(57)【要約】  発光ダイオードは、発光ダイオードチップと、前記発光ダイオードチップを収納するパッケージと、前記発光ダイオードチップが備える素子電極と電気的に接続される接続電極と、を備える。前記パッケージは、少なくとも、前記発光ダイオードチップが一表面に載設されるサブマウント基板と、前記サブマウント基板の前記一表面に積層され前記発光ダイオードチップを収納する貫通孔が形成される枠体と、からなる積層体である。前記接続電極は、前記サブマウント基板の前記一表面と、前記枠体における光の放射方向側の一面のうちの、少なくとも一方に形成されるとともに、前記光の放射方向側に露出している。従って、配置密度と放熱性能の両方を同時に向上させることができる。
2010119830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードチップと、
前記発光ダイオードチップを収納するパッケージと、
前記発光ダイオードチップが備える素子電極と電気的に接続される接続電極と、を備え、
前記パッケージは、少なくとも、前記発光ダイオードチップが一表面に載設されるサブマウント基板と、前記サブマウント基板の前記一表面に積層され前記発光ダイオードチップを収納する貫通孔が形成される枠体と、からなる積層体であり、
前記接続電極は、前記サブマウント基板の前記一表面と、前記枠体における光の放射方向側の一面のうちの、少なくとも一方に形成されるとともに、前記光の放射方向側に露出していることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項２】
前記貫通孔の内周面は、前記サブマウント基板から前記光の放射方向に向かって径がしだいに大きくなるように形成され、
前記内周面には、前記接続電極と電気的に接続された導電性の接続用パターンが形成され、
前記発光ダイオードチップの前記素子電極と前記接続用パターンは、電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード。
【請求項３】
前記接続電極は、前記サブマウント基板の前記一表面に形成される第１の接続電極と、前記枠体における前記光の放射方向側の一面に形成される第２の接続電極と、を備え、
前記第１及び第２の接続電極は、互いに電気的に分離されていることを特徴とする請求項１又は２記載の発光ダイオード。
【請求項４】
前記パッケージは、前記光の放射方向から見て矩形状に形成され、
前記枠体は、前記サブマウント基板の前記一表面において２個の角部に設けられた前記第１の接続電極を露出させる第１の電極窓を有し、
前記枠体における残りの２個の角部には、前記第２の接続電極が設けられていることを特徴とする請求項３記載の発光ダイオード。
【請求項５】
前記枠体は、複数の枠板を積層することにより形成され、
前記複数の枠板のうち、前記光の放射方向側の最端に積層される枠板以外の何れかの枠板は、前記貫通孔内に突出する接続片を備え、
前記接続用パターンは、前記接続片における前記光の放射方向側の一面に有していることを特徴とする請求項２記載の発光ダイオード。
【請求項６】
前記パッケージは、前記枠体を挟んで前記サブマウント基板に積層され前記発光ダイオードチップから放射される光に対して透明である窓カバーを備えていることを特徴とする請求項１又は２又は５のいずれか１項に記載の発光ダイオード。
【請求項７】
前記サブマント基板と前記枠体と前記窓カバーとは、前記貫通孔内が気密的に封止されるように互いに封着されていることを特徴とする請求項６記載の発光ダイオード。
【請求項８】
前記接続電極は、前記サブマウント基板の前記一表面に形成される第１の接続電極と、前記枠体における前記光の放射方向側の一面に形成される第２の接続電極と、を備え、
前記第１及び第２の接続電極は、互いに電気的に分離され、
前記パッケージは、前記光の放射方向から見て矩形状に形成され、
前記枠体は、前記サブマウント基板の前記一表面において、２個の角部に設けられた前記第１の接続電極を露出させる第１の電極窓を有し、
前記窓カバーは、前記枠体における残りの２個の角部に設けられた前記第２の接続電極および前記第１の電極窓を露出させる第２の電極窓を有していることを特徴とする請求項６記載の発光ダイオード。
【請求項９】
前記接続電極は、前記サブマウント基板の前記一表面に形成される第１の接続電極と、前記枠体における前記光の放射方向側の一面に形成される第２の接続電極と、を備え、
前記第１及び第２の接続電極は、互いに電気的に分離され、
前記パッケージは、前記光の放射方向から見て矩形状に形成され、
前記枠体は、前記サブマウント基板の前記一表面において、２個の角部に設けられた前記第１の接続電極を露出させる第１の電極窓を有し、
前記窓カバーは、前記枠体における残りの２個の角部に設けられた前記第２の接続電極および前記第１の電極窓を露出させる第２の電極窓を有していることを特徴とする請求項７記載の発光ダイオード。
【請求項１０】
前記窓カバーは、前記発光ダイオードチップから放射された光の配光を制御する微細構造の光学要素が形成されていることを特徴とする請求項６記載の発光ダイオード。
【請求項１１】
前記窓カバーは、前記発光ダイオードチップから放射された光の配光を制御する微細構造の光学要素が形成されていることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に発光ダイオードに関するもので、より詳細には高輝度の発光ダイオードチップとそのチップを収納するパッケージとを備えた発光ダイオードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高輝度の発光ダイオードチップと、当該チップを収納するパッケージと、当該チップが備える素子電極と電気的に接続される接続電極と、を備えた発光ダイオードが種々提供されている。この様なパッケージには、砲弾型ものや表面実装型のものが多い。砲弾型のパッケージの一例としては、２００６年６月１日付けで発行された日本国特許公開２００６−１４０４０７号公報に記載のものが挙げられる。また、表面実装型のパッケージの一例としては、２００７年１月１８日付けで発行された日本国特許公開２００７−１２７２７号公報に記載のもの挙げられる。【０００３】
砲弾型のパッケージにおける接続電極は、線状に形成されて、パッケージの一面から外部へ突出する。また、表面実装型のパッケージにおける接続電極は、板状に形成されて、パッケージの周面より外部へ突出する。なお、いずれの構成においても、パッケージに収納される発光ダイオードチップは、合成樹脂の成形品ないしポッティングにより封止されて保護される。【０００４】
ところで、砲弾型のパッケージを有する発光ダイオードは、光の放射方向ではない一面に接続電極が突出して設けられている。これにより、複数のパッケージを配置する際に配置密度を高めることが可能である。しかし、この種の発光ダイオードは、放熱部材を密着させるのが困難であるため、放熱性能を確保することができないという問題がある。【０００５】
一方、表面実装型のパッケージを有する発光ダイオードは、光の放射方向とは反対側の面を放熱部材に密着させることで放熱性能を確保することができる。しかし、接続電極がパッケージの周面に突出して設けられているので、複数のパッケージを配置する際に配置密度を高めることができないという問題がある。【０００６】
すなわち、従来の発光ダイオードは、放熱性能と配置密度の両方を同時に向上させることが困難であるという問題を有している。
【発明の開示】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、配置密度と放熱性能の両方を同時に向上させることが可能な発光ダイオードを提供することにある。
【０００８】
本発明の発光ダイオードは、発光ダイオードチップと、前記発光ダイオードチップを収納するパッケージと、前記発光ダイオードチップが備える素子電極と電気的に接続される接続電極と、を備える。前記パッケージは、少なくとも、前記発光ダイオードチップが一表面に載設されるサブマウント基板と、前記サブマウント基板の前記一表面に積層され前記発光ダイオードチップを収納する貫通孔が形成される枠体と、からなる積層体である。本発明の第１の特徴において、前記接続電極は、前記サブマウント基板の前記一表面と、前記枠体における光の放射方向側の一面のうちの、少なくとも一方に形成されるとともに、前記光の放射方向側に露出している。この発明では、前記接続電極は、前記サブマウント基板の前記一表面と、前記枠体における光の放射方向側の一面のうちの、少なくとも一方に形成されるとともに、前記光の放射方向側に露出しているので、前記接続電極が前記パッケージの周面や前記光の放射方向の反対側の面から突出しないように形成することができる。その結果、前記パッケージにおける前記光の放射方向の反対側の面に放熱部材を容易に密着させることができる。特に、前記サブマウント基板の前記一表面には前記発光ダイオードチップが載設されているので、上記の様に反対側の面に放熱部材を密着させることにより効率良く放熱することが可能になる。また、多数の前記パッケージを配置して光源を構成する場合も、隣接する前記パッケージ同士をより密着させることができ、配置密度を向上させることができる。従って、配置密度と放熱性能の両方を同時に向上させることが可能な発光ダイオードを提供することができる。
【０００９】
一実施形態において、前記貫通孔の内周面は、前記サブマウント基板から前記光の放射方向に向かって径がしだいに大きくなるように形成される。前記内周面には、前記接続電極と電気的に接続された導電性の接続用パターンが形成される。前記発光ダイオードチップの前記素子電極と前記接続用パターンは、電気的に接続されている。この発明では、前記貫通孔の内周面は、前記サブマウント基板から前記光の放射方向に向かって径がしだいに大きくなるように形成されるので、前記貫通孔に囲まれた前記発光ダイオードチップの収納空間が比較的小さい場合でも、前記素子電極と前記接続電極との電気的接続の作業を容易に行うことができる。
【００１０】
一実施形態において、前記接続電極は、前記サブマウント基板の前記一表面に形成される第１の接続電極と、前記枠体における前記光の放射方向側の一面に形成される第２の接続電極と、を備える。前記第１及び第２の接続電極は、互いに電気的に分離されている。この発明では、前記第１の接続電極は前記サブマウント基板の前記一表面に形成され、前記第２の接続電極は前記枠体における前記光の放射方向側の一面に形成されるので、前記第１及び第２の接続電極を段違いに配置することができ、これらの電極の極性を識別するのが容易になる。
【００１１】
一実施形態において、前記パッケージは、前記光の放射方向から見て矩形状に形成される。前記枠体は、前記サブマウント基板の前記一表面において、２個の角部に設けられた前記第１の接続電極を露出させる第１の電極窓を有している。前記枠体における残りの２個の角部には、前記第２の接続電極が設けられている。この発明では、前記パッケージが前記光の放射方向から見て矩形状に形成され、前記枠体の角部にある前記第１の電極窓より前記第１の接続電極が露出され、さらに前記枠体における残りの角部に、前記第２の接続電極が設けられているので、前記パッケージの全体を直方体状に形成することができ、多数の前記パッケージを配列させるときの配置密度をより向上させることができる。また、前記パッケージの４個の角部のうち隣接する２個ずつの角部に同極性の前記接続電極を配置して前記パッケージの向きを調節すれば、多数の前記パッケージが配列される場合であっても電気的接続を容易にすることができる。
【００１２】
本発明の第２の特徴において、前記枠体は、複数の枠板を積層することにより形成される。前記複数の枠板のうち、前記光の放射方向側の最端に積層される枠板以外の何れかの枠板は、前記貫通孔内に突出する接続片を備える。前記接続用パターンは、前記接続片における前記光の放射方向側の一面に有している。この発明では、前記接続用パターンは、前記接続片における前記光の放射方向側の一面に有しているので、前記パッケージのサイズを小さくした場合でも、前記接続用パターンのサイズを確保しやすく、前記発光ダイオードチップと前記接続用パターンとの接続作業が容易になる。
【００１３】
本発明の第３の特徴において、前記パッケージは、前記枠体を挟んで前記サブマウント基板に積層され前記発光ダイオードチップから放射される光に対して透明である窓カバーを備える。この発明では、前記パッケージは、前記窓カバーを備えるので、前記発光ダイオードチップを環境から保護して、長寿命化を図ることができる。
【００１４】
一実施形態において、前記サブマント基板と前記枠体と前記窓カバーとは、前記貫通孔内が気密的に封止されるように互いに封着されている。この発明では、前記サブマント基板と前記枠体と前記窓カバーとは、前記貫通孔内が気密的に封止されるように互いに封着されているので、前記発光ダイオードチップを環境から保護しつつ、合成樹脂によるポッティングを行う場合に比べて光量の減衰を抑制することができて発光効率を高めることができる。また、選択する材料によるが、ポッティングに用いる合成樹脂に比べて、前記窓カバーの材料の選択範囲は広い。従って、熱や光による劣化の少ない材料を選択すれば、より長寿命化を図ることが可能である。
【００１５】
一実施形態において、前記接続電極は、前記サブマウント基板の前記一表面に形成される第１の接続電極と、前記枠体における前記光の放射方向側の一面に形成される第２の接続電極と、を備える。前記第１及び第２の接続電極は、互いに電気的に分離される。前記パッケージは、前記光の放射方向から見て矩形状に形成される。前記枠体は、前記サブマウント基板の前記一表面において、２個の角部に設けられた前記第１の接続電極を露出させる第１の電極窓を有している。前記窓カバーは、前記枠体における残りの２個の角部に設けられた前記第２の接続電極および前記第１の電極窓を露出させる第２の電極窓を有している。この発明では、前記パッケージが前記光の放射方向から見て矩形状に形成され、前記枠体の角部にある前記第１の電極窓より前記第１の接続電極が露出され、さらに前記窓カバーの４個の角部にある前記第２の電極窓より前記第１の接続電極と前記第２の接続電極とが露出されるので、前記発光ダイオードチップを環境から保護しつつ発光効率を高めて、さらに多数の前記パッケージが配列される場合であっても電気的接続を容易にすることができる。
【００１６】
一実施形態において、前記窓カバーは、前記発光ダイオードチップから放射された光の配光を制御する微細構造の光学要素が形成されている。この発明では、前記窓カバーは、前記発光ダイオードチップから放射された光の配光を制御する微細構造の光学要素が形成されているので、パッケージのみで配光制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明の好ましい実施形態をさらに詳細に記述する。本発明の他の特徴および利点は、
以下の詳細な記述および添付図面に関連して一層良く理解されるものである。
【図１】本発明の実施形態１を示し、図１Ａは斜視図で図１Ｂは分解斜視図である。
【図２】図１ＡにおけるＸ−Ｘ線階段断面図である。
【図３】本発明の実施形態２を示し、図３Ａは斜視図で図３Ｂは分解斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（実施形態１）
本実施形態の発光ダイオードは、図１Ａ及び１Ｂに示すように、高輝度の発光ダイオードチップ２と、発光ダイオードチップ２を収納したパッケージ１と、第１及び第２の接続電極４４，４５と、を備える。パッケージ１は、サブマウント基板１０と枠体２０と窓カバー３０とからなる３層の積層体である。パッケージ１は、正面視（光の放射方向から見た状態、すなわち図１Ａの上方から見た状態）において矩形状（図示例は正方形状）に形成されている。パッケージ１は、以下に説明する構成を有することにより、正面視において３ｍｍ角以下に形成することができ、厚み寸法は１ｍｍ程度に形成することができる。【００１９】
枠体２０には表裏に貫通する収納孔２２が形成されている。枠体２０を介してサブマウント基板１０と窓カバー３０とを積層するとともに、サブマウント基板１０と枠体２０と窓カバー３０とを互いに封着することにより、収納孔２２が気密的に封止される。すなわち、収納孔２２は、サブマウント基板１０と枠体２０と窓カバー３０とに囲まれることにより気密空間を形成する。【００２０】
発光ダイオードチップ２は、サブマウント基板１０に固定されるとともに、収納孔２２に収納されることにより、上記気密空間に収納される。また、気密空間は、単に封止するだけではなく、不活性ガスを封入したり真空に近い状態に減圧したりしてもよい。すなわち、合成樹脂のポッティングを行うことなく発光ダイオードチップ２を保護することができ、光の出射効率を確保しやすくなる。【００２１】
サブマウント基板１０は、絶縁材料を用いて正面視が矩形状となるように形成された基材１１と、接合層１２，１３とを有している。接合層１２，１３は、図２に示すように基材１１の厚み方向の両端面に形成された導電性の金属薄膜からなる。さらに、基材１１の一表面には、図１Ｂ及び図２に示すように円環状に形成した接合層１４が形成される。なお、前記一表面とは、基材１１の厚み方向に対する両端面のうち、枠体２０と対向する一面であり、すなわち、光の放射方向側の一面である。【００２２】
基材１１は、線膨張率が発光ダイオードチップ２と同程度であり、かつ熱伝導率が比較的高い絶縁材料を用いて形成される。このような条件を満たす材料は、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ダイヤモンドなどである。但し、費用対効果を勘案するとＡｌＮを用いることが望ましい。また、接合層１２，１３は、例えばＡｕを用いて形成され、接合層１４は、例えばＡｕＳｎを用いて形成される。基材１１の表裏に形成される接合層１２，１３は、電気的には互いに分離される。【００２３】
枠体２０は、図１及び図２に示すように、絶縁材料を用いて正面視が矩形状となるように形成された基材２１を有する。基材２１の中央部には、円形に開口する収納孔２２が形成されている。また、基材２１の４個の角部のうち隣接する２個の角部は、図１Ａ及び１Ｂに示すように、正面視において扇形となる第１の電極窓２３を形成するように切欠されている。収納孔２２の内周面は、サブマウント基板１０から光の放射方向に向かって内径をしだいに大きくするテーパ状に形成された傾斜面２４になっている。【００２４】
基材２１の厚み方向の両端面には、図２に示すように、導電性の金属薄膜からなる接合層２５，２６が形成される。基材２１の厚み方向に対する両端面のうちサブマウント基板１０に対向する一面（すなわち、光の放射方向の反対側の一面）に形成される接合層２６は、サブマウント基板１０に設けた接合層１４と接合されるように円環状に形成される。ただし、この接合層２６は円環状ではなく、前記一面の全面に亘って形成してもよい。また、基材２１の厚み方向に対する両端面のうち窓カバー３０に対向する一面（すなわち、光の放射方向側の一面）に形成される接合層２５は、収納孔２２の内周面に形成した接続用パターン２５ａに連続する。つまり、接続パターン２５ａは接合層と同材料により形成され、導電性を有している。【００２５】
基材２１の材料は、耐熱性を有する絶縁材料であってサブマウント基板１０との線膨張率の差が小さい材料であればどのようなものでもよいが、例えばＡｌ2Ｏ3を選択することができる。接合層２６は、接合層１４と気密的に接合するために、例えばＡｕを用いて形成される。また、接合層２５は、例えばＡｕを用いて形成される。ただし、枠体２０の表裏の接合層２５，２６は電気的に互いに分離されている。【００２６】
窓カバー３０は、図１及び図２に示すように、発光ダイオードチップ２から放射される光の波長に対して透明である基材３１を有している。基材３１の枠体２０と対向する一面には、図１Ｂ及び図２に示すように、収納孔２２の周囲を囲む円環状の接合層３２が形成される。また、基材３１の４個の角部のすべてが、正面視において扇形となる第２の電極窓３３を形成するように切欠されている。【００２７】
発光ダイオードチップ２の発光波長が近紫外領域から遠赤外線領域までの波長域（３００〜２５００ｎｍ）にあれば、基材３１には光学ガラスであるホウケイ酸クラウンガラス（ＢＫ７）を用いる。また、前記発光波長が近紫外領域よりも短ければ、基材３１には石英ガラスを用いる。接合層３２は、例えばＡｕＳｎを用いて形成される。【００２８】
本実施形態のサブマウント基板１０と枠体２０と窓カバー３０とは、基本的にＡｕ−ＡｕＳｎ接合によって互いに機械的に接合される。すなわち、枠体２０の接合層２６にＡｕを用いて、サブマウント基板１０の接合層１４にＡｕＳｎを用いることにより、サブマウント基板１０と枠体２０のＡｕ−ＡｕＳｎ接合を行う。また、枠体２０の接合層２５にＡｕを用いて、窓カバー３０の接合層３２にＡｕＳｎを用いることにより、枠体２０と窓カバー３０とのＡｕ−ＡｕＳｎ接合を行う。【００２９】
Ａｕ−ＡｕＳｎ接合の際には、接合部位の位置合わせを行った後に、接合部位を適宜の温度（例えば、２８０℃）に加熱し、ＡｕＳｎを溶融させて接合する。サブマウント基板１０と枠体２０は光を透過しないので、サブマウント基板１０と枠体２０の接合の際には、例えばヒータによる加熱を行う（この場合、発光ダイオードチップ２の実装前に加熱する）。一方、窓カバー３０は光を透過するので、枠体２０と窓カバー３０との接合の際には、例えばレーザ光による加熱を行う。【００３０】
発光ダイオードチップ２には、赤外領域、可視領域のもののほか、ＧａＮ系の材料を用いた紫外線発光ダイオードを用いることができる。また、発光ダイオードチップ２は、厚み方向の両端面に素子電極４１，４２を備える。具体的には、図２に示すように、厚み方向の一面にアノード（素子電極４１）と、他面の端部に２個のカソード（素子電極４２）とを備える。発光ダイオードチップ２が紫外線を放射する場合には、パッケージの材料として合成樹脂を用いるとパッケージが劣化しやすい。これに対して、本実施形態のパッケージ１の材料には無機材料を用いることで、紫外線による劣化が少なく長寿命化が可能になる。また、発光ダイオードチップ２を気密空間に封止し、ポッティングを行わないことから、同様に紫外線による劣化が少なくなり長寿命化が可能になる。【００３１】
パッケージ１に発光ダイオードチップ２を実装するには、まず、サブマウント基板１０に対して発光ダイオードチップ２を載設してダイボンディングを行う。ダイボンディングに際しては、サブマウント基板１０の接合層１２に発光ダイオードチップ２のアノード（素子電極４１）を接合する。【００３２】
一方、発光ダイオードチップ２のカソード（素子電極４２）は、ワイヤボンディング用のワイヤ４３を用いて、収納孔２２の内周面に形成した接続用パターン２５ａに電気的に接続される。ここに、傾斜面２４の２箇所には、図１Ｂに示すように、ワイヤ４３の一端部を接合するための接合凹所２７を形成しておくのが望ましい。接合凹所２７の内周面には、枠体２０におけるサブマウント基板１０との対向面に平行である台座面（図示せず）が形成されており、台座面に対してワイヤ４３が接合される。接続用パターン２５ａは台座面の上に延長して形成される。【００３３】
すなわち、サブマウント基板１０に発光ダイオードチップ２をダイボンディングにより実装するとともに、サブマウント基板１０に枠体２０を接合した状態において、ワイヤ４３の両端を発光ダイオードチップ２と枠体２０に対して同じ向きの力で接合することができる。従って、組立時に良好な作業性を確保することができる。【００３４】
また、収納孔２２の傾斜面２４は、光の放射方向に向かって内径をしだいに大きくなっているので、発光ダイオードチップ２のカソード（素子電極４２）と接続用パターン２５ａとのワイヤボンディングを行う際に、ワイヤ４３の接合作業を行うための空間を比較的広くとることができ、良好な作業性が確保される。【００３５】
しかも、傾斜面２４が金属の接続用パターン２５ａで覆われていることにより、発光ダイオードチップ２の周面から放射された光は、傾斜面２４で反射されて窓カバー３０側に放射される。すなわち、発光ダイオードチップ２の厚み方向の両端面のうち、窓カバー３０と対向する一面から放射された光だけではなく、発光ダイオードチップ２の周面から放射された光も窓カバー３０に向かって放射される。【００３６】
窓カバー３０は、少なくとも収納孔２２に対向する部位において、厚み方向の少なくとも一面に溝状、錐状、ドーム状などの微細構造の凹凸からなる光学要素を形成してもよい。すなわち、窓カバー３０は、光学要素としての多数の微小レンズや、微小プリズム、回折格子などを有することにより、発光ダイオードチップ２から放射された光の配光を制御するようにしてもよい。【００３７】
上述したように、窓カバー３０は、４個の角部に第２の電極窓３３を有する。枠体２０は、４個の角部のうちの隣接する角部に第１の電極窓２３が形成され、かつ枠体２０の厚み方向の両端面のうち、窓カバー３０と対向する一面に接合層２５が形成される。そして、接合層２５の一部はパッケージ１の外部に露出する。このとき、接合層２５の一部は、図１Ａに示すように、窓カバー３０の２個の角部に設けた第２の電極窓３３を通じて光の放射方向側に露出する。しかも、接合層２５は、収納孔２２の内周面において発光ダイオードチップ２と電気的に接続されている。その結果、接合層２５において第２の電極窓３３から露出した部位は、発光ダイオードチップ２のカソードとなる素子電極４２と電気的に接続された第２の接続電極４５として機能する。【００３８】
窓カバー３０の残りの２個の第２の電極窓３３は、枠体２０に形成した２個の第１の電極窓２３に合致しており、サブマウント基板１０の厚み方向の両端面のうち、枠体２０と対向する一面に接合層１２が形成されている。そして、接合層１２の一部はパッケージ１の外部に露出する。このとき、接合層１２の一部は、図１Ａに示すように、窓カバー３０の２個の角部に設けた第２の電極窓３３および枠体２０の２個の第１の電極窓２３を通して光の放射方向側に露出する。接合層１２は、発光ダイオードチップ２のアノードとなる素子電極４１にダイボンディングにより接合されている。その結果、接合層１２において第１の電極窓２３から露出した部位は、発光ダイオードチップ２のアノードとなる素子電極４１と電気的に接続された第１の接続電極４４として機能する。【００３９】
上述の通り、発光ダイオードチップ２はパッケージ１に気密的に封止され、第１及び第２の接続電極４４，４５は、パッケージ１において光の放射方向側に露出する。また、サブマウント基板１０の厚み方向の両端面のうち、光の放射方向と反対側の一面には接合層１３が形成されている。従って、接続層１３がＣｕやＡｌのような金属により形成された放熱用部材（図示せず）に接合することにより、放熱経路を確保することができる。【００４０】
ここで、パッケージ１を構成するサブマウント基板１０と枠体２０と窓カバー３０との接合部の気密性を高めるには、相互に接合される部材表面の平滑性が要求される。本実施形態において、各部材の基材として用いているＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3、ＢＫ７などの材料は、この要求を満たしており、高い気密性を確保することが可能である。【００４１】
なお、本実施形態のサブマント基板１０と枠体２０は、互いに個別の部材からなるが、例えばこれらが連続一体に形成されてもよい。しかし、あらかじめ収納孔２２に相当する凹所を形成しておくよりも、板状の部材に収納孔２２を形成する本実施形態の構成のほうが、表面の研磨が容易であり、表面の平滑性を確保するのが容易である。【００４２】
パッケージ１の接合層１３と放熱部材は、軟ろう（例えば、半田）や金属ペースト（例えば、銀ペースト）のように、接合時には液状であって、使用時には硬化する接合材料を用いて接合される。この種の接合材料を用いることにより、パッケージ１の一面と放熱部材との間に空気層が形成されないように接合することができる。しかも、この種の接合材料は、熱伝導率が比較的大きい上に、パッケージ１の一面の略全面から放熱部材への熱伝導を行うことができるから、放熱効率を高めることが可能になる。【００４３】
ここで、接合層１３は、発光ダイオードチップ２とは電気的に分離されている。従って、パッケージ１と放熱部材との間で電気的な絶縁を行わずに、熱伝導率の高い接合材料（この種の接合材料は、一般に電気伝導率も高い）を用いることができ、それだけパッケージ１から放熱部材への熱伝導を高めることが可能になる。【００４４】
また、第１及び第２の接続電極４４，４５は、パッケージ１を光の放射方向から見たときの投影面内に設けられている。従って、多数のパッケージ１を放熱部材に並べて取り付けるときに、隣り合うパッケージ１の間に隙間を設けずに配置することができる。すなわち、配置密度を向上させることができ、高輝度の光源を構成することが可能になる。【００４５】
さらに、第１及び第２の接続電極４４，４５が正面側に露出するとともに、同極性の第１及び第２の接続電極４４，４５をそれぞれ２個ずつ設けている。従って、多数のパッケージ１を配列するときに、パッケージ１の向きを調節すれば、電極の極性を容易に識別することができ、パッケージ１同士の電気的な接続作業を容易に行うことができる。電気的な接続には、ＡｕやＡｌのワイヤによるワイヤボンディング、接続線の半田接続、放熱部材に固定した接続用導体を第１及び第２の接続電極４４，４５に弾接させる接触接続などの各種技術を用いることができる。また、パッケージ１は個別に電源に接続するほか、複数のパッケージ１を直列ないし並列に接続することができる。【００４６】
ところで、パッケージ１は無機材料を用いて形成されており、放熱部材には金属を用いるので、パッケージ１と放熱部材の線膨張率の差が比較的大きい。しかし、パッケージ１は、その一面の全体で放熱部材に接合されており、パッケージ１の接合面のサイズは３ｍｍ角以下に形成される。そのため、線膨張率の差による応力に対して接合強度やパッケージ１の強度を十分に大きくとることができ、結果的に接合部位の剥がれやパッケージ１の破損を防止することができる。【００４７】
（実施形態２）
本実施形態の枠体２０は、図３Ａ及び３Ｂに示すように、薄板状の複数（図示例は４枚）の枠板２０ａを積層することにより形成される。各枠板２０ａの中央部には、表裏に貫通する孔部２２ａが設けられている。そして、枠板２０ａを積層することにより孔部２２ａに対応する部位に収納孔２２が形成される。複数の枠板２０ａのうちの１枚を除く各枠板２０ａは、円形状に形成された孔部２２ａを有している。一方、残りの１枚の枠板２０ａは、図３Ｂに示すように、円形の一部を弦で切り取ったＤ字状に形成される孔部２２ａを有している。【００４８】
さらに、各枠板２０ａの孔部２２ａは互いに径が異なっている。最小径の孔部２２ａを有する枠板２０ａはサブマウント基板１０に積層され、孔部２２ａの径が順に大きくなるように枠板２０ａが積層される。従って、収納孔２２の内周面は、テーパ状ではなく階段状に形成されて、サブマウント基板１０から窓カバー３０に向かって径がしだいに大きくなる。また、上記のＤ字状の枠板２０ａは、図３Ｂに示すように、一部が収納孔２２の内周面から突出する接続片２９を備える。【００４９】
各枠板２０ａの厚み方向の両端面には、それぞれ金属薄膜の接合層（図示せず）が形成されている。そして、各枠板２０ａの接合層を接合させることにより、枠板２０ａ同士が気密的に接合される。また、これらの接合層のうち少なくとも接続片２９を備える枠板２０ａの接合層には、金属薄膜の材料として、電気伝導率の高い材料（例えば、Ａｕ）が用いられている。すなわち、接続片２９の上には接合層に連続する接続用パターン（図示せず）が形成される。なお、接続片２９を備える枠板２０ａは、図３Ｂに示すように、窓カバー３０に接する枠板２０ａから数えて２番目に位置する。【００５０】
ところで、窓カバー３０に接する枠板２０ａの外周は、窓カバー３０と同形に形成されている。すなわち、上記の枠板２０ａは、窓カバー３０と同様に４個の角部のすべてに第１の電極窓２３ａを有している。一方、２番目以降の枠板２０ａは、それぞれ実施形態１の枠体２０と同様に、４個の角部のうちの隣り合う２個の角部にのみ第１の電極窓２３ａを有している。従って、２番目の枠板２０ａに形成された接合層の一部は、１番目の枠板２０ａの第１の電極窓２３ａと窓カバー３０の第２の電極窓３３とを通して、パッケージ１の外部に露出し、第２の接続電極４５として機能する。【００５１】
一方、各ワイヤ４３の一端は発光ダイオードチップ２のカソード（素子電極４２）に接続され、他端は接続片２９に接合される。すなわち、第２の接続電極４５は、発光ダイオードチップ２のカソード（素子電極４２）と電気的に接続される。また、収納孔２２の内周面には接続片２９が突出して設けられているため、ワイヤ４３の一端を接合する部位の面積を比較的大きくとることができる。しかも、接続片２９のワイヤ４３の一端が接合される面は、サブマント基板１０の一表面と平行であるため、各ワイヤ４３の一端を同じ向きから相手部材に接合することができ、ワイヤ４３の接合作業が容易になる。【００５２】
また、第２の接続電極４５は、枠体２０を構成する２番目の枠板２０ａに設けられているので、枠体２０において窓カバー３０と接合する接合層２５は円環状に形成すればよい。他の構成および機能は実施形態１と同様である。【００５３】
なお、各部材について上述した材料は一例であり、例えばＡｕに代えてＡｌを用い、ＡｕＳｎに代えてＡｎＡｇＣｕを用いることも可能である。また、Ａｕの薄膜を形成している部位に、基材への浸潤を防止するための下地層を形成してもよい。下地層には、基材の材料に応じてＮｉ／Ｃｕ（基材がＡｌ2Ｏ3の場合）、Ｐｔ／Ｔｉ（基材がＢＫ７の場合）などを採用することができる。また、電極窓の形状も上述したような矩形の角部を扇形に切欠した形状のほか三角形状や四角形状などの他の形状に形成することも可能である。【００５４】
発光ダイオードチップ２は、基本的に１つのパッケージ１に１つのみを収納するが、複数の発光ダイオードチップ２を１つのパッケージ１に収納することも可能である。また、上述した構成例では、アノード（素子電極４１）をサブマウント基板１０に接合しているが、アノードとカソードとを逆にしてもよい。【００５５】
本発明を幾つかの好ましい実施形態について記述したが、この発明の本来の精神および範囲、即ち請求の範囲を逸脱することなく、当業者によって様々な修正および変形が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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