(57)【要約】【課題】配線基板の製造工程が煩雑になるのを抑制しながら、放熱性を向上させることが可能な光半導体装置を提供する。【解決手段】この発光装置（光半導体装置）１は、発光素子１１が搭載された半導体パッケージ１０と、半導体パッケージ１０の一方電極端子２３ｂおよび他方電極端子２３ｃが電気的に接続される配線パターン３２が形成された配線基板３０とを備えている。半導体パッケージ１０は、放熱用端子２３ａを用いて、金属筐体５０に実装される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光半導体素子が搭載され、外部電極端子および放熱用端子を含む半導体パッケージと、
前記半導体パッケージの外部電極端子が電気的に接続される配線パターンが形成された配線基板とを備え、
前記半導体パッケージの放熱用端子は、前記配線基板とは異なる放熱用部材に実装されることを特徴とする光半導体装置。
【請求項２】
前記配線基板は、前記半導体パッケージの放熱用端子の真下の位置には配置されておらず、前記外部電極端子の真下の位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光半導体装置。
【請求項３】
前記配線基板には、前記半導体パッケージの放熱用端子の真下の位置に、第１開口部が形成されており、
前記半導体パッケージの放熱用端子は、前記配線基板の第１開口部を介して、前記放熱用部材に実装されることを特徴とする請求項２に記載の光半導体装置。
【請求項４】
前記配線基板は、一対の配線基板を含み、
前記半導体パッケージは、前記一対の配線基板に跨るように配置されており、
前記半導体パッケージの放熱用端子は、前記一対の配線基板の間の部分を介して、前記放熱用部材に実装されることを特徴とする請求項２に記載の光半導体装置。
【請求項５】
前記一対の配線基板は、互いに所定の間隔を隔てて所定の方向に延びるように形成されており、
複数の前記半導体パッケージは、前記所定の方向に配列された状態で、前記一対の配線基板に跨るようにそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項４に記載の光半導体装置。
【請求項６】
前記半導体パッケージは、前記光半導体素子が搭載されるパッケージ基板をさらに含み、
前記パッケージ基板は、
絶縁性を有するとともにスルーホールが形成された基材と、
前記基材の主表面上に形成され、前記光半導体素子が搭載される素子搭載部と、
前記基材の裏面上に形成された前記外部電極端子および前記放熱用端子と、
前記スルーホール内に充填され、前記基材よりも大きい熱伝導率を有する充填材とを含み、
前記素子搭載部は、前記充填材を介して、前記放熱用端子に接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光半導体装置。
【請求項７】
前記半導体パッケージは、前記パッケージ基板上に配置されるとともに前記光半導体素子が内部に配置される第２開口部を有する金属製の枠体をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の光半導体装置。
【請求項８】
前記外部電極端子は、一方電極端子および他方電極端子を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光半導体装置。
【請求項９】
前記一方電極端子、前記他方電極端子および前記放熱用端子は、互いに電気的に独立していることを特徴とする請求項８に記載の光半導体装置。
【請求項１０】
前記一方電極端子および前記他方電極端子のいずれか一方は、前記放熱用端子に電気的に接続されていることを特徴とする請求項８に記載の光半導体装置。
【請求項１１】
前記配線基板の厚みは、前記半導体パッケージの外部電極端子と前記放熱用部材との間の距離よりも小さいことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光半導体装置。
【請求項１２】
前記光半導体素子は、発光素子を含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光半導体装置。
【請求項１３】
前記放熱用部材は、金属板、金属管、金属棒、ネジ、または、それらに着脱可能な金属製の着脱部材を含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光半導体装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光半導体装置と、
前記光半導体装置が実装される放熱用部材とを備えた光半導体装置の実装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光半導体装置およびその実装構造に関し、特に、放熱用端子を含む半導体パッケージを備えた光半導体装置およびその実装構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放熱用端子を含む半導体パッケージからなる光半導体装置が知られている。
【０００３】
図１９は、従来の一例による半導体パッケージ（光半導体装置）の実装構造を示した断面図である。従来の一例による半導体パッケージ（光半導体装置）１０１には、図示しない発光素子（光半導体素子）が搭載されている。また、図１９に示すように、半導体パッケージ１０１の光出射面とは反対側の面（下面）には、放熱用端子１０２と、一対の外部電極端子１０３とが設けられている。また、半導体パッケージ１０１は、配線基板１１０に実装されている。
【０００４】
この配線基板１１０は、金属製の放熱用部材（放熱板）１１１と、放熱用部材１１１上の全面に形成された樹脂などからなる絶縁層１１２と、絶縁層１１２上に形成された放熱用パターン１１３および配線パターン１１４とによって構成されている。
【０００５】
そして、半導体パッケージ１０１の放熱用端子１０２および外部電極端子１０３は、半田層（図示せず）などを用いて、配線基板１１０の放熱用パターン１１３および配線パターン１１４にそれぞれ実装されている。
【０００６】
なお、配線基板１１０を製造する場合、放熱用部材１１１と絶縁層１１２との密着性を向上させるために、放熱用部材１１１の表面に粗化処理や化成処理を施す必要がある。このため、上記のような３層構造を有する配線基板１１０を製造する場合、製造工程が煩雑になる。これにより、配線基板１１０の製造コストが高くなってしまう。
【０００７】
なお、上記のような半導体パッケージ（光半導体装置）の実装構造は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００８】
また、半導体パッケージ１０１の具体的な構造としては、図２０に示した構造や、図２１に示した構造などが知られている。図２０および図２１は、それぞれ、従来の一例による半導体パッケージの構造を示した断面図である。
【０００９】
従来の一例による半導体パッケージ２０１は、図２０に示すように、発光素子（光半導体素子）２０２と、発光素子２０２が搭載されるパッケージ基板２１０と、パッケージ基板２１０上に配置される枠体２０３と、枠体２０３の開口部２０３ａ内に充填される透明樹脂２０４とによって構成されている。
【００１０】
発光素子２０２は、接着層（図示せず）を介して、パッケージ基板２１０の後述する素子搭載部２１２ａに固定されている。
【００１１】
パッケージ基板２１０は、ガラスエポキシ樹脂などからなり絶縁性を有する基材２１１と、基材２１１の主表面上に形成された主表面側導電パターン２１２と、基材２１１の裏面上に形成された裏面側導電パターン２１３とを含んでいる。
【００１２】
主表面側導電パターン２１２は、発光素子２０２が搭載される素子搭載部２１２ａと、一対の電極部２１２ｂとを含んでいる。電極部２１２ｂは、金属線２０５により、発光素子２０２の電極（図示せず）に電気的に接続されている。
【００１３】
裏面側導電パターン２１３は、放熱用端子２１３ａと、一対の電極端子２１３ｂとを含んでいる。そして、電極端子２１３ｂは、基材２１１の側面に形成された金属層２１４を介して、電極部２１２ｂに電気的に接続されている。
【００１４】
枠体２０３は、絶縁性の接着層（図示せず）を介して、パッケージ基板２１０上に固定されている。
【００１５】
この半導体パッケージ２０１では、素子搭載部２１２ａと放熱用端子２１３ａとの間に、基材２１１が配置されているので、発光素子２０２で発生した熱は、基材２１１を介して放熱用端子２１３ａに伝達される。このため、発光素子２０２で発生した熱を効率良く放熱用端子２１３ａに伝達するのが困難であるので、発光素子２０２で発生した熱を効率良く配線基板１１０（図１９参照）に伝達するのが困難である。
【００１６】
また、図２１に示すように、従来の一例による半導体パッケージ３０１では、パッケージ基板３１０は、ガラスエポキシ樹脂などからなり絶縁性を有する基材３１１と、基材３１１の主表面上に形成された主表面側導電パターン３１２と、基材３１１の裏面上に形成された裏面側導電パターン３１３とを含んでいる。
【００１７】
この半導体パッケージ３０１では、基材３１１の所定の位置に、金属などからなる充填材３１４が充填された複数のスルーホール３１１ａが形成されている。
【００１８】
主表面側導電パターン３１２は、発光素子２０２が搭載される素子搭載部３１２ａと、一対の電極部３１２ｂとを含んでいる。
【００１９】
裏面側導電パターン３１３は、放熱用端子３１３ａと、一対の電極端子３１３ｂとを含んでいる。
【００２０】
そして、素子搭載部３１２ａおよび電極部３１２ｂは、スルーホール３１１ａ（充填材３１４）を介して、放熱用端子３１３ａおよび電極端子３１３ｂにそれぞれ接続されている。
【００２１】
なお、発光素子２０２および枠体２０３の構造は、図２０に示した従来の一例による半導体パッケージ２０１の構造と同様である。
【００２２】
この半導体パッケージ３０１では、素子搭載部３１２ａは、スルーホール３１１ａ（充填材３１４）を介して放熱用端子３１３ａに接続されているので、発光素子２０２で発生した熱を、放熱用端子３１３ａに効率良く伝達することが可能である。これにより、発光素子２０２で発生した熱を効率良く配線基板１１０（図１９参照）に伝達することが可能である。
【００２３】
しかしながら、上記した従来の実装構造では、配線基板１１０の放熱用部材１１１と放熱用パターン１１３との間に絶縁層１１２が配置されているので、半導体パッケージ１０１（２０１、３０１）から配線基板１１０の放熱用パターン１１３に伝達された熱は、絶縁層１１２を介して放熱用部材１１１に伝達される。ここで、樹脂などからなる絶縁層１１２の熱伝導率は、通常、４Ｗ／ｍＫ〜１０Ｗ／ｍＫ程度であり、配線などに使用される導体（金属）の熱伝導率（２００Ｗ／ｍＫ〜４００Ｗ／ｍＫ）に比べてかなり小さい。このため、放熱用パターン１１３に伝達された熱を、効率良く放熱用部材１１１に伝達するのが困難であるので、半導体パッケージ１０１（２０１、３０１）の放熱性を向上させるのが困難である。
【００２４】
そこで、半導体パッケージ（光半導体素子）で発生した熱を効率良く放熱用部材に伝達することが可能な半導体パッケージの実装構造が提案されている。
【００２５】
図２２は、従来の一例による半導体パッケージ（光半導体装置）の実装構造を示した断面図である。図２２に示すように、従来の一例による半導体パッケージ（光半導体装置）４０１は、発光素子（光半導体素子）４０２と、発光素子４０２が搭載されるヒートシンク４０３と、発光素子４０２の電極（図示せず）に金属線４０４により電気的に接続される一対の外部電極端子４０５と、ヒートシンク４０３および外部電極端子４０５の一部を覆う絶縁性の樹脂部４０６と、発光素子４０２を覆う透明樹脂４０７とによって構成されている。なお、このような構造の半導体パッケージは、例えば、特許文献２に開示されている。
【００２６】
配線基板４１０は、金属製の放熱用部材（放熱板）４１１と、放熱用部材４１１上に形成された絶縁層４１２と、絶縁層４１２上に形成された配線パターン４１３とによって構成されている。この配線基板４１０では、絶縁層４１２の所定領域に開口部４１２ａが形成されており、放熱用部材４１１の上面の所定領域が露出している。
【００２７】
そして、半導体パッケージ４０１のヒートシンク４０３は、絶縁層４１２の開口部４１２ａ内に配置された半田などからなる接着層４２０を用いて、放熱用部材４１１に直接的に実装されている。
【００２８】
この実装構造では、半導体パッケージ４０１のヒートシンク４０３は、配線基板４１０の放熱用部材４１１に直接的に実装されているので、半導体パッケージ４０１（発光素子４０２）で発生した熱を、効率良く放熱用部材４１１に伝達することが可能である。
【特許文献１】特開２００７−２９４８４７号公報
【特許文献２】特開２００５−１８３９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
しかしながら、図２２に示した従来の一例による半導体パッケージの実装構造では、配線基板４１０の絶縁層４１２の所定領域に開口部４１２ａを形成する必要がある。このため、絶縁層４１２の一部を除去するために機械加工などを行う必要があるので、配線基板４１０の製造工程が煩雑になるという問題点がある。その結果、配線基板４１０の製造コストが高くなってしまう。
【００３０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、配線基板の製造工程が煩雑になるのを抑制しながら、放熱性を向上させることが可能な光半導体装置およびその実装構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による光半導体装置は、光半導体素子が搭載され、外部電極端子および放熱用端子を含む半導体パッケージと、半導体パッケージの外部電極端子が電気的に接続される配線パターンが形成された配線基板とを備え、半導体パッケージの放熱用端子は、配線基板とは異なる放熱用部材に実装される。
【００３２】
この第１の局面による光半導体装置では、上記のように、半導体パッケージの外部電極端子を、配線基板の配線パターンに電気的に接続し、半導体パッケージの放熱用端子を、配線基板とは異なる放熱用部材に実装することによって、半導体パッケージの外部電極端子および放熱用端子を１つの配線基板（放熱用部材が一体的に形成された配線基板）に実装する場合と異なり、放熱用部材上に絶縁層を設ける必要がない。このため、半導体パッケージの放熱用端子を直接的に放熱用部材に実装することができるので、半導体パッケージで発生する熱を、効率良く放熱用部材に伝達することができる。その結果、光半導体装置の放熱性を向上させることができる。
【００３３】
また、放熱用部材上に絶縁層を設ける必要がないので、半導体パッケージを１つの配線基板（放熱用部材が一体的に形成された配線基板）に実装する場合と異なり、配線基板の放熱用部材上に形成される絶縁層に開口部を形成する必要がない。これにより、配線基板の製造工程が煩雑になるのを抑制することができる。その結果、配線基板の製造コストが高くなるのを抑制することができる。
【００３４】
また、放熱用部材上に絶縁層を設ける必要がないので、放熱用部材の表面から熱を放熱しやすくすることができる。これにより、光半導体装置の放熱性をより向上させることができる。
【００３５】
また、第１の局面による光半導体装置では、上記のように、半導体パッケージの放熱用端子を、配線基板とは異なる放熱用部材に実装するので、放熱用部材上に絶縁層が設けられた配線基板を用いる必要がない。これにより、配線基板の放熱用部材の表面に粗化処理や化成処理を施す必要がないので、配線基板の製造工程が煩雑になるのをより抑制することができる。
【００３６】
上記第１の局面による光半導体装置において、好ましくは、配線基板は、半導体パッケージの放熱用端子の真下の位置には配置されておらず、外部電極端子の真下の位置に配置されている。このように構成すれば、半導体パッケージの外部電極端子を配線基板に電気的に接続しながら、半導体パッケージの放熱用端子を、容易に放熱用部材に実装することができる。
【００３７】
上記配線基板が半導体パッケージの放熱用端子の真下の位置に配置されていない光半導体装置において、好ましくは、配線基板には、半導体パッケージの放熱用端子の真下の位置に、第１開口部が形成されており、半導体パッケージの放熱用端子は、配線基板の第１開口部を介して、放熱用部材に実装される。このように構成すれば、半導体パッケージの外部電極端子を配線基板に電気的に接続しながら、半導体パッケージの放熱用端子を、より容易に放熱用部材に実装することができる。なお、絶縁層が放熱用部材上に形成されていない状態では、打ち抜き加工などにより、容易に、配線基板の絶縁層に開口部（第１開口部）を形成することができる。
【００３８】
上記配線基板が半導体パッケージの放熱用端子の真下の位置に配置されていない光半導体装置において、好ましくは、配線基板は、一対の配線基板を含み、半導体パッケージは、一対の配線基板に跨るように配置されており、半導体パッケージの放熱用端子は、一対の配線基板の間の部分を介して、放熱用部材に実装されている。このように構成すれば、配線基板に第１開口部を形成することなく、半導体パッケージの放熱用端子を、容易に放熱用部材に実装することができる。
【００３９】
上記半導体パッケージが一対の配線基板に跨るように配置されている光半導体装置において、好ましくは、一対の配線基板は、互いに所定の間隔を隔てて所定の方向に延びるように形成されており、複数の半導体パッケージは、所定の方向に配列された状態で、一対の配線基板に跨るようにそれぞれ配置されている。このように構成すれば、半導体パッケージの数が多い場合にも、配線基板に、多くの開口部や、所定の方向に延びる大きい開口部を設ける必要がない。
【００４０】
上記第１の局面による光半導体装置において、好ましくは、半導体パッケージは、光半導体素子が搭載されるパッケージ基板をさらに含み、パッケージ基板は、絶縁性を有するとともにスルーホールが形成された基材と、基材の主表面上に形成され、光半導体素子が搭載される素子搭載部と、基材の裏面上に形成された外部電極端子および放熱用端子と、スルーホール内に充填され、基材よりも大きい熱伝導率を有する充填材とを含み、素子搭載部は、充填材を介して、放熱用端子に接続されている。このように構成すれば、光半導体素子で発生する熱を、素子搭載部およびスルーホール（充填材）を介して、放熱用端子に伝達しやすくすることができる。これにより、光半導体素子で発生する熱を、より効率良く放熱用部材に伝達することができる。その結果、光半導体装置の放熱性をより向上させることができる。
【００４１】
上記半導体パッケージがパッケージ基板を含む光半導体装置において、好ましくは、半導体パッケージは、パッケージ基板上に配置されるとともに光半導体素子が内部に配置される第２開口部を有する金属製の枠体をさらに備える。このように構成すれば、光半導体素子で発生した熱を、金属製の枠体からも放熱させることができるので、光半導体装置の放熱性を、さらに向上させることができる。
【００４２】
上記第１の局面による光半導体装置において、外部電極端子を、一方電極端子および他方電極端子を含むように構成してもよい。
【００４３】
上記外部電極端子が一方電極端子および他方電極端子を含む光半導体装置において、好ましくは、一方電極端子、他方電極端子および放熱用端子は、互いに電気的に独立している。このように構成すれば、一方電極端子および他方電極端子のいずれか一方が放熱用端子と電気的に接続されている場合と異なり、一方電極端子および他方電極端子のいずれか一方が共通電位（グランドなど）になるのを抑制することができる。これにより、配線基板の回路構成が制限されるのを抑制することができる。具体的には、例えば、光半導体素子や半導体パッケージが複数からなる場合に、複数の光半導体素子や複数の半導体パッケージが、並列回路になってしまうのを抑制することができる。このように、複数の光半導体素子や複数の半導体パッケージが並列回路で構成される場合、例えば、全ての光半導体素子に同じ大きさの電流を流そうとすると、回路構成が複雑になるという不都合が生じる。
【００４４】
上記外部電極端子が一方電極端子および他方電極端子を含む光半導体装置において、一方電極端子および他方電極端子のいずれか一方を、放熱用端子に電気的に接続してもよい。
【００４５】
上記第１の局面による光半導体装置において、好ましくは、配線基板の厚みは、半導体パッケージの外部電極端子と放熱用部材との間の距離よりも小さい。このように構成すれば、放熱用部材の表面に配線基板が接触するのを抑制することができるので、放熱用部材の表面から熱が放熱しにくくなるのを抑制することができる。
【００４６】
上記第１の局面による光半導体装置において、好ましくは、光半導体素子は、発光素子を含む。このように構成すれば、発光素子の放熱性を向上させることができるので、光半導体装置の発光効率を向上させることができる。
【００４７】
上記第１の局面による光半導体装置において、好ましくは、放熱用部材は、金属板、金属管、金属棒、ネジ、または、それらに着脱可能な金属製の着脱部材を含む。このように構成すれば、半導体パッケージで発生した熱を、金属板、金属管、金属棒、ネジまたは金属製の着脱部材から容易に効率良く放熱させることができる。また、半導体パッケージを金属板、金属管、金属棒またはネジに実装すれば、半導体パッケージを実装するための部材を別途設ける必要がない。また、半導体パッケージを、金属板、金属管、金属棒またはネジに着脱可能な着脱部材に実装すれば、半導体パッケージを、金属板、金属管、金属棒またはネジから、容易に取り外すことができる。これにより、半導体パッケージの交換、移動、および、取付角度の変更などを容易に行うことができる。
【００４８】
この発明の第２の局面による光半導体装置の実装構造は、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光半導体装置と、光半導体装置が実装される放熱用部材とを備える。このように構成すれば、配線基板の製造工程が煩雑になるのを抑制しながら、放熱性を向上させることが可能な光半導体装置の実装構造を構成することができる。
【発明の効果】
【００４９】
以上のように、本発明によれば、配線基板の製造工程が煩雑になるのを抑制しながら、放熱性を向上させることが可能な光半導体装置およびその実装構造を容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による発光装置の実装構造を示した斜視図である。図２は、図１に示した第１実施形態による発光装置の実装構造を示した断面図である。図３は、図１に示した第１実施形態による発光装置の配線基板の構造を示した斜視図である。図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態による発光装置１の実装構造について説明する。
【００５１】
本発明の第１実施形態による発光装置１は、図１および図２に示すように、複数の発光素子１１が搭載された半導体パッケージ１０と、半導体パッケージ１０に電気的に接続される配線基板３０とによって構成されている。なお、発光装置１は、本発明の「光半導体装置」の一例であり、発光素子１１は、本発明の「光半導体素子」の一例である。
【００５２】
半導体パッケージ１０は、図２に示すように、複数の発光素子１１と、複数の発光素子１１が所定領域上に搭載されるパッケージ基板２０と、パッケージ基板２０上に配置される金属製の反射枠１２と、反射枠１２の開口部１２ａ内に配置される透明樹脂１３とによって構成されている。なお、反射枠１２は、本発明の「枠体」の一例であり、開口部１２ａは、本発明の「第２開口部」の一例である。
【００５３】
また、半導体パッケージ１０は、複数の発光素子１１が発光した光を出射する光出射面（主面）１０ａを有する。
【００５４】
複数（３つ）の発光素子１１は、例えば赤色、緑色および青色の光をそれぞれ発光するＬＥＤからなる。なお、複数の発光素子１１は、その全てが同じ色の光を発光するＬＥＤであってもよいし、赤色、緑色および青色以外の光を発光するＬＥＤであってもよい。
【００５５】
また、発光素子１１の上面上には、図示しない一方電極および他方電極が形成されている。また、発光素子１１は、導電性または絶縁性のダイボンディング材（図示せず）を用いて、パッケージ基板２０の後述する素子搭載部２２ａに固定されている。
【００５６】
パッケージ基板２０は、ガラスエポキシ樹脂などからなり絶縁性を有する基材２１と、基材２１の主表面上に形成された金属からなる主表面側導電パターン２２と、基材２１の裏面上に形成された金属からなる裏面側導電パターン２３とを含んでいる。
【００５７】
ここで、第１実施形態では、基材２１の所定の位置には、複数のスルーホール２１ａが形成されている。このスルーホール２１ａ内には、導電性を有するとともに、基材２１よりも大きい熱伝導率を有する金属などからなる充填材２４が充填されている。
【００５８】
主表面側導電パターン２２は、複数の発光素子１１が搭載される素子搭載部２２ａと、複数の一方電極部２２ｂと、複数の他方電極部２２ｃとを含んでいる。これら素子搭載部２２ａ、一方電極部２２ｂおよび他方電極部２２ｃの表面は、銀メッキ処理などが施されている。
【００５９】
また、第１実施形態では、素子搭載部２２ａ、一方電極部２２ｂおよび他方電極部２２ｃは、互いに電気的に独立するように形成されている。そして、例えば、素子搭載部２２ａはニュートラル極（無極）になるとともに、一方電極部２２ｂは正電極として機能し、他方電極部２２ｃは負電極として機能する。
【００６０】
また、一方電極部２２ｂは、金属線１４により、発光素子１１の一方電極（図示せず）に電気的に接続されており、他方電極部２２ｃは、金属線１４により、発光素子１１の他方電極（図示せず）に電気的に接続されている。
【００６１】
また、素子搭載部２２ａ、一方電極部２２ｂおよび他方電極部２２ｃは、スルーホール２１ａの上方を覆うように配置されているとともに、充填材２４に接続されている。
【００６２】
裏面側導電パターン２３は、半導体パッケージ１０の光出射面１０ａとは反対側の面（下面）に形成されているとともに、放熱用端子２３ａと、複数の一方電極端子２３ｂと、複数の他方電極端子２３ｃとを含んでいる。なお、一方電極端子２３ｂおよび他方電極端子２３ｃは、本発明の「外部電極端子」の一例である。
【００６３】
これら放熱用端子２３ａ、一方電極端子２３ｂおよび他方電極端子２３ｃは、互いに電気的に独立するように形成されている。
【００６４】
また、放熱用端子２３ａ、一方電極端子２３ｂおよび他方電極端子２３ｃは、スルーホール２１ａの下方を覆うように配置されているとともに、充填材２４に接続されている。すなわち、放熱用端子２３ａ、一方電極端子２３ｂおよび他方電極端子２３ｃは、スルーホール２１ａ（充填材２４）を介して、素子搭載部２２ａ、一方電極部２２ｂおよび他方電極部２２ｃにそれぞれ電気的に接続されている。そして、例えば、放熱用端子２３ａはニュートラル極（無極）になるとともに、一方電極端子２３ｂは正電極として機能し、他方電極端子２３ｃは負電極として機能する。
【００６５】
反射枠１２は、パッケージ基板２０上に、導電性を有しない接着層（図示せず）を用いて固定されている。また、反射枠１２には、内部に複数の発光素子１１が配置される開口部１２ａが形成されている。この開口部１２ａは傾斜面により形成されており、反射枠１２は、複数の発光素子１１から出射した光を上方に導く機能を有する。また、反射枠１２は、発光素子１１で発生した熱の一部を外部に放熱する機能も有する。また、開口部１２ａ内には、発光素子１１を覆うように、透光性を有する透明樹脂１３が充填されている。
【００６６】
また、第１実施形態では、図３に示すように、配線基板３０の中央部には、開口部３０ａが形成されている。この開口部３０ａは、図２に示すように、半導体パッケージ１０の放熱用端子２３ａの真下の位置に形成されている。また、開口部３０ａは、半導体パッケージ１０の放熱用端子２３ａよりも大きく形成されている。すなわち、配線基板３０は、半導体パッケージ１０の放熱用端子２３ａの真下の位置には配置されておらず、半導体パッケージ１０の一方電極端子２３ｂおよび他方電極端子２３ｃの真下の位置に配置されている。なお、開口部３０ａは、本発明の「第１開口部」の一例である。
【００６７】
また、図３に示すように、配線基板３０は、ガラスエポキシ樹脂などからなり絶縁性を有する基材３１と、基材３１の主表面上に形成された金属からなる配線パターン３２とを含んでいる。
【００６８】
配線パターン３２は、複数の一方電極配線３２ａと、複数の他方電極配線３２ｂとを含んでいる。この一方電極配線３２ａおよび他方電極配線３２ｂは、図２に示すように、半田層（図示せず）などを介して、半導体パッケージ１０の一方電極端子２３ｂおよび他方電極端子２３ｃにそれぞれ電気的に接続されている。
【００６９】
ここで、第１実施形態では、発光装置１は、平板状の金属筐体５０に実装されている。具体的には、半導体パッケージ１０の放熱用端子２３ａは、配線基板３０の開口部３０ａを介して、金属筐体５０上に半田層４０を用いて直接的に実装されている。なお、図２では、金属筐体５０の上面を平坦面状に形成しているが、金属筐体５０の上面に凸部（図示せず）を設け、半導体パッケージ１０の放熱用端子２３ａを、半田層４０を用いて金属筐体５０の凸部に実装してもよい。なお、金属筐体５０は、本発明の「放熱用部材」および「金属板」の一例である。
【００７０】
また、金属筐体５０は、配線基板３０から所定の距離を隔てて配置されている。すなわち、配線基板３０の厚みは、半導体パッケージ１０の一方電極端子２３ｂおよび他方電極端子２３ｃと金属筐体５０との間の距離よりも小さい。
【００７１】
第１実施形態では、上記のように、半導体パッケージ１０の一方電極端子２３ｂおよび他方電極端子２３ｃを、配線基板３０に電気的に接続し、半導体パッケージ１０の放熱用端子２３ａを、金属筐体５０に実装している。これにより、半導体パッケージ１０の放熱用端子２３ａ、一方電極端子２３ｂおよび他方電極端子２３ｃを１つの配線基板（放熱用部材が一体的に形成された配線基板）に実装する場合と異なり、金属筐体５０（放熱用部材）上に絶縁層を設ける必要がない。このため、半導体パッケージ１０の放熱用端子２３ａを直接的に金属筐体５０に実装することができるので、半導体パッケージ１０で発生する熱を、効率良く金属筐体５０に伝達することができる。その結果、発光装置１の放熱性を向上させることができるとともに、発光装置１の発光効率を向上させることができる。
【００７２】
また、放熱用部材（金属筐体５０）上に絶縁層を設ける必要がないので、半導体パッケージ１０を１つの配線基板（放熱用部材が一体的に形成された配線基板）に実装する場合と異なり、配線基板の放熱用部材上に形成される絶縁層に開口部を形成する必要がない。これにより、配線基板３０の製造工程が煩雑になるのを抑制することができる。その結果、配線基板３０の製造コストが高くなるのを抑制することができる。
【００７３】
また、金属筐体５０上に絶縁層を設ける必要がないので、金属筐体５０の表面から熱を放熱しやすくすることができる。これにより、発光装置１の放熱性をより向上させることができる。
【００７４】
また、半導体パッケージ１０の放熱用端子２３ａを、金属筐体５０に実装するので、放熱用部材上に絶縁層が設けられた配線基板を用いる必要がない。これにより、配線基板の放熱用部材の表面に粗化処理や化成処理を施す必要がないので、配線基板３０の製造工程が煩雑になるのをより抑制することができる。
【００７５】
また、第１実施形態では、上記のように、配線基板３０に開口部３０ａを形成し、半導体パッケージ１０の放熱用端子２３ａを、配線基板３０の開口部３０ａを介して、金属筐体５０に実装している。これにより、半導体パッケージ１０の一方電極端子２３ｂおよび他方電極端子２３ｃを配線基板３０に電気的に接続しながら、半導体パッケージ１０の放熱用端子２３ａを、容易に金属筐体５０に実装することができる。なお、配線基板３０には、打ち抜き加工などにより、容易に開口部３０ａを形成することができる。
【００７６】
また、第１実施形態では、上記のように、素子搭載部２２ａを、充填材２４を介して放熱用端子２３ａに接続することによって、発光素子１１で発生する熱を、素子搭載部２２ａおよびスルーホール２１ａ（充填材２４）を介して、放熱用端子２３ａに伝達しやすくすることができる。これにより、発光素子１１で発生する熱を、より効率良く金属筐体５０に伝達することができるので、発光装置１の放熱性をより向上させることができる。
【００７７】
また、第１実施形態では、上記のように、パッケージ基板２０上に金属製の反射枠１２を設けることによって、発光素子１１で発生した熱を、反射枠１２からも放熱させることができるので、発光装置１の放熱性を、さらに向上させることができる。
【００７８】
また、第１実施形態では、上記のように、放熱用端子２３ａ、一方電極端子２３ｂおよび他方電極端子２３ｃを、互いに電気的に独立するように形成している。これにより、一方電極端子２３ｂおよび他方電極端子２３ｃのいずれか一方が放熱用端子２３ａと電気的に接続されている場合と異なり、一方電極端子２３ｂおよび他方電極端子２３ｃのいずれか一方が共通電位（グランドなど）になるのを抑制することができる。これにより、配線基板３０の回路構成が制限されるのを抑制することができる。具体的には、複数の発光素子１１が、並列回路になってしまうのを抑制することができる。このように、複数の発光素子１１が並列回路で構成される場合、例えば、全ての発光素子１１に同じ大きさの電流を流そうとすると、回路構成が複雑になるという不都合が生じるが、本実施形態によればそのような不都合を解消することができる。
【００７９】
また、第１実施形態では、上記のように、配線基板３０の厚みを、半導体パッケージ１０の一方電極端子２３ｂおよび他方電極端子２３ｃと金属筐体５０との間の距離よりも小さくすることによって、金属筐体５０の表面に配線基板３０が接触するのを抑制することができる。これにより、金属筐体５０の表面から熱が放熱しにくくなるのを抑制することができる。
【００８０】
また、第１実施形態では、上記のように、半導体パッケージ１０（発光装置１）を金属筐体５０に実装しているので、半導体パッケージ１０（発光装置１）を実装するための部材を別途設ける必要がない。
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態による発光装置の実装構造を示した斜視図である。図５は、図４に示した本発明の第２実施形態による発光装置の実装構造を示した断面図である。
【００８１】
本発明の第２実施形態では、図４および図５に示すように、発光装置１は、半田層４０（図５参照）を用いて、金属管６０に直接的に実装されている。金属管６０は、所定の直径を有する円管状に形成されており、内部６０ａを水（液体）や空気（気体）などが流れるように構成されている。なお、金属管６０は、本発明の「放熱用部材」の一例である。
【００８２】
金属管６０としては、例えば、冷蔵庫の冷却用の銅管などを適用することが可能である。発光装置１を冷蔵庫の冷却用の銅管などに実装して用いる場合、結露対策として、例えば発光装置１全体を透明樹脂によりコーティングするなどの防滴処理を行うことが望ましい。
【００８３】
なお、発光装置１の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００８４】
第２実施形態では、上記のように、発光装置１（半導体パッケージ１０）を、金属管６０に実装することによって、金属管６０の内部６０ａに冷却水（液体）などを流すことにより、半導体パッケージ１０で発生した熱を、より効率良く放熱することができる。
【００８５】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態による発光装置の実装構造を示した斜視図である。図７は、図６に示した本発明の第３実施形態による発光装置の実装構造を示した断面図である。図８は、図６に示した本発明の第３実施形態による発光装置が実装されるクリップの構造を示した斜視図である。この第３実施形態では、図６〜図８を参照して、上記第２実施形態とは異なり、発光装置１がクリップ６１を用いて金属管６０に固定されている場合について説明する。
【００８６】
本発明の第３実施形態では、図６および図７に示すように、発光装置１は、金属製のクリップ６１に実装されている。このクリップ６１は、図７および図８に示すように、発光装置１（図７参照）が実装される実装部６１ａと、実装部６１ａの両端から延びるように形成された挟持部６１ｂとを含んでいる。なお、クリップ６１は、本発明の「放熱用部材」および「着脱部材」の一例である。
【００８７】
挟持部６１ｂは、図７に示すように、バネ性を有するように構成されており、金属管６０を両側から挟み込んでいる。このようにして、発光装置１は、金属管６０に固定されている。
【００８８】
なお、第３実施形態のその他の構造は、上記第２実施形態と同様である。
【００８９】
第３実施形態では、上記のように、発光装置１を、クリップ６１を用いて金属管６０に固定することによって、発光装置１を、金属管６０から容易に取り外すことができる。これにより、発光装置１の交換、移動、および、取付角度の変更などを容易に行うことができる。
【００９０】
なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第２実施形態と同様である。
（第４実施形態）
図９は、本発明の第４実施形態による発光装置の実装構造を示した斜視図である。図１０は、図９に示した本発明の第４実施形態による発光装置の実装構造を示した断面図である。この第４実施形態では、図９および図１０を参照して、上記第１〜第３実施形態とは異なり、半導体パッケージ１０を、開口部が設けられていない配線基板３０ｂおよび３０ｃに実装する場合について説明する。
【００９１】
本発明の第４実施形態による発光装置１ａは、図９および図１０に示すように、半導体パッケージ１０と、半導体パッケージ１０が実装される一対の配線基板３０ｂおよび３０ｃとによって構成されている。なお、発光装置１ａは、本発明の「光半導体装置」の一例である。
【００９２】
一対の配線基板３０ｂおよび３０ｃは、金属管６０の延びる方向と直交する方向に所定の間隔を隔てて配置されており、半導体パッケージ１０は、一対の配線基板３０ｂおよび３０ｃに跨るように配置されている。また、上記第１〜第３実施形態と同様、一対の配線基板３０ｂおよび３０ｃは、半導体パッケージ１０の放熱用端子２３ａ（図２参照）の真下の位置には配置されておらず、半導体パッケージ１０の一方電極端子２３ｂおよび他方電極端子２３ｃ（図２参照）の真下の位置に配置されている。
【００９３】
また、図９に示すように、配線基板３０ｂには、複数の一方電極配線３２ｃが形成されており、配線基板３０ｃには、複数の他方電極配線３２ｄが形成されている。また、上記第１〜第３実施形態と同様、一方電極配線３２ｃおよび他方電極配線３２ｄは、半田層（図示せず）を用いて、半導体パッケージ１０の一方電極端子２３ｂおよび他方電極端子２３ｃにそれぞれ電気的に接続されている。
【００９４】
そして、図１０に示すように、半導体パッケージ１０の放熱用端子２３ａ（図２参照）は、一対の配線基板３０ｂおよび３０ｃの間の部分を介して、金属管６０に直接的に実装されている。
【００９５】
なお、第４実施形態のその他の構造は、上記第２実施形態と同様である。
【００９６】
第４実施形態では、上記のように、半導体パッケージ１０を、一対の配線基板３０ｂおよび３０ｃに跨るように配置し、半導体パッケージ１０の放熱用端子２３ａを、一対の配線基板３０ｂおよび３０ｃの間の部分を介して、金属管６０に実装している。これにより、配線基板３０ｂおよび３０ｃに開口部を形成することなく、半導体パッケージ１０の放熱用端子２３ａを、容易に金属管６０に実装することができる。
【００９７】
なお、第４実施形態のその他の効果は、上記第２実施形態と同様である。
（第５実施形態）
図１１は、本発明の第５実施形態による発光装置の実装構造を示した斜視図である。図１２は、図１１に示した本発明の第５実施形態による発光装置の実装構造を示した断面図である。
【００９８】
本発明の第５実施形態では、図１１および図１２に示すように、発光装置１は、半田層４０（図１２参照）を用いて、ボルト７０に直接的に実装されている。このボルト７０は、ナット７１（図１２参照）を用いて、金属板８０などに固定されている。なお、ボルト７０は、本発明の「ネジ」の一例である。
【００９９】
第５実施形態の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１００】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１０１】
たとえば、上記実施形態では、光半導体素子として、発光素子（ＬＥＤ）を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、例えばフォトダイオードなどの発光素子以外の光半導体素子を用いてもよい。
【０１０２】
また、上記実施形態では、半導体パッケージに、３つの発光素子を搭載した例について示したが、本発明はこれに限らず、半導体パッケージに、１つ、２つまたは４つ以上の発光素子を搭載してもよい。
【０１０３】
また、上記実施形態では、半導体パッケージを、ガラスエポキシ樹脂などからなるパッケージ基板を用いて形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、半導体パッケージを、例えば銅などからなるリードフレームを用いて形成してもよい。
【０１０４】
また、上記実施形態では、配線基板を、ガラスエポキシ樹脂からなる基材を用いて形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、配線基板を、例えば、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、セラミックスまたはポリイミド樹脂などからなる基材を用いて形成してもよい。
【０１０５】
また、上記実施形態では、半導体パッケージ（発光装置）の放熱用端子を、半田層を用いて、放熱用部材に実装した例について示したが、本発明はこれに限らず、半導体パッケージの放熱用端子を、半田層などの接着層を用いることなく、放熱用部材に直接接触させて実装してもよい。
【０１０６】
また、上記実施形態では、発光装置を、金属製の放熱用部材（金属筐体、金属管、金属製のクリップおよびボルト）に実装した例について示したが、本発明はこれに限らず、発光装置を、金属以外の、例えば熱伝導率の高いセラミックスからなる放熱用部材に実装してもよい。
【０１０７】
また、上記第１実施形態では、発光装置を、金属筐体に実装した例について示したが、本発明はこれに限らず、発光装置を、金属板などに実装し、金属板を金属筐体などに取り付けてもよい。
【０１０８】
また、上記第２〜第４実施形態では、発光装置を、金属管に固定した例について示したが、本発明はこれに限らず、発光装置を、金属棒に固定してもよい。また、金属筐体、金属管、金属棒、ネジ以外の部材に固定してもよい。
【０１０９】
また、上記実施形態では、配線基板に１つの半導体パッケージを取り付けた例について示したが、本発明はこれに限らず、配線基板に複数の半導体パッケージを取り付けてもよい。この場合、図１３に示した本発明の第１変形例による配線基板３０ｄや、図１４に示した本発明の第２変形例による配線基板３０ｅや、図１５に示した本発明の第３変形例による一対の配線基板３０ｇおよび３０ｈを用いてもよい。すなわち、図１３に示すように、開口部３０ａが複数形成された配線基板３０ｄを用いてもよい。また、図１４に示すように、細長い１つの開口部（第１開口部）３０ｆが形成された配線基板３０ｅを用いてもよい。また、図１５に示すように、一対の配線基板３０ｇおよび３０ｈを、互いに所定の間隔を隔てて所定の方向に延びるように配置するとともに、複数の半導体パッケージ１０を、所定の方向に配列した状態で、一対の配線基板３０ｇおよび３０ｈに跨るようにそれぞれ配置してもよい。このように、一対の配線基板３０ｇおよび３０ｈを用いれば、半導体パッケージ１０の数が多い場合にも、配線基板に、多くの開口部３０ａや、所定の方向に延びる大きい開口部３０ｆを設ける必要がない。これにより、配線基板の製造工程が煩雑になるのをより抑制することができる。
【０１１０】
また、上記実施形態では、１つの配線基板を用いて発光装置を構成する場合、配線基板に開口部を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、図１６に示した本発明の第４変形例による発光装置（光半導体装置）１ｂのように構成してもよい。すなわち、図１６に示すように、配線基板３０ｉの両端部に一方電極配線および他方電極配線（図示せず）を設け、配線基板３０ｉの両端部（一方電極配線および他方電極配線）に半導体パッケージ１０の一方電極端子２３ｂおよび他方電極端子２３ｃを接続してもよい。この場合、配線基板３０ｉを、金属管６０の周囲を覆うように配置してもよい。
【０１１１】
また、上記実施形態では、上面上に一方電極および他方電極が設けられた発光素子を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、上面上に一方電極が設けられるとともに下面上に他方電極が設けられた発光素子を用いてもよい。この場合、発光装置を、図１７に示した本発明の第５変形例による発光装置（光半導体装置）１ｃや、図１８に示した本発明の第６変形例による発光装置（光半導体装置）１ｄのように構成してもよい。具体的には、図１７に示すように、本発明の第５変形例による発光装置１ｃでは、発光素子（光半導体素子）１１ａの上面上に一方電極（図示せず）が形成されており、下面上に他方電極（図示せず）が形成されている。そして、シリコン、セラミックス、酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムなどの熱伝導率が高い材料からなるサブマウント１５が、素子搭載部２２ａ上に固定されている。サブマウント１５の上面には、電極層１５ａが形成されており、電極層１５ａ上に発光素子１１ａが搭載されている。発光素子１１ａの一方電極（図示せず）は、金属線１４により、パッケージ基板２０の一方電極部２２ｂに電気的に接続されている。発光素子１１ａの他方電極（図示せず）は、サブマウント１５の電極層１５ａに電気的に接続されている。また、電極層１５ａは、金属線１４により、パッケージ基板２０の他方電極部２２ｃに電気的に接続されている。すなわち、発光素子１１ａの他方電極（図示せず）は、サブマウント１５の電極層１５ａおよび金属線１４を介して、パッケージ基板２０の他方電極部２２ｃに電気的に接続されている。このように構成すれば、上面に一方電極（図示せず）が設けられ、下面に他方電極（図示せず）が設けられた発光素子１１ａを、容易に用いることができる。
【０１１２】
また、図１８に示すように、本発明の第６変形例による発光装置１ｄでは、パッケージ基板２０ａの素子搭載部２２ｄは、他方電極部２２ｅに連続するように形成されている。すなわち、他方電極端子２３ｃは、放熱用端子２３ａに電気的に接続されている。そして、発光素子１１ａの一方電極（図示せず）は、金属線１４により、パッケージ基板２０ａの一方電極部２２ｂに電気的に接続されている。発光素子１１ａの他方電極（図示せず）は、パッケージ基板２０の素子搭載部２２ｄおよび他方電極部２２ｅに電気的に接続されている。このように構成しても、上面に一方電極（図示せず）が設けられ、下面に他方電極（図示せず）が設けられた発光素子１１ａを、容易に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の第１実施形態による発光装置の実装構造を示した斜視図である。
【図２】図１に示した第１実施形態による発光装置の実装構造を示した断面図である。
【図３】図１に示した第１実施形態による発光装置の配線基板の構造を示した斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態による発光装置の実装構造を示した斜視図である。
【図５】図４に示した本発明の第２実施形態による発光装置の実装構造を示した断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態による発光装置の実装構造を示した斜視図である。
【図７】図６に示した本発明の第３実施形態による発光装置の実装構造を示した断面図である。
【図８】図６に示した本発明の第３実施形態による発光装置が実装されるクリップの構造を示した斜視図である。
【図９】本発明の第４実施形態による発光装置の実装構造を示した斜視図である。
【図１０】図９に示した本発明の第４実施形態による発光装置の実装構造を示した断面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態による発光装置の実装構造を示した斜視図である。
【図１２】図１１に示した本発明の第５実施形態による発光装置の実装構造を示した断面図である。
【図１３】本発明の第１変形例による配線基板の構造を示した斜視図である。
【図１４】本発明の第２変形例による配線基板の構造を示した斜視図である。
【図１５】本発明の第３変形例による発光装置の実装構造を示した斜視図である。
【図１６】本発明の第４変形例による発光装置の実装構造を示した断面図である。
【図１７】本発明の第５変形例による発光装置の構造を示した断面図である。
【図１８】本発明の第６変形例による発光装置の構造を示した断面図である。
【図１９】従来の一例による半導体パッケージの実装構造を示した断面図である。
【図２０】従来の一例による半導体パッケージの構造を示した断面図である。
【図２１】従来の一例による半導体パッケージの構造を示した断面図である。
【図２２】従来の一例による半導体パッケージの実装構造を示した断面図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ  発光装置（光半導体装置）
１０  半導体パッケージ
１０ａ  光出射面
１１、１１ａ  発光素子（光半導体素子）
１２  反射枠（枠体）
１２ａ  開口部（第２開口部）
２０、２０ａ  パッケージ基板
２１  基材
２１ａ  スルーホール
２２ａ、２２ｄ  素子搭載部
２３ａ  放熱用端子
２３ｂ  一方電極端子（外部電極端子）
２３ｃ  他方電極端子（外部電極端子）
２４  充填材
３０、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｇ、３０ｈ、３０ｉ  配線基板
３０ａ、３０ｆ  開口部（第１開口部）
３２  配線パターン
５０  金属筐体（放熱用部材、金属板）
６０  金属管（放熱用部材）
６１  クリップ（放熱用部材、着脱部材）
７０  ボルト（放熱用部材、ネジ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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