(57)【要約】【要  約】【課  題】本発明は、発光素子の一方の電極と他方の電極とを少なくとも一つの金属部材を使用して、パッケージ電極とハンダ接合することにより、大電流を流すことができ、放熱性が優れているとともに信頼性の高い発光装置に関するものである。【解決手段】  本発明の発光装置は、少なくとも２つのパッケージ電極を有するパッケージと、発光ダイオードと、前記発光ダイオードの電極と前記パッケージ電極とを接続する金属部材と、これらの間を接続するハンダとから構成されている。前記発光ダイオードは、上面にｎ型電極およびｐ型電極を有する上面電極型発光ダイオード、あるいは上下電極型発光ダイオードのいずれとすることもできる。前記発光ダイオードの電極は、前記パッケージ電極との間に金属部材が介在されることにより接続される。前記パッケージ電極、前記発光ダイオードの電極、および前記金属部材の間には、粒径が３μｍから２０μｍのハンダが載置され、加熱によって前記ハンダを溶融して互いに接合される。【選択図】図１
2009182091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのパッケージ電極を有するパッケージと、
一方のパッケージ電極上に配置される上下電極型発光ダイオードと、
前記上下電極型発光ダイオードの上面電極と他方のパッケージ電極とを繋ぐ金属部材と、
一方のパッケージ電極と上下電極型発光ダイオードの下部電極との接合、上下電極型発光ダイオードの上面電極と金属部材の接合、および金属部材と他方のパッケージ電極との接合に用いるハンダと、
から構成され、少なくとも前記上下電極型発光ダイオードの上面電極と前記金属部材は、粒径が３μｍから２０μｍのハンダ粒子を有するハンダペーストを用いて接合されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
少なくとも２つのパッケージ電極を有するパッケージと、
前記パッケージ上に接合される上面にｎ型電極およびｐ型電極を有する上面電極型発光ダイオードと、
前記上面電極型発光ダイオードのｎ型電極と一方のパッケージ電極を、前記上面電極型発光ダイオードのｐ型電極と他方のパッケージ電極をそれぞれ繋ぐ２つの金属部材と、
一方のパッケージ電極と第１の金属部材との接合、第１の金属部材と上面電極型発光ダイオードのｎ型電極との接合、他方のパッケージ電極と第２の金属部材との接合、第２の金属部材と上面電極型発光ダイオードのｐ型電極との接合に用いるハンダと、
から構成され、少なくとも第１の金属部材と上面電極型発光ダイオードのｎ型電極の接合および第２の金属部材と上面電極型発光ダイオードのｐ型電極とは、粒径が３μｍから２０μｍのハンダ粒子を有するハンダペーストを用いて接合されていることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
前記パッケージは、少なくとも２つのパッケージ電極が導電膜として形成されているセラミック基板、または絶縁的に配置された少なくとも２つの金属基板から構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された発光装置。
【請求項４】
前記パッケージは、パッケージ電極が導電膜として形成されているセラミック基板、および金属基板から構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された発光装置。
【請求項５】
前記金属部材は、金製リボンからなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項６】
前記金属部材は、リボン状に成形された銅に、ニッケル、金、銀の少なくとも１種がメッキされていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項７】
前記金属部材は、厚さが１５μｍから３５μｍ、好ましくは、２０μｍから３０μｍ、幅が８０μｍから５００μｍ、好ましくは、１００μｍから３００μｍからなることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項８】
前記セラミックは、ポーラスセラミックから構成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項９】
前記発光ダイオードは、紫外線ないし青色の光を発光する窒化ガリウム系発光素子であり、前記蛍光体含有膜体は、空気層を介して発光素子から発光された紫外線ないし青色の光をほぼ白色光に変換する少なくとも一つの蛍光体を含有していることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載された発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（ＬＤ）等の発光素子に用いられ、前記発光素子の一方の電極と他方の電極とを少なくとも一つの金属部材を使用して、パッケージ電極とハンダ接合することにより、大電流を流すことができ、放熱性が優れているとともに信頼性の高い発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４（イ）および（ロ）は金属部材と電極とをハンダにより接続する状態を説明するための図、（イ）はハンダを載置した状態の平面図、（ロ）は（イ）の断面図である。図５（イ）および（ロ）は電極と金属部材をハンダ付けした状態を説明するための図で、（イ）は金属部材を取り付けた際のハンダの状態の平面図、（ロ）は（イ）の断面図である。図４（イ）および（ロ）、図５（イ）および（ロ）において、ハンダ４９は、一つの粒径が２０μｍから３５μｍであり、たとえば、上下電極型発光ダイオード４２の電極４２１上に所定量載置される。
【０００３】
前記載置されたハンダ４９の断面は、図４（ロ）に誇張して示すように、前記電極４２１上において、載置した際は二点鎖線のように広がっていたものが互いに凝集して、少し上部に盛り上がる。前記ハンダ４９は、その上に金属部材５５が載置された後、たとえば、リフロー炉を通過する際に、溶けて上下電極型発光ダイオード４２の電極４２１と金属部材５５が接合される。
【０００４】
従来の発光ダイオードは、基板上に、バッファ層、ｎ型ＧａＮ層、活性層、ｐ型半導体層、ｐ型電極が順次形成され、前記ｎ型ＧａＮ層の一部にｎ型電極が設けられている。前記上下電極型発光ダイオードと同様な発光素子は、たとえば、特許第３７８５８２０号公報、特許第３３６９０８９号公報、または特許第３４９０９０６号公報に記載されている。
【特許文献１】特許第３７８５８２０号公報
【特許文献２】特許第３３６９０８９号公報
【特許文献３】特許第３４９０９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図５（イ）および（ロ）において、ハンダ４９の粒径は、２０μｍから３５μｍと大きいため、ロボットによって上下電極型発光ダイオード４２上の電極４２１に載置する際に、図４（ロ）に示すように盛り上がるように凝集する。そして、前記盛り上がったハンダ４９上に金属部材５５が僅かにずれた状態で載置された状態で加熱すると、前記ハンダ４９は、図５（イ）および（ロ）に示すように、凝集して盛り上がった部分の一部が余り、溶融したハンダが金属部材の外部に流出して、積層方向の半導体層の短絡事故を起こすおそれがあった。
【０００６】
以上のような課題を解決するために、本発明は、ハンダの粒径を工夫することにより、はみ出したハンダによる積層方向の半導体層の短絡を無くす発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（第１発明）
第１発明の発光装置は、少なくとも２つのパッケージ電極を有するパッケージと、一方のパッケージ電極上に配置される上下電極型発光ダイオードと、前記上下電極型発光ダイオードの上面電極と他方のパッケージ電極とを繋ぐ金属部材と、一方のパッケージ電極と上下電極型発光ダイオードの下部電極との接合、上下電極型発光ダイオードの上面電極と金属部材の接合、および金属部材と他方のパッケージ電極との接合に用いるハンダと、から構成され、少なくとも前記上下電極型発光ダイオードの上面電極と前記金属部材は、粒径が３μｍから２０μｍのハンダ粒子を有するハンダペーストを用いて接合されていることを特徴とする。
【０００８】
（第２発明）
第２発明の発光装置は、少なくとも２つのパッケージ電極を有するパッケージと、前記パッケージ上に接合される上面にｎ型電極およびｐ型電極を有する上面電極型発光ダイオードと、前記上面電極型発光ダイオードのｎ型電極と一方のパッケージ電極を、前記上面電極型発光ダイオードのｐ型電極と他方のパッケージ電極をそれぞれ繋ぐ２つの金属部材と、一方のパッケージ電極と第１の金属部材との接合、第１の金属部材と上面電極型発光ダイオードのｎ型電極との接合、他方のパッケージ電極と第２の金属部材との接合、第２の金属部材と上面電極型発光ダイオードのｐ型電極との接合に用いるハンダと、から構成され、少なくとも第１の金属部材と上面電極型発光ダイオードのｎ型電極の接合および第２の金属部材と上面電極型発光ダイオードのｐ型電極とは、粒径が３μｍから２０μｍのハンダ粒子を有するハンダペーストを用いて接合されていることを特徴とする。
【０００９】
（第３発明）
第３発明の発光装置は、第１発明または第２発明のパッケージにおいて、少なくとも２つのパッケージ電極が導電膜として形成されているセラミック基板、または絶縁的に配置された少なくとも２つの金属基板から構成されていることを特徴とする。
【００１０】
（第４発明）
第４発明の発光装置は、第１発明または第２発明のパッケージにおいて、パッケージ電極が導電膜として形成されているセラミック基板、および金属基板から構成されていることを特徴とする。
【００１１】
（第５発明）
第５発明の発光装置は、第１発明から第４発明の金属部材が金製リボンからなることを特徴とする。
【００１２】
（第６発明）
第６発明の発光装置は、第１発明から第４発明の金属部材がリボン状に成形された銅に、ニッケル、金、銀の少なくとも１種がメッキされていることを特徴とする。
【００１３】
（第７発明）
第７発明の発光装置は、第１発明から第６発明の金属部材において、厚さが１５μｍから３５μｍ、好ましくは、２０μｍから３０μｍ、幅が８０μｍから５００μｍ、好ましくは、１００μｍから３００μｍからなることを特徴とする。
【００１４】
（第８発明）
第８発明の発光装置は、第１発明から第７発明におけるセラミックがポーラスセラミックから構成されていることを特徴とする。
【００１５】
（第９発明）
第９発明の発光装置は、第１発明から第８発明における発光ダイオードが紫外線ないし青色の光を発光する窒化ガリウム系発光素子であり、前記蛍光体含有膜体は、空気層を介して発光素子から発光された紫外線ないし青色の光をほぼ白色光に変換する少なくとも一つの蛍光体を含有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、発光素子の下部電極と一方のパッケージの電極との接合、発光素子の上部部分電極と金属部材の一方の接合、および金属部材の他方とパッケージ電極の他方の接合におけるハンダの粒径を３μｍから２０μｍとすることで、ハンダが一様な厚さに拡がり、前記金属部材がずれて配置された場合であっても、前記金属部材からはみ出して、前記発光素子の積層部分を短絡することがない。
【００１７】
本発明によれば、前記発光素子の下部電極と一方のパッケージ電極との接合、前記発光素子の上部部分電極と金属部材の一方の接合、および金属部材の他方とパッケージ電極の他方の接合が良好であるだけでなく、金属部材の面積を大きくしているため、接合強度の向上、放熱性の改善、良好な光の反射、および大きな電流を流すことができる。
【００１８】
本発明によれば、前記発光素子の電極とパッケージ電極との接続にワイヤボンドによる接合を用いないため、接合部および／または発光層に振動が加わることがなく、不良品の少ない発光装置を得ることができる。
【００１９】
本発明によれば、粒径が３μｍから２０μｍからなるハンダと金属部材の採用により、ハンダによる不良事故を無くすとともに、接合強度を向上させることができるだけでなく、前記発光素子を封止するための封止材料が不要である。
【００２０】
本発明によれば、反射枠をポーラスセラミックにより成形されているため、特別な反射面を形成することなく、表面における反射および乱反射を有効に利用でき、高い反射率とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１発明）
第１発明の発光装置は、少なくとも２つのパッケージ電極を有するパッケージと、上下電極型発光ダイオードと、前記上下電極型発光ダイオードの電極と前記パッケージ電極とを接続する金属部材と、これらの間を接続するハンダとから構成されている。前記上下電極型発光ダイオードの電極は、前記一方のパッケージ電極との間に金属部材が介在されることにより接続される。前記パッケージ電極、前記発光ダイオードの上部電極、および前記金属部材の間には、粒径が３μｍから２０μｍのハンダ粒子を有するハンダペーストが載置され、加熱によって前記ハンダぺーストを溶融して互いに接合される。
【００２２】
粒径が２０μｍから３２μｍと大きい粒径のハンダぺーストは、加熱した場合、溶融時の凝集が大きいため、盛り上がった状態になり、前記金属部材の配置が少しずれると、前記金属部材に引き寄せられて、２％から３％の不良率を発生する恐れがあった。本発明の粒径が３μｍから２０μｍからなるハンダぺーストは、溶融時の凝集が小さく、一様な厚さで載置されるため、前記金属部材の配置が多少ずれた場合であっても、ハンダが流れ出ることが殆どなく、前記発光ダイオードの積層方向の短絡事故を起こさない。また、前記粒径が３μｍから２０μｍからなるハンダぺーストは、さらに、大きい粒径のハンダが１割り程度混入された場合であっても、混入率が少ない場合、ハンダが流れ出ることがなく、良好な接合が可能であった。
【００２３】
（第２発明）
第２発明の発光装置は、少なくとも２つのパッケージ電極を有するパッケージと、上面電極型発光ダイオードと、前記上面電極型発光ダイオードの電極と前記パッケージ電極とを接続する２つの金属部材と、これらの間を接続するハンダとから構成されている。前記上面電極型発光ダイオードは、上面にｎ型電極およびｐ型電極を有するものである。
【００２４】
前記上面電極型発光ダイオードは、前記一方のパッケージ電極とｎ型電極との間に第１の金属部材が、前記他方のパッケージ電極とｐ型電極との間に第２の金属部材が介在され、これらの間に粒径が３μｍから２０μｍのハンダ粒子を有するハンダペーストが載置され、加熱によって前記ハンダぺーストを溶融して互いに接合される。
【００２５】
粒径が２０μｍから３２μｍと大きい粒径のハンダぺーストは、加熱した場合、溶融時の凝集が大きいため、盛り上がった状態になり、前記金属部材の配置が少しずれると、前記金属部材に引き寄せられて、２％から３％の不良率を発生する恐れがあった。本発明の粒径が３μｍから２０μｍからなるハンダぺーストは、溶融時の凝集が小さく、一様な厚さで載置されるため、前記金属部材の配置が多少ずれた場合であっても、ハンダが流れ出ることが殆どなく、前記発光ダイオードの積層方向の短絡事故を起こさない。
【００２６】
（第３発明）
第３発明の発光装置は、第１発明または第２の発明のパッケージが絶縁された二つの金属基板、あるいは少なくとも２つのパッケージ電極が導電膜として形成されていセラミック基板から構成されている。たとえば、前記セラミック基板どうし、金属基板どうしの上に反射枠が、熱硬化性樹脂接着剤等によって接合されている。前記反射枠の接合は、セラミック基板、金属基板を薄くしても、高い強度を保持することができる。特に、金属基板どうしの間に絶縁部材または空間を設けても、前記反射枠が接合されているため、発光装置としての強度を得ることができる。
【００２７】
（第４発明）
第４発明の発光装置は、第１発明または第２発明のパッケージがセラミック基板および金属基板から構成されている点で、第３発明と異なっている。
【００２８】
（第５発明）
第５発明の発光装置は、第１発明から第４発明の金属部材がリボン状、短冊状であり、幅が広く薄く形成されており、大電流を流すことができるだけでなく、表面積が大きいため、高い放熱効果を有するとともに、光を効率良く反射することができる。前記金属部材は、従来における複数の金線を電極に圧接して接着する代わりに、発光素子の電極と前記粒径のハンダにより接合され、発光素子に振動を与えることなく、接合強度が大きいため、封止材料を充填する必要が無くなった。
【００２９】
（第６発明）
第６発明の発光装置は、金属部材がリボン状の銅であり、前記銅の表面にニッケル、金、銀の少なくとも１種類がメッキされ、光の反射効率、放熱性、ハンダとの濡れ性の改善を同時に達成できるようになっている。
【００３０】
（第７発明）
第７発明の発光装置における金属部材は、厚さが１５μｍから３５μｍ、好ましくは、２０μｍから３０μｍで、幅が８０μｍから５００μｍ、好ましくは、１００μｍから３００μｍからなる。前記金属部材は、前記上下電極型発光ダイオードの電極幅以下とすることで、大電流を流すことができるとともに、放熱性を向上させるだけでなく、組立体とした場合の強度も向上させている。
【００３１】
（第８発明）
第８発明の発光装置は、セラミックがポーラスセラミックから構成されている。前記ポーラスセラミックは、アルミナ系セラミックであり、たとえば、気孔の直径が０．１０から１．２５μｍ、あるいは、気孔率が１０％以上のものを使用した。
【００３２】
（第９発明）
第９発明の発光装置は、前記上面電極発光素子、あるいは、上下電極型発光ダイオードのいずれか一方が使用され、紫外線ないし青色の光を発光する窒化ガリウム系発光素子である。反射枠に取り付けられている蛍光体含有膜体は、発光素子から放射された光が前記蛍光体含有膜体によって所望の色の光となって出力される。前記発光素子は、たとえば、青色ないし紫外線の波長の光を発光する場合、前記青色ないし紫外光の波長を吸収して、白色光に変換する。
【実施例１】
【００３３】
図１（イ）から（ハ）は本発明の一実施例で、（イ）は発光素子をパッケージに組み込んだ状態を説明するための上面電極型発光素子を用いた発光装置の概略断面図、（ロ）は前記発光装置の平面図、（ハ）は前記発光素子の断面図である。図１（イ）および（ロ）において、上面にｎ型電極およびｐ型電極を有する上面電極型発光ダイオードからなる発光装置１０は、第１の導電膜１３および第２の導電膜１４が形成されているセラミック基板１１と、発光素子１２と、反射枠１７と、前記反射枠１７の上部に設けられている蛍光体含有膜体１８とから少なくとも構成されている。
【００３４】
前記発光素子１２は、第１の電極１２１と、第２の電極１２２とを備えている。前記第１の電極１２１は、中央部から光が照射し易くするために発光素子１２の上部に、図示のように設ける。また、前記第１の電極１２１は、たとえば、目の字状に設けることもできる。第２の電極１２２は、図示されていない発光層を挟んだ下部から導出されて面積が小さくなっている。前記第１の電極１２１は、第１の金属部材１５によって、第１の導電膜１３に、たとえば、ハンダによって接合されている。また、第２の電極１２２は、第２の金属部材１６によって、第２の導電膜１４に接合されている。
【００３５】
前記第１の金属部材１５および第２の金属部材１６は、たとえば、短冊状をした金製リボン、あるいは金および／または銀メッキが施されたリボン状の金属部材、たとえば、銅から構成されている。第１の金属部材１５、および第２の金属部材１６は、電気抵抗が少なく、大電流を流すことができるとともに、放熱性が優れているだけでなく、形状を容易に変えることができるため、各電極の接合が容易にできる。
【００３６】
前記セラミック基板１１、第１の導電膜１３、第２の導電膜１４の上には、反射枠１７が熱硬化性接着剤等により接合される。また、前記反射枠１７は、上部に蛍光体含有膜体１８が設けられる。前記蛍光体含有膜体１８は、空気層を介して発光素子１２から放射される紫外線を白色光に変換することがきるものであるが、所望の色の光を得たい場合、蛍光体を任意に選択することができる。
【００３７】
前記発光装置１０における発光素子１２の各電極１２１、１２２、導電膜１３、１４、金属部材１５、１６とは、ハンダにより接合される。前記各部の接合は、通常、ハンダが所定の接合部におかれ、リフロー炉を通過させることにより、同時に行われる。前記ハンダによる各部の接合は、強度が高いため、これらを封止する封止材料を充填する必要がない。
【００３８】
前記第１の導電膜１３、第２の導電膜１４および前記第１の金属部材１５、第２の金属部材１６は、１Ａ以上の電流を流しても、焼き切れない厚さのものである。特に、前記第１の金属部材１５および第２の金属部材１６は、たとえば、短冊状のリボン状金属部材にすることにより、電気抵抗が少なく、大電流を流すことができだけでなく、通常の配線と比較して、面積が広いため取り付けも容易で、かつ、堅固に接合できる。
【００３９】
また、前記第１の金属部材１５および第２の金属部材１６は、厚さを１５μｍから３５μｍ、好ましくは、２０μｍから３０μｍとすることで、大電流を流すことができるとともに、放熱性を向上させるだけでなく、組立体とした場合の強度も向上させている。本出願人は、前記第１の金属部材１５および第２の金属部材１６の厚さを１５μｍより薄くした場合、流す電流の量が少なく、放熱効果も少なく、前記厚さを電流容量および放熱効果を考慮した際に、３５μｍより厚くしても、材料が無駄であり、意味がないことが判った。
【００４０】
前記第１の金属部材１５および第２の金属部材１６は、アルミニウムまたは銅、あるいはこれらの合金からなり、必要に応じて、ニッケル、金、銀の少なくとも１種のメッキが施される。前記メッキは、接合時の濡れ性を向上させる以外に、光を効率良く照射することができるだけでなく、信頼性の高い発光装置を得ることができる。前記接合部における金および／または銀メッキは、ハンダの濡れ性を向上させるだけでなく、電流の導電性向上、光反射性の３つを同時に達成することができる。また、前記第１の金属部材１５および第２の金属部材１６は、銅またはアルミニウム、これらの合金と、金および／または銀の積層基板とすることもできる。
【００４１】
図１（ハ）において、発光素子１２は、基板１１上に接着剤１２７を介して接着される。前記発光素子１２は、基材１２６上にｎ型半導体層１２５、活性層１２４、ｐ型半導体層１２３、上部部分電極１２１から構成されている。前記上部部分電極１２１上には、ハンダ１９を介して金属部材１５が接合される。前記発光素子１２の大きさは、たとえば、１．０ｍｍ×１．０ｍｍ、０．７ｍｍ×０．７ｍｍ、０．５ｍｍ×０．５ｍｍ、あるいは０．３ｍｍ×０．３ｍｍで、厚さ０．１５ｍｍである。
【実施例２】
【００４２】
図２（イ）および（ロ）は本発明の第２実施例で、（イ）は金属基板上に上下電極型発光ダイオードを取り付けた状態を説明するための正面図、（ロ）は（イ）の平面図である。図２（イ）および（ロ）において、第２実施例における発光装置は、一方の金属基板２１２および他方の金属基板２１４と、前記金属基板２１２および２１４の間に設けられた絶縁部材２１３と、上下電極型発光ダイオード２１１と、前記他方の金属基板２１４と前記上下電極型発光ダイオード２１１の上部部分電極２２２を接続する金属部材２１５と、前記金属基板２１２、２１４上に取り付けられた反射体２１６とから少なくとも構成されている。
【００４３】
前記反射体２１６は、上部に向かって広がるように傾斜した反射部分２６１を有するほぼ筒状体からなる。前記金属基板２１２、２１４の表面は、たとえば、金および／または銀によってメッキ処理される。前記金属基板２１２、２１４、および反射体２１６は、円形、正方形、長方形、楕円形等、任意に変形することができる。
【００４４】
また、前記反射体２１６の内部には、必要に応じて、透明封止樹脂を充填または非充填とすることができる。充填する場合、前記透明封止樹脂は、１液性または２液性の熱硬化型シリコーン樹脂からなるエラストマータイプにすることができる。前記エラストマータイプの樹脂の硬度は、ショアＡ（ゴムの硬さ）で１５から８５、好ましくは２０から８０のものを使用することが望ましい。
【００４５】
前記反射体２１６は、アルミナ系、アルミナおよびガラスの複合系のセラミック等、あるいは合成樹脂部材とすることができる。なお、前記合成樹脂部材からなる反射体２１６は、反射面に金および／または銀のメッキ処理が必要である。また、前記反射体２１６は、アルミナ系あるいはアルミナおよびガラスの複合系のセラミックス等の部材からなり、エポキシ樹脂系、ポリイミド樹脂系、ガラス系、ロウ材系の接着剤で前記金属基板２１２、２１４に接合されている。
【００４６】
図２（ロ）において、上下電極型発光ダイオード２１１の上部部分電極２２２は、目字状に開口部２２３を有し、この部分から光を効率良く照射する。前記開口部２２３の形状は、目字状以外に、日字状、ロ字状、コ字状等、各種変形が可能である。また、金属部材２１５は、たとえば、２本の接続部とすることができる。前記２本の接続部は、前記上下電極型発光ダイオード２１１の側部から発射された光を上方に照射し易いような形状になっている。また、前記金属部材２１５は、前記上部部分電極２２２および前記金属基板２１４と、前記粒径の共晶ハンダによって接合される。なお、実施例１は、セラミック基板、実施例２は、金属基板を例にして説明したが、セラミック基板と金属基板を組み合わせた基板からなる発光装置とすることもできる。
【００４７】
図３（イ）および（ロ）は本発明の実施例であるハンダにより発光素子と金属部材との接合を説明するための図である。図３（イ）および（ロ）において、発光素子１２の上に設けられている電極１２１上には、粒径が３μｍから２０μｍのハンダ１９が一様な同じ厚さで載置される。前記ハンダ１９の上には、金属部材１５が載置された後、加熱によって前記ハンダが溶融し、前記電極１２１と金属部材１５、１６が互いに接合される。
【００４８】
前記３μｍから２０μｍの粒径からなるハンダは、前記電極１２１および金属部材１５の大きさに対して、適度の粒径であるため、溶融時の凝集が小さく、丁度ほど良い厚さで拡がり、前記金属部材１５の前記ハンダ１９に対する配置が少しずれても、これらの間から余分なハンダが流れ出ることがなく、短絡事故を起こさない。
【００４９】
前記発光素子１２は、青色発光ダイオードまたは紫外線発光ダイオードであり、青色発光ダイオードの場合、青色を吸収して緑色と赤色を発色する蛍光体を含む蛍光膜を用いることにより、青色発光ダイオードの青色と合わせてほぼ白色光が出るようになっている。また、前記発光素子１２は、紫外線発光ダイオードの場合、紫外線を吸収して青色、緑色、および赤色を発色する蛍光体を含む蛍光膜を用いてほぼ白色を出したり、あるいは紫外線を吸収して青色を発色する蛍光体と、紫外線および前記青色を吸収して緑色と赤色を発色する蛍光体を用いてもほぼ白色光を出すことができる。
【００５０】
前記反射枠１７を設ける場合のセラミックは、絶縁樹脂を成形したもの以外に、アルミナ系セラミックとすることができる。前記アルミナ系セラミックは、反射枠１７の内部に、たとえば、気孔の直径が０．１０μｍから１．２５μｍ、あるいは、気孔率が１０％以上のものが使用された。前記ポーラスセラミックよりなる反射枠１７は、反射膜を形成する必要がないだけでなく、内部表面で乱反射することにより、反射率を向上させることができる。
【００５１】
次に、本発明のハンダの一例を説明する。本実施例に使用したハンダは、品名が金−２２％錫ペースト、粒径３μｍから２０μｍからなるものを、共晶条件１４５℃で２０秒、２９０℃で１５秒として使用した。前記ハンダを使用して場合の接着結果は、金錫が適度の硬さで平坦に載置され、加熱により適度に液状化し、所望の部分のみに満遍なく溶けている。また、前記ハンダは、隣接した導電性パターンにはみ出すことがなく、ショート状態のものがなかった。
【００５２】
従来のハンダである品名  金−２２％錫ペースト、粒径２０μから３２μからなるものを、共晶条件１４５℃で２０秒、２９０℃で１５秒として使用した。前記ハンダを使用して場合の接着結果は、金錫が波紋状で中央が山形の状態に載置され、加熱により液化して、所望領域以外に溶け出した。前記ハンダは、隣接した導電性パターンとショートし、その割合が３％あった。
【００５３】
従来例の金線を超音波で接続した発光素子と、ハンダと金属部材とによって接合した本発明の実施例とを比較した。従来例は、径が３０μｍの金線２本を用いたものとし、発光素子の電極と金属基板の他方を超音波ワイヤーボンディングで接続したワイヤーボンダの超音波振動により、発光不良の不良品が約１０％発生した。さらに、３５０ｍＡを通電した場合、約４％の通電異常による焼けが発生した。本発明の実施例では、３５０ｍＡから５００ｍＡの通電においても、不良品の発生がなかった。
【００５４】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。そして、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。本発明の発光素子は、実施例として記載された形状以外の公知または周知のものを使用することができる。本発明の蛍光体含有膜体、反射枠、金属基板、あるいはセラミック基板の材質は、公知または周知のものを使用することができる。本実施例は、発光ダイオードについて説明されているが、レーザダイオード等の発光素子に用いられることはいうまでもないことである。さらに、本発明は、実施例おけるハンダぺーストの粒径の中に従来と同じ粒径のものが約１割り程度混入した場合においても、検証した結果、実施例とほぼ同じであった。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】（イ）から（ハ）は本発明の一実施例で、（イ）は発光素子をパッケージに組み込んだ状態を説明するための上面電極型発光素子を用いた発光装置の概略断面図、（ロ）は前記発光装置の平面図、（ハ）は前記発光素子の断面図である。（実施例１）
【図２】（イ）および（ロ）は本発明の第２実施例で、（イ）は金属基板上に上下電極型発光ダイオードを取り付けた状態を説明するための正面図、（ロ）は（イ）の平面図である。（実施例２）
【図３】（イ）および（ロ）は本発明のハンダにより発光素子と金属部材との接合を説明するための図である。
【図４】（イ）および（ロ）は金属部材と電極とをハンダにより接続する状態を説明するための図、（イ）はハンダを載置した状態の平面図、（ロ）は（イ）の断面図である。
【図５】（イ）および（ロ）は電極と金属部材をハンダ付けした状態を説明するための図で、（イ）は金属部材を取り付けた際のハンダの状態の平面図、（ロ）は（イ）の断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０・・・発光装置
１１・・・セラミック基板
１２・・・発光素子
１２１・・・第１の電極
１２２・・・第２の電極
１３・・・第１の導電膜
１４・・・第２の導電膜
１５・・・第１の金属部材
１６・・・第２の金属部材
１７・・・反射枠
１８・・・蛍光体含有膜体
１９・・・ハンダ
【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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