JP2010034487A - 発光装置、面光源、および発光装置用パッケージの製造方法 - Google Patents

発光装置、面光源、および発光装置用パッケージの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】光の取り出し効率を高くし、かつ、反射層の変質、劣化、ならびに反射率の低下を防ぐ発光装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る発光装置１００２は、ＬＴＣＣ基板１０上に形成され、ＬＥＤチップ４からの出射光を反射する銀反射層２と、銀反射層２を被覆し、かつ、銀反射層２にて反射した光を透過するガラス層３とを備えている。ＬＥＤチップ４からＬＴＣＣ基板１０側への出射光を銀反射層２が反射することにより、出射光のロスを減少させ有効に活用できるため発光装置の発光量を高めることができる。また、銀反射層２をガラス層３で被覆しているため、銀反射層２の変質、または劣化、さらにはそれに起因した反射率の低下を抑制できる。
【選択図】図７

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップと、当該ＬＥＤチップからの光を効率よく外部に取り出すための反射層とを備えた発光装置に関し、特に、上記反射層の変質、劣化、ならびに反射率の低下を防ぐ発光装置に関するものである。
図１１は、ＬＴＣＣ（低温同時焼成セラミックス）基板を使用した従来の発光装置を示す断面図である（特許文献１参照）。上記発光装置は、ＬＴＣＣ基板５０、銀エポキシ５２、反射障壁５１、透明エポキシ５３、およびＬＥＤダイ５４から成っている。本従来例において、ＬＥＤダイ５４からの出射光は反射障壁５１によって反射され、出射光のロスが低減されている。またＬＥＤダイ５４からの熱は、反射障壁５１によって、関連する熱拡散部（図示せず）、及びＬＴＣＣ基板５０に放熱される。ＬＴＣＣ基板を用いた発光装置のＬＴＣＣパッケージングは、密に詰め込まれたＬＥＤダイまたはＬＥＤアレイによって発生した熱を分散するのに特に適する。
図１２は、ワイヤボンディングを有するＬＴＣＣチップキャリアを示す断面図である（特許文献２参照）。このＬＴＣＣチップキャリアはマザーボード６５上に順にヒートスプレッダ６７、第２層ＬＴＣＣ６１、及び頂部層ＬＴＣＣ６０を備えている。頂部層ＬＴＣＣ６０は中央に空洞を有している。空洞内には第２層ＬＴＣＣ６１を貫くように形成された熱的ビア６２上に、１つのＬＥＤチップ４が接着剤等で固定されている。ＬＥＤチップ４は第２層ＬＴＣＣ６１上に形成された第２層端子６４に、ワイヤ９０によりワイヤ・ボンディング接続されている。第２層端子６４は、頂部層ＬＴＣＣ６０上に形成された頂部端子６３にビア６８を介して接続されている。さらに頂部端子６３は、マザーボード６５上に形成された外部端子６６に、ワイヤ９１によりワイヤ・ボンディング接続されている。頂部端子６３、第２層端子６４、外部端子６６、及びヒートスプレッダ６７は同時焼成可能な導体により形成される。ＬＥＤチップを含む頂部層ＬＴＣＣ６０内の空洞は、エポキシ樹脂６９または他の有機材料によって封止される。さらに熱散逸のために、マザーボード６５の下側に、種々の方法によってヒートシンク７０が設置される。
ＬＴＣＣは、有機材料より高い固有の熱伝導率を有している。また熱的ビア６２及びメタライゼーションされた導体面を備えることでさらに熱伝導率を高め、発光装置の放熱性を改善することができる。
また、ＬＥＤの発光効率を向上するための技術として、ＬＥＤの発光層と支持基板との間に、金属反射層を設ける技術が提案されている（非特許文献１参照）。これは、ＬＥＤから照射される支持基板側への光を金属反射層が反射することにより、ＬＥＤの発光量を高めることができるというものである。
特表２００７−５３３０８２号公報（２００７年１１月１５日公表） 特開２００７−１２９１９１号公報（２００７年５月２４日公開） HITACHI Cable（日立電線株式会社）、"６５ルーメン／ワットの高輝度赤色ＬＥＤチップを開発"、ニュースリリース：製品、[online]、２００７年１２月１７日、日立電線株式会社、［２００８年５月１日検索］、インターネット(http://www.hitachi-cable.co.jp/products/news/20071217.html)
しかしながら、上記従来の構成では、下記の問題を生じる。
ＬＴＣＣ基板は、セラミックスとガラスとの複合材料から成る基板である。材料によってはＬＴＣＣ基板がＬＥＤチップからの光を透過または吸収することにより、発光出力の低下を招く。しかしながら、特許文献１、２に挙げた上記従来の構成では、ＬＴＣＣ基板表面での光反射および光透過対策については何ら対策がとられていない。また、上記従来の構成では、ＬＥＤチップ搭載面の横に段差がある構造をとっているため出射光のロスとなる。そのため、上記従来の構成は、ハイパワーＬＥＤを実現する構成になっていない。
また、非特許文献１が示す構成では、上記金属反射層は、例えば外界の水分または酸素等により、変質または劣化、さらにはそれに起因した反射率の低下が生じるという問題がある。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光の取り出し効率を高くし、かつ、反射層の変質、劣化、ならびに反射率の低下を防ぐ発光装置を提供することにある。
本発明に係る発光装置は、基板上に光を出射する半導体装置及び複数の外部接続端子を有し、前記基板上に形成され前記半導体装置からの出射光を反射する光反射層と、少なくとも前記光反射層を被覆し、かつ、前記光反射層にて反射した光を透過する被覆層とを備え、前記半導体装置は、前記被覆層上に形成されるとともに、前記外部接続端子と接続部を介して電気的に接続されており、前記半導体装置と前記接続部とを覆うように封止樹脂で封止されていることを特徴としている。
上記の構成によれば、半導体装置から下側（基板側）への出射光を光反射層が反射することにより、出射光のロスを減少させ有効に活用できるため、発光装置の発光量を高めることができ、光反射層を被覆層で被覆しているため光反射層の変質または劣化、さらにはそれに起因した反射率の低下を抑制するという効果を奏する。
前記光反射層は、９０％以上の光反射率を有することが好ましい。
上記の構成によれば、光反射層が高い光反射率を有するためさらに発光装置の発光量を増すことができる。
前記光反射層は、銀、または銀を主成分とする銀合金から成ることが好ましい。
上記の構成によれば、銀または銀合金層で光反射層を形成することにより、半導体装置の発熱を基板の面方向に放散し、発光装置の放熱性を高めることができる。これにより、発光装置の発熱による色ズレを抑制することができる。
本発明に係る発光装置は、前記基板が、セラミックスを基材としてもよい。さらに前記基板は、低温同時焼成セラミックスを基材としてもよい。
上記の構成によれば、低温同時焼成セラミックスは一般の有機材料より熱伝導率が高いため、発光装置の放熱性をさらに高めることができ、半導体装置の集積化を可能とする。
本発明に係る発光装置は、前記基板が、ガラス粉末とセラミック粉末とを材料として焼成したものであることが好ましい。前記ガラス粉末は、例えばシリカガラス、ソーダ石灰ガラス、ほう珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、ほう珪酸亜鉛ガラス、アルミノ珪酸ガラスまたは燐酸ガラスを含むものを使用することができる。また前記セラミック粉末は、例えばＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＺｎＡｌ２Ｏ４、ＭｇＳｉＯ３、ＭｇＳｉＯ４、Ｚｎ２ＳｉＯ４、Ｚｎ２ＴｉＯ４、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、ＭｇＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、ＣａＭｇＳｉ２Ｏ６、ＳｒＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、ＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、ＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、Ｍｇ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８、Ｚｎ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ムライトまたはゼオライトを含むものを使用することができる。
本発明に係る発光装置は、前記被覆層がガラスから成り、前記ガラスは、例えばシリカガラス、ソーダ石灰ガラス、ほう珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、ほう珪酸亜鉛ガラス、アルミノ珪酸ガラスまたは燐酸ガラスを含むものを使用することができる。
上記の構成によれば、基板及び被覆層がガラス粉末を含んでおり、基板と被覆層との密着性が良好になり、光反射層の劣化等による経年変化をさらに抑制し、反射率の低下を抑制することができる。特にほう珪酸ガラス（Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２）は熱膨張係数が小さく、熱衝撃温度が高く、酸化ホウ素が多く含まれているため化学的な耐久性が高いため、さらに光反射層を保護する効果が高い。
本発明に係る発光装置は、前記半導体装置が、発光ダイオードチップであり、前記被覆層は、ガラスから成り、前記接続部は配線パターン及びボンディングワイヤから成り、前記配線パターンは、前記基板上もしくは前記被覆層上に、互いに平行に、かつ、互いに距離をおいて形成され、前記半導体装置は、前記配線パターン間に複数設置されており、前記配線パターンと前記半導体装置とは前記ボンディングワイヤによって接続されていてもよい。
上記の構成によれば、半導体装置の数を自由に調整することができ、発光装置の輝度調整、色度調整、及び発熱対策が容易になる。
本発明に係る発光装置は、前記基板内に、前記光反射層、前記外部接続端子、もしくはその双方とそれぞれ接合される、金属から成る放熱ビアを備えていることが好ましい。
上記の構成によれば、光反射層または外部接続端子、に接続された放熱ビアにより、発光装置の放熱性をさらに高めることができる。
前記放熱ビアは、前記基板表面に対して垂直方向に形成されていることが好ましい。
さらに前記放熱ビアは、銀、または銀を主成分とする銀合金から成ることが好ましい。
上記の構成によれば、光反射層による基板平面方向への放熱に加え、基板垂直方向への放熱性が高まるため、発光装置の放熱性がさらに高まる。これにより小領域への半導体装置の集積化が可能となる。
本発明に係る発光装置は、前記配線パターンは金から成ることが好ましい。
上記の構成によれば、配線パターンが金で形成されているため、配線パターンの劣化等による経年変化を抑制することができる。
本発明に係る発光装置は、前記配線パターンと前記被覆層との間に、ニッケルまたはクロム層が形成されていることが好ましい。
上記の構成によれば、ガラスからなる被覆層と配線パターンとの密着性が向上し、配線パターンの劣化等による経年変化を抑制することができる。
本発明に係る発光装置は、前記半導体装置が、前記被覆層上に接着用樹脂を介して設置されていてもよい。
本発明に係る発光装置は、前記封止樹脂は、蛍光体を含んでいることが好ましい。
上記の構成によれば、蛍光体が半導体装置からの光を吸収し、別の波長の光を発することにより、単一光を発する半導体装置を用いてそれ以外の光（例えば白色光）を発する発光装置を得ることができる。
本発明に係る発光装置は、前記封止樹脂は、蛍光体を含んでいる蛍光体含有樹脂部、及び前記蛍光体含有樹脂部を覆うように形成されている透明樹脂部、により構成されていることが好ましい。
上記の構成によれば、蛍光体含有樹脂部を透明樹脂部によって保護することができる。
本発明に係る発光装置は、前記封止樹脂の外形形状がドーム型であることが好ましい。
本発明に係る発光装置は、前記蛍光体含有樹脂部の外形形状、及び前記透明樹脂部の外形形状がドーム型であることが好ましい。
上記の構成によれば、封止樹脂の光照射方向側に角となる部分がないので、照射光の屈折方向が連続的に変化する。よって、照射光の強度のむらが低減できるという効果を奏する。
本発明に係る発光装置は、発光ダイオードチップと、該発光ダイオードチップをチップ載置部にダイボンディングするとともに、前記発光ダイオードチップの出射光を反射する銀反射層を備えたパッケージと前記発光ダイオードチップを被覆する封止樹脂を備えた発光装置であって、前記銀反射層はガラス層により被覆されてなることを特徴とする。
本発明に係る発光装置は、前記封止樹脂の材質がジメチルシリコーンもしくはメチルゴムであることが好ましい。
本発明に係る発光装置は、前記封止樹脂は前記発光ダイオードチップから発する１次光の少なくとも一部を吸収して前記１次光よりも長波長の２次光に変換する蛍光体を分散させたものであることが好ましい。
本発明に係る発光装置は、前記銀反射層が、前記発光装置の出射面の周縁部に形成されることが好ましい。
本発明に係る発光装置は、前記チップ載置部に凹陥部が形成され、前記凹陥部の底面に電極パッドが形成されることが好ましい。
本発明に係る発光装置用パッケージの製造方法は、アルミナを主材料とする複数のグリーンシートを準備する工程と、前記グリーンシートの一部に孔開け加工する工程と、前記孔に金属ペーストまたはガラスペーストの少なくとも一方を充填する工程と、前記複数のグリーンシートを、前記金属ペーストが前記ガラスペーストにより被覆されるように積層し焼成する工程を順に有する。
本発明に係る発光装置は、基板上に光を出射する半導体装置及び複数の外部接続端子を有し、前記基板上に形成され前記半導体装置からの出射光を反射する光反射層と、少なくとも前記光反射層を被覆し、かつ、前記光反射層にて反射した光を透過する被覆層とを備え、前記半導体装置は、前記被覆層上に形成されるとともに、前記外部接続端子と接続部を介して電気的に接続されており、前記半導体装置と前記接続部とを覆うように封止樹脂で封止されていることを特徴としている。
上記の構成によれば、半導体装置から下側（基板側）への出射光を光反射層が反射することにより、出射光のロスを減少させ有効に活用できるため発光装置の発光量を高めることができ、光反射層を被覆層で被覆しているため光反射層の変質、または劣化、さらにはそれに起因した反射率の低下を抑制するという効果を奏する。
また、本発明に係る発光装置は、上記光反射層を被覆層によって十分保護しているため、封止樹脂として、ガス封止性がやや低い場合があるものの、耐熱性が高く、ガラスとの密着性が高いジメチルシリコーンやメチルゴムを好適に用いることができる。
本発明に係る発光装置用パッケージの製造方法は、グリーンシートを積層した基板素材を焼成すると同時に反射層とその被覆層を焼成して発光装置用パッケージを製造するものであるため、焼成工程が１回で済み低コストになる。
［実施の形態１］
図１に本発明の実施の形態の一つによる発光装置１０００を上面から見た模式図を示す。発光装置１０００は、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）基板１上に、順に銀反射層（図示せず）及びガラス層（被覆層）３が形成された構造を持ち、その上に発光部１００１を備えている。発光部１００１は蛍光体含有封止樹脂６で封止されている。ＬＴＣＣ基板１上にはさらに、正電極外部接続端子８及び負電極外部接続端子７が設けられており、それぞれの外部接続端子には外部配線１５が接続されている。外部配線１５はＬＴＣＣ基板１に設けられた外部配線用穴１６を通って外部に配線される。ＬＴＣＣ基板１は発光装置１０００をネジによって他の装置へ固定するための取り付け部１３を有する。ここで、発光装置１０００の外形形状をほぼ正方形状にし、発光部１００１の形状はほぼ長方形状とした。
図２は発光装置１０００の配線パターン等を示す平面図である。ＬＴＣＣ基板１上に形成されたガラス層３の上に、細長い長方形状の配線パターン（接続部）９が互いに平行に、かつ、互いに距離をおいて複数形成されている。配線パターン９は正電極外部接続端子８と、負電極外部接続端子７とに接続されている。配線パターン９間にはＬＥＤチップ（半導体装置）を搭載するためのチップ載置部４１が設けられている。
図３（ａ）〜図３（ｄ）及び図４は発光装置１０００の製造方法を示す概略断面図である。
（ａ）厚さ２ｍｍのＬＴＣＣ基板１上に、メッキ法を用いて銀膜を形成し、厚さ０．２ｍｍの銀反射層（光反射層）２を形成する。
前記銀反射層２上に厚さ０．００６ｍｍのガラス層３を形成する。
前記ガラス層３上にスクリーン印刷法を用いて配線パターン９（厚さ０．０７ｍｍ、幅０．４５ｍｍ、間隔２ｍｍ）を形成する。ここではガラス層の表面粗化を行うことなくガラス表面を清浄化して湿潤性を与え、次に化学的結合を強化する特殊な処理をした後、触媒活性化し、ガラス素材用に調整された無電解ニッケルめっきを直接施す方法を用いた。
ここで、ＬＴＣＣ基板１は、ほう珪酸ガラス（Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２）とＳｉＯ２との混合材料から成っている。銀反射層２は、銀、または銀を主成分とする銀合金（Ａｇ、ＡｇＰｔ、Ａｇ−Ｂｉ、Ａｇ−Ｎｄ系合金）から成っている。ガラス層３は、透明ほう珪酸ガラス（Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２）をドクターブレード法（セラミックスをシート状に成形する方法の一つ。キャリヤ（キャリヤフィルム、エンドレスベルト）上に載せて運ばれるスリップ（原料粉末を溶剤に分散してスラリー化したその泥漿）の厚さをナイフエッジ（ドクターブレード）とキャリヤとの間隔を調節することによって精密に制御して作製できる成形方法。参考：http://www.oit.ac.jp/www-ee/server/aplab/res/slurry.html）を用いて作製した。
（ｂ）ガラス層３上の配線パターン９の間にＬＥＤチップ４（短辺幅０．２４ｍｍ、長辺０．４８ｍｍ、厚み０．１４ｍｍ、３６個）をシリコーン樹脂を用いて固定する。次いで、ＬＥＤチップ４と配線パターン９をボンディングワイヤ（接続部）Ｗを用いて電気的に接続する。なお、ＬＥＤチップ４は、一般的に用いられているＬＥＤチップの構成を備えている。
（ｃ）ＬＥＤチップ４が設置された領域を囲うように略長方形状のシリコーンゴムシート５を配置し、ガラス層３上に密着させる。
（ｄ）次に、シリコーンゴムシート５内に蛍光体（Ｅｕ：ＢＯＳＥ（（Ｂａ・Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ））を含む封止樹脂（シリコーン）６を注入し、この蛍光体を含む封止樹脂を熱硬化させる。
蛍光物質と透光性樹脂であるシリコーン樹脂とが混合されたものを前記シリコーンゴムシート５の枠内に注入した後、３０分間温度を１５０℃に保持し樹脂を硬化させ、蛍光体を含む封止樹脂６を形成する。その後シリコーンゴムシート５を取り除く。
図４は、こうしてＬＴＣＣ基板１上に形成された発光部１００１を示す断面図である。
蛍光体を含有した封止樹脂６から、ＣＩＥの色度表でｘ、ｙ＝（０．３４５、０．３５）となる光が得られるように形成した。こうして、発光部１００１が製造される。
前記のように構成することで、ＬＥＤチップ４からの出射光のうち、特に、下面（基板側）方向からの光はＬＴＣＣ基板１とガラス層３とで挟まれた銀反射層２で反射されるので、ＬＥＤチップ４からの出射光がロスなく有効に活用される。したがって発光装置１０００の発光量を高めることができる。また、銀反射層２は、光反射層としての機能と、ＬＥＤチップ４で発生した熱をパッケージの面方向（ＬＴＣＣ基板１に対し水平方向）に放散させる機能とを持つ。また、熱伝導率が高く放熱性のよいＬＴＣＣ基板１を用いているために、ＬＥＤチップ４の集積化が可能となる。したがって、熱による発光装置の変形を抑えることができ、色ズレなどを抑制することができる。
また本実施の形態では、銀反射層２をガラス層３で覆っているので、反射層の変質、劣化、及び反射率の低下を抑制することができる。ガラス層３は一般の樹脂に比べ酸素または水分等に対する隔絶性が高く、銀反射層２の経年変化を抑制することができる。またＬＴＣＣ基板１及びガラス層３がともにガラスを含んでおり、基板とガラス層との密着性が良好になるため、銀反射層２を酸素または水分等から隔絶する効果がさらに高い。
反射層の材料としては前記した銀または銀合金の他に、ＬＥＤチップからの出射光を反射する任意の金属または非金属の材料を用いることができる。例えば、９０％以上の光反射率を有する任意の金属または非金属の材料を用いると、ＬＴＣＣ基板１側への出射光を有効に活用でき、発光部１００１の発光量を高めることができる。
また、配線パターン９としては化学的に安定な金を含む材料をもちいることが好ましい。さらに本実施の形態では配線パターン９とガラス層３との間にニッケル層を形成しているので、金から成る配線パターン９とガラス層３との密着性が向上し、配線パターン９の劣化等による経年変化をさらに抑制することができる。またニッケル層の代わりにクロム層を形成してもよい。
ここで、ガラス層３及びＬＴＣＣ基板１の材料としてのガラス粉末は、Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２の組成から成るホウケイ酸ガラスが好ましい。熱膨張係数が小さく、熱衝撃温度が高く、酸化ホウ素が多く含まれているため化学的に大変耐久性があるためである。
シリコーンゴムシート５（図３（ｄ）参照）は蛍光体を含有した透光性樹脂を塗布する際のダム（樹脂漏れを防ぐ）のような機能を有している。従って、前記シリコーンゴムシート５はダムシートと呼べるような特徴を有している。また、前記ダムシートは、何度も使用することが可能である。また、前記ダムシートの形状を変えることにより発光部１００１の形状（蛍光体含有封止樹脂６の形状）を容易に様々な形状に変えられることを特徴としている。
ガラス層３及び銀反射層２は、シリコーンゴムシート５で囲われているＬＥＤチップ４の搭載面全面にわたって形成されている。
ここで、ＬＥＤチップ４の載置領域を本構成のようにすることにより、ＬＥＤチップ４の載置ピッチを配線パターン９との平行方向に沿って自在に決めることができるために、発光装置の輝度調整、色度調整、及び発熱対策が容易にできる。
発光装置１０００を用いて作製した照明器具の応用例として、図５に蛍光灯形ＬＥＤランプ７０００、図６に電球形ＬＥＤランプ９０００の模式図を示す。電球形ＬＥＤランプ９０００は口金１４を有している。蛍光灯形ＬＥＤランプ７０００ならびに電球形ＬＥＤランプ９０００の構成は、発光装置１０００を備えていること以外は一般的な蛍光灯形ＬＥＤランプならびに電球形ＬＥＤランプの構成と同様である。
［実施の形態２］
図７（ａ）は本発明の他の実施の形態による発光装置１００２を示す模式断面図であり、図７（ｂ）はその平面図である。なお、説明の便宜上、実施の形態１で用いた部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。発光装置１００２は、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）基板１０、ＬＴＣＣ基板１０上に形成された銀反射層２、銀反射層２を覆うガラス層３、ガラス層３の上に設置されたＬＥＤチップ４、及びガラス層３の上に形成された正電極外部接続端子８１と負電極外部接続端子７１と、から成る。ＬＥＤチップ４とそれぞれの外部接続端子８１、７１はボンディングワイヤＷで電気接続されている。ＬＥＤチップ４とボンディングワイヤＷとはドーム状の蛍光体含有封止樹脂６１で封止されている。外部接続端子８１、７１はＬＴＣＣ基板１０のそれぞれ反対側の側面まで延びて形成されている。
ＬＴＣＣ基板１０は多層（１０層）のＬＴＣＣ層１０ａ〜１０ｊから成っており、銀で形成された複数の放熱ビア２１が、ＬＴＣＣ基板１０の各層を貫通して、すなわちＬＴＣＣ基板１０に対して垂直方向に、それぞれ形成され、かつ、それぞれ銀反射層２に接続されている。ここで、ＬＴＣＣ基板１０はグリーンシートを１０枚積層して作製される。尚、本実施の形態はＬＥＤチップ４を４個設置したものであるが、図７（ａ）には簡単のため１つのＬＥＤチップの断面を示す。
以下に発光装置１００２の製造方法を示す。
工程（１）：セラミックス粉末（Ａｌ２Ｏ３粉末 ３０重量％）とガラス粉末（ほう珪酸ガラス粉末 ７０重量％）とを一定比率で配合・混合し原料とする。混合された原料に有機系のバインダ（アクリル樹脂）と溶剤（トルエン）とを加え、均一になるまで分散させ、スラリーと呼ばれるグリーンシートのもとになる材料を作製する。スラリーはドクターブレード成形機でＰＥＴフィルム上に一定の厚さで塗布され、乾燥工程を経て巻き取られる。ここで作製されたシート状の材料はグリーンシート（厚さ０．１ｍｍ）と呼ばれる。前記グリーンシートを最適な大きさに切断する。放熱ビア２１用のビアとなる穴開け加工（パンチング加工）を施す。前記の穴へ放熱材料（銀ペースト）を充填し、一層のＬＴＣＣ層（厚さ０．１ｍｍ）を作製する。こうして作製された各ＬＴＣＣ層（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｉ，１０ｊ）を積層（１０層）し、加熱圧着し、焼成工程（８５０℃）を経てＬＴＣＣ基板１０が作製される。
工程（２）：ＬＴＣＣ基板１０（厚さ１ｍｍ）上に、銀膜（厚さ０．２５ｍｍ）をメッキ法を用いて形成し、銀反射層２を形成する。ここで、グリーンシートのガラス粉末としてほう珪酸ガラス（Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２）、セラミックス粉末としてＡｌ２Ｏ３を用いた。
工程（３）：前記銀反射層２上にガラス層３（厚さ０．０１ｍｍ）を形成する。ここで、ガラス層３は、透明ほう珪酸ガラス（Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２）をドクターブレード法を用いて作製した。
工程（４）：前記ガラス層３上にスクリーン印刷法を用いて外部接続端子７１、８１（厚さ０．７ｍｍ、幅０．４５ｍｍ）を金で形成する。
工程（５）：ガラス層３上にＬＥＤチップ４（短辺幅０．２４ｍｍ、長辺０．４８ｍｍ、厚み０．１４ｍｍ、４個）をシリコーン樹脂（図示せず）を用いて固定する。次いでＬＥＤチップ４と外部接続端子７１、８１とを、ボンディングワイヤＷを用いて電気的接続する。
工程（６）次に、蛍光体（Ｅｕ：ＢＯＳＥ）を含む封止樹脂（シリコーン）６１を形成し、この蛍光体含有封止樹脂６１を熱硬化させる。蛍光体含有封止樹脂６１は、蛍光物質と透光性樹脂であるシリコーン樹脂とを混合したものを、３０分間温度を１５０℃に保持し樹脂を硬化させ形成される。尚、本実施の形態では蛍光体含有封止樹脂６１がＣＩＥの色度表でｘ、ｙ＝（０．３４５、０．３５）となる光が得られるように形成した。こうして発光部が製造される。
ここで銀反射層２はＬＥＤチップ４からＬＴＣＣ基板１０の方向へ出射された光を外部へ取り出すのに有効である。また本実施の形態では、銀反射層２をガラス層３で覆っているので、反射層の変質、劣化、及び反射率の低下を抑制することができる。ガラス層３は一般の樹脂に比べ酸素または水分等に対する隔絶性が高く、銀反射層２の経年変化を抑制することができる。
また、銀で形成された放熱ビア２１はＬＥＤチップ４から生じる熱を基板の垂直方向へ伝えるために、効果的に外部に放熱させることができる。この効果は、銀反射層２と放熱ビア２１とが接触していることによって、ＬＥＤチップ４から発生した熱が銀反射層２を介して放熱ビア２１に効率よく伝わるために、より顕著となる。放熱ビア２１は、銀だけでなく、任意の金属で形成することができる。また銀反射層２と同じように銀を主成分とする銀合金（ＡｇＰｔ、Ａｇ−Ｂｉ、Ａｇ−Ｎｄ系合金）によって形成してもよい。
また、発光装置１００２のＬＴＣＣ基板１０の下側にヒートシンク（図示せず）を設置してもよい。それにより、さらに発光装置の放熱性を高め、発熱による色ズレを抑制することができる。その際、放熱ビア２１はヒートシンクと接触していることが好ましい。
なお、放熱ビア２１は、ＬＴＣＣ基板１０内に透過してきたＬＥＤチップ４からの光を反射する効果があり、ＬＴＣＣ基板１０表面から見て銀反射層２が形成されていない領域に放熱ビア２１を延ばして配置することで、ＬＴＣＣ基板１０表面側への光の取り出しをさらに改善できる。
［実施の形態３］
図８は本発明の他の実施の形態による発光装置１００５を示す模式断面図である。なお、説明の便宜上、実施の形態２で用いた部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。本実施の形態が実施の形態２と違うのは、蛍光体含有封止樹脂の代わりに、蛍光体を含んだ蛍光体含有樹脂部６３と、蛍光体含有樹脂部６３を覆うように形成された透明樹脂部６４とからなるドーム形状の封止樹脂によって、ＬＥＤチップ４とボンディングワイヤＷとが封止されている点である。蛍光体含有樹脂部６３及び透明樹脂部６４はそれぞれドーム形状をしている。
前記のように構成することで、蛍光体含有樹脂部６３を透明樹脂部６４によって保護することができる。また、封止樹脂及び各樹脂部がドーム形状であるため、ＬＥＤチップ４からの照射光の屈折方向は連続的に変化する。そのため、照射光の強度の空間的なむらを低減することができる。
透明樹脂部６４としては、透明度が確保でき、かつ硬度の高い素材を用いるのが好ましいが、材料に特に限定はない。
［実施の形態４］
図９は本発明の他の実施の形態による発光装置１００３を示す模式断面図である。なお、説明の便宜上、実施の形態２で用いた部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。発光装置１００３は、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）基板１１、ＬＴＣＣ基板１１上に形成された銀反射層２、ＬＴＣＣ基板１１上で銀反射層２だけを覆うガラス層３、ガラス層３の上に設置されたＬＥＤチップ４、及びＬＴＣＣ基板１１上に形成された正電極外部接続端子８１と負電極外部接続端子７１と、から成る。ＬＥＤチップ４とそれぞれの外部接続端子８１、７１とはボンディングワイヤＷで電気接続されている。ＬＥＤチップ４とボンディングワイヤＷと外部接続端子８１，７１とは蛍光体含有封止樹脂６２で封止されている。ＬＴＣＣ基板１１は多層（１０層）のＬＴＣＣ層１１ａ〜１１ｊから成り、銀で形成された複数の放熱ビア２１が、各層を貫通して、すなわちＬＴＣＣ基板１１に対して垂直方向に、それぞれ形成され銀反射層２に接続されている。また、外部接続端子８１、７１はＬＴＣＣ基板１１を貫通する２つの配線ビア（放熱ビア）２２にそれぞれ接続されており、各配線ビア２２はＬＴＣＣ基板１１の下面側に形成された外部端子８２、７２にそれぞれ接続されている。ここで、ＬＴＣＣ基板１１はグリーンシートを１０枚積層して作製される。尚、本実施の形態はＬＥＤチップ４を４個設置したものであるが、図９には簡単のため１つのＬＥＤチップの断面を示す。
以下に発光装置１００３の製造方法を示す。
工程（１）：セラミックス粉末（Ａｌ２Ｏ３粉末 ３０重量％）とガラス粉末（ほう珪酸ガラス粉末 ７０重量％）を一定比率で配合・混合する。混合された原料に有機系のバインダ（アクリル樹脂）と溶剤（トルエン）とを加え、均一になるまで分散させ、スラリーと呼ばれるグリーンシートのもとになる材料を作製する。スラリーはドクターブレード成形機でＰＥＴフィルム上に一定の厚さで塗布され、乾燥工程を経て巻き取られる。ここで作製されたシート状の材料はグリーンシート（厚さ０．１ｍｍ）と呼ばれる。前記グリーンシートを最適な大きさに切断する。放熱ビア２１及び配線ビア２２用のビアとなる穴開け加工（パンチング加工）を施す。放熱ビア２１及び配線ビア２２となる穴へ材料（銀ペースト）を充填し、一層のＬＴＣＣ層（厚さ０．１ｍｍ）を作製する。こうして作製された各ＬＴＣＣ層（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈ，１１ｉ，１１ｊ）を積層（１０層）し、加熱圧着し、焼成工程（８５０℃）を経てＬＴＣＣ基板１１が作製される。
工程（２）：ＬＴＣＣ基板１１（厚さ１ｍｍ）上に、銀膜２（厚さ０．２５ｍｍ）をメッキ法を用いて形成し、銀反射層２を形成する。ここで、グリーンシートのガラス粉末としてほう珪酸ガラス（Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２）、セラミックス粉末としてＡｌ２Ｏ３を用いた。
工程（３）：前記銀反射層２上にガラス層３（厚さ０．００７ｍｍ）を形成する。ここで、ガラス層３は、透明ほう珪酸ガラス（Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２）をドクターブレード法を用いて作製した。
工程（４）：前記ＬＴＣＣ基板１１の配線ビア２２上に、スクリーン印刷法を用いてガラス層３を挟むように外部接続端子８１，７１（厚さ０．７ｍｍ、幅０．４５ｍｍ）を金で形成する。
工程（５）：ガラス層３上にＬＥＤチップ４（短辺幅０．２４ｍｍ、長辺０．４８ｍｍ、厚み０．１４ｍｍ、４個）をシリコーン樹脂を用いて固定する。ＬＥＤチップ４と外部接続端子８１，７１とをボンディングワイヤＷを用いて電気的接続する。
工程（６）：次に、蛍光体（Ｅｕ：ＢＯＳＥ）を含む封止樹脂（シリコーン）６２を形成し、この蛍光体含有封止樹脂６２を熱硬化させる。蛍光体含有封止樹脂６２は、蛍光物質と透光性樹脂であるシリコーン樹脂とを混合したものを、３０分間温度を１５０℃に保持し樹脂を硬化させ形成される。尚、本実施の形態では、蛍光体含有封止樹脂６２がＣＩＥの色度表でｘ、ｙ＝（０．３４５、０．３５）となる光が得られるように形成した。こうして発光部が製造される。
ここで、ＬＥＤチップ４からの熱がボンディングワイヤＷを介して外部接続端子８１，７１に伝わる。ＬＴＣＣ基板１１の下側に形成された外部端子８２，７２はそれぞれ外部接続端子８１，７１と配線ビア２２を介して接続している。そのため、外部接続端子８１，７１に伝わった熱は外部端子８２、７２に伝わり放熱されることになる。この効果は、外部接続端子８１，７１と配線ビア２２とが接触していることによって、ＬＥＤチップ４から発生した熱がボンディングワイヤＷを介して配線ビア２２に効率よく伝わるために、より顕著となる。配線ビア２２は、銀だけでなく、任意の金属で形成することができる。また銀反射層２と同じように銀を主成分とする銀合金（ＡｇＰｔ、Ａｇ−Ｂｉ、Ａｇ−Ｎｄ系合金）によって形成してもよい。尚、ＬＴＣＣ基板１１上の外部接続端子８１，７１に接続する配線ビア２２を設けることができるのは、ガラス層３が銀反射層２だけを覆っているためである。
ここで銀反射層２はＬＥＤチップ４からＬＴＣＣ基板１０の方向へ出射された光を外部へ取り出すのに有効である。また本実施の形態では、銀反射層２をガラス層３で覆っているので、反射層の変質、劣化、及び反射率の低下を抑制することができる。ガラス層３は一般の樹脂に比べ酸素または水分等に対する隔絶性が高く、銀反射層２の経年変化を抑制することができる。
ここで、発光装置１００３のＬＴＣＣ基板１１の下側にヒートシンク（図示せず）を設置してもよい。その際、放熱ビア２１はヒートシンクと接触していることが好ましい。
［実施の形態５］
図１０は本発明の他の実施の形態による発光装置１００４を示す模式断面図である。なお、説明の便宜上、実施の形態４で用いた部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。発光装置１００４は、アルミナ基板１２、アルミナ基板１２上に形成された銀反射層２、銀反射層２だけを覆うガラス層３、ガラス層３の上に設置されたＬＥＤチップ４、及びアルミナ基板１２上に形成された正電極外部接続端子８１と負電極外部接続端子７１と、から成る。ＬＥＤチップ４とそれぞれの外部接続端子８１、７１とはボンディングワイヤＷで電気接続されている。ＬＥＤチップ４とボンディングワイヤＷと外部接続端子８１，７１とは蛍光体含有封止樹脂６２で封止されているが、図１０の奥行き方向に関しては、アルミナ基板１２の全面を覆っているわけではない。アルミナ基板１２上には正電極接続ランド８１及び負電極接続ランド７１を表面に露出させ、外部電源（図示せず）と接続できるようするために、封止されていない領域がある。尚、本実施の形態はＬＥＤチップ４を３６個設置したものであるが、図９には簡単のため１つのＬＥＤチップの断面を示す。
以下に発光装置１００４の製造方法を示す。
工程（１）：アルミナ基板１２（厚さ２ｍｍ）上に銀膜２（厚さ０．２ｍｍ）をメッキ法を用いて形成し、銀反射層２を形成する。
工程（２）：前記銀反射層２上にガラス層３（厚さ０．００６ｍｍ）を形成する。ここで、ガラス層３は、透明ほう珪酸ガラス（Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２）をドクターブレード法を用いて作製した。
工程（３）：前記アルミナ基板１２上にスクリーン印刷法を用いて外部接続端子８１，７１（厚さ０．０７ｍｍ、幅０．４５ｍｍ、長さ２ｍｍ）を形成する。
工程（４）：ガラス層３上にＬＥＤチップ４（短辺幅０．２４ｍｍ、長辺０．４８ｍｍ、厚み０．１４ｍｍ、３６個）をシリコーン樹脂を用いて固定する。次いでＬＥＤチップ４と外部接続端子８１，７１とをボンディングワイヤＷを用いて電気的接続する。
工程（５）：次に、蛍光体（Ｅｕ：ＢＯＳＥ）を含む封止樹脂（シリコーン）６２を注入し、この蛍光体含有封止樹脂を熱硬化させる。蛍光体含有封止樹脂６２は、蛍光物質と透光性樹脂であるシリコーン樹脂とを混合したものを、３０分間温度を１５０℃に保持し樹脂を硬化させ形成される。尚、本実施の形態では、蛍光体含有封止樹脂６２がＣＩＥの色度表でｘ、ｙ＝（０．３４５、０．３５）となる光が得られるように形成した。こうして発光部が製造される。
また本実施の形態では、銀反射層２をガラス層３で覆っているので、反射層の変質、劣化、及び反射率の低下を抑制することができる。ガラス層３は一般の樹脂に比べ酸素または水分等に対する隔絶性が高く、銀反射層２の経年変化を抑制することができる。
また、ガラス層３上の外部接続端子８１，７１としては化学的に安定な金を含む材料をもちいることが好ましい。
各実施の形態において、ガラス層及びＬＴＣＣ基板の材料であるガラス粉末としては、シリカガラス、ソーダ石灰ガラス、ほう珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、ほう珪酸亜鉛ガラス、アルミノ珪酸ガラス及び／または燐酸ガラスなどが挙げられ、特に、ほう珪酸系ガラスが好適である。
また、ＬＴＣＣ基板の材料であるセラミック粉末は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＺｎＡｌ２Ｏ４、ＭｇＳｉＯ３、ＭｇＳｉＯ４、Ｚｎ２ＳｉＯ４、Ｚｎ２ＴｉＯ４、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、ＭｇＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、ＣａＭｇＳｉ２Ｏ６、ＳｒＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、ＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、ＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、Ｍｇ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８、Ｚｎ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ムライト及びゼオライトなどが挙げられる。また、ＬＴＣＣ基板は、セラミックスを基材とする基板に代替可能である。
封止樹脂の材料としては、エポキシ樹脂、ユリア樹脂またはシリコーン樹脂などの耐候性に優れた透明樹脂、または、耐光性に優れたシリカゾルまたは硝子などの透光性無機材料、が好適に用いられる。また、封止樹脂には蛍光体と共に拡散剤を含有させても良い。具体的な拡散剤としては、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素、炭酸カルシウム、または二酸化珪素等が好適に用いられる。
ＬＥＤチップとしては、サファイア基板上に窒化ガリウム系の発光部を形成した青色ＬＥＤチップを用いている。
蛍光体としては、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あるいは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サイアロン蛍光体等を好適に用いることができる。
なお、樹脂封止体（蛍光体含有封止樹脂）を形成する際にモールド用の封止樹脂を滴下していてもよい。また、金型を用いて樹脂封止体を形成してもよく、この樹脂封止体の形状として、樹脂封止体を例えば上方に凸となる半球状の形状に形成して樹脂封止体にレンズとしての機能を持たせることも可能である。
ここで、ＬＥＤチップの接着は熱硬化性樹脂（接着用樹脂）などによって行うことができる。具体的には、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂及びイミド樹脂などが挙げられる。
前記した各実施の形態においては、ＬＥＤチップとして窒化ガリウム系化合物半導体より成る青色系ＬＥＤチップを使用したが、ＺｎＯ（酸化亜鉛）系化合物半導体より成る青色系のＬＥＤチップを使用してもよい。また、ＩｎＧａＡｌＰ系、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体のＬＥＤチップを用いてもよいことは言うまでもない。
なお、各実施の形態においてＬＥＤチップの一方の面にＰ側電極及びＮ側電極が形成され、その面を上面として２本のワイヤーボンディングを行った状態を示したが、ＬＥＤチップの接続形状はこれに限らない。ガラス層上に配線を形成し、ＬＥＤチップの端子をはんだ等で直接配線に接続してもよい。また、ＬＥＤチップとして青色発光を示したが、発光色はこれに限定されず、例えば紫外線発光のものや緑色発光のものを用いてもよい。また、ＬＥＤチップから発する光を蛍光体によって変換して、白色を得る方法を示したが、蛍光体を用いずに例えば赤、緑、青の３色のＬＥＤチップをそれぞれ用いて白色または電球色など照明に必要な色を得ても良い。
［実施の形態６］
（発光装置）
実施の形態６の発光装置の構造を示す平面図および断面図を図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示す。図１３（ｂ）において、発光装置２００１は、カップ状の凹部１０８を備えたパッケージ１１０と、ＬＥＤチップ１１２と、蛍光体１１４を備える。ＬＥＤチップ１１２は凹部１０８底面の略中央部であるチップ載置部１１３にダイボンディングされ、蛍光体１１４が分散された封止樹脂１１６により被覆されている。ＬＥＤチップ１１２が発する１次光（例えば波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の青色波長領域に発光ピークを有する青色光）と、１次光により励起された蛍光体１１４が発する２次光（例えば波長が５５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の黄色波長領域に発光ピークを有する黄色光）とが混合し、凹部１０８の開口した側の面である出射面１１８より白色光として出射するように構成されている。
凹部１０８の内壁面及び底面の表面は高い反射率を備えるようにＡｇなど金属からなる銀反射層１２０が被着され、反射率が長期間にわたって維持されるよう、ガラス層１２１により被覆されている。
図１３（ａ）において、凹部１０８の底面は、銀反射層１２０の一部が離間して形成された、一対の電極パッド１２３を備える。ＬＥＤチップ１１２はチップ載置部１１３にダイボンディングされるとともに、ＬＥＤチップ１１２の電極パッド１２２とパッケージ１１０の電極パッド１２３とがワイヤボンディングにより電気的に接続される。なお、電極パッド１２３はワイヤＷが接続される部分において表面が露出させられており、ガラス層１２１による被覆がなされていない。
発光装置２００１の下面は、実装基板（図示しない）に相対する実装面１２６であって、該実装面１２６には外部接続端子１２８が形成され、電極パッド１２３と、外部接続端子１２８との間に導電性のビア１３０が介在している。ビア１３０は、外部接続端子１２８が実装基板に形成された配線パターンに接続されることにより、ＬＥＤチップ１１２への電流経路をなしている。
（製造方法）
続いて発光装置２００１の製造方法について説明する。図１４は発光装置の製造方法を示すフローチャート、図１５は積層体の構成を示す断面図、図１６は発光装置の製造方法を示す断面図である。
以下パッケージの形成方法から順に説明する。本実施の形態に示されるパッケージはグリーンシートと呼ばれるシート状の材料に孔開け、ペースト充填などの加工がなされたものが積層された積層体が焼成されることにより形成された低温同時焼成セラミックスパッケージ（ＬＴＣＣ）である。
以下、グリーンシート１５０の形成方法から説明する。まず主材料であるアルミナセラミックスの粉末とガラスの混合材料に有機系バインダと溶剤を調合し均一に分散させ、スラリーと呼ばれる材料を準備する。次いで、スラリーは成膜装置によりＰＥＴフィルム上に一定の厚さで塗布され、乾燥工程を経て巻き取られることによりグリーンシート１５０が得られる。次いでグリーンシート１５０を、所定の大きさに切断の上、凹部１０８、ビア１３０、電極パッド１２３、およびガラス層１２１などパッケージ１１０の構成要素が形成されるべき部分に孔開け、ペースト充填などの加工を施す。これらを正確に位置合わせして積層し、積層体１５５を形成する（図１５（ｄ））。
例えば図１５に示すように、ビア１３０、電極パッド１２３、およびチップ載置部１１３は、グリーンシート１５０に設けられた孔にＡｇなどの金属が分散させられた金属ペーストが充填されたもの（図１５（ａ））を積層することにより形成される。なお金属ペーストは上下に隣り合う層間で導通し、電極パッド１２３と外部接続端子１２８とが導通させられている。また一対の電極パッド１２３は互いに離間され、絶縁分離させられている。
ガラス層１２１は、金属ペーストの層にガラスペーストの層が積層あるいは被着されることにより形成される。例えばチップ載置部１１３はグリーンシート１５０に設けられた孔にガラスペーストが充填されたもの（図１５（ｂ））により銀反射層１２０が被覆され、ガラス層１２１が形成される。
なお、電極パッド１２３の表面はガラス被覆されることなく、露出させられている。この部分は、ガラスペーストが充填された部分の、電極パッド１２３の表面が露出させられるべき部分に孔が設けられたもの（図１５（ｂ）、（ｃ））を積層することにより、形成されている。しかして電極パッド１２３の表面は露出させられているため、変質し難い材質であることが好ましく、金属ペーストとしてＡｕペーストなどにより形成することが好ましい。
なお、グリーンシート１５０には複数のパッケージ１１０が同時に形成されるように、孔開けやペースト充填などが施された加工パターンが繰り返し複数形成される。
次いで積層体１５５が７００℃から１０００℃、例えば８５０℃から９００℃で焼成される。これによりグリーンシート１５０の素材であるアルミナ粉末、銀反射層１２０の素材である金属ペースト、銀反射層１２０を被覆するガラスペースト、電極パッド１２３の素材であるＡｕペースト、が同時に焼成され、パッケージ１１０が完成する。この時ガラスペーストに含まれていたガラスの成分が溶融し銀反射層１２０の表面を平滑に被覆する。また各素材が同時に焼成されることにより、各層の界面での応力が緩和される効果がある。
なお、パッケージ１１０を構成する層の、それぞれの層厚の例として、チップ載置部１１３から実装面１２６に至る層は０．５ｍｍ、銀反射層１２０は０．００５ｍｍ、ガラス層１２１は０．０１ｍｍとして形成することができる。
続いてＬＥＤチップ１１２の実装以降の工程を図１６に基づいて説明する。なお図１６においてビア１３０の記載は省略されている。
焼成のなされた積層体１５５の、各凹部１０８のチップ載置部１１３にシリコーンペースト等のロウ材（図示しない）を塗布し、その上にＬＥＤチップ１１２をダイボンディングする。次いでＬＥＤチップ１１２の電極パッド１２２とパッケージ１１０の電極パッド１２３とをワイヤボンディングにより接続する。この時パッケージ１１０の電極パッド１２３はガラス被覆されていないため、良好にワイヤボンディングすることができる（図１６（ａ）、（ｂ））。
次いで、予め蛍光体１１４が分散された封止樹脂１１６を凹部１０８に充填し硬化させることにより、ＬＥＤチップ１１２を被覆する。封止樹脂１１６は、耐熱性が高く、ガラスとの密着性が高いジメチルシリコーンやメチルゴムを好適に用いることができる。例えば、ジメチルシリコーンとしてＫＥＲ２５００（信越化学製）を用いた場合、１００℃６０分の条件により硬化、１５０℃３００分の条件によりアフターキュアされる。ジメチルシリコーンやメチルゴムは有機変性シリコーン等に比べガス封止性が低いが、銀反射層１２０の表面はガラス被覆されているため、表面の変質を抑制することができる。
最後に、個々の発光装置に分割される。分割の方法として例えば、ＵＶシートを用いる方法がある。これは、実装面１２６をＵＶシート１５８に貼り付けたものをステージに載置し、積層体１５５の所定の位置をカッターによりダイシングする。次いでＵＶシート１５８の粘着材をＵＶ光照射により硬化させ、個片に分離する方法がある。
前述の構成によると、ジメチルシリコーンやメチルゴムとガラスとは密着性が高く、銀反射層１２０を被覆するガラス層１２１と封止樹脂１１６との剥離を抑制することができる。密着性が高い理由の一つは、ガラスの表面は水酸基が露出しており、シリコーン樹脂との結合力が高いためと推定される。また、ジメチルシリコーンやメチルゴムは有機変性シリコーン等に比べ弾力性が高いため、熱膨張や収縮など体積の変化が吸収され易いためと推定される。
また、封止樹脂１１６の連続耐熱温度は１２０℃以上であることが好ましい。ここで、パッケージ１１０の熱抵抗を２００℃／Ｗ、ＬＥＤチップ１１２の発熱を０．０６Ｗとした場合、パッケージ１１０の温度上昇は、たかだか１２℃に過ぎない。しかしながら発光装置２００１に要求される寿命は、例えば４万時間という非常に長期間であり、この信頼性を満足する為に前述のような連続耐熱温度が要求されるのである。
なお、蛍光体１１４は、例えばＢＯＳＥ（Ｂａ、Ｏ、Ｓｒ、Ｓｉ、Ｅｕ）などを好適に用いることができる。またＢＯＳＥの他、ＳＯＳＥ（Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｏ、Ｅｕ）、ＹＡＧ（Ｃｅ賦活イットリウム・アルミニウム・ガーネット）、αサイアロン（（Ｃａ）、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎ、Ｅｕ）、βサイアロン（Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎ、Ｅｕ）等を好適に用いることができる。また、ＬＥＤチップ１１２を青色発光のものに代え、例えば発光ピーク波長が３９０ｎｍから４２０ｎｍの紫外（近紫外）ＬＥＤとすることにより、さらなる発光効率の向上を図ることができる。
このように、銀反射層１２０と、これを被覆するガラス層１２１と、シリコーン樹脂による樹脂封止とを備えた発光装置２００１は、ガス封止性の高さ、耐熱性の高さと密着性の高さとが相まって、信頼性が高い。
なお、本実施の形態は、封止樹脂１１６に蛍光体１１４が分散させられた構成であるが、必ずしもこれに限定されない。例えば、蛍光体１１４をＬＥＤチップ１１２の近傍のみに被着したものを封止樹脂１１６で被覆した構成であっても良いし、蛍光体１１４を備えない構成であってもよい。また、銀反射層１２０は凹部１０８の内壁だけではなく出射面１１８の周縁部を環状に取り囲む土手１３１の部分まで形成されているが、土手１３１の部分まで形成されていない構成をとることもできる。要は、封止樹脂１１６と銀反射層１２０やパッケージ１１０の表面との間にガラス層１２１が介在する構成であれば、信頼性の向上を得ることができる。
［実施の形態７］
図１７は実施の形態７の発光装置の構造を示す断面図である。発光装置２００２は、ガラス層１２１に代え、蛍光体１１４が分散された、蛍光体入りガラス層１６０を備えることを特徴とし、ＬＥＤチップ１１２が発する青色光である１次光と、１次光により励起された蛍光体１１４が発する黄色光である２次光とが混合し、凹部１０８の開口した側の面である出射面１１８より白色光として出射するように構成されている。
発光装置２００２は、蛍光体入りガラス層１６０が、金属ペーストの層に蛍光体入りガラスペーストの層が積層あるいは被着されることにより形成される点を除き、実施の形態６と同等である。なお蛍光体入りガラスペーストは、ガラスの粉末に、前述のＢＯＳＥ、ＳＯＳＥ、ＹＡＧ、αサイアロン、βサイアロン等の蛍光体１１４が分散されてなるものである。
本実施の形態によると蛍光体１１４は、蛍光体入りガラスペースト中において沈降が少ないため、蛍光体入りガラス層１６０における蛍光体１１４の密度を、より均一に形成することができる。その結果、出射光の色度ばらつきを抑制することができる。蛍光体１１４の沈降が少ない理由の一つとして、蛍光体入りガラスペースト中に含有されたガラスの粉末が蛍光体１１４の沈降を抑制させる作用を呈するためと推定される。
なお図１７によると、封止樹脂１１６には蛍光体１１４が分散されていないが、分散させられた構成とすることもできる。
また蛍光体入りガラス層１６０の態様として、蛍光体入りガラス層１６０の全て、あるいは一部分を蛍光体入りとすることができる。好ましくは図１７に示すように、封止樹脂１１６に接する部分に蛍光体が含有され、土手１３１の部分には蛍光体が含有されていない態様である。これにより、土手１３１において蛍光体１１４が外光により励起され黄色光を発するといった作用を抑制することができる。
［実施の形態８］
図１８は実施の形態８の発光装置の構造を示す断面図である。本実施の形態は、パッケージ１１０の凹部１０８の底面に凹陥部が設けられ、凹陥部の底面に電極パッド１２３が形成されるとともに、電極パッド１２３と銀反射層１２０との間に、絶縁層１３２が介在することを特徴とする。それ以外の部分については実施の形態１と同等である。
パッケージ１１０の電極パッド１２３近傍においては、電極パッド１２３を互いに離間し絶縁させるため、電極パッド１２３を取り囲むように、パッケージ１１０の素材であるセラミックスが露出させられている。従って、この部分で出射光の一部が漏れるため、出射効率が低下する。実施の形態６に示す発光装置２００１ではセラミックスの露出部分はチップ載置部１１３と略同一平面上に形成されている。一方、本実施の形態では、セラミックスの露出部分は出射光の届きにくい凹陥部の奥まった部分に存在する。従って、電極パッド１２３近傍のセラミックスの露出部分より漏れる光が抑制され、光の取出し効率の向上を図ることができる。
［実施の形態９］
図１９（ａ）、（ｂ）は実施の形態９の面光源の構造を示す模式図である。本実施の形態における面光源２００４は、前述の実施の形態６から８の何れかに記載の構成を備えた発光装置３０５と該発光装置３０５の出射光を導光し面状発光として出射面３１６より出射させる導光板３１０とを備え、発光装置３０５の出射面１１８は導光板３１０の入射端面３１２に正対されて配置されている。なお、導光板３１０の入射端面３１２における屈折等は省略して示されている。
発光装置３０５の出射光は入射端面３１２を照射するが、一部は導光板３１０の入射端面３１２や終端面３１４で反射され、発光装置３０５の出射面１１８に戻る。一方、発光装置３０５の銀反射層１２０は凹部１０８の内壁だけではなく出射面１１８を環状に取り囲む土手１３１の部分まで形成されている。従って、出射光が導光板３１０の入射端面３１２で反射した光や、導光板３１０の終端面３１４で反射して戻ってきた光を再び反射させて、入射させることができるため、光の利用効率が高い。
本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は照明装置または液晶ディスプレイのバックライトに適用することができる。
実施の形態１の発光装置を示す概略平面図である。 上記発光装置の発光部の配線パターンを示す概略平面図である。 上記発光装置の製造工程を示す概略断面図である。 上記発光装置を示す概略断面図である。 上記発光装置を用いた蛍光灯形ＬＥＤ照明器具を示す斜視図である。 上記発光装置を用いた電球形ＬＥＤ照明器具を示す側面図である。 （ａ）は実施の形態２の発光装置を示す概略断面図であり、（ｂ）はその概略平面図である。 実施の形態３の発光装置を示す概略断面図である。 実施の形態４の発光装置を示す概略断面図である。 実施の形態５の発光装置を示す概略断面図である。 従来の発光装置を示す概略断面図である。 従来の発光装置を示す概略断面図である。 実施の形態６の発光装置の構造を示す平面図および断面図である。 発光装置の製造方法を示すフローチャートである。 積層体の構成を示す断面図である。 発光装置の製造方法を示す断面図である。 実施の形態７の発光装置の構造を示す断面図である。 実施の形態８の発光装置の構造を示す断面図である。 実施の形態９の面光源の構造を示す模式図である。
符号の説明
１、１０、１１ ＬＴＣＣ基板（基板）
２、１２０ 銀反射層（光反射層）
３、１２１ ガラス層
４、１１２ ＬＥＤチップ
Ｗ ボンディングワイヤ（接続部）
６、６１、６２ 蛍光体含有封止樹脂（封止樹脂）
７、７１ 負電極外部接続端子（外部接続端子）
８、８１ 正電極外部接続端子（外部接続端子）
９ 配線パターン（接続部）
１０ａ〜１０ｊ、１１ａ〜１１ｊ ＬＴＣＣ層
１２ アルミナ基板（基板）
２１ 放熱ビア
２２ 配線ビア
４１、１１３ チップ載置部
６３ 蛍光体含有樹脂部
６４ 透明樹脂部
１１０ パッケージ
１１４ 蛍光体
１０００、１００２、１００３、１００４、１００５、２００１、２００２、２００３ 発光装置
１００１ 発光部
２００４ 面光源

Claims (26)

  1. 基板上に光を出射する半導体装置及び複数の外部接続端子を有する発光装置において、
    前記基板上に形成され、前記半導体装置からの出射光を反射する光反射層と、
    少なくとも前記光反射層を被覆し、かつ、前記光反射層にて反射した光を透過する被覆層とを備え、
    前記半導体装置は、前記被覆層上に形成されるとともに、前記外部接続端子と接続部を介して電気的に接続されており、
    前記半導体装置と前記接続部とを覆うように封止樹脂で封止されていることを特徴とする発光装置。
  2. 前記光反射層は、９０％以上の光反射率を有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記光反射層は、銀、または銀を主成分とする銀合金から成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. 前記基板は、セラミックスを基材とすることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の発光装置。
  5. 前記基板は、低温同時焼成セラミックスを基材とすることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
  6. 前記低温同時焼成セラミックスは、ガラス粉末とセラミック粉末を材料として焼成したものであることを特徴とする請求項５に記載の発光装置。
  7. 前記ガラス粉末は、シリカガラス、ソーダ石灰ガラス、ほう珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、ほう珪酸亜鉛ガラス、アルミノ珪酸ガラスまたは燐酸ガラスを含むことを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
  8. 前記セラミック粉末は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＺｎＡｌ２Ｏ４、ＭｇＳｉＯ３、ＭｇＳｉＯ４、Ｚｎ２ＳｉＯ４、Ｚｎ２ＴｉＯ４、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、ＭｇＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、ＣａＭｇＳｉ２Ｏ６、ＳｒＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、ＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、ＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、Ｍｇ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８、Ｚｎ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ムライトまたはゼオライトを含むことを特徴とする請求項６または７に記載の発光装置。
  9. 前記被覆層はガラスから成り、前記ガラスは、シリカガラス、ソーダ石灰ガラス、ほう珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、ほう珪酸亜鉛ガラス、アルミノ珪酸ガラスまたは燐酸ガラスから成ることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の発光装置。
  10. 前記半導体装置は、発光ダイオードチップであり、
    前記被覆層は、ガラスから成り、
    前記接続部は配線パターン及びボンディングワイヤから成り、
    前記配線パターンは、前記基板上もしくは前記被覆層上に、互いに平行に、かつ、互いに距離をおいて形成され、
    前記半導体装置は、前記配線パターン間に複数設置されており、
    前記配線パターンと前記半導体装置とは前記ボンディングワイヤによって接続されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の発光装置。
  11. 前記基板内に、前記光反射層、前記外部接続端子、もしくはその双方とそれぞれ接合される、金属から成る放熱ビアを備えていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の発光装置。
  12. 前記放熱ビアは、前記基板表面に対して垂直方向に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の発光装置。
  13. 前記放熱ビアは、銀、または銀を主成分とする銀合金から成ることを特徴とする請求項１１または１２に記載の発光装置。
  14. 前記配線パターンは金から成ることを特徴とする請求項１０に記載の発光装置。
  15. 前記配線パターンと前記被覆層との間に、ニッケルまたはクロム層が形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の発光装置。
  16. 前記半導体装置は、前記被覆層上に接着用樹脂を介して設置されていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の発光装置。
  17. 前記封止樹脂は、蛍光体を含んでいることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の発光装置。
  18. 前記封止樹脂は、蛍光体を含んでいる蛍光体含有樹脂部、及び前記蛍光体含有樹脂部を覆うように形成されている透明樹脂部、により構成されていることを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載の発光装置。
  19. 前記封止樹脂の外形形状がドーム型であることを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載の発光装置。
  20. 前記蛍光体含有樹脂部の外形形状、及び前記透明樹脂部の外形形状がドーム型であることを特徴とする請求項１８に記載の発光装置。
  21. 発光ダイオードチップと、
    該発光ダイオードチップをチップ載置部にダイボンディングするとともに、前記発光ダイオードチップの出射光を反射する銀反射層を備えたパッケージと
    前記発光ダイオードチップを被覆する封止樹脂を備えた発光装置であって、
    前記銀反射層はガラス層により被覆されてなることを特徴とする発光装置。
  22. 前記封止樹脂の材質がジメチルシリコーンもしくはメチルゴムであることを特徴とする、請求項２１に記載の発光装置。
  23. 前記封止樹脂は前記発光ダイオードチップから発する１次光の少なくとも一部を吸収して前記１次光よりも長波長の２次光に変換する蛍光体を分散させたものである、請求項２１に記載の発光装置。
  24. 前記銀反射層が、前記発光装置の出射面の周縁部に形成されたことを特徴とする、請求項２１に記載の発光装置。
  25. 前記チップ載置部に凹陥部が形成され、前記凹陥部の底面に電極パッドが形成されたことを特徴とする、請求項２１に記載の発光装置。
  26. アルミナを主材料とする複数のグリーンシートを準備する工程と、
    前記グリーンシートの一部に孔開け加工する工程と、
    前記孔に金属ペーストまたはガラスペーストの少なくとも一方を充填する工程と、
    前記複数のグリーンシートを、前記金属ペーストが前記ガラスペーストにより被覆されるように積層し焼成する工程を順に有する発光装置用パッケージの製造方法。
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