JP2018182270A - 光源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下面に第1電極と第2電極とを有し、下面において、第1電極は、分離領域を介して分離された、第1部及び第2部を有する電子部品と、基材と、基材の上面に配置される一対の配線層とを有する基板と、を備え、一対の配線層の上面と、電子部品の下面にある第1電極及び第2電極とが対面するように電子部品が載置される光源装置であって、基板は、分離領域と対面する位置に第1領域を有し、第1領域は、第1領域以外に位置する一対の配線層の表面よりも半田濡れ性が悪い領域であることを特徴とする光源装置。
【選択図】図3B
Description
本発明の一実施の形態の光源装置10は、図1に示すように、電子部品11aと、基板12とを備える。
電子部品11aは、基板12に搭載され、光源装置10を構成する一部品である。
電子部品11aは、例えば、発光ダイオードやレーザダイオード等の半導体発光素子14、または、半導体発光素子14を有する発光装置11を用いることができる。
図3Aは電子部品11aが搭載される前の基板12の模式上面図であり、図3Bは電子部品11aが搭載された後の基板12と電子部品11aとの位置関係を説明するための模式透過図である。図3Aで示すように、基板12は、基材17と、一対の配線層19(第1配線層19aおよび第2配線層19b)とを備える。基板12は、電子部品11aを搭載するための部材であり、光源装置10を構成する一部材である。図3Bで示すように、電子部品11aの直下に一対の配線層19の一部が配置される。具体的には、電子部品11aの第1電極15の直下には第1配線層19aの一部が配置し、電子部品11aの第2電極16の直下には第2配線層19bの一部が配置する。第1電極15および第1配線層19aと、第2電極16および第2配線層19bとはそれぞれ半田を介して電気的に接続される。
第1領域21の幅は、例えば、分離領域13aに相当する幅、つまり、第1部15aと第2部15bとの最短距離を有していることが好ましい。また、第1領域21は、分離領域13aと対面する領域全てに設けられていてもよいし、図3Bで示すように分離領域13aと対面する領域のうち一部の領域でもよい。なお、第1領域21は、1つの電子部品11aに対して1つあればよいが、2つ以上配置されていてもよい。
具体的には、電子部品11aの下面11bは、第2方向において離間する第1辺11cおよび第2辺11dを有する。そして、基板12に設けられる第2領域22は、それぞれ、第1電極15および第2電極16の側部151a、151bと第1辺11cとで挟まれる領域の両端部と対面する位置と、第1電極15の側部152a、153aと第2辺11dとで挟まれる領域の両端部と対面する位置と、にある。そして、第2領域22には、第1配線層19aおよび第2配線層19bが設けられておらず基材17が露出している。各第2領域22は、電子部品11aを搭載した際に、各側部151a、152a、153a、151bと略接する位置にある。各側部151a、152a、153a、151bと略接する位置にあるとは、例えば、各側部151a、152a、153a、151bと第2領域22との距離が0〜50μmである。このように基板12の上面のうち、第2方向に互いに対向する第1辺11c側および第2辺11d側の領域に第2領域22を設け、各第2領域22と第1電極15および第2電極16の側部とが略接する位置にあることで、半田を介して電子部品11aを実装したときに電子部品11aが第2方向にずれることを抑制することができる。これにより、電子部品11aのセルフアライメント性を向上させることができ、電子部品11aの実装精度を向上させることができる。また、第2領域22を第1電極15および第2電極16の4隅の近傍領域と対面する位置に設けることで、電子部品11aが回転することを抑制することができ、電子部品11aの実装精度はさらに向上する。なお、第1方向への電子部品11aの位置ずれは、第1領域21によって抑制される。
第1領域21を構成する導電性部材としては、上述した一対の配線層19、第1電極15及び第2電極16を構成する材料の中から選択することができる。
第1領域21または第2領域22として、導電性部材または絶縁性部材を用いる場合は、フォトリソグラフィ及びスパッタ法、印刷法等を利用して、特定の位置に配置することができる。この場合、導電性部材等の厚みは、電子部品11aと基板12との実装に用いられる半田の厚みと同様又はそれよりも薄いことが好ましい。この形態では、一対の配線層19の体積を減少させることはない。そのため、貫通孔の形態と比較して、基板12の放熱性を高くすることができる。
第1領域21または第2領域22として、その領域における配線層の表面粗さを異ならせる場合は、研磨やレーザースクライブ等により形成することができる。この形態では、一対の配線層19を形成した後に、第1領域21または第2領域22を必要に応じて自由度高く形成することができる。
基材17は、表面に一対の配線層19が配置されている。基材17の材料としては、例えば、アルミニウム又は銅等の金属、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウム等のセラミックス、樹脂、パルプ、ガラス、又はこれらの複合材料等が挙げられる。複合材料としては、例えば、ガラスエポキシ、ガラスシリコーン及びガラス変性シリコーンが挙げられる。基材17は、単層構造でもよいし、複数の層を含む多層構造でもよい。
一対の配線層19は、電子部品11aと電気的に接続され、電子部品11aに給電する部材である。一対の配線層19は、基材17の上面に配置される。一対の配線層19は、第1配線層19aと第2配線層19bとを有し、第1配線層19aと第2配線層19bとは互いに溝18を挟んで離間している。
一対の配線層19は、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル等の金属、又は鉄−ニッケル合金、燐青銅等の合金等によって形成することができる。一対の配線層19の表面は金属層等で被覆されていてもよい。
溝18の平面形状は、1つの電子部品の直下において、屈曲していることが好ましい。溝18の屈曲方向は特に限定されないが、例えば、溝18は、第2方向に延び、第1方向に向かって屈曲するものが挙げられる。第2方向から第1方向への屈曲は1つでもよいし、複数でもよい。さらに、第1方向から第2方向への屈曲が1以上あってもよい。
また、上面視において、第1電極15と第2電極16との間の領域と対面する溝18の形状または大きさは、第1電極15と第2電極16との間の領域の形状または大きさと略一致することが好ましい。
このような半田を介する実装は、半田が一対の配線層19の上面で広がり、電子部品11aが位置ずれを起こす可能性がある。なお、本開示の光源装置10では、基板12が上述した第1領域21および第2領域22を有することで、電子部品11aを実装した際のセルフアライメントを効果的に確保することができる。その結果、電子部品11aの実装精度を向上させることができる。
電子部品11aとして発光装置11を用いる場合、発光装置11は、例えば、その光取り出し面となる上面に、封止部材等の光学部材、ツェナーダイオード25等の保護素子をさらに備えていてもよい。
実施形態1の光源装置10は、図1に示すように、電子部品11aに相当する発光装置11と、基板12とを備える。
発光装置11は、図2Aから2Cに示すように、2つの半導体発光素子14と、この半導体発光素子14を搭載するパッケージ13とを備える。
パッケージ13は、酸化チタンを15〜25重量%含有するエポキシ樹脂を含む母体131と、第1電極15及び第2電極16とを有し、略正方形の平面形状を有する(例えば、3mm×3mm)。第1電極15及び第2電極16は、銅と銅の表面に形成された金属層とを含み、最大厚みが200μmで形成される。第1電極15及び第2電極16は、半導体発光素子14の一対の電極とワイヤにより電気的に接続されている。
第1電極15は、発光装置11の下面11bにおいて、第1部15a及び第2部15bを有している。これら第1部15a及び第2部15bは、分離領域13aを介して分離されている。
発光装置11の下面11bにおいて、第1部15aは、第2部15bよりも平面積が大きい。
基板12は、発光装置11を搭載する位置において、発光装置11の下面11bの分離領域13aと対面する位置に第1領域21を有する。第1領域21は、第1領域21以外の領域にある一対の配線層19の表面よりも半田濡れ性が悪い領域である。具体的には、第1領域21に位置する一対の配線層19には貫通孔が形成され、貫通孔の底部において基材17の一部が露出している。換言すると、銅を含む一対の配線層19のうち、第1領域21に位置する一対の配線層19には貫通孔が設けられ、貫通孔の底部においてガラスエポキシを含む基材17が露出する。つまり、実施形態1における第1領域21は、基材17となる。ガラスエポキシを含む基材17の表面における半田濡れ性は、銅を含む一対の配線層19の表面における半田濡れ性よりも悪い。
基板12は、さらに、第1領域21に加えて、4つの第2領域22を有している。第2領域22は、第1領域21と同様に、第1領域21及び第2領域22以外の領域にある一対の配線層19の表面よりも半田濡れ性が悪い領域である。第2領域22も第1領域21と同様に、貫通孔が設けられ、貫通孔の底部において基材17の一部が露出する。つまり、実施形態1における第2領域22は、基材17となる。
溝18は、1つの半導体発光素子14の直下において、第1電極15と第2電極16との離間領域の形状に対応して、屈曲している。
被覆部材23は、基板12上において、一対の配線層19を略全面にわたって被覆する第1被覆部材23aと、発光装置11の周辺にのみ配置された第2被覆部材23bとを備える。
実施形態2の光源装置は、図4A〜4Cに示すように、電子部品11aに相当する発光装置31と、基板とを備える。図4Aは発光装置31の上面視における模式透過図であり、図4Bは図4Aの発光装置31を示す模式下面図であり、図4Cは基板と発光装置31との位置関係を説明するための模式透過図である。
発光装置31は、図4Aに示すように、第1方向に長い矩形形状であり、パッケージ33と、パッケージ33に搭載された2つの半導体発光素子34とを備える。発光装置31は、第1電極35および第2電極36を備え、第1電極35および第2電極36は、発光装置31の下面において露出している。そして、第1電極35は、発光装置31の下面において、第1部35a及び第2部35bを有している。第1部35a及び第2部35bは、分離領域31bを介して分離されている。
第1電極35の第1部35aと第2部35bとは、第1方向に並んで配置されている。
溝18は、1つの発光装置31の直下において、第1電極35と第2電極36との形状に対応して、第2方向に延び、第1方向に向かって屈曲している。
基板は、発光装置31を搭載する位置において、発光装置31の下面の分離領域31bと対面する位置に第1領域41を有する。基板は、さらに、第1領域41に加えて、4つの第2領域42を有している。第1領域41に位置する一対の配線層39a、39bには貫通孔が形成され、貫通孔の底部において基材の一部が露出している。同様に、第2領域42に位置する一対の配線層39a、39bには貫通孔が形成され、貫通孔の底部において基材の一部が露出している。
このように、基板の特定の位置に第1領域21および第2領域22を配置することで、発光装置31の位置ずれを効果的に防止することができる。その結果、発光装置31のセルフアライメントを効果的に確保することができ、発光装置31の実装精度を向上させることができる。
本開示の電子部品の第1電極および第2電極は種々の形状とすることができる。図5は、電子部品の下面に露出する第1電極55および第2電極56と、基板に配置された第1領域21および第2領域22とを示す模式図である。説明を簡略化するため、電子部品や基板の外形等は省略して図示している。
図5に示すように、第1電極55は上面視において凸部を有し、第2電極56は第1電極55に対面し、且つ、第1電極55の凸部が収まる凹部を有する。そして、第1電極55は、電子部品の下面において、略矩形状の第1部55aと、凸部に相当する略矩形状の第2部55bとを有する。そして、第1部55aと第2部55bとの間の分離領域51bと対面する位置に第1領域21が配置されている。また、第1電極55および第2電極56の角部近傍には4つの第2領域22が配置されている。基板は、上面に一対の配線層を備え、一対の配線層の間には溝58が配置されている。
このような第1電極および第2電極の形状においても、実施形態1と同様の効果を有する。
11、31 発光装置
11a 電子部品
11b 下面
11c 第1辺
11d 第2辺
12 基板
13、33 パッケージ
131 母体
13a 分離領域
13b 窪み部
14、34 半導体発光素子
15、35、55 第1電極
15X 外周部分
15Y 凹部
15a、35a、55a 第1部
15b、35b、55b 第2部
150a 内側部
150b 内側部
151a、151b、152a、153a 側部
16、36、56 第2電極
16X 外周部分
16Y 凹部
17 基材
18、38、58 溝
19、19a、19b、39a、39b 配線層
21、41 第1領域
22、42 第2領域
23 被覆部材
23a 第1被覆部材
23b 第2被覆部材
25 ツェナーダイオード
31b 分離領域
前記基板は、前記分離領域と対面する位置に第1領域を有し、前記第1領域は、前記第1部及び第2部と対面する前記配線層の表面よりも半田濡れ性が悪い領域である。
Claims (9)
- 下面に第1電極と第2電極とを有し、前記下面において、前記第1電極は、分離領域を介して分離された、第1部及び第2部を有する電子部品と、
基材と、該基材の上面に配置される一対の配線層とを有する基板と、を備え、
前記一対の配線層の上面と、前記電子部品の前記下面にある前記第1電極及び第2電極とが対面するように前記電子部品が載置される光源装置であって、
前記基板は、前記分離領域と対面する位置に第1領域を有し、
前記第1領域は、前記第1領域以外に位置する前記一対の配線層の表面よりも半田濡れ性が悪い領域であることを特徴とする光源装置。 - 前記電子部品の下面において、前記第1部の平面形状は前記第2部の平面形状と異なる請求項1に記載の光源装置。
- 前記第1領域において、前記一対の配線層は貫通孔を有し、
前記貫通孔の底部において前記基材の一部が露出している請求項1又は2に記載の光源装置。 - 前記第1領域において、前記一対の配線層は上面に導電性部材又は絶縁性部材を有する請求項1又は2に記載の光源装置。
- 前記第1領域における前記一対の配線層の表面粗さは、前記第1領域以外の前記一対の配線層の表面粗さと異なる請求項1又は2に記載の光源装置。
- 前記基板は、前記電子部品の下面の前記分離領域と対面する位置を除き、且つ、前記第1電極および前記第2電極の周縁にある近傍領域と対面する位置に、半田濡れ性が悪い第2領域をさらに有する請求項1〜5のいずれか1項に記載の光源装置。
- 前記電子部品の下面は、対向する第1辺および第2辺を有し、
前記第2領域は、前記第1電極および/または前記第2電極の側部と前記第1辺とで挟まれる領域と対面する位置と、前記第1電極および/または前記第2電極の側部と前記第2辺とで挟まれる領域と対面する位置とに設けられている請求項6に記載の光源装置。 - 前記一対の配線層は互いに溝を介して離間しており、
前記溝は、上面視において屈曲している請求項1〜7のいずれか1項に記載の光源装置。 - 前記電子部品は、前記第1電極および前記第2電極を有するパッケージと、前記パッケージに載置される半導体発光素子とを備える発光装置である請求項1〜8のいずれか1項に記載の光源装置。
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