KR102498145B1 - 발광 장치 - Google Patents

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테츠야 이시카와
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니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 소형이더라도, 접합 강도를 충분히 확보할 수 있는 발광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[해결 수단] 긴 길이방향과 짧은 길이방향으로 연장하는 정면과, 상기 정면의 반대 측에 위치하는 배면과, 상기 정면과 인접하는 저면과, 상기 저면의 반대 측에 위치하는 상면을 갖는 기재(基材)와, 상기 기재의 정면 상에 배선층을 구비하는 기판과, 상기 기판의 긴 길이방향으로 나란히 설치된 복수의 발광 소자와, 상기 복수의 발광 소자의 측면 및 상기 기재의 상기 정면을 피복하는 피복 부재를 구비하는 발광 장치로서, 상기 기판은, 상기 기재의 상기 배면과 상기 저면으로 개구되고, 상기 긴 길이방향의 양측에 배치된 한 쌍의 제 1 오목부와, 상기 기재의 상기 배면과 상기 저면으로 개구되고, 상기 한 쌍의 제1 오목부의 사이에 배치된, 상기 제 1 오목부보다 상기 짧은 길이방향에 있어서의 폭이 넓은 제2 오목부와, 상기 제 1 오목부 내 및 제2 오목부 내로부터 상기 배면으로 각각 연장된 제1 금속막 및 제2 금속막과, 상기 기재의 상기 배면 상에 위치하는 상기 제1 금속막 및 상기 제2 금속막의 각각의 적어도 일부를 피복하는 솔더 레지스트를 갖는 발광 장치.

Description

발광 장치{LIGHT-EMITTING DEVICE}
본 개시는 발광 장치에 관한 것이다.
종래로부터, 기판 상에 배설된 반도체 발광 소자와, 형광체판과, 반도체 발광 소자 및 형광체판을 둘러싸고 광반사성의 미립자를 함유하는 반사층을 구비하는 사이드뷰 형의 발광 장치가 제안되고 있다.
이러한 발광 장치는, 최근의 소형화에 따라, 실장 기판으로의 접합 강도가 작기 때문에 다양한 접합 강도의 향상이 검토되고 있다(예를 들면, 일본특허공개 제2010-3942호 공보)
본 발명의 일 실시형태는, 소형이더라도, 접합 강도를 충분히 확보할 수가 있는 발광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시형태의 발광 장치는,
긴 길이방향과 짧은 길이방향으로 연장하는 정면과, 상기 정면의 반대 측에 위치하는 배면과, 상기 정면과 인접하는 저면과, 상기 저면의 반대 측에 위치하는 상면을 갖는 기재(基材)와, 상기 기재의 정면 상에 배선층을 구비하는 기판과,
상기 배선층에 접속되고, 상기 긴 길이방향으로 나란히 설치된 복수의 발광 소자와,
상기 복수의 발광 소자의 측면 및 상기 기재의 상기 정면을 피복하는 광반사성의 피복 부재를 구비하는 발광 장치로서,
상기 기판은,
상기 기재의 상기 배면과 상기 저면으로 개구되고, 상기 긴 길이방향의 양측에 배치된 한 쌍의 제1 오목부와,
상기 기재의 상기 배면과 상기 저면으로 개구되고, 상기 한 쌍의 제1 오목부의 사이에 배치된, 상기 제1 오목부보다 상기 짧은 길이방향에 있어서의 폭이 넓은 제2 오목부와,
상기 제1 오목부 내 및 제2 오목부 내로부터 상기 배면으로 각각 연장된 제1 금속막 및 제2 금속막과,
상기 기재의 상기 배면 상에 위치하는 상기 제1 금속막 및 상기 제2 금속막의 각각의 적어도 일부를 피복하는 솔더 레지스트를 갖는 발광 장치이다.
본 발명의 일 실시형태의 발광 장치에 의하면, 소형이더라도, 접합 강도를 충분히 확보할 수 있는 발광 장치를 제공할 수 있다.
[도 1] 본 개시의 일 실시형태를 나타내는 발광 장치의 중앙부를 긴 길이방향을 따라 절단한 개략 단면도이다.
[도 2a] 도 1에 도시한 발광 장치에 사용되고 있는 기판의 개략 정면도이다.
[도 2b] 도 2a의 기판의 개략 배면도이다.
[도 3a] 도 1에 도시한 발광 장치의 개략 정면 사시도이다.
[도 3b] 도 1에 도시한 발광 장치의 개략 배면 사시도이다.
[도 3c] 도 1에 도시한 발광 장치의 개략 저면도이다.
[도 3d] 도 1에 도시한 발광 장치의 개략 상면도이다.
[도 4] 도 1의 발광 장치에 대한 비교를 위한 발광 장치의 개략 배면도이다.
[도 5] 다른 실시형태를 나타내는 발광 장치의 개략 배면도이다.
[도 6] 또 다른 실시형태를 나타내는 발광 장치의 개략 배면도이다.
이하에 설명하는 발광 장치는, 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 것으로서, 본 발명을 이하의 것으로 한정하지 않는다. 또한, 도면이 나타내는 부재의 크기나 위치 관계 등은, 설명을 명확하게 하기 위해 과장되어 있는 경우가 있다.
또한, 본 개시의 발광 장치에 있어서는, 광취출면을 정면, 정면의 반대 측에 위치하는 면을 배면, 정면과 인접하는 면을 저면, 저면의 반대 측에 위치하는 면을 상면이라고 칭한다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서의 발광 장치(10)는, 예를 들면, 도 1에 도시한 바와 같이, 기판(20)과, 복수의 발광 소자(13)와, 피복 부재(14)를 구비한다. 발광 장치(10)는, 나아가 발광 소자(13)의 정면에 배치된 투광성 부재(18)를 포함하는 것이 바람직하다. 한편, 발광 소자(13)의 정면이란, 기재의 정면과 대향하는 발광 소자의 면의 반대 측에 위치하는 면을 가리킨다.
도 2a에 도시한 바와 같이, 기판(20)은, 기재(基材; 15)와 배선층(16)을 구비한다. 기재(15)는, 긴 길이방향(X)와 짧은 길이방향(Y)으로 연장되는 정면(20a)과, 정면의 반대 측에 위치하는 배면(20b)과, 정면(20a)에 인접하는 저면(20c)과, 저면(20c)의 반대 측에 위치하는 상면(20d)과, 정면(20a), 배면(20b), 저면(20c) 및 상면(20d)과 인접하는 면을 측면(20e)으로 갖는다. 배선층은, 기재의 정면 상에 설치된다. 발광 장치를 사이드뷰 형으로 실장하는 경우에는, 저면(20c)이 실장 기판과 대향한다. 또한, 기판의 각 면은, 각각 기재의 각 면과 대응한다. 즉, 기재의 정면(20a)은 기판의 정면과 대응하고, 기재의 배면(20b)은 기판의 배면과 대응하고, 기재의 저면(20c)은 기판의 저면과 대응하고, 기재의 상면(20d)은 기판의 상면과 대응하고, 기재의 측면(20e)은 기판의 측면과 대응한다. 복수의 발광 소자(13)는, 배선층에 접속되고, 기재(15)의 긴 길이방향으로 나란히 설치된다. 피복 부재(14)는, 광반사성을 갖고, 복수의 발광 소자(13)의 측면 및 기재(15)의 정면(20a)를 피복한다.
도 2b에 도시한 바와 같이, 기재(15)는, 한 쌍의 제1 오목부(11)와 제2 오목부(12)를 갖는다. 한 쌍의 제1 오목부(11)는, 기재의 배면과 기재의 저면으로 개구된다. 또한, 한 쌍의 제1 오목부(11)의 각각은, 기판의 긴 길이방향의 양 측에 배치된다. 제2 오목부(12)는, 기재의 배면과 저면으로 개구되고, 한 쌍의 제1 오목부(11)의 사이에 배치되며, 제1 오목부보다 짧은 길이방향에 있어서의 폭이 넓다. 기판(20)은 기재(15)를 구비하고 있으므로, 기판(20)은 한 쌍의 제1 오목부(11)와 제2 오목부(12)를 갖는다. 또한, 기판(20)은, 제1 금속막(21)과, 제2 금속막(22)과, 솔더 레지스트(19)를 갖는다. 제1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)은, 제1 오목부(11) 및 제2 오목부(12) 내로부터 배면(20b)으로 각각 연장하여 위치한다. 솔더 레지스트(19)는, 기재의 배면 상에 위치하는 제1 금속막 및 제 2 금속막의 각각의 적어도 일부를 피복한다.
발광 장치(10)는, 한 쌍의 제1 오목부(11) 및 제2 오목부(12) 내에 형성한 땜납 등의 접합 부재에 의해 실장 기판과 접합된다. 짧은 길이방향에 있어서의 제2 오목부(12)의 폭을 넓게 함으로써, 제2 오목부(12) 내의 접합 부재의 체적을 증가시킬 수 있다. 이 때문에, 발광 장치(10)의 실장 기판으로의 실장 시에, 접합 강도를 확보할 수가 있음과 동시에, 실장 불량의 저감을 도모하여, 실장성을 향상시킬 수 있다. 또한, 솔더 레지스트(19)가, 제1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)를 피복함으로써, 접합 부재에 의해 제1 금속막(21)과 제2 금속막(22)이 단락되는 것을 억제할 수 있다. 나아가, 솔더 레지스트(19)가, 제1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)을 피복함으로써, 제1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)의 박리 등을 방지할 수 있어 실장의 안정성을 얻을 수 있다.
본 개시에 있어서의 발광 장치(10)는, 사이드뷰(side-view) 형 발광 장치인 것이 바람직하지만, 톱뷰(top-view) 형 발광 장치이어도 괜찮다. 한편, 사이드뷰 형의 발광 장치란, 예를 들면, 발광 장치가 실장 기판 등에 실장되었을 때, 발광 장치의 광취출이면(정면)이 실장 기판 표면과 대략 수직이 되는 구성을 가리킨다. 툽뷰 형의 발광 장치란, 예를 들면, 발광 장치의 광취출이면(정면)이, 실장 기판 표면에 대해 대략 평행인 구성을 가리킨다.
발광 장치의 정면(광취출이면) 형상은 적절히 선택할 수 있지만, 사각 모양으로 하면 양산성이 높아지기 때문에 바람직하다. 특히, 발광 장치가 백라이트용의 광원으로 이용되는 경우, 그 정면(광취출이면) 형상은, 긴 길이방향과 짧은 길이방향을 갖는 장방형이 바람직하고, 발광 장치가 플래시용의 광원으로서 이용되는 경우에는, 정면(광취출이면) 형상은 정방형이 바람직하다.
[기판(20)]
기판(20)은, 도 2a 및 2b에 도시한 바와 같이, 발광 소자를 실장하기 위한 것으로, 기재(15)와, 배선층(16)과, 전술한 바와 같이, 한 쌍의 제1 오목부(11)와, 제2 오목부(12)와, 제1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)과, 솔더 레지스트(19)를 구비한다.
[기재(15)]
기재(15)는, 예를 들면, 수지, 섬유 강화 수지, 세라믹, 유리, 금속, 종이 등에 의해 구성할 수 있다. 수지 또는 섬유 강화 수지로서는, 에폭시, 유리 에폭시, 비스말레이미드 트리아진(BT), 폴리이미드 등을 들 수 있다. 세라믹으로서는, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 산화 지르코늄, 질화 지르코늄, 산화 티탄, 질화 티탄 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 금속으로서는, 구리, 철, 니켈, 크롬, 알루미늄, 은, 금, 티탄 또는 이들의 합금 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 절연성의 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 이들 세라믹, 수지 또는 유리 등의 내에, 필러 등이 함유되어 있어도 좋다.
기재(15)는, 발광 소자의 선 팽창 계수에 가까운 물성을 갖는 재료를 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 기판과 발광 소자와의 박리, 발광 소자가 기판의 열 팽창 계수와의 차이에 의해 파괴될 우려를 저감할 수 있다. 기재(15)의 선 팽창 계수는, 15 ppm/℃이 하인 것이 바람직하고, 10 ppm/℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 기재(15)의 선 팽창 계수의 하한치에 관해서는, 예를 들면 1 ppm/℃이상이다. 한편, 발광 소자의 선 팽창 계수는, 사용하는 반도체 재료의 종류 등에 의해 변동하지만, 발광 소자에 있어서 지배적인 체적을 갖는 재료의 선 팽창 계수에 근사한 값을 갖는다. 따라서, 발광 소자가 사파이어 기판을 수반하는 경우는, 통상, 사파이어 기판의 체적이 지배적이기 때문에, 그 선 팽창 계수는 사파이어 기판의 선 팽창 계수에 근사한 값으로, 예를 들면, 7.7ppm/℃ 정도이다. 발광 소자가, 사파이어 기판을 수반하지 않고 반도체층만으로 구성되는 경우에는, 그 선 팽창 계수는 사용하는 반도체층의 선 팽창 계수에 근사 하고, GaN계 반도체층으로 이루어지는 발광 소자에서는, 예를 들면, 5.5ppm/℃ 정도이다.
기재(15)의 정면으로부터 배면 방향으로의 두께는, 기판의 강도 확보의 관점으로부터, 0.05㎜이상인 것이 바람직하고, 0.2㎜ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 0.5㎜ 이하인 것이 바람직하고, 0.4㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다.
기재(15)는, 후술하는 바와 같이, 정면(20a)으로부터 배면(20b)으로 관통하는, 1 이상의 비어 홀(17)을 갖고 있는 것이 바람직하다. 비어 홀(17)을 구비함으로써, 기재의 정면 상에 위치하는 배선층과, 제1 금속막 및/또는 제2 금속막을 전기적으로 접속할 수 있다. 비어 홀(17)은, 제1 비어 홀(17a)과, 제2 비어 홀(17b)을 구비하는 것이 바람직하다. 제1 비어 홀(17a)은, 제1 금속막(21)과 배선층(16)을 전기적으로 접속한다. 즉, 배선층은, 제1 비어 홀을 통하여, 제1 오목부 내에 배치된 제1 금속막과 접속되고 있다. 제2 비어 홀(17b)은, 제2 금속막(22)과 배선층(16)을 전기적으로 접속한다. 즉, 배선층은, 제2 비어 홀을 통하여, 제2 오목부 내에 배치된 제2 금속막과 접속되고 있다. 제1 비어 홀(17a) 및/또는 제2 비어 홀(17b)은 하나이어도 좋지만, 복수 개 있는 것이 바람직하다. 제1 비어 홀(17a) 및/또는 제2 비어 홀(17b)이 복수 개 있음으로써, 발광 소자로부터의 열이 제1 비어 홀(17a) 및/또는 제2 비어 홀(17b)로부터 오목부(16) 내에 위치하는 제1 금속막 및/또는 제2 금속막으로 효율적으로 전달될 수 있다. 제1 금속막 및/또는 제2 금속막에 전달된 열은, 접합 부재를 거쳐 실장 기판으로 전달되므로 발광 장치의 방열성이 향상된다. 발광 장치(10)의 중앙 부근에 위치하는 제2 비어 홀(17b)이 복수 개 있음으로써 발광 장치의 방열성이 쉽게 향상된다.
[배선층(16)]
기재(15)의 정면(20a) 상에는, 적어도 한 쌍의 배선층(16)이 형성되어 있다. 이들 배선층(16)은, 상면뿐만 아니라, 기재(15)의 측면, 배면 등에 배치되어 있어도 괜찮고, 기재의 내부에 배치되어 있어도 괜찮다. 예를 들면, 기재(15)는, 정면(20a)으로부터 배면(20b)으로 관통하는 비어 홀(17)을 갖고, 비어 홀(17) 내에도 배선층(16)이 배치되어 있는 것이 바람직하다.
배선층(16)은, 도전성 재료에 의해 형성되어 있으면 좋고, 당해 분야에서 공지의 것을 사용할 수 있다. 배선층(16)은, 단층이어도 적층 구조이어도 좋다. 예를 들면, 구리, 철, 니켈, 텅스텐, 크롬, 알루미늄, 은, 금, 티탄, 팔라듐, 로듐 또는 이들의 합금으로 형성할 수 있다. 그 중에서도, 방열성의 관점에서, 구리 또는 구리 합금을 이용하는 것이 바람직하다. 배선층(16)은, 예를 들면, 기재 측으로부터 Cu/Ni/Au 등의 적층 재료에 의해 형성할 수 있다. 배선층(16)의 표면에는, 후술하는 접합 부재 등의 젖음성 및/또는 광반사성 등을 확보한다는 관점에서, 은, 백금, 알루미늄, 로듐, 금 또는 이들의 합금 등의 층이 설치되어 있어도 좋다. 적어도 한 쌍의 배선층(16)은, 같은 재료 및/또는 구조가 아니어도 좋지만, 같은 재료 및/또는 구조인 것이 바람직하다.
배선층(16)의 두께는, 방열성 향상의 관점으로부터, 5㎛ 이상인 것이 바람직하다.
비어 홀(17)은, 비어 홀 내에 위치하는 배선층(16)과, 정면에서 보았을 때 배선층(16)에 둘러싸이는 충전 부재를 구비하고 있어도 좋다. 충전 부재는, 도전성이어도 절연성이어도 좋다. 충전 부재에는, 수지 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 일반적으로 경화 전의 수지 재료는, 경화 전의 금속 재료보다 유동성이 높기 때문에 비어 홀 내에 충전하기 쉽다. 이 때문에, 충전 부재에 수지 재료를 사용함으로써 기판의 제조가 용이하게 된다. 충전하기 쉬운 수지 재료로서는, 예를 들면, 에폭시 수지를 들 수 있다. 충전 부재로서 수지 재료를 이용하는 경우는, 선 팽창 계수를 낮추기 위하여 첨가 부재를 함유하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하는 것이, 비어 홀 내에 위치하는 배선층(16)과의 선 팽창 계수의 차가 작아지기 때문에, 발광 소자로부터의 열에 의해 비어 홀 내에 위치하는 배선층(16)과 충전 부재의 사이에 간극이 생기는 것을 억제할 수 있다. 첨가 부재로서는, 예를 들면 산화 규소를 들 수 있다. 또한, 충전 부재에 금속 재료를 사용한 경우에는, 방열성을 향상시킬 수 있다.
배선층(16)은, 기재(15)의 정면(20a)에 있어서, 일렬로 배열되어 있는 것이 바람직하다.
배선층(16)의 형상은, 사용하는 발광 소자의 전극 형태에 따라 조정할 수 있고, 기재(15)의 정면(20a)에 있어서. 평면 형상이 사각형 등의 다각형, 원 또는 타원형 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 사각형이 바람직하다.
[제1 오목부(11) 및 제2 오목부(12)]
발광 장치(10)는, 기재(15)의 배면(20b)과 저면(20c)으로 개구를 갖는 한 쌍의 제1 오목부(11)와, 제2 오목부(12)를 갖는다.
제1 오목부(11) 및 제2 오목부(12)의 형상은, 적절히 설정할 수 있고, 예를 들면, 배면(20b) 및 저면(20c)에 있어서의 형상이 삼각형, 사각형 등의 다각형, 반원형, 반타원형 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 대략 반원 형상, 대략 반타원 형상이 바람직하다. 배면에 있어서, 오목부의 개구 형상이 코너부가 없는 대략 반원 형상임으로써, 오목부에 걸리는 응력이 집중되는 것을 억제할 수 있으므로, 기재가 갈라지는 것을 억제할 수 있다.
한 쌍의 제1 오목부(11)의 각각은, 기재(15)의 긴 길이방향(X)의 양측에 배치되어 있다. 전술 한 바와 같이, 기재(15)가 제1 비어 홀(17a)을 갖고, 배선층(16)이 제1 비어 홀(17a) 내에 배치되어 있는 경우, 정면 또는 배면에서 보았을 때, 한 쌍의 제1 오목부(11)는, 각각 제 1 비어 홀(17)에 중복되지 않고 배치되어 있는 것이 바람직하다. 한 쌍의 제1 오목부(11)가, 각각 제1 비어 홀(17)과 중복되지 않음으로써, 제1 오목부(11)가 제1 비어 홀(17)과 중복되는 경우보다 기재의 두께를 두껍게 할 수 있으므로 기재의 강도가 향상된다.
제1 오목부(11)의 크기는, 기재(15)의 강도를 확보할 수 있는 정도로 할 수 있다. 예를 들면, 제1 오목부(11)는, 기재(15)의 배면의 저면(20c) 측의 폭(M)이, 발광 장치의 긴 길이방향(X)의 길이의 1/10 내지 1/5일 수 있고, 1/8 내지 1/6이 바람직하다. 구체적으로는, 발광 장치의 긴 길이방향(X)의 길이가 2 내지 3㎜인 경우, 0.2 내지 0.7㎜일 수 있다. 제1 오목부(11)는, 배면(20b)에 있어서의 높이(H)가, 발광 장치의 짧은 길이방향(Y)의 길이의 1/4 내지 1/2인 것을 들 수 있다. 구체적으로는, 발광 장치의 짧은 길이방향(Y)의 길이가 0.3 내지 0.4㎜인 경우, 0.075 내지 0.2㎜일 수 있다. 제1 오목부(11)는, 배면(20b)로부터의 깊이(도 3c의 깊이 D 참조)가, 기재(15)의 두께의 1/5 내지 1/1.5인 것을 예로 들 수 있다. 구체적으로는, 기재(15)의 두께가 0.3 내지 0.4㎜인 경우, 0.15 내지 0.2㎜일 수 있다. 제1 오목부(11)는, 배면(20b)의 측면(20e) 측의 단부에 연결되어 있어도 괜찮지만, 그 단부로부터 이격되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 제1 오목부(11)는, 측면(20e) 측의 단부로부터 0.1㎜ 이상의 거리 Q로 이격되어 있는 것이 바람직하고, 0.2㎜ 이상으로 이격되어 있는 것이 보다 바람직하다.
한 쌍의 제1 오목부(11)는, 기재(15)의 배면(20b)에 있어서, 각각 단부로부터 다른 거리로, 다른 크기로, 다른 형상으로 배치되어 있어도 되지만, 짧은 길이방향(Y)에 평행한 기재(15)의 중심선 및/또는 긴 길이방향(X)에 평행한 기재(15)의 중심선에 대하여, 좌우 대칭인 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 발광 장치가 실장 기판에 접합 부재를 거쳐 실장될 때 셀프 얼라인먼트가 효과적으로 작용하여, 발광 장치를 실장 범위 내에 높은 정밀도로 실장할 수 있다.
제2 오목부(12)는, 한 쌍의 제1 오목부(11)의 사이에, 제1 오목부(11)보다, 기판(20)의 짧은 길이방향(Y)에 있어서의 폭(도 2b 중, 높이 J)이 넓은 형상으로 배치되어 있다. 제2 오목부(12)는, 예를 들면, 제1 오목부(11)의 짧은 길이방향(Y)에 있어서의 높이(H)의 2~20% 높은 높이(J)를 갖는 것을 들 수 있다. 또한, 제2 오목부(12)의 긴 길이방향(X)에 있어서의 폭(N)은 제1 오목부(11)의 폭(M)보다 넓은 것이 바람직하다. 제2 오목부(12)의 폭(N)은, 예를 들면, 제1 오목부(11)의 긴 길이방향(X)에 있어서의 폭(M)보다, 5~30% 넓은 것으로 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 기재(15)가 제2 비어 홀(17b)을 갖고, 배선층(16)이 제2 비어 홀(17b) 내에 배치되어 있는 경우, 정면에서 보았을 때, 제2 오목부(12)는 제2 비어 홀(17b)에 중복되지 않고 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 정면에서 보았을 때, 제2 오목부(12)와 제2 비어 홀(17b)이 겹치는 경우보다 기재의 강도를 향상시킬 수 있다.
제1 오목부(11) 및 제2 오목부(12)는, 당해 분야에서 공지의 방법, 예를 들면, 드릴 등을 이용해 형성할 수 있다.
[제1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)]
제1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)은, 각각, 제1 오목부(11) 내 및 제2 오목부(12) 내로부터 배면(20b)으로 각각 연장하여 배치되고 있다.
제1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)은, 각각, 제1 오목부(11) 내 및 제2 오목부(12)의 내벽의 전부를 피복하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 전술한 바와 같이, 제1 비어 홀(17a) 내에 배선층(16)이 배치되고 있는 경우에는, 제1 금속막(21)은, 이들 제1 비어 홀(17a) 내의 배선층(16)과 접속되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 제2 비어 홀(17b)이 형성되어 그 비어 홀(17b) 내에 배선층(16)이 배치되고 있는 경우에는, 제2 금속막(22)은, 그 비어 홀(17b) 내의 배선층(16)과 접속되어 있는 것이 바람직하다.
제1 금속막(21) 및/또는 제2 금속막(22)은, 기재의 배면(20b)에 있어서 넓은 면적으로 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 발광 장치의 방열성이 향상된다. 또한, 기재의 배면(20b)에 있어서의 상면(20d) 측의 단부에 있어서, 기재(15)의 일부가 노출되어 있는 것이 바람직하다. 발광 장치의 상면 측에 제 1 금속막(21) 및/또는 제2 금속막(22)이 위치하지 않음으로써, 발광 장치가 단락되는 것을 억제할 수 있다. 예를 들면, 제1 금속막(21) 및/또는 제2 금속막(22)과 기재의 상면(20d)과의 사이에, 기재(15)의 배면(20b)의 일부가 노출되고 있는 것이 바람직하다. 이 노출의 폭(L)은, 예를 들면, 0.05 내지 0.3㎜인 것을 들 수 있다. 제1 금속막(21)과 기재의 상면(20d)과의 사이의 기재(15)의 노출의 폭(L)과, 제2 금속막(22)과 기재의 상면(20d)과의 사이의 기재(15)의 노출 폭은 동일하여도 되고, 달라도 된다.
제1 금속막(21) 및/또는 제2 금속막(22)의 배면(20b)에 있어서의 형상은, 저면(20c) 측의 단부에 연결되고 또한 상면(20d)측의 단부와는 연결되지 않는, 사각형이나, T자 또는 L자와 같이 사각형의 코너부에 요철을 갖는 형상 등을 들 수 있다. 또한, 이들 제 1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)은 서로 이격되어 있다. 제1 금속막(21)과 제2 금속막(22)의 거리는, 적절히 설정할 수 있고, 전기적인 절연이 확보되는 거리이면 좋다. 예를 들면, 0.01 내지 0.1㎜를 들 수 있다.
제1 금속막(21)은, 제2 금속막(22)과 같은 크기이어도 괜찮지만, 다른 크기인 것이 바람직하다. 예를 들면, 제2 금속막(22)은, 긴 길이방향 및/또는 짧은 길이방향에 있어서, 제1 금속막(21) 보다 큰 것이 바람직하고, 긴 길이방향 및 짧은 길이방향의 모두에 있어서, 제1 금속막(21)보다 큰 것이 보다 바람직하다.
제1 금속막(21)및 제2 금속막(22)은, 전술한 도전성 재료 중에서 선택하여, 단층 구조 또는 적층 구조에 의해 형성할 수 있다. 이들 제 1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)은, 당해 분야에서 공지의 방법, 예를 들면, 스퍼터법, 증착법, 도금 등 여러 방법으로 형성할 수 있다. 그 중에서도, Ni－Au로 이루어지는 도금막에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이들의 두께는, 예를 들면, 0.05~1㎛를 들 수 있다.
[솔더 레지스트(19)]
솔더 레지스트(19)는, 기재(15)의 배면(20b) 상에 위치하는 제1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)의 각각의 적어도 일부를 피복한다.
솔더 레지스트(19)는, 당해 분야에서 공지의 재료로서, 통상, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지 등에 의해 구성되어 있고, 임의의 수지를 사용할 수 있다. 솔더 레지스터는, 예를 들면, 제1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)의 보호 등을 위해, 두께가 0.01~0.02㎜로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
솔더 레지스트(19)는, 하나이어도 복수 개이어도 좋다. 솔더 레지스트(19)는, 기재(15)의 배면(20b)에 있어서, 제1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)의 각각의 긴 길이방향(X)에 있어서의 단부를 피복하는 것이 바람직하다. 또한, 솔더 레지스트(19)가, 제1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)의 각각의 긴 길이방향에 있어서의 단부의 전부를 피복하는 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 제1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)가 벗겨짐을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 솔더 레지스트(19)가, 제1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)의 각각의 긴 길이방향에 있어서의 단부를 피복함으로써, 접합 부재에 의해 제1 금속막(21)과 제2 금속막(22)이 단락되는 것을 억제할 수 있다. 솔더 레지스트(19)는, 기재(15)의 배면(20b)에 있어서, 제1 금속막(21) 및/또는 제2 금속막(22)의 상면(20d) 측의 단부의 일부 또는 전부를 피복하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 제2 금속막(22)의 상면(20d) 측의 단부의 전부를 피복하는 것 및/또는 제1 금속막(21)의 상면(20d) 측의 단부의 일부만을 피복하는 것이 보다 바람직하다. 나아가, 제2 금속막(22)의 상면(20d) 측의 단부의 전부와 제1 금속막(21)의 상면(20d) 측의 단부의 일부만을 피복하는 것이 바람직하다. 또한, 솔더 레지스트(19)는, 기재의 상면과 배면이 접하는 단부로부터 기재의 저면과 배면이 접하는 단부까지 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 제1 금속막(21) 및/또는 제 2 금속막(22)이 벗겨지는 것을 더욱 방지할 수 있다.
제1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)은, 기재(15)의 배면(20b)에 있어서, 솔더 레지스트(19)로부터 노출되어 있다. 기재(15)의 배면(20b)에서 노출된 제1 금속막(21)은, 배면(20b)에서 노출된 제2 금속막(22) 보다, 긴 길이방향(X)으로 폭이 넓은 것이 바람직하다. 제1 금속막(21)이 긴 길이방향(X)으로 폭이 넓음으로써 발광 장치의 방열성이 향상된다.
[발광 소자(13)]
발광 소자(13)는, 배선층에 도전성 접합 부재를 거쳐 접속되고, 기재(15)의 긴 길이방향으로 나린히 설치되어 있다. 도전성 접합 부재로서는, 당해 분야에서 공지의 것을 사용할 수 있다. 발광 소자(13)는, 기재(15)의 정면(20a)에 있어서, 긴 길이방향에 일렬로 배열되어 있는 것이 바람직하다. 일렬로 배열되는 경우에는, 발광 장치의 박형화를 실현할 수 있다.
발광 소자(13)는, 적어도 반도체 적층체를 구비한다. 반도체 적층체는, n형 반도체층과 p형 반도체층을 포함하고, 활성층을 그 사이에 개재시키고 있다. 반도체 재료로서는, 질화물 반도체, InAlGaAs계 반도체, InAlGaP계 반도체, 황화 아연, 셀렌화 아연, 탄화 규소 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 형광체를 효율 좋게 여기할 수 있는 단파장의 빛을 발광 가능한 재료인, 질화물 반도체를 이용하는 것이 바람직하다. 질화물 반도체는, 주로 일반식 InxAlyGa1-x-yN(0≤x, 0≤y, x＋y≤1)로 나타내진다.
발광 소자의 발광 피크 파장은, 반도체 재료나 그 혼정비에 의해, 자외 영역으로부터 적외 영역까지 선택할 수 있다. 발광 소자의 발광 피크 파장은, 발광 효율 및 형광체의 여기 및 그 발광과의 혼색 관계 등의 관점에서, 400~530nm가 바람직하고, 420~490nm가 보다 바람직하고, 450~475nm가 보다 더 바람직하다.
발광 소자는, 반도체 적층체에 더하여, 반도체 적층체를 구성하는 반도체의 결정을 성장 가능한 결정 성장용 기판을 갖고 있어도 되고, 결정 성장용 기판으로부터 분리한 반도체 적층체에 접합시키는 접합용 기판을 갖고 있어도 된다. 소자 기판으로서는, 사파이어, 질화 갈륨, 질화 알루미늄, 실리콘, 탄화규소, 갈륨 비소, 갈륨 인, 인듐 인, 황화 아연, 산화 아연, 셀렌화 아연, 다이아몬드 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 사파이어가 바람직하다. 소자 기판은 투광성을 가짐으로써, 플립 칩 실장을 채용하기 쉽고, 또한 광취출 효율을 높이기 쉽다. 소자 기판의 두께는, 예를 들면 0.02~1㎜를 들 수 있다.
또한, 발광 소자는, 정부(正負) 전극 및/또는 절연막을 포함하여도 된다. 정부 전극은, 금, 은, 주석, 백금, 로듐, 티탄, 알루미늄, 텅스텐, 팔라듐, 니켈 또는 이들의 합금으로 구성할 수 있다. 절연막은, 규소, 티탄, 지르코늄, 니오브, 탄탈, 알루미늄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 일종의 원소의 산화물 또는 질화물로 구성할 수 있다.
발광 소자는, 평면 형상이, 사각형, 특히 정방 형상 또는 한 방향으로 긴 장방 형상인 것이 바람직하지만, 육각 형상 등이어도 괜찮다. 발광 소자 또는 그들의 소자 기판의 측면은, 상면 및/또는 하면에 대하여, 수직이어도 괜찮고, 내측 또는 외측으로 경사지고 있어도 된다.
발광 소자는, 동일 면 측에 정부(p, n) 전극을 갖는 것이 바람직하다.
하나의 발광 장치에 탑재되는 발광 소자의 개수는 2개이어도 되고, 3개 이상이어도 된다. 이 경우, 발광 소자의 발광 파장은, 같아도 좋고, 달라도 된다.
또한, 본 개시의 발광 장치는, 발광 소자 이외에, 당해 분야에서 공지된 보호 소자를 갖고 있어도 된다.
[투광성 부재(18)]
발광 장치(10)는, 발광 소자(13)의 광취출이면 위, 즉, 정면에, 투광성 부재(18)를 갖는 것이 바람직하다. 투광성 부재를 구비함으로써, 발광 소자를 외부 응력으로부터 보호할 수 있다. 또한, 투광성 부재는, 발광 소자로부터 나오는 광을 투과시켜 발광 장치의 외부로 출사하는 부재이다. 투광성 부재(18)는, 복수의 발광 소자에 대해 하나이어도 되지만, 각각의 발광 소자에 대해서 하나가 배치되는 것이 바람직하다.
투광성 부재는, 발광 소자의 발광 피크 파장에 있어서의 광 투과율이 60% 이상, 바람직하게는 80% 이상 또는 90% 이상인 것이 바람직하다.
투광성 부재는, 예를 들면, 투광성을 갖는 모재에 의해 형성할 수 있다. 투광성 부재는, 발광 소자의 광을 흡수하여 발광하는 형광체 및/또는 필러를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 투광성 부재는, 형광체와, 예를 들면, 알루미나 등의 무기물과의 소결체 또는 형광체의 판상 결정 등을 사용하여도 된다.
투광성 부재는, 형광체 및/또는 필러를 함유하여도 된다. 또한, 투광성 부재는, 단층 구조이어도 적층 구조이어도 된다. 투광성 부재가 형광체를 함유하는 경우에는, 형광체를 함유하는 층 위에 실질적으로 형광체를 함유하지 않는 층이 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 형광체를 실질적으로 함유하지 않는 층이 보호층으로서도 기능을 하기 때문에 형광체의 열화를 억제할 수 있다.
투광성 부재는, 고신뢰성의 발광 장치로 하기 위하여, 그 모재를 유리, 알루미나 등의 무기물의 소결체를 사용하여 형성하여도 좋다.
[투광성 부재의 모재]
투광성 부재의 모재는, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지 또는 이들의 변성 수지, 유리 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 내열성 및 내광성이 우수하기 때문에 실리콘 수지 및 변성 실리콘 수지가 바람직하다. 구체적인 실리콘 수지로서는, 디메틸 실리콘 수지, 페닐-메틸 실리콘 수지, 디페닐 실리콘 수지를 들 수 있다. 투광성 부재는, 이들 모재 가운데 1종 또는 2종 이상을 적층하여 구성할 수 있다.
[필러]
필러로서는, 산화 규소, 산화 알루미늄, 산화 지르코늄, 산화 아연 등을 들 수 있다. 필러는, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 특히, 열팽창 계수가 작은 산화 규소가 바람직하다. 또한, 필러로서, 나노 입자를 사용함으로써, 발광 소자의 청색 광의 레일리 산란을 포함하는 산란을 증대시켜, 형광체의 사용량을 저감할 수 있다. 한편, 나노 입자란, 입경이 1~100nm의 입자라고 한다. "입경"은, 예를 들면, D50으로 정의할 수 있다.
[형광체]
형광체는, 발광 소자가 발하는 1차 광의 적어도 일부를 흡수하여, 1차 광과는 다른 파장의 2차 광을 발하는 물질이다. 이에 의해, 가시 파장의 1차 광 및 2차 광의 혼색광, 예를 들면 백색광을 발하는 발광 장치로 할 수가 있다.
형광체로서는, 녹색 발광하는 형광체로서, 이트륨·알루미늄·가넷계 형광체(예를 들면, Y3(Al, Ga)5O12：Ce), 루테튬·알루미늄·가넷계 형광체(예를 들면, Lu3(Al, Ga)5O12：Ce), 테르븀·알루미늄·가넷계 형광체(예를 들면, Tb3(Al, Ga)5O12：Ce)계 형광체, 실리케이트계 형광체(예를 들면, (Ba, Sr)2SiO4：Eu), 클로로 실리케이트계 형광체(예를 들면, Ca8Mg(SiO4)4Cl2：Eu), β사이알론계 형광체(예를 들면, Si6-zAlzOzN8-z：Eu(0＜z＜4.2)), SGS계 형광체(예를 들면, SrGa2S4：Eu) 등을 들 수 있다. 황색 발광의 형광체로서, α사이알론계 형광체(예를 들면, Mz(Si, Al)12(O, N)16(단, 0＜z≤2이며, M은 Li, Mg, Ca, Y 및 La 와 Ce를 제외한 란탄족 원소) 등을 들 수 있다.
투광성 부재(18)는, 형광체를 실질적으로 함유하지 않는 부분을 갖고 있어도 괜찮다. 형광체 함유부의 위쪽에 형광체를 실질적으로 함유하지 않는 부분을 배치하는 경우에는, 형광체를 수분 등의 외부 환경으로부터 보호할 수 있다.
발광 소자(13)가 복수 개 있는 경우에 있어서, 각각의 발광 소자의 정면에 배치된 투광성 부재(18)는, 같은 형광체를 함유하고 있어도 되고, 다른 형광체를 함유하고 있어도 된다. 예를 들면, 복수의 발광 소자를 제1 발광 소자와 제2 발광 소자라 하고, 제1 발광 소자의 정면에 배치된 투광성 부재를 제1 투광성 부재, 제2 발광 소자의 정면에 배치된 투광성 부재를 제2 투광성 부재라 한다. 제1 투광성 부재는, 제1 발광 소자로부터의 광을 흡수하여 제1 발광 소자로부터의 광과 혼합한 백색계의 광을 출사하고, 제2 투광성 부재는, 제2 발광 소자로부터의 광을 흡수하여 제2 발광 소자로부터의 광과 혼합한 오렌지색계의 광을 출사시켜도 된다.
투광성 부재(18)는, 발광 소자의 정면 상에, 접착제를 개재시키거나 또는 개재시킴 없이 접합되고 있다. 접착제는, 투광성을 갖고, 발광 소자와 투광성 부재의 밀착성을 확보할 수 있는 것이 바람직하다. 접착제로서는, 예를 들면, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지 또는 이들의 변성 수지를 들 수 있다. 그 중에서도, 내열성 및 내광성이 우수한 실리콘 수지 및 변성 실리콘 수지가 바람직하다. 실리콘 수지로서는, 디메틸 실리콘 수지, 페닐-메틸 실리콘 수지, 디페닐 실리콘 수지를 들 수 있다. 또한, 접착제는, 투광성 부재와 마찬가지로 필러를 함유하여도 된다.
[피복 부재(14)]
피복 부재(14)는, 복수의 발광 소자(13)의 측면 및 기재(15)의 정면(20a)를 피복한다.
피복 부재(14)는, 발광 장치의 광취출 효율을 향상시키는 관점에서, 광반사성인 것이 바람직하다. 광반사성이란, 예를 들면, 발광 소자의 발광 피크 파장에 있어서의 광 반사율이 70% 이상인 것을 의미한다.
정면에서 보았을 경우, 피복 부재(14)의 외형의 형상은, 사각형이 바람직하고, 전술한 것처럼, 전술한 배선층(16)이 배열된 방향으로 길이가 긴 사각형인 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 발광 장치를 백라이트용의 광원으로서 바람직하게 이용할 수 있다.
투광성 부재(18)가 발광 소자의 광취출이면 상에 접합되어 있는 경우, 투광성 부재(18)의 측면은, 피복 부재(14)로 피복되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 투광성 부재(18)의 측면의 일부만을 피복하고 있어도 되지만, 모든 측면을 피복하고 있는 것이 바람직하다. 다만, 투광성 부재(18)를 접합하는 접착제가 발광 소자의 측면의 일부를 피복하고 있는 경우에는, 피복 부재(14)는 접착제를 개재시켜 발광 소자(13)의 측면의 전부를 피복하도록 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 투광성 부재(18)의 정면은, 피복 부재(14)의 정면과 동일 평면 상에 있는 것이 바람직하다.
피복 부재(14)는, 모재와 광반사성 물질로 구성되는 것이 바람직하다.
[피복 부재의 모재]
피복 부재(14)는, 제조의 용이성면에서, 액상 상태에서 경화하여 고체로 되는 모재를 이용하는것이 바람직하다. 피복 부재(14)는, 트랜스퍼 성형, 사출 성형, 압축 성형, 포팅 등에 의해 형성할 수 있다.
피복 부재의 모재로서는, 수지를 이용할 수 있다. 예를 들면, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 또는 이들의 변성 수지를 들 수 있다. 그 중에서도, 실리콘 수지 및 변성 실리콘 수지는, 내열성 및 내광성이 우수하다는 점에서 바람직하다. 구체적인 실리콘 수지로서는, 디메틸 실리콘 수지, 페닐-메틸 실리콘 수지, 디페닐 실리콘 수지를 들 수 있다.
[광반사성 물질]
광반사성 물질로서는, 예를 들면, 백색 안료를 들 수 있다.
백색 안료는, 산화 티탄, 산화 아연, 산화 마그네슘, 탄산 마그네슘, 수산화 마그네슘, 탄산 칼슘, 수산화 칼슘, 규산 칼슘, 규산 마그네슘, 티탄산 바륨, 황산 바륨, 수산화 알루미늄, 산화 알루미늄, 산화 지르코늄 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 백색 안료의 형상은, 부정형 또는 파쇄 형상이어도 되지만, 유동성의 관점에서, 구 형상인 것이 바람직하다. 백색 안료의 입경은, 예를 들면, 0.1~0.5㎛ 정도를 들 수 있지만, 광 반사 및 피복의 효과를 높이기 위해서 작을수록 바람직하다. 피복 부재 중의 광반사성 물질의 함유량은, 광반사성 및 액상 시에 있어서의 점도 등의 관점에서, 피복 부재의 전 중량에 대해 10~80wt%가 바람직하고, 20~70wt%가 보다 바람직하고, 30~60wt%가 보다 더 바람직하다.
피복 부재는, 나아가 필러를 함유하여도 괜찮다. 필러로서는 산화 규소, 산화 알루미늄, 산화 지르코늄, 산화 아연 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 특히, 열팽창 계수가 작은 산화 규소가 바람직하다.
실장 기판과 발광 장치를 접합하는 접합 부재로서는, 은, 금, 구리, 백금, 알루미늄, 팔라듐 등의 금속 분말과 수지 바인더를 포함하는 금속 페이스트, 주석-비스무트계, 주석-구리계, 주석-은계, 금-주석계 등의 땜납, 저융점 금속 등의 경납 등을 들 수 있다.
이하에, 본원에 있어서의 발광 장치의 구체적인 예를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
＜실시형태 1＞
실시형태 1의 발광 장치(10)는, 도 1, 2a, 2b, 3a~3d에 도시한 바와 같이, 가로 3.1㎜, 세로0.4㎜, 깊이 0.7㎜의 측면 발광 형의 발광 장치이다.
기재(15)는, 선 팽창 계수가 약 3ppm/℃인 BT 수지제(예를 들면, 미츠비시가스화학사제：HL832NSF　type LCA)의 직방체 형상의 소편(小片)이며, 그 크기는 가로 3.1㎜, 세로 0.4㎜, 깊이(두께) 0.36㎜이다. 기재(15)의 정면에는, 배선층(16)이 배치되어 있고, 기재(15)의 정면 측으로부터 구리/니켈/금이 적층되어 구성되어 있다. 배선층(16)은, 각각, 정극 단자와 부극 단자의 쌍으로 구성되어 있고, 긴 길이방향으로 배열되어 있다. 또한, 이들 사이에, 배선층(16)이 더 하나 배치되어 있다. 기판(20)은 2개의 제1 비어 홀(17a)과, 2개의 제2 비어 홀(17b)을 갖고 있고, 정면(20a) 상에 형성된 배선층(16)이 비어 홀(17a, 17b) 내에도 배치되어 있다.
배면에서 보았을 때, 기판(20)은, 배면(20b)와 저면(20c)으로 개구를 갖는, 반원형의 한 쌍의 제1 오목부(11)와, 이들 사이에 배치된 반원형의 제2 오목부(12)를 갖는다. 한 쌍의 제1 오목부(11)의 각각은, 기판(20)의 긴 길이방향(X)의 양측에 배치되어 있다. 한 쌍의 제1 오목부(11) 및 제2 오목부(12)는, 각각, 기판(20)의 비어 홀(17a, 17b)과 이격되어 배치되어 있다.
제1 오목부(11)는, 기판(20)의 배면(20b)의 저면(20c) 측의 폭(M)이 0.35㎜이고, 그 높이(H)는 0.15㎜이다. 제1 오목부(11)는, 배면(20b)으로부터의 깊이(D)가, 0.21㎜이다. 제1 오목부(11)는, 배면(20b)의 측면(20e) 측 단부로부터 0.25㎜ 이격되어 있고, 양단 측에 2개의 제1 오목부(11)가 배치되어 있다. 2개의 제1 오목부(11)는, 기재(15)의 배면(20b)에 있어서, 짧은 길이방향(Y)으로 평행한 기재(15)의 중심선에 대하여 좌우 대칭이다.
제2 오목부(12)는, 기재(15)의 배면(20b)의 긴 길이방향에 있어서의 최대의 폭(N)이 0.45㎜이고, 그 높이(J)는 0.2㎜이다. 제2 오목부(12)는, 배면(20b)으로부터의 깊이(D)가 0.21㎜이다.
제1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)은, 각각, 제1 오목부(11) 내 및 제2 오목부(12)의 내벽의 전부를 피복하고, 그로부터 배면(20b)으로 각각 연장하여 배치되어 있다. 또한, 비어 홀(17a) 내의 배선층(16)과, 제1 금속막(21)이 접속되고 있다. 또한, 제2 비어 홀(17b) 내의 배선층(16)이 제2 금속막(22)과 접속되고 있다.
제1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)은, 배면(20b)에 있어서 넓은 면적으로 배치되어 있고, 배면(20b)에 있어서의 상면(20d) 측의 단부에 있어서, 기재(15)의 일부가 노출되고 있다. 즉, 제1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)은, 상면(20d) 측에 있어서, 기재(15)의 일부가 노출되도록 배치되어 있다. 그 노출의 폭(L)은 0.08㎜이다.
제1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)의 배면(20b)에 있어서의 형상은, 저면(20c) 측의 단부에 연결되고 또한 상면(20d) 측의 단부와는 연결되지 않는 형상으로, 서로 이격되어 있다. 제1 금속막(21)은, 제2 금속막(22)보다, 긴 길이방향(X) 및 짧은 길이방향(Y)의 양쪽 모두에서 작다. 예를 들면, 제1 금속막(21)은 0.87×0.3㎜이고, 제2 금속막(22)은 1.06×0.35㎜이다.
제1 금속막(21) 및 제2 금속막은, Ni-Au의 전계 도금에 의해 형성된 막이고, 그 막 두께는 0.2m이다.
기재(15)의 배면(20b)에는, 솔더 레지스트(19)가, 제1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)의 각각의 적어도 일부를 피복하도록 배치되어 있다. 솔더 레지스트(19)는, 아크릴레이트계 수지에 의해 구성되어 있다. 솔더 레지스트(19)의 두께는, 0.35㎜로 형성되어 있다.
솔더 레지스트(19)는, 기재(15)의 배면(20b)에서, 4개 있고, 각각, 제1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)의 각각의 긴 길이방향(X)에 있어서의 단부의 전부를 피복하고 있다. 또한, 제1 금속막(21)의 상면(20d) 측의 단부 일부를 피복하고, 제2 금속막(22)의 상면(20d) 측의 단부의 전부를 피복하고 있다. 솔더 레지스트(19)는, 기재(15)의 배면(20b)에 있어서, 제1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)을 노출시키지만, 그 배면(20b)에서 노출된 제1 금속막(21)은, 배면(20b)에서 노출된 제2 금속막(22)보다, 긴 길이방향(X)으로 폭이 넓다.
또한, 기재(15)의 배면(20b)는, 제1 금속막(21)의 상면(20d) 측에서, 제1 금속막(21)의 긴 길이방향(X)의 폭보다 좁은 범위에서, 기재(15)의 일부를 노출하고 있다.
기재(15)의 정면 상의 배선층(16) 상에는, 2개의 발광 소자(13)가 금-주석계 땜납(Au：Sn=79：21)으로 이루어지는 접합 부재를 거쳐 플립 칩 실장되어 있다. 발광 소자(13)는 각각, 사파이어 기판 상에 질화물 반도체의 n형층, 활성층, p형층이 순차로 적층된, 청색(발광 피크 파장 452nm) 발광 가능한, 가로 1.1㎜, 세로 0.2㎜, 깊이(두께) 0.12㎜의 직방체 형상의 LED 칩이다.
발광 소자(13)의 정면 상에는, 각각, 투광성 부재(18)가 투광성의 접착제를 개재하여 접착되어 있다. 투광성 부재(18)는, 각각, 페닐-메틸 실리콘 수지인 모재 중에, 형광체로서 망간 활성 불화물 형광체와 β사이알론계 형광체를 함유한다. 투광성 부재(18)는, 각각, 가로 1.21㎜, 세로 0.24㎜, 깊이(두께) 0.16㎜의 직방체 형상의 소편이다. 투광성 부재(18)는, 각각, 발광 소자(13)측으로부터, 모재와 형광체로 이루어지는 층 및 모재로 이루어지는 층이 적층되어 있다. 접착제는, 디메틸 실리콘 수지에 의해 형성되어 있다.
기재(15)의 정면 상에는, 배선층(16) 위와, 발광 소자(13) 및 투광성 부재(18)의 측방의 전 둘레를 포위하는, 광반사성의 피복 부재(14)가 형성되어 있다. 피복 부재(14)는, 페닐-메틸 실리콘 수지 중에, 백색 안료로서 산화 티탄을 60wt% 함유하고 있다. 피복 부재(14)의 정면은, 투광성 부재(18)의 정면과 실질적으로 동일 면을 구성하고 있다. 피복 부재의 짧은 길이방향의 측면과 기재의 짧은 길이방향의 측면이 실질적으로 동일 평면 상에 있는 것이 바람직하다. 또한, 피복 부재의 긴 길이방향의 측면과 기재의 긴 길이방향의 측면이 실질적으로 동일 평면 상에 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 발광 장치를 소형화할 수 있다.
전술한 발광 장치와의 비교를 위해, 전술한 한 쌍의 제1 오목부(11)와, 제2 오목부(12)와, 제1 금속막(21) 및 제2 금속막(22)과, 솔더 레지스트(19)를 대신하여, 기판의 배면에 있어서, 도 4에 도시한 바와 같은, 3개의 오목부(41)와, 3개의 금속막(42)과, 3개의 금속막(42)를 동등하게 피복하고 또한 상면 측에 있어서 기재를 마찬가지로 노출시키는 솔더 레지스트(43)를 이용한 것 이외에는, 실질적으로 실시형태 1과 마찬가지의 발광 장치(40)를 제작하였다.
한편, 도 4에 있어서, a=0.65, b=2.85, c=0.35, d=0.25㎜로 하였다.
실시형태 1의 발광 장치(10)와, 전술한 발광 장치(40)에 관하여, 금-주석계 땜납(Au：Sn=79：21)으로 이루어지는 땜납을 사용하여 실장 기판 상에 접합했을 때의, 실장 기판에 대한 고착 강도와, 실장성을 n=24 또는 25로 평가하였다.
여기서, 고착 강도는, 우선, 발광 장치(10) 및 발광 장치(40)의 저면과 실장 기판을 대향시켜 실장 기판에 실장하고, 발광 장치의 광취출이면(정면) 전체와 접하는 스테인레스 제의 평면판으로 발광 장치(10) 및 발광 장치(40)에 하중을 인가하였다. 그리고, 발광 장치(10) 및 발광 장치(40)가 실장 기판으로부터 벗겨질 때의 하중을 측정하였다.
실장성은, 발광 장치(10) 및 발광 장치(40)를 실장 기판에 땜납을 거쳐 재치하고, 리플로우 후에 발광 장치(10) 및 발광 장치(40)가 실장 기판 상에서 경사지거나, 기판의 배면이 실장 기판과 대향하여 일어서거나 하는 맨하탄 현상의 발생 비율을 확인하였다.
이러한 결과, 고착 강도는 발광 장치(10) 및 발광 장치(40)에서 동등하였으나, 실장성은 실장 불량품의 수가 발광 장치(40)에서는 25%이었던 것이, 발광 장치(10)에서는 0%까지로 저감할 수가 있었다. 따라서, 발광 장치(10)는, 접합 강도의 향상에 의해 맨하탄 현상의 발생을 억제할 수 있었다. 이에 의해, 발광 장치와 실장 기판의 고정이 안정되기 때문에, 발광 장치의 배향성이 양호하게 되거나 발광 장치의 방열성이 양호하게 된다.
＜실시형태 2＞
실시형태 2의 발광 장치는, 도 5에 도시한 바와 같이, 발광 장치의 배면이 다른 점 이외는, 실질적으로 실시형태 1의 발광 장치(10)와 마찬가지의 구성을 갖는다.
기재(55)의 배면(50b)과 저면(50c)으로 개구되는 제1 오목부(51) 및 제2 오목부(52)의 내부로부터 배면(50b)에 걸쳐 각각 형성된 제1 금속막(53) 및 제2 금속막(54)은, Y 방향의 폭이 대략 같다. 제1 금속막(53)은 발광 장치(10)의 제1 금속막(21)보다 X방향으로 길이가 짧고, 제2 금속막(54)은 발광 장치(10)의 제2 금속막(22)보다 X방향으로 길이가 길게 되어 있다. 솔더 레지스트(56)는, 제2 오목부(52)의 형상을 따라 배면(50b) 상의 제2 금속막(54)을 피복하고 있다. 　이러한 구성의 기판(50)을 구비한 발광 장치에 있어서도, 실시형태 1의 발광 장치(10)와 마찬가지의 효과를 갖는다.
＜실시형태 3＞
실시형태 3의 발광 장치는, 도 6에 도시한 바와 같이, 발광 장치의 배면이 다른 점 이외는, 실질적으로 실시형태 1 및 2의 발광 장치와 마찬가지의 구성을 가진다.
기재(65)의 배면(60b)과 저면(60c)으로 개구되는 제1 오목부(61) 및 제2 오목부(62)의 내부로부터 배면(60b)에 걸쳐 각각 형성된 제1 금속막(63) 및 제2 금속막(64)은, Y 방향의 폭이 대략 같다. 제1 금속막(63)은 발광 장치(10)의 제1 금속막(21)보다 X방향으로 길이가 짧고, 제2 금속막(64)은 발광 장치(10)의 제2 금속막(22)보다 X방향으로 길이가 길게 되어 있다. 솔더 레지스트(66)는, 제2 오목부(62)의 형상을 따라 배면(60b) 상의 제2 금속막(64)을 피복하고 있다.
또한, 제2 금속막(64)과 접속된 제2 비어 홀(67b)은, 발광 장치(10)의 제1 비어 홀(17b)보다 제2 오목부(62)에 보다 가까이 배치되어 있다. 또한, 제1 금속막(63)과 접속된 제1 비어 홀(67a)은, 각각 2개씩 배치되어 있다.
이러한 구성의 기판(60)을 구비한 발광 장치에 있어서도, 실시형태 1의 발광 장치(10)와 마찬가지의 효과를 가진다.
본 발명의 일 실시형태와 관련되는 발광 장치는, 액정 디스플레이의 백라이트 장치, 각종 조명 기구, 대형 디스플레이, 광고나 행선지 안내 등의 각종 표시 장치, 프로젝터 장치, 나아가 디지털 비디오 카메라, 팩시밀리, 복사기, 스캐너 등에 있어서의 화상판독장치 등에 이용할 수 있다.
10, 40: 발광 장치
11, 51, 61: 제 1 오목부
12, 52, 62: 제 2 오목부
13: 발광 소자
14: 피복 부재
15: 기재
16: 배선층
17: 비어 홀
17a, 67a: 제1 비어 홀
17b, 67b: 제2 비어 홀
18: 투광성 부재
19, 43, 56, 66: 솔더 레지스트
20, 50, 60: 기판
20a: 정면
20b, 50b, 60b: 배면
20c, 50c, 60c: 저면
20d, 50d, 60d: 상면
20e: 측면
21, 53, 63: 제 1 금속막
22, 54, 64: 제 2 금속막
41: 오목부
42: 금속막
X: 긴 길이방향
Y: 짧은 길이방향

Claims (9)

  1. 긴 길이방향과 짧은 길이방향으로 연장하는 정면과, 상기 정면의 반대 측에 위치하는 배면과, 상기 정면과 인접하는 저면과, 상기 저면의 반대 측에 위치하는 상면을 갖는 기재(基材)와, 상기 기재의 정면 상에 배선층을 구비하는 기판과,
    상기 배선층에 접속되고, 상기 긴 길이방향으로 나란히 설치된 복수의 발광 소자와,
    상기 복수의 발광 소자의 측면 및 상기 기재의 상기 정면을 피복하는 광반사성의 피복 부재를 구비하는 발광 장치로서,
    상기 기판은,
    상기 기재의 상기 배면과 상기 저면으로 개구되고, 상기 긴 길이방향의 양측에 배치된 한 쌍의 제1 오목부와,
    상기 기재의 상기 배면과 상기 저면으로 개구되고, 상기 한 쌍의 제1 오목부의 사이에 배치된, 상기 제1 오목부보다 상기 짧은 길이방향에 있어서의 폭이 넓은 제2 오목부와,
    상기 제1 오목부 내 및 제2 오목부 내로부터 상기 배면으로 각각 연장된 제1 금속막 및 제2 금속막과,
    상기 기재의 상기 배면 상에 위치하는 상기 제1 금속막 및 상기 제2 금속막의 각각의 적어도 일부를 피복하는 솔더 레지스트를 갖는 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 제1 비어 홀을 갖고, 상기 배선층은 상기 제1 비어 홀을 거쳐 상기 제1 오목부 내에 배치된 제1 금속막과 접속되어 있는 발광 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기판은 제2 비어 홀을 갖고, 상기 배선층은 상기 제2 비어 홀을 거쳐 상기 제2 금속막과 각각 접속되어 있는 발광 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기재의 상기 배면에 있어서, 상기 제2 금속막과 상기 상면과의 사이에 상기 기재의 일부가 노출되어 있는 발광 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 솔더 레지스트는, 상기 기재의 상기 상면과 상기 배면이 접하는 단부로부터 상기 기재의 상기 저면과 상기 배면이 접하는 단부까지 설치되어 있는 발광 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 금속막 및 제2 금속막은, 상기 기재의 상기 배면에 있어서, 상기 솔더 레지스트로부터 노출되어 있고, 상기 배면에서 노출된 제1 금속막은 상기 배면에서 노출된 제2 금속막보다 상기 긴 길이방향으로 폭이 넓은 발광 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발광 소자의 정면에 배치된 투광성 부재를 포함하는 발광 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 피복 부재가, 상기 투광성 부재의 측면을 피복하는 발광 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 피복 부재의 짧은 길이방향의 측면과 상기 기재의 짧은 길이방향의 측면이 동일 평면 상에 있는 발광 장치.
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