JP4675906B2 - 発光素子搭載用基板、発光素子収納用パッケージ、発光装置および照明装置 - Google Patents

発光素子搭載用基板、発光素子収納用パッケージ、発光装置および照明装置 Download PDF

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Description

本発明は、発光ダイオード（略称ＬＥＤ）等の発光素子が搭載される発光素子搭載用基板、発光素子収納用パッケージおよび発光装置ならびにそれを用いた照明装置に関する。
従来の発光装置は、発光ダイオード等の発光素子が基体に搭載され、発光素子を囲むように反射面が設けられており、反射面の内側には発光素子を覆うように透光性部材が充填された構造となっている。発光素子上には、発光素子から放射された光の波長を変換する蛍光体が含有された波長変換層が設けられている。基体には、発光素子の電極に電気的に接続される配線導体またはビア導体から成る導電経路が設けられている。
この発光装置は、外部電気回路から供給される駆動電流によって発光素子から光が出射され、この光の波長が変換されることによって可視光を放出する。
関連技術として、特開２００３−１０１０７６号公報がある。
今後、発光素子の発熱量は増加する傾向にあり、特に、発光素子に形成された複数の電極のうち特定の電極に伝達される熱量が増加する傾向にある。発光素子に熱が蓄積され、発光素子の温度が著しく上昇すると発光効率が低下するという問題が生じる。
本発明は、上記問題に鑑みて案出されたものであり、その目的は、発光素子の特定の電極に伝達される熱の放熱効率を向上させた発光素子搭載用基板、発光素子収納用パッケージ、発光装置および照明装置を提供することである。
本発明は、第１電極と該第１電極よりも発熱量が小さい第２電極とを有する発光素子が搭載される基体と、
該基体の内部に形成された、一端が前記発光素子の第１電極と電気的に接続され他端が前記基体の表面に導出された第１の導電経路と、
前記基体に形成された、一端が前記発光素子の第２電極と電気的に接続され他端が前記基体の表面に形成された第２の導電経路と、を備え、
前記第１の導電経路の熱抵抗が前記第２の導電経路の熱抵抗よりも小さく、
前記第１の導電経路は、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第１の配線導体を有し、
前記第２の導電経路は、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第２の配線導体を有し、
前記基体の上面に平行な方向における前記第１の配線導体と前記第２の配線導体との最短距離は、該方向における前記発光素子の第１電極と第２電極との最短距離よりも長いことを特徴とする発光素子搭載用基板である。
本発明において、前記第１の導電経路および前記第２の導電経路は、前記基体に設けられたビアに導電性材料が充填された、第１のビア導体および第２のビア導体を含み、
前記第１の配線導体は、前記第１のビア導体の下端に接続され、
前記第２の配線導体は、前記第２のビア導体の下端に接続され、
前記第１の配線導体および前記第２の配線導体は、前記第１のビア導体の下端および前記第２のビア導体の下端から、互いに遠ざかるように設けられることを特徴とする。
本発明において、前記第１の導電経路を構成する前記第１のビア導体と前記基体との界面の面積は、前記第２の導電経路を構成する前記第２のビア導体と前記基体との界面の面積よりも大きいことを特徴とする。
本発明において、前記第１の導電経路および前記第２の導電経路は、前記基体に設けられたビアに導電性材料が充填された、第１のビア導体および第２のビア導体を含み、
前記第１のビア導体および前記第２のビア導体は、前記基体の上面から下面に向かうに従って前記上面に平行な断面における断面積が大きくなるように、側面が傾斜していることを特徴とする。
本発明において、前記発光素子の前記第１電極と接合される前記第１の導電経路の前記一端に凸面を有することを特徴とする。
本発明において、前記発光素子の前記第１電極と接合される前記第１の導電経路の前記一端に凹面を有することを特徴とする。
本発明において、前記第１の導電経路と前記発光素子の第１電極とは第１の接続パッドを介して接続され、前記第２の導電経路と前記発光素子の第２電極とは第２の接続パッドを介して接続され、
前記第１の接続パッドの面積は、前記第２の接続パッドの面積よりも大きいことを特徴とする。
本発明において、前記第１の導電経路は、前記発光素子の前記第１電極に接合される複数の導電体を有することを特徴とする。
本発明において、前記発光素子の前記第１電極と複数の前記導電体との接合面積の合計が、前記発光素子の前記第１電極と前記基体との接合面積の合計よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする。
本発明において、前記導電体の横断面積は、前記発光素子の前記第１の電極と接合される一端部から他端部にかけて漸次大きくなるように形成されていることを特徴とする。
本発明において、前記第１の導電経路は、一端部が前記発光素子の前記第１電極に接合される複数の柱状金属体を有することを特徴とする。
本発明において、前記発光素子が搭載される前記基体の表面に穴が形成されており、該穴の内側に前記第１の導電経路の一部が導出されていることを特徴とする。
本発明において、前記第１の導電経路と前記発光素子の第１電極とは第１の接続パッドを介して接続され、前記第２の導電経路と前記発光素子の第２電極とは第２の接続パッドを介して接続され、前記第１の導電経路が前記第１の接続パッドの直下に配置されるとともに、前記第２の導電経路が前記第２の接続パッドの直下よりも外方にずらして配置されていることを特徴とする。
本発明は、第１電極と該第１電極よりも発熱量が小さい第２電極とを有する発光素子が搭載される基体と、
該基体の内部に形成された、一端が前記発光素子の第１電極と電気的に接続される第１のビア導体と、
前記基体に形成された、一端が前記発光素子の第２電極と電気的に接続される第２のビア導体と、
前記第１のビア導体の下端に接続され、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第１の配線導体と、
前記第２のビア導体の下端に接続され、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第２の配線導体と、を備え、
前記第１のビア導体と前記第１電極とが接続される面積が前記第２のビア導体と前記第２電極とが接続される面積よりも大きく、
前記基体の上面に平行な方向における前記第１の配線導体と前記第２の配線導体との最短距離は、該方向における前記発光素子の第１電極と第２電極との最短距離よりも長いことを特徴とする発光素子搭載用基板である。
本発明は、第１電極と該第１電極よりも発熱量が小さい第２電極とを有する発光素子が搭載される基体と、
該基体の内部に形成された、一端が前記発光素子の第１電極と電気的に接続される第１のビア導体と、
前記基体に形成された、一端が前記発光素子の第２電極と電気的に接続される第２のビア導体と、
前記第１のビア導体の下端に接続され、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第１の配線導体と、
前記第２のビア導体の下端に接続され、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第２の配線導体と、を備え、
前記第１のビア導体が複数の導電体から成り、
前記基体の上面に平行な方向における前記第１の配線導体と前記第２の配線導体との最短距離は、該方向における前記発光素子の第１電極と第２電極との最短距離よりも長いことを特徴とする発光素子搭載用基板である。
本発明は、第１電極と該第１電極よりも発熱量が小さい第２電極とを有する発光素子が搭載される基体と、
該基体の内部に形成された、一端が前記発光素子の第１電極と電気的に接続され他端が前記基体の表面に導出された第１の導電経路と、
前記基体に形成された、一端が前記発光素子の第２電極と電気的に接続され他端が前記基体の表面に形成された第２の導電経路と、
前記発光素子を取り囲む光反射部と、
を備え、
前記第１の導電経路の熱抵抗が前記第２の導電経路の熱抵抗よりも小さく、
前記第１の導電経路は、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第１の配線導体を有し、
前記第２の導電経路は、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第２の配線導体を有し、
前記基体の上面に平行な方向における前記第１の配線導体と前記第２の配線導体との最短距離は、該方向における前記発光素子の第１電極と第２電極との最短距離よりも長いことを特徴とする発光素子収納用パッケージである。
本発明は、第１電極と該第１電極よりも発熱量が小さい第２電極とを有する発光素子と、
該発光素子が搭載された基体と、
該基体の内部に形成された、一端が前記発光素子の第１電極と電気的に接続され他端が前記基体の表面に導出された第１の導電経路と、
前記基体に形成された、一端が前記発光素子の第２電極と電気的に接続され他端が前記基体の表面に形成された第２の導電経路と、
前記発光素子を取り囲む光反射部と、
を備え、
前記第１の導電経路の熱抵抗が前記第２の導電経路の熱抵抗よりも小さく、
前記第１の導電経路は、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第１の配線導体を有し、
前記第２の導電経路は、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第２の配線導体を有し、
前記基体の上面に平行な方向における前記第１の配線導体と前記第２の配線導体との最短距離は、該方向における前記発光素子の第１電極と第２電極との最短距離よりも長いことを特徴とする発光装置である。
本発明において、前記発光素子が搭載された前記基体の表面に穴が形成されるとともに、該穴の内側に前記第１の導電経路の一部が導出され、該導出部と前記発光素子の前記第１電極とが、前記穴に一部が入った接続剤を介して電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明において、前記第１電極は、前記発光素子の発光層上に形成されていることを特徴とする。
本発明において、前記基体がセラミックスから成り、前記発光素子が無機材料から成ることを特徴とする。
本発明において、前記光反射部の内側に前記発光素子を被覆するように充填された透光性部材を具備していることを特徴とする。
本発明において、前記透光性部材はシリコーン樹脂から成ることを特徴とする。
本発明において、前記光反射部の内側に前記発光素子を覆うように形成された、前記発光素子の光を波長変換する波長変換部材を具備していることを特徴とする。
本発明は、第１電極と該第１電極よりも発熱量が小さい第２電極とを有する発光素子と、
該発光素子が搭載された基体と、
該基体の内部に形成された、一端が前記発光素子の第１電極と電気的に接続された第１のビア導体と、
前記基体に形成された、一端が前記発光素子の第２電極と電気的に接続された第２のビア導体と、
前記発光素子を取り囲む光反射部と、
前記第１のビア導体の下端に接続され、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第１の配線導体と、
前記第２のビア導体の下端に接続され、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第２の配線導体と、を備え、
前記第１のビア導体と前記第１電極とが接続された面積が前記第２のビア導体と前記第２電極とが接続された面積よりも大きく、
前記基体の上面に平行な方向における前記第１の配線導体と前記第２の配線導体との最短距離は、該方向における前記発光素子の第１電極と第２電極との最短距離よりも長いことを特徴とする発光装置である。
本発明は、第１電極と該第１電極よりも発熱量が小さい第２電極とを有する発光素子と、
該発光素子が搭載された基体と、
該基体の内部に形成された、一端が前記発光素子の第１電極と電気的に接続された第１のビア導体と、
前記基体に形成された、一端が前記発光素子の第２電極と電気的に接続された第２のビア導体と、
前記発光素子を取り囲む光反射部と、
前記第１のビア導体の下端に接続され、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第１の配線導体と、
前記第２のビア導体の下端に接続され、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第２の配線導体と、を備え、
前記第１のビア導体が複数の導電体から成り、
前記基体の上面に平行な方向における前記第１の配線導体と前記第２の配線導体との最短距離は、該方向における前記発光素子の第１電極と第２電極との最短距離よりも長いことを特徴とする発光装置である。
本発明は、上述の発光装置を光源として用いたことを特徴とする照明装置である。
本発明によれば、発光素子搭載用基板において、発光素子の第１電極と接続される第１の導電経路の熱抵抗が発光素子の第２電極と接続される第２の導電経路の熱抵抗よりも小さくすることによって、発光素子の複数の電極のうち、特定の電極たとえば第１電極に伝達される熱の放熱効率を向上させ、発光装置の発光効率を向上させることができる。
すなわち、本発明の発光素子搭載用基板は、発光素子の特定の電極、たとえば第１電極に伝達される熱を第２の導電経路よりも熱抵抗の小さな第１の導電経路で受けて、発光装置の外部へ熱を拡散させることができ、発光装置の発光効率を向上させることが可能となる。
図１Ａおよび図１Ｂは、本発明の第１実施形態の発光装置の一例を示す断面図である。 図２Ａは、図１Ａの発光装置の斜視図である。図２Ｂは、図１Ａの発光装置の第１および第２の導電経路の構成を示す斜視透視図である。 図３Ａは、本発明の発光素子収納用パッケージのビア導体の一例を示す要部拡大断面図である。図３Ｂは、本発明の発光素子収納用パッケージのビア導体の一例を示す要部拡大断面図である。 図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の第１実施形態の発光装置の他の例を示す断面図である。 図５Ａおよび図５Ｂは、本発明の第２実施形態の発光装置を示す断面図である。 図５Ａの発光装置の斜視図である。 図７Ａおよび図７Ｂは、本発明の第３実施形態の発光装置を示す断面図である。 図７Ａの発光装置の斜視図である。 本発明の第４実施形態の発光装置を示す断面図である。 図１０Ａは、図９の発光装置の斜視図である。図１０Ｂは、図９の発光装置の第１および第２の導電経路の構成を示す斜視透視図である。 本発明の第５実施形態の発光装置を示す断面図である。 本発明の第６実施形態の発光装置を示す断面図である。 本発明の第７実施形態の発光装置を示す断面図である。 本発明の第８実施形態の発光装置を示す断面図である。 本発明の第９実施形態の発光装置を示す断面図である。 本発明の第１０実施形態の発光装置を示す断面図である。 本発明の第１１実施形態の発光装置を示す断面図である。 本発明の第１２実施形態の発光装置を示す断面図である。 本発明の第１３実施形態の発光装置を示す断面図である。 本発明の第１４実施形態の発光装置を示す断面図である。
本発明の第１５実施形態の発光装置を示す断面図である。 本発明の実施の一形態の照明装置を示す平面図である。 図２２の照明装置の断面図である。 本発明の実施の他の形態の照明装置を示す平面図である。 図２４の照明装置の断面図である。 発光素子の基本構造を示す断面図である。
以下図面を参考にして本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１Ａおよび図１Ｂは、本発明の発光素子搭載用基板を用いた発光装置の第１実施形態を示す断面図であり、図２Ａは、図１Ａの発光装置の斜視図であり、図２Ｂは図１Ａの発光装置の第１および第２の導電経路の構成を示す斜視透視図である。
本実施形態の発光装置は、図１Ａに示すように、発光素子収納用パッケージの開口部内に発光素子３が搭載されており、発光素子３を覆うようにパッケージの開口部内に透光性部材７が設けられている。発光素子収納用パッケージは、発光素子搭載用基板と、発光素子３の搭載領域を囲むように発光素子搭載用基板の表面に設けられた光反射部６とから成る。
発光素子搭載用基板は、発光素子３が搭載される基体１と、基体１の内部に形成された第１の導電経路Ｌ１と、基体１に形成された第２の導電経路Ｌ２とを備えている。第１の導電経路Ｌ１の熱抵抗は、第２の導電経路Ｌ２の熱抵抗よりも小さい。ここで熱抵抗とは、単位電力あたりの上昇温度を示す値である。
基体１は、アルミナセラミックス、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、もしくはガラスセラミックス等のセラミックス、エポキシ樹脂等の樹脂、または金属から成り、発光素子３を支持する支持部材として機能する。
基体１がセラミックスから成る場合、樹脂から成る場合に比べて基体１の強度を向上させることができる。また、基体１が導電性材料から成る場合は、たとえば第１および第２の導電経路の周囲に絶縁層を設け、第１および第２の導電経路を絶縁層で囲むことによって、基体１と第１および第２の導電経路Ｌ１，Ｌ２とが電気的に独立した構造とすることができる。
第１の導電経路Ｌ１は、基体１に形成されたビアに導電性材料が充填された第１のビア導体５ａと、配線導体８ａとから成り、一端が発光素子３の第１電極３ａと電気的に接続され、他端が基体１の表面に導出されている。図１Ａに示した構造において、第１の導電経路Ｌ１の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に導出されている。
第２の導電経路Ｌ２は、基体１に形成されたビアに導電性材料が充填された第２のビア導体５ｂと、配線導体８ｂとから成り、一端が発光素子３の第２電極３ｂと電気的に接続され、他端が基体１の表面に形成されている。図１Ａに示した構造において、第２の導電経路Ｌ２の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に形成されている。
このような第１および第２の導電経路Ｌ１，Ｌ２は、メタライズ法またはめっき法などを用いて形成される。第１の導電経路Ｌ１の第１のビア導体５ａおよび第２の導電経路Ｌ２の第２のビア導体５ｂは、Ｗ、Ｍｏ、ＭｎまたはＣｕ等の金属から成る。
光反射部６は、発光素子３を囲むように基体１に形成されており、図１Ａに示した縦断面において、その内面６ａは直線状に形成されている。
発光素子３は、図２６に断面図で示すように、基板３ｆ上に第２導電型層であるｎ型半導体層３ｄが形成され、ｎ型半導体層３ｄ上に第１導電型層であるｐ型半導体層３ｃが形成されている。ｎ型半導体層３ｄとｐ型半導体層３ｃとの間に発光層３ｅが形成されている。図２６において、ｐ型半導体層３ｃに対向する位置に第１電極３ａが設けられ、ｎ型半導体層３ｄ上に第２電極３ｂが設けられている。そして、発光層３ｅに対向するように形成される発光素子３の第１電極３ａは光反射面としての役割も果たしており、第１電極３ａの面積を大きくすることで、発光素子３の光出力が向上する。
発光素子３は、たとえばサファイア基板３ｆとガリウム（Ｇａ）−窒素（Ｎ）、Ａｌ−Ｇａ−Ｎまたはインジウム（Ｉｎ）−ＧａＮ等から構成されるｎ型層３ｄ、発光層３ｅおよびｐ型層３ｃを順次積層した窒化ガリウム系化合物半導体またはシリコンカーバイト系化合物半導体から成る。
このような発光素子３はワイヤボンディング（図示せず）を介して、または、フリップチップボンディング方式によって基体１に搭載され外部回路基板と電気的に接続される。フリップチップ方式による場合、Ａｕ−Ｓｎ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ａｇ−ＣｕあるいはＳｎ−Ｐｂ等のロウ材もしくは半田を用いた半田バンプ、またはＡｕもしくはＡｇ等の金属を用いた金属バンプから成る接続手段を介して接続される。
このような構成の発光素子３において、第１電極３ａは発光層３ｅに対向するように形成されているため発光層３ｅにおいて発生する熱が第１電極３ａに伝達される傾向にある。
本実施形態において、第１の導電経路Ｌ１の熱抵抗は、第２の導電経路Ｌ２の熱抵抗よりも小さい。本実施の形態の発光装置は、このような構成によって、発光素子３の複数の電極のうち、発熱量が大きい側の特定の電極、すなわち第１電極３ａに伝達される熱の放熱効率を向上させ、発光効率を向上させることができる。さらに、上述したように第１電極３ａの面積は第２電極３ｂよりも大きく形成されているため、第１電極に伝達される熱は第２電極よりも多い。
すなわち、本実施形態の発光装置は、発光素子３の特定の電極、すなわち第１電極３ａに伝達される熱を、第２の導電経路Ｌ２よりも熱抵抗の小さな第１の導電経路Ｌ１で受けて、外部へ熱を放散させることができ、発光効率を向上させることが可能となる。
ここで、図１Ａに示した形態において第１の導電経路Ｌ１の熱抵抗が第２の導電経路Ｌ２の熱抵抗よりも小さい構造とは、第１のビア導体５ａが第２のビア導体５ｂよりも断面積が大きい構造、すなわち第１のビア導体５ａが第２のビア導体５ｂよりも太い構造を言う。第１のビア導体５ａの断面積が第２のビア導体５ｂの断面積よりも大きいことによって、第１のビア導体５ａの熱抵抗は第２のビア導体５ｂの熱抵抗よりも小さくなる。
本実施形態の発光装置は、図１Ａに示すように、第１の導電経路Ｌ１と発光素子３の第１電極３ａとの接合領域の面積が、第２の導電経路Ｌ２と発光素子３の第２電極３ｂとの接合領域の面積よりも大きい。たとえば、第１の導電経路Ｌ１と発光素子３の第１電極３ａとの接合領域の面積が、第２の導電経路Ｌ２と発光素子３の第２電極３ｂとの接合領域の面積の４倍〜３０倍であるのがよい。４倍未満であると発光素子３で発生した熱が基体１内部および発光装置外部に拡散されにくくなるために放熱性が低下しやすくなる。また３０倍を超えると第１の導電経路Ｌ１の体積が大きくなり、熱膨張もこれに伴い大きくなるため基体１内部に集中する応力が大きくなりやすい。
また、同一平面において第１の導電経路Ｌ１を構成するビア導体５ａの横断面積が第２の導電経路Ｌ２を構成するビア導体５ｂの横断面積よりも大きくなっているのが好ましい。これによって、基体１のいろいろな部位で横断面をとって平面視でみたときに、常に第１の導電経路Ｌ１を構成するビア導体５ａの横断面積が第２の導電経路Ｌ２を構成するビア導体５ｂの横断面積よりも大きくなり、どの部位でも第２の導電経路Ｌ２よりも高い熱放散性を有する。
また、第１のビア導体５ａの体積は第２のビア導体５ｂの体積よりも大きいほうが好ましい。なぜなら発熱量の多い第１電極３ａを体積が大きい第１の導電経路Ｌ１に接続することで、第１の導電経路Ｌ１による熱引きが向上することによって、発光素子３からの熱を多く放熱することが可能となるからである。また好ましくは、第１の導電経路Ｌ１の体積は第２の導電経路Ｌ２の体積の４倍〜３０倍であるのがよい。４倍未満であると発光素子３で発生した熱が効率よく第１の導電経路Ｌ１を伝わらず、基体１内部および発光装置外部に拡散されにくくなるために放熱性が低下しやすくなる。また３０倍を超えると第１の導電経路Ｌ１の体積が大きくなり、熱膨張もこれに伴い大きくなるため基体１内部に集中する応力が大きくなりやすい。
また、第１および第２の導電経路Ｌ１，Ｌ２を構成するビア導体５ａ，５ｂは、基体１の深さ方向に向かうに伴って断面積が大きくなるように側面が傾斜していると、発光素子３の近傍に熱がこもるのを抑制して放熱性をより向上させることができる。これは、第１および第２のビア導体５ａ，５ｂの側面が深さ方向に向かうに伴って傾斜することで基体１と第１および第２のビア導体５ａ，５ｂの接触する面積が大きくなり、発光素子３から離れた部位の第１および第２のビア導体５ａ，５ｂにおいて、熱を基体１中に拡散させることができるとともに、基体１の深さ方向に向かって熱をより移動しやすくなるからである。
また、第１の導電経路Ｌ１と発光素子３の第１電極３ａとが第１の接続パッドを介して接続され、第２の導電経路Ｌ２と発光素子３の第２電極３ｂとが第２の接続パッドを介して接続される場合、第１の接続パッドの面積は、第２の接続パッドの面積よりも大きく形成される。このような接続パッドは周知のメタライズ法またはめっき法などを用いて形成される。
なお、接続パッドならびに第１および第２の導電経路Ｌ１，Ｌ２の露出する表面に、厚さ０．５〜９μｍのＮｉ層または厚さ０．５〜５μｍのＡｕ層等の耐食性に優れる金属層が被着されていると、接続パッドならびに第１および第２の導電経路Ｌ１，Ｌ２が酸化腐食するのを低減できるとともに、半田等の接合剤による発光素子３との接合を強固にすることができる。
本実施形態の発光装置は、このような構成によって、発光素子３の第１電極３ａに伝達される熱の放熱効率を向上させ、発光効率を向上させることができる。すなわち、本実施形態の発光装置は、第１の導電経路Ｌ１と発光素子３の第１電極３ａとの接合領域の面積が、第２の導電経路Ｌ２と発光素子３の第２電極３ｂとの接合領域の面積よりも大きく、また図２３に示したように第１電極３ａは第２電極３ｂよりも面積が大きく形成されている。したがって、発光素子３に形成された複数の電極のうち伝熱量の大きい側の第１電極３ａの熱を、第２電極３ｂと第２の導電経路Ｌ２との接合面積に比べて接合面積の大きな第１電極３ａと第１の導電経路Ｌ１との接合部を介して、第２の導電経路Ｌ２より熱抵抗の小さな第１の導電経路Ｌ１に放熱させることができ、放熱特性および発光効率を向上させることできる。
本実施形態の発光装置は、図１Ａに示すように、第１の導電経路Ｌ１と基体１との界面の面積が第２の導電経路Ｌ２と基体１との界面の面積よりも大きい。このような構成によって、発光素子３の第１電極３ａに伝達された熱を基体１を介して外部回路へ拡散することができ、放熱特性が向上する。
このように、本実施形態の発光装置は、発光素子３で発生した熱が効率よく第１の導電経路Ｌ１および基体１を伝わって外部に放散されるため、基体１と第１および第２の導電経路Ｌ１，Ｌ２との間に生じる熱膨張係数差による応力を低減し、基体１におけるクラックの発生を低減できる。したがって、発光特性または照明特性を向上させ、照明用または表示用に適した光を出力することができる。
本実施形態の発光素子搭載用基板は、発光素子３の第１電極３ａと接合される第１の導電経路Ｌ１の一端が基体１の表面と比べて起伏していてもよい。たとえば、第１の導電経路の一端が凸状にもり上がっている場合、発光素子３を基体１に搭載する際に溶融させた液状の接合剤が、第１のビア導体５ａの一端に沿って濡れ広がり、メニスカスを形成して固化する。このため発光素子３が基体１に強い接合強度で搭載され、たとえ発光素子３から発生する熱によって基体１と第１および第２の導電経路Ｌ１，Ｌ２に応力が生じても、基体１から発光素子３が剥離しにくくなる。ここで、このような凸面は、第１のビア導体５ａの上端面が一部突出していても良く、図３Ａに示すように全体的に突出していても良い。また表面形状は角部があっても良く、図３Ａに示すように曲面であってもよい。
また、発光素子３の第１電極３ａと接合される第１の導電経路Ｌ１の一端に凹面を有する場合、すなわち一端が窪んでいる場合、発光素子３を基体１に搭載する際に溶融させた液状の接合剤が、第１のビア導体５ａの上端面に形成された窪みに入り込むため、接合剤の体積が増し緩衝材として働く。したがって、発光素子３から発生する熱によって基体１と第１および第２の導電経路Ｌ１，Ｌ２に生じる応力を低減できる。またこの窪みは、第１のビア導体５ａの上端面が一部へこんでいても良く、図３Ｂに示すように、全体的にへこんでいても良い。また、窪みの表面形状は角部があっても良く、図３Ｂに示すように曲面であってもよい。
本実施形態の発光装置において、光反射部６は発光素子３を囲むように基体１に形成されており、発光素子３から発せられた光が光反射面６ａで反射され発光装置の外部へと進行する。このため、基体１による光の吸収または透過が低減され放射光強度または輝度が高い。
このような光反射面６ａを有する光反射部６は、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、ＣｒもしくはＣｕ等の高反射率の金属、白色等のセラミックス、または白色等の樹脂から成り、これを切削加工または金型成形等を行うことによって得られる。光反射部６の内周面に、光反射面６ａとしてＡｌ、ＡｇもしくはＡｕ等の金属めっきまたは蒸着等によって金属薄膜を形成してもよい。なお、光反射面６ａがＡｇまたはＣｕ等の酸化によって変色し易い金属から成る場合、光反射面６ａに、紫外光領域から可視光領域にわたり透過率の優れる低融点ガラスもしくはゾル−ゲルガラスなどの無機物、またはシリコーン樹脂もしくはエポキシ樹脂などの有機物が被着されると、光反射面６ａの耐腐食性、耐薬品性および耐候性が向上する。
図１Ａに示したように光反射部６が基体１に接合され形成される場合、光反射部６と基体１とはＡｇ−Ｃｕ、Ｐｂ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｓｎ、Ａｕ−ＳｉあるいはＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ等の金属ロウ材もしくは半田、またはシリコーン系もしくはエポキシ系等の樹脂接合剤等の接合剤によって接合される。特に金属ロウ材または半田から成る接合剤が用いられる場合、基体１と光反射部６との接合を強固とすることができる。
また、光反射部６と基体１とが一体に形成される場合、上述のような接合剤を用いる必要がない。たとえば、基体１および光反射部６がセラミックスから成る場合、光反射部６と基体１とは、まず基体１となるセラミックグリーンシートと光反射部６となるセラミックグリーンシートとを積層し、同時に焼成することによって形成される。
光反射面６ａにおける表面の算術平均粗さＲａは、４μｍ以下とするのが好ましい。これによって発光素子３の光損失を小さくした状態で良好に発光装置の外方に向かって光を反射することができる。Ｒａが４μｍを超える場合、光反射面６ａで発光素子３の光を反射させて発光装置の発光面側に出射させることが困難になるとともに発光装置内部で乱反射しやすくなる。その結果、発光装置内部における光の伝搬損失が大きくなりやすく、所望の放射角度で発光装置外部に高効率に光を出射するのが困難になる。
また、光反射面６ａの算術平均粗さＲａが０．００４μｍ未満の場合、このような面を安定かつ効率よく形成することが困難となるとともに、製品コストが高くなりやすい。したがって、光反射面６ａの算術平均粗さは０．００４〜４μｍとするのがより好ましい。
なお、光反射面６ａのＲａを上記の範囲にするには、従来周知の電解研磨加工、化学研磨加工もしくは切削研磨加工等によって形成すればよい。また、金型の面精度を利用した転写加工によって形成する方法を用いてもよい。
また、図１Ｂにおいては、光反射部の形状を工夫しており、断面視で曲線状とされている。曲線状とすることで、発光素子３の光をまんべんなく反射させて指向性の高い光を外部により均一に放射することができる。
本実施形態の発光装置は、基体１に形成された光反射部６の内側に発光素子３を被覆するように透光性部材７が充填されている。このような透光性部材７はたとえばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、もしくはユリア樹脂等の透明樹脂、または低融点ガラスもしくはゾル−ゲルガラス等の透明ガラス等から成る。特に、透光性部材７がシリコーン樹脂から成る場合、シリコーン樹脂は発光素子３から発せられる紫外光などの光に対して劣化しにくいため封止信頼性に優れた発光装置を提供することができる。
また、図４Ａおよび図４Ｂに示すように本実施形態の発光装置は、光反射部６の内側に発光素子３の光を波長変換する波長変換部材９が発光素子を覆うように形成されている。このような波長変換部材９は、発光素子３の光で励起され電子の再結合によって青色、赤色、緑色等に発光する、たとえば、アルカリ土類アルミン酸塩蛍光体、もしくは希土類元素から選択された少なくとも１種の元素で付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体等の蛍光体または顔料等から成る。
本実施形態の発光装置は、発光素子３で発生した熱が効率よく第１の導電経路Ｌ１および基体１を伝わって外部に放散され、応力が抑制されるため、発光装置から出力される発光素子３と波長変換部材９からの光の混合比の変動が低減される。
すなわち、第１の導電経路Ｌ１から熱が十分に放散され難い場合、発光素子３の温度が上昇してピーク波長が変動しやすい。波長変換部材９の光の変換効率は、発光素子３のピーク波長に依存するため、発光装置から外方に出射される光が所望のものとなりにくい。しかし、本実施形態の発光装置は第１の導電経路Ｌ１と発光素子３の第１電極３ａとの接合領域の面積が、第２の導電経路Ｌ２と発光素子３の第２電極３ｂとの接合領域の面積よりも大きいため、発光素子３に生じるピーク波長の変動を抑制することができ、波長変換部材９から発生する蛍光の光強度を安定とすることができる。
（第２実施形態）
図５Ａおよび図５Ｂは、本発明の発光素子搭載用基板と、それを用いた発光装置について第２実施形態を示す断面図であり、図６は図５Ａの断面斜視図である。
本実施形態の発光装置は、図５Ａに示すように、発光素子収納用パッケージの開口部内に発光素子３が搭載されており、発光素子３を覆うようにパッケージの開口部内に透光性部材７が設けられている。発光素子収納用パッケージは、発光素子搭載用基板と、発光素子３の搭載領域を囲むように発光素子搭載用基板の表面に設けられた光反射部６とから成る。
発光素子搭載用基板は、発光素子３が搭載される基体１と、基体１の内部に形成された第１の導電経路Ｌ１と、基体１に形成された第２の導電経路Ｌ２とを備えている。第１の導電経路Ｌ１の熱抵抗は、第２の導電経路Ｌ２の熱抵抗よりも小さい。
第１の導電経路Ｌ１は、基体１に形成された、複数の導電体２と、ビアに導電性材料が充填された第１のビア導体５ａと、配線導体８ａとから成り、一端が発光素子３の第１電極３ａと電気的に接続され、他端が基体１の表面に導出されている。図５Ａに示した構造において、複数の導電体２は一端が発光素子３の第１電極３ａと接続され、他端は開放されている。また、図５Ａに示した構造において、第１の導電経路Ｌ１の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に導出されている。
このような導電体２は、Ｗ、Ｍｏ、ＭｎまたはＣｕ等の金属などの金属から成る。Ｃｕ等の熱伝導率の高い金属材料が用いられると、発光素子３から発生する熱をより効率よく発光装置外部へ拡散することができる。導電体２の形状は柱状であってもよく、基体において形成される領域は、発光素子３の第１電極３ａが接続される領域から基体１の厚み方向の中央部にかけて形成されていてもよく、基体１の下面に至るまで貫通するように形成されていてもよい。
第２の導電経路Ｌ２は、ビアに導電性材料が充填された第２のビア導体５ｂと、配線導体８ｂとから成り、一端が発光素子３の第２電極３ｂと電気的に接続され、他端が基体１の表面に形成されている。図５Ａに示した構造において、第２の導電経路Ｌ２の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に形成されている。
本実施形態において、第１の導電経路Ｌ１の熱抵抗は、第２の導電経路Ｌ２の熱抵抗よりも小さい。ここで、第１の導電経路Ｌ１の熱抵抗が第２の導電経路Ｌ２の熱抵抗よりも小さい構造とは、第１の導電経路Ｌ１と基体１と接合面積が第２の導電経路Ｌ２と基体との接合面積よりも大きい構造をいう。
本実施形態の発光装置は、図５Ａに示すように、第１の導電経路Ｌ１は発光素子３の第１電極３ａに接合される複数の導電体２を有する。
本実施形態の発光装置は、このような構成によって、発光素子３の第１電極３ａに伝達される熱の放熱効率を向上させ、発光効率を向上させることができる。すなわち、本実施形態の発光装置は、第１の導電経路Ｌ１は発光素子３の第１電極３ａに接合される複数の導電体２を有することによって、発光素子３に形成された複数の電極のうち伝熱量の大きい側の第１電極３ａの熱を、第２の導電経路よりも基体と接合される面積が大きく形成された第１の導電経路Ｌ１の表面を介して、第２の導電経路Ｌ２よりも熱抵抗の小さな第１の導電経路Ｌ１から放熱させることができ、放熱特性および発光効率を向上させることできる。その結果、発光素子３および基体１に熱がこもってこれらの熱膨張係数差によって生じる応力が抑制され、発光素子３の剥離、ならびに基体１および発光素子３の破損が抑制される。また、放熱特性が向上し熱抵抗が小さくなったことによって高い電力を発光素子３に印加できるため、発光強度の高い安定した発光特性かつ照明特性を有する照明用または表示用に適した光を出力できる。
また、図５Ａに示すように導電体２は少なくとも１つが発光素子３の第１電極３ａと接続されて第１の導電経路Ｌ１の一部として用いられている。これによって、第１電極３ａに伝達された熱を直接複数の導電体２で受け、その後、第１の導電経路Ｌ１から発光装置外部へ効率よく放熱を行なうことができる。
こうした構成によって、発光素子３の第１電極３ａに伝達された熱を基体１を介して外部回路基板へ効率よく逃がすことができる。仮に、複数の導電体２が図５Ａにおける基体１の下方に形成されそれらが第１電極３ａと接続されていない場合、第１電極３ａに伝達された熱を十分に第１の導電経路Ｌ１を形成する複数の導電体２で受けることができず、熱を基体１の外部へ放散し難い。したがって、基体１の内部に形成された第１の導電経路Ｌ１が発光素子３の第１電極３ａと接続された導電体２を有することによって、発光素子３で発生した熱のほとんどが発光装置外部へ拡散されて放熱性能が向上する。
また、発光素子３の第１電極３ａと複数の導電体２との接合面積の合計が、発光素子３の第１電極３ａと基体１との接合面積の合計よりも大きくなるように形成されていることが好ましい。このような構成によって、導電体２の放熱面積がさらに大きくなり放熱経路が広がって発光素子３から発生する熱がより多く基体１のより広範囲に拡散し、発光装置の外部に拡散される。このため、発光素子３と基体１との熱膨張係数差によって起こる応力を抑制することができ、発光素子３の剥離、ならびに発光素子３および基体１の破損を抑制することができる。
なお、発光素子３の第１電極３ａと複数の導電体２との接合面積を、発光素子３の第１電極３ａと基体１との接合面積の合計よりも小さくした場合、放熱面積が小さくなり導電体２で基体１の広範囲に熱を拡散させ難くなる。したがって、基体１の上側の部位に熱がこもって放熱経路が限られてしまい、発光素子３から発生した熱が拡散されにくくなる。このために放熱性が低下し、応力が発生しやすくなる。
好ましくは、発光素子３の第１電極３ａと複数の導電体２との接合面積を、発光素子３の第１電極と基体との接合面積の合計の１／２倍以上とするのがよい。これによって、発光素子３の放熱性をより向上できる。
なお、導電体２の中央部での横断面において、隣接する導電体２の外寸法が隣接する導電体２同士の間隔の０．５〜３倍であるのがよい。これによって、導電体２で放熱性を向上できるとともに、基体１に応力が生じるのを有効に抑制できる。０．５倍未満であると、導電体２の断面積が小さくなり、放熱性を向上させる効果が小さくなりやすい。また、３倍を超えると導電体２の熱膨張が大きくなり、基体１に応力が生じやすくなる。
さらに、複数の導電体２の横断面積は、発光素子３の第１の電極３ａと接合される一端部から他端部にかけて漸次大きくなるように形成されているのが好ましい。これによって、下側に向かって熱がより伝播されやすくなるとともに発光素子３から離れた部位の導電体２において、熱を基体１中に拡散させることができ、発光素子３の近傍に熱がこもるのを抑制して放熱性をより向上させることができる。
次に図５Ｂにおいては、配線導体８ａと導電体５との接続方法に工夫をしており、全ての複数導電体２の一端が第１電極３ａと接続され他端が基体１の内部の配線導体８ａと接続されている。このように全ての導電体２の両端がそれぞれ第１電極３ａと配線導体８ａに接続されることによって、発光素子３で発生した熱のほとんどが導電体２に伝わり、基体１の内部へ拡散されることで発光素子３の温度上昇をより有効に抑制することができる。さらに、発光素子３と外部電気回路基板との間の電気抵抗を低下させることができるため、外部電気回路基板から発光素子３に供給できる電力を向上させても、基体１内の配線導体８ａ，８ｂの抵抗発熱を抑制できる。
なお、ほかの構成および動作は第１実施形態と同様である。
（第３実施形態）
図７Ａおよび図７Ｂは、本発明の発光素子搭載用基板と、それを用いた発光装置について第３実施形態を示す断面図であり、図８は図７Ａの断面斜視図である。
本実施形態の発光装置は、図７Ａに示すように、発光素子収納用パッケージの開口部内に発光素子３が搭載されており、発光素子３を覆うようにパッケージの開口部内に透光性部材７が設けられている。発光素子収納用パッケージは、発光素子搭載用基板と、発光素子３の搭載領域を囲むように発光素子搭載用基板の表面に設けられた光反射部６とから成る。
発光素子搭載用基板は、発光素子３が搭載される基体１と、基体１の内部に形成された第１の導電経路Ｌ１と、基体１に形成された第２の導電経路Ｌ２とを備えている。第１の導電経路Ｌ１の熱抵抗は、第２の導電経路Ｌ２の熱抵抗よりも小さい。
第１の導電経路Ｌ１は、ビアに導電性材料が充填された第１のビア導体５ａと、配線導体８ａとから成り、一端が発光素子３の第１電極３ａと電気的に接続され、他端が基体１の表面に導出されている。図７Ａに示した構造において、第１のビア導体５ａは一端が発光素子３の第１電極３ａと電気的に接続されており、第１の導電経路Ｌ１の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に導出されている。
第２の導電経路Ｌ２は、ビアに導電性材料が充填された第２のビア導体５ｂと、配線導体８ｂとから成り、一端が発光素子３の第２電極３ｂと電気的に接続され、他端が基体１の表面に形成されている。図７Ａに示した構造において、第２の導電経路Ｌ２の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に形成されている。
本実施形態において、第１の導電経路Ｌ１の熱抵抗は、第２の導電経路Ｌ２の熱抵抗よりも小さい。ここで、第１の導電経路Ｌ１の熱抵抗が第２の導電経路Ｌ２の熱抵抗よりも小さい構造とは、発光素子の第１および第２の電極３ａ，３ｂから外部回路までの経路において、第１の導電経路Ｌ１が有する他部材同士が接合されることによって形成される界面が、第２の導電経路Ｌ２が有する他部材同士が接合されることによって形成される界面よりも少ない構造である。
本実施形態の発光装置は、図７Ａに示すように、基体１の一部において基体１の他の部分よりも厚みが薄く形成されており、この厚みが薄くされた部分、つまり穴１１において第１の導電経路Ｌ１の一部が露出されている。そして、穴１１の内側に入り込んだ接続剤１０によって第１の導電経路Ｌ１の導出部と発光素子３の第１電極３ａとが電気的に接続されている。
接続剤１０はＡｕ−ＳｎもしくはＰｂ−Ｓｎ等の半田材またはＡｇペースト等から成り、基体１に形成される穴１１は基体１の一部を研磨または切削加工、エッチング等で除去することによって、または基体１となるセラミックグリーンシート等を、穴１１を形成するように積層して焼成一体化する方法によって形成される。
本実施形態の発光装置は、このような構成によって、発光素子３の第１電極３ａに伝達される熱の放熱効率を向上させ、発光効率を向上させることができる。すなわち、本実施形態の発光装置は、発光素子３の熱の経路において基体１の割合が小さくされるとともに、接続剤１０が基体１の中に入り込んで直接第１の導電経路Ｌ１と接続されるため発光素子３に形成された複数の電極のうち伝熱量の大きい側の第１電極３ａの熱を第２の導電経路Ｌ２よりも熱抵抗の小さな第１の導電経路Ｌ１に放熱させることができ、放熱特性および発光効率を向上させることできる。
さらに、基体１に形成された穴１１に接続剤１０が入り込むことによって、アンカー効果が高くなり、発光素子３と基体１との接続強度をより高めることができる。また、接続剤１０は、穴１１に入り込んだ接続剤１０を中心として収縮するため、発光素子３の電極の表面状態等に関わらず接続剤１０の収縮状態が安定となり、基体１と接続剤１０との接続強度が強くなるとともに、発光素子３の出力光のむらが抑制される。
また、穴１１の側面は傾斜しているのが好ましい。なぜなら、穴１１の側面が傾斜することで、穴１１に一部が埋設された接続剤１０と基体１の接触する面積が大きくなるためであり、これによって発光素子３から発生した熱を基体１に拡散しやすくなり、発光装置外部に効率よく放熱できるためである。
また、第１電極３ａに接続された第１の導電経路Ｌ１と、第１電極３ａと第１の導電経路Ｌ１とを接続する接続剤１０とをあわせた全体積は、発光素子３の第２電極３ｂに接続された第２の導電経路Ｌ２と、第２電極３ｂと第２の導電経路Ｌ２とを接続する接続剤とをあわせた全体積よりも、大きいことが好ましい。このような構成によって、第１電極３ａに接続された接続剤１０による熱引きが向上し、発光素子３の熱をより多く放熱することが可能となる。
また好ましくは、第１電極３ａに接続された第１の導電経路Ｌ１と、第１電極３ａと第１の導電経路Ｌ１とを接続する接続剤１０とをあわせた全体積は、発光素子３の第２電極３ｂに接続された導電経路Ｌ２と、第２電極３ｂと第２の導電経路Ｌ２とを接続する接続剤１０とをあわせた全体積の４倍〜３０倍であるのがよい。４倍未満であると発光素子３で発生した熱が、第１電極３ａと第１の導電経路Ｌ１とを接続する接続剤１０を効率よく伝わらず、基体１内部および発光装置外部に拡散されにくくなるために放熱性が低下しやすくなる。また３０倍を超えると、第１電極３ａと第１の導電経路Ｌ１とを接続する接続剤１０の体積が大きくなり、熱膨張もこれに伴い大きくなるため基体１内部に集中する応力が大きくなりやすい。
また、穴１１の深さは、基体１の厚さの半分以上であるのが好ましい。これによって、発光素子３で発生した熱を放散するための経路としていた接続剤１０から基体１の下面までの距離をさらに短くすることができ、放熱性をさらに高くすることができる。
次に、本実施形態の発光装置の製造方法の例について説明する。たとえば、基体１がセラミックス等から成る場合、最初に複数のグリーンシートを用意する。基体１となる複数のグリーンシートのいくつかに穴１１となる貫通孔を形成してこれらを積層し、積層体を１５００℃〜１７００℃程度で焼成して、基体１を形成する。次に、基体１の穴１１に接続剤１０をディスペンサー等を用いて流し込み、発光素子３の電極と接続剤１０が接触するように発光素子３を載置した後、全体を２５０℃〜３５０℃程度で加熱する。これによって、発光素子３の第１電極３ａと第１の導電経路Ｌ１の導出部とを、接続剤１０を介して電気的に接続した発光装置が作製される。
穴１１に接続剤１０が充填される方法としては、たとえば接続剤１０を穴１１に埋め込み加熱溶融されることによって充填される方法、または基体１にマスクを施し、半田ペースト等をスクリーン印刷によって充填される方法などが挙げられる。基体１が焼成された後に穴１１に接続剤１０を充填し、基体１の焼成温度よりも低い温度で接続剤１０が加熱されることによって、発光素子３と第１の導電経路Ｌ１の導出部とが電気的に接続されるため、接続剤１０が収縮しすぎることなく、穴１１に接続剤１０が十分に充填される。
次に図７Ｂにおいては、基体１に形成された穴１１の形状に工夫がされており、基体１の上面から下面にかけて貫通した穴１１が形成されている。このような基体１を形成する方法としては上述した方法に加えて２つの基体１が隙間をあけて並べられ、その隙間を穴１１とする方法などが考えられる。
図７Ｂにおいて、貫通穴１１は接続剤１０で満たされており、ビア導体を用いずに発光素子３の第１電極３ａを外部回路基板に接続されている。したがって、発光素子３の熱が伝播される経路において他部材が接続されることによって形成される界面が接続剤１０と外部回路基板との間の界面のみとなり、その結果、発光素子３で発生した熱の放熱性が良好となる。
また図７Ｂにおいて、穴１１の側面が、基体１の下側に向かうにつれて横断面積が大きくなるように、傾斜するのが好ましい。このような構成によって、外部回路基板と接続剤１０とが横断面積に変化をつけずに形成されるときと比較して大きな面積で接続されるため、発光素子３で発生した熱が、より発光装置外部に拡散されやすくなり、より効率よく熱の放散をすることができる。
なお、ほかの構成および動作は第１実施形態と同様である。
（第４実施形態）
図９は、本発明の発光素子搭載用基板と、それを用いた発光装置について第４実施形態を示す断面図であり、図１０Ａは図９の発光装置の斜視図であり、図１０Ｂは図９の発光装置の第１および第２の導電経路の構成を示す斜視透視図である。
本実施形態の発光装置は、図９に示すように、発光素子収納用パッケージの開口部内に発光素子３が搭載されており、発光素子３を覆うようにパッケージの開口部内に透光性部材７が設けられている。発光素子収納用パッケージは、発光素子搭載用基板と、発光素子３の搭載領域を囲むように発光素子搭載用基板の表面に設けられた光反射部６とから成る。
発光素子搭載用基板は、発光素子３が搭載される基体１と、基体１の内部に形成された第１の導電経路Ｌ１と、基体１に形成された第２の導電経路Ｌ２とを備えている。第１の導電経路Ｌ１の熱抵抗は、第２の導電経路Ｌ２の熱抵抗よりも小さい。
第１の導電経路Ｌ１は、基体１に形成されたビアに導電性材料が充填された第１のビア導体５ａと、配線導体８ａとから成り、一端が発光素子３の第１電極３ａと電気的に接続され、他端が基体１の表面に導出されている。図９に示した構造において、第１の導電経路Ｌ１の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に導出されている。
第２の導電経路Ｌ２は、引き出し配線４と、ビアに導電性材料が充填された第２のビア導体５ｂと、配線導体８ｂとから成り、一端が発光素子３の第２電極３ｂと電気的に接続され、他端が基体１の表面に形成されている。図９に示した構造において、第２の導電経路Ｌ２の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に形成されている。
本実施形態において、第１の導電経路Ｌ１の熱抵抗は、第２の導電経路Ｌ２の熱抵抗よりも小さい。ここで、第１の導電経路Ｌ１の熱抵抗が第２の導電経路Ｌ２の熱抵抗よりも小さい構造とは、発光素子の電極から外部回路基板までの長さが、第１の導電経路Ｌ１において第２の導電経路Ｌ２よりも短い構造をいう。
本実施形態の発光装置は、図９に示すように、発光素子３の第１電極３ａが第１電極３ａの直下に配置された第１の導電経路Ｌ１と連続され、第２電極３ｂが基体１の上面に形成された引き出し配線４を介して、第２電極３ｂの直下よりも外方に形成された第２の導電経路Ｌ２に電気的に接続されている。
本実施形態の発光装置は、このような構成によって、発光素子３の第１電極３ａに伝達される熱の放熱効率を向上させ、発光効率を向上させることができる。すなわち、本実施形態の発光装置は、同一平面における第１の導電経路Ｌ１と第２の導電経路Ｌ２との距離が、基体１に接合される、発光素子３の第１電極３ａと第２電極３ｂとの距離よりも大きく形成されている。これによって、発光素子３に形成された複数の電極のうち伝熱量の大きい側の第１電極３ａの熱を、引き出し配線導体４を有する第２の導電経路Ｌ２よりも長さが短い第１の導電経路Ｌ１を介して、第２の導電経路Ｌ２よりも熱抵抗の小さな第１の導電経路Ｌ１から放熱させることができ、放熱特性および発光効率を向上させることできる。
また、このような構成によって、第１および第２の導電経路Ｌ１，Ｌ２がともに発光素子３直下に形成されている場合と比べて第１および第２のビア導体間の距離が長くなるため、基体１と第１および第２の導電経路Ｌ１，Ｌ２の熱膨張係数の差によって生じる基体１内部に集中する応力をより緩和してクラックを抑制することができる。
なお、第１および第２の導電経路Ｌ１，Ｌ２は、基体１の表面においてともに露出しており、その露出面に接続パッドが形成されていてもよい。
なお、ほかの構成および動作は第１実施形態と同様である。
（第５実施形態）
図１１は、本発明の発光素子搭載用基板と、それを用いた発光装置について第５実施形態を示す断面図である。
本実施形態の発光装置は、図１１に示すように、発光素子収納用パッケージの開口部内に発光素子３が搭載されており、発光素子３を覆うようにパッケージの開口部内に透光性部材７が設けられている。発光素子収納用パッケージは、発光素子搭載用基板と、発光素子３の搭載領域を囲むように発光素子搭載用基板の表面に設けられた光反射部６とから成る。
発光素子搭載用基板は、発光素子３が搭載される基体１と、基体１の内部に形成された第１の導電経路Ｌ１と、基体１に形成された第２の導電経路Ｌ２とを備えている。第１の導電経路Ｌ１の熱抵抗は、第２の導電経路Ｌ２の熱抵抗よりも小さい。
第１の導電経路Ｌ１は、複数の導電体２と、ビアに導電性材料が充填された第１のビア導体５ａと、配線導体８ａとから成り、一端が発光素子３の第１電極３ａと電気的に接続され、他端が基体１の表面に導出されている。図１１に示した構造において、第１の導電経路Ｌ１の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に導出されている。
第２の導電経路Ｌ２は、ビアに導電性材料が充填された第２のビア導体５ｂと、配線導体８ｂとから成り、一端が発光素子３の第２電極３ｂと電気的に接続され、他端が基体１の表面に形成されている。図１１に示した構造において、第２の導電経路Ｌ２の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に形成されている。
本実施形態の発光装置は、図１１に示すように、複数の導電体２を有する第１の導電経路Ｌ１と発光素子３の第１電極３ａとの接合領域の面積が、第２の導電経路Ｌ２と発光素子３の第２電極３ｂとの接合領域の面積よりも大きく形成されている。
本実施形態の発光装置は、このような構成によって、発光素子３の第１電極３ａに伝達される熱の放熱効率を向上させ、発光効率を向上させることができる。
なお、ほかの構成および動作は第１実施形態と同様である。
（第６実施形態）
図１２は、本発明の発光素子搭載用基板と、それを用いた発光装置について第６実施形態を示す断面図である。
本実施形態の発光装置は、図１２に示すように、発光素子収納用パッケージの開口部内に発光素子３が搭載されており、発光素子３を覆うようにパッケージの開口部内に透光性部材７が設けられている。発光素子収納用パッケージは、発光素子搭載用基板と、発光素子３の搭載領域を囲むように発光素子搭載用基板の表面に設けられた光反射部６とから成る。
発光素子搭載用基板は、発光素子３が搭載される基体１と、基体１の内部に形成された第１の導電経路Ｌ１と、基体１に形成された第２の導電経路Ｌ２とを備えている。第１の導電経路Ｌ１の熱抵抗は、第２の導電経路Ｌ２の熱抵抗よりも小さい。
第１の導電経路Ｌ１は、ビアに導電性材料が充填された第１のビア導体５ａと、配線導体８ａとから成り、一端が発光素子３の第１電極３ａと電気的に接続され、他端が基体１の表面に導出されている。図１２に示した構造において、第１の導電経路Ｌ１の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に導出されている。
第２の導電経路Ｌ２は、ビアに導電性材料が充填された第２のビア導体５ｂと、配線導体８ｂとから成り、一端が発光素子３の第２電極３ｂと電気的に接続され、他端が基体１の表面に形成されている。図１２に示した構造において、第２の導電経路Ｌ２の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に形成されている。
本実施形態の発光装置は、図１２に示すように、基体１の一部において基体１の他の部分よりも厚みが薄くされており、この厚みが薄くされた部分、つまり穴１１において第１の導電経路Ｌ１の一部が露出されており、また、穴１１の中に一部が入り込んだ接続剤１０と発光素子３の第１電極３ａとの接合領域の面積が、第２の導電経路Ｌ２と発光素子３の第２電極３ｂとの接合領域の面積よりも大きく形成されている。
本実施形態の発光装置は、発光素子３で発生した熱のほとんどを第２の導電経路より熱も抵抗が小さく形成された第１の導電経路Ｌ１を介して、厚みが薄く形成された基体１の内部へ拡散し、その後すぐに外部回路基板へ放熱される。このような構成によって、発光素子３の第１電極３ａに伝達される熱の放熱効率を向上させ、発光効率を向上させることができる。
なお、ほかの構成および動作は第１の実施形態と同様である。
（第７実施形態）
図１３は、本発明の発光素子搭載用基板と、それを用いた発光装置について第７実施形態を示す断面図である。
本実施形態の発光装置は、図１３に示すように、発光素子収納用パッケージの開口部内に発光素子３が搭載されており、発光素子３を覆うようにパッケージの開口部内に透光性部材７が設けられている。発光素子収納用パッケージは、発光素子搭載用基板と、発光素子３の搭載領域を囲むように発光素子搭載用基板の表面に設けられた光反射部６とから成る。
発光素子搭載用基板は、発光素子３が搭載される基体１と、基体１の内部に形成された第１の導電経路Ｌ１と、基体１に形成された第２の導電経路Ｌ２とを備えている。第１の導電経路Ｌ１の熱抵抗は、第２の導電経路Ｌ２の熱抵抗よりも小さい。
第１の導電経路Ｌ１は、引き出し配線４と、ビアに導電性材料が充填された第１のビア導体５ａと、配線導体８ａとから成り、一端が発光素子３の第１電極３ａと電気的に接続され、他端が基体１の表面に導出されている。図１３に示した構造において、第１の導電経路Ｌ１の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に導出されている。
第２の導電経路Ｌ２は、ビアに導電性材料が充填された第２のビア導体５ｂと、配線導体８ｂとから成り、一端が発光素子３の第２電極３ｂと電気的に接続され、他端が基体１の表面に形成されている。図１３に示した構造において、第２の導電経路Ｌ２の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に形成されている。
本実施形態の発光装置は、図１３に示すように、第１の導電経路Ｌ１と発光素子３の第１電極３ａとの接合領域の面積が、第２の導電経路Ｌ２と発光素子３の第２電極３ｂとの接合領域の面積よりも大きく形成されているとともに、同一平面における第１の導電経路Ｌ１と第２の導電経路Ｌ２との距離が、基体１に接合される、発光素子３の第１電極３ａと第２電極３ｂとの距離よりも大きく形成されている。
本実施形態の発光装置は、このような構成によって、発光素子３の第１電極３ａに伝達された熱が効率よく第１の導電経路Ｌ１を伝って基体１と発光装置外部に拡散され、基体１と第１および第２の導電経路Ｌ１，Ｌ２との間に熱がこもりにくくなり、熱膨張係数差による応力もさらに抑制可能となる。
また、本実施形態の発光装置は、第２の導電経路Ｌ２が発光素子３の外方に位置し、第２の導電経路Ｌ２と第２電極３ｂとの接合面積が第１の導電経路Ｌ１と第１電極３ａとの接合面積と比べて小さい。このため、第２の導電経路Ｌ２が基体１の表面に導出される面積はできる限り小さい値とされることで、基体１に熱が伝わったときに生じる応力がより小さくなる。
なお、ほかの構成および動作は第１実施形態と同様である。
（第８実施形態）
図１４は、本発明の発光素子搭載用基板と、それを用いた発光装置について第８実施形態を示す断面図である。
本実施形態の発光装置は、図１４に示すように、発光素子収納用パッケージの開口部内に発光素子３が搭載されており、発光素子３を覆うようにパッケージの開口部内に透光性部材７が設けられている。発光素子収納用パッケージは、発光素子搭載用基板と、発光素子３の搭載領域を囲むように発光素子搭載用基板の表面に設けられた光反射部６とから成る。
発光素子搭載用基板は、発光素子３が搭載される基体１と、基体１の内部に形成された第１の導電経路Ｌ１と、基体１に形成された第２の導電経路Ｌ２とを備えている。第１の導電経路Ｌ１の熱抵抗は、第２の導電経路Ｌ２の熱抵抗よりも小さい。
第１の導電経路Ｌ１は、基体１に形成された、複数の導電体２と、ビアに導電性材料が充填された第１のビア導体５ａと、配線導体８ａとから成り、一端が発光素子３の第１電極３ａと電気的に接続され、他端が基体１の表面に導出されている。図１４に示した構造において、複数の導電体２は一端が発光素子３の第１電極３ａと電気的に接続され、他端は配線導体８と接続されている。また、図１４に示した構造において、第１の導電経路Ｌ１の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に導出されている。
第２の導電経路Ｌ２は、ビアに導電性材料が充填された第２のビア導体５ｂと、配線導体８ｂとから成り、一端が発光素子３の第２電極３ｂと電気的に接続され、他端が基体１の表面に形成されている。図１４に示した構造において、第２の導電経路Ｌ２の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に形成されている。
本実施形態の発光装置は、図１４に示すように、基体１の一部において基体１の他の部分よりも厚みが薄くされた部分が複数形成されており、この厚みが薄くされた複数の部分、つまり複数の穴１１において第１の導電経路Ｌ１を形成する複数の導電体２の一部が露出されている。なお、導電体２として穴１１の内側に入り込んだ接続剤１０が用いられる。
本実施形態の発光装置は、このように複数形成された穴１１の内側に短絡しないように接続剤１０の一部を入れ発光素子３の第１電極３ａと接続されている構成であるため、発光素子３で発生した熱のほとんどが複数の導電体２から成る第１の導電経路Ｌ１を介して、厚みが薄く形成された基体１の内部へ拡散され、その後すぐに外部回路基板へ放熱される。その結果、発光素子３および基体１に熱がこもってこれらの熱膨張係数差によって生じる応力が抑制され、発光素子３の剥離、ならびに基体１および発光素子３の破損が生じにくくなる。
なお、ほかの構成および動作は第１実施形態と同様である。
（第９実施形態）
図１５は、本発明の発光素子搭載用基板と、それを用いた発光装置について第９実施形態を示す断面図である。
本実施形態の発光装置は、図１５に示すように、発光素子収納用パッケージの開口部内に発光素子３が搭載されており、発光素子３を覆うようにパッケージの開口部内に透光性部材７が設けられている。発光素子収納用パッケージは、発光素子搭載用基板と、発光素子３の搭載領域を囲むように発光素子搭載用基板の表面に設けられた光反射部６とから成る。
発光素子搭載用基板は、発光素子３が搭載される基体１と、基体１の内部に形成された第１の導電経路Ｌ１と、基体１に形成された第２の導電経路Ｌ２とを備えている。第１の導電経路Ｌ１の熱抵抗は、第２の導電経路Ｌ２の熱抵抗よりも小さい。
第１の導電経路Ｌ１は、複数の導電体２と、ビアに導電性材料が充填された第１のビア導体５ａと、配線導体８ａとから成り、一端が発光素子３の第１電極３ａと電気的に接続され、他端が基体１の表面に導出されている。図１５に示した構造において、第１の導電経路Ｌ１の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に導出されている。
第２の導電経路Ｌ２は、引き出し配線４と、ビアに導電性材料が充填された第２のビア導体５ｂと、配線導体８ｂとから成り、一端が発光素子３の第２電極３ｂと電気的に接続され、他端が基体１の表面に形成されている。図１５に示した構造において、第２の導電経路Ｌ２の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に形成されている。
本実施形態の発光装置は、図１５に示すように、第１の導電経路Ｌ１が発光素子３の第１電極３ａに接合される複数の導電体２を有するとともに、同一平面における第１の導電経路Ｌ１と第２の導電経路Ｌ２との距離が、基体１に接合される、発光素子３の第１電極３ａと第２電極３ｂとの距離よりも大きくなるように形成されている。
つまり本実施形態における発光装置は、複数の導体２から成ることで放熱面が増加した第１の導電経路Ｌ１を伝って、発光素子３の第１電極３ａに伝達された熱が基体１と発光装置外部に拡散されて放熱性が向上するとともに、第１と第２の導電経路の距離が大きく形成されているため、基体１と第１および第２の導電経路Ｌ１，Ｌ２との間に熱がこもりにくくなり、熱膨張係数差による応力もさらに抑制可能となる。
なお、ほかの構成および動作は第１実施形態と同様である。
（第１０実施形態）
図１６は、本発明の発光素子搭載用基板と、それを用いた発光装置について第１０実施形態を示す断面図である。
本実施形態の発光装置は、図１６に示すように、発光素子収納用パッケージの開口部内に発光素子３が搭載されており、発光素子３を覆うようにパッケージの開口部内に透光性部材７が設けられている。発光素子収納用パッケージは、発光素子搭載用基板と、発光素子３の搭載領域を囲むように発光素子搭載用基板の表面に設けられた光反射部６とから成る。
発光素子搭載用基板は、発光素子３が搭載される基体１と、基体１の内部に形成された第１の導電経路Ｌ１と、基体１に形成された第２の導電経路Ｌ２とを備えている。第１の導電経路Ｌ１の熱抵抗は、第２の導電経路Ｌ２の熱抵抗よりも小さい。
第１の導電経路Ｌ１は、ビアに導電性材料が充填された第１のビア導体５ａと、配線導体８ａとから成り、一端が発光素子３の第１電極３ａと電気的に接続され、他端が基体１の表面に導出されている。図１６に示した構造において、第１の導電経路Ｌ１の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に導出されている。
第２の導電経路Ｌ２は、引き出し配線４と、ビアに導電性材料が充填された第２のビア導体５ｂと、配線導体８ｂとから成り、一端が発光素子３の第２電極３ｂと電気的に接続され、他端が基体１の表面に形成されている。図１６に示した構造において、第２の導電経路Ｌ２の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に形成されている。
本実施形態の発光装置は、図１６に示すように、基体１の一部において基体１の他の部分よりも厚みが薄くされた部分が形成されており、この厚みが薄くされた部分、つまり複数の穴１１において第１の導電経路Ｌ１を形成する複数の導電体２の一部が露出されるとともに、同一平面における第１の導電経路Ｌ１と第２の導電経路Ｌ２との距離が、基体１に接合される、発光素子３の第１電極３ａと第２電極３ｂとの距離よりも大きくなるように形成されている。穴１１の内側には接続剤１０の一部が入り込んでおり、穴１１の内側に導出された第１の導電経路Ｌ１と発光素子３の第１電極３ａとが電気的に接続されている。
このような構成によって、第１の導電経路から発光装置外部の回路基板へ熱を良好に拡散できるとともに、基体１と第１および第２の導電経路Ｌ１，Ｌ２との間に熱がこもりにくくなり、熱膨張係数差による応力が抑制可能となる。
なお、ほかの構成および動作は第１実施形態と同様である。
（第１１実施形態）
図１７は、本発明の発光素子搭載用基板と、それを用いた発光装置について第１１実施形態を示す断面図である。
本実施形態の発光装置は、図１７に示すように、発光素子収納用パッケージの開口部内に発光素子３が搭載されており、発光素子３を覆うようにパッケージの開口部内に透光性部材７が設けられている。発光素子収納用パッケージは、発光素子搭載用基板と、発光素子３の搭載領域を囲むように発光素子搭載用基板の表面に設けられた光反射部６とから成る。
発光素子搭載用基板は、発光素子３が搭載される基体１と、基体１の内部に形成された第１の導電経路Ｌ１と、基体１に形成された第２の導電経路Ｌ２とを備えている。第１の導電経路Ｌ１の熱抵抗は、第２の導電経路Ｌ２の熱抵抗よりも小さい。
第１の導電経路Ｌ１は、ビアに導電性材料が充填された第１のビア導体５ａと、配線導体８ａとから成り、一端が発光素子３の第１電極３ａと電気的に接続され、他端が基体１の表面に導出されている。図１７に示した構造において、第１の導電経路Ｌ１の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に導出されている。
第２の導電経路Ｌ２は、引き出し配線４と、ビアに導電性材料が充填された第２のビア導体５ｂと、配線導体８ｂとから成り、一端が発光素子３の第２電極３ｂと電気的に接続され、他端が基体１の表面に形成されている。図１７に示した構造において、第２の導電経路Ｌ２の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に形成されている。
本実施形態の発光装置は、図１７に示すように、基体１の一部において基体１の他の部分よりも厚みが薄くされた部分が形成されている。また、この厚みが薄くされた部分、つまり穴１１において第１の導電経路Ｌ１が露出されており、第２の導電経路Ｌ２と発光素子３の第２電極３ｂとの接合領域の面積よりも第１の導電経路Ｌ１と発光素子３の第１電極３ａとの接合領域の面積が小さく形成されている。またさらに、同一平面における第１の導電経路Ｌ１と第２の導電経路Ｌ２との距離が、基体１に接合される、発光素子３の第１電極３ａと第２電極３ｂとの距離よりも大きくなるように形成されている。
このような構成によって、第１の導電経路から発光装置外部の回路基板へ熱を良好に拡散できるとともに、基体１と第１および第２の導電経路Ｌ１，Ｌ２との間に熱がこもりにくくなり、熱膨張係数差による応力が抑制可能となる。
なお、ほかの構成および動作は第１実施形態と同様である。
（第１２実施形態）
図１８は、本発明の発光素子搭載用基板と、それを用いた発光装置について第１２実施形態を示す断面図である。
本実施形態の発光装置は、図１８に示すように、発光素子収納用パッケージの開口部内に発光素子３が搭載されており、発光素子３を覆うようにパッケージの開口部内に透光性部材７が設けられている。発光素子収納用パッケージは、発光素子搭載用基板と、発光素子３の搭載領域を囲むように発光素子搭載用基板の表面に設けられた光反射部６とから成る。
発光素子搭載用基板は、発光素子３が搭載される基体１と、基体１の内部に形成された第１の導電経路Ｌ１と、基体１に形成された第２の導電経路Ｌ２とを備えている。第１の導電経路Ｌ１の熱抵抗は、第２の導電経路Ｌ２の熱抵抗よりも小さい。
第１の導電経路Ｌ１は、複数の導電体２と、ビアに導電性材料が充填された第１のビア導体５ａと、配線導体８ａとから成り、一端が発光素子３の第１電極３ａと電気的に接続され、他端が基体１の表面に導出されている。図１８に示した構造において、第１の導電経路Ｌ１の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に導出されている。
第２の導電経路Ｌ２は、引き出し配線４と、ビアに導電性材料が充填された第２のビア導体５ｂと、配線導体８ｂとから成り、一端が発光素子３の第２電極３ｂと電気的に接続され、他端が基体１の表面に形成されている。図１８に示した構造において、第２の導電経路Ｌ２の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に形成されている。
本実施形態の発光装置は、図１８に示すように、複数の導電体２を有する第１の導電経路Ｌ１と発光素子３の第１電極３ａとの接合領域の面積が、第２の導電経路Ｌ２と発光素子３の第２電極３ｂとの接合領域の面積よりも大きく形成されているとともに、同一平面における第１の導電経路Ｌ１と第２の導電経路Ｌ２との距離が、基体１に接合される、発光素子３の第１電極３ａと第２電極３ｂとの距離よりも大きく形成されている。
このような構成によって、発光素子３で発生した熱が効率よく第１の導電経路Ｌ１を伝って発光装置外部に拡散され放熱性が良くなるとともに、基体１と第１および第２の導電経路Ｌ１，Ｌ２との間に熱がこもりにくくなり、熱膨張係数差による応力も低減可能となる。
なお、ほかの構成および動作は第１実施形態と同様である。
（第１３実施形態）
図１９は、本発明の発光素子搭載用基板と、それを用いた発光装置について第１３実施形態を示す断面図である。
本実施形態の発光装置は、図１９に示すように、発光素子収納用パッケージの開口部内に発光素子３が搭載されており、発光素子３を覆うようにパッケージの開口部内に透光性部材７が設けられている。発光素子収納用パッケージは、発光素子搭載用基板と、発光素子３の搭載領域を囲むように発光素子搭載用基板の表面に設けられた光反射部６とから成る。
発光素子搭載用基板は、発光素子３が搭載される基体１と、基体１の内部に形成された第１の導電経路Ｌ１と、基体１に形成された第２の導電経路Ｌ２とを備えている。第１の導電経路Ｌ１の熱抵抗は、第２の導電経路Ｌ２の熱抵抗よりも小さい。
第１の導電経路Ｌ１は、複数の導電体２と、ビアに導電性材料が充填された第１のビア導体５ａと、配線導体８ａとから成り、一端が発光素子３の第１電極３ａと電気的に接続され、他端が基体１の表面に導出されている。図１９に示した構造において、第１の導電経路Ｌ１の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に導出されている。
第２の導電経路Ｌ２は、ビアに導電性材料が充填された第２のビア導体５ｂと、配線導体８ｂとから成り、一端が発光素子３の第２電極３ｂと電気的に接続され、他端が基体１の表面に形成されている。図１９に示した構造において、第２の導電経路Ｌ２の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に形成されている。
本実施形態の発光装置は、図１９に示すように、基体１の一部において基体１の他の部分よりも厚みが薄くされた部分が複数形成されている。また、この厚みが薄くされた部分、つまり複数の穴１１に複数の導電体２が形成されており、第１電極３ａと複数の導電体２との接合領域の面積が、第２電極３ｂと第２の導電経路Ｌ２との接合領域の面積よりも大きく形成されている。なお、導電体２として穴１１の内側に入り込んだ接続剤１０が用いられる。
このような構成によって、発光素子３で発生した熱が効率よく第１の導電経路Ｌ１を伝って発光装置外部に拡散され放熱性が良くなるとともに、基体１と第１および第２の導電経路Ｌ１，Ｌ２との間に熱がこもりにくくなり、熱膨張係数差による応力も低減可能となる。
なお、ほかの構成および動作は第１実施形態と同様である。
（第１４実施形態）
図２０は、本発明の発光素子搭載用基板と、それを用いた発光装置について第１４実施形態を示す断面図である。
本実施形態の発光装置は、図２０に示すように、発光素子収納用パッケージの開口部内に発光素子３が搭載されており、発光素子３を覆うようにパッケージの開口部内に透光性部材７が設けられている。発光素子収納用パッケージは、発光素子搭載用基板と、発光素子３の搭載領域を囲むように発光素子搭載用基板の表面に設けられた光反射部６とから成る。
発光素子搭載用基板は、発光素子３が搭載される基体１と、基体１の内部に形成された第１の導電経路Ｌ１と、基体１に形成された第２の導電経路Ｌ２とを備えている。第１の導電経路Ｌ１の熱抵抗は、第２の導電経路Ｌ２の熱抵抗よりも小さい。
第１の導電経路Ｌ１は、複数の導電体２と、ビアに導電性材料が充填された第１のビア導体５ａと、配線導体８ａとから成り、一端が発光素子３の第１電極３ａと電気的に接続され他端が基体１の表面に導出されている。図２０に示した構造において、第１の導電経路Ｌ１の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に導出されている。
第２の導電経路Ｌ２は、引き出し配線４と、ビアに導電性材料が充填された第２のビア導体５ｂと、配線導体８ｂとから成り、一端が発光素子３の第２電極３ｂと電気的に接続され、他端が基体１の表面に形成されている。図２０に示した構造において、第２の導電経路Ｌ２の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に形成されている。
本実施形態の発光装置は、図２０に示すように、基体１の一部において基体１の他の部分よりも厚みが薄くされた部分が複数形成されている。また、この厚みが薄くされた部分、つまり複数の穴１１において複数の導電体２が露出されており、同一平面における第１の導電経路Ｌ１と第２の導電経路Ｌ２との距離が、基体１に接合される、発光素子３の第１電極３ａと第２電極３ｂとの距離よりも大きくなるように形成されている。なお、導電体２として穴１１の内側に入り込んだ接続剤１０が用いられる。
このような構成によって、発光素子３で発生した熱が効率よく第１の導電経路Ｌ１を伝って発光装置外部に拡散され放熱性が良くなるとともに、基体１と第１および第２の導電経路Ｌ１，Ｌ２との間に熱がこもりにくくなり、熱膨張係数差による応力も低減可能となる。
なお、ほかの構成および動作は第１実施形態と同様である。
（第１５実施形態）
図２１は、本発明の発光素子搭載用基板と、それを用いた発光装置について第１５実施形態を示す断面図である。
本実施形態の発光装置は、図２１に示すように、発光素子収納用パッケージの開口部内に発光素子３が搭載されており、発光素子３を覆うようにパッケージの開口部内に透光性部材７が設けられている。発光素子収納用パッケージは、発光素子搭載用基板と、発光素子３の搭載領域を囲むように発光素子搭載用基板の表面に設けられた光反射部６とから成る。
発光素子搭載用基板は、発光素子３が搭載される基体１と、基体１の内部に形成された第１の導電経路Ｌ１と、基体１に形成された第２の導電経路Ｌ２とを備えている。第１の導電経路Ｌ１の熱抵抗は、第２の導電経路Ｌ２の熱抵抗よりも小さい。
第１の導電経路Ｌ１は、複数の導電体２と、ビアに導電性材料が充填された第１のビア導体５ａと、配線導体８ａとから成り、一端が発光素子３の第１電極３ａと電気的に接続され、他端が基体１の表面に導出されている。図２１に示した構造において、第１の導電経路Ｌ１の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に導出されている。
第２の導電経路Ｌ２は、引き出し配線４と、ビアに導電性材料が充填された第２のビア導体５ｂと、配線導体８ｂとから成り、一端が発光素子３の第２電極３ｂと電気的に接続され、他端が基体１の表面に形成されている。図２１に示した構造において、第２の導電経路Ｌ２の他端は、基体１の実装面、すなわち下面に形成されている。
本実施形態の発光装置は、図２１に示すように、基体１の一部において基体１の他の部分よりも厚みが薄くされた部分が複数形成されている。また、この厚みが薄くされた部分、つまり複数の穴１１において複数の導電体２が露出されており、第１の導電経路Ｌ１と発光素子３の第１電極３ａとの接合領域の面積が、第２の導電経路Ｌ２と発光素子３の第２電極３ｂとの接合領域の面積よりも大きく形成されている。また、同一平面における第１の導電経路Ｌ１と第２の導電経路Ｌ２との距離が、基体１に接合される、発光素子３の第１電極３ａと第２電極３ｂとの距離よりも大きくなるように形成されている。
このような構成によって、発光素子３で発生した熱が効率よく第１の導電経路Ｌ１を伝って発光装置外部に拡散され放熱性が良くなるとともに、基体１と第１および第２の導電経路Ｌ１，Ｌ２との間に熱がこもりにくくなり、熱膨張係数差による応力も低減可能となる。
なお、ほかの構成および動作は第１実施形態と同様である。
また、上述した本発明の種々の形態における発光装置は、１個のものを光源として所定の配置となるように設置されることで、または複数個を光源として、たとえば、格子状、千鳥状、放射状、または複数の発光装置から成る、円状もしくは多角形状の発光装置群を同心状に複数群形成したもの等が所定の配置となるように設置されることによって、照明装置となる。
本発明の照明装置は、半導体から成る発光素子３の電子の再結合による発光を利用しているため、従来の放電を用いた照明装置よりも低消費電力かつ長寿命とすることが可能であり、発熱の小さな小型のものとすることができる。その結果、発光素子３から発生する光の中心波長の変動を抑制することができ、長期間にわたり安定した放射光強度かつ放射光角度（配光分布）で光を照射することができるとともに、照射面における色むらまたは照度分布の偏りが抑制された照明装置とすることができる。
また、本発明の発光装置を光源として所定の配置に設置するとともに、これらの発光装置の周囲に任意の形状に光学設計した反射治具、光学レンズ、および光拡散板等を設置することによって、任意の配光分布の光を放射できる照明装置とすることができる。
たとえば、図２２に示す平面図、および図２３に示す断面図のように、複数個の発光装置１０１が発光装置駆動回路基体１０２に複数列に配置され、発光装置１０１の周囲に任意の形状に光学設計した反射治具１０３が設置されて成る照明装置の場合、隣接する一列上に配置された複数個の発光装置１０１において、隣り合う発光装置１０１との間隔が最短に成らないような配置、いわゆる千鳥状とすることが好ましい。即ち、発光装置１０１が格子状に配置される際には、光源となる発光装置１０１が直線上に配列されることによってグレアが強くなり、このような照明装置が人の視覚に入ってくることによって、不快感を起こしやすくなる。これに対し、発光装置１０１が千鳥状に配置されることによって、グレアが抑制され人間の目に対する不快感を低減することができる。
さらに、隣り合う発光装置１０１間の距離が長くなることによって、隣接する発光装置１０１間の熱的な干渉が低減され、発光装置１０１が実装された発光装置駆動回路基体１０２内における熱のこもりが抑制され、発光装置１０１の外部に効率よく熱が放散される。その結果、長期間にわたって光学特性の安定した長寿命の照明装置を作製することができる。
また、照明装置が、図２４に示す平面図、図２５に示す断面図のような発光装置駆動回路基板１０２上に複数の発光装置１０１から成る円状または多角形状の発光装置１０１群を、同心状に複数群形成した照明装置の場合、１つの円状または多角形状の発光装置１０１群における発光装置１０１の配置数を照明装置の中央側よりも外周側ほど多くすることが好ましい。これによって、発光装置１０１同士の間隔を適度に保ちながら発光装置１０１をより多く配置することができ、照明装置の照度をより向上させることができる。また、照明装置の中央部の発光装置１０１の密度を低くして発光装置駆動回路基板１０２の中央部における熱のこもりを抑制することができる。したがって、発光装置駆動回路基板１０２内における温度分布が一様となり、照明装置を設置した外部電気回路基板またはヒートシンクに効率よく熱が伝達され、発光装置１０１の温度上昇を抑制することができる。その結果、発光装置１０１は長期間にわたり安定して動作することができるとともに長寿命の照明装置を作製することができる。
このような照明装置としては、たとえば、室内または室外で用いられる、一般照明用器具、シャンデリア用照明器具、住宅用照明器具、オフィス用照明器具、店装、展示用照明器具、街路用照明器具、誘導灯器具および信号装置、舞台およびスタジオ用の照明器具、広告灯、照明用ポール、水中照明用ライト、ストロボ用ライト、スポットライト、電柱等に埋め込む防犯用照明、非常用照明器具、懐中電灯、電光掲示板等、調光器、自動点滅器、ディスプレイ等のバックライト、動画装置、装飾品、照光式スイッチ、光センサ、医療用ライト、車載ライト等が挙げられる。
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行うことは何等支障ない。たとえば、反射部材２に発光装置から出射される光を任意に集光し拡散させる光学レンズまたは平板状の透光性の蓋体を半田または樹脂接合剤等で接合することによって、所望する放射角度で光を取り出すことができるとともに、発光装置内部への耐浸水性が改善され長期信頼性が向上する。
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は特許請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。

Claims (26)

  1. 第１電極と該第１電極よりも発熱量が小さい第２電極とを有する発光素子が搭載される基体と、
    該基体の内部に形成された、一端が前記発光素子の第１電極と電気的に接続され他端が前記基体の表面に導出された第１の導電経路と、
    前記基体に形成された、一端が前記発光素子の第２電極と電気的に接続され他端が前記基体の表面に形成された第２の導電経路と、を備え、
    前記第１の導電経路の熱抵抗が前記第２の導電経路の熱抵抗よりも小さく、
    前記第１の導電経路は、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第１の配線導体を有し、
    前記第２の導電経路は、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第２の配線導体を有し、
    前記基体の上面に平行な方向における前記第１の配線導体と前記第２の配線導体との最短距離は、該方向における前記発光素子の第１電極と第２電極との最短距離よりも長いことを特徴とする発光素子搭載用基板。
  2. 前記第１の導電経路および前記第２の導電経路は、前記基体に設けられたビアに導電性材料が充填された、第１のビア導体および第２のビア導体を含み、
    前記第１の配線導体は、前記第１のビア導体の下端に接続され、
    前記第２の配線導体は、前記第２のビア導体の下端に接続され、
    前記第１の配線導体および前記第２の配線導体は、前記第１のビア導体の下端および前記第２のビア導体の下端から、互いに遠ざかるように設けられることを特徴とする請求項１に記載の発光素子搭載用基板。
  3. 前記第１の導電経路を構成する前記第１のビア導体と前記基体との界面の面積は、前記第２の導電経路を構成する前記第２のビア導体と前記基体との界面の面積よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の発光素子搭載用基板。
  4. 前記第１の導電経路および前記第２の導電経路は、前記基体に設けられたビアに導電性材料が充填された、第１のビア導体および第２のビア導体を含み、
    前記第１のビア導体および前記第２のビア導体は、前記基体の上面から下面に向かうに従って前記上面に平行な断面における断面積が大きくなるように、側面が傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の発光素子搭載用基板。
  5. 前記発光素子の前記第１電極と接合される前記第１の導電経路の前記一端に凸面を有することを特徴とする請求項４に記載の発光素子搭載用基板。
  6. 前記発光素子の前記第１電極と接合される前記第１の導電経路の前記一端に凹面を有することを特徴とする請求項４に記載の発光素子搭載用基板。
  7. 前記第１の導電経路と前記発光素子の第１電極とは第１の接続パッドを介して接続され、前記第２の導電経路と前記発光素子の第２電極とは第２の接続パッドを介して接続され、
    前記第１の接続パッドの面積は、前記第２の接続パッドの面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の発光素子搭載用基板。
  8. 前記第１の導電経路は、前記発光素子の前記第１電極に接合される複数の導電体を有することを特徴とする請求項１に記載の発光素子搭載用基板。
  9. 前記発光素子の前記第１電極と複数の前記導電体との接合面積の合計が、前記発光素子の前記第１電極と前記基体との接合面積の合計よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項８に記載の発光素子搭載用基板。
  10. 前記導電体の横断面積は、前記発光素子の前記第１の電極と接合される一端部から他端部にかけて漸次大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項８に記載の発光素子搭載用基板。
  11. 前記第１の導電経路は、一端部が前記発光素子の前記第１電極に接合される複数の柱状金属体を有することを特徴とする請求項１に記載の発光素子搭載用基板。
  12. 前記発光素子が搭載される前記基体の表面に穴が形成されており、該穴の内側に前記第１の導電経路の一部が導出されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子搭載用基板。
  13. 前記第１の導電経路と前記発光素子の第１電極とは第１の接続パッドを介して接続され、前記第２の導電経路と前記発光素子の第２電極とは第２の接続パッドを介して接続され、前記第１の導電経路が前記第１の接続パッドの直下に配置されるとともに、前記第２の導電経路が前記第２の接続パッドの直下よりも外方にずらして配置されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子搭載用基板。
  14. 第１電極と該第１電極よりも発熱量が小さい第２電極とを有する発光素子が搭載される基体と、
    該基体の内部に形成された、一端が前記発光素子の第１電極と電気的に接続される第１のビア導体と、
    前記基体に形成された、一端が前記発光素子の第２電極と電気的に接続される第２のビア導体と、
    前記第１のビア導体の下端に接続され、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第１の配線導体と、
    前記第２のビア導体の下端に接続され、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第２の配線導体と、を備え、
    前記第１のビア導体と前記第１電極とが接続される面積が前記第２のビア導体と前記第２電極とが接続される面積よりも大きく、
    前記基体の上面に平行な方向における前記第１の配線導体と前記第２の配線導体との最短距離は、該方向における前記発光素子の第１電極と第２電極との最短距離よりも長いことを特徴とする発光素子搭載用基板。
  15. 第１電極と該第１電極よりも発熱量が小さい第２電極とを有する発光素子が搭載される基体と、
    該基体の内部に形成された、一端が前記発光素子の第１電極と電気的に接続される第１のビア導体と、
    前記基体に形成された、一端が前記発光素子の第２電極と電気的に接続される第２のビア導体と、
    前記第１のビア導体の下端に接続され、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第１の配線導体と、
    前記第２のビア導体の下端に接続され、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第２の配線導体と、を備え、
    前記第１のビア導体が複数の導電体から成り、
    前記基体の上面に平行な方向における前記第１の配線導体と前記第２の配線導体との最短距離は、該方向における前記発光素子の第１電極と第２電極との最短距離よりも長いことを特徴とする発光素子搭載用基板。
  16. 第１電極と該第１電極よりも発熱量が小さい第２電極とを有する発光素子が搭載される基体と、
    該基体の内部に形成された、一端が前記発光素子の第１電極と電気的に接続され他端が前記基体の表面に導出された第１の導電経路と、
    前記基体に形成された、一端が前記発光素子の第２電極と電気的に接続され他端が前記基体の表面に形成された第２の導電経路と、
    前記発光素子を取り囲む光反射部と、
    を備え、
    前記第１の導電経路の熱抵抗が前記第２の導電経路の熱抵抗よりも小さく、
    前記第１の導電経路は、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第１の配線導体を有し、
    前記第２の導電経路は、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第２の配線導体を有し、
    前記基体の上面に平行な方向における前記第１の配線導体と前記第２の配線導体との最短距離は、該方向における前記発光素子の第１電極と第２電極との最短距離よりも長いことを特徴とする発光素子収納用パッケージ。
  17. 第１電極と該第１電極よりも発熱量が小さい第２電極とを有する発光素子と、
    該発光素子が搭載された基体と、
    該基体の内部に形成された、一端が前記発光素子の第１電極と電気的に接続され他端が前記基体の表面に導出された第１の導電経路と、
    前記基体に形成された、一端が前記発光素子の第２電極と電気的に接続され他端が前記基体の表面に形成された第２の導電経路と、
    前記発光素子を取り囲む光反射部と、
    を備え、
    前記第１の導電経路の熱抵抗が前記第２の導電経路の熱抵抗よりも小さく、
    前記第１の導電経路は、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第１の配線導体を有し、
    前記第２の導電経路は、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第２の配線導体を有し、
    前記基体の上面に平行な方向における前記第１の配線導体と前記第２の配線導体との最短距離は、該方向における前記発光素子の第１電極と第２電極との最短距離よりも長いことを特徴とする発光装置。
  18. 前記発光素子が搭載された前記基体の表面に穴が形成されるとともに、該穴の内側に前記第１の導電経路の一部が導出され、該導出部と前記発光素子の前記第１電極とが、前記穴に一部が入った接続剤を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項１７に記載の発光装置。
  19. 前記第１電極は、前記発光素子の発光層上に形成されていることを特徴とする請求項１７に記載の発光装置。
  20. 前記基体がセラミックスから成り、前記発光素子が無機材料から成ることを特徴とする請求項１７に記載の発光装置。
  21. 前記光反射部の内側に前記発光素子を被覆するように充填された透光性部材を具備していることを特徴とする請求項１７に記載の発光装置。
  22. 前記透光性部材はシリコーン樹脂から成ることを特徴とする請求項２１に記載の発光装置。
  23. 前記光反射部の内側に前記発光素子を覆うように形成された、前記発光素子の光を波長変換する波長変換部材を具備していることを特徴とする請求項１７に記載の発光装置。
  24. 第１電極と該第１電極よりも発熱量が小さい第２電極とを有する発光素子と、
    該発光素子が搭載された基体と、
    該基体の内部に形成された、一端が前記発光素子の第１電極と電気的に接続された第１のビア導体と、
    前記基体に形成された、一端が前記発光素子の第２電極と電気的に接続された第２のビア導体と、
    前記発光素子を取り囲む光反射部と、
    前記第１のビア導体の下端に接続され、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第１の配線導体と、
    前記第２のビア導体の下端に接続され、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第２の配線導体と、を備え、
    前記第１のビア導体と前記第１電極とが接続された面積が前記第２のビア導体と前記第２電極とが接続された面積よりも大きく、
    前記基体の上面に平行な方向における前記第１の配線導体と前記第２の配線導体との最短距離は、該方向における前記発光素子の第１電極と第２電極との最短距離よりも長いことを特徴とする発光装置。
  25. 第１電極と該第１電極よりも発熱量が小さい第２電極とを有する発光素子と、
    該発光素子が搭載された基体と、
    該基体の内部に形成された、一端が前記発光素子の第１電極と電気的に接続された第１のビア導体と、
    前記基体に形成された、一端が前記発光素子の第２電極と電気的に接続された第２のビア導体と、
    前記発光素子を取り囲む光反射部と、
    前記第１のビア導体の下端に接続され、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第１の配線導体と、
    前記第２のビア導体の下端に接続され、前記基体の内部において、該基体の上面に平行に延在する第２の配線導体と、を備え、
    前記第１のビア導体が複数の導電体から成り、
    前記基体の上面に平行な方向における前記第１の配線導体と前記第２の配線導体との最短距離は、該方向における前記発光素子の第１電極と第２電極との最短距離よりも長いことを特徴とする発光装置。
  26. 請求項１７に記載の発光装置を光源として用いたことを特徴とする照明装置。
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