(57)【要約】【課題】  安定したはんだ接合性を容易に得ることができる発光装置を提供する。【解決手段】  配線パターン７形成面に切欠部７Ａを設け、外部基板の配線パターン９と接触する部分に配置するようにしたので、はんだリフローによって溶けたはんだ９ａが切欠部７Ａのエッジに沿って速やかに上昇するようになり、はんだ接合性が向上する。また、切欠部７Ａが基板６を切り欠いた窪み状に形成されているので、溶けたはんだ９ａが窪み内に溜まり、切欠部７Ａより上方に移動しにくくなる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子アレイを搭載したランプの端子部を回路基板の配線パターンにはんだによって接続した発光装置において、
前記ランプの端子部と前記回路基板の配線パターンとの接続部に前記はんだを流入させる切欠部を設けたことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記切欠部は、前記ランプの実装面の一部を前記端子部とともに切り欠いて形成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】
前記端子部は、導電パターンを有した導電性薄膜によって形成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４】
前記ランプは、セラミックスの薄板を積層して焼成することによって形成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５】
前記ランプは、前記ランプの集合体から切断される際の切断面に前記切欠部が形成されることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光装置に関し、特に、配線パターンとの接合の際にはんだの流れを規制するようにした発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光ダイオード（Light-Emitting Diode：以下「ＬＥＤ」という。）を光源とした発光装置が知られている。このような発光装置は、ＬＥＤを光源とすることで、低消費電力で充分な照明性を有するとともに、光源を必要とする種々の電子機器等への実装性に優れるという特徴を有している。
【０００３】
近年、電子機器等の小型化が進み、そのことによって発光装置により一層の小型化が要求されている。発光装置を小型化するにあたって、ＬＥＤの点灯に伴う熱の放熱性と実装性が問題となる。特に、実装性については発光装置が小型化すると相対的に実装面積も減少することから、充分な接合強度を確保しつつ電気的接続性を安定的に確保することが難しいという問題がある。
【０００４】
かかる問題を解消するものとして、発光装置の底面にボール状のはんだからなるバンプを収容可能な凹部を設け、凹部の底面と側面を接合面として接合強度を確保するようにした発光装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
図９は、特許文献１に記載された発光装置の断面図である。この発光装置３０は、絶縁基板３１と、絶縁基板３１と接着フィルム４０を介して接着された薄型平板５０によって構成されている。
【０００６】
絶縁基板３１は、ＬＥＤチップ３２を収容する貫通孔３１Ａを有し、貫通孔３１Ａの底部には第１および第２のメッキ層５４が設けられている。第１のメッキ層５４にはＬＥＤチップ３２が搭載されており、ＬＥＤチップ３２の上面電極は極性の異なる第２のめっき層５４とワイヤ３３で電気的に接続されている。
【０００７】
薄型平板５０は、金属薄板５１および５２の下面を絶縁性樹脂５３で覆うとともに分離部５３Ａで電気的に絶縁して形成されている。また、薄型平板５０の下面にはバンプ５５を設けるための凹状の開口が形成されており、開口から露出する金属薄板５１および５２をめっき層５４で覆ってバンプ５５を設けている。このような構成によると、バンプ５５を溶融させてはんだ接合を行う際にめっき層５４で覆われた凹部の底部と側面とが接合面となるので、はんだ接合性を向上させることができる。
【特許文献１】特開２０００−２４４０２２号公報（第９図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載された発光装置によると、薄型平板５０の下面にバンプ５５を設けるバンプ形成工程が必要となるため、製造工程が増加する。また、発光装置のはんだ接合性がバンプの形状や溶融性に依存するため、安定したはんだ接合性を得るにはバンプの形状安定性を一定のレベルに管理する必要があり、製造コストが大になるという問題がある。
【０００９】
従って、本発明の目的は、安定したはんだ接合性を容易に得ることができる発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するため、発光素子アレイを搭載したランプの端子部を回路基板の配線パターンにはんだによって接続した発光装置において、
前記ランプの端子部と前記回路基板の配線パターンとの接続部に前記はんだを流入させる切欠部を設けたことを特徴とする発光装置を提供する。
【００１１】
前記切欠部は、前記ランプの実装面の一部を前記端子部とともに切り欠いて形成するようにしても良い。
【００１２】
前記端子部は、導電パターンを有した導電性薄膜によって形成されても良い。
【００１３】
前記ランプは、セラミックスの薄板を積層して焼成することによって形成することができる。
【００１４】
前記ランプは、前記ランプの集合体から切断される際の切断面に前記切欠部が形成されるようにしても良い。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の発光装置によれば、発光素子アレイを搭載したランプの端子部と回路基板の配線パターンとの接続部にはんだを流入させる切欠部を設けたため、ランプの端子部と回路基板の配線パターンとの接続部に適切な量のはんだを供給できるようになり、安定したはんだ接合性を容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の正面図である。この発光装置１は、薄板状の材料を積層して形成されるケース２と、ケース２の開口部２Ａ内に収容される発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という。）３Ｒ1、３Ｒ2、３Ｇ、３Ｂ1、および３Ｂ2と、後述する基板に設けられてＬＥＤを電気的に接続するための配線パターン４とを有し、開口部２Ａには透明なエポキシ樹脂が封止樹脂として充填されて封止部２Ｂを形成しており、各ＬＥＤを保護している。
【００１８】
ケース２は、セラミックスからなる複数の薄板状の材料を積層して形成されており、長円状に形成される開口部２Ａ内にアレイ状にＬＥＤ３Ｒ1、３Ｒ2、３Ｇ、３Ｂ1、および３Ｂ2を配置してＬＥＤランプを形成している。また、ケース２は逆円弧状に形成される角部２ａを有している。
【００１９】
ＬＥＤ３Ｒ1、３Ｒ2（赤色）は、上面および底面に電極を有し、上面の電極と配線パターンとをワイヤ５によって電気的に接続している。また、ＬＥＤ３Ｇ（緑色）、３Ｂ1、および３Ｂ2（ともに青色）は、その底面に図示しない電極を有するものであり、Ａｕバンプを介して電極と配線パターン４とを電気的に接続している。なお、図示する発光装置１では、ＲＧＢのＬＥＤを配置したものであるが、例えば、１色もしくは２色の発光色のＬＥＤで構成されても良い。
【００２０】
配線パターン４は、タングステン層上にＡｕを積層して形成されており、複数の配線領域４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、および４Ｆからなる。第１の実施の形態では、配線領域４Ａをアノードとし、配線領域４Ｃ、４Ｄ、４Ｅおよび４Ｇがカソードである。また、配線領域４Ｂは、基板断面内に設けられる図示しない配線層によって配線領域４Ｆと電気的に接続されている。
【００２１】
図２は、第１の実施の形態に係る発光装置の斜視図である。この斜視図は、外部基板８に実装された発光装置１の光出射方向と反対側の底面側斜視図である。発光装置１の底面側には、セラミックスからなる薄板状の材料を貼り合わせて形成される基板６を有し、基板６の一面には配線パターン７が設けられている。なお、図２においては、配線パターン７と配線パターン９とのはんだ接合前の状態を示している。
【００２２】
配線パターン７は、タングステン層上にＡｕを設けて形成されており、複数の領域７０、７１、７２、７３、７４、および７５と、基板６を貫通して前述の配線パターン４と電気的に接続するためのスルーホール７ａとを有し、領域７２、７３、および７４は、基板６とともに矩形状に切り欠かれた切欠部７Ａを配線パターンとの境界部分に有する。また、領域７０は、角部２ａの逆円弧状の端部に沿ってはんだを流すようになっている。
【００２３】
外部基板８は、ガラスエポキシ基板等の表面に導電性薄膜によってパターン状に形成される配線パターン９を有する。本実施の形態では、配線パターン９を銅箔によって形成している。この配線パターン９は、発光装置１の配線パターン７と直交するように形成されており、図示しないはんだが表面に設けられている。
【００２４】
図３は、図１のＡ−Ａ部における発光装置１の断面図である。ケース２は、薄板材２０、２１、および２２の３枚を積層して形成されており、接合面１０を介して基板６と接合されている。
【００２５】
薄板材２１は、薄板材２０との界面および開口部２Ａ内に露出する面にタングステン層２１Ａを有し、開口部２内に露出するタングステン層２１Ａに光を反射させるためのＡｇ層２１Ｂを積層している。
【００２６】
薄板材２２は、開口部２Ａの深さ方向に傾斜した面を形成するように形成されている。
【００２７】
基板６は、セラミックスからなる薄板材６Ａと６Ｂとを積層して構成されており、薄板材６Ａと６Ｂとの間には図示しない配線パターンが設けられている。また、薄板材６Ｂは、エッチング等によって配線パターン７とともに切り欠かれた切欠部７Ａを有する。
【００２８】
図４は、切欠部に流れ込むはんだを示す部分拡大図である。図４（ａ）に示すように、配線パターン９と領域７２とが直交するように配置される状態でリフローを行うと、はんだ９ａが溶けて毛細管現象に基づいて矢印Ｂで示すように流動し、切欠部７Ａに流れ込む。図４（ｂ）は、はんだ９ａが固まった状態を示し、配線パターン９と領域７２との間で傾斜状に固まったはんだ９ａによって電気的接続が得られる。また、溶けたはんだ９ａは切欠部７Ａの上端で上昇が食い止められることにより、領域７２全体に溶けたはんだ９ａが広がることを防ぐようになっている。
【００２９】
図５は、第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程を示す工程図である。以下に、図６に示すフローチャートに基づく発光装置の製造工程を説明する。
【００３０】
（１）薄板材準備工程
まず、図５（ａ）に示すように、薄板材２０、２１、および２２と、配線パターン４を形成された薄板材６Ａと、配線パターン７を形成された薄板材６Ｂとを準備する。
【００３１】
ここで、薄板材２０、２１、および２２には予め別工程で開口部２Ａを形成する長円を所定の配列で形成しているが、その工程については説明を省略する。
【００３２】
また、薄板材６Ｂの配線パターン７形成面には、矩形状の凹部が所定の配列で形成されている。この凹部は、後述する切断工程で発光装置１を切り出すことによって、発光装置１の配線パターン７形成面に切欠部７Ａを形成するようになっている。
【００３３】
また、図５においては、図１および図２で説明した発光装置１の逆円弧状の角部２ａについても図示を省略している。
【００３４】
薄板材２１は、予め別工程で開口部２Ａを開口された後に、薄膜形成処理に基づいて上面および開口部２Ａの内壁面にタングステンによる薄膜が形成される。
【００３５】
（２）薄板材積層工程
次に、図５（ｂ）に示すように、薄板材２０、２１、および２２と、薄板材６Ａおよび６Ｂとを積層する。このとき、薄板材２０、２１、および２２に形成されている長円が位置ずれを生じないように位置決めをしながら行う。この状態では、複数の発光装置が一体的に整列した集合体となっている。
【００３６】
（３）焼成工程
次に、集合体に焼成処理を施してセラミックスを焼成させることにより、薄板材２０、２１、および２２と、薄板材６Ａおよび６Ｂとを一体化する。
【００３７】
（４）発光素子搭載工程
次に、図５（ｂ）に示す集合体について、配線パターン４および７の露出部分にＡｕ層を形成する。次に、開口部２Ａ内にＬＥＤを５個実装し、その一部について配線パターン４とのワイヤボンディングを行う。
【００３８】
（５）切断工程
次に、図５（ｃ）に示すように、集合体をダイシング等によって切断することにより、発光装置１が得られる。
【００３９】
上記した第１の実施の形態によると、以下の効果が得られる。
（１）配線パターン７形成面に切欠部７Ａを設け、外部基板８の配線パターン９と接触する部分に配置するようにしたので、はんだリフローによって溶けたはんだ９ａが切欠部７Ａのエッジに沿って速やかに上昇するようになり、はんだ接合性が向上する。
（２）また、切欠部７Ａが基板６を切り欠いた窪み状に形成されているので、溶けたはんだ９ａが窪み内に溜まり、切欠部７Ａより上方に移動しにくくなる。はんだ９ａが配線パターン７に沿って大量に上昇すると、発光装置１全体の重量バランスが崩れ、配線パターン７形成面が下になるように発光装置１が転倒する恐れがある。本実施の形態によれば、切欠部７Ａより上方にはんだ９ａが移動することがないので、発光装置１の重量バランスが崩れることを防げる。
（３）配線パターン７に切欠部７Ａを設けることで、ダイシング等によって発光装置１を切り出す際に配線パターン７端部にバリが生じにくくなり、はんだ９ａのぬれ性低下やパターン剥離等の不良の発生を防ぐことができる。
（４）切欠部７Ａによってはんだ接合性が向上することにより、ＬＥＤ３Ｒ1、３Ｒ2、３Ｇ、３Ｂ1、および３Ｂ2の点灯に基づく発熱をはんだ接合部を介して配線パターン９等に効率良く伝達することが可能になり、放熱性が向上する。
（５）発光装置１の基板実装面と外部基板８とが位置決めされた状態で配線パターン７および９のはんだ接合が行われるので、発光装置１の位置決め精度に優れる。
【００４０】
なお、第１の実施の形態では、開口部２Ａに透明なエポキシ樹脂を封止樹脂として充填した構成を説明したが、例えば、ＬＥＤから放射される光によって励起される蛍光体を混入させたエポキシ樹脂を用いて波長変換を行う構成としても良い。
【００４１】
図７（ａ）は、第２の実施の形態に係る発光装置の斜視図である。図７（ｂ）は切欠部の部分拡大図である。この斜視図は外部基板８に実装された発光装置１の光出射方向と反対側の底面側斜視図である。なお、以下の説明では、第１の実施の形態と同様の構成を有する部分については同一の引用数字を付している。
【００４２】
第２の実施の形態では、切欠部７Ａが設けられる部分の配線パターン９に凹状の溝部９Ａを設けた構成としており、溝部９Ａは、図７（ｂ）に示すように切欠部７Ａと長さｌのずれ量を有して配置されている。このような溝部９Ａは、例えば、エッチングによって配線パターン９および外部基板８を部分的に除去することにより得られる。
【００４３】
上記した第２の実施の形態によると、以下の効果が得られる。
（１）切欠部７Ａが配置される配線パターン９にも溝部９Ａを設けたので、はんだの流れやすいエッジが増えることによりはんだ接合性を高めることができる。
（２）溶けたはんだが切欠部７Ａだけでなく溝部９Ａにも溜まるようになるので、はんだ接合性を高めながら配線パターン７の上方に大量のはんだが上昇することをより効率良く抑制することができる。
【００４４】
なお、第２の実施の形態では、配線パターン９の溝部９Ａを切欠部７Ａと長さｌだけずらして配置する構成を説明したが、例えば、切欠部７Ａの位置に一致するように溝部９Ａを設けても良い。
【００４５】
図８（ａ）は、第３の実施の形態に係る発光装置の斜視図である。図８（ｂ）は切欠部の部分拡大図である。この斜視図は外部基板８に実装された発光装置１の光出射方向と反対側の底面側斜視図である。
【００４６】
第３の実施の形態では、配線パターン７に切欠部を設けずに配線パターン９に溝部９Ａを設けた構成としており、このような構成としても大量のはんだの上昇を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の正面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る発光装置の斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ部における発光装置１の断面図である。
【図４】切欠部に流れ込むはんだを示す部分拡大図であり、（ａ）はリフロー時のはんだ流れを示す図、（ｂ）ははんだが固まった状態を示す図である。
【図５】第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程を示す工程図であり、（ａ）は薄板材準備工程を示す図、（ｂ）は薄板材積層工程を示す図、（ｃ）は切断工程を示す図である。
【図６】第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程のフローチャートである。
【図７】（ａ）は、第２の実施の形態に係る発光装置の斜視図であり、（ｂ）は切欠部の部分拡大図である。
【図８】（ａ）は、第３の実施の形態に係る発光装置の斜視図であり、（ｂ）は溝部の部分拡大図である。
【図９】特許文献１に記載された発光装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１、発光装置  ２、ケース  ２Ａ、開口部  ２ａ、角部  ４、配線パターン
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ、４Ｇ、配線領域  ５、ワイヤ
６、基板  ６Ａ、薄板材  ６Ｂ、薄板材  ７、配線パターン
７Ａ、切欠部  ７ａ、スルーホール  ８、外部基板  ９、配線パターン
９Ａ、溝部  １０、接合面  ２０、薄板材  ２１、薄板材
２１Ａ、タングステン層  ２１Ｂ、Ａｇ層  ２２、薄板材
３０、発光装置  ３１、絶縁基板  ３１Ａ、貫通孔  ３２、チップ
３３、ワイヤ  ４０、接着フィルム  ５０、薄型平板  ５１、金属薄板
５３、絶縁性樹脂  ５３Ａ、分離部  ５４、メッキ層
５５、バンプ  ７０、７１、７２、７３、７４、７５、領域
【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】
2005057144.tif 000009
【図８】
2005057144.tif 000010
【図９】
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