(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、前記基体の主面に配置された、素子実装部と外部接続部とを有する一対の導電パターンと、を有し、該導電パターンは、第１導電層と、該第１導電層とは異なる材料による第２導電層とを前記基体側から順に備え、前記素子実装部は前記第２導電層で覆われていない前記第１導電層を有し、前記外部接続部は前記第１導電層の外縁が前記第２導電層から露出している素子載置用基板と、
前記素子実装部に搭載され、上面を光取り出し面とする発光素子、
該発光素子の上面に配置された透光性部材及び
該発光素子の側面を一体的に被覆し、前記外部接続部を露出する光反射性部材を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記第１導電層の最表面は金を含む層である請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記第２導電層の最表面は、銅又はアルミニウムを含む層である請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記基体は、平面視において略矩形状であり、前記外部接続部が、前記矩形の同じ辺に向かって延長する形状を有する請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項５】
前記外部接続部において、前記第２導電層はスリット又は溝を有する請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項６】
前記光反射性部材は、透光性部材の側面を被覆する請求項１〜５のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項７】
前記発光素子は、金を含む接合部材により前記導電パターンに搭載されている請求項１〜６のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項８】
前記外部接続部は幅狭部を有し、前記幅狭部は前記光反射性部材側に位置する請求項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】
本発明は、素子載置用基板及び発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体発光素子は、蛍光灯に代わる照明用の光源のみならず、車両のヘッドライトなどの投光器、投光照明等の良好な指向性及び高い輝度を有する光源として利用されている。
このような用途に用いられる発光装置は、例えば、特許文献１に提案されている。
この発光装置では、複数の発光素子が、導電パターンを備えた基板上に配列されている。発光素子が接続された導電パターンは、封止部材の外側に延出して、外部電源の接続のための外部電極として用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１７７１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
外部電極として用いられる導電パターンは、導電パターンと、導電パターンに接続されるワイヤ等の給電部材の形状及び／又は材料等の組み合わせによっては、長期間における高電力の印加により接続不良を発生させる虞がある。
【０００５】
本開示は上記課題に鑑みなされたものであり、長期間にわたる接続の信頼性を確保することができる素子載置用基板及び発光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】
【０００６】
本開示は以下の発明を含む。
（１）基体と、
前記基体の主面に配置された、素子実装部と外部接続部とを有する一対の導電パターンと、を有し、
該導電パターンは、第１導電層と、該第１導電層とは異なる材料による第２導電層とを前記基体側から順に備え、
前記素子実装部は前記第２導電層で覆われていない前記第１導電層を有し、
前記外部接続部は前記第１導電層の外縁が前記第２導電層から露出している素子載置用基板。
（２）基体と、
前記基体の主面に配置された、素子実装部と外部接続部とを有する一対の導電パターンと、を有し、
該導電パターンは、第１導電層と、該第１導電層とは異なる材料による第２導電層とを前記基体側から順に備え、
前記素子実装部は前記第２導電層で覆われていない前記第１導電層を有し、
前記外部接続部は前記第１導電層の外縁が前記第２導電層から露出している素子載置用基板、
前記素子実装部に搭載され、上面を光取り出し面とする発光素子、
該発光素子の上面上に配置された透光性部材、及び
該発光素子の側面を一体的に被覆し、前記外部接続部を露出する光反射性部材を備える発光装置。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の素子載置用基板及び発光装置によれば、外部からの給電部材と基板との接続の長期にわたる信頼性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の素子載置用基板の一実施形態を示す概略平面図である。
【図２】本開示の素子載置用基板の別の実施形態を示す概略平面図である。
【図３】本開示の素子載置用基板のさらに別の実施形態を示す概略平面図である。
【図４】本開示の発光装置の一実施形態を示す概略平面図である。
【図５Ａ】図４において、発光素子の載置形態を示す概略平面図である。
【図５Ｂ】図４において、光反射性部材の外縁部と第２導電層との関係を示す概略平面図である。
【図５Ｃ】図４において、光反射性部材の外縁部と第２導電層との別の関係を示す概略平面図である。
【図６】図４のＡ−Ａ’線断面図である。
【図７】図４のＢ方向から見た側面図である。
【図８】図４の回路図である。
【図９】本開示の発光装置の別の実施形態を示す概略平面図である。
【図１０】本開示の発光装置のさらに別の実施形態を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する発光装置等は、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、一の実施形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。
各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。
【００１０】
〔素子載置用基板〕
図１に示すように、本実施形態の素子載置用基板１０は、基体１１と、基体１１の主面に配置された一対の導電パターン１２Ａ、１２Ｂとを備える。一対の導電パターン１２Ａ、１２Ｂは、それぞれ素子実装部１２ａ、１２ｃと外部接続部１２ｂ、１２ｄとを有する。一対の導電パターン１２Ａ、１２Ｂは、それぞれ、第１導電層１２−１と、第１導電層とは異なる材料による第２導電層１２−２とを基体１１側から順に備える。素子実装部１２a、１２ｃは第２導電層１２−２で覆われていない第１導電層１２−１を有する。外部接続部１２ｂ、１２ｄは第１導電層１２−１と第２導電層１２−２とを有し、外部接続部１２ｂ、１２ｄの外縁は第１導電層１２−１が第２導電層１２−２から露出している。
このような構成によれば、一対の導電パターンにおいて、素子載置部には第１導電層、外部接続部には第２導電層と、異なる材料を用いた導電層を配置することができる。これにより、素子載置部と外部接続部とを、それぞれ素子との接合材料と、外部からの給電部材とに適した導電層を配置することができる。これにより、素子と素子載置用基板との接合と、外部からの給電部材と素子載置用基板との接合とを、それぞれ、より強固で確実なものとすることができる。
【００１１】
（基体）
基体は、発光素子等が実装されるために通常使用される基板のいずれをも用いることができる。例えば、ガラス、ガラスエポキシ、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂などの樹脂、セラミックス、紙フェノール、紙エポキシ、ガラスコンポジット、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）、これらの絶縁部材を形成した金属部材等によって形成された基板が挙げられる。なかでも、耐熱性及び耐候性の高いセラミックスを利用したものが好ましい。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、これらのセラミックス材料に、例えば、ＢＴレジン、ガラスエポキシ、エポキシ系樹脂等の絶縁性材料を組み合わせてもよい。
【００１２】
基体の形状及び大きさは、発光装置の設計に応じて適宜設定することができる。例えば、板状のものが挙げられ、表裏面が平坦なものが好ましい。平面形状は、四角形、円、楕円、多角形等のいずれであってもよいが、加工のし易さの観点から略矩形状であることが好ましい。
【００１３】
（導電パターン）
基体の主面には、発光素子と接続される一対の導電パターンが配置されている。一対の導電パターンは、基体の主面上で配線を延長させて所定の形状を構成するものであり、その平面形状は、発光装置の設計に応じて適宜設定することができる。
一対の導電パターンは、それぞれ、素子実装部と外部接続部とを有する。素子実装部は、後述する発光素子の一部又は全部を載置し、発光素子の電極と接続される領域を意味する。ただし、素子実装部は、発光素子の載置領域のみならず、その周辺の領域も含む。外部接続部は、素子実装部から延長し、外部との電気的接続を確保するための領域を意味する。素子実装部は、発光素子の電極形状、レイアウト等に対応するように、対を成す導電パターンの表面形状が互いに異なることがある。また、外部接続部は、正負の認識のために、互いに形状が異なるものであってもよい。よって、素子実装部及び外部接続部の平面形状は、それぞれ、一対のパターンによって同じ形状であってもよいが、異なる形状であることが好ましい。
【００１４】
なお、素子実装部と外部接続部とは、上述した機能を果たすために、互いに異なる領域を意味するが、両者の明確な境界はない。
【００１５】
外部接続部は、基体の端部に配置していることが好ましい。外部接続部は、平面視において略矩形状の基体において、(i)素子実装部からｘ方向に基体の端部まで延長して配置していてもよいし、(ii)素子実装部からｘ方向に延長し、基体の端部に沿って屈曲して、基体の別の端部にまで延長して配置していてもよいし、(iii)素子実装部からｘ方向と異なる方向、例えば、ｘ方向に直交するｙ方向に延長し、基体の端部まで延長して配置していてもよいし、(iv)素子実装部からｙ方向に延長し、基体の端部に沿って屈曲して、基体の別の端部にまで延長して配置していてもよい。
このように外部接続部が基体の端部に配置されることにより、外部接続部への給電に用いる給電部材、例えばワイヤの接続長さを短距離とすることができ、給電を確実かつ容易に行うことができる。なかでも、外部接続部は、基体の同じ辺に向かって延長する形状を有することが好ましい。これにより、外部接続部への給電を正負のいずれにおいても同方向から同距離で、同等に行うことができる。
【００１６】
導電パターンは、基体側から、第１導電層と、第１導電層とは異なる材料による第２導電層とがこの順に積層されている。ここで、異なる材料とは、単層構造の場合には、一部の元素が同じであっても他の一部の元素が異なるものが含まれ、積層構造の場合には、一部の層が同じであっても他の一部の層が異なるもの、積層順序が異なるもの等を包含する。
導電パターンの素子実装部では、第２導電層で覆われていない第１導電層を有する。言い換えると、素子実装部の一部又は全部において、第２導電層から露出する第１導電層が配置されている。
導電パターンの外部接続部は第１導電層と第２導電層とを有し、第１導電層の外縁が第２導電層から露出している。このような第１導電層の外縁の露出により、本実施形態に係る素子載置用基板を用いた発光装置において、発光装置を２次実装基板に実装する際に、外部接続部に露出する第１導電層の外縁部形状を認識パターンとして実装することができる。外部接続部の第１導電層の外縁が第２導電層で覆われていると、２次実装時の認識パターンに第２導電層の外縁パターンを用いることになるが、２次実装時の認識パターンに第２導電層を用いると、第２導電層形成時の寸法公差によるパターンのズレの影響を受けて、２次実装基板への実装精度が低下する虞がある。しかし、発光素子が実装された第１導電層を２次実装時の認識パターンとすることで、２次実装時の発光面の位置精度をより高精度なものとすることができる。
【００１７】
外部接続部において、第２導電層から露出している第１導電層の外縁は、外部接続部の全外縁にわたって配置されていること好ましいが、外部接続部の外縁の一部において第２導電層で被覆されていてもよい。第２導電層から露出している第１導電層の幅は一定であることが好ましいが、一部狭広または幅狭な部分があってもよい。外縁の幅は、発光装置の大きさによって適宜設定することができる。例えば、外部接続部の幅の１／１００から１／１０程度が挙げられる。具体的には、２０〜１５０μｍ程度が挙げられる。外部接続部における第２導電層の平面形状は、一対の導電パターンにおいて同じ形状でもよいし、異なる形状でもよい。
【００１８】
外部接続部において、第２導電層はスリット又は溝を有していてもよい。スリット又は溝は、平面視で第２導電層の外縁の内側に孔または凹部として設けられてもよいが、スリット又は溝を境界として第２導電層が複数の領域に区切られていることが好ましい。また、スリット又は溝は、例えば、外部接続部と素子載置部との境界に略平行に形成されていることが好ましい。具体的には、後述する光反射性部材の縁に平行に配置されていることが好ましい。このようなスリット又は溝の配置によって、後述するように、光反射性部材形成時における樹脂成分の濡れ広がりを抑制することができる。つまり、外部接続部における第２導電層のスリット又は溝を、樹脂成分の堰として作用させることができる。
【００１９】
第１導電層及び第２導電層は、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ａｇ等の金属又はこれらの合金の単層又は積層構造で形成することができる。また、ＩＴＯ等の金属以外の導電性材料を用いてもよい。
【００２０】
素子実装部は第２導電層で覆われていない第１導電層を備え、この第１導電層上に発光素子が載置される。第１導電層の最表面は金を含む層であることが好ましい。通常、発光素子の電極は金を用いることが多いため、第１導電層の最表面を、金を含む層とすることにより、発光素子との接続信頼性が向上する。金−金の接続は、信頼性が高いために、高電圧の印加によっても劣化することなく、長期にわたって信頼性の高い接続を維持することができる。具体的には、第１導電層は、基体側から、ＡｌＳｉＣｕ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｒｈ／Ａｕ、Ｗ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｒｈ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｒｈ／Ａｕ等のように積層された積層膜又は金の単層膜によって形成することができる。第１導電層の総膜厚は、素子実装時の衝撃による第１導電層の剥がれを考慮して１．０μｍ以上が好ましく、３．０μｍ以上がより好ましい。特に、最表面が金である場合、金の厚みを、１．０μｍ以上とすることが好ましい。また、第１導電層の総膜厚は、１０．０μｍ程度以下が好ましい。このような厚みにより、適度な成膜時間で所望の層を形成することができるともに、成膜時間および材料費の増大を抑制することができる。
【００２１】
外部接続部は基体側から順に第１導電層と、第２導電層とを備え、第１導電層の外縁は第２導電層から露出している。第２導電層には外部からの給電部材が接続される。第２導電層の最表面は、銅又はアルミニウムを含む層であることが好ましく、アルミニウムを含む層であることがより好ましい。第２導電層の最表面を、アルミニウム等を含む層とすることにより、外部接続部への給電部材にアルミニウム等のワイヤ等を用いることができる。アルミニウムは金よりも安価で、熱処理することなく、超音波のみで簡易に接合できるため、給電材料として好ましい。
外部接続部に接続される給電部材は、接続信頼性の観点から、外部接続部の最表面層と同じ金属材料を用いることが好ましい。異なる金属材料同士による接続では、異種金属同士が互いに拡散し合って合金層を形成するが、金属材料の組み合わせによっては、拡散が進むと合金層が脆くなり、接続不良を引き起こす懸念がある。しかし、第２導電層の最表面と給電部材とに同じ金属材料を用いることで、特に、発光素子が発生する熱に起因する接続部位の金属の合金化、さらには劣化を回避して、より確実な接続を長期にわたって確保することができる。具体的には、第１導電層側から、Ｔｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ｃｕ、Ｎｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ｃｕ等のように積層された積層膜又はＡｌ、Ｃｕの単層膜によって形成することができる。第２導電層の総膜厚は、１．０μｍ以上が好ましく、３．０μｍ以上がより好ましい。特に、最表面にアルミニウム層を用いる場合、アルミニウムは軟らかい金属であるため、給電部材の接合時の衝撃による剥がれを考慮して、アルミニウム層の厚みは、２．０μｍ以上とすることが好ましい。また、第２導電層の総膜厚は適度な成膜時間、材料費等を考慮して１０．０μｍ程度以下とすることが好ましい。
【００２２】
導電パターンは、上述した一対の導電パターンに加えて、搭載しようとする発光素子の数に応じて、さらに発光素子との電気的な接続を行うための第３の導電パターンを備えていてもよい。例えば、一対の導電パターンの素子実装部に相当するパターンを、これら一対の導電パターンの素子実装部の間に、１又は複数配列してもよい。この第３の導電パターンの形状及び配置は、一対の導電パターンの形状、その電力供給制御等によって、複数の発光素子が独立して駆動するように配置してもよいし、直列、並列又はこれらの組み合わせを実現して駆動するように配置してもよい。
【００２３】
導電パターンは、少なくとも基体の表面に配置されていればよいが、基体の端面又は基体の貫通孔等を通じて基体の裏面に及んでいてもよい。
【００２４】
（一対の導電パターンの形成方法）
一対の導電パターンは、当該分野で公知の方法を利用して形成することができる。例えば、以下の(i)〜（iii）の方法又はこれらの一部の方法を組み合わせた方法などが挙げられる。
(i)第１導電層を構成する第１導電膜を基体の主面上に成膜し、第１導電層用マスクを用いてエッチング法により第１導電膜を所定形状に加工し、第１導電層を形成する。次に、第１導電層が形成された基体上に、第２導電層を構成する第２導電膜を成膜し、第２導電層用マスクを形成用いてエッチング法により第２導電膜を所定形状に加工し、第２導電層を形成する方法。
(ii)第１導電層及び第２導電層をこの順に基体の主面上に成膜し、第１導電層用マスクおよび第２導電層用マスクを用いて第２導電層及び第１導電層を順次所定形状にエッチングする方法。
(iii)基体の主面上に、第１導電層の形状に開口した第１導電層用マスクを用いて第１導電膜を成膜し、リフトオフ法により第１導電層用マスク上の第１導電膜を除去して、所定形状の第１導電層を形成する。次に、第１導電層が形成された基体上に、第２導電層の形状に開口した第２導電層用マスクを形成し、その上に第２導電膜を成膜し、リフトオフ法により第２導電層用マスク上の第２導電膜を除去して、所定形状の第２導電層を形成する方法。
第１導電膜及び第２導電膜は、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ、ＡＬＤ等、公知の方法を利用して成膜することができる。マスクはフォトリソグラフィ及び印刷等により形成することができる。
【００２５】
〔発光装置〕
発光装置は、上述した素子載置用基板、素子載置用基板の素子実装部に搭載され、上面を光取り出し面とする発光素子、この発光素子の上面上に配置された透光性部材と、透光性部材と発光素子の側面及び素子載置用基板の素子実装部を一体的に被覆し、素子載置用基板の外部接続部を露出する光反射性部材を備えて構成されている。
【００２６】
（発光素子）
発光素子は、通常、発光ダイオードが用いられる。
発光素子は、その組成、発光色又は波長、大きさ、個数等、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、青色、緑色の発光素子としては、ＺｎＳｅ、窒化物系半導体（ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）、ＧａＰなどの半導体層を用いたもの、赤色の発光素子としては、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰなどの半導体層を用いたものが挙げられる。
【００２７】
発光素子は、通常、成長用基板（例えばサファイア基板）上に、半導体層を積層させて形成される。基板は半導体層との接合面に凹凸を有していてもよい。これにより半導体層から出射された光が基板に当たるときの臨界角を意図的に変えることができ、基板の外部に光を容易に取り出すことができる。
発光素子は、成長用基板が半導体層の積層後に除去されていてもよい。除去は、例えば、研磨、ＬＬＯ（Laser Lift Off）等で行うことができる。また、成長用基板を除去する場合は、半導体層に実装用の支持基板を備えていてもよい。
【００２８】
発光素子は、同一面側に正負一対の電極を有するものが好ましい。これにより、発光素子を実装基板にフリップチップ実装することができる。この場合、一対の電極が形成された面と対向する面が主な光取り出し面となる。フリップチップ実装は、半田等の導電性を有するペースト状の接合部材、薄膜状の接合部材又はバンプ状の接合部材を用いて、発光素子と基体上の導電パターンとが電気的に接続されている。
あるいは、フェイスアップ実装する場合には、一対の電極が形成された面を主な光取り出し面としてもよい。
【００２９】
発光素子は、同一面側に正負一対の電極を有するものが好ましいが、異なる側に正負一対の電極を有するものであってもよい。正負一対の電極が反対の面に各々設けられている対向電極構造の発光素子の場合、下面電極が導電性部材で基体上の導電パターンに固定され、上面電極が導電性ワイヤ等で基体と接続される。
いずれにおいても、発光素子の素子載置用基板と対面する面と反対側の面を上面とし、上面を主な光取り出し面とすることができる。
発光素子が備える正負一対の電極は最表面が金であることが好ましい。金は化学的に安定であり、電気的接続の長期にわたる信頼性を確保することができる。また、上述したように、第１導電層の最表面が金を含む層である場合には、第１導電層と同じ材料、特に、金−金で接続することができるために、より信頼性の高い接続を実現することができる。
【００３０】
発光素子は、１つの発光装置において１つでもよいが、複数含まれていてもよい。1つの発光装置が複数の発光素子を含む場合、複数の発光素子は整列されていることが好ましい。複数の発光素子は、例えば、一列に配置されてもよいし、行列状に配置されていてもよい。発光素子の数および平面形状は、得ようとする発光装置の特性、サイズ等に応じて適宜設定することができる。
【００３１】
なお、整列する複数の発光素子は、互いに近接していることが好ましく、車両用途、さらに発光装置の発光面における輝度分布等を考慮すると、発光素子間距離は、発光素子自体のサイズ（例えば一辺の長さ）よりも短いものが好ましく、例えば、発光素子自体のサイズの３０％程度以下がより好ましく、２０％以下がさらに好ましい。このように発光素子同士を近接して配置させることにより、発光ムラの少ない面光源の発光装置とすることができる。
【００３２】
発光素子の素子載置用基板への搭載は、通常、接合部材を介して行われる。ここで、接続部材としては、例えば、錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系などの半田、ＡｕとＳｎとを主成分とする合金、ＡｕとＳｉとを主成分とする合金、ＡｕとＧｅとを主成分とする合金等の共晶合金、あるいは、銀、金、パラジウムなどの導電性ペースト、バンプ、ＡＣＰ、ＡＣＦ等の異方性導電材、低融点金属のろう材、これらを組み合わせた導電性接着材、導電性複合接着材等が挙げられる。
なかでも、発光素子は、金を含む接合部材により導電パターンに搭載されていることが好ましく、発光素子の各電極が、一対の導電パターンに、それぞれ、金を含む接合部材により導電パターンに接合されていることがより好ましい。第１導電層の最表面が金を含む層を有する層である場合、金を含む接合部材を用いることで、より確実に長期間安定した接続を確保することができる。
【００３３】
（透光性部材）
透光性部材は、発光素子の上面（つまり主な光取り出し面）に配置されている。透光性部材は、発光素子から出射される光を透過させ、その光を外部に放出することが可能な部材であり、例えば、発光素子から出射される光の６０％以上を透過させる部材であることが好ましい。
透光性部材は、発光素子から出射された光を効率的に取り出すために、発光素子の上面の全部を被覆することが好ましい。ただし、透光性部材が発光素子よりも大きくなるほど、そこから取り出される光は、輝度が低下することがあるため、透光性部材の平面形状は、発光素子の上面面積と同等の大きさ以上であるが、できる限り発光素子と同等の大きさであることが好ましい。これにより、発光装置のより一層の小型化が可能となることに加え、より一層高い輝度が得られる。
【００３４】
透光性部材は、複数の発光素子を個々に被覆するものであってもよいし、複数の発光素子を一体的に被覆するものであってもよい。
透光性部材は、その外周側面が、後述する光反射性部材に被覆されていることが好ましい。
【００３５】
透光性部材の厚みは、５０〜３００μｍ程度とすることができる。
１つの発光装置が複数の透光性部材を備える場合、複数の透光性部材の上面は、面一又は略面一であることが好ましい。これにより、透光性部材の側面から発する光同士の干渉をより確実に防止することができる。一方、その数にかかわらず、透光性部材は、その上面が凹凸形状、曲面、レンズ状の種々の形状であってもよい。透光性部材の下面は、発光素子の光取り出し面に平行な面とすることが好ましい。
【００３６】
透光性部材を構成する材料は、例えば、樹脂、ガラス、無機物、蛍光体の単結晶、多結晶又は蛍光体粉末の焼結体等の蛍光体インゴットから切り出したもの、樹脂、ガラス又は無機物等に蛍光体粉末を混合して焼結したものなどが挙げられる。透明度が高いほど、光反射性部材との界面において光を反射させやすいため、輝度を向上させることが可能となる。
【００３７】
透光性部材に蛍光体を用いる場合、青色発光素子に組み合わせて白色発光させる蛍光体としては、例えば、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）系、ＢＯＳ（Barium ortho-Silicate）系等が挙げられる。このような蛍光体を透光性部材に含有される場合、蛍光体の濃度を、例えば５〜５０％程度とすることが好ましい。
【００３８】
透光性部材は、発光素子の上面（つまり光取り出し面）を被覆するように接合されている。接合は、例えば、圧着、焼結、エポキシ又はシリコーンのような周知の接着材による接着、高屈折率の有機接着材による接着、低融点ガラスによる接着などで行うことができる。
透光性部材は、通常、発光素子の上面に配置されるが、その形態によっては、導電パターンの素子実装部及び／又は外部接続部の一部を被覆してもよい。つまり、第１導電層上の一部及び／又は第２導電層上の一部を被覆してもよい。
【００３９】
（光反射性部材）
光反射性部材は、発光素子の側面を一体的に被覆する。ここでの被覆とは、発光素子の側面との間に別の層が介在していてもよい。
【００４０】
発光素子の側面と光反射性部材との間に配置される別の層とは、例えば、後述する接着材又はアンダーフィル等の埋設部材が挙げられる。接着材は、発光素子の上面に、発光素子上面を被覆する透光性部材を備える場合に用いられる。半導体層と光反射性部材との間に接着材が介在する場合には、接着材は透光性部材の直下の領域からはみ出さないように配置されることが好ましい。また、埋設部材が介在する場合、埋設部材は光反射性に優れた物質であることが好ましい。埋設部材が高い光反射性を有する場合、その介在厚さは任意に設定することができる。
【００４１】
発光素子の上面を発光装置の光取り出し面とする場合、発光素子間に配置される光反射性部材は、発光素子の上面と面一又は略面一であることが好ましい。本明細書において、略面一とは、光反射性部材の厚みの±１０％程度、好ましくは±５％程度の高低差が許容されることを意味する。
あるいは、発光素子の上面に透光性部材が配置されている場合には、光反射性部材の上面は、透光性部材の上面と面一又は略面一であることが好ましい。
また、複数の発光素子の上面に複数の透光部材がそれぞれ配置されている場合には、透光性部材間に配置される光反射性部材は、透光性部材の上面と面一又は略面一であることが好ましい。
【００４２】
光反射性部材の形状は、発光素子の数、発光素子の配置等によって適宜設定することができる。なかでも、平面形状が矩形又はこれに近似する形状であるものが好ましい。平面視において、光反射性部材の外縁は、その一部が上述した素子載置用基板の外縁と一致することが好ましい。素子載置用基板上の導電パターンの外部接続部側の光反射性部材の外縁は、素子載置用基板の外縁、外部接続部の外縁（例えば、ｘ方向又はｙ方向に延長した端部の外縁）等と平行又は略平行であることが好ましい。ここで略平行とは、平行から±１０°程度、好ましくは±５°程度の変動が許容されることを意味する。
この光反射性部材の外縁は、導電パターンの素子実装部側及び外部接続部側のいずれに配置されていてもよい。言い換えると、この光反射性部材の外縁は、第１導電層及び第２導電層のいずれの上に配置されていてもよいし、上述したように、第２導電層がスリット又は溝を有する場合には、そのスリット又は溝の上の一部又は全部に配置されていてもよい。特に、第２導電層がスリット又は溝によって複数の領域に分割されている場合には、光反射性部材の外縁は分割された一方の第２導電層と離間して、他方の第２導電層上に配置していることが好ましい。これによって、スリット又は溝を利用して、光反射性部材の樹脂成分等の染み出しを有効に防止することができる。
【００４３】
一実施形態では、光反射性部材は、透光性部材と発光素子の側面と素子載置部とを一体的に被覆する。外部接続部は一部又は全部が光反射性部材から露出される。
上述したように、外部接続部において、第２導電層がスリット又は溝によって２以上に分割されている場合には、スリット又は溝によって分割された一方の第２導電層は、光反射性部材と離間していることが好ましい。なお、スリット又は溝によって分割された他方の第２導電層は、光反射性部材と接触するか、光反射性部材にその一部が被覆されていてもよい。
このように、外部接続部において、第２導電層がスリット又は溝を境界として分割されることにより、例えば、光反射性部材を樹脂材料で形成または接着する際に、樹脂材料から染み出した樹脂成分が導電パターン上に濡れ広がることを、スリット又は溝により抑制することができる。その結果、光反射性部材形成時の樹脂成分の濡れ広がりによる、外部接続部と給電部材との接合不良等を抑制することができる。
【００４４】
光反射性部材は、発光素子から出射される光を反射することができる材料から形成される。これによって、発光素子と光反射性部材との界面で、発光素子から出射される光を発光素子内に反射させる。その結果、発光素子内で光が伝播し、最終的に発光素子の上面から透光性部材の上面、外部へと出射される。
【００４５】
光反射性部材は、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、光反射性物質とを用いて形成することができる。光反射性物質としては、酸化チタン、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。
光反射性物質等の含有量は、光反射性部材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の特性等によって適宜調整することができる。例えば、光反射性物質の含有量を３０ｗｔ％以上とすることが好ましい。
【００４６】
光反射性部材は、光反射性に加え、放熱性を有する材料を用いてもよい。光反射性部材の熱伝導率は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。このような材料としては、熱伝導率の高い窒化アルミニウム、窒化ホウ素が挙げられる。
例えば、後述するように、透光性部材が蛍光体を含有する場合には、蛍光体がストークスロスに起因する自己発熱を起こし、この熱によって光変換効率を低下させることがある。一方、光反射性部材が、高い熱伝導率を有する場合には、透光性部材中の蛍光体の熱を効率的に放熱することが可能となる。
【００４７】
光反射性部材は、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、圧縮成形などで成形することができる。
【００４８】
（その他の部材）
上述したように、発光素子が基板上に接合される場合、基板と発光素子との間に光反射性を有する埋設部材を配置してもよい。これにより、発光素子の下方向へ出射される光を反射することができ、光束を高めることができる。また、発光素子と基体との熱膨張率の差による応力を吸収させることができ、あるいは、放熱性を高めることができる。この光反射性部材は、発光素子の側面から発光素子の直下に一体的に配置されていてもよいし、発光素子の直下の部材と、側面の部材とで一部分離していてもよい。
発光素子の直下に配置される埋設部材は、発光素子の側面を被覆する光反射性部材を形成する材料から選択して形成することができる。埋設部材は、光反射性部材と、異なる材料によって形成されていてもよいが、同じ材料によって形成されていることが好ましい。
【００４９】
本発明の発光装置には、ツェナーダイオード等の保護素子を搭載してもよい。例えば、保護素子を、光反射性部材に埋設することにより、発光素子からの光が保護素子に吸収されたり、保護素子に遮光されたりすることによる光取り出しの低下を防止することができる。
【００５０】
実施形態１：素子載置用基板
この実施形態１の素子載置用基板１０は、図１に示すように、基体１１と、基体１１の主面に配置された一対の導電パターン１２Ａ、１２Ｂとを有する。導電パターン１２Ａ、１２Ｂは、それぞれ、素子実装部１２ａ、１２ｃと外部接続部１２ｂ、１２ｄとを有する。
導電パターン１２Ａ、１２Ｂは、第１導電層１２−１と、この第１導電層１２−１とは異なる材料による第２導電層１２−２とを基体１１側からこの順に積層されて構成されている。
素子実装部１２ａ、１２ｃは、第２導電層１２−２で覆われていない第１導電層１２−１を有し、外部接続部１２ｂ、１２ｄは第１導電層１２−１の外縁が第２導電層１２−２から露出している。
【００５１】
第１導電層は、例えば、基体側から順に、厚み０．２μｍのニッケル―クロム合金膜、厚み２．５μｍの金の単層膜によって形成されている。
第２導電層は、例えば、第１導電層側から順に、厚み０．１μｍのチタンの単層膜、厚み４．０μｍのアルミニウムの単層膜によって形成されている。
基体１１は、厚みが０．４ｍｍ、サイズが４．０ｍｍ×３．５ｍｍの平面視略矩形状、板状の窒化アルミニウムによって形成されている。
本実施形態では、第１導電層の最表面の金層と第２導電層の最表面のアルミニウム層との間に第２導電層の下地層としてチタン層を設けている。金とアルミニウムは互いに拡散しやすい材料同士であるため、金とアルミニウムとの相互拡散を抑制するためにチタン層を設けている。さらに、チタンは密着性に優れているため、金層とアルミニウム層との間にチタン層を設けることで、第１導電層と第２導電層とをより強固に密着させることができる。
【００５２】
図１に示す素子載置用基板１０は、３つの発光素子を載置するための基板であり、発光素子の電極形状に応じて、一方の導電パターン１２Ａは、素子実装部１２ａにおいて、発光素子の一部を載置する突出した領域を有する。他方の導電パターン１２Ｂは、素子実装部１２ｃにおいて、突出した領域に対応する凹んだ領域を有する。
また、素子載置用基板１０は、一対の導電パターン１２Ａ、１２Ｂの間に、導電パターン１２Ａ側に、一対の導電パターン１２Ａの突出した領域に対応する凹んだ領域、導電パターン１２Ｂ側に、導電パターン１２Ｂの凹んだ領域に対応する突出した領域を有する第３の導電パターン１２Ｄを、さらに２つ有する。これらの第３の導電パターン１２Ｄ上にも、発光素子の一部が載置される。これにより、３つの発光素子を、直列接続することができる。
【００５３】
外部接続部１２ｂ、１２ｄは、素子実装部１２ａが整列する方向Ｘに直交する方向Ｙに向かって、素子実装部１２ａから延長し、基体１１の同じ一辺に対向して配置されている。このように、同じ一辺に対向して外部接続部が配置されることにより、外部との接続を同等に確実なものとすることができる。
外部接続部１２ｂ、１２ｄにおいて、第１導電層１２−１の外縁は、第２導電層１２−２から露出している。その露出幅は、例えば０．５ｍｍである。第１導電層１２−１の露出幅は、実装装置、検査装置が認識可能なだけの幅があればよく、例えば、０．０１ｍｍ以上が好ましい。
【００５４】
このように、導電パターンが、第１導電層と第２導電層とによって構成され、かつ素子実装部が第２導電層から露出した第１導電層で形成されることにより、発光素子は第１導電層上に接続される。また、外部接続部では、第１導電層の外縁が第２導電層から露出していることにより、第１導電層の縁を、２次実装基板に発光装置を載置する際の認識パターンとすることができ、より高精度に発光装置を２次実装基板に搭載することができる。特に、第２導電層の最表面は、銅又はアルミニウムを含む層で形成されていることにより、発光装置への給電を、金よりも安価な銅又はアルミニウムのワイヤ等で行うことができる。また、このような材料を用いる場合においても、発光素子が発生する熱に起因する接続部位の金属の合金化、さらには劣化を回避して、より確実な接続を長期にわたって確保することができる。
【００５５】
また、外部接続部が、基体の同じ辺に向かって延長する形状を有することにより、発光装置への給電を正負のいずれにおいても同方向から同距離で、同等に行うことができる。
【００５６】
実施形態２：素子載置用基板
この実施形態２の素子載置用基板２０は、図２に示すように、基体２１と、基体２１の主面に配置された一対の導電パターン２２Ａ、２２Ｂとを有する。導電パターン２２Ａ、２２Ｂは、それぞれ、素子実装部２２ａ、２２ｃと外部接続部２２ｂ、２２ｄとを有する。
この導電パターン２２Ａ、２２Ｂは、外部接続部２２ｂ、２２ｄが、素子実装部２２ａ、２２ｃが整列する方向Ｘと同じ方向に向かって、素子実装部２２ａから延長し、基体２１の異なる辺にそれぞれ対向して配置されている点、第３の導電パターン２２Ｄが１つ多く配置された４つの発光素子搭載用として構成されている点以外、実質的に実施形態１の素子載置用基板１０と同様の構成を有する。
実施形態２の素子載置用基板２０においても、実施形態１の素子載置用基板１０と同様、第１導電層の縁を、２次実装基板に発光装置を載置する際の認識パターンとすることができ、より高精度に発光装置を２次実装基板に搭載することができる。
【００５７】
実施形態３：素子載置用基板
この実施形態３の素子載置用基板１０Ｂは、図３に示すように、外部接続部１２ｂ、１２ｄにおいて、第２導電層が、それぞれ、スリット１２ｂｂ、１２ｄｄによって、第２導電層１２−２１、１２−２２に分割されており、２つの第２導電層１２−２１、１２−２２間に、第１導電層１２−１がそれぞれ、幅０．５ｍｍで露出している以外、実施形態１の素子載置用基板１０と同様の構成を有する。
実施形態３の素子載置用基板１０Ｂにおいても、実施形態１の素子載置用基板１０と同様、第１導電層の縁を、２次実装基板に発光装置を載置する際の認識パターンとすることができ、より高精度に発光装置を２次実装基板に搭載することができる。
また、スリットを利用して、後述する光反射性部材形成時の樹脂成分等の濡れ広がりを有効に防止することができる。
【００５８】
実施形態４：発光装置
この実施形態４の発光装置３０は、図４〜図７に示すように、素子載置用基板１０、素子実装部１２ａ、１２ｃに搭載され、上面３１ａを光取り出し面とする３つの発光素子３１、発光素子３１の上面上に配置された透光性部材３２及び発光素子３１の側面を一体的に被覆し、外部接続部１２ｂ、１２ｄを露出する光反射性部材３３を備えて構成されている。素子載置用基板１０は、実施形態１の素子載置用基板と同様の構成を有する。
【００５９】
発光素子３１は、図５Ａに示すように、３つの発光素子３１が、素子載置用基板１０の導電パターン１２Ａ、１２Ｂ及び第３の導電パターン１２Ｄ上に、フリップチップ実装によって、金からなるバンプを介して、実装されている。これにより、図８に示すように、３つの発光素子３１が直列接続された発光装置が構成される。
【００６０】
３つの発光素子３１の上には、図６に示すように、１枚の透光性部材３２が載置されている。透光性部材３２は、例えば、ＹＡＧとアルミナとを混合して焼結することで形成された板状の部材（ＹＡＧ蛍光体を５〜１５重量％含有）であり、シリコーン樹脂を用いた接着材による熱硬化を利用して、発光素子３１の上面３１ａに接着されている。
【００６１】
発光素子３１の全側面は、図５Ｂ、６及び７に示すように、透光性部材３２の全側面は、光反射性部材３３により被覆されている。光反射性部材３３は、埋設部材として、発光素子３１と素子載置用基板１０との間にも、一体的に充填されている。光反射性部材３３の上面と、透光性部材３２の上面とは、略面一である。これにより、透光性部材３２の側面方向への漏れ光を抑制でき、発光色むらの少ない発光装置とすることができる。
図５Ｂにおいて、光反射性部材３３の外縁部の一部は、外部接続部１２ｂ、１２ｄにおける第２導電層１２−２の外縁の一部と略一致して配置されている。つまり、第２導電層１２−２の外縁の一部が、光反射性部材３３に対する堰として機能している。
図５Ｃに示すように、光反射性部材３３の外縁部は、第２導電層１２−２上に配置されていてもよい。
また、光反射性部材は、外部接続部における第２導電層１２−２の外縁と離間して配置されていてもよい。光反射性部材の外縁部の位置は、第1導電層および第２導電層を構成するそれぞれの金属材料と、光反射性部材形成時に用いる樹脂材料との濡れ性の違い等により、適宜変更することができる。
光反射性部材３３は、シリコーン樹脂に酸化チタンが３０ｗｔ％含有されており、熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ・Ｋ程度である。
【００６２】
実施形態４の発光装置３０は、図４に示すように、外部接続部の表面形状を互いに異ならせて、発光装置３０の正負電極を認識し易くしている。この発光装置３０では、一方の導電パターン１２Ｂの外部接続部と光反射性部材３３との境界部が、他方の導電パターン１２Ａの外部接続部と光反射性部材３３との境界部より幅狭となっている。このように、外部接続部の一方に幅狭部または幅広部を設けることで発光装置の正負電極の位置が認識しやすくなる。さらに、セラミックス材料は金属材料からなる導電パターンよりも樹脂材料との密着性が高いため、幅狭部を光反射性部材側に配置することにより、光反射性部材と基体との接触面積が大きくなり、光反射性部材と基体との密着性を向上させることができる。
【００６３】
実施形態５：発光装置
この実施形態５の発光装置４０は、図９に示すように、素子載置用基板２０、４つの発光素子３１、発光素子３１の上面上に配置された透光性部材３２及び発光素子３１の側面を一体的に被覆し、外部接続部２２ｂ、２２ｄを露出する光反射性部材３３を備えて構成されている。光反射性部材３３の外部接続部２２ｂ、２２ｄ側の外縁は、第２導電層２２−２の外縁と接触する位置に配置されている。
【００６４】
この発光装置４０は、発光素子３１が４つ搭載されている点、導電パターン２２Ａ、２２Ｂにおいて、外部接続部２２ｂ、２２ｄが、素子実装部２２ａ、２２ｃが整列する方向Ｘと同じ方向に向かって、素子実装部２２ａから延長し、基体２１の異なる辺にそれぞれ対向して配置されている点以外は、実質的に実施形態４の発光装置３０と同様の構成を有する。
【００６５】
実施形態６：発光装置
この実施形態６の発光装置５０は、図１０に示すように、素子載置用基板１０Ｂを用いた以外、実施形態４の発光装置３０と実質的に同様の構成である。
【００６６】
この発光装置５０は、外部接続部１２ｂ、１２ｄにおいて、第２導電層が、それぞれ、スリット１２ｂｂ、１２ｄｄによって、第２導電層１２−２１、１２−２２に２分割されており、２つの第２導電層１２−２１、１２−２２間において、第１導電層１２−１がそれぞれ露出している。
また、平面視において、光反射性部材３３の外縁の一部が、スリット１２ｂｂ、１２ｄｄによって分割された一方の第２導電層１２−２２上に配置されている。さらに、光反射性部材３３は、スリット１２ｂｂ、１２ｄｄによって分割されたもう一方の第２導電層１２−２１と離間している。
このように、外部接続部において、第２導電層がスリット１２ｂｂ、１２ｄｄを境界として分割され、光反射性部材３３が一方の第２導電層と離間し、かつ、他方の第２導電層上に配置されることにより、光反射性部材３３形成時に樹脂成分が、光反射性部材と離間する第２導電層上に濡れ広がることを抑制することができる。これにより、第２導電層と給電部材との接合不良等を有効に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の発光装置は、照明用光源、各種インジケーター用光源、車載用光源、ディスプレイ用光源、液晶のバックライト用光源、信号機、車載部品、看板用チャンネルレターなど、種々の光源に使用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１０、１０Ｂ、２０  素子載置用基板
１１、２１  基体
１２Ａ、１２Ｂ、２２Ａ、２２Ｂ  導電パターン
１２Ｄ、２２Ｄ  第３の導電パターン
１２ａ、１２ｃ、２２ａ、２２ｃ  素子実装部
１２ｂ、１２ｄ、２２ｂ、２２ｄ  外部接続部
１２ｂｂ、１２ｄｄ  溝
１２−１、２２−１  第１導電層
１２−２、１２−２１、１２−２２、２２−２  第２導電層
３０、４０  発光装置
３１  発光素子
３１ａ  発光素子の上面
３２  透光性部材
３３  光反射性部材
【図１】
0006520663.tif 000002
【図２】
0006520663.tif 000003
【図３】
0006520663.tif 000004
【図４】
0006520663.tif 000005
【図５Ａ】
0006520663.tif 000006
【図５Ｂ】
0006520663.tif 000007
【図５Ｃ】
0006520663.tif 000008
【図６】
0006520663.tif 000009
【図７】
0006520663.tif 000010
【図８】
0006520663.tif 000011
【図９】
0006520663.tif 000012
【図１０】
0006520663.tif 000013