JP6249348B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1(a)〜図1(c)は、第1の実施形態に係る発光装置及び照明装置を例示する模式図である。
図1(a)は平面図である。図1(b)は、図1(a)のA1−A2線断面の一部を例示す断面図である。
図1(a)及び図1(b)に表したように、本実施形態に係る発光装置110は、ベース部材71と、グリス層53と、放熱板51と、接合層52と、実装基板部15と、複数の半導体発光素子20と、を含む。発光装置110は、例えば、照明装置210に用いられる。
実装基板部15は、セラミック基板10と、第1金属層11と、第2金属層12と、を含む。
第2金属層12は、外縁10xから離れている。第2金属層12の平面形状は、例えば矩形である。第2金属層12は、第1〜第4金属辺12i〜12lを有する。第2金属辺12jは、第1金属辺12iから離間する。第3金属辺12kは、第1金属辺12iの一端と、第2金属辺12jの一端と、を接続する。第4金属辺12lは、第3金属辺12kと離間し、第1金属辺12iの他端と、第2金属辺12jの他端と、を接続する。各辺の交点、すなわちコーナ部は、曲線状(アール形状)でも良い。第2金属層12の平面形状は、矩形でなくても良く、任意である。
半導体発光素子20は、例えば、フリップチップ型のLEDである。
図2に表したように、実装領域16は、第1配置部〜第4配置部16a〜16dを含む。第4辺10fと第1配置部16aとの間に第2配置部16bが設けられる。第1配置部16aと第2配置部16bとの間に第3配置部16cが設けられる。第2配置部16bと第3配置部16cとの間に第4配置部16dが設けられる。
第1コネクタ用電極部47aは、第1実装パターン部11faと電気的に接続されている。第1コネクタ用電極部47aは、第1実装パターン領域11ra及び第2実装パターン領域11rbと電気的に接続されている。
例えば、第3実装パターン領域11rcの実装パターン11p上に配置された複数の半導体発光素子20は、直列に接続される。例えば、第4実装パターン領域11rdの実装パターン11p上に配置された複数の半導体発光素子20は、直列に接続される。例えば、第3実装パターン領域11rcの実装パターン11p上に配置された複数の半導体発光素子20と、第4実装パターン領域11rdの実装パターン11p上に配置された複数の半導体発光素子20と、は、並列に接続される。
例えば、第5実装パターン領域11reの実装パターン11p上に配置された複数の半導体発光素子20は、直列に接続される。例えば、第6実装パターン領域11rfの実装パターン11p上に配置された複数の半導体発光素子20は、直列に接続される。例えば、第5実装パターン領域11reの実装パターン11p上に配置された複数の半導体発光素子20と、第6実装パターン領域11rfの実装パターン11p上に配置された複数の半導体発光素子20と、は、並列に接続される。
例えば、第7実装パターン領域11rgの実装パターン11p上に配置された複数の半導体発光素子20は、直列に接続される。例えば、第8実装パターン領域11rhの実装パターン11p上に配置された複数の半導体発光素子20は、直列に接続される。例えば、第7実装パターン領域11rgの実装パターン11p上に配置された複数の半導体発光素子20と、第8実装パターン領域11rhの実装パターン11p上に配置された複数の半導体発光素子20と、は、並列に接続される。
例えば、第3コネクタ48cと第4コネクタ48dとの間に、第3キャパシタ49cが配置される。第3キャパシタ49cと第4コネクタ48dとの間に、第4キャパシタ49dが配置される。
例えば、第5コネクタ48eと第6コネクタ48fとの間に、第5キャパシタ49eが配置される。第5キャパシタ49eと第6コネクタ48fとの間に、第6キャパシタ49fが配置される。
例えば、第7コネクタ48gと第8コネクタ48hとの間に、第7キャパシタ49gが配置される。第7キャパシタ49gと第8コネクタ48hとの間に、第8キャパシタ49hが配置される。
例えば、2つのコネクタが設けられ、それぞれのコネクタは、コーナ部以外に設けられた参考例のCOBモジュールがある。例えば、参考例のCOBモジュールにおいては、第1コーナ部と第2コーナ部との間に第1コネクタを設けられ、第3コーナ部と第4コーナ部との間に第2コネクタが設けられる。例えば、参考例のCOBモジュールにおいては、第1コネクタと第2コネクタとを介して、実装領域16に設けられた半導体発光素子20が通電される。例えば、参考例のCOBモジュールは、コネクタ配置として最大でも2角で1系統の入出力端子である。
図3は、チップ及びコネクタケーブルが装着された発光装置100を表している。
図4に表したように、第1配置部16aは、第1領域16raと第2領域16rbと第3領域16rcとを含む。第1領域16raと第2領域16rbとは、第1辺10cから第2辺10dへ向かう第1方向(例えば、Y軸方向)において、離間している。第3領域16rcは、第1領域16raと第2領域16rbとの間に設けられる。
図5(a)は、模式的平面図である。図5(b)は、図5(a)のB1−B2線断面の一部を例示する模式的断面図である。
セラミック基板10には、例えば、レーザを用いたマーキング(印字や刻印と呼ばれる状態を形成すること)が行われる。セラミック基板に用いられるアルミナ焼結体にレーザを照射する。これにより、例えば、レーザを照射した領域(マーキングエリア)において、アルミナ焼結体中の酸素の一部が除去される。酸素欠陥が形成される。酸素欠陥は、例えば、白色光中の青色の光選択的に吸収する。これにより、例えば、アルミナ焼結体は、黄色に発色する。これにより、レーザを用いたマーキングを行うことができる。
図6は、3つの異なる焼結アルミナにおけるPLスペクトルを例示している。これらの焼結アルミナは、レーザマーキング後のコントラストが大きいレーザマーキング良品である。図6に表したように、波長が380nm以上390nm以下の領域において、ブロードなピークまたは、比較的シャープなピークが確認される。
図7は、焼結アルミナS1のPLスペクトルと、高純度アルミナSKのPLスペクトルと、高純度アルミナSTのPLスペクトルを例示している。焼結アルミナS1は、レーザマーキング後のコントラストが小さいレーザマーキング不良品である。高純度アルミナSKのPLスペクトル及び高純度アルミナSTのPLスペクトルは、リファレンスである。
図8の横軸は、レーザパワーLPである。図8の縦軸は、PLスペクトルの380nm付近におけるピーク強度PIである。例えば、レーザを照射していない焼結アルミナにおけるPLスペクトルのピーク強度PIは、2800程度である。例えば、本照射に用いられるレーザのレーザパワーLPは、85%である。
焼結アルミナに、炭酸ガスレーザを用いてマーキングを行う。本実施形態においては、焼結アルミナ中のCr3+が、レーザの吸収トリガーとして利用される。
図9は、3つの異なるレーザマーキング良品におけるPLスペクトルを例示している。これらのPLスペクトルのそれぞれは、670nmにおける最大ピーク強度で規格化されている。図9に表したように、690nmにおけるピークの強度は、670nmにおけるピークの強度の0.5倍程度である。
図10は、焼結アルミナS5のPLスペクトルと、高純度アルミナS6のPLスペクトルと、高純度アルミナS7のPLスペクトルとを例示している。これらのPLスペクトルのそれぞれは、最大ピーク強度で規格化されている。焼結アルミナS5は、レーザマーキング不良品である。図10に表したように、レーザマーキング不良品においては、670nmにおけるピーク強度と、690nmにおけるピーク強度と、が同等となっている。これは、例えば、炭酸ガスレーザ光を吸収するトリガーとなるCr3+の濃度が低いことを意味している。
図11は、焼結アルミナS8のレーザマーキング前のPLスペクトルS8bと、焼結アルミナS8のレーザマーキング後のPLスペクトルS8aと、焼結アルミナS9のレーザマーキング前のPLスペクトルS9bと、焼結アルミナS9のレーザマーキング後のPLスペクトルS9aと、を例示している。
図12は、焼結アルミナS10のレーザマーキング前のPLスペクトルS10bと、焼結アルミナS10のレーザマーキング後のPLスペクトルS10aと、を例示している。焼結アルミナS10においては、レーザマーキングのコントラストが良好である。
図13は、焼結アルミナS11のPLスペクトルと、焼結アルミナS12のPLスペクトルとを例示している。これらは、514.5nmの波長を有する光を用いて励起した場合のPLスペクトルである。これらのPLスペクトルのそれぞれは、694nmおける最大ピーク強度で規格化されている。
なお、焼結アルミナ材料は、第2の実施形態と第2の実施形態とで説明したレーザマーキングに適した両方条件を満たすように構成することもできる。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
Claims (6)
- 第1辺と、前記第1辺と離間した第2辺と、第3辺と、前記第3辺と離間した第4辺と、前記第1辺と前記第3辺とを接続する第1コーナ部と、前記第3辺と前記第2辺とを接続する第2コーナ部と、前記第2辺と前記第4辺とを接続する第3コーナ部と、前記第4辺と前記第1辺とを接続する第4コーナ部と、を含む第1主面を有するセラミック基板であって、前記第1主面は、実装領域と、前記第1コーナ部と前記実装領域との間に設けられた第1コネクタ領域と、前記第2コーナ部と前記実装領域との間に設けられた第2コネクタ領域と、前記第3コーナ部と前記実装領域との間に設けられた第3コネクタ領域と、前記第4コーナ部と前記実装領域との間に設けられた第4コネクタ領域と、前記第1コーナ部と前記第1コネクタ領域との間に設けられた第5コネクタ領域と、前記第2コーナ部と前記第2コネクタ領域との間に設けられた第6コネクタ領域と、前記第3コーナ部と前記第3コネクタ領域との間に設けられた第7コネクタ領域と、前記第4コーナ部と前記第4コネクタ領域との間に設けられた第8コネクタ領域と、を含むセラミック基板と、
前記実装領域の上に設けられた複数の半導体発光素子と、
前記第1コネクタ領域の上に設けられた第1コネクタと、
前記第2コネクタ領域の上に設けられた第2コネクタと、
前記第3コネクタ領域の上に設けられた第3コネクタと、
前記第4コネクタ領域の上に設けられた第4コネクタと、
前記第5コネクタ領域の上に設けられた第5コネクタと、
前記第6コネクタ領域の上に設けられた第6コネクタと、
前記第7コネクタ領域の上に設けられた第7コネクタと、
前記第8コネクタ領域の上に設けられた第8コネクタと、
前記複数の半導体発光素子と前記セラミック基板との間に設けられた第1金属層であって、前記第1コネクタと電気的に接続された第1コネクタ用電極部と、前記第2コネクタと電気的に接続された第2コネクタ用電極部と、前記第3コネクタと電気的に接続された第3コネクタ用電極部と、前記第4コネクタと電気的に接続された第4コネクタ用電極部と、前記第5コネクタと電気的に接続された第5コネクタ用電極部と、前記第6コネクタと電気的に接続された第6コネクタ用電極部と、前記第7コネクタと電気的に接続された第7コネクタ用電極部と、前記第8コネクタと電気的に接続された第8コネクタ用電極部と、を含む第1金属層と、
を備え、
前記実装領域は、
第1配置部と、
前記第4辺と前記第1配置部との間に設けられた第2配置部と、
前記第1配置部と前記第2配置部との間に設けられた第3配置部と、
前記第2配置部と前記第3配置部との間に設けられた第4配置部と、
を含み、
前記第1金属層は、
前記第1配置部の上に設けられた第1実装パターン部と、
前記第2配置部の上に設けられた第2実装パターン部と、
前記第3配置部の上に設けられた第3実装パターン部と、
前記第4配置部の上に設けられた第4実装パターン部と、
をさらに含み、
前記第1コネクタ用電極及び前記第2コネクタ用電極は、前記第1実装パターン部と電気的に接続され、
前記第3コネクタ用電極及び前記第4コネクタ用電極は、前記第2実装パターン部と電気的に接続され、
前記第5コネクタ用電極及び前記第6コネクタ用電極は、前記第3実装パターン部と電気的に接続され、
前記第7コネクタ用電極及び前記第8コネクタ用電極は、前記第4実装パターン部と電気的に接続された発光装置。 - 前記第1コネクタは、
第1コネクタ辺と、
前記第1コネクタ辺と前記実装領域との間に設けられ前記第1コネクタ辺と離間した第2コネクタ辺と、
前記第1コネクタ辺の一端と前記第2コネクタ辺の一端とに繋がる第3コネクタ辺と、
前記第1コネクタ辺の他端と前記第2コネクタ辺の他端とに繋がる第4コネクタ辺と、
を含み、
前記第1コネクタ辺の延在する方向と、前記実装領域から前記第1コーナ部へ向かう方向と、の間の角は、80度以上100度以下である請求項1記載の発光装置。 - 前記第1配置部は、
第1領域と、
前記第1辺から前記第2辺へ向かう第1方向において前記第1領域と離間した第2領域と、
第1領域と第2領域との間に設けられた第3領域と、
を含み、
前記第3配置部は、
前記第3辺から前記第4辺へ向かう第2方向において前記第1領域と並ぶ第4領域と、
前記第2方向において前記第2領域と並び前記第1方向において前記第4領域と離間した第5領域と、
前記第4領域と前記第5領域との間に設けられた第6領域と、
を含み、
前記第3領域の前記第2方向に沿った長さは、前記第1領域の前記第2方向に沿った長さよりも長く、前記第2領域の前記第2方向に沿った長さよりも長く、
前記第6領域の前記第2方向に沿った長さは、前記第4領域の前記第2方向に沿った長さよりも短く、前記第5領域の前記第2方向に沿った長さよりも短い請求項1または2に記載の発光装置。 - 前記第1コネクタ領域と前記実装領域との間の距離は、2.5ミリメートル以上である請求項1〜3のいずれか1つに記載の発光装置。
- 前記発光装置は、第2金属層と、半田層と、放熱板と、をさらに備え、
前記セラミック基板は、前記第1主面とは反対側で、前記第2金属層が設けられた第2主面を有し、
前記放熱板は、前記セラミック基板の前記第2主面の側に設けられ、
前記半田層は、前記放熱板と前記第2金属層との間に設けられ、
前記放熱板の熱膨張係数の前記セラミック基板の熱膨張係数に対する比は、0.5以上2以下である請求項1〜4のいずれか1つに記載の発光装置。 - 前記セラミック基板は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム及び酸窒化アルミニウムの少なくともいずれかを含み、
前記放熱板は、アルミニウムとシリコンカーバイドとを含む複合材料、銅とモリブデンとを含む複合材料、及び、銅とタングステンとを含む複合材料、の少なくともいずれかを含む請求項5記載の発光装置。
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