JP2008186835A - 発光装置および発光装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、上部電極および下部電極を備えた上下電極型発光ダイオードをフィン付きヒートシンク基板に載置した発光装置および発光装置の製造方法に関するものである。
【解決手段】本発明において、少なくとも二つのフィン付きヒートシンク基板は、熱硬化性接着剤により互いに絶縁されて一体化されている。上下電極型発光ダイオードの下部電極は、前記フィン付きヒートシンク基板における一方の上面に接合される。前記上下電極型発光ダイオードの上部電極は、導電性接続部材により、フィン付きヒートシンク基板の他方と接続される。前記導電性接続部材は、板状とすることで、大電流を流しても切断することがないだけでなく、接合面積および放熱面積を大きく取れるため、信頼性の高い発光装置とすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、上部電極および下部電極を備えた上下電極型発光ダイオードをフィン付きヒートシンク基板に載置した発光装置および発光装置の製造方法に関するものである。特に、本発明は、前記上下電極型発光ダイオードに大きな電流を流した場合、前記フィン付きヒートシンク基板により、効率の良い放熱ができるとともに、前記上下電極型発光ダイオードの内部における熱応力による伸縮等を考慮した発光装置および発光装置の製造方法に関するものである。

特開２００５−７２１８０号公報に記載されている銅製一体型ヒートシンクの製造方法は、銅または銅合金を押し出しダイスを通過させることにより放熱用のフィンを成形している。また、特開２００１−３３２６６９号公報に記載されているヒートシンク加工用複合材およびヒートシンクの製造方法は、銅系材料とアルミニウム系材料の複合材料からなるヒートシンクのアルミニウム系材料にフィンを削成している。
特開２００５−７２１８０号公報 特開２００１−３３２６６９号公報

前記従来のフィン付きヒートシンクは、熱を発生する装置に取り付け、放熱を図るようにしている。すなわち、前記従来のフィン付きヒートシンクと熱を発生する装置とは、別のものであった。そのため、前記熱を発生する装置は、前記フィン付きヒートシンクを組み込むスペースとその手間が必要であり、コストを低く抑えることができないという問題があった。発光ダイオードは、小型であるにもかかわらず、高輝度のものが開発されてきた。前記発光ダイオードは、高輝度を出すために、大電流による熱の発生を放出する必要があった。

以上のような課題を解決するために、本発明は、フィン付きヒートシンク基板に直接上下電極型発光ダイオードを取り付けることにより、放熱性の高い発光装置および発光装置の製造方法を提供することを目的とする。本発明は、フィン付きヒートシンク自体が上下電極型発光ダイオードの取り付け基板になっているため、量産性に優れ、大電流および熱応力に耐えるとともに、安価な発光装置および発光装置の製造方法を提供することを目的とする。

（第１発明）
第１発明の発光装置は、分離された少なくとも二つのフィン付きヒートシンク基板と、前記フィン付きヒートシンク基板の一方に下部電極が接合された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部電極とフィン付きヒートシンク基板の他方とを接続する導電性接続部材と、前記フィン付きヒートシンク基板の一部をモールドする筒状樹脂部材と、前記筒状樹脂部材の内部に充填された封止材料とから少なくとも構成されていることを特徴とする。

（第２発明）
第２発明の発光装置は、少なくとも二つのフィン付きヒートシンク基板に対してスリットが形成されるようにモールドされた筒状樹脂部材と、前記フィン付きヒートシンク基板の一方に下部電極が接合された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部電極とフィン付きヒートシンク基板の他方とを接続する導電性接続部材と、前記筒状体の内部に充填された封止材料とから少なくとも構成されていることを特徴とする。

（第３発明）
第３発明の発光装置は、第１発明または第２発明において、上下電極型発光ダイオードのｎ個と（ｎ＋１）個のフィン付きヒートシンク基板とが導電性接続部材により直列に接続されていることを特徴とする（ただし、ｎ＝２、３、・・・）。

（第４発明）
第４発明の発光装置は、第１発明から第３発明において、上下電極型発光ダイオードの少なくとも２個が２個のフィン付きヒートシンク基板に対して導電性接続部材により並列に接続されていることを特徴とする。

（第５発明）
第５発明の発光装置は、第１発明から第４発明において、フィン付きヒートシンク基板の一方と前記下部電極との接合、前記上部電極と前記導電性接続部材との接合、および前記導電性接続部材と前記フィン付きヒートシンク基板の他方との接合は、共晶ハンダが用いられていることを特徴とする。

（第６発明）
第６発明の発光装置は、第１発明から第５発明において、フィン付きヒートシンク基板の一方および／または他方が筒状樹脂部材から突出して端子となっていることを特徴とする。

（第７発明）
第７発明の発光装置は、第１発明から第６発明において、フィン付きヒートシンク基板に設けられたフィンの向きが前記フィン付きヒートシンク基板を並べる方向または前記方向と直角方向のいずれかに揃えられていることを特徴とする。

（第８発明）
第８発明の発光装置は、第１発明から第７発明において、フィン付きヒートシンク基板の上面に銀および／または金メッキが施されていることを特徴とする。

（第９発明）
第９発明の発光装置は、第１発明から第８発明において、封止材料の表面まはた内部には、蛍光体含有膜体が設けら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。

（第１０発明）
第１０発明における発光装置の製造方法は、絶縁された少なくとも二つのフィン付きヒートシンク基板を、樹脂でモールドして前記フィン付きヒートシンク基板の上面に筒状樹脂部材を成形するインサート成形工程と、前記フィン付きヒートシンク基板の一方と上下電極型発光ダイオードの下部電極との接合、および導電性接続部材による前記上下電極型発光ダイオードの上部電極とフィン付きヒートシンク基板の他方との接合、が共晶ハンダを用いて接合する工程と、前記筒状樹脂部材の内部に封止材を充填し、前記上下電極型発光ダイオードを封止する工程とから少なくとも構成されていることを特徴とする。

（第１１発明）
第１１発明における発光装置の製造方法は、一つのフィン付きヒートシンク基板を、樹脂でモールドして前記フィン付きヒートシンク基板の上面に前記筒状樹脂部材を成形するインサート成形工程と、前記筒状樹脂部材の内部位置で、インサートされた前記フィン付きヒートシンク基板の下面からカッターでフィン付きヒートシンク基板を少なくとも二つに分離するように切断する工程と、前記分離されたフィン付きヒートシンク基板の一方と上下電極型発光ダイオードの下部電極との接合、および導電性接続部材による前記上下電極型発光ダイオードの上部電極とフィン付きヒートシンク基板の他方との接合、が共晶ハンダを用いて接合する工程と、前記筒状樹脂部材の内部に封止材料を充填し、前記上下電極型発光ダイオードを封止する工程とから少なくとも構成されていることを特徴とする。

（第１２発明）
第１２発明における発光装置の製造方法は、第１０発明または第１１発明における封止材料の表面に蛍光体含有膜体を設けることを特徴とする。

本発明によれば、フィン付きヒートシンク基板自体が上下電極型発光ダイオードの取り付け基板となっているため、放熱性に優れているだけでなく、量産性にも優れており、安価な発光装置を得ることができる。

本発明によれば、フィン付きヒートシンク基板と、たとえば、金属板からなる導電性接続部材とにより、複数個の上下電極型発光ダイオードを直列および／または並列に接続できるため、所望の線状光源または面状光源を容易に得ることができる。

本発明によれば、複数個の上下電極型発光ダイオードを直列に接続して一つの線状光源として、これを直列および／または並列に配置することにより、任意の形状の光源とすることができ、広告宣伝用のバックライトとして最適である。

本発明によれば、一方のフィン付きヒートシンク基板に接続された上下電極型発光ダイオードの上部電極と他方のフィン付きヒートシンク基板が、たとえば、板状の導電性接続部材によって接続されているため、大電流を流すことができるだけでなく、放熱性に優れ、熱応力が発生しても緩和することができる。特に、本発明は、各接続部に共晶ハンダを使用した場合、接合部および／または発光層に振動が加わることがなく、不良品のない上下電極型発光ダイオードからなる発光装置を得ることができるようになった。

本発明によれば、上下電極型発光ダイオードの上部電極と前記フィン付きヒートシンク基板との接続にワイヤーボンディングを使用しないため、長期間にわたって大電流を流しても、フィン付きヒートシンク基板と導電性接続部材および／または発光層が損傷されない信頼性の高い発光装置となった。

本発明によれば、上下電極型発光ダイオードは、蛍光体含有膜体の種類を変えるだけで容易に所望の色に変換することができる。

（第１発明）
第１発明において、少なくとも二つのフィン付きヒートシンク基板は、たとえば、熱硬化性接着剤により互いに絶縁されて一体化されている。上下電極型発光ダイオードの下部電極は、前記フィン付きヒートシンク基板における一方の上面に接合される。前記上下電極型発光ダイオードの上部電極は、導電性接続部材により、フィン付きヒートシンク基板の他方と接続される。前記導電性接続部材は、たとえば、板状とすることで、大電流を流しても切断することがないだけでなく、接合面積および放熱面積を大きく取れるため、信頼性の高い発光装置とすることができる。

前記少なくとも二つのフィン付きヒートシンク基板は、筒状樹脂部材によりモールドされることにより、互いに分離しない強度で一体に保持することができる。前記筒状樹脂部材の内部には、封止材料が充填される。前記筒状樹脂部材は、円形、楕円形、長方形、あるいは上面が開放された断面コ字状の長手部材とすることができる。また、前記筒状樹脂部材の内部は、傾斜面を成形し、銀および／または金メッキを施すことにより、光の反射効率を向上させることができる。

前記フィン付きヒートシンク基板に載置された上下電極型発光ダイオードは、前記フィンを介して放熱が容易にできるため、放熱効率が良く、大きな電流を流すことができる。また、少なくとも二つのフィン付きヒートシンク基板は、射出成形機によりインサートされて筒状樹脂部材により十分な強度で一体に保持するように接合される。

（第２発明）
第２発明において、少なくとも二つのフィン付きヒートシンク基板は、筒状樹脂部材によりスリットが形成されるようにモールドされて一体化されている点で第１発明と異なっている。前記少なくとも二つのフィン付きヒートシンク基板および筒状樹脂部材は、射出成形機により、インサート成形するため、所定のスリットを保ちながら一体化が容易にできる。上下電極型発光ダイオード、導電性接続部材、および封止材料については、第１発明と同様に、設けられる。

第１発明または第２発明において、上下電極型発光ダイオードは、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードとすることが望ましい。前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、たとえば、下から上に向かって、下部電極、基板、ｎ型窒化ガリウム系発光層、量子井戸構造型活性層、ｐ型窒化ガリウム系発光層、上部電極とから少なくとも構成されている。前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、熱の発生が少なく、大電流、たとえば、３５０ｍｍＡ以上を流して、高輝度を得ることができる。

（第３発明）
第３発明の発光装置は、ｎ個の上下電極型発光ダイオードが導電性接続部材により（ｎ＋１）個のフィン付きヒートシンク基板と直列に接続されている（ただし、ｎ＝２、３、・・・）。前記発光装置は、所望の数からなる線状光源に適している。また、前記線状発光装置は、複数本を並列に並べることにより面光源にもなる。

（第４発明）
第４発明の発光装置は、少なくとも２個の上下電極型発光ダイオードが２個のフィン付きヒートシンク基板上で、導電性接続部材により並列に接続されている。前記発光装置は、上下電極型発光ダイオードに対して、並列に大電流が流せるので高い輝度を得ることができる。

（第５発明）
第５発明の発光装置は、フィン付きヒートシンク基板、上下電極型発光ダイオードの下部電極および上部電極、導電性接続部材の接合部に共晶ハンダを置き、加熱して互いに接合している。前記共晶ハンダによる接合は、制御回路あるいは配線基板との接合を通常のハンダで行った場合、前記ハンダの溶融温度で溶融しないため、前記発光装置の上下電極型発光ダイオードにおける導電性接続部材等で離れることがない。

（第６発明）
第６発明の発光装置は、フィン付きヒートシンク基板の一方および／または他方が筒状樹脂部材から突出して端子としている。前記端子は、複数の発光装置を直列および／または並列に接続することができる。したがって、前記発光装置は、所望の長さの線光源および所望の面積の面光源として、容易に組み立てることができる。

（第７発明）
第７発明の発光装置は、フィン付きヒートシンク基板に設けられたフィンの向きを任意の方向に揃えることができる。前記フィン付きヒートシンク基板は、発光装置における風の通過し易い方向に複数個を揃えて並べる。たとえば、上下電極型発光ダイオードは、多数並べられていても、フィンの方向が同じ方向に揃えられているため、放熱効率を向上させることができる。また、前記フィン付きヒートシンク基板のフィンの方向は、分離された二つの金属基板の向きと直角にすることにより、基板の強度を増加させることができる。

（第８発明）
第８発明の発光装置は、フィン付きヒートシンク基板の上面および／または筒状樹脂部材の内面に銀および／または金メッキが施されている。前記フィン付きヒートシンク基板は、前記上下電極型発光ダイオードおよび導電性接続部材以外の部分で光を反射させるとともに、放熱効果を発揮することができる。また、前記筒状樹脂部材は、内面に施された前記メッキにより、前記上下電極型発光ダイオードの光を効率良く外部に反射させる。また、前記銀および／または金メッキは、共晶ハンダの濡れ性を向上させることができる。

（第９発明）
第９発明の発光装置は、青色発光ダイオードが使用された場合、白色光を得るために、青色光で励起し、黄色を発光する蛍光体を用いるか、あるいは青色光で励起し、緑色を発光する蛍光体と赤色を発光する蛍光体を配合する。さらに、近紫外線発光ダイオードを使用する場合は、近紫外線で励起し、青色を発光する蛍光体、緑色を発光する蛍光体および赤色を発光する蛍光体の３種を配合して用いる。前記蛍光体からなる蛍光体含有膜体は、前記封止材料の表面に設けられ、前記上下電極型発光ダイオードからの光の色を所望の色に変換することができる。

（第１０発明）
第１０発明おける発光装置の製造方法は、第１工程で、少なくとも二つのフィン付きヒートシンク基板が、たとえば、熱硬化性樹脂により互いに絶縁されるように、インサート成形によりモールドされ、前記フィン付きヒートシンク基板の上面に筒状樹脂部材が成形される。第２工程は、前記フィン付きヒートシンク基板の一方と上下電極型発光ダイオードの下部電極と、また、導電性接続部材による前記上下電極型発光ダイオードの上部電極とフィン付きヒートシンク基板の他方とが共晶ハンダにより接合される。前記各接合は、接合すべき箇所に共晶ハンダを置き、リフロー炉を通過させることにより達成できる。第３工程は、前記筒状樹脂部材の内部に封止材を充填し、前記上下電極型発光ダイオードを封止する。

前記筒状樹脂部材の内部には、たとえば、透明封止材料が充填される。前記透明封止材料は、硬度がショアＡ（ゴムの硬さ）で１５から８５、好ましくは２０から８０のエラストマーを採用している。前記硬度を有する透明封止材料は、電極部分の一方から電極部分の他方に大きな電流を流した際に発生する熱の応力を吸収できる硬さになっている。

（第１１発明）
第１１発明における発光装置の製造方法は、第２工程が前記第１０発明と異なっている。すなわち、前記第２工程は、フィン付きヒートシンク基板に筒状樹脂部材をインサート成形した後、前記フィン付きヒートシンク基板を下面からカッターで少なくとも２つに分離して切断し、互いに絶縁された状態にしている。したがって、第１１発明は、モールドする際の金型を安価にすることができる。

（第１２発明）
第１２発明における発光装置の製造方法は、封止材料の表面に蛍光体含有膜体を設けることにより、上下電極型発光ダイオードから発光する色を所望の色に変換することができる。

図１（イ）から（ハ）は本発明の第１実施例であり、（イ）は平面図、（ロ）は断面図、（ハ）は裏面図である。図１（イ）から（ハ）における第１実施例の発光装置１１は、一方のフィン付きヒートシンク基板１２と、前記一方のフィン付きヒートシンク基板１２と熱硬化性接着剤１４により接合され、または絶縁部材とともにインサート成形さた他方のフィン付きヒートシンク基板１３と、一方のフィン付きヒートシンク基板１２の上に下部電極（符号なし）を接合した上下電極型発光ダイオード１５と、前記上下電極型発光ダイオード１５の上部電極（符号なし）と他方のフィン付きヒートシンク基板１３を接合する板状の導電性接続部材１６と、前記各フィン付きヒートシンク基板１２、１３を接続するとともに、前記上下電極型発光ダイオード１５からの光を外部に照射する筒状樹脂部材１７と、前記筒状樹脂部材１７内に充填された透明封止材料１７２と、必要に応じて設けられる前記光を乱反射する乱反射部材１８と、前記乱反射部材１８の表面に、必要に応じて、設けられた前記上下電極型発光ダイオード１５からの光の色を所望の色に変換する蛍光体含有膜体１９とから少なくとも構成されている。

前記フィン付きヒートシンク基板１２、１３は、下部に多数のフィンが成形されており、上部が上下電極型発光ダイオード１５を載置する導電性基板となっている。前記フィン付きヒートシンク基板１２および１３は、たとえば、１液性または２液性のエポキシ系樹脂を主成分とした熱硬化性接着剤、あるいはシリコーン系樹脂からなる接着剤１４によって接合される。前記接着剤１４は、前記フィン付きヒートシンク基板１２、１３のフィンの一部にも入り込むようにすることにより、両者の接合をより強固にすることができる。

前記フィン付きヒートシンク基板１２、１３の上面は、必要に応じて、銀および／または金メッキが施されている。前記銀および／または金メッキは、前記上下電極型発光ダイオード１５の電極および前記導電性接続部材１６を共晶ハンダにより接合する際の濡れ性を向上させるだけでなく、光を効率良く反射させる。前記フィン付きヒートシンク基板１２、１３の上面に形成された銀および／または金メッキは、電流の導電性向上、光反射性、接合部の濡れ性の３つを同時に達成することができる。前記上下電極型発光ダイオード１５は、上部電極に光を放射する開口部を有するとともに、前記導電性接続部材１６の腕状接続部１６１、１６２が接合し易い大面積部が形成されている。

前記導電性接続部材１６は、板状の導電性部材からなり、二本の腕状接続部１６１、１６２を有するとともに、前記腕状接続部１６１、１６２の間に開口部が形成されている。前記上下電極型発光ダイオード１５の側部から放射される光は、前記腕状接続部１６１、１６２の間に形成された開口部から外部に放射されるようになっており、前記光を効率良く外部に放射する。前記筒状樹脂部材１７は、内部に光を反射する傾斜部１７３を有するとともに、その表面を銀および／または金メッキを施し、前記上下電極型発光ダイオード１５から放射する光を効率良く反射する。

前記筒状樹脂部材１７の形状は、線形、円形、正方形、長方形、楕円形等にすることができる。また、前記筒状樹脂部材１７は、前記フィン付きヒートシンク基板１２、１３を射出成形する際に、インサート成形することができる。また、前記インサート成形は、フィンの一部に食い込むようにすることにより、フィン付きヒートシンク基板１２、１３の接合強度を向上させることができる。また、前記筒状樹脂部材１７の内部には、透明封止材料１７２が充填される。前記透明封止材料１７２は、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。さらに、前記透明封止材料１７２は、シリコン系樹脂からなるエラストマーであることが望ましい。

前記透明封止材料１７２の表面には、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、使用する上下電極型発光ダイオード１５および所望する光の色により選択される。また、必要に応じて、前記透明封止材料１７２と蛍光体含有膜体１８の間には、乱反射部材１９を配置することにより、上下電極型発光ダイオード１５の光が有効に所望方向に放射される。なお、前記発光装置１１は、前記フィン付きヒートシンク基板１２、１３の端部１２３、１３２が電源端子の役目を果たすことができる。

図２（イ）および（ロ）は本発明の第２実施例で、（イ）は発光装置の断面図、（ロ）は側面図である。第２実施例は、フィン付きヒートシンク基板２２のフィン２２１の方向が第１実施例と９０度異なっている。前記フィン２２１の方向は、風の通り易い方向と一致するようにするのが望ましい。また、第２実施例において、前記フィン付きヒートシンク基板２２、２３に筒状樹脂部材２７をインサート成形し、その後、前記フィン付きヒートシンク基板２２、２３に上下電極型発光ダイオード１５、導電性接続部材１６を取り付け、レンズ２４および蛍光体含有膜体１９で筒状樹脂部材２７の開口部を塞いだ後、透明封止材料２７２は、前記フィン付きヒートシンク基板２２、２３にあるスリット２２２から充填される。

他の方法として、前記透明封止材料２７２は、前記フィン付きヒートシンク基板２２、２３に前記上下電極型発光ダイオード１５および導電性接続部材１６を取り付けるとともに、前記スリット２２２に栓を行った後、上部から充填される。その後、前記透明封止材料２７２の上面には、レンズ２４および蛍光体含有膜体１９が設けられる。なお、前記フィン付きヒートシンク基板２２、２３の端部２２３、２３２は、筒状樹脂部材２７から突出しているため、電源端子として電源に接続または、他の発光装置と接続することができる。

図３（イ）および（ロ）は本発明の第３実施例で、（イ）は発光装置の平面図、（ロ）は断面図である。第３実施例は、少なくとも２個の上下電極型発光ダイオードが２個のフィン付きヒートシンク基板に並列に接続されている点で第１実施例および第２実施例と異なっている。フィン付きヒートシンク基板３２、３３は、熱硬化性接着剤で接合されるか、筒状樹脂部材３７により互いに接合されている。

前記フィン付きヒートシンク基板３２には、上下電極型発光ダイオード１５−１、１５−２、１５−３の下部電極が共晶ハンダにより接合されている。前記上下電極型発光ダイオード１５−１、１５−２、１５−３の上部電極と、前記フィン付きヒートシンク基板３３とは、導電性接続部材１６−１、１６−２、１６−３が共晶ハンダにより接合されている。前記筒状樹脂部材３７は、図３において、楕円形のものが示されているが、長方形または正方形とすることができる。また、透明封止材料３７２、乱反射部材１８、蛍光体含有膜体１９は、実施例１および実施例２と同様に設けられる。

図４（イ）および（ロ）は本発明の第４実施例で、（イ）は発光装置の断面図、（ロ）は側面図である。第４実施例は、少なくともｎ個の上下電極型発光ダイオードが（ｎ＋１）個のフィン付きヒートシンク基板に直列に接続されている点で第１実施例から第３実施例までのものと異なっている。筒状樹脂部材４７は、たとえば、長方形をしており、少なくとも二つの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下部電極と接合するフィン付きヒートシンク基板の一方と、前記上下電極型発光ダイオードの上部電極とフィン付きヒートシンク基板の他方とを接合する導電性接続部材とが少なくとも収納されている。そして、前記発光装置４１は、電流がフィン付きヒートシンク基板４２−１の端部４３から入り、前記上下電極型発光ダイオードと導電性接続部材を次々と通り、フィン付きヒートシンク基板４２−４の端部４４に達する。

第４実施例の発光装置は、複数の上下電極型発光ダイオードが直列に接続された線状光源とすることができる。また、前記フィン付きヒートシンク基板のフィンの向きは、何れの方向にすることもできるが前記上下電極型発光ダイオードを直列にする方向と同じにするのが望ましい。冷却する風は、前記フィンの一方から他方に通り抜けることができるため、放熱効果を向上させることができる。

図５は本発明の第５実施例で、複数の上下電極型発光ダイオードを直列に接続した例の平面図である。図５において、発光装置は、３つのフィン付きヒートシンク基板５２−１、５２−２、５２−３に２個の上下電極型発光ダイオード１５−１、１５−２が導電性接続部材１６−１、１６−２を介して直列に接続されている。前記上下電極型発光ダイオード１５−１、１５−２は、円形をした筒状樹脂部材５７の中心点に対して点対称となるように配置されている。このような配置の発光装置は、点光源として大きな輝度のものとすることができる。また、前記筒状樹脂部材５７から突出した二つのフィン付きヒートシンク基板の端部が電源接続端子となる。

前記上下電極型発光ダイオードの電極は、開口部を有し、この部分から光を効率良く上部に照射する。前記開口部は、ロ字状以外に、目字状、日字状、コ字状等、各種変形が可能である。上下電極型発光ダイオードの大きさは、約１．０ｍｍ×１．０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ程度である。本実施例の上下電極型発光ダイオードは、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードとすることができる。前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、下部電極、前記下部電極の上に形成された基板、前記基板の上に形成されたｎ型窒化ガリウム系発光層、前記ｎ型窒化ガリウム系発光層の上に形成された量子井戸構造型活性層、前記量子井戸構造型活性層１１３−２の上に形成されたｐ型窒化ガリウム系発光層、前記ｐ型窒化ガリウム系発光層の上に形成された上部電極とから構成されている。

前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの特徴は、ｐ型窒化ガリウム系発光層の上部に透明導電膜を設けることなく、直接上部電極が設けられている点にある。前記発光装置は、たとえば、フィン付きヒートシンク基板の長さが９０ｍｍ、フィン付きヒートシンク基板とフィン付きヒートシンク基板の間が０．５ｍｍである。たとえば、３個の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードと４個のフィン付きヒートシンク基板とからなる発光装置は、約長さが３００ｍｍの線状光源となる。前記線状光源は、長さ方向または、横方向に端子を接続することで、長い線光源、または面光源を作製することができる。また、前記発光装置の両端のフィン付きヒートシンク基板の長さは、内部のフィン付きヒートシンク基板の長さの約半分にすることができる。

図６（イ）から（ホ）は本発明の第６実施例で、（イ）はヒートシンク基板に筒状樹脂部材をモールドした断面図、（ロ）は（イ）の側面図、（ハ）は（イ）の底面図、（ニ）はヒートシンク基板を分離した状態を説明する図、（ホ）は発光装置の完成断面図である。図６（イ）から（ハ）において、フィン付きヒートシンク基板６１は、多数のフィン６１１と、前記フィン６１１と一体に連設された放熱基板６１２とから構成されている。前記ヒートシンク６１は、筒状樹脂部材６２がインサート成形により一体にモールドされる。

図６（ニ）において、前記筒状樹脂部材によってモールドされたフィン付きヒートシンク基板６１は、フィン６１１および放熱基板６１２をカッターにより切断し、溝６３を成形し、互いに分離された二つの金属基板が形成される。その後、前記金属基板の一方には、上下電極型発光ダイオード６４の下部電極が共晶ハンダにより接合される。前記上下電極型発光ダイオード６４の上部電極と他方の金属基板は、板状の導電性接続部材６５と共晶ハンダによって接合される。次に、前記筒状樹脂部材６２は、内部に透明樹脂材料６６が充填され、必要に応じて、レンズ６７および／または蛍光体含有膜体６８が図示のように設けられる。

比較例

従来例の金線を超音波で接続した窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードと、共晶ハンダと金属部材とによって接合した本発明の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードとを比較する。従来例は、径が３０μｍの金線２本を用い、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上部電極とパッケージ電極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、接続工程および３５０ｍＡから５００ｍＡの通電においても、不良品の発生がなかった。

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。本発明の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上下電極、金属基板、金属部材等の接続は、共晶ハンダ、共晶ハンダペースト、共晶ハンダとフラックス、金−錫共晶ハンダペースト、インジウム系共晶ハンダ等、公知または周知のものを使用することができる。前記共晶ハンダは、たとえば、金と錫（２０％）、金と錫（９０％）、金とシリカ（３．１５％）、金とゲルマニウム（１２％）、その他、錫−銅−ニッケル系、錫−銀系、錫−銀−銅系、錫−銀−ビスマス−インジウム系、錫−亜鉛系共晶ハンダがある。本発明の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオード、筒状樹脂部材、フィン付きヒートシンク基板は、前記同様に、公知または周知のものを使用することができる。

（イ）から（ハ）は本発明の第１実施例であり、（イ）は平面図、（ロ）は断面図、（ハ）は裏面図である。（実施例１） （イ）および（ロ）は本発明の第２実施例で、（イ）は発光装置の断面図、（ロ）は側面図である。（実施例２） （イ）および（ロ）は本発明の第３実施例で、（イ）は発光装置の平面図、（ロ）は断面図である。（実施例３） （イ）および（ロ）は本発明の第４実施例で、（イ）は発光装置の断面図、（ロ）は側面図である。（実施例４） 本発明の第５実施例で、複数の上下電極型発光ダイオードを直列に接続した例の平面図である。（実施例５） （イ）から（ホ）は本発明の第６実施例で、（イ）はヒートシンク基板に筒状樹脂部材をモールドした正面図、（ロ）は（イ）の側面図、（ハ）は（イ）の底面図、（ニ）はヒートシンク基板を分離した状態を説明する図、（ホ）は発光装置の完成正面図である。（実施例６）

符号の説明

１１、２１、３１、４１、５１・・・発光装置
１２、２２、３２、４２−１・・・フィン付きヒートシンク基板（一方）
１３、２３、３３、４２−２・・・フィン付きヒートシンク基板（他方）
１２１、２２１、３２１、４２１・・・フィン
１３１、２３１、３３１、４２２・・・フィン
１２３、１３２、２２３、２３２・・・電源端子
１４・・・熱硬化性接着剤（シリコーン樹脂系接着剤）
１５、１５−１、１５−２、１５−３・・・上下電極型発光ダイオード（窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオード）
１６、１６−１、１６−２、１６−３・・・導電性接続部材
１６１、１６２・・・腕状接続部
１７、２７、３７、４７、５７・・・筒状樹脂部材
１８・・・乱反射部材
１９・・・蛍光体含有膜体

Claims (12)

1. 分離された少なくとも二つのフィン付きヒートシンク基板と、
   前記フィン付きヒートシンク基板の一方に下部電極が接合された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部電極とフィン付きヒートシンク基板の他方とを接続する導電性接続部材と、
   前記フィン付きヒートシンク基板の一部をモールドする筒状樹脂部材と、
   前記筒状樹脂部材の内部に充填された封止材料と、
   から少なくとも構成されていることを特徴とする発光装置。
2. 少なくとも二つのフィン付きヒートシンク基板に対してスリットが形成されるようにモールドされた筒状樹脂部材と、
   前記フィン付きヒートシンク基板の一方に下部電極が接合された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部電極とフィン付きヒートシンク基板の他方とを接続する導電性接続部材と、
   前記筒状体の内部に充填された封止材料と、
   から少なくとも構成されていることを特徴とする発光装置。
3. 前記上下電極型発光ダイオードのｎ個と（ｎ＋１）個のフィン付きヒートシンク基板とが導電性接続部材により直列に接続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（ただし、ｎ＝２、３、・・・）。
4. 前記上下電極型発光ダイオードの少なくとも２個が２個のフィン付きヒートシンク基板に対して導電性接続部材により並列に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された発光装置。
5. 前記フィン付きヒートシンク基板の一方と前記下部電極との接合、前記上部電極と前記導電性接続部材との接合、および前記導電性接続部材と前記フィン付きヒートシンク基板の他方との接合は、共晶ハンダが用いら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。
6. 前記フィン付きヒートシンク基板の一方および／または他方が筒状樹脂部材から突出して端子となっていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載された発光装置。
7. 前記フィン付きヒートシンク基板に設けられたフィンの向きは、前記フィン付きヒートシンク基板を並べる方向または前記方向と直角方向のいずれかに揃えられてい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。
8. 前記フィン付きヒートシンク基板の上面には、銀および／または金メッキが施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。
9. 前記封止材料の表面まはた内部には、蛍光体含有膜体が設けら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。
10. 絶縁された少なくとも二つのフィン付きヒートシンク基板を、樹脂でモールドして前記フィン付きヒートシンク基板の上面に筒状樹脂部材を成形するインサート成形工程と、
    前記フィン付きヒートシンク基板の一方と上下電極型発光ダイオードの下部電極との接合、および導電性接続部材による前記上下電極型発光ダイオードの上部電極とフィン付きヒートシンク基板の他方との接合、が共晶ハンダを用いて接合する工程と、
    前記筒状樹脂部材の内部に封止材を充填し、前記上下電極型発光ダイオードを封止する工程と、
    から少なくとも構成されていることを特徴とする発光装置の製造方法。
11. 一つのフィン付きヒートシンク基板を、樹脂でモールドして前記フィン付きヒートシンク基板の上面に前記筒状樹脂部材を成形するインサート成形工程と、
    前記筒状樹脂部材の内部位置で、インサートされた前記フィン付きヒートシンク基板の下面からカッターでフィン付きヒートシンク基板を少なくとも二つに分離するように切断する工程と、
    前記分離されたフィン付きヒートシンク基板の一方と上下電極型発光ダイオードの下部電極との接合、および導電性接続部材による前記上下電極型発光ダイオードの上部電極とフィン付きヒートシンク基板の他方との接合、が共晶ハンダを用いて接合する工程と、
    前記筒状樹脂部材の内部に封止材料を充填し、前記上下電極型発光ダイオードを封止する工程と、
    から少なくとも構成されていることを特徴とする発光装置の製造方法。
12. 前記封止材料の表面に蛍光体含有膜体を設けることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載された発光装置の製造方法。

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