JP2015103714A - 発光装置 - Google Patents

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直紀 田上
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Abstract

【課題】耐熱性の向上及び光出力の高出力化を図ることが可能な発光装置を提供する。
【解決手段】発光装置１ａは、実装基板２と、実装基板２の第１面２ａ側に実装された複数の発光素子３と、を備える。実装基板３は、支持体２０と、支持体２０の第１面２０ａ側に所定のパターンで形成され複数の発光素子３が電気的に接続された第１導体部２３及び第２導体部２４と、を備える。発光装置１ａは、第１端子５１及び第２端子５２を備える。第１端子５１は、第１導体部２３に第１ＡｕＳｎ共晶部６１により接合されている。第２端子５２は、第２導体部２４に第２ＡｕＳｎ共晶部６２により接合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤチップ（light emitting diode chip）、ＬＤチップ（laser diode chip）等の発光素子を備えた発光装置に関するものである。
従来、発光装置としては、図７に示す構成の発光装置１２５が提案されている（特許文献１）。
発光装置１２５は、一対の発光モジュール１０１を備えている。一対の発光モジュール１０１は、同一構造であって、互いに点対称に配設され、接続されている。
各発光モジュール１０１は、基板１０２と、複数の発光ダイオード１１１と、連結コネクタ１１５と、端部コネクタ１２１と、を備えている。
基板１０２は、図８に示すように、長方形である。基板１０２は、絶縁材を主体として形成されている。絶縁材としては、ガラスエポキシ樹脂が挙げられている。
基板１０２は、第１の導体パターン１０３と、第２の導体パターン１０４と、複数の第３の導体パターン１０５と、第４の導体パターン１０６と、を有している。各導体パターン１０３、１０４、１０５、１０６は、銅箔等の金属で構成されている。
第１の導体パターン１０３と第２の導体パターン１０４は、基板１０２の長手方向の両端部にそれぞれ設けられている。複数の第３の導体パターン１０５は、第１の導体パターン１０３と第２の導体パターン１０４との間で基板１０２の長手方向に沿って並べて設けられている。第４の導体パターン１０６は、第１の導体パターン１０３が設けられた側から第２の導体パターン１０４が設けられた側までにわたるように基板１０２の長辺に沿って設けられている。
第４の導体パターン１０６の一端部１０６ａは、基板１０２の短辺に沿って第１の導体パターン１０３に並んでいる。第４の導体パターン１０６の他端部１０６ｂは、基板１０２の短辺に沿って第２の導体パターン１０４に並んでいる。
連結コネクタ１１５は、基板１０２の長手方向の一端部で幅方向の中央に位置し、基板１０２の表面に実装されている。
端部コネクタ１２１は、基板１０２の長手方向の他端部で幅方向の中央に位置し、基板１０２の表面に実装されている。
端部コネクタ１２１は、図８に示すように、短絡片１３１または電源線１３５が接続される。短絡片１３１及び電源線１３５は、いずれも絶縁被覆電線である。
発光装置１２５は、一対の発光モジュール１０１の連結コネクタ１１５同士が接続されている。また、発光装置１２５は、一方の発光モジュール１０１の端部コネクタ１２１に短絡片１３１が差し込み接続され、他方の発光モジュール１０１の端部コネクタ１２１に電源線１３５が差し込み接続されている。
連結コネクタ１１５は、合成樹脂の成型品からなるケース１１６と、ケース１１６に組み込まれた雄端子及び雌端子と、で構成されている。
端部コネクタ１２１は、合成樹脂の成型品からなるケース１２２と、ケース１２２に組み込まれた一対の接続端子と、で構成されている。端部コネクタ１２１は、一方の接続端子が、第４の導体パターン１０６の他端部１０６ｂに半田付けされ、他方の接続端子が、第２の導体パターン１０４に半田付けされている。
特開２０１０−９８３０２号公報
発光装置１２５は、連結コネクタ１１５の隣の発光ダイオード１１１から放射された光が、連結コネクタ１１５で遮られて影ができたり、連結コネクタ１１５で吸収されたりして、光出力が低下してしまう懸念がある。
また、発光装置１２５は、端部コネクタ１２１の隣の発光ダイオード１１１から放射された光が、端部コネクタ１２１で遮られて影ができたり、端部コネクタ１２１で吸収されたりして、光出力が低下してしまう懸念がある。
また、発光装置１２５は、連結コネクタ１１５及び端部コネクタ１２１それぞれが基板１０２に半田ペーストにより半田付けされているとすると、半田ペーストに含まれているフラックスが熱劣化により黒色化した場合に、光出力が更に低下してしまう懸念がある。
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、耐熱性の向上及び光出力の高出力化を図ることが可能な発光装置を提供することにある。
本発明の発光装置は、実装基板と、前記実装基板の第１面側に実装された複数の発光素子と、を備える。前記実装基板は、支持体と、前記支持体の第１面側に所定のパターンで形成され前記複数の発光素子が電気的に接続された第１導体部及び第２導体部と、を備える。本発明の発光装置は、第１端子及び第２端子を備える。前記第１端子は、前記第１導体部に第１ＡｕＳｎ共晶部により接合されている。前記第２端子は、前記第２導体部に第２ＡｕＳｎ共晶部により接合されている。
この発光装置において、前記第１導体部のうち前記第１ＡｕＳｎ共晶部の直下の第１部位の厚さと、前記第１ＡｕＳｎ共晶部の厚さと、の合計厚さが、前記第１導体部の厚さよりも厚く、前記第２導体部のうち前記第２ＡｕＳｎ共晶部の直下の第２部位の厚さと、前記第２ＡｕＳｎ共晶部の厚さと、の合計厚さが、前記第２導体部の厚さよりも厚いのが好ましい。
この発光装置において、前記第１端子及び前記第２端子は、柱状の形状であり、軸方向が前記実装基板の厚さ方向に一致するように配置されており、前記第１端子及び第２端子は、前記実装基板側の端部が、前記実装基板に近づくにつれて徐々に断面積が大きくなる形状に形成されているのが好ましい。
この発光装置において、前記第１導体部及び第２導体部は、少なくとも最表面側がＡｕにより形成されているのが好ましい。
この発光装置において、前記支持体は、セラミック基板もしくは金属基板により構成されているのが好ましい。
この発光装置において、前記第１端子及び前記第２端子の材料は、アルミニウムであるのが好ましい。
この発光装置において、前記実装基板は、前記第１面側に、第１突起と、第２突起と、を備え、前記第１突起は、前記複数の発光素子のうち前記第１端子に最も近い発光素子と前記第１端子との間にあり、前記第１端子に最も近い発光素子からの光を前記実装基板の厚さ方向に沿った方向へ反射する形状に形成され、前記第２突起は、前記複数の発光素子のうち前記第２端子に最も近い発光素子と前記第２端子との間にあり、前記第２端子に最も近い発光素子からの光を前記実装基板の厚さ方向に沿った方向へ反射する形状に形成されているのが好ましい。
この発光装置において、前記第１突起及び前記第２突起の各々は、シリコーン樹脂もしくはガラスが主成分であり、アルミナ、シリカ、酸化マグネシウム、二酸化チタンの群から選択される材料の粒子を含有しているのが好ましい。
この発光装置において、前記複数の前記発光素子のうち直列接続する発光素子の一群が、前記第１導体部と前記第２導体部とを結ぶ仮想線上に配置されており、前記仮想線上に配置された前記一群の発光素子を覆う封止部を備え、前記封止部は、可視光を透過する透光性材料と、前記発光素子から放射された光の一部を波長変換して異なる波長の光を放射する波長変換材料と、の混合体で形成されているのが好ましい。
この発光装置において、前記支持体は、長尺状の形状であり、前記第１導体部は、前記支持体の長手方向の第１端部において前記支持体の前記第１面側に形成され、前記第２導体部は、前記支持体の長手方向の第２端部において前記支持体の前記第１面側に形成されているのが好ましい。
本発明の発光装置は、第１端子及び第２端子を備え、前記第１端子が、前記第１導体部に第１ＡｕＳｎ共晶部により接合され、前記第２端子が、前記第２導体部に第２ＡｕＳｎ共晶部により接合されている。これにより、本発明の発光装置においては、耐熱性の向上及び光出力の高出力化を図ることが可能となる。
図１は、実施形態の発光装置を示す概略断面図である。 図２は、実施形態の発光装置を示す概略平面図である。 図３は、実施形態の発光装置の製造方法の説明図である。 図４は、実施形態の発光装置の第１変形例を示す概略断面図である。 図５は、実施形態の発光装置の第２変形例を示す概略断面図である。 図６は、実施形態の発光装置の第３変形例を示す概略断面図である。 図７は、従来例を示す発光装置の斜視図である。 図８は、従来例の発光モジュールを電源線及び短絡片とともに示す正面図である。
以下では、本実施形態の発光装置１ａについて、図１及び２に基づいて説明する。
発光装置１ａは、実装基板２と、実装基板２の第１面２ａ側に実装された複数の発光素子３と、を備える。実装基板２は、支持体２０と、支持体２０の第１面２０ａ側に所定のパターンで形成され複数の発光素子３が電気的に接続された第１導体部２３及び第２導体部２４と、を備える。発光装置１ａは、第１端子５１及び第２端子５２を備える。第１端子５１は、第１導体部２３に第１ＡｕＳｎ共晶部６１により接合されている。第２端子５２は、第２導体部２４に第２ＡｕＳｎ共晶部６２により接合されている。よって、発光装置１ａは、耐熱性の向上及び光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。
発光装置１ａの各構成要素については、以下に、より詳細に説明する。
発光素子３は、ＬＥＤチップ３０により構成されている。ＬＥＤチップ３０は、基板３１を備え、基板３１の第１面３１ａ側に、半導体材料により形成された多層膜３２を備えている。多層膜３２は、第１導電型半導体層と、第２導電型半導体層と、を備える。多層膜３２は、第１導電型半導体層が、第２導電型半導体層よりも基板３１の第１面３１ａに近い位置に形成されている。言い換えれば、第２導電型半導体層は、第１導電型半導体層における基板３１側とは反対側に形成されている。ＬＥＤチップ３０は、第１導電型半導体層がｎ型半導体層により構成され、第２導電型半導体層がｐ型半導体層により構成されている。ＬＥＤチップ３０は、第１導電型半導体層がｐ型半導体層により構成され、第２導電型半導体層がｎ型半導体層により構成されていてもよい。
基板３１は、多層膜３２を支持する機能を備える。多層膜３２は、エピタキシャル成長法等により形成することができる。エピタキシャル成長法は、結晶成長法を採用することができる。結晶成長法としては、例えば、有機金属気相成長（metal organic vapor phase epitaxy：ＭＯＶＰＥ）法、ハイドライド気相成長（hydride vapor phase epitaxy：ＨＶＰＥ）法、分子線エピタキシー（molecular beam epitaxy：ＭＢＥ）法等を採用できる。なお、多層膜３２は、この多層膜３２を形成する際に不可避的に混入される水素、炭素、酸素、シリコン、鉄等の不純物が存在してもよい。基板３１は、例えば、多層膜３２を形成する際の結晶成長用基板により構成することができる。
ＬＥＤチップ３０は、青色光を放射する青色ＬＥＤチップにより構成してある。ＬＥＤチップ３０は、ＧａＮ系青色ＬＥＤチップにより構成する場合、基板３１として、例えば、ＧａＮ基板を採用することができる。ＧａＮ系青色ＬＥＤチップとは、多層膜３２の半導体材料としてＧａＮ系材料を採用したＬＥＤチップである。ＧａＮ系材料としては、例えば、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等が挙げられる。基板３１は、多層膜３２から放射される光を効率良く透過できる材料により形成されていればよく、ＧａＮ基板に限らず、例えば、サファイア基板等を採用することもできる。要するに、基板３１は、多層膜３２から放射される光に対して透明な基板が好ましい。ＬＥＤチップ３０は、多層膜３２が、基板３１と第１導電型半導体層との間に介在するバッファ層（buffer layer）を備えた構成でもよい。ＬＥＤチップ３０は、多層膜３２の半導体材料を特に限定するものではない。また、ＬＥＤチップ３０は、発光波長を特に限定するものではない。ＬＥＤチップ３０は、青色ＬＥＤチップに限らず、例えば、紫色光を放射する紫色ＬＥＤチップ等でもよい。
ＬＥＤチップ３０は、多層膜３２が、第１導電型半導体層と第２導電型半導体層との間に、発光層を備えているのが好ましい。この場合、多層膜３２から放射される光は、発光層から放射される光であり、発光層の材料により発光波長が規定される。発光層は、単一量子井戸構造や多重量子井戸構造を有することが好ましいが、これに限らない。例えば、ＬＥＤチップ３０は、第１導電型半導体層と発光層と第２導電型半導体層とで、ダブルヘテロ構造（double heterostructure）を構成するようにしてもよい。
第１導電型半導体層は、単層構造に限らず、多層構造でもよい。また、第２導電型半導体層は、単層構造に限らず、多層構造でもよい。
ＬＥＤチップ３０は、多層膜３２の一部を、多層膜３２の表面側から第１導電型半導体層の途中までエッチングすることで除去してある。要するに、ＬＥＤチップ３０は、多層膜３２の一部をエッチングすることで形成された、図示しないメサ構造（mesa structure）を有している。これにより、ＬＥＤチップ３０は、第２導電型半導体層の表面と第１導電型半導体層の表面との間に段差が形成されている。ＬＥＤチップ３０は、第１導電型半導体層の露出した表面上に第１電極が形成され、第２導電型半導体層の表面上に第２電極が形成されている。ＬＥＤチップ３０は、第１導電型半導体層の導電型（第１導電型）がｎ型であり、第２導電型半導体層の導電型（第２導電型）がｐ型である場合、第１電極、第２電極が、負電極、正電極を、それぞれ構成する。また、ＬＥＤチップ３０は、第１導電型がｐ型であり、第２導電型がｎ型である場合、第１電極、第２電極が、正電極、負電極を、それぞれ構成する。いずれにしても、ＬＥＤチップ３０は、このＬＥＤチップ３０の厚み方向の一面側に、第１電極と、第２電極と、が設けられている。
ＬＥＤチップ３０のチップサイズ（chip size）は、特に限定するものではない。ＬＥＤチップ３０は、平面形状が長方形状の場合、例えば、チップサイズが０．５２ｍｍ×０．３９ｍｍのものを用いることができる。また、ＬＥＤチップ３０は、平面形状が正方形状の場合、例えば、チップサイズが０．３ｍｍ□（０．３ｍｍ×０．３ｍｍ）、０．４５ｍｍ□（０．４５ｍｍ×０．４５ｍｍ）、１ｍｍ□（１ｍｍ×１ｍｍ）等のものを用いることができる。ＬＥＤチップ３０については、平面形状やチップサイズを限定するものではない。
実装基板２は、複数の発光素子３を実装する基板である。「実装する」とは、複数の発光素子３を配置して機械的に接続すること及び電気的に接続することを含む概念である。
実装基板２は、支持体２０と、支持体２０の第１面２０ａ側に所定のパターンで形成され複数の発光素子３が電気的に接続される第１導体部２３及び第２導体部２４と、を備える。実装基板２は、第１導体部２３と第２導体部２４とが空間的に分離されるように形成されている。支持体２０は、セラミック基板２１により構成されているのが好ましい。これにより、発光装置１ａは、支持体２０が樹脂基板により構成されている場合に比べて、放熱性を向上させることが可能となり、発光装置１ａの光出力の高出力化を図ることが可能となる。
第１導体部２３は、例えば、Ｎｉ膜２３ａとＡｕ膜２３ｂとの積層膜により構成することができる。第２導体部２４は、例えば、Ｎｉ膜２４ａとＡｕ膜２４ｂとの積層膜により構成することができる。第１導体部２３及び第２導体部２４は、Ｎｉ膜２３ａ、２４ａとＡｕ膜２３ｂ、２４ｂとの積層膜に限らず、例えば、Ｃｕ膜とＮｉ膜とＰｄ膜とＡｕ膜との積層膜、Ｃｕ膜とＮｉ膜とＡｕ膜との積層膜、Ｔｉ膜とＰｔ膜とＡｕ膜との積層膜等を採用することができる。第１導体部２３及び第２導体部２４は、積層膜により構成する場合、支持体２０から最も離れた最上層の膜がＡｕにより形成され、支持体２０に最も近い最下層の膜が支持体２０との密着性の高い材料により形成されているのが好ましい。第１導体部２３及び第２導体部２４は、積層膜に限らず、単層膜により構成してもよい。
第１導体部２３及び第２導体部２４の材料は、フラックスレスの材料を採用している。第１導体部２３及び第２導体部２４は、例えば、めっき法、スパッタ法、蒸着法等により形成することができる。いずれにしても、第１導体部２３及び第２導体部２４は、少なくとも最表面側がＡｕにより形成されているのが好ましい。これにより、発光装置１ａは、第１導体部２３及び第２導体部２４の酸化を抑制することが可能となり、第１端子５１及び第２端子５２それぞれの接合信頼性を向上させることが可能となる。
発光装置１ａにおいて、発光素子３は、実装基板２に接合部（図示せず）を介して接合されている。これにより、発光装置１ａは、発光素子３が実装基板２に機械的に接続されている。接合部の材料は、発光素子３から放射される光に対する透過率が高い材料が好ましく、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂とエポキシ樹脂とのハイブリッド材料等を採用することができる。これにより、接合部は、発光素子３から放射される光を通すことができる。
発光装置１ａは、支持体２０における発光素子３の搭載用領域に、発光素子３が接合部を介して接合されている。
支持体２０を構成するセラミック基板２１は、平板状の形状に形成されている。セラミック基板２１は、光の拡散透過性を有しおり、発光素子３から放射される光を透過したり、拡散したりする。セラミック基板２１の材質としては、例えば、透光性セラミックスを採用することができる。透光性セラミックスとしては、例えば、アルミナセラミックス等を採用することができる。透光性セラミックスは、バインダ、添加物等の種類や濃度によって、透過率、反射率、屈折率及び熱伝導率を調整することも可能である。
セラミック基板２１は、光拡散性を有することが好ましい。これにより、発光装置１ａは、発光素子３からセラミック基板２１側へ放射された光が、セラミック基板２１内で拡散される。よって、発光装置１ａは、発光素子３からセラミック基板２１側へ出射した光が発光素子３へ戻るのを、より抑制することが可能となる。また、発光装置１ａは、支持体２０の第１面２０ａにおける発光素子３の投影領域２０１の周辺領域２０２から光を取り出しやすくなる。これにより、発光装置１ａは、光取り出し効率の向上を図ることが可能となり、全光束量を向上させることが可能となる。支持体２０の第１面２０ａにおける発光素子３の投影領域とは、発光素子３を発光素子３の厚み方向に沿って支持体２０の第１面２０ａに投影した領域を意味する。また、支持体２０の第１面２０ａにおける周辺領域２０２のうち光が出射されるのは、第１導体部２３及び第２導体部２４が形成されてない部位である。
セラミック基板２１は、例えば、アルミナ基板により構成することができる。アルミナ基板は、アルミナ粒子の粒径を０．６μｍ程度に設定してある。アルミナ基板は、アルミナ粒子の粒径が、０．５μｍ〜５μｍの範囲内であることが好ましい。アルミナ基板は、アルミナ粒子の粒径が大きくなるにつれて反射率が低くなり、アルミナ粒子の粒径が小さくなるにつれて光の散乱効果が大きくなる傾向にある。要するに、反射率を低くすることと、散乱効果を大きくすることとは、トレードオフの関係にある。
アルミナ粒子の粒径は、個数基準粒度分布曲線により得られる値である。個数基準粒度分布曲線は、画像イメージング法により粒度分布を測定することで得られるものである。具体的には、個数基準粒度分布曲線は、走査型電子顕微鏡（scanning electron microscope：ＳＥＭ）によって観察してＳＥＭ画像を取得し、そのＳＥＭ画像を画像処理して求めたアルミナ粒子の大きさ（二軸平均径）と個数とから得られるものである。個数基準粒度分布曲線においては、積算値が５０％のときの粒径値をメディアン径（ｄ50）という。アルミナ粒子の粒径は、メディアン径を意味している。
なお、理論上、アルミナ基板における球形のアルミナ粒子の粒径と反射率との関係は、粒径が小さくなるほど反射率が高くなる傾向にある。
実装基板２は、例えば、１５５０℃〜１６００℃程度の焼成温度で焼成されたアルミナ基板により構成されるセラミック基板２１に対して、第１導体部２３及び第２導体部２４を薄膜形成技術やめっき技術等により形成した構成とすることができる。
実装基板２の平面形状は、長方形状としてある。実装基板２の平面形状は、長方形状に限らず、例えば、長方形状以外の多角形状や、円形状等でもよい。
発光装置１ａは、支持体２０が長尺状の形状とすることができる。長尺状の形状とは、細長の長方形状である。発光装置１ａは、第１導体部２３が、長尺状の支持体２０の長手方向の第１端部において支持体２０の第１面２０ａ側に形成され、第２導体部２４が、支持体２０の長手方向の第２端部において支持体２０の第１面２０ａ側に形成されているのが好ましい。これにより、発光装置１ａは、例えば、線状光源として用いることが可能となる。
発光装置１ａは、実装基板２の第１面２ａ側に複数の発光素子３を備えている。これにより、発光装置１ａは、発光装置１ａの光出力の高出力化を図ることが可能となる。発光素子３がＬＥＤチップの場合、発光装置１ａは、ＬＥＤモジュール（ＬＥＤ module）を構成する。ＬＥＤモジュールは、例えば、ＪＩＳ Ｚ９１１２：２０１２等において定義されている。
発光装置１ａは、複数の発光素子３がアレイ状に配列された構成とすることができる。図２は、複数の発光素子３が２次元アレイ状に配列された構成の発光装置１ａの概略平面図である。
発光装置１ａは、複数の発光素子３のうち直列接続する発光素子３の一群が、第１導体部２３と第２導体部２４とを結ぶ仮想線Ｍ１上に配置されている。発光装置１ａは、仮想線Ｍ１上において第１導体部２３に最も近い発光素子３の第１電極が、第１ワイヤ６ａにより第１導体部２３と電気的に接続されている。また、発光装置１ａは、仮想線Ｍ１上において第２導体部２４に最も近い発光素子３の第２電極が、第２ワイヤ６ｂにより第２導体部２４と電気的に接続されている。また、発光装置１ａは、仮想線Ｍ１上において隣り合う発光素子３のうち第１導体部２３側の発光素子３の第２電極と第２導体部２４側の発光素子３の第１電極とが、第３ワイヤ６ｃにより電気的に接続されている。よって、発光装置１ａは、各発光素子３の近傍に第１導体部２３及び第２導体部２４が存在する場合に比べて、第１導体部２３や第２導体部２４での光の損失を抑制することが可能となり、光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。第１導体部２３や第２導体部２４での光の損失としては、例えば、発光素子３から放射され第１導体部２３や第２導体部２４に直接的に入射する光の、第１導体部２３や第２導体部２４での吸収損失がある。また、第１導体部２３や第２導体部２４での光の損失としては、例えば、発光素子３からセラミック基板２１へ入射して、セラミック基板２１内を通って第１導体部２３や第２導体部２４に入射する光の、第１導体部２３や第２導体部２４での吸収損失がある。発光素子３からセラミック基板２１へ入射して、セラミック基板２１内を通って第１導体部２３や第２導体部２４に入射する光としては、セラミック基板２１内のセラミック粒子で後方散乱される光等が考えられる。
第１ワイヤ６ａ、第２ワイヤ６ｂ及び第３ワイヤ６ｃとしては、例えば、金ワイヤ、銀ワイヤ、銅ワイヤ、アルミニウムワイヤ等を採用することができる。
発光装置１ａは、複数の仮想線Ｍ１を想定しており、各仮想線Ｍ１の各々に、一群の発光素子３として７個の発光素子３を配置してある。図２に示した例では、仮想線Ｍ１の本数を４本としてある。発光装置１ａは、複数の発光素子３を接続した接続形態として、複数の発光素子３が直並列接続された接続形態を採用している。発光装置１ａは、複数の発光素子３の接続形態を限定するものではなく、例えば、複数の発光素子３が直列接続された接続形態を採用してもよいし、複数の発光素子３が並列接続された接続形態を採用してもよい。実装基板２は、予め決定された複数の発光素子３の接続形態に基づいて所定のパターンに形成された第１導体部２３及び第２導体部２４を備えていればよい。
仮想線Ｍ１上に配置する発光素子３の一群では、発光素子３が等間隔で配置されているのが好ましい。
発光装置１ａは、仮想線Ｍ１の数や仮想線Ｍ１上の発光素子３の数を限定するものではない。発光装置１ａは、発光素子３が２次元アレイ状に配列されているが、これに限らず、例えば、１次元アレイ状に配列されたものでもよい。
発光装置１ａは、仮想線Ｍ１上に配置された一群の発光素子３を覆う封止部４を備えているのが好ましい。封止部４は、可視光を透過する透光性材料と、発光素子３から放射された光の一部を波長変換して異なる波長の光を放射する波長変換材料と、の混合体で形成されているのが好ましい。これにより、発光装置１ａは、発光素子３から放射される光と波長変換材料から放射される光との混色光を、封止部４の表面４ａから出射させることが可能となる。
透光性材料としては、シリコーン樹脂を用いているが、これに限らず、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ガラス、有機・無機ハイブリッド材料等を用いることもできる。
波長変換材料としては、例えば、蛍光体粒子を採用することができる。これにより、発光装置１ａは、発光素子３から放射される光と蛍光体粒子から放射される光との混色光を得ることが可能となる。発光装置１ａは、例えば、発光素子３として青色ＬＥＤチップを採用し、蛍光体粒子として黄色蛍光体粒子を採用すれば、白色光を得ることが可能となる。すなわち、発光装置１ａは、発光素子３から放射された青色の光と、黄色蛍光体粒子から放射された黄色の光と、を封止部４の表面４ａから出射可能となり、白色光を得ることが可能となる。
蛍光体粒子は、黄色蛍光体粒子だけに限らず、例えば、黄色蛍光体粒子と、赤色蛍光体粒子と、を採用してもよい。黄色蛍光体粒子としては、例えば、Ｃｅ3+付活ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）蛍光体の粒子、Ｅｕ2+付活酸窒化物蛍光体の粒子等を採用することができる。Ｃｅ3+付活ＹＡＧ蛍光体としては、例えば、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+等が挙げられる。Ｅｕ2+付活酸窒化物蛍光体としては、例えば、ＳｒＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ2+等が挙げられる。赤色蛍光体粒子としては、例えば、Ｅｕ2+付活窒化物蛍光体の粒子等を採用することができる。Ｅｕ2+付活窒化物蛍光体としては、例えば、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+や、ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+等が挙げられる。
また、蛍光体粒子としては、１種類の黄色蛍光体粒子に限らず、発光ピーク波長の異なる２種類の黄色蛍光体粒子を採用してもよい。発光装置１ａは、波長変換材料として複数種の蛍光体粒子を採用することにより、演色性を高めることが可能となる。また、蛍光体粒子としては、赤色蛍光体粒子と緑色蛍光体粒子とを採用してもよい。緑色蛍光体粒子としては、例えば、組成がＣａＳｃ2Ｏ4：Ｃｅ3+、Ｃａ3Ｓｃ2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ3+、（Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）Ａｌ2Ｏ4：Ｅｕ2+、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ2+等の蛍光体の粒子を採用することができる。
蛍光体粒子は、平均粒径が、例えば、１μｍ〜１０μｍの範囲にあることが好ましい。蛍光体粒子は、平均粒径が大きい方が、欠陥密度が小さく、エネルギ損失が少なくなって発光効率が高くなる傾向にある。このため、蛍光体粒子は、発光効率の観点から、平均粒径が５μｍ以上のものを採用することが好ましい。
封止部４は、蛍光体粒子の含有量が、例えば、３ｗｔ％〜５０ｗｔ％の範囲にあるのが好ましい。
発光装置１ａから出射される混色光は、例えば、ＪＩＳ Ｚ９１１２：２０１２で定義されているＬＥＤの光源色の相関色温度に基づいて設定することができる。ＪＩＳ Ｚ９１１２：２０１２では、ＬＥＤの光源色が、ＸＹＺ表色系における色度によって、昼光色、昼白色、白色、温白色及び電球色の５種類に区分される。発光装置１ａから出射される混色光の相関色温度は、例えば、発光素子３の発光波長や、封止部４における蛍光体粒子の種類や配合比等を変えることにより適宜設定することができる。
封止部４は、仮想線Ｍ１上に配置された一群の発光素子３と第１ワイヤ６ａと第２ワイヤ６ｂと各第３ワイヤ６ｃとを覆うようにライン状に形成されているのが好ましい。これにより、発光装置１ａは、第１ワイヤ６ａ、第２ワイヤ６ｂ及び第３ワイヤ６ｃそれぞれの断線が発生するのを抑制することが可能となり、信頼性の向上を図ることが可能となる。封止部４は、仮想線Ｍ１上に配置された一群の発光素子３と第１ワイヤ６ａと第２ワイヤ６ｂと各第３ワイヤ６ｃとを覆う、カバーを構成する。
封止部４は、ライン状の形状として、例えば、半円柱状の形状とすることができる。発光装置１ａは、封止部４が半円柱状の形状に形成されていることにより、封止部４が直方体状に形成されている場合に比べて、光取り出し効率の向上を図れ、且つ、色むらを抑制することが可能となる。
封止部４の表面４ａの形状は、封止部４の表面４ａにおいて発光素子３からの光線が交わる点の法線と上記光線とのなす角が臨界角よりも小さくなるように設計するのが好ましい。ここで、発光装置１ａは、封止部４の表面４ａの略全面で、発光素子３からの上記光線の入射角（光入射角度）が臨界角よりも小さくなるように、封止部４の表面４ａの形状を設計することが好ましい。これにより、発光装置１ａは、封止部４の表面４ａ（封止部４と空気との境界面）での全反射を抑制することが可能となるだけでなく、色むらを抑制することが可能となる。発光装置１ａは、色むらを人が視認できない程度に抑制することが可能となる。
発光装置１ａは、実装基板２が、セラミック基板２１により構成される支持体２０の第２面２０ｂに、発光素子３からの光を反射する反射層を備えた構成としてもよい。また、発光装置１ａは、実装基板２の第２面２ｂに、発光素子３からの光を反射する反射部材を配置した構成としてもよい。反射層や反射部材は、セラミック基板２１により構成される支持体２０の第２面２０ｂにおける、封止部４の垂直投影領域よりも広い領域に形成されているのが好ましい。これにより、発光装置１ａは、発光素子３から放射され反射層又は反射部材で反射された光が、封止部４を通らずに出射されるのを抑制することが可能となり、色むらを抑制することが可能となる。「色むら」とは、光の照射方向によって色度が変化している状態である。発光装置１ａは、放熱性の観点から、反射層や反射部材が、金属により形成されているのが好ましい。また、発光装置１ａは、放熱性の観点から、反射層や反射部材が、金属により形成されているのが好ましい。また、発光装置１ａは、反射層や反射部材が、より広い領域に形成されているのが好ましい。これにより、発光装置１ａは、発光素子３で発生して反射層や反射部材へ伝導された熱を、より広い範囲に伝導させることが可能となり、放熱性を、より向上させることが可能となる。
発光装置１ａは、第１導体部２３及び第２導体部２４それぞれを櫛形状の形状として互いに対向配置してあるが、第１導体部２３及び第２導体部２４それぞれの形状は特に限定するものではない。また、仮想線Ｍ１は、直線としてあるが、直線に限らず、曲線や、直線と曲線とを組み合わせた線等でもよい。なお、発光装置１ａは、個々の発光素子３が点光源として粒々に光っているように見えないように、隣合う発光素子３同士の間隔を設定するのが好ましい。
発光装置１ａは、図７に示した従来例の発光装置１２５の連結コネクタ１１５や端部コネクタ１２１等のコネクタを備えておらず、実装基板２の第１面２ａ側に、第１端子５１及び第２端子５２それぞれが露出して設けられている。第１端子５１が露出して設けられるとは、第１端子５１のうち第１導体部２３に対向する面以外の面の全体が露出していることを意味する。また、第２端子５２が露出して設けられるとは、第２端子５２のうち第２導体部２４に対向する面以外の面の全体が露出していることを意味する。よって、発光装置１ａは、発光素子３から放射された光が、コネクタに吸収されるのを防止することができ、光出力の向上を図ることが可能となる。また、発光装置１ａは、発光素子３から放射された光がコネクタにより遮られて影になるのを防止することができる。
第１端子５１及び第２端子５２の材料としては、例えば、アルミニウムが好ましい。これにより、発光装置１ａは、第１端子５１及び第２端子５２の材料が例えば銅や金である場合に比べて、発光素子３からの光に対する反射率を高くすることが可能となる。よって、発光装置１ａは、第１端子５１及び第２端子５２において、それぞれの隣合う発光素子３からの光を、より効率良く反射させることが可能となり、光の吸収損失を低減すること可能となる。第１端子５１及び第２端子５２の材料として用いるアルミニウムは、純アルミニウムが好ましいが、これに限らない。例えば、第１端子５１及び第２端子５２は、アルミダイキャストにより形成されている場合、不純物を含んでいる。
第１端子５１及び第２端子５２は、柱状の形状であり、軸方向が実装基板２の厚さ方向に一致するように配置されているのが好ましい。これにより、発光装置１ａは、発光素子３から放射された光が第１端子５１及び第２端子５２により遮られるのを、より抑制することが可能となる。第１端子５１及び第２端子５２は、柱状の形状として、円柱状の形状を採用しているが、これに限らず、例えば、角柱状の形状でもよい。
また、第１端子５１及び第２端子５２は、実装基板２側の端部５１ｂ及び５２ｂが、実装基板２に近づくにつれて徐々に断面積が大きくなる形状に形成されているのが好ましい。これにより、発光装置１ａは、第１端子５１の隣の発光素子３から第１端子５１側に放射され第１端子５１で反射された光が、発光素子３に戻って吸収されるのを抑制することが可能となる。また、発光装置１ａは、第２端子５２の隣の発光素子３から第２端子５２側に放射され第２端子５２で反射された光が、発光素子３に戻って吸収されるのを抑制することが可能となる。
第１端子５１及び第２端子５２は、円柱状の形状の場合、実装基板２側の端部５１ｂ及び５２ｂが、実装基板２に近づくにつれて徐々に直径が大きくなる形状に形成されているのが好ましい。第１端子５１及び第２端子５２は、円柱状の形状の場合、例えば、直径を１ｍｍ〜２ｍｍ程度の範囲で設定し、端部５１ｂ及び５２ｂの最大直径を１．５ｍｍ〜２．５ｍｍ程度の範囲で設定することができる。第１端子５１及び第２端子５２の寸法は、特に限定するものではない。
発光装置１ａの製造にあたっては、まず、実装基板２を準備し、その後、以下の第１工程、第２工程、第３工程及び第４工程を順次行う。
第１工程では、第１端子５１及び第２端子５２を実装基板２の第１面２ａ側に実装する。第１端子５１には、予め、図３に示すように、第１端子５１のうち第１導体部２３に対向させる面に、例えば、Ｓｎ膜７１ａとＡｕ膜７１ｂとの積層膜を形成しておく。Ｓｎ膜７１ａとＡｕ膜７１ｂとの積層膜は、例えば、蒸着法やスパッタ法等により形成することができる。また、第２端子５２には、予め、図３に示すように、第２端子５２のうち第２導体部２４に対向させる面に、Ｓｎ膜７２ａとＡｕ膜７２ｂとの積層膜を形成しておく。Ｓｎ膜７２ａとＡｕ膜７２ｂとの積層膜は、例えば、蒸着法やスパッタ法等により形成することができる。
第１工程では、図３に示すように、第１端子５１及び第２端子５２と実装基板２とを対向させる。第１端子５１及び第２端子５２は、保持具等により保持する。第１端子５１と実装基板２とを対向させるとは、第１端子５１に形成されているＳｎ膜７１ａとＡｕ膜７１ｂとの積層膜におけるＡｕ膜７１ｂと、実装基板２の第１導体部２３とを対向させることを意味する。また、第２端子５２と実装基板２とを対向させるとは、第２端子５２に形成されているＳｎ膜７２ａとＡｕ膜７２ｂとの積層膜におけるＡｕ膜７２ｂと、実装基板２の第２導体部２４とを対向させることを意味する。
また、第１工程では、保持具により保持した第１端子５１を第１導体部２３に対向させてから、第１端子５１と第１導体部２３とを第１ＡｕＳｎ共晶部６１により接合させる。また、第１工程では、保持具により保持した第２端子５２を第２導体部２４に対向させてから、第２端子５２と第２導体部２４とを第２ＡｕＳｎ共晶部６２により接合させる。
第１工程では、第１端子５１側のＡｕ膜７１ｂと第１導体部２３のＡｕ膜２３ｂとが接触するように重ね合わせた状態で、適宜の加熱及び加圧を行いながらＳｎ膜７１ａとＡｕ膜７１ｂとの積層膜を溶融させる。第１工程では、Ｓｎ膜７１ａとＡｕ膜７１ｂとの積層膜が溶融すると、第１導体部２３のＡｕ膜２３ｂからＡｕが拡散し、ＡｕＳｎにおけるＡｕの組成比が増加する。第１工程では、第１端子５１と第１導体部２３との間で溶融しているＡｕＳｎを冷却凝固させることにより、第１端子５１と第１導体部２３とが第１ＡｕＳｎ共晶部６１により接合される。
また、第１工程では、第２端子５２側のＡｕ膜７２ｂと第２導体部２４のＡｕ膜２４ｂとが接触するように重ね合わせた状態で、適宜の加熱及び加圧を行いながらＳｎ膜７２ａとＡｕ膜７２ｂとの積層膜を溶融させる。第１工程では、Ｓｎ膜７２ａとＡｕ膜７２ｂとの積層膜が溶融すると、第２導体部２４のＡｕ膜２４ｂからＡｕが拡散し、ＡｕＳｎにおけるＡｕの組成比が増加する。第１工程では、第２端子５２と第２導体部２４との間で溶融しているＡｕＳｎを冷却凝固させることにより、第２端子５２と第２導体部２４とが第２ＡｕＳｎ共晶部６２により接合される。
第１工程を行う前のＡｕ膜７１ｂ、７２ｂの表面粗さは、例えば、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１やＩＳＯ ４２８７−１９９７等で規定されている算術平均粗さＲａが、１μｍ以下であるのが好ましい。また、第１工程を行う前のＡｕ膜２３ｂ、２４ｂの表面粗さは、算術平均粗さＲａが、１μｍ以下であるのが好ましい。これにより、発光装置１ａは、第１端子５１と第１導体部２３との間、第２端子５２と第２導体部２４との間、それぞれにボイドが発生するのを抑制することが可能となる。よって、発光装置１ａは、第１端子５１と第１導体部２３との接合強度、第２端子５２と第２導体部２４との接合強度をそれぞれ高めることが可能となる。
第２工程では、ダイボンド装置等により、ダイ（die）である発光素子３を実装基板２の第１面２ａに接合部を介して接合する。第２工程では、接合部の材料として、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂とエポキシ樹脂とのハイブリッド材料等のダイアタッチ材料（die attach material）を採用しているが、これに限らない。第２工程では、発光素子３と実装基板２とをＡｕＳｎ共晶により接合するようにしてもよい。この場合、発光装置１ａの耐熱性を更に向上させることが可能となる。
第３工程では、ワイヤボンディング装置等により、第１ワイヤ６ａ、第２ワイヤ６ｂ及び第３ワイヤ６ｃを形成するワイヤボンディングを行う。
第４工程では、ディスペンサシステム（dispenser system）等を利用して封止部４を形成する。
ディスペンサシステムにより封止部４を形成する際には、例えば、ディスペンサヘッドを発光素子３の配列方向に沿って移動させつつ、ノズルから封止部４の材料を吐出させて塗布する。封止部４の材料は、例えば、蛍光体粒子を混練したシリコーン樹脂である。
ここで、封止部４の材料を封止部４の表面４ａの形状に基づく塗布形状となるようにディスペンサシステムにより塗布する場合には、例えば、ディスペンサヘッドを移動させながら、材料を吐出させて塗布すればよい。
ディスペンサシステムは、ディスペンサヘッドを移動させる移動機構と、実装基板２の第１面２ａ及びノズルそれぞれのテーブルからの高さを測定するセンサ部と、移動機構とノズルからの材料の吐出量とを制御するコントローラと、を備えているのが好ましい。移動機構は、例えば、ロボットにより構成することができる。コントローラは、例えば、マイクロコンピュータに適宜のプログラムを搭載することにより実現することができる。また、ディスペンサシステムは、コントローラに搭載されたプログラムを適宜変更することにより、発光素子３の配列や、発光素子３の数、封止部４のライン幅等の異なる複数種の品種に対応することが可能となる。
ディスペンサシステムを利用して形成する封止部４の表面４ａの形状は、例えば、材料の粘度等を調整することで制御することも可能である。封止部４の表面４ａの曲率は、封止部４の材料の粘度や表面張力や、第１ワイヤ６ａ、第２ワイヤ６ｂ及び第３ワイヤ６ｃの高さ等によって設計可能である。曲率を大きくすることは、例えば、材料の粘度を高くしたり、表面張力を大きくしたり、第１ワイヤ６ａ、第２ワイヤ６ｂ及び第３ワイヤ６ｃの高さを高くすることで実現可能となる。また、ライン状の封止部４の幅（ライン幅）を狭くするには、材料の粘度を高くしたり、表面張力を大きくしたりすることで実現可能となる。封止部４の材料の粘度は、例えば、１００〜２０００ｍＰa・s程度の範囲に設定するのが好ましい。なお、粘度の値は、例えば、円錐平板型回転粘度計を用いて常温下で測定した値を採用することができる。
また、ディスペンサシステムは、未硬化の材料が所望の粘度になるように加熱するヒータを備えていてもよい。これにより、ディスペンサシステムは、材料の塗布形状の再現性を向上させることが可能となり、封止部４の表面４ａの形状の再現性を向上させることが可能となる。
発光装置１ａは、第１端子５１が、第１導体部２３に第１ＡｕＳｎ共晶部６１により接合され、第２端子５２が、第２導体部２４に第２ＡｕＳｎ共晶部６２により接合されている。よって、発光装置１ａは、例えば、第１端子５１と第１導体部２３とがＳｎＡｇＣｕにより接合され、第２端子５２と第２導体部２４とがＳｎＡｇＣｕにより接合されている場合に比べて、耐熱性の向上を図ることが可能となる。
発光装置１ａは、第１導体部２３のうち第１ＡｕＳｎ共晶部６１の直下の第１部位の厚さと、第１ＡｕＳｎ共晶部６１の厚さと、の合計厚さが、第１導体部２３の厚さよりも厚いのが好ましい。これにより、発光装置１ａは、第１端子５１と第１導体部２３との接合強度を向上させることが可能となる。また、発光装置１ａは、第２導体部２４のうち第２ＡｕＳｎ共晶部６２の直下の第２部位の厚さと、第２ＡｕＳｎ共晶部６２の厚さと、の合計厚さが、第２導体部２４の厚さよりも厚いのが好ましい。これにより、発光装置１ａは、第２端子５２と第２導体部２４との接合強度を向上させることが可能となる。
図４は、発光装置１ａの第１変形例の発光装置１ｂを示す概略断面図である。発光装置１ｂは、発光装置１ａと基本構成が略同じである。発光装置１ｂは、支持体２０の第１面２０ａ側に、第３導体部２８を備えている点等が、発光装置１ａと相違する。発光装置１ｂは、一群の発光素子３のうち隣合う２つの発光素子３の間毎に、第３導体部２８を備えている。なお、発光装置１ｂにおいて、発光装置１ａと同様の構成要素については、発光装置１ａと同一の符号を付して説明を省略する。
発光装置１ｂは、隣合う２つの発光素子３のうち第１導体部２３に近い側の発光素子３の第２電極が、第４ワイヤ６ｄを介して第３導体部２８に電気的に接続されている。また、発光装置１ｂは、隣合う２つの発光素子３のうち第２導体部２４に近い側の発光素子３の第１電極が、第５ワイヤ６ｅを介して第３導体部２８に電気的に接続されている。要するに、発光装置１ｂは、隣合う２つの発光素子３が、第４ワイヤ６ｄと第３導体部２８と第５ワイヤ６ｅとを介して直列接続されている。言い換えれば、発光装置１ｂは、発光装置１ａの第３ワイヤ６ｃの代わりに、第４ワイヤ６ｄと、第３導体部２８と、第５ワイヤ６ｅと、を備えている。
第３導体部２８は、例えば、Ｎｉ膜２８ａとＡｕ膜２８ｂとの積層膜により構成することができる。第３導体部２８は、Ｎｉ膜２８ａとＡｕ膜２８ｂとの積層膜に限らず、例えば、Ｃｕ膜とＮｉ膜とＰｄ膜とＡｕ膜との積層膜、Ｃｕ膜とＮｉ膜とＡｕ膜との積層膜、Ｔｉ膜とＰｔ膜とＡｕ膜との積層膜等を採用することができる。第３導体部２８は、積層膜により構成する場合、支持体２０から最も離れた最上層の膜がＡｕにより形成され、支持体２０に最も近い最下層の膜が支持体２０との密着性の高い材料により形成されているのが好ましい。第３導体部２８は、積層膜に限らず、単層膜により構成してもよい。いずれにしても、第３導体部２８は、第１導体部２３及び第２導体部２４と同じ材料で同じ厚さに形成されているのが好ましい。
第４ワイヤ６ｄ及び第５ワイヤ６ｅとしては、例えば、金ワイヤ、銀ワイヤ、銅ワイヤ、アルミニウムワイヤ等を採用することができる。
図５は、発光装置１ａの第２変形例の発光装置１ｃを示す概略断面図である。発光装置１ｃは、発光装置１ａと基本構成が略同じである。発光装置１ｃは、実装基板２における支持体２０が、金属基板２５により構成されている点等が発光装置１ａと相違する。なお、発光装置１ｃにおいて、発光装置１ａと同様の構成要素については、発光装置１ａと同一の符号を付して説明を省略する。
また、発光装置１ｃは、第１変形例の発光装置１ｂと同様、隣合う２つの発光素子３が、第４ワイヤ６ｄと第３導体部２８と第５ワイヤ６ｅとを介して直列接続されている。
金属基板２５は、例えば、アルミニウム基板、銅基板等を採用することができる。支持体２０は、金属基板２５の表面に電気絶縁層２６が形成されている。よって、実装基板２は、電気絶縁層２６上に、第１導体部２３及び第２導体部２４が形成されている。また、実装基板２は、電気絶縁層２６上に、第３導体部２８が形成されている。実装基板２は、例えば、金属ベースプリント配線板により形成することができる。
発光装置１ｃは、実装基板２が、支持体２０と、支持体２０の第１面２０ａ側に所定のパターンで形成され発光素子３が電気的に接続される第１導体部２３及び第２導体部２４と、を備え、支持体２０が、金属基板２５により構成されている。これにより、発光装置１ｃは、支持体２０が樹脂基板である場合に比べて、放熱性を向上させることが可能となり、信頼性の向上を図れ、且つ、発光装置１ｃの光出力の高出力化を図ることが可能となる。
実装基板２は、白色系のレジスト層２７を備えた構成とすることができる。レジスト層２７は、電気絶縁層２６において、封止部４、第１導体部２３、第２導体部２４及び第３導体部２８のいずれも形成されていない部位を覆っているのが好ましい。レジスト層２７の材料としては、例えば、白色レジストを採用することができる。白色レジストとしては、例えば、白色顔料を含有した樹脂を挙げることができる。白色顔料としては、例えば、硫酸バリウム（ＢａＳＯ4）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）等が挙げられる。樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂等が挙げられる。白色レジストとしては、例えば、株式会社朝日ラバーのシリコーン製の白色レジスト材である“ASA COLOR（登録商標） RESIST INK”等を採用することができる。レジスト層２７は、例えば、塗布法により形成することができる。
発光装置１ｃは、白色系のレジスト層２７を備えていることにより、発光素子３から実装基板２に入射する光を、レジスト層２７の表面で反射させやすくなる。これにより、発光装置１ｃは、発光素子３から放射された光が実装基板２に吸収されるのを抑制することが可能となる。よって、発光装置１ｃは、外部への光取り出し効率の向上による光出力の向上を図ることが可能となる。
発光装置１ｃは、発光素子３が、金属基板２５に接合された構成としてもよい。これにより、発光装置１ｃは、発光素子３で発生した熱の伝熱経路として、発光素子３で発生した熱を、電気絶縁層２６を介さずに金属基板２５に伝熱させる伝熱経路が形成される。よって、発光装置１ｃは、放熱性を向上させることが可能となる。
発光装置１ｃは、発光素子３が、板状のサブマウント部材（図示せず）を介して金属基板２５に搭載された構成としてもよい。サブマウント部材の材料は、電気絶縁層２６よりも熱伝導率の高く、金属基板２５よりも発光素子３との線膨張率差が小さな材料が好ましい。これにより、発光装置１ｃは、発光素子３で発生した熱の伝熱経路として、発光素子３で発生した熱を、電気絶縁層２６を介さずにサブマウント部材及び金属基板２５に伝熱させる伝熱経路が形成される。よって、発光装置１ｃは、放熱性を向上させることが可能となる。サブマウント部材の材料としては、例えば、ＡｌＮを採用することができる。サブマウント部材と金属基板２５とを接合する材料としては、例えば、ＡｕＳｎを採用することができる。発光装置１ｃは、サブマウント部材と金属基板２５とを接合する材料としてＡｕＳｎを採用する場合、製造時において、金属基板２５の表面における接合表面に予めＡｕ又はＡｇからなる金属層を形成する前処理が必要である。
図６は、発光装置１ａの第３変形例の発光装置１ｄを示す概略断面図である。発光装置１ｄは、発光装置１ａと基本構成が略同じであり、実装基板２が、第１面２ａ側に第１突起７１と、第２突起７２と、を備えている点が相違する。なお、発光装置１ｄにおいて、発光装置１ａと同様の構成要素については、発光装置１ａと同一の符号を付して説明を省略する。
第１突起７１は、複数の発光素子３のうち第１端子５１に最も近い発光素子３と第１端子５１との間にあり、第１端子５１に最も近い発光素子３からの光を実装基板２の厚さ方向に沿った方向へ反射する形状に形成されている。これにより、発光装置１ｄは、光出力の更なる高出力化を図ることが可能となる。また、第２突起７２は、複数の発光素子３のうち第２端子５２に最も近い発光素子３と第２端子５２との間にあり、第２端子５２に最も近い発光素子３からの光を実装基板２の厚さ方向に沿った方向へ反射する形状に形成されているのが好ましい。これにより、発光装置１ｄは、光出力の更なる高出力化を図ることが可能となる。
発光装置１ｄは、複数の仮想線Ｍ１を想定している場合、第１突起７１が、仮想線Ｍ１ごとの一群の発光素子３のうち第１端子５１に最も近い発光素子３からの光を実装基板２の厚さ方向に沿った方向へ反射する形状に形成されているのが好ましい。また、発光装置１ｄは、第２突起７２が、仮想線Ｍ１ごとの一群の発光素子３のうち第２端子５２に最も近い発光素子３からの光を実装基板２の厚さ方向に沿った方向へ反射する形状に形成されているのが好ましい。第１突起７１及び第２突起７２は、断面半円状の形状に形成されているが、これに限らず、断面半楕円状や断面三角形状等の形状でもよい。
第１突起７１及び第２突起７２の各々は、シリコーン樹脂もしくはガラスが主成分であり、アルミナ、シリカ、酸化マグネシウム、二酸化チタンの群から選択される材料の粒子を含有しているのが好ましい。これにより、発光装置１ｄは、第１突起７１及び第２突起７２をポッティング等によって形成することが可能となる。
また、第１突起７１及び第２突起７２は、平面視において枠状に形成されているのが好ましい。これにより、複数の発光装置１ｄを長手方向や横方向に並べて配置して使用する場合には、発光装置１ｄから放射される光が他の発光装置１ｄの配光特性に干渉するのを抑制することが可能となる。
ところで、発光装置１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄは、種々の照明装置の光源として用いることが可能である。照明装置としては、例えば、発光装置１ａ〜１ｄのいずれかを光源として器具本体に配置した照明器具や、ランプ（例えば、直管形ＬＥＤランプ、電球形ランプ等）等を好適に挙げることができるが、これら以外の照明装置でもよい。
発光装置１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄは、発光素子３として、厚み方向の一面側に第１電極と第２電極とが設けられたものを用いているが、これに限らない。発光素子３としては、発光素子３の厚み方向の一方の面側に第１電極が形成され、他方の面側に第２電極が形成された構成のものを用いてもよい。
また、発光装置１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄは、発光素子３としてＬＥＤチップ３０を採用しているが、これに限らず、例えば、ＬＤチップを採用してもよい。
上述の実施形態等において説明した各図は、模式的なものであり、各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際のものの寸法比を反映しているとは限らない。また、実施形態等に記載した材料、数値等は、好ましいものを例示しているだけであり、それに限定するものではない。更に、本願発明は、その技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、構成に適宜変更を加えることが可能である。
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 発光装置
２ 実装基板
２ａ 第１面
３ 発光素子
４ 封止部
２０ 支持体
２０ａ 第１面
２１ セラミック基板
２３ 第１導体部
２４ 第２導体部
２５ 金属基板
５１ 第１端子
５１ｂ 端部
５２ 第２端子
５２ｂ 端部
６１ 第１ＡｕＳｎ共晶部
６２ 第２ＡｕＳｎ共晶部
７１ 第１突起
７２ 第２突起
Ｍ１ 仮想線

Claims (10)

  1. 実装基板と、前記実装基板の第１面側に実装された複数の発光素子と、を備え、
    前記実装基板は、支持体と、前記支持体の第１面側に所定のパターンで形成され前記複数の発光素子が電気的に接続された第１導体部及び第２導体部と、を備え、
    第１端子及び第２端子を備え、
    前記第１端子は、前記第１導体部に第１ＡｕＳｎ共晶部により接合され、前記第２端子は、前記第２導体部に第２ＡｕＳｎ共晶部により接合されている、
    ことを特徴とする発光装置。
  2. 前記第１導体部のうち前記第１ＡｕＳｎ共晶部の直下の第１部位の厚さと、前記第１ＡｕＳｎ共晶部の厚さと、の合計厚さが、前記第１導体部の厚さよりも厚く、
    前記第２導体部のうち前記第２ＡｕＳｎ共晶部の直下の第２部位の厚さと、前記第２ＡｕＳｎ共晶部の厚さと、の合計厚さが、前記第２導体部の厚さよりも厚い、
    ことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
  3. 前記第１端子及び前記第２端子は、柱状の形状であり、軸方向が前記実装基板の厚さ方向に一致するように配置されており、
    前記第１端子及び第２端子は、前記実装基板側の端部が、前記実装基板に近づくにつれて徐々に断面積が大きくなる形状に形成されている、
    ことを特徴とする請求項１又は２記載の発光装置。
  4. 前記第１導体部及び第２導体部は、少なくとも最表面側がＡｕにより形成されている、
    ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光装置。
  5. 前記支持体は、セラミック基板もしくは金属基板により構成されている、
    ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発光装置。
  6. 前記第１端子及び第２端子の材料は、アルミニウムであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発光装置。
  7. 前記実装基板は、前記第１面側に、第１突起と、第２突起と、を備え、
    前記第１突起は、前記複数の発光素子のうち前記第１端子に最も近い発光素子と前記第１端子との間にあり、前記第１端子に最も近い発光素子からの光を前記実装基板の厚さ方向に沿った方向へ反射する形状に形成され、
    前記第２突起は、前記複数の発光素子のうち前記第２端子に最も近い発光素子と前記第２端子との間にあり、前記第２端子に最も近い発光素子からの光を前記実装基板の厚さ方向に沿った方向へ反射する形状に形成されている、
    ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発光装置。
  8. 前記第１突起及び前記第２突起の各々は、シリコーン樹脂もしくはガラスが主成分であり、アルミナ、シリカ、酸化マグネシウム、二酸化チタンの群から選択される材料の粒子を含有している、
    ことを特徴とする請求項７記載の発光装置。
  9. 前記複数の前記発光素子のうち直列接続する発光素子の一群が、前記第１導体部と前記第２導体部とを結ぶ仮想線上に配置されており、前記仮想線上に配置された前記一群の発光素子を覆う封止部を備え、前記封止部は、可視光を透過する透光性材料と、前記発光素子から放射された光の一部を波長変換して異なる波長の光を放射する波長変換材料と、の混合体で形成されている、
    ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の発光装置。
  10. 前記支持体は、長尺状の形状であり、前記第１導体部は、前記支持体の長手方向の第１端部において前記支持体の前記第１面側に形成され、前記第２導体部は、前記支持体の長手方向の第２端部において前記支持体の前記第１面側に形成されている、
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発光装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017195061A (ja) * 2016-04-19 2017-10-26 シャープ株式会社 照明装置及び車両用前照灯
JP2018078157A (ja) * 2016-11-08 2018-05-17 日亜化学工業株式会社 半導体装置の製造方法
WO2021220995A1 (ja) 2020-04-27 2021-11-04 京セラ株式会社 基板支持体、基板支持構造体、発光装置および灯具

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