(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板にフェースダウン実装により発光ダイオードチップを実装した発光装置であって、配線基板が、内部に絶縁層を形成した凹所を有する導体板と、絶縁層を介して凹所に埋め込まれ一部が導体板の表面に露出する埋込導体とからなり、発光ダイオードチップの少なくとも一方の電極が埋込導体に電気的に接続されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記導体板に前記発光ダイオードチップの一方の電極が電気的に接続され、発光ダイオードチップの他方の電極が前記埋込導体に接続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】
前記配線基板が互いに電気的に独立した複数枚の導体板を備えるとともに、隣り合う各一対の導体板が連結枠を介して結合され、各導体板に所定個数ずつの発光ダイオードチップが実装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】
前記発光ダイオードチップの各電極がそれぞれ前記埋込導体に接続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】
前記発光ダイオードチップの近傍に配光を制御する反射面を形成したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記配線基板において前記発光ダイオードチップの実装面に突出する突出部を設け、突出部の少なくとも一部を前記反射面としたことを特徴とする請求項５記載の発光装置。
【請求項７】
前記凹所が前記導体板の表裏に貫通する貫通孔であって、前記埋込導体の一部が導体板における前記発光ダイオードチップの実装面とは反対側の面に露出するとともに異なる埋込導体を電気的に接続する配線が導体板における発光ダイオードチップの実装面とは反対側の面に配設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８】
前記導体板において前記発光ダイオードチップの実装面とは反対側の面に溝部が形成され、前記凹所が導体板において発光ダイオードチップの実装面から溝部の底面に達する貫通孔であって、前記埋込導体の一部が溝部の底面に露出するとともに異なる埋込導体を電気的に接続する配線が溝部内に配設されていることを特徴とする請求項３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配線基板に実装した発光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、発光ダイオードを用いた発光装置として、図１２に示す構成のものが知られている。図１２は特開平１１−１６８２３５号公報に記載されたものであって、発光ダイオードチップ２を配線基板３１にフェースダウン実装する構成を有している。すなわち、配線基板３１には配線パターン３１ａが形成され、発光ダイオードチップ２の電極位置に合わせて配線パターン３１ａに形成されている接続パッドに発光ダイオードチップ２のアノードおよびカソードの両電極を半田バンプなどによって接続するものである。発光ダイオードチップ２の電極および配線パターンに設けた接続パッドは５０〜１００μmの寸法に形成される。発光ダイオードチップ２と配線基板３１との間にはアンダーフィル樹脂３２が充填され、アンダーフィル樹脂３２により発光ダイオードチップ２の配線基板３１に対する固定強度が大きくなる。また、アンダーフィル樹脂３２は、合成樹脂中に熱伝導率の高い材料を分散させてあり、発光ダイオードチップ２と配線基板３１とを熱的に結合させることによって発光ダイオードチップ２の放熱を促進する効果も担っている。この構成の発光装置は、チップ状部品として他の印刷配線基板などに実装される。
【０００３】
一方、図１３に示すように、配線基板に代えて発光ダイオードチップ２をサブマウント３３に実装する構成のものも知られている（特開平１１−４０８４８号公報）。サブマウント３３は半導体材料により形成されており、図１２に示した構成と同様にサブマウント３３に形成した配線パターン３３ａには発光ダイオードチップ２がフェースダウン実装により実装される。ただし、発光ダイオードチップ２が実装されたサブマウント３３は、リードフレーム３４にダイボンドにより実装される。なお、発光ダイオードチップ２とサブマウント３３とリードフレーム３４の一部とは透光性を有する合成樹脂のパッケージ３５に封入されている。
【０００４】
上述のようなフェースダウン実装を採用すれば、フェースアップ実装を行ってワイヤボンディングを施す場合に比較すると、ボンディングワイヤや光を取り出す側に存在する電極の影が形成されず、発光ダイオードチップ２からの光を外部に取り出しやすくなり出射効率の向上につながる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一方、照明用の光源としては、発光ダイオードの光量は一般に他の光源よりも少なく、光量を増加させるには発光ダイオードに流す電流を大きくする必要がある。現状の発光ダイオードは入力電力を光に変換する効率が１０%前後であり、入力電力の大部分は熱になっている。その結果、発光ダイオードの温度が著しく上昇することになる。発光ダイオードは、温度が上昇するとフォノン散乱などの現象により発光効率が低下することが知られており、しかも温度が上昇すると発光ダイオードを封入している合成樹脂の劣化を早めることになる。また、温度がさらに上昇すれば発光ダイオードを封入している合成樹脂のガラス転移温度に達して合成樹脂が急速に劣化し、発光ダイオードが脱落したり断線したりするという問題が生じる。
【０００６】
この種の問題を回避しながらも発光ダイオードに流す電流を増加させるには、発光ダイオードによって生じた熱を効率よく外部に放熱することが要求される。
【０００７】
上述した構成では、発光ダイオードチップ２からの熱は、アンダーフィル樹脂３２やパッケージ３３に伝達されるとともに、発光ダイオードチップ２の電極を通して配線基板３１やサブマウント３３にも伝達される。ただし、パッケージ３３は一般に合成樹脂からなり熱伝導率が低いからパッケージ３３による放熱の効果はあまり期待できない。また、アンダーフィル樹脂３２は配線基板３１に熱を伝導するが、配線基板３１も一般に基材が絶縁材料であって熱伝導率が低いから配線基板３１による放熱の効果はあまり期待できない。一方、発光ダイオードチップ２の電極からも配線基板３１やサブマウント３３にも熱が伝達され、配線パターン３１ａ，３３ａは金属であるが厚み寸法が数十μm程度であるから配線パターン３１ａ，３３ａの延長方向への熱伝導率は低く、また、配線基板３１の基材は絶縁材料でありサブマウント３３の基材は半導体材料であるから、結果的に熱伝導率は低い。
【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、発光ダイオードにおいて発生する熱の放熱効率を高めることによって発光効率の低下を防止するとともに劣化を抑制した発光装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、配線基板にフェースダウン実装により発光ダイオードチップを実装した発光装置であって、配線基板が、内部に絶縁層を形成した凹所を有する導体板と、絶縁層を介して凹所に埋め込まれ一部が導体板の表面に露出する埋込導体とからなり、発光ダイオードチップの少なくとも一方の電極が埋込導体に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記導体板に前記発光ダイオードチップの一方の電極が電気的に接続され、発光ダイオードチップの他方の電極が前記埋込導体に接続されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記配線基板が互いに電気的に独立した複数枚の導体板を備えるとともに、隣り合う各一対の導体板が連結枠を介して結合され、各導体板に所定個数ずつの発光ダイオードチップが実装されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記発光ダイオードチップの各電極がそれぞれ前記埋込導体に接続されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記発光ダイオードチップの近傍に配光を制御する反射面を形成したことを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記配線基板において前記発光ダイオードチップの実装面に突出する突出部を設け、突出部の少なくとも一部を前記反射面としたことを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項３の発明において、前記凹所が前記導体板の表裏に貫通する貫通孔であって、前記埋込導体の一部が導体板における前記発光ダイオードチップの実装面とは反対側の面に露出するとともに異なる埋込導体を電気的に接続する配線が導体板における発光ダイオードチップの実装面とは反対側の面に配設されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項３の発明において、前記導体板において前記発光ダイオードチップの実装面とは反対側の面に溝部が形成され、前記凹所が導体板において発光ダイオードチップの実装面から溝部の底面に達する貫通孔であって、前記埋込導体の一部が溝部の底面に露出するとともに異なる埋込導体を電気的に接続する配線が溝部内に配設されていることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本実施形態の発光装置は、図１に示すように、導体板１１を基材とした配線基板１に発光ダイオードチップ２を実装したものである。導体板１１としては銅板のように熱および電気の良導体である金属板を用いる。導体板１１には発光ダイオードチップ２の電極に接続される埋込導体１２が埋め込まれ、導体板１１と埋込導体１２との間には埋込導体１２を導体板１１に対して電気的に絶縁するために合成樹脂からなる絶縁層１３が設けられる。すなわち、導体板１１には凹所としての埋込溝１１ａが設けられ、埋込溝１１ａの内部に絶縁層１３を介して埋込導体１２が埋め込まれる。埋込導体１２には角線を用いており、埋込導体１２の表面は埋込溝１１ａの開口面から露出し、かつ導体板１１の表面と面一になるように位置決めされる。また、絶縁層１３としてはエポキシ樹脂を用いている。
【００１８】
発光ダイオードチップ２はサファイア基板上に窒化ガリウム系の発光層を形成し、ｐ層とｎ層とに接続された各電極が主表面側に露出するものを用いる。この発光ダイオードチップ２は、上述した配線基板１にフェースダウン実装される。すなわち、発光ダイオードチップ２の各電極に半田によるバンプ２１を形成してあり、発光ダイオードチップ２を配線基板１に実装するにあたっては、各バンプ２１をそれぞれ対応する埋込導体１２に位置合わせした後に加熱することによって、発光ダイオードチップ２を埋込導体１２に電気的および機械的に接続するようになっている。
【００１９】
発光ダイオードチップ２の下面（主表面）と導電板１１との隙間には、熱伝導性を向上させるためのフィラを混合したアンダフィル樹脂２２が充填される。アンダフィル樹脂２２は、バンプ２１によって配線基板１に発光ダイオードチップ２を実装した後に、液状の状態で発光ダイオードチップ２と導電板１１との間に流入させ、その後、硬化させて配線基板１に対する発光ダイオードチップ２の実装強度を大きくするとともに、発光ダイオードチップ２と導電板１１との間の熱抵抗を低減する。
【００２０】
上述の構成によって、発光ダイオードチップ２の電極を設けた主表面が熱の良導体である導体板１１に近接することになり、従来構成のように合成樹脂のような絶縁体やシリコンのような半導体に発光ダイオードチップ２を近接させている場合と比較すると、熱伝導率が大幅に大きい配線基板１を用いることになる。その結果、発光ダイオードチップ２で発生した熱が導電板１１に迅速に拡散され、発光ダイオードチップ２の放熱性が高くなる。
【００２１】
なお、上述の実施形態において配線基板１に発光ダイオードチップ２を実装するに際して半田によるバンプ２１を用いているが、また加熱する工程を省略することが可能である。また、金のような他の材料のバンプを用いることも可能であり、さらに発光ダイオードチップ２をフェースダウン実装により実装するかぎりにおいてバンプ２１を用いずに実装することも可能である。本実施形態においては導電板１１として銅板を用いたがアルミニウム板を用いてもよい。また、埋込導体１２は角線でなくてもよく、導体板１１の表面に露出する部位が平面状であれば他の断面形状の埋込導体１２を用いることが可能である。また、埋込導体１２において導体板１１の表面に露出する部位は金のようにフェースダウン実装を容易にする材料で覆っておけば、発光ダイオードチップ２の実装が容易になる。この加工はメッキなどによって容易に実現することができる。
【００２２】
また、導体板１１と埋込導体１２とは同材料で形成しておけば、発光ダイオードチップ２の実装時における加熱および冷却の過程での熱応力が残りにくくなる。さらに、発光ダイオードチップ２は電極以外の部位を酸化シリコンの薄膜からなるパッシベーション層で覆っておけば、防湿とともに発光ダイオードチップ２と導体板１１との間の絶縁を確保することができ、発光ダイオードチップ２と導体板１１との距離を小さくすることが可能になって放熱性を高めることができる。
【００２３】
（第２の実施の形態）
本実施形態は、複数個の発光ダイオードチップ２を配線基板１に実装した例を示す。図２に示すように、基本的な構成は図１に示した第１の実施の形態と同様であるが、１枚の配線基板１に複数個の発光ダイオードチップ２を実装するために、発光ダイオードチップ２の個数に応じた本数の埋込溝１１ａを形成してある。本実施形態では、各発光ダイオードチップ２に対応するように設けた各埋込溝１１ａは互いに独立しており、埋込導体１２において埋込溝１１ａから露出する部位には電解メッキによる金メッキ層（図示せず）が形成されている。
【００２４】
発光ダイオードチップ２を配線基板１に実装するにあたっては、発光ダイオードチップ２の各電極に部分に金によるバンプ２１を形成して、対になる各埋込導体１２にそれぞれバンプ２１の位置を合わせた後に超音波ボンディングの技術を用いることによって、発光ダイオードチップ２を配線基板１にフェースダウン実装してある。ここに、バンプ２１が金であって埋込導体１２の表面にも金メッキ層が形成されているから、発光ダイオードチップ２を比較的容易に実装することができる。発光ダイオードチップ２を配線基板１に実装した後には第１の実施の形態と同様に、配線基板１と発光ダイオードチップ２との間にアンダフィル樹脂２２が充填される。
【００２５】
ところで、本実施形態では複数個の発光ダイオードチップ２を１枚の配線基板１に実装しているが、各埋込導体１２が独立しているものであるから、発光ダイオードチップ２を配線基板１に実装しただけでは互いに他の発光ダイオードチップ２の間を電気的に接続することができない。そこで、埋込導体１２において発光ダイオードチップ２と重複していない部位に金のボンディングワイヤ２３を接続し、発光ダイオードチップ２を直列接続してある。
【００２６】
上述のように、本実施形態の構成では、１枚の配線基板１に複数個の発光ダイオードチップ２を実装するとともに、発光ダイオードチップ２を直列接続しているので、電流制御による発光ダイオードチップ２の発光量の制御が容易になる。
【００２７】
なお、上述の例では発光ダイオードチップ２に設けた金のバンプ２１を埋込導体１２に接続する際に超音波ボンディングの技術を用いているが、フェースダウン実装であれば他の技術によって実装してもよい。他の構成および動作は第１の実施の形態と同様である。
【００２８】
（第３の実施の形態）
本実施形態は、第２の実施の形態と同様に、１枚の配線基板１に複数個の発光ダイオードチップ２を実装する例であって、図３に示すように、それぞれＵ字状に形成された２本の埋込溝１１ａを導体板１１の片面に形成してある。つまり、各埋込溝１１ａは平行な一対の直線部分と、両直線部分の一端同士を連結する弧状部分とを有したＵ字状に形成され、互いに他の連結溝１１ａの直線部分が平行になるとともに、互いに他の連結溝１１ａが交差しない位置関係になっている。図３では４個の発光ダイオードチップ２を配線基板１に実装する例を示してあり、２本の埋込導体１２に発光ダイオードチップ２を実装することによって、発光ダイオードチップ２は互いに並列に接続されている。すなわち、２本の埋込導体１２の適宜箇所に給電することによって、すべての発光ダイオードチップ２を点灯させることができる。図３においては埋込導体１２に給電する構成は省略しているが、たとえば埋込導体１２の一部を他の部位よりも広幅に形成して端子として用い、給電用の外部電線を端子に半田によって接続すればよい。
【００２９】
本実施形態の構成では、第２の実施の形態と同様に複数個の発光ダイオードチップ２を１枚の配線基板１に実装しているから、発光量を大きくとることができ、しかも断線しやすいボンディングワイヤを用いることなく複数個の発光ダイオードチップ２を互いに接続しているから、機械的強度に優れた光源装置を提供することが可能になる。なお、埋込導体１２は必ずしもＵ字状とする必要はなく、１枚の配線基板１に複数個の発光ダイオードチップ２を実装する構成としては、たとえば各埋込導体１２をそれぞれ櫛歯状に形成し、櫛歯部分が互いに平行になるように配置するなど、各種構成を採用することが可能である。他の構成および動作は第１の実施の形態と同様である。
【００３０】
（第４の実施の形態）
本実施形態は、図４に示すように、発光ダイオードチップ２の一方の電極を埋込導体１２ではなく導体板１１に接続してある。つまり、発光ダイオードチップ２の一対の電極のうちの一方は埋込導体１２に接続するが、他方の電極は導体板１１に接続している。また、配線基板１は複数毎の導体板１１により形成され、隣り合う各一対の導体板１１の間は分離溝１１ｄを介して電気的に互いに独立させてある。各導体板１１には少なくとも１個ずつの発光ダイオードチップ２が実装されており、必要に応じて複数個の発光ダイオードチップ２が１枚の導体板１１に実装される。分離溝１１ｄに対応する部位には白色の合成樹脂により成形した断面台形状の連結枠１４を配置してあり、分離溝１１ｄを挟んで配置された一対の導体板１１に跨る形で連結枠１４を導体板１１に接着することによって、両導体板１１を連結枠１４により機械的に結合してある。
【００３１】
このような構造の配線基板１を作製するには、１枚の金属板の表面に連結枠１４を接着した後に、連結枠１４に対応する部分の裏面から回転式の切断具などを用いて導体板１１を切断することにより分離溝１１ｄを形成する。ただし、連結枠１４は切断しないようにすることで、隣り合う各一対の導体板１１は連結枠１４を介して結合された状態に保たれるのである。
【００３２】
各発光ダイオードチップ２は一対の連結枠１４の間に配置されるのであって、連結枠１４が白色の合成樹脂により成形されているとともに各連結枠１４の側面が発光ダイオードチップ２からの光の放射方向に向かって互いの距離を広げるように傾斜しているから、発光ダイオードチップ２から放射された光の配光が連結枠１４によって制御されることになる。つまり、連結枠１４の側面は反射面として機能し配光を制御することになる。連結枠１４の先端面には銅の薄膜による配線パッド１５が形成されており、連結枠１４を挟んで隣接する一対の導体板１１のうちの一方に対しては配線パッド１５と導体板１１とを金によるボンディングワイヤ１６ａを用いて接続し、他方に対しては配線パッド１５と埋込導体１２とを金によるボンディングワイヤ１６ｂを用いて接続してある。つまり、本実施形態では発光ダイオードチップ２を直列接続してある。
【００３３】
ところで、発光ダイオードチップ２は第１の実施の形態と同様にサファイア基板上に発光層を形成してあり、主表面側に２個の電極を設けている。各電極はｐ層とｎ層とに対応して設けてあるから、一方の電極は発光層の主表面に露出しているが、他方の電極は発光層の主表面に対して段差を有する形で設けられている。本実施形態では主表面に露出する一方の電極を他方の電極よりも大面積に形成するとともに半田によるバンプ２１ａを用いて導体板１１に実装してある。また、サファイア基板寄りの他方の電極は半田によるバンプ２１ｂを用いて埋込導体１２に実装してある。この構成によって、発光ダイオードチップ２がバンプ２１ａを介して比較的大きい面積で導体板１１に熱的に結合されることになり、発光ダイオードチップ２と導電板１１との間の熱抵抗を小さくすることができ、結果的に発光ダイオードチップ２からの放熱性が向上する。なお、発光ダイオードチップ２の主表面側の電極の面積を大きくとっても発光ダイオードチップ２の発光部の面積は変化しないが、サファイア基板寄りの電極の面積を大きくとろうとすると発光部の面積が小さくなる。そこで、本実施形態では主表面側の電極の面積を大きくとることによって放熱性を向上させながらも発光部の面積の縮小を防止しているのである。また、本実施形態の構成では発光ダイオードチップ２がバンプ２１ａを介して導体板１１に接合されるから、アンダフィル樹脂が不要になっている。
【００３４】
上述の構成を採用することにより、発光ダイオードチップ２の放熱性を高めることができる上に、１枚の配線基板１に複数の発光ダイオードチップ２を実装することができ、しかも発光ダイオードチップ２が直列接続されているから電流制御による発光ダイオードチップ２の発光制御が容易である。しかも、本実施形態では発光ダイオード２ごとに１本の埋込導体１２を設ければよく導体板１１に埋め込む埋込導体１２の本数が少なくなるから製造が容易である。さらに、連結枠１４によって配光が制御可能であるから、発光ダイオードチップ２から放射された光を効率よく利用することができる。他の構成および動作は第１の実施の形態と同様である。
【００３５】
（第５の実施の形態）
上述した各実施形態では導体板１１の厚み寸法よりも小さく形成した埋込溝１１ａを形成していたのに対して、本実施形態では、図５に示すように、導体板１１の厚み方向に貫通する凹所としての貫通孔１１ｂを形成している。また、導体板１１には銅板ではなくアルミニウム板を用いており、導体板１１にアルマイト処理を施すことによって酸化物の被膜を形成し、この被膜を絶縁層１３として用いている。つまり、アルマイト処理によって導体板１１の表裏両面のほか貫通孔１１ｂの内周面にも酸化物の被膜が形成されるから、貫通孔１１ｂの内周面に形成された被膜を絶縁層１３として用いるのである。
【００３６】
導体板１１は配線基板１の基材であって一面に発光ダイオードチップ２が実装されるから、発光ダイオードチップ２を実装する面である表面に形成された酸化物の被膜は除去することによって、導体板１１と発光ダイオードチップ２との間の熱伝導率を高めるようにしてある。導体板１１の裏面に形成された酸化物の被膜は必ずしも除去しなくてもよい。
【００３７】
貫通孔１１ｂには導体板１１の厚み方向の全長に亘る埋込導体１２を挿入してあり、貫通孔１１ｂの内周面と埋込導体１２との間は上述のようにアルマイト処理により形成された絶縁膜１３を介して絶縁される。本実施形態では１枚の配線基板１に複数個の発光ダイオードチップ２を実装してあり、発光ダイオードチップ２を直列接続するために、導体板１１の裏面には一対の埋込導体１２間を接続するための配線としてのジャンパ線１７が配設される。他の構成および動作は第１の実施の形態と同様である。
【００３８】
上述の構成を採用することによって、発光ダイオードチップ２により生じた熱はアンダフィル樹脂２２を介して導体板１１に伝達されることにより迅速に放熱されるのであって、第１の実施の形態と同様の放熱性を持つことになり、しかも、１枚の配線基板１に複数の発光ダイオードチップ２を直列接続した形で実装することになるから、電流制御による発光ダイオードチップ２の発光制御が容易である。しかも、本実施形態の構成ではジャンパ線１７が導体板１１に対して発光ダイオードチップ２とは反対面側に設けられるから、発光ダイオードチップ２からの光の取出側においてはジャンパ線１７が露出せず、発光ダイオードチップ２のみが露出することになる。このことは光源として利用する際に配線による影の発生の低減につながる。
【００３９】
（第６の実施の形態）
本実施形態は、図６に示すように、図５に示した第５の実施の形態において、ジャンパ線１７に代えて導体板１１の裏面（発光ダイオードチップ２の実装面とは反対側の面）に印刷配線基板１８を積層接着した構成を有している。印刷配線基板１８には片面のガラスエポキシ基板を用いており、貫通孔１１ｂに対応する部位にスルーホール１８ａを設けてある。また、スルーホール１８ａにはスルーホールメッキが施され、印刷配線基板１８の裏面（導体板１１に当接する面とは反対側の面）にはスルーホールメッキによってスルーホール１８ａに形成した導電部と電気的に接続される配線パターン１８ｂが形成されている。印刷配線基板１８を導体板１１に積層した状態では埋込導体１２がスルーホール１８ａ内の導電部を通して配線パターン１８ｂに電気的に接続される。ここに、配線パターン１８ｂは配線基板１に実装された複数個の発光ダイオードチップ２を直列に接続するように形成されているのであって、埋込導体１２を電気的に接続する配線として機能する。他の構成は第５の実施の形態と同様であって、第５の実施の形態の作用に加えて、ジャンパ線１７の代わりに印刷配線基板１８を用いていることにより、複数個の発光ダイオードチップ２を直列接続する際の電路の形成が容易になる。
【００４０】
（第７の実施の形態）
本実施形態は、図７に示すように、第４の実施の形態と同様に発光ダイオードチップ２の一方の電極を導体板１１に接続するとともに連結枠１４を設けた構成を採用し、さらに第５の実施の形態の構成と同様に導体板１１に貫通孔１１ｂを設け、複数個の発光ダイオードチップ２を直列接続するためのジャンパ線１７を導体板１１の裏面側において配線したものである。本実施形態では、第４の実施の形態と同様に、複数枚の導体板１１を連結枠１４により連結した形で配線基板１を形成してあり、各導体板１１は分離溝１１ｄを介して電気的に独立させてある。ここで、発光ダイオードチップ２の一方の電極は導体板１１に接続され、他方の電極は貫通孔１１ｂに挿入された埋込導体１２に接続されているから、発光ダイオードチップ２を直列接続するために、隣接する各一対の導体板１１の一方における埋込導体１２と他方の導体板１１とがジャンパ線１７により接続される。
【００４１】
図７において図４および図５と同符号を付した構成は第４の実施の形態および第５の実施の形態と同様であって、第４の実施の形態および第５の実施の形態と同様の作用を奏する。
【００４２】
（第８の実施の形態）
本実施形態は、図８に示すように、第７の実施の形態と同様に各発光ダイオードチップ２ごとに導体板１１を設けた構成であって、発光ダイオードチップ２の周囲を囲む枠部１９を各導体板１１に連続一体に設けた構成を有している。枠部１９は導体板１１の外周縁よりも内側で導体板１１の表面に突設された突出部であって正方形状に開口する。つまり、各発光ダイオードチップ２は枠部１９により全周が囲まれることになる。ここに、枠部１９を正方形状に開口させているのは、枠部１９の周縁を直線状として導体板１１の加工工程における切断を容易にするためである。また、枠部１９の外周面は導体板１１の表面に直交させてあり、枠部１９の内周面は導体板１１の表面から離れるに従って開口面積を広げる形の傾斜面になっている。少なくとも枠部１９の内周面と導体板１１において少なくとも枠部１９に囲まれる部位とは、銅により形成された導体板１１および枠部１９の表面にはニッケルメッキが施されて反射率の高い反射面が形成されている。隣り合う各一対の導体板１１を連結する連結枠１４は、隣り合う各一対の導体板１１に設けた枠部１９の外側面間に挟まれるように配置される。本実施形態の他の構成および作用は第７の実施の形態と同様である。ただし、本実施形態では発光ダイオードチップ２から出力された光の配光が上述した反射面によって制御されるから、第７の実施の形態よりも光の利用効率が高くなる。なお、本実施形態では導体板１１に突出部としての枠部１９を設けているが、埋込導体１２に反射面を備えた突出部を設ける構成とすることも可能である。
【００４３】
（第９の実施の形態）
本実施形態は、図９に示すように、１枚の配線基板１に複数個（図示例では３個）の発光ダイオードチップ２を配列したものであって、図１０に示すように、配線基板１の基材となる導体板１１の裏面（発光ダイオードチップ２の実装面とは反対側の面）に形成した溝部１１ｃにガラスエポキシ基板からなる印刷配線基板１８を装着した構成を有している。ここに、印刷配線基板１８の厚み寸法は溝部１１ｃの深さ寸法にほぼ一致し、印刷配線基板１８において配線パターン１８ｂを形成した裏面が導体板１１の裏面とほぼ面一になるようにしてある。導体板１１には、導体板１１の表面から溝部１１ｃの底面に達する貫通孔１１ｂが発光ダイオードチップ２の各電極に対応する部位に形成され、貫通孔１１ｂにはアルマイト処理により形成された絶縁層１３を介して埋込導体１２が挿入されている。第５の実施の形態と同様に埋込導体１２の一端部は導体板１１の表面に露出し、埋込導体１２の露出部位に対応して発光ダイオードチップ２がフェースダウン実装される。
【００４４】
印刷配線基板１８には貫通孔１１ｂに対応する部位にスルーホール１８ａが形成され、スルーホール１８ａの内周面にはスルーホールメッキにより導電部が形成される。しかして、印刷配線基板１８に形成した配線パターン１８ｂはスルーホール１８ａの内部の導電部を介して埋込導体１２に電気的に接続されるのであって、埋込導体１２には発光ダイオードチップ２の電極が接続されるから、発光ダイオードチップ２は配線パターン１８ｂに接続されるのである。ここにおいて、配線パターン１８ｂは発光ダイオードチップ２を直列接続するように形成されており、したがって電流制御による発光ダイオードチップ２の発光制御が容易になっている。
【００４５】
上述の構成によって、配線基板１において発光ダイオードチップ２から光を取り出す面には発光ダイオードチップ２以外の部材が存在せず、他部材による影が生じることがなく配光制御が容易になる。しかも、印刷配線基板１８は導体板１１の一部に埋め込まれた形になっているから、他の回路基板に表面実装によって実装することが可能であり、また導体板１１の裏面からも放熱が可能であるから回路基板に熱を逃がすことができる。他の構成および作用は第５の実施の形態と同様である。
【００４６】
（第１０の実施の形態）
本実施形態は、図１１に示すように、図１０に示した第９の実施の形態の構成に対して溝部１１ｃの深さ寸法を印刷配線基板１８の厚み寸法よりも大きくしたものであって、印刷配線基板１８に形成した配線パターン１８ｂには発光ダイオードチップ２に流す電流を調節ないし制御するための電子部品３を実装してある。すなわち、溝部１１ｃの深さ寸法を電子部品３が導体板１１の裏面から突出しない程度の寸法に設定してある。
【００４７】
他の構成および機能は第９の実施の形態と同様であって、本実施形態では印刷配線基板１８に電子部品３を実装しているから、電子部品３を実装するための別途の回路基板を必要とせず回路基板を削減できるほか、配線基板１を収納する筐体や別に設けた放熱器に導体板１１の裏面を接触させることによって、発光ダイオードチップ２で発生した熱の放熱効率を高めることが可能である。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、配線基板にフェースダウン実装により発光ダイオードチップを実装した発光装置であって、配線基板が、内部に絶縁層を形成した凹所を有する導体板と、絶縁層を介して凹所に埋め込まれ一部が導体板の表面に露出する埋込導体とからなり、発光ダイオードチップの少なくとも一方の電極が埋込導体に電気的に接続されているものであり、発光ダイオードチップが導体板にフェースダウン実装されていることによって発光ダイオードチップで生じた熱を導体板を通して放熱することができ、放熱性を向上させることができる。その結果、点灯時の発光ダイオードチップの温度上昇を抑制することができ、発光ダイオードチップの寿命を低下させることなく、光出力を増加させることが可能になる。また、従来構成と同程度の光出力で使用するとすれば、放熱性が向上したことによって従来構成よりも発光ダイオードチップの寿命が向上する。
【００４９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記導体板に前記発光ダイオードチップの一方の電極が電気的に接続され、発光ダイオードチップの他方の電極が前記埋込導体に接続されているので、発光ダイオードチップの一方の電極が接続される電路として導体板を用いることができ、結果的に配線基板の構造が簡単になる。また、発光ダイオードチップにおいて導体板に接続する一方の電極の面積を他方の電極よりも大きくすれば、発光ダイオードチップで発生した熱を電極を通して導体板に直接伝導させることができ、発光ダイオードチップで発生する熱の放熱効率を一層向上させることができる。
【００５０】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記配線基板が互いに電気的に独立した複数枚の導体板を備えるとともに、隣り合う各一対の導体板が連結枠を介して結合され、各導体板に所定個数ずつの発光ダイオードチップが実装されているので、導体板の間で適宜の配線を施すことによって発光ダイオードチップを直列接続することが可能になる。また、導体板の枚数の増減によって発光面の面積の増減に容易に対応することができる。
【００５１】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記発光ダイオードチップの各電極がそれぞれ前記埋込導体に接続されているものであり、請求項１と同様の効果を奏する。
【００５２】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記発光ダイオードチップの近傍に配光を制御する反射面を形成したものであり、発光ダイオードチップから出力される光の配光を制御することによって光の利用効率を高めることができる。
【００５３】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記配線基板において前記発光ダイオードチップの実装面に突出する突出部を設け、突出部の少なくとも一部を前記反射面としたものであり、配光を制御するための反射面を別部材に設けるのではなく配線基板に突出するように設けているので、部品点数の増加がなく組立工程が簡単になる。
【００５４】
請求項７の発明は、請求項３の発明において、前記凹所が前記導体板の表裏に貫通する貫通孔であって、前記埋込導体の一部が導体板における前記発光ダイオードチップの実装面とは反対側の面に露出するとともに異なる埋込導体を電気的に接続する配線が導体板における発光ダイオードチップの実装面とは反対側の面に配設されているものであり、配線基板における発光ダイオードチップの実装面には埋込導体間を接続する配線が露出せず、発光ダイオードチップの実装面から見たときの見栄えがよくなり、しかも配線による影が生じることがないとともに反射率の低い配線用の部材が発光面側に露出しないから、全体として発光効率低下を抑制することができる。
【００５５】
請求項８の発明は、請求項３の発明において、前記導体板において前記発光ダイオードチップの実装面とは反対側の面に溝部が形成され、前記凹所が導体板において発光ダイオードチップの実装面から溝部の底面に達する貫通孔であって、前記埋込導体の一部が溝部の底面に露出するとともに異なる埋込導体を電気的に接続する配線が溝部内に配設されているものであり、配線基板における発光ダイオードチップの実装面には埋込導体間を接続する配線が露出せず、発光ダイオードチップの実装面から見たときの見栄えがよくなり、しかも配線による影が生じることがないとともに反射率の低い配線用の部材が発光面側に露出しないから、全体として発光効率低下を抑制することができる。しかも、導体板において発光ダイオードチップの実装面とは反対側の面に配線が突出しないから、筐体や放熱器などに導体板を直接接触させることによって放熱効率を一層高めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す要部断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す要部断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す要部平面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態を示す要部断面図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態を示す要部断面図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態を示す要部断面図である。
【図７】本発明の第７の実施の形態を示す要部断面図である。
【図８】本発明の第８の実施の形態を示す要部断面図である。
【図９】本発明の第９の実施の形態を示す斜視図である。
【図１０】同上の要部断面図である。
【図１１】本発明の第１０の実施の形態を示す要部断面図である。
【図１２】従来例を示す要部断面図である。
【図１３】他の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  配線基板
２  発光ダイオードチップ
３  電子部品
１１  導体板
１１ａ  埋込溝
１１ｂ  貫通孔
１１ｃ  溝部
１１ｄ  分離溝
１２  埋込導体
１３  絶縁層
１４  連結枠
１７  ジャンパ線
１８  印刷配線基板
１８ｂ  配線パターン
１９  枠部
【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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