(57)【要約】【課題】複数の発光素子を搭載可能としながら、基板サイズの小型化を実現することのできる発光装置を提供する。【解決手段】ＬＥＤ素子２と、ＬＥＤ素子２を搭載する素子搭載基板３と、素子搭載基板３上に不連続状に形成されてＬＥＤ素子２とバンプ接合される表面パターン４と、素子搭載基板３の外部回路への実装面となる裏面に形成され複数のＬＥＤ素子２の電極と電気的に接続される電極パターン５と、素子搭載基板３の裏面に形成される放熱パターン６と、素子搭載基板３上にてＬＥＤ素子２及び表面パターン４を封止するガラス封止部１０とを有し、放熱パターン６は、複数のＬＥＤ素子２が表面パターン４とＡｕバンプ７を介して接続される接合部を含むように素子搭載基板３の裏面に形成されている。【選択図】図１
2009059883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極及び第２の電極を有する２点接合型の複数の発光素子と、
第１の面に設けられて前記第１の電極及び前記第２の電極が同一方向に配列されるように前記複数の発光素子を搭載する表面パターンと、前記第１の面とは反対側の面である第２の面に設けられて前記第１の電極及び前記第２の電極の前記表面パターンとの接合部が含まれるように設けられる放熱パターンと、前記第２の面に設けられて第１の面に設けられる前記表面パターンと電気的に接続され、前記放熱パターンに隣接して対称的に配置される一対の電極パターンとを有する素子搭載基板と、
前記表面パターン上の前記複数の発光素子を含む前記第１の面を封止するガラス封止部と、を有することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記素子搭載基板は、正方形状に形成されて前記第１の面に正方格子状に配列される前記複数の発光素子の前記第１の電極及び前記第２の電極の接合部が含まれるように前記第２の面に設けられ、前記第１の電極及び前記第２の電極の配列方向に平行となるように長辺を有する矩形状に形成された前記放熱パターンと、前記第２の面に設けられて前記放熱パターンを中心として前記第１の電極及び前記第２の電極の配列方向に対し直交する方向に対称的に設けられる前記一対の電極パターンとを有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記複数の発光素子は、各発光素子の搭載方向が同一であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記複数の発光素子は、各発光素子の前記第１の電極及び前記第２の電極が一線上に配列されるように前記表面パターンに搭載されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記複数の発光素子は、不連続状に形成される前記表面パターン上に前記第１の電極と前記第２の電極が接合されることによって直列接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記発光素子は、前記第１の電極及び前記第２の電極を素子側面に平行な方向に配置してなることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記発光素子は、前記第１の電極及び前記第２の電極を対角方向に配置してなることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記電極パターンは、前記放熱パターンに対して回転対称性を有した形状で形成されていることを特徴とする請求項５に記載の発光装置。
【請求項９】
前記表面パターンは、Ａｇからなる表層を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記ガラス封止部は、蛍光体を含有した直方体状のガラスからなる請求項３に記載の発光装置。
【請求項１１】
第１の電極及び第２の電極を有する２点接合型の複数の発光素子と、
第１の面に設けられて前記第１の電極及び前記第２の電極が同一方向に配列されるように前記複数の発光素子を搭載する表面パターンと、前記第１の面とは反対側の面である第２の面に設けられて前記第１の電極及び前記第２の電極の前記表面パターンとの接合部が含まれるように設けられる放熱パターンと、前記第２の面に設けられて第１の面に設けられる前記表面パターンと電気的に接続され、前記放熱パターンに隣接して対称的に配置される一対の電極パターンとを有する素子搭載基板と、前記表面パターン上の前記複数の発光素子を含む前記第１の面を封止するガラス封止部とを含むガラス封止ＬＥＤと、
前記ガラス封止ＬＥＤの前記素子搭載基板に設けられる前記電極パターンと電気的に接続され、前記放熱パターンと熱的に接合される金属基板とを有することを特徴とする発光装置。
【請求項１２】
前記金属基板は、アルミニウムからなることを特徴とする請求項１１に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記金属基板は、銅又は銅合金からなることを特徴とする請求項１１に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記金属基板は、金属面上に絶縁層を介して形成された配線層に前記ガラス封止ＬＥＤの前記電極パターンが接合されることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記金属基板は、金属面上に絶縁層を介して形成された放熱層に前記ガラス封止ＬＥＤの前記放熱パターンが接合されることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１６】
前記金属基板は、金属面が露出した表面に前記放熱パターンが接合されることを特徴とする請求項１３に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搭載部上の発光素子がガラスにより封止される発光装置に関する。
【０００２】
従来から、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）等の発光素子を光源とする発光装置において、複数の発光素子がフリップ実装された基板に対してホットプレス加工により板ガラスを接合することで、発光素子のガラス封止を実現した発光装置が本願発明者らにより提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の発光装置は、基板と封止ガラスとの熱膨張率が同等であることにより、高温で接着された後、常温あるいは低温状態としても剥離、クラック等の接着不良が生じにくい構成を有している。
【０００３】
また、基板電極と発光素子のｎ側電極及びｐ側電極の接合をバンプを介して行う発光装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の発光装置は、ガラスを加熱して軟化状態にする際にバンプ等の金属が軟化して短絡しない金属及び合金を用いるとしている。
【特許文献１】特開２００６−１０８６２１号公報
【特許文献２】特開２００６−１５６６６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の発光装置においては、製造コストの低減を図るべく基板サイズを小型化しようとすると、発光素子の発光により生じる熱の放熱面積についてもサイズ縮小に応じて減少し、放熱性が低下して発光素子の発光出力低下を招くという問題がある。また、高輝度化を図るうえでも放熱性の確保は重要であり、基板に対して発光素子への配線構造を確保しつつ、外部への放熱を促進する放熱構造を適切に設ける種々の試みがなされている。また、発光素子のフリップ実装においては、発光素子の安定配置のために３点以上のバンプを設けて基板上の配線パターンと接合しているが、基板サイズを小型化しようとすると、バンプ接合に必要な配線構造と放熱構造とを両立させることが難しいという問題がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、複数の発光素子を搭載可能としながら、基板サイズの小型化を実現することの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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明では、第１の電極及び第２の電極を有する２点接合型の複数の発光素子と、第１の面に設けられて前記第１の電極及び前記第２の電極が同一方向に配列されるように前記複数の発光素子を搭載する表面パターンと、前記第１の面とは反対側の面である第２の面に設けられて前記第１の電極及び前記第２の電極の前記表面パターンとの接合部が含まれるように設けられる放熱パターンと、前記第２の面に設けられて第１の面に設けられる前記表面パターンと電気的に接続され、前記放熱パターンに隣接して対称的に配置される一対の電極パターンとを有する素子搭載基板と、前記表面パターン上の前記複数の発光素子を含む前記第１の面を封止するガラス封止部と、を有することを特徴とする発光装置が提供される。
【０００７】
この発光装置によれば、素子搭載基板の第１の面に搭載される複数の発光素子の接合部が第２の面に設けられる放熱パターンの形成範囲に含まれることにより、放熱経路を確保でき、放熱パターンに隣接して一対の電極パターンを対称的に配置することで、発光素子への電力供給に必要な配線構造を確保することができる。
【０００８】
上記発光装置において、前記素子搭載基板は、正方形状に形成されて前記第１の面に正方格子状に配列される前記複数の発光素子の前記第１の電極及び前記第２の電極の接合部が含まれるように前記第２の面に設けられ、前記第１の電極及び前記第２の電極の配列方向に平行となるように長辺を有する矩形状に形成された前記放熱パターンと、前記第２の面に設けられて前記放熱パターンを中心として前記第１の電極及び前記第２の電極の配列方向に対し直交する方向に対称的に設けられる前記一対の電極パターンとを有することが好ましい。
【０００９】
上記発光装置において、前記複数の発光素子は、各発光素子の搭載方向が同一であってもよい。
【００１０】
上記発光装置において、前記複数の発光素子は、各発光素子の前記第１の電極及び前記第２の電極が一線上に配列されるように前記表面パターンに搭載されていてもよい。
【００１１】
上記発光装置において、前記複数の発光素子は、不連続状に形成される前記表面パターン上に前記第１の電極と前記第２の電極が接合されることによって直列接続されていることが好ましい。
【００１２】
上記発光装置において、前記発光素子は、前記第１の電極及び前記第２の電極を素子側面に平行な方向に配置して構成されてもよい。
【００１３】
上記発光装置において、前記発光素子は、前記第１の電極及び前記第２の電極を対角方向に配置して構成されてもよい。
【００１４】
上記発光装置において、前記電極パターンは、前記放熱パターンに対して回転対称性を有した形状で形成されていてもよい。
【００１５】
上記発光装置において、前記表面パターンは、Ａｇからなる表層を有することが好ましい。
【００１６】
上記発光装置において、前記ガラス封止部は、蛍光体を含有した直方体状のガラスからなるものであってもよい。
【００１７】
また、上記目的を達成するため、本発明では、第１の電極及び第２の電極を有する２点接合型の複数の発光素子と、第１の面に設けられて前記第１の電極及び前記第２の電極が同一方向に配列されるように前記複数の発光素子を搭載する表面パターンと、前記第１の面とは反対側の面である第２の面に設けられて前記第１の電極及び前記第２の電極の前記表面パターンとの接合部が含まれるように設けられる放熱パターンと、前記第２の面に設けられて第１の面に設けられる前記表面パターンと電気的に接続され、前記放熱パターンに隣接して対称的に配置される一対の電極パターンとを有する素子搭載基板と、前記表面パターン上の前記複数の発光素子を含む前記第１の面を封止するガラス封止部とを含むガラス封止ＬＥＤと、前記ガラス封止ＬＥＤの前記素子搭載基板に設けられる前記電極パターンと電気的に接続され、前記放熱パターンと熱的に接合される金属基板とを有することを特徴とする発光装置が提供される。
【００１８】
この発光装置によれば、ガラス封止ＬＥＤの素子搭載基板上に設けられる表面パターンに搭載された発光素子に対する通電、及び発光素子の発光に伴って生じる熱の放熱を金属基板を介して行うことで、素子搭載性に優れ、高輝度のガラス封止ＬＥＤの安定した動作を実現できる。
【００１９】
上記発光装置において、前記金属基板は、アルミニウムからなるものであってもよい。
【００２０】
上記発光装置において、前記金属基板は、銅又は銅合金からなるものであってもよい。
【００２１】
上記発光装置において、前記金属基板は、金属面上に絶縁層を介して形成された配線層に前記ガラス封止ＬＥＤの前記電極パターンが接合されるものであってもよい。
【００２２】
上記発光装置において、前記金属基板は、金属面上に絶縁層を介して形成された放熱層に前記ガラス封止ＬＥＤの前記放熱パターンが接合されるものであってもよい。
【００２３】
上記発光装置において、前記金属基板は、金属面が露出した表面に前記放熱パターンが接合されるものであってもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、複数の発光素子を搭載可能としながら、基板サイズの小型化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は本発明の第１の実施形態を示す発光装置であるガラス封止ＬＥＤの斜視図である。
【００２６】
図１に示すように、このガラス封止ＬＥＤ１は、フリップチップ型のＧａＮ系半導体材料からなる発光素子としての複数のＬＥＤ素子２と、複数のＬＥＤ素子２を搭載する搭載部としての素子搭載基板３と、素子搭載基板３の素子搭載面となる表面に形成され複数のＬＥＤ素子２へ電力を供給するための表面パターン４と、素子搭載基板３の外部回路への実装面となる裏面に形成され複数のＬＥＤ素子２の電極と電気的に接続される電極パターン５と、素子搭載基板３の裏面に形成される放熱パターン６と、ＬＥＤ素子２及び表面パターン４を素子搭載基板３上にて封止するガラス封止部１０と、を備えている。
【００２７】
図２は本発明の第１の実施形態に係るガラス封止ＬＥＤの平面図である。尚、図２においては、説明を容易にするために素子搭載基板３上に設けられるガラス封止部を図示省略しており、ＬＥＤ素子２については外形とＡｕバンプの位置について示している。
【００２８】
発光素子としてのＬＥＤ素子２は、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）からなる成長基板の表面に、III族窒化物系半導体をエピタキシャル成長させることにより、バッファ層と、ｎ型層と、ＭＱＷ層と、ｐ型層とがこの順で形成されている。このＬＥＤ素子２は、７００℃以上でエピタキシャル成長され、その耐熱温度は６００℃以上であり、後述する低融点の熱融着ガラスを用いた封止加工における加工温度に対して安定である。また、ＬＥＤ素子２は、ｐ型層の表面に設けられるｐ側電極と、ｐ側電極上に形成されるｐ側パッド電極と、を有するとともに、ｐ型層からｎ型層にわたって一部をエッチングすることにより露出したｎ型層に形成されるｎ側電極を有する。本実施形態のＬＥＤ素子２では、ｐ側パッド電極とｎ側電極が１個ずつ設けられ、このｐ側パッド電極とｎ側電極が素子側面に平行な方向に配置された構成を有している。
【００２９】
ＬＥＤ素子２は、厚さ１００μｍで３４６μｍ角に形成されており、熱膨張率は７×１０−６／℃である。ここで、ＬＥＤ素子２のＧａＮ層の熱膨張率は５×１０−６／℃であるが、大部分を占めるサファイアからなる成長基板の熱膨張率が７×１０−６／℃であるため、ＬＥＤ素子２本体の熱膨張率は成長基板の熱膨張率と同等となっている。尚、各図においてはＬＥＤ素子２の各部の構成を明確にするために実寸と異なるサイズで各部を示している。ｐ側パット電極とｎ側電極に電圧を印加すると、ＬＥＤ素子２のＭＱＷ層からは、ピーク波長が例えば４６０ｎｍの青色光が放出される。
【００３０】
素子搭載基板３は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の多結晶焼結材料からなり、厚さ０．２５ｍｍで２．６ｍｍ角に形成されており、熱膨張率αが７×１０−６／℃である。図２に示すように、素子搭載基板３には、表面に形成されて複数のＬＥＤ素子２を直列に接続する表面パターン４と、裏面に形成される電極パターン５及び放熱パターン６と、を有している。表面パターン４は、ＬＥＤ素子２の電極形状に応じてパターン形成されたＷ層と、Ｗ層の表面を覆う薄膜状のＮｉ層と、Ｎｉ層の表面を覆う薄膜状のＡｇ層と、を含んでいる。尚、素子搭載基板３の裏面に設けられる電極パターン５及び放熱パターン６についても表面パターン４と同様の層構成を有するが、表面に薄膜状のＡｕ層を有する点が異なる。電極パターン５は、複数のＬＥＤ素子２が搭載される素子搭載部４０の裏面外側に設けられており、素子搭載基板３を厚さ方向に貫通するスルーホール４２により表面パターン４と電気的に接続されている。素子搭載部４０の裏面には放熱パターン６が設けられており、ＬＥＤ素子２の発光によって生じる熱を放熱するように形成されている。
【００３１】
この放熱パターン６は、複数のＬＥＤ素子２が表面パターン４とＡｕバンプ７を介して接続される接合部を含むように素子搭載基板３の裏面に形成されており、ＬＥＤ素子２の電極（Ａｕバンプ接合部分）の配列方向に平行となるように長辺を有した矩形状に形成されている。電極パターン５は、放熱パターン６を中心としてＬＥＤ素子２の配列方向に直交する方向にカソード側とアノード側に対応した一対の電極パターン５を対称的に形成している。これにより、素子搭載基板３は、裏面において中央に設けられる放熱経路と、放熱経路の両側にＬＥＤ素子２へ電力を供給する配線構造が設けられた構成を有する。
【００３２】
表面パターン４は、破線状に形成される素子搭載パターン４０Ａ〜４０Ｃを有し、この素子搭載パターン４０Ａ〜４０Ｃの間にＬＥＤ素子２の搭載方向及び電極配置方向が同一の方向となるように設けられる直線部４０Ｄを介在させて折り返し部４０Ｅで折り返すように接続されている。この破線状の素子搭載パターン４０Ａ〜４０Ｃは、パターンの長さ方向に不連続で、Ａｕバンプ７の接合幅より大なるサイズで形成されている。これにより、素子搭載基板３の表面に搭載される９個のＬＥＤ素子２は、素子搭載パターン４０Ａ，４０Ｂ，及び４０Ｃのパターン形状に基づいて素子搭載基板３上に正方格子状に搭載されるとともに、ｐ側パッド電極とｎ側電極の配置方向が全て同じ方向となっている。また、Ａｕバンプ７によって一線上に２点接合されるＬＥＤ素子２の搭載位置については、素子搭載パターン４０Ａ〜４０Ｃの延長方向に対する位置ずれを一定の範囲で許容し、かつ総面積が小になるように形成されている。スルーホール４２の一方の近傍には、ＬＥＤ素子実装時の位置決めを行うための識別部４１が設けられている。
【００３３】
ガラス封止部１０は、ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５−Ｎａ２Ｏ−Ｌｉ２Ｏ系の熱融着ガラスからなる。尚、ガラスの組成はこれに限定されるものではなく、例えば、熱融着ガラスは、Ｌｉ２Ｏを含有していなくてもよいし、任意成分としてＺｒＯ２、ＴｉＯ２等を含んでいてもよい。図１に示すように、ガラス封止部１０は、素子搭載基板３上に直方体状に形成され、素子搭載基板３からの厚さが０．７ｍｍとなっている。ガラス封止部１０の側面１０ａは、ホットプレス加工によって素子搭載基板３と接着された板ガラスが、素子搭載基板３とともにダイサー(dicer)でカットされることにより形成される。また、ガラス封止部１０の上面１０ｂは、ホットプレス加工によって素子搭載基板３と接着された板ガラスの一面である。この熱融着ガラスは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が４９０℃で、屈伏点（Ａｔ）が５２０℃であり、ＬＥＤ素子２のエピタキシャル成長層の形成温度よりも、ガラス転移温度（Ｔｇ）が十分に低くなっている。また、熱融着ガラスの１００℃〜３００℃における熱膨張率（α）は６×１０−６／℃である。熱膨張率（α）は、ガラス転移温度（Ｔｇ）を超えるとこれより大きな数値となる。これにより、熱融着ガラスは約６００℃で素子搭載基板３と接合し、ホットプレス加工が可能となっている。また、ガラス封止部１０の熱融着ガラスの屈折率は１．７である。
【００３４】
図３は図１のＡ−Ａ部におけるガラス封止ＬＥＤの断面図である。
ガラス封止部１０は、蛍光体１１が分散されており、Ｗ層４ａと、Ｎｉ層４ｂと、Ａｇ層４ｃからなる表面パターン４の素子搭載パターン４０Ｂ上にピッチＬ１で搭載されるＬＥＤ素子２をガラス封止している。蛍光体１１は、ＬＥＤ素子２のＭＱＷ層から発せられる青色光により励起されると、黄色領域にピーク波長を有する黄色光を発する黄色蛍光体である。本実施形態においては、蛍光体１１としてＹＡＧ(Yttrium Aluminum Garnet)蛍光体が用いられる。蛍光体１１は、平均粒径は１０μｍであり、ガラス封止部１０内に２．２重量％含有されている。尚、蛍光体１１は、珪酸塩蛍光体や、ＹＡＧと珪酸塩蛍光体を所定の割合で混合したもの等であってもよい。
【００３５】
尚、熱融着ガラスの組成は、ガラス転移温度（Ｔｇ）がＬＥＤ素子２の耐熱温度よりも低く、熱膨張率（α）が素子搭載基板３と同等であれば任意である。ガラス転移温度が比較的低く、熱膨張率が比較的小さいガラスとしては、例えば、ＺｎＯ−ＳｉＯ２−Ｒ２Ｏ系（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ等のＩ族の元素から選ばれる少なくとも１種）のガラス、リン酸系のガラス及び鉛ガラスが挙げられる。これらのガラスでは、ＺｎＯ−ＳｉＯ２−Ｒ２Ｏ系のガラスが、リン酸系のガラスに比して耐湿性が良好で、鉛ガラスのように環境的な問題が生じることがないので好適である。
【００３６】
図４（ａ）及び（ｂ）は第１の実施形態におけるＬＥＤ素子実装前の素子搭載基板を示し、（ａ）は基板裏面を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。この素子搭載基板３０は、個別のガラス封止ＬＥＤとして分割する前のものであり、一対の電極パターン５と、一対の電極パターン５より幅広に形成される１個の放熱パターン６とをガラス封止ＬＥＤ１個分として、１２１個分のパターンが形成されている。尚、図示しない表面側には、ＬＥＤ素子２が搭載される表面パターン４が設けられている。
【００３７】
図５は分割前の素子搭載基板の表面にＬＥＤ素子が搭載された状態を示す部分拡大図である。複数のＬＥＤ素子２を搭載した素子搭載基板３０は、封止ガラスのホットプレス加工によってガラス封止された後に、個々のガラス封止ＬＥＤ１として分割される。
【００３８】
このガラス封止ＬＥＤ１の製造方法について、以下に説明する。
スルーホール４２が形成された素子搭載基板３０を用意し、素子搭載基板３０の表面に表面パターンに応じてＷペーストをスクリーン印刷する。次いで、Ｗペーストを印刷された素子搭載基板３０を１０００℃余で熱処理することによりＷを素子搭載基板３０に焼き付け、さらに、Ｗ上にＮｉめっきを施し、表面側についてはＡｇめっき、裏面側についてはＡｕめっきを施すことで表面パターン４を形成する。
【００３９】
次に、素子搭載基板３０の表面に形成された表面パターン４に複数のＬＥＤ素子２を各Ａｕバンプ７によって電気的に接合する。本実施形態においては、ｐ側１点、ｎ側１点の合計２点のバンプ接合が施される。
【００４０】
そして、各ＬＥＤ素子２を実装した素子搭載基板３０を下金型、板状の熱融着ガラスを上金型にセットする。この板状の熱融着ガラスには、予め蛍光体を分散させておく。下金型及び上金型にはそれぞれヒータが配置され、各金型で独立して温度調整される。次いで、各金型を移動させて略平坦な素子搭載基板３０の表面（実装面）に板状の熱融着ガラスを重ね、下金型及び上金型を加熱しながら加圧することにより、窒素雰囲気中でホットプレス加工を行う。これにより、ＬＥＤ素子２が搭載された素子搭載基板３０に板状の熱融着ガラスが接合され、ＬＥＤ素子２は素子搭載基板３０上で熱融着ガラスにより封止される。ホットプレス加工は、各部材に対して不活性な雰囲気中で行えばよく、窒素雰囲気の他に例えば真空中で行うようにしてもよい。この結果、熱融着ガラスは素子搭載基板３０とこれらに含まれる酸化物を介して接合される。
【００４１】
以上の工程で、複数のガラス封止ＬＥＤ１が縦横に連結された状態の中間体が作製される。この後、ガラス封止部１０と一体化された素子搭載基板３０をダイサー(dicer)にセットして、各ガラス封止ＬＥＤ１を分割するようダイシングする。尚、各ガラス封止ＬＥＤ１の分割方法は任意であり、例えばレーザを用いて分割するようにしてもよい。
【００４２】
以上のように構成されたガラス封止ＬＥＤ１では、一対の電極パターン５を通じてＬＥＤ素子２に電圧が印加されると、９個のＬＥＤ素子２から青色光が発せられる。そして、青色光の一部は蛍光体１１により黄色に変換され、青色と黄色の組合せによる白色光がガラス封止部１０から取り出される。このガラス封止ＬＥＤ１によれば、複数のＬＥＤ素子２が素子搭載基板３の第１の面における素子搭載部４０上に正方格子状に配列され、ｐ側パッド電極とｎ側電極の配置方向が全て同じ方向となるように表面パターン４を構成する素子搭載パターン４０Ａ〜４０Ｃ上に搭載されているので、複数のＬＥＤ素子２から発せられる光の均一な配光性が得られるとともに、正方格子状に配列された複数のＬＥＤ素子２を直方体状の蛍光体含有ガラス封止部１０で封止しているので、蛍光体１１の励起むらを生じることがなく、色むらを低減することができる。
【００４３】
また、複数のＬＥＤ素子２の発光に伴って生じる熱は、Ａｕバンプ７の接合部分を介して素子搭載基板３の裏面に設けられる放熱パターン６に伝えられ、この放熱パターン６を介して外部に放熱される。
【００４４】
このように、素子搭載部４０における素子搭載パターン４０Ａ〜４０Ｃが破線状に形成され、この素子搭載パターン４０Ａ〜４０Ｃの不連続部分に跨って２点接合型のＬＥＤ素子２が一線上に搭載されることから、素子搭載時にパターンの長さ方向に対するＬＥＤ素子２の位置ずれが生じたとしても電気的な接合性が損なわれることがなく、量産性を高めることができる。また、複数のＬＥＤ素子２を正方格子状に配列しながらも、放熱構造と配線構造とが素子搭載基板３の裏面に独立して設けられるので、素子搭載基板３を小型化しても放熱パターン６による有効な放熱面積を確保することができる。また、上記した正方形状のＬＥＤ素子２に代えて長方形状等の２点接合型のＬＥＤ素子２を搭載する場合に、素子搭載性の自由度を付与することができる。
【００４５】
また、ＬＥＤ素子２を素子搭載基板３の素子搭載パターン４０Ａ〜４０Ｃ上に搭載するための位置決め制御を全ＬＥＤ素子２に対して統一して適用でき、素子搭載精度のばらつきのないものとできる。
【００４６】
また、ＬＥＤ素子２の封止材がガラスであることから、封止材が樹脂である場合のようにＬＥＤ素子２の発光によって生じる熱等により封止材が劣化することはなく、封止材の劣化を考慮することなくＬＥＤ素子２に比較的大きな電流を流すことができる。
【００４７】
また、表面パターン４の表層にＡｇ層４ｃを設けたことにより、Ａｕを表層に設ける場合に比べてＬＥＤ素子２の発光波長における金属反射吸収損失を小にすることができる。Ａｇは空気中の硫黄系臭気物質、オゾンや二酸化硫黄を含む水分と反応することによって黒変を生じるという問題があるが、本実施形態のガラス封止ＬＥＤ１では、素子搭載基板３とガラス封止部１０の熱膨張率差による剥離が生じない強固な接合性を有するので、素子搭載基板３とガラス封止部１０の界面に水分や空気の侵入は生ぜず、Ａｇ層４ｃを表層に用いた表面パターン４は長期にわたって変質することがない。それにより良好な光反射性が保たれる。また、表面パターン４がＡｕバンプ７の幅と同等のサイズで形成されていても、金属反射吸収損失が小であるのでＬＥＤ素子２から基板側に発せられる光の反射性に優れ、光取り出し性が高められるとともに、表面パターン４の形成面積を小にできることによる省コスト性にも優れる。
【００４８】
また、ガラス封止部１０としてＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５−Ｎａ２Ｏ−Ｌｉ２Ｏ系の熱融着ガラスを用いたので、ガラス封止部１０の安定性及び耐候性を良好とすることができる。従って、ガラス封止ＬＥＤ１が過酷な環境下等で長期間にわたって使用される場合であっても、ガラス封止部１０の劣化が抑制され、光取り出し効率の経時的な低下を効果的に抑制することができる。さらに、ガラス封止部１０が高屈折率でかつ高透過率特性を有することから、高信頼性と高発光効率の両立を実現できる。
【００４９】
また、ガラスでは、透明樹脂材料では困難なｎ＝１．６以上の屈折率を選択でき、さらにＬＥＤ素子２として、ＧａＮエピタキシャル成長させた発光層と同じ屈折率部材としてＧａＮ基板を用いたＬＥＤ素子を選択することで、ＬＥＤ素子２内で発せられた光を効率良くガラスへ入射させることができる。そして、ガラスの屈折率ｎが１．６以上であることによって、ガラス内に光が封じ込めがちになるものを、極力外部放射させることができる。
【００５０】
また、ガラスは、熱伝導率が透明樹脂に対して１０倍以上優れることから、ガラス封止されたＬＥＤ素子２から発せられる熱をガラス表面から大気中に放熱することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、板状のガラスを複数のＬＥＤ素子２に対して一括封止加工できるので、ダイサーカットにより複数のＬＥＤ素子２を有するガラス封止ＬＥＤ１を容易に量産することができる。尚、熱融着ガラスは高粘度状態で加工されるため、封止樹脂のように材料の流れ出しを防ぐ対策を施す必要はない。
【００５２】
また、ＬＥＤ素子２をフリップ実装とすることで、２．６ｍｍ角の面積に９個のＬＥＤ素子２を搭載した小型かつ高輝度のガラス封止ＬＥＤ１を形成することができる。これは、ワイヤのボンディングスペースが不要で、かつ、熱膨張率が同等のガラス封止部１０と素子搭載基板３とが選択されるとともに、化学結合に基づく界面の強固な接合によって、わずかなスペースでの接着でも界面剥離が生じないことによる。
【００５３】
さらに、ＬＥＤ素子２とガラス封止部１０の熱膨張率が同等であるので、素子搭載基板３を含めた部材の熱膨張率が同等となり、ガラス封止における高温加工と常温との温度差においても内部応力は極めて小さく、クラックを生じることのない安定した加工性が得られる。また、内部応力を小にできるので、２点バンプによるフリップ実装を行っても、バンプ剥がれの生じない信頼性に優れるガラス封止ＬＥＤ１となる。２点バンプによるフリップ実装を行ってもバンプ剥がれが生じないものとできることは、また、低融点ガラスに代えてアルコキシドによるガラス封止を行っても同様である。封止材にエポキシ樹脂やシリコン樹脂を用いると、ＬＥＤ素子２や素子搭載基板３との熱膨張率差が大になり、そのことに基づく熱応力によってバンプ剥がれや素子搭載基板３の界面における剥がれが生じることから、上記した２点接合型のＬＥＤ素子２を素子搭載基板３上に樹脂封止することができない。一方、上記したように封止材が本実施形態で説明したガラスであると、ＬＥＤ素子２，素子搭載基板３，及びガラス封止部１０の熱膨張率差が小になり、熱応力によるバンプ剥がれや素子搭載基板３の界面における剥がれは生じないものとなる。このことから、２点接合型のＬＥＤ素子２の位置ずれを許容しつつ封止することが可能になる。
【００５４】
また、２点接合型のＬＥＤ素子２を搭載する素子搭載パターン４０Ａ〜４０Ｃでは、パターン形成幅をバンプ径サイズと同等のサイズまで狭幅化することができるので、素子搭載基板３のガラス封止面である第１の面とガラス封止部１０との接触面積が大になり、ガラス接着強度が向上し、ガラス封止部１０からの放熱についても好ましい構成が得られる。
【００５５】
また、ガラス封止部１０と一体化された素子搭載基板３をダイサー等で分割することにより、小型で多数個を一括生産でき、廉価で量産性に優れたガラス封止ＬＥＤ１０とすることができる。
【００５６】
さらにまた、アルミナからなる素子搭載基板３を用いることで、部材コストの低減を図れるとともに入手が容易であることから、量産性及び装置コストの低減を実現できる。また、アルミナが熱伝導性に優れているので、大光量化、高出力化に対して余裕のある構成とできるし、アルミナの光吸収が小さいことから光学的にも有利である。
【００５７】
尚、第１の実施形態では、ＬＥＤ素子２としてＧａＮ系半導体材料からなるものを用いたガラス封止ＬＥＤ１を説明したが、ＬＥＤ素子はＧａＮ系のＬＥＤ素子２に限定されず、例えばＺｎＳｅ系やＳｉＣ系のように他の半導体材料からなる発光素子であってもよい。また、ＬＥＤ素子２は、青色領域にピーク波長を有するものでなくとも、例えば、紫外領域、緑色領域、赤色領域等にピーク波長を有するものであってもよい。また、ガラス封止部１０に蛍光体１１が含有されず、ＬＥＤ素子２から放出された光の全てが波長変換されることなく取り出されるものであってもよい。
【００５８】
また、ＬＥＤ素子２の搭載数についても、上記した９個に限定されず、搭載可能な範囲で単数又は複数のＬＥＤ素子２を搭載することができる。
【００５９】
図６は本発明の第１の実施形態に係る他のガラス封止ＬＥＤの平面図である。図６においては、説明を容易にするために素子搭載基板３上に設けられるガラス封止部を図示省略しており、ＬＥＤ素子２については外形とＡｕバンプの位置について示している。このガラス封止ＬＥＤ１は、図２に示す３４６μｍ角のＬＥＤ素子２に代えて、４８０μｍ×２４０μｍの長方形状を有する複数（９個）のＬＥＤ素子２を素子搭載基板３の表面パターン４上に搭載したものである。その他の構成については図１及び図２に示すガラス封止ＬＥＤ１と同一である。
【００６０】
図７は図６に示す第１の実施形態に係る他のガラス封止ＬＥＤの縦断図である。このガラス封止ＬＥＤ１では、長方形状のＬＥＤ素子２を搭載しているので、図３に示す３４６μｍ角のＬＥＤ素子２を搭載する場合のピッチＬ１と異なるピッチＬ２で素子搭載パターン４０Ｂ上に搭載されている。
【００６１】
このように、ＬＥＤ素子２が破線状に形成された素子搭載パターン４０Ｂの長さ方向に大なるサイズを有する長方形ＬＥＤ素子であっても、２点接合型のＬＥＤ素子２を用いることでＡｕバンプ７による接合位置の自由度を備え、複数個の長方形ＬＥＤ素子２を所望のピッチで搭載することができる。また、電極パターン５による配線構造の確保と、放熱パターン６による有効な放熱面積の確保を実現することができる。
【００６２】
図８は本発明の第２の実施形態を示すガラス封止ＬＥＤの平面図である。尚、以下の説明においては、既述した要素と同一の要素には同一符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００６３】
図８に示すように、このガラス封止ＬＥＤ１は、素子搭載基板３の表面に設けられる表面パターン４の形状が第１の実施形態のものと異なり、そのことによって素子搭載部４０に搭載されるＬＥＤ素子２の向きが異なる構成となっている。
【００６４】
表面パターン４は、長さ方向に対して破線状に形成される素子搭載パターン４０Ａ〜４０Ｃを折り返し部４０Ｄで接続して構成されており、素子搭載パターン４０Ａ，４０Ｃに搭載されるＬＥＤ素子２の電極配置方向と素子搭載パターン４０Ｂに搭載されるＬＥＤ素子２の電極配置方向が異なる。
【００６５】
図９は第２の実施形態におけるＬＥＤ素子実装前の素子搭載基板裏面を示す平面図である。この素子搭載基板３０では、電極パターン５と放熱パターン６とが基板裏面に帯状に配列されており、図示しない表面に設けられる表面パターン上に複数のＬＥＤ素子を搭載し、ガラス封止を行った後にダイシング等でガラス封止ＬＥＤを個別に分離することで、帯状の電極パターン５と放熱パターン６がガラス封止ＬＥＤのサイズに応じて切断される。これにより、図８に示すように、素子搭載基板３の裏面において放熱パターン６を中央に配し、その両側に一対の電極パターン５が設けられる構成が得られる。
【００６６】
図１０は第２の実施形態におけるＬＥＤ素子実装後の素子搭載基板表面を示す部分拡大図である。複数のＬＥＤ素子２を搭載した素子搭載基板３０は、封止ガラスのホットプレス加工によってガラス封止された後に、個々のガラス封止ＬＥＤ１として分割される。
【００６７】
このような構成としても、隣接するＬＥＤ素子２の間隔が適切に保たれることから、隣接するＬＥＤ素子２から発せられる光の吸収による光ロスは小であり、表面パターン４の全長を第１の実施形態の表面パターン４よりも小にして安価に製造することができる。また、素子搭載部４０の裏面に設けられる放熱パターン６を介してＬＥＤ素子２の発光に伴う熱を放熱する好ましい放熱構造については、第１の実施形態と同様である。
【００６８】
図１１は本発明の第３の実施形態を示すガラス封止ＬＥＤの平面図である。尚、図１１においては、説明を容易にするために素子搭載基板３上に設けられるガラス封止部を図示省略しており、ＬＥＤ素子２については外形とＡｕバンプの位置について示している。
【００６９】
図１１に示すように、このガラス封止ＬＥＤ１は、素子搭載基板３の厚さ方向に貫通した４つのスルーホール４２Ａ及び４２Ｂを基板の角部近傍に有した表面パターン４が設けられている。スルーホール４２Ａ及び４２Ｂは、素子搭載基板３の裏面に設けられる電極パターン５Ａ及び５Ｂに電気的に接続されている。また、表面パターン４は、素子搭載時の位置決め標識として用いられる識別部４１をスルーホール４２Ａ及び４２Ｂの近傍に一体的に設けられている。この表面パターン４は、スルーホール４２Ａに接続されるｐ側の素子搭載パターン４０Ａ〜４０Ｃが、スルーホール４２Ｂに接続されるｎ側パターン４０Ｆに並列に接続するように形成されており、破線状に形成される各素子搭載パターン４０Ａ〜４０Ｃには３つのＬＥＤ素子２が直列に搭載されている。
【００７０】
このように、複数のＬＥＤ素子２が直列に搭載された素子搭載パターン４０Ａ〜４０Ｃを電極配置方向が同一となるように平行配置し、電気的に並列に接続する構成としても、ＬＥＤ素子搭載時の位置決めについてパターンの長さ方向に寛容で、素子搭載性の自由度の高いガラス封止ＬＥＤ１とできる。この第２の実施形態では、正方形状のＬＥＤ素子２を搭載する構成を説明したが、長方形状のＬＥＤ素子２を搭載することも可能である。
【００７１】
図１２は本発明の第４の実施形態を示すガラス封止ＬＥＤの平面図である。図１２においては、説明を容易にするために素子搭載基板３上に設けられるガラス封止部を図示省略しており、ＬＥＤ素子２については外形とＡｕバンプの位置について示している。
【００７２】
図１２に示すように、このガラス封止ＬＥＤ１は、ｐ側パッド電極及びｎ側電極が対角方向に配置された２点接合型の正方形状ＬＥＤ素子２を第１の実施形態で説明した素子搭載基板３の表面に９個搭載して形成されており、そのことによってＬＥＤ素子２が破線状に形成された素子搭載パターン４０Ａ〜４０Ｃに対して４５度の傾きを有して搭載されている。
【００７３】
このように、ｐ側パッド電極及びｎ側電極が対角方向に配置された２点接合型のＬＥＤ素子２に対しても、ＬＥＤ素子搭載時の位置決めについてパターンの長さ方向に寛容で、素子搭載性の自由度の高いガラス封止ＬＥＤ１とできる。また、ＬＥＤ素子２が素子搭載パターン４０Ａ〜４０Ｃに対して傾きを有して搭載されていても、発光に伴って生じる熱を素子搭載基板３の裏面に設けられる放熱パターン６で効率良く熱引きすることができる。
【００７４】
図１３は本発明の第５の実施形態を示すガラス封止ＬＥＤの平面図である。尚、図１３においては素子搭載基板３の表面を封止するガラス封止部を図示省略しており、ＬＥＤ素子２については外形とＡｕバンプの位置について示している。
【００７５】
図１３に示すように、このガラス封止ＬＥＤ１は、ｐ側パッド電極及びｎ側電極が一線上に配置された２点接合型の長方形状ＬＥＤ素子２を長方形状の素子搭載基板３の表面に３個搭載し、封止ガラスのホットプレス加工によってガラス封止することにより形成されている。素子搭載基板３は、表面にＬＥＤ素子２を直列に接続する表面パターン４を有し、裏面に電極パターン５と放熱パターン６とを有する。電極パターン５は、素子搭載基板３の中央に設けられる放熱パターン６の両側に配置されており、基板厚さ方向に設けられるビアパターンを介して表面パターン４のビアパターン形成部４３と電気的に接続されている。
【００７６】
ＬＥＤ素子２は、４８０μｍ×２４０μｍ×１００μｍのサイズを有し、素子搭載基板３の長辺方向に対して直角にＬＥＤ素子の長辺が配置される。
【００７７】
表面パターン４は、一方のビアパターン形成部４３から他方のビアパターン形成部４３にいたる長さ方向に対してＬ字状に折り返しながら不連続に形成されており、ＬＥＤ素子２を電気的に接続するＡｕバンプ７の接合部分が素子搭載基板３の長辺方向に長さを有するように形成されており、このことによって素子接合位置の自由度を有した構成となっている。
【００７８】
図１４は図１３のＢ−Ｂ部におけるガラス封止ＬＥＤの断面図である。素子搭載基板３は、アルミナの多結晶焼結材料からなり、厚さ０．２５ｍｍで１．０×２．４ｍｍで形成されており、熱膨張率αが７×１０−６／℃である。素子搭載基板３の表面に設けられる表面パターン４及び素子搭載部４０に搭載されたＬＥＤ素子２は、ガラス封止部１０によってガラス封止されている。
【００７９】
表面パターン４は、ＬＥＤ素子２の電極形状に応じてパターン形成されたＷ層４ａと、Ｗ層４ａの表面を覆う薄膜状のＮｉ層４ｂと、Ｎｉ層４ｂの表面を覆う薄膜状のＡｇ層４ｃと、を含んでいる。尚、素子搭載基板３の裏面に設けられる電極パターン５及び放熱パターン６についても表面パターン４と同様の層構成を有するが、表面に薄膜状のＡｕ層を有する点が異なる。電極パターン５は、表面パターン４のビアパターン形成部４３において、素子搭載基板３に形成されるビアホール３ａに充填されたＷからなるビアパターン４ｄによって表面パターン４と電気的に接続されている。
【００８０】
ガラス封止部１０は、ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５−Ｎａ２Ｏ−Ｌｉ２Ｏ系の熱融着ガラスからなり、素子搭載基板３上に直方体状に形成され、素子搭載基板３からの厚さが０．７ｍｍとなっている。ガラス封止部１０の側面１０ａは、ホットプレス加工によって素子搭載基板３と接着された板ガラスが、素子搭載基板３とともにダイサーでカットされることにより形成される。また、ガラス封止部１０の上面１０ｂは、ホットプレス加工によって素子搭載基板３と接着された板ガラスの一面である。また、ガラス封止部１０の熱融着ガラスの屈折率は１．７である。
【００８１】
また、ガラス封止部１０は、蛍光体１１が分散されており、蛍光体１１としてＹＡＧ蛍光体が用いられる。蛍光体１１は、平均粒径は１０μｍであり、ガラス封止部１０内に２．２重量％含有されている。尚、蛍光体１１は、珪酸塩蛍光体や、ＹＡＧと珪酸塩蛍光体を所定の割合で混合したもの等であってもよい。
【００８２】
このように、長方形状の素子搭載基板３に設けられる表面パターン４に対して、素子の長辺方向が直角に配置されるようにＬＥＤ素子２を搭載する場合であっても、２点接合型のＬＥＤ素子２を用いることによって搭載位置の許容度を大にすることが可能であり、量産性に優れるガラス封止ＬＥＤ１とできる。また、素子搭載基板３の裏面にＬＥＤ素子２の電極接合部をカバーするように設けられる放熱パターン６によって、複数のＬＥＤ素子２の発光に伴って生じる熱を効率良く熱引きすることができる。
【００８３】
図１５は本発明の第６の実施形態を示すガラス封止ＬＥＤの平面図である。尚、図１５においては素子搭載基板３の表面を封止するガラス封止部を図示省略している。
【００８４】
図１５に示すように、このガラス封止ＬＥＤ１は、ｐ側パッド電極及びｎ側電極が一線上に配置された２点接合型の長方形状ＬＥＤ素子２を長方形状の素子搭載基板３の表面に３個搭載し、封止ガラスのホットプレス加工によってガラス封止することにより形成されている。素子搭載基板３は、表面にＬＥＤ素子２を直列に接続する表面パターン４を有し、裏面に電極パターン５と放熱パターン６とを有する。電極パターン５は、素子搭載基板３の中央に設けられる放熱パターン６の両側に配置されている。
【００８５】
表面パターン４は、一方のスルーホール４２から他方のスルーホール４２にいたる長さ方向に対してＬ字状に折り返しながら不連続に形成されている。
【００８６】
図１６は図１５のＣ−Ｃ部におけるガラス封止ＬＥＤの断面図である。
電極パターン５は、素子搭載基板３を厚さ方向に貫通するスルーホール４２を介して表面パターン４と電気的に接続されている。その他の構成については第５の実施形態のガラス封止ＬＥＤ１と同様である。
【００８７】
このように、表面パターン４と電極パターン５とがスルーホール４２で電気的に接合される構成であってもよい。素子搭載基板３の表面に設けられるガラス封止部１０は高粘度状態でホットプレス加工されるため、スルーホール４２から基板裏面側に流れ出すことはなく、良好な接合性を有する。
【００８８】
図１７は本発明の第７の実施形態を示すガラス封止ＬＥＤの平面図である。尚、図１７においては素子搭載基板３の表面を封止するガラス封止部を図示省略している。
【００８９】
図１７に示すように、このガラス封止ＬＥＤ１は、ｐ側パッド電極及びｎ側電極が対角方向に配置された２点接合型の正方形状ＬＥＤ素子２を長方形状の素子搭載基板３の表面に３個搭載し、封止ガラスのホットプレス加工によってガラス封止することにより形成されている。素子搭載基板３は、表面にＬＥＤ素子２を直列に接続する表面パターン４を有し、裏面に電極パターン５と放熱パターン６とを有する。
【００９０】
表面パターン４は、一方のビアパターン形成部４３から他方のビアパターン形成部４３にいたる長さ方向に対して鋸刃状に折り返しながら不連続に形成されている。
【００９１】
電極パターン５は、素子搭載基板３の中央に設けられる放熱パターン６の両側に配置されており、基板中央に設けられる平行四辺形状の放熱パターン６に隣接する辺が所定の角度を有し、かつ放熱パターン６に対して一対の電極パターン５が回転対称性を有するように形成されている。この所定の角度は、表面パターン４におけるＡｕバンプ７の接合部分が含まれるように決定される。また、電極パターン５は、基板厚さ方向に設けられるビアパターンを介して表面パターン４のビアパターン形成部４３と電気的に接続されている。表面パターン４は、隣接するＬＥＤ素子２のｐ側パッド電極とｎ側電極とが直列に接続されるように素子搭載基板３の長辺に対して角度を有し、素子搭載時にＬＥＤ素子２の位置ずれが生じたとしても電気的な接合性が確保されるように形成されている。その他の構成については第５の実施形態のガラス封止ＬＥＤ１と同様である。尚、表面パターン４の形状は図示するものに限定されない。
【００９２】
このように、ｐ側パッド電極及びｎ側電極が対角方向に配置された２点接合型の正方形状ＬＥＤ素子２であっても、素子搭載時における基板長辺方向の位置ずれを一定の範囲で許容するものとでき、量産性に優れるガラス封止ＬＥＤ１が得られる。また、ＬＥＤ素子２の搭載部分に対応して素子搭載基板３の裏面に放熱パターン６が設けられることによって、放熱性に優れるものとできる。
【００９３】
図１８は本発明の第７の実施形態を示すガラス封止ＬＥＤの平面図である。尚、図１８においては素子搭載基板３の表面を封止するガラス封止部を図示省略している。
【００９４】
図１８に示すように、このガラス封止ＬＥＤ１は、ｐ側パッド電極及びｎ側電極が一線上に配置された２点接合型の正方形状ＬＥＤ素子２を正方形状の素子搭載基板３の表面中央に１個搭載し、封止ガラスのホットプレス加工によってガラス封止されることにより形成されている。素子搭載基板３は、表面にビアパターン形成部４３と接続された表面パターン４を有し、裏面に電極パターン５と放熱パターン６とを有する。
【００９５】
このように、ｐ側パッド電極及びｎ側電極が一線上に配置された２点接合型の正方形状ＬＥＤ素子２を１個用いた場合であっても、素子搭載時における基板長辺方向の位置ずれを一定の範囲で許容するものとでき、量産性に優れるガラス封止ＬＥＤ１が得られる。また、素子搭載基板３のガラス封止部が設けられる表面と反対側の裏面に電極パターン５と放熱パターン６とを有する固体素子デバイスとでき、電気的な接続と放熱経路の確保を同一面で実現することができる。尚、素子搭載基板３に搭載されるＬＥＤ素子２については、ｐ側パッド電極及びｎ側電極が対角方向に配置された２点接合型の正方形状ＬＥＤ素子２を用いてもよく、上記した正方形状のＬＥＤ素子２に代えて長方形状のＬＥＤ素子２であってもよい。
【００９６】
図１９は本発明の第８の実施形態に係るガラス封止ＬＥＤを用いた発光装置を示す断面図である。
【００９７】
図１９に示す発光装置５０において、ガラス封止ＬＥＤ１は、金属基板としてアルミニウムからなるアルミベース基板９に実装されている。アルミベース基板９は、厚さ１．０ｍｍのアルミ板の表面の絶縁層９ａと、絶縁層９ａ上に銅箔によってパターン形成された配線層９ｂ及び放熱層９ｃを有しており、配線層９ｂは、はんだ８によってガラス封止ＬＥＤ１の電極パターン５と接合されている。このアルミベース基板９は、ガラスエポキシ基板のような樹脂ベース基板よりも、ガラス封止ＬＥＤ１の放熱性能に優れている。放熱層９ｃは、はんだ８によってガラス封止ＬＥＤ１の素子搭載部４０の直下に設けられる放熱パターン６と接合されており、素子搭載基板３を介して伝えられる熱を絶縁層９ａを介してアルミベース基板９に放熱する。
【００９８】
絶縁層９ａは、絶縁材料であれば特に材料が限定されるものではないが、例えば無機フィラーを含有するエポキシ樹脂やポリイミド等の樹脂材料で形成してもよい。
【００９９】
このように、ガラス封止ＬＥＤ１を熱伝導性に優れる金属基板としてのアルミベース基板９に実装することによって、複数のＬＥＤ素子２の発光に伴って生じる熱をガラス封止部１０の表面からだけでなく、素子搭載基板３を介して放熱パターン６からアルミベース基板９に熱引きすることができ、長時間にわたる使用や大電流駆動においてもＬＥＤ素子２の発光状態の安定した発光装置５０を実現できる。
【０１００】
図２０は本発明の第９の実施形態に係るガラス封止ＬＥＤを用いた発光装置を示す断面図である。
【０１０１】
図２０に示す発光装置５１において、ガラス封止ＬＥＤ１は、金属基板として銅又は銅合金からなる銅ベース基板９Ａに実装されている。銅ベース基板９Ａは、厚さ１．０ｍｍの銅板の表面にポリイミドからなる絶縁層９ａと、絶縁層９ａ上に銅箔によってパターン形成された配線層９ｂを有しており、配線層９ｂは、はんだ８によってガラス封止ＬＥＤ１の電極パターン５と接合されている。この銅ベース基板９Ａは、第８の実施形態で説明したアルミベース基板よりも、ガラス封止ＬＥＤ１の放熱性能に優れている。絶縁層９ａは、ガラス封止ＬＥＤ１の放熱パターン６が設けられる部分が除去されており、ガラス封止ＬＥＤ１の放熱パターン６が絶縁層９ａのない部分を介して銅ベース基板９Ａの表面にはんだ接合されている。このことにより、素子搭載基板３を介して伝えられる熱がはんだ８を介して銅ベース基板９Ａに熱伝導する。
【０１０２】
このように、ガラス封止ＬＥＤ１をより熱伝導性に優れる金属基板としての銅ベース基板９Ａに実装することによって、ガラス封止ＬＥＤ１の放熱パターン６と銅ベース基板９Ａとをはんだ接合することが可能になり、熱伝導性をより高めた発光装置５０を実現できる。ＬＥＤ素子２を大電流駆動した場合、ＬＥＤ素子２にて生じる熱も大きくなる。しかし、この熱を素子搭載基板３の裏面に設けられた放熱パターン６を介して銅ベース基板９Ａに放熱できるので、高輝度高出力型の発光装置５１を実現することができる。
【０１０３】
また、前記各実施形態において、ガラス封止部１０が直方体形状を呈するものを示したが、ガラス封止部の形状はこれに限定されるものではなく、例えば半球形状を呈するものであってもよいことは勿論である。さらに、例えばガラス封止部１０に拡散粒子を含有させてもよいし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】図１は本発明の第１の実施形態を示す発光装置であるガラス封止ＬＥＤの斜視図である。
【図２】図２は本発明の第１の実施形態に係るガラス封止ＬＥＤの平面図である。
【図３】図３は図１のＡ−Ａ部におけるガラス封止ＬＥＤの断面図である。
【図４】図４（ａ）及び（ｂ）は第１の実施形態におけるＬＥＤ素子実装前の素子搭載基板を示し、（ａ）は基板裏面を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
【図５】図５は分割前の素子搭載基板の表面にＬＥＤ素子が搭載された状態を示す部分拡大図である。
【図６】図６は本発明の第１の実施形態に係る他のガラス封止ＬＥＤの平面図である。
【図７】図７は図６に示す第１の実施形態に係る他のガラス封止ＬＥＤの縦断図である。
【図８】図８は本発明の第２の実施形態を示すガラス封止ＬＥＤの平面図である。
【図９】図９は第２の実施形態におけるＬＥＤ素子実装前の素子搭載基板裏面を示す平面図である。
【図１０】図１０は第２の実施形態におけるＬＥＤ素子実装後の素子搭載基板表面を示す部分拡大図である。
【図１１】図１１は本発明の第３の実施形態を示すガラス封止ＬＥＤの平面図である。
【図１２】図１２は本発明の第４の実施形態を示すガラス封止ＬＥＤの平面図である。
【図１３】図１３は本発明の第５の実施形態を示すガラス封止ＬＥＤの平面図である。
【図１４】図１４は図１３のＢ−Ｂ部におけるガラス封止ＬＥＤの断面図である。
【図１５】図１５は本発明の第６の実施形態を示すガラス封止ＬＥＤの平面図である。
【図１６】図１６は図１５のＣ−Ｃ部におけるガラス封止ＬＥＤの断面図である。
【図１７】図１７は本発明の第７の実施形態を示すガラス封止ＬＥＤの平面図である。
【図１８】図１８は本発明の第７の実施形態を示すガラス封止ＬＥＤの平面図である。
【図１９】図１９は本発明の第８の実施形態に係るガラス封止ＬＥＤを用いた発光装置を示す断面図である。
【図２０】図２０は本発明の第９の実施形態に係るガラス封止ＬＥＤを用いた発光装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１…ガラス封止ＬＥＤ、２…ＬＥＤ素子、３…素子搭載基板、３ａ…ビアホール、４…表面パターン、４ａ…Ｗ層、４ｂ…Ｎｉ層、４ｃ…Ａｇ層、４ｄ…ビアパターン、５…電極パターン、５Ａ,５Ｂ…電極パターン、６…放熱パターン、７…Ａｕバンプ、８…はんだ、９…アルミベース基板、９ａ…絶縁層、９Ａ…銅ベース基板、９ａ…絶縁層、９ｂ…配線層、９ｃ…放熱層、９Ａ…銅ベース基板、１０…ガラス封止部、１０ａ…側面、１０ｂ…上面、１１…蛍光体、３０…素子搭載基板、４０…素子搭載部、４０Ａ〜４０Ｃ…素子搭載パターン、４０Ｄ…直線部、４０Ｅ…折り返し部、４０Ｆ…ｎ側パターン、４１…識別部、４２，４２Ａ，４２Ｂ…スルーホール、４３…ビアパターン形成部、５０…発光装置、５１…発光装置
【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】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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