(57)【要約】【課題】光取出し効率に優れる実装基板、発光装置及び発光装置の製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】実装基板１１は、底面２と、底面２から延びて発光素子３０を実装する複数の凸状の発光素子実装部３と、を含む実装領域Ｅ１を有する金属板１と、実装領域Ｅ１において、少なくとも、底面２と、発光素子実装部３の側面４の全面と、を覆う反射材料１０と、実装領域Ｅ１を囲むように形成した開口２５に金属板１の実装領域Ｅ１が露出するように金属板１に積層される回路基板２０と、を備え、反射材料１０の反射率は、金属板１の反射率よりも高い構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面と、前記底面から延びて発光素子を実装する複数の凸状の発光素子実装部と、を含む実装領域を有する金属板と、
前記実装領域において、少なくとも、前記底面と、前記凸状の発光素子実装部の側面の全面と、を覆う反射材料と、
前記実装領域を囲むように形成した開口に前記金属板の実装領域が露出するように前記金属板に積層される回路基板と、を備え、
前記反射材料の反射率は、前記金属板の反射率よりも高い実装基板。
【請求項２】
前記発光素子実装部が円錐台、角錐台もしくは柱状に形成され、前記発光素子実装部の上面と前記底面とが共に平行な平面で形成される請求項１に記載の実装基板。
【請求項３】
前記発光素子実装部は、底面と側面とのなす角度が９０度よりも大きく形成された傾斜を有する側面を備える請求項１に記載の実装基板。
【請求項４】
前記発光素子実装部の上面の面積が前記発光素子の底面の面積の７０％以下である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の実装基板。
【請求項５】
前記反射材料は、反射面からの可視光反射率が８０％以上である材料を使用する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の実装基板。
【請求項６】
前記反射材料は、樹脂中、又は、樹脂上に無機材料が分散されている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の実装基板。
【請求項７】
前記金属板は、少なくとも前記凸状の発光素子実装部の上面に、前記金属板と異なる材料で鍍金されている請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の実装基板。
【請求項８】
前記発光素子実装部の上面と前記底面上に形成された前記反射材料の反射面とが平行な平面で形成され、前記発光素子実装部の上面が前記反射材料の反射面より０．０１ｍｍ以上高い位置である請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の実装基板。
【請求項９】
前記実装領域は、平面視において円形又は矩形であって、前記発光素子実装部が、等間隔で複数形成される請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の実装基板。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の実装基板と、前記実装基板の発光素子実装部に実装される発光素子と、を備えた発光装置。
【請求項１１】
前記発光素子は、ワイヤを介して互いに接続されると共に前記回路基板のワイヤ接続部に接続される請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１２】
底面と、前記底面から延びる発光素子を実装する複数の凸状の発光素子実装部と、を含む実装領域を有する金属板と、前記実装領域を囲むように形成した開口を持つ回路基板と、を準備する工程と、
前記発光素子実装部を形成した実装領域を露出するように前記回路基板を前記金属板に積層する工程と、
前記発光素子実装部の上面より下方に反射面の上面が位置するように前記実装領域の底面、及び、前記発光素子実装部の側面の全面に反射材料を設ける工程と、
前記発光素子実装部の上面のそれぞれに発光素子を実装する工程と、
前記発光素子と前記回路基板とをワイヤにより電気的な接続を行う工程と、を含み、
前記発光素子実装部の上面の面積は、前記発光素子の底面の面積よりも小さく、
前記反射材料の反射率は、前記金属板の反射率よりも高い、発光装置の製造方法。
【請求項１３】
前記発光素子実装部の上面の面積は、前記発光素子の底面の面積の７０％以下に形成され、
前記反射面からの可視光反射率が８０％以上である請求項１２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１４】
前記準備する工程で準備される金属板は、前記発光素子実装部が、円錐台、角錐台もしくは柱状に形成され、前記金属板の底面と前記発光素子実装部の上面とが平行な平面に形成される請求項１３に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１５】
前記反射材料は、前記実装領域の底面及び発光素子実装部の上面を覆うように充填された後に、前記発光素子実装部の上面の前記反射材料を研磨又は研削することで除去し、前記実装領域の底面、及び、前記発光素子実装部の側面の全面に設ける請求項１２から請求項１４のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、実装基板、発光装置及び発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高輝度、高出力の発光素子が開発され、例えば、放熱基板に直接ＬＥＤチップを実装するＣＯＢ（チップオンボード）タイプのＬＥＤ装置（以下、発光装置という）が多数提案されている。この発光装置は、例えば、放熱基板にサブマウント構造によりＬＥＤチップを実装することで光取出し効率を高める構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、他の例として、発光装置は、凸形状に形成した金属板のＬＥＤ素子実装部にＬＥＤ素子を実装し、ＬＥＤ素子実装部の周辺に形成した溝の内部に高反射性インクを充填した構成が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１１１１７９号公報
【特許文献２】特開２０１６−２０７７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の発光装置は、発光素子からの熱がサブマウント材料を介してアルミ板に伝導することになるため、放熱特性が損なわれるおそれがある。また、発光素子と同数のサブマウントを実装する必要があるため、実装に関わる工数が増加している。
さらに、特許文献２の発光装置は、凸形状に形成したＬＥＤ素子実装部の周囲に溝を形成して高反射性インクを充填しているため、溝に充填した高反射性インクがＬＥＤ素子実装部に付着し易く、ＬＥＤ素子の実装不良の原因となりやすい。また、ＬＥＤ素子の下面とＬＥＤ素子実装部の上面との大きさの関係や、ＬＥＤ素子と高反射性インクとの距離との関係が特定されていないため、さらなる光取出し効率が望まれている。
【０００６】
そこで、本開示に係る実施形態は、光取出し効率に優れる実装基板、発光装置及び発光装置の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態に係る実装基板は、底面と、前記底面から延びて発光素子を実装する複数の凸状の発光素子実装部と、を含む実装領域を有する金属板と、前記実装領域において、少なくとも、前記底面と、前記凸状の発光素子実装部の側面の全面と、を覆う反射材料と、前記実装領域を囲むように形成した開口に前記金属板の実装領域が露出するように前記金属板に積層される回路基板と、を備え、前記反射材料の反射率は、前記金属板の反射率よりも高い。
また、本実施形態に係る発光装置は、前記実装基板と、前記実装基板の発光素子実装部に実装される発光素子とを備える。
【０００８】
さらに、本実施形態に係る発光装置の製造方法は、底面と、前記底面から延びる発光素子を実装する複数の凸状の発光素子実装部と、を含む実装領域を有する金属板と、前記実装領域を囲むように形成した開口を持つ回路基板と、を準備する工程と、前記発光素子実装部を形成した実装領域を露出するように前記回路基板を前記金属板に積層する工程と、前記発光素子実装部の上面より下方に反射面の上面が位置するように前記実装領域の底面、及び、前記発光素子実装部の側面の全面に反射材料を設ける工程と、前記発光素子実装部の上面のそれぞれに発光素子を実装する工程と、前記発光素子と前記回路基板とをワイヤにより電気的な接続を行う工程と、を含み、前記発光素子実装部の上面の面積は、前記発光素子の底面の面積よりも小さく、前記反射材料の反射率は、前記金属板の反射率よりも高い。
【発明の効果】
【０００９】
本実施形態に係る実装基板及び発光装置は、光取出し効率を向上することができる。また、本実施形態に係る発光装置の製造方法は、光取出し効率を向上する発光装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る実装基板を模式的に示す斜視図である。
【図２】実施形態に係る発光装置を模式的に示す斜視図である。
【図３】実施形態に係る実装基板及び発光装置を模式的に示す平面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。
【図５】図３のＶ領域を拡大して模式的に示す拡大平面図である。
【図６】図５のＶＩ-ＶＩ線における断面図である。
【図７】図５のＶＩＩ-ＶＩＩ線における断面図である。
【図８】実施形態に係る発光装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図９Ａ】実施形態に係る発光装置の製造方法において準備工程で用いられる回路基板集合体を一部省略して模式的に示す平面図である。
【図９Ｂ】実施形態に係る発光装置の製造方法において準備工程で用いられる金属板集合体の一部を省略して模式的に示す平面図である。
【図１０Ａ】実施形態に係る発光装置の製造方法において金属板集合体のうちの１つの金属板に対応する部分を示す断面図である。
【図１０Ｂ】実施形態に係る発光装置の製造方法において金属板集合体のうちの１つの金属板の部分についてエッチングして発光素子実装部を形成した状態を模式的に示す断面図である。
【図１０Ｃ】実施形態に係る発光装置の製造方法において金属板集合体及び回路基板集合体のうちの１つの金属板及び回路基板に対応する部分を積層した状態を模式的に示す断面図である。
【図１０Ｄ】実施形態に係る発光装置の製造方法において実装基板集合体のうちの１つの金属板の実装領域に反射材料を形成した状態を模式的に示す断面図である。
【図１０Ｅ】実施形態に係る発光装置の製造方法において実装基板集合体のうちの１つの金属板の実装領域に形成した発光素子実装部の上面の反射材料を除去した状態を模式的に示す断面図である。
【図１０Ｆ】実施形態に係る発光装置の製造方法において実装基板集合体のうちの１つの実装領域の発光素子実装部に発光素子を実装した状態を模式的に示す断面図である。
【図１０Ｇ】実施形態に係る発光装置の製造方法において実装基板集合体のうちの１つの金属板発光素子にワイヤを接続した状態を模式的に示す断面図である。
【図１０Ｈ】実施形態に係る発光装置の製造方法において実装基板集合体のうちの１つの実装領域に封止部材を形成した状態を模式的に示す断面図である。
【図１１】実施形態に係る発光装置において金属板の変形例について一部を模式的に示す断面図である。
【図１２】実施形態に係る実装基板及び発光装置の変形例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。但し、以下に説明する形態は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。また、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、誇張していることがある。さらに、図面によってはＸＹＺ方向を図示して説明するが図面上で説明する方向は任意である。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、実施形態に係る実装基板を模式的に示す斜視図、図２は、実施形態に係る発光装置を模式的に示す斜視図、図３は、実施形態に係る実装基板及び発光装置を模式的に示す平面図、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図、図５は、図３のＶ領域を拡大して模式的に示す拡大平面図、図６は、図５のＶＩ-ＶＩ線における断面図、図７は、図５のＶＩＩ-ＶＩＩ線における断面図である。
【００１３】
発光装置１００は、底面２と、底面２から延びて発光素子３０を実装する複数の凸状の発光素子実装部３と、を含む実装領域Ｅ１を有する金属板１と、実装領域Ｅ１において、少なくとも、底面２と発光素子実装部３の側面４の全面とを覆う反射材料１０と、実装領域Ｅ１を囲むように形成した開口２５に金属板１の実装領域Ｅ１が露出するように金属板１に積層される回路基板２０と、を備えている。なお、発光装置１００は、複数の発光素子３０を設けることができるように、実装領域Ｅ１に複数の発光素子実装部３を形成している。
【００１４】
金属板１は、底面２と、底面２より高い位置に形成された複数の発光素子実装部３と、を所定の領域範囲となる実装領域Ｅ１内に形成して備えている。金属板１は、一例として矩形の板の中央に円形の実装領域Ｅ１が設定されるように形成され、実装領域Ｅ１の周縁となる周縁部６に後記する回路基板２０が設置される。金属板１は、例えば、銅あるいは銅合金、アルミニウム板、鋼板（例えばＳＵＳ板）等の加工がし易い金属で形成されていること好ましい。また、金属板１は、その周縁部６が発光素子実装部３の上面５よりも高くなるように形成されている。
【００１５】
発光素子実装部３は、底面２よりも高い位置で発光素子３０を設置する部分である。この発光素子実装部３は、所定の間隔を隔てて複数が実装領域Ｅ１内に形成されている。発光素子実装部３は、底面２から一体に形成されている。発光素子実装部３は、底面２から上方に延びた側面４と、側面４の上端部に形成された上面５とを有している。つまり、発光素子実装部３の上面５は、底面２から延びた高い位置に形成されている。発光素子実装部３は、後記する製造方法において、板厚方向にエッチングあるいは平板を折り曲げて底面２と一体に形成される。発光素子実装部３は、底面２から延びて高い位置に上面５を形成し底面２と上面５とが側面４を介して段差を有するように形成さている。なお、底面２から延びてとは、底面２と上面５とが高さを変えて形成されることを示しており、プレス加工やエッチングで形成することも含む。したがって、底面２から延びてとは、板を延ばして形成していることに限定されるものではない。発光素子実装部３は、底面２と一体に形成されることで放熱性が向上する。
【００１６】
発光素子実装部３は、ここでは角錐台形状に形成した例として示しているが、その形状は、例えば、柱状、円錐台、直方体、立方体等であってもよい。また、発光素子実装部３は、側面４が傾斜を有する形状の場合には、反射性を向上することができる。なお、発光素子実装部３は、側面４が傾斜する角錐台等の形状である場合、底面２と側面４とのなす傾斜角度θ１が９０度を超えて１２０度以下であることが好ましい。側面４の傾斜角度θ１が１２０度を超えて大きくなると発光素子実装部３の実装領域における間隔を大きく取る必要があり、多くの発光素子３０を実装する必要がある構成では不向きとなる場合がある。また、側面４の傾斜角度θ１が９０度未満（特に８０度以下）であると、上面５の面積より側面４の下端で囲まれた領域の面積が小さくなり形成し難くなる場合がある。また、傾斜角度θ１が９０度を超えて１２０度以下とすることで、反射材料１０が発光素子実装部３の側面４を這い上がり易く、少量の反射材料１０で発光素子実装部３の側面４の全面を覆うことができる。また、隣り合う発光素子３０との間隔を狭くすることができ、高密度に発光素子３０を実装することができる。また、発光素子３０から金属板１への熱伝導性を高めることで、放熱性を高めることができる。さらに、発光素子実装部３の側面４、底面２と、反射材料１０と、の接触面積を増やすことで剥離を低減することができる。
【００１７】
また、底面２及びおよび発光素子実装部３の上面５は、互いに平行な平面となっていることが好ましい。底面２と発光素子実装部３の上面５が平行であることで、反射材料１０を設けるときに、反射材料１０が発光素子実装部３の側面４に対して均等な高さに形成し易くなる。
また、発光素子実装部３は、紙面に対して上下となる方向を、列（縦）方向としたときに、一定の間隔で配置されている。また、発光素子実装部３は、紙面に対して左右となる方向を行（横）方向としたときに、列方向よりも間隔を空けて配置されている。前記した配置を、異なる見方をしたときには、発光素子実装部３は、図５で示すように、中心に位置するものに対して周囲に６つのものが均等に配置されるように整列している。あるいは、発光素子実装部３は、一定の間隔で右斜め下及び左斜め下に整列するように配置されている。発光素子実装部３の配列は、設置される数や間隔により設定されることとなる。
【００１８】
さらに、発光素子実装部３は、上面５の面積が発光素子３０の底面の面積の８０％以下、さらに７０％以下であることが好ましい。発光素子実装部３の上面５の面積が発光素子３０の底面の面積よりも小さいことで、発光素子３０からの光の一部が反射材料１０側に向かって出射されても、反射材料１０により反射して上方に送ることができる。また、上面５の面積が発光素子３０の底面の面積よりも大幅に小さいと発光素子３０を載置することに高い精度が要求される。そのため、上面５の面積は、発光素子３０の底面の面積に対して４０％以上、好ましくは５０％以上である。
なお、発光素子３０の中心は、発光素子実装部３の上面５の中心に相当するものであることが好ましいが、発光素子４０の中心が、発光素子実装部３の上面５の中心からずれていてもよい。ただし、平面視において、発光素子実装部３の上面５が発光素子３０に覆われて視認できない程度のズレであることが好ましい。
金属板１に形成された凸状の部分（上面５）には、発光素子を実装する代わりに、保護素子や半導体素子等を載置してもよく、何も載置しなくてもよい。
【００１９】
発光素子実装部３は、底面２から上面５までの高さが０．０１ｍｍ以上となるように形成されている。そして、発光素子実装部３の上面５までの高さが底面２から０．０３ｍｍ以上であることが好ましく、０．０５ｍｍ以上であることがより好ましい。また、発光素子実装部３の上面５は、底面２よりも０．０８ｍｍ以上高い位置に形成されることであってもよく、０．２ｍｍ以上であっても構わない。なお、発光素子実装部３の上面５の高さが底面２よりも所定の範囲を超えて高い位置に形成される場合、一回のエッチングあるいは１回のプレス加工等では形成できない場合は、複数回のエッチングやプレス加工等を行うことで形成することができる。金属板１の厚みは、特に限定されないが、０．５ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましく、１ｍｍ〜３ｍｍであることが更に好ましい。ここでの金属板１の厚みとは、金属板１の背面から、凸状の発光素子実装部３の上面５までをいう。
【００２０】
また、実装領域Ｅ１の広さは、形成される発光素子実装部３の数と間隔により予め設定される。実装領域Ｅ１は、ここでは、平面視において円形となるように形成されているが、その形状は矩形や楕円形等、特に限定されるものではない。なお、実装領域Ｅ１の周縁部６は、後記する配線２２が形成されるために、発光素子実装部３の上面５の高さと同等あるいは同等以上の高さで平坦に形成されている。
【００２１】
反射材料１０は、実装領域Ｅ１内において底面２及び発光素子実装部３の側面４の全面を覆うように形成される。反射材料１０は、発光素子３０からの光を上方に反射して送るために設けられている。そして、反射材料１０は、金属板１の反射率よりも高い反射率となるものが用いられている。反射材料１０の反射率は、可視光反射率で８０％以上であることが好ましい。発光素子３０からの光を反射することができるもので、金属板１の可視光反射率よりも高い材料となる母材として、例えば、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、アクリル樹脂の１種以上を含む樹脂又はハイブリッド樹脂等と、反射性物質とを用いて形成することができる。金属板１の可視光反射率よりも高い材料となる反射物質としては、酸化チタン、シリカ、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライトなどが挙げられる。なお、反射材料１０では、前記した母材中に反射物質を分散させることや、母材上に反射物質を分散させることで形成することとしてもよい。そして、反射物質としては、無機材料であることがより好ましい。
【００２２】
反射性物質等の含有量は、反射材料１０の光の反射量及び透過量等を変動させることができるため、得ようとする発光装置１００の特性等によって適宜調整することができる。反射材料１０は、例えば、反射性物質の含有量を３０ｗｔ％以上とすることが好ましい。
反射材料１０は、反射性に加え、放熱性を有する材料を用いてもよい。反射材料１０の熱伝導率は０．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上が好ましく、１Ｗ／ｍ・Ｋ以上がより好ましい。熱伝導率を高く設定することにより放熱性を向上させることができる。熱伝導率を上げる材料としては、窒化アルミニウム、窒化ホウ素が挙げられる。
【００２３】
なお、反射材料１０は、例えば、射出成形、ポッティング成形、樹脂印刷法、トランスファーモールド法、圧縮成形、グラビア印刷、インクジェット印刷、ディッピング、ディスペンス、スプレーコートなどで成形することができる。反射材料１０は、一例として、実装領域Ｅ１に柔らかい状態で発光素子実装部３の上面５と同等の高さになるまで充填し、乾燥で生じる、引け、により側面４から離れた位置では反射材料１０の高さを下げて形成することができる。あるいは、反射材料１０は、発光素子実装部３の側面４の全面と上面５の位置まで覆うようにして乾燥させ、上面５の反射材料１０を除去することで設けるようにしてもよい。このように反射材料１０の高さを発光素子実装部３の上面５よりも低くすることで、仮にダイボンド樹脂４０が発光素子実装部３の上面５からはみ出しとしても、発光素子３０の側面にダイボンド樹脂が付着することなく、発光素子３０の実装不良を低減することができる。また、反射材料１０が引けることにより、発光素子１０と反射材料１０との間に隙間ができ、発光素子１０の底面から出射された光を反射材料１０で効率良く反射させることができる。
【００２４】
回路基板２０は、発光素子３０と電気的な接続をする共に、外部との電気的な接続を行うためのものである。回路基板２０は、ここでは接着材を介して金属板１の周縁部６の上面に積層されている。回路基板２０は、外形が矩形に形成された絶縁性の基材２１と、基材２１上に形成される配線２２と、実装領域Ｅ１を囲むように形成した開口２５とを備えている。
回路基板２０の基材２１は、絶縁性を有している。基材２１は、例えば、ガラスエポキシ、樹脂、セラミックスなどの絶縁性部材、絶縁部材を形成した金属部材等が挙げられる。なかでも、基材２１の材料は、安価であるＢＴレジン、ガラスエポキシ、エポキシ系樹脂、ポリイミド等の絶縁性材料を用いることが好ましい。但し、耐熱性及び耐候性の高いセラミックスを利用することもできる。セラミックス材料としては、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライトなどが挙げられる。
【００２５】
配線２２は、基材２１上に形成され、発光素子３０からのワイヤ５０との接続を行うワイヤ接続部２３ａ，２４ａと、外部との接続を行う外部接続端子２３，２４とを備えている。配線２２の材料は、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、プラチナ、チタン、タングステン、パラジウム、鉄、ニッケル等の金属またはこれらを含む合金等によって形成することができる。また、配線２２は、電解めっき、無電解めっき、蒸着、スパッタ等によって形成できる。
ワイヤ接続部２３ａ，２４ａは、開口２５から離間して、開口２５の周縁に沿って半円弧の帯状にそれぞれ形成されている。そして、ワイヤ接続部２３ａ，２４ａは、端部同士を対向させて離間した状態で外部接続端子２３，２４のそれぞれに接続線を介して連続して形成されている。ワイヤ接続部２３ａ，２４ａは、所定の幅に形成され、ワイヤ５０が接続し易いように形成されている。
外部接続端子２３，２４は、平面視において４つの角部のうちの２つの角部にそれぞれ矩形に形成されている。この外部接続端子２３，２４は、一方がアノードあるいはカソードであることが分かるように、隣り合う位置において印をつけるようにしてもよい。外部接続端子２３，２４の形状は、矩形等、特に限定されるものではない。
【００２６】
回路基板２０と金属板１とは接着材１５により接合されている。
接着材１５は、金属板１の周縁部６あるいは回路基板２０の下面のいずれか一方又は両方に設けられることで回路基板２０と金属板１とを接合する。接着材１５は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂のような周知の接着材、熱可塑性又は熱硬化性樹脂の接着材、有機接着材、低融点ガラスの接着材などを用いることができる。なお、接着材１５は、無機系接着材であることがより好ましい。接着材１５は、無機系接着材であると、熱及び光で劣化し難いため、特に高輝度の光を照射する発光素子３０の近くで用いる場合に都合がよい。
また、回路基板２０の上面は、配線２２の部分を除き絶縁性の樹脂２６で被覆されていることが好ましい。また、被覆する樹脂２６は、光反射性に優れていることがさらに好ましい。被覆する樹脂２６は、例えば、反射材料１０で説明したもので絶縁性を有するものであれば用いることができる。回路基板２０の配線２２を除く周縁部６の部分に樹脂２６を設けることで、絶縁性の確保ができる。
【００２７】
金属板１と回路基板２０とが接合され反射材料１０が形成されることで実装基板１１が形成される。そして、実装基板１１は、発光素子３０及びワイヤ５０が設けられることで発光装置１００となる。なお、実装基板１１は、発光素子実装部３を互いに等間隔となるように実装領域Ｅ１に複数形成している。発光装置１００では、金属板１の実装領域Ｅ１に発光素子３０等を保護するための封止部材６０が形成される。
【００２８】
（発光素子）
発光素子３０は、例えばＬＥＤチップを用いることができる。また、発光素子３０は、同一の構成のものを複数設けることや、複数の種類の構成のものを設けるようにしてもよい。さらに、発光素子３０は、互いに異なる色の光を発光するものであってもよい。発光素子３０は、実装領域Ｅ１内の発光素子実装部３の上面５に１つずつ実装される。発光素子３０は、実装領域Ｅ１内に略均等な間隔で配置されていることで、発光装置１００の出射光の輝度ムラを抑えることができる。
【００２９】
発光素子３０は、シリコーン樹脂などの絶縁性のダイボンド樹脂４０を用いて、素子電極が設けられる面と反対側の面が発光素子実装部３の上面５に対向して設置される。また、発光素子３０は、発光素子実装部３に実装されたもの同士がワイヤ５０を用いて、直列あるいは並列に電気的に接続されている。発光素子３０の発光強度は、配線２２の電流又は電圧を制御することで変えることができる。なお、発光素子３０を２種類用いるときの発光強度は、配線間の電流又は電圧を制御することで変えることができるように構成される。発光素子３０の個数は、１個以上あればよい。発光素子３０の配置間隔は、略均等であることが好ましい。また、発光素子３０の電気的な接続方法は特に限定されず、複数個を１組以上に分けてそれぞれ直列接続されてもよく、並列接続又は並列接続と直列接続とを組み合わせて電気的に接続されてもよい。
【００３０】
発光素子３０は、サファイアなどの基板上にＧａＡｌＮ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮなどの半導体を発光層として形成させたものが用いられる。この内、紫外領域から可視光の短波長領域（３６０ｎｍ〜５５０ｎｍ）に発光ピーク波長を有する窒化物系化合物半導体素子を用いることができる。なお、可視光の長波長領域（５５１ｎｍ〜７８０ｎｍ）に発光ピーク波長を有する発光素子も用いることもできる。
【００３１】
発光素子３０を発光素子実装部３の上面５に設置するダイボンド樹脂４０としては、発光素子３０が発する光や熱によって変色や劣化が起き難い樹脂材料が好ましい。ダイボンド樹脂４０は、さらに、良好な透光性を有し、後記する封止部材６０の屈折率と同等以下が好ましい。ダイボンド樹脂４０の屈折率を封止部材６０の屈折率と同等以下にすることで、発光素子３０からダイボンド樹脂４０を介して出射される光が、ダイボンド樹脂４０と封止部材６０との界面で全反射されずに、効率的に外部に取出すことができる。このような樹脂材料としては、シロキサン骨格を有するシリコーン系のダイボンド樹脂が好ましい。シリコーン系のダイボンド樹脂としては、シリコーン樹脂、シリコーンハイブリッド樹脂、シリコーン変性樹脂が挙げられる。
【００３２】
ワイヤ５０は、発光素子３０のｎ側電極の外部接続部とｐ側電極の外部接続部との接続、あるいは、発光素子３０の外部接続部とワイヤ接続部２３ａ，２４ａとを電気的に接続するものである。また、ワイヤ５０は、保護素子を設ける場合にはその保護素子の電極とも電気的に接続するためにも用いられる。
ワイヤ５０としては、Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ，Ａｇ又はこれらの何れかの金属を主成分とする合金を好適に用いることができる
なお、保護素子は、発光素子３０を静電放電から保護するために設けることが好ましい。保護素子としては、ツェナーダイオードを発光素子３０と並列に、かつ、逆極性に接続して用いることができる。また、保護素子として、バリスタ、抵抗、キャパシタなどを用いることもできる。
【００３３】
また、反射材料１０が設けられた実装領域Ｅ１には、封止部材６０が設けられることが好ましい（図４参照）。なお、封止部材６０は、周縁部６のワイヤ接続部２３ａ，２４ａ及びそのワイヤ接続部２３ａ，２４ａに接続しているワイヤ５０を覆うように封止部材６０を設けるようにすることがさらに好ましい。
封止部材６０は、発光素子３０やワイヤ５０などを覆う部材である。封止部材６０は設けなくともよいが、設けることで前記の封止した部材を水分やガスによる劣化や機械的な接触による損傷から保護することができる。封止部材６０は、例えば、発光素子３０が発する光の波長に対して良好な透光性を有することが好ましく、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いることができる。
封止部材６０として用いることができる材料は、特に限定されないが、良好な透光性を有することが好ましい。このような材料としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂材料、ガラスなどの無機材料を挙げることができる。
また、封止部材６０には、発光素子３０からの光を波長変換させる蛍光物質や、発光素子３０からの光を散乱させる光反射性物質を含有してもよい。
【００３４】
光反射性物質としては、絶縁性を有することが好ましく、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウムなどの粒子を用いることができる。
また、蛍光物質としては、発光素子３０からの光を吸収して異なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、アルミニウムガーネット系蛍光体等、蛍光物質として一般に使用されるものであればよい。
また、個々の発光素子３０上に蛍光物質を配置し、それを異なる蛍光物質入り封止部材６０で被覆してもよい。発光素子３０上への蛍光物質の配置は、蛍光物質の粒子を塗布したり、蛍光物質が含有された層やシートを貼り付けたり、することができる。これにより、種々の色味の発光装置を提供することができる。
【００３５】
以上のような構成を備える発光装置１００は、発光素子実装部３の側面４を覆うように反射材料１０が設けられていることと、反射材料１０の反射率が金属板１の反射率よりも高くなるように形成されている。そのため、発光装置１００は、発光素子３０からの一部の光が反射材料１０側に向かった場合でも効率的に反射して光を取出すことが可能となる。特に、発光素子実装部３の側面が斜面である場合に、より効率的に光を取出すことができる。また、発光装置１００では、発光素子実装部３の上面５の面積が発光素子３０の底面の面積の７０％以下である場合で、発光素子実装部３の側面４が傾斜面のときに、発光素子からの一部の光を反射材料１０から反射し易くなり、光取出し効率を向上させることが可能となる。
【００３６】
次に、発光装置１００の製造方法において以下に、図面を参照して説明する。図８は、実施形態に係る発光装置の製造方法を示すフローチャートである。
発光装置の製造方法は、ここでは、金属板１と回路基板２０とを準備する準備工程Ｓ１１と、金属板１と回路基板２０とを積層する積層工程Ｓ１２と、金属板１の実装領域Ｅ１に反射材料１０を設ける反射材料形成工程Ｓ１３と、発光素子実装部に発光素子を実装する発光素子実装工程Ｓ１４と、発光素子３０にワイヤ５０を設けるワイヤ接続工程Ｓ１５と、を主として行う。なお、発光装置の実装方法では、ワイヤ接続工程Ｓ１５の後に封止部材を実装領域Ｅ１に形成する封止部材形成工程Ｓ１６及び発光装置の集合体を個片化する個片化工程Ｓ１７を行う。なお、図１０Ａ〜図１０Ｈでは、金属板集合体Ａ１及び回路基板集合体Ｂ１において、１つの金属板１の部分と１つの回路基板２０の部分との状態を、一部を省略して模式的に示している。
【００３７】
（準備工程）
準備工程について、図９Ａ乃至図１０Ｂを用いて説明する。図９Ａは、実施形態に係る発光装置の製造方法において準備工程で用いられる回路基板集合体を一部省略して模式的に示す平面図、図９Ｂは、実施形態に係る発光装置の製造方法において準備工程で用いられる金属板集合体の一部を省略して模式的に示す平面図である。また、図１０Ａは、実施形態に係る発光装置の製造方法において金属板集合体のうちの１つの金属板に対応する部分を示す断面図、図１０Ｂは、実施形態に係る発光装置の製造方法において金属板集合体のうちの１つの金属板の部分についてエッチングして発光素子実装部を形成した状態を模式的に示す断面図である。
準備工程Ｓ１１では、実質的には、金属板１を複数形成した金属板集合体Ａ１と、回路基板２０を複数形成した回路基板集合体Ｂ１とをそれぞれ準備する。金属板１の金属板集合体Ａ１を準備する場合、ここでは、一定の厚みの金属の板、例えば銅合金板にマスクを設けてエッチングする。金属板集合体Ａ１は、複数の実装領域Ｅ１及び周縁部６に対応する部分がエッチングにより形成された状態となる。また、回路基板集合体Ｂ１は、基材２１上に配線２２が形成された１つの回路基板２０となる領域を複数備えている。回路基板２０の回路基板集合体Ｂ１を準備する場合、基材２１となる領域を複数形成できる基材板Ｃ１に、その領域ごとに配線２２を形成する。基材板Ｃ１は、配線２２が形成された後に配線以外の周縁部６の上面を被覆する樹脂２６が設けられる。そして、基材板Ｃ１は、金属板１の実装領域Ｅ１に対応する位置を切断して開口２５をそれぞれ形成することで回路基板集合体Ｂ１が準備される。
【００３８】
（積層工程）
積層工程について、図１０Ｃを用いて説明する。図１０Ｃは、実施形態に係る発光装置の製造方法において金属板集合体及び回路基板集合体のうちの１つの金属板及び回路基板に対応する部分を積層した状態を模式的に示す断面図である。
次に、積層工程Ｓ１２では、準備工程Ｓ１１において準備した金属板１を複数有する金属板集合体Ａ１と回路基板２０を複数有する回路基板集合体Ｂ１とを接着材１５を介して接着する。なお、積層工程Ｓ１２において接着材１５を介して接着した後に、接着材１５の種類により加熱工程あるいは紫外線照射工程を行って接着材１５を硬化させる工程を行ってもよい。
【００３９】
（反射材料形成工程）
反射材料形成工程について、図１０Ｄを用いて説明する。図１０Ｄは、実施形態に係る発光装置の製造方法において金属板集合体のうちの１つの金属板の実装領域に反射材料を形成した状態を模式的に示す断面図である。
反射材料形成工程Ｓ１３では、金属板集合体Ａ１と回路基板集合体Ｂ１とが積層された後に、それぞれの金属板１の実装領域Ｅ１に反射材料１０を設ける。反射材料形成工程Ｓ１３では、反射材料１０を、例えば、スプレーコートあるいは印刷方法等により実装領域Ｅ１の底面２及び発光素子実装部３の側面４の全面を覆うように形成する。反射材料１０は、乾燥させることで部材に、引け、を生じさせ、隣り合う発光素子実装部３の側面４の間となる部分を凹ませている。このような凹みが形成されることで反射材料１０は、光取出し面側に光を反射し易くなる。
【００４０】
なお、反射材料１０を設ける場合に、底面２、発光素子実装部３の側面４及び上面５まで被覆するように設けた後に、発光素子実装部３の上面５の反射材料を除去することとしてもよい。図１０Ｅは、実施形態に係る発光装置の製造方法において実装基板集合体のうちの１つの金属板の実装領域に形成した発光素子実装部の上面の反射材料を除去した状態を模式的に示す断面図である。上面５の反射材料を除去する場合には、研磨加工又は切削加工を行う。そして、研磨加工又は切削加工を行った後には、研磨くず又は切削くずを洗浄作業等で除去する作業を行うことが好ましい。
反射材料１０は、金属板１の可視光反射率よりも高いので、底面２及び発光素子実装部３の側面４の全面に設けることにより、発光素子３０からの光を反射して取出す効率を高めることができる。反射材料１０が実装領域Ｅ１に形成されることで、実装基板１１の実装基板集合体が形成される。反射材料１０が形成されることで、実装基板１１を多数う有する実装基板集合体が形成される。
【００４１】
（発光素子実装工程）
発光素子実装工程について、図１０Ｆを用いて説明する。図１０Ｆは、実施形態に係る発光装置の製造方法において実装基板集合体のうちの１つの実装領域の発光素子実装部に発光素子を実装した状態を模式的に示す断面図である。
発光素子実装工程Ｓ１４では、発光素子実装部３の上面５にダイボンド樹脂４０を介して発光素子３０を実装する。発光素子実装工程Ｓ１４では、発光素子実装部３の上面５の面積が発光素子３０の下面の面積より小さく（例えば４０％以上）形成されている。ここでは、発光素子３０は、その中心が上面５の中心と一致し、発光素子３０の下面の周縁が上面５から外側にはみ出した状態で発光素子実装部３の上面５に設置される。
【００４２】
（ワイヤ接続工程）
ワイヤ接続工程について、図１０Ｇを用いて説明する。図１０Ｇは、実施形態に係る発光装置の製造方法において実装基板集合体のうちの１つの金属板発光素子にワイヤを接続した状態を模式的に示す断面図である。
ワイヤ接続工程Ｓ１５では、発光素子実装部３の上面５に設けられた発光素子３０にワイヤ５０を接続する。ワイヤ５０は、ここでは、予め設定された発光素子３０のグループがワイヤ接続部２３ａ，２４ａに直列に接続され、各グループが互いに並列となるように接続されている。なお、ワイヤ５０を発光素子３０に設ける場合に、並列接続とは、隣り合う発光素子３０におけるｐ電極同士又はｎ電極同士がワイヤ５０によって電気的に接続された状態を意味している。
【００４３】
（封止部材形成工程）
封止部材形成工程について、図１０Ｈを用いて説明する。図１０Ｈは、実施形態に係る発光装置の製造方法において実装基板集合体のうちの１つの実装領域に封止部材を形成した状態を模式的に示す断面図である。
封止部材形成工程Ｓ１６は、金属板１上に枠体２７を形成した後、金属板１の実装領域Ｅ１内に封止部材６０を形成することで、実装領域Ｅ１内に配置されている発光素子３０やワイヤ５０等を封止する工程である。枠体２７は、光反射性物質を含有した樹脂を用いることが好ましい。枠体２７は、反射材料１０と同様の材料を用いてもよく、例えば、酸化チタンやシリカなどの光反射性物質を高濃度に分散させたシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などを用いることができる。枠体２７は、回路基板２０上に樹脂を環状となるよう滴下し硬化することで形成することができる。また、枠体２７はワイヤを覆っていないため、環状の成形体を形成した後、接着材で枠体２７を回路基板２０に貼り付けることもできる。封止部材形成工程Ｓ１６では、溶融状態の封止部材６０が、例えば、ポッティングにより、実装領域Ｅ１内に充填される。また、封止部材６０は、実装領域Ｅ１において中央を周縁よりも高く形成することでレンズの役割ができるようにも形成することができる。
【００４４】
（個片化工程）
封止部材形成工程Ｓ１６の後に個片化工程Ｓ１７が行われる。
個片化工程Ｓ１７は、発光装置１００ごとに、金属板集合体Ａ１において予め設定されている接続線に沿って切断作業が行われることで、個々の発光装置１００を形成する工程である。個片化工程Ｓ１７では、予め設定されている切断部分を、切断装置を使用して切断することで、発光装置１００ごとに個片化している。
【００４５】
以上説明したように、準備工程Ｓ１１〜反射材料形成工程Ｓ１３を行うことで実装基板１１を複数有する実装基板集合体が形成される。また、準備工程Ｓ１１〜ワイヤ接続工程Ｓ１５を含み、個片化工程Ｓ１７を行うことで発光装置１００を製造することができる。
【００４６】
なお、以上説明した実装基板１１あるいは発光装置１００では、前記した各構成に限定されるものではなく、例えば、以下に示す構成であってもよい。図１１は、実施形態に係る発光装置において金属板の変形例について一部を模式的に示す断面図である。
例えば、金属板１の底面２から一体に形成される発光素子実装部３は、エッチングにより形成される例として説明したが、図１１に示すように、プレス加工等により金属板１Ａをプレスして底面２Ａから延びた高い位置に発光素子実装部３Ａを突出させて形成してもよい。金属板１Ａは、金属の薄板を加工することで形成する以外は、前記した実装基板１１及び発光装置１００と変わらない構成となる。
【００４７】
また、発光素子実装部３，３Ａは、上面５，５Ａが、金属板１，１Ａとは異なる材料で鍍金されていてもよい。鍍金する金属は、例えば、金属板１，１Ａよりも可視光反射率が高い材料が使用されることが望ましい。具体的には、金属板１，１Ａに加工性が高い銅あるいは銅合金等の金属材料を使用し、鍍金する金属材料として反射率が銅合金等よりも高いアルミニウムあるいはアルミニウム合金や、銀あるいは銀合金等を使用することとしてもよい。金属板１，１Ａの金属の材質と鍍金する金属の材質を変えることで、設計の幅を広げることができる。
【００４８】
また、実装領域Ｅ１は、発光素子実装部３を等間隔で形成するとして説明したが、発光装置１００が使用される用途等により発光素子実装部３の配置を適宜変えて形成する構成としてもよい。そして、実装領域Ｅ１の平面視形状は、円形に限定されるものではなく、例えば、矩形、矩形の角を曲線に形成した形状、楕円形等であってもよい。
なお、発光素子３０を複数の種類、例えば、２つの種類、３つの種類、あるいは、４つの種類を使用してもよく、各発光素子３０の種類ごとに実装する領域を決めて発光素子実装部３に実装する構成としてもよい。また、発光素子３０を複数使用してその種類ごとに制御するには、種類ごとに配線２２を独立して有することとすればよい。
【００４９】
さらに、異なる実施形態として、図１２を用いて説明する。図１２は、実施形態に係る実装基板及び発光装置の変形例を模式的に示す断面図である。この変形例は、枠体の形状が異なる以外は上述とほぼ同じである。
上述の封止部材形成工程において、ワイヤ接続部２３ａ，２４ａ及びワイヤ５０の一部を覆うように、光反射性物質を含有した樹脂を用いて滴下又は射出にて枠体２７ａを形成する。ワイヤ接続部２３ａ、２４ａを枠体２７ａで覆っており、かつ、枠体２７ａを所定の厚み及び高さにすることができるため、発光素子３０からの光取り出し効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１，１Ａ      金属板
２，２Ａ      底面
３，３Ａ      発光素子実装部
４      側面
５      上面
６      周縁部
１０    反射材料
１１    実装基板
１５    接着材
２０    回路基板
２１    基材
２２    配線
２３    外部接続端子
２３ａ  ワイヤ接続部
２５    開口
２６    樹脂
２７，２７ａ    枠体
２９    凹部
３０    発光素子
４０    ダイボンド樹脂
５０    ワイヤ
６０    封止部材
１００  発光装置
Ａ１    金属板集合体
Ｂ１    回路基板集合体
Ｃ１    基材板
Ｅ１    実装領域
Ｓ１１  準備工程
Ｓ１２  積層工程
Ｓ１３  反射部材形成工程
Ｓ１４  発光素子実装工程
Ｓ１５  ワイヤ接続工程
Ｓ１６  封止部材形成工程
Ｓ１７  個片化工程
【図１】
2019117818.tif 000003
【図２】
2019117818.tif 000004
【図３】
2019117818.tif 000005
【図４】
2019117818.tif 000006
【図５】
2019117818.tif 000007
【図６】
2019117818.tif 000008
【図７】
2019117818.tif 000009
【図８】
2019117818.tif 000010
【図９Ａ】
2019117818.tif 000011
【図９Ｂ】
2019117818.tif 000012
【図１０Ａ】
2019117818.tif 000013
【図１０Ｂ】
2019117818.tif 000014
【図１０Ｃ】
2019117818.tif 000015
【図１０Ｄ】
2019117818.tif 000016
【図１０Ｅ】
2019117818.tif 000017
【図１０Ｆ】
2019117818.tif 000018
【図１０Ｇ】
2019117818.tif 000019
【図１０Ｈ】
2019117818.tif 000020
【図１１】
2019117818.tif 000021
【図１２】
2019117818.tif 000022