(57)【要約】【課題】組み立て後の発光装置における発光部と位置決め穴との位置精度を向上させることができる発光装置の製造方法、発光モジュールの製造方法及び発光装置を提供することを目的とする。【解決手段】第１基板及び前記第１基板に配置された発光素子を有する光源と、位置決め穴となる凹部または貫通孔が設けられた第２基板とを準備する工程と、前記第２基板を前記第１基板の上方に配置することにより、上面視で、前記光源の発光部から所定の距離離間した位置に前記位置決め穴を配置する工程とをこの順に有することを特徴とする発光装置の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板及び前記第１基板に配置された発光素子を有する光源と、位置決め穴となる凹部または貫通孔が設けられた第２基板とを準備する工程と、
前記第２基板を前記第１基板の上方に配置することにより、上面視で、前記光源の発光部から所定の距離離間した位置に前記位置決め穴を配置する工程とをこの順に有する発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１基板には凹部または貫通孔が設けられており、
前記第２基板には前記位置決め穴となる貫通孔が設けられており、
前記第２基板の貫通孔は、上面視で、前記第１基板の凹部または貫通孔よりも小さく、
前記位置決め穴を配置する工程において、前記第１基板の凹部または貫通孔の上方に前記第２基板の貫通孔が位置するように、前記第２基板を前記第１基板の上方に配置する請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記第２基板は、前記位置決め穴を２以上有する請求項１又は請求項２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記位置決め穴を配置する工程において、上面視で、前記２以上の位置決め穴のうち第１位置決め穴と第２位置決め穴とを結ぶ第１線が前記発光部を通るように、前記位置決め穴を配置する請求項３に記載の発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記位置決め穴を配置する工程において、上面視で、前記発光部の中心を通るように前記第１線を設定する請求項４に記載の発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記位置決め穴を配置する工程において、前記第１基板の上面に押さえ部材を配置し、前記押さえ部材の上面に第２基板を配置する請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１基板は、上面に平らな領域を有し、
前記第２基板は、前記第１基板と固定される面において平らな領域を有し、
前記位置決め穴を配置する工程において、前記第２基板の平らな領域を、前記第１基板の平らな領域に固定する請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記発光素子は半導体レーザ素子であり、
前記光源は前記半導体レーザ素子からのレーザ光が照射される波長変換部材をさらに有し、前記波長変換部材が前記発光部である請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記光源は前記半導体レーザ素子が収容されているパッケージをさらに有し、
前記光源を準備する工程において、上面視で、前記半導体レーザ素子からのレーザ光の中心部と前記波長変換部材の中心部とが重なるように、前記波長変換部材が前記パッケージに固定されている請求項８に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１０】
第１基板及び前記第１基板に配置された発光素子を有する光源を準備する工程と、
前記第１基板に、上面視で、前記光源の発光部から所定の距離離間した位置に位置決め穴を設ける工程と、をこの順に有することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の製造方法により発光装置を製造する工程と、
位置決めピンを有するモジュール部材を準備する工程と、
前記位置決め穴に、前記位置決めピンを挿入する工程とを有することを特徴とする発光モジュールの製造方法。
【請求項１２】
第１基板及び前記第１基板に配置された発光素子を有する光源と、前記第１基板の上方に配置された第２基板とを備え、
前記第１基板は凹部または貫通孔を有し、前記第２基板は位置決め穴を有し、前記位置決め穴は前記凹部または貫通孔の上方に配置され、
前記位置決め穴は、上面視で、前記凹部または貫通孔よりも小さい発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置の製造方法、発光モジュールの製造方法及び発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、発光装置において、発光素子が配置される基板に設けられる位置決め穴は、発光装置の各部材を組み立てる前に予め設けられている。これら位置決め穴には、発光装置を発光モジュールの基板に搭載するときに、発光モジュールの基板に形成された位置決めピンが挿入される。これにより、発光モジュールにおける発光装置の実装位置を別途調整しなくても、位置決めピンから所定の距離離間した位置に自動的に発光素子が配置される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２０９１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、位置決め穴が予め基板に設けられていると、発光装置の各部材の公差及び／又は組み立て時の誤差等により、組み立て後の発光装置の発光部と位置決め穴との位置精度が比較的低くなる。また、基板上において、発光素子との電気的接続を得るために、発光素子を配置できる領域に制約がある場合、予め設けられた位置決め穴に対して、発光素子または発光部を位置決めして配置できないこともある。特に、半導体レーザ素子と波長変換部材とを用いた発光装置において、半導体レーザ素子の実装後に半導体レーザ素子との相対位置を確認しながら波長変換部材を固定した場合、半導体レーザ素子の実装誤差等があると、発光装置の発光部となる波長変換部材の位置が発光装置毎に変わることがある。例えば、半導体レーザ素子からのレーザ光の中心部と波長変換部材の中心部とが重なるように波長変換部材の位置を調整して発光装置を組み立てた場合、半導体レーザ素子の実装位置が発光装置毎に変動すると、発光装置の発光部の位置も発光装置毎に変動することがある。そのため、半導体レーザ素子と波長変換部材とを用いた発光装置は、波長変換部材を用いない発光装置と比較して、発光部と位置決め穴との位置精度が低くなりやすい。
本発明は、組み立て後の発光装置における発光部と位置決め穴との位置精度を向上させることができる発光装置の製造方法、発光モジュールの製造方法及び発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願は以下の発明を含む。
（１）第１基板及び前記第１基板に配置された発光素子を有する光源と、位置決め穴となる凹部または貫通孔が設けられた第２基板とを準備する工程と、
前記第２基板を前記第１基板の上方に配置することにより、上面視で、前記光源の発光部から所定の距離離間した位置に前記位置決め穴を配置する工程とをこの順に有する発光装置の製造方法。
（２）上述した製造方法により発光装置を製造する工程と、
位置決めピンを有するモジュール部材を準備する工程と、
前記位置決め穴に、前記位置決めピンを挿入する工程とを有することを特徴とする発光モジュールの製造方法。
（３）第１基板及び前記第１基板に配置された発光素子を有する光源と、前記第１基板の上方に配置された第２基板とを備え、
前記第１基板は凹部または貫通孔を有し、前記第２基板は位置決め穴を有し、前記位置決め穴は前記凹部または貫通孔の上方に配置され、
前記位置決め穴は、上面視で、前記凹部または貫通孔よりも小さい発光装置。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の発光装置及び発光モジュールの製造方法によれば、組み立て後の発光装置における発光部と位置決め穴との位置精度を向上させることができる。
また、本発明の発光装置は、発光装置における発光部と位置決め穴とが高い位置精度で組み立てられたものであり、高品質の発光装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態１の発光装置の製造方法を説明するための概略斜視図である。
【図２Ａ】実施形態１の発光装置を説明するための概略斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ａの発光装置の上面図である。
【図２Ｃ】図２Ａの発光装置の側面図である。
【図３】実施形態１のパッケージ及び波長変換部材を示す断面図である。
【図４】実施形態１の発光装置を有する発光モジュールを説明するための概略断面図である。
【図５】図４の発光モジュールの部分拡大図である。
【図６】実施形態３の発光装置の製造方法を説明するための概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明を以下に限定するものではない。また、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするために誇張していることがある。さらに、同一の名称、符号については、原則として同一もしくは同質の部材を示しており、重複した説明は適宜省略する。
【０００９】
〔実施形態１〕
実施形態１の発光装置の製造方法では、まず、第１基板及び第１基板に配置された発光素子を有する光源と、位置決め穴となる凹部または貫通孔が設けられた第２基板とを準備する。次に、第２基板を第１基板の上方に配置することにより、上面視で、光源の発光部から所定の距離離間した位置に位置決め穴を配置する。これにより、光源の発光部の位置が定まった後に、発光部の位置に合わせて位置決め穴を配置することができるので、発光装置の各部材の公差及び／又は組み立て時の誤差等の影響を抑制しながら、位置決め穴を配置することができる。なお、本明細書では、第２基板が第１基板の上方に配置された後の凹部または貫通孔を「位置決め穴」と呼び、第２基板が第１基板の上方に配置される前の凹部または貫通孔を単に「凹部または貫通孔」と呼ぶ。また、第１基板のうち、発光素子が配置された側の面を「上面」といい、上面の反対側の面を「下面」という。以下、各工程及び各部材について詳述する。
【００１０】
（光源１３及び第２基板１２の準備工程）
まず、図１に示すように、光源１３と、位置決め穴となる凹部または貫通孔２１が設けられた第２基板１２とを準備する。光源１３とは、第１基板１１及び第１基板１１に配置された発光素子１を有する部材である。図１では、第２基板１２は、位置決め穴となる貫通孔２１が設けられている。
【００１１】
（発光素子１）
図１、図２Ａ及び図２Ｃに示すように、発光素子１は、第１基板１１に配置されている。本実施形態では、図１及び図３に示すように、発光素子１は後述するパッケージ３に収容されており、発光素子１はパッケージ３を介して第１基板１１に配置されている。発光素子１としては、発光ダイオード、半導体レーザ素子等が挙げられる。なかでも、半導体レーザ素子であることが好ましい。半導体レーザ素子は、放出する光（レーザ光）のサイズが比較的小さいため、位置精度が特に重要なためである。本実施形態では、発光素子１としてＧａＮ系の半導体レーザ素子を用いている。発光素子１は、紫外線から赤外線のいずれのピーク波長を有するものでもよく、例えば、３００ｎｍ〜６００ｎｍに発光ピーク波長を有するものが挙げられる。発光素子１を、例えば、ＹＡＧ蛍光体と組み合わせる場合、発光素子１は、４３０ｎｍ〜４６０ｎｍに発光ピーク波長を有することが好ましい。発光素子１は、例えば、ファーフィールドパターン（ＦＦＰ）が、円形状または長軸方向及び短軸方向を有する楕円形状の光を出射するものを用いることができる。
【００１２】
（パッケージ３）
発光素子１は、図３に示すように、パッケージ３に収容されることが好ましい。パッケージ３を用いることにより、発光素子１を気密封止することができる。パッケージ３は、例えば、図３に示すように、波長変換部材２を支持する円筒形状とすることができる。パッケージ３は、１つの部材により構成されたものであってもよいし、２以上の部材により構成されたものであってもよい。例えば、図３では、パッケージ３は、基部３Ａ、キャップ３Ｂ、下部スリーブ３Ｃ、上部スリーブ３Ｄ、リード端子３Ｅを有している。発光素子１は、サブマウント４に、Ａｕ−Ｓｎ、Ａｇペースト、Ｉｎ合金等のダイボンド部材を用いて固定することができる。パッケージ３の基部３Ａは突出部を有しており、サブマウント４はこの突出部に固定されている。したがって本実施形態では、発光素子１は、サブマウント４とパッケージ３とを介して、第１基板１１に配置されている。パッケージ３では、基部３Ａの側面に、発光素子１を覆うようにキャップ３Ｂが溶接されている。キャップ３Ｂの上面には、発光素子１からのレーザ光を取り出すための貫通孔が設けられている。キャップ３Ｂの上面には、下部スリーブ３Ｃが配置されており、下部スリーブ３Ｃにも、キャップ３Ｂの貫通孔と対応する位置に、発光素子１からのレーザ光を取り出すための貫通孔が設けられている。そして、下部スリーブ３Ｃの貫通孔を塞ぐように、波長変換部材２が下部スリーブ３Ｃの上方に配置されている。上部スリーブ３Ｄは、後述する波長変換部材２の蛍光体ホルダ２Ｂを上方から押さえており、下部スリーブ３Ｃの側面に溶接されている。
【００１３】
パッケージ３では、基部３Ａの上面側から下面側にかけて貫通するように複数のリード端子３Ｅが配置されている。複数のリード端子３Ｅは絶縁性部材を介して基部３Ａに固定されている。基部３Ａの上面側に延伸したインナーリード部は、発光素子１と電気的に接続されている。一方、下面側に延伸したアウターリード部は、外部電源と電気的に接続される。パッケージ３では、発光素子１の光出射面から見て、換言すると上面視で、発光素子１からのレーザ光の中心部と波長変換部材２の中心部とが重なるように、波長変換部材２の位置が調整されてからパッケージに固定されている。これにより、位置決め穴の位置を、発光素子１と波長変換部材２の位置を調整した後に決定することができるため、位置決め穴を光源の発光部に対して高精度に配置することができる。
【００１４】
基部３Ａの材料として、例えば、Ｃｕを用いることができる。キャップ３Ｂ、下部スリーブ３Ｃ及び上部スリーブ３Ｄの材料として、例えば、ステンレスを用いることができる。これらの金属を母材とし、その表面の全面又は一部にＮｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等でめっきが施されていてもよい。
【００１５】
図３に示すように、波長変換部材２は、例えば、蛍光体ホルダ２Ｂと、蛍光体ホルダ２Ｂ内に配置された蛍光体部２Ａとを有する。本実施形態では、蛍光体ホルダ２Ｂは光反射性部材である。波長変換部材２は、発光素子１からの励起光を入射することができるように、発光素子１の励起光の出射面の上方に配置されている。蛍光体部２Ａの材料は、用いる発光素子１の励起光の波長、得ようとする光の色などを考慮して、公知のものを用いることができる。具体的には、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット（ＬＡＧ）、ユウロピウム及び／又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム（ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2）、ユウロピウムで賦活されたシリケート（（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4）、βサイアロン蛍光体、ＫＳＦ系蛍光体（Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ）などが挙げられる。なかでも、耐熱性が良好な蛍光体であるＹＡＧ蛍光体を用いることが好ましい。蛍光体部２Ａは、蛍光体を含有する石英ガラス等のガラス又は酸化アルミニウム等のセラミックスによって構成することができ、必要に応じて、光散乱材を含んでいてもよい。蛍光体ホルダ２Ｂの材料は、例えば、酸化アルミニウム等のセラミックスを用いることができる。本実施形態では、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、光源１３のうち、波長変換部材２により波長変換された光が出射する領域が発光部である。発光装置が波長変換部材を有しない場合、上面視において発光している領域が、発光部である。
【００１６】
なお、光源として、反射型の波長変換部材を用いた光源を使用することもできる。ここで、反射型の波長変換部材とは、発光素子からの光が入射する面と、波長変換された光が出射する面とが同一面にある波長変換部材のことをいう。
【００１７】
パッケージ３は、図２Ａに示すように、第１基板１１に配置され、固定されている。これによって、発光素子１からのレーザ光の中心部が第１基板１１に対して固定されることとなる。パッケージ３の第１基板１１への固定は、例えば、溶接によって行うことができる。例えば、複数のリード端子３Ｅは、第１基板１１に設けられた貫通孔１５に挿入されている。これにより、パッケージ３のリード端子３Ｅが第１基板１１の下面側に突出し、光出射面が第１基板１１の上面側に配置されるように、第１基板１１にパッケージ３が配置されている。この貫通孔１５は、発光素子１からの熱を第１基板１１に放散させるために、比較的小さく形成されている。
【００１８】
（第１基板１１）
第１基板１１は、発光素子１を配置するための基板である。第１基板１１には、発光素子１を１又は２以上配置することができる。また、第１基板１１は、リード端子３Ｅを挿入するための貫通孔１５が１又は２以上配置されていることが好ましい。第１基板１１の上面視形状は、四角形又はこれに近い形状であることが好ましく、矩形であることがより好ましい。これにより、第１基板１１となる部材を効率的に利用することができる。第１基板１１は、上面に平らな領域が存在することが好ましい。これにより、後の工程において、後述する押さえ部材１６又は第２基板１２等を第１基板１１の上方に配置しやすくなる。なお、本実施形態では、図２Ａに示すように、第１基板１１の上面に押さえ部材１６が配置されており、押さえ部材１６の上面に第２基板１２が配置されている。したがって、第２基板１２は、押さえ部材１６を介して、第１基板１１の上方に配置されている。また、第１基板１１の上面に平らな領域が存在することで、溶接などによって第２基板１２や押さえ部材１６等を第１基板１１に強固に固定しやすくなる。平らな領域は、第１基板１１のうち、第２基板１２等と接する領域だけでなく、その周囲の領域にも存在することがより好ましい。これにより、溶接などによって第２基板１２等を第１基板１１により強固に固定しやすくなる。ここで、平らな領域とは、第１基板１１の上面における一領域が、第１基板１１の下面と略平行であることをいう。また、第１基板１１のうち、第２基板１２等と接する領域は、第１基板１１の最上面であることが好ましい。これにより、溶接などによって第２基板１２等を第１基板１１に強固に固定しやすくなる。
【００１９】
第１基板１１は、例えば、金属（アルミニウム、アルミニウム合金、銅、又は銅合金等）；セラミックス（窒化アルミニウム又は炭化珪素等）を用いることができる。第１基板１１に配線を形成する場合、樹脂（ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、又は液晶ポリマー等）を用いてもよいし、第１基板１１の一部に金属を用いて、一部に樹脂を用いることもできる。第１基板１１は、一部又は全部が、金属またはセラミックスのような熱伝導性の良好な材料で形成されていることが好ましい。また、一部又は全部が、金属で形成されていることがより好ましい。これにより、溶接により第２基板１２等を第１基板１１に強固に固定することができる。
【００２０】
本実施形態のように、第２基板１２が貫通孔２１を有し、この貫通孔２１を有する第２基板１２が第１基板１１の直上に配置される場合、第１基板１１は、凹部または貫通孔１４を有することが好ましい。第１基板１１の凹部または貫通孔１４は、例えば、後述する発光モジュール３０の位置決めピン３４を第２基板１２の貫通孔２１に挿入したときに、第１基板１１にも位置決めピン３４を挿入するために設けられる。これにより、第１基板１１が凹部または貫通孔１４を有しない場合と比較して、発光モジュール３０の位置決めピン３４を長くしつつ、第２基板１２を薄くすることができる。第１基板の凹部または貫通孔１４は、位置決め穴を配置する工程の前に設けられることが好ましい。これにより、凹部または貫通孔１４を、例えば、ドリルなどで設けるときに発生する屑が、発光装置１０の各部材に付着するのを抑制することができる。また、第２基板１２の貫通孔２１の直下に第１基板１１を配置することで、第２基板１２の貫通孔２１の直下に第１基板１１が配置されない場合と比較して、第２基板１２を小さくすることができるので、発光装置１０を小型化することができる。第１基板１１の凹部または貫通孔１４は１でもよいが、２以上有することが好ましい。これにより、発光モジュール３０の位置決めピン３４を凹部または貫通孔１４に挿入することで、発光モジュール３０における発光装置１０の実装位置が定まる。凹部または貫通孔１４が２以上ある場合、それぞれの凹部または貫通孔１４は同じ大きさでもよいし、異なる大きさでもよい。凹部または貫通孔１４の大きさが異なる場合において、一方の凹部または貫通孔１４を略楕円形又は略長円形とすることで、寸法公差に起因する寸法ばらつきにより、位置決めピン３４同士の間の距離が変わった場合でも、各凹部または貫通孔１４に位置決めピン３４をより確実に挿入することができる。第１基板１１の凹部または貫通孔１４は、第２基板１２の貫通孔２１と同数あることが好ましい。これにより、第１基板１１の凹部または貫通孔１４と、第２基板１２の貫通孔２１とを重ねることができる。第１基板１１に凹部または貫通孔１４が設けられている場合、後の工程で第１基板１１の上方に第２基板１２が配置されるとき、上面視において、第２基板１２の貫通孔２１が、第１基板１１の凹部または貫通孔１４と重なるように配置される。
【００２１】
第１基板１１の凹部または貫通孔１４の位置は、上面視において、第１基板１１に配置される発光素子１を挟む位置に配置されることが好ましい。また、上面視において、発光素子１を挟み、かつ凹部または貫通孔１４同士の距離が比較的長くなるような位置、例えば、第１基板１１が矩形である場合において、対角線上の位置に配置されることがより好ましい。これにより、第１基板１１の凹部または貫通孔１４の上方に配置される位置決め穴同士の距離が長く取れるため、高精度に位置決めをすることができる。第１基板１１の凹部または貫通孔１４の大きさは、第２基板１２の貫通孔２１よりも大きいことが好ましい。これにより、例えば、第２基板１２の貫通孔２１に位置決めピン３４を挿入したときに、第１基板１１の凹部または貫通孔１４にも位置決めピン３４を挿入することができる。凹部または貫通孔１４の最大幅または直径は、１ｍｍ〜６ｍｍとすることが好ましい。１ｍｍ以上とすることで、凹部または貫通孔１４に挿入される位置決めピン３４の強度を向上させることができる。６ｍｍ以下とすることで、第１基板１１を小型化することができる。
【００２２】
さらに、第１基板１１と第２基板１２との間に、押さえ部材１６を配置する場合には、押さえ部材１６と第１基板１１とをネジで固定するためのネジ穴１７が第１基板１１に設けられていてもよい。このネジ穴１７の数及び大きさは適宜設定することができる。ネジ穴の数は１〜４とすることができる。ネジ穴の数は、２とすることが好ましい。これにより、第１基板１１を小型化することができる。また、図２Ａに示すように、第１基板１１の、発光素子１が配置された側の面とは異なる面に、発光素子１を駆動するためのコネクタ端子１８が配置されていてもよい。
【００２３】
（第２基板１２）
第２基板１２は、光源１３の発光部から所定の距離離間した位置に位置決め穴を配置するために用いられる基板である。第２基板１２の上面視形状は、第１基板１１よりも小さい上面視形状を有することが好ましい。これにより、発光装置１０を小型化することができる。第２基板１２は、後の工程で押さえ部材１６または第１基板１１等と固定される面、すなわち下面に平らな領域が存在することが好ましい。これによって、溶接などによって第２基板１２と第１基板１１等とを強固に固定することができる。第２基板１２は、図１に示すように、第２基板１２の外周縁の一部に、第２基板１２の外周縁以外の領域と比較して、厚みが薄い領域を設けることが好ましい。そして、第２基板１２の厚みが薄い部分を溶接箇所として、第２基板１２を第１基板１１等に溶接することが好ましい。これにより、第２基板１２の外周縁が比較的厚い場合と比較して、第２基板１２と第１基板１１等とを溶接しやすくなる。なお、本実施形態では、図２Ａ及び図２Ｃに示すように、第２基板１２は押さえ部材１６に溶接されている。
【００２４】
第２基板１２は、例えば、第１基板１１と同様、金属、セラミックス、樹脂、樹脂に添加剤が添加されたもの等により形成することができる。なかでも、金属で形成されていることが好ましい。これにより、第１基板１１等と、溶接による固定が容易となるからである。このようなことから、第１基板１１、第２基板１２及び押さえ部材１６が金属で形成されていることがさらに好ましい。
【００２５】
第２基板１２は、凹部または貫通孔２１を有する。図１に示すように、第１基板１１が凹部または貫通孔１４を有する場合、第２基板１２は、貫通孔２１を有する。第２基板１２の凹部または貫通孔２１は、位置決め穴を配置する工程の前に設けられている。これにより、凹部または貫通孔２１を、例えば、ドリルなどで設けるときに発生する屑が、発光装置１０の各部材に付着するのを抑制することができる。このような凹部または貫通孔２１は１でもよいが、２以上有することが好ましい。これにより、発光モジュール３０の位置決めピン３４を凹部または貫通孔２１に挿入することで、発光モジュール３０における発光装置１０の実装位置が定まる。また、発光モジュール３０における発光装置１０の位置決めを高精度に行うことができる。第２基板１２が貫通孔２１を有する場合、第１基板１１に形成された凹部または貫通孔１４の数に応じて第２基板１２の貫通孔２１の数を適宜設定することができる。例えば、第２基板１２の貫通孔２１の数が、第１基板１１に形成された凹部または貫通孔１４と同じ数である場合、このような貫通孔２１は１でもよいが、２が好ましい。これにより、第２基板１２の貫通孔２１と第１基板１１の凹部または貫通孔１４に位置決めピン３４を挿入することで、位置決めをすることができる。この凹部または貫通孔２１は、第２基板１２が第１基板１１の上方に配置された後、位置決め穴として機能するものである。このような位置決め穴に、発光モジュール３０のモジュール部材３１に設けられた位置決めピン３４が挿入されることで、発光モジュール３０において発光装置１０を適所に配置することが可能になる。特に、凹部または貫通孔２１を２以上配置することにより、位置決めを高精度に行うことができるとともに、位置決めされた後の固定を強固に行うことができる。つまり、２以上の貫通孔２１に、発光モジュール３０の２以上の位置決めピン３４を１つずつ挿入することができるため、発光装置１０の発光モジュール３０に対する位置を高精度に固定することができる。位置決め穴となる第２基板１２の凹部または貫通孔２１の最大幅または直径は、０．５ｍｍ〜５ｍｍとすることが好ましい。０．５ｍｍ以上とすることで、凹部または貫通孔２１に挿入される位置決めピン３４の強度を向上させることができる。５ｍｍ以下とすることで、第２基板１２を小型化することができる。
【００２６】
本実施形態では、図３に示すように、第２基板１２の貫通孔２１は、後の工程で第１基板１１の上方に第２基板１２を配置した場合に、上面視において、第１基板１１の凹部または貫通孔１４と重なる。第２基板１２の貫通孔２１の大きさは、第１基板１１の凹部または貫通孔１４よりも小さい。これにより、例えば、第２基板１２の貫通孔２１に位置決めピン３４を挿入したときに、第１基板１１の凹部または貫通孔１４にも位置決めピン３４を挿入することができる。第２基板１２の凹部または貫通孔１４は、上面視において、発光モジュール３０の位置決めピン３４と略同じ大きさを有することが好ましい。これにより、発光モジュール３０における発光装置１０の位置決めを高精度に行うことができる。ここで、略同じ大きさとは、凹部または貫通孔２１と、位置決めピン３４との最大幅または直径の差が、０．０５ｍｍ以内であることをいう。第１基板１１の凹部または貫通孔１４の上方に第２基板１２の貫通孔２１が配置される場合、第１基板１１の貫通孔１４の最大幅または直径は、第２基板１２の凹部または貫通孔２１の最大幅または直径よりも０．５ｍｍ〜１ｍｍ大きくすることが好ましい。０．５ｍｍ以上大きくすることで、第２基板１２を第１基板１１の上方から配置できる範囲を大きくすることができる。１ｍｍ以下大きくすることで、第１基板１１を小型化することができる。凹部または貫通孔２１の位置は、上面視において、発光素子１を挟む位置に配置されることが好ましい。また、発光素子１を挟み、かつ凹部または貫通孔２１同士の距離が比較的長くなるような位置、例えば、第１基板１１が矩形である場合において、その対角線上の位置に配置されることがより好ましい。
【００２７】
本実施形態では、第２基板１２は、第１基板１１に配置された発光素子１の光取出しを行うための穴として貫通孔２０を有する。パッケージ３は、貫通孔２０から露出している。この貫通孔２０の大きさは、発光素子１又は発光素子１を収容するパッケージ３の形状及び大きさによって適宜設定することができる。貫通孔２０は、後述する押さえ部材１６の貫通孔１９よりも最大幅または直径が大きいことが好ましい。これにより、発光部が第２基板１２より下方に配置されている場合に、発光部からの光が第２基板１２に当たりづらい。図２Ａに示すように、第２基板１２の貫通孔２０は、押さえ部材１６の貫通孔１９よりも直径が大きい。なお、第１基板１１に、第１基板１１と押さえ部材１６とを固定するためのネジ穴１７が設けられている場合には、第２基板１２はその領域を被覆しない形状とすることができる。あるいは、ネジ穴１７と同じ位置に、同様の貫通孔を有していてもよい。本実施形態では、第２基板１２は１枚の基板である。このため、第２基板１２を第１基板１１の上方に配置しやすい。本実施形態では、押さえ部材１６と第１基板１１とをあらかじめネジ止めしているので、ネジに接しないように第２基板１２を、第１基板１１の上方に配置することが好ましい。これにより、第２基板１２を押さえ部材１６の上面に配置することができる。
【００２８】
（押さえ部材１６）
押さえ部材１６は、第１基板１１に配置されているパッケージ３を、上方から押さえるための部材である。図１Ｂに示すように、押さえ部材１６は、パッケージ３のキャップ３Ｂを上方から押さえることで、パッケージ３が第１基板１１から離間しないように強固に固定している。これにより、例えば、外部からパッケージ３に衝撃が加わった場合でも、パッケージ３が第１基板１１から離間しづらい。また、第２基板１２がパッケージ３を上方から押さえるのではなく、第２基板１２とは別部材である押さえ部材１６がパッケージ３を上方から押さえることで、第２基板１２を第１基板１１の上方に比較的高精度に配置することができる。つまり、第２基板１２がパッケージ３を上方から押さえる場合、第２基板１２がパッケージ３と接触することで、第２基板１２の配置精度が低下することがあるが、押さえ部材１６を別部材として用意した場合には、その心配がない。押さえ部材１６は、図１及び図３に示すように、パッケージ３のキャップ３Ｂを押さえるための凸部を有する貫通孔１９と、第１基板１１にネジ止めされるためのネジ用の貫通孔１７Ａと、位置決め穴をさえぎらないための貫通孔１４Ａとを有している。押さえ部材１６は、位置決め穴が配置される工程の前に、ネジ用の貫通孔１７Ａによって、第１基板１１にネジ止めされる。これにより、第２基板１２を押さえ部材１６の上方に配置することができる。押さえ部材１６の材料として、第１基板１１と同様のもののほか、ステンレス、鉄等を用いることができる。なかでも、金属を用いるのが好ましい。これにより、押さえ部材１６と第２基板１２とを溶接することができる。また、押さえ部材１６の強度を比較的高くすることができる。より好ましくは、第１基板１１及び第２基板１２と同一種類の金属である。これにより、押さえ部材１６と第１基板１１及び第２基板１２との溶接強度を向上させることができる。また、押さえ部材１６と第１基板１１及び第２基板１２の腐食を抑制することができる。
【００２９】
（位置決め穴の配置工程）
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、位置決め穴を配置するために、第２基板１２を第１基板１１の上方に配置する。第２基板１２を第１基板１１の上方に配置することによって、第１基板１１の凹部または貫通孔１４と、第２基板１２の貫通孔２１とが重なり、位置決め穴が配置される。なお、第１基板１１が凹部または貫通孔１４を有さない場合は、第２基板１２を第１基板１１の上方に配置することによって、第２基板１２の凹部または貫通孔２１のみが位置決め穴となる。ここでの固定は、接着材、融着、溶接、ネジ止め等、通常の固定手段のいずれを用いてもよい。なかでも、溶接することが好ましい。これにより、接着剤等に比べてより強固に固定することができる。本実施形態では、溶接により、押さえ部材１６の平らな領域と、第２基板１２の平らな領域とを固定している。第２基板１２を第１基板１１の上方に配置することによって、位置決め穴を、上面視で、光源１３の発光部から所定の距離離間した位置に配置することができる。つまり、光源１３の発光部の位置が定まった後に、発光部の位置に合わせて位置決め穴を配置することができるので、発光装置１０の各部材の公差及び／又は組み立て時の誤差等の影響を抑制しながら、位置決め穴を配置することができる。
【００３０】
位置決め穴は、以下の位置に配置することが好ましい。図２Ｂに示すように、位置決め穴（すなわち、貫通孔１４と貫通孔２１との重なり部分、押さえ部材１６が存在する場合は押さえ部材１６の貫通孔１４Ａとも重なる部分）が、上面視で、発光素子１を挟む位置に配置される場合、２以上の位置決め穴のうち第１位置決め穴と第２位置決め穴とを結ぶ第１線（Ｎ−Ｎ線）を設定する。なお、第１線並びに後述する第２線及び第３線は仮想線である。そして、この第１線（Ｎ−Ｎ線）が、発光部（好ましくはその中心）を通る位置に位置決め穴を配置することができる。このように設定することにより、発光部を通らない第１線で規定するものと比較して、位置決め穴の配置精度が良好となる。また、第１線（Ｎ−Ｎ線）が発光部の中心を通ることにより、さらに位置決め穴の配置精度が良好となる。また、位置決め穴が、上面視で、発光素子１を挟む位置に配置される場合の他の例として、２以上の位置決め穴のうち第１位置決め穴と第２位置決め穴とを結ぶ第１線（Ｎ−Ｎ線）を設定し、発光部の長軸方向又は短軸方向に平行な第２線（Ｍ−Ｍ線）を設定する。そして、この第１線（Ｎ−Ｎ線）が、発光部（好ましくはその中心）を通り、かつ第１線（Ｎ−Ｎ線）が第２線（Ｍ−Ｍ線）に対して所定の角度（例えば、２０°〜４０°）となる位置に位置決め穴を配置することができる。このように設定することにより、発光部を通らない第１線で規定するものと比較して、位置決め穴の配置精度が良好となる。また、第１線（Ｎ−Ｎ線）が発光部の中心を通ることにより、さらに位置決め穴の配置精度が良好となる。
【００３１】
また、位置決め穴が発光素子１を挟む位置に配置されない場合、２以上の位置決め穴のうち第１位置決め穴と第２位置決め穴を結ぶ第１線を設定し、発光部の長軸方向又は短軸方向に平行な第２線を設定する。そして、この第１線の中心を設定し、発光部（好ましくはその中心）と第１線の中心とを結ぶ第３線が所定の長さ（例えば、第１線の１／２〜１／１０、好ましくは、１／３〜１／６）になるとともに、第１線と第３線、第２線と第３線とが所定の角度（例えば、２０°〜４０°）をなすように凹部または貫通孔を配置することができる。
【００３２】
〔発光装置〕
図２Ａに示すように、本実施形態の発光装置１０は、第１基板１１及び第１基板１１に配置された発光素子１を有する光源１３と、第１基板１１の上方に配置された第２基板１２とを備える。ここで、第１基板１１は凹部または貫通孔１４を有する。第２基板１２は位置決め穴のための貫通孔２１を有し、この位置決め穴のための貫通孔２１は、第１基板１１の凹部または貫通孔１４の上方に配置され、上面視で、凹部または貫通孔１４よりも小さい。つまり、第１基板１１の凹部または貫通孔１４と第２基板１２の位置決め穴のための貫通孔２１が一部又は全部重なることによって、位置決め穴が配置されることになる。本実施形態では、第２基板１２の位置決め穴は、貫通孔である。このような構成を有することにより、第２基板１２の比較的小さな貫通孔２１によって、光源１３の発光部と位置決め穴との距離を決定することができるため、発光モジュール３０において発光装置１０を高精度に位置決めすることができる。これによって、品質の良好な発光装置１０、ひいては発光モジュール３０を提供することが可能となる。
【００３３】
〔実施形態２〕
実施形態２に係る発光モジュールの製造方法では、図４に示すように、実施形態１に係る発光装置１０の製造工程に、さらに、位置決めピン３４を有するモジュール部材３１を準備する。次に、位置決め穴に、位置決めピン３４を挿入する。このような一連の工程によって発光モジュール３０を製造することにより、発光装置１０の発光部を位置決めピン３４に対して高精度に配置することができ、発光装置１０が高精度に配置された発光モジュール３０を簡便に製造することが可能となる。
【００３４】
発光モジュール３０の第３基板３１としては、公知のものを利用することができる。図４及び５に示すように、発光装置１０はヒートシンク３２に配置されており、発光装置１０の上方に、第３基板３１が配置されている。図５に示すように、第３基板３１は、下面に２つの位置決めピン３４が設けられており、発光装置１０の位置決め穴に、位置決めピン３４が位置決め穴の上方から１つずつ挿入されている。これにより、発光モジュール３０において、発光装置１０の発光部が高精度に位置決めされる。発光モジュール３０では、第３基板３１は発光装置１０から出射される光を反射するためのリフレクタも兼ねており、リフレクタによる反射光を集光するための光学部材３３も配置されている。光学部材３３として、レンズ等を用いることができる。なお、第３基板が、ヒートシンクを兼ねてもよい。発光モジュールの位置決めピン３４は、上面視で、凹部または貫通孔が円形状である場合に、円形状であることが好ましい。これにより、位置決めピン３４に接した点から位置決めピン３４の中心までの距離を一定にすることができるので、発光装置の発光部を位置決めピンに対して高精度に配置することができる。位置決めピン３４の長さは、１ｍｍ〜１０ｍｍとすることが好ましい。１ｍｍ以上とすることで、位置決めピン３４の側面の垂直部を確保することができる。１０ｍｍ以下とすることで、発光モジュール３０を小型化することができる。位置決めピン３４は、上面視で、最大幅又は直径が、０．５ｍｍ〜３ｍｍとすることが好ましい。０．５ｍｍ以上とすることで、機械的強度を向上することができる。３ｍｍ以下とすることで、位置決め穴を小さくすることができるため、発光装置１０を小型化することができる。位置決めピン３４の材料として、例えば、金属（アルミニウム、アルミニウム合金、銅、又は銅合金等）；樹脂（ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、又は液晶ポリマー等）を用いることができる。
【００３５】
〔実施形態３〕
実施形態３に係る発光装置の製造方法について、図６を用いて説明する。実施形態３に係る発光装置の製造方法では、まず、第１基板４１及び第１基板４１に配置された発光素子１を有する光源１３を準備する。次に、第１基板１１に、上面視で、光源１３の発光部から所定の距離離間した位置に位置決め穴のための貫通孔４４を設ける。実施形態３に係る発光装置の製造方法は、実施形態１に係る発光装置の製造方法とは、第１基板４１のみに位置決め穴のための貫通孔４４を設けており、第２基板１２を有さない点で異なる。それ以外については、実施形態１と同様である。なお、第１基板４１には、さらに、ネジ穴４７及びパッケージ３のリード端子３Ｅを挿入するための貫通孔４５が配置されている。貫通孔４４は、第１基板４１と発光素子１との相対位置が確定した後で、すなわちパッケージ３を第１基板４１に固定した後で、形成している。貫通孔４４が形成しやすいように、押え部材１６の貫通孔１４Ａのサイズは貫通孔４４よりも大きなサイズで設けている。貫通孔４４以外の貫通孔（貫通孔４５、ネジ穴４７等）は、第１基板４１と発光素子１との相対位置が確定する前に形成してよい。実施形態３の製造方法によっても、光源１３の発光部の位置が定まった後に、発光部の位置に合わせて位置決め穴を設けることができるので、発光装置１０の各部材の公差及び／又は組み立て時の誤差等の影響を抑制しながら、位置決め穴を設けることができる。また、第２基板１２を準備する必要がないので、発光装置１０の製造コストを低減することができる。なお、本実施形態では、実施形態１と同様に、ネジ用の貫通孔１７Ａ及びネジ穴４７にネジを挿入しネジ止めすることで、押さえ部材１６により、第１基板１１に配置されているパッケージ３を、上方から押さえている。
【００３６】
この製造方法において、光源１３の準備は、実施形態１と同様に行うことができる。また、第１基板４１への位置決め穴のための貫通孔４４の形成は、ドリル等を用いて形成することができる。位置決め穴のための貫通孔４４の位置及び大きさは、上述した位置決め穴のための貫通孔２１の位置及び大きさと同様に設定することができる。光源１３の材料等も、上述したものと同様に設定することができる。また、貫通孔４４に替えて凹部４４を形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の発光装置は、各種表示装置、照明器具、画像読取装置、プロジェクタ装置、内視鏡、車載用ヘッドライト等に利用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１      発光素子
２      波長変換部材
２Ａ    蛍光体部
２Ｂ    蛍光体ホルダ
３      パッケージ
３Ａ    基部
３Ｂ    キャップ
３Ｃ    下部スリーブ
３Ｄ    上部スリーブ
３Ｅ    リード端子
４      サブマウント
１０    発光装置
１１、４１    第１基板
１２    第２基板
１３    光源
１４、１４Ａ、１５、１７Ａ、１９、２０、２１、４４、４５    貫通孔
１６    押さえ部材
１７、４７    ネジ穴
１８    コネクタ端子
３０    発光モジュール
３１    モジュール部材
３２    ヒートシンク
３３    光学部材
３４    位置決めピン
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020053372.tif 000009
【図６】
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