JP2008227176A - 発光装置およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数個の発光素子を備える発光装置であって、１個の発光素子に不具合が発生しても、輝度ムラの発生により製品自体が不良品とならない発光装置、およびその製造方法を提供する。
【解決手段】金属基板上に絶縁層が形成され、絶縁層上に離間部を形成するようにして金属板が載置され、当該金属板上に発光素子が搭載され、樹脂封止体で封止された発光部を複数備え、発光素子が、当該発光素子が搭載された金属板に電気的に接続されているとともに、離間部を介して隣接する金属板にも電気的に接続されていることを特徴とする発光装置、当該発光装置を製造する方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置およびその製造方法に関する。
近年、照明装置の光源としてＬＥＤが多く用いられるようになってきている。ＬＥＤを使った照明装置の白色光を得る方法として、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤおよび緑色ＬＥＤの三種類のＬＥＤを用いる方法、青色ＬＥＤから発した励起光を変換して黄色光を発する蛍光体を用いる方法などがある。照明用光源としては、十分な輝度の白色光が要求されているために、ＬＥＤチップを複数個用いた照明装置が商品化されている。
このような照明装置の一例として、たとえば特開２００３−１５２２２５号公報（特許文献１）には、図１０に模式的に示すような発光装置１０１が開示されている。図１０に示す発光装置１０１は、金属板１０２上に素子格納部１０３が設けられるとともに、素子格納部間には、絶縁体で形成され、その上に配線部１０５が設けられたプリント回路基板１０４が形成されてなる。そして、図１０に示す例では、素子格納部１０２に載置（配置）された発光素子１０６と、前記プリント回路基板１０４上の配線部１０５とが、ボンディングワイヤ１０７を介して電気的に接続されてなる。さらに、この素子格納部１０２を、発光素子１０６およびボンディングワイヤ１０７ごと覆うようにして、樹脂封止体１０８にて封止されて構成される。
しかしながら、このように図１０に示したような発光装置１０１では、１つの素子収納部１０２に１つの発光素子１０６が載置されているため、１つの発光素子１０６に不具合が発生すると、発光装置１０１自体に照度ムラが発生し、発光装置１０１が不良品となるという問題が想定される。また選別した発光素子１０６を載置しているにもかかわらず照度ムラが発生すると、その結果として発光装置１０１が不良品となってしまう。また、製造過程中において、発光素子１０６に欠け、割れなどが生じても、発光装置１０１が不良品となってしまう。さらには、発光素子１０６のワイヤボンディングに不良（剥れ、切断など）が発生することでも、発光装置１０１が不良品となってしまうことが想定される。
このような課題の解決に鑑み、たとえば特開２００２−３３５０１９号公報（特許文献２）には、図１１に模式的に示すような発光装置１５１が開示されている。図１１に示す例では、内壁に凹部１５４を有する貫通孔１５３が形成された基板１５２上に、１５５が形成され、さらに絶縁層１５５上に配線パターン１５６が形成されてなる。また、図１１に示す例では、基板１５２の前記貫通孔１５３に嵌合された支持部材１５７を備える。支持部材１５７は、前記貫通孔１５３に嵌合し得る形状（凹部１５４に嵌合する凸部１５８を有する）および大きさを有し、その上に発光素子１５９が載置（配置）されてなる。支持部材１５７は、基板１５２の貫通孔１５３に嵌合された状態では、発光素子１５９と前記絶縁層１５５上に形成された配線パターン１５６との間をボンディングワイヤ１６０を用いて電気的に接続される。なお、支持部材１５７は、互いに隣合う貫通孔１５３に嵌合された支持部材１５７同士が連結しないように、基板１５２の裏面側からエッチングにより離間部１６１が形成されている。
図１１に示す発光装置１５１では、発光観測面（発光素子１５９が形成された側）からピンなどを用いて、発光素子１５９ごと支持部材１５７を基板１５２から突き落とし、基板１５２から取り除くことができるように構成されている。これによって、発光素子１５９に不具合が生じた場合には、当該不具合が生じた発光素子１５９を有する支持部材１５７ごと基板１５２から突き落として取り除き、発光素子１５９が載置された新しい支持部材１５７を当該貫通孔１５３に嵌め込み、この新しい支持部材１５７に載置された発光素子１５９と配線パターン１５６との間をボンディングワイヤ１６０にて電気的に接続することで、比較的簡単な構成で発光装置１５１のリペア（修復）を行なうことができる。
しかしながら、図１１に示した発光装置１５１では、実装後に不具合のあった発光素子１５９を有する支持部材１５７を取り除く過程において、不具合のない発光素子１５９にまで機械的損傷を与えてしまう場合がある。また、新しい発光素子１５９が載置された支持部材１５７を基板１５２の貫通孔１５３に嵌合させる際に、この新たな支持部材１５７を貫通孔１５３に挿入することが困難であり、この挿入の際にも、不具合のない発光素子１５９にまで機械的損傷を与えてしまうこと可能性があり、リペアの際に発光装置１５１を破壊してしまう可能性も想定される。
特開２００３−１５２２２５号公報 特開２００２−３３５０１９号公報
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、複数個の発光素子を備える発光装置であって、１個の発光素子に不具合が発生しても、輝度ムラの発生により製品自体が不良品とならない発光装置、およびその製造方法を提供することである。
本発明の発光装置は、金属基板上に絶縁層が形成され、絶縁層上に離間部を形成するようにして金属板が載置され、当該金属板上に発光素子が搭載され、樹脂封止体で封止された発光部を複数備え、発光素子が、当該発光素子が搭載された金属板に電気的に接続されているとともに、離間部を介して隣接する金属板にも電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の発光装置は、金属板上に、樹脂封止体に隣接して、当該樹脂封止体が突出する高さのソルダーレジストが設けられてなることが好ましい。
また本発明の発光装置においては、前記金属板上に金属メッキが形成され、リペア用の発光素子を含む複数個の発光素子が金属メッキ上に搭載されてなることが好ましい。この場合、前記リペア用の発光素子は、前記金属板に電気的に接続された発光素子に不具合が生じた場合に、不具合が生じた発光素子に代えて前記金属板と電気的に接続するために用いられるものであることが好ましい。
本発明の発光装置において、前記複数個の発光素子は、１つの樹脂封止体内に互いに隣接して設けられてなるように実現されてもよいし、前記リペア用の発光素子は、発光装置の１つの回路に１個設けられてなるように実現されてもよい。
また本発明の発光装置は、前記金属板上に、リペア用の発光素子を搭載するためのリペア領域が形成されているように実現されていてもよい。この場合、前記リペア領域は、前記金属板に電気的に接続された発光素子に不具合が生じた場合に、リペア用の発光素子を搭載し、不具合が生じた発光素子に代えて当該リペア用の発光素子を前記金属板と電気的に接続するために用いられるものであることが、好ましい。また、前記リペア領域には、金属板と電気的に接続されたリペア用の発光素子が予め搭載されてなり、リペア用の発光素子は、当該リペア用の発光素子以外の発光素子に不具合が生じない場合には、リペア用の発光素子の金属板との間の電気的接続が切断されるように実現されてもよい。
本発明の発光装置はまた、前記離間部を介して発光素子が搭載された金属板に隣接する金属板上に、第１の配線パターンおよび第２の配線パターンが互いに絶縁して形成され、発光素子は第１の配線パターンに電気的に接続された状態で樹脂封止体によって封止されるとともに、当該樹脂封止体によって封止されていない第１の配線パターン上の領域と第２の配線パターンとが電気的に接続されていることが、好ましい。この場合、前記発光素子がリペア用の発光素子であり、当該リペア用の発光素子以外の発光素子に不具合が生じない場合には、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの間の電気的接続が切断されるように実現されるか、または、前記発光素子がリペア用の発光素子であり、発光装置に不具合が生じない場合には、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの間の電気的接続が切断されるように実現されることが好ましい。
また本発明の発光装置においては、金属板上に、発光素子を搭載した複数の第一の領域と、リペア用の発光素子を搭載するための複数の第二の領域とが設けられてなり、前記第二の領域は、第一の領域間の距離の３０％以下の距離を有するように配置されていることが、好ましい。この場合、前記第二の領域に搭載されるリペア用の発光素子は、前記第一の領域に搭載される発光素子の特性に応じて選定されたものであることが好ましい。
本発明の発光装置はまた、前記金属板が、発光素子に電気的に接続させる配線部の一部を兼ねることが、好ましい。
本発明の発光装置に用いられる前記リペア用発光素子を含む発光素子は、上面に２つの電極を有するものであってもよいし、また、上下面に１つずつの電極を有するものであってもよい。
また本発明の発光装置においては、前記リペア用発光素子を含む発光素子が窒化ガリウム系半導体からなる青色系の半導体発光素子であり、前記樹脂封止体中には、当該半導体発光素子からの光で励起されて黄色系の光を発する蛍光体が分散されていることが、好ましい。
本発明はまた、上述した本発明の発光装置を製造するための方法であって、金属基板上に絶縁層を形成する工程と、絶縁層上に、離間部を形成するようにして金属板を載置する工程と、金属板上に電気的に接続させて発光素子を搭載し、当該発光素子が搭載された金属板と離間部を介して隣接する金属板と発光素子とを電気的に接続する工程と、発光素子を封止して樹脂封止体を形成する工程とを含む発光装置の製造方法についても提供する。
本発明によれば、複数個の発光素子を備える発光装置であって、１個の発光素子に不具合が発生しても、輝度ムラの発生により製品自体が不良品とならない発光装置、およびその製造方法を提供することができる。
図１は、本発明の発光装置１における発光部２を模式的に示す断面図であり、図２は図１に示す発光部２の上面図である。また、図３は、本発明の発光装置１を模式的に示す上面図である。本発明の発光装置１は、金属基板３上に絶縁層４が形成され、絶縁層４上に離間部６を形成するようにして金属板５が載置され、当該金属板５上に発光素子７が搭載され、樹脂封止体８にて封止された発光部２を複数備える。図２および図３に示すように、本発明の発光装置１の発光部２において、発光素子７は、当該発光素子７が搭載された金属板５に電気的に接続されてなるとともに、離間部６を介して当該発光素子７が搭載された金属板５に隣接する金属板５にも電気的に接続されてなる。なお、図２および図３には、発光素子７として上面に２つの電極（図示せず）を有するものを用い、ボンディングワイヤＷを用いて各電極を金属板５にそれぞれ電気的に接続してなる例を示している。
このような本発明の発光装置１によれば、複数の発光部２のうちの少なくともいずれかにリペア用の発光素子（後述）を設けることができ、当該リペア用の発光素子以外の発光素子に不具合が生じた場合であっても、この不具合が生じた発光素子に代えてリペア用の発光素子を用いるようにすることで、従来と比較して格段に容易に、かつ発光装置に機械的な損傷を与えることなく、発光素子のリペア（修復）を行なうことができる。
本発明の発光装置１における発光部２は、図２に示すように、金属板５には、樹脂封止体８に隣接して、当該樹脂封止体８が突出する高さのソルダーレジスト９が設けられてなる。このようにソルダーレジスト９が、樹脂封止体８が突出するような高さに形成されてなることで、発光素子７から発せられた光の一部が樹脂封止体８の側面から放射され、この光がソルダーレジスト９の表面で反射されて外部に効率よく放射されることとなるため、好ましい。なお、樹脂封止体の頂部が、ソルダーレジストと同じ高さであるかまたは低い場合には、ソルダーレジストの側面で発光素子から発せられた光の一部が外部に効率よく放射されない虞がある。
また、本発明の発光装置１における発光部２は、金属板５上に金属メッキ１０が形成され、この金属メッキ１０上に発光素子７が搭載され、発光素子７はこの金属メッキ１０を介して、上述した発光素子７が搭載された金属板５および当該金属板５に離間部６を介して隣接する金属板５に電気的に接続されてなることが好ましい。なお、図２に示されるように、発光素子７が搭載された金属板５上に形成された金属メッキ１０上には正電極配線パターン１１が形成され、また、当該発光素子７が搭載された金属板５と離間部６を介して隣接する金属板５上に形成された金属メッキ１０には、負電極配線パターン１２が形成されてなる。電極配線パターンは発光部と発光部の間はできるだけ直線的なパターンとし、外周近傍で曲げて正電極パターンは正電極外部接続部１３に、負電極パターンは負電極外部配線部１４で１つにまとまるようなパターンとすることが好ましい。
また、本発明の発光装置１の全体は、図１の上面図に示されるように、正電極外部接続部１３および負電極外部接続部１４が設けられ、これらは、各発光部２における金属メッキ１０に形成された正電極配線パターン１１および負電極配線パターン１２にそれぞれ電気的に接続されている（図示せず）。また、発光装置１は、複数の発光部２が形成されたその中央付近に、位置合わせ用の穴１５を有し、また、外周には取り付けのための凹部１６が複数形成されてなる。凹部は回り止めとして使用することもでき、配線用のコードの引き出し用の穴としても用いることができる。なお、位置合わせ用の穴１５が不要な場合は穴に代えて発光部２を形成してもよい。
発光装置１が、金属板に平行な平面における断面形状が円形状である場合、位置合わせ用の穴１５も発光部とみなした場合、直線上にない隣り合う３つの発光部２は正三角形（一辺の長さａ）の頂点にくるように配置することが好ましい。さらに、最外周の発光部２は正六角形（一辺の長さｂ）を形成するように配置することが好ましい（図３中、上述した正三角形および正六角形を破線で示している）。このように発光部２を配置することにより、全体として均一な明るさとすることができる。
特に、発光部２の上部に拡散板などを配置することにより、輝度が均一な面光源とすることができる。拡散板に代えて発光部２全体を拡散材を含んだ透光性樹脂で覆ってもよい。この場合、拡散材として蛍光体を好適に用いることができる。またこの場合、上面からみた際の透光性樹脂の形状は、発光装置１の金属板に平行な平面における断面形状に合わせて円形状とするか、発光部２の配置の外形に合わせて六角形状とすることが好ましい。
図４は、本発明の発光装置における好ましい一例の発光部２１を模式的に示す上面図である。本発明の発光装置では、金属板上に形成された金属メッキ上に、リペア用の発光素子を含む複数の発光素子が搭載されてなることが、好ましい。図４（ａ），（ｂ）には、その一例として、金属メッキ１０上に発光素子７とリペア用の発光素子２２が並列して搭載された例を示している。図４（ａ）に示す状態では、発光素子７のみがワイヤＷによって、正電極配線パターン１１および負電極配線パターン１２にそれぞれ電気的に接続されてなる。この図４（ａ）に示す状態は、当該発光装置１を製造する過程における樹脂封止体８を形成する前の状態であり、この状態で発光素子７の特性検査を行なう。特性検査の結果、発光素子７に不具合が生じていた場合には、図４（ｂ）に示すように、当該発光素子７に代えて、リペア用発光素子２２を、ボンディングワイヤＷ１を用いて正電極配線パターン１１および負電極配線パターン１２にそれぞれ電気的に接続する。その後、発光素子７およびリペア用の発光素子２２を覆うように樹脂封止体８を形成する。一方、特性検査の結果、発光素子７に不具合が生じていない場合には、そのまま当該発光素子７およびリペア用の発光素子２２を覆うように樹脂封止体を形成する。このように、１つの樹脂封止体内にリペア用の発光素子を含む複数個の発光素子を互いに隣接して設けておくことで、従来と比較して格段に容易に、かつ、基板に機械的損傷を与えることなく、リペア用の発光素子をボンディングワイヤにて電気的に接続するだけで発光素子のリペア（修復）を行なうことが可能となる。なお、このように１つの樹脂封止体内にリペア用の発光素子を含む複数個の発光素子を互いに隣接して設けておく場合、発光装置１全体で、たとえば３６個の発光素子７、３６個のリペア用の発光素子２２を用いて実現することができる。
なお、図４には、１つの樹脂封止体内にリペア用の発光素子を含む複数個の発光素子を互いに隣接して設ける場合を示したが、リペア用の発光素子を発光装置の１つの回路に１個設けるようにしてもよい。このように１つの回路に１個のリペア用の発光素子を設けるようにすることで、たとえば３６個の発光素子を３つに分けて（３×１２個）、３つの回路を作った場合、１１個が良品で、どれか１個が不良になった場合、１個の発光素子を修復することにより全体で１２個となり、発光装置として良品とすることができるというような利点がある。
本発明の発光装置では、金属板上にリペア用の発光素子を搭載するためのリペア領域が形成されているように実現されてもよい。ここで、リペア領域が形成される金属板上には、上述のように金属メッキが形成されていることが好ましい。すなわち、発光装置が、金属板上に搭載され、正電極配線パターン１１および負電極配線パターン１２にそれぞれ電気的に接続された発光素子７を形成した領域以外に、リペア用の発光素子を搭載するためのリペア領域を有していてもよい。このようなリペア領域を有することで、上述のように発光装置を製造する過程における樹脂封止体を形成する前の状態で発光素子の特性検査を行なった結果、当該発光素子に不具合が生じていた場合には、リペア領域にリペア用の発光素子を搭載して、不具合が生じた発光素子に代えて当該リペア用の発光素子を正電極配線パターン１１および負電極配線パターン１２にそれぞれ電気的に接続することで、従来と比較して格段に容易に、かつ、基板に機械的損傷を与えることなく、発光素子のリペア（修復）を行なうことが可能となる。
また、本発明の発光装置では、上述したリペア領域にリペア用の発光素子が予め搭載されていてもよい。このようにリペア領域にリペア用の発光素子が予め搭載されていることで、上述のように発光装置を製造する過程における樹脂封止体を形成する前の状態で発光素子の特性検査を行なった結果、当該発光素子に不具合が生じていた場合には、不具合が生じた発光素子に代えて当該リペア用の発光素子を正電極配線パターン１１および負電極配線パターン１２にそれぞれ電気的に接続するだけで、発光素子のリペア（修復）を行なうことが可能となる。
また、リペア領域にリペア用の発光素子が予め搭載されている場合、当該リペア用の発光素子は正電極配線パターン１１および負電極配線パターン１２にそれぞれ予め電気的に接続されていてもよい。ここで、図５は、本発明の発光装置における好ましい他の例の発光部２，３２を模式的に示す上面図である。図５に示す例では、上述したように金属板上に搭載され、ボンディングワイヤＷを介して正電極配線パターン１１および負電極配線パターン１２にそれぞれ電気的に接続された発光素子７を有する発光部２と、当該発光部２に隣接して、金属板上に搭載され、ボンディングワイヤＷ２を介して正電極配線パターン１１および負電極配線パターン１２にそれぞれ電気的に接続されたリペア用の発光素子３２を有する発光部３２（上述したリペア領域）とを有する。この場合、上述のように発光装置を製造する過程における樹脂封止体を形成する前の状態で発光素子の特性検査を行なった結果、発光部２における発光素子７に不具合が生じない場合に、ボンディングワイヤＷ２を切断して、リペア用の発光素子と正電極配線パターン１１および負電極配線パターン１２との間の電気的接続を切断するようにすればよい。
また図６は、本発明の発光装置における好ましいさらに他の例の発光部４１，４２を模式的に示す上面図である。本発明の発光装置は、前記離間部を介して発光素子が搭載された金属板に隣接する金属板上に、第１の配線パターンおよび第２の配線パターンが互いに絶縁して形成され、発光素子は第１の配線パターンに電気的に接続された状態で樹脂封止体によって封止されるとともに、当該樹脂封止体によって封止されていない第１の配線パターン上の領域と第２の配線パターンとが電気的に接続されているように実現されてもよい。図６には、金属板５上に発光素子７が搭載され、当該発光素子７が搭載された金属板５と離間部６を介して隣接する金属板５が、第１の配線パターン４３および第２の配線パターン４４が第２の離間部４５を介して互いに絶縁して形成された発光部４１と、金属板５にリペア用の発光素子４６が搭載され、当該リペア用の発光素子４６が搭載された金属板５と離間部６を介して隣接する金属板５が、第１の配線パターン４３および第２の配線パターン４４が第２の離間部４５を介して互いに絶縁して形成された発光部４２（上述したリペア領域にも相当）とが互いに隣り合って形成された例を示している。発光部４１において、発光素子７は、ボンディングワイヤＷを介して正電極配線パターン１１および第１の配線パターン４３に電気的に接続されてなり、また、発光部４２において、リペア用の発光素子４６は、ボンディングワイヤＷ３を介して正電極配線パターン１１および第１の配線パターン４３に電気的に接続されてなる。また図６に示す例において、発光部４１、４２は、それぞれ発光素子７またはリペア用の発光素子４６および第一の配線パターン４３の一部を覆うように樹脂封止体８にて封止されてなる。また、発光部４１，４２は、樹脂封止体８にて封止されていない第１の配線パターン４３上の領域と、第２の配線パターン４４とが、ボンディングワイヤＷ４を介して電気的に接続されてなる。
このように実現される本発明の発光装置によれば、上述したように樹脂封止体８の形成前に発光素子の特性検査を行なう場合だけでなく、樹脂封止体８の形成後に発光素子の特性検査を行なった場合であっても、結果の結果、発光部４１に搭載された発光素子７に不具合が生じていたとしても、当該発光部４１に代えて、リペア用の発光素子４６が搭載された発光部４２をそのまま用いることで、発光素子のリペア（修復）が可能である。なお、特性検査の結果、発光部４１に搭載された発光素子７に不具合が生じていない場合、または発光装置全体に不具合が生じていない場合には、リペア用の発光素子４６が搭載された発光部４２において第一の配線パターン４３の樹脂封止体８が形成されていない領域と第二の配線パターン４４とを電気的に接続しているボンディングワイヤＷ４を切断することで、これらの間の電気的接続を切断するようにすればよい。
図７は、本発明の発光装置における発光部の好ましい配置を模式的に示す図である。上述してきたように、本発明の発光装置の好ましい例として、金属板５上に、発光素子７を搭載した複数の第一の領域（発光部２）と、リペア用の発光素子を搭載するための複数の第二の領域（上述したリペア領域５１）とが設けられる場合が挙げられる。この場合、第二の領域は、隣接する第一の領域との間の直線距離ｔが、第一の領域間の直線距離Ｔの３０％以下であるように配置されてなることが好ましい。このように第二の領域が配置されてなることで、輝度ムラがなく、このため発光装置としての輝度ムラがなくなるというような利点がある。
なお、本発明の発光装置において用いられるリペア用の発光素子は、発光部に搭載された発光素子の特性（光出力、発光波長など）に応じて選定されてなることが好ましい。これによって、指向特性、輝度ムラのない発光装置を実現することが可能となる。
本発明の発光装置において用いられるリペア用の発光素子を含む発光素子としては、当分野において通常用いられる発光素子を特に制限なく用いることができる。このような発光素子としては、たとえば、サファイヤ基板、ＺｎＯ（酸化亜鉛）基板、ＧａＮ基板、Ｓｉ基板、ＳｉＣ基板、スピネルなどの基板上に、窒化ガリウム系化合物半導体、ＺｎＯ系化合物半導体、ＩｎＧａＡｌＰ系化合物半導体、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体などの材料を成長させた青色系ＬＥＤ（発光ダイオード）チップなどの半導体発光素子を挙げることができる。中でも、絶縁性基板に片面２電極構造を容易に作製でき、結晶性のよい窒化物半導体を量産性よく形成できることから、サファイヤ基板上に窒化ガリウム系化合物半導体を成長させた青色系ＬＥＤを発光素子として用いることが、好ましい。このような青色系ＬＥＤを発光素子として用いる場合には、当該半導体発光素子からの光で励起されて黄色系の光を発する蛍光体を樹脂封止体中に分散させることで、白色を得るように発光装置を実現することが好ましい（後述）。
なお、本発明の発光装置に用いられる発光素子は、発光色は青色発光に限定されるものではなく、たとえば紫外線発光、緑色発光などの発光色の発光素子を用いても勿論よい。また、青色系ＬＥＤを発光素子として用い、この青色系ＬＥＤから発せられる光を蛍光体によって変換して白色を得る構成に換えて、蛍光体を用いずにたとえば赤、緑、青の三色のＬＥＤチップをそれぞれ発光素子として用いて、白色などの照明に必要な色が得られるように発光装置を実現するようにしても勿論よい。
また本発明の発光装置に用いられるリペア用の発光素子を含む発光素子として、図１、図２、図４〜図７には、上面に２つの電極を有する発光素子を用いた（すなわち、一方の面にＰ側電極およびＮ側電極が形成され、その面を上面として金属メッキを介して金属板上に搭載した）場合を示してきた。この場合には、図１、図２、図４〜図７に示したように、ボンディングワイヤを用いることで、Ｐ側電極およびＮ側電極をそれぞれ電気的に接続することができる。本発明の発光装置においては、上下面に１つずつの電極を有する発光素子を、リペア用の発光素子を含む発光素子として用いても勿論よい。この場合には、たとえば一方の面にＰ側電極、対向する面にＮ側電極がそれぞれ形成された発光素子を、一方の電極が上面となるように金属メッキを介して金属板上に搭載し、上面に配置された側の電極について１本のボンディングワイヤを用いて電気的に接続するように構成すればよい。なおこの場合には、発光素子の電極が形成された下面と金属メッキとの間の接合は、たとえばＡｕＳｎ、Ａｇペーストなどの導電性を有する接着剤を用いて接合する。
なお、発光素子の電極を電気的に接続するためのボンディングワイヤとしては、当分野において従来から広く用いられている適宜の金属細線を特に制限されることなく用いることができる。このような金属細線としては、たとえば金線、アルミニウム線、銅線、白金線などが挙げられるが、中でも腐食が少なく、耐湿性、耐環境性、密着性、電気伝導性、熱伝導性、伸び率が良好であり、ボールが出来やすいことから、金線をボンディングワイヤとして用いることが好ましい。
また本発明の発光装置では、金属板が発光素子に電気的に接続させる配線部の一部を兼ねてなるように実現されてもよい。
本発明の発光装置を構成する金属基板、絶縁層、金属板、金属メッキ、樹脂封止体などは、それぞれ当分野において従来より広く用いられているものを適宜採用できる。
金属基板としては、たとえばアルミニウム、銅、鉄などから選ばれる少なくともいずれかの金属材料で形成された基板を用いることができるが、特に制限されるものではない。中でも、熱伝導性が良好であり、光反射率が高いことから、アルミニウム製の金属基板を用いることが好ましい。
金属基板上に形成される絶縁層としては、たとえばポリイミドなどの絶縁性を有する材料を用いて層状に形成されたものであればよく、特に制限されるものではない。また、絶縁層上に離間部を形成するようにして載置される金属板としては、たとえば銅などの金属で形成された板状物を用いることができるが、特に制限されるものではない。
金属板上に形成される金属メッキとしては、たとえば銀、金などの金属を用いたメッキが挙げられるが、特に制限されるものではない。中でも、光反射率が高いことから、銀メッキを用いることが好ましい。金属メッキを形成するに際し、所望の配線パターンに対応する形状を有するマスクを金属板上に載置した状態で金属メッキを形成することで、所望の配線パターンを有するように金属メッキを金属板上に形成することができる。
発光部を封止するために用いられる樹脂封止体は、透光性を有する樹脂材料にて形成されているのであれば特に制限されるものではなく、当分野において従来から広く知られた適宜の樹脂材料を用いて形成することができる。このような樹脂としては、たとえばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ユリア樹脂などが挙げられ、中でも耐候性に優れた透光性を有する樹脂である、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂を用いて樹脂封止体を形成することが好ましい。なお、樹脂封止体の形状は特に制限されるものではないが、たとえば上方に凸となる半球状の形状に形成することで、樹脂封止体にレンズとしての機能を持たせるようにしてもよい（図示せず）。
上述のようにリペア用発光素子を含む発光素子として青色系の半導体発光素子を用いる場合には、樹脂封止体中に、当該半導体発光素子からの光で励起されて黄色系の光を発する蛍光体が分散されていることが、好ましい。このような蛍光体としては、たとえばＣｅ：ＹＡＧ（セリウム賦活イットリウム・アルミニウム・ガーネット）蛍光体、Ｅｕ：ＢＯＳＥ（ユーロピウム賦活バリウム・ストロンチウム・オルソシリケート）蛍光体、Ｅｕ：ＳＯＳＥ（ユーロピウム賦活ストロンチウム・バリウム・オルソシリケート）蛍光体、ユーロピウム賦活αサイアロン蛍光体などが好適な例として挙げられる。
図８および図９は、本発明の発光装置を製造する方法を段階的に示す模式図であり、図８（ａ）〜（ｃ）は当該製造方法の前半部分、図９（ｄ）〜（ｆ）は当該製造方法の後半部分を示している。上述した本発明の発光装置は、その製造方法については特に制限されるものではないが、金属基板上に絶縁層を形成する工程と、絶縁層上に、離間部を形成するようにして金属板を載置する工程と、金属板上に電気的に接続させて発光素子を搭載し、当該発光素子が搭載された金属板と離間部を介して隣接する金属板と発光素子とを電気的に接続する工程と、発光素子を封止して樹脂封止体を形成する工程とを含む方法によって製造されることが好ましい。このように本発明は、本発明の発光装置を好適に製造するための製造方法についても提供するものである。なお、図８および図９は、図１に示した発光装置１を製造する場合を、本発明の発光装置の製造方法の一例として示している。
本発明の発光装置の製造方法ではまず、図８（ａ），（ｂ）に示すように、金属基板３上に絶縁層４を形成する。絶縁層４の形成は、たとえば、上述したポリイミドなどの絶縁性を有する材料を金属基板３に塗布後、乾燥させることで形成することができる。
次に、図８（ｃ）に示すように、たとえば銅製の板状物などを金属板５として用いて絶縁層４上に載置する。本発明の発光装置の製造方法においては、この金属板５を載置するに際しては、金属板５間に離間部６が形成されるように載置する。図８（ｃ）に示す例では、金属板５上にさらに銀メッキなどを用いて金属メッキ１０を形成している。金属メッキ１０を形成するに際しては、上述したように所望の配線パターンに対応するマスクを金属板５上に載置した状態で金属メッキを形成することで、所望の配線パターンを有するように金属メッキを形成できる。また図８（ｃ）には、次に、金属メッキ１０上に貫通孔６２を形成するようにしてソルダーレジスト９を形成し、このソルダーレジスト９上にシリコーンゴムなどで形成されたゴムシート６１を形成する例を示している。
次に、図９（ｄ）に示すように、金属メッキ１０上の上述したソルダーレジスト９が設けられた領域以外の領域に、リペア用発光素子を含む発光素子７を搭載する。さらに、金線などのボンディングワイヤＷを用いて、発光素子７と当該発光素子７が搭載された金属板５とを（図９（ｄ）に示す例では金属メッキ１０を介して）電気的に接続するとともに、発光素子７と離間部６を介して当該発光素子７が搭載された金属板５に隣接する金属板５とを（図９（ｄ）に示す例では金属メッキ１０を介して）電気的に接続する。
なお、搭載した発光素子に不具合があるか否かの特性検査は、この図９（ｄ）に示す状態で好適に行なうことができる。この特性検査は、たとえば発光素子に電流を流し、その光出力特性を測定することで行なうことができる。また、外観検査としてボンディングワイヤＷの断線、ボンディング不良も併せて行なう。特性検査の結果、搭載された発光素子に不具合があった場合には、上述したように発光素子の構成に応じてリペア用の発光素子を用いて不具合のある発光素子のリペア（修復）を行なえばよい。
次に、図９（ｅ）に示すように、発光素子７をボンディングワイヤＷごと樹脂封止体８で封止する。上述のように、発光素子７として窒化ガリウム系半導体からなる青色系の半導体発光素子を用いた場合には、樹脂封止体８を形成するための樹脂中に、当該半導体発光素子からの光で励起されて黄色系の光を発する蛍光体を分散させておく（図示せず）。樹脂封止体８を形成するに際しては、上述したようにたとえばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの透光性を有する樹脂材料に必要に応じて上記蛍光体を予め分散させ、ソルダーレジスト９間の貫通孔６２を充填するように滴下した後硬化させるようにしてもよいし、金型を用いて予め成形された樹脂封止体を用いるようにしてもよい。
なお、本発明の発光装置１においては、上述のように樹脂封止体８は隣接するソルダーレジスト９よりも突出する高さに形成されることが好ましいため、たとえば図９（ｅ）に示す例では、ソルダーレジスト９上に形成されたゴムシート６１の上面と同じ高さを有するように樹脂封止体８を形成した例を示している。これにより、続いて図９（ｆ）に示すように、ソルダーレジスト９上に形成されたゴムシート６１を取り除くことで、樹脂封止体８はソルダーレジスト９より突出した高さに形成される。
以上のようにして、本発明の発光装置が好適に製造される。なお、図８および図９は、あくまで本発明の発光装置の製造方法の一例として図１に示した例の発光装置１を製造する場合を例に挙げたが、本発明の発光装置の製造方法はこれに限定されるものでは勿論なく、上述したような本発明の発光装置が採り得る様々な構成に応じて、適宜変更を加えればよい。
本発明の発光装置１における発光部２を模式的に示す断面図である。 図１に示す発光部２の上面図である。 本発明の発光装置１を模式的に示す上面図である。 本発明の発光装置における好ましい一例の発光部２１を模式的に示す上面図である。 本発明の発光装置における好ましい他の例の発光部２，３２を模式的に示す上面図である。 本発明の発光装置における好ましいさらに他の例の発光部４１，４２を模式的に示す上面図である。 本発明の発光装置における発光部の好ましい配置を模式的に示す図である。 本発明の発光装置の製造方法の前半部分を段階的に示す模式図である。 本発明の発光装置の製造方法の後半部分を段階的に示す模式図である。 従来の典型的な一例の発光装置１０１を模式的に示す断面図である。 従来の典型的な他の例の発光装置１５１を模式的に示す断面図である。
符号の説明
１ 発光装置、２，２１ 発光部、３ 金属基板、４ 絶縁層、５ 金属板、６ 離間部、７，２２ 発光素子、８ 樹脂封止体、９ ソルダーレジスト、１０ 金属メッキ、１１ 正電極配線パターン、１２ 負電極配線パターン、１３ 正電極外部接続部、１４ 負電極外部接続部、１５ 位置合わせ用の穴、１６ 凹部。

Claims (19)

  1. 金属基板上に絶縁層が形成され、絶縁層上に離間部を形成するようにして金属板が載置され、当該金属板上に発光素子が搭載され、樹脂封止体で封止された発光部を複数備える発光装置であって、
    発光素子が、当該発光素子が搭載された金属板に電気的に接続されているとともに、離間部を介して隣接する金属板にも電気的に接続されていることを特徴とする発光装置。
  2. 前記金属板上には、樹脂封止体に隣接して、当該樹脂封止体が突出する高さのソルダーレジストが設けられてなることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記金属板上には金属メッキが形成されており、リペア用の発光素子を含む複数個の発光素子が金属メッキ上に搭載されてな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。
  4. 前記リペア用の発光素子は、前記金属板に電気的に接続された発光素子に不具合が生じた場合に、不具合が生じた発光素子に代えて前記金属板と電気的に接続するために用いられるものである、請求項３に記載の発光装置。
  5. 前記複数個の発光素子は、１つの樹脂封止体内に互いに隣接して設けられてなることを特徴とする請求項３または４に記載の発光装置。
  6. 前記リペア用の発光素子は、発光装置の１つの回路に１個設けられてなることを特徴とする請求項３または４に記載の発光装置。
  7. 前記金属板上に、リペア用の発光素子を搭載するためのリペア領域が形成されてい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。
  8. 前記リペア領域は、前記金属板に電気的に接続された発光素子に不具合が生じた場合に、リペア用の発光素子を搭載し、不具合が生じた発光素子に代えて当該リペア用の発光素子を前記金属板と電気的に接続するために用いられるものである、請求項７に記載の発光装置。
  9. 前記リペア領域には、金属板と電気的に接続されたリペア用の発光素子が予め搭載されてなり、リペア用の発光素子は、当該リペア用の発光素子以外の発光素子に不具合が生じない場合には、リペア用の発光素子の金属板との間の電気的接続が切断されることを特徴とする、請求項７に記載の発光装置。
  10. 前記離間部を介して発光素子が搭載された金属板に隣接する金属板上に、第１の配線パターンおよび第２の配線パターンが互いに絶縁して形成され、発光素子は第１の配線パターンに電気的に接続された状態で樹脂封止体によって封止されるとともに、当該樹脂封止体によって封止されていない第１の配線パターン上の領域と第２の配線パターンとが電気的に接続されてい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。
  11. 前記発光素子がリペア用の発光素子であり、当該リペア用の発光素子以外の発光素子に不具合が生じない場合には、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの間の電気的接続が切断されることを特徴とする、請求項１０に記載の発光装置。
  12. 前記発光素子がリペア用の発光素子であり、発光装置に不具合が生じない場合には、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの間の電気的接続が切断されることを特徴とする、請求項１０に記載の発光装置。
  13. 金属板上に、発光素子を搭載した複数の第一の領域と、リペア用の発光素子を搭載するための複数の第二の領域とが設けられてなり、前記第二の領域は、第一の領域間の距離の３０％以下の距離を有するように配置されてい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。
  14. 前記第二の領域に搭載されるリペア用の発光素子は、前記第一の領域に搭載される発光素子の特性に応じて選定されたものである、請求項１３に記載の発光装置。
  15. 前記金属板が、発光素子に電気的に接続させる配線部の一部を兼ねることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の発光装置。
  16. 前記リペア用発光素子を含む発光素子は、上面に２つの電極を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の発光装置。
  17. 前記リペア用発光素子を含む発光素子は、上下面に１つずつの電極を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の発光装置。
  18. 前記リペア用発光素子を含む発光素子が窒化ガリウム系半導体からなる青色系の半導体発光素子であり、前記樹脂封止体中には、当該半導体発光素子からの光で励起されて黄色系の光を発する蛍光体が分散されていることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれかに記載の発光装置。
  19. 請求項１〜１８のいずれかに記載の発光装置を製造するための方法であって、
    金属基板上に絶縁層を形成する工程と、
    絶縁層上に、離間部を形成するようにして金属板を載置する工程と、
    金属板上に電気的に接続させて発光素子を搭載し、当該発光素子が搭載された金属板と離間部を介して隣接する金属板と発光素子とを電気的に接続する工程と、
    発光素子を封止して樹脂封止体を形成する工程とを含む発光装置の製造方法。
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