JP2008177605A

JP2008177605A - 発光装置

Info

Publication number: JP2008177605A
Application number: JP2008097817A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Suehiro; 好伸末広; Hideaki Kato; 英昭加藤; Mitsuhiro Inoue; 光宏井上; Satoshi Wada; 聡和田
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2008-04-04
Filing date: 2008-04-04
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2023-09-30
Also published as: JP4737218B2

Abstract

【課題】封止時における封止部材の加圧力等が発光素子に付与されることに起因して生じ
る発光素子のバンプの変形、移動、バンプ間短絡等を防止できるようにした発光装置を提
供する。
【解決手段】基板部１１の配線層１１ｃ，１１ｄ上の所定位置には、バンプ１２ａ，１２
ｂが実装面に設けられたＬＥＤ素子１２が搭載され、その下面と基板部１１の上面との間
には、バンプ１２ａ，１２ｂを埋める様にしてシリコーン材による絶縁層１３が充填され
る。この絶縁層１３、ＬＥＤ素子１２の各露出部分、及び基板部１１の発光素子搭載面の
周囲がガラス材による封止部材１４で封止される。絶縁層１３が固化すると、ＬＥＤ素子
１２の下面及びバンプ１２ａ，１２ｂが絶縁層１３によって固定され、封止部材１４が加
圧プレスによって封止されても、その加圧力はバンプ１２ａ，１２ｂに及ばず、バンプ１
２ａ，１２ｂに変形等が生じるのを防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置に関し、特に、封止部材の封止時の加圧力が発光素子に付与される
ことに起因して生じる発光素子のバンプの変形、バンプ間短絡等を防止できるようにした
発光装置に関する。

ＬＥＤ（light-Emitting Diode：発光ダイオード）を光源とする発光装置の代表的な構
造として、ＬＥＤ素子及びリード部の所定範囲を透光性を有する封止材料で覆うものがあ
る。この封止材料には、エポキシやシリコン等の樹脂やガラスがあるが、成形性、量産性
、及びコストの面から、一般に樹脂が用いられている。

ＬＥＤ素子を封止樹脂で封止することにより、発光装置の設計自由度や生産性に優れる
反面、ＬＥＤ素子から放射される光によって、封止樹脂の光学的特性及び化学的特性が劣
化し、その結果、発光装置の発光効率を低下させることが問題視されている。

封止用の樹脂材（例えば、エポキシ樹脂）は、ＬＥＤ素子から放射される強い光を受け
ることによって次第に黄変し、樹脂材に着色を生じることが知られている。この様な着色
が生じると、ＬＥＤ素子から放射される光が吸収されて発光装置の光出力を低下させ、ま
た、出力光に着色の影響が現れるという問題がある。

かかる問題を解決するものとして、耐湿性を有するガラス層でＬＥＤ素子を封止し、他
の部分を樹脂で封止した発光装置がある（例えば、特許文献１参照。）。

図６は、特許文献１に示された発光装置を示す。この発光装置２００は、配線導体２０
１及び２０２と、配線導体２０２に形成されるカップ部２０３と、カップ部２０３内の底
部２０３Ａに接着されるＬＥＤ素子２０４と、ＬＥＤ素子２０４の電極部（図示せず）と
配線導体２０１及び２０２の所定部位とを電気的に接続するワイヤ２０５と、カップ部２
０３内に設けられるＬＥＤ素子２０４を封止するガラス層２０６と、ガラス層２０６に含
有される蛍光物質２０６Ａと、砲弾形に成形されて全体を封止するとともに光透過性を有
する封止樹脂２０７とを有する。蛍光物質２０６Ａは、波長変換を行うためにガラス層２
０６に混入されており、ＬＥＤ素子２０４から放射された光が蛍光物質２０６Ａによって
波長変換される。

このような構成によると、ＬＥＤ素子２０４がカップ部２０３に注入されたガラス層２
０６によって包囲されるので、黄変や着色による光の減衰を低減することができる。また
、水分の透過が防止されて蛍光体の劣化を防ぐことができる。

近年、高出力のＬＥＤの開発が進められており、すでに数ワットの大出力タイプも製品
化されている。ＬＥＤは発熱の少ないことが特徴であるが、高出力（高輝度）タイプのＬ
ＥＤ素子は大電流が流れるため、無視できないレベルの発熱が生じる。このため、封止部
材を従来の樹脂材に代え、耐熱性に優れる封止材、例えばガラス材にする必要がある。
特開平１１−２０４８３８号公報（第１図）

しかし、従来の発光装置によると、封止部材をガラス材にした場合、ガラス材は樹脂材
に比べて粘度が高いため、その封止には高温による加圧プレスを用いているが、これによ
り、封止加工時にはＬＥＤ素子に加圧力や応力が付与され、ＬＥＤ素子がパンプにより接
続される構成では、パンプに変形（潰れ等）や移動を生じ、或いはパンプ間の短絡等を生
じ易くなる。

従って、本発明の目的は、封止時における封止部材の加圧力等が発光素子に付与される
ことに起因して生じる発光素子のバンプの変形、移動、バンプ間短絡等を防止できるよう
にした発光装置を提供することにある。

本発明は、上記の目的を達成するため、
フリップタイプの発光素子と、
前記発光素子が上面に搭載された給電部材と、
前記発光素子と前記給電部材との間に設けられて前記発光素子の正負の電極が前記封止
部材を封止加工する際に短絡することを防ぐ耐熱性絶縁体と、
前記耐熱性絶縁体の露出面、前記給電部材の前記上面及び前記発光素子を封止する透光
性ガラスからなる封止部材と、を有することを特徴とする発光装置を提供する。

前記給電部材は、前記上面に形成され前記発光素子と電気的に接続される配線層を有し
、
前記封止部材は、前記給電部材の前記配線層を含む前記上面を封止されていても良い。

前記耐熱性絶縁体は、ダイヤモンド、ＢＮ、ＳｉＣ、あるいはＡｌＮの少なくとも１つ
を含むものであることが好ましい。

前記耐熱性絶縁体は、蛍光体が混入されていると共に、前記発光素子の側面、又は側面
と上面を覆うように設けられていても良い。

前記発光素子は、アノード電極とカソード電極の少なくとも一方の電極接点数が２箇所
以上あるものであっても良い。

本発明の発光装置によれば、発光素子のバンプ装着面側に絶縁層が充填されていること
により、ＬＥＤ素子に封止時に付与される圧力が絶縁層によって阻止されるため、発光素
子のバンプの変形、移動、バンプ間の短絡等を防止できるようになる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の構成を示す断面図である。この発
光装置１０は、給電部材としての基板部１１と、電源供給用の少なくとも一対のＡｕから
なるバンプ１２ａ，１２ｂを有すると共に基板部１１の上面に搭載されるＬＥＤ素子１２
と、ＬＥＤ素子１２の下面と基板部１１の間に充填される絶縁層１３と、ＬＥＤ素子１２
及び基板部１１の上面を覆うように形成された封止部材１４とを備えて構成される。

基板部１１は、セラミック基板１１ａと、セラミック基板１１ａの上面に所定のパター
ンで形成された配線層１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅと、セラミック基板１１ａの下面
に所定のパターンで形成された配線層１１ｆ，１１ｇと、配線層１１ｃの表面に被覆され
たＡｕメッキ膜１１ｈと、配線層１１ｄの表面に被覆されたＡｕメッキ膜１１ｉと、配線
層１１ｆの表面に被覆されたＡｕメッキ膜１１ｊと、配線層１１ｇの表面に被覆されたＡ
ｕメッキ膜１１ｋと、配線層１１ｂと配線層１１ｆを接続するスルーホール１１ｌと、配
線層１１ｄと配線層１１ｇを接続するスルーホール１１ｍとを備えている。

セラミック基板１１ａは、例えば、ガラス含有Ａｌ2Ｏ3材（熱膨張率：１３．２×１０
-6／℃）が用いられる。配線層１１ｃ，１１ｄ，１１ｆ，１１ｇは、電源を供給するため
の電極として機能する。また、Ａｕメッキ膜１１ｈ，１１ｉ，１１ｊ，１１ｋは、接続性
、導電性、及び耐腐食性を向上させるために設けられている。なお、基板部１１は、ＬＥ
Ｄ素子１２を搭載する前に、配線層１１ｂ〜１１ｇ、Ａｕメッキ膜１１ｈ，１１ｉ，１１
ｊ，１１ｋ、及びスルーホール１１ｌ，１１ｍは予めセラミック基板１１ａに形成される
。

ＬＥＤ素子１２は、例えば、ＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＰ等の半導体を用いて構成されてお
り、そのチップサイズは、０．３×０．３ｍｍ（標準サイズ）、１×１ｍｍ（ラージサイ
ズ）等である。また、ＬＥＤ素子１２は、下面に電源用の電極１２ａ，１２ｂを有し、こ
の電極１２ａ，１２ｂが基板部１１の所定の配線層上に半田付けされる。

絶縁層１３は、シリコン系材料、又はダイヤモンド、ＢＮ、ＳｉＣ、あるいはＡｌＮの
粉末を含む絶縁材で形成されている。シリコン系材料としてシリコン樹脂を用いた場合、
封止部材１４の封止に伴う高温により、化学結合が切れることでＳｉＯ_２になり、耐熱性
を有する絶縁体として機能する。また、シリコン樹脂によって形成されるＳｉＯ_２に代え
てＳｉ系やＴｉ系等のアルコキシドによって形成されるセラミックを用いることもできる
。なお、ダイヤモンドは高い熱伝導性を有する。ＢＮ、ＳｉＣ、ＡｌＮはダイヤモンドと
比べて熱伝導性は劣るが廉価である。また、ダイヤモンド、ＢＮ、ＳｉＣは透明あるいは
白色であり、光吸収が少ないという特徴を有している。

封止部材１４は、透光性で低融点の特性を有するガラス材を用いて形成されており例え
ば、住田光学ガラス株式会社製の「ＰＳＫ１００」（熱膨張率：１１．４×１０^-6／℃）
を用いることができる。なお、発明者らの実験では、セラミックとガラスとの良好な接合
を得るためにはセラミック基板１１ａと封止部材１４とを略同等の熱膨張率（熱膨張率差
の比が１５％以内）とする必要があり、ここでは熱膨張率の比は０．８６である。

以下に、発光装置１０の組み立てについて説明する。

Ａｕのバンプ１２ａ，１２ｂが配線層１１ｃ，１１ｄに載るように位置決めし、基板部
１１上にＬＥＤ素子１２を配設した後、滴下、充填等により絶縁層１３を形成する。

次に、ＬＥＤ素子１２、絶縁層１３の露出面及び基板部１１の露出面にガラス材による
封止部材１４を封止する。封止部材１４の封止には金型を用い、所定の温度雰囲気及び加
圧プレスにより図１のように半円型に成形する。この封止の際、絶縁層１３としてのシリ
コン材がＳｉＯ_２化され、ＬＥＤ素子１２の下面、及びバンプ１２ａ，１２ｂが固定され
た状態になるため、バンプ１２ａ，１２ｂの変形やバンプ間短絡等が回避される。以上に
より、発光装置１０が完成する。

この発光装置１０では、例えば、配線層１１ｆがＬＥＤ素子１２のアノード側であると
すると、配線層１１ｆに直流電源（図示せず）のプラス側が接続され、配線層１１ｇには
マイナス側が接続される。ＬＥＤ素子１２に対して、図示しないｐ型電極及びｎ型電極に
電気的に接続されたバンプ２を介して順方向の電圧を印加すると、ＬＥＤ素子１２の活性
層においてホール及びエレクトロンのキャリア再結合が発生して発光し、出力光がＬＥＤ
素子１２の外部へ放射される。この光の殆どは封止部材１４内を透過して封止部材１４の
外へ出光し、一部は内面反射をして封止部材１４の外へ出光する。

上記した第１の実施の形態によると、以下の効果が得られる。
（１）ガラス材による封止部材１４で全体を封止したことにより、樹脂封止で問題になっ
た黄変や着色による光の減衰を低減することができる。
（２）ＬＥＤ素子１２の下側に耐熱性を有する絶縁層１３を設けたことにより、封止部材
１４の封止時に、バンプ１２ａ，１２ｂを封止部材１４が高熱で押圧してＬＥＤ素子１２
にダメージを及ぼすことがなくなる。すなわち、封止部材１４の高熱及び高圧力によりバ
ンプ１２ａ，１２ｂが変形したり、破損したりしてバンプ間で短絡を生じることを防止で
きる。
（３）ダイヤモンド、ＢＮ、ＳｉＣ、あるいはＡｌＮの粉末を含む絶縁材を用いた場合、
ＬＥＤ素子１２の発する熱を放熱する効果を期待できるため、放熱性の向上を図ることが
できる。

図２は、第２の実施の形態に係る発光装置の構成を示す断面図である。この発光装置２
０は、サブマウント２２を用いてリードフレームに搭載される金属リードタイプであり、
実装面にバンプ２１ａ，２１ｂが設けられたＬＥＤ素子２１と、このＬＥＤ素子２１が搭
載されるサブマウント２２と、このサブマウント２２が搭載される給電部材としてのリー
ド部２３ａ，２３ｂと、リード部２３ａ，２３ｂの上面とＬＥＤ素子２１の下面との間に
充填される絶縁層２４と、絶縁層２４の端部及びＬＥＤ素子２１の表面を含むリード部２
３ａ，２３ｂの先端部を封止するための透光性ガラスによる封止部材２５とを有する。

サブマウント２２は、例えば、高熱伝導のＡｌＮ（窒化アルミニウム）が用いられ、バ
ンプ２１ａの一方に接続される配線層２２ａが上面、側面、及び下面にかけてコの字形を
成すように形成されており、反対側にはバンプ２１ｂに接続される配線層２２ｂが上面、
側面、及び下面かけてコの字形を成すように形成されている。

また、サブマウント２２は、必要に応じて素子破壊防止用のツェナーダイオード等の回
路を内蔵させることもできる。また、配線層２２ａ，２２ｂに代えて、上下面に設けた電
極と、その上下の電極相互を連通させるスルーホールとによる組み合わせによる配線手段
を用いても良い。

リード部２３ａ，２３ｂは、銅系や鉄系の金属からなり、図示しないリードフレームの
一部として両側の帯状部分より内側に所定の間隙で向かい合うように形成されており、１
個のＬＥＤ素子に対して一対が割り当てられている。リード部２３ａ，２３ｂの先端部の
一部は、段差が形成されるように薄厚に作られており、この段差部分にサブマウント２２
が載置される。

絶縁層２４は、第１の実施の形態における絶縁層１３と同様に、シリコン材、又はダイ
ヤモンドやＡｌＮの粉末を含む絶縁材を用いることができる。封止部材２５の封止時に化
学結合が切れてシリコン材がＳｉＯ_２になる生成過程、及びダイヤモンド、ＢＮ、ＳｉＣ
、あるいはＡｌＮの粉末を含む絶縁材を用いた場合の放熱効果等は絶縁層１３の場合と同
様である。

封止部材２５には、上記した上記実施の形態と同様に、透光性で低融点の特性を有する
ガラス材が用いられる。

この発光装置２０では、リード部２３ａが正（＋）電源供給端子であるとすると、リー
ド部２３ａに供給された電流は、リード部２３ａ、配線層２２ａ、及びバンプ２１ａを経
てＬＥＤ素子２１のアノードに流れ、さらに、ＬＥＤ素子２１のカソードを出た電流は、
バンプ２１ｂ、配線層２２ｂを経てリード部２３ｂに流れることにより、ＬＥＤ素子２１
が発光する。

以下に、発光装置２０の組み立てについて説明する。

まず、配線層２２ａ，２２ｂが予め形成済みのサブマウント２２を準備する。このサブ
マウント２２上の所定位置にバンプ２１ａ，２１ｂを形成し、そこへＬＥＤ素子２１を搭
載し、バンプ２１ａと配線層２２ａ、及びバンプ２１ｂと配線層２２ｂを電気的に接続す
ると共に機械的に固定する。

次に、サブマウント２２に搭載されたＬＥＤ素子２１をリード部２３ａ，２３ｂの先端
部の窪み内に通電方向を合致させて配置する。なお、ＬＥＤ素子２１をサブマウント２２
に搭載した後、このサブマウント２２をリード部２３ａ，２３ｂに搭載する順序であって
も良い。

次に、絶縁層２４としてのシリコーン材をＬＥＤ素子２１の下面とサブマウント２２の
上面との間に充填する（この充填は、サブマウント２２をリード部２３ａ，２３ｂに搭載
する前に行っても良い。）。この状態のまま金型内に搬入し、封止部材２５を形成するた
めのガラスシート（図示せず）をＬＥＤ素子２１の上方及び下方に配置し、所定の温度及
び加圧プレスにより半球状に成形する。この封止の際、シリコーン材がＳｉＯ_２化されて
絶縁層２４となり、ＬＥＤ素子２１の下面及びバンプ１２ａ，１２ｂを固定するため、バ
ンプ１２ａ，１２ｂの変形やバンプ間短絡等が回避される。以上により、発光装置２０が
完成する。最終的には、図示しないリードフレームからリード部２３ａ，２３ｂの他端を
分離することにより、個々の発光装置２０に個別化される。

上記した第２の実施の形態によると、ガラス材との密着性に優れるリード部２３ａ，２
３ｂを用いるとともにＬＥＤ素子２１の下側に絶縁層２４を設けたことにより、封止部材
２５の封止時に、封止部材２５がＬＥＤ素子２１にダメージを及ぼすことがなくなるので
、バンプ２１ａ，２１ｂに変形、移動、短絡等が生じるのを防止することができる。さら
に、ガラス材による封止部材２５で全体を封止したことにより、封止部材が樹脂材のとき
のような黄変や着色による光の減衰が生じるのを防止することができる。

図３は、第３の実施の形態に係る発光装置を示す断面図である。この発光装置３０は、
第２の実施の形態と同様に、サブマウントを用いてリードフレームに搭載される金属リー
ドタイプである。ここでは、図２と同様に、主要部の構成のみを図示し、更に、サブマウ
ント３２は非断面の状態で図示している。本実施の形態が第２の実施の形態と異なるとこ
ろは、サブマウントの構造と、絶縁層の構成及び形成範囲にある。

この発光装置３０は、実装面にバンプ３１ａ，３１ｂが設けられたＬＥＤ素子３１と、
このＬＥＤ素子３１が搭載されるサブマウント３２と、このサブマウント３２が先端部に
搭載される給電部材としてのリード部３３ａ，３３ｂと、蛍光体３４ａが混合されている
と共にＬＥＤ素子３１の全面を覆うように充填又は滴下される絶縁層３４と、ＬＥＤ素子
３１の上面を含むリード部３３ａ，３３ｂの先端部を封止する透光性ガラスによる封止部
材３５とを有する。

サブマウント３２は、例えば高熱伝導のＡｌＮ（窒化アルミニウム）が用いられ、バン
プ３１ａ，３１ｂに接続される電極３２ａ，３２ｂがＬＥＤ素子３１の実装面側に形成さ
れており、反対側の面（リードフレーム側の面）には一対のリード部３３ａ，３３ｂに接
続するための電極３２ｃ，３２ｄが形成されている。電極３２ａと電極３２ｃ、及び電極
３２ｃと電極３２ｄとを接続するために、サブマウント３２内にはスルーホール３２ｅ，
３２ｆが設けられている。

リード部３３ａ，３３ｂは、銅系や鉄系の金属からなり、図示しないリードフレームの
一部として両側の帯状部分より内側に所定の間隙で対向するように形成され、１個のＬＥ
Ｄ素子に対して一対が割り当てられている。リード部３３ａ，３３ｂの先端部の一部は、
段差が生じるように薄厚に作られており、この段差部分にサブマウント３２が載置される
。

絶縁層３４は、シリコーン材を主体とし、これに蛍光体３４ａが混合されている。なお
、封止部材２５の封止時にシリコーン材の化学結合が切れてＳｉＯ_２になる生成過程、及
びダイヤモンドやＡｌＮの粉末を含む絶縁材を用いた場合の放熱効果等は、絶縁層１３の
場合と同様である。

蛍光体３４ａは、例えば、ＬＥＤ素子２１が青色発光である場合、この青色光によって
励起されることにより黄色光を放射する特性を有するＣｅ（セリウム）：ＹＡＧ（イット
リウム・アルミニウム・ガーネット）を用いる。

封止部材３５は、上記した各実施の形態と同様に、透光性で低融点の特性を有するガラ
ス材が用いられる。

この発光装置３０では、リード部３３ａが正（＋）電源供給端子であるとすると、リー
ド部３３ａに供給された電流は、リード部３３ａ、電極３２ｃ、スルーホール３２ｅ、電
極３２ａ、及びバンプ３１ａを経てＬＥＤ素子３１のアノードに流れ、さらに、ＬＥＤ素
子３１のカソードを出た電流は、バンプ３１ｂ、電極３２ｂ、スルーホール３２ｆ、及び
電極３２ｄを経てリード部３３ｂに流れることにより、ＬＥＤ素子３１が発光する。

以下に、発光装置３０の組み立てについて説明する。

まず、電極３２ａ〜３２ｄ、及びスルーホール３２ｅ，３２ｆが予め形成済みのサブマ
ウント３２を準備する。このサブマウント３２上の所定位置に、バンプ３１ａ，３１ｂを
形成し、ＬＥＤ素子３１を搭載する。これによってＬＥＤ素子３１をバンプ３１ａ，３１
ｂを介して電極３２ａ，３２ｂと電気的に接続し、同時に機械的に固定する。

次に、サブマウント３２に搭載されたＬＥＤ素子３１をリード部３３ａ，３３ｂの先端
部の窪み内に通電方向を合致させて配置する。或いは、サブマウント３２をリード部３３
ａ，３３ｂに搭載した後、サブマウント３２にＬＥＤ素子３１を実装する手順であっても
良い。

次に、サブマウント３２の上面、側面、及び上面に及ぶように蛍光体３４ａを混入済み
の絶縁層３４を滴下又は充填する。

次に、金型内に搬入し、封止部材３５を形成するためのガラスシート（図示せず）をＬ
ＥＤ素子３１の上方及び下方に配置し、所定の温度のもとで加圧プレスにより半球状に成
形すれば、発光装置３０が完成する。この封止の際、シリコン材がＳｉＯ_２化されて絶縁
層３４となり、ＬＥＤ素子３１の下面及びバンプ３１ａ，３１ｂが固定された状態になる
ため、バンプ１２ａの変形やバンプ間短絡等が回避される。最終的には、リードフレーム
からリード部３３ａ，３３ｂの他端が分離され、個々の発光装置に個別化される。

上記した第３の実施の形態によると、以下の効果が得られる。
（１）絶縁層３４を設けたことにより、封止部材３５の封止時に、封止部材３５がＬＥＤ
素子３１にダメージを及ぼすことがなくなるので、バンプ３１ａ，３１ｂに変形、移動、
短絡等が生じるのを防止することができる。
（２）絶縁層３４に蛍光体３４ａが混入されているため、リード部上の電極（又は、サブ
マウント上の配線層）による光の吸収を低減することができる。通常、電極や配線層には
Ａｕメッキが施されている。このＡｕメッキは、青又は紫の光の吸収率が高いが、蛍光体
入りの絶縁層３４を設けることにより、ＬＥＤ素子側面から放射される光を波長変換する
ことができ、Ａｕメッキ面における光吸収を防止することができる。
（３）ＬＥＤ素子３１の上面から放射される光に対しても波長変換をすることができる。
また、ガラス材による封止部材３５で全体を封止したことにより、封止部材が樹脂材のと
きのような黄変や着色による光の減衰を防止することができる。

なお、サブマウント３２は、これに代えて図２に示した"コ"の字形の配線層２２ａ，２
２ｂを有するサブマウント２２を用いても良い。逆に、図２のサブマウント２２に代えて
、図３に示したサブマウント３２を用いても良い。

図４は、標準サイズのＬＥＤ素子のバンプ形成面を示す平面図である。このＬＥＤ素子
３１は、０．３ｍｍ角のＬＥＤ素子であり、ｎ電極に接続されたパンプ４１を搭載する小
パターン４２と、ｐ電極に接続された大パターン４３と、この大パターン４３に搭載され
たパンプ４４ａ，４４ｂとが設けられている。ＬＥＤ素子３１は高出力型になるほど大電
流が流れる。そこで、ｐ電極側のパンプ数を複数にし、大きな電流容量に対応できるよう
にしている。

図５は、ラージサイズのＬＥＤ素子のバンプ形成面を示す平面図である。このＬＥＤ素
子３１は、１ｍｍ角のＬＥＤ素子であり、バンプ５２ａ，５２ｂを設けられる配線パター
ン５４と、バンプ５３ａ〜５３ｐを設けられる配線パターン５５とを有する。ラージサイ
ズのＬＥＤ素子は標準サイズよりも発光面積が大になるため、更に大電流が流れる。そこ
で、発光面での均一発光を図るために配線パターン５４、５５の形状面積に応じて、電極
接点となるそれぞれのバンプを複数個にしている。

図４及び図５に示すように、バンプを介して電気的接続を行うＬＥＤ素子では、ガラス
封止時の温度および圧力によってバンプが圧潰し易くなる。特に、図５に示すように、多
数のバンプ５３ａ〜５３ｐを有するものでは、各バンブ間の距離が接近するために、バン
ブに変形が生じるとより短絡が生じ易くなる。このようなＬＥＤ素子３１に対し、絶縁層
３４は、バンプ形成面を覆ってバンプ間の絶縁を確保するとともに、ガラス封止時の圧力
に耐えることでバンプ５３ａ〜５３ｐの変形を抑制する。その結果、ガラス材による封止
部材３５の形成が可能になる。

なお、上記した各実施の形態では、Ａｕからなるバンプ１２ａ、１２ｂとして説明した
が、Ａｕに限定されず、半田で形成されるバンプとしても良い。また、バンプに限らず、
電極に形成された半田めっきであっても良い。住田光学ガラス株式会社製の「ＰＳＫ１０
０」では４００℃を超える温度での封止加工で、かつ、加工時のガラス粘度も高いために
Ａｕバンプでも潰れが生じる。一方、無機有機混合をハイブリッド低融点ガラスでは、更
に低い温度での封止加工が可能であるが、はんだバンプのように融点が封止加工温度より
低ければ、小さな圧力でも電極間の短絡が生じる。これに対しても本発明は有効である。

また、上記した各実施の形態では、封止部材１４，２５，３５内のＬＥＤ素子１２，３
２の上部に、波長変換のための蛍光体層を形成することもできる。

更に、上記した各実施の形態においては、１つの封止部材内に配設されるＬＥＤ素子の
個数は１個であるとしたが、ＬＥＤ素子が２個以上のマルチ発光型の発光装置にすること
もできる。搭載する複数のＬＥＤ素子は、異なる発光色のＬＥＤ素子を複数設ける構成で
も、同一発光色のＬＥＤ素子を複数設ける構成でも良い。更に、ＬＥＤ素子の駆動形態と
しては、複数のＬＥＤ素子の全部を並列接続し又はグループ単位で並列接続しても、複数
単位に直列接続し又は全数を直列接続しても良い。

また、封止部材１４，２５，３５の形状として、ドーム状の構成を示したが、本発明は図
示した形状に限定されるものではなく、レンズ部を有しない形状、多角形、円柱形等、任
意の形状にすることができる。

更に、封止部材１４，２５，３５の成形に際しては、ガラスシートを用いた加圧プレス
による成形方法に限定されるものではなく、他の封止方法を用いても良い。

本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の構成を示す断面図である。第２の実施の形態に係る発光装置の構成を示す断面図である。第３の実施の形態に係る発光装置の構成を示す断面図である。標準サイズのＬＥＤ素子のバンプ形成面を示す平面図である。ラージサイズのＬＥＤ素子のバンプ形成面を示す平面図である。従来の発光装置の構成を示す断面図である。

符号の説明

１０発光装置
１１基板部
１１ａセラミック基板
１２ＬＥＤ素子
１３絶縁層
１４封止部材
２０発光装置
２１ＬＥＤ素子
２２サブマウント
２４絶縁層
２５封止部材
３０発光装置
３１ＬＥＤ素子
３２サブマウント
３４絶縁層
３４ａ蛍光体
３５封止部材
４１パンプ
４２小パターン
４３大パターン
５４配線パターン
５５配線パターン

Claims

フリップタイプの発光素子と、
前記発光素子が上面に搭載された給電部材と、
前記発光素子と前記給電部材との間に設けられて前記発光素子の正負の電極が前記封止
部材を封止加工する際に短絡することを防ぐ耐熱性絶縁体と、
前記耐熱性絶縁体の露出面、前記給電部材の前記上面及び前記発光素子を封止する透光
性ガラスからなる封止部材と、を有することを特徴とする発光装置。
前記給電部材は、前記上面に形成され前記発光素子と電気的に接続される配線層を有し
、
前記封止部材は、前記給電部材の前記配線層を含む前記上面を封止することを特徴とす
る請求項１記載の発光装置。
前記耐熱性絶縁体は、ダイヤモンド、ＢＮ、ＳｉＣ、あるいはＡｌＮの少なくとも１つ
を含むものであることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
前記耐熱性絶縁体は、蛍光体が混入されていると共に、前記発光素子の側面、又は側面
と上面を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記
載の発光装置。
前記発光素子は、アノード電極とカソード電極の少なくとも一方の電極接点数が２箇所
以上あることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の発光装置。