JP7438858B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
なお、添付図面は、便宜上、特徴を分かりやすくするために特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが各図面で同じであるとは限らない。また、断面図では、各部材の断面構造を分かりやすくするために、一部の部材のハッチングを梨地模様に代えて示し、一部の部材のハッチングを省略している。なお、本明細書において、「平面視」とは、対象物を図1等の鉛直方向(図中上下方向)から視ることを言い、「平面形状」とは、対象物を図1等の鉛直方向から視た形状のことを言う。
図1(a)に示すように、発光装置10は、例えば、セラミックス基板20と、セラミックス基板20に実装された1つ又は複数(本実施形態では、9個)の発光素子30と、セラミックス基板20に対向して設けられた放熱部材40と、シール部材50とを有している。セラミックス基板20の内部には、発光素子30と電気的に接続される配線60が設けられている。各発光素子30は、例えば、ガリウムヒ素リン(GaAsP)系、リン化ガリウム(GaP)系、アルミニウムガリウムヒ素(AlGaAs)系、アルミニウムインジウムガリウムリン(AlGaInP)系、インジウム窒化ガリウム(InGaN)系の発光素子である。本実施形態の各発光素子30は、青色波長を発光するInGaN系の発光素子である。
セラミックス基板20は、透光性を有するセラミックスである。セラミックスとしては、酸化物系セラミックスや非酸化物系セラミックスを挙げることができる。酸化物系セラミックスとしては、例えば、酸化アルミニウム(Al2O3、以下、「アルミナ」ともいう。)、ジルコニア(ZrO2)などを挙げることができる。非酸化物系セラミックスとしては、例えば、窒化アルミニウム(AlN)、窒化ケイ素(Si3N4)などを挙げることができる。セラミックス基板20は、例えば、多結晶セラミックス(多結晶体)である。多結晶セラミックスとしては、例えば、多結晶アルミナや多結晶窒化アルミニウムを挙げることができる。
図1(b)に示すように、各発光素子30は、例えば、その下部が凹部20Xから外部に突出するように形成されている。各発光素子30の下部は、例えば、セラミックス基板20の下面20Aよりも下方に突出するように形成されている。各発光素子30の下面は、例えば、接着剤35を介して放熱部材40の上面40Aに接続されている。各発光素子30は、接着剤35により放熱部材40と熱的に接続されている。
次に、図3~図5にしたがって、発光装置10の製造方法について説明する。
まず、図3(a)に示す工程では、セラミック粉末にバインダー、可塑剤や有機溶媒を分散混合して複数枚(ここでは、2枚)のグリーンシート21,22を作製する。グリーンシート22の配線層61(図1参照)を形成する部分に貫通孔を形成する。また、グリーンシート22の凹部20X(図1参照)を形成する部分に貫通孔20Yを形成する。なお、グリーンシート21,22のセラミック粉末としては、例えば、アルミナを主成分とし、酸化イットリウム及びランタノイド元素酸化物を添加混合したものを用いることができる。
続いて、グリーンシート22の下面に、焼成後に電極端子70となる金属層70Aを形成する。また、グリーンシート22の下面に、焼成後に金属層80となる金属層80Aを形成する。金属層70A,80Aは、例えば、印刷法により形成できる。例えば、スクリーン印刷法により、金属ペーストを用いて金属層70A,80Aを形成することができる。金属ペーストとしては、例えば、金属層61A,62Aを形成する金属ペーストと同じ材料の金属ペーストを用いることができる。なお、金属層70A,80Aは、図3(a)に示した工程で形成するようにしてもよい。
以上の製造工程により、図1に示した発光装置10を製造することができる。
(1)セラミックス基板20と放熱部材40との間を気密封止するシール部材50を設け、セラミックス基板20と放熱部材40とシール部材50とに囲まれた空間に発光素子30を設けるようにした。すなわち、発光素子30の設けられた空間がシール部材50により気密封止されている。これにより、発光素子30の設けられた空間に水分等が浸入することを好適に抑制できる。このため、水分等に起因して発光素子30が劣化することを好適に抑制できる。
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・図8に示した変更例において、電極68をセラミックス基板20の内部に設けるようにしてもよい。例えば、電極68の側面をセラミックス基板20により被覆するようにしてもよい。この場合には、例えば、電極68の下面とセラミックス基板20の下面20Aとが面一になるように形成される。
・上記実施形態では、外部接続用パッドP2上に外部接続端子90を設けるようにしたが、これに限定されない。
例えば図10に示すように、セラミックス基板20の上面20Bに電極端子70を設けるようにしてもよい。本変更例では、電極端子70の上面、つまり外部接続用パッドP2上に、基板110が設けられている。例えば、基板110の下面に設けられた電極(図示略)が外部接続用パッドP2(電極端子70)と電気的に接続されている。
・図10に示した変更例において、外部接続用パッドP2上に外部接続端子90を設けるようにしてもよい。
・上記実施形態の放熱部材40の下方に、放熱フィン、ヒートパイプやベーパチャンバなどの各種冷却・放熱部材を設けるようにしてもよい。
・上記実施形態の電極端子70を省略してもよい。この場合には、例えば、配線層61の下面が外部接続用パッドP2として機能する。例えば、配線層61の下面に、外部接続端子90を直接接続するようにしてもよい。
20 セラミックス基板
20C 傾斜面
20X 凹部
25 光反射膜
30 発光素子
40 放熱部材(基材)
40X 凹部
40C 傾斜面
50 シール部材
60 配線
62,66 配線層
68 電極
70 電極端子
80 金属層
100 電子部品
Claims (8)
- 透光性を有するセラミックス基板と、
前記セラミックス基板に実装された発光素子と、
前記セラミックス基板の内部に設けられ、前記発光素子と電気的に接続される配線と、
前記セラミックス基板と対向して設けられた基材と、
前記セラミックス基板と前記基材との間を気密封止するシール部材と、を有し、
前記発光素子は、前記セラミックス基板と前記基材と前記シール部材とに囲まれた空間に設けられており、
前記配線は、前記セラミックス基板の平面方向に延びる配線層を有し、
前記セラミックス基板のうち前記空間の外側に形成された電極端子を更に有し、
前記シール部材は、平面視において、前記発光素子と前記電極端子との間に設けられており、
前記配線は、前記発光素子と前記電極端子とを電気的に接続しており、
前記配線層は、平面視において、前記シール部材を横切るように前記セラミックス基板の内部に形成されており、
前記シール部材を横切る位置に配置された前記配線層の上下両面が前記セラミックス基板により被覆されており、
前記セラミックス基板は、前記基材と対向する面に形成された第1凹部を有し、
前記発光素子は、前記第1凹部に収容されている発光装置。 - 前記セラミックス基板は、前記基材と対向する面に形成された複数の前記第1凹部を有し、
複数の前記第1凹部には、複数の前記発光素子が個別に収容されている請求項1に記載の発光装置。 - 前記セラミックス基板の側面は傾斜面に形成されており、
前記傾斜面には、光反射膜が形成されている請求項1又は請求項2に記載の発光装置。 - 前記基材は、前記セラミックス基板と対向する面に形成された第2凹部を有し、
前記発光素子は、前記第2凹部に収容されている請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記基材は、前記発光素子で発光された光を反射する材料から構成されており、
前記第2凹部の内側面は傾斜面に形成されている請求項4に記載の発光装置。 - 前記シール部材は、低融点合金又は低融点ガラスからなる請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記セラミックス基板の前記基材との対向面に形成された金属層を更に有し、
前記シール部材は、低融点合金からなり、
前記金属層は、前記セラミックス基板よりも前記低融点合金に濡れ性の高い金属材料からなり、
前記シール部材は、前記金属層と接合されるとともに、前記基材に接合されている請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記セラミックス基板は、波長変換機能を有する蛍光体を含有している請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の発光装置。
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