JP6319026B2

JP6319026B2 - 発光装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP6319026B2
Application number: JP2014198639A
Authority: JP
Inventors: 祐任永野
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2034-09-29
Also published as: JP2016072365A; US9564565B2; US20160091180A1

Description

本発明の実施形態は、発光装置及びその製造方法に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）は、低消費電力、長寿命、高信頼性など多くの特長を有し、青色ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせた白色光を発するＬＥＤ発光装置の実用化により、各種照明やバックライト用光源など様々な用途で広く利用されている。

特許文献１には、ＣＳＰ（Chip Size Package）タイプの発光装置が開示されている。ＣＳＰタイプの発光装置は、ＬＥＤチップが光反射性の樹脂等で直接被覆されるので、小型かつ薄型に形成することができる。特許文献１の発光装置は、発光層を含む半導体層と、半導体層と接続される電極及び配線部と、配線部を覆う封止部と、を備える側面発光型の半導体発光装置が開示されている。この半導体発光装置では、端子面として、正負の配線部が封止部の複数の面から露出されている。このような構成とすることで、端子面を広く確保できるため、小型で実装基板との接続が良好な半導体発光装置を形成することができる。

特開２０１３−６９８１５号公報

しかしながら、特許文献１に開示される半導体発光装置は、封止部と端子面とが略面一に形成されるため、端子面と実装基板とを接続する半田等の接着剤によって、半導体発光装置の光が吸収される恐れがある。また、半導体発光装置が小型になるほど、端子面と実装基板との接続強度の維持が課題となり、半導体発光装置の実装性のさらなる向上が望まれる。

そこで、本発明の実施形態では、小型で実装性の良い発光装置を提供することを目的とする。また、小型で実装性の良い発光装置を容易に作製できる製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、実施形態に係る発光装置は、
発光素子と、
前記発光素子と電気的に接続される略球状の第１端子及び第２端子と、
前記発光素子と前記第１端子及び前記第２端子とを保持する光反射部材と、を備え、
前記光反射部材は、実装面である底面と、前記底面に隣接する側面と、前記発光素子の光出射面側と反対側の背面と、前記第１端子及び前記第２端子が露出部として露出される端子露出面と、を有し、
前記露出部は、前記光反射部材の底面側、側面側、背面側から見て、それぞれ前記光反射部材の最外面よりも内側にある。

また、実施形態に係る発光装置の製造方法は、
発光素子に、略球状の第１端子及び第２端子を接続する第１の工程と、
前記発光素子と前記第１端子及び前記第２端子とを保持する光反射部材を形成する第２の工程と、
前記光反射部材の一部を除去することで端子露出面を形成し、前記端子露出面から前記第１端子及び前記第２端子の一部を露出させる第３の工程と、を有し、
前記第２の工程において、前記光反射部材は、実装面となる底面と、前記底面に隣接する側面と、前記発光素子の光出射面側と反対側の背面と、を有するように形成し、
前記第３の工程において、露出される前記第１端子及び前記第２端子である露出部が、前記光反射部材の底面側、側面側、背面側から見て、それぞれ前記光反射部材の最外面よりも内側となるように、前記光反射部材の一部を除去する。

本実施形態に係る発光装置によれば、小型で実装性の良い発光装置を提供することができる。また、本実施形態に係る発光装置の製造方法によれば、小型で実装性の良い発光装置を容易に作製することができる。

実施形態１に係る発光装置１０の正面側から見た斜視図である。実施形態１に係る発光装置１０を側面側から見た概略図である。実施形態１に係る発光装置１０を背面側から見た斜視図である。光反射部材と露出部が略面一に形成された発光装置３０の背面側から見た斜視図であり、発光装置１０の比較例である。実施形態１に係る第１端子及び第２端子の断面図である。実施形態１に係る発光装置１０を底面側から見た概略図である。実施形態１に係る発光装置１０を側面側から見た概略図である。実施形態１に係る発光装置１０を背面側から見た概略図である。実施形態１に係る発光装置１０が実装基板２０に実装された発光モジュール１００の概略図である。実施形態１に係る発光装置１０の製造方法において、第１の工程を示す概略図である。実施形態１に係る発光装置１０の製造方法において、第１の工程を示す概略図である。実施形態１に係る発光装置１０の製造方法において、第２の工程を示す概略図である。実施形態１に係る発光装置１０の製造方法において、第２の工程を示す概略図である。実施形態１に係る発光装置１０の製造方法において、第３の工程を示す概略図である。実施形態２に係る発光装置５０の背面側から見た斜視図である。比較例である発光装置３０が、実装基板４０に実装された発光モジュール２００の概略図である。本発明の一実施形態に係る発光装置の概略図である。本発明の一実施形態に係る発光装置の概略図である。本発明の一実施形態に係る発光装置の概略図である。

以下、実施形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する発光装置は、本発明の技術的思想を具現化するためのものであって、本発明を以下のものに限定するものではない。特に、以下に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特段の断りがない限りは、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、単なる説明例にすぎない。なお、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に誇張していることがある。さらに、実施形態を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、以下に記載されている実施形態も同様に、特段の断りがない限りは各構成等を適宜組み合わせて適用できる。

≪実施形態１≫
図１は、実施形態１に係る発光装置１０の正面斜視図である。図２は、発光装置１０を側面側から見た概略図である。図３Ａは、発光装置１０を背面斜視図である。実施形態１に係る発光装置１０は、主に側面発光型の発光装置として用いるのに適している。この発光装置１０は、発光素子１と、発光素子１と電気的に接続される第１端子２及び第２端子３と、それらを保持する光反射部材４と、を有する。発光素子１は、半導体層１ａと、ｎ側電極１ｂ及びｐ側電極１ｃと、を備えることができる。発光素子１の光出射面（半導体層１ａの電極形成面の反対側）は、光反射部材４から露出される。第１端子２及び第２端子３は、略球状であり、それぞれ発光素子１のｎ側電極１ｂ又はｐ側電極１ｃのいずれか一方と電気的に接続される。また、第１端子２及び第２端子３の一部は、露出部２ａ，３ａとして、光反射部材４から露出される。

本実施形態では、光反射部材４は発光装置１０の外表面を形成する。光反射部材４は、発光装置１０の実装面である底面４ａ、側面４ｂ、背面４ｃ、前面４ｄ、上面４ｅを備えることができる。本実施形態では、側面４ｂは、底面４ａに対して略垂直に隣接する。また、側面４ｂどうしは略平行に配置され、底面４ａと上面４ｅとは略平行に配置される。光反射部材４の前面４ｄは、発光素子１の電極形成面側を被覆する面である。光反射部材４の背面４ｃは、発光装置１０の光出射面として発光素子１が露出される前面４ｄと反対側の面（対向する面）である。なお、以降の説明では、前面４ｄと背面４ｃに垂直な方向を“奥行き方向”、底面４ａと上面４ｅに垂直な方向を“高さ方向”とし、それぞれの側面４ｂと垂直な方向を“幅方向”とする。
さらに、光反射部材４は、前述の光反射部材４の面とは異なる端子露出面４ｆを有する。露出部２ａ，３ａは、端子露出面４ｆから露出される。

また、露出部２ａ，３ａは、光反射部材４の底面側、側面側、背面側からみた場合、それぞれ光反射部材４の最外面よりも内側に形成される。なお、「最外面」とは、光反射部材４の底面側、側面側、背面側から見た場合、最も外側にある面（各々の面側から見た場合、どの面が最外面であるかは後述する）のことである。また、「内側」とは、光反射部材の最外面よりも突出しない状態を指すが、露出部２ａ，３ａは、最外面と略同じ又は最外面よりも外側にある部分を一部有していてもかまわない。

以上のような構成とすると、予め形成された球状の第１端子２及び第２端子３を用いるので、鍍金等で所望の厚みの端子を形成する場合に比べ、工程コスト及び時間を短縮することができる。さらに、球状の第１端子２及び第２端子３を用いることで、光反射部材４の一部が除去されてなる端子露出面４ｆから、外側に凸形状の曲面である露出部２ａ，３ａが露出されるので、表面積を広くとることができる。なお、外側に凸形状の曲面である露出部２ａ，３ａは、光反射部材４の各々の面側からみて、最外面よりも内側にあるので、発光装置１０と実装基板２０の接続性を低下させることがない。また、端子露出面４ｆによって、発光装置１０と実装基板２０とを接続する接着剤６による光の吸収を抑制することができる。したがって、光の取り出しを維持しつつ、実装基板２０への接続強度及び実装応用性が高い発光装置を形成することができる。

以下、実施形態１に係る発光装置１０の各構成部材について詳述する。なお、ここで説明する各部材の構成は一例であり、これに限られるものではない。

＜発光装置１０＞
（発光素子１）
発光素子１は、ｎ型半導体層１１と活性層１２とp型半導体層１３とを備える半導体層１ａと、ｎ型半導体層１１上に形成されるｎ側電極１ｂと、ｐ型半導体層１３上に形成されるp側電極１ｃと、を備えることができる。本実施形態では、半導体層１ａのｎ型半導体層１１、活性層１２、p型半導体層１３は、奥行き方向に順次積層される。
半導体層１ａとしては、例えば、ＺｎＳｅや窒化物半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ(０≦Ｘ、０≦Ｙ,Ｘ＋Ｙ≦１)）、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ等を用いることができる。なお、各半導体層は、単層構造であってもよいが、組成及び膜圧の異なる層の積層構造や超格子構造であってもよい。活性層１２は、単一量子井戸構造や多量子井戸構造であることが好ましい。発光素子１は、半導体層１ａの他に基板を有していてもよい。基板としては、発光素子１からの光を効率的に取り出すために、例えばサファイア等の透光性の高いものを用いることができる。なお、基板上に半導体層１ａが形成された発光装置の場合は、基板を除去することにより、光反射部材４から露出する面を半導体層１ａとすることができる。そうすることで、発光素子１からの光取り出しを向上させることができる。基板の除去は、レーザリフトオフ（ＬＬＯ）により容易に行うことができる。

ｎ側電極１ｂは、例えばレジストを用いたＲＩＥ法等を用い、前述の半導体層１ａの活性層１２及びｐ型半導体層１３の一部を除去して、ｎ型半導体層１１を露出させた部分に形成することができる。また、p側電極１ｃは、p型半導体層１３上に形成される。各電極の材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ａｇ合金、ＡｌあるいはＡｌ合金、ＩＴＯ等が挙げられる。各電極は、スパッタ法、蒸着法などを用いて形成することができる。ｎ側電極１ｂ及びｐ側電極１ｃの上面は、略同じ高さになるように設けられると、略同じ大きさの第１端子２及び第２端子３を接続させやすいため好ましい。

（第１端子２、第２端子３）
第１端子２及び第２端子３は、略球状であり、発光素子１のｎ側電極１ｂ又はｐ側電極１ｃと電気的に接続される。なお、第１端子２及び第２端子３は、断面が円形となる球状であると好ましいが、断面が楕円形等になる球状でもかまわない。本実施形態では、第１端子２及び第２端子３が、発光素子１に対して幅方向に一列に接続される。第１端子２及び第２端子３が球状であることで、後述する露出部２ａ,３ａを、外側に凸形状の曲面を有する形状とでき、実装応用性の高い発光装置を実装することができる。

発光素子１に接続される第１端子２及び第２端子３は、奥行き方向において、端部が略同一面上にあると好ましい。ｎ側電極１ｂとｐ側電極１ｃとの間に段差を有する場合は、異なる大きさの第１端子２及び第２端子３を用いることで、奥行き方向において、端部を略同一面上に形成することができる。

略球状の第１端子２及び第２端子３は、後述する光反射部材４に被覆され、その一部が露出部２ａ,３ａとして光反射部材４の端子露出面４ｆから露出される。したがって、露出部２ａ,３ａは端子露出面４ｆから凸状に露出した曲面であり、その表面は後述する被覆部Ｂである。しかし、光反射部材４が一部除去される際、第１端子２及び第２端子３の一部も除去される場合は、露出部２ａ,３ａの表面は平面又は凹凸を有していてもよく、その表面の一部はコアＡであってもよい。露出部２ａ,３ａは、図８に示されるように、実装基板２０の配線２１と電気的に接続される外部端子である。

露出部２ａ,３ａは、例えば、発光装置１０の幅方向の端部に形成することができる。そうすることで、露出部２ａ,３ａどうしが短絡することを防止できる。露出部２ａ,３ａは、直径約４０〜２００μｍ程度の第１端子２及び第２端子３を用いる場合、各端子の約１０〜８０％程度が露出されたものであると好ましい。そうすることで、実装基板２０との接続強度を向上させることができる。

図４は、実施形態１に係る第１端子及び第２端子の断面図である。第１端子２及び第２端子３は、加熱等により容易に発光素子１の電極及び実装基板２０の配線と接合が可能で、加熱後も所定の形状を維持できる導電性の材料で形成されていると好ましい。例えば、図４に示されるように、導電性のコアＡとコアＡを被覆する導電性の被覆部Ｂとを有する構成とすることができる。以下、導電性のコアＡと被覆部Ｂとからなる第１端子２及び第２端子３について説明する。

コアＡは、第１端子及び第２端子の形状を決定する部材であり、加熱時及び加熱後において所定の形状を維持する材料であることが好ましい。コアＡの材料としては、例えば主成分がＣｕ（例えば、Ｃｕの含有率が５０質量％以上）であることが好ましい。特に、Ｃｕの含有率が９９質量％以上、又はＣｕと、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗのうち１種以上から選択される金属との合金であると、熱伝導性や電気伝導性に優れるため好適である。コアＡの形状は、略球状であると、略球状の第１端子２及び第２端子３を形成しやすい。コアＡの直径は、約１〜１０００μｍ程度、より好ましくは約４０〜２００μｍ程度とすることができる。

被覆部Ｂは、コアＡと発光素子及び／又は実装基板とを接合することができる、半田等であると好ましい。具体的には、Ａｕと、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎのうち少なくとも１種類以上を含む合金を用いることが好ましい。被覆部Ｂとしては、その他にＮｉ、Ｎｉ−Ｂ、Ｎｉ−Ｐ等を用いてもかまわない。特に、被覆部ＢをＳｎ系の多層構造とすると、発光装置と実装基板とを接続する接着剤として好適に用いることができる。ここで、Ｓｎ系の被覆部Ｂは、Ｓｎ系合金からなる単層構造であってもよいし、Ｓｎと他の合金や複数のＳｎ合金からなる多層構造であってもかまわない。
被覆部Ｂの厚みとしては、被覆部ＢがＳｎである場合、約１〜５０μｍ程度、より好ましくは約１〜１０μｍ程度とすることができる。このような厚みであると、発光素子１の電極及び実装基板２０の配線と良好に接続でき、かつ、第１端子２と第２端子３の短絡を防ぐことができる。

前述のように、コアＡと被覆部Ｂとを有する端子を用いる場合、コアＡは被覆部Ｂよりも融点が高い材料を用いることが好ましい。例えば、前述のように、ＣｕからなるコアＡをＳｎの被覆部Ｂで被覆した第１端子及び第２端子を用いると、金属からなる発光素子１の電極上にそれらの端子を載置して加熱することで、容易に発光素子１と第１端子２及び第２端子３とを接合させることができる。さらに、露出部２ａ，３ａとして被覆部Ｂを露出させる場合は、露出した被覆部Ｂを加熱することで、発光装置１０と実装基板２０とを接合させることができる。

以上、コアＡと被覆部Ｂとを有する第１端子２及び第２端子３について説明したが、構成はこれに限定されない。さらに、発光素子１と第１端子２及び第２端子３とは、共晶接合以外の方法で接続されてもかまわない。例えば、Ａｇペースト等で接続させてもよい。また、第１端子２及び第２端子３は、発光素子１の１つの電極に対してそれぞれ複数接続されていてもよいし、露出部２ａ,３ａが複数形成されていてもかまわない。

（光反射部材４）
光反射部材４は、発光素子１と第１端子２及び第２端子３とを保持する。詳述すると、発光素子１の電極形成面側と、露出部２ａ，３ａ以外の第１端子２及び第２端子３と、を被覆する。光反射部材４は、第１端子２と第２端子３とを絶縁させ、半導体層１ａからの光を発光装置１０の光出射面側へ反射させる。

光反射部材４は、前述のように底面４ａ（実装面）、側面４ｂ、背面４ｃ、前面４ｄ、上面４ｅを有する。光反射部材４の底面４ａ、側面４ｂ、背面４ｃは、第１端子２及び第２端子３よりも外側に形成される。さらに、本実施形態では、底面４ａ、側面４ｂ、背面４ｃに連なり、露出部２ａ,３ａを露出させる端子露出面４ｆを有する。なお、「底面、側面、背面に連なる」とは、底面、側面、背面の全てと並びつながることを指す。
端子露出面４ｆは、光反射部材の一部が除去されることで形成される面であり、一面であっても、複数の面で形成されていてもよい。実施形態１の端子露出面４ｆは、略直方体の光反射部材の角部付近が除去されてなる面であり、複数の面からなる凹形状である。端子露出面４ｆが凹形状であると、露出部２ａ，３ａの表面積を広くとることができる。また、発光装置１０と実装基板とを接続する接着剤を多く保持させることができるため好ましい。その他、端子露出面４ｆは、平面、曲面であってもかまわない。

端子露出面４ｆが形成されることで、端子露出面４ｆ以外の光反射部材４の面の形状が確定される。例えば、図３Ａ及び図５に示されるように、底面４ａ（実装面）及び背面４ｃは略Ｔ字形状、側面４ｂは略五角形状、上面４ｅは略矩形状に形成することができる。しかし、光反射部材４の各々の面の形状は、これに限らない。

以下、光反射部材４の各面と露出部２ａ,３ａとの関係について図５〜７を用いて説明する。図５は、発光装置１０を底面側から見た概略図である。図６は、発光装置１０を側面側から見た概略図である。図７は、発光装置１０を背面側から見た概略図である。
露出部２ａ,３ａは、光反射部材４の底面側、側面側、背面側からみた場合、それぞれ光反射部材４の最外面よりも内側に形成される。図５に示されるように、光反射部材４を底面４ａ側から見た場合、光反射部材４の最外面は側面４ｂ及び背面４ｃであり、露出部２ａ,３ａは、側面４ｂ及び背面４ｃよりも内側にある。同様に、図６に示されるように、光反射部材４を側面４ｂ側から見た場合、光反射部材４の最外面は底面４ａ及び背面４ｃであり、露出部２ａは、底面４ａ及び背面４ｃよりも内側にある。さらに、図７に示されるように、光反射部材４を背面４ｃ側から見た場合、光反射部材４の最外面は底面４ａ及び側面４ｂであり、露出部２ａ,３ａは、底面４ａ及び側面４ｂよりも内側にある。したがって、露出部２ａ,３ａは、各々の面側から見たときに、光反射部材４の最外表面から突出していない。なお、光反射部材４の底面４ａと、露出部２ａ,３ａの一部とは、略同一面上にあると、発光装置１０をより安定的に実装基板２０へ実装することができる。

このような構成とすることで、露出部２ａ,３ａの表面積を広くとりつつ、発光装置１０の実装面（光反射部材４の底面４ａ）を、実装基板に安定的に実装することが可能である。また、露出部２ａ,３ａが、光反射部材４の底面側、側面側、背面側からみた場合、それぞれ光反射部材４の最外面よりも内側にあることで、発光モジュールにおいて、発光装置１０の光が接着剤６によって吸収されることを防ぐことができる。したがって、実装基板２０との接続強度が高く、実装基板２０への実装が安定的に行え、且つ、光取り出しの良い発光装置１０を形成することができる。

光反射部材４の材料としては、第１端子２と第２端子３とを絶縁でき、半導体層１ａからの光を発光装置１０の光出射面側へ反射できるものであれば、特に限定されない。例えば、母材に光反射性材料が含有されたものを用いることができる。
母材としては、例えば、セラミック、樹脂、ガラス、誘電体、パルプ又はこれらの２種類以上を含む複合材料等が挙げられる。特に、所望の形状に容易に成形可能な樹脂が好ましい。樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリノルボルネン樹脂、又はこれらの樹脂を２種類以上含むハイブリッド樹脂等が挙げられる。
光反射性材料としては、酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化チタン、二酸化ケイ素、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライト、酸化ニオブ、硫酸バリウム、カーボンブラック、各種希土類酸化物（例えば、酸化イットリウム、酸化ガドリニウム等）が挙げられる。母材には、その他、拡散材や着色剤、光反射部材の強度や放熱性を高めたり、熱膨張係数を調整する等の目的でフィラーを含有させてもかまわない。

光反射部材４は、発光素子１からの光に対する反射率が、約６０％以上、より好ましくは約７０〜９０％以上であると好ましい。

（波長変換層５）
発光素子１の光出射面側（すなわち、光反射部材４から露出された半導体層１ａ）は、波長変換層５で被覆されていると好ましい。波長変換層５は、例えば、発光素子１からの光を透過させることができる母材に、発光素子１からの光を任意の波長に変換可能な波長変換部材を含有させたものを用いることができる。母材としては、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリノルボルネン樹脂、又はこれらの樹脂を２種類以上含むハイブリッド樹脂等の樹脂や、ガラス等を用いることができる。波長変換部材としては、所望の蛍光体を用いることができる。また、波長変換部材として、いわゆるナノクリスタル、量子ドットと称される発光物質を用いてもよい。なお、波長変換層５には、拡散材等を含有させてもかまわない。

蛍光体としては、例えば、ユーロピウム、セリウム等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体、より具体的には、ユーロピウムで賦活されたα又はβサイアロン型蛍光体、各種アルカリ土類金属窒化シリケート蛍光体、ユーロピウム等のランタノイド系元素、マンガン等の遷移金属系元素により主に賦活されるアルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類のハロシリケート蛍光体、アルカリ土類金属シリケート蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類金属ケイ酸塩、アルカリ土類金属硫化物、アルカリ土類金属チオガレート、アルカリ土類金属窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、セリウム等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩又はユーロピウム等のランタノイド系元素で主に賦活される有機物及び有機錯体等が挙げられる。特に、黄色蛍光体であるＹＡＧ系蛍光体、赤色蛍光体であるＫＳＦ（Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ）、緑色蛍光体のβ―ＳｉＡｌＯＮ蛍光体、ＬＡＧ系蛍光体等が好適に用いられる。この他にも同様の性能、効果を有する蛍光体を適宜使用することができる。蛍光体は、単独又は２種類以上を混合して使用することができる。

量子ドットとしては、具体的には、ＣｄＳｅ、コアシェル型のＣｄＳ_ｘＳｅ_１−ｘ／ＺｎＳ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＡｇＩｎＳ、ＣｕＩｎＳ等のナノサイズの高分散粒子を用いることができる。

＜実装基板２０＞
図８は、発光装置１０が実装基板２０に実装された発光モジュール１００の概略図である。実装基板２０は、発光装置１０が実装される基板であり、配線２１と基体２２とを有する。配線２１は、発光装置１０の露出部２ａ,３ａと電気的に接続される。なお、実装基板２０は、配線２１のみで構成されていてもかまわない。

配線２１の材料としては、導電性の高い材料が用いられ、例えば、銅、ニッケル、パラジウム、タングステン、クロム、チタン、アルミニウム、銀、金又はそれらの合金等の金属材料が挙げられる。なお、配線２１は発光装置１０で発生した熱の放熱性の観点から、銅又は銅合金が特に好ましい。また、任意の材料から形成した配線の表面に、銀、プラチナ、錫、金、銅、ロジウム若しくはこれらの合金から成る被膜を形成することもできる。また、銀又は銀合金から形成した配線の表面を酸化させて、配線の表面に酸化銀又は銀合金の酸化物の被膜を形成してもよい。

基体２２の材料としては、セラミックス、ガラスエポキシ、樹脂等の絶縁性材料が挙げられる。特に、耐熱性及び耐候性の高いセラミックスが好ましい。セラミックス材料としては、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト等が好ましく、ＬＴＣＣ(low Temperature Co-fired Ceramics)を用いてもかまわない。その他、金属材料の表面を絶縁性材料で被覆した絶縁性基体を利用することもできる。

＜発光モジュール１００＞
発光モジュール１００は、発光装置１０が実装基板２０に実装されたものである。実装基板２０の配線２１上に、発光装置１０の実装面（光反射部材４の底面４ａ）が実装され、接着剤６（例えば、半田等の導電性接着材やＡＣＰ等の異方性導電部材等）によって、光反射部材４の端子露出面４ｆから露出された露出部２ａ，３ａと、配線２１とを電気的に接続することができる。本実施形態において、露出部２ａ,３ａに這いあがる接着剤６は、端子露出面４ｆによって、光出射面から出射された光を吸収することを阻害される。したがって、図３Ｂ及び図１３に示される比較例のように、光反射部材３４と露出部３２ａ,３３ａとが略同一面上にある（又は露出部３２ａ,３３ａが光反射部材３４よりも外側に突出する）発光装置３０及び発光モジュール２００よりも、接着剤３６による光吸収を抑えることができる。

＜発光装置１０の製造方法＞
以下、本実施形態の発光装置１０の製造方法について、図９〜１１を用いて例示する。図９Ａ及び図９Ｂは、発光装置１０の製造方法において、第１の工程を示す概略図である。図１０Ａ及び図１０Ｂは、第２の工程を示す概略図である。図１１は、第３の工程を示す概略図である。なお、以下に示す製造方法は一例であり、適宜その他の方法及び工程順で形成することができる。

（第１の工程）
第１の工程では、発光素子１に、略球状の第１端子２及び第２端子３を接続する。まず、半導体層とｎ側電極及びｐ側電極が形成された発光素子１を複数準備し、シート８上に配置する。例えば、シート８は、ポリイミドの基材上に接着層としてアクリル系樹脂が形成されたものを用いることができ、その上面に発光素子１を約０．４〜２．３ｍｍ程度の間隔で配置することができる。続いて、発光素子１のｎ側電極及びｐ側電極上に適宜フラックスを塗布する。フラックスの塗布方法は、印刷、転写等適宜自由に選択することができる。
次に、発光素子１の各電極上に、第１端子２及び第２端子３を載置する。本実施形態では、予め直径約１００μｍの球状のＣｕコアＡが厚み約５μｍのＳｎからなる被覆部Ｂで被覆された直径１１０μｍの第１端子２及び第２端子３を準備し、吸引治具を用いて発光素子１の各電極上に載置する。その際に、仮止材を用いてもかまわない。仮止材は、適宜公知のものを使用することができる。また、発光素子１の電極上に、予め端子の形状に対応する凹部を有する保持部を形成しておく（または電極そのものを、端子の形状に対応した凹形状に形成しておく）ことで、第１端子２及び第２端子３を精度よく配置することができる。

そして、第１端子２及び第２端子３が載置された発光素子１をシート８ごと、オーブン又はプレート等で約２８０℃約１分以上加熱する。そうすることで、Ｓｎである被覆部Ｂが溶融して硬化し、発光素子１と導電性のコアＡが接合され、発光素子１と第１端子２及び第２端子３とが固定される。なお、その他の半田、Ａｇペースト等により、発光素子１と第１端子２及び第２端子３とを接続してもかまわない。

（第２の工程）
続いて、第２の工程において、発光素子１と第１端子２及び第２端子３とを保持する光反射部材４を形成する。本実施形態では、第１端子２及び第２端子３が接続された発光素子１を複数有するシート８（以下、シート集合体８０とする）を金型９０にセットし、光反射部材４として酸化チタン等の光反射性材料を含有させたシリコーン樹脂を金型９０内に充填し、硬化させる。なお、光反射部材４は、射出成形、押出成形、トランスファ成形、印刷、塗布等、適宜所望の方法で形成してもよい。

次に、光反射部材４が形成されたシート集合体８０からシート８を剥がし、発光素子１の光出射面を被覆するように適宜波長変換層５を形成する。そうすることで、発光素子１からの光を所望の発光色に波長変換することができる。波長変換層５は、例えば、蛍光体を含有させたシリコーン樹脂等を、スプレー、塗布、印刷等の所望の方法を用いて形成することができる。波長変換層５の厚みは、約３０〜３００μｍとすることができる。
そして、光反射部材4を個片化する。ここで、個片化された光反射部材４は、少なくとも発光装置１０の実装面となる底面４ａ、側面４ｂ、背面４ｃ、を有する。本実施形態では、個片化された光反射部材４は略直方体であり、その寸法は、幅約２．０ｍｍ、高さ約０．５ｍｍ、奥行き約０．５ｍｍとすることができる。なお、シート８を剥がすタイミングは特に限定されないが、光反射部材４の個片化前であると好ましい。

（第３の工程）
第３の工程では、第２の工程で個片化された光反射部材４の一部を除去することで、端子露出面４ｆを形成する。さらに、端子露出面４ｆから略球状の第１端子２及び第２端子３の一部を露出させ、露出部２ａ,３ａを形成する。本実施形態では、図１０Ｂに示される略直方体の光反射部材４の底面４ａ、側面４ｂ、背面４ｃからなる角部Ｃ付近を除去することで、端子露出面４ｆを形成する。例えば、第２の工程後の光反射部材４において、端子露出面４ｆが形成される部分（すなわち、底面４ａ、側面４ｂ、背面４ｃからなる角部Ｃ付近）以外にマスク９を形成する。詳述すると、実施形態１では、底面４ａ及び背面４ｃに、角部Ｃを露出するように略Ｔ字形状のマスクを形成し、側面４ｂに、角部Ｃを露出するように略五角形のマスクを形成することができる。そして、第１端子２及び第２端子３が所望の範囲まで露出されるようにブラスト処理を行い、端子露出面４ｆ及び露出部２ａ,３ａを形成する。
なお、光反射部材４の一部を除去する際、第１端子２及び第２端子３は除去されないようにすることが好ましい。しかし、光反射部材４の一部とともに、第１端子２及び第２端子３の被覆部Ｂ（やコアＡ）の一部が除去されてもかまわない。
また、光反射部材４は、レーザ加工で除去してもよい。例えば、ＣＯ_２レーザ、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ（基本波、２倍波、３倍波、４倍波）等の固体レーザを用いることができる。これにより、より精度よく光反射部材４の一部を除去することができる。

以上のように、第３の工程において、露出部２ａ,３ａと端子露出面４ｆとを同時に形成することができる。露出部２ａ,３ａは、光反射部材４の底面４ａ側、側面４ｂ側、背面４ｃ側から見て、それぞれ光反射部材４の最外面よりも内側となるように形成される。

以上のように、第１〜３の工程によって、表面が曲面であり、光反射部材４の端子露出面４ｆから露出（突出）され、光反射部材４の底面側、側面側、背面側から見て、それぞれ光反射部材４の最外面よりも内側にある露出部２ａ，３ａを有する側面発光型の発光装置１０を形成することができる。
なお、本実施形態では、端子が発光素子の各電極に１つずつ接続される形態を示したが、これに限らない。例えば、図１４Ａに示される発光装置１０Ａのように、第１端子及び／又は第２端子は、発光素子の各電極に複数接続されてもよい。それに伴い、端子露出面４Ａｆ、露出部２Ａａ，３Ａａを複数有していてもかまわない。この場合、複数の端子のうちの一部は、発光素子と電気的に接続されない放熱用の端子として用いられてもよい。
また、図１４Ｂに示されるように、光反射部材４Ａの底面側、側面側、背面側から見て、それぞれ光反射部材４Ａの最外面よりも外側に設けられた第１端子又は第２端子（又は放熱用の端子）の露出部２Ａａ，３Ａａが含まれていてもかまわない。

本実施形態では側面発光型（サイドビュー型）の発光装置１０について例示したが、これに限らない。例えば、図１５に示されるように、実装面である底面に対し、上面を光出射面とする上面発光型（トップビュー型）の発光装置１０Ｂでもよい。上面発光型（トップビュー型）の発光装置１０Ｂでは、光出射面の反対側の（対向する）背面４Ｂｃが、実装面である底面４Ｂａとなる。

＜発光モジュール１００の形成方法＞
第１〜３の工程によって形成された発光装置１０を、予め準備された実装基板２０へ実装することで発光モジュール１００を形成することができる。以下、発光モジュール１００の形成方法について例示する。なお、以下に示されるのは一例であり、適宜所望の方法及び工程順で形成することができる。

まず、実装基板２０の配線２１上に接着剤６を形成する。例えば、メタルマスクを用いたスクリーン印刷法により、接着剤６である半田等を供給することができる。ここで供給される半田は、発光素子１と第１端子及び第２端子とを接続する半田よりも低温で溶融するものであることが好ましい。その他、接着剤６はＡｇペースト等でもよい。次に、接着剤６上に発光装置１０を載置する。この状態で、接着剤６を溶融して硬化させることで、発光装置１０と実装基板２０とが電気的に接続され、発光モジュール１００が作製される。なお、前述のように、球状のＣｕコアＡが被覆部ＢであるＳｎで被覆された第１端子２及び第２端子３を用いる場合は、接着剤６を用いずに、発光装置１０と実装基板２０とを接続することができる。すなわち、発光装置１０の露出部２ａ，３ａを実装基板２０の配線２１上に載置して加熱することで、露出部２ａ，３ａの表面の被覆部ＢであるＳｎによって、発光装置１０と実装基板２０とを共晶接合することが可能である。

≪実施形態２≫
（発光装置５０）
図１２は、実施形態２に係る発光装置５０の背面斜視図である。発光装置５０は、端子露出面４ｆの形状が実施形態１の発光装置１０と異なっている。発光装置５０の端子露出面４ｆは略平面であり、実施形態１の発光装置１０よりも、光反射部材４が奥行き方向に厚い。それ以外は、実施形態１の発光装置１０と略同様に構成されており、適宜説明を省略する。

実施形態２の略平面の端子露出面４ｆは、例えば、第２の工程において、端子露出面４ｆが形成される前の略直方体の光反射部材４に、実施形態１と異なる形状のマスクを形成することで形成することができる。詳述すると、実施形態２では、角部Ｃを露出させるように、光反射部材４の底面４ａ及び背面４ｃに六角形、側面４ｂに五角形のマスクを形成する。そして、ブラスト処理を行うことで、略平面の端子露出面４ｆを形成することができる。
このような端子露出面４ｆを形成すると、実施形態１の発光装置１０と同様に、小型で、実装基板との接続強度及び実装応用性が高く、光の取り出しを維持することが可能な発光装置５０を形成できる。さらに、光反射部材４の奥行き方向の厚みを比較的厚くすることができるので、発光素子１の光が光反射部材４から抜け出すことを防止できる。また、発光装置５０が実装基板に実装される発光モジュールも、前述と同様の効果を奏することができる。

以上、いくつかの実施形態について例示したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることは言うまでもない。

１０、１０Ａ、１０Ｂ、３０、５０…発光装置
１、１Ｂ、３１…発光素子
１ａ…半導体層
１１…ｎ側半導体層
１２…活性層
１３…ｐ側半導体層
１ｂ…ｎ側電極
１ｃ…ｐ側電極
２、３２…第１端子
３、３３…第２端子
Ａ…コア
Ｂ…被覆部
２ａ、３ａ、３２ａ、３３ａ、２Ａａ、３Ａａ、２Ｂａ、３Ｂａ…露出部
４、４Ａ、４Ｂ…光反射部材
４ａ、４Ｂａ…底面（実装面）
４ｂ、３４ｂ、４Ｂｂ…側面
４ｃ、４Ｂｃ…背面
４ｄ、３４ｄ…前面
４ｅ、３４ｅ…上面
４ｆ、４Ａｆ，４Ｂｆ…端子露出面
Ｃ…角部
５、３５、５Ａ…波長変換層
２０、４０…実装基板
２１、４１…配線
２２、４２…基材
６、３６…接着剤
８…シート
８０…シート集合体
９０…金型
９…マスク
１００、２００…発光モジュール

Claims

発光素子と、
前記発光素子と電気的に接続される略球状の第１端子及び第２端子と、
前記発光素子と前記第１端子及び前記第２端子とを保持する光反射部材と、を備え、
前記光反射部材は、実装面である底面と、前記底面に隣接する側面と、前記発光素子の光出射面側と反対側の背面と、前記第１端子及び前記第２端子が露出部として露出される端子露出面と、を有し、
前記露出部は、前記光反射部材の底面側、側面側、背面側から見て、それぞれ前記光反射部材の最外面よりも内側にあることを特徴とする発光装置。
前記端子露出面は、前記光反射部材の前記底面、前記側面、前記背面に連なる請求項１に記載の発光装置。
前記第１端子及び前記第２端子は、コアと前記コアを被覆する被覆部とを有し、前記コアの融点は、前記被覆部の融点よりも高い請求項１又は２に記載の発光装置。
前記コアはＣｕを含み、前記被覆部はＡｕと、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎの内少なくとも１種類を含む合金である請求項３に記載の発光装置。
前記発光素子と前記コアとは、共晶接合される請求項３又は４に記載の発光装置。
前記発光素子の光出射面側を被覆する波長変換層を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置。
請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置が実装基板に実装された発光モジュール。
発光素子に、略球状の第１端子及び第２端子を接続する第１の工程と、
前記発光素子と前記第１端子及び前記第２端子とを保持する光反射部材を形成する第２の工程と、
前記光反射部材の一部を除去することで端子露出面を形成し、前記端子露出面から前記第１端子及び前記第２端子の一部を露出させる第３の工程と、を有し、
前記第２の工程において、前記光反射部材は、実装面となる底面と、前記底面に隣接する側面と、前記発光素子の光出射面側と反対側の背面と、を有するように形成し、
前記第３の工程において、露出される前記第１端子及び前記第２端子である露出部が、前記光反射部材の底面側、側面側、背面側から見て、それぞれ前記光反射部材の最外面よりも内側となるように、前記光反射部材の一部を除去することを特徴とする発光装置の製造方法。
前記第３の工程において、前記光反射部材の一部は、ブラスト処理によって除去する請求項８に記載の発光装置の製造方法。