TW201424064A - 發光裝置及照明裝置 - Google Patents

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Akihiro Sasaki
Miho Watanabe
Hirotaka Tanaka
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Hideki Okawa
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Abstract

一種發光裝置，其包含發光部、散熱構件、及熱傳導層。發光部包含安裝基板部及發光元件部。安裝基板部包含基板、第1金屬層、及第2金屬層。基板具有包含安裝區域的第1主面、及第2主面。第1金屬層設置在第1主面上，且包含多個安裝圖案。第2金屬層設置在第2主面上，且與第1金屬層絕緣。發光元件部包含多個半導體發光元件及波長轉換層。半導體發光元件是與安裝圖案連接。發光元件部的光束發散度為10 lm/mm2以上100 lm/mm2以下。散熱構件是與第2主面相向。散熱構件具有安裝區域面積的5倍以上的面積。熱傳導層設置在散熱構件與第2金屬層之間。

Description

發光裝置及照明裝置
本發明的實施方式一般性地涉及一種發光裝置及照明裝置。
例如，存在將發出藍色光的半導體發光元件、與轉換光的波長的熒光體組合而發出白色光的發光裝置。這種發光裝置可以應用在泛光燈等照明裝置等。在這種用途中，每一單位面積的光量較高。在這種發光裝置中，必須提高散熱性。
本根據本發明的一實施方式，本發明是一種發光裝置，包括發光部、散熱構件、及熱傳導層；所述發光部包含安裝基板部及發光元件部；所述安裝基板部包含：絕緣性的基板，具有包含安裝區域的第1主面、及與所述第1主面爲相反側的第2主面；第1金屬層，設置在所述第1主面上，且所述第1金屬層包含設置在所述安裝區域的多個安裝圖案；及第2金屬層，設置在所述第2主面上，且與所述第1金屬層電氣絕緣，當投影到與所述第1主面平行的第1平面時，至 少一部分與所述安裝區域重合；所述發光元件部包含：多個半導體發光元件，設置在所述第1主面上，且所述多個半導體發光元件分別與所述多個安裝圖案中的任一個所述安裝圖案、及所述多個安裝圖案中的所述任一個的相鄰的另一所述安裝圖案電性連接；及波長轉換層，覆蓋所述多個半導體發光元件的至少一部分，吸收從所述多個半導體發光元件發射的第1光的至少一部分，發射波長與所述第1光的波長不同的第2光；且從所述發光元件部發射的光的光束發散度爲10 lm/mm2以上100 lm/mm2以下；且，所述散熱構件是與所述第2主面相向，當所述散熱構件投影到所述第1平面時，具有所述安裝區域的面積的5倍以上的面積；所述熱傳導層是設置在所述散熱構件與所述第2金屬層之間。
而且，所述第1主面更包含設置在所述安裝區域周圍的周邊區域，所述周邊區域的面積爲所述安裝區域的面積的4倍以上。
根據另一實施方式，沿著相對所述第1主面平行且穿過所述安裝區域中心的方向上，所述第1主面的端與所述安裝區域之間的距離是沿著穿過所述中心的方向的所述安裝區域的寬度的1/2以上。
根據另一實施方式，所述第1金屬層更包含：第1連接器用電極部，與所述多個安裝圖案中的1個連接；及第2連接器用電極部，與和所述多個安裝圖案的所述1個不同的另1個連接； 所述發光部更包含：第1連接器，設置在所述第1主面上，且與所述第1連接器用電極部電性連接；及第2連接器，設置在所述第1主面上，且與所述第2連接器用電極部電性連接；在所述第1連接器與所述第2連接器之間，配置有所述發光元件部。
根據另一實施方式，所述波長轉換層包含：多個波長轉換粒子，吸收所述第1光的至少一部分，發射所述第2光；及透光性樹脂，分散有所述多個波長轉換粒子；且所述透光性樹脂的肖氏硬度(Shore scleroscope hardness)A爲15以上50以下。
根據另一實施方式，投影到所述第1平面時所述第2金屬層的面積大于所述安裝區域的面積的80%。
根據另一實施方式，更包括光反射性且絕緣性的光反射樹脂層，且所述發光部設置有多個，所述多個發光部中的1個所述發光部的所述基板具有相對所述第1主面交叉的第1側面，在相對所述第1主面平行的面內與所述多個發光部中的所述1個發光部排列的另一個發光部的所述基板具有相對所述第1主面交叉且與所述第1側面對向的第2側面，所述光反射樹脂層覆蓋所述第1側面的至少一部分，且覆蓋所述第2側面的至少一部分。
根據另一實施方式，所述散熱構件的厚度是所述散熱構件中設有所述安裝基板部的區域的與所述第1主面平行的方向上的長度的0.06倍以上0.12倍以下。
根據另一實施方式，所述多個半導體發光元件中任一個的上表面與所述波長轉換層的上表面之間的垂直于所述第1主面 的方向上的距離爲100微米以上300微米以下。
根據另一實施方式，本發明是一種發光裝置，其特徵在于包括：陶瓷基板，具有第1面及位于所述第1面相反側的第2面，並且具有一對第1端邊、及與所述第1端邊正交且長度等于或短于所述第1端邊的一對第2端邊；第1金屬層及第2金屬層，形成在所述第1面；第3金屬層，形成在所述第2面；發光部，包含一端與所述第1金屬層的一端側電性連接，且另一端與所述第2金屬層的一端側電性連接的發光元件；第1連接器，設置在所述第1金屬層的另一端側；第2連接器，設置在所述第2金屬層的另一端側；及金屬制散熱板，在所述第3金屬層上，隔著焊料層，與所述陶瓷基板對向連接；當穿過所述陶瓷基板的中央部且沿著所述第1端邊的軸設爲第1軸，穿過所述陶瓷基板的所述中央部且沿著所述第2端邊的軸設爲第2軸時，所述發光部配置爲其中央部與所述陶瓷基板的所述中央部大致一致，所述發光部的所述中心部、所述第1連接器及所述第2連接器配置在所述第1軸上，並且所述第1連接器及所述第2連接器以將所述發光部夾層的方式配置。
10‧‧‧基板
10a‧‧‧第1主面
10b‧‧‧第2主面
10r‧‧‧第1主面的外緣
10sa‧‧‧第1側面
10sb‧‧‧第2側面
10ue‧‧‧基板的第1主面(上表面)的緣部
11、302、402‧‧‧第1金屬層
11a‧‧‧第1安裝部分
11ar‧‧‧第1安裝部分的外緣
11b‧‧‧第2安裝部分
11br‧‧‧第2安裝部分的外緣
11c‧‧‧第3安裝部分
11g‧‧‧位置
11p‧‧‧安裝圖案
11pa‧‧‧第1安裝圖案
11pb‧‧‧第2安裝圖案
11s‧‧‧第1金屬層的側面
11su‧‧‧第1金屬層的側面的角部
11u‧‧‧第1金屬層的上表面
12、303、403‧‧‧第2金屬層
12l‧‧‧第2金屬層的下表面
12p‧‧‧第2金屬層的凹凸
12pa‧‧‧第3槽
12pb‧‧‧第4槽
12pd‧‧‧第2金屬層的凹部
12pp‧‧‧第2金屬層的下表面的凸部
12qa‧‧‧第2金屬層側面部
12qb‧‧‧第2金屬層底面部
12qc‧‧‧第2金屬層角部
12r‧‧‧第2金屬層的外緣
13a、14a‧‧‧銅層
13b、14b‧‧‧鎳層
13c、14c‧‧‧鈀層
13d、14d‧‧‧金層
15‧‧‧安裝基板部
15a‧‧‧第1安裝基板部
15b‧‧‧第2安裝基板部
16‧‧‧安裝區域
16x、16y‧‧‧安裝區域的寬度
16r‧‧‧安裝區域的外緣
17‧‧‧周邊區域
17xa、17xb、17ya、17yb‧‧‧距離
20‧‧‧半導體發光元件
20a‧‧‧第1半導體發光元件
20b‧‧‧第2半導體發光元件
20c‧‧‧第3半導體發光元件
20d‧‧‧第4半導體發光元件
20l‧‧‧半導體發光元件下表面
20u‧‧‧半導體發光元件上表面
21‧‧‧第1半導體層
21a‧‧‧第1半導體部分
21b‧‧‧第2半導體部分
21e‧‧‧第1接合金屬構件
22‧‧‧第2半導體層
22e‧‧‧第2接合金屬構件
23‧‧‧發光層
26a‧‧‧比第1安裝部分的外緣更外側的部分
26b‧‧‧比第2安裝部分的外緣更外側的部分
31‧‧‧波長轉換層
31a‧‧‧波長轉換粒子
31b‧‧‧透光性樹脂
311‧‧‧波長轉換層下表面
31p‧‧‧第1波長轉換膜
31q‧‧‧第2波長轉換膜
31r‧‧‧凹凸
31u‧‧‧波長轉換層上表面
32‧‧‧反射層
35‧‧‧發光元件部
35u‧‧‧發光元件部的上表面
40、305、405‧‧‧發光部
40a‧‧‧第1發光部
40b‧‧‧第2發光部
40c‧‧‧第3發光部
40d‧‧‧第4發光部
44‧‧‧連接部
44c‧‧‧配綫圖案
45、308‧‧‧第1連接器
45e‧‧‧第1連接器用電極部
45u‧‧‧第1連接器的上表面
46、309‧‧‧第2連接器
46e‧‧‧第2連接器用電極部
46u‧‧‧第2連接器的上表面
51‧‧‧散熱構件
51p‧‧‧散熱構件的凹凸
51pa‧‧‧第1槽
51pb‧‧‧第2槽
51pd‧‧‧散熱構件的凹部
51pe‧‧‧外緣
51pp‧‧‧散熱構件的上表面的凸部
51pr‧‧‧區域
51qa‧‧‧散熱構件側面部
51qb‧‧‧散熱構件底面部
51qc‧‧‧散熱構件角部
51r‧‧‧散熱構件的緣部
51u‧‧‧散熱構件的上表面
52‧‧‧熱傳導層
53‧‧‧照明裝置用連接構件
55a~55d‧‧‧第1~第4邊
60‧‧‧光反射樹脂層
71‧‧‧照明裝置構件
72‧‧‧基座部
73‧‧‧反射部
110、111、121、121a~121d、131、141、142、143、144、145、146、380、381、382、384、480‧‧‧發光裝置
210、211、221、221a~221d、231、241、242、243、244、245、246‧‧‧照明裝置
301、401‧‧‧陶瓷基板
304‧‧‧第3金屬層
310、410‧‧‧散熱板
311、411‧‧‧第1面
312‧‧‧第2面
313、314‧‧‧第1端邊
315、316‧‧‧第2端邊
317‧‧‧切口部
321、331‧‧‧供電用金屬層
322、332‧‧‧檢查用金屬層
323、356、373‧‧‧零件安裝用金屬層
351‧‧‧發光面
352‧‧‧發光元件
353‧‧‧第1區
354‧‧‧第2區
355‧‧‧元件安裝用金屬層
357‧‧‧壁部
358‧‧‧密封樹脂
361、362、363、364‧‧‧焊料層
371、372‧‧‧電容器
408‧‧‧連接器
C51‧‧‧翹曲度
Cc‧‧‧陶瓷基板的中心部(中央部)
C1‧‧‧發光部的中心部(中央部)
D1‧‧‧延伸方向
D2‧‧‧橫截方向
d51‧‧‧深度
Eff‧‧‧發光效率
h35、h45、h46‧‧‧距離(高度)
L1、L2、L31、L32、L33、g1、tg、t31‧‧‧距離
La、Lb、Lc‧‧‧長度
LL‧‧‧光
RC1‧‧‧相對翹曲度
Rs‧‧‧比
RT1‧‧‧相對厚度
t10、t11、t12、t20、t51、t52‧‧‧厚度
w1、w2、w3、w20‧‧‧寬度
X、Y、Z‧‧‧軸
θ‧‧‧角度
圖1(a)及圖1(b)是例示第1實施方式的發光裝置及照明裝置的示意圖。
圖2(a)~圖2(c)是例示第1實施方式的發光裝置的示意性平面圖。
圖3是例示第1實施方式的發光裝置的曲綫圖。
圖4(a)及圖4(b)是例示第1實施方式的發光裝置的示意性平面圖。
圖5是例示第1實施方式的發光裝置的示意性剖視圖。
圖6是例示第1實施方式的發光裝置的示意性剖視圖。
圖7是例示第1實施方式的另一發光裝置的示意性剖視圖。
圖8是例示第5實施方式的發光裝置及照明裝置的示意性剖視圖。
圖9(a)及圖9(b)是例示第5實施方式的發光裝置及照明裝置的示意圖。
圖10(a)~圖10(d)是例示第5實施方式的另一發光裝置及照明裝置的示意性剖視圖。
圖11(a)及圖11(b)是例示第5實施方式的發光裝置及照明裝置的示意圖。
圖12是例示第5實施方式的發光裝置及照明裝置的特性的曲綫圖。
圖13(a)~圖13(f)是例示第6實施方式的發光裝置及照明裝置的示意性剖視圖。
圖14(a)~圖14(g)是例示第6實施方式的發光裝置的示意性剖視圖。
圖15(a)~圖15(g)是例示第6實施方式的發光裝置的示意性剖視圖。
圖16是例示第7實施方式的發光裝置及照明裝置的示意性剖視圖。
圖17(a)~圖17(c)是例示第7實施方式的另一發光裝置及照明裝置的示意性剖視圖。
圖18(a)~圖18(c)是例示第7實施方式的另一發光裝置及照明裝置的示意性剖視圖。
圖19是用來對第8實施方式的發光裝置進行說明的圖。
圖20是用來對第8實施方式的發光裝置的截面進行說明的圖。
圖21是用來對第8實施方式的發光裝置中將發光元件、連接器等構件拆卸後的狀態進行說明的圖。
圖22是用來對以往的發光裝置進行說明的圖。
圖23是用來對第9實施方式的發光裝置進行說明的圖。
圖24是用來對第10實施方式的發光裝置進行說明的圖。
圖25是用來對其他實施方式的發光裝置進行說明的圖。
根據本發明的實施方式，可提供包含發光部、散熱構件、及熱傳導層的發光裝置。所述發光部包含安裝基板部、及發光元件部。所述安裝基板部包含基板、第1金屬層、及第2金屬層。 所述基板具有包含安裝區域的第1主面、及與所述第1主面爲相反側的第2主面，且爲絕緣性。所述第1金屬層設置在所述第1主面上。所述第1金屬層包含設置在所述安裝區域的多個安裝圖案。所述第2金屬層設置在所述第2主面上，且與所述第1金屬層電氣絕緣。所述第2金屬層的至少一部分是在投影到相對所述第1主面平行的第1平面時，與所述安裝區域重合。所述發光元件部包含多個半導體發光元件、及波長轉換層。所述多個半導體發光元件設置在所述第1主面上。所述多個半導體發光元件分別與所述多個安裝圖案中的任一個所述安裝圖案、及所述多個安裝圖案中的所述任一個的相鄰的另一所述安裝圖案電性連接。所述波長轉換層覆蓋所述多個半導體發光元件的至少一部分，吸收從所述多個半導體發光元件發射的第1光的至少一部分，發射波長與所述第1光的波長不同的第2光。從所述發光元件部發射的光的光束發散度爲10 lm/mm2以上100 lm/mm2以下。所述散熱構件是與所述第2主面相向。所述散熱構件在投影到所述第1平面時，具有所述安裝區域的面積的5倍以上的面積。所述熱傳導層設置在所述散熱構件與所述第2金屬層之間。
根據本發明的實施方式，可提供包含陶瓷基板、第1金屬層及第2金屬層、第3金屬層、發光部、第1連接器、第2連接器、以及散熱板的發光裝置。所述陶瓷基板具有第1面及第2面。所述第2面位于所述第1面的相反側。所述陶瓷基板具有一對第1端邊及一對第2端邊。所述一對第2端邊是與所述第1端 邊正交。所述一對第2端邊是長度等于或短于所述第1端邊。所述第1金屬層及所述第2金屬層形成在所述第1面。所述第3金屬層形成在所述第2面。所述發光部是一端與所述第1金屬層的一端側電性連接，另一端與所述第2金屬層的一端側電性連接。所述第1連接器設置在所述第1金屬層的另一端側。所述第2連接器設置在所述第2金屬層的另一端側。所述散熱板爲金屬制。所述散熱板是在所述第3金屬層上，隔著焊料層，而與所述陶瓷基板對向連接。當穿過所述陶瓷基板的中央部且沿著所述第1端邊的軸設爲第1軸，穿過所述陶瓷基板的所述中央部且沿著所述第2端邊的軸設爲第2軸時，將所述發光部以其中央部與所述陶瓷基板的所述中央部大致一致的方式配置，將所述發光部的所述中心部、所述第1連接器及所述第2連接器配置在所述第1軸上，並且將所述第1連接器及所述第2連接器以將所述發光部夾層的方式配置。
根據本發明的實施方式，可提供包含陶瓷基板、第1金屬層及第2金屬層、第3金屬層、發光部、第1連接器、第2連接器、以及散熱板的發光裝置。所述陶瓷基板具有第1面及第2面。所述陶瓷基板爲圓形狀或多邊形狀。所述第1金屬層及所述第2金屬層形成在所述第1面。所述第3金屬層形成在所述第2面。所述發光部包含一端與所述第1金屬層的一端側電性連接且另一端與所述第2金屬層的一端側電性連接的發光元件。所述第1連接器設置在所述第1金屬層的另一端側。所述第2連接器設置 在所述第2金屬層的另一端側。所述散熱板爲金屬制。所述散熱板是在所述第3金屬層，隔著焊料層，與所述陶瓷基板對向連接。當穿過所述陶瓷基板的中央部且穿過所述陶瓷基板的寬度最長的部分的軸設爲第1軸，穿過所述陶瓷基板的所述中央部且與所述第1軸正交的軸設爲第2軸時，將所述發光部以其中央部與所述陶瓷基板的所述中央部大致一致的方式配置，且將所述發光部的所述中心部、所述第1連接器及所述第2連接器配置在所述第1軸上，並且將所述第1連接器及所述第2連接器以將所述發光部夾層的方式配置。
以下，一邊參照附圖，一邊對本發明的各實施方式進行說明。
此外，附圖是示意性或概念性的圖，各部分的厚度與寬度的關係、部分之間的大小的比率等並不一定與現實情况相同。而且，即便在表示相同部分的情况下，也因附圖而存在相互之間的尺寸或比率不同地表示的情况。
此外，在本申請說明書與各圖中，對于現有的圖中和已描述要素相同的要素標注相同符號，並適當省略詳細說明。
(第1實施方式)
圖1(a)及圖1(b)是例示第1實施方式的發光裝置及照明裝置的示意圖。
圖1(a)是平面圖。圖1(b)是例示圖1(a)的A1-A2綫截面的一部分的剖視圖。
如圖1(a)及圖1(b)所述，本實施方式的發光裝置110包含發光部40、散熱構件51、及熱傳導層52。
在散熱構件51之上，設有發光部40。在散熱構件51與發光部40之間設有熱傳導層52。
即，在散熱構件51之上設有熱傳導層52，在熱傳導層52之上設有發光部40。此示例是在散熱構件51之上設有1個發光部40。如下所述，也可以在1個散熱構件51之上設有多個發光部40。
在本申請說明書中，設置在上面的狀態不僅包括直接設置在上面的狀態，而且包括夾層地插入另一個要素的狀態。
將從散熱構件51朝向發光部40的方向設爲叠層方向。本申請說明書中，被叠層的狀態不僅包括直接接觸地重叠的狀態，也包括夾層地插入另一個要素進行重叠的狀態。
將叠層方向設爲Z軸方向。將相對Z軸方向垂直的1個軸設爲X軸方向。將相對Z軸方向垂直且相對X軸方向垂直的方向設爲Y軸方向。
散熱構件51例如爲板狀。散熱構件51的主面是例如相對X-Y平面實質上平行。散熱構件51的平面形狀例如爲矩形。散熱構件51例如具有第1~第4邊55a~55d。第2邊55b是與第1邊55a隔開。第3邊55c將第1邊55a的一端與第2邊55b的一端連接。第4邊55d是與第3邊55c隔開，且將第1邊55a的另一端與第2邊55b的另一端連接。散熱構件51的平面形狀的角部 也可以是曲綫狀。散熱構件51的平面形狀也可以不是矩形而是任意形狀。
散熱構件51中使用例如金屬等基板。散熱構件51中使用例如銅或鋁等。
發光部40是發射光。與此同時，發光部40將産生熱。熱傳導層52將發光部40中産生的熱高效地傳導至散熱構件51。熱傳導層52中使用例如焊料等。即，熱傳導層52包含焊料。在此情况下，熱傳導層52將發光部40與散熱構件51接合。例如，熱傳導層52中使用例如AuSn合金等。
熱傳導層52中也可以使用液體狀或固體狀的潤滑油(潤滑脂)等。爲了比潤滑油(潤滑脂)更進一步提高熱傳導率，熱傳導層52中也可以使用在矽酮中混合氧化鋁等金屬粉末而成的具有導電性的潤滑油(導電性潤滑脂)等。
發光部40包含安裝基板部15、及發光元件部35。
安裝基板部15包含基板10、第1金屬層11、及第2金屬層12。
基板10具有第1主面10a、及第2主面10b。第2主面10b是與第1主面10a爲相反側的面。散熱構件51是與基板10的第2主面相向。換言之，第2主面10b是散熱構件51側的面。
在本申請說明書中，相向的狀態不僅包括直接對向的狀態，也包括夾層地插入另一個要素的狀態。
第1主面10a包含安裝區域16。例如，安裝區域16是與 第1主面10a的外緣10r隔開。在此例中，安裝區域16是設置在第1主面10a的中央部分。第1主面10a更包含周邊區域17。周邊區域17是設置在安裝區域16的周圍。關于安裝區域16的示例將在下文叙述。
基板10爲絕緣性。基板10中使用例如陶瓷基板等。例如，基板10包含氧化鋁。基板10中使用以氧化鋁爲主成分的陶瓷基板等。
第1金屬層11設置在第1主面10a上。第1金屬層11包含多個安裝圖案11p。多個安裝圖案11p設置在安裝區域16。多個安裝圖案11p的至少任意兩個以上是相互隔開。例如，多個安裝圖案11p的至少任一個爲島狀。多個安裝圖案11p中的兩個爲相互獨立。多個安裝圖案11p包含例如第1安裝圖案11pa及第2安裝圖案11pb等。
多個安裝圖案11p各自包含例如第1安裝部分11a、及第2安裝部分11b。在此例中，安裝圖案11p更包含第3安裝部分11c。第3安裝部分11c設置在第1安裝部分11a與第2安裝部分11b之間，且將第1安裝部分11a與第2安裝部分11b連接。關于這些安裝部分的示例將在下文叙述。
第1金屬層11也可以更包含將多個安裝圖案11p相互連接的連接部44。在此例中，第1金屬層11更包含第1連接器用電極部45e及第2連接器用電極部46e。第1連接器用電極部45e是與多個安裝圖案11p的1個電性連接。第2連接器用電極部46e 是與和多個安裝圖案11p的所述1個不同的另1個電性連接。如下所述，在1個安裝圖案11p的一部分之上配置半導體發光元件。通過該半導體發光元件，而將第1連接器用電極部45e與安裝圖案11p中的1個電性連接。進而，在另1個安裝圖案11p的一部分之上，配置半導體發光元件。通過該半導體發光元件，而將第2連接器用電極部46e與另1個安裝圖案11p的1個電性連接。
關于第1金屬層11的示例將在下文叙述。
在此例中，發光部40更包含設置在第1主面10a上的第1連接器45、及第2連接器46。第1連接器45是與第1連接器用電極部45e電性連接。第2連接器46是與第2連接器用電極部46e電性連接。在此例中，在第1連接器用電極部45e之上，設置著第1連接器45。在第2連接器用電極部46e之上，設置著第2連接器46。在第1連接器45與第2連接器46之間，配置發光元件部35。經由這些連接器對發光部40供給電力。
第2金屬層12設置在第2主面10b上。第2金屬層12是與第1金屬層11電氣絕緣。第2金屬層12的至少一部分在投影到X-Y平面(相對第1主面10a平行的第1平面)時，與安裝區域16重合。
這樣一來，在基板10的上表面(第1主面10a)設置第1金屬層11，在基板10的下表面(第2主面10b)設置第2金屬層12。
發光元件部35設置在基板10的第1主面10a上。發光 元件部35包含多個半導體發光元件20及波長轉換層31。
多個半導體發光元件20設置在第1主面10a上。多個半導體發光元件20分別發射光。半導體發光元件20包含例如氮化物半導體。半導體發光元件20包含例如InyAlzGal-x-yN(0≦x≦1，0≦y≦1，x+y≦1)。但在實施方式中，半導體發光元件爲任意。
多個半導體發光元件20包含例如第1半導體發光元件20a及第2半導體發光元件20b等。多個半導體發光元件20各自與多個安裝圖案11p中的任一個安裝圖案11p、及多個安裝圖案11p中的所述任一個的相鄰的另一個安裝圖案11p電性連接。
例如，第1半導體發光元件20a與多個安裝圖案11p中的第1安裝圖案11pa、及第2安裝圖案11pb電性連接。第2安裝圖案11pb相當于第1安裝圖案11pa相鄰的另一個安裝圖案11p。
例如，多個半導體發光元件20各自包含第1導電型的第1半導體層21、第2導電型的第2半導體層22、及發光層23。例如，第1導電型爲n型，第2導電型爲p型。第1導電型也可以是p型，第2導電型也可以是n型。
第1半導體層21包含第1部分(第1半導體部分21a)、及第2部分(第2半導體部分21b)。第2半導體部分21b是在相對叠層方向(從散熱構件51朝向發光部40的Z軸方向)交叉的方向(例如X軸方向)上與第1半導體部分21a排列。
第2半導體層22設置在第2半導體部分21b與安裝基板 部15之間。發光層23設置在第2半導體部分21b與第2半導體層22之間。半導體發光元件20是例如倒裝芯片型發光二極管(Light-Emitting Diode，LED)。
例如，第1半導體層21的第1半導體部分21a是與安裝圖案11p的第1安裝部分11a相向。第2半導體層22是與安裝圖案11p的第2安裝部分11b相向。第1半導體層21的第1半導體部分21a是與第1安裝部分11a電性連接。第2半導體層22是與第2安裝部分11b電性連接。該連接中使用例如焊料或金凸點等。該連接通過例如金屬熔融焊料接合來進行。或者，該連接通過例如使用金凸點的超音波熱壓焊法來進行。
即，例如，發光元件部35更包含第1接合金屬構件21e、及第2接合金屬構件22e。第1接合金屬構件21e設置在第1半導體部分21a與任一個安裝圖案11p(例如第1安裝部分11a)之間。第2接合金屬構件22e設置在第2半導體層22與另一個安裝圖案11p(例如第2安裝圖案11pb)之間。第1接合金屬構件21e及第2接合金屬構件22e的至少任一個包含焊料或金凸點。由此，可以增大第1接合金屬構件21e及第2接合金屬構件22e各自的截面積(以X-Y平面截斷時的截面積)。由此，可以經由第1接合金屬構件21e及第2接合金屬構件22e，高效地將熱傳遞到安裝基板部15，從而提高散熱性。
波長轉換層31覆蓋多個半導體發光元件20的至少一部分。波長轉換層31是吸收從多個半導體發光元件20發射的光(例 如第1光)的至少一部分，發射第2光。第2光的波長(例如峰值波長)與第1光的波長(例如峰值波長)不同。波長轉換層31中包含例如熒光體等多個波長轉換粒子、及分散有多個波長轉換粒子的透光性樹脂。第1光包含例如藍色光。第2光包含波長比第1光長的光。第2光包含例如黃色光及紅色光中的至少任一個。
在此例中，發光元件部35更包含反射層32。反射層32是在X-Y平面內包圍波長轉換層31。反射層32中包含例如金屬氧化物等多個粒子、及分散有該粒子的透光性樹脂。金屬氧化物等粒子具有光反射性。可以使用例如TiO2及Al2O3的至少任一個作爲該金屬氧化物等粒子。可通過設置反射層32，而使從半導體發光元件20發射的光沿順著叠層方向的方向(例如上方向)高效地出射。
發光部40是例如板上芯片封裝(Chip On Board，COB)型LED模塊。
在本實施方式中，從發光元件部35發射的光的光束發散度爲10 lm/mm2(流明/平方毫米)以上、100 lm/mm2以下。理想爲20 lm/mm2以上。即，本實施方式中，從發光元件部35發射的光相對于發光面積之比(光束發散度)極高。在本申請說明書中，發光面積實質上對應于安裝區域16的面積。
本實施方式的發光裝置110用于例如泛光燈等。
如圖1(b)所示，發光裝置110是配置在例如照明裝置構件71之上。圖1(a)中，省略了該照明裝置構件71。照明裝 置構件71是照明裝置的一部分。在照明裝置構件71與發光裝置110之間，設有照明裝置用連接構件53。照明裝置用連接構件53中使用例如焊料或潤滑脂等。例如，發光裝置110的熱是通過照明裝置用連接構件53而傳導至照明裝置構件71進行散熱。
圖1(a)及圖1(b)也表示了包含發光裝置110的照明裝置210的構成的例子。照明裝置210包含照明裝置構件71、及發光裝置110。發光裝置110設置在照明裝置構件71之上。照明裝置210也可以更包含照明裝置用連接構件53。照明裝置用連接構件53設置在照明裝置構件71與發光裝置110之間，且和發光裝置110的散熱構件51與照明裝置構件71相接。照明裝置用連接構件53也可以包含在發光裝置110中。
本實施方式的發光裝置110中，在將散熱構件51投影到X-Y平面(第1平面)時，散熱構件51具有安裝區域16的面積的5倍以上的面積。
即，在本實施方式中，相對于安裝區域16的面積，散熱構件51的面積設定得極大。由此，將設置在安裝區域16之上的發光元件部35中産生的熱通過面積大的散熱構件51在面內方向(X-Y面內方向)上進行擴散。于是，在面內方向上擴散的熱例如朝向安裝發光裝置110的照明裝置構件71傳遞，從而高效地散熱。
對安裝區域16、第1金屬層11及第2金屬層12的示例進行說明。
圖2(a)~圖2(c)是例示第1實施方式的發光裝置的示意性平面圖。
圖2(a)是例示基板10的第1主面10a的平面圖。圖2(b)是例示第1金屬層11的圖案的平面圖。圖2(c)是例示第2金屬層12的圖案的平面圖。
如圖2(a)所示，第1主面10a具有安裝區域16、及周邊區域17。在此例中，安裝區域16的圖案實質上爲圓形。安裝區域16的中心設置成與基板10的中心大致一致。周邊區域17是安裝區域16的周邊的區域。
周邊區域17的面積大于安裝區域16的面積。周邊區域17的面積是安裝區域16的面積的4倍以上。優選周邊區域17的面積爲安裝區域16的面積的9倍以下。
例如，沿著相對第1主面10a平行且穿過安裝區域16的中心的1個方向(例如X軸方向)的第1主面10a的端(外緣10r)與安裝區域16之間的距離(最短距離)是沿著穿過所述中心的方向(X軸方向)的安裝區域16的寬度的1/2以上。例如，沿著X軸方向的外緣10r與安裝區域16之間的距離17xa(最短距離)是安裝區域16的寬度16x的1/2以上。例如，沿著X軸方向的外緣10r與安裝區域16之間的距離17xb(最短距離)是安裝區域16的寬度16x的1/2以上。例如，沿著Y軸方向的外緣10r與安裝區域16之間的距離17ya(最短距離)是安裝區域16的寬度16y的1/2以上。例如，沿著Y軸方向的外緣10r與安裝區域16之間 的距離17yb(最短距離)是安裝區域16的寬度16y的1/2以上。
由此，周邊區域17的面積變得大于安裝區域16的面積。通過使周邊區域17的面積大于産生熱的安裝區域16的面積，而使産生的熱沿面內方向高效地擴散。由此，散熱性提高。
如圖2(b)所示，作爲第1金屬層11的一部分的多個安裝圖案11p是設置在安裝區域16內。在此例中，多個安裝圖案11p設置在圓形的區域內。換言之，設置著多個安裝圖案11p的區域成爲安裝區域16。安裝區域16是投影到X-Y平面時內含多個安裝圖案11p的區域。多個安裝圖案11p彼此之間的區域包含在安裝區域16中。將多個安裝圖案11p中配置在外側的安裝圖案11p的外緣以最短距離連接的綫的內側成爲安裝區域16。
爲了提高光束發散度，而將多個安裝圖案11p配置在例如大致圓形的區域內。在此情况下，就實用性而言，也可以將內含多個安裝圖案11p的大致圓形的區域用作安裝區域16。
安裝區域16包含投影到X-Y平面時設有多個安裝圖案11p的區域。安裝區域16不包含投影到X-Y平面時設有連接部44、第1連接器用電極部45e及第2連接器用電極部46e的區域。該區域包含在周邊區域17中。
如已說明般，如圖2(b)所例示，多個安裝圖案11p的一部分是相互獨立。相互鄰接的獨立的兩個安裝圖案11p通過配置在其等之上的半導體發光元件20而電性連接。多個半導體發光元件20的一部分是例如串聯連接。串聯連接的多個半導體發光元 件20例如沿X軸方向排列。
進而，例如多個安裝圖案11p的兩個通過連接部44而連接。由此，串聯連接的多個半導體發光元件20的群進一步連接。沿X軸排列且串聯連接的多個半導體發光元件的群沿Y軸方向排列。串聯連接的多個半導體發光元件的群相互並聯地連接。
進而，安裝圖案11p經由配綫圖案44c而與第1連接器用電極部45e或第2連接器用電極部46e電性連接。經由設置在第1連接器用電極部45e之上的第1連接器45、與設置在第2連接器用電極部46e之上的第2連接器46，對安裝圖案11p供給電流。該電流是供給到半導體發光元件20中而産生光。
如圖2(c)所示，第2金屬層12的面積設計得較大。第2金屬層12的面積大于安裝區域16的面積。例如，投影到X-Y平面(相對叠層方向平行的第1平面)的第2金屬層12的面積是第2主面10b的面積的95%以上。因增大第2金屬層12的面積，所以，熱的散熱效率提高。
熱傳導層52的平面圖案是實質上沿著第2金屬層12的圖案。可通過增大第2金屬層12的面積，而擴大熱傳導層52的面積。由此，可以提高經由熱傳導層52的熱傳導的效率。
例如，投影到X-Y平面(第1平面)時第2金屬層12的外緣12r位于安裝區域16的外緣16r的外側。
投影到X-Y平面(第1平面)時第2金屬層12的面積也可以小于安裝區域16的面積。即便在此情况下，投影到X-Y平面 (第1平面)時的第2金屬層12的面積也大于安裝區域16的面積的80%。如果小于此面積，則散熱效率下降。
圖3是例示第1實施方式的發光裝置的曲綫圖。
圖3是改變散熱構件51的面積時半導體發光元件20的發光效率的變化的例子。圖3的橫軸是散熱構件51的面積S1相對于安裝區域16的面積S2之比Rs(Rs=S1/S2)。面積S1是散熱構件51投影到X-Y平面(第1平面)時的面積。面積S2是安裝區域16投影到X-Y平面時的面積。圖3的縱軸是發光效率Eff(任意單位)。半導體發光元件20的發光效率Eff呈現半導體發光元件20的溫度上升則該發光效率Eff降低的傾向。發光效率Eff對應于半導體發光元件20的溫度上升。即，發光效率Eff高時，半導體發光元件20的溫度維持得低。發光效率Eff低時，半導體發光元件20的溫度上升。圖3所示的示例是從發光元件部35發射的光的光束發散度爲約20 lm/mm2以上時的示例。而且，在基板10上設置著第2金屬層12，且第2金屬層12經由熱傳導層52與散熱構件51連接。
如圖3所示，如果散熱構件51的面積S1相對于安裝區域16的面積S2之比Rs低，則發光效率Eff低，如果比Rs高，則發光效率Eff高。在比Rs低于5的情况下，發光效率Eff急劇地下降。其原因在于，當散熱構件51的面積S1低于安裝區域16的面積S2的5倍時，包含半導體發光元件20及波長轉換層31的發光元件部35中産生的熱無法由散熱構件51充分地散熱。因此， 在實施方式中，將比Rs設定爲5以上。即，散熱構件51的面積S1設定爲安裝區域16的面積S2的5倍以上。
如圖3所示，在比Rs大于10的區域中，發光效率Eff呈現飽和的傾向。如果比Rs過高，散熱構件51的面積S1過大，則裝置的尺寸變得過大。因此，在使裝置小型化的情况下，散熱構件51的面積S1設定爲安裝區域16的面積S2的9倍以上。如圖3所示，如果比Rs爲某固定值以上，則發光效率Eff實質上不産生變化，從而出現大型化或成本增加的缺點。因此，比Rs理想爲22倍以下。
如圖3所示若散熱構件51的面積S1相對于安裝區域16的面積S2之比Rs低、則發光效率Eff急劇下降這一傾向，在從發光元件部35發射的光的光束發散度低的情况下並不顯著。例如，在光束發散度爲2 lm/mm2的情况下，發光效率Eff伴隨比Rs减小，下降較爲平緩。在光束發散度爲10 lm/mm2以上的情况下，如果比Rs减小，則發光效率Eff急劇地下降。因此，在本實施方式中，在光束發散度高達10 lm/mm2以上的情况下，將比Rs設爲5以上。
原本，優選裝置的尺寸小。但是，在光束發散度高達10 lm/mm2以上的光束發散度的情况下，即便裝置的尺寸變大，也可以將比Rs設爲5以上，獲得高發光效率Eff。這樣一來，本實施方式如投光機般，具有特別適用于高光束發散度的發光裝置的構成。根據本實施方式，在光束發散度高的情况下，也可以提供散 熱性提高的發光裝置。
進而，與散熱構件51的面積S1設定爲安裝區域16的面積S2的5倍以上同樣地，優選將基板10的面積設定爲安裝區域16的面積S2的5倍以上。即，在實施方式中，周邊區域17的面積設定爲安裝區域16的面積的4倍以上。由此，可以獲得高發光效率Eff。
本實施方式中，在基板10的下表面設置著與第1金屬層11絕緣的第2金屬層12。第2金屬層12並未成爲例如供給至半導體發光元件20的電流的路徑。第2金屬層12是爲獲得高散熱性而設置。
例如存在如下構成，即，在基板10的上表面與下表面兩者設置電極，將設置在下表面的電極與設置在上表面的電極利用貫穿基板10的通孔而電性連接。例如，將半導體發光元件連接到設置在上表面的電極，且供給至半導體發光元件的電流經由設置在下表面的電極進行供給。在這種構成中，設置在下表面的電極成爲供給至半導體發光元件的電流的路徑。因此，設置在下表面的電極(的至少1個)無法與設置在其下側的散熱構件51接觸。因此，經由設置在下表面的電極的散熱並不充分。
可認爲這種構成可以用于光束發散度低的發光裝置(例如，光束發散度小于10 lm/mm2的發光裝置)。但是，如果將這種構成用于光束發散度高的發光裝置(例如，光束發散度爲10 lm/mm2以上的發光裝置)，那麽散熱將變得不充分，其結果爲無 法獲得充分的散熱性。
這樣一來，在基板10的下表面設置與第1金屬層11絕緣的第2金屬層12的構成是如投光機般特別適用于高光束發散度的發光裝置的構成。由此，在光束發散度高的情况下，也可以提高散熱性。
本實施方式中，散熱構件51的熱傳導率爲300W/(m．K)(瓦特/(米．開爾文)以上。熱傳導層52的熱傳導率爲5W/(m．K)以上，理想爲20W/(m．K)以上。沿著Z軸方向(從散熱構件51朝向發光部40的叠層方向)的熱傳導層52的厚度t52(參照圖1(b))爲10μm(微米)以下。
照明裝置構件71中通常使用鋁，且照明裝置構件71的熱傳導率低于散熱構件51的熱傳導率。可通過將散熱構件51的熱傳導率設爲300W/(m．K)以上，而使熱在到達照明裝置構件71前充分地在面內方向(X-Y面內方向)上擴散，從而散熱性提高。
發光元件部35的上表面35u(參照圖1(b))中溫度最高的部分、與基板10的第1主面10a(上表面)的緣部10ue(參照圖1(b))之間的熱阻爲0.4℃/W(度/瓦特)以下。
由此，半導體發光元件20的結溫降低，因而可提高發光效率。
散熱構件51的緣部51r與基板10的第1主面10a(上表面)的緣部10ue之間的熱阻爲0.1℃/W以下。
由此，半導體發光元件20的結溫降低，因而可提高發光效率。進而，即便在使用焊料作爲熱傳導層52的情况下，也可以抑制因膨脹率差异所致的基板10的翹曲。
在本實施方式的發光裝置110中，供給至發光元件部35的電壓相對于供給至發光元件部35的電流之比爲100V/A(伏特/安培)以上1000V/A以下。可通過將電壓相對于電流之比設爲100V/A以上，而例如提高點燈電路中所含的反相器的轉換效率。如果電壓相對于電流之比超過1000V/A以上，則該比過高，存在元件遭到破壞的情况而不實用。
以下，對安裝圖案11p及半導體發光元件20的構成的例子進行說明。
圖4(a)及圖4(b)是例示第1實施方式的發光裝置的示意性平面圖。
圖4(a)是例示安裝圖案11p的圖案形狀。第4(b)是例示半導體發光元件20的配置。
如圖4(a)所示，多個安裝圖案11p的一部分是沿X軸方向排列。進而，沿X軸方向排列的多個安裝圖案11p的群是沿Y軸方向排列。
多個安裝圖案11p各自包含第1安裝部分11a、第2安裝部分11b、及第3安裝部分11c。第3安裝部分11c設置在第1安裝部分11a與第2安裝部分11b之間，且將第1安裝部分11a與第2安裝部分11b連接。
在1個安裝圖案11p中，沿著相對于從第1安裝部分11a朝向第2安裝部分11b的方向(延伸方向D1)垂直的橫截方向D2的第3安裝部分11c的寬度w3比沿著橫截方向D2的第1安裝部分11a的寬度w1窄。沿著橫截方向D2的第3安裝部分11c的寬度w3比沿著橫截方向D2的第2安裝部分11b的寬度w2窄。
如圖4(b)所示，在這種安裝圖案11p之上，配置半導體發光元件20。半導體發光元件20的一部分配置在例如第1安裝圖案11pa的一部分之上。半導體發光元件20的另一部分配置在例如第2安裝圖案11pb的一部分之上。例如，在1個安裝圖案11p(例如第1安裝圖案11pa)中，第1安裝部分11a與任一個半導體發光元件(例如第1半導體發光元件20a)電性連接。第2安裝部分11b與第2半導體發光元件20b電性連接。第2半導體發光元件20b是多個半導體發光元件20中的所述第1半導體發光元件20a相鄰的半導體發光元件20。
例如，由半導體發光元件20，覆蓋安裝圖案11p的第1安裝部分11a及第2安裝部分11b。例如，安裝圖案11p的第3安裝部分11c未被半導體發光元件20覆蓋。
例如圖1(b)及圖4(b)所例示，任一個安裝圖案11p(例如第1安裝圖案11pa)均具有與任一個半導體發光元件20(例如第1半導體發光元件20a)接合的第1安裝部分11a。另一個安裝圖案11p(第1安裝圖案11pa相鄰的第2安裝圖案11pb)具有與所述任一個半導體發光元件20(例如第1半導體發光元件20a) 接合的第2安裝部分11b。
如圖4(b)所示，在投影到X-Y平面(第1平面)時，所述任一個半導體發光元件20(例如第1半導體發光元件20a)包含相較所述第1安裝部分11a的外緣11ar爲外側的部分26a、及相較第2安裝部分11b的外緣11br爲外側的部分26b。
例如，多個半導體發光元件20各自的沿著橫截方向D2的寬度w20寬于沿著橫截方向D2的第1安裝部分11a的寬度w1，且寬于沿著橫截方向D2的第2安裝部分11b的寬度w2。
例如，在投影到X-Y平面(第1平面)時，多個半導體發光元件20分別與第3安裝部分11c的至少一部分重合。
由此，安裝圖案11p的第1安裝部分11a及第2安裝部分11b被半導體發光元件20覆蓋。
如已說明般，基板10使用例如以氧化鋁爲主成分的陶瓷基板。陶瓷基板的光反射率相對較高。例如，基板10的表面(例如第1主面10a)的反射率高于多個安裝圖案11p各自表面的反射率。例如，安裝圖案11p的表面的反射率相對較低。
可通過利用半導體發光元件20覆蓋安裝圖案11p的第1安裝部分11a及第2安裝部分11b，而使反射率相對較低的安裝圖案11p露出于表面的面積减小，因而，作爲整體，獲得高反射率。在此構成中，即便在第1接合金屬構件21e及第2接合金屬構件22e中使用焊料，在安裝半導體發光元件20時焊料也不易擴散到半導體發光元件20的側面。倒裝芯片型LED在制法上，存在半 導體層露出于側面的情况。可通過使用此構成，而抑制因擴散的焊料産生短路。
多個半導體發光元件20是相互隔開。因此，在多個半導體發光元件20之間的位置上，安裝圖案11p的第3安裝部分11c未被半導體發光元件20覆蓋。
如上所述，可通過將沿著橫截方向D2的第3安裝部分11c的寬度w3設定得窄于第1安裝部分11a的寬度w1且窄于第2安裝部分11b的寬度w2，而增大反射率高的基板10的露出面積。由此，作爲整體，獲得高反射率。
例如，將發光元件部35去除後的安裝基板部15的安裝區域16中的平均光反射率爲70%以上。可通過采用如上所述的配置，而獲得這種高光反射率。
圖5是例示第1實施方式的發光裝置的示意性剖視圖。
圖5是例示發光部40的一部分。
如圖5所示，第1金屬層11包含銅層13a(Cu層)。第1金屬層11也可以更包含金層13d(Au層)。銅層13a設置在金層13d與基板10之間。在此例中，第1金屬層11更包含設置在銅層13a與金層13d之間的鎳層13b(Ni層)、及設置在鎳層13b與金層13d之間的鈀層13c(Pd層)。這樣一來，在此例中，第1金屬層11具有Cu/Ni/Pd/Au的叠層結構。
另一方面，第2金屬層12包含銅層14a。第2金屬層12也可以更包含金層14d。銅層14a設置在金層14d與基板10之間。 在此例中，第2金屬層12更包含設置在銅層14a與金層14d之間的鎳層14b、及設置在鎳層14b與金層14d之間的鈀層14c。這樣一來，在此例中，第2金屬層12具有Cu/Ni/Pd/Au的叠層結構。
在上述中，存在銅層、鎳層、鈀層及金層各自之間的邊界並不明確的情况。這些層的一部分也可以具有經混合的狀態(例如合金狀態)。
第2金屬層12中可以使用例如與第1金屬層11的材料相同的材料。第2金屬層12中可以應用與第1金屬層11的叠層結構相同的叠層結構。由此，形成這些金屬層變得容易。在實施方式中，第2金屬層12的構成也可以不同于第1金屬層11的構成。
第1金屬層11的厚度t11例如爲30μm以上100μm以下，且例如爲40μm以上60μm以下。第2金屬層12的厚度t12例如爲30μm以上100μm以下，且例如爲40μm以上60μm以下。
第1金屬層11的銅層13a及第2金屬層12的銅層14a可以利用例如電鍍而形成。銅層13a的厚度及銅層14a的厚度分別爲例如30μm以上100μm以下，例如爲約50μm。
鎳層13b、鈀層13c及金層13d是利用例如非電解電鍍而形成。鎳層14b、鈀層14c及金層14d是利用例如電鍍形成。
鎳層13b的厚度及鎳層14b的厚度分別爲例如2μm以上8μm以下，例如爲約4.5μm。鈀層13c的厚度及鈀層14c的 厚度分別爲例如0.075μm以上0.2μm以下，例如爲約1μm。金層13d的厚度及金層14d的厚度分別爲例如0.05μm以上0.2μm以下，例如爲約0.1μm。
通過利用非電解電鍍形成第1金屬層11的至少一部分、及第2金屬層12的至少一部分，可以使第1金屬層11的側面、及第2金屬層12的側面實質上垂直。
例如，由相對于第1主面10a垂直的平面(例如Y-Z平面等第2平面)截斷時的第1金屬層11的側面11s可以相對于叠層方向(Z軸方向)大致平行。第1金屬層11的側面11s與第1主面10a之間的角度θ例如爲80度以上95度以下。進而優選角度θ爲例如85度以上。
如果此角度θ較小，則相對于作爲第1金屬層11的一部分的安裝圖案11p的用于安裝的面積(例如上表面的面積)，安裝圖案11p的下表面的面積變得過大。因此，基板10的上表面(第1主面10a)之中由安裝圖案11p覆蓋的部分的比例變高。因此，變得難以提高安裝區域16的整體上的反射率。
可通過將第1金屬層11的側面11s與第1主面10a之間的角度θ設爲80度以上95度以下，而降低基板10的上表面(第1主面10a)之中由安裝圖案11p覆蓋的部分的比例。由此，可以充分提高安裝區域16整體上的反射率。由此，可以提高光束發散度。
第1金屬層11的截面的角部的曲率相對較高。即，曲率 半徑小。第1金屬層11的截面接近于矩形，即，側面11s接近于垂直。例如，第1金屬層11更具有相對于X-Y平面(第1平面)平行的上表面11u。將第1金屬層11的上表面11u與第1金屬層11的側面11s連接的角部11su的曲率半徑爲10μm以下。由此，相對于安裝圖案11p的用于安裝的面積(例如安裝圖案11p的上表面11u的面積)，可以减小安裝圖案11p的下表面的面積。由此，可以提高安裝區域16整體上的反射率，從而提高光束發散度。
在此例中，波長轉換層31的一部分配置在多個半導體發光元件20的任一個與基板10之間的位置11g(區間)。位置11g是任一個安裝圖案11p(例如第1安裝圖案11pa)與另一個安裝圖案11p(例如第2安裝圖案11pb)之間的位置。可通過也在該位置11g(區間)配置波長轉換層31的一部分，而將從半導體發光元件20發射的第1光高效地由波長轉換層31轉換爲第2光。在位置11g(區間)，也可以另行配置包含透明樹脂或其他熒光體材料的波長轉換構件。
爲了將波長轉換層31的一部分配置在所述位置11g(區間)，可以增大包含位置11g的空間。例如，增大半導體發光元件20與基板10之間的間隙。例如，將沿著Z軸方向(從散熱構件51朝向發光部40的叠層方向)的多個半導體發光元件20的任一個與基板10之間的距離tg設定爲相對較長。例如，距離tg爲多個半導體發光元件20的沿Z軸方向的厚度t20(高度)的1/10以上。
例如，半導體發光元件20的高度(沿Z軸方向的厚度t20)例如爲50μm以上500μm以下，且例如爲300μm。距離tg例如爲40μm以上110μm以下，且例如爲60μm。可通過增厚第1金屬層11的厚度t11，而延長距離tg。
在實施方式中，基板10的厚度t10例如爲0.3mm以上2mm以下，且例如爲0.635mm。如果基板10的厚度t10小于0.3mm，則例如基板10的機械强度减弱。如果基板10的厚度t10超過2mm，則例如半導體發光元件20(發光元件部35)中産生的熱向散熱構件51傳導的效率變低。
如圖5所例示，波長轉換層31包含熒光體等多個波長轉換粒子31a、及分散有多個波長轉換粒子31a的透光性樹脂31b。波長轉換粒子31a吸收從多個半導體發光元件20發射的第1光的至少一部分，且發射波長與第1光的波長不同的第2光。
圖6是例示第1實施方式的發光裝置的示意性剖視圖。
圖6是相當于圖1(a)的A1-A2綫截面的剖視圖。
如圖6所示，優選將連接器的高度設爲發光元件部35的高度程度以下。例如，基板10的第1主面10a與第1連接器45的上表面45u之間的距離h45(高度)是基板10的第1主面10a與發光元件部35的上表面35u之間的距離h35(高度)的1.2倍以下。例如，優選距離h45爲距離h35的1.1倍以下。進而優選距離h45爲距離h35以下。
如果距離h45與距離h35相比過長，第1連接器45的上 表面45u相較發光元件部35的上表面35u過度地位于上方，則從發光元件部35出射的光(傾斜光)將入射至第1連接器45。該光被第1連接器45吸收而損耗。進而，由該光促進第1連接器45劣化。通過縮短距離h45，降低第1連接器45的上表面45u，而容易抑制光損耗及第1連接器45劣化。
第2連接器46的高度也情况相同。例如，基板10的第1主面10a與第2連接器46的上表面46u之間的距離h46(高度)是基板10的第1主面10a與發光元件部35的上表面35u之間的距離h35(高度)的1.2倍以下。例如，優選距離h46爲距離h35的1.1倍以下。進而優選距離h46爲距離h35以下。由此，容易抑制光損耗、及第2連接器46劣化。
在實施方式中，連接器是與安裝區域16分離地配置。例如，第1連接器45與安裝區域16之間的距離L1(相對于X-Y平面平行的最短距離)是安裝區域16的寬度16x的1/2以上。例如，第2連接器46與安裝區域16之間的距離L2(相對于X-Y平面平行的最短距離)是安裝區域16的寬度16x的1/2以上。由此，可將從發光元件部35出射的光(傾斜光)入射至第1連接器45及第2連接器46的程度减輕。由此，容易抑制光損耗、及連接器劣化。
在發光裝置110中，存在對基板10進行激光印刷的情况。例如，通過激光印刷來印刷二維條形碼。在此情况下，優選將激光印刷的區域寬度設爲基板10的厚度t10的1/5以下。
圖7是例示第1實施方式的另一發光裝置的示意性剖視圖。
如圖7所示，本實施方式的另一發光裝置111包含散熱構件51、熱傳導層52、及多個發光部40(例如第1發光部40a及第2發光部40b等)。多個發光部40各自中、散熱構件51及熱傳導層52中可以適用已說明的構成。圖7也例示了實施方式的照明裝置211的構成。照明裝置211包含照明裝置構件71、及設置在所述照明裝置構件71之上的發光裝置111。
這樣一來，可對1個散熱構件51設置多個發光部40。熱傳導層52是設置在多個發光部40與散熱構件51之間。此時，既可在多個發光部40中的每一個中分割熱傳導層52，也可對多個發光部40設置1個熱傳導層52。在被分割的情况下，既可以視爲熱傳導層52具有多個圖案，或者也可以視爲設有多個熱傳導層52。
(第2實施方式)
本實施方式是關于安裝基板部15。該安裝基板部15包含例如基板10、及設置在該基板10上的導電層(例如第1金屬層11)。例如圖5所例示，導電層(例如金屬層11)包含包括鎳層13b、鈀層13c、及金層13d的叠層膜。例如已說明那樣，在銅層13a之上，依序設置著鎳層13b、鈀層13c及金層13d。
可以在設置在基板10之上的導電層周圍設置光阻層。該光阻層中使用例如矽酮材料。基板10中使用高反射率的陶瓷基板。
在本實施方式中，在基板10的反射面上形成Ni/Pd/Au 鍍層。由此，例如可以抑制變色。由此，可以抑制反射率下降。可通過光阻中使用矽酮材料且使用高反射率的陶瓷基板，而進一步提高效率。
在安裝基板的反射面上，使用例如Ni/Ag鍍層的情况下，會産生變色，隨之，光束易于下降。該變色主要受到空氣中所含的硫系氣體影響。另一方面，如果使用Ni/Au鍍層，那麽與Ni/Ag鍍層相比，總光綫反射率下降。
在實施方式中，可以提高對于硫腐蝕的耐受性，且可以維持高反射率。由此，可以抑制變色，從而獲得高效率。
在本實施方式中，可以使用Al2O3等陶瓷基板作爲基板。也可以使用Al等金屬基板作爲基板。
例如，在基板的主面(既可以爲上表面，也可以爲下表面)上設有銅的鍍層(銅層13a)。在該銅的鍍層之上設有Ni/Pd/Au叠層膜。該叠層膜是利用例如電鍍法、或非電解電鍍法而形成。
在實施方式中，Ni/Pd/Au叠層膜的表面(金層13d的表面)的波長460nm的總光綫反射率爲35%以上50%以下。總光綫反射率是例如試驗片的總反射光束相對于平行入射光束的比例。總光綫反射率是包含散射成分的光綫反射率。
在實施方式中，Ni/Pd/Au叠層膜的表面(金層13d)的波長460nm的總光綫反射率爲60%以上70%以下。
在實施方式中，Ni層的厚度爲3μm以上6μm以下。Pd層的厚度爲0.05μm以上0.1μm以下。Au層的厚度爲0.05 μm以上3μm以下。
在實施方式中，基板的波長460nm的總光綫反射率爲85%以上93%以下。基板的波長560nm的總光綫反射率爲85%以上93%以下。
本實施方式的安裝基板部可以用于例如LED模塊。該LED模塊可以用于例如照明器具等。
(第3實施方式)
本實施方式是關于COB模塊(例如發光元件部35)。本COB模塊包含例如半導體發光元件20、及波長轉換層31。半導體發光元件20發射藍色光。波長轉換層31將該藍色光作爲激發光，生成例如白色的可見光。COB模塊中的光束發散度爲10 lm/mm2以上，COB模塊的消耗電力爲50W以上。
在本實施方式中，對COB模塊供電的連接器由金屬形成。該連接器劇具有單極結構。在1個COB模塊中，設有兩個以上的連接器(例如第1連接器45及第2連接器46等)。
在COB模塊中，多數情况下使用包含樹脂的連接器。另一方面，在用于泛光燈等的高輸出功率的COB模塊中，爲了滿足配光特性，理想爲發光面積(例如安裝區域16的面積)小。如果减小發光面積，發光密度提高，那麽配置在安裝區域16周圍的連接器因光導致的劣化變得劇烈。在連接器中，存在産生變色等的情况。
根據實驗，當光束發散度爲10 lm/mm2以上，模塊電力 爲50W以上時，在包含樹脂的連接器中，顯著地産生變色。該變色産生于用于連接器的樹脂中。
在本實施方式中，不使用引起變色的樹脂作爲連接器。連接器僅由金屬形成。由此，可以抑制連接器變色。
在實施方式中，設置多個連接器，且使用1個連接器作爲正電極，使用另一連接器作爲負電極。
在實施方式中，例如以夾著發光元件部35的方式配置第1連接器45及第2連接器46。由此，可以使基板10的第1主面10a中成爲熱源的半導體發光元件20的熱經由第1金屬層11預先擴散。因此，散熱性進一步提高。
(第4實施方式)
本實施方式是關于波長轉換層31。如圖5所例示，波長轉換層31包含例如多個波長轉換粒子31a、及透光性樹脂31b(例如密封材料)。透光性樹脂31b中分散有多個波長轉換粒子31a。在本實施方式中，該透光性樹脂31b包含二甲基矽酮作爲主成分。透光性樹脂31b的透光率爲86%以上。透光性樹脂31b的硬度(肖氏硬度A)爲15以上50以下。
肖氏硬度A是例如測定普通橡膠的硬度時的標準。對被測定物的表面壓入刻壓機(壓針或壓頭)使之變形，並測定其變形量(壓痕深度)後將其數值化。肖氏硬度A的測定中使用例如硬度計(彈簧式橡膠硬度計)。
在發光裝置的COB模塊中，爲了獲得高光束發散度，而 在基板上高密度地安裝半導體發光元件。因此，熱分散差。進而，入射至波長轉換層31的光量提高。因此，波長轉換層31的溫度容易上升。在使用矽酮作爲波長轉換層31的透光性樹脂的情况下，矽酮的熱傳導率爲約0.1℃．W。因此，在大電力的COB模塊中，波長轉換層31的溫度與小電力的COB模塊相比顯著升高。因該溫度而使矽酮的硬度升高。
進而，因溫度上升而受到熱應力，因此，存在用于COB模塊的配綫(例如第1金屬層11等)與波長轉換層31之間會産生裂紋或剝離的情况。
在本實施方式中，將透光性樹脂31b的硬度(肖氏硬度A)設爲15以上50以下。由此，可以抑制裂紋及剝離。
本實施方式可以包含例如包括發射波長400nm以上480nm以下的光的半導體發光元件20、及覆蓋半導體發光元件20的波長轉換層31的發光元件部35。發光元件部35(COB模塊)中的光束發散度爲10 lm/mm2以上，且消耗電力爲50W以上。
當波長轉換層31的透光性樹脂31b的厚度爲2mm時，透光性樹脂31b相對于400nm波長的總透光率爲85%以上。
根據本實施方式，可以提供具有可應對泛光燈等的狹角的光束發散度的發光裝置。即便在點燈中，溫度上升的情况下，也可以緩和由溫度應力造成的應力，從而可以抑制裂紋及剝離。
對本實施方式的發光裝置所涉及的實驗結果的例子進行說明。
例如，在安裝基板部15上配置發光元件部35。發光元件部35包含多個半導體發光元件20。在多個半導體發光元件20各自中，1邊爲1mm的正方形，主波長爲455nm。在多個半導體發光元件20的配設中，間距爲1.6mm。半導體發光元件20的數量爲96。
第1試樣中，使用肖氏硬度A爲70且伸長率爲70%的二甲基矽酮，作爲發光元件部35的波長轉換層31的透光性樹脂31b。第2試樣中，使用肖氏硬度A爲43且伸長率爲150%的二甲基矽酮，作爲透光性樹脂31b。第3試樣中，使用肖氏硬度A爲32且伸長率爲200%的二甲基矽酮，作爲透光性樹脂31b。
對于這些試樣，以440mA的電流、144V的電壓、130℃的結溫進行點燈試驗。點燈試驗中，波長轉換層31的上表面的溫度達到120℃以上150℃以下的溫度。
第1試樣中，在點燈試驗經過約100小時之後，産生裂紋。第2試樣及第3試樣中，即便經過2000小時~3000小時後，仍未産生裂紋。據此，優選肖氏硬度A爲50以下。
另一方面，如果肖氏硬度A小于15而過小，則操作性差。因此，本實施方式中，肖氏硬度A設爲15以上50以下。由此，可以抑制裂紋及剝離，且操作性也良好。
可通過减少透光性樹脂31b中對可見光區域的光的吸收，而抑制光造成的劣化。當厚度爲2mm時，可通過將透光性樹脂31b對于400nm波長的總透光率設爲85%以上，而獲得高光出 射效率。更優選總透光率爲90%以上。
(第5實施方式)
圖8是例示第5實施方式的發光裝置及照明裝置的示意性剖視圖。如圖8所例示，本實施方式的照明裝置221包含發光裝置121、及照明裝置構件71。照明裝置構件71包含例如基座部72、及反射部73。在此例中，基座部72爲板狀。反射部73是沿著基座部72的邊緣設置。在基座部72之上設置著發光裝置121。反射部73反射從發光裝置121出射的光LL。可通過反射部73，而使光LL朝向預期的方向高效地照射。基座部72是一面保持發光裝置121，一面將發光裝置121中産生的熱高效地散熱。
在此例中，發光裝置121包含散熱構件51、熱傳導層52、及多個發光部40(例如第1發光部40a及第2發光部40b等)。
優選多個發光部40彼此的間隔較短。由此，高强度的光LL從狹窄區域出射。如果光LL從寬區域出射，那麽反射部73中不易獲得適當的反射，從而難以向預期的方向進行高效率反射。因此，優選使發光特性接近點光源，以便光LL從狹窄區域出射。由此，可以獲得反射部73中的高效率反射。
本實施方式中，也可通過將比Rs設爲5以上，而即便光束發散度爲10 lm/mm2以上100 lm/mm2以下達到光束發散度較高，也可以提供散熱性經提高的發光裝置。
根據以下構成，例如就實用性而言，可以縮短多個發光部40彼此的間隔。
圖9(a)及圖9(b)是例示第5實施方式的發光裝置及照明裝置的示意圖。
圖9(a)是平面圖。圖9(b)是例示圖9(a)的A1-A2綫截面的剖視圖。
如圖9(a)及圖9(b)所示，本實施方式的發光裝置121包含散熱構件51、熱傳導層52、及多個發光部40(例如第1發光部40a、第2發光部40b、第3發光部40c及第4發光部40d等)。多個發光部40的每一個、散熱構件51、及熱傳導層52中可以應用第1實施方式中說明的構成。在此例中，在多個發光部40的每一個中分割熱傳導層52。第2發光部40b是和第1發光部40a在相對第1主面10a平行的面內排列。
例如，散熱構件51包含銅基板、及設置在基板表面的鎳層。鎳層是通過例如鍍敷而形成。熱傳導層52中使用例如SnAg系焊料。
圖9(a)及圖9(b)還例示了實施方式的照明裝置221的構成。照明裝置221包含照明裝置構件71(例如基座部72)、及設置在該照明裝置構件71上的發光裝置121。
第1發光部40a包含多個半導體發光元件20(第1半導體發光元件20a及第2半導體發光元件20b等)。第2發光部40b包含多個半導體發光元件20(第3半導體發光元件20c及第4半導體發光元件20d等)。
例如，第1發光部40a包含第1安裝基板部15a。第2發 光部40b包含第2安裝基板部15b。第1安裝基板部15a及第2安裝基板部15b各自中可應用第1實施方式中已說明的安裝基板部15的構成。
多個發光部40中的1個發光部40(第1發光部40a)的基板10具有第1側面10sa。第1側面10sa是相對第1主面10a交叉。
多個發光部40中的另一個發光部40(第2發光部40b)的基板10具有第2側面10sb。第2側面10sb是相對第1主面10a交叉，且與第1側面10sa相向。
發光裝置121更包括光反射樹脂層60。光反射樹脂層60爲光反射性且絕緣性。光反射樹脂層60覆蓋第1側面10sa的至少一部分，且覆蓋第2側面10sb的至少一部分。
光反射樹脂層60中包含例如絕緣性樹脂、及分散在絕緣性樹脂中的多個粒子。多個粒子中使用例如TiO2及Al2O3的至少任一個。絕緣性樹脂中使用例如矽酮樹脂、環氧樹脂、丙烯酸系樹脂及聚醯亞胺樹脂的至少任一個。光反射樹脂層60的反射率例如爲70%以上。由此，同時獲得高反射率與高絕緣性，光的利用效率提高。
如上所述，存在優選减小發光部40彼此的間隔的情况。爲了减小多個發光部40彼此的間隔，而例如使多個發光部40各自中所含的基板10的面積减小。另一方面，設置在基板10的第1主面10a上的第1金屬層11、及設置在第2主面10b上的第2金 屬層12中，需要適合各自的面積。
如果一面使第1金屬層11及第2金屬層12各自的面積變得合適，一面减小基板10的面積，那麽基板10的端與第1金屬層11的端的距離變小，基板10的端與第2金屬層12的端的距離變小。其結果爲，這些金屬層中的沿面距離變短。
這樣一來，如果减小多個發光部40彼此的間隔，那麽安裝基板部15中的沿面距離變短，其結果爲，絕緣性變得容易劣化。
此時，本實施方式中，在相鄰的多個發光部40的安裝基板部15彼此之間設置光反射樹脂層60。光反射樹脂層60覆蓋第1側面10sa的至少一部分。由此，即便第1發光部40a中的沿面距離變短時，在第1安裝基板部15a中也可以維持良好的絕緣性。同樣地，光反射樹脂層60覆蓋第2側面10sb的至少一部分。由此，即便第2發光部40b中的沿面距離變短時，在第2安裝基板部15b中也可以維持良好的絕緣性。
在此例中，如圖9(b)所示，光反射樹脂層60覆蓋第1側面10sa及第2側面10sb，並且覆蓋所述1個發光部40(第1發光部40a)的基板10的第1主面10a的一部分、及所述另一個發光部40(第2發光部40b)的基板10的第1主面10a的一部分。例如，光反射樹脂層60覆蓋第1發光部40a的第1金屬層11的一部分、及第2發光部40b的第1金屬層11的一部分。由此，進一步抑制絕緣性劣化。
例如，光反射樹脂層60覆蓋第1發光部40a的第1金屬 層11的側面、及第2發光部40b的第1金屬層11的側面。由此，可以提高第1發光部40a的第1金屬層11的側面、與第2發光部40b的第1金屬層11的側面之間的絕緣性。
在此例中，光反射樹脂層60覆蓋第1發光部40a的第2金屬層12的側面、及第2發光部40b的第2金屬層12的側面。由此，可以提高第1發光部40a的第2金屬層12的側面、與第2發光部40b的第2金屬層12的側面之間的絕緣性。
例如，當减小多個發光部40彼此的間隔時，多個發光部40各自中所含的金屬層彼此中，絕緣性變得容易劣化。可通過光反射樹脂層60覆蓋多個發光部40各自中所含的金屬層的側面，而提高側面彼此之間的絕緣性。
如圖9(b)所例示，在此例中，光反射樹脂層60的一部分配置在第1發光部40a的第1安裝基板部15a的基板10與散熱構件51之間。進而，光反射樹脂層60的一部分配置在第2發光部40b的第2安裝基板部15b的基板10與散熱構件51之間。光反射樹脂層60是填充在第1安裝基板部15a與第2安裝基板部15b之間的空間。由此，可更進一步提高絕緣性。
進而，如圖9(a)所例示，在此例中，光反射樹脂層60覆蓋多個發光部40中所含的基板10的外緣。由此，可以提高光的利用效率。
可通過設置光反射樹脂層60，而减小第1發光部40a與第2發光部40b之間的間隔。例如，第1發光部40a的基板10的 第1側面10sa、與第2發光部40b的基板10的第2側面10sb之間的距離g1爲0.5毫米(mm)以上5毫米(mm)以下。優選距離g1爲1mm以下。
在此例中，波長轉換層31包含第1波長轉換膜31p、及第2波長轉換膜31q。第1波長轉換膜31p覆蓋半導體發光元件20的側面。第2波長轉換膜31q覆蓋半導體發光元件20的上表面，且設置在第1波長轉換膜31p之上。第1波長轉換膜31p發射例如紅色光。第2波長轉換膜31q發射例如黃色光。
圖10(a)~圖10(d)是例示第5實施方式的另一發光裝置及照明裝置的示意性剖視圖。
在這些圖中，省略了照明裝置構件71。這些例子中的照明裝置構件71中可以應用關于第1實施方式所說明的構成、或關于照明裝置221所說明的構成。
如圖10(a)~圖10(d)所示，本實施方式的另一發光裝置121a~121d(及照明裝置221a~221d)中，光反射樹脂層60也覆蓋第1側面10sa及第2側面10sb。進而，光反射樹脂層60覆蓋第1發光部40a的基板10的第1主面10a的一部分、及第2發光部40b的基板10的第1主面10a的一部分。
發光裝置121a(及照明裝置221a)中，光反射樹脂層60是與第1金屬層11隔開，且與第2金屬層12隔開。光反射樹脂層60的一部分配置在第1安裝基板部15a的基板10與散熱構件51之間。進而，光反射樹脂層60的一部分配置在第2安裝基板部 15b的基板10與散熱構件51之間。
在發光裝置121b(及照明裝置221b)中，光反射樹脂層60覆蓋第1金屬層11的一部分，且與第2金屬層12的一部分相接。光反射樹脂層60的一部分配置在第1安裝基板部15a的基板10與散熱構件51之間。進而，光反射樹脂層60的一部分配置在第2安裝基板部15b的基板10與散熱構件51之間。
在發光裝置121c(及照明裝置221c)中，光反射樹脂層60是與第1金屬層11隔開，且與第2金屬層12隔開。光反射樹脂層60未配置在第1安裝基板部15a的基板10與散熱構件51之間、及第2安裝基板部15b的基板10與散熱構件51之間。
在發光裝置121d(及照明裝置221d)中，光反射樹脂層60覆蓋第1金屬層11的一部分，且覆蓋第2金屬層12的一部分。光反射樹脂層60是與反射層32相接。光反射樹脂層60的一部分配置在第1安裝基板部15a的基板10與散熱構件51之間。進而，光反射樹脂層60的一部分配置在第2安裝基板部15b的基板10與散熱構件51之間。光反射樹脂層60是填充在第1安裝基板部15a與第2安裝基板部15b之間的空間。可獲得更高絕緣性與更高反射率。
圖11(a)及圖11(b)是例示第5實施方式的發光裝置及照明裝置的示意圖。
這些圖例示了本實施方式的散熱構件51的形狀。圖11(b)是圖11(a)的A1-A2綫剖視圖。
如圖11(a)所例示，散熱構件51具有第1~第4邊55a~55d。例如，第1邊55a沿X軸方向延伸。第2邊55b與第1邊55a隔開，且沿X軸方向延伸。第3邊55c將第1邊55a的一端與第2邊55b的一端連接。第4邊55d與第3邊55c隔開，且將第1邊55a的另一端與第2邊55b的另一端連接。在此例中，第1邊55a的長度及第2邊55b的長度各自分別長于第3邊55c的長度及第4邊55d的長度。
如圖11(b)所例示，散熱構件51可進行翹曲。例如，散熱構件51與發光部40是在高溫下接合。存在因熱膨脹係數之差，散熱構件51進行翹曲的情况。
對散熱構件51中設有安裝基板部15的區域的翹曲度進行關注。如圖11(a)所例示，設有安裝基板部15的區域的長度是1個安裝基板部15的長度La(mm)、另一安裝基板部15的長度Lb(mm)、及兩者之間的區間的長度Lc(mm)之和的長度L01(mm)。長度L01爲La+Lb+Lc。散熱構件51的翹曲度C51是散熱構件51的該區域的端的Z軸方向的位置之差。例如，散熱構件51的翹曲度C51(mm)是散熱構件51的下表面的所述區域的端與散熱構件51的下表面的中心之間的Z軸方向的距離。例如，散熱構件51的翹曲度C51也可以是散熱構件51的上表面的所述區域的端與散熱構件51的上表面的中心之間的Z軸方向的距離。散熱構件51的翹曲度C51依存于設有安裝基板部15的區域的尺寸。將相對翹曲度RC1設爲C51/L01。
另一方面，散熱構件51具有厚度t51(mm)。散熱構件51的翹曲度依存于散熱構件51的厚度t51。將相對厚度RT1設爲t51/L01。
圖12是例示第5實施方式的發光裝置及照明裝置的特性的曲綫圖。
圖12例示了將散熱構件51與發光部40在217℃下接合後在25℃下的翹曲度的模擬結果。散熱構件51與發光部40是通過熱傳導層52(例如焊料)而接合。圖12的橫軸爲散熱構件51(散熱片)的相對厚度RT1。縱軸爲相對翹曲度RC1。
例如，散熱構件51中設有安裝基板部15的區域的長度L01爲50mm。例如，當相對厚度RT1爲0.06時，散熱構件51的厚度t51爲3mm。當相對厚度RT1爲0.12時，散熱構件51的厚度t51爲6mm。當相對翹曲度RC1爲0.004時，翹曲度C51爲0.2mm。例如，當散熱構件51中設有安裝基板部15的區域的長度L01爲50mm時，優選將翹曲度C51設爲0.2mm以下。由此，可以獲得例如反射部73中的高效率反射。如果翹曲度過大，那麽難以由反射部73將光LL向適當的方向反射。散熱性也可能劣化。就實用性而言，優選相對翹曲度RC1爲0.004以下。由此，可以獲得基于高反射的高效率。
由圖12可知，優選相對厚度RT1爲0.06。如果相對厚度RT1變大，那麽相對翹曲度RC1的變化變小。相對厚度RT1宜爲0.12以下。如果相對厚度RT1超過0.12，那麽散熱構件51的材料 使用量會過度增加。
因此，在本實施方式中，優選相對厚度RT1爲0.06以上且0.12以下。即，優選散熱構件51的厚度爲散熱構件51中設有安裝基板部15的區域的長度L01的0.06倍以上0.12倍以下。
一般而言，LED模塊中，在將多個COB模塊安裝至散熱片時，爲了限制安裝，而將COB模塊彼此的間隔設定爲固定值以上。因此，LED模塊的尺寸增大，反射鏡及外形尺寸增大。而且，在形成在COB模塊彼此之間的間隙中，反射率低，因此，産生反射損耗。
另一方面，用于泛光燈等的高輸出功率的COB模塊爲了滿足配光特性而優選發光區域的面積小且發光密度高。但是，如果發光密度提高，那麽發光區域的中心部的溫度變得更高。在散熱片連接在多個COB模塊各自中的構成中，存在多個COB模塊各自中産生溫度不均的情况。
本實施方式中，將散熱片與多個COB模塊組合，在多個COB模塊彼此之間的區域設置例如白色的絕緣樹脂(光反射樹脂層60)。由此，例如可以减小配綫基板的沿面距離。由此，可以减小發光裝置的尺寸。
而且，可通過將白色絕緣樹脂的反射率設爲70%以上，而减少光反射損耗。
可通過組合1個散熱片與多個COB模塊，而例如抑制COB模塊的最大溫度。可以使多個COB模塊中的溫度均勻。而 且，可以使發光裝置小型化。
在本實施方式中，使用例如焊料作爲熱傳導層52。由此，例如可以提高散熱性。
在本實施方式中，可通過將相對厚度RT1設爲0.015以上0.03以下，而例如增大散熱片效果。而且，可以减小發光裝置中的翹曲度。
(第6實施方式)
圖13(a)~圖13(f)是例示第6實施方式的發光裝置及照明裝置的示意性剖視圖。
圖13(a)是本實施方式的發光裝置131及照明裝置231的平面圖。圖13(b)是發光裝置131中所含的散熱構件51的平面圖。第13(c)是發光裝置131中所含的安裝基板部15的平面圖。圖13(d)、圖13(e)及圖13(f)分別是圖13(a)的A1-A2綫剖視圖、A3-A4綫剖視圖、及A5-A6綫剖視圖。
如圖13(a)所示，本實施方式的照明裝置231包含發光裝置131、及照明裝置構件71。在此例中，發光裝置131也包含散熱構件51、熱傳導層52、及發光部40。在此例中，也通過將比Rs設爲5以上，而即便光束發散度爲10 lm/mm2以上100 lm/mm2以下達到光束發散度較高，也可以提供散熱性經提高的發光裝置。
如圖13(b)、圖13(d)及圖13(f)所示，散熱構件51的與第2主面10b相向的第1面(上表面51u)具有凹凸51p。
如圖13(b)所示，例如，第1面(上表面51u)的凹凸 51p包含多個第1槽51pa。多個第1槽51pa是例如沿X軸方向(例如相對第2主面10b平行的第1方向)延伸。在此例中，第1面(上表面51u)的凹凸51p更包含多個第2槽51pb。多個第2槽51pb是例如沿Y軸方向(例如相對第2主面10b平行且與第1方向交叉)延伸。在此例中，第2方向相對第1方向垂直。在實施方式中，第1方向與第2方向之間的角度爲任意角度。
如圖13(a)所例示，在此例中，第1面(上表面51u)中設置著凹凸51p的區域51pr投影到第2主面10b時的外緣51pe位于基板10投影到第2主面10b時的外緣(例如第1主面10a的外緣10r)的外側。
如圖13(c)、圖13(d)及圖13(f)所示，在此例中，第2金屬層12的與散熱構件51相向的第2面(下表面12l)具有凹凸12p。
第2面(下表面12l)的凹凸12p包含多個第3槽12pa。多個第3槽12pa是例如沿X軸方向(例如相對第2主面10b平行的第3方向)延伸。在此例中，第2面(下表面12l)的凹凸12p更包含多個第4槽12pb。多個第4槽12pb是例如沿Y軸方向(例如相對第2主面10b平行且與第3方向交叉的第4方向)延伸。在此例中，第4方向相對第3方向垂直。在實施方式中，第3方向與第4方向之間的角度爲任意角度。第3方向與第1方向的角度、第3方向與第2方向的角度、第4方向與第1方向的角度、以及第4方向與第2方向的角度爲任意角度。
實施方式並不限於所述內容，凹凸51p例如也可以包含多個獨立的凸部、及凹部。凹凸51p例如還可以包含多個獨立的凹部、及凸部。凹凸12p例如也可以包含多個獨立的凸部、及凹部。凹凸12p例如還可以包含多個獨立的凹部、及凸部。
在實施方式中，也可以設置散熱構件51的凹凸51p、及第2金屬層12的凹凸12p中的至少任一個。
在凹凸51p的凹部、及凹凸12p的凹部中填充熱傳導層52(例如焊料)。通過設置凹凸，而將應力進一步緩和。
例如，在發光部40中産生熱。例如，因産生的熱而使半導體發光元件20中的發光效率(lm/W)下降。如果增大投入電力，那麽存在發光裝置的溫度(例如半導體發光元件20的溫度)上升到發光裝置的環境溫度的標準值以上的情况。
爲了提高散熱性，而存在例如利用焊料(熱傳導層52)將COB的背面與散熱板(散熱構件51)接合的結構。在此結構中，因COB、散熱板、及焊料之間的熱膨脹係數之差，應力作用于焊料。其結果，存在焊料産生裂紋，可靠性下降的情况。雖然存在經由變形阻力小的材料接合COB與散熱板的方法，但是不易獲得良好的焊料接合。進而，在此方法中，接合部分中産生的應變始終較大。因此，在COB或散熱板翹曲的情况下，應變集中，導致容易從應變集中的部分産生裂紋。
相對于此，在本實施方式中，設置散熱構件51的凹凸51p、及第2金屬層12的凹凸12p中的至少任一個。通過設置凹 凸，而使焊料(熱傳導層52)中産生的應力緩和，從而可减少應變。例如，X-Y平面內的應力通過凹凸51p及凹凸12p中的至少任一個而緩和。由此，可以提高可靠性。
進而，通過設置凹凸51p，散熱構件51與熱傳導層52(例如焊料)的接觸面積擴大。通過設置凹凸12p，第2金屬層12與熱傳導層52(例如焊料)的接觸面積擴大。由此，散熱性提高。
這樣一來，可通過在COB的表面與散熱板的表面的至少任一表面設置凹凸，而緩和應力。進而，在焊料接合中，可以增大接合面積，從而散熱性提高。
圖14(a)~圖14(g)是例示第6實施方式的發光裝置的示意性剖視圖。
這些圖是以包含Z軸方向的平面將實施方式的散熱構件51截斷所得的剖視圖。
圖14(a)及圖14(b)所示的示例中，設置在散熱構件51的上表面51u的凹凸51p具有凹部51pd。凹部51pd具有底面部(散熱構件底面部51qb)、及側面部(散熱構件側面部51qa)。側面部(散熱構件側面部51qa)相對第2主面10b(即，X-Y平面)交叉。在這些示例中，散熱構件51的截面具有兩個散熱構件側面部51qa，且兩個散熱構件側面部51qa所交叉的部分(散熱構件底面部51qb)的截面爲三角形狀。
圖14(a)所示的示例中，散熱構件51的上表面51u的凸部51pp是相對X-Y平面實質上平行的平面狀。圖14(b)所示 的示例中，散熱構件51的上表面51u的凸部51pp的截面爲三角狀。
即便圖14(c)及圖14(d)所示的示例中，散熱構件51的凹部51pd也具有底面部(散熱構件底面部51qb)、及側面部(散熱構件側面部51qa)。這些示例中，散熱構件底面部51qb是相對X-Y平面實質上平行的平面狀。
圖14(c)所示的示例中，散熱構件51的上表面51u的凸部51pp是相對X-Y平面實質上平行的平面狀。圖14(d)所示的示例中，散熱構件51的上表面51u的凸部51pp的截面爲三角狀。
圖14(e)、圖14(f)及圖14(g)所示的示例中，散熱構件51的凹部51pd不僅具有底面部(散熱構件底面部51qb)、及側面部(散熱構件側面部51qa)，還具有角部(散熱構件角部51qc)。散熱構件角部51qc是將散熱構件底面部51qb與散熱構件側面部51qa連接，且爲曲面狀。
圖14(e)所示的示例中，散熱構件51的上表面51u的凸部51pp是相對X-Y平面實質上平行的平面狀。圖14(f)所示的示例中，散熱構件51的上表面51u的凸部51pp爲曲面狀。圖14(g)所示的示例中，散熱構件51的上表面51u的凸部51pp是相對X-Y平面實質上平行的平面狀，且散熱構件底面部51qb是相對X-Y平面實質上平行的平面狀。
在實施方式中，優選設置曲面狀的散熱構件角部51qc。 這樣一來，使凹部51pd(例如槽)的邊緣部分(角部)成爲曲面狀。由此，可以抑制應力集中在散熱構件51的凹部51pd的邊緣部分。在邊緣部分爲非曲面狀的情况下，邊緣部分成爲裂紋的起點，從而容易産生裂紋。可通過將邊緣部分設爲曲面狀，而進一步抑制裂紋産生。
圖15(a)~圖15(g)是例示第6實施方式的發光裝置的示意性剖視圖。
這些圖是以包含Z軸方向的平面將實施方式的第2金屬層12截斷所得的剖視圖。
圖15(a)及圖15(b)所示的示例中，設置在第2金屬層12的下表面12l的凹凸12p具有凹部12pd。凹部12pd具有底面部(第2金屬層底面部12qb)、及側面部(第2金屬層側面部12qa)。側面部(第2金屬層側面部12qa)是相對第2主面10b(即，X-Y平面)交叉。在這些示例中，第2金屬層12的截面具有兩個第2金屬層側面部12qa，且兩個第2金屬層側面部12qa所交叉的部分(第2金屬層底面部12qb)的截面爲三角形狀。
圖15(a)所示的示例中，第2金屬層12的下表面12l的凸部12pp是相對X-Y平面實質上平行的平面狀。圖15(b)所示的示例中，第2金屬層12的下表面12l的凸部12pp的截面爲三角狀。
即便圖15(c)及圖15(d)所示的示例中，第2金屬層12的凹部12pd也具有底面部(第2金屬層底面部12qb)、及側面 部(第2金屬層側面部12qa)。在這些示例中，第2金屬層底面部12qb是相對X-Y平面實質上平行的平面狀。
圖15(c)所示的示例中，第2金屬層12的下表面12l的凸部12pp是相對X-Y平面實質上平行的平面狀。圖15(d)所示的示例中，第2金屬層12的下表面12l的凸部12pp的截面爲三角狀。
圖15(e)、圖15(f)及圖15(g)所示的示例中，第2金屬層12的凹部12pd不僅具有底面部(第2金屬層底面部12qb)、及側面部(第2金屬層側面部12qa)，還具有角部(第2金屬層角部12qc)。第2金屬層角部12qc是將第2金屬層底面部12qb與第2金屬層側面部12qa連接，且爲曲面狀。
圖15(e)所示的示例中，第2金屬層12的下表面12l的凸部12pp是相對X-Y平面實質上平行的平面狀。圖15(f)所示的示例中，第2金屬層12的下表面12l的凸部12pp爲曲面狀。圖15(g)所示的示例中，第2金屬層12的下表面12l的凸部12pp是相對X-Y平面實質上平行的平面狀，第2金屬層底面部12qb是相對X-Y平面實質上平行的平面狀。
在實施方式中，優選設置曲面狀的第2金屬層角部12qc。這樣一來，使凹部12pd(例如槽)的邊緣部分(角部)成爲曲面狀。由此，可以抑制應力集中在第2金屬層12的凹部12pd的邊緣部分。由此，可更加抑制裂紋的産生。
在實施方式中，凹部(例如槽)的形狀(以包含Z軸方 向的平面截斷時的截面形狀)例如可以設爲三角形、梯形、或圓形(橢圓形)等。而且，在形狀爲三角形狀或梯形狀的情况下，優選將角部設爲曲面狀。
優選設置在散熱構件51的第1面(上表面51u)的凹凸51p的深度d51爲散熱構件51的厚度t51的1/10倍以下(參照圖14(g))。可通過將深度d51設爲厚度t51的1/10倍以下，而例如抑制焊料(熱傳導層52)內生成空隙。進而，可以抑制焊料的使用量，從而可以抑制成本上升。在需求更高效果的情况下，理想爲1/20倍以下。優選深度d51爲散熱構件51的厚度t51的1/1000倍以上。由此，可以有效地抑制應力，從而可以通過接觸面積增大而有效地獲得散熱性的提高。
另一方面，優選設置在第2金屬層12的第2面(下表面12l)的凹凸12p的深度d12爲第2金屬層12的厚度t12的1/2倍以下(參照圖15(g))。可通過將深度d12設爲厚度t12的1/2倍以下，而例如抑制焊料(熱傳導層52)內生成空隙。進而，可以抑制焊料的使用量，從而可以抑制成本上升。優選深度d12爲第2金屬層12的厚度t12的1/100倍以上。由此，可以有效地抑制應力，從而可以通過接觸面積增大而有效地獲得散熱性提高。
例如，優選槽間距爲槽深度的2倍以上。
例如，優選散熱構件51的多個凹部51pd的間距爲凹部51pd的深度的2倍以上。例如，優選相鄰的多個凹部51pd的底面部(散熱構件底面部51qb)彼此的距離爲凹部52pd的凸部51pp 與底面部(散熱構件底面部51pb)之間的沿著Z軸方向的距離的2倍以上。由此，凹部51pd的形狀(槽的形狀)容易變得穩定。進而優選間距爲深度的10倍以上。由此，凹部(槽)的形狀容易變得均勻。
例如，優選第2金屬層12的多個凹部12pd的間距爲凹部12pd的深度的2倍以上。例如，優選相鄰的多個凹部12pd的底面部(第2金屬層底面部12qb)彼此的距離爲凹部12pd的凸部12pp與底面部(第2金屬層底面部12pb)之間的沿著Z軸方向的距離的2倍以上。由此，凹部12pd的形狀(槽的形狀)變得容易穩定。進而優選間距爲深度的10倍以上。由此，凹部(槽)的形狀變得容易均勻。
在實施方式中，優選槽彼此之間的距離爲槽深度以上。
例如，優選散熱構件51的多個凹部51pd彼此之間的距離爲凹部51pd的深度的2倍以上。例如，優選相鄰的多個凹部51pd的凸部51pp的寬度(相對Z軸方向垂直的方向的距離)爲凹部52pd的凸部51pp與底面部(散熱構件底面部51pb)之間的沿著Z軸方向的距離以上。由此，可以抑制凹部51pd中的空隙(焊料中産生的空隙)。如果槽彼此之間的距離過短，則容易殘留空隙。
例如，優選第2金屬層12的多個凹部12pd彼此之間的距離爲凹部12pd的深度以上。例如，優選相鄰的多個凹部12pd的凸部12pp的寬度(相對Z軸方向垂直的方向的距離)爲凹部12pd的凸部12pp與底面部(第2金屬層底面部12pb)之間的沿 著Z軸方向的距離以上。由此，可以抑制凹部12pd中的空隙。如果槽彼此之間的距離過短，則容易殘留空隙。
在本實施方式中，基板10中使用例如陶瓷基板。由此，同時地獲得高絕緣性與高熱傳導性。此時，熱傳導層52中使用焊料。由此，可以獲得高熱傳導性。
如果使用陶瓷基板作爲基板10，且使用金屬作爲熱傳導層52，那麽熱膨脹係數中將産生較大的差异。此時，在本實施方式中，可通過設置凹凸，而有效地緩和應力。
第2金屬層12中使用例如銅層。由此，即便使用焊料作爲熱傳導層52，也可以獲得良好的接合。焊料的材料選擇範圍廣泛，接合步驟的條件範圍擴大。也可以使用例如鋁作爲第2金屬層12。在此情况下，焊料的材料容易受到限制，接合步驟的條件容易受到限制。銅的熱傳導率高于鋁的熱傳導率。可通過第2金屬層12中使用銅層，而獲得更高的散熱性。
如已說明般，優選第1面(上表面51u)中設置著凹凸 51p的區域51pr投影到第2主面10b時的外緣51pe位于發光區域投影到第2主面10b時的外緣的外側。由此，獲得應力緩和的效果。更理想爲位于基板10投影到第2主面10b時的外緣(例如第1主面10a的外緣10r)的外側。可通過擴大設置著凹凸的區域，而更有效地抑制裂紋産生。
(第7實施方式)
圖16是例示第7實施方式的發光裝置及照明裝置的示意 性剖視圖。
如圖16所示，本實施方式的照明裝置241包含發光裝置141、及照明裝置構件71。發光裝置141包含散熱構件51、熱傳導層52、及發光部40。在此例中，也例如通過將比Rs設爲5以上，而即便光束發散度爲10 lm/mm2以上100 lm/mm2以下達到光束發散度較高，也可以提供散熱性經提高的發光裝置。
在此例中，發光部40的發光元件部35也包含多個半導體發光元件20、及波長轉換層31。在此例中，更設置有反射層32。
多個半導體發光元件20(例如第1半導體發光元件20a及第2半導體發光元件20b等)各自具有與第1主面10a相向的半導體發光元件下表面20l、及與半導體發光元件下表面20l爲相反側的半導體發光元件上表面20u。半導體發光元件上表面20u是半導體發光元件20的上表面。
另一方面，波長轉換層31具有與半導體發光元件上表面20u相接的波長轉換層下表面31l、及與波長轉換層下表面31l爲相反側的波長轉換層上表面31u。波長轉換層上表面31u是波長轉換層31的上表面。
在本實施方式中，多個半導體發光元件20的任一個的上表面(半導體發光元件上表面20u)、與波長轉換層31的上表面(波長轉換層上表面31u)之間的Z軸方向(相對第1主面10a垂直的方向)的距離t31爲100μm以上300μm以下。
由此，可以獲得高效率，並且在波長轉換層31中獲得高 熱傳導性，從而可以抑制溫度上升。其結果爲，可以延長壽命。
例如，實施方式的發光裝置的標準值是例如相關色溫爲5000K(開爾文)，顯色指數爲70，封裝溫度爲90℃時，發光效率例如爲100 lm/W。即，光束發散度高。在發光裝置中安裝有多個LED芯片。在LED芯片周圍設有波長轉換層31。自LED芯片出射含藍色的光。在波長轉換層31中，藍色光中産生激發，發射例如黃色光，獲得白色光。以與藍色光合成時適當地獲得白色光的方式設計波長轉換層31。
波長轉換層31包含樹脂(透光性樹脂31b)、及分散在樹脂中的多個熒光體粒子(波長轉換粒子31a)(參照圖5)。在波長轉換層31的厚度(例如距離t31)厚的情况下，將熒光體粒子的濃度設定得低，以獲得適當的光轉換特性。相反，在波長轉換層31的厚度(例如距離t31)薄的情况下，將熒光體粒子的濃度設定得高。
樹脂的熱傳導率低于熒光體粒子的熱傳導率。因此，如果熒光體粒子的濃度低，那麽波長轉換層31的熱傳導率變低。如果熒光體粒子的濃度高，那麽波長轉換層31的熱傳導率變高。
如果距離t31過大，例如超過500μm，則將熒光體粒子的濃度設定得過低。因此，波長轉換層31中的熱傳導率低，因半導體發光元件20中産生的熱、及波長轉換層31中産生的熱而使波長轉換層31的溫度過度上升。由此，波長轉換層31的壽命縮短。
在本實施方式中，將距離t31設爲300μm以下。由此，熒光體粒子的濃度成爲適當的值，從而可以降低波長轉換層31中的熱傳導率。由此，可以抑制溫度上升，從而例如可以延長波長轉換層31的壽命。
例如，可通過將距離t31設爲300μm以下，而在波長轉換層31中形成一部分熒光體粒子彼此接觸的狀態。而且，與基板10或LED芯片(半導體發光元件20)接觸的熒光體粒子的數量增加。由此，波長變化時，熒光體粒子中産生的熱變得容易向基板10或LED芯片傳遞。
另一方面，如果波長轉換層31的厚度(例如距離t31)過薄，那麽波長轉換層31中的熒光體粒子的密度變高。即，多個熒光體粒子彼此的距離變短。因此，例如從1個熒光體粒子發射的光被位于該熒光體粒子附近的另一個熒光體粒子吸收(再吸收)的概率增高。即，如果熒光體粒子的密度過高，則發光效率下降。
在本實施方式中，可通過將距離t31設爲100μm以上，而使波長轉換層31中的熒光體粒子的濃度變得適當。由此，可以抑制再吸收，獲得高的發光效率。
在本實施方式中，LED芯片(半導體發光元件20)例如具有倒裝芯片結構。基板10包含陶瓷。在倒裝芯片結構的情况下，伴隨載子結合的光發射的熱主要傳遞到基板10側。因此，在陶瓷的基板10中，可有效地進行散熱，從而抑制LED芯片的溫度上升。
COB模塊通過導電性潤滑脂或焊料等的熱傳導層52而與散熱構件51(散熱片)連接。由此，可以有效地傳導分散來自LED芯片的熱。由此，可以提高輸出。進而，例如可以形成對散熱構件51的熱傳導路徑，因此波長轉換層31的溫度也可以維持得低。
由此，例如在25 lm/W以上的高發光效率的COB模塊中，可以將波長轉換層31的溫度維持得低。由此，可以延長壽命。
例如，使用X軸方向的長度爲1mm、Y軸方向的長度爲1mm、厚度(Z軸方向的長度)爲0.4mm的LED芯片作爲半導體發光元件20。在安裝基板部15的第1金屬層11之上配置多個半導體發光元件20。在多個半導體發光元件20周圍形成反射層32。反射層32的內側寬度(內徑)爲約19mm。在由反射層32包圍的區域中，以覆蓋半導體發光元件20的方式，形成波長轉換層31。波長轉換層31的樹脂中使用例如二甲基矽酮。該樹脂中分散有多個熒光體粒子。熒光體粒子的濃度爲約17重量%。波長轉換層31的高度(基板10的第1主面10a、與波長轉換層31的上表面(波長轉換層上表面31u)之間沿著Z軸方向的距離)爲約650μm。從LED芯片發射的藍色光與從波長轉換層31發射的光的合成光的相關色溫爲約5000K。即，以獲得白色光的方式調整波長轉換層31。距離t31設爲150μm。將這種發光裝置作爲第4試樣。
另一方面，將熒光體粒子的濃度設爲約8重量%的發光裝 置作爲第5試樣。在第5試樣中，距離t31設爲500μm。即便第5試樣中，從LED芯片發射的藍色光與從波長轉換層31發射的光的合成光的相關色溫也爲約5000K。第5試樣中的熒光體粒子的濃度及距離t31以外的條件與第4試樣相同。
在第4試樣及第5試樣中，發光部40經由焊料的熱傳導層52接合于散熱構件51。
使第4試樣及第5試樣點燈，測定波長轉換層31的溫度。在第5試樣中，波長轉換層31的表面(波長轉換層上表面31u)的溫度爲130℃。另一方面，在第4試樣中，波長轉換層31的表面(波長轉換層上表面31u)的溫度爲110℃。這樣一來，可通過適當地設定距離t31，而抑制波長轉換層31的溫度上升。
圖17(a)~圖17(c)是例示第7實施方式的另一發光裝置及照明裝置的示意性剖視圖。
如圖17(a)所示，在本實施方式的另一發光裝置142(及照明裝置242)中，半導體發光元件20與基板10之間未設置波長轉換層31。另一方面，發光裝置141(及照明裝置241)中，即便半導體發光元件20與基板10之間也設置有波長轉換層31。可通過將波長轉換層31填充到半導體發光元件20與基板10之間的空間，而例如提高熱傳導性。
如圖17(b)及圖17(c)所示，在本實施方式的另一發光裝置143(及照明裝置243)中，多個半導體發光元件20彼此之間的區域中，波長轉換層31的上表面(波長轉換層上表面31u) 爲凹狀。該凹狀的形狀是例如因波長轉換層31流入半導體發光元件20與安裝基板部15之間的空間而産生。在如此般波長轉換層31的上表面的一部分爲凹狀的情况下，將至波長轉換層31的平坦之表面爲止設爲距離t31。
圖18(a)~圖18(c)是例示第7實施方式的另一發光裝置及照明裝置的示意性剖視圖。
如圖18(a)所示，在本實施方式的另一發光裝置144(及照明裝置244)中，波長轉換層31的表面(此例中爲波長轉換層上表面31u)上設有凹凸31r。該凹凸31r的深度是例如從波長轉換層31出射的光的波長的0.5倍以上5倍以下。可通過凹凸31r，而提高來自波長轉換層31的光擷取效率。
如圖18(b)所示，在本實施方式的另一發光裝置145(及照明裝置245)中，波長轉換層31的表面爲覆蓋半導體發光元件20的半球狀。而且，在波長轉換層31的表面設有凹凸31r。可通過凹凸31r，而提高來自波長轉換層31的光擷取效率。
如圖18(c)所示，在本實施方式的另一發光裝置146(及照明裝置246)中，波長轉換層31的表面(上表面)在多個半導體發光元件20之間的部分爲凹狀。通過該凹狀的部分而形成凹凸31r。可通過凹凸31r，而提高來自波長轉換層31的光擷取效率。
所述各實施方式的發光裝置例如可以用作泛光燈等照明裝置。
(第8實施方式)
發光裝置是使用發光元件的光源，且例如用于照明或顯示用途。由于發光元件爲點狀光源，故可知發光裝置與熒光燈等綫狀光源相比，發熱密度高。近年來，一直需求以狹窄發光面積發出高强度光的發光裝置。因此，必須確保使發光元件中産生的熱高效地散逸的結構。
作爲用來確保該散熱性的一個示例，有在與安裝發光元件的面爲相反側的基板的面設置金屬制散熱板的情况。基板與散熱板的連接是通過在基板的背面形成金屬層，且以焊料將該金屬層與散熱板接合而進行。由此，形成可以將來自發光元件的熱傳遞到散熱板的散熱路徑。
但是，在基板爲陶瓷的情况下，因與作爲金屬的散熱板的熱膨脹係數差，焊料受到較大的應力，從而産生裂紋。如果進而持續受到應力，則裂紋發展，導致可靠性下降。本實施方式是提供可靠性高的發光裝置。
參照圖19、圖20及圖21，說明第8實施方式。圖19是用來對本發明的第8實施方式的發光裝置進行說明的圖。圖20是用來對第8實施方式的發光裝置的截面進行說明的圖。圖21是用來對第8實施方式的發光裝置中將發光元件、連接器等構件拆卸後的狀態進行說明的圖。
本實施方式的發光裝置380是用于照明或顯示用途的發光裝置，且包括包含氧化鋁或氮氧化鋁等陶瓷材料、或者陶瓷材料與複合陶瓷材料等的陶瓷基板301作爲主要部分。陶瓷基板301 具有成爲前面的第1面311及成爲背面的第2面312。而且，陶瓷基板301具有一對第1端邊313、314、及與第1端邊313正交且長度比第1端邊313、314短的第2端邊315、316。即，本實施方式的陶瓷基板301是如第1面311及第2面312的形狀爲長方形且厚度爲1mm以下那樣的薄板。
陶瓷基板301是以直接鍍銅(Direct Plated Copper，DPC)基板構成。即，在陶瓷基板301上，至少在第1面311形成第1金屬層302、及第2金屬層303，在第2面312形成第3金屬層304。第1金屬層302、第2金屬層303及第3金屬層304可以利用相同材料構成。例如，第1金屬層302、第2金屬層303及第3金屬層304是在通過濺鍍形成的氧化鈦層之上，叠層包含銅且厚度爲0.1mm以下的第1鍍層而成。在第1鍍層上，也可以進而叠層包含鎳/金、或鎳/鈀/金的第2鍍層。而且，理想爲形成在第1面311的金屬層的總體積小于形成在第2面312的金屬層的總體積。可通過設爲這種關係，而擴大介于與下述散熱板310之間的焊料層364的形成區域。因此，可以較寬地確保將熱從成爲發熱部的發光元件352傳遞到散熱板310的散熱路徑。由此，可提高散熱性。
參照圖21，對陶瓷基板301的第1面311中的配綫圖案進行詳細說明。將穿過陶瓷基板301的中央部Cc且沿著第1端邊313、314的第1軸設爲X軸。將穿過中央部Cc且沿著第2端邊315、316的第2軸設爲Y軸。此時，第1金屬層302在陶瓷基板301上的第2端邊315附近，形成爲與X軸一致。此時，第1金 屬層302的端部並未到達第2端邊315。在該第1金屬層302上，在第2端邊315側的端部形成有沿Y軸且向第1端邊313的方向突出的供電用金屬層321。而且，在第1金屬層302，在發光部305側的端部與供電用金屬層321之間形成有沿Y軸向第1端邊314的方向突出的檢查用金屬層322。進而，在第1金屬層302，在發光部305側的端部與檢查用金屬層322之間，形成有沿Y軸向第1端邊313的方向突出的零件安裝用金屬層323。
另一方面，第2金屬層303在陶瓷基板301上的第2端邊316附近，形成爲與X軸一致。此時，第1金屬層302的端部並未到達第2端邊315。在該第2金屬層303上，在第2端邊316側的端部形成有沿Y軸向第1端邊313的方向突出的供電用金屬層331。而且，在第2金屬層303上，在發光部305側的端部與供電用金屬層331之間形成有沿Y軸向第1端邊314的方向突出的檢查用金屬層332。
在陶瓷基板301的第1面311設置有發光部305。發光部305爲圓柱狀。發光部305包括發出光的發光面351。發光部305配置成中心部C1與陶瓷基板301的中心部Cc大致一致。即，發光部305是從陶瓷基板301的角到中心部Cc的距離分別爲大致相同的長度。此外，本實施方式中的所謂“大致”是指最佳爲相同，但允許誤差程度的偏差、例如3mm左右的偏差。
發光部305包括發光元件352。發光元件352是例如産生藍色光的倒裝芯片型發光元件。具體而言，所述發光元件352是 如下發光元件，即，從一側朝向另一側依序叠層透明的藍寶石層、n型半導體層、發光層、p型半導體層而成，且在n型半導體層及p型半導體層中分別形成有電極。通過經由一對電極對n型半導體層及p型半導體層供給電力，而在位于元件下側的發光層中産生光。該光是從藍寶石層發射。在發光元件352中，一電極通過焊料層361而與第1金屬層302的一端側電性連接，另一電極通過焊料層361而與第2金屬層203的另一端側電性連接。
本實施方式中，發光元件352包含有多個。例如，發光元件352爲96個。這些多個發光元件352分成第1區353與第2區354而配置。第1區353包含半數(例如48個)的發光元件352。在第1區353中，多個發光元件352通過元件安裝用金屬層355(元件間金屬層)而串聯連接。在多個發光元件352中，元件安裝用金屬層355的一端連接在第1金屬層302，另一端連接在第2金屬層303。而且，在第1區353的與第2金屬層303的連接側，從元件安裝用金屬層355起在中途分岔的零件安裝用金屬層356在第1金屬層302的方向上延伸。在零件安裝用金屬層356與零件安裝用金屬層323之間，例如隔著零件安裝用金屬層373連接有2個電容器371、372。電容器371、372是例如用來防止暗點燈。此外，將電容器設爲多個的原因在于，如果爲一個，則電容器的尺寸、尤其高度會變高，從而存在遮擋發光部305中産生的光的可能性。第2區354也同樣包含半數(例如48個)的發光元件352。在第2區354中，多個發光元件352通過元件安裝用金屬層355 (元件間金屬層)而串聯連接。在多個發光元件352中，一端連接在第1金屬層302，另一端連接在第2金屬層303。
而且，發光部305包括例如圓筒狀的壁部357。壁部357高于發光元件352的高度，且以在其圓筒內包圍發光元件352的方式形成在陶瓷基板301的第1面311上。而且，一部分以位于金屬層(第1金屬層302、第2金屬層303)之上的方式形成。壁部357因覆蓋發光元件352，而期望由光反射性高的材料形成。也可具有朝向前面側傾斜的坡度。
在由壁部357與陶瓷基板301等形成的空間，以覆蓋發光元件352的方式，填充包含矽酮等樹脂的密封樹脂358。密封樹脂358包含黃色系熒光體材料。即，發光元件352中産生的藍色光中的一部分被密封樹脂358中所含的熒光體材料激發而成爲黃色光。而且，發光元件352中産生的藍色光中的其他一部分直接作爲藍色光穿透密封樹脂358。這些光混合而成的白色光是從發光部305的發光面351發射。相對于發光面351的面積的總光通量、所謂的光束發散度爲10 lm/mm2~100 lm/mm2。相對于總投入電力的總光通量爲50 lm/W~150 lm/W。這樣一來，本實施方式的發光裝置以狹窄的發光面積發出高强度光。
在第1金屬層302的另一端側、即供電用金屬層321設置著第1連接器308。第1連接器308是用來對發光元件352供給電力的構件。第1連接器308是與從點燈電路延長的供電綫連接。第1連接器308具有金屬端子。第1連接器308(金屬端子)經由 焊料層362而與第1金屬層302連接。在第2金屬層303的另一端側、即供電用金屬層331設置著第2連接器309。第2連接器309也與第1連接器308同樣地具有金屬端子。第2連接器309(金屬端子)經由焊料層363而與第2金屬層303連接。此時，第1連接器308與第2連接器309以成爲相對Y軸對稱的位置的方式配置。即，發光部305與第1連接器308之間的距離L31和發光部305與第2連接器309之間的距離L32大致相同。此外，第1連接器308與第2連接器309是例如因熱從作爲發熱源的發光元件352經由第1金屬層302、第2金屬層303進行傳遞而有可能溫度增高的構件。因此，爲了抑制熱偏向陶瓷基板301的中央部Cc，而理想爲距離L31、L32爲2mm以上。另一方面，爲了避免可能達到高溫的構件接近裂紋的起點附近，導致裂紋變得容易發展，而理想爲陶瓷基板301的端部與連接器(第1連接器308、第2連接器309)之間的距離(最短距離L33)爲5mm以上。此外，金屬端子也可以由樹脂等絕緣盒覆蓋。
在陶瓷基板301的第2面312配置著散熱板310。散熱板310例如發揮作爲散熱片的功能。散熱板310是例如厚度爲5mm以下那樣的金屬板。散熱板310例如經由焊料層364以與陶瓷基板301的第2面312對向的方式與第3金屬層304連接。
如上所述，本實施方式中，將發光部305以其中央部C1與陶瓷基板1的中央部Cc大致一致的方式配置。而且，將作爲單極連接器的第1連接器308與第2連接器309隔開地配置在發光 部305的兩端。因此，可以提供可靠性高的發光裝置。即，在通過焊料層364連接陶瓷基板301與散熱板310且以狹窄發光面積發出高强度光的發光裝置中，因點燈時及熄燈時的熱膨脹差而導致焊料層364受到大應力。因此，焊料層364中例如産生裂紋。該裂紋選擇性地延展，從而存在導致可靠性下降之可能性。本實施方式可以抑制此現象。
參照以往的發光裝置，更具體地進行說明。如圖22所示，在發光裝置480中，發光部405配置在陶瓷基板401的第1面411上偏斜的位置。而且，在發光裝置480中，配置著兩極的連接器408。在發光裝置480中，導致可靠性下降的可能性尤其高。發光裝置480中溫度變高的部分是包含作爲發熱源的發光元件452(未圖示)的發光部405、與該發光部405的熱經由第1金屬層及第2金屬層402、403進行傳遞且包含陽極連接器及陰極連接器的連接器408。如圖22所示，在陶瓷基板401上，如果可能達到高溫的構件的配置偏斜，那麽熱分布會偏斜。因此，裂紋例如會在陶瓷基板401的角附近的焊料層464(未圖示)中産生。而且，在投影到X-Y平面時，裂紋會在焊料層464內逐漸向陶瓷基板401的中央方向延展。裂紋的延展在溫度越高的部分越爲顯著。因此，熱分布的偏斜是和局部性裂紋的發展有關。即便爲局部性，如果焊料層464的裂紋發展到發光部405的背側，那麽從發光元件452向散熱板410的散熱路徑也會中斷，從而存在發光元件452損壞的情况。
因此，在第8本實施方式的發光裝置380中，將發光部305配置在陶瓷基板301的中心Cc。而且，在其兩端隔開配置單極連接器(第1連接器308、第2連接器309)。因此，將發熱源分散，從而將陶瓷基板301中的熱分布的偏斜消除。可抑制局部性裂紋的産生。而且，可以延遲裂紋的發展。進而，將發光部305自成爲裂紋起點的陶瓷基板301的角隔開地配置。因此，可以充分地延遲裂紋到達發光部305的背側爲止的時間。因此，可以提供可靠性高的發光裝置。此外，僅在第1連接器308附近配置有電容器371、372。由于電容器371、372的發熱並不大，所以，這種電容器的配置不會成爲熱分布偏斜的重要原因。
而且，將第1連接器308與第2連接器309以相對于Y軸分別對稱的方式設置。因此，使熱分布均勻化，從而可靠性進一步提高。而且，將多個發光元件352以相對于X軸及Y軸對稱的方式設置。使熱分布均勻化，從而可靠性進一步提高。而且，將第1連接器308與第2連接器309以其長度方向沿著Y軸的方式連接在第1金屬層302及第2金屬層303。可靠性進一步提高。
(第9實施方式)
圖23是用來對本發明的第9實施方式的發光裝置進行說明的圖。關于該第9實施方式的各部，與第8實施方式的各部相同的部分以相同符號表示，並省略其說明。
本實施方式的發光裝置381中，陶瓷基板301的第1面311的形狀爲橢圓形狀。而且，在穿過陶瓷基板301的中央部Cc 且沿著散熱板310的端邊並且穿過陶瓷基板301的寬度最長的部分的X軸上，配置有發光部305的中心部C1、第1連接器308、及第2連接器309。
即便第9實施方式，也與第8實施方式相同地使熱分布的偏斜均勻化，因此，可以提供可靠性高的發光裝置。
(第10實施方式)
圖24是用來對本發明的第10實施方式的發光裝置進行說明的圖。
本實施方式的發光裝置382中，陶瓷基板301的第1面311的形狀爲多邊形。該陶瓷基板301例如在長方形狀的陶瓷基板301的四角傾斜地設置切口部317而呈多邊形狀。而且，在穿過陶瓷基板301的中央部Cc且沿著散熱板310的端邊並且穿過陶瓷基板301的寬度最長的部分的X軸上，配置有發光部305的中心部C1、第1連接器308、及第2連接器309。
即便第10實施方式，也與第8實施方式相同地使熱分布的偏斜均勻化，因此，可以提供可靠性高的發光裝置。
本發明並非限定于所述實施方式，可以進行各種變形。
例如，發光部305不限於圓柱狀的形狀，也可以爲橢圓柱狀或多邊形柱狀。
發光元件352不限於倒裝芯片型發光元件，也可以是使用接合焊綫進行電性連接的面朝上型發光元件。
第1連接器308或第2連接器309也可以如圖25所示的 發光裝置384那樣，以相對于陶瓷基板301的中心Cc對稱的方式配置。關于第1金屬層302或第2金屬層303的一部分的圖案也情况相同。
根據實施方式，可以提供散熱性經提高的發光裝置及照明裝置。
此外，本申請說明書中，“垂直”及“平行”不僅包含嚴格的垂直及嚴格的平行，更包含例如製造步驟中的偏差等，只要實質上垂直及實質上平行即可。
以上，一面參照具體例，一面對本發明的實施方式進行了說明。但是，本發明的實施方式並不限定于這些具體例。例如，關于發光裝置中所含的發光部、安裝基板部、發光元件部、基板、第1金屬層、第2金屬層、半導體發光元件、波長轉換層、反射層、散熱構件、熱傳導層、光反射樹脂層、陶瓷基板、第1金屬層、第2金屬層、第3金屬層、第1連接器、第2連接器、散熱板、壁部、元件間金屬層及密封樹脂、以及照明裝置中所含的照明裝置構件、照明裝置連接構件、基座部及反射部等各要素的具體構成，只要本領域技術人員可以通過從公知的範圍中適當選擇來同樣地實施本發明，從而獲得同樣的效果，則包含在本發明的範圍中。
而且，在技術上可實現的範圍內組合各具體例的任意兩個以上的要素而成者也只要包含本發明的主旨，則包含在本發明的範圍中。
除此以外，作爲本發明的實施方式，本領域技術人員以上述發光裝置及照明裝置爲基礎可適當進行設計變更而實施的所有發光裝置及照明裝置也只要包含本發明的主旨，則屬于本發明的範圍。
除此以外，在本發明的思想範疇中，若爲本領域技術人員，則應知悉可能設想到各種變更例及修正例，且這些變更例及修正例也屬于本發明的範圍。
雖已說明了本發明的若干個實施方式，但這些實施方式是以示例提出，並非意圖限定發明範圍。這些新的實施方式可以其他各種形態實施，在不脫離發明主旨的範圍內，可以進行各種省略、置換、變更。這些實施方式或其變形包含在發明的範圍或主旨中，並且包含在權利要求書中記載的發明及其均等範圍內。
10‧‧‧基板
10a‧‧‧第1主面
10r‧‧‧第1主面的外緣
11‧‧‧第1金屬層
11p‧‧‧安裝圖案
15‧‧‧安裝基板部
16‧‧‧安裝區域
17‧‧‧周邊區域
20‧‧‧半導體發光元件
31‧‧‧波長轉換層
32‧‧‧反射層
35‧‧‧發光元件部
40‧‧‧發光部
44‧‧‧連接部
45‧‧‧第1連接器
45e‧‧‧第1連接器用電極部
46‧‧‧第2連接器
46e‧‧‧第2連接器用電極部
51‧‧‧散熱構件
55a~55d‧‧‧第1~第4邊
110‧‧‧發光裝置
210‧‧‧照明裝置

Claims (10)

  1. 一種發光裝置，其特徵在于包括：發光部、散熱構件、及熱傳導層；所述發光部包含安裝基板部及發光元件部；所述安裝基板部包含：絕緣性的基板，具有包含安裝區域的第1主面、及與所述第1主面爲相反側的第2主面；第1金屬層，設置在所述第1主面上，且所述第1金屬層包含設置在所述安裝區域的多個安裝圖案；及第2金屬層，設置在所述第2主面上，且與所述第1金屬層電氣絕緣，當投影到與所述第1主面平行的第1平面時，至少一部分與所述安裝區域重合；所述發光元件部包含：多個半導體發光元件，設置在所述第1主面上，且所述多個半導體發光元件分別與所述多個安裝圖案中的任一個所述安裝圖案、及所述多個安裝圖案中的所述任一個的相鄰的另一所述安裝圖案電性連接；及波長轉換層，覆蓋所述多個半導體發光元件的至少一部分，吸收從所述多個半導體發光元件發射的第1光的至少一部分，發射波長與所述第1光的波長不同的第2光；且從所述發光元件部發射的光的光束發散度爲10 lm/mm2以上100 lm/mm2以下； 所述散熱構件是與所述第2主面相向，且當所述散熱構件投影到所述第1平面時，具有所述安裝區域面積的5倍以上的面積；所述熱傳導層是設置在所述散熱構件與所述第2金屬層之間。
  2. 根據權利要求1所述的發光裝置，其特徵在于：所述第1主面更包含設置在所述安裝區域周圍的周邊區域，且所述周邊區域的面積爲所述安裝區域的面積的4倍以上。
  3. 根據權利要求1所述的發光裝置，其特徵在于：沿著相對所述第1主面平行且穿過所述安裝區域中心的方向上，所述第1主面的端與所述安裝區域之間的距離是沿著穿過所述中心的方向的所述安裝區域的寬度的1/2以上。
  4. 根據權利要求1所述的發光裝置，其特徵在于：所述第1金屬層更包含：第1連接器用電極部，與所述多個安裝圖案中的1個連接；及第2連接器用電極部，與和所述多個安裝圖案的所述1個不同的另1個連接；所述發光部更包含：第1連接器，設置在所述第1主面上，且與所述第1連接器用電極部電性連接；及第2連接器，設置在所述第1主面上，且與所述第2連接器 用電極部電性連接；在所述第1連接器與所述第2連接器之間，配置有所述發光元件部。
  5. 根據權利要求1所述的發光裝置，其特徵在于：所述波長轉換層包含：多個波長轉換粒子，吸收所述第1光的至少一部分，發射所述第2光；及透光性樹脂，分散有所述多個波長轉換粒子；所述透光性樹脂的肖氏硬度A爲15以上50以下。
  6. 根據權利要求1所述的發光裝置，其特徵在于：投影到所述第1平面時所述第2金屬層的面積大于所述安裝區域的面積的80%。
  7. 根據權利要求1所述的發光裝置，其特徵在于：更包括光反射性且絕緣性的光反射樹脂層，且所述發光部設置有多個，所述多個發光部中的1個所述發光部的所述基板具有相對所述第1主面交叉的第1側面，在相對所述第1主面平行的面內與所述多個發光部中的所述1個發光部排列的另一個發光部的所述基板具有相對所述第1主面交叉且與所述第1側面對向的第2側面，所述光反射樹脂層覆蓋所述第1側面的至少一部分，且覆蓋所述第2側面的至少一部分。
  8. 根據權利要求1所述的發光裝置，其特徵在于：所述散熱構件的厚度是所述散熱構件中設有所述安裝基板部的區域的與所述第1主面平行的方向上的長度的0.06倍以上0.12倍以下。
  9. 根據權利要求1所述的發光裝置，其特徵在于：所述多個半導體發光元件中任一個的上表面與所述波長轉換層的上表面之間的垂直于所述第1主面的方向上的距離爲100微米以上300微米以下。
  10. 一種照明裝置，其特徵在于包括：陶瓷基板，具有第1面及位于所述第1面相反側的第2面，並且具有一對第1端邊及與所述第1端邊正交且長度等于或短于所述第1端邊的一對第2端邊；第1金屬層及第2金屬層，形成在所述第1面；第3金屬層，形成在所述第2面；發光部，包含一端與所述第1金屬層的一端側電性連接，且另一端與所述第2金屬層的一端側電性連接的發光元件；第1連接器，設置在所述第1金屬層的另一端側；第2連接器，設置在所述第2金屬層的另一端側；以及金屬制散熱板，在所述第3金屬層上，隔著焊料層，與所述陶瓷基板對向連接；當穿過所述陶瓷基板的中央部且沿著所述第1端邊的軸設爲第1軸，穿過所述陶瓷基板的所述中央部且沿著所述第2端邊的 軸設爲第2軸時，所述發光部配置爲其中央部與所述陶瓷基板的所述中央部大致一致，所述發光部的所述中心部、所述第1連接器及所述第2連接器配置在所述第1軸上，並且所述第1連接器及所述第2連接器以將所述發光部夾層的方式配置。
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