(57)【要約】【課題】放熱特性を向上させることによって、良好な発光特性を有する発光装置を提供する。【解決手段】この表面実装型ＬＥＤ（発光装置）は、無極性電極層６が形成された基板１と、基板１の無極性電極層６上に固定されたＬＥＤ素子２０と、基板１上に固定され、内側面３１ａがＬＥＤ素子２０からの光を反射する反射面とされる反射枠体３０とを備えている。また、反射枠体３０の底面３０ａには、無極性電極層６と直接的に熱接触する凸部３２が、プレス加工によって、一体的に設けられている。この反射枠体３０は、アルミニウムを主成分とする金属材料から構成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無極性電極層が形成された基板と、
前記基板の前記無極性電極層上に固定された発光素子と、
前記基板上に固定され、内周面が前記発光素子からの光を反射する反射面とされる反射枠体とを備え、
前記反射枠体の底面の所定の領域には、前記無極性電極層と熱接触する凸部が設けられていることを特徴とする、発光装置。
【請求項２】
前記凸部は、前記反射枠体に一体的に形成されてい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】
前記反射枠体は、金属材料から構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記反射枠体の前記凸部は、前記基板の前記無極性電極層と、直接接触していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
内周面を反射面とする複数の開口部を形成する工程と、底面の所定の領域に凸部を形成する工程とを含む反射枠体を作製する工程と、
基板の無極性電極層と前記反射枠体の前記凸部とが熱接触するように、前記基板の上面上に、前記反射枠体を固定する工程と、
前記基板の前記無極性電極層上であるとともに、前記反射枠体の前記開口部の内側に位置する領域に、発光素子を搭載する工程とを備えることを特徴とする、発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記反射枠体を作製する工程は、プレス加工によって、前記凸部を、前記反射枠体に一体的に形成する工程を含むことを特徴とする、請求項５に記載の発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記反射枠体は、金属材料から構成されていることを特徴とする、請求項５または６に記載の発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記反射枠体を固定する工程は、前記反射枠体の前記凸部が前記基板の前記無極性電極層と直接接触するように、前記反射枠体を前記基板の上面上に固定する工程を含むことを特徴とする、請求項５〜７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】
この発明は、発光装置およびその製造方法に関し、特に、発光素子からの光を反射させる反射枠体を備えた発光装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光素子からの光を反射させる反射枠体を備えた発光装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。上記特許文献１には、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）素子（発光素子）の発光により生じた熱を、反射枠体からも放熱させるために、反射枠体を金属材料から構成した発光装置が記載されている。この発光装置では、反射枠体は、接着層を介して、基板上に固定されている。
【特許文献１】特開２００５−２２９００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に記載の発光装置では、接着層を介して、反射枠体が基板上に固定されているため、基板と反射枠体との間に、接着層が介在することになる。このような接着層は、一般的に、エポキシ樹脂やアクリル樹脂などの樹脂材料から構成されているため、熱伝導率が低い。このため、ＬＥＤ素子の発光により生じた熱を反射枠体からも放熱させるために、反射枠体を金属材料から構成したとしても、基板と反射枠体との間に介在する接着層の熱抵抗によって、ＬＥＤ素子からの熱を反射枠体に効率良く熱伝達させることが困難になるという不都合がある。これにより、ＬＥＤ素子からの熱を反射枠体から効率良く放熱させることが困難になるので、ＬＥＤ素子の温度を低く保つことが困難になるという不都合がある。その結果、良好な発光特性を得ることが困難になるという問題点がある。
【０００４】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、放熱特性を向上させることによって、良好な発光特性を有する発光装置を提供することである。
【０００５】
この発明のもう１つの目的は、放熱特性を向上させることによって、良好な発光特性を有する発光装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における発光装置は、無極性電極層が形成された基板と、基板の無極性電極層上に搭載された発光素子と、基板上に固定され、内周面が発光素子からの光を反射する反射面とされる反射枠体とを備えている。そして、反射枠体の底面の所定の領域には、無極性電極層と熱接触する凸部が設けられている。なお、本発明の熱接触とは、空気が介在しない熱接触である。
【０００７】
この第１の局面による発光装置では、上記のように、反射枠体の底面の所定の領域に凸部を設けることによって、反射枠体を基板上に載置した際に、反射枠体の底面の凸部が設けられている領域以外の領域と基板との間に隙間を形成することができる。このため、反射枠体を基板上に固定する際に、この隙間に接着層を充填することによって、接着層により反射枠体を基板上に固定する場合でも、反射枠体を無極性電極層に熱接触させることができる。この場合、反射枠体の凸部と無極性電極層との間には、接着層が介在しないので、接着層に、熱伝導率の低い樹脂材料などから構成される接着剤（接着層）を用いたとしても、接着層の熱抵抗に起因して、発光素子からの熱が反射枠体に効率良く熱伝達されなくなるという不都合が生じるのを抑制することができる。そして、反射枠体を熱伝導率の高い金属材料などから構成した場合には、発光素子からの熱を反射枠体から効率よく放熱させることができるので、発光装置の放熱特性を向上させることができる。これにより、発光に伴い発光素子が発熱したとしても、発光素子の温度を低く保つことができるので、発光素子の温度上昇に起因して、発光特性が低下するという不都合が生じるのを抑制することができる。その結果、良好な発光特性を得ることができる。
【０００８】
また、第１の局面では、反射枠体の底面に、無極性電極層と熱接触する凸部を設けることによって、どのような種類の基板を用いた場合でも、発光素子からの熱を、無極性電極層を介して、反射枠体に熱伝達させることができるので、厚みの小さい基板を用いることによって、発光装置の厚みを小さくすることができる。これにより、発光装置の小型化を図ることができる。
【０００９】
上記第１の局面による発光装置において、好ましくは、凸部は、反射枠体に一体的に形成されている。このように構成すれば、反射枠体の底面に凸部を形成したとしても、部品点数が増加するのを抑制することができるとともに、反射枠体の底面に凸部を別体で設けた場合と異なり、製造工数が増加するのを抑制することができる。また、製造工数の増加を抑制することによって、同時に、製造工数の増加に起因する歩留の低下も抑制することができる。
【００１０】
ここで、接着層により反射枠体を基板上に固定した場合でも、反射枠体と基板の無極性電極層とを熱接触させる方法として、無極性電極層の厚みを大きくするとともに、基板の上面の無極性電極層が形成されていない領域に接着層を形成することによって、接着層の上面と無極性電極層の上面とが同一面となるように構成する方法が考えられる。しかしながら、この場合には、無極性電極層の厚みを大きくするために、導電性の金属メッキ層などによってバンプを形成する必要があるため、基板上にバンプを形成しなければならない分、製造工数が増加するという不都合がある。この際、基板上に接着層を形成する領域を確保するなどのために、基板上の接着層を形成する領域などに、マスク層としてのレジスト層を形成する必要があるので、レジスト層の形成および除去などの工数を含めると、製造工数の増加は大きくなる。なお、レジスト層を除去することなく、レジスト層上に接着層を形成した場合には、レジスト層の厚み分、発光装置の厚みが大きくなるため、発光装置の小型化が困難になるという不都合がある。
【００１１】
また、金属メッキ層によってバンプを形成する場合には、バンプの高さ（厚み）を精度よく制御するのが困難なため、バンプの高さがバラツクという不都合がある。このバンプ高さのバラツキが生じた場合には、反射枠体と無極性電極層とを確実に熱接触させることが困難になるため、製品品質がバラツキ、歩留低下の要因となる。さらに、発光装置の厚みを小さくするために、厚みが小さい基板を用いた場合には、バンプを形成することによって製造工数が増加するに従い、その歩留低下が著しくなるという不都合がある。このように、反射枠体と基板の無極性電極層とを熱接触させるために、無極性電極層の厚みを大きくする方法を用いた場合には、上記のような種々の不都合が生じる一方、反射枠体の底面に凸部を一体的に形成することによって、反射枠体の凸部と無極性電極層とを熱接触させる場合には、上記した種々の不都合が生じるのを回避することができる。すなわち、反射枠体の底面に凸部を一体的に形成することによって、部品点数の増加、製造工数の増加、および、歩留の低下を抑制することができるとともに、製品品質のバラツキを抑制することができ、かつ、発光装置の小型化を図ることができる。なお、反射枠体の底面に凸部を一体的に形成するために、プレス加工などの方法を用いた場合には、反射枠体の凸部の形状および寸法を精度良く制御することができるので、反射枠体と無極性電極層とを確実に熱接触させることができ、製品品質のバラツキ、および、歩留の低下を抑制することができる。
【００１２】
上記第１の局面による発光装置において、好ましくは、反射枠体は、金属材料から構成されている。このように構成すれば、金属材料は、熱伝導率が高いことから、発光装置の反射枠体を樹脂材料などから構成した場合に比べて、無極性電極層を介して熱伝達された発光素子からの熱を、容易に、反射枠体から効率よく放熱させることができる。このため、容易に、発光装置の放熱特性を向上させることができるので、発光に伴い発光素子が発熱したとしても、容易に、発光素子の温度を低く保つことができる。これにより、発光素子の温度上昇に起因して、発光特性が低下するという不都合が生じるのを容易に抑制することができるので、容易に、良好な発光特性を得ることができる。
【００１３】
上記第１の局面による発光装置において、好ましくは、反射枠体の凸部は、基板の無極性電極層と直接接触している。このように構成すれば、反射枠体の凸部と、無極性電極層との間の熱抵抗を小さくすることができるので、より容易に、発光素子の発光により生じた熱を、無極性電極層を介して、反射枠体に熱伝達させることができる。
【００１４】
この発明の第２の局面における発光装置の製造方法は、内周面を反射面とする複数の開口部を形成する工程と、底面の所定の領域に凸部を形成する工程とを含む反射枠体を作製する工程と、基板の無極性電極層と反射枠体の凸部とが熱接触するように、基板の上面上に、反射枠体を固定する工程と、基板の無極性電極層上であるとともに、反射枠体の開口部の内側に位置する領域に、発光素子を搭載する工程とを備えている。なお、本発明の熱接触とは、空気が介在しない熱接触である。
【００１５】
この第２の局面による発光装置の製造方法では、上記のように、反射枠体を作製する際に、反射枠体の底面の所定の領域に凸部を形成することによって、反射枠体を基板の上面上に載置した際に、反射枠体の底面の凸部が設けられている領域以外の領域と基板の上面との間に隙間を形成することができる。このため、反射枠体を基板の上面上に固定する際に、この隙間に接着層を充填することによって、接着層により反射枠体を基板の上面上に固定する場合でも、反射枠体を無極性電極層に熱接触させることができる。この場合、反射枠体の凸部と無極性電極層との間には、接着層が介在しないので、接着層に、熱伝導率の低い樹脂材料などから構成される接着剤（接着層）を用いたとしても、接着層の熱抵抗に起因して、発光素子からの熱が反射枠体に効率良く熱伝達されなくなるという不都合が生じるのを抑制することができる。そして、反射枠体を熱伝導率の高い金属材料などから構成した場合には、発光素子からの熱を反射枠体から効率よく放熱させることができるので、発光装置の放熱特性を向上させることができる。これにより、発光に伴い発光素子が発熱したとしても、発光素子の温度を低く保つことができるので、発光素子の温度上昇に起因して、発光特性が低下するという不都合が生じるのを抑制することができる。その結果、良好な発光特性を有する発光装置を製造することができる。
【００１６】
また、第２の局面では、反射枠体の底面の所定の領域に、無極性電極層と熱接触する凸部を設けることによって、どのような種類の基板を用いた場合でも、発光素子からの熱を、無極性電極層を介して、反射枠体に熱伝達させることができるので、厚みの小さい基板を用いることによって、発光装置の厚みを小さくすることができる。これにより、発光装置の小型化を図ることができる。
【００１７】
上記第２の局面による発光装置の製造方法において、好ましくは、反射枠体を作製する工程は、プレス加工によって、凸部を、反射枠体に一体的に形成する工程を含む。このように構成すれば、反射枠体の底面に凸部を形成したとしても、部品点数が増加するのを抑制することができるとともに、反射枠体の底面に凸部を別体で設けた場合と異なり、製造工数が増加するのを抑制することができる。また、製造工数の増加を抑制することによって、同時に、製造工数の増加に起因する歩留の低下も抑制することができる。また、プレス加工により、凸部を、反射枠体に一体的に形成することによって、反射枠体の凸部の形状および寸法を精度良く制御することができるので、反射枠体と無極性電極層とを確実に熱接触させることができ、製品品質のバラツキ、および、歩留の低下を抑制することができる。
【００１８】
上記第２の局面による発光装置の製造方法において、好ましくは、反射枠体は、金属材料から構成されている。このように構成すれば、金属材料は、熱伝導率が高いことから、発光装置の反射枠体を樹脂材料などから構成した場合に比べて、無極性電極層を介して熱伝達された発光素子からの熱を、容易に、反射枠体から効率よく放熱させることができる。このため、容易に、発光装置の放熱特性を向上させることができるので、発光に伴い発光素子が発熱したとしても、容易に、発光素子の温度を低く保つことができる。これにより、発光素子の温度上昇に起因して、発光特性が低下するという不都合が生じるのを容易に抑制することができるので、容易に、良好な発光特性を有する発光装置を製造することができる。
【００１９】
上記第２の局面による発光装置の製造方法において、好ましくは、反射枠体を固定する工程は、反射枠体の凸部が基板の無極性電極層と直接接触するように、反射枠体を基板の上面上に固定する工程を含む。このように構成すれば、反射枠体の凸部と、無極性電極層との間の熱抵抗を小さくすることができるので、より容易に、発光素子の発光により生じた熱を、無極性電極層を介して、反射枠体に熱伝達させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明によれば、放熱特性を向上させることによって、良好な発光特性を有する発光装置を得ることができる。
【００２１】
また、本発明の製造方法によれば、放熱特性を向上させることによって、良好な発光特性を有する発光装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、発光装置の一例である表面実装型ＬＥＤに本発明を適用した場合について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態による表面実装型ＬＥＤの全体斜視図であり、図２は、図１に示した本発明の一実施形態による表面実装型ＬＥＤを上側から見た平面図である。図３は、図１に示した本発明の一実施形態による表面実装型ＬＥＤを下側から見た平面図であり、図４は、図２および図３の１００−１００線に沿った断面図である。図５〜図８は、図１に示した本発明の一実施形態による表面実装型ＬＥＤの構造を説明するための図である。まず、図１〜図８を参照して、本発明の一実施形態による表面実装型ＬＥＤの構造について説明する。
【００２４】
一実施形態による表面実装型ＬＥＤは、図１および図２に示すように、ガラスエポキシや、液晶ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ：ＬＣＰ）などからなる基板１（図１参照）と、基板１上に固定された発光ダイオード素子（ＬＥＤ素子）２０と、基板１上にＬＥＤ素子２０を囲むように固定された反射枠体３０と、反射枠体３０の内側に充填された透光性部材４０とを備えている。なお、ＬＥＤ素子２０は、本発明の「発光素子」の一例である。
【００２５】
また、基板１は、図４に示すように、絶縁基材２の上面上および下面上に、それぞれ、電極層が形成された両面基板から構成されている。また、基板１は、図３に示すように、平面的に見て、矢印Ｘ方向に、約３．５ｍｍの長さを有するとともに、矢印Ｘ方向と直交する矢印Ｙ方向にも、約３．５ｍｍの長さを有する正方形形状に形成されている。また、基板１は、約０．２ｍｍの厚みを有している。
【００２６】
また、絶縁基材２の上面上に形成された電極層は、図２に示すように、正の極性を持つ複数（３つ）の有極性電極層３、および、負の極性を持つ複数（３つ）の有極性電極層４と、有極性電極層３および４と絶縁溝５を介して電気的に分離された極性を持たない無極性（中性）電極層６とから構成されている。また、有極性電極層３および４は、図１および図２に示すように、絶縁基材２の上面上であるとともに、後述する反射枠体３０の開口部３１の内側に位置する領域にそれぞれ形成されている。また、無極性電極層６は、絶縁基材２の上面上であるとともに、有極性電極層３および４が形成されている領域以外の領域に形成されている。具体的には、図１、図２、および、図４に示すように、無極性電極層６は、有極性電極層３および４、有極性電極層３および４の周囲の絶縁溝５、および、基板１の上面の外周部に形成された接着層１０を形成する領域以外の領域に形成されている。
【００２７】
また、絶縁基材２の下面上に形成された電極層は、図３に示すように、主として、配線用に用いられる電極層７および８と、主として、放熱用に用いられる電極層９とから構成されている。また、配線用に用いられる電極層７および８は、上記した複数の有極性電極層３および４にそれぞれ対応するように複数形成されており、図３および図４に示すように、絶縁基材２の貫通穴２ａに形成された接続部２ｂ（図４参照）を介して、有極性電極層３および４とそれぞれ電気的に接続されている。また、配線用に用いられる電極層７および８には、基板１の一方端側（矢印Ｘ１方向側）および他方端側（矢印Ｘ２方向側）にそれぞれ形成された端子部７ａおよび８ａが電気的に接続されている。
【００２８】
また、放熱用に用いられる電極層９は、絶縁基材２の複数の貫通穴２ｃにそれぞれ形成された接続部２ｄを介して、無極性電極層６と熱的に接続されている。なお、有極性電極層３および４、無極性電極層６、電極層７〜９、端子部７ａおよび８ａは、銅などの熱伝導性の優れた導電性材料から構成されている。
【００２９】
また、図１および図２に示すように、無極性電極層６の上面上であるとともに、反射枠体３０の開口部３１の内側に位置する領域には、３個のＬＥＤ素子２０が、接着剤２１（図４参照）などによって固定されている。このＬＥＤ素子２０は、無極性電極層６の上面上に、正の有極性電極層３と負の有極性電極層４との間に、所定の間隔を隔てて配列されて固定されている。また、ＬＥＤ素子２０は、それぞれ、赤色、緑色、および、青色の光を発光する機能を有しており、これらのＬＥＤ素子２０が同時に発光した場合には、その色が混色されて出射される。
【００３０】
また、正の有極性電極層３の上面と、ＬＥＤ素子２０の電極部とは、それぞれ、ボンディングワイヤ２２を介して、電気的に接続されているとともに、負の有極性電極層３の上面と、ＬＥＤ素子２０の電極部とは、それぞれ、ボンディングワイヤ２３を介して、電気的に接続されている。このため、図４に示すように、電極層７の端子部７ａと電極層８の端子部８ａとの間に、電圧を加えることによって、ボンディングワイヤ２２および２３を介して、ＬＥＤ素子２０に電流が流れ、それぞれのＬＥＤ素子２０が固有の波長で発光する。なお、ボンディングワイヤ２２および２３は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌなどの金属細線から構成されている。
【００３１】
また、ＬＥＤ素子２０の発光により生じた熱は、図１〜図４に示すように、絶縁基材２の上面上に形成された無極性電極層６で放熱されるとともに、絶縁基材２の貫通穴２ｃに形成された接続部２ｄを介して、無極性電極層６と熱的に接続されている放熱用の電極層９でも放熱される。また、無極性電極層６と熱接触している後述する反射枠体３０によっても、ＬＥＤ素子２０の発光により生じた熱が放熱されるように構成されている。また、回路基板のヒートシンク部などに電極層９が熱接触されている場合には、より放熱効果が促進される。このように、一実施形態による表面実装型ＬＥＤでは、ＬＥＤ素子２０で発生した熱を効率的に放熱することが可能に構成されているので、ＬＥＤ素子２０の温度上昇による発光効率の低下が抑制されるとともに、電流量に比例した高輝度が得られ、表面実装型ＬＥＤの機能性の向上、および、寿命の向上の効果が得られる。
【００３２】
また、図６〜図８に示す反射枠体３０は、放熱特性に優れたアルミニウムを主成分とする金属材料から構成されているとともに、基板１とほぼ同じ大きさの平面形状に形成されている。具体的には、反射枠体３０は、図７に示すように、平面的に見て、矢印Ｘ方向に、約３．５ｍｍの長さを有するとともに、矢印Ｙ方向にも、約３．５ｍｍの長さを有する正方形形状に形成されている。また、反射枠体３０は、図８に示すように、約０．６ｍｍの厚みｔを有している。
【００３３】
また、図１、図２および図７に示すように、反射枠体３０の中央部には、開口部３１が形成されており、開口部３１の内側面３１ａは、ＬＥＤ素子２０から発光された光を反射させる反射面として機能するように構成されている。また、開口部３１の内側面３１ａの表面には、銀メッキ処理や、アルマイト処理などが施されている。また、図１、図２、および、図４に示すように、開口部３１は、ＬＥＤ素子２０から発光された光を均等に集光させるために内側面３１ａが平面的に見て円状に形成されているとともに、開口部３１の上方に向かってテーパ状に広がるように形成されている。このように、開口部３１の内側面３１ａは、ＬＥＤ素子２０から発光された光を効率よく上方に反射させることが可能に構成されている。なお、内側面３１ａは、本発明の「内周面」および「反射面」の一例である。
【００３４】
ここで、本実施形態では、図６および図８に示すように、反射枠体３０の底面３０ａに、所定の高さを有する凸部３２が形成されている。この凸部３２は、底面３０ａの中央部近傍の領域に、プレス加工によって、反射枠体３０と一体的に形成されている。また、凸部３２は、反射枠体３０の開口部３１の周囲を囲むように、リング状に形成されている。
【００３５】
また、反射枠体３０の底面３０ａと一方端面３０ｂ（矢印Ｘ１方向側の面）とによって構成される角部、および、反射枠体３０の底面３０ａと他方端面３０ｃ（矢印Ｘ２方向側の面）とによって構成される角部には、それぞれ、断面が円弧状の切欠部３３が形成されている。この切欠部３３は、図４および図５に示すように、絶縁部材１１で覆われており、この絶縁部材１１によって、後述する製造工程の切断工程において、反射枠体３０の一方端面３０ｂおよび他方端面３０ｃの縁に沿って切断バリが生じるのを抑制している。また、この切欠部３３によって、基板１の端子部７ａおよび８ａと、反射枠体３０との絶縁距離を広く確保することが可能となるので、反射枠体３０に切断バリが生じた場合でも、基板１の端子部７ａおよび８ａと切断バリとの接触を抑制し、電気的な短絡が生じるのを抑制することが可能となる。なお、切欠部３３は、円弧状以外の断面形状に形成してもよい。
【００３６】
また、本実施形態では、反射枠体３０は、図４および図５に示すように、凸部３２と基板１の無極性電極層６とが直接接触（直接的に熱接触）するように、基板１上に載置されるとともに、基板１の上面の外周部と、反射枠体３０の底面３０ａの凸部３２が形成されている領域以外の領域との間に形成された隙間に接着層１０（接着剤）が充填されている。そして、この接着層１０によって反射枠体３０が基板１上に固定されている。また、反射枠体３０は、基板１の端子部７ａおよび８ａの上方に、切欠部３３がそれぞれ位置するとともに、図１および図２に示すように、開口部３１の内側面３１ａによってＬＥＤ素子２０を取り囲むように、基板１上に固定されている。
【００３７】
また、透光性部材４０は、図１、図２、および、図４に示すように、エポキシ樹脂やシリコン樹脂などの樹脂材料から構成されており、反射枠体３０の開口部３１内に、ＬＥＤ素子２０、ボンディングワイヤ２２および２３を封止するように設けられている。この透光性部材４０は、ＬＥＤ素子２０、ボンディングワイヤ２２および２３を封止することによって、ＬＥＤ素子２０、ボンディングワイヤ２２および２３が、空気や水分などと接するのを抑制する機能を有している。
【００３８】
本実施形態では、上記のように、反射枠体３０の底面３０ａに凸部３２を設けることによって、反射枠体３０を基板１上に載置した際に、反射枠体３０の底面３０ａの凸部３２が設けられている領域以外の領域と基板１との間に隙間を形成することができる。このため、反射枠体３０を基板１上に固定する際に、この隙間に接着層１０（接着剤）を充填することによって、接着層１０により反射枠体３０を基板１上に固定する場合でも、反射枠体３０を無極性電極層６に熱接触させることができる。この場合、反射枠体３０の凸部３２と無極性電極層６との間には、接着層１０が介在しないので、接着層１０に、熱伝導率の低い樹脂材料などから構成される接着剤を用いたとしても、接着層１０の熱抵抗に起因して、ＬＥＤ素子２０からの熱が反射枠体３０に効率良く熱伝達されなくなるという不都合が生じるのを抑制することができる。これにより、ＬＥＤ素子２０からの熱を、アルミニウムを主成分とする金属材料から構成される反射枠体３０から効率よく放熱させることができるので、表面実装型ＬＥＤの放熱特性を向上させることができる。その結果、発光に伴いＬＥＤ素子２０が発熱したとしても、ＬＥＤ素子２０の温度を低く保つことができるので、ＬＥＤ素子２０の温度上昇に起因して、発光特性が低下するという不都合が生じるのを抑制することができ、良好な発光特性を得ることができる。
【００３９】
また、本実施形態では、反射枠体３０の底面３０ａに、無極性電極層６と熱接触する凸部３２を設けることによって、どのような種類の基板１を用いた場合でも、ＬＥＤ素子２０からの熱を、無極性電極層６を介して、反射枠体３０に熱伝達させることができるので、厚みの小さい基板１を用いることによって、表面実装型ＬＥＤの厚みを小さくすることができる。これにより、表面実装型ＬＥＤの小型化を図ることができる。
【００４０】
また、本実施形態では、プレス加工により、凸部３２を反射枠体３０の底面３０ａに一体的に形成することによって、反射枠体３０の底面３０ａに凸部３２を形成したとしても、部品点数が増加するのを抑制することができるとともに、反射枠体３０の底面３０ａに凸部３２を別体で設けた場合と異なり、製造工数が増加するのを抑制することができる。また、製造工数の増加を抑制することによって、同時に、製造工数の増加に起因する歩留の低下も抑制することができる。
【００４１】
ここで、接着層１０により反射枠体３０を基板１上に固定した場合でも、反射枠体３０と基板１の無極性電極層６とを熱接触させる方法として、無極性電極層６の厚みを大きくするとともに、基板１上の無極性電極層６が形成されていない領域に接着層１０を形成することによって、接着層１０の上面と無極性電極層６の上面とが同一面となるように構成する方法が考えられる。しかしながら、この場合には、無極性電極層６の厚みを大きくするために導電性の金属メッキ層などによってバンプを形成する必要があるため、その分、製造工数が増加するという不都合がある。この際、基板１上に接着層１０を形成する領域を確保するなどのために、基板１上の接着層１０を形成する領域などに、マスク層としてのレジスト層を形成する必要があるので、レジスト層の形成および除去などの工数を含めると、製造工数の増加は大きくなる。なお、レジスト層を除去することなく、レジスト層上に接着層１０を形成した場合には、レジスト層の厚み分、発光装置の厚みが大きくなるため、発光装置の小型化が困難になるという不都合がある。
【００４２】
また、金属メッキ層によってバンプを形成する場合には、バンプの高さ（厚み）を精度よく制御するのが困難なため、バンプの高さがバラツクという不都合がある。このバンプ高さのバラツキが生じた場合には、反射枠体３０と無極性電極層６とを確実に熱接触させることが困難になるため、製品品質がバラツキ、歩留低下の要因となる。さらに、表面実装型ＬＥＤの厚みを小さくするために、厚みが小さい基板１を用いた場合には、バンプを形成することによって製造工数が増加するに従い、その歩留低下が著しくなるという不都合がある。このように、反射枠体３０と基板１の無極性電極層６とを熱接触させるために、無極性電極層６の厚みを大きくする方法を用いた場合には、上記のような種々の不都合が生じる一方、反射枠体３０の底面３０ａに凸部３２を一体的に形成することによって、反射枠体３０の凸部３２と無極性電極層６とを熱接触させる一実施形態による表面実装型ＬＥＤでは、上記した種々の不都合が生じるのを回避することができる。すなわち、一実施形態による表面実装型ＬＥＤでは、反射枠体３０の底面３０ａに凸部３２を一体的に形成することによって、部品点数の増加、製造工数の増加、および、歩留の低下を抑制することができるとともに、製品品質のバラツキを抑制することができ、かつ、表面実装型ＬＥＤの小型化を図ることができる。なお、プレス加工により、凸部３２を、反射枠体３０の底面３０ａに一体的に形成することによって、反射枠体３０の凸部３２の形状および寸法を精度良く制御することができるので、反射枠体３０と無極性電極層６とを確実に熱接触させることができ、製品品質のバラツキ、および、歩留の低下を抑制することができる。
【００４３】
また、本実施形態では、反射枠体３０を、アルミニウムを主成分とする金属材料から構成することによって、アルミニウムを主成分とする金属材料は、熱伝導率が高いことから、表面実装型ＬＥＤの反射枠体３０を樹脂材料などから構成した場合に比べて、無極性電極層６を介して熱伝達されたＬＥＤ素子２０からの熱を、容易に、反射枠体３０から効率よく放熱させることができる。このため、容易に、表面実装型ＬＥＤの放熱特性を向上させることができるので、発光に伴いＬＥＤ素子２０が発熱したとしても、容易に、ＬＥＤ素子２０の温度を低く保つことができる。これにより、ＬＥＤ素子２０の温度上昇に起因して、発光特性が低下するという不都合が生じるのを容易に抑制することができるので、容易に、良好な発光特性を得ることができる。
【００４４】
また、本実施形態では、反射枠体３０の凸部３２を、基板１の無極性電極層６と直接接触させることによって、反射枠体３０の凸部３２と、無極性電極層６との間の熱抵抗を小さくすることができるので、より容易に、ＬＥＤ素子２０の発光により生じた熱を、無極性電極層６を介して、反射枠体３０に熱伝達させることができる。
【００４５】
図９〜図１９は、図１に示した一実施形態による表面実装型ＬＥＤの製造方法を説明するための図である。次に、図１、図２、図４、図６、および、図９〜図１９を参照して、一実施形態による表面実装型ＬＥＤの製造方法について説明する。
【００４６】
まず、図９および図１０に示すように、アルミニウムを主成分とするとともに、約０．６ｍｍの厚みを有する板状部材１３０に、プレス加工によって、複数の開口部３１を形成する。なお、開口部３１が形成された板状部材１３０は、本発明の「反射枠体」の一例である。この際、開口部３１は、内側面３１ａを平面的に見て円状に形成するとともに、図１１に示すように、開口部３１の上方に向かってテーパ状に広がるように形成する。また、開口部３１は、図９および図１０に示すように、矢印Ｘ方向と、矢印Ｙ方向とに配列するように、マトリクス状に形成する。なお、開口部３１が形成された板状部材１３０は、矢印Ｘ方向および矢印Ｙ方向の切断予定線１３２に沿って切断されることにより、個々の反射枠体３０に分割される。
【００４７】
ここで、本実施形態では、図１０および図１１に示すように、プレス加工によって、板状部材１３０に開口部３１を形成するタイミングで、板状部材１３０の下面１３０ａ（切断によって反射枠体３０が形成された際に、反射枠体３０の底面３０ａとなる面）に、プレス加工によって、凸部３２を一体的に形成する。これにより、板状部材１３０の下面１３０ａに凸部３２を形成する場合でも、製造工数の増加が抑制される。この際、凸部３２は、図６に示したように、所定の高さを有するとともに、開口部３１の周囲を囲むようにリング状に形成する。なお、凸部３２は、無極性電極層６との接触面積を大きくするために、平面積が出来るだけ大きくなるように形成するのが好ましい。
【００４８】
また、図１０および図１１に示すように、プレス加工によって、板状部材１３０に開口部３１を形成するタイミングで、板状部材１３０の下面１３０ａに、プレス加工によって、溝部１３１を形成する。この際、図９および図１０に示したように、溝部１３１は、矢印Ｙ方向の切断予定線１３２に一致させて、後述する切断幅よりも広く、所定の深さを有するように形成する。なお、溝部１３１の深さは、板状部材１３０を貫通しない深さであればよい。
【００４９】
続いて、図１２および図１３に示すように、板状部材１３０の下面１３０ａに形成した溝部１３１に、絶縁部材１１を充填した後、板状部材１３０を、接着層１０（図４参照）によって、基板１の上面上に固定する。具体的には、凸部３２が基板１の無極性電極層６と直接接触するように、板状部材１３０を基板１の上面上に載置した際に、基板１の上面と、板状部材１３０の下面１３０ａの凸部３２が形成されている領域以外の領域との間に形成される隙間に接着層１０を充填する。そして、この接着層１０によって、板状部材１３０の凸部３２と基板１の無極性電極層６とが直接接触するとともに、基板１上に形成された有極性電極層３および４（図１および図２参照）を、板状部材１３０（反射枠体３０）の開口部３１で囲むように、板状部材１３０を基板１の上面上に固定する。なお、板状部材１３０を基板１の上面上に固定した状態では、板状部材１３０の溝部１３１は、基板１の裏面に形成した端子部７ａおよび８ａの上方にそれぞれ位置している。
【００５０】
次に、図１４に示すように、基板１の上面上であるとともに、板状部材１３０に形成された複数の開口部３１の内側の領域に、それぞれ、３個のＬＥＤ素子２０を固定する。具体的には、図２に示したように、無極性電極層６上の所定の領域に、接着剤２１（図４参照）を介して、３個のＬＥＤ素子２０を配列して固定する。その後、図２および図１５に示すように、ボンディングワイヤ２２および２３によって、ＬＥＤ素子２０の電極部と基板１上の有極性電極層３および４とを、それぞれ、電気的に接続する。
【００５１】
次に、図１６に示すように、板状部材１３０に形成した複数の開口部３１内に、それぞれ、エポキシ樹脂やシリコン樹脂などの光透過性の樹脂を充填して硬化させる。これにより、複数の開口部３１内のそれぞれに、ＬＥＤ素子２０およびボンディングワイヤ２２および２３を封止するように、透光性部材４０が設けられる。なお、透光性部材４０には、蛍光体や拡散剤などを混入させてもよい。
【００５２】
次に、図１７に示すように、基板１の裏面（下面）上に、ダイシング用貼付シート６１を貼り付けるとともに、基板１を下側にしてダイシング装置に固定する。最後に、ダイシング・ソー６０によって、矢印Ｘ方向および矢印Ｙ方向の切断予定線１３２（図９、図１０、および、図１２参照）に沿って、板状部材１３０側から、板状部材１３０および基板１を切断し、個々の表面実装型ＬＥＤに分割する。このようにして、図１に示した一実施形態による表面実装型ＬＥＤが製造される。
【００５３】
なお、板状部材１３０の溝部１３１が切断されることによって、上記した切欠部３３が形成される。この切欠部３３は、絶縁部材１１で覆われているので、基板１および板状部材１３０を切断した場合でも、反射枠体３０の一方側面３０ｂおよび他方側面３０ｃの縁に沿って切断バリが生じるのを抑制することが可能となる。また、切断バリが生じたとしても、形成された切欠部３３によって、有極性電極層３および４に接続された端子部７ａおよび８ａとの絶縁距離が広く確保されているので、切断バリと端子部７ａおよび８ａとが接触することに起因して、電気的に短絡するのを抑制することが可能となる。
【００５４】
本実施形態による表面実装型ＬＥＤの製造方法では、上記のように、板状部材１３０の下面１３０ａに凸部３２を形成することによって、板状部材１３０を基板１の上面上に載置した際に、板状部材１３０の下面１３０ａの凸部３２が設けられている領域以外の領域と基板１の上面との間に隙間を形成することができる。このため、板状部材１３０を基板１の上面上に固定する際に、この隙間に接着層１０を充填することによって、接着層１０により板状部材１３０を基板１の上面上に固定する場合でも、板状部材１３０を無極性電極層６に熱接触させることができる。この場合、板状部材１３０の凸部３２と無極性電極層６との間には、接着層１０が介在しないので、接着層１０に、熱伝導率の低い樹脂材料などから構成される接着剤を用いたとしても、接着層１０の熱抵抗に起因して、ＬＥＤ素子２０からの熱が板状部材１３０に効率良く熱伝達されなくなるという不都合が生じるのを抑制することができる。このため、板状部材１３０を切断することによって、個々の反射枠体３０に分割した際に、ＬＥＤ素子２０からの熱を反射枠体３０から効率よく放熱させることができるので、表面実装型ＬＥＤの放熱特性を向上させることができる。これにより、発光に伴いＬＥＤ素子２０が発熱したとしても、ＬＥＤ素子２０の温度を低く保つことができるので、ＬＥＤ素子２０の温度上昇に起因して、発光特性が低下するという不都合が生じるのを抑制することができる。その結果、良好な発光特性を有する表面実装型ＬＥＤを製造することができる。
【００５５】
また、本実施形態では、プレス加工により、凸部３２を一体的に形成することによって、板状部材１３０の下面１３０ａに凸部３２を形成したとしても、部品点数が増加するのを抑制することができるとともに、板状部材１３０の下面１３０ａに凸部３２を別体で設けた場合と異なり、製造工数が増加するのを抑制することができる。また、製造工数の増加を抑制することによって、同時に、製造工数の増加に起因する歩留の低下も抑制することができる。また、プレス加工により、凸部３２を、板状部材１３０に一体的に形成することによって、凸部３２の形状および寸法を精度良く制御することができるので、個々の表面実装型ＬＥＤに分割された際に、反射枠体３０と無極性電極層６とを確実に熱接触させることができ、表面実装型ＬＥＤの製品品質のバラツキ、および、歩留の低下を抑制することができる。
【００５６】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００５７】
たとえば、上記実施形態では、本発明を表面実装型ＬＥＤに適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、表面実装型ＬＥＤ以外の発光装置に本発明を適用するようにしてもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、反射枠体の底面に、プレス加工によって、凸部を一体的に設けた例を示したが、本発明はこれに限らず、図１８および図１９に示した一実施形態の変形例による反射枠体のように、反射枠体２３０の底面２３０ａに設けた凸部２３２を、金属メッキ層によって形成するようにしてもよい。なお、金属メッキ層としては、Ｃｕメッキ層、Ｎｉメッキ層、Ａｇメッキ層などが考えられる。また、凸部２３２は、上記した金属メッキ層を単層、または、複数積層させることによって形成してもよい。また、金属メッキ層以外の部材を用いて、凸部を形成してもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、反射枠体の底面に設けた凸部を、リング状に形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、リング状以外の形状に凸部を形成してもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、反射枠体の凸部と基板の無極性電極層とを直接接触させた例を示したが、本発明はこれに限らず、熱伝導シートなどの熱伝導部材などを介して、反射枠体の凸部と基板の無極性電極層とを間接的に熱接触するように構成してもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、プレス加工によって、板状部材に開口部を形成するタイミングで、プレス加工によって、板状部材の下面に凸部を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、板状部材の下面に凸部を形成する工程は、板状部材に開口部を形成する工程の前後いずれであってもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、反射枠体の底面と一方端面との角部、および、底面と他方端面との角部に、それぞれ切欠部を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、切欠部の位置は、基板の端子部の上方であれば、上記した位置以外の位置に形成してもよい。たとえば、反射枠体の底面と４つの側面との角部のそれぞれに、切欠部を形成するようにしてもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、反射枠体に切欠部を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、反射枠体に切欠部を形成しない構成にしてもよい。この際、反射枠体の底面に設けた凸部の厚みを所定の大きさにすることによって、反射枠体に切欠部を形成した場合の効果と同様の効果を得ることができる。すなわち、凸部の高さを大きくすることによって、反射枠体と基板の端子部との絶縁距離を広く確保することが可能となる。また、反射枠体と基板との間に形成された接着層によって、切断バリが生じるのを抑制することが可能となる。
【００６４】
また、上記実施形態では、プレス加工によって、板状部材の底面に、凸部および溝部を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、プレス加工以外の加工方法によって、板状部材の底面に、凸部および溝部をそれぞれ形成するようにしてもよい。プレス加工以外の加工方法としては、たとえば、エッチングなどが考えられる。
【００６５】
また、上記実施形態では、矢印Ｘ方向の切断予定線と矢印Ｙ方向の切断予定線とが直交するように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、矢印Ｘ方向の切断予定線と矢印Ｙ方向の切断予定線とは、直交以外の所定の角度で交差するように構成してもよい。
【００６６】
また、上記実施形態では、反射枠体および板状部材を、アルミニウムを主成分とする金属材料から構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、反射枠体および板状部材を、純Ａｌ、マグネシウム、および、その他の金属材料から構成してもよい。また、反射枠体および板状部材を、金属材料以外の材料から構成してもよい。金属材料以外の材料としては、たとえば、樹脂やセラミックなどが考えられる。また、樹脂やセラミックなどから構成された反射枠体の表面に、金属材料を被覆してもよい。さらに、反射枠体および板状部材を、樹脂に金属を分散させた材料などから構成してもよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、有極性電極層、無極性電極層、電極層、および、端子部を、銅から構成した例を示したが、本発明ではこれに限らず、有極性電極層、無極性電極層、電極層、および、端子部を、銅以外のＦｅやＡｌなどから構成してもよい。また、有極性電極層、無極性電極層、電極層、および、端子部の表面に、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、および、Ｓｎメッキや、これらを複数積層させたメッキを行ってもよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、赤色、緑色、および、青色の３個のＬＥＤ素子を搭載した例を示したが、本発明はこれに限らず、１個、２個、または、４個以上のＬＥＤ素子を搭載するようにしてもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、接着剤を介して、ＬＥＤ素子を無極性電極層上に固定した例を示したが、この接着剤には、熱伝導率の高い導電性接着剤なども含まれる。
【００７０】
また、上記実施形態では、約０．６ｍｍの厚みを有する反射枠体および板状部材を用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、約０．６ｍｍ以外の厚みを有する反射枠体および板状部材を用いてもよい。
【００７１】
また、上記施形態では、発光素子の一例としてＬＥＤ素子を発光装置に設けた例を示したが、本発明はこれに限らず、ＬＥＤ素子以外の発光素子を発光装置に設けるようにしてもよい。
【００７２】
また、上記実施形態では、表面実装型ＬＥＤを、平面的に見て一辺が約３．５ｍｍの正方形形状に形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、表面実装型ＬＥＤを、一辺が約３．５ｍｍ以外の大きさの正方形形状に形成してもよい。また、表面実装型ＬＥＤを、平面的に見て正方形形状以外の形状に形成してもよい。たとえば、長方形形状などに形成してもよいし、四角形状以外の形状に形成してもよい。
【００７３】
また、上記実施形態では、基板上に反射枠体を取り付けた後にＬＥＤ素子を取り付けた例を示したが、本発明はこれに限らず、ＬＥＤ素子の基板上への取り付けは、反射枠体を取り付ける前であってもよい。
【００７４】
また、上記実施形態では、反射枠体の開口部の内側面を円状に形成するとともに、開口部の上方に向かってテーパ状に広がるように形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、反射枠体の開口部を、内側面が円状以外の形状に形成してもよい。たとえば、反射枠体の開口部の内側面を四角形状に形成してもよい。また、開口部の上方に向かって放物線状に広がるように開口部を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態による表面実装型ＬＥＤの全体斜視図である。
【図２】図１に示した本発明の一実施形態による表面実装型ＬＥＤを上側から見た平面図である。
【図３】図１に示した本発明の一実施形態による表面実装型ＬＥＤを下側から見た平面図である。
【図４】図２および図３の１００−１００線に沿った断面図である。
【図５】図１に示した本発明の一実施形態による表面実装型ＬＥＤの一部を拡大して示した断面図である。
【図６】図１に示した本発明の一実施形態による表面実装型ＬＥＤの反射枠体を底面側から見た全体斜視図である。
【図７】図１に示した本発明の一実施形態による表面実装型ＬＥＤの反射枠体の平面図である。
【図８】図７の２００−２００線に沿った断面図である。
【図９】図１に示した一実施形態による表面実装型ＬＥＤの製造方法を説明するための斜視図である。
【図１０】図１に示した一実施形態による表面実装型ＬＥＤの製造方法を説明するための平面図である。
【図１１】図１０の３００−３００線に沿った断面図である。
【図１２】図１に示した一実施形態による表面実装型ＬＥＤの製造方法を説明するための斜視図である。
【図１３】図１に示した一実施形態による表面実装型ＬＥＤの製造方法を説明するための断面図である。
【図１４】図１に示した一実施形態による表面実装型ＬＥＤの製造方法を説明するための断面図である。
【図１５】図１に示した一実施形態による表面実装型ＬＥＤの製造方法を説明するための断面図である。
【図１６】図１に示した一実施形態による表面実装型ＬＥＤの製造方法を説明するための断面図である。
【図１７】図１に示した一実施形態による表面実装型ＬＥＤの製造方法を説明するための断面図である。
【図１８】図１に示した一実施形態の変形例による表面実装型ＬＥＤの反射枠体を底面側から見た全体斜視図である。
【図１９】図１８の４００−４００線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１                              基板
２                              絶縁基材
３、４                          有極性電極層
５                              絶縁溝
６                              無極性電極層
７、８，９                      電極層
７ａ、８ａ                      端子部
１０                            接着層
１１                            絶縁部材
２０                            ＬＥＤ素子（発光素子）
２２、２３                      ボンディングワイヤ
３０                            反射枠体
３０ａ                          底面
３０ｂ                          一方側面
３０ｃ                          他方側面
３１                            開口部
３１ａ                          内側面（内周面、反射面）
３２                            凸部
３３                            切欠部
４０                            透光性部材
６０                            ダイシング・ソー
１３０                          板状部材（反射枠体）
１３０ａ                        下面
１３１                          溝部
１３２                          切断予定線
【図１】
2008147512.tif 000003
【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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【図１９】
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