(57)【要約】【課題】耐熱性や放熱性に優れた光源装置を提供する。【解決手段】光源装置１は、金属製ベース基板１１の表裏面に無機材料の絶縁層１１ｂを形成し、絶縁層１１ｂの上に配線パターン１３を形成した配線基板１０を用いる。配線基板１０には、凹状の窪みのホルダ１１ａが形成され、ホルダ１１ａの平坦面に形成されたダイボンドパット５０上に半導体発光素子２０が実装される。半導体発光素子２０上面２０ａの電極と配線パターン１３との間が導体ワイヤ２１で接続される。半導体発光素子２０の実装位置には、スルーホール１２ａと、スルーホール１２ａに充填された金属導体１２ｂとからなるサーマルビア１２が設けられる。ホルダ１１ａの凹状の窪みには透光性を有する封止材３０が充填され、ホルダ１１ａの凹状の窪みと嵌合する環状のテーパ曲面を有する出光部４０が封止材３０の上部に固着される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子を実装し、該半導体発光素子からの光を外部に出射する光源装置において、
前記半導体発光素子を実装する基板として、金属板からなるベース基板の表裏面に無機材料のガラス絶縁層が形成され、この絶縁層の上に前記半導体発光素子に駆動電力を供給するための配線パターンが形成された配線基板を用いたことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記配線基板には、環状のテーパ部分を有する凹状の窪みが形成されており、
前記凹状の窪みの平坦面に形成されたダイボンドパット上に前記半導体発光素子が実装されることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記半導体発光素子は、前記ダイボンドパットへの実装面と対向する上面に電極を有し、該電極と前記配線パターンとの間が導体ワイヤで接続されることを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項４】
前記半導体発光素子の実装位置には、スルーホールと、該スルーホールに充填された金属導体とからなるサーマルビアが設けられることを特徴とする請求項２又は３記載の光源装置。
【請求項５】
前記絶縁層が透明であり、
前記半導体発光素子と前記導体ワイヤとを少なくとも被覆するように前記凹状の窪みに透光性を有する封止材が充填され、
該封止材の上部には、前記凹状の窪みと嵌合する環状のテーパ曲面を有するガラスレンズからなる出光部が固着されることを特徴とする請求項３又は４記載の光源装置。
【請求項６】
前記出光部は、所定曲率を有する凸レンズ状の曲面と、該凸レンズ状の曲面に対向して前記封止材との接着面部分に所定曲率を有して形成された凹レンズ状の曲面と、前記凸レンズ状の曲面と前記凹レンズ状の曲面とに接続して環状に形成されたテーパ曲面の３つの曲面とを一体に有した立体形状に形成されていることを特徴とする請求項５記載の光源装置。
【請求項７】
前記出光部には、前記半導体発光素子からの光を波長変換する蛍光材が一体に設けられていることを特徴とする請求項５又は６記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子からの光を効率的に出射することができる光源装置に関し、特に耐熱性や放熱性に優れ、光取出し効率が高いパワーＬＥＤ（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）として最適な光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（発光ダイオード）は、表示用電球や蛍光灯に比べ、余分な熱を消費せず、寿命も圧倒的に長いという特徴から次世代の照明として注目されており、例えば携帯電話やデジタルビデオカメラ、ＰＤＡなどの電子機器のバックライト、大型ディスプレイ、道路表示器などの電子機器の表示用として幅広く普及している。
【０００３】
発光ダイオードの発光原理は、電子を供給する不純物（ドナー）が添加されたｎ型半導体と正孔を供給する不純物（アクセプタ）が添加されたｐ型半導体を接合（ｐｎ接合）させ、アノード(anode) とカソード(cathode) の２つの端子のうち順方向に電圧を加える。このとき、電極から半導体に注入された電子と正孔が異なったエネルギー帯（伝導帯と価電子帯）を流れてＰＮ接合部付近にて禁制帯を越えて再結合し、この再結合の際にほぼ禁制帯幅（バンドギャップ）に相当するエネルギーが光子、すなわち光として放出される。また、放出された光の波長（色）は、ｐｎ接合を形成する素材のバンドギャップの大きさが関係するため、用途に応じて近赤外線や可視光、紫外線に至る波長に対応したバンドギャップを持つ半導体材料が用いられる。
【０００４】
ＬＥＤの発光体（ＬＥＤチップ）は、一般的にはチップの上面の面積が０．１ｍｍ2 程度の６面体（サイコロ状）の形状をしており、小さくて発光光量が少なく、点光源に近い光学特性を有している。したがって、このような特性のＬＥＤチップを光源とするＬＥＤを設計・製作するにあたっては、ＬＥＤチップの活性層で発光された光の量に対するＬＥＤチップから出射される光の量の割合（外部量子効率）を高め、且つＬＥＤチップから出射されてＬＥＤの外部に放出される光を一方向に集めてＬＥＤの軸上光度を上げるような手法が施されている。
【０００５】
また、近年では、新たなＬＥＤとして、大型で大電力が投入可能なパワーＬＥＤの開発が進められている。このパワーＬＥＤは、チップの上面の面積が１ｍｍ2 以上となるような大型のＬＥＤチップであって、パッケージの熱抵抗を低下させてあり、３５０ｍＡを超えるような大きな電流が投入できるようになっている。このパワーＬＥＤは、電球への置き換え、工業用装置類、分析装置類、医療用機器等への展開が期待されている。また、このパワーＬＥＤにおいても、活性層にＩｎＧａＡｌＰ系材料を用い、且つ、透明なＧａＰ基板を接着した、透明基板型のパワーＬＥＤが実用化されている（例えば下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１２８０４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来から知られている光源装置は、金属製のリードフレームに樹脂を挿入してインサートモールド成型されている。その際、リードフレームに挿入する樹脂としては、例えばＰＢＴ樹脂やＰＰＡ樹脂などの炭素を含む有機系材料を使用するのが一般的であった。
【０００７】
しかしながら、この種の従来の光源装置に使用される樹脂は、炭素を含む有機系材料を使用するため、熱による耐久性に欠けていた。このため、光源装置をパワーＬＥＤとして機能させる場合には、一般的なＬＥＤに比べて入力電圧が大きくなり、その分だけ大きな熱エネルギーが発生してしまい、この熱エネルギーによって樹脂部分の劣化を招き、光源装置として機能しなくなるという問題があった。
【０００８】
また、ＬＥＤは、例えば青や近紫外などのように、出射される光の波長が短くなるほど光出力も大きくなる。このため、従来の光源装置では、耐熱性が不十分であることに加え、成形樹脂が劣化しやすいという課題があった。しかも、従来の光源装置の構造では、素子の放熱構造も不十分であったため、駆動時に素子から発する熱を十分に放熱することができず、この籠もった熱により素子の劣化が早まるという問題があった。このため、パワーＬＥＤとして光源装置を機能させる場合には、耐熱性及び放熱性に優れた光源装置の提供が望まれていた。
【０００９】
本発明は、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、耐熱性や放熱性に優れ、パワーＬＥＤとして最適な光源装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に係る光源装置は、半導体発光素子を実装し、該半導体発光素子からの光を外部に出射する光源装置において、
前記半導体発光素子を実装する基板として、金属板からなるベース基板の表裏面に無機材料のガラス絶縁層が形成され、この絶縁層の上に前記半導体発光素子に駆動電力を供給するための配線パターンが形成された配線基板を用いたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る光源装置は、請求項１の光源装置において、
前記配線基板には、環状のテーパ部分を有する凹状の窪みが形成されており、
前記凹状の窪みの平坦面に形成されたダイボンドパット上に前記半導体発光素子が実装されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る光源装置は、請求項２の光源装置において、
前記半導体発光素子は、前記ダイボンドパットへの実装面と対向する上面に電極を有し、該電極と前記配線パターンとの間が導体ワイヤで接続されることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る光源装置は、請求項２又は３の光源装置において、
前記半導体発光素子の実装位置には、スルーホールと、該スルーホールに充填された金属導体とからなるサーマルビアが設けられることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る光源装置は、請求項３又は４の光源装置において、
前記絶縁層が透明であり、
前記半導体発光素子と前記導体ワイヤとを少なくとも被覆するように前記凹状の窪みに透光性を有する封止材が充填され、
該封止材の上部には、前記凹状の窪みと嵌合する環状のテーパ曲面を有するガラスレンズからなる出光部が固着されることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に係る光源装置は、請求項５の光源装置において、
前記出光部は、所定曲率を有する凸レンズ状の曲面と、該凸レンズ状の曲面に対向して前記封止材との接着面部分に所定曲率を有して形成された凹レンズ状の曲面と、前記凸レンズ状の曲面と前記凹レンズ状の曲面とに接続して環状に形成されたテーパ曲面の３つの曲面とを一体に有した立体形状に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項７に係る光源装置は、請求項５又は６の光源装置において、
前記出光部には、前記半導体発光素子からの光を波長変換する蛍光材が一体に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の光源装置によれば、金属板からなるベース基板に無機系材料からなる絶縁層を形成し、この絶縁層の上に配線パターンを形成した配線基板を用い、環状のテーパ部分を有する凹状の窪みを配線基板の中央部分に形成し、この凹状の窪みの平坦面に半導体発光素子を実装する構成により、凹状の窪みに適量の封止材を充填し、出光部を凹状の窪みに嵌合して位置決め固定することができ、セルフアライメント効果により実装作業を容易に行うことができる。
【００１８】
また、ベース基板の表面にメッキ処理を施し、さらにメッキ処理された上面に透明な絶縁層を被覆する構成により、半導体発光素子の側面部分から出射された光を凹状の窪みのテーパ部分のメッキ処理面で鏡面反射して出光部に導くことができる。これにより、半導体発光素子の側面光を、鏡面反射により効率的に出光部を介して外部に取り出せ、出射光の損失を抑制することができる。
【００１９】
また、半導体発光素子の表面に設けられる両電極と、配線基板上の配線パターンとの間が導体ワイヤを介して配線接続される構成により、半導体発光素子が実装される部分に通電することなく半導体発光素子を発光駆動することができる。これにより、複数の半導体発光素子の同時実装が可能になる。
【００２０】
しかも、半導体発光素子が実装される部分にサーマルビアを形成した構成により、良好な放熱特性が得られ、半導体発光素子の発光駆動によって発生する熱をサーマルビアを介して効率的に外部に放出することができる。
【００２１】
さらに、半導体発光素子が実装された凹状の窪みには、ガラス材と、無機蛍光体の蛍光材とを一体化した出光部が固着されるので、半導体発光素子の発光色と蛍光材の材料を適宜選択することにより、高耐久性を有して色調の角度依存性のない所望の色の光を外部の所望位置に集光することができる。
【００２２】
そして、このような本発明の光源装置によれば、有機系材料を用いることなく、放熱性、耐熱性、機械強度、寸法精度の良好なデバイスを構成することができ、特にパワーＬＥＤとして最適な光源装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明に係る光源装置の概略構成を説明するための概略斜視図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は本発明に係る光源装置を裏面側から見た平面図、図４は図２におけるａ部分の拡大断面図、図５は半導体発光素子の側面光の軌跡を示す説明図、図６（ａ）は本発明の光源装置に用いられる出光部の概略斜視図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図７（ａ）〜（ｃ）は本発明における出光部の各構成例を説明するための断面図である。
【００２４】
まず、本例の光源装置１の構造について図１〜図７を参照しながら説明する。図１に示すように、本例の光源装置１は、配線基板１０と、半導体発光素子２０と、封止材３０と、出光部４０とを備えて概略構成される。以下、各構成部品ついてそれぞれ詳細に説明する。
【００２５】
配線基板１０は、図１や図２に示すように、ベース基板１１と、サーマルビア１２と、配線パターン１３とを備えて構成されている。
【００２６】
ベース基板１１は、例えば鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銅合金、ステンレス鋼などをコア金属として形成される。図１及び図２に示すように、ベース基板１１の中央部分には、環状のテーパ部分（所定傾斜角の傾斜面）を有する凹状の窪みからなるホルダ１１ａが例えばプレス加工により形成されている。また、ベース基板１１は、ホルダ１１ａの底部裏面と両端部の裏面とが面一になるように、ホルダ１１ａと両端部との間の中途部分が折曲されている。図１及び図２に示すように、ホルダ１１ａの平坦面の中央部分に設けられるダイボンドパット５０には、半導体発光素子２０が載置して実装される。ホルダ１１ａの凹状の窪みは、封止材３０を充填しやすくしたり、出光部４０を固着する際の位置決めとなり、実装作業を容易に行うことができるようになっている。
【００２７】
また、ベース基板１１の表面には、図４や図５に示すように、例えばニッケル（Ｎｉ）や銀（Ａｇ）などのメッキ処理が施されている。さらに、このメッキ処理された上面には、無機材料からなるガラスの絶縁層１１ｂが被覆されている。この絶縁層１１ｂは、焼結して透明になる無機材料を選択することで透明に形成することができる。これにより、半導体発光素子２０の側面から出射された光は、図５中の矢印で示すように、透明な絶縁層１１ｂを透過し、ホルダ１１ａのテーパ部分で鏡面反射して図中上方に出射する。その結果、半導体発光素子２０の側面から出射された光を効率的に鏡面反射させて外部に取り出すことができ、出射光の損失を抑制することができる。
【００２８】
また、ベース基板１１におけるホルダ１１ａを除いた表面部分には、無機材料のガラスからなる配線保護用ガラス層１１ｃが被覆されている。これにより、絶縁層１１ｂ上の配線パターン１３を保護することができる。
【００２９】
サーマルビア１２は、半導体発光素子２０を発光駆動した際に半導体発光素子２０自身から発せられる熱を効率的に放熱するもので、ベース基板１１のホルダ１１Ａ表面のダイボンドパット５０（半導体発光素子２０の載置部）と裏面の半田付けパット６０との間を導通接続するように形成される。このサーマルビア１２は、複数のスルーホール１２ａと、各スルーホール１２ａに充填される金属導体１２ｂからなる。スルーホール１２ａは、ホルダ１１ａにおける平坦面の所定箇所に複数（本例では半導体発光素子２０の中心下部１箇所と、半導体発光素子２０の周囲４箇所の計５箇所）形成される。そして、複数のスルーホール１２ａ内には、例えば銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）など熱伝導率の良い金属が金属導体１２ｂとして充填される。これにより、ホルダ１１ａ表面のダイボンドパット５０と裏面の半田付けパット６０とが熱伝導の良好な金属導体１２ｂで接続され、半導体発光素子２０が発する熱を高い放熱性を持って効率的に外部に放出することができる。
【００３０】
なお、サーマルビア１２に充填する金属導体１２ｂとして、配線パターン１３に使用する金属と同材質のものを使用すれば、ベース基板１１のプレス形成後に、配線パターン１３と同時にサーマルビア１２を形成することができ、光源装置１の製造工程を簡略化することが可能となる。
【００３１】
配線パターン１３は、例えば金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、銀−パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）、銀−白金合金（Ａｇ−Ｐｔ）などの導電性を有する導電性材料からなり、例えばインクジェット、パット印刷、スクリーン印刷等の手法により絶縁層１１ｂ上に形成される。図１における配線パターン１３は、半導体発光素子２０が載置されるダイボンドパット５０を中心として、アノード配線パターン１３ａとカソード配線パターン１３ｂとがダイボンドパット５０を囲むように左右に分離して形成されている。そして、アノード配線パターン１３ａは、ベース基板１１の絶縁層１１ｂ上の一端側に導出され、金属導体が充填されたスルーホール７０を介して図３に示すベース基板１１の裏面側対向位置の矩形状のアノード側接続電極１３ｃに接続される。同様に、カソード配線パターン１３ｂは、ベース基板１１の絶縁層１１ｂ上の他端側に導出され、金属導体が充填されたスルーホール７０を介して図３に示すベース基板１１の裏面側対向位置の矩形状のカソード側接続電極１３ｄに接続される。
【００３２】
このように、配線パターン１３は、半導体発光素子２０にベース基板１１の表面側から駆動できるように、ベース基板１１の表裏面の絶縁層１１ｂ上に所定のパターン形状に形成され、ビアホール（金属導体を充填したスルーホール７０）を用いてベース基板１１の表裏面間が立体配線される。
【００３３】
なお、配線パターン１３に使用する導電性材料は、導電性を有する金属であれば良く、例えばサーマルビア１２に充填する金属導体１２ｂと同材質のものを使用しても良い。これにより、ベース基板１１のプレス形成後に、配線パターン１３の形成と同時にサーマルビア１２の金属導体１２ｂの充填が行え、光源装置１の製造工程を簡略化することができる。  
【００３４】
半導体発光素子２０は、例えばＩｎＧａＡｌＰ系（赤色発光）、ＩｎＧａＮ系（青色発光、緑色発光）等の化合物による半導体チップで構成され、アノード電極とカソード電極の両電極が上面２０ａに設けられており、上述したサーマルビア１２の形成箇所の上面に位置するダイボンドパット５０に載置してダイボンディング（固着）される。また、半導体発光素子２０の各電極は、ベース基板１１上の配線パターン１３（アノード配線パターン１３ａ、カソード配線パターン１３ｂ）に対し、例えば金（Ａｕ）ワイヤなどの導電性を有する導体ワイヤ２１によってワイヤボンディングされる。これにより、半導体発光素子２０をホルダ１１ａの中のダイボンドパット（載置部分）５０に直接固着でき、半導体発光素子２０のダイボンドパット５０に通電することなく半導体発光素子２０を発光させることが可能となる。そして、サーマルビア１２が位置するダイボンドパット５０の裏面の半田付けパット６０を直接放熱板（不図示）に固着すれば、半導体発光素子２０の熱をサーマルビア１２を介して放熱板から外部に逃がすことが可能となり、放熱特性の更なる向上を図ることができる。
【００３５】
封止材３０は、例えばシリコーンなどの耐熱性に優れた透光性を有する樹脂材で構成され、ベース基板１１に実装された半導体発光素子２０自体や半導体発光素子２０と配線パターン１３とを接続した導体ワイヤ２１などを封止して保護する。また、封止材３０は、ベース基板１１のホルダ１１ａに出光部４０を嵌合した際に生じるギャップを埋めて気密性を確保するため、半導体発光素子２０が配置されたホルダ１１ａ部分を被覆するように充填される。
【００３６】
出光部４０は、化学的耐久性に優れ、使用環境などで発光効率が下がらないガラス材４１と、無機蛍光体からなる蛍光材４２とを一体化したガラスレンズで構成される。この出光部４０は、半導体発光素子２０からの光を外部の所望位置に集光する機能を有し、ベース基板１１のホルダ１１ａに嵌合して位置決めした状態で、ホルダ１１ａ部分に充填された封止材３０を介して例えば接着剤などにより固着される。
【００３７】
ガラス材４１は、図６（ａ）に示すように、ベース基板１１のホルダ１１ａに形成されたテーパ部分と接合して固着される環状のテーパ曲面を有する立体形状をなしている。さらに説明すると、このガラス材４１は、図６（ｂ）に示すように、所定曲率を有して凸状に形成された凸レンズ状の曲面４０Ａと、凸レンズ状の曲面４０Ａに対向して封止材３０との接着面部分に所定曲率（曲面４０ａより大きい曲率）を有して凹状に形成された凹レンズ状の曲面４０Ｂと、ガラス材４１をベース基板１１のホルダ１１ａに嵌合した際にホルダ１１ａのテーパ部分と接合するように凸レンズ状の曲面４０Ａと凹レンズ状の曲面４０Ｂとに接続して形成された環状のテーパ曲面４０Ｃの３つの曲面を一体に有した立体形状に形成されている。
【００３８】
蛍光材４２は、無機蛍光体による波長変換材料からなり、半導体発光素子２０から入射される光を所望波長に波長変換している。蛍光材４２を構成する無機蛍光体として好適な波長変換材料には、例えばＡ3 Ｂ5 Ｏ12：Ｍ系蛍光体（Ａ：Ｙ，Ｇｄ，Ｌｕ，Ｔｂ，Ｂ：Ａｌ，Ｇａ，Ｍ：Ｃｅ3+，Ｔｂ3+，Ｅｕ3+，Ｃｒ3+，Ｎｄ3+またはＥｒ3+）、希土類をドープしたバリウム−アルミニウム−マグネシウム系化合物蛍光体（ＢＡＭ蛍光体）、Ｙ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕ3+やＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌなどに代表される硫化物系化合物蛍光体、または（Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ2+，ＣａＧａ2 Ｓ4 ：Ｅｕ2+やＳｒＧａ2 Ｓ4 ：Ｅｕ2+などの希土類をドープしたチオガレート系蛍光体、またはＴｂＡｌＯ3 ：Ｃｅ3+などのアルミン酸塩の少なくとも１つの組成を含有した蛍光体や、（Ｙ，Ｇｄ）3 （Ａｌ，Ｇａ）5 Ｏ12等のＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系等からなる橙色蛍光顔料や橙色蛍光染料などがある。
【００３９】
また、各無機蛍光体、励起光および波長変換された光の反射を補助するために、例えば硫酸バリウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素などの散乱材を必要に応じて混在させてもよい。さらに、複数の異なる特性を持つ無機蛍光体を混合した混合無機蛍光体を用いても良い。
【００４０】
ここで、ガラス材４１と蛍光材４２とを組み合わせた出光部４０の構成としては、例えば図７（ａ）〜（ｃ）に示すような３種類の構成（構成例１〜３）が考えられる。
【００４１】
（構成例１）
構成例１の出光部４０は、図７（ａ）に示すように、ガラス材４１に形成される曲面４０Ｂに無機蛍光体からなる蛍光材４２を一体に設けたものである。この構成例１では、半導体発光素子２０からの光の一部が蛍光材４２によって波長変換されて出光部４０内に導かれ、この波長変換された光と、半導体発光素子２０自身の光とが出光部４０内で混合され、この混合された光が出光部４０から出射して外部の所定位置に集光される。例えば蛍光材４２として橙色蛍光顔料や橙色蛍光染料を選択し、半導体発光素子２０として青色発光する材料（ＩｎＧａＮ系化合物）を選択すれば、半導体発光素子２０自身の青色光と、蛍光材４２による波長変換された橙色光との混合により、出光部４０から白色光を出射して外部の所定位置に集光することができる。
【００４２】
（構成例２）
構成例２の出光部４０は、図７（ｂ）に示すように、ガラス材４１に形成される曲面４０Ｂと曲面４０Ｃに無機蛍光体からなる蛍光材４２を設けたものである。この構成例２では、曲面４０Ｂに加えて曲面４０Ｃにも蛍光材４２が形成されるので、半導体発光素子２０の側面から出射された光も、確実に蛍光材４２を介して出光部４０内に導くことができる。そして、この構成例２では、半導体発光素子２０からの光の一部が蛍光材４２によって波長変換されて出光部４０内に導かれ、この波長変換された光と、半導体発光素子２０自身の光とが出光部４０内で混合され、この混合された光が出光部４０から出射して外部の所定位置に集光される。例えば蛍光材４２として橙色蛍光顔料や橙色蛍光染料を選択し、半導体発光素子２０として青色発光する材料（ＩｎＧａＮ系化合物）を選択すれば、半導体発光素子２０自身の青色光と、蛍光材４２による波長変換された橙色光との混合により、出光部４０から白色光を出射して外部の所定位置に集光することができる。
【００４３】
（構成例３）
構成例３は、図７（ｃ）に示すように、ガラス材４１中に無機蛍光体からなる蛍光材４２を均等に分散させて一体に形成したものである。この構成例３では、ガラス材４１中に蛍光材４２が分散された構成なので、半導体発光素子２０のどの部分から光が出射されても確実に波長変換することができる。そして、この構成例３では、半導体発光素子２０からの光が出光部４０内に導かれると、半導体発光素子２０自身からの光と、半導体発光素子２０から出射されて蛍光材４２で波長変換された光とが混合され、この混合された光が出光部４０から出射して外部の所定位置に集光される。例えば蛍光材４２として橙色蛍光顔料や橙色蛍光染料を選択し、半導体発光素子２０として青色発光する材料（ＩｎＧａＮ系化合物）を選択すれば、半導体発光素子２０自身の青色光と、蛍光材４２による波長変換された橙色光との混合により、出光部４０から白色光を出射して外部の所定位置に集光することができる。
【００４４】
次に、上述した光源装置１の製造方法について簡単に説明する。ここでは、ロール・ツー・ロールで作製した配線基板１０におけるベース基板１１の表面をメッキ処理する金属としてニッケル（Ｎｉ）、絶縁層１１ｂとしてガラス、サーマルビア１２に充填する金属導体１２ｂと配線パターン１３に使用する金属としてそれぞれ銀（Ａｇ）を使用する。また、封止材３０としてシリコーン樹脂を使用し、出光部４０としてガラスに無機蛍光体を均等に分散した図７（ｃ）に示す構成例３を採用する。
【００４５】
まず、ロール・ツー・ロールで作製した配線基板１０のベース基板１１にホルダ１１ａをプレス加工する。そして、このホルダ１１ａが形成された配線基板１０の表裏面をニッケル（Ｎｉ）メッキ処理し、このメッキ処理面の上に無機系材料からなる絶縁層１１ｂを形成する。この絶縁層１１ｂの形成後、ホルダ１１ａのダイボンドパット５０部分にサーマルビア１２用のスルーホール１２ａを形成し、スルーホール１２ａに金属導体１２ｂを充填してサーマルビア１２を形成するとともに、絶縁層１１ｂの上に配線パターン１３を形成する。
【００４６】
そして、配線パターン１３の形成後、ホルダ１１ａのダイボンドパット５０部分に半導体発光素子２０を実装し、半導体発光素子２０と配線パターン１３との間を導体ワイヤ２１でワイヤボンディングする。その後、ホルダ１１ａに封止材３０を充填し、半導体発光素子２０や導体ワイヤ２１を被覆して気密封止した後、出光部４０をホルダ１１ａに嵌合して固着する。これにより、量産性の高い製法で光源装置１を安価に製作することができる。
【００４７】
このように、本例の光源装置１は、金属板からなるベース基板１１に無機系材料からなる絶縁層１１ｂを形成し、この絶縁層１１ｂの上に配線パターン１３を形成した配線基板１０を用い、環状のテーパ部分を有する凹状の窪みからなるホルダ１１ａを配線基板１０の中央部分にプレス形成し、このホルダ１１ａの平坦面のダイボンドパット５０上に半導体発光素子２０を実装している。これにより、ホルダ１１ａに適量の封止材３０を充填し、出光部４０をホルダ１１ａに嵌合して位置決め固定することができ、セルフアライメント効果により実装作業を容易に行うことができる。
【００４８】
また、ベース基板１１の表面にメッキ処理を施し、さらにメッキ処理された上面に透明な絶縁層１１ｂを被覆した構成なので、半導体発光素子２０の側面部分から出射された光をホルダ１１ａのテーパ部分のメッキ処理面で鏡面反射して出光部４０に導くことができる。これにより、半導体発光素子２０の側面光を、鏡面反射により効率的に出光部４０を介して外部に取り出せ、出射光の損失を抑制することができる。
【００４９】
また、半導体発光素子２０の表面２０ａに設けられる両電極と、配線基板１０上の配線パターン１３との間が導体ワイヤ２１を介して配線接続されるので、半導体発光素子２０が実装されるダイボンドパッド５０に通電することなく半導体発光素子２０を発光駆動することができる。これにより、複数の半導体発光素子２０をダイボンドパット５０に同時に実装することが可能になる。
【００５０】
しかも、半導体発光素子２０が実装されるダイボンドパット５０部分にサーマルビア１２を形成した構成なので、ホルダ１１ａ表面のダイボンドパット５０と裏面の半田付けパット６０との間を熱伝導の良好な金属導体１２ｂで接続し、半田付けパット６０を直接放熱板に固着することができる。これにより、良好な放熱特性が得られ、半導体発光素子２０の発光駆動によって発生する熱をサーマルビア１２を介して効率的に外部に放出することができる。
【００５１】
さらに、半導体発光素子２０が実装されたホルダ１１ａには、ガラス材４１と、無機蛍光体の蛍光材４２とを一体化したガラスレンズで構成される出光部４０が固着されるので、半導体発光素子２０の発光色と蛍光材４２の材料を適宜選択することにより、高耐久性を有して色調の角度依存性のない所望の色の光を外部の所望位置に集光することができる。例えば半導体発光素子２０の発光色を青色、蛍光材４２の材料を橙色蛍光顔料とすれば、高耐久性を有して色調の角度依存性のない良質な白色光を外部に出射して所望位置に集光させることができる。
【００５２】
そして、上記構成による本例の光源装置１によれば、有機系材料を用いることなく、放熱性、耐熱性、機械強度、寸法精度の良好なデバイスを構成することができ、特にパワーＬＥＤとして最適な光源装置を提供することができる。
【００５３】
ところで、上述した形態では、半導体発光素子２０自身からの光と、半導体発光素子２０から出射されて蛍光材４２で波長変換された光とを混合した所望の光（例えば白色光）を出光部４０から外部に出射する構成として説明したが、出光部４０の蛍光材４２を省く構成としても良い。この場合、半導体発光素子２０による発光色の光のみを出光部４０から外部に出射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る光源装置の概略構成を説明するための概略斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明に係る光源装置を裏面側から見た平面図である。
【図４】図２におけるａ部分の拡大断面図である。
【図５】半導体発光素子の側面光の軌跡を示す説明図である。
【図６】（ａ）  本発明の光源装置に用いられる出光部の概略斜視図である。  （ｂ）  （ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】（ａ）  本発明における出光部の構成例１を説明するための断面図である。  （ｂ）  本発明における出光部の構成例２を説明するための断面図である。  （ｃ）  本発明における出光部の構成例３を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  光源装置
１０  配線基板
１１  ベース基板
１１ａ  ホルダ
１１ｂ  絶縁層
１１ｃ  配線保護用ガラス層
１２    サーマルビア
１２ａ  スルーホール
１２ｂ  金属導体
１３  配線パターン
１３ａ  アノード配線パターン
１３ｂ  カソード配線パターン
２０  半導体発光素子
２０ａ  上面
２１  導体ワイヤ
３０  封止材
４０  出光部
４１  ガラス材
４２  蛍光体材
５０  ダイボンドパット
６０  半田付けパット
７０  スルーホール
【図１】
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【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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