JPWO2006046655A1 - 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 PDFInfo
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Abstract
Description
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、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のビア導体からそれぞれな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の導電経路と前記発光素子の前記第1電極との接合領域の面積は、前記第2の導電経路と前記発光素子の前記第2電極との接合領域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。
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露出されていることを特徴とする。
本発明において、同一平面における前記第1の導電経路と前記第2の導電経路との距離が、前記基体に接合される、前記発光素子の第1電極と第2電極との距離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、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、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、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、を備え、
前記第1のビア導体が複数の導電体から成ることを特徴とする発光素子搭載用基板である。
本発明は、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、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、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、
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いことを特徴とする発光装置である。
本発明は、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、
を備え、
前記第1のビア導体が複数の導電体から成る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。
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6は、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8は、図7Aの発光装置の斜視図である。
図9は、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。
図11は、本発明の第5実施形態の発光装置を示す断面図である。
図12は、本発明の第6実施形態の発光装置を示す断面図である。
図13は、本発明の第7実施形態の発光装置を示す断面図である。
図14は、本発明の第8実施形態の発光装置を示す断面図である。
図15は、本発明の第9実施形態の発光装置を示す断面図である。
図16は、本発明の第10実施形態の発光装置を示す断面図である。
図17は、本発明の第11実施形態の発光装置を示す断面図である。
図18は、本発明の第12実施形態の発光装置を示す断面図である。
図19は、本発明の第13実施形態の発光装置を示す断面図である。
図20は、本発明の第14実施形態の発光装置を示す断面図である。
図21は、本発明の第15実施形態の発光装置を示す断面図である。
図22は、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23は、図22の照明装置の断面図である。
図24は、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25は、図24の照明装置の断面図である。
図26は、発光素子の基本構造を示す断面図である。
(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。
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。
Claims (27)
- 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いことを特徴とする発光素子搭載用基板。 - 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のビア導体からそれぞれな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。
- 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。
- 前記第1の導電経路と前記発光素子の前記第1電極との接合領域の面積は、前記第2の導電経路と前記発光素子の前記第2電極との接合領域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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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露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。
- 同一平面における前記第1の導電経路と前記第2の導電経路との距離が、前記基体に接合される、前記発光素子の第1電極と第2電極との距離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。
- 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。
- 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、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いことを特徴とする発光素子搭載用基板。 - 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、を備え、
前記第1のビア導体が複数の導電体から成ることを特徴とする発光素子搭載用基板。 - 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いことを特徴とする発光素子収納用パッケージ。 - 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いことを特徴とする発光装置。 - 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18に記載の発光装置。
- 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18に記載の発光装置。
- 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18に記載の発光装置。
- 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18に記載の発光装置。
- 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22に記載の発光装置。
- 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18に記載の発光装置。
- 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、
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いことを特徴とする発光装置。 - 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、
を備え、
前記第1のビア導体が複数の導電体から成ることを特徴とする発光装置。 - 請求項18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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