については説明を省略し、突起部50についてのみ説明する。
突起部50の形状は、前述の実施の形態の突起部14の形状に類似する。突起部50の厚み方向Zの他端部の周縁部は、突起部50の内側に退避する凹所51が形成される。突起部50が凹所51を有することによって、被覆部31が凹所51に嵌り込む。これによって被覆部31と発光素子用配線基板との密着性が向上する。
図6は、本発明のさらに他の実施の形態の発光装置の枠部53を示す切断端面図である。本実施の形態の発光装置は、枠部53を除いて前述の実施の形態の発光装置1と同様の構成であるので、枠部53以外の構成については説明を省略し、枠部53についてのみ説明する。
枠部53の厚み方向Zの一端部には、枠部の内側に延びる庇部54が形成される。枠部53が庇部54を有することによって、被覆部31が発光素子用配線基板に嵌り込む。これによって被覆部31と発光素子用配線基板との密着性が向上する。この庇部53は、発光素子3からの光を遮るので、発光装置の光量が小さくならない程度かつ被覆部31との密着性が高くなる程度の大きさに形成される。
(実施例)
図1および図2に示す発光装置1を作製し、発光装置1の光量を測定した。
まず基板4を作製するために原料粉末としてAlの粉末を90質量%、MgOの粉末を5質量%、SiOの粉末を5質量%の割合で混合し、バインダとしてアクリル系の成形用有機樹脂を用い、溶媒としてトルエンを用いて混合し、スラリーを調製した。Alの粉末には、純度99質量%以上で、平均粒径が1.0μmのものを用い、MgOの粉末には、純度99質量%以上で、平均粒子径が1.3μmのものを用い、SiOの粉末には、純度99質量%以上で、平均粒径が1.0μmのものを用いた。この後にドクターブレード法を用いてセラミックグリーンシートを作製した。
次に配線5の材料として導電性ペーストを調製した。導電性ペーストは、95質量%のWの粉末と、5質量%のAlの粉末とを混合し、アクリル系の樹脂をバインダとして用い、溶媒としてアセトンを用いて混合して調製した。Wの粉末には、平均粒子径が2μmのものを用い、Alの粉末には、平均粒径が1.0μmのものを用いた。次に、作製したセラミックグリーンシートに打ち抜き加工を施し、第1貫通孔8、第2貫通孔10および第3貫通孔12を形成した。第2貫通孔10および第3貫通孔12の直径は、100μmとし、この第2貫通孔10および第3貫通孔12に、調製した導電性ペーストをスクリーン印刷法によって充填するとともに、第1表面パッド電極21、第2表面パッド電極22、第1裏面パッド電極23および第2裏面パッド電極24が形成される部位に配線パターン状に導電性ペーストを印刷塗布した。
このようにして作製したグリーンシートを、焼成後の第1幅方向Xの寸法D2、第2幅方向Yの寸法W3、厚み方向Zの寸法H6が、それぞれD2=10mm、W3=10mm、H6=0.6mmとなるように組み合わせ、位置合わせをし、積層圧着し、焼成した。焼成後、第1表面パッド電極21、第2表面パッド電極22、第1裏面パッド電極23および第2裏面パッド電極24の表面にNiめっき、Auめっきを順次施した。
枠部7は、熱膨張係数が23×10−6/℃、熱伝導率が238W/m・KのAlから成る金属を用いて形成した。また枠部7を基板4に接合する前に、前述した配線5用の導電性ペーストを用いて、基板4の厚み方向Zの一表面13の枠部7が搭載される周縁部に金属層を形成した。次に半田を用いて枠部7を基板4に接合した。
Cuから成る素子搭載部6を、素子搭載部本体19の表面と第1貫通孔8に臨む基板4の内周面との間の間隔が100μm〜300μmとなるように成形した。また素子搭載部6の表面にNiから成る層、Auから成る層、Agから成る層をこの順にめっきして反射膜18を成膜した。第1貫通孔8に臨む基板4の内周面に共晶Ag−Cuろう材ペーストを塗布し、素子搭載部6をこの第1貫通孔8に挿入し、890℃の窒素と水素との混合雰囲気において30間分加熱処理し、第1接合部16を形成して素子搭載部6を基板4に接合した。
次に搭載面15にAu−Snろう材を塗布し、発光素子3であるLEDチップを搭載面15に搭載し、400℃の窒素雰囲気において加熱することによって第2接合部26を形成して、発光素子3を素子搭載部6に接合した。本実施例では、発光素子3に出力が1.5WのLEDチップを用いた。次にボンディングワイヤ27によって発光素子3と配線5とを電気的に接続した。次に熱膨張係数が40×10−6/℃のエポキシ樹脂を発光素子用配線基板2に充填し、硬化させることによって被覆部31を作製した。
作製した発光装置1の突起部14の厚み方向Zの寸法H1は、0.2mmであり、外周面17の厚み方向Zからの傾斜角度θは、60°であり、第1および第2表面パッド電極21,22の厚み方向Zの寸法H4は、0.01mmであり、第2接合部26の厚み方向Zの寸法H3は、0.005mmであり、発光素子3の厚み方向Zの寸法H2は、0.1mmであり、発光装置1の第1幅方向Xの寸法D2は、4mmであり、発光素子3の第1幅方向Xの寸法D1は、0.6mmであり、発光素子3の第2幅方向Yの寸法W2は、0.6mmであり、枠部7の互いに対向する面と面との間の寸法W1は、3mmであり、枠部7の厚み方向Zの寸法H5は、0.5mmである。
作製した発光装置1に0.4Aの電流を通電し、通電を開始してから1時間後に全放射束測定を行った。このときの発光装置1からの光強度は、210mWであった。
(比較例)
図7は、比較例として作製した発光装置56の断面図である。比較例として作製した発光装置56は、実施例において作製した発光装置1の素子搭載部6と形状が異なり、素子搭載部6以外の形状は実施例において作製した発光装置1と同じである。図7において、比較例として作製した発光装置56のうちの、実施例において作製した発光装置1に対応する部分については同一の参照符号を付して示している。比較例の発光装置58における素子搭載部57は、厚み方向Zに四角柱状に延びて形成されている。素子搭載部57の第1幅方向Xおよび第2幅方向Yの寸法は、それぞれ発光素子3の第1幅方向Xおよび第2幅方向Yの寸法と等しい。比較例として作製した発光装置1に0.4Aの電流を通電し、通電を開始してから1時間後に全放射束測定を行った。このときの発光装置1からの光強度は、200mWであった。
本発明の実施の一形態の発光装置1を示す断面図である。 発光装置1の平面図である。 本発明の他の実施の形態の発光装置の素子搭載部41を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施の形態の発光装置の素子搭載部45を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施の形態の発光装置の素子搭載部49を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施の形態の発光装置の枠部53を示す切断端面図である。 比較例として作製した発光装置56の断面図である。
符号の説明
1 発光装置
2 発光素子用配線基板
3 発光素子
4 基板
5 配線
6,41,45,49,57 素子搭載部
7,53 枠部
14,42,46,50 突起部
15 搭載面
18 反射膜
19 素子搭載部本体
20 実装面
27 ボンディングワイヤ
31 被覆部

Claims (9)

  1. 電気絶縁性を有し、配線が形成される基板と、
    外周面が前記基板の厚み方向の一表面から突出するにつれて相互に近接する方向に傾斜し、前記一表面から最も離れた先端部に発光素子を搭載する搭載面が形成される素子搭載部とを含むことを特徴とする発光素子用配線基板。
  2. 前記搭載面の面積は、前記発光素子の前記素子搭載部に対向する実装面の面積と等しく選ばれることを特徴とする請求項1記載の発光素子用配線基板。
  3. 前記素子搭載部は、金属から成ることを特徴とする請求項1または2記載の発光素子用配線基板。
  4. 前記素子搭載部は、前記厚み方向に前記基板を貫通して前記基板に設けられることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の発光素子用配線基板。
  5. 前記素子搭載部は、銅またはアルミニウムから成ることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の発光素子用配線基板。
  6. 前記搭載面と前記一表面との間の、前記素子搭載部の前記外周面上に形成され、銀またはアルミニウムから成る反射膜をさらに含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の発光素子用配線基板。
  7. 前記基板の一表面上には、前記搭載面に搭載される前記発光素子および素子搭載部を外囲する枠部をさらに含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の発光素子用配線基板。
  8. 請求項1〜7のいずれか1つに記載の発光素子用配線基板と、
    前記搭載面に搭載される発光素子と、
    前記基板に形成される前記配線および前記発光素子を接続する素子接続部とを含むことを特徴とする発光装置。
  9. 透光性を有し、前記発光素子を被覆する被覆部をさらに含むことを特徴とする請求項8記載の発光装置。
JP2006095500A 2006-03-30 2006-03-30 発光素子用配線基板および発光装置 Pending JP2007273602A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006095500A JP2007273602A (ja) 2006-03-30 2006-03-30 発光素子用配線基板および発光装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006095500A JP2007273602A (ja) 2006-03-30 2006-03-30 発光素子用配線基板および発光装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007273602A true JP2007273602A (ja) 2007-10-18

Family

ID=38676119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006095500A Pending JP2007273602A (ja) 2006-03-30 2006-03-30 発光素子用配線基板および発光装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007273602A (ja)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009105270A (ja) * 2007-10-24 2009-05-14 Denki Kagaku Kogyo Kk 発光素子用金属ベース回路用基板の製造方法及び発光素子用金属ベース回路用基板
JP2009152525A (ja) * 2007-11-28 2009-07-09 Kyocera Corp 発光装置および照明装置
JP2009164583A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd 高出力ledパッケージ及びその製造方法
JP2009302542A (ja) * 2008-06-13 2009-12-24 Samsung Electronics Co Ltd 発光素子、発光素子を含む発光装置、発光素子の製造方法および発光素子を含む発光装置の製造方法
JP2013145829A (ja) * 2012-01-16 2013-07-25 Citizen Holdings Co Ltd 発光デバイス
JP2014067777A (ja) * 2012-09-25 2014-04-17 Stanley Electric Co Ltd 半導体発光素子
JP2016115899A (ja) * 2014-12-18 2016-06-23 スタンレー電気株式会社 光学装置
US10193039B2 (en) 2016-04-01 2019-01-29 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting element mounting base member, method of manufacturing light emitting device using the light emitting element mounting base member, light emitting element mounting base member, light emitting element mounting base member, and light emitting device using the light emitting element mounting base member
US10644210B2 (en) 2016-04-01 2020-05-05 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting element mounting base member, method of manufacturing light emitting device using the light emitting element mounting base member, light emitting element mounting base member, and light emitting device using the light emitting element mounting base member
US10734561B2 (en) 2016-05-20 2020-08-04 Nichia Corporation Method of manufacturing wiring board, wiring board, and light emitting device using the wiring board
US10790426B2 (en) 2016-04-01 2020-09-29 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting element mounting base member, method of manufacturing light emitting device using the light emitting element mounting base member, light emitting element mounting base member, and light emitting device using the light emitting element mounting base member
US10797214B2 (en) 2016-05-20 2020-10-06 Nichia Corporation Method of manufacturing wiring board, method of manufacturing light emitting device using the wiring board, wiring board, and light emitting device using the wiring board

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04221865A (ja) * 1990-12-20 1992-08-12 Fujikura Ltd 微小素子の固定方法
JP2000236116A (ja) * 1999-02-15 2000-08-29 Matsushita Electric Works Ltd 光源装置
JP2003324216A (ja) * 2002-02-28 2003-11-14 Rohm Co Ltd 発光ダイオードランプ
JP2005285952A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Korai Kagi Kofun Yugenkoshi 電流供給基板に光反射層を具えた発光デバイス
JP2006066657A (ja) * 2004-08-27 2006-03-09 Kyocera Corp 発光装置および照明装置
JP2006066519A (ja) * 2004-08-25 2006-03-09 Kyocera Corp 発光素子用配線基板ならびに発光装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04221865A (ja) * 1990-12-20 1992-08-12 Fujikura Ltd 微小素子の固定方法
JP2000236116A (ja) * 1999-02-15 2000-08-29 Matsushita Electric Works Ltd 光源装置
JP2003324216A (ja) * 2002-02-28 2003-11-14 Rohm Co Ltd 発光ダイオードランプ
JP2005285952A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Korai Kagi Kofun Yugenkoshi 電流供給基板に光反射層を具えた発光デバイス
JP2006066519A (ja) * 2004-08-25 2006-03-09 Kyocera Corp 発光素子用配線基板ならびに発光装置
JP2006066657A (ja) * 2004-08-27 2006-03-09 Kyocera Corp 発光装置および照明装置

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009105270A (ja) * 2007-10-24 2009-05-14 Denki Kagaku Kogyo Kk 発光素子用金属ベース回路用基板の製造方法及び発光素子用金属ベース回路用基板
JP2009152525A (ja) * 2007-11-28 2009-07-09 Kyocera Corp 発光装置および照明装置
JP2009164583A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd 高出力ledパッケージ及びその製造方法
JP2009302542A (ja) * 2008-06-13 2009-12-24 Samsung Electronics Co Ltd 発光素子、発光素子を含む発光装置、発光素子の製造方法および発光素子を含む発光装置の製造方法
US8975656B2 (en) 2008-06-13 2015-03-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Light emitting elements, light emitting devices including light emitting elements and methods of manufacturing such light emitting elements and/or device
JP2013145829A (ja) * 2012-01-16 2013-07-25 Citizen Holdings Co Ltd 発光デバイス
JP2014067777A (ja) * 2012-09-25 2014-04-17 Stanley Electric Co Ltd 半導体発光素子
JP2016115899A (ja) * 2014-12-18 2016-06-23 スタンレー電気株式会社 光学装置
US10193039B2 (en) 2016-04-01 2019-01-29 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting element mounting base member, method of manufacturing light emitting device using the light emitting element mounting base member, light emitting element mounting base member, light emitting element mounting base member, and light emitting device using the light emitting element mounting base member
US10573796B2 (en) 2016-04-01 2020-02-25 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting element mounting base member, and method of manufacturing light emitting device
US10644210B2 (en) 2016-04-01 2020-05-05 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting element mounting base member, method of manufacturing light emitting device using the light emitting element mounting base member, light emitting element mounting base member, and light emitting device using the light emitting element mounting base member
US10790426B2 (en) 2016-04-01 2020-09-29 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting element mounting base member, method of manufacturing light emitting device using the light emitting element mounting base member, light emitting element mounting base member, and light emitting device using the light emitting element mounting base member
US11223000B2 (en) 2016-04-01 2022-01-11 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting element mounting base member, method of manufacturing light emitting device using the light emitting element mounting base member, light emitting element mounting base member, and light emitting device using the light emitting element mounting base member
US11257999B2 (en) 2016-04-01 2022-02-22 Nichia Corporation Light emitting element mounting base member, and light emitting device using the light emitting element mounting base member
US10734561B2 (en) 2016-05-20 2020-08-04 Nichia Corporation Method of manufacturing wiring board, wiring board, and light emitting device using the wiring board
US10797214B2 (en) 2016-05-20 2020-10-06 Nichia Corporation Method of manufacturing wiring board, method of manufacturing light emitting device using the wiring board, wiring board, and light emitting device using the wiring board
US11251352B2 (en) 2016-05-20 2022-02-15 Nichia Corporation Wiring board, and light emitting device using the wiring board

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007273602A (ja) 発光素子用配線基板および発光装置
US8314346B2 (en) Wiring board for light-emitting element
JP4789671B2 (ja) 発光素子用配線基板ならびに発光装置
JP2007273603A (ja) 発光素子用配線基板および発光装置
JP2008109079A (ja) 表面実装型発光素子用配線基板および発光装置
JP2006066519A (ja) 発光素子用配線基板ならびに発光装置
JP2010199167A (ja) 発光素子収納用パッケージならびに発光装置
JP4915058B2 (ja) Led部品およびその製造方法
JP2005079167A (ja) 発光素子収納用パッケージおよび発光装置
JP2006093565A (ja) 発光素子用配線基板ならびに発光装置およびその製造方法
JP2007227737A (ja) 発光素子用配線基板ならびに発光装置
JP4841284B2 (ja) 発光素子用配線基板ならびに発光装置
JP2007273592A (ja) 発光素子用配線基板および発光装置
JP2006041230A (ja) 発光素子用配線基板ならびに発光装置
JP2007227738A (ja) 発光素子用配線基板ならびに発光装置
JP4163932B2 (ja) 発光素子収納用パッケージおよび発光装置
JP2007266222A (ja) 発光素子搭載用基板、発光素子収納用パッケージ、発光装置および照明装置
JP2006156447A (ja) 発光素子用配線基板ならびに発光装置およびその製造方法
JP2006128265A (ja) 発光素子用配線基板ならびに発光装置
JP2004207672A (ja) 発光素子収納用パッケージおよび発光装置
JP4895777B2 (ja) 発光素子用配線基板ならびに発光装置
JP2014157949A (ja) 配線基板および電子装置
JP2005210056A (ja) Led用セラミックパッケージ
JP2006066409A (ja) 発光素子用配線基板および発光装置ならびに発光素子用配線基板の製造方法
JP2006100364A (ja) 発光素子用配線基板および発光装置ならびに発光素子用配線基板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080916

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110323

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110329

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110525

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110705

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110826

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20111018