(57)【要約】【課題】優れた特性を有する発光装置、及びその製造方法を提供することを提供すること【解決手段】本発明にかかる発光装置１００は、ＬＥＤチップ１６が実装され、ＬＥＤチップ１６に給電する電極２２が設けられたＣＯＢ基板１０と、リードと、前記リードを覆う成型樹脂を有し、前記実装基板を保持するホルダと、を備えた発光装置１００であって、電極２２に対応する位置には、ホルダ３０に給電部３４が設けられ、給電部３４は、リード４２に到達する開口部３８と、開口部３８の周りに配置された段差部３９とを備え、開口部３８と段差部３９に配置された導電性接着剤４１を介して、ホルダ３０とＣＯＢ基板１０が接合され、導電性接着剤４１を介して、電極２２とリード４２とが接続されている【選択図】図７
2015119022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子が実装され、前記発光素子に給電する電極が設けられた実装基板と、
リードと、前記リードを覆う成型樹脂とを有し、前記実装基板を保持するホルダと、を備えた発光装置であって、
前記電極に対応する位置には、前記ホルダに給電部が設けられ、
前記給電部は、前記リードに到達する開口部と、前記開口部の周りに配置された段差部とを備え、
前記開口部と前記段差部に配置された導電性接着剤を介して、前記ホルダと前記実装基板が接合され、
前記導電性接着剤を介して、前記電極と前記リードとが接続されている発光装置。
【請求項２】
前記発光素子が設けられた発光部に対応する貫通穴が前記ホルダに設けられ、
前記段差部と前記貫通穴とを連通する連通部が設けられている請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記発光部には、前記発光素子を覆う封止材と、前記封止材の外周に設けられた壁部と、が設けられている請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記ホルダの前記実装基板側の面に設けられた凹部に、前記実装基板が配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記導電性接着剤が、熱硬化性樹脂と、前記熱硬化性樹脂に含まれた導電材料と、を備えている請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
発光素子が実装され、前記発光素子に給電する電極が設けられた実装基板と、
リードと、前記リードを覆う成型樹脂を有し、前記実装基板を保持するホルダと、を備えた発光装置の製造方法であって、
前記リードに到達する開口部と、前記開口部の周囲に設けられた段差部とを有するホルダを用意するステップと、
前記開口部から前記リード上に導電性樹脂を形成するステップと、
前記導電性樹脂を前記電極に接触させるステップと、
前記導電性樹脂を硬化して、前記ホルダと前記実装基板とを接合するステップと、を備える発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記導電性樹脂が、熱硬化性樹脂と、前記熱硬化性樹脂に含有された導電材料を含み、
接合するステップでは、前記導電性樹脂を加熱することで前記熱硬化性樹脂を硬化する請求項６に記載の発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記発光素子が設けられた発光部に対応する貫通穴が前記ホルダに設けられ、
前記段差部と前記貫通穴とを連通する連通部が設けられている請求項６、又は７に記載の発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記発光部には、前記発光素子を覆う封止材と、前記封止材の外周に設けられた壁部と、が設けられている請求項８に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記ホルダの前記実装基板側の面に設けられた凹部に、前記実装基板が配置されている請求項６〜９のいずれか１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】
本発明は、発光装置、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）タイプのＬＥＤ（ＬＩｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）モジュールが利用されている。例えば、特許文献１には、基板上にＬＥＤチップが実装された構造が開示されている。特許文献１のランプでは、ＣＯＢタイプの発光モジュールの全面に絶縁カラーが配置され、裏面に絶縁シートが配置されている。絶縁カラーには、発光モジュールの発光部が露出する開口部が設けられている。発光モジュールには、コネクタが設けられている。
【０００３】
特許文献２には、基板とＬＥＤチップとカバーとを備えた発光モジュールが開示されている。発光モジュールの前面には、配置孔、給電端子を有する給電アタッチメントが配置されている。給電端子は、配置孔に突出している。給電端子は、基板に設けられた面状電極部とレーザ溶接や抵抗溶接によって固定されている（段落００３６）。
【０００４】
特許文献３には、半導体デバイスを実装する基板と放熱板との固定構造が開示されている。基板と放熱板は接着剤で固定されている（図２）。放熱板には、基板用キャビティが形成されている。さらに基板用キャビティには接着剤のはみ出しを防止するために、接着剤用キャビティが形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−７７５７７５号公報
【特許文献２】特開２００７−３１７５８９号公報
【特許文献３】特開２００１−２７４３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、ＣＯＢタイプの発光装置では、給電、固定、及び絶縁機能を果たすために、ホルダが使用されている。例えば、給電アタッチメントが発光モジュールを放熱体に取り付けるためのホルダとして利用されている。特許文献１、２では、給電のためにコネクタが用いられている。特許文献１では、コネクタが基板に実装されている。ホルダとなる絶縁体がコネクタ部分おいて切り欠かれている。したがって、基板全体をホルダで覆うことができず、絶縁特性が劣化するおそれがある。
【０００７】
特許文献２では、給電アタッチメントにコネクタ端子である給電部が設けられている。特許文献２では、給電端子と面状電極部の固定を溶接によって行っている。溶接時の加熱温度によって、給電アタッチメントの樹脂材料に変色等の特性劣化が生じてしまうおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、優れた特性を有する発光装置、及びその製造方法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】
【０００９】
本実施形態にかかる発光装置は、発光素子が実装され、前記発光素子に給電する電極が設けられた実装基板と、リードと、前記リードを覆う成型樹脂とを有し、前記実装基板を保持するホルダと、を備えた発光装置であって、前記電極に対応する位置には、前記ホルダに給電部が設けられ、前記給電部は、前記リードに到達する開口部と、前記開口部の周りに配置された段差部とを備え、前記開口部と前記段差部に配置された導電性接着剤を介して、前記ホルダと前記実装基板が接合され、前記導電性接着剤を介して、前記電極と前記リードとが接続されているものである。このようにすることで、沿面距離を長くすることができるため、絶縁性を高くすることができる。
上記の発光装置において、前記発光素子が設けられた発光部に対応する貫通穴が前記ホルダに設けられ、前記段差部と前記貫通穴とを連通する連通部が設けられていてもよい。このようにすることで、さらに絶縁性を高くすることができる。
上記の発光装置において、前記発光部には、前記発光素子を覆う封止材と、前記封止材の外周に設けられた壁部と、が設けられていてもよい。この構成によって、さらに絶縁性を高くすることができる。
上記の発光装置において、前記ホルダの前記実装基板側の面に設けられた凹部に、前記実装基板が配置されていてもよい。このようにすることで、実装基板を容易にホルダに取り付けることができる。
上記の発光装置において、前記導電性接着剤が、熱硬化性樹脂と、前記熱硬化性樹脂に含まれた導電材料と、を備えていてもよい。これにより、低い加熱温度で接合することができるため、発光装置の特性劣化を防ぐことができる。
【００１０】
本実施の形態に係る発光装置の製造方法において、発光素子が実装され、前記発光素子に給電する電極が設けられた実装基板と、リードと、前記リードを覆う成型樹脂を有し、前記実装基板を保持するホルダと、を備えた発光装置の製造方法であって、前記リードに到達する開口部と、前記開口部の周囲に設けられた段差部とを有するホルダを用意するステップと、前記開口部から前記リード上に導電性樹脂を形成するステップと、前記導電性樹脂を前記電極に接触させるステップと、前記導電性樹脂を硬化して、前記ホルダと前記実装基板とを接合するステップと、を備えるものである。このようにすることで、沿面距離を長くすることができるため、絶縁性を高くすることができる。
上記の製造方法において、前記導電性樹脂が、熱硬化性樹脂と、前記熱硬化性樹脂に含有された導電材料を含み、接合するステップでは、前記導電性樹脂を加熱することで前記熱硬化性樹脂を硬化するようにしてもよい。これにより、低い加熱温度で接合することができるため、発光装置の特性劣化を防ぐことができる。
上記の製造方法において、前記発光素子が設けられた発光部に対応する貫通穴が前記ホルダに設けられ、前記段差部と前記貫通穴とを連通する連通部が設けられていてもよい。このようにすることで、さらに絶縁性を高くすることができる。
上記の製造方法において、前記発光部には、前記発光素子を覆う封止材と、前記封止材の外周に設けられた壁部と、が設けられていてもよい。この構成によって、さらに絶縁性を高くすることができる。
上記の製造方法において、前記ホルダの前記実装基板側の面に設けられた凹部に、前記実装基板が配置されていてもよい。これにより、低い加熱温度で接合することができるため、発光装置の特性劣化を防ぐことができる。このようにすることで、実装基板を容易にホルダに取り付けることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、優れた特性を有する発光装置、及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１にかかる発光装置の構成を示す分解斜視図である。
【図２】ホルダの構成を示す背面図である。
【図３】ホルダの給電部の構造を拡大して示す背面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】発光装置の製造工程断面図である。
【図７】発光装置の製造工程断面図である。
【図８】段差部を有する構成において、沿面距離を説明するための断面図である。
【図９】段差部を有していない構成において、沿面距離を説明するための断面図である。
【図１０】発光装置をヒートシンクに取り付けた構造を示す断面図である。
【図１１】変形例１にかかるホルダの構成を示す背面図である。
【図１２】変形例２にかかるホルダの構成を示す背面図である。
【図１３】変形例３にかかるホルダの構成を示す背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。
【００１４】
実施の形態１
本実施の形態にかかる発光装置は、例えば、ＣＯＢタイプのＬＥＤモジュールを備えている。すなわち、発光装置は、基板上に、ＬＥＤチップが実装された構成を有している。以下、図面を参照して実施の形態１に係る発光装置の構成について説明する。図１は、実施の形態１にかかる発光装置１００の構成を示す分解斜視図である。発光装置１００は、ＣＯＢ基板１０、ホルダ３０、シート５０、及びネジ６０を備えている。
【００１５】
以下、説明の明確化のため、適宜、ＸＹＺ３次元直交座標系を用いて説明する。図１において、＋Ｚ方向は発光装置１００からの光の射出方向を示している。ＸＹ平面は、Ｚ方向に垂直な平面である。ＣＯＢ基板１０がＸＹ平面に垂直に配置されている。また、図１の説明では、＋Ｚ方向を前面側、−Ｚ方向を背面側として説明する。
【００１６】
ＣＯＢ基板１０は、ＬＥＤチップ（図１では不図示）が実装された実装基板である。ＣＯＢ基板１０の前面に、ホルダ３０が配置されている。ＣＯＢ基板１０の背面にシート５０が配置されている。すなわち、ＣＯＢ基板１０は、ホルダ３０とシート５０との間に配置されている。
ＣＯＢ基板１０は矩形状に形成されている。ＣＯＢ基板１０は、発光部２０を有している。発光部２０は、ＣＯＢ基板１０の中心に配置される。発光部２０には、複数のＬＥＤチップが配置される。図１では、ＸＹ平面内において、発光部２０は、円形になっている。発光部２０の外側には、電極部２１が設けられている。電極部２１には、後述するように、給電のための電極が設けられている。ここでは、４つの電極部２１が、発光部２０の外周に沿って配置されている。４つの電極部２１が発光部２０を介して、対角に設けられている。電極部２１には、ＬＥＤチップに給電するための電極が設けられている。
【００１７】
ホルダ３０はＣＯＢ基板１０を周囲と絶縁するために、成型樹脂によって形成されている。後述するように、ホルダ３０には、ＬＥＤチップに給電するためにリードが設けられている。ホルダ３０は、リードフレームが成型樹脂によって覆われた構成を有している。ホルダ３０は、例えば、光反射率が９０％以上、融点２００℃以上の熱可塑性白色樹脂によって形成されている。ホルダ３０はＣＯＢ基板１０と接合して、ＣＯＢ基板１０を固定する。さらに、ホルダ３０がＣＯＢ基板１０の前面を覆うことで、ＣＯＢ基板１０を外部から絶縁する。
【００１８】
ホルダ３０には、発光部２０に対応する貫通穴３１を有している。すなわち、発光部２０は、貫通穴３１の内部に配置される。これにより、発光部２０が露出して、ＬＥＤチップからの光を外部に放出することができる。ホルダ３０には、２つの固定穴３２が形成されている。固定穴３２は、貫通穴３１の外側に配置される。ここでは、Ｘ方向において、２つの固定穴３２の間に、貫通穴３１が配置されている。ホルダ３０はＣＯＢ基板１０よりも大きくなっている。したがって、ホルダ３０は、貫通穴３１を除いて、ＣＯＢ基板１０の全体を覆うように配置されている。
【００１９】
ホルダ３０の前面には、コネクタ部３６が設けられている。コネクタ部３６はＬＥＤチップに給電するために設けられている。コネクタ部３６は、貫通穴３１よりも−Ｙ側に配置されている。コネクタ部３６が、図示しない外部コネクタと接続される。例えば、コネクタ部３６は、Ｙ方向に沿って設けられたガイド溝を有している。そして、外部コネクタをガイド溝に沿って、＋Ｙ方向に差し込む。こうすることで、コネクタ部３６に設けられたコンタクト（不図示）と外部コネクタのコンタクトが接触する。コネクタ部３６に設けられたコンタクトは、ホルダ３０のリードを介して、電極部２１の電極と導通する。これにより、ＬＥＤチップにコネクタ部３６から給電することができる。
【００２０】
シート５０は、ＴＩＭ（Thermal Interface Material）シートなどの熱伝導シートである。したがって、ＣＯＢ基板１０で発生した熱は、シート５０を介して、ヒートシンク等に放熱される。なお、ヒートシンク等は、シート５０の背面側に配置される。シート５０の外形は、ホルダ３０の外形と同等になっている。
【００２１】
シート５０には、固定穴５２が形成されている。ＸＹ平面において、固定穴５２は、固定穴３２と重複するように配置される。ＸＹ平面において、固定穴３２と固定穴５２は、ＣＯＢ基板１０の外側に配置される。そして、固定穴３２と固定穴５２には、ネジ６０が挿入される。ネジ６０は、ホルダ３０の前面側から固定穴３２、及び固定穴５２を貫通して、ヒートシンクや照明灯具（不図示）などに螺合する。こうすることで、発光装置１００を固定することができる。すなわち、ホルダ３０がＣＯＢ基板１０を保持する構造となる。
【００２２】
次に、ホルダ３０の構成について、図２を用いて説明する。図２は、ホルダ３０のＸＹ平面図である。なお、図２は、ＣＯＢ基板１０側から見た図を示している。すなわち、ホルダ３０のＣＯＢ基板１０側の接合面を示している。
【００２３】
ホルダ３０は、貫通穴３１、固定穴３２、凹部３３、給電部３４、連通部３５を備えている。ホルダ３０は、例えば、円盤状の樹脂成型品である。貫通穴３１は、上記のように、発光部２０を露出するために設けられている。ここでは、ホルダ３０の中心において、ほぼ円形の貫通穴３１が設けられている。
【００２４】
さらに、ホルダ３０には、ＣＯＢ基板１０を保持するための凹部３３が設けられている。凹部３３は、ＣＯＢ基板１０の外形と同等の大きさを有している。より具体的には、凹部３３は、ＣＯＢ基板１０の外形に対して、０，５ｍｍ程度大きくなっている。ここでは、ＣＯＢ基板１０が矩形であるため、凹部３３は矩形状に形成されている。凹部３３内にＣＯＢ基板１０に配置される。凹部３３を設けることで、容易にＣＯＢ基板１０をホルダ３０に取り付けることができる。なお、凹部３３の中心は、ホルダ３０の中心と一致している。
【００２５】
そして、ＸＹ平面において、凹部３３の内側に貫通穴３１が配置されている。ＸＹ平面において、凹部３３の外側には、２つの固定穴３２が設けられている。固定穴３２は、上記のように、ネジ６０が挿入される。
【００２６】
さらに、凹部３３の内側には、給電部３４が設けられている。給電部３４は、貫通穴３１の外周近傍に配置されている。給電部３４は、ＣＯＢ基板１０の電極部２１の電極と接続される。すなわち、ＸＹ平面において、給電部３４は、電極部２１と重複するように配置されている。
【００２７】
図２では、ホルダ３０には、４つの給電部３４が設けられている。４つの給電部３４は、貫通穴３１を介して対角に配置されている。すなわち、ホルダ３０の中心周りの周方向において、４つの給電部３４が等間隔に配置されている。そして、対向する２つの給電部３４の間に貫通穴３１が配置されている。貫通穴３１と給電部３４との間には、連通部３５が配置されている。連通部３５は、貫通穴３１と給電部３４とをつなげる溝である。
【００２８】
次に、給電部３４とその周辺構成について、図３〜図５を用いて説明する。図３は、ホルダ３０の給電部３４とその周辺を拡大して示すＸＹ平面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ断面図であり、図５はＶ−Ｖ断面図である。図４、図５において、上下方向がＺ方向、すなわち、ホルダ３０の厚さ方向となっている。また、図４、図５において、下側が、ＣＯＢ基板１０側となる。４つの給電部３４は、基本的に同じ構成となっているため、ここでは、１つの給電部３４について説明する。
【００２９】
図３に示すように、貫通穴３１の周辺には、給電部３４が配置されている。給電部３４は、開口部３８と段差部３９とを備えている。開口部３８は、円形となっている。段差部３９は、開口部３８の周囲に形成されている。開口部３８の外周全周に段差部３９が配置されている。さらに、給電部３４と貫通穴３１との間には、連通部３５が形成されている。
【００３０】
図４、図５に示すように、ホルダ３０は、リード４２と、成型樹脂４３とを備えている。そして、成型樹脂４３がリード４２を覆っている。成型樹脂４３は、給電部３４、及び連通部３５以外において、一定の厚さを有している。そして、給電部３４、及び連通部３５において、成型樹脂４３が薄くなっている。
【００３１】
まず、開口部３８、及び段差部３９について、図４を参照して説明する。図４に示すように、開口部３８は、リード４２を露出している。すなわち、開口部３８はリード４２に到達している。リード４２に到達する凹部を成型樹脂４３に設けることで、開口部３８が形成される。ホルダ３０のＣＯＢ基板１０側の表面に設けられた開口部３８によって、リード４２が露出する構成となる。換言すると、リード４２よりもＣＯＢ基板１０側の成型樹脂４３を除去することで、開口部３８が形成される。なお、リード４２は、上記したコネクタ部３６のコンタクトに接続されている。よって、リード４２を介して、ＣＯＢ基板１０に電圧を供給することが可能になる。
【００３２】
さらに、開口部３８の周りには段差部３９が設けられている。段差部３９では、成型樹脂４３の厚さが、給電部３４以外の箇所の厚さよりも薄くなっている。さらに、段差部３９では、成型樹脂４３の厚さが、開口部３８での厚さよりも厚くなっている。したがって、開口部３８の周りに段差が形成される。換言すると、段差部３９は、ホルダ３０のＣＯＢ基板１０側の表面と、リード４２の露出面との間の高さになっている。段差部３９では、ＣＯＢ基板１０側において、成型樹脂４３がリード４２を覆っている。
【００３３】
このように、リード４２の一部を露出させるとともに、成型樹脂４３に２段の段差を設けることで、給電部３４が形成される。開口部３８では、成型樹脂４３が最も薄くなっており、リード４２が露出している。段差部３９では開口部３８よりも成型樹脂４３が厚くなっている。段差部３９では、成型樹脂４３がリード４２を覆っている。給電部３４以外では、段差部３９よりも成型樹脂４３が厚くなっている。
【００３４】
次に、連通部３５について、説明する。図３、図５に示すように、段差部３９から貫通穴３１の間には、連通部３５が設けられている。連通部３５では、給電部３４以外の箇所よりも、成型樹脂４３が薄くなっている。連通部３５は、段差部３９から貫通穴３１まで延在して、段差部３９と貫通穴３１とを接続している。換言すると、連通部３５は、給電部３４から貫通穴３１まで到達する溝により構成されている。
【００３５】
このように、連通部３５は、段差部３９と貫通穴３１とを連通している。例えば、給電部３４から貫通穴３１までの間において、成型樹脂４３を薄くすることで、連通部３５が形成される。なお、ここでは、連通部３５と段差部３９において、成型樹脂４３の厚さが等しくなっているが、異なってもよい。また、連通部３５、及び段差部３９では、リード４２が露出していない
【００３６】
ホルダ３０の厚さは、２ｍｍ程度となっている。開口部３８の深さは、例えば、０．３〜０．５ｍｍ程度である。すなわち、開口部３８では、成型樹脂４３が、給電部３４以外よりも０．３〜０．５ｍｍ程度薄くなっている。ＸＹ平面において、開口部３８は、例えば、直径０．３〜０．５ｍｍ程度の円形となっている。段差部３９は、開口部３８の深さの半分程度となっている。すなわち、段差部３９では、成型樹脂４３が、給電部３４以外よりも０．１５〜０．２５ｍｍ程度薄くなっている。また、連通部３５においても、段差部３９と同様に、成型樹脂４３の厚さが０．１５ｍｍ〜０．２５ｍｍ程度薄くなっている。もちろん、上記の寸法は具体的な一例であり、本実施の形態は、上記の寸法に限られるものではない。
【００３７】
次に、発光装置１００の製造方法について、図６、及び図７を用いて説明する。図６、図７を用いて説明する。図６、及び図７は、発光装置１００の製造工程断面図であり、給電部３４とその周辺構成を拡大して図示している。以下、ＣＯＢ基板１０とホルダ３０とを接合する接合工程を中心に説明する。図６、及び図７において、下側が図１の背面側（−Ｚ側）になり、上側が図１の前面側（＋Ｚ側）になっている。
【００３８】
まず、図２〜図５に示したホルダ３０を用意する。また、ＬＥＤチップが実装されたＣＯＢ基板１０を用意する。図６に示すように、ＣＯＢ基板１０は、金属基板１１と絶縁層１２と電極２２とを備えている。金属基板１１の上に、絶縁層１２が形成されている。すなわち、絶縁層１２が金属基板１１を覆っている。そして、絶縁層１２の上に給電用の電極２２が形成されている。電極２２は、電極部２１に配置される。なお、ＣＯＢ基板１０にＬＥＤチップを実装する工程、及び構造等については、公知のものを用いることができるため、説明を省略する。
【００３９】
図６に示すように、ホルダ３０とＣＯＢ基板１０とを対向配置するとともに、開口部３８に導電性接着剤４１を配置する。導電性接着剤４１はＡｇペーストなどの導電性の接着剤である。より具体的には、導電性接着剤４１はエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂に、銀粉などの導電材料を混ぜ合わせたものである。開口部３８に充填された導電性接着剤４１は、リード４２と接触する。すなわち、開口部３８からリード４２上に導電性接着剤４１を塗布する。これにより、導電性ペーストである導電性接着剤４１が、リード４２上に形成される。
【００４０】
導電性接着剤４１は、成型樹脂４３の表面よりも突出している。すなわち、導電性接着剤４１は、成型樹脂４３よりもＣＯＢ基板１０側に突出するように開口部３８内に塗布される。開口部３８において、表面張力によって、導電性接着剤４１の形状が保持される。よって、導電性接着剤４１のリード４２と反対側の表面は、ほぼ球面状になっている。
【００４１】
ＣＯＢ基板１０の電極部２１では、電極２２が露出している。図６では、給電部３４と電極２２とが向かい合うように、ＣＯＢ基板１０とホルダ３０とが対向配置している。したがって、図６では、電極２２の真上に、導電性接着剤４１、及びリード４２が配置される。なお、導電性接着剤４１の塗布工程、ＣＯＢ基板１０とホルダ３０とを対向配置する工程の順番は特に限定されるものではない。例えば、ＣＯＢ基板１０とホルダ３０とを対向配置した後に、導電性接着剤４１を塗布してもよく、その逆でもよい。あるいは、ＣＯＢ基板１０とホルダ３０とを対向配置させている間に、導電性接着剤４１を塗布してもよい。
【００４２】
そして、図６に示す状態から、ホルダ３０とＣＯＢ基板１０とを近づけていき、図２で示した凹部３３にＣＯＢ基板１０をはめ込む。すると、導電性接着剤４１のＣＯＢ基板１０側に突出した部分が、電極２２又は絶縁層１２と接触して、押しつぶされる。これにより、図７のように、導電性接着剤４１が変形する。リード４２と電極２２とが導電性接着剤４１を介して導通する。ここでは、開口部３８、及び段差部３９内に導電性接着剤４１が配置される。そして、ＣＯＢ基板１０が凹部３３にはめ込まれた状態で、導電性接着剤４１を加熱することで、ＣＯＢ基板１０とホルダ３０とが接合される。導電性接着剤４１を硬化することで、ＣＯＢ基板１０がホルダ３０に固定される。図７では、絶縁層１２と成型樹脂４３との間に微小な隙間が設けられた状態で、導電性接着剤４１が、ホルダ３０とＣＯＢ基板１０とを固定している。
【００４３】
ＣＯＢ基板１０とホルダ３０との接合が完了した状態において、導電性接着剤４１は、開口部３８を覆っている。さらに、導電性接着剤４１は、段差部３９からはみ出さないように形成される。すなわち、導電性接着剤４１の塗布量は、開口部３８、及び段差部３９の大きさに応じて決定されている。換言すると、開口部３８、及び段差部３９は、導電性接着剤４１の量に応じた大きさを有している。これにより、接合時における導電性接着剤４１のはみ出し量を制御することで、沿面距離を長くすることができる。したがって、接合により、導電性接着剤４１が広がった場合でも、絶縁性を高くすることができる。
【００４４】
以下、導電性接着剤４１のはみ出し量と、沿面距離について、図８、図９を用いて説明する。図８は、段差部３９を設けた構成を示す断面図であり、図９は、段差部３９を設けていない構成を示す断面図である。図８、及び図９では右側がＣＯＢ基板１０の側端面となっている。ＣＯＢ基板１０の側端面では、金属基板１１が露出している。このため、図８、及び図９は、導電性接着剤４１の縁からＣＯＢ基板１０の側端面までの距離を沿面距離Ｄとしている。また、図８、及び図９では、絶縁層１２と成型樹脂４３との間の隙間を隙間Ｇとして示している。
【００４５】
図８、図９に示すように、ホルダ３０の凹部３３には、ＣＯＢ基板１０がはめ込まれている。凹部３３内に配置されたＣＯＢ基板１０の電極２２が導電性接着剤４１を介して、リード４２と接続している。段差部３９を設けた構成では、導電性接着剤４１が開口部３８、及び段差部３９に配置される。したがって、導電性接着剤４１が開口部３８、及び段差部３９から大きくはみ出すのを防ぐことができる。換言すると、隙間Ｇにはみ出す導電性接着剤４１の量を少なくすることができる。したがって、導電性接着剤４１はみ出し量が少なくなり、沿面距離Ｄを長くすることができる。
【００４６】
一方、段差部３９が設けられていない構成では、図９に示すように、導電性接着剤４１が開口部３８から隙間Ｇにはみ出す量が多くなる。すなわち、開口部３８から溢れた導電性接着剤４１が隙間Ｇに沿って広がってしまう。したがって、導電性接着剤４１のはみ出し量が多くなり、沿面距離Ｄが短くなってしまう。このように、段差部３９を設けていない構成では、ＣＯＢ基板１０の側端面に向かって導電性接着剤４１が大量にはみ出すことになる。例えば、ＣＯＢ基板１０の背面側に導電性のヒートシンクが配置される構成では、導電性接着剤４１がヒートシンクと導通するおそれがある。すなわち、凹部３３から導電性接着剤４１が流出して、ヒートシンクと接触してしまうおそれがある。よって、絶縁性が低下してしまう。
【００４７】
本実施の形態では、開口部３８の周辺に段差部３９を設けている。こうすることで、導電性接着剤４１のはみ出し量を少なくすることができる。したがって、沿面距離Ｄを長くすることができ、絶縁性を向上することができる。例えば、製造ばらつきなどによって、隙間Ｇが想定以上に狭くなってしまうと、沿面距離Ｄがより短くなる可能性がある。このような場合でもあって、段差部３９を設けることで、沿面距離Ｄを確保することができる。よって、確実に絶縁することができ、優れた特性の発光装置１００を実現することができる。さらに、導電性接着剤４１のはみ出し量を少なくすることで、ＣＯＢ基板１０の外形を小さくすることができる。
【００４８】
さらに、本実施の形態では、ＣＯＢ基板１０とホルダ３０との接合に、導電性接着剤４１を用いている。導電性接着剤４１は、熱硬化性樹脂が導電材料を含有した構成を有している。導電性接着剤４１を用いることで、はんだ接合や溶接の場合よりも、加熱温度を低くすることができる。よって、加熱によるダメージを低減することができる。例えば、はんだ接合の場合、はんだ付け工程での温度が２６０℃程度になる。ホルダ３０の熱履歴が高くなると、ホルダ３０にダメージが生じるおそれがある。例えば、ホルダ３０の材料が黄変して、光反射率が低下してしまう場合がある。あるいは、加熱温度が高くなると、ＬＥＤチップの特性劣化が生じてしまい、光出力低下や色変化が生じたりすることがある。
【００４９】
これに対して、本実施の形態に示すように導電性接着剤４１を用いることで、はんだ接合と比べて低い熱履歴で製造が可能となる。例えば、本実施の形態では、導電性接着剤４１の熱硬化性樹脂を１５０℃、１５分で硬化させている。成型樹脂４３として、１５０℃に耐えうる樹脂材料を選定することで、特性劣化を防ぐことができる。よって、優れた特性の発光装置１００を実現することができる。成型樹脂４３には熱可塑性樹脂を用いることができる。例えば、成型樹脂４３としては、ＰＥＥＫ（ポリエーテル・エーテルケトン樹脂）、ＬＣＰ樹脂、シリコーン樹脂などの高耐熱性樹脂を用いることができる。もちろん、成型樹脂４３は、導電性接着剤４１の加熱工程での温度より高い耐熱温度を有するものであればよい。なお、ホルダ３０は、射出成型等により製造することができる。
【００５０】
また、本実施の形態では、段差部３９と貫通穴３１との間に、連通部３５を設けている。こうすることで、より絶縁性を高くすることができる。この点について、図１０を用いて説明する。図１０は、貫通穴３１とその周辺における発光装置１００の構成を示す断面図である。
【００５１】
図１０に示すように、ホルダ３０の貫通穴３１には、ＣＯＢ基板１０の発光部２０が配置されている。そして、ＣＯＢ基板１０の背面側には、シート５０が配置されている。シート５０の背面側には、ヒートシンク７０が配置されている。なお、図１に示したネジ６０が、ホルダ３０を貫通してヒートシンク７０に螺合される。よって、ホルダ３０がヒートシンク７０に固定される。したがって、ヒートシンク７０とホルダ３０の間に挟まれた状態で、ＣＯＢ基板１０が固定される。このように、ホルダ３０がＣＯＢ基板１０と接合して、ＣＯＢ基板１０を保持する。なお、ヒートシンク７０とＣＯＢ基板１０との間にあるシート５０を設けずに、ヒートシンク７０の上に、直接ＣＯＢ基板１０を配置してもよい。
【００５２】
まず、図１０を参照して、ＣＯＢ基板１０の構成について説明する。ＣＯＢ基板１０は、金属基板１１、絶縁層１２、接着剤１３、配線パターン１４、ダム材１５、ＬＥＤチップ１６、ワイヤ１７、及び封止樹脂１８を有している。メタルベースとなる金属基板１１の上に、絶縁層１２が形成されている。金属基板１１としては、Ａｌ又はＣｕ、あるいはこれらの合金が用いられている。
【００５３】
絶縁層１２は、例えば、白色樹脂によって形成されている。絶縁層１２としては、エポキシ樹脂、又はシリコーン樹脂などを用いることができる。絶縁層１２には、金属基板１１のほぼ全面に形成されている。
【００５４】
絶縁層１２の上には接着剤１３が形成されている。接着剤１３は、例えば、透明樹脂によって形成されている。接着剤１３としては、熱硬化性樹脂などを用いることができる。接着剤１３は、ＬＥＤチップ１６を基板１０に固着する。すなわち、ＬＥＤチップ１６は、接着剤１３を介して、基板１０上に実装されている。基板１０には、発光素子であるＬＥＤチップ１６が複数実装される。
【００５５】
また、絶縁層１２の上には、配線パターン１４が形成されている。配線パターン１４は、ＬＥＤチップ１６に給電するための給電端子となる。配線パターン１４は、ＬＥＤチップ１６と接続される。具体的には、ＬＥＤチップ１６の上面には、チップ電極１９が設けられており、チップ電極１９と配線パターン１４がワイヤ１７を介して接続される。ワイヤ１７は、発光部２０の最外周のＬＥＤチップ１６を配線パターン１４に接続する。ワイヤ１７の一端は、チップ電極１９とボンディングされ、他端は配線パターン１４とボンディングされる。配線パターン１４は、図６等で示した電極２２と接続している。
【００５６】
また、発光部２０の中央のＬＥＤチップ１６は、隣接するＬＥＤチップ１６と接続される。したがって、ワイヤ１７は、隣り合うＬＥＤチップ１６を接続する。ワイヤ１７は、隣接するＬＥＤチップ１６のチップ電極１９にボンディングされている。これにより、全てのＬＥＤチップ１６に電流を供給することができる。ワイヤ１７は、例えば、金線である。
【００５７】
ＬＥＤチップ１６は、封止樹脂１８によって封止されている。すなわち、封止樹脂１８が、複数のＬＥＤチップ１６、及びワイヤ１７を覆っている。封止樹脂１８は、例えば、蛍光体入りの透光性樹脂である。封止樹脂１８を設けることで、ＬＥＤチップ１６を湿気や外気から保護することができる。封止樹脂１８は、例えば、熱硬化性のシリコーン樹脂である。封止樹脂１８には、発光装置１００からの発光が所望の波長となるように蛍光体が含まれている。換言すると、封止樹脂１８が設けられている領域が、発光領域となる。
【００５８】
また、配線パターン１４の上には、ダム材１５が形成されている。ダム材１５は、封止樹脂１８の流出を防止するために設けられた壁部となる。例えば、製造工程中において、未硬化の封止樹脂１８が、ダム材１５によって堰き止められる。これにより、ダム材１５が発光部２０の外側に流出するのを防ぐことができる。ダム材１５としては、白色樹脂を用いることができる。ダム材１５は、配線パターン１４を覆っている。また、配線パターン１４は、ダム材１５で囲まれた領域の中に形成されていてもよい。
【００５９】
図１０では、ホルダ３０の成型樹脂４３と絶縁層１２との間の隙間に、導電性接着剤４１がはみ出した状態を示している。すなわち、図１０では、導電性接着剤４１がＣＯＢ基板１０の中心側にはみ出している。導電性接着剤４１が、貫通穴３１まではみ出したとしても、ダム材１５によって堰き止められる。ダム材１５が、配線パターン１４やワイヤ１７に導電性接着剤４１が接触するのを防ぐ。このように、導電性接着剤４１が中心側にはみ出したとしても、発光部２０における絶縁性が保たれる。例えば、製造ばらつきによって成型樹脂４３と絶縁層１２との隙間が狭くなったとしても、良好な絶縁特性を得ることができる。
【００６０】
貫通穴３１と給電部３４との間に連通部３５が設けられている。こうすることで、導電性接着剤４１がＣＯＢ基板１０の中心に向かってはみ出すことができる構成となっている。換言すると、ＣＯＢ基板１０の側端面に向かって導電性接着剤４１がはみ出す量を少なくすることができる。これにより、沿面距離が短くなるのを防ぐことができ、より絶縁性を向上することができる。また、ＣＯＢ基板１０の外形を小さくすることができるので、発光装置１００を小型化することができる。
【００６１】
このように、ホルダ３０とＣＯＢ基板１０とを接合して、一体化することで、発光装置１００が製造される。そして、開口部３８の周囲に段差部３９を設けることで、導電性接着剤４１のはみ出し量を少なくすることができる。これにより、沿面距離を長くすることができ、絶縁性を向上することができる。したがって、優れた特性の発光装置１００を実現することができる。
【００６２】
さらに、導電性樹脂４１を用いるため、はんだに比べて低い温度の加熱処理が、ＣＯＢ基板１０とホルダ３０を接合することができる。これにより、ホルダ３０やＬＥＤチップ１６の特性劣化を防ぐことができる。
【００６３】
また、給電部３４には貫通穴３１側に向かって連通部３５が設けられている。そして、ＣＯＢ基板１０では、配線パターン１４を覆うダム材１５が設けられている。したがって、導電性接着剤４１が中心に向かってはみ出した場合でも、ダム材１５によって堰き止められる。したがって、ＣＯＢ基板１０の側端面に向かってはみ出す導電性接着剤４１の量を少なくすることがきる。これにより、沿面距離が短くなるのを防ぐことができ、金属基板１１とヒートシンク７０との間の絶縁性を向上することができる。もちろん、ヒートシンク７０の代わりに、ホルダ３０が照明灯具などに取り付けられていてもよい。
【００６４】
上記の説明では、ホルダ３０に４つの給電部３４が設けられていたが、給電部３４の数、及び配置は、特に限定されるものではない。以下に給電部３４の変形例１〜３を図１１〜図１３に示す。図１１〜図１３は、変形例にかかるホルダ３０の構成を示す平面図である。図１１〜１３は、ホルダ３０のＣＯＢ基板１０側の面、すなわち、背面を示している。
【００６５】
変形例１
図１１に示す変形例１では、ホルダ３０が６つの給電部３４を備えている。すなわち、図２に示す構成に対して、２つの給電部３４が追加されている。給電部３４の数を多くすることで、確実にＣＯＢ基板１０を接合することができる。
【００６６】
変形例２
図１２に示す変形例２では、ホルダ３０の２つの給電部３４を備えている。２つの給電部３４が、Ｘ方向に沿って配列されている。２つの給電部３４は、ホルダ３０の中心を通るＹ方向の直線に対して、線対称に配置されている。２つの給電部３４は、ホルダ３０の中心よりも−Ｙ側に配置されている。
【００６７】
変形例３
図１３に示す変形例３では、ホルダ３０の２つの給電部３４を備えている。２つの給電部３４が、ホルダ３０の中心に対して、対角に配置されている。２つの給電部３４は、ホルダ３０の中心に対して、点対称に配置されている。
【００６８】
このように、給電部３４の数及び配置は特に限定されるものではない。もちろん、全ての給電部３４が、図３〜図５のように段差部３９を有していることが好ましいが、一部の給電部３４のみ段差部３９を有していてもよい。また、段差部３９は、開口部３８の全周に設けられていなくてもよい。すなわち、開口部３８の外周の一部のみに、段差部３９が設けられていてもよい。
【００６９】
上記の説明では、発光素子として、半導体発光素子であるＬＥＤチップ１６を用いたが、ＬＥＤチップ以外の発光素子を用いてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０  ＣＯＢ基板
１１  金属基板
１２  絶縁層
１３  接着剤
１４  配線パターン
１５  ダム材
１６  ＬＥＤチップ
１７  ワイヤ
１８  封止樹脂
１９  チップ電極
２０  発光部
２１  電極部
２２  電極
３０  ホルダ
３１  貫通穴
３２  固定穴
３３  凹部
３４  給電部
３５  連通部
３６  コネクタ部
３８  開口部
３９  段差部
４１  導電性接着剤
４２  リード
４３  成型樹脂
５０  シート
５２  固定穴
６０  ネジ
７０  ヒートシンク
１００  発光装置
【図１】
2015119022.tif 000003
【図２】
2015119022.tif 000004
【図３】
2015119022.tif 000005
【図４】
2015119022.tif 000006
【図５】
2015119022.tif 000007
【図６】
2015119022.tif 000008
【図７】
2015119022.tif 000009
【図８】
2015119022.tif 000010
【図９】
2015119022.tif 000011
【図１０】
2015119022.tif 000012
【図１１】
2015119022.tif 000013
【図１２】
2015119022.tif 000014
【図１３】
2015119022.tif 000015