(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方に突出した複数の突出部が設けられ且つ各突出部の前面に収納凹所が形成された金属板と、各収納凹所の底部に各パッドが上面側となる形で配置されて金属板に熱的に結合した複数の発光ダイオードチップと、各突出部がそれぞれ挿入される複数の挿入孔が形成され金属板に重ねた形で金属板に接合された絶縁基材と、透光性を有し各発光ダイオードチップを封止した封止樹脂からなる複数の樹脂封止部とを備え、絶縁基材は、各発光ダイオードチップとボンディングワイヤを介して電気的に接続される配線部が金属板側とは反対側の面に形成されたプリント回路基板からなり、当該プリント回路基板の厚さが金属板の突出部の突出高さと同じであることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記絶縁基材は、前記封止樹脂の少なくとも一部が充填される樹脂充填部が設けられてなることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記絶縁基材の前面側に重ねた形で接合され前記挿入孔の周部を全周にわたって囲む枠状の枠部材を備え、前記封止樹脂が前記樹脂充填部および枠部材の内側に充填されてなることを特徴とする請求項２記載の発光装置。
【請求項４】
前記枠部材の内周面に前記枠部材よりも反射率の高い金属材料からなる反射膜が形成されてなることを特徴とする請求項３記載の発光装置。
【請求項５】
前記枠部材とともに前記絶縁基材の前面側に重ねた形で接合され且つ前面側に配線部が設けられた回路部品実装基材を備え、回路部品実装基材の厚みは、前記枠部材が回路部品実装基材よりも前方へ突出しない厚さであることを特徴とする請求項３記載の発光装置。
【請求項６】
前記枠部材の内側において前記絶縁基材の前面側に前記絶縁基材よりも反射率の高い反射部材を設けてなることを特徴とする請求項３記載の発光装置。
【請求項７】
前記収納凹所の内周面が回転放物面の一部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８】
前記絶縁基材は、前記金属板と重ならない領域が設けられ、当該領域の後面側に回路部品が実装されてな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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオードチップを用いた発光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、発光ダイオードチップを用いた発光装置として図１８（ａ）に示す構成のものが提案されている。図１８（ａ）に示す構成の発光装置は、アルミニウムなどの高熱伝導性を有する金属材料よりなる金属板２１の一表面上に例えばガラスエポキシなどの絶縁樹脂よりなる絶縁層２２が形成され、絶縁層２２上に銅箔よりなる配線部（配線パターン）２３が形成された金属基板２０に発光ダイオードチップ（以下、ＬＥＤチップと称す）１を実装してある。ここにおいて、絶縁層２２の厚さは１００μｍ程度である。また、ＬＥＤチップ１は、ボンディングワイヤＷを介して配線部２３と電気的に接続されている。なお、ＬＥＤチップ１としては、例えば、サファイア基板上に窒化ガリウム系の発光部を形成したものが用いられている。
【０００３】
また、上述の発光装置では、金属基板２０においてＬＥＤチップ１を実装した部分の周囲に円形に開口した枠状の枠部材３０を接着材よりなる接着層４０（図１８（ｂ）参照）を介して接着して、枠部材３０の内側にエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの透明な封止樹脂を流し込んでＬＥＤチップ１を封止してある。また、枠部材３０は、金属基板２０に近づくほど内径が小さくなる断面逆台形状に開口されているが、図１８（ｂ）に示すように、金属基板２０の近傍では金属基板２０に近づくほど内径が大きくなっている。
【０００４】
ここにおいて、ＬＥＤチップ１からの光は枠部材３０の内側に充填された封止樹脂よりなる樹脂封止部５０を通して前面側（図１８（ａ）における上面側）へ取り出される。
【０００５】
ところで、図１８（ａ）に示す構成の発光装置では、ＬＥＤチップ１が熱伝導性の高い金属基板２０上に直接実装されているので、表面実装型ＬＥＤを基板上に実装した場合に比べて、ＬＥＤチップ１で発生した熱を容易に外部へと逃がすことができるから、放熱性が高く、ＬＥＤチップ１の温度上昇による発光効率の低下、ＬＥＤチップ１の寿命低下、封止樹脂部５０の劣化などを抑制できるという利点を有している。また、枠部材３０としては、白色系の樹脂が用いられており、ＬＥＤチップ１の光が枠部材３０の内周面３１で反射されて外部へ取り出されるので、枠部材３０がＬＥＤチップ１の光を反射させる反射部材としての機能を有し、ＬＥＤチップ１からの光を効率よく前面側に取り出すことができるという利点を有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の発光装置では、ＬＥＤチップ１が金属板２１上に直接実装されているのではなく、金属板２１よりも熱伝導率が低く１００μｍ程度の厚さを有する絶縁層２２上に実装されているので、金属板２１上に直接実装する場合に比べて放熱性が低下してしまうという不具合があった。
【０００７】
また、上記従来の発光装置では、枠部材３０と金属基板２０との間に接着層４０が介在しており、ＬＥＤチップ１の厚さが８０μｍ程度であるのに対して、配線部２３の厚さ（つまり、銅箔の厚さ）と、接着層４０の厚さと、枠部材３０において金属基板２０に近い側で金属基板２０に近づくほど内径が大きくなっている部分の厚さとを加算した厚さＨ（図１８（ｂ）参照）の方が大きくなっており（厚さＨは３００μｍ程度である）、枠部材３０が反射部材としての機能を有するのはＬＥＤチップ１よりも高い位置に存在している部分だけである。したがって、ＬＥＤチップ１がサファイア基板などの透明基板を用いている場合、ＬＥＤチップ１の発光部からの光が横方向へも放射されるので、ＬＥＤチップ１から横方向へ放射された光を外部へ効率良く取り出すことができないという不具合があった。
【０００８】
ところで、放熱性を向上させるためにＬＥＤチップ１を実装する部分の絶縁層２２を除去して金属板２１上にＬＥＤチップ１を実装することも考えられるが、この場合、絶縁層２２の厚さを上記Ｈに加算した厚み分が反射部材として機能しない部分（無効部）となるので、ＬＥＤチップ１から横方向へ放射された光を外部へ取り出す効率がさらに低下してしまうことになる。
【０００９】
また、上記従来の発光装置では、外部への光の取り出し効率を高めるために枠部材３０の材料として白色系の樹脂を用いているが、ＬＥＤチップ１の実装工程における加熱時に白色系の樹脂が酸化して着色され、反射性能が低下してしまうことがあった。しかも、ＬＥＤチップ１として青色ＬＥＤチップを用いた場合、ＬＥＤチップ１から放射される青色の光によって枠部材３０の樹脂が劣化して着色され、反射性能が低下してしまうことがあった。
【００１０】
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、従来に比べて放熱性を向上でき且つ発光ダイオードチップからの光を効率良く外部へ取り出すことができる発光装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、前方に突出した複数の突出部が設けられ且つ各突出部の前面に収納凹所が形成された金属板と、各収納凹所の底部に各パッドが上面側となる形で配置されて金属板に熱的に結合した複数の発光ダイオードチップと、各突出部がそれぞれ挿入される複数の挿入孔が形成され金属板に重ねた形で金属板に接合された絶縁基材と、透光性を有し各発光ダイオードチップを封止した封止樹脂からなる複数の樹脂封止部とを備え、絶縁基材は、各発光ダイオードチップとボンディングワイヤを介して電気的に接続される配線部が金属板側とは反対側の面に形成されたプリント回路基板からなり、当該プリント回路基板の厚さが金属板の突出部の突出高さと同じであることを特徴とするものであり、複数の発光ダイオードチップそれぞれが収納凹所の底部に配置されて金属板に熱的に結合されているので（つまり、複数の発光ダイオードチップが金属板に直接実装されているので）、従来のように絶縁層を介して実装したものに比べて放熱性が向上し、発光ダイオードチップの温度上昇による発光効率の低下、寿命低下、封止樹脂の低下などを抑制でき、また、発光ダイオードチップから放射された光が収納凹所の内周面で反射されて収納凹所の外へ向かって取り出されるので、発光ダイオードチップの光を効率良く取り出すことができ、また、発光ダイオードチップの実装工程における加熱時に反射性能が劣化したり発光ダイオードチップの光が照射されることによる反射性能が劣化したりするのを抑えることができる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記絶縁基材は、前記封止樹脂の少なくとも一部が充填される樹脂充填部が設けられているので、前記封止樹脂としてエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などのモールド用の樹脂を用いて容易に封止することができる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記絶縁基材の前面側に重ねた形で接合され前記挿入孔の周部を全周にわたって囲む枠状の枠部材を備え、前記封止樹脂が前記樹脂充填部および枠部材の内側に充填されているので、前記封止樹脂を充填するスペースを容易に且つ安価に形成することができる。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記枠部材の内周面に前記枠部材よりも反射率の高い金属材料からなる反射膜が形成されているので、前記発光ダイオードチップから出射された光の外部への取り出し効率を向上させることができる。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項３の発明において、前記枠部材とともに前記絶縁基材の前面側に重ねた形で接合され且つ前面側に配線部が設けられた回路部品実装基材を備え、回路部品実装基材の厚みは、前記枠部材が回路部品実装基材よりも前方へ突出しない厚さであるので、リフロー工程により表面実装型の回路部品を回路部品実装基材の前面側へ容易に実装することができる。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項３の発明において、前記枠部材の内側において前記絶縁基材の前面側に前記絶縁基材よりも反射率の高い反射部材を設けてあるので、前記発光ダイオードチップから出射された光の外部への取り出し効率をさらに向上させることができる。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項１の発明において、前記収納凹所の内周面が回転放物面の一部からなるので、発光ダイオードチップの側面側や後面側へ出射された光を前面側へ効率良く反射させることができ、発光ダイオードチップから出射された光の外部への取り出し効率をさらに向上させることができる。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項１の発明において、前記絶縁基材は、前記金属板と重ならない領域が設けられ、当該領域の後面側に回路部品が実装されているので、回路部品がリード実装型の回路部品であっても前記金属板を介して短絡する危険を冒すことなく実装することができ、また、発光ダイオードチップから出射した光が回路部品によって吸収されたり反射されたりすることがなく、発光ダイオードチップから出射された光の外部への取り出し効率をさらに向上させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本実施形態の発光装置は、図１に示すように、アルミニウムよりなる金属板１１に前方（図１における上方）へ突出する円柱状の複数の突出部１１ａを設け、各突出部１１ａの前面にそれぞれ発光ダイオードチップ（以下、ＬＥＤチップと称す）１を収納する収納凹所１１ｂを形成してある。すなわち、金属板１１は、前方に突出した複数の突出部１１ａが設けられ且つ各突出部１１ａの前面に収納凹所１１ｂが形成されている。ここにおいて、収納凹所１１ｂは、底面にＬＥＤチップ１を直接実装できるように底面の面積（サイズ）を設定してあり、深さ方向の寸法をＬＥＤチップ１の厚みよりも大きな寸法に設定してある。
【００２３】
金属板１１は、収納凹所１１ｂの底面（底部）に発光ダイオードチップ（以下、ＬＥＤチップと称す）１が搭載（配置）されており、ＬＥＤチップ１が金属板１１に熱的に結合されている。収納凹所１１ｂは、円形状に開口されており、前面に近づくほど内径が徐々に大きくなるように形成されている。つまり、収納凹所１１ｂは開口側が広くなるように内周面が傾斜している。したがって、ＬＥＤチップ１から横方向へ出射した光は収納凹所１１ｂの内周面で反射され収納凹所１１ｂの外へ取り出される。
【００２４】
金属板１１の前面には、ガラスエポキシ基板よりなるプリント回路基板１２を重ねた形でプリント回路基板１２が接合されている。ここにおいて、プリント回路基板１２は銅箔よりなる配線部（配線パターン）１２ａが設けられた面と反対側の面が金属板１１と接着されている。プリント回路基板１２には、金属板１１から突出した突出部１１ａがそれぞれ挿入される複数の挿入孔１３が厚み方向に貫設されている。ここにおいて、金属板１１の前面からの突出部１１ａの突出高さ（突出量）とプリント回路基板１２の厚さとは略同じに値になるように設定されている。
【００２５】
プリント回路基板１２の前面に設けられた配線部１２ａは挿入孔１３の近傍まで延長されており、金属細線（例えば、金細線）よりなるボンディングワイヤＷを介してＬＥＤチップ１と電気的に接続されている。上述のように、ＬＥＤチップ１を搭載する収納凹所１１ｂの底面が金属板１１におけるプリント回路基板１２との接合面よりも前方に突出していることによって、ＬＥＤチップ１表面のパッド（図示せず）と配線部１２ａの高さをほぼ同じとすることができ、ボンディングワイヤＷによるＬＥＤチップ１と配線部１２ａとの電気的接続を容易に行うことができる。なお、本実施形態では、プリント回路基板１２が絶縁基材を構成している。
【００２６】
ＬＥＤチップ１としては、サファイア基板上に窒化ガリウム系の発光部を形成した青色ＬＥＤチップを用いている。
【００２７】
ＬＥＤチップ１とボンディングワイヤＷとはエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの透明な封止樹脂からなる樹脂封止部５０によって封止されている。なお、本実施形態では、樹脂封止部５０を形成する際にモールド用のエポキシ樹脂を滴下しているが、金型を用いてトランスファ用のエポキシ樹脂で樹脂封止部５０を形成してもよく、この場合には樹脂封止部５０の形状制御が容易になり、樹脂封止部５０を例えば前方に凸となる半球状の形状に形成して樹脂封止部５０にレンズとしての機能を持たせることも可能になる。
【００２８】
なお、本実施形態では、金属板１１の厚さを０．６ｍｍ、各突出部１１ａの直径を１ｍｍ、各突出部１１ａの突出高さ（突出量）を０．３ｍｍ、各収納凹所１１ｂの深さを０．３ｍｍとし、各収納凹所１１ｂの底面の直径を０．７ｍｍに設定してある。一方、プリント回路基板１２の厚さは０．３ｍｍに設定してある。また、ＬＥＤチップ１は収納凹所１１ｂの底面に載置できるようにチップサイズを３５０μｍ□に設定し、厚さを８０μｍに設定してある。
【００２９】
しかして、本実施形態の発光装置では、金属板１１から突出した突出部１１ａの前面に設けた収納凹所１１ｂの底面にＬＥＤチップ１を実装してあるので、ＬＥＤチップ１で発生した熱を、金属板１１を通して速やかに外部へ放熱させることができる。すなわち、金属板１１が放熱板として機能することになる。また、ＬＥＤチップ１の前面の高さ位置は突出部１１ａの前面よりも低いので、ＬＥＤチップ１から横方向に放出された光は突出部１１ａに形成された収納凹所１１ｂの内周面によって反射されて外部へ取り出されることになり、光取り出し効率が向上する。
【００３０】
しかも、突出部１１ａが金属によって形成されているので、ＬＥＤチップ１の実装工程における加熱によって反射部材として機能する部分が酸化劣化するのを従来に比べて抑えることができ、また、反射部材として機能する部分がＬＥＤチップ１からの青色光が照射されることによって劣化するのを抑えることができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、プリント回路基板１２における挿入孔１３の内周面と突出部１１ａの外周面との間の空間が樹脂充填部を構成している。
【００３２】
（実施形態２）
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態１と略同じであって、図２に示すように、白色のプラスティック樹脂よりなる枠状（円環状）の枠部材３０をプリント回路基板１２の前面において挿入孔１３を全周にわたって囲むように接合してあり、ＬＥＤチップ１およびボンディングワイヤＷを封止する樹脂封止部５０を構成する封止樹脂が枠部材３０の内側に充填されている点が相違する。ここにおいて、樹脂封止部５０の前面と枠部材３０の前面とは略揃っている。枠部材３０は、前面側に近づくにつれて徐々に内径が大きくなるような形状に形成されている。なお、樹脂封止部５０は、透明のエポキシ樹脂を滴下することによって形成されている。
【００３３】
しかして、本実施形態では、枠部材３０を設けていることによって、樹脂封止部５０の材料としてモールド用の封止樹脂を用いても樹脂封止部５０の形状を簡単に制御することができる。
【００３４】
また、プリント回路基板１２の前面の配線部１２ａは枠部材３０の下を通って挿入孔１３の近傍まで延長されているので、枠部材３０を設けているにもかかわらず、ＬＥＤチップ１と配線部１２ａとをボンディングワイヤＷによって電気的に接続する作業が容易になる。ＬＥＤチップ１としては、実施形態１と同様、サファイア基板上に窒化ガリウム系の発光部を形成した青色ＬＥＤチップを用いている。
【００３５】
なお、本実施形態においても実施形態１と同様、金属板１１の厚さを０．６ｍｍ、各突出部１１ａの直径を１ｍｍ、各突出部１１ａの突出高さ（突出量）を０．３ｍｍ、各収納凹所１１ｂの深さを０．３ｍｍとし、各収納凹所１１ｂの底面の直径を０．７ｍｍに設定してある。一方、プリント回路基板１２の厚さは０．３ｍｍに設定してある。また、ＬＥＤチップ１は収納凹所１１ｂの底面に載置できるようにチップサイズを３５０μｍ□に設定し、厚さを８０μｍに設定してある。また、枠部材３０は内径を３ｍｍ、厚さを１ｍｍに設定してある。
【００３６】
ところで、本実施形態では、金属板１１の前面に突出した突出部１１ａの前面に収納凹所１１ｂを設けて収納凹所１１ｂの底面（底部）にＬＥＤチップ１を搭載（配置）してあるが、図３に示すように、突出部１１ａの前面にＬＥＤチップ１を直接実装した構造であっても、ＬＥＤチップ１から横方向に放出される光が枠部材３０の下端部で遮られることがなく、外部へ取り出される。
【００３７】
（参考例１）
本参考例の発光装置は、図４に示すように構成されたものであり、実施形態１で説明したプリント回路基板１２（図１参照）の代わりに、立体成形した樹脂よりなる絶縁基材の表面に立体的な配線部６１を形成したＭＩＤ(Molded  Interconnected  Device)基板６０を用いている点が実施形態１と相違する。すなわち、本参考例では、金属板１１の前面にＭＩＤ基板６０が重ねて接合されている。ここにおいて、ＭＩＤ基板６０は、金属板１１の前面に突出した突出部１１ａが挿入される挿入孔６２ａおよび挿入孔６２ａに連通し封止樹脂が充填される樹脂充填部６２ｂが成形時に形成されている。ただし、封止樹脂は挿入孔６２ａの内周面と突出部１１ａの外周面との間の空間にも充填される。ＭＩＤ基板６０における挿入孔６２ｂ近傍の厚さは突出部１１ａの突出量と略同じになるように寸法を設定してある。なお、本参考例では、ＭＩＤ基板６０が立体回路成形品を構成している。
【００３８】
また、ＭＩＤ基板６０は、前面に形成された配線部６１が樹脂充填部６２ｂの内周面に沿って挿入孔６２ｂの近傍まで延長されており、配線部６１とＬＥＤチップ１とがボンディングワイヤＷを介して電気的に接続されている。ＬＥＤチップ１としては、実施形態１と同様、サファイア基板上に窒化ガリウム系の発光部を形成した青色ＬＥＤチップを用いている。
【００３９】
なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。また、本参考例においても実施形態１と同様、金属板１１の厚さを０．６ｍｍ、各突出部１１ａの直径を１ｍｍ、各突出部１１ａの突出高さ（突出量）を０．３ｍｍ、各収納凹所１１ｂの深さを０．３ｍｍとし、各収納凹所１１ｂの底面の直径を０．７ｍｍに設定してある。
【００４０】
一方、ＭＩＤ基板６０の絶縁基材はアモデル樹脂（ＢＰアモコポリマーズ社の商標）により形成されており、樹脂充填部６２ｂは円形状に開口され前面に近づくほど内径が徐々に大きくなっている。ここに、ＭＩＤ基板６０の絶縁基材は、挿入孔６２ａ周部における厚さを０．３ｍｍ、樹脂充填部６２ｂ周部における厚さを１．３ｍｍに設定してある。なお、ＭＩＤ基板６０の絶縁基材としてポリフタルアミド樹脂を用いてもよい。
【００４１】
樹脂封止部５０の前面とＭＩＤ基板６０の前面とは略揃っている。本参考例では、ＭＩＤ基板６０に樹脂充填部６２ｂが形成されているので、実施形態２のように封止樹脂を充填するための枠部材３０（図２参照）を別途に形成して接着する工程が不要となり、実施形態２に比べて組立作業が容易になる。
【００４２】
ところで、本参考例では、複数のＬＥＤチップ１に対して１つのＭＩＤ基板６０を用いているが、図５に示すように、前面に複数の突出部１１ａを突出した金属板１１にガラスエポキシ基板よりなるプリント回路基板１２を重ねて接合し、ＬＥＤチップ１毎にＭＩＤ基板６０を設けるようにしてもよい。すなわち、各ＭＩＤ基板６０には、プリント回路基板１２において突出部１１ａが挿入された挿入孔１３に対応した部位に挿入孔６２ａが形成され、前面側に挿入孔６２ａに連通した樹脂充填部６２ｂが形成されている。
【００４３】
図５に示す例では、ＬＥＤチップ１とＭＩＤ基板６０の配線部６１とがボンディングワイヤＷにより接続され、ＭＩＤ基板６０の配線部６１がプリント回路基板１２の配線部１２ａと接続されている。すなわち、ＬＥＤチップ１は、ボンディングワイヤＷおよびＭＩＤ基板６０の配線部６１を介してプリント回路基板１２の配線部１２ａと電気的に接続されている。ＭＩＤ基板は大面積化が難しく比較的高価であるが、図５に示す構成を採用することによって、ＭＩＤ基板の材料使用量を少なくでき、大面積の発光装置を比較的安価に実現することが可能になる。
【００４４】
（参考例２）
本参考例の発光装置の基本構成は図４に示した参考例１と略同じであって、図６に示すように、金属板１１を回転刃カッターで切断して切断部１５を形成することで突出部１１ａ同士を電気的に絶縁し、ＭＩＤ基板６０における配線部６１の一部を樹脂充填部６２ｂの内周面および挿入孔６２ａの内周面に沿ってＭＩＤ基板６０の裏面まで延長して金属板１１と電気的に接続している点が相違する。
【００４５】
また、本参考例では、ＬＥＤチップ１として、ＡｌＩｎＧａＰ系の材料により形成された発光部を有し厚み方向の両面に電極を有する赤色ＬＥＤチップを用いており、ＬＥＤチップ１の裏面を導電性ペースト（例えば、銀ペースト）を用いて収納凹所１１ｂの底面に実装してある。つまり、ＬＥＤチップ１の裏面の電極と金属板１１とを電気的に接続してある。また、ＬＥＤチップ１の表面の電極（パッド）をＭＩＤ基板６０の配線部６１とボンディングワイヤＷを介して電気的に接続してある。
【００４６】
なお、参考例１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。また、本参考例においても参考例１と同様、金属板１１の厚さを０．６ｍｍ、各突出部１１ａの直径を１ｍｍ、各突出部１１ａの突出高さ（突出量）を０．３ｍｍ、各収納凹所１１ｂの深さを０．３ｍｍとし、各収納凹所１１ｂの底面の直径を０．７ｍｍに設定してある。
【００４７】
しかして、本参考例では、ＬＥＤチップ１として厚み方向の両面に電極を有するＬＥＤチップを用いることができる。また、仮に複数のＬＥＤチップが並列接続されているとすれば個々のＬＥＤチップの電圧特性によってＬＥＤチップに流れる電流が異なってしまうが、本参考例では、各ＬＥＤチップ１が直列に接続されているので、電流制御することが可能である。
【００４８】
（参考例３）
本参考例の発光装置の基本構成は図６に示した参考例２と略同じであって、図７に示すように、それぞれ突出部１１ａが突出した複数の金属板１１をＭＩＤ基板６０の裏面側（図７における下面側）に接着し、ＭＩＤ基板６０の表面（図７における上面）の配線部６１の一部をスルーホール６３を介して裏面まで延長して金属板１１と電気的に接続している点が相違する。
【００４９】
なお、参考例２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。また、本参考例においても参考例２と同様、金属板１１の厚さを０．６ｍｍ、各突出部１１ａの直径を１ｍｍ、各突出部１１ａの突出高さ（突出量）を０．３ｍｍ、各収納凹所１１ｂの深さを０．３ｍｍとし、各収納凹所１１ｂの底面の直径を０．７ｍｍに設定してある。
【００５０】
しかして、本参考例では、参考例２と同様、ＬＥＤチップ１として厚み方向の両面に電極を有するＬＥＤチップ１を用いることができる。また、仮に複数のＬＥＤチップが並列接続されているとすれば個々のＬＥＤチップの電圧特性によってＬＥＤチップに流れる電流が異なってしまうが、本参考例では、各ＬＥＤチップ１が直列に接続されているので、電流制御することが可能である。
【００５１】
（参考例４）
本参考例の発光装置は、図８に示すように構成されており、基本構成は図４に示した参考例１と略同じである。ところで、参考例１では金属板１１としてアルミニウム板を用いていたが、本参考例では金属板１１としてアルミニウム板よりもＭＩＤ基板６０との接着性が高く且つ熱伝導率の高い銅板を用いており、図８に示すように、金属板１１の前面に突出した突出部１１ａの前面に形成した収納凹所１１ｂの底面および内周面に金属板１１よりも反射率の高い金属材料であるアルミニウムからなる反射膜１７を設けている点が相違する。ここに、反射膜１７は、金属板１１において収納凹所１１ｂ以外の部分をマスキングしてアルミニウムを蒸着することで形成している。なお、アルミニウムの熱伝導率は２３６Ｗ／（ｍ・Ｋ）、銅の熱伝導率は４０３Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。
【００５２】
なお、参考例１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。また、本参考例においても参考例１と同様、金属板１１の厚さを０．６ｍｍ、各突出部１１ａの直径を１ｍｍ、各突出部１１ａの高さ（突出量）を０．３ｍｍ、各収納凹所１１ｂの深さを０．３ｍｍとし、各収納凹所１１ｂの底面よりなる載置面の直径を０．７ｍｍに設定してある。また、ＭＩＤ基板６０の絶縁基材はアモデル樹脂（ＢＰアモコポリマーズ社の商標）により形成されており、樹脂充填部６２ｂは円形状に開口され前面に近づくほど内径が徐々に大きくなっている。ここに、ＭＩＤ基板６０の絶縁基材は、挿入孔６２ａ周部における厚さを０．３ｍｍ、樹脂充填部６２ｂ周部における厚さを１．３ｍｍに設定してある。なお、ＭＩＤ基板６０の絶縁基材としてポリフタルアミド樹脂を用いてもよい。
【００５３】
本参考例では、金属板１１として銅板を用いているので、金属板１１としてアルミニウム板を用いている場合に比べて、金属板１１とＭＩＤ基板６０における絶縁基材との接着性が向上するとともに、ＬＥＤチップ１で発生した熱を効率良く外部へ放熱させることができる（つまり、放熱性が向上する）。
【００５４】
ところで、本参考例では、参考例１と同様にＬＥＤチップ１として青色ＬＥＤチップを用いているが、銅は青色の波長に対して反射率が低いので、ＬＥＤチップ１からの光の外部への取り出し効率が低下してしまうのを防ぐために、収納凹所１１ｂの底面および内周面に銅よりも反射率の高いアルミニウムからなる反射膜１７を形成してある。したがって、放熱性が高く且つ光の取り出し効率の高い発光装置を実現することができる。なお、本参考例では、収納凹所１１ｂの底面および内周面に形成する反射膜１７の材料としてアルミニウムを採用しているが、アルミニウムに限らず、例えば銀を採用してもよく、銀を採用する場合には例えば銀メッキによって形成すればよい。
【００５５】
しかして、本参考例では、収納凹所１１ｂの内周面に金属板１１よりも反射率の高い金属材料からなる反射膜１７が形成されているので、金属板１１の材料の選択肢を増やすことができ、金属板１１の材料としてＭＩＤ基板６０の絶縁基材との接着性のより高い材料や放熱性の高い材料を選択することができる。
【００５６】
（実施形態３）
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態２と略同じであって、図９に示すように、枠部材３０の内周面３１にアルミニウムよりなる反射膜３３を形成している点が相違する。ここに、反射膜３３の材料としてアルミニウムを採用しているが、アルミニウムに限らず、例えば銀を採用してもよく、銀を採用する場合には例えば銀メッキによって形成すればよい。
【００５７】
なお、実施形態２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施形態においても実施形態２と同様、金属板１１の厚さを０．６ｍｍ、各突出部１１ａの直径を１ｍｍ、各突出部１１ａの突出高さ（突出量）を０．３ｍｍ、各収納凹所１１ｂの深さを０．３ｍｍとし、各収納凹所１１ｂの底面の直径を０．７ｍｍに設定してある。一方、プリント回路基板１２の厚さは０．３ｍｍに設定してある。また、ＬＥＤチップ１は収納凹所１１ｂの底面に載置できるようにチップサイズを３５０μｍ□に設定し、厚さを８０μｍに設定してある。また、枠部材３０は内径を３ｍｍ、厚さを１ｍｍに設定してある。
【００５８】
ところで、封止樹脂に拡散材や蛍光体粒子が分散されていない場合にはＬＥＤチップ１から放出された光のほとんどが枠部材３０の内周面３１に照射されることなく外部へ取り出される。これに対して、本実施形態の発光装置では、樹脂封止部５０の封止樹脂に拡散材が分散されており、ＬＥＤチップ１から放出された光が拡散材により散乱されながら樹脂封止部５０内を進むが、枠部材３０の内周面３１に反射膜３３が形成されているので、拡散材によって散乱された光が枠部材３０の内周面に直接照射されずに反射膜３３で反射されて外部へ取り出されることになり、光取り出し効率を高めることができる。
【００５９】
（実施形態４）
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態２と略同じであって、図１０に示すように、枠部材３０とともに絶縁基材たるプリント回路基板１２の前面側に重ねた形で接合されたガラスエポキシ基板よりなるプリント回路基板７０を備えている点が相違する。プリント回路基板７０は前面に銅箔よりなる配線部（配線パターン）７１が設けられており、後面（裏面）がプリント回路基板１２と接合されている。プリント回路基板７０は枠部材３０に対応する部位に窓孔７０ａが形成されており、プリント回路基板７０の前面に設けられた配線部７１が窓孔７０ａの内周面に沿ってプリント配線基板１２の配線部１２ａに接触する位置まで延長されている。なお、実施形態２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６０】
プリント回路基板７０と枠部材３０とは厚みを略等しく設定してある。言い換えれば、プリント回路基板７０の厚みは、枠部材３０がプリント回路基板７０よりも前方へ突出しないように設定されている。なお、本実施形態では、プリント回路基板７０が回路部品実装基材を構成している。
【００６１】
ところで、リフロー工程によって抵抗器やトランジスタなどの回路部品を実装する場合、マスクを用いて回路部品の実装箇所のみに半田を塗布する工程が必要であるが、実施形態２の発光装置では図２に示したように前面が平坦ではなくてプリント回路基板１２の前面側に枠部材３０が突出しており、プリント回路基板１２の前面側にマスクを被せることが難しい。
【００６２】
これに対して、本実施形態では、上述のように、プリント回路基板７０の厚みと枠部材３０の厚みとを略等しく設定してあり、プリント回路基板７０の前面と枠部材３０の前面とが略揃うので、リフロー工程により表面実装型の回路部品５をプリント回路基板７０の前面側へ容易に実装することができる。
【００６３】
なお、本実施形態では、回路部品実装基材としてガラスエポキシ基板よりなるプリント回路基板７０を用いているが、回路部品実装基材はガラスエポキシ基板に限定するものではなく、配線部７１以外が絶縁性の材料により形成されていればよい。また、本実施形態では、回路部品実装基材たるプリント回路基板７０の厚みと枠部材３０の厚みとを略等しく設定してあるが、プリント回路基板７０の厚みを枠部材３０の厚みより大きくしてもプリント回路基板７０上にマスクを被せることができ、リフロー工程による回路部品５の実装が容易になる。
【００６４】
ところで、図１０に示した例では、絶縁基材たるプリント回路基板１２上に回路部品実装基材たるプリント回路基板７０および枠部材３０を重ねて接合してあるが、図１１に示すように、プリント回路基板７０にプリント回路基板１２の挿入孔１３と連通し封止樹脂が充填される樹脂充填部７２を設けてプリント回路基板７０を枠部材に兼用するようにしてもよい。なお、プリント回路基板７０の表面の配線部７１の一部はスルーホール７３を介して裏面まで延長されプリント回路基板１２の表面の配線部１２ａと電気的に接続されている。
【００６５】
図１１に示す構成を採用することにより、図１０に示した構成と同様、抵抗器やトランジスタなどの回路部品５をリフロー工程によって容易に実装することができる。さらに、絶縁基材たるプリント回路１２の挿入孔１３毎に対応して個別に枠部材３０（図１０参照）を取り付ける必要がなくなるので組立工程を簡略化でき、枠部材３０と挿入孔１３との位置合わせも容易になる。
【００６６】
また、図１１に示す構成において、図１２に示すように、回路部品実装基材たるプリント回路基板７０の樹脂充填部７２の内周面にプリント回路基板７０よりも反射率の高い材料よりなる反射膜７４を形成すれば、枠部材としての機能を高めることができ、ＬＥＤチップ１の光を外部へ効率良く取り出すことができる。なお、本実施形態では反射膜７４をスルーホールめっきにより形成しているが、スルーホールめきに限らず、例えば、プリント回路基板７０に比べて反射率の高い白塗料などを樹脂充填部７２の内周面に塗布して形成してもよい。
【００６７】
（実施形態５）
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態２と略同じであって、図１３に示すように、枠部材３０の内側において絶縁基材たるプリント回路基板１２の前面側に円環状の反射部材１８を設けている点に特徴がある。ただし、プリント回路基板１２の前面に形成されている配線部１２ａ（ＬＥＤチップ１との接続に利用される部分）は反射部材１８により覆わないようにしてある。反射部材１８は、プリント回路基板１２よりも反射率の高い材料により形成すればよく、本実施形態では、反射部材１８の材料としてシルク印刷用の白シルクを用いている。なお、図１３（ａ）は図１３（ｂ）のＢ−Ｂ’断面に相当する（ただし、図１３（ｂ）は封止樹脂を充填していない状態の概略平面図である）。また、実施形態２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６８】
しかして、本実施形態の発光装置では、枠部材３０の内側において絶縁基材たるプリント回路基板１２の前面側にプリント回路基板１２よりも反射率の高い反射部材１８を設けてあるので、ＬＥＤチップ１から出射された光の外部への取り出し効率をさらに向上させることができる。
【００６９】
なお、本実施形態では、反射部材１８の材料としてシルク印刷用の白シルクを用いているが、白シルクに限らず、例えば、絶縁基材よりも反射率の高い金属膜を用いてもよい。
【００７０】
（実施形態６）
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態２と略同じであって、図１４に示すように、金属板１１の突出部１１ａに設ける収納凹所１１ｂの内周面が回転放物面の一部からなる点に特徴がある。また、本実施形態では、収納凹所１１ｂの底部に底面から前方に突出しＬＥＤチップ１を配置する載置部１１ｃが一体に突設されている。ここにおいて、収納凹所１１ｂは、回転放物面の回転中心軸が開口の中心を通り焦点がＬＥＤチップ１の発光部における発光層の中心部に位置している。すなわち、載置部１１ｃの突出量は、回転放物面の焦点がＬＥＤチップ１の発光部における発光層の中心部に位置するように設定してある。なお、実施形態２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７１】
しかして、本実施形態の発光装置では、特にＬＥＤチップ１の側面から出射した光を効率良く発光装置の前面側へ反射させることができ、発光装置の外部への光の取り出し効率を向上させることができる。
【００７２】
ところで、図１４に示した例では、ＬＥＤチップ１を載置する載置部１１ｃの前面の面積をＬＥＤチップ１のチップ面積（ＬＥＤチップ１の後面の面積）と略同じかやや大きい程度に設定してあるが、図１５に示すように、載置部１１ｃの前面の面積をＬＥＤチップ１のチップ面積よりも小さくすれば、ＬＥＤチップ１の後方へ出射された光の一部も効率良く発光装置の前面側に反射させることができ、図１４の構成に比べて光の取出し効率をさらに向上させることができる。
【００７３】
（実施形態７）
本実施形態の発光装置を説明する前に図１７に示す参考例５を説明する。図１７に示す構成の発光装置の基本構成は図２に示した実施形態２と略同じであって、プリント回路基板１２において金属板１１と重ならない領域が設けられ、当該領域の前面側にリード実装型の回路部品５をまとめて実装している点にある。図１７に示す構成を採用することにより、回路部品５がリード実装型の回路部品であっても金属板１１を介して短絡する危険を冒すことなく実装することができるという利点がある。
【００７４】
本実施形態の発光装置の基本構成は図１７に示した参考例５と略同じであって、図１６に示すように、プリント回路基板１２において金属板１１と重ならない領域が設けられ、当該領域の後面側にリード実装型の回路部品５をまとめて実装している点にある。ここにおいて、プリント回路基板１２の前面の配線部１２ａはスルーホール１４を介して上記領域の後面まで延長されて各回路部品５のリードと適宜接続されている。
【００７５】
しかして、本実施形態の発光装置では、図１７に示した参考例５と同様、回路部品５がリード実装型の回路部品５であっても金属板１１を介して短絡する危険を冒すことなく実装することができるという利点があり、しかも、ＬＥＤチップ１から出射した光が回路部品５によって吸収されたり反射されたりすることがなく、ＬＥＤチップ１から出射された光の外部への取り出し効率をさらに向上させることができるという利点がある。
【００７６】
【発明の効果】
請求項１の発明は、前方に突出した複数の突出部が設けられ且つ各突出部の前面に収納凹所が形成された金属板と、各収納凹所の底部に各パッドが上面側となる形で配置されて金属板に熱的に結合した複数の発光ダイオードチップと、各突出部がそれぞれ挿入される複数の挿入孔が形成され金属板に重ねた形で金属板に接合された絶縁基材と、透光性を有し各発光ダイオードチップを封止した封止樹脂からなる複数の樹脂封止部とを備え、絶縁基材は、各発光ダイオードチップとボンディングワイヤを介して電気的に接続される配線部が金属板側とは反対側の面に形成されたプリント回路基板からなり、当該プリント回路基板の厚さが金属板の突出部の突出高さと同じであり、複数の発光ダイオードチップそれぞれが収納凹所の底部に配置されて金属板に熱的に結合されているので（つまり、複数の発光ダイオードチップが金属板に直接実装されているので）、従来のように絶縁層を介して実装したものに比べて放熱性が向上し、発光ダイオードチップの温度上昇による発光効率の低下、寿命低下、封止樹脂の低下などを抑制できるという効果があり、また、発光ダイオードチップから放射された光が収納凹所の内周面で反射されて収納凹所の外へ向かって取り出されるので、発光ダイオードチップの光を効率良く取り出すことができるという効果があり、また、発光ダイオードチップの実装工程における加熱時に反射性能が劣化したり発光ダイオードチップの光が照射されることによる反射性能が劣化したりするのを抑えることができるという効果がある。
【００７７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記絶縁基材は、前記封止樹脂の少なくとも一部が充填される樹脂充填部が設けられているので、前記封止樹脂としてエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などのモールド用の樹脂を用いて容易に封止することができるという効果がある。
【００７８】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記絶縁基材の前面側に重ねた形で接合され前記挿入孔の周部を全周にわたって囲む枠状の枠部材を備え、前記封止樹脂が前記樹脂充填部および枠部材の内側に充填されているので、前記封止樹脂を充填するスペースを容易に且つ安価に形成することができるという効果がある。
【００８２】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記枠部材の内周面に前記枠部材よりも反射率の高い金属材料からなる反射膜が形成されているので、前記発光ダイオードチップから出射された光の外部への取り出し効率を向上させることができるという効果がある。
【００８３】
請求項５の発明は、請求項３の発明において、前記枠部材とともに前記絶縁基材の前面側に重ねた形で接合され且つ前面側に配線部が設けられた回路部品実装基材を備え、回路部品実装基材の厚みは、前記枠部材が回路部品実装基材よりも前方へ突出しない厚さであるので、リフロー工程により表面実装型の回路部品を回路部品実装基材の前面側へ容易に実装することができる。
【００８４】
請求項６の発明は、請求項３の発明において、前記枠部材の内側において前記絶縁基材の前面側に前記絶縁基材よりも反射率の高い反射部材を設けてあるので、前記発光ダイオードチップから出射された光の外部への取り出し効率をさらに向上させることができるという効果がある。
【００８５】
請求項７の発明は、請求項１の発明において、前記収納凹所の内周面が回転放物面の一部からなるので、発光ダイオードチップの側面側や後面側へ出射された光を前面側へ効率良く反射させることができ、発光ダイオードチップから出射された光の外部への取り出し効率をさらに向上させることができるという効果がある。
【００８６】
請求項８の発明は、請求項１の発明において、前記絶縁基材は、前記金属板と重ならない領域が設けられ、当該領域の後面側に回路部品が実装されているので、回路部品がリード実装型の回路部品であっても前記金属板を介して短絡する危険を冒すことなく実装することができ、また、発光ダイオードチップから出射した光が回路部品によって吸収されたり反射されたりすることがなく、発光ダイオードチップから出射された光の外部への取り出し効率をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態１を示す概略断面図である。
【図２】  実施形態２を示す概略断面図である。
【図３】  同上における参考例を示す概略断面図である。
【図４】  参考例１を示す概略断面図である。
【図５】  同上における他の構成例を示す概略断面図である。
【図６】  参考例２を示す概略断面図である。
【図７】  参考例３を示す概略断面図である。
【図８】  参考例４を示す概略断面図である。
【図９】  実施形態３を示す概略断面図である。
【図１０】  実施形態４を示す概略断面図である。
【図１１】  同上の他の構成例を示す概略断面図である。
【図１２】  同上の別の構成例を示す概略断面図である。
【図１３】  実施形態５を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は樹脂封止する前の概略平面図である。
【図１４】  実施形態６を示す概略断面図である。
【図１５】  同上の他の構成例を示す概略断面図である。
【図１６】  実施形態７を示す概略断面図である。
【図１７】  同上における参考例５を示す概略断面図である。
【図１８】  従来例を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の要部Ａの拡大図である。
【符号の説明】
１  発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）
１１  金属板
１１ａ  突出部
１１ｂ  収納凹所
１２  プリント回路基板
１２ａ  配線部
１３  挿入孔
５０  樹脂封止部
Ｗ  ボンディングワイヤ
【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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【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】
0004045781.tif 000016
【図１６】
0004045781.tif 000017
【図１７】
0004045781.tif 000018
【図１８】
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