(57)【要約】【課題】ボンディングワイヤを基板の長手方向と交差する方向に配置して接合することにより、ボンディングワイヤやボンディングワイヤの接合部にかかる応力を効果的に抑制できる発光装置及び照明装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、基板２と、この基板２の長手方向に並べられて実装された複数の発光素子３と、これら発光素子３を電気的に接続するとともに、前記基板２の長手方向と交差する方向に配置されて接合されたボンディングワイヤ４とを備える発光装置１である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と；
この基板の長手方向に並べられて実装された複数の発光素子と；
これら発光素子を電気的に接続するとともに、前記基板の長手方向と交差する方向に配置されて接合されたボンディングワイヤと；
を具備することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記基板は、弾力性を有する非金属製の基板であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記ボンディングワイヤが基板の長手方向と交差する方向の角度は、略９０°であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記基板の長手方向に並べられて実装された複数の発光素子は、長手方向に複数の列を形成していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の発光装置。
【請求項５】
前記ボンディングワイヤの接合部の形状は、基板の長手方向の寸法に対し、長手方向と直交する方向の寸法が大きく形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の発光装置。
【請求項６】
本体と；
この本体に配設された請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の発光装置と；
を具備することを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ等の発光素子を用いた発光装置及びこの発光装置を備える照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、照明装置の光源としてＬＥＤが用いられるようになってきている。この光源は、基板に多数のＬＥＤのベアチップを配設し、各ＬＥＤのベアチップを配線パターンにボンディングワイヤで電気的に接続して基板に実装し、このＬＥＤのベアチップやボンディングワイヤをシリコーン等の樹脂で封止するものである。
【０００３】
このような構成では、ＬＥＤから発生する熱により、基板の長手方向の両端を基準として基板の一面側が凸となるような反りが生じることがある。この場合、ボンディングワイヤに応力がかかり、断線したり、ボンディングワイヤの接合部が外れたりする虞がある。
【０００４】
このため、従来、基板の裏面に長手方向に交差する方向に延びる複数の応力緩和溝を設ける照明装置が提案されている（特許文献１参照）。この構成によりボンディングワイヤの接合部に対する負荷を低減しようとするものである。
【０００５】
また、ボンディングワイヤが断線したり、ボンディングワイヤの接合部が外れたりする原因は、基板とＬＥＤのベアチップやボンディングワイヤを封止する樹脂との線膨張率の差に起因して温度変化に伴い応力がかかる場合や照明装置の製造工程において封止樹脂が硬化するときにその熱収縮による応力がボンディングワイヤにかかる場合がある。
【０００６】
一方、コスト面等において有利とするため、基板の厚さ寸法を小さくし、薄型化することが試みられており、この場合、基板は弾力性を有し、曲がりやすいものとなっている。したがって、製造工程等における取扱い時に、不用意に基板を屈曲してボンディングワイヤやボンディングワイヤの接合部に応力が作用する事態が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１６６０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１に示された従来のものでは、基板に応力緩和溝を設ける工程が必要であり、構成が複雑化し、応力緩和溝を設けた部分の強度が部分的に低下する虞がある。また、上記事由によって生じるボンディングワイヤやボンディングワイヤの接合部にかかる応力を抑制するには十分な構成といえるものではない。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、ボンディングワイヤを基板の長手方向と交差する方向に配置して接合することにより、ボンディングワイヤやボンディングワイヤの接合部にかかる応力を効果的に抑制できる発光装置及び照明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】
【００１０】
請求項１に記載の発光装置は、基板と；この基板の長手方向に並べられて実装された複数の発光素子と；これら発光素子を電気的に接続するとともに、前記基板の長手方向と交差する方向に配置されて接合されたボンディングワイヤと；を具備することを特徴とする。
本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の技術的意味及び解釈は次による。
【００１１】
基板は、ガラスエポキシ樹脂等の合成樹脂材料で形成され、弾力性を有し、容易に曲がりやすいものを用いる場合に好適であるが、本発明はこれに限らない。アルミニウム等の金属をベースとする金属製基板を適用することを妨げるものではない。また、基板の形状は、長方形状や長楕円形状等に形成できる。格別その形状が限定されるものではない。
【００１２】
発光素子とは、ＬＥＤ等の固体発光素子である。また、発光素子の実装個数には特段制限はない。また、発光素子が基板の長手方向に並べられているとは、例えば、直線状、曲線状や蛇行状に並べられる場合がある。
基板の長手方向と交差する方向は、最大の交差角である９０°に設定されることが好ましいが、所定の交差角を有していれば、所期の効果の達成が可能である。
ボンディングワイヤは、例えば、金（Ａｕ）の細線を用いることが好ましいが、これ以外の金属細線を用いることもできる。
請求項２に記載の発光装置は、請求項１に記載の発光装置において、前記基板は、弾力性を有する非金属製の基板であることを特徴とする。
【００１３】
基板としては、例えば、紙にフェノール樹脂やエポキシ樹脂を含浸させた基板、ガラス繊維や布にエポキシ樹脂を含浸させた基板、さらに、フレキシブル基板（ポリイミドやポリエステル等のフィルム状の基板）等を適用できる。
【００１４】
請求項３に記載の発光装置は、請求項１又は請求項２に記載の発光装置において、前記ボンディングワイヤが基板の長手方向と交差する方向の角度は、略９０°であることを特徴とする。
この構成により、ボンディングワイヤが基板の長手方向と交差する方向の角度は、最大となり、ボンディングワイヤに作用する応力を効果的に抑制できる。
【００１５】
請求項４に記載の発光装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の発光装置において、前記基板の長手方向に並べられて実装された複数の発光素子は、長手方向に複数の列を形成していることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発光装置は、請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の発光装置において、前記ボンディングワイヤの接合部の形状は、基板の長手方向の寸法に対し、長手方向と直交する方向の寸法が大きく形成されていることを特徴とする。
請求項６に記載の照明装置は、本体と；この本体に配設された請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の発光装置と；を具備することを特徴とする。
照明装置としては、光源や屋内又は屋外で使用される照明器具、ディスプレイ装置等に適用が可能である。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、ボンディングワイヤやボンディングワイヤの接合部にかかる応力を効果的に抑制できる発光装置を提供することができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、基板として、弾力性を有する非金属製の基板を用いることができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加え、ボンディングワイヤが基板の長手方向と交差する方向の角度が最大となるので、最も効果の高い構成となる。
請求項４に記載の発明によれば、上記各請求項に記載の発明の効果に加え、ワイヤボンディングマシーンの搬送工程を容易なものとすることができる。
請求項５に記載の発明によれば、上記各請求項に記載の発明の効果に加え、強度的に有利なボンディングワイヤの接合部を形成することができる。
請求項６に記載の発明によれば、上記各請求項に記載の発明の効果を奏する照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る発光装置を示す平面図である。
【図２】図１中、Ｘ−Ｘ線に沿って基板及び封止部材を切断して示す断面図である。
【図３】図１中、Ｙ−Ｙ線に沿って基板及び封止部材を切断して示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る照明装置を示す斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る発光装置を示す平面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態（実施例１）に係る発光装置を示す平面図である。
【図７】同第３の実施形態（実施例２）に係る発光装置を示す平面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る発光装置を示す平面図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る発光装置を示す平面図である。
【図１０】同基板における配線パターンを示す平面図である。
【図１１】図９中、Ｘ−Ｘ線に沿って示す断面図である。
【図１２】同発光装置の一部を拡大して示す平面図である。
【図１３】同発光装置におけるワイヤボンディングのプロセスを示す第１段階の工程図である。
【図１４】同じく、発光装置におけるワイヤボンディングのプロセスを示す第２段階の工程図である。
【図１５】同じく、発光装置におけるワイヤボンディングのプロセスを示す第３段階の工程図である。
【図１６】同じく、発光装置におけるワイヤボンディングのプロセスを示す第４段階の工程図である。
【図１７】同じく、発光装置におけるワイヤボンディングのプロセスを示す第５段階の工程図である。
【図１８】ボンディングワイヤの接合部を拡大して示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の第１の実施形態について図１乃至図４を参照して説明する。図１乃至図３は、発光装置１を示しており、図４は、この発光装置１を用いた照明装置１０を示している。なお、各図において同一部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００２１】
発光装置１は、図１乃至図３に示すように、基板２と、この基板２に実装された複数の発光素子３と、この複数の発光素子３を電気的に接続するボンディングワイヤ４と、各発光素子３を覆う封止部材５とを備えている。なお、図１及び以降の図５乃至図７において封止部材５は、説明上、破線で示している。
【００２２】
図１に示すように、基板２は、略長方形状に形成されている。基板２は、非金属製であり、絶縁層を形成する絶縁材からなり、合成樹脂材料のガラスエポキシ樹脂基板（ＦＲ−４）やガラスコンポジット基板（ＣＥＭ−３）等で形成されている。また、この基板２は、薄型化されており、そのため、弾力性を有し、柔軟で容易に曲がりやすいものとなっている。
【００２３】
基板２の表面側には、銅箔等の導電性材料からなる配線パターン２１が形成されている。配線パターン２１は、各発光素子３が接続される接続パターン２１ａと、この接続パター２１ａをコネクタ２１ｃを介して電源に接続する導電パターン１２ｂとから構成されている。接続パターン２１ａは、断続状に形成されて列をなしており、本実施形態では、２列形成されている。一方、導電パターン１２ｂは、これら接続パターン２１ａの両端に共通に接続されていて、導電パターン１２ｂから接続パターン２１ａに電力が供給されるようになっている。
【００２４】
複数の発光素子３は、ＬＥＤのベアチップからなる。ＬＥＤのベアチップには、例えば、白色系の光を発光部で発光させるために、青色の光を発するものが用いられている。このＬＥＤのベアチップは、シリコーン樹脂系の絶縁性接着剤を用いて、基板２の表面上に接着されている。これら複数の発光素子３は、前記接続パターン２１ａに沿って並べられて発光素子列を形成し、例えば、５個×２列で合計１０個が実装されている。なお、発光素子３の個数や列数は、格別限定されるものではない。
【００２５】
ＬＥＤのベアチップは、例えば、ＩｎＧａＮ系の素子であり、透光性のサファイア素子基板に発光層が積層されており、発光層は、ｎ型窒化物半導体層と、ＩｎＧａＮ発光層と、ｐ型窒化物半導体層とが順次積層されて形成されている。そして、発光層に電流を流すための電極は、ｐ型窒化物半導体層上にｐ型電極パッドで形成されたプラス側電極と、ｎ型窒化物半導体層上にｎ型電極パッドで形成されたマイナス側電極とで構成されている。
【００２６】
これら電極は、ボンディングワイヤ４によって配線パターン２１の接続パターン２１ａ上に電気的に接続されている。この場合、ボンディングワイヤ４は、基板２の長手方向と交差する方向に配置されて接合されている。本実施形態では、この交差角度は、最大の略９０°となっている。つまり、基板２の長手方向と直交する方向に配置されている。交差角度は、応力抑制の効果からして４５°以上に設定するのが好ましく、最適値は、最大の９０°である。しかし、この交差角度は、特定の値に限定されるものではない。
【００２７】
ボンディングワイヤ４は、金（Ａｕ）の細線からなっており、実装強度の向上とＬＥＤのベアチップの損傷低減のため金（Ａｕ）を主成分とするバンプを介して接続されている。
【００２８】
発光素子３であるＬＥＤのベアチップは、コネクタ２１ｃのプラス側端子から導電パターン１２ｂ、接続パターン２１ａ、ボンディングワイヤ４、ＬＥＤのベアチップのプラス側電極、マイナス側電極からボンディングワイヤ４、次の断続状の接続パターン２１ａへと順次発光素子列に従って連続的に、かつ電気的に接続されている。したがって、５個のＬＥＤのベアチップが直列に接続された２つの直列回路が電源に対して並列に接続されていることとなる。
【００２９】
封止部材５は蛍光体層である。蛍光体層は、透光性合成樹脂、例えば、透明シリコーン樹脂製であり、蛍光体を適量含有している。図２及び図３に示すように、蛍光体層は、側面形状が山形で円弧状の凸状をなし、各発光素子３、各発光素子３とボンディングワイヤ４との接合部分を個別に覆い封止している。
【００３０】
蛍光体は、発光素子３が発する光で励起されて、発光素子３が発する光の色とは異なる色の光を放射する。発光素子３が青色光を発する本実施形態では、白色光を出射できるようにするために、蛍光体には青色の光とは補色の関係にある黄色系の光を放射する黄色蛍光体が使用されている。そして、蛍光体層は、図示しないディスペンサから未硬化の状態で各発光素子３、ボンディングワイヤ４に対応して塗布され、その後に加熱硬化又は所定時間放置して硬化されて設けられている。
【００３１】
なお、基板２上には、適宜レジスト層が形成されている。さらに、基板２上には、複数の発光素子３の実装領域を全体的に覆って封止する透明シリコーン樹脂製の封止部材５１が設けられている。この封止部材５１は、図１及び以降の図５においては、破線で示している。
【００３２】
次に、図４を参照して上記発光装置１を用いた照明装置１０について説明する。照明装置１０は、天井面に設置して使用される天井直付タイプの照明装置を示している。照明装置１０は、細長で略直方体形状の本体ケース１１を備えており、この本体ケース１１内には、上記発光装置１が複数個直線状に配設されている。また、発光装置１に電力を供給する電源回路を有する電源ユニットは、本体ケース１１に内蔵されている。なお、発光装置１の個数は適宜選定して配設することができる。
【００３３】
上述した構成の発光装置１に電源回路により通電されると、各発光素子３が一斉に点灯されて、発光装置１は白色の光を出射する面状光源として使用される。この点灯中において、各発光素子３が発熱するに伴い、基板２の温度は上昇し、それに応じて基板２は熱膨張し、基板の長手方向の両端を基準として表面側が凸となるような反りが生じることがある。この場合、基板２は、長手方向に伸びるように変形するので、仮に、ボンディングワイヤ４が基板２の長手方向と平行する方向に配置されているとすると、応力がボンディングワイヤ４を断線する方向に作用する。また、同様に、応力がボンディングワイヤ４の接合部に作用し、この接合が外れる方向に作用する。
【００３４】
しかしながら、本実施形態においては、ボンディングワイヤ４は、基板２の長手方向と交差する方向、具体的には、略９０°の交差角度をもって配置されて接合されているので、ボンディングワイヤ４を断線する方向に作用する応力やボンディングワイヤ４の接合が外れる方向に作用する応力は抑制され、最小となり、ボンディングワイヤ４の断線や接合部の外れを防止できる。
【００３５】
また、基板２と封止樹脂５との線膨張率の差に起因して温度変化に伴いボンディングワイヤ４に応力がかかる場合や封止樹脂５が硬化するときにその熱収縮による応力がかかる場合も同様に、その応力を抑制でき、ボンディングワイヤ４の断線や接合部の外れを防止できる。
【００３６】
加えて、基板２は、弾力性を有し、柔軟で容易に曲がりやすいものとなっているが、この基板２が屈曲された場合にもボンディングワイヤ４にかかる応力を抑制でき、断線や接合部の外れを防止することができる。
【００３７】
以上のように本実施形態によれば、ボンディングワイヤやボンディングワイヤの接合部にかかる応力を効果的に抑制できる発光装置及び照明装置を提供することができる。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施形態について図５を参照して説明する。図５は、発光装置１を示している。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００３９】
本実施形態では、ＬＥＤのベアチップの電極は、ボンディングワイヤ４によって配線パターン２１の接続パターン２１ａ上に電気的に接続されており、この場合、ボンディングワイヤ４は、基板２の長手方向と略６０°交差する方向に配置されて接合されている。したがって、交差角度が略６０°となって斜めに配置されている。
【００４０】
以上のように本実施形態によれば、ボンディングワイヤ４を断線する方向に作用する応力やボンディングワイヤ４の接合が外れる方向に作用する応力は分散されて抑制され、小さなものとなり、ボンディングワイヤ４の断線や接合部の外れを防止できる。
【００４１】
次に、本発明の第３の実施形態について図６及び図７を参照して説明する。図は、発光装置１を示している。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。
（実施例１）
【００４２】
図６に示すように、本実施例では、配線パターン２１は、基本的に実装パッド２１ａとこの実装パッド２１ａから延出する給電導体２１ｂとからなる複数の櫛状のパターンで形成され、このパターンを順次、図示上、反転された態様で列状に並べて形成されている。実装パッド２１ａは、矩形状であり、この角部から細長の給電導体２１ｂが延出している。
【００４３】
配線パターン２１は、三層構成であり、基板２の表面上に第一層として銅パターンがエッチングにより設けられている。この銅パターン層の上には、第二層としてニッケル（Ｎｉ）がめっき処理されており、第三層には、銀（Ａｇ）が電解めっき処理されている。配線パターン２１の第三層、すなわち、表層は、いずれも銀（Ａｇ）めっきが施されており、全光線反射率は、９０％と高いものとなって反射層を形成している。この配線パターン２１は、発光素子３から基板２の方向へ放射される光を光の利用方向へ反射するとともに、発光素子３の発熱を拡散して放熱するヒートスプレッダとしての機能を有している。
【００４４】
発光素子３であるＬＥＤのベアチップは、実装パッド２１ａ上に２個ずつシリコーン樹脂系の絶縁性接着剤を用いて接着されている。そして、各ＬＥＤのベアチップは、プラス側端子からボンディングワイヤ４、ＬＥＤのベアチップのプラス側電極、マイナス側電極からボンディングワイヤ４、実装パッド２１ａを経て給電導体２１ｂへと順次接続されてマイナス側端子へ接続されている。
また、ボンディングワイヤ４は、基板２の長手方向と交差する方向、具体的には、直交する方向で交差角度が略９０°となって配置され接合されている。
さらに、封止部材５は、実装パッド２１ａごとに発光素子３、ボンディングワイヤ４を覆い封止している。
【００４５】
このような構成によれば、第１の実施形態と同様に、ボンディングワイヤ４を断線する方向に作用する応力やボンディングワイヤ４の接合が外れる方向に作用する応力は抑制され、最小となり、ボンディングワイヤ４の断線や接合部の外れを防止できる。
（実施例２）
【００４６】
図７に示すように、本実施例では、前記実施例１と配線パターン２１が異なる形態を示している。実装パッド２１２ａは、中央部に切欠き部２１２ｃを有する矩形状であり、この角部から細長の給電導体２１２ｂがコの字状に延出している。コの字状の給電導体２１２ｂが隣接する実装パッド２１２ａの切欠き部２１２ｃに挿入するように配置されて、こられパターンが順次図示上、反転された態様で列状に並べて形成されている。
【００４７】
発光素子３であるＬＥＤのベアチップは、実装パッド２１ａ上に４個ずつシリコーン樹脂系の絶縁性接着剤を用いて接着されている。そして、各ＬＥＤのベアチップは、プラス側端子からボンディングワイヤ４、ＬＥＤのベアチップのプラス側電極、マイナス側電極からボンディングワイヤ４、実装パッド２１ａを経て給電導体２１ｂへと順次接続されてマイナス側端子へ接続されている。
【００４８】
また、実施例１と同様に、ボンディングワイヤ４は、基板２の長手方向と直交する方向で交差角度が略９０°となって配置され接合されている。さらに、封止部材５は、実装パッド２１ａごとに発光素子３、ボンディングワイヤ４を覆い封止している。
このような構成によれば、第１の実施形態と同様に、ボンディングワイヤ４の断線や接合部の外れを防止できる。
【００４９】
次に、本発明の第４の実施形態について図８を参照して説明する。図は、発光装置１を示している。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００５０】
本実施形態では、隣接する発光素子３の異極の電極同士を相互に直接ボンディングワイヤ４で接続するものであり、ボンディングワイヤ４は、基板２の長手方向と交差する方向で斜めに配置されて接合されている。
発光装置１は、基板２と、複数の発光素子３と、各発光素子３の電極に接続されたボンディングワイヤ４と、封止部材５と、枠部材６とを備えている。
【００５１】
基板２上には、長方形状の実装パッド２２及びこの実装パッド２２の両側に位置してプラス側端子２３ａ、マイナス側端子２３ｂが形成されている。これら実装パッド２２及びプラス側端子２３ａ、マイナス側端子２３ｂは、上記第３の実施形態の配線パターンと同様に、三層構成であり、第一層として銅パターン層、第二層としてニッケル（Ｎｉ）のめっき層、第三層として銀（Ａｇ）のめっき層からなっている。したがって、表層は、銀（Ａｇ）めっきが施されており、反射率の高い反射層を形成している。
【００５２】
複数の発光素子３であるＬＥＤのベアチップは、シリコーン樹脂系の絶縁性接着剤を用いて、実装パッド２２上に接着されている。これら複数のＬＥＤのベアチップは、マトリクス状に並べられて複数の列、例えば、４列の発光素子列を形成している。
ＬＥＤのベアチップは、プラス側電極及びマイナス側電極を有している。これら、電極は、ボンディングワイヤ４により電気的に直接接続されている。
【００５３】
具体的には、個々の発光素子列において、その列が延びる方向に隣接された発光素子３の異極の電極同士、つまり、隣接された発光素子３の内で一方の発光素子３のプラス側電極と、隣接された発光素子３の内で他方の発光素子３のマイナス側電極とがボンディングワイヤ４で順次接続されている。したがって、ボンディングワイヤ４は、基板２の長手方向と交差する方向で斜めに配置されて接合されている。
【００５４】
これによって、個々の発光素子列を構成する複数の発光素子３は電気的に直列に接続される。したがって、複数の発光素子３は通電状態で一斉に点灯される。なお、実装パッド２２は、電気的には通電されないものとなっており、発光素子３から基板２の方向へ放射される光を光の利用方向へ反射するとともに、発光素子３の発熱を拡散して放熱するヒートスプレッダとしての機能を有している。
【００５５】
枠部材６は、例えば、ディスペンサを用いて所定の粘度を有する未硬化のシリコーン樹脂を基板２に枠状に塗布し、その後に加熱硬化することにより、基板２上に接着されている。この枠部材２は、長方形状に塗布され、実装パッド２２と同様な略長方形状の内周面を有している。内周面で囲まれた枠部材６の内側に、実装パッド２２の全体、プラス側端子２３ａ及びマイナス側端子２３ｂのボンディングワイヤ４の接続部分が配設されている。つまり、発光素子３の実装領域は、枠部材６によって囲まれた状態となっている。
封止部材５は、蛍光体を適量含有した透明シリコーン樹脂製であり、枠部材６の内側に充填されて基板２上に設けられて発光素子３の実装領域を封止している。
【００５６】
以上のように本実施形態によれば、ボンディングワイヤ４は、基板２の長手方向と交差する方向に配置されて接合されているので、ボンディングワイヤ４を断線する方向に作用する応力やボンディングワイヤ４の接合が外れる方向に作用する応力は分散されて抑制され、小さなものとなり、ボンディングワイヤ４の断線や接合部の外れを防止できる。
【００５７】
次に、本発明の第５の実施形態について図９乃至図１７を参照して説明する。図は、発光装置１を示しており、図９乃至図１１は、発光装置１の構成を示し、図１２乃至図１７は、ワイヤボンディングの概略のプロセスを示している。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００５８】
発光装置１は、図９乃至図１１に示すように、基板２と、この基板２に実装された複数の発光素子３と、この複数の発光素子３を電気的に接続するボンディングワイヤ４と、各発光素子３を覆う封止部材５とを備えている。なお、図９及び図１２において封止部材５は、説明上、破線で示している。
【００５９】
図９に示すように、基板２は、横長の略長方形状に形成されている。好ましくは、長尺状であり、例えば、幅寸法３０ｍｍ、長さ寸法３００ｍｍに形成される。基板２は、非金属製であり、絶縁層を形成する絶縁材からなり、合成樹脂材料のガラスエポキシ樹脂基板（ＦＲ−４）やガラスコンポジット基板（ＣＥＭ−３）等で形成され、弾力性を有し、柔軟で容易に曲がりやすいものとなっている。
【００６０】
図１０に示すように、本実施形態では、配線パターン２１は、実装パッド２１ａと、この実装パッド２１ａと並行するように形成された給電導体２１ｂとからなっている。実装パッド２１ａは、所定の幅寸法を有して基板２の長手方向に沿って複数の列、すなわち、２列形成されており、また、給電導体２１ｂは、細幅で実装パッド２１ａと並行して２列形成されている。これら実装パッド２１ａ及び給電導体２１ｂの一端側が電源に接続されて電力が供給されるようになっている。
【００６１】
配線パターン２１は、三層構成であり、基板２の表面上に第一層として銅パターンが設けられており、第二層としてニッケル（Ｎｉ）、第三層として銀（Ａｇ）が電解めっき処理されている。配線パターン２１の第三層、すなわち、表層は、銀（Ａｇ）めっきが施されているため反射率の高い反射層となっている。この配線パターン２１は、発光素子３から基板２の方向へ放射される光を光の利用方向へ反射するとともに、発光素子３の発熱を拡散して放熱するヒートスプレッダとしての機能を有している。
【００６２】
また、図９及び図１１に示すように、配線パターン２１の上には、白色のレジスト層２５が形成されている。このレジスト層２５は、反射層としての機能を有しており、発光素子３から基板２の方向へ放射される光を光の利用方向へ反射するようになっている。
【００６３】
レジスト層２５は、発光素子３が実装される実装パッド２１ａの円形状の領域Ｓ1及びボンディングワイヤ４が接合される領域Ｓ2を除いて基板２の表面上の略全面に亘って形成されている。
【００６４】
複数の発光素子３は、ＬＥＤのベアチップからなる。このＬＥＤのベアチップは、シリコーン樹脂系の絶縁性接着剤を用いて、実装パッド２１ａ上に接着されている。これら複数の発光素子３は、前記実装パッド２１ａに沿って並べられて発光素子列を形成し、例えば、１６個×２列で合計３６個が長手方向に沿って実装されている。なお、発光素子３の個数や列数は、格別限定されるものではない。
【００６５】
ＬＥＤのベアチップにおけるプラス側電極とマイナス側電極とは、ボンディングワイヤ４によって、それぞれ給電導体２１ｂ及び実装パッド２１ａに電気的に接続されている。この場合、ボンディングワイヤ４は、基板２の長手方向と交差する方向に配置されて接合されている。本実施形態では、この交差角度は、略９０°となっている。交差角度は、応力抑制の効果からして４５°以上に設定するのが好ましいが、特定の値に限定されるものではない。
【００６６】
ＬＥＤのベアチップは、ボンディングワイヤ４によってプラス側の給電導体２１ｂからプラス側電極、また、ボンディングワイヤ４によってマイナス側電極からマイナス側の実装パッド２１ａへと順次連続的に、かつ電気的に接続されている。
【００６７】
封止部材５は蛍光体層である。蛍光体層は、例えば、透明シリコーン樹脂製であり、蛍光体を適量含有している。図１１に示すように、蛍光体層は、側面形状が円弧状の凸状をなし、発光素子列に従い、発光素子列とボンディングワイヤ４の接合部分を覆い封止している。
このような構成によれば、第１の実施形態と同様に、ボンディングワイヤ４の断線や接合部の外れを防止できる。
【００６８】
次に、図１２乃至図１７を参照してワイヤボンディングのプロセスについて説明する。本実施形態では、ワイヤボンディングマシーンを用いてボンディングワイヤ４を超音波接合する事例を説明する。
【００６９】
図１２に示すように、ボンディングワイヤ４の接合順序は、（１）ボンディングワイヤ４を発光素子３のプラス側電極に接合、（２）そのボンディングワイヤ４を給電導体２１ｂの領域Ｓ2に接合、（３）ボンディングワイヤ４を発光素子３のマイナス側電極に接合、（４）そのボンディングワイヤ４を実装パッド２１ａの領域Ｓ1に接合、次いで、図示上、下側の発光素子列において、（５）ボンディングワイヤ４を発光素子３のプラス側電極に接合、（６）そのボンディングワイヤ４を給電導体２１ｂの領域Ｓ2に接合、（７）ボンディングワイヤ４を発光素子３のマイナス側電極に接合、（８）そのボンディングワイヤ４を実装パッド２１ａの領域Ｓ1に接合、というような順序で行われ、このボンディングワイヤ４の接合が繰り返し隣接する発光素子３について連続的に行われる。
続いて、具体的に、ボンディングワイヤ４の接合工程について図１３乃至図１７を参照して説明する。
【００７０】
図１３（ａ）に示すように、基板２の実装パッド２１ａ上に発光素子３が接着固定されている。この発光素子３の真上（発光素子３のプラス側電極の真上）には、ボンディングツールである筒状のキャピラリＣが位置している。このキャピラリＣの中央部には貫通孔が形成されていて、この貫通孔にはボンディングワイヤ４が挿通され、さらに、ボンディングワイヤ４の先端部には図示しない電気トーチによって形成された球形状のボールＢが形成されている。なお、キャピラリＣの上方には、ワイヤクランパCpが設けられている。
【００７１】
この状態から図１３（ｂ）に示すように、キャピラリＣが降下すると、発光素子３のプラス側電極とボンディングワイヤ４のボールＢとが接触し、キャピラリＣによる荷重と超音波振動とがボールＢに加えられ、発光素子３のプラス側電極にボンディングワイヤ４が接合される。このように１ｓｔボンドが形成される。この場合、図の矢印Ａ1で示のように、超音波振動の方向は、基板２の長手方向と直交する方向に設定されている。
【００７２】
１ｓｔボンドが形成されると、図１３（ｃ）に示すように、キャピラリＣが上昇し、次の２ｎｄボンドの位置、すなわち、給電導体２１ｂの領域Ｓ2の位置まで移動する。このとき、発光素子３のプラス側電極にボンディングワイヤ４が接合されているため、ボンディングワイヤ４は、キャピラリＣの移動に伴い、キャピラリＣの先端部から引き出されながら引き伸ばされる。
【００７３】
次に、図１４（ａ）に示すように、キャピラリＣが降下すると、給電導体２１ｂの領域Ｓ2とキャピラリＣの先端部におけるボンディングワイヤ４とが接触し、キャピラリＣによる荷重と超音波振動とがボンディングワイヤ４に加えられ、２ｎｄボンドが形成される。
【００７４】
２ｎｄボンドが形成されると、図１４（ｂ）に示すように、キャピラリＣが上昇する。この上昇とともに、ボンディングワイヤ４が給電導体２１ｂの領域Ｓ2に接合された状態で上方に引っ張られ、これによりボンディングワイヤ４は接合部で切断される。また、前記キャピラリＣの上昇過程でボンディングワイヤ４の先端部に電気トーチによってボールＢが形成される。このようにワイヤボンディングの１サイクルが完了する。
【００７５】
続いて、図１５（ａ）に示すように、発光素子３のマイナス側電極の真上にキャピラリＣが移動し位置している。この状態から図１５（ｂ）に示すように、キャピラリＣが降下すると、発光素子３のマイナス側電極とボンディングワイヤ４のボールＢとが接触し、キャピラリＣによる荷重と超音波振動とがボールＢに加えられ、発光素子３のマイナス側電極にボンディングワイヤ４が接合され、１ｓｔボンドが形成される。
【００７６】
次に、図１５（ｃ）に示すように、キャピラリＣが上昇し、次の実装パッド２１ａの領域Ｓ1における２ｎｄボンドの位置まで移動する。このとき、上述と同様に、発光素子３のマイナス側電極にボンディングワイヤ４が接合されているため、ボンディングワイヤ４は、キャピラリＣの移動に伴い、キャピラリＣの先端部から引き出されながら引き伸ばされる。
【００７７】
次に、図１６（ａ）に示すように、キャピラリＣが降下すると、実装パッド２１ａの領域Ｓ1とキャピラリＣの先端部におけるボンディングワイヤ４とが接触し、キャピラリＣによる荷重と超音波振動とがボンディングワイヤ４に加えられ、２ｎｄボンドが形成される。
【００７８】
２ｎｄボンドが形成されると、図１６（ｂ）に示すように、キャピラリＣが上昇する。この上昇とともに、ボンディングワイヤ４が実装パッド２１ａの領域Ｓ1に接合された状態で上方に引っ張られ、これによりボンディングワイヤ４は接合部で切断される。また、前記キャピラリＣの上昇過程でボンディングワイヤ４の先端部に電気トーチによってボールＢが形成される。
【００７９】
次に、図１７に示すように、キャピラリＣは、図示上、下側の発光素子列へ移動し、上記と同様なワイヤボンディングの動作を行うようになる。この場合、複数の発光素子３は、基板２の長手方向に複数の列を形成して配設されているので、キャピラリＣは、図の矢印Ａ2で示すように、基板２の長手方向と略直交する方向に移動される。このボンディングワイヤ４の接合が繰り返し隣接する発光素子３について、図１２上、右側方向へ連続的に行われる。
【００８０】
上記のように、ボンディングワイヤ４を超音波接合するにあたり、その超音波振動の方向は、基板２の長手方向と直交する方向に設定されおり、また、例えば、１ｓｔボンド、２ｎｄボンドにおいて、キャピラリＣの移動方向は、基板２の長手方向と略直交する方向とすることができ（図１２参照）、さらにまた、複数の発光素子３は、基板２の長手方向に複数の列を形成して配設されているので、キャピラリＣは、基板２の長手方向と略直交する方向に移動される。
【００８１】
したがって、ボンディングワイヤ４は、超音波接合による基板２の長手方向と直交する方向の振動によって接合されるようになっており、この振動の方向とボンディングツールとしてのキャピラリＣの移動方向とを同じような方向とすることができ、このためボンディングワイヤ４の接合の性能を安定化させることが可能となる。
【００８２】
この接合の性能を安定化させることが可能な理由を理論付けて説明することは困難であるが、キャピラリＣの移動による慣性力が超音波振動の方向と同じ方向に作用することに起因するものと考えられる。
【００８３】
また、基板２の長手方向に並べられて実装された複数の発光素子３は、長手方向に複数の列を形成しているので、ボンディングワイヤ４の接合工程、すなわち、キャピラリＣの移動が主として基板２の長手方向と略直交する方向に連続して行えるためワイヤボンディングマシーンの搬送工程を容易とすることができる。
【００８４】
さらに、図１８に示すように、ボンディングワイヤ４の接合部の形状は、超音波接合における超音波振動の方向によって基板２の長手方向の寸法Ｗに対し、長手方向と直交する方向の寸法Ｌが大きく形成されるようになる。
【００８５】
したがって、基板２が柔軟で容易に曲がりやすいものとなっている場合、この基板２が屈曲された場合にもボンディングワイヤ４の接合部にかかる応力を軽減でき、強度的に有利な接合部を形成することができる。
【００８６】
なお、前記接合部の形状における寸法関係は、必ずしも基板２上の全てのボンディングワイヤ４の接合部において充足されている必要はない。例えば、基板２の長手方向の寸法Ｗと長手方向と直交する方向の寸法Ｌとが略同じである接合部が含まれているような場合を許容するものである。
【００８７】
本発明は、上記各実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、本発明の基板は、ガラスエポキシ樹脂等の合成樹脂材料で形成され、弾力性を有し、容易に曲がりやすいものを用いる場合に好適であるが、アルミニウム等の金属をベースとする金属製基板を適用することを妨げるものではない。
また、照明装置としては、光源や屋内又は屋外で使用される照明器具、ディスプレイ装置等に適用が可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１・・・発光装置、２・・・基板、３・・・発光素子（ＬＥＤのベアチップ）、
４・・・ボンディングワイヤ、５・・・封止部材、１０・・・照明装置、
１１・・・本体ケース
【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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