JP5880025B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
本発明は、表示装置や照明装置などに利用可能な発光装置に関する。
発光ダイオード（ＬＥＤ）或いはレーザダイオード（ＬＤ）等の発光素子をリードフレームに実装した表面実装型の発光装置が一般に知られている。この発光装置は、照明器具、表示画面のバックライト、車載用光源、ディスプレイ用光源、動画照明補助光源、その他の一般的な民生品用光源等に使用されており、従来の光源に比べて寿命が長く、省エネルギーでの発光が可能であるため、次世代の照明用光源としての期待が大きい。
このような発光装置として、フレームインサートタイプの樹脂パッケージに発光素子を載置したものが用いられている。発光素子が電気的に接続される正負一対のリード電極は、樹脂によって上下方向から挟み込まれるように、リードが樹脂パッケージと一体化される。リード電極の端部は外部へ露出しており、外部電源と接続される。この樹脂パッケージは開口部が形成され、リード電極上に発光素子が載置されるようにリード電極が露出している。
近年、更なる高出力化が要求されており、同一面上に正電極と負電極とを有する発光素子をパッケージにフリップチップ実装することにより、発光素子にワイヤを接続しない構造とし、ワイヤによる光吸収を防止し、光を効率良く取り出す等の対応がなされている（例えば、特許文献１参照）。フリップチップ実装では、発光素子の電極が接合部材等を介してリード電極に接続されることになり、リード電極と対向する面全体での接合が不可能である。そのため、強固で変形の少ない支持体への実装が不可欠である。
しかしながら、フレームインサートタイプの樹脂パッケージは、比較的熱によって変形しやすいため、フリップチップ実装は不向きである。発光素子とリード電極との接合時に与えられる熱、加重等による影響で、対向する双方のリード電極が撓むことにより、発光素子とリード電極の接合部分に負荷がかかり、発光素子がリード電極から剥離してしまうおそれがある。
一方、発光素子とパッケージとの間にサブマウントを設ける手法が提案されている。例えば、発光素子をサブマウントの上にフリップチップ実装し、そのサブマウントをパッケージのリード電極上に実装する構造が挙げられる（例えば、特許文献２）。このサブマウントは、上面から下面まで連続するように電極が設けられており、半田等によりパッケージのリード電極に接続されている。このような構成の発光装置は、ワイヤを使用することなく、発光素子とリード電極とを導通させることができる。
しかしながら、パッケージのリード電極上にサブマウントを配置する場合、発光素子を囲むパッケージの壁部を高くする必要があるため、発光装置の薄型化には不向きである。また、上面及び下面に電極を備えるサブマウントは、電極形成工程が複雑になり、製造コストが上昇してしまう。
本発明は、前記した問題点に鑑み創案されたものであり、薄型化が可能で、信頼性の高い発光装置を提供することを目的とする。
本発明に係る発光装置は、基材と、前記基材に設けられた第１リード電極及び第２リード電極と、前記第１リード電極と前記第２リード電極との間の前記基材上に設けられたサブマウントと、前記サブマウントの上にフリップチップ実装された発光素子と、を備え、前記第１リード電極及び前記第２リード電極の互いに対向する側面が、前記基材から露出しており、前記サブマウントは、前記第１リード電極及び前記第２リード電極とそれぞれ導電性接着剤を介して接続されている。
前記サブマウントと前記第１リード電極及び前記第２リード電極との間に、導電性接着剤が充填されていることが好ましい。
前記サブマウントの上面は、前記第１リード電極及び前記第２リード電極の上面と同一の高さであることが好ましい。
前記サブマウントの上面に配線を有し、前記配線は、前記発光素子の正電極及び負電極が載置される第１素子載置部及び第２素子載置部と、前記第１リード電極及び前記第２リード電極と前記導電性接着剤を介して接続される第１端子部及び第２端子部と、前記第１素子載置部及び前記第２素子載置部と前記第１端子部及び前記第２端子部を繋ぐ第１結線部及び第２結線部とを有し、前記第１結線部及び第２結線部は、前記第１端子部及び前記第２端子部よりも幅が細いことが好ましい。
前記第１結線部及び前記第２結線部の一端が、前記第１素子載置部及び前記第２素子載置部の外縁において、前記第１端子部及び前記第２端子部と対向する外縁とは異なる外縁に対して接続されていることが好ましい。
前記第２結線部の一端が、前記第１結線部の一端が接続される前記第１素子載置部の外縁と対向する側の前記第２素子載置部の外縁に接続されていることが好ましい。
本発明により、薄型化が可能で、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
以下に示す形態は本発明の技術思想を具体化するための発光装置を例示するものであって、以下に限定するものではない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限りは本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。尚、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており詳細説明を適宜省略する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る発光装置の一例を示す概略図であり、図２のＩ−Ｉ’線における端面図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る発光装置の一例を示す概略平面図である。
図１は、本発明の第１実施形態に係る発光装置の一例を示す概略図であり、図２のＩ−Ｉ’線における端面図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る発光装置の一例を示す概略平面図である。
本実施形態に係る発光装置は、基材２と、基材２に固定される第１リード電極３１及び第２リード電極３２とを含んで構成される。
基材は、発光素子１が配置される凹部２０を有している。第１リード電極３１及び第２リード電極３２は、発光素子１の正電極及び負電極に対応している。各リード電極の一端側（第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａ）は、後述するサブマウント４を介して互いに対向する側面を有している。各リード電極は、少なくとも互いに対向する側面が、基材２から露出している。また、各リード電極の他端側（第１アウターリード部３１ｂ及び第２アウターリード部３２ｂ）は、基材２の外部に露出し、外部と電気的に接続する端子として機能する。第１アウターリード部３１ｂ及び第２アウターリード部３２ｂは、発光装置の基材の外面に沿って折り曲げられていてもよい。基材２の凹部２０の底面２０ａは、各リード電極の第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａの上面よりも下に配置されている。本実施形態に係る発光装置においては、第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａは、凹部２０の内壁面２０ｂから凹部２０内に突出するように設けられ、基材２の凹部２０内において、上面及び側面が露出している。本明細書では、第１リード電極３１及び第２リード電極３２のうち、基材２の凹部２０内に露出する部分、および、基材２の内部に埋設されている部分をインナーリード部と称し、基材２の外部に露出する部分をアウターリード部と称する。
第１リード電極３１のインナーリード部３１ａと第２リード電極３２のインナーリード部３２ａとの間に露出する基材（凹部２０の底面２０ａ）上に、サブマウント４が配置される。サブマウント４は、上面に配線５を有している。サブマウント４の配線５上に発光素子１の電極が実装される。サブマウント４と各リード電極の第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａは離間して設けられており、サブマウント４の配線５と第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａの互いに対向する側面及び上面は、導電性接着剤８を介して接続される。
サブマウント４は、その全体が、第１インナーリード部３１ａの側面と第２インナーリード部の側面との間に配置されており、発光装置の上下方向において、サブマウント４と第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａとは重ならないように配置されている。このような構成を採ることにより、発光装置の薄型化が可能である。
以下、本実施形態の発光装置を構成する各構成部材について詳細に説明する。
（基材２）
基材２は、発光装置の外形を成す部材であり、発光素子１及びサブマウント４を配置する凹部２０を備えている。
基材２は、発光装置の外形を成す部材であり、発光素子１及びサブマウント４を配置する凹部２０を備えている。
基材２は、発光装置の発光面となる上面を有し、該上面に凹部２０の開口部を有する。凹部２０の内壁面２０ｂは、凹部２０の幅が凹部２０の底面２０ａから開口部に向かって広がるように傾斜していることが好ましい。特に、開口部が一方向に長い場合、開口部の長手方向の両側内壁面を延長したときに、その２つの内壁面のなす角度θが９０°以上であることが好ましい。このような基材を有する発光装置は、前記一方向に効率よく配光を広げることができることから、バックライト用光源として好適に用いることができる。
基材２の凹部２０の底面２０ａには、凹凸等を設けてもよい。例えば、サブマウント４を基材２に配置する前に、基材２の凹部２０内にエッチングあるいはブラスト処理を施すことにより、基材２の凹部２０内に凹凸を形成することができる。これにより、後述するサブマウント接合部材７との密着性を向上させることができる。
また、金型を用いたトランスファモールド等によって基材を形成する場合、上下金型の締結状態、樹脂の粘度などの要因によって、キャビティから樹脂漏れが生じ、第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａにおける導電性接着剤が接合する領域にまで極薄膜状の樹脂層又はバリ等が形成され、電気的接続に支障をきたすことがある。このような場合、エッチングあるいはブラスト処理を施すことにより、不要な樹脂層やバリ等を除去することができる。
また、金型を用いたトランスファモールド等によって基材を形成する場合、上下金型の締結状態、樹脂の粘度などの要因によって、キャビティから樹脂漏れが生じ、第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａにおける導電性接着剤が接合する領域にまで極薄膜状の樹脂層又はバリ等が形成され、電気的接続に支障をきたすことがある。このような場合、エッチングあるいはブラスト処理を施すことにより、不要な樹脂層やバリ等を除去することができる。
基材は、耐熱性及び適度な強度を有し、発光素子からの光が透過しにくい絶縁性の材料によって構成される。基材を構成する材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、液晶ポリマー、ポリフタルアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等が挙げられる。特にポリフタルアミド樹脂のような高融点結晶を含有する半結晶性ポリマー樹脂は表面エネルギーが大きく、上記成形樹脂の開口部に充填する封止樹脂との密着性が良好であるので好適である。これにより封止樹脂を充填し硬化する工程において、樹脂の冷却過程の間に成形樹脂と封止樹脂との界面が剥離しにくくなる。また、基材が発光素子１からの光を効率良く反射できるように、基材を構成する樹脂中に酸化チタンなどの白色顔料などを混合してもよい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂から選択される少なくとも１種の樹脂を用いることができる。
基材として上述した樹脂を用いる場合、リード電極の線膨張係数との差に起因して、発光装置の輸送、保管における温度変化、発光装置の駆動時の発熱等によって、リード電極が撓みやすい。本願発明は、サブマウントの上に発光素子を配置し、サブマウントとリード電極とを導電性接着剤を用いて接続する構成を採ることにより、リード電極の撓みによる発光素子や周辺部材の接合部分への負荷を大幅に軽減することができる。従って、本願発明は、基材として上述した樹脂を用いる場合に特に効果的である。
（第１リード電極３１、第２リード電極３２）
第１リード電極及び第２リード電極は、基材に設けられ、外部電極（図示省略）と発光素子１とを電気的に接続する正負一対の電極である。第１リード電極３１及び第２リード電極３２の大部分は、基材２に埋設されており、第１リード電極３１及び第２リード電極３２の一部分が、基材２から露出している。すなわち、第１リード電極及び第２リード電極の一部分が、発光装置の外部から観察される。
第１リード電極及び第２リード電極は、基材に設けられ、外部電極（図示省略）と発光素子１とを電気的に接続する正負一対の電極である。第１リード電極３１及び第２リード電極３２の大部分は、基材２に埋設されており、第１リード電極３１及び第２リード電極３２の一部分が、基材２から露出している。すなわち、第１リード電極及び第２リード電極の一部分が、発光装置の外部から観察される。
第１リード電極及び第２リード電極の材料は、導電性であれば特に限定されないが、例えば鉄、銅、鉄入り銅、錫入り銅及び銅、金、銀をメッキしたアルミニウム、鉄、銅等が好適である。さらに、第１リード電極及び第２リード電極の線膨張係数は、１２．１ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。これにより高温環境下で発光装置を使用した際に、リード電極の熱膨張によりサブマウント４との接続部が破壊されることを未然に防ぐことができる。このような第１リード電極及び第２リード電極は、具体的にはＦｅ、Ｆｅ合金、または４２アロイを主材料とする金属にて構成することができる。
基材２の凹部２０の底面２０ａは、第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａの上面よりも下に配置されている。基材２の凹部２０内に露出する第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａの厚み（基材２の凹部２０の底面２０ａから第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａの上面までの高さ）を、サブマウント４の厚みと同程度とすることにより、サブマウント４の上面を第１リード電極３１及び第２リード電極３２の上面と同程度の高さに抑えることができるため、導電性接着剤８をサブマウント４及び第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａに対して安定性良く配置することができる。
図１に示すように、基材２の凹部２０内には、第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａが露出している。また、第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａの側面はサブマウント４を介して対向して配置されている。基材２の凹部２０内に露出する第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａの側面の高さは、サブマウントの厚みと同程度とすることが好ましく、第１インナーリード部及び第２インナーリード部の上面とサブマウントの上面の高低差は、０．２ｍｍ以下とすることが好ましい。
第１リード電極３１の第１インナーリード部３１ａ及び第２リード電極３２の第２インナーリード部３２ａの間には、基材２の凹部２０の底面２０ａが露出している。第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａの側面同士の間隔は、サブマウント４の幅よりも１０〜３００μｍ程度大きいことが好ましい。サブマウント４を第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａから離間して配置させることにより、サブマウント４と第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａとの間に導電性接着剤８の一部を配置させることができ、導電性接着剤８と第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａとの接合面積を確保することができる。
（発光素子１）
発光素子１としては、発光ダイオード等を用いることができる。発光素子の構造としては、同一面側に正電極と負電極が形成された構造の半導体素子を用いることができる。例えば、サファイア等の透光性基板の上に、第１導電型半導体層、発光層及び第２導電型半導体層がこの順に形成された半導体積層構造を備え、この半導体積層構造に電流を供給するための正電極及び負電極が設けられた半導体発光素子構造を有するものが挙げられる。なお、発光素子はこれらの構成に限定されるものではなく、他の半導体層構造を用いて構成してもよい。また、電気的短絡を防止するための保護層や光取り出し効率を向上させるための反射層などを適宜備えるように構成してもよい。
発光素子１としては、発光ダイオード等を用いることができる。発光素子の構造としては、同一面側に正電極と負電極が形成された構造の半導体素子を用いることができる。例えば、サファイア等の透光性基板の上に、第１導電型半導体層、発光層及び第２導電型半導体層がこの順に形成された半導体積層構造を備え、この半導体積層構造に電流を供給するための正電極及び負電極が設けられた半導体発光素子構造を有するものが挙げられる。なお、発光素子はこれらの構成に限定されるものではなく、他の半導体層構造を用いて構成してもよい。また、電気的短絡を防止するための保護層や光取り出し効率を向上させるための反射層などを適宜備えるように構成してもよい。
本実施の形態において、発光素子１は、サブマウント４の配線５上にフリップチップ実装される。即ち、発光素子１の電極がサブマウント４の配線５に素子接合部材６を介して実装されており、電極が形成された面と対向する透光性基板側を光取り出し面として配置されている。これにより、発光素子にワイヤを接続しない構造とすることができ、発光装置の厚みを抑えることができる。
発光装置を白色発光させる場合には、青色発光する発光素子の外側を、蛍光体若しくは蛍光体を含む樹脂等からなる蛍光体層で覆う構成としてもよい。例えば、青色発光する発光素子には、黄色発光するセリウムで賦活されたＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体、又は（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ等のシリケート系蛍光体と組み合わせて白色発光の構造とすることができる。なお、発光素子の発光部は光を照射することができれば、その発光色、あるいは構造を特に限定されるものではない。
（サブマウント４）
サブマウント４は、基体の上に配線を有している。配線５は、発光素子１の正電極及び負電極に対応して２つ設けられており、発光素子１はサブマウント４の配線５の上に実装される。
サブマウント４は、基体の上に配線を有している。配線５は、発光素子１の正電極及び負電極に対応して２つ設けられており、発光素子１はサブマウント４の配線５の上に実装される。
サブマウント４の基体は、例えば、Ｓｉ、ＳｉＣ、サファイア、ＰＣＢ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、または関連の用途で使用される何れかの既知の材料から形成することができ、保護素子としての機能を追加してもよい。サブマウントの基体が、絶縁性材料からなるものであると、取り扱いやすくなるため好ましい。
配線は、導電性であれば特に限定されないが、例えばＣｕ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｉｎ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ等が好適である。
配線は、導電性であれば特に限定されないが、例えばＣｕ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｉｎ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ等が好適である。
サブマウントの大きさは、発光素子や発光装置の基材に合わせて、適宜決定することができる。サブマウントの幅は、第１インナーリード部３１ａと第２インナーリード部３２ａとの間に配置することができ、発光素子の載置且つ導通、導電性接着剤の接着且つ導通が可能であれば、特に限定されない。サブマウントが略矩形から成る場合、短辺の長さが発光素子の対角線よりも長いものであると扱いやすく、また安定性良く基材上に配置することができる。
サブマウントの厚みは、基材２の凹部２０内に納まり、発光装置の指向性に影響を与えない範囲であれば特に限定されないが、基材上の第１リード電極３１及び第２リード電極３２の上面と同一の高さであることが好ましい。これにより、導電性接着剤８をサブマウント４及び第１リード電極３１及び第２リード電極３２に対して安定性良く配置することができる。
サブマウントの厚みは、基材２の凹部２０内に納まり、発光装置の指向性に影響を与えない範囲であれば特に限定されないが、基材上の第１リード電極３１及び第２リード電極３２の上面と同一の高さであることが好ましい。これにより、導電性接着剤８をサブマウント４及び第１リード電極３１及び第２リード電極３２に対して安定性良く配置することができる。
図３は、サブマウントの配線の一例を示す概略平面図である。図３における破線部は、発光素子が配置される領域１１を示している。図３に示すように、サブマウントの基体の上面に設けられる配線は、発光素子の正電極及び負電極と対向するように設けられる第１素子載置部５１ａ及び第２素子載置部５２ａと、導電性接着剤８を介してリード電極の第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａとそれぞれ接続される第１端子部５１ｂ及び第２端子部５２ｂと、第１素子載置部５１ａと第１端子部５１ｂ、及び第２素子載置部５２ａと第２端子部５２ｂとをそれぞれ繋ぐ第１結線部５１ｃ及び第２結線部５２ｃと、を有している。
図３に示す例においては、第１素子載置部５１ａ及び第２素子載置部５２ａは、各リード電極の第１インナーリード部３１ａ、第２インナーリード部３２ａの配列方向において、サブマウント４の基体の上面の略中央に配置され、発光素子の正電極及び負電極が接続可能なパターンを有している。
第１端子部５１ｂ及び第２端子部５２ｂは、第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａの配列方向において、第１素子載置部５１ａ及び第２素子載置部５２ａを挟むように配置されている。また、第１端子部５１ｂ及び第２端子部５２ｂは、第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａと対向するサブマウント４の外縁の近傍まで延在するように配置されている。
第１結線部５１ｃ及び第２結線部５２ｃは、第１素子載置部５１ａと第１端子部５１ｂとの間、及び第２素子載置部５２ａと第２端子部５２ｂとの間にそれぞれ配置されている。第１結線部５１ｃ及び第２結線部５２ｃは、第１端子部５１ｂ及び第２端子部５２ｂよりも幅が細い。第１結線部５１ｃ及び第２結線部５２ｃの幅は、配線の抵抗に影響を及ぼさない範囲で細く設けることが好ましい。図３に示す例においては、第１結線部５１ｃ及び第２結線部５２ｃは、第１素子載置部５１ａと第１端子部５１ｂ、及び第２素子載置部５２ａと第２端子部５２ｂのそれぞれ対向する外縁の中央部に接続されている。
このように、第１素子載置部５１ａと第１端子部５１ｂとの間、及び第２素子載置部５２ａと第２端子部５２ｂとの間に、これよりも幅が細い第１結線部５１ｃ、第２結線部５２ｃを備えることにより、素子接合部材６や導電性接着剤８の過度な濡れ拡がりを抑え、発光素子の接続部の破壊や光取り出し効率の低下等の発生を防止することができる。
図３に示す例においては、第１素子載置部５１ａ及び第２素子載置部５２ａは、各リード電極の第１インナーリード部３１ａ、第２インナーリード部３２ａの配列方向において、サブマウント４の基体の上面の略中央に配置され、発光素子の正電極及び負電極が接続可能なパターンを有している。
第１端子部５１ｂ及び第２端子部５２ｂは、第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａの配列方向において、第１素子載置部５１ａ及び第２素子載置部５２ａを挟むように配置されている。また、第１端子部５１ｂ及び第２端子部５２ｂは、第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａと対向するサブマウント４の外縁の近傍まで延在するように配置されている。
第１結線部５１ｃ及び第２結線部５２ｃは、第１素子載置部５１ａと第１端子部５１ｂとの間、及び第２素子載置部５２ａと第２端子部５２ｂとの間にそれぞれ配置されている。第１結線部５１ｃ及び第２結線部５２ｃは、第１端子部５１ｂ及び第２端子部５２ｂよりも幅が細い。第１結線部５１ｃ及び第２結線部５２ｃの幅は、配線の抵抗に影響を及ぼさない範囲で細く設けることが好ましい。図３に示す例においては、第１結線部５１ｃ及び第２結線部５２ｃは、第１素子載置部５１ａと第１端子部５１ｂ、及び第２素子載置部５２ａと第２端子部５２ｂのそれぞれ対向する外縁の中央部に接続されている。
このように、第１素子載置部５１ａと第１端子部５１ｂとの間、及び第２素子載置部５２ａと第２端子部５２ｂとの間に、これよりも幅が細い第１結線部５１ｃ、第２結線部５２ｃを備えることにより、素子接合部材６や導電性接着剤８の過度な濡れ拡がりを抑え、発光素子の接続部の破壊や光取り出し効率の低下等の発生を防止することができる。
図４は、サブマウントの配線の他の例を示す概略平面図である。図３に示す配線と比較して、第１結線部５１ｃ及び第２結線部５２ｃの一端が、第１素子載置部５１ａ及び第２素子載置部５２ａの外縁において、第１端子部５１ｂ及び第２端子部５２ｂと対向する外縁とは異なる外縁に対して接続されており、第１結線部５１ｃ及び第２結線部５２ｃの他端が、第１端子部５１ｂ及び第２端子部５２ｂの対向する外縁の端部にそれぞれ接続されている点が異なる。第１素子載置部５１ａ及び第２素子載置部５２ａから延びる結線部と第１端子部５１ｂ及び第２端子部５２ｂから延びる結線部は交差しており、第１端子部５１ｂ及び第２端子部５２ｂから延びる第１結線部５１ｃ及び第２結線部５２ｃの延伸方向に第１素子載置部５１ａ及び第２素子載置部５２ａが存在しない。これにより、素子接合部材６及び導電性接着剤８の過度な濡れ拡がりをより効果的に抑えることができる。
図５は、サブマウントの配線の他の例を示す概略平面図である。図４に示す配線と比較して、第１結線部５１ｃの一端が接続される第１素子載置部５１ａの外縁（図５における上側）と対向する側の第２素子載置部５２ａの外縁（図５における下側）に第２結線部５２ｃの一端が接続されている点が異なる。これにより、第１結線部５１ｃ及び第２結線部５２ｃ同士の短絡を防止することができる。
図１においては、サブマウント４は、基体の上面に配線５が設けられている。これにより、電極形成工程を簡略化することができ、製造コストを抑えることができる。
一方、図６に示すように、サブマウント４は、基体の側面に配線５が設けられていてもよい。これにより、導電性接着剤８とサブマウントとの接合面積を確保することができる。また、サブマウント４と第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａは、それぞれの側面のみにおいて導電性接着剤８に接合されていてもよい。これにより、サブマウントの上面の面積と第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａの上面の面積を縮小させることができるため、発光装置を小型化することができる。
一方、図６に示すように、サブマウント４は、基体の側面に配線５が設けられていてもよい。これにより、導電性接着剤８とサブマウントとの接合面積を確保することができる。また、サブマウント４と第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａは、それぞれの側面のみにおいて導電性接着剤８に接合されていてもよい。これにより、サブマウントの上面の面積と第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａの上面の面積を縮小させることができるため、発光装置を小型化することができる。
（素子接合部材６）
素子接合部材としては、発光素子とサブマウントの配線とを物理的かつ電気的に接続することができる材料を用いる。例えば、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ａｕ−Ｓｎ等のハンダ材料やＡｕ等の金属バンプ、異方性導電ペースト等を用いることができる。
素子接合部材としては、発光素子とサブマウントの配線とを物理的かつ電気的に接続することができる材料を用いる。例えば、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ａｕ−Ｓｎ等のハンダ材料やＡｕ等の金属バンプ、異方性導電ペースト等を用いることができる。
（サブマウント接合部材７）
サブマウント接合部材は、サブマウントを発光装置の基材に接合させるための部材である。図１に示すように、サブマウント接合部材７は、サブマウント４の側面と、サブマウントと第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａとの間に露出する基材２の凹部２０の底面２０ａに接合されることが好ましい。これにより、サブマウント及びその上に実装される発光素子の高さを抑えることができる。また、サブマウント接合部材７は、サブマウント４の裏面と、サブマウントの裏面と対向する基材２の凹部２０の底面２０ａに接合されてもよい。これにより、サブマウント４と基材２との接合強度を高めることができる。
サブマウント接合部材としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等を用いることができる。サブマウント接合部材は、導電性接着剤によって被覆されていることが好ましい。これにより、サブマウント接合部材の材料として、発光素子からの光取り出し効率を考慮することなく、接合信頼性を優先した材料の選択が可能となる。
サブマウント接合部材は、サブマウントを発光装置の基材に接合させるための部材である。図１に示すように、サブマウント接合部材７は、サブマウント４の側面と、サブマウントと第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａとの間に露出する基材２の凹部２０の底面２０ａに接合されることが好ましい。これにより、サブマウント及びその上に実装される発光素子の高さを抑えることができる。また、サブマウント接合部材７は、サブマウント４の裏面と、サブマウントの裏面と対向する基材２の凹部２０の底面２０ａに接合されてもよい。これにより、サブマウント４と基材２との接合強度を高めることができる。
サブマウント接合部材としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等を用いることができる。サブマウント接合部材は、導電性接着剤によって被覆されていることが好ましい。これにより、サブマウント接合部材の材料として、発光素子からの光取り出し効率を考慮することなく、接合信頼性を優先した材料の選択が可能となる。
（導電性接着剤８）
導電性接着剤は、サブマウント４の配線５と第１リード電極３１及び第２リード電極３２とを電気的に接続するための部材である。導電性接着剤としては、加熱溶融する導電性ペーストを用いることができる。サブマウントとリード電極の電気的接続には、例えば、導電性ペーストの供給時の加熱溶融によるブリッジ現象を利用することができる。このような導電性ペーストとしては、ＡｕＳｎ合金、ＳｎＡｇＣｕ合金、ＳｎＰｂ合金、ＩｎＳｎ合金、Ｐｔ系合金、Ａｇ、ＳｎＡｇを用いることができる。リード電極の表面が銀で形成されている場合は、導電性接着剤としてＡｕＳｎ合金、ＳｎＰｂ合金、ＩｎＳｎ合金、Ｐｔ系合金等の材料を用いてリード電極のインナーリード部を被覆することにより、銀の劣化、特に硫化を抑制することができる。導電性接着剤は、発光装置の光取り出し効率を高めるために、基材よりも反射率の高い材料を含んでなることが好ましい。また、導電性接着剤は、サブマウントとリード電極のインナーリード部との間に充填されていることが好ましい。
導電性接着剤は、サブマウント４の配線５と第１リード電極３１及び第２リード電極３２とを電気的に接続するための部材である。導電性接着剤としては、加熱溶融する導電性ペーストを用いることができる。サブマウントとリード電極の電気的接続には、例えば、導電性ペーストの供給時の加熱溶融によるブリッジ現象を利用することができる。このような導電性ペーストとしては、ＡｕＳｎ合金、ＳｎＡｇＣｕ合金、ＳｎＰｂ合金、ＩｎＳｎ合金、Ｐｔ系合金、Ａｇ、ＳｎＡｇを用いることができる。リード電極の表面が銀で形成されている場合は、導電性接着剤としてＡｕＳｎ合金、ＳｎＰｂ合金、ＩｎＳｎ合金、Ｐｔ系合金等の材料を用いてリード電極のインナーリード部を被覆することにより、銀の劣化、特に硫化を抑制することができる。導電性接着剤は、発光装置の光取り出し効率を高めるために、基材よりも反射率の高い材料を含んでなることが好ましい。また、導電性接着剤は、サブマウントとリード電極のインナーリード部との間に充填されていることが好ましい。
＜第２実施形態＞
図７は、本発明の第２実施形態に係る発光装置の一例を示す概略端面図である。第１実施形態に係る発光装置と重複する構成については、説明を省略する。
図７は、本発明の第２実施形態に係る発光装置の一例を示す概略端面図である。第１実施形態に係る発光装置と重複する構成については、説明を省略する。
本実施形態に係る発光装置２００は、発光素子１が配置される凹部２０を有する基材２と、基材２に固定される第１リード電極３１及び第２リード電極３２とを含んで構成される。
第１リード電極３１及び第２リード電極３２は、基材２の凹部２０内における内壁面２０ｂから第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａの互いに対向する側面のみが露出している。また、第１アウターリード部３１ｂ及び第２アウターリード部３２ｂが、基材２の外部に露出している。
第１リード電極３１と第２リード電極３２との間に露出する基材２（凹部２０の底面２０ａ）上に、配線５を有するサブマウント４が配置される。サブマウント４の配線５上には発光素子１が実装される。サブマウント４と第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａは離間しており、サブマウント４の配線５と第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａの側面は、導電性接着剤８を介して接続される。
第１リード電極３１及び第２リード電極３２は、基材２の凹部２０内における内壁面２０ｂから第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａの互いに対向する側面のみが露出している。また、第１アウターリード部３１ｂ及び第２アウターリード部３２ｂが、基材２の外部に露出している。
第１リード電極３１と第２リード電極３２との間に露出する基材２（凹部２０の底面２０ａ）上に、配線５を有するサブマウント４が配置される。サブマウント４の配線５上には発光素子１が実装される。サブマウント４と第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａは離間しており、サブマウント４の配線５と第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａの側面は、導電性接着剤８を介して接続される。
導電性接着剤８は、基材２の凹部２０内において、サブマウント４と、基材２の凹部２０の内壁面２０ｂに露出する第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａの側面との間に設けられており、第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａの側面を被覆している。
本実施形態の発光装置においては、基材２の凹部２０の底面２０ａは、サブマウント４を配置する領域と、サブマウント４と第１インナーリード部３１ａ及び第２インナーリード部３２ａとを離間させるための領域とを確保すればよく、第１インナーリード部及び第２インナーリード部を配置する領域を確保する必要はない。そのため、発光装置を小型化することができる。
＜第３実施形態＞
図８は、本発明の第３実施形態に係る発光装置の一例を示す概略端面図である。第１実施形態に係る発光装置と重複する構成については、説明を省略する。
図８は、本発明の第３実施形態に係る発光装置の一例を示す概略端面図である。第１実施形態に係る発光装置と重複する構成については、説明を省略する。
本実施形態に係る発光装置３００は、発光素子１が配置される凹部２０を有する基材２と、基材２に固定される第１リード電極３１及び第２リード電極３２とを含んで構成される。
第１リード電極３１及び第２リード電極３２の裏面は、基材２の外部に露出しており、発光装置の外表面の一部を形成している。第１リード電極３１及び第２リード電極３２の一端の少なくとも互いに対向する側面の一部が、基材２の凹部２０内において露出している。第１リード電極３１及び第２リード電極３２の互いに対向する側面は、上側が基材２の凹部２０内に露出しており、下側が基材２で覆われている。
第１リード電極３１と第２リード電極３２との間に露出する基材２（凹部２０の底面２０ａ）上に、配線５を有するサブマウント４が配置される。サブマウント４の配線５上には発光素子１が実装される。サブマウント４と第１リード電極３１及び第２リード電極３２は離間しており、サブマウント４の配線５と第１リード電極３１及び第２リード電極３２の互いに対向する側面及び上面は、導電性接着剤８を介して接続される。
本実施形態の発光装置は、第１実施形態に係る発酵装置と比較して、第１リード電極３１及び第２リード電極３２よりも下に基材２がない分、発光装置の薄型化を図ることができる。
第１リード電極３１及び第２リード電極３２の裏面は、基材２の外部に露出しており、発光装置の外表面の一部を形成している。第１リード電極３１及び第２リード電極３２の一端の少なくとも互いに対向する側面の一部が、基材２の凹部２０内において露出している。第１リード電極３１及び第２リード電極３２の互いに対向する側面は、上側が基材２の凹部２０内に露出しており、下側が基材２で覆われている。
第１リード電極３１と第２リード電極３２との間に露出する基材２（凹部２０の底面２０ａ）上に、配線５を有するサブマウント４が配置される。サブマウント４の配線５上には発光素子１が実装される。サブマウント４と第１リード電極３１及び第２リード電極３２は離間しており、サブマウント４の配線５と第１リード電極３１及び第２リード電極３２の互いに対向する側面及び上面は、導電性接着剤８を介して接続される。
本実施形態の発光装置は、第１実施形態に係る発酵装置と比較して、第１リード電極３１及び第２リード電極３２よりも下に基材２がない分、発光装置の薄型化を図ることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することができる。例えば、第１リード電極３１及び第２リード電極３２は、基材の凹部内において露出する一端が傾斜面や湾曲面となっていてもよい。
また、前記実施形態に係る発光装置は、基材に凹部が設けられているものとしたが、凹部を設けることなく、板状の基材の上面にサブマウント、第１リード電極及び第２リード電極を載置するようにしてもよい。
本発明に係る発光装置のパッケージ構成により、安価な構成部材を用いて高信頼性、高放熱性が実現可能である。これにより、各種発光装置、取り分け照明用光源、ＬＥＤディスプレイ、液晶表示装置などのバックライト光源、信号機、照明式スイッチ、各種センサ及び各種インジケータ、動画照明補助光源、その他の一般的な民生品用光源等に好適に利用することができる。
１ 発光素子
２ 基材
４ サブマウント
５ 配線
６ 素子接合部材
７ サブマウント接合部材
８ 導電性接着剤
２０ 凹部
２０ａ 凹部の底面
２０ｂ 凹部の内壁面
３１ 第１リード電極
３２ 第２リード電極
３１ａ 第１インナーリード部
３１ｂ 第１アウターリード部
３２ａ 第２インナーリード部
３２ｂ 第２アウターリード部
５１ａ 第１素子載置部
５１ｂ 第１端子部
５１ｃ 第１結線部
５２ａ 第２素子載置部
５２ｂ 第２端子部
５２ｃ 第２結線部
１００、２００、３００ 発光装置
２ 基材
４ サブマウント
５ 配線
６ 素子接合部材
７ サブマウント接合部材
８ 導電性接着剤
２０ 凹部
２０ａ 凹部の底面
２０ｂ 凹部の内壁面
３１ 第１リード電極
３２ 第２リード電極
３１ａ 第１インナーリード部
３１ｂ 第１アウターリード部
３２ａ 第２インナーリード部
３２ｂ 第２アウターリード部
５１ａ 第１素子載置部
５１ｂ 第１端子部
５１ｃ 第１結線部
５２ａ 第２素子載置部
５２ｂ 第２端子部
５２ｃ 第２結線部
１００、２００、３００ 発光装置
Claims (7)
- 基材と、
前記基材に設けられた第１リード電極及び第２リード電極と、
上面に配線を有し、前記第１リード電極と前記第２リード電極との間の前記基材上に設けられたサブマウントと、
前記サブマウントの上面の前記配線にフリップチップ実装された発光素子と、を備え、
前記第１リード電極及び前記第２リード電極の互いに対向する側面が、前記基材から露出しており、
前記サブマウントの上面の前記配線は、前記第１リード電極及び前記第２リード電極の互いに対向する側面とそれぞれ導電性接着剤を介して接続されていることを特徴とする発光装置。 - 前記サブマウントと前記第１リード電極及び前記第２リード電極との間に、導電性接着剤が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
- 前記サブマウントの上面は、前記第１リード電極及び前記第２リード電極の上面と同一の高さであることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の発光装置。
- 前記配線は、前記発光素子の正電極及び負電極が載置される第１素子載置部及び第２素子載置部と、前記第１リード電極及び前記第２リード電極と前記導電性接着剤を介して接続される第１端子部及び第２端子部と、前記第１素子載置部及び前記第２素子載置部と前記第１端子部及び前記第２端子部を繋ぐ第１結線部及び第２結線部とを有し、
前記第１結線部及び第２結線部は、前記第１端子部及び前記第２端子部よりも幅が細いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発光装置。 - 前記第１結線部及び前記第２結線部の一端が、前記第１素子載置部及び前記第２素子載置部の外縁において、前記第１端子部及び前記第２端子部と対向する外縁とは異なる外縁に対して接続されていることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
- 前記第２結線部の一端が、前記第１結線部の一端が接続される前記第１素子載置部の外縁と対向する側の前記第２素子載置部の外縁に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の発光装置。
- 前記発光素子の外側が、蛍光体若しくは蛍光体を含む樹脂からなる蛍光体層で覆われている請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置。
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