(57)【要約】【課題】発光装置の実装位置の精度を向上させること【解決手段】発光装置１は、基体１１、複数の実装パッド１２および複数の発光素子１３を有している。発光装置１は、複数の外部端子１４および複数の接合パッド１５をさらに有している。複数の実装パッド１２は、基体１１の上面に設けられている。複数の発光素子１３は、基体１１の上面に実装されており、複数の実装パッド１２に電気的に接続されている。複数の外部端子１４は、複数の実装パッド１２に電気的に接続されている。複数の接合パッド１５は、基体１１の下面に設けられており、複数の実装パッド１２に対応して配置されている。【選択図】図６
2008270728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面および下面を有している基体と、
前記上面に設けられた複数の実装パッドと、
前記複数の実装パッドに電気的に接続されており、前記基体の前記上面に実装された複数の発光素子と、
前記複数の実装パッドに電気的に接続された複数の外部端子と、
前記基体の前記下面に設けられており、前記複数の実装パッドに対応して配置された複数の接合パッドと、
を備えた発光装置。
【請求項２】
前記複数の接合パッドが、前記複数の外部端子の各々の間に配置されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記複数の接合パッドが、光軸を基準に対称に配置されていることを特徴とする請求項２記載の発光装置。
【請求項４】
前記複数の外部端子が、前記光軸を基準に対称に配置されていることを特徴とする請求項３記載の発光装置。
【請求項５】
前記複数の接合パッドの個数が、前記複数の実装パッドの個数と等しいことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項６】
前記複数の接合パッドの各々が、曲線からなる形状を有していることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項７】
前記複数の接合パッドの各々が、円形状を有していることを特徴とする請求項６記載の発光装置。
【請求項８】
前記複数の接合パッドが、前記複数の実装パッドと同じ材料からなることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項９】
基準電圧が、前記複数の接合パッドに与えられることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項１０】
前記基準電圧が、前記発光素子に与えられる電圧であることを特徴とする請求項９記載の発光装置。
【請求項１１】
前記基準電圧が、接地電圧であることを特徴とする請求項１０記載の発光装置。
【請求項１２】
実装基板と、
前記実装基板に設けられた複数の固定パッドと、
前記複数の固定パッドに接合されており、前記実装基板に実装された発光装置と、を備えており、
前記発光装置が、
上面および下面を有している基体と、
前記上面に設けられた複数の実装パッドと、
前記複数の実装パッドに電気的に接続されており、前記基体の前記上面に実装された複数の発光素子と、
前記複数の実装パッドに電気的に接続された複数の外部端子と、
前記基体の前記下面に設けられているとともに、前記複数の実装パッドに対応して配置されており、前記複数の固定パッドに接合された複数の接合パッドと、を備えている照明装置。
【請求項１３】
前記複数の固定パッドの各々は、前記複数の接合パッドの各々より大きい寸法を有していることを特徴とする請求項１２記載の照明装置。
【請求項１４】
前記複数の外部端子に電気的に接続され、前記実装基板に設けられた複数の端子パッドをさらに備えており、
前記複数の固定パッドおよび前記複数の接合パッドに付着された第１の接合材の硬化開始温度が、前記複数の端子パッドおよび前記複数の外部端子に付着された第２の接合材の硬化開始温度より高いことを特徴とする請求項１２記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば発光ダイオードなどの発光素子を有する発光装置および照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば照明分野などにおいて、発光素子を有する発光装置の開発が進められている。例えば、発光素子を備えた照明装置などは、発光特性のさらなる向上が求められている。照明装置などの発光特性を向上させるための一つの例として、実装基板に対する発光装置の実装位置の精度を向上させることがある。
【特許文献１】特開２００３−３１８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
発光装置の実装位置の精度を向上させるための一つの例として、発光装置および実装基板を固定する接合材のリフロー時における発光装置の位置ずれを低減させることがある。本発明は、発光装置の実装位置の精度を向上させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一つの態様によれば、発光装置は、基体、複数の実装パッドおよび複数の発光素子を有している。発光装置は、複数の外部端子および複数の接合パッドをさらに有している。基体は、上面および下面を有している。複数の実装パッドは、上面に設けられている。複数の発光素子は、基体の上面に実装されており、複数の実装パッドに電気的に接続されている。複数の外部端子は、複数の実装パッドに電気的に接続されている。複数の接合パッドは、基体の下面に設けられており、複数の実装パッドに対応して配置されている。
【０００５】
本発明の他の態様によれば、照明装置は、実装基板、複数の固定パッドおよび複数の発光装置を有している。複数の固定パッドは、実装基板に設けられている。発光装置は、実装基板に実装されており、複数の固定パッドに接合されている。発光装置は、基体、複数の実装パッドおよび複数の発光素子を有している。発光装置は、複数の外部端子および複数の接合パッドをさらに有している。基体は、上面および下面を有している。複数の実装パッドは、上面に設けられている。複数の発光素子は、基体の上面に実装されており、複数の実装パッドに電気的に接続されている。複数の発光素子は、複数の実装パッドに電気的に接続されている。複数の接合パッドは、基体の下面に設けられており、複数の実装パッドに対応して配置されている。複数の接合パッドは、複数の固定パッドに接合されている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一つの態様によれば、発光装置は、複数の実装パッドに対応して配置された複数の接合パッドを有していることにより、実装位置の精度が向上されている。従って、例えば、照明装置の発光特性が向上されている。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、照明装置は、複数の実装パッドに対応して配置されており実装基板の複数の固定パッドに接合された複数の接合パッドを有していることにより、発光装置の実装位置の精度が向上されている。従って、照明装置の発光特性が向上されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態が図面を参照して説明されている。図１に示されているように、照明装置１００は、複数の発光装置１、実装基板２およびカバー３を有している。複数の発光装置１は、実装基板２上に実装されている。図２に示されているように、照明装置１００は、定電流回路４をさらに有している。定電流回路４は、複数の発光装置１に電気的に接続されている。
【０００９】
図３に示されているように、照明装置１００は、実装基板２の上面に設けられた複数の固定パッド５を有している。発光装置１は、複数の固定パッド５に接合されている。
【００１０】
図４−図６に示されているように、発光装置１は、基体１１、複数の実装パッド１２および複数の発光素子１３を有している。発光装置１は、複数の外部端子１４および複数の接合パッド１５をさらに有している。図４において、発光装置１は、仮想のｘｙｚ空間のｘｙ平面に実装されている。ｘｙｚ座標は、直交座標である。図５において、発光素子１３は透視によって示されている。
【００１１】
基体１１は、上面（第１の面）１１−１および下面（第２の面）１１−２を有している。基体１１は、絶縁材料からなる。絶縁材料の例は、セラミックスである。セラミックスは、酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体およびガラスセラミックスからなる群から選択される。絶縁材料の他の例は、樹脂である。樹脂は、エポキシ樹脂または液晶ポリマー（ＰＬＣ）である。
【００１２】
図７に示されているように、複数の実装パッド１２は、基体１１の上面１１−１に設けられている。一つの実装パッド１２は、第１の導体パターン１２−１および第２の導体パターン１２−２からなる。複数の実装パッド１２は、光軸７０を基準に対称に配置されている。図８に示されているように、光軸７０とは、仮想平面８０の点８１において仮想平面８０と直交する軸のことをいう。仮想平面８０は、発光装置１が実装されている仮想のｘｙ平面に平行な面である。点８１は、仮想平面８０において、光度［単位：ｃｄ］が最も高い点である。図８において、仮想平面８０は、例えば、発光装置１から１５ｃｍ離れている。
【００１３】
複数の発光素子１３は、基体１１の上面１１−１に実装されており、複数の実装パッド１２に電気的に接続されている。発光素子１３は、半導体材料からなる発光ダイオードである。発光素子１３は、活性層を含む複数の半導体層によって形成されている。発光素子１３は、ｐ電極およびｎ電極を有している。ｐ電極は、第１の導体パターン１２−１に電気的に接続されている。ｎ電極は、第２の導体パターン１２−２に電気的に接続されている。電源電圧（ＶＤＤ）が、ｐ電極に与えられる。基準電圧が、ｎ電極に与えられる。基準電圧は、接地電圧（ＧＮＤ）である。発光素子１３は、駆動電力によって、第１次光を放射する光源である。第１次光は、ＵＶ波長領域および青色波長領域に含まれるか、または、これらの波長領域に部分的に重なる。
【００１４】
複数の外部端子１４は、基体１１の下面１１−２に設けられており、複数の実装パッド１２に電気的に接続されている。複数の外部端子１４は、光軸７０を基準に対称に配置されている。
【００１５】
複数の接合パッド１５は、基体１１の下面１１−２に設けられている。図９に示されているように、複数の接合パッド１５は、複数の実装パッド１２に対応して配置されている。“対応している”とは、複数の接合パッド１５が、複数の実装パッド１２の直下に設けられており、基体１１の下面１１−２において部分的に設けられていることをいう。図９において、実装パッド１２が透視されて示されている。複数の接合パッド１５は、複数の外部端子１４の各々の間に配置されている。複数の接合パッド１５の個数は、複数の実装パッド１２の個数と等しい。接合パッド１５は、実装パッド１２と同じ材料からなる。接合パッド１５は、固定パッド５と同じ寸法を有している。図１０に示されているように、複数の接合パッド１５は、光軸７０を基準に対称に配置されている。接合パッド１５が配置されている位置が、符号１５−１によって示されている。
【００１６】
接合パッド１５は、金属材料からなる接合材によって、実装基板２上に形成された固定パッド５に固定される。接合材の材料は、金−スズ（Ａｕ−Ｓｎ）合金，スズ−銀（Ｓｎ−Ａｇ）合金，スズ−銀−銅（Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ）合金およびスズ−鉛（Ｓｎ−Ｐｂ）からなる群から選択される。
【００１７】
発光装置１が実装基板２に実装される際、接合材が、接合パッド１５および固定パッド５の間に設けられる。接合材は、１５０℃から３５０℃の範囲に含まれる温度によって、加熱処理が施されて、軟化する。軟化された接合材は、冷却されることによって、硬化する。このようにして、発光装置１は、実装基板２に実装される。
【００１８】
本実施形態の発光装置１は、複数の実装パッド１２に対応して配置された複数の接合パッド１５を有していることにより、実装基板２に実装される際に、実装位置のずれ量が低減されている。
【００１９】
接合パッド１５の他の例が、図１１を参照して説明されている。接合パッド１５は、曲線からなる形状を有している。接合パッドは、円形状を有している。
【００２０】
発光装置１は、封入層１６、発光部材１７および反射部材１８を有している。封入層１６は、発光素子１３の表面に付着されている。封入層１６は、透光性材料からなる。封入層１６の“透光性”とは、発光素子１３から放射された第１次光の波長の少なくとも一部が透過することをいう。透光性材料は、シリコーン樹脂，エポキシ樹脂，アクリル樹脂，フッ素系樹脂，ポリカーボネート樹脂およびポリイミド系樹脂からなる群から選択される。透光性材料は、発光素子から放射される第１次光に対する耐性を考慮して、シリコーン樹脂であることが好ましい。封入層１６は、反射部材１８によって規定される領域に設けられている。
【００２１】
発光部材１７は、複数の発光素子１３の上方に設けられている。発光部材１７は、複数の発光素子１３を覆っている。発光部材１７は、発光素子１３から放射された第１次光によって励起される蛍光材料を含んでいる。蛍光材料は、マトリクス材料に埋め込まれている。マトリクス材料は、透光性を有する。マトリクス材料の“透光性”とは、発光素子１３から放射された光の波長の少なくとも一部が透過することをいう。蛍光材料から放射された光は、マトリクス材料を透過する。マトリクス材料の例は、シリコーン樹脂である。空気間隙１９が、封入層１６および発光部材１７の間に設けられている。
【００２２】
反射部材１８は、基体１１上に設けられている。反射部材１８の材料の例は、絶縁材料である。絶縁材料は、セラミックスまたは樹脂である。反射部材１８の材料の他の例は、金属である。金属は、アルミニウム（Ａｌ），銀（Ａｇ），金（Ａｕ），白金（Ｐｔ），チタン（Ｔｉ），クロム（Ｃｒ），銅（Ｃｕ）およびロジウム（Ｒｈ）からなる群から選択される。
【００２３】
図１２に示されているように、電源電圧（ＶＤＤ）が、発光装置１の一つの外部端子１４−１に与えられる。外部端子１４−１は、アノード端子である。基準電圧が、他の外部端子１４−２に与えられる。外部端子１４−２は、カソード端子である。基準電圧が、複数の接合パッド１５に与えられる。基準電圧は、接地電圧（ＧＮＤ）である。
【００２４】
以下、本発明の他の実施形態が図１３を参照して説明されている。本実施形態の照明装置において、図１に示された照明装置１００と異なる点は、固定パッド５の寸法が、接合パッド１５の寸法と異なることである。固定パッド５の寸法は、接合パッド１５の寸法より大きい。固定パッド５の面積は、接合パッド１５の面積より大きい。固定パッド５は、接合パッド１５を覆っている。
【００２５】
図１４に示されているように、接合パッド１５は、接合材６によって固定パッド５に固定される。接合材６は、例えば、金−スズ（Ｓｎ−Ａｕ）合金である。接合材６は、加熱処理によって溶融状態となる。この溶融状態の接合材６が硬化されることによって、発光装置１が、実装基板２に固定される。本実施形態の照明装置は、固定パッド５が接合パッド１５より大きい寸法を有していることにより、発光装置１の実装位置の精度が向上されている。従って、照明装置の発光特性が向上されている。
【００２６】
接合材６は、実装基板２に向かって広がっている。従って、照明装置における放熱特性が向上されている。接合材６が実装基板２に向かって広がっていることにより、接合材６内におけるボイドが低減されている。実装基板２に対する発光装置１の接合強度が向上されている。
【００２７】
溶融状態の接合材６が、図１５を参照して説明されている。図１４において、符号γＬは、接合材の表面張力を示している。符号γＳＬは、固定パッド５および接合材６の間の界面張力を示している。符号γＳは、固定パッド５の表面張力を示している。これらγＬ，γＳＬおよびγＳにおいて、次の関係が成立する。
γＳ−γＳＬ＝γＬｃｏｓθ
角度θは、接合材６の接触角である。
【００２８】
本実施形態において、接触角θは、固定パッド５および接合パッド１５の寸法の違いによって、より小さくなる。接触角θがより小さいことによって、接合材の表面張力γＬおよび界面張力γＳＬの合力がより大きくなる。従って、固定パッド５の中心方向に向かう力が大きくなる。接合材６上に位置する接合パッド１５に対して、中心方向へ作用する力が大きくなる。接合パッド１５は、セルフアライメントで接合材６の中心部に引き寄せられて、所望の位置に載置される。従って、発光装置１の実装位置の精度が向上されている。
【００２９】
図１および図１３に示された実施形態における接合材が、図１６を参照して説明されている。複数の固定パッド５および複数の接合パッド１５に付着された第１の接合材６の硬化開始温度は、複数の端子パッド７および複数の外部端子１４に付着された第２の接合材８の硬化開始温度より高い。接合材６および８のリフロー後の冷却のときに、接合材６が、接合材８より先に硬化を始める。従って、接合材６における表面張力を利用した発光装置１の実装位置の調整が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態の照明装置１００を示している。
【図２】照明装置１００の構成を示している。
【図３】図１に示された実装基板２を示している。
【図４】図１に示された発光装置１を示している。
【図５】発光装置１の平面図を示している。
【図６】発光装置１の縦断面図を示している。
【図７】図４に示された基体１１の上面図を示している。
【図８】発光装置１の光軸７０を示している。
【図９】基体１１の下面図を示している。
【図１０】複数の接合パッド１５の配置を示している。
【図１１】接合パッドの他の例を示している。
【図１２】発光装置１の回路図を示している。
【図１３】本発明の他の実施形態の照明装置を示している。
【図１４】発光装置の接合構造を示している。
【図１５】発光装置の接合構造を示している。
【図１６】接合構造を示している。
【符号の説明】
【００３１】
１  発光装置
１１  基体
１２  実装パッド
１３  発光素子
１４  外部端子
１５  接合パッド
１６  封入層
１７  発光部材
１８  反射部材
２  実装基板
５  固定パッド
【図１】
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【図２】
2008270728.tif 000004
【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】
2008270728.tif 000009
【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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