(57)【要約】【課題】信頼性を高めた発光装置を提供する。【解決手段】本発明の実施形態によれば、放熱板と、半導体発光素子と、セラミック基板と第１及び第２金属層を有する実装基板部と、接合層と、を含む発光装置が提供される。前記セラミック基板は、前記放熱板と前記半導体発光素子との間に設けられる。前記実装基板部は、前記放熱板と前記セラミック基板との間において前記セラミック基板に接すし、前記放熱板側の第１面と、前記放熱板から前記半導体発光素子に向かう方向に対して垂直な平面と交差する側面と、を有する。前記接合層は、前記放熱板と前記第２金属層との間に設けられ、前記第１面を覆うとともに前記側面の一部と接するように、前記放熱板と前記第２金属層とを接合する。【選択図】図１
2015050303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱板と、
半導体発光素子と、
実装基板部であって、
前記放熱板と前記半導体発光素子との間に設けられたセラミック基板と、
前記半導体発光素子と前記セラミック基板との間に設けられた第１金属層と、
前記放熱板と前記セラミック基板との間において前記セラミック基板に接し、前記放熱板側の第１面と、前記放熱板から前記半導体発光素子に向かう方向に対して垂直な平面と交差する側面と、を有する第２金属層と、
を含む実装基板部と、
前記放熱板と前記第２金属層との間に設けられ、前記第１面を覆うとともに、前記側面の一部と接するように、前記放熱板と前記第２金属層とを接合する接合層と、
を備えた発光装置。
【請求項２】
前記接合層は、前記側面の厚さ方向の全体を覆っている請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記接合層の一部は、前記セラミック基板の第２主面の一部と接する請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記接合層は、
Ｓｎを含む第１接合金属膜と、
前記第１接合金属膜と前記第２金属層との間に設けられ前記第１面と前記側面とを覆いＮｉを含む第２接合金属膜と、
前記第１接合金属膜と前記第２接合金属膜との間に設けられＮｉ及びＳｎを含む第３接合金属膜をさらに含む請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項５】
前記第３接合金属膜は、前記側面に対して交差する方向に延在するＮｉＳｎ合金部を含む請求項４記載の発光装置。
【請求項６】
前記第３接合金属膜の側面は、前記第３接合金属膜の下面よりも厚い請求項４記載の発光装置。
【請求項７】
前記接合層は、Ｐｄ及びＡｕの少なくともをいずれかを含む請求項１〜６のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項８】
前記第１金属層は、
前記セラミック基板と前記半導体発光素子との間に設けられた銅層と、
少なくとも一部が前記銅層と前記半導体発光素子との間に設けられたＮｉ、Ｐｄ及びＡｕの少なくともいずれかを含むめっき層と、
を含む請求項１〜７のいずれか１つに記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、基板上に半導体発光素子が実装され、樹脂で封止された発光装置（Chip On Board）がある。このような発光装置において、信頼性を高めることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−８４７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、信頼性を高めた発光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、放熱板と、半導体発光素子と、セラミック基板と第１及び第２金属層を有する実装基板部と、接合層と、を含む発光装置が提供される。前記セラミック基板は、前記放熱板と前記半導体発光素子との間に設けられる。前記第２金属層は、前記放熱板と前記セラミック基板との間において前記セラミック基板に接し、前記放熱板側の第１面と、前記放熱板から前記半導体発光素子に向かう方向に対して垂直な平面と交差する側面と、を有する。前記接合層は、前記放熱板と前記第２金属層との間に設けられ、前記第１面を覆うとともに、前記側面の少なくとも一部と接し、前記放熱板と前記第２金属層とを接合する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の実施形態によれば、信頼性を高めた発光装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１（ａ）〜図１（ｃ）は、第１の実施形態に係る発光装置及び照明装置を例示する模式図である。
【図２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１の実施形態に係る発光装置を例示する模式的断面図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第２の実施形態に係る発光装置を例示する模式的断面図である。
【図４】第２の実施形態に係る発光装置を例示する模式的断面図である。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第３の実施形態に係る発光装置を例示する模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。  
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００９】
（第１の実施形態）  
図１（ａ）〜図１（ｃ）は、第１の実施形態に係る発光装置及び照明装置を例示する模式図である。  
図１（ａ）は平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ１−Ａ２線断面の一部を例示す断面図である。  
図１（ａ）及び図１（ｂ）に表したように、本実施形態に係る発光装置１１０は、ベース部材７１と、グリス層５３と、放熱板５１と、接合層５２と、実装基板部１５と、複数の半導体発光素子２０と、を含む。発光装置１１０は、例えば、照明装置２１０に用いられる。
【００１０】
ベース部材７１から実装基板部１５に向かう方向を積層方向（Ｚ軸方向）とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向とＸ軸方向とに対して垂直な方向をＹ軸方向とする。
【００１１】
ベース部材７１の上に、グリス層５３、放熱板５１、接合層５２、実装基板部１５、及び、複数の半導体発光素子２０が、この順で配置される。
【００１２】
すなわち、複数の半導体発光素子２０は、ベース部材７１と、Ｚ軸方向において離間する。実装基板部１５は、セラミック基板１０を含む。セラミック基板１０は、上面１０ｕｅを有する。セラミック基板１０には、例えば、セラミック、または、セラミックと樹脂の複合セラミックなどから形成される部材が用いられる。セラミックとしては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、ステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、ジルコン（ＺｒＳｉＯ４）、または、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）などが用いられる。セラミック基板１０は、ベース部材７１と複数の半導体発光素子との間に設けられる。放熱板５１は、ベース部材７１と実装基板部１５との間に設けられる。
【００１３】
図１（ｂ）に例示したように、接合層５２は、実装基板部１５と放熱板５１との間に設けられる。接合層５２は、実装基板部１５と放熱板５１とを接合する。
【００１４】
グリス層５３は、ベース部材７１と金属板５１との間に設けられる。グリス層５３は、金属板５１の熱をベース部材７１に伝達する。
【００１５】
以下、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示した発光装置１１０（及び照明装置２１０）の例について、説明する。
【００１６】
発光装置１１０において、発光部４０が設けられる。放熱板５１の上に、発光部４０が設けられる。放熱板５１と発光部４０との間に、接合層５２が設けられる。
【００１７】
本願明細書において、上に設けられる状態は、直接的に上に設けられる状態の他に、間に別の要素が挿入される状態も含む。
【００１８】
放熱板５１から発光部４０に向かう方向が積層方向に対応する。本願明細書において、積層される状態は、直接接して重ねられる状態の他に、間に別の要素が挿入されて重ねられる状態も含む。
【００１９】
放熱板５１は、例えば板状である。放熱板５１の主面は、例えば、Ｘ−Ｙ平面に対して実質的に平行である。放熱板５１の平面形状は、例えば矩形である。放熱板５１は、例えば、第１〜第４辺５５ａ〜５５ｄを有する。第２辺５５ｂは、第１辺５５ａから離間する。第３辺５５ｃは、第１辺５５ａの一端と、第２辺５５ｂの一端と、を接続する。第４辺５５ｄは、第３辺５５ｃと離間し、第１辺５５ａの他端と、第２辺５５ｂの他端と、を接続する。放熱板５１の平面形状のコーナ部は、曲線状でも良い。放熱板５１の平面形状は、矩形でなくても良く、任意である。
【００２０】
放熱板５１には、例えば、銅やアルミニウムなどの金属材や、金属とセラミックの複合材などの基板が用いられる。放熱板５１の表面には、部材の酸化防止やはんだの濡れ性向上の観点から、Ｎｉめっきなどの別の金属層が形成されていても良い。
【００２１】
発光部４０は、光を放出する。それと同時に、発光部４０は熱を発生する。接合層５２は、発光部４０で発生した熱を、放熱板５１に効率良く伝導する。接合層５２には、例えば、はんだなどが用いられる。すなわち、接合層５２は、はんだを含む。例えば、接合層５２には、錫をベースにし、金、銀、銅、ビスマス、ニッケル、インジウム、亜鉛、アンチモン、ゲルマニウム及びシリコンのいずれかを少なくとも１種類以上含むはんだを用いることができる。例えば、ＳｎＡｇＣｕ合金などが用いられる。
【００２２】
発光部４０は、実装基板部１５と、発光素子部３５と、を含む。  
実装基板部１５は、セラミック基板１０と、第１金属層１１と、第２金属層１２と、を含む。
【００２３】
セラミック基板１０は、第１主面１０ａと、第２主面１０ｂと、を有する。第２主面１０ｂは、第１主面１０ａとは反対側の面である。放熱板５１は、セラミック基板１０の第２主面に対向している。換言すると、第２主面１０ｂは、放熱板５１側の面である。すなわち、第２主面１０ｂは、接合層５２の側の面である。
【００２４】
本願明細書において、対向している状態は、直接面している状態に加え、間に別の要素が挿入されている状態も含む。
【００２５】
第１主面１０ａは、実装領域１６を含む。例えば、実装領域１６は、第１主面１０ａの外縁１０ｒから離間している。この例では、実装領域１６は、第１主面１０ａの中央部分に設けられる。第１主面１０ａは、周辺領域１７をさらに含む。周辺領域１７は、実装領域１６の周りに設けられる。
【００２６】
セラミック基板１０は、例えば、アルミナを含む。セラミック基板１０には、例えば、アルミナを主成分とするセラミックが用いられる。高い熱伝導性と、高い絶縁性と、が得られる。高い信頼性が得られる。
【００２７】
第１金属層１１は、第１主面１０ａ上に設けられる。第１金属層１１は、複数の実装パターン１１ｐを含む。複数の実装パターン１１ｐは、実装領域１６に設けられる。複数の実装パターン１１ｐの少なくともいずれか２つ以上は、互いに離間している。例えば、複数の実装パターン１１ｐの少なくともいずれかは、島状である。複数の実装パターン１１ｐの２つは、互いに独立している。複数の実装パターン１１ｐは、例えば、第１実装パターン１１ｐａ及び第２実装パターン１１ｐｂなどを含む。
【００２８】
複数の実装パターン１１ｐのそれぞれは、例えば、第１実装部分１１ａと、第２実装部分１１ｂと、を含む。この例では、実装パターン１１ｐは、第３実装部分１１ｃをさらに含む。第３実装部分１１ｃは、第１実装部分１１ａと第２実装部分１１ｂとの間に設けられ、第１実装部分１１ａと第２実装部分１１ｂとを繋ぐ。これらの実装部分の例については、後述する。
【００２９】
第１金属層１１は、複数の実装パターン１１ｐを互いに接続する接続部４４をさらに含んでも良い。この例では、第１金属層１１は、第１コネクタ用電極部４５ｅと第２コネクタ用電極部４６ｅとをさらに含む。第１コネクタ用電極部４５ｅは、複数の実装パターン１１ｐの１つと電気的に接続される。第２コネクタ用電極部４６ｅは、複数の実装パターン１１ｐのその１つとは別の１つと電気的に接続される。例えば、１つの実装パターン１１ｐの一部の上に半導体発光素子２０が配置される。この半導体発光素子２０により、第１コネクタ用電極部４５ｅが、実装パターン１１ｐの１つと電気的に接続される。さらに、別の１つの実装パターン１１ｐの一部の上に半導体発光素子２０が配置される。この半導体発光素子２０により、第２コネクタ用電極部４６ｅが、別の１つの実装パターン１１ｐの１つと電気的に接続される。
【００３０】
この例では、発光部４０は、第１主面１０ａ上に設けられた第１コネクタ４５と、第２コネクタ４６と、をさらに含む。第１コネクタ４５は、第１コネクタ用電極部４５ｅと電気的に接続される。第２コネクタ４６は、第２コネクタ用電極部４６ｅと電気的に接続される。この例では、第１コネクタ用電極部４５ｅの上に、第１コネクタ４５が設けられている。第２コネクタ用電極部４６ｅの上に、第２コネクタ４６が設けられている。第１コネクタ４５と、第２コネクタ４６と、の間に発光素子部３５が配置される。これらのコネクタを介して、発光部４０に電力が供給される。
【００３１】
第２金属層１２は、第２主面１０ｂ上に設けられる。第２金属層１２は、第１金属層１１と電気的に絶縁されている。第２金属層１２の少なくとも一部は、Ｘ−Ｙ平面（第１主面１０ａに対して平行な第１平面）に投影したときに、実装領域１６と重なる。
【００３２】
図１（ｃ）は、発光装置１１０の一部を例示する透視平面図である。  
第２金属層１２は、外縁１０ｒから離れている。第２金属層１２の平面形状は、例えば矩形である。第２金属層１２は、第１〜第４辺１２ｉ〜１２ｌを有する。第２辺１２ｊは、第１辺１２ｉから離間する。第３辺１２ｋは、第１辺１２ｉの一端と、第２辺１２ｊの一端と、を接続する。第４辺１２ｌは、第３辺１２ｋと離間し、第１辺１２ｉの他端と、第２辺１２ｊの他端と、を接続する。各辺の交点、すなわちコーナ部は、曲線状（アール形状）でも良い。第２金属層１２の平面形状は、矩形でなくても良く、任意である。
【００３３】
このように、セラミック基板１０の上面（第１主面１０ａ）に第１金属層１１が設けられ、セラミック基板１０の下面（第２主面１０ｂ）に第２金属層１２が設けられる。
【００３４】
発光素子部３５は、セラミック基板１０の第１主面１０ａ上に設けられる。発光素子部３５は、複数の半導体発光素子２０と、波長変換層３１と、を含む。
【００３５】
この例では、複数の半導体発光素子２０はアレイ状に配置される。半導体発光素子２０は、例えば、略円形状に配置される。例えば、半導体発光素子２０は、略等ピッチで配置される。
【００３６】
複数の半導体発光素子２０は、第１主面１０ａ上に設けられる。複数の半導体発光素子２０のそれぞれは、光を放出する。半導体発光素子２０は、例えば窒化物半導体を含む。半導体発光素子２０は、例えば、ＩｎｙＡｌｚＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）を含む。ただし、実施形態において、半導体発光素子２０は任意である。
【００３７】
複数の半導体発光素子２０は、例えば、第１半導体発光素子２０ａ及び第２半導体発光素子２０ｂなどを含む。
【００３８】
複数の半導体発光素子２０のそれぞれは、複数の実装パターン１１ｐのうちのいずれかの実装パターン１１ｐと、複数の実装パターン１１ｐのうちの上記のいずれかの隣の別の実装パターン１１ｐと、電気的に接続されている。
【００３９】
例えば、第１半導体発光素子２０ａは、複数の実装パターン１１ｐのうちの第１実装パターン１１ｐａと、第２実装パターン１１ｐｂと、電気的に接続されている。第２実装パターン１１ｐｂは、第１実装パターン１１ｐａの隣の別の実装パターン１１ｐに相当する。
【００４０】
例えば、複数の半導体発光素子２０のそれぞれは、第１導電形の第１半導体層２１と、第２導電形の第２半導体層２２と、発光層２３と、を含む。例えば、第１導電形はｎ形であり、第２導電形はｐ形である。第１導電形がｐ形であり、第２導電形がｎ形でも良い。
【００４１】
第１半導体層２１は、第１の部分（第１半導体部分２１ａ）と、第２の部分（第２半導体部分２１ｂ）と、を含む。第２半導体部分２１ｂは、積層方向（放熱板５１から発光部４０に向かうＺ軸方向）に対して交差する方向（例えば、Ｘ軸方向）において、第１半導体部分２１ａと並ぶ。
【００４２】
第２半導体層２２は、第２半導体部分２１ｂと実装基板部１５との間に設けられる。発光層２３は、第２半導体部分２１ｂと第２半導体層２２との間に設けられる。  
半導体発光素子２０は、例えば、フリップチップ型のＬＥＤである。
【００４３】
例えば、第１半導体層２１の第１半導体部分２１ａが、実装パターン１１ｐの第１実装部分１１ａと対向している。第２半導体層２２が、実装パターン１１ｐの第２実装部分１１ｂと対向している。第１半導体層２１の第１半導体部分２１ａは、実装パターン１１ｐと電気的に接続される。第２半導体層２２は、別の実装パターン１１ｐと電気的に接続される。この接続には、例えば、電気伝導率及び熱伝導率が高いはんだや金バンプなどが用いられる。この接続は、例えば、金属溶融はんだ接合により行われる。または、この接続は、例えば、金バンプを用いた超音波熱圧着法により行われる。
【００４４】
すなわち、例えば、発光素子部３５は、第１接合金属部材２１ｅと、第２接合金属部材２２ｅと、をさらに含む。第１接合金属部材２１ｅは、第１半導体部分２１ａと、いずれかの実装パターン１１ｐ（例えば第１実装部分１１ａ）と、の間に設けられる。第２接合金属部材２２ｅは、第２半導体層２２と、別の実装パターン１１ｐ（例えば、第２実装パターン１１ｐｂ）と、の間に設けられる。第１接合金属部材２１ｅ及び第２接合金属部材２２ｅの少なくともいずれかは、はんだ、または、金バンプを含む。これにより、第１接合金属部材２１ｅ及び第２接合金属部材２２ｅのそれぞれの断面積（Ｘ−Ｙ平面で切断したときの断面積）を大きくできる。これにより、第１接合金属部材２１ｅ及び第２接合金属部材２２ｅを介して、熱を効率良く、実装基板部１５に伝えることができ、放熱性が高まる。
【００４５】
例えば、半導体発光素子２０と実装基板部１５との間に、別の金属層を設けても良い。これにより、第１の金属層の酸化を抑制したり、はんだとの濡れ性を高めたりすることができる。この金属層は、半導体発光素子２０及び実装パターン１１ｐと電気的に接続されない。この金属層は回路に関係しない。
【００４６】
波長変換層３１は、複数の半導体発光素子２０の少なくとも一部を覆う。波長変換層３１は、複数の半導体発光素子２０から放出される光（例えば第１光）の少なくとも一部を吸収し、第２光を放出する。第２光の波長（例えばピーク波長）は、第１光の波長（例えばピーク波長）とは、異なる。波長変換層３１には、例えば、蛍光体などの複数の波長変換粒子と、複数の波長変換粒子が分散された光透過性樹脂と、を含む。第１光は、例えば青色光を含む。第２光は、第１光よりも波長が長い光を含む。第２光は、例えば、黄色光及び赤色光の少なくともいずれかを含む。
【００４７】
この例では、発光素子部３５は、反射層３２をさらに含む。反射層３２は、Ｘ−Ｙ平面内で波長変換層３１を囲む。反射層３２には、例えば、金属酸化物などの複数の粒子と、その粒子が分散された光透過性樹脂と、を含む。金属酸化物などの粒子は、光反射性を有する。この金属酸化物などの粒子として、例えば、ＴｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の少なくともいずれか用いることができる。反射層３２を設けることで、半導体発光素子２０から放出された光が、積層方向に沿った方向（例えば上方向）に沿って効率良く出射できる。
【００４８】
発光部４０は、例えば、チップオンボード（ＣＯＢ）型のＬＥＤモジュールである。
【００４９】
本実施形態においては、発光素子部３５（複数の半導体発光素子２０）から放出される光の光束発散度は、１０ｌｍ／ｍｍ２（ルーメン/平方ミリメートル）以上、１００ｌｍ／ｍｍ２以下である。望ましくは、２０ｌｍ／ｍｍ２以上である。すなわち、本実施形態においては、発光素子部３５から放出される光の発光面積に対する比（光束発散度）が、非常に高い。本願明細書においては、発光面積は、実質的に実装領域１６の面積に対応する。
【００５０】
本実施形態に係る発光装置１１０は、例えば、投光器などの照明装置２１０に利用される。
【００５１】
グリス層５３には、液体状または固体状の潤滑油（グリス）などが用いられる。グリス層５３には、例えば、絶縁性を有する潤滑油（絶縁性グリス）や、導電性を有する潤滑油（導電性グリス）などを用いても良い。絶縁性グリスは、例えば、シリコーンと、そのシリコーンに分散されたセラミック粒子と、を含む。導電性グリスは、例えば、シリコーンと、そのシリコーンに分散された金属粒子と、を含む。導電性グリスにおいては、例えば、絶縁性グリスよりも高い熱伝導率が得られる。例えば、発光素子部３５の熱は、グリス層５３により、ベース部材７１に伝導されて、放熱される。
【００５２】
本実施形態に係る発光装置１１０においては、例えば、放熱板５１をＸ−Ｙ平面に投影したときに、放熱板５１は、実装領域１６の面積の５倍以上の面積を有する。すなわち、本実施形態においては、実装領域１６の面積に対して、放熱板５１の面積が非常に大きく設定されている。これにより、実装領域１６の上に設けられた発光素子部３５で生じる熱を、面積の大きい放熱板５１により、面内方向（Ｘ−Ｙ面内方向）に広げる。そして、面内方向に拡がった熱が、例えば、ベース部材７１に向けて、伝達され、効率良く放熱される。
【００５３】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１の実施形態に係る発光装置を例示する模式図である。  
図２（ａ）は、第１の実施形態に係る発光装置の第２金属層１２の側面付近を例示する模式的断面図である。  
図２（ａ）は、放熱板５１の上に設けられたセラミック基板１０を例示している。  
図２（ａ）に例示したように、セラミック基板１０の下面（第２主面１０ｂ）に第２金属層１２が設けられる。第２金属層１２は、セラミック基板１０に接している。セラミック基板１０と、放熱板５１との間に接合層５２が設けられる。接合層５２は、第２金属層１２と放熱板５１とを接合する。
【００５４】
第２金属層１２は、第１接合面１２ａと、第２接合面１２ｂと、第３接合面１２ｃと、を含む。第１接合面１２ａは、セラミック基板１０の下面（第２主面１０ｂ）と接する。第１接合面１２ａと第２主面１０ｂの密着性を向上させるために、それらの間にシード層を設けても良い。第２接合面１２ｂは、第１接合面１２ａとは反対側の面である。放熱板５１は、第２接合面１２ｂと対向している。すなわち、第２接合面１２ｂは、放熱板５１側の面である。第３接合面１２ｃは、第１接合面１２ａから第２接合面１２ｂへ向かう方向（例えば、Ｚ軸方向）に対して垂直な面（例えば、Ｘ−Ｙ平面）と交差する。例えば、第３接合面１２ｃは、第２金属層１２の側面である。
【００５５】
図２（ａ）に表したように、この例では、接合層５２は、第２金属層１２の第２接合面１２ｂと接する。接合層５２は、第２金属層１２の第３接合面１２ｃと接する。接合層５２は、第２接合面１２ｂと第３接合面１２ｃとを覆う。
【００５６】
接合層５２は、第２金属層１２の下面（第２接合面１２ｂ）と、側面（第３接合面１２ｃ）とを覆う。接合層５２は、放熱板５１と第２金属層１２とを接合する。図２（ａ）に表したように、接合層５２の一部は、セラミック基板１０の第２主面１０ｂと接している。
【００５７】
例えば、第２金属層１２の厚さｔ１２は、２０μｍ以上３００μｍ以下である。例えば、Ｘ軸に垂直な断面（Ｚ−Ｙ平面）において、接合層５２と第２主面１０ｂとの接する距離Ｌ５２は、例えば、３μｍ以上１００μｍ以下である。
【００５８】
図２（ｂ）は、第１の形態に係る別の発光装置の第２金属層１２の側面付近を例示する模式的断面図である。
【００５９】
図２（ｂ）に表したように、接合層５２は、第２金属層１２の側面の一部に接するように設けられても良い。この例では、接合層５２は、第２金属層１２の下面を覆っている。
【００６０】
半導体発光素子２０は、通電されることで、光を発する。例えば、半導体発光素子２０を通電させた場合に、消費される電力の一部は、熱にかわる。半導体発光素子２０で消費される電力が大きい場合、半導体発光素子２０が過度に発熱する場合がある。半導体発光素子２０が光を発する時に発生した熱によって、半導体発光素子２０の発光効率が低下する場合がある。例えば、半導体発光素子２０を用いた発光装置を照明器具に取り付ける場合、取付方法を工夫する。これにより、放熱が行われる。
【００６１】
本実施形態に係る発光装置１１０においては、第２金属層１２の下面（第２接合面１２ｂ）と、放熱板５１との間に、接合層５２が設けられる。これにより、例えば、第２金属層１２と、放熱板５１とは、電気的に接合される。これにより、半導体発光素子２０の発光時に生じた熱が、放熱される。接合層５２には、例えば、はんだが用いられる。
【００６２】
はんだは、例えば、熱伝導率の高い金属フィラーを含んでも良い。金属フィラーは、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｗ、Ｉｒ、ＢｅまたはＭｏなどである。金属フィラーを含むはんだを部分的に用いても良い。例えば、半導体発光素子２０の下方に位置する接合層５２に、金属フィラーを含むはんだを用いても良い。
【００６３】
放熱板５１と第２金属層１２との接合方法として、例えば、グリスを第２金属層１２と放熱板５１との間に設ける方法がある。グリスは、例えば、流動性を有する。発光装置の発光と消灯とを繰り返すと、発光によって生じた熱によって、部材が膨張と収縮を繰り返し、グリスが外に吐き出される（ポンプアウト）場合がある。発光装置の使用環境が変化すると、ポンプアウトが生じ、信頼性が低下する場合がある。本実施形態に係る発光装置１１０においては、放熱板５１と第２金属層１２との間にグリスを用いない。これにより、ポンプアウトなどの現象は、生じない。
【００６４】
例えば、セラミック基板１０の熱膨張係数と、放熱板５１の熱膨張係数とには、差がある。これにより、接合層５２にクラックが発生し、信頼性を低下させる場合がある。クラックは、例えば、接合層５２と第２金属層１２との接合面の端から発生し、接合層５２において拡大する。本実施形態に係る発光装置１１０においては、第２金属層１２の下面（第２接合面１２ｂ）と、側面（第３接合面１２ｃ）とが、接合層５２によって覆われている。これにより、例えば、クラックの拡大を遅らせることができる。また、第２金属層１２のコーナ部分がアール形状であると、クラックに対してさらに効果的である。
【００６５】
発光装置１１０における第２金属層１２の側面の全領域のうち、少なくとも一部が図２（ａ）に例示したような状態であればよい。ただし、さらに放熱性を高めるため、大部分（全領域のうちの８０％以上）、さらには全領域であることが望ましい。
【００６６】
本実施形態によれば、接合層５２におけるクラックの拡大が抑制され、信頼性を高めた発光装置が提供される。
【００６７】
（第２の実施形態）  
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第２の実施形態に係る発光装置を例示する模式的断面図である。  
図３（ａ）に表したように、接合層５２は、第１接合金属膜５２ａと、第２接合金属膜５２ｂと、第３接合金属膜５２ｃと、を含む。第２接合金属膜５２ｂは、第１接合金属膜５２ａと、第２金属層１２と、の間に設けられる。第３接合金属膜５２ｃは、第１接合金属膜５２ａと第２接合金属膜５２ｂとの間に設けられる。
【００６８】
第２接合金属膜５２ｂの厚さｔ５２ｂは、例えば、３μｍ以上１００μｍ以下である。第２金属層１２には、例えば、Ｃｕが用いられる。接合層５２には、例えば、はんだが用いられる。第１接合金属膜５２ａは、例えば、Ｓｎを含む。第２接合金属膜５２ｂは、例えば、無電解めっきによって形成され、Ｎｉ、ＰｄまたはＡｕなどを含む。第２接合金属膜５２ｂを無電解めっきによって形成した後、はんだによって第１接合金属膜５２ａを形成し、第２金属層１２と放熱板５１とが接合される際に第３接合金属膜５２ｃを形成する。第２接合金属膜５２ｂは、例えば、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｕを含む膜である。第３接合金属膜５２ｃは、第１接合金属膜５１ａと第２接合金属膜５２ｂに含まれる元素の化合物で、例えば、ＮｉとＳｎの化合物を含む。
【００６９】
これにより、第１接合金属膜５２ａに含まれるＳｎと、第２金属層１２に含まれるＣｕと、の反応が抑制される。例えば、ＣｕＳｎの金属間化合物の成長が抑制される。ＣｕとＳｎの金属間化合物は成長が速い。金属間化合物は、脆い。金属間化合物が成長すると、破壊が生じやすくなり、クラックが入る場合がある。本実施形態に係る発光装置によれば、Ｃｕに比べて反応性の低い元素が主である第２接合金属膜５２ｂを設けることで、ＣｕとＳｎの金属間化合物の形成が抑制され、信頼性を高めた発光装置が提供される。
【００７０】
第１接合金属膜５２ａは、例えば、Ｓｎを含むはんだである。第２接合金属膜５２ｂは、Ｎｉを含むめっき層である。第３接合金属膜５２ｃは、例えば、ＮｉＳｎ合金を含む。例えば、ＮｉＳｎは、ＣｕＳｎに比べて成長速度が遅い。つまり、化合物層をＳｎとのＮｉＳｎ合金層とする方が、ＣｕＳｎ合金層とするよりも脆い領域を小さくできるため、クラックが生じにくい。例えば、第３接合金属膜５２ｃの厚さｔ５２ｃは、１μｍ以上１００μｍ以下である。
【００７１】
図３（ｂ）は、発光装置１１０ｂの別のＺ−Ｙ平面における模式的断面図である。この例では、第３接合金属膜５２ｃは、ＮｉＳｎ合金部を含む。第３接合金属膜５２ｃは、例えば、第２接合金属膜５２ｂとしてＮｉを含むめっき層を形成した後、はんだによって第１接合金属膜５２ａを形成する際に、形成される。
【００７２】
図３（ｂ）に表したように、第３接合面１２ｃと接する接合層５２においては、第３接合金属膜５２ｃは、第２接合金属膜５２ｂから第１接合金属膜５２ａに向かう方向に形成される。すなわち、この例では、第２金属層１２の側面（第３接合面１２ｃ）に対して交差する方向に、ＮｉＳｎ合金部が延在する。これにより、例えば、クラックの拡大を抑制することができる。  
例えば、第２金属層１２の側面における第３接合金属膜の厚さｔ５２ｃｖは、第２金属層１２の側面における第３接合金属膜の厚さｔ５２ｃｈよりも、厚い。  
例えば、第２金属層１２の下面における第３接合金属膜の厚さｔ５２ｃｈは、１μｍ以上１００μｍ以下である。第２金属層１２の側面における第３接合金属膜の厚さｔ５２ｃｖは、第２金属層１２の下面の厚さと同等か、それよりも厚い。  
本実施形態によれば、接合層５２におけるクラックの拡大が抑制され、信頼性を高めた発光装置が提供される。
【００７３】
図４は、第２の実施形態に係る発光装置を例示する模式的断面図である。  
図４に表したように、本実施形態に係る発光装置１１０ｂは、第１金属層１１を含む。第１金属層１１は、セラミック基板１０と半導体発光素子２０との間に設けられる。第１金属層１１は、銅層１３ａとめっき層１３ｅとを含む。めっき層１３ｅの少なくとも一部は、銅層１３ｅと半導体発光素子２０との間に設けられる。めっき層１３ｅは、銅層１３ａの側面にも形成されている。めっき層１３ｅは、例えば、第２接合金属膜５２ｂと同様に、無電解めっきによって形成される。めっき層１３ｅは、例えば、Ｎｉ及びＡｕを含む。Ｎｉは、ＣｕＳｎ合金の生成を抑制する。ＡｕはＮｉの酸化を抑制して半導体発光素子２０からの光の吸収を抑制する。ＮｉとＡｕを含む金属層が、銅層１３ａの半導体発光素子２０の実装面のみならず側面にも形成されているので、発光効率を高めつつ、はんだ接続の信頼性を高めることができる。めっき層１３ｅにＰｄをさらに含有させることで、Ａｕの層の厚み、すなわち使用量を減らして、コスト低減できる。  
銅層１３ａに形成されるめっき層１３ｅと、第２金属層１２に形成される第２接合金属膜５２ｂは、同じ材料、同じ構成であるのが望ましい。すなわち、銅層１３ａ、第２金属層１２ともに、表面および側面に、ＮｉとＡｕを含む金属層が形成されているのが望ましい。このため、構造（製法）、材料を共通化することができる。これにより、さらにコストの低減ができる。
【００７４】
（第３の実施形態）  
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第３の実施形態に係る発光装置を例示する模式的断面図である。  
図５（ａ）に表したように、本実施形態に係る発光装置１１０ｃの第２金属層１２の厚さは、一様でなくても良い。この例では、第２金属層１２の中央部の厚さｔ１２ｃは、第２金属層１２の外周部の厚さｔ１２ｅよりも厚い。これにより、例えば、中央部の放熱性を向上することができ、信頼性を高めた発光装置が提供される。
【００７５】
図５（ｂ）に表したように、発光装置１１０ｄの放熱板５１の厚さは、一様でなくても良い。この例では、放熱板５１の中央部の厚さｔ１５ｃは、放熱板５１の外周部の厚さｔ１５ｅよりも、厚い。これにより、例えば、中央部の放熱性を向上することができ、信頼性を高めた発光装置が提供される。  
実施形態によれば、信頼性を高めた発光装置が提供される。
【００７６】
なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。
【００７７】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、半導体発光素子、実装基板部、放熱板、セラミック基板、第１金属層、第２金属層及び接合層などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
【００７８】
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【００７９】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【００８０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８１】
１０…セラミック基板、  １０ａ…第１主面、  １０ｂ…第２主面、  １０ｒ…外縁、  １１…第１金属層、  １１ａ…第１実装部分、  １１ｂ…第２実装部分、  １１ｃ…第３実装部分、  １１ｐ…実装パターン、  １１ｐａ…第１実装パターン、  １１ｐｂ…第２実装パターン、  １２…第２金属層、  １２ａ…第１接合面、  １２ｂ…第２接合面、  １２ｃ…第３接合面、  １２ｉ〜１２ｌ…第１〜第４辺、  １３ａ…銅層、  １３ｅ…めっき層、  １５…実装基板部、  １６…実装領域、  １７…周辺領域、  ２０、２０ａ、２０ｂ…半導体発光素子、  ２１…第１半導体層、  ２１ａ…第１半導体部分、  ２１ｂ…第２半導体部分、  ２１ｅ…第１接合金属部材、  ２２…第２半導体層、  ２２ｅ…第２接合金属部材、  ２３…発光層、  ３１…波長変換層、  ３２…反射層、  ３５…発光素子部、  ４０…発光部、  ４４…接続部、  ４５…第１コネクタ、  ４５ｅ…第１コネクタ用電極部、  ４６…第２コネクタ、  ４６ｅ…第２コネクタ用電極部、  ５１…放熱板、  ５２…接合層、  ５２ａ…第１接合金属膜、  ５２ｂ…第２接合金属膜、  ５２ｃ…第３接合金属膜、  ５３…グリス層、  ５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ…辺、  ７１…ベース部材、  １１０、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ…発光装置、  ２１０…照明装置、  Ｌ５２…距離、  ｔ１２、ｔ１２ｃ、ｔ１２ｅ、ｔ１５ｃ、ｔ１５ｅ、ｔ５２ｂ、ｔ５２ｃ、ｔ５２ｃｖｔ５２ｃｈ…厚さ
【図１】
2015050303.tif 000003
【図２】
2015050303.tif 000004
【図３】
2015050303.tif 000005
【図４】
2015050303.tif 000006
【図５】
2015050303.tif 000007