(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤチップが実装される実装基板と、実装基板との間にＬＥＤチップを収納する形で実装基板におけるＬＥＤチップの実装面側に固着されるドーム状のカバー部材とを備え、実装基板の外周形状を台形状としてなり、実装基板は、熱伝導性材料からなりＬＥＤチップが実装される伝熱板と、伝熱板側とは反対の表面にＬＥＤチップの両電極それぞれと電気的に接続される一対のリードパターンおよび連絡用導体パターンが設けられるとともにＬＥＤチップに対応する中央部に窓孔が設けられ伝熱板に積層された絶縁性基板とからなり、一対のリードパターンは、カバー部材よりも内側に形成された部位の一部がインナーリード部を構成するとともに、カバー部材よりも外側に形成された部位がアウターリード部を構成しており、実装基板は、台形状の外周形状の下底に沿った広幅部の両側それぞれにアウターリード部が配置されており、台形状の外周形状の上底に沿った狭幅部の中央でカバー部材よりも外側に連絡用導体パターンの一方の接続部が配置され、当該一方の接続部と一方のアウターリード部との間においてカバー部材の外側で当該一方のアウターリード部寄りに連絡用導体パターンの他方の接続部が配置され、２つのインナーリード部と連絡用導体パターンにおける両接続部間の部位の一部とで絶縁性基板の窓孔を略全周に亘って囲んでいることを特徴とするＬＥＤ用パッケージ。
【請求項２】
前記ＬＥＤチップの外形サイズよりも大きく前記窓孔の開口サイズよりも小さな平板状に形成されて前記ＬＥＤチップと前記伝熱板との間に介在させるサブマウント部材であって両者の線膨張率差に起因して前記ＬＥＤチップに働く応力を緩和するサブマウント部材を備えてなることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ用パッケージ。
【請求項３】
前記サブマウント部材は、前記ＬＥＤチップの接合部位の周囲に前記ＬＥＤチップの側面から放射された光を反射する反射膜が設けられ、当該反射膜の表面が前記カバー部材の開口部の周縁よりも前記伝熱板から離れて位置するように厚み寸法が設定されてなることを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ用パッケージ。
【請求項４】
前記絶縁性基板における前記伝熱板側とは反対の表面側で前記窓孔を囲む形で配設される透明樹脂の成形品であって内側に前記ＬＥＤチップを封止する封止樹脂が充填される枠体を備えてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のＬＥＤ用パッケージ。
【請求項５】
前記封止樹脂からなる封止部に重ねて配置されるレンズを備え、前記カバー部材は、前記ＬＥＤチップから放射された光によって励起されて前記ＬＥＤチップの発光色とは異なる色の光を放射する蛍光体を透光性材料とともに成形した成形品であり、レンズおよび枠体との間に空気層が形成される形で配設されてなることを特徴とする請求項４記載のＬＥＤ用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤチップ（発光ダイオードチップ）を収納するＬＥＤ用パッケージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＬＥＤチップとＬＥＤチップから放射された光によって励起されてＬＥＤチップとは異なる発光色の光を放射する波長変換材料（例えば、蛍光顔料、蛍光染料など）とを組み合わせてＬＥＤチップの発光色とは異なる色合いの光を出す発光装置の研究開発が各所で行われている。この種の発光装置としては、例えば、青色光あるいは紫外光を放射するＬＥＤチップと蛍光体とを組み合わせて白色の光（白色光の発光スペクトル）を得る白色発光装置（一般的に白色ＬＥＤと呼ばれている）の商品化がなされている。
【０００３】
ここにおいて、白色ＬＥＤに限らず、ＬＥＤを用いた発光装置は、従来の白熱電球や蛍光灯などに比べて、小型化、軽量化、省電力化を図れるといった長所があり、現在、表示用光源、ディスプレイ用光源、小型電球（白熱電球、ハロゲン電球など）の代替の光源、携帯電話の液晶パネル用光源（液晶パネル用バックライト）などとして広く用いられている。
【０００４】
また、最近の白色発光装置の高出力化に伴い、白色発光装置を照明用途に展開する研究開発が盛んになってきているが、上述の白色発光装置を一般照明などのように比較的大きな光出力を必要とする用途に用いる場合、１つの白色発光装置では所望の光出力を得ることができないので、複数個の白色発光装置を１つの配線板上に搭載したＬＥＤユニットを構成し、ＬＥＤユニット全体で所望の光出力を確保するようにしているのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ところで、複数個の発光装置を１つの配線板上に搭載したＬＥＤユニットでは、各発光装置を点灯させた状態における個々の発光装置の発熱量は比較的少ないものの、発光装置の数の増加に伴って発熱量が多くなるので、配線板に熱が蓄積されやすく、ＬＥＤユニット全体の温度が上昇しやすい傾向にある。
【０００６】
そこで、ＬＥＤチップを収納するＬＥＤ用パッケージとして、ＬＥＤチップを収納する収納凹所が一表面に形成されたセラミック製の実装基板を採用することで放熱性を向上させ、各ＬＥＤチップのジャンクション温度が最大ジャンクション温度を超えないようにすることが考えられている（例えば、特許文献２参照）。なお、特許文献２には、実装基板においてＬＥＤチップを収納する収納凹所が形成された一表面とは反対側に放熱用の金属板とプリント配線板との積層構造体を設け、プリント配線板に設けた開口部を通して実装基板と金属板とを接合したものも開示されている。
【特許文献１】特開２００３−５９３３１号公報
【特許文献２】特開２００５−１３５９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ＬＥＤユニットのサイズを大きくすることなしにＬＥＤユニット全体の光出力を向上させるにはＬＥＤ用パッケージの配置密度を高める必要があるが、特許文献１に開示されたＬＥＤユニットではＬＥＤ用パッケージを実装するベース部材である配線板が灯具本体の形状に合わせた円形状であるのに対して、特許文献２に開示されたＬＥＤ用パッケージでは、ＬＥＤチップを実装する実装基板や、金属板とプリント配線板との積層構造体の外周形状が矩形状なので、ＬＥＤ用パッケージ間の無駄なスペースが多くなってしまい、ＬＥＤ用パッケージの配置密度を高めるのが難しかった。
【０００８】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、実装面が円形状であるベース部材への配置密度を高めることが可能なＬＥＤ用パッケージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、ＬＥＤチップが実装される実装基板と、実装基板との間にＬＥＤチップを収納する形で実装基板におけるＬＥＤチップの実装面側に固着されるドーム状のカバー部材とを備え、実装基板の外周形状を台形状としてなることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、実装面が円形状であるベース部材への配置密度を高めることが可能になる。
【００１１】
また、請求項１の発明では、実装基板は、熱伝導性材料からなりＬＥＤチップが実装される伝熱板と、伝熱板側とは反対の表面にＬＥＤチップの両電極それぞれと電気的に接続される一対のリードパターンおよび連絡用導体パターンが設けられるとともにＬＥＤチップに対応する中央部に窓孔が設けられ伝熱板に積層された絶縁性基板とからなり、一対のリードパターンは、カバー部材よりも内側に形成された部位の一部がインナーリード部を構成するとともに、カバー部材よりも外側に形成された部位がアウターリード部を構成しており、実装基板は、台形状の外周形状の下底に沿った広幅部の両側それぞれにアウターリード部が配置されており、台形状の外周形状の上底に沿った狭幅部の中央でカバー部材よりも外側に連絡用導体パターンの一方の接続部が配置され、当該一方の接続部と一方のアウターリード部との間においてカバー部材の外側で当該一方のアウターリード部寄りに連絡用導体パターンの他方の接続部が配置され、２つのインナーリード部と連絡用導体パターンにおける両接続部間の部位の一部とで絶縁性基板の窓孔を略全周に亘って囲んでいることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、実装基板が、熱伝導性材料からなりＬＥＤチップが実装される伝熱板と、伝熱板側とは反対の表面にＬＥＤチップの両電極それぞれと電気的に接続される一対のリードパターンおよび連絡用導体パターンが設けられるとともにＬＥＤチップに対応する中央部に窓孔が設けられ伝熱板に積層された絶縁性基板とからなることにより、前記ＬＥＤチップで発生した熱を、伝熱板を介して効率良く放熱させることができ、また、一対のリードパターンは、カバー部材よりも内側に形成された部位の一部がインナーリード部を構成するとともに、カバー部材よりも外側に形成された部位がアウターリード部を構成しており、実装基板は、台形状の外周形状の下底に沿った広幅部の両側それぞれにアウターリード部が配置されており、台形状の外周形状の上底に沿った狭幅部の中央でカバー部材よりも外側に連絡用導体パターンの一方の接続部が配置され、当該一方の接続部と一方のアウターリード部との間においてカバー部材の外側で当該一方のアウターリード部寄りに連絡用導体パターンの他方の接続部が配置され、２つのインナーリード部と連絡用導体パターンにおける両接続部間の部位の一部とで絶縁性基板の窓孔を略全周に亘って囲んでいるので、複数個のＬＥＤ用パッケージを実装面が円形状であるベース部材に実装するような場合に、ベース部材の中央に給電用の電線を通すための挿通孔を設けることができ、しかも、無駄なスペースを少なくできて配置密度を高めることが可能となるとともにＬＥＤチップからベース部材までの熱抵抗を小さくできて放熱性が向上する。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ＬＥＤチップの外形サイズよりも大きく前記窓孔の開口サイズよりも小さな平板状に形成されて前記ＬＥＤチップと前記伝熱板との間に介在させるサブマウント部材であって両者の線膨張率差に起因して前記ＬＥＤチップに働く応力を緩和するサブマウント部材を備えてなることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、前記ＬＥＤチップで発生した熱をサブマウント部材および前記伝熱板を介して効率良く放熱させることができるとともに、前記ＬＥＤチップと前記伝熱板との線膨張率差に起因して前記ＬＥＤチップに働く応力を緩和することができる。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記サブマウント部材は、前記ＬＥＤチップの接合部位の周囲に前記ＬＥＤチップの側面から放射された光を反射する反射膜が設けられ、当該反射膜の表面が前記カバー部材の開口部の周縁よりも前記伝熱板から離れて位置するように厚み寸法が設定されてなることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、前記ＬＥＤチップの側面から放射された光が前記絶縁性基板に吸収されるのを防止することができて外部への光取り出し効率を向上することができ、また、前記ＬＥＤチップの側面から放射された光が前記カバー部材と前記絶縁性基板との接合部を通して出射されるのを防止することができ、前記カバー部材が前記ＬＥＤチップから放射された光によって励起されて前記ＬＥＤチップの発光色とは異なる色の光を放射する蛍光体を含有している場合には、色むらを低減できる。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記絶縁性基板における前記伝熱板側とは反対の表面側で前記窓孔を囲む形で配設される透明樹脂の成形品であって内側に前記ＬＥＤチップを封止する封止樹脂が充填される枠体を備えてなることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、枠体を備えていることにより、前記ＬＥＤチップを封止する封止樹脂からなる封止部のサイズを枠体のサイズにより決めることができ、前記実装基板の小型化を図れ、枠体が透明樹脂の成形品からなるので、枠体が金属材料により形成されている場合に比べて枠体と封止部との線膨張率差を小さくすることができるとともに、枠体で光の反射損失が生じるのを抑制することができる。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記封止樹脂からなる封止部に重ねて配置されるレンズを備え、前記カバー部材は、前記ＬＥＤチップから放射された光によって励起されて前記ＬＥＤチップの発光色とは異なる色の光を放射する蛍光体を透光性材料とともに成形した成形品であり、レンズおよび枠体との間に空気層が形成される形で配設されてなることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、前記ＬＥＤチップから放射される光と蛍光体から放射される光との混色光を得ることができ、しかも、前記ＬＥＤチップから放射され封止部およびレンズをとおして前記カバー部材も入射し前記カバー部材中の蛍光体により散乱された光のうちレンズ側へ散乱されてレンズを透過する光の光量を低減できて外部への光取り出し効率を向上できる。また、この発明によれば、前記カバー部材に外力が作用したときに前記カバー部材が変形してレンズに当接する可能性が低くなって前記外力により前記カバー部材に発生した応力がレンズおよび封止部を通して前記ＬＥＤチップに伝達されるのを抑制でき、前記外力による前記ＬＥＤチップの発光特性の変動が起こりにくくなるから、信頼性が向上するという利点や、外部雰囲気中の水分が前記ＬＥＤチップに到達しにくくなるという利点がある。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明では、実装面が円形状であるベース部材への配置密度を高めることが可能になるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明のＬＥＤ用パッケージを有する発光装置を複数備えたＬＥＤユニットについて、図１〜図１０を参照しながら説明する。
【００２３】
本実施形態のＬＥＤユニット１は、円形状のガラスエポキシ基板からなる絶縁性基板（第１の絶縁性基板）１００に一対の第１の給電用導体パターン１０１が形成された給電板Ａと、給電板Ａの周方向に沿って並設する複数個（本実施形態では、８個）の発光装置Ｂの接続関係を規定する配線用導体パターン２０１および上記接続関係を有する発光装置Ｂの群への給電路になる一対の第２の給電用導体パターン２０３が輪帯状のガラスエポキシ基板からなる絶縁性基板（第２の絶縁性基板）２００に形成された配線板Ｃとを備えている。ここにおいて、配線板Ｃは、給電板Ａと同一平面上で給電板Ａを囲み且つ給電板Ａとの間に隙間が形成される形で配置されている。
【００２４】
発光装置Ｂは、図３および図４に示すように、ＬＥＤチップ１０と、ＬＥＤチップ１０一表面側に実装された実装基板２０と、実装基板２０におけるＬＥＤチップ１０の実装面側でＬＥＤチップ１０を囲む枠体４０と、枠体４０の内側に封止樹脂を充填して形成されてＬＥＤチップ１０および当該ＬＥＤチップ１０に接続されたボンディングワイヤ１４，１４を封止し且つ弾性を有する封止部５０と、封止部５０に重ねて配置されるレンズ６０と、ＬＥＤチップ１０から放射され封止部５０を透過した光によって励起されてＬＥＤチップ１０の発光色とは異なる色の光を放射する蛍光体を透明材料とともに成形した成形品であってレンズ６０の光出射面６０ｂ側にレンズ６０を覆い光出射面６０ｂおよび枠体４０との間に空気層８０が形成される形で配設されるドーム状の色変換部材７０とを備えている。なお、本実施形態では、色変換部材７０が、実装基板２０との間にＬＥＤチップ１０を収納する形で実装基板２０におけるＬＥＤチップ１０の実装面側に固着されるカバー部材を構成しており、基本的には実装基板２０と色変換部材７０とでＬＥＤ用パッケージＰを構成しているが、本実施形態におけるＬＥＤ用パッケージＰは、実装基板２０および色変換部材７０以外の付加的な構成要素として、上述の枠体４０および後述のサブマウント部材３０を備えている。
【００２５】
実装基板２０は、金属板２１と、金属板２１に積層されたガラスエポキシ基板からなる絶縁性基板（第３の絶縁性基板）２２とで構成されており、当該絶縁性基板２２における金属板２１側とは反対側の表面にＬＥＤチップ１０の図示しない両電極それぞれと電気的に接続される一対のリードパターン２３が設けられるとともに、金属板２１とＬＥＤチップ１０との間に介在させる後述のサブマウント部材３０を露出させる窓孔２４が絶縁性基板２２の厚み方向に貫設されており、ＬＥＤチップ１０で発生した熱が絶縁性基板２２を介さずに金属板２１に伝熱できるようになっている。ここにおいて、金属板２１の材料としてはＣｕを採用しているが、熱伝導率の比較的高い金属材料であればよく、Ｃｕに限らず、Ａｌなどを採用してもよい。なお、本実施形態では、金属板２１が熱伝導性材料からなりＬＥＤチップ１０が実装される伝熱板を構成している。また、金属板２１と絶縁性基板２２とは、絶縁性基板２２における金属板２１との対向面に形成された金属材料（ここでは、Ｃｕ）からなる接合用金属層２５を介して固着されている。また、各リードパターン２３は、Ｃｕ膜とＮｉ膜とＡｇ膜との積層膜により構成されており、枠体４０よりも内側に設けられている部位がインナーリード部２３ａを構成し、色変換部材７０よりも外側で円形状に形成された部位がアウターリード部２３ｂを構成している。
【００２６】
ＬＥＤチップ１０は、青色光を放射するＧａＮ系青色ＬＥＤチップであり、結晶成長用基板としてサファイア基板に比べて格子定数や結晶構造がＧａＮに近く且つ導電性を有するｎ形のＳｉＣ基板からなる導電性基板１１を用いており、導電性基板１１の主表面側にＧａＮ系化合物半導体材料により形成されて例えばダブルへテロ構造を有する積層構造部からなる発光部１２がエピタキシャル成長法（例えば、ＭＯＶＰＥ法など）により成長され、導電性基板１１の裏面に図示しないカソード側の電極であるカソード電極（ｎ電極）が形成され、発光部１２の表面（導電性基板１１の主表面側の最表面）に図示しないアノード側の電極であるアノード電極（ｐ電極）が形成されている。要するに、ＬＥＤチップ１０は、一表面側にアノード電極が形成されるとともに他表面側にカソード電極が形成されている。上記カソード電極および上記アノード電極は、Ｎｉ膜とＡｕ膜との積層膜により構成してあるが、上記カソード電極および上記アノード電極の材料は特に限定するものではなく、良好なオーミック特性が得られる材料であればよく、例えば、Ａｌなどを採用してもよい。なお、ＬＥＤチップ１０は、平面形状が正方形状に形成されている。
【００２７】
また、ＬＥＤチップ１０は、上述の金属板２１に、ＬＥＤチップ１０のチップサイズよりも大きく金属板２１よりも小さなサイズの矩形板状（ここでは、平面形状が正方形状の平板状）に形成されＬＥＤチップ１０と金属板２１との線膨張率の差に起因してＬＥＤチップ１０に働く応力を緩和する上述のサブマウント部材３０を介して実装されている。サブマウント部材３０は、上記応力を緩和する機能だけでなく、ＬＥＤチップ１０で発生した熱を金属板２１においてＬＥＤチップ１０のチップサイズよりも広い範囲に伝熱させる熱伝導機能を有している。本実施形態では、サブマウント部材３０の材料として熱伝導率が比較的高く且つ絶縁性を有するＡｌＮを採用しており、ＬＥＤチップ１０は、上記カソード電極がサブマウント部材３０におけるＬＥＤチップ１０側の表面に設けられ上記カソード電極と接続される導体パターン３１（図７参照）および金属細線（例えば、金細線、アルミニウム細線など）からなるボンディングワイヤ１４を介して一方（図５における右側）のリードパターン（カソード側リードパターン）２３と電気的に接続され、上記アノード電極がボンディングワイヤ１４を介して他方（図５における左側）のリードパターン（アノード側リードパターン）２３と電気的に接続されている。ここで、本実施形態における発光装置Ｂでは、図５に示すように、ＬＥＤチップ１０と電気的に接続された各ボンディングワイヤ１４，１４が、ＬＥＤチップ１０の１つの対角線に沿った方向に延出されており、ＬＥＤチップ１０の各側面から放射される光がボンディングワイヤ１４，１４により遮られにくくなり、ボンディングワイヤ１４，１４に起因した装置全体の光取り出し効率の低下を抑制できる。
【００２８】
ＬＥＤチップ１０とサブマウント部材３０とは、例えば、ＳｎＰｂ、ＡｕＳｎ、ＳｎＡｇＣｕなどの半田や、銀ペーストなどを用いて接合すればよいが、ＡｕＳｎ、ＳｎＡｇＣｕなどの鉛フリー半田を用いて接合することが好ましい。また、サブマウント部材３０は、導体パターン３１の周囲に、ＬＥＤチップ１０の側面から放射された光を反射する反射膜（例えば、Ｎｉ膜とＡｇ膜との積層膜、Ａｌ膜など）３２が形成されている。つまり、サブマウント部材３０は、ＬＥＤチップ１０の接合部位となる導体パターン３１の周囲にＬＥＤチップ１０の側面から放射された光を反射する反射膜３２が設けられている。
【００２９】
サブマウント部材３０の材料はＡｌＮに限らず、線膨張率が導電性基板１１の材料である６Ｈ−ＳｉＣに比較的近く且つ熱伝導率が比較的高い材料であればよく、例えば、複合ＳｉＣ、Ｓｉなどを採用してもよい。
【００３０】
上述の封止部５０の封止樹脂としては、シリコーン樹脂を用いているが、シリコーン樹脂に限らず、アクリル樹脂などを用いてもよい。
【００３１】
これに対して、枠体４０は、円筒状の形状であって、透明樹脂の成形品により構成されているが、当該成形品に用いる透明樹脂としては、シリコーン樹脂を採用している。要するに、本実施形態では、封止部５０の封止樹脂の線膨張率と同等の線膨張率を有する透光性材料により枠体４０を形成してある。ここに、本実施形態では、枠体４０を実装基板２０に固着した後で枠体４０の内側に封止部５０の封止樹脂を充填（ポッティング）して熱硬化させることで封止部５０を形成してある。なお、封止部５０の封止樹脂としてシリコーン樹脂に代えてアクリル樹脂を用いている場合には、枠体４０をアクリル樹脂の成形品により構成することが望ましい。また、枠体４０は、絶縁性基板２２における金属板２１側とは反対側でＬＥＤチップ１０およびサブマウント部材３０を囲む形で配設されている。
【００３２】
レンズ６０は、封止部５０側の光入射面６０ａおよび光出射面６０ｂそれぞれが凸曲面状に形成された両凸レンズにより構成されている。ここにおいて、レンズ６０は、シリコーン樹脂の成形品により構成してあり、封止部５０と屈折率が同じ値となっているが、レンズ６０は、シリコーン樹脂の成形品に限らず、例えば、アクリル樹脂の成形品により構成してもよい。
【００３３】
また、レンズ６０は、光出射面６０ｂが、光入射面６０ａから入射した光を光出射面６０ｂと上述の空気層８０との境界で全反射させない凸曲面状に形成されている。ここで、レンズ６０は、当該レンズ６０の光軸がＬＥＤチップ１０の厚み方向に沿った発光部１２の中心線上に位置するように配置されている。なお、ＬＥＤチップ１０の側面から放射された光は封止部５０および空気層８０を伝搬して色変換部材７０まで到達し色変換部材７０の蛍光体を励起したり蛍光体には衝突せずに色変換部材７０を透過したりする。
【００３４】
色変換部材７０は、シリコーン樹脂のような透光性材料とＬＥＤチップ１０から放射され封止部５０を透過した青色光によって励起されてブロードな黄色系の光を放射する粒子状の黄色蛍光体とを混合した混合物の成形品により構成されている。したがって、本実施形態における発光装置Ｂは、ＬＥＤチップ１０から放射された青色光と黄色蛍光体から放射された光とが色変換部材７０の外面７０ｂを通して放射されることとなり、白色光を得ることができる。なお、色変換部材７０の材料として用いる透明材料は、シリコーン樹脂に限らず、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ガラスなどを採用してもよい。また、色変換部材７０の材料として用いる透明材料に混合する蛍光体も黄色蛍光体に限らず、例えば、赤色蛍光体と緑色蛍光体とを混合しても白色光を得ることができる。
【００３５】
ここで、色変換部材７０は、内面７０ａがレンズ６０の光出射面６０ｂに沿った形状に形成されている。したがって、レンズ６０の光出射面６０ｂの位置によらず法線方向における光出射面６０ｂと色変換部材７０の内面７０ａとの間の距離が略一定値となっている。
【００３６】
また、色変換部材７０は、位置によらず法線方向に沿った肉厚が一様となるように成形されており、開口部の周縁を実装基板２０における絶縁性基板２２の表面側に、例えば接着剤（例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂など）からなる接合部（図示せず）を介して固着されている。ここにおいて、本実施形態におけるＬＥＤ用パッケージＰおよび発光装置Ｂでは、上述のようにサブマウント部材３０がＬＥＤチップ１０よりも平面サイズが大きく窓孔２４の開口サイズよりも小さな平板状に形成されるとともに、ＬＥＤチップ１０の接合部位となる導体パターン３１の周囲にＬＥＤチップ１０の側面から放射された光を反射する反射膜３２が設けられており、当該反射膜３２の表面が色変換部材７０における絶縁性基板２２側の端縁よりも金属板２１から離れて位置するように厚み寸法が設定されているので、ＬＥＤチップ１０の側面から放射された光が絶縁性基板２２に吸収されるのを防止することができて外部への光取り出し効率を向上することができ、しかも、ＬＥＤチップ１０の側面から放射された光が色変換部材７０と実装基板２０との接合部を通して出射されるのを防止することができ、色むらを低減できるとともに、外部への光取り出し効率を向上による光出力の向上を図れる。
【００３７】
また、ＬＥＤチップ１０は、平面視における各辺それぞれがサブマント部材３０の一対の対角線のいずれか一方の対角線に交差する形でサブマウント部材３０の中央部に配置されているので、ＬＥＤチップ１０の各側面それぞれからサブマウント部材３０側へ放射された光を反射膜３２により効率良く反射することができ、外部への光取り出し効率の向上による光出力の向上を図れる。なお、本実施形態では、ＬＥＤチップ１０とサブマント部材３０とを厚み方向に沿った中心軸が略一致し、且つ、ＬＥＤチップ１０の平面視における各辺それぞれがサブマウント部材３０の上記一方の対角線と略４５度の角度をなすように配置してある。
【００３８】
また、本実施形態におけるＬＥＤ用パッケージＰおよび発光装置Ｂでは、枠体４０を備えていることにより、ＬＥＤチップ１０を封止する封止樹脂からなる封止部５０のサイズを枠体４０のサイズにより決めることができ、実装基板２０の小型化を図れ、枠体４０が透明樹脂の成形品からなるので、枠体４０が金属材料により形成されている場合に比べて枠体４０と封止部５０との線膨張率差を小さくすることができるとともに、枠体４０で光の反射損失が生じるのを抑制することができる。
【００３９】
また、本実施形態におけるＬＥＤ用パッケージＰおよび発光装置Ｂでは、色変換部材７０がレンズ６０の光出射面６０ｂおよび枠体４０との間に空気層８０が形成される形で配設するようにしてあり、色変換部材７０をレンズ６０および枠体４０に密着させる必要がないので、色変換部材７０の寸法精度や位置決め精度に起因した歩留まりの低下を抑制できる。
【００４０】
また、本実施形態におけるＬＥＤ用パッケージＰおよび発光装置Ｂでは、上述のように色変換部材７０とレンズ６０との間に空気層８０が形成されているので、色変換部材７０に外力が作用したときに色変換部材７０が変形してレンズ６０に当接する可能性が低くなって上記外力により色変換部材７０に発生した応力がレンズ６０および封止部５０を通してＬＥＤチップ１０や各ボンディングワイヤ１４，１４に伝達されるのを抑制でき、上記外力によるＬＥＤチップ１０の発光特性の変動や各ボンディングワイヤ１４，１４の断線が起こりにくくなるから、信頼性が向上するという利点がある。また、色変換部材７０とレンズ６０との間に上記空気層８０が形成されていることにより、外部雰囲気中の水分がＬＥＤチップ１０に到達しにくくなるという利点がある。
【００４１】
また、色変換部材７０とレンズ６０との間に上記空気層８０が形成されていることにより、ＬＥＤチップ１０から放射され封止部５０およびレンズ６０を通して色変換部材７０に入射し当該色変換部材７０中の黄色蛍光体の粒子により散乱された光のうちレンズ６０側へ散乱されてレンズ６０を透過する光の光量を低減できて発光装置Ｂ全体としての外部への光取り出し効率を向上できるという利点がある。
【００４２】
ところで、本実施形態の発光装置Ｂは、ＬＥＤ用パッケージＰにおける実装基板２０の外周形状が台形状であって、実装基板２０の上記一表面側において当該実装基板２０の広幅部側（図５における上部側）が配線板Ａに重なり狭幅部側（図５における下部側）が給電板Ｃに重なる形で配置されるとともに、配線板Ａおよび給電板Ｂに重ならない部位にＬＥＤチップ１０が実装されている。また、実装基板２０は、ＬＥＤチップ１０の各電極それぞれと電気的に接続された一対のリードパターン２３，２３であって配線板Ｃに重なる部位で配線用導体パターン２０１と電気的に接続される一対のリードパターン２３，２３と、給電板Ａに重なる部位で第１の給電用導体パターン１０１と電気的に接続可能であり配線板Ｃに重なる部位で第２の給電用導体パターン２０３と電気的に接続可能である連絡用導体パターン２６とが形成されている。
【００４３】
ここにおいて、給電板Ａは、一対の第１の給電用導体パターン１０１が実装基板２０側とは反対側の表面に形成されており、各給電用導体パターン１０１それぞれと給電用の電線とをろう材（例えば、半田など）を用いて電気的に接続するための２つの電線接続用スルーホール配線１１１と、各給電用導体パターン１０１それぞれと各１個のＬＥＤ用パッケージＰの連絡用導体パターン２６の一方の接続部２６ａとをろう材（例えば、半田など）を用いて電気的に接続するための２つの給電用スルーホール配線１１２とが形成されている。すなわち、給電板Ａは、２つのＬＥＤ用パッケージＰそれぞれの連絡用導体パターン２６の一方の接続部２６ａと重なる部位それぞれに給電用スルーホール配線１１２が形成されている。ここで、各スルーホール配線１１１，１１２は、絶縁性基板１００の厚み方向に貫通した円形状のスルーホールの内面と絶縁性基板１００の両面における当該スルーホールの周部とに跨って形成されている。したがって、本実施形態のＬＥＤユニット１では、給電板Ａと各発光装置ＢのＬＥＤ用パッケージＰにおける実装基板２０とを重ねた状態でスルーホールの内側に上記ろう材を充填している。なお、接続部２６ａは、平面形状を円形状としてある。
【００４４】
上述の給電板Ａは、２つの電線接続用スルーホール配線１１１が絶縁性基板１００の中央部に形成され、２つの給電用スルーホール配線１１２が絶縁性基板１００の周部において周方向に離間して形成されている。なお、本実施形態のＬＥＤユニット１では、給電用の２つの電線のうち高電位側の電線を図１における右側の第１の給電用導体パターン１０１と電気的に接続し、低電位側の電線を同図における左側の第１の給電用導体パターン１０１と電気的に接続して用いる。
【００４５】
また、配線板Ｃは、配線用導体パターン２０１および一対の第２の給電用導体パターン２０３が各発光装置ＢにおけるＬＥＤ用パッケージＰの実装基板２０側とは反対側の表面に形成されており、各ＬＥＤ用パッケージＰの各リードパターン２３のアウターリード部２３ｂそれぞれと重なる部位それぞれに接続用スルーホール配線２０２が形成されるとともに、各ＬＥＤ用パッケージＰそれぞれの連絡用導体パターン２６の他方の接続部２６ｂと重なる部位それぞれに連絡用スルーホール配線２０４が形成されている。ここで、各スルーホール配線２０２，２０４は、絶縁性基板２００の厚み方向に貫通した円形状のスルーホールの内面と絶縁性基板２００の両面における当該スルーホールの周部とに跨って形成されている。したがって、本実施形態のＬＥＤユニット１では、配線板Ｃと各発光装置ＢにおけるＬＥＤ用パッケージＰの実装基板２０とを重ねた状態でスルーホールの内側にろう材（例えば、半田）を充填して接続用スルーホール配線２０２とアウターリード部２３ｂとを電気的に接続するとともに連絡用スルーホール配線２０４と接続部２６ｂとを電気的に接続している。なお、接続部２６ｂは、平面形状を円形状としある。
【００４６】
したがって、本実施形態のＬＥＤユニット１では、各発光装置ＢそれぞれのＬＥＤ用パッケージＰにおける実装基板２０と給電板Ａおよび配線板Ｃとの間隔を狭くすることができ、各発光装置Ｂから放射された光を効率良く外部へ取り出すことが可能になるとともに、ユニット全体の薄型化を図れる。なお、各ＬＥＤ用パッケージＰは、一対のリードパターン２３それぞれのインナーリード部２３ａと連絡用導体パターン２６における両接続部２６ａ，２６ｂ間の部位の一部とで絶縁性基板２２の窓孔２４を略全周に亘って囲むように各パターン２３，２６の平面形状を設定してある。
【００４７】
また、本実施形態のＬＥＤユニット１は、図示していないが各発光装置Ｂそれぞれに並列接続する複数個（本実施形態では、８個）の表面実装型のツェナダイオード（チップツェナダイオード）を備え、配線板Ｃにおける各発光装置Ｂの実装基板２０側とは反対側の表面に、各ツェナダイオードを各発光装置Ｂに並列接続するための並列接続用導体パターン２０５が形成されている。要するに、本実施形態のＬＥＤユニット１は、各ＬＥＤチップ１０それぞれと並列接続される複数個のツェナダイオードが配線板Ｃにおける実装基板２０側とは反対の表面側に実装されているので、それぞれ熱源となるツェナダイオードとＬＥＤチップ１０とを離すことができ、ツェナダイオードの発熱に起因したＬＥＤチップ１０の温度上昇を抑制することができるとともに、ＬＥＤチップ１０の発熱に起因したツェナダイオードの温度上昇を抑制することができる。
【００４８】
また、本実施形態のＬＥＤユニット１では、配線板Ｃにおける絶縁性基板２００の内周縁に各発光装置Ｂの色変換部材７０それぞれの外周形状に沿った複数の切欠部２００ａが形成されているので、配線板Ｃの外径を大きくすることなく各色変換部材７０のサイズを大きくすることが可能となり、上述のレンズ６０のレンズ径を大きくすることも可能となる。
【００４９】
上述のＬＥＤユニット１は、例えば図１０に示すような照明器具（ここでは、スポットライト）の光源として用いることができる。ここで、図１０に示した例では、ＬＥＤユニット１を熱伝導率の高い金属（例えば、Ａｌ、Ｃｕなど）により形成された円柱状の灯具本体３１０の前面に例えばグリーンシートからなる絶縁層（図示せず）を介して実装してある。
【００５０】
図１０に示した構成の照明器具は、天井材４００に設けた取付孔４０１の周部下面からなる施工面４００ａに当接する形で複数本（図示例では、２本）の取付ねじ３０４を用いて天井材４００に固定されるフランジ部３０２と取付孔４０１に埋め込まれた形で配置される埋込部３０３とが連続一体に形成された取付器体３００と、取付器体３００に上端部が取り付けられるアーム３０１と、アーム３０１の下端部に連結される灯具本体３１０とを備えている。ここにおいて、灯具本体３１０は、アーム３０１の下端部に軸ねじ３１３を用いて結合されており、この構成により灯具本体３１０がアーム３０１に対して上下方向に首振り可能になっている。また、取付器体３００の埋込部３０３の上面側には、別置の電源ユニット（図示せず）から導出された電源線の先端に設けられた第１のコネクタが着脱自在に接続される第２のコネクタ（図示せず）が設けられており、当該第２のコネクタに電気的に接続された電線がアーム３０１の内部空間および灯具本体３１０の中心線に沿って形成された挿通孔３１１を通してＬＥＤユニット１の給電板Ａの一対の第１の給電用導体パターン１０１に接続されるようになっている。
【００５１】
また、図１０に示した構成の照明器具は、灯具本体３１０の前面側にＬＥＤユニット１の各発光装置Ｂから放射された光を配光するレンズ３３０を保持した金属製のカバー３２０が取り付けられている。
【００５２】
本実施形態のＬＥＤ用パッケージＰを有する発光装置Ｂを複数備えたＬＥＤユニット１では、外周形状が台形状である複数個の実装基板２０が、広幅部側が配線板Ｃに重なり狭幅部側が給電板Ａに重なる形で給電板Ａの周方向に沿って並設されているので、実装基板２０間の無駄なスペースを少なくでき、従来に比べてユニット全体の小径化が可能になり、また、実装基板２０においてＬＥＤチップ１０が実装される上記一表面側に給電板Ａおよび配線板Ｃが配置されているので、上述のように照明器具に用いる場合には、ＬＥＤチップ１０から灯具本体３１０までの熱抵抗を小さくできて放熱性が向上し、各ＬＥＤチップ１０のジャンクション温度の温度上昇を抑制することができ、入力電力を大きくできて光出力の高出力化を図れる。また、ＬＥＤユニット１の中央部に給電板Ａが配置されているので、灯具本体３１０の中央に設けられた挿通孔３１１を通して引き出された電線を引き回すためのスペースを設ける必要がなく、灯具本体３１０の小型化を図れる。
【００５３】
以上説明した本実施形態のＬＥＤ用パッケージＰでは、実装基板２０の外周形状を台形状としてあるので、実装面が円形状である灯具本体３１０への配置密度を高めることが可能になる。ここにおいて、台形状の実装基板２０の４辺のうちの２つの斜辺同士のなす角度をθとすれば、角度θは、３６０°を実装面に実装するＬＥＤ用パッケージＰの個数ｎで除算した値（つまり、θ＝３６０÷ｎ）に設定することが望ましい。ここで、本実施形態のＬＥＤユニット１では、８個のＬＥＤ用パッケージＰを円形状の実装面に実装するようにしているので、θ＝３６０÷８＝４５°としてある。なお、上述の実施形態のＬＥＤ用パッケージＰは、枠体４０を備えているが、枠体４０を備えていない構造を採用してもよい。また、上述の例では、実装面が円形状の灯具本体３１０がＬＥＤ用パッケージＰを実装するベース部材を構成しているが、ベース部材は上述の灯具本体３１０のような円柱状の形状に限らず、例えば、円板状や有底円筒状であって実装面が円形状のものでもよい。また、実装面が細長の長方形状のものでも、当該実装面の長手方向に沿って実装基板２０の広幅部と狭幅部とが交互に並ぶように並設すれば（つまり、台形状の形状における上底と下底とが交互に並ぶように並設すれば）、配置密度を高めることが可能になる。
【００５４】
なお、上述の実施形態における発光装置Ｂでは、ＬＥＤチップ１０として、発光色が青色の青色ＬＥＤチップを採用しており、導電性基板１１としてＳｉＣ基板を採用しているが、ＳｉＣ基板の代わりにＧａＮ基板を用いてもよく、ＳｉＣ基板やＧａＮ基板を用いた場合には結晶成長用基板として絶縁体であるサファイア基板を用いている場合に比べて、結晶成長用基板の熱伝導率が高く結晶成長用基板の熱抵抗を小さくできる。また、ＬＥＤチップ１０の発光色は青色に限らず、例えば、赤色、緑色などでもよい。すなわち、ＬＥＤチップ１０の発光部１２の材料はＧａＮ系化合物半導体材料に限らず、ＬＥＤチップ１０の発光色に応じて、ＧａＡｓ系化合物半導体材料やＧａＰ系化合物半導体材料などを採用してもよい。また、導電性基板１１もＳｉＣ基板に限らず、発光部１２の材料に応じて、例えば、ＧａＡｓ基板、ＧｓＰ基板などから適宜選択すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施形態におけるＬＥＤユニットを示す概略平面図である。
【図２】同上におけるＬＥＤユニットの要部概略平面図である。
【図３】同上における発光装置の概略分解斜視図である。
【図４】同上における発光装置の概略断面図である。
【図５】同上における発光装置の要部概略平面図である。
【図６】同上における第３の絶縁性基板を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略側面図、（ｃ）は概略下面図である。
【図７】同上におけるサブマウント部材の概略斜視図である。
【図８】同上における給電板を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略側面図、（ｃ）は概略下面図である。
【図９】同上における配線板を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略側面図、（ｃ）は概略下面図である。
【図１０】同上におけるＬＥＤユニットを用いた照明器具を示し、（ａ）は概略正面図、（ｂ）は一部破断した概略側面図である。
【符号の説明】
【００５６】
Ａ  給電板
Ｂ  発光装置
Ｃ  配線板
Ｐ  ＬＥＤ用パッケージ
１  ＬＥＤユニット
１０  ＬＥＤチップ
２０  実装基板
２１  金属板
２２  絶縁性基板（第３の絶縁性基板）
２３  リードパターン
２６  連絡用導体パターン
３０  サブマウント部材
３２  反射膜
４０  枠体
７０  色変換部材
１００  絶縁性基板（第１の絶縁性基板）
１０１  第１の給電用導体パターン
１１１  電線接続用スルーホール配線
１１２  給電用スルーホール配線
２００  絶縁性基板（第２の絶縁性基板）
２０１  配線用導体パターン
２０２  接続用スルーホール配線
２０３  第２の給電用導体パターン
２０４  連絡用スルーホール配線
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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