JP2009059883A - Light emitting device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting device capable of reducing a size of a substrate while mounting a plurality of light emitting elements. <P>SOLUTION: The light emitting device comprises LED elements 2, an element mounting substrate 3 for mounting the LED elements 2, a surface pattern 4 discontinuously formed on the element mounting substrate 3 and bump-joined with the LED elements 2, an electrode pattern 5 formed on a rear surface as a mounting surface of the element mounting substrate 3 on an external circuit and electrically connected to electrodes of the plurality of the LED elements 2, a heat radiation pattern 6 formed on the rear surface of the element mounting substrate 3, and a glass sealing part 10 for sealing the LED elements 2 and the surface pattern 4 on the element mounting substrate 3. The heat radiation pattern 6 is formed on the rear surface of the element mounting substrate 3 so as to include joint parts where the plurality of the LED elements 2 are connected to the surface pattern 4 through Au bumps 7. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

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。   The present invention relates to a light emitting device in which a light emitting element on a mounting portion is sealed with glass.

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。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a light emitting device using a light emitting element such as a light emitting diode (LED) as a light source, a plate glass is bonded to a substrate on which a plurality of light emitting elements are flip-mounted by hot press processing, whereby the light emitting element The light-emitting device which implement | achieved glass sealing of this is proposed by this inventor (for example, refer patent document 1). In the light emitting device described in Patent Document 1, since the thermal expansion coefficients of the substrate and the sealing glass are equal, after bonding at high temperature, adhesion failure such as peeling and cracking hardly occurs even at room temperature or low temperature. It has a configuration.

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。
特開２００６−１０８６２１号公報 特開２００６−１５６６６８号公報 In addition, a light-emitting device has been proposed in which a substrate electrode and an n-side electrode and a p-side electrode of a light-emitting element are joined via bumps (for example, see Patent Document 2). The light emitting device described in Patent Document 2 uses a metal and an alloy that do not short-circuit a metal such as a bump when the glass is heated to be softened.
JP 2006-108621 A JP 2006-156668 A

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。   However, in the conventional light emitting device, if the substrate size is reduced in order to reduce the manufacturing cost, the heat dissipating area of the heat generated by the light emission of the light emitting element also decreases as the size is reduced, and the heat dissipation performance decreases. Therefore, there is a problem that the light emission output of the light emitting element is reduced. In addition, it is important to ensure heat dissipation even in order to achieve high brightness, and various attempts have been made to appropriately provide a heat dissipation structure that promotes heat dissipation to the outside while securing a wiring structure to the light emitting element on the substrate. Has been made. In flip mounting of a light emitting element, three or more bumps are provided and bonded to a wiring pattern on a substrate for stable arrangement of the light emitting element. There is a problem that it is difficult to achieve both the necessary wiring structure and the heat dissipation structure.

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。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a light-emitting device capable of realizing a reduction in substrate size while being able to mount a plurality of light-emitting elements.

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。   In order to achieve the above object, in the present invention, a plurality of two-point junction light emitting elements each having a first electrode and a second electrode, and the first electrode and the second electrode provided on a first surface. A surface pattern on which the plurality of light emitting elements are mounted so that the electrodes are arranged in the same direction, and a second surface which is a surface opposite to the first surface, the first electrode and A heat dissipating pattern provided so as to include a junction with the surface pattern of the second electrode, and electrically connected to the surface pattern provided on the first surface provided on the second surface; An element mounting substrate having a pair of electrode patterns symmetrically disposed adjacent to the heat dissipation pattern, and a glass sealing portion for sealing the first surface including the plurality of light emitting elements on the surface pattern And a light emitting device characterized by comprising: That.

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。   According to the light emitting device, the heat radiation path can be secured by including the joint portion of the plurality of light emitting elements mounted on the first surface of the element mounting substrate within the formation range of the heat radiation pattern provided on the second surface. By arranging the pair of electrode patterns symmetrically adjacent to the heat radiation pattern, a wiring structure necessary for supplying power to the light emitting element can be ensured.

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。   In the light emitting device, the element mounting substrate is formed in a square shape and is joined to the first electrode and the second electrode of the plurality of light emitting elements arranged in a square lattice pattern on the first surface. The heat radiation pattern formed in a rectangular shape having a long side so as to be parallel to the arrangement direction of the first electrode and the second electrode, It is preferable to have the pair of electrode patterns provided on the second surface and symmetrically provided in a direction orthogonal to the arrangement direction of the first electrode and the second electrode with the heat radiation pattern as a center. .

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。   In the light emitting device, the plurality of light emitting elements may have the same mounting direction of the light emitting elements.

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。   In the light-emitting device, the plurality of light-emitting elements may be mounted on the surface pattern so that the first electrode and the second electrode of each light-emitting element are arranged on one line.

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。   In the light-emitting device, the plurality of light-emitting elements are preferably connected in series by joining the first electrode and the second electrode on the surface pattern formed in a discontinuous manner.

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。   In the light-emitting device, the light-emitting element may be configured by arranging the first electrode and the second electrode in a direction parallel to a side surface of the element.

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。   In the light emitting device, the light emitting element may be configured by arranging the first electrode and the second electrode in a diagonal direction.

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。   In the light emitting device, the electrode pattern may be formed in a shape having rotational symmetry with respect to the heat dissipation pattern.

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。   In the light emitting device, the surface pattern preferably has a surface layer made of Ag.

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。   In the above light emitting device, the glass sealing portion may be made of a rectangular parallelepiped glass containing a phosphor.

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。   In order to achieve the above object, in the present invention, a plurality of two-point junction type light emitting elements having a first electrode and a second electrode, and the first electrode and the first electrode provided on a first surface are provided. A surface pattern on which the plurality of light emitting elements are mounted so that the second electrodes are arranged in the same direction, and a second surface which is a surface opposite to the first surface, are provided on the first surface. A heat dissipation pattern provided so as to include a junction between the electrode and the surface pattern of the second electrode, and electrically connected to the surface pattern provided on the second surface and provided on the first surface And a glass seal that seals the first surface including the plurality of light emitting elements on the surface pattern, and an element mounting substrate having a pair of electrode patterns symmetrically disposed adjacent to the heat radiation pattern A glass-sealed LED including a stopper and the glass Is the electrode pattern electrically connected provided in the element mounting substrate of the stop LED, the light emitting device is provided, characterized in that it comprises a metal substrate which is the heat radiation pattern in thermal bonding.

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。   According to this light-emitting device, electricity is supplied to the light-emitting element mounted on the surface pattern provided on the element-mounting substrate of the glass-sealed LED, and heat generated due to light emission of the light-emitting element is performed through the metal substrate. Thus, it is possible to realize a stable operation of the high-luminance glass-sealed LED with excellent element mountability.

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。   In the light emitting device, the metal substrate may be made of aluminum.

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。   In the light emitting device, the metal substrate may be made of copper or a copper alloy.

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。   In the light emitting device, the metal substrate may be one in which the electrode pattern of the glass-sealed LED is bonded to a wiring layer formed on a metal surface via an insulating layer.

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。   In the light emitting device, the metal substrate may be one in which the heat dissipation pattern of the glass-sealed LED is bonded to a heat dissipation layer formed on a metal surface via an insulating layer.

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。   In the light emitting device, the metal substrate may be one in which the heat dissipation pattern is bonded to a surface where a metal surface is exposed.

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。   According to the present invention, it is possible to reduce the substrate size while enabling mounting of a plurality of light emitting elements.

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。   FIG. 1 is a perspective view of a glass-sealed LED which is a light-emitting device showing a first embodiment of the present invention.

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。   As shown in FIG. 1, the glass-sealed LED 1 includes a plurality of LED elements 2 as light emitting elements made of a flip-chip GaN-based semiconductor material, and an element mounting substrate as a mounting portion on which the plurality of LED elements 2 are mounted. 3, a surface pattern 4 for supplying power to the plurality of LED elements 2 formed on the surface to be an element mounting surface of the element mounting substrate 3, and a back surface to be a mounting surface to the external circuit of the element mounting substrate 3 The electrode pattern 5 electrically connected to the electrodes of the plurality of LED elements 2, the heat radiation pattern 6 formed on the back surface of the element mounting substrate 3, and the LED elements 2 and the surface pattern 4 are arranged on the element mounting substrate 3. And a glass sealing portion 10 to be sealed.

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。   FIG. 2 is a plan view of the glass-sealed LED according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 2, for ease of explanation, the glass sealing portion provided on the element mounting substrate 3 is not shown, and the LED element 2 is shown with respect to the outer shape and the position of the Au bump.

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。 The LED element 2 as a light emitting element is obtained by epitaxially growing a group III nitride semiconductor on the surface of a growth substrate made of sapphire (Al 2 O 3 ), whereby a buffer layer, an n-type layer, an MQW layer, p The mold layer is formed in this order. The LED element 2 is epitaxially grown at 700 ° C. or higher, and has a heat resistant temperature of 600 ° C. or higher, which is stable with respect to a processing temperature in a sealing process using a low-melting-point heat-sealing glass described later. The LED element 2 includes a p-side electrode provided on the surface of the p-type layer and a p-side pad electrode formed on the p-side electrode, and a part thereof is etched from the p-type layer to the n-type layer. The n-side electrode is formed on the exposed n-type layer. The LED element 2 of the present embodiment has a configuration in which one p-side pad electrode and one n-side electrode are provided, and the p-side pad electrode and the n-side electrode are arranged in a direction parallel to the side surface of the element. .

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。 The LED element 2 has a thickness of 100 μm and a 346 μm square, and has a thermal expansion coefficient of 7 × 10 −6 / ° C. Here, although the thermal expansion coefficient of the GaN layer of the LED element 2 is 5 × 10 −6 / ° C., the thermal expansion coefficient of the growth substrate made of sapphire occupying most is 7 × 10 −6 / ° C., The thermal expansion coefficient of the LED element 2 body is equal to the thermal expansion coefficient of the growth substrate. In addition, in each figure, in order to clarify the structure of each part of the LED element 2, each part is shown by the size different from an actual size. When a voltage is applied to the p-side pad electrode and the n-side electrode, blue light having a peak wavelength of, for example, 460 nm is emitted from the MQW layer of the LED element 2.

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。 The element mounting substrate 3 is made of a polycrystalline sintered material of alumina (Al 2 O 3 ), is formed in a 2.6 mm square with a thickness of 0.25 mm, and has a thermal expansion coefficient α of 7 × 10 −6 / ° C. It is. As shown in FIG. 2, the element mounting substrate 3 has a surface pattern 4 formed on the front surface and connecting a plurality of LED elements 2 in series, and an electrode pattern 5 and a heat radiation pattern 6 formed on the back surface. is doing. The surface pattern 4 includes a W layer patterned in accordance with the electrode shape of the LED element 2, a thin film Ni layer covering the surface of the W layer, and a thin film Ag layer covering the surface of the Ni layer. It is out. The electrode pattern 5 and the heat radiation pattern 6 provided on the back surface of the element mounting substrate 3 also have the same layer structure as the surface pattern 4, except that a thin Au layer is provided on the surface. The electrode pattern 5 is provided outside the back surface of the element mounting portion 40 on which the plurality of LED elements 2 are mounted, and is electrically connected to the surface pattern 4 by a through hole 42 penetrating the element mounting substrate 3 in the thickness direction. Has been. A heat radiation pattern 6 is provided on the back surface of the element mounting portion 40 and is formed so as to dissipate heat generated by light emission of the LED element 2.

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。   The heat radiation pattern 6 is formed on the back surface of the element mounting substrate 3 so as to include a joint portion where the plurality of LED elements 2 are connected to the surface pattern 4 via the Au bumps 7. It is formed in a rectangular shape having long sides so as to be parallel to the arrangement direction of the bump bonding portion. The electrode pattern 5 symmetrically forms a pair of electrode patterns 5 corresponding to the cathode side and the anode side in a direction perpendicular to the arrangement direction of the LED elements 2 with the heat radiation pattern 6 as the center. Thereby, the element mounting substrate 3 has a configuration in which a heat dissipation path provided in the center on the back surface and a wiring structure for supplying power to the LED element 2 are provided on both sides of the heat dissipation path.

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。   The surface pattern 4 has element mounting patterns 40A to 40C formed in a broken line shape, and is provided so that the mounting direction of the LED elements 2 and the electrode arrangement direction are the same between the element mounting patterns 40A to 40C. It is connected so as to be folded back at the folded-back portion 40E with a straight line portion 40D interposed therebetween. The broken-line element mounting patterns 40 </ b> A to 40 </ b> C are discontinuous in the pattern length direction and have a size larger than the bonding width of the Au bump 7. Accordingly, the nine LED elements 2 mounted on the surface of the element mounting substrate 3 are mounted on the element mounting substrate 3 in a square lattice pattern based on the pattern shapes of the element mounting patterns 40A, 40B, and 40C. The arrangement directions of the p-side pad electrode and the n-side electrode are all the same direction. Further, with respect to the mounting position of the LED element 2 that is joined at two points on the same line by the Au bump 7, the positional displacement with respect to the extending direction of the element mounting patterns 40A to 40C is allowed within a certain range, and the total area becomes small. It is formed as follows. In the vicinity of one of the through holes 42, an identification portion 41 is provided for positioning when mounting the LED element.

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。 The glass sealing portion 10 is made of ZnO—B 2 O 3 —SiO 2 —Nb 2 O 5 —Na 2 O—Li 2 O-based heat fusion glass. The composition of the glass is not limited to this. For example, the heat-sealing glass may not contain Li 2 O, or may contain ZrO 2 , TiO 2 or the like as an optional component. Good. As shown in FIG. 1, the glass sealing portion 10 is formed in a rectangular parallelepiped shape on the element mounting substrate 3, and the thickness from the element mounting substrate 3 is 0.7 mm. The side surface 10 a of the glass sealing part 10 is formed by cutting a plate glass bonded to the element mounting substrate 3 by hot pressing together with the element mounting substrate 3 with a dicer. Moreover, the upper surface 10b of the glass sealing part 10 is one surface of the plate glass bonded to the element mounting substrate 3 by hot pressing. This heat-sealing glass has a glass transition temperature (Tg) of 490 ° C. and a yield point (At) of 520 ° C., and the glass transition temperature (Tg) is sufficiently higher than the formation temperature of the epitaxial growth layer of the LED element 2. It is low. Moreover, the coefficient of thermal expansion (α) at 100 ° C. to 300 ° C. of the heat-fusible glass is 6 × 10 −6 / ° C. When the thermal expansion coefficient (α) exceeds the glass transition temperature (Tg), a larger numerical value is obtained. As a result, the heat-sealing glass is bonded to the element mounting substrate 3 at about 600 ° C. and can be hot pressed. Moreover, the refractive index of the heat sealing | fusion glass of the glass sealing part 10 is 1.7.

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。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the glass-sealed LED taken along line AA in FIG.
In the glass sealing portion 10, the phosphor 11 is dispersed, and the LED element 2 mounted at the pitch L1 on the element mounting pattern 40B of the surface pattern 4 composed of the W layer 4a, the Ni layer 4b, and the Ag layer 4c. Is sealed with glass. The phosphor 11 is a yellow phosphor that emits yellow light having a peak wavelength in a yellow region when excited by blue light emitted from the MQW layer of the LED element 2. In the present embodiment, a YAG (Yttrium Aluminum Garnet) phosphor is used as the phosphor 11. The phosphor 11 has an average particle diameter of 10 μm and is contained in the glass sealing part 10 by 2.2% by weight. The phosphor 11 may be a silicate phosphor or a mixture of YAG and silicate phosphor at a predetermined ratio.

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。 The composition of the heat-sealing glass is arbitrary as long as the glass transition temperature (Tg) is lower than the heat resistant temperature of the LED element 2 and the coefficient of thermal expansion (α) is equivalent to that of the element mounting substrate 3. Examples of the glass having a relatively low glass transition temperature and a relatively low coefficient of thermal expansion include, for example, a ZnO—SiO 2 —R 2 O system (where R is at least one selected from Group I elements such as Li, Na, and K). ) Glass, phosphate glass and lead glass. Of these glasses, ZnO—SiO 2 —R 2 O glass is preferable because it has better moisture resistance than phosphoric acid glass and does not cause environmental problems like lead glass. is there.

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。   FIGS. 4A and 4B show an element mounting board before LED element mounting in the first embodiment, FIG. 4A is a plan view showing a back surface of the board, and FIG. 4B is a partially enlarged view of FIG. is there. This element mounting substrate 30 is a substrate before being divided into individual glass-sealed LEDs, and a pair of electrode patterns 5 and one heat radiation pattern 6 formed wider than the pair of electrode patterns 5 are sealed with glass. 121 patterns are formed as one stop LED. A surface pattern 4 on which the LED element 2 is mounted is provided on the surface side (not shown).

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。   FIG. 5 is a partially enlarged view showing a state in which LED elements are mounted on the surface of the element mounting substrate before division. The element mounting substrate 30 on which the plurality of LED elements 2 are mounted is divided into individual glass-sealed LEDs 1 after being glass-sealed by hot pressing of the sealing glass.

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。 A method for manufacturing the glass-sealed LED 1 will be described below.
An element mounting substrate 30 in which the through holes 42 are formed is prepared, and W paste is screen printed on the surface of the element mounting substrate 30 according to the surface pattern. Next, the element mounting substrate 30 on which the W paste is printed is heat-treated at a temperature of about 1000 ° C. to burn W on the element mounting substrate 30, and further, Ni is plated on W. Forms the surface pattern 4 by applying Au plating.

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。   Next, the plurality of LED elements 2 are electrically joined by the Au bumps 7 to the surface pattern 4 formed on the surface of the element mounting substrate 30. In the present embodiment, bump bonding is performed at a total of two points, one point on the p side and one point on the n side.

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。   Then, the element mounting substrate 30 on which each LED element 2 is mounted is set in the lower mold, and the plate-like heat-sealing glass is set in the upper mold. The phosphor is dispersed in advance in the plate-like heat-sealed glass. A heater is disposed in each of the lower mold and the upper mold, and the temperature is adjusted independently in each mold. Next, each mold is moved, a plate-like heat-sealing glass is stacked on the surface (mounting surface) of the substantially flat element mounting substrate 30, and the lower mold and the upper mold are pressurized while being heated, so that nitrogen is added. Perform hot pressing in an atmosphere. As a result, the plate-like heat-sealing glass is bonded to the element mounting substrate 30 on which the LED elements 2 are mounted, and the LED elements 2 are sealed on the element mounting substrate 30 with the heat-sealing glass. Hot pressing may be performed in an inert atmosphere with respect to each member, and may be performed in, for example, a vacuum in addition to a nitrogen atmosphere. As a result, the heat-fusible glass is bonded to the element mounting substrate 30 via the oxide contained therein.

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。   Through the above steps, an intermediate body in which a plurality of glass-sealed LEDs 1 are connected vertically and horizontally is produced. Thereafter, the element mounting substrate 30 integrated with the glass sealing portion 10 is set on a dicer and diced to divide each glass-sealed LED 1. In addition, the division | segmentation method of each glass-sealed LED1 is arbitrary, For example, you may make it divide | segment using a laser.

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。   In the glass-sealed LED 1 configured as described above, when a voltage is applied to the LED element 2 through the pair of electrode patterns 5, blue light is emitted from the nine LED elements 2. A part of the blue light is converted to yellow by the phosphor 11, and white light by a combination of blue and yellow is extracted from the glass sealing portion 10. According to this glass-sealed LED 1, the plurality of LED elements 2 are arranged in a square lattice pattern on the element mounting portion 40 on the first surface of the element mounting substrate 3, and the arrangement direction of the p-side pad electrode and the n-side electrode is Since it is mounted on the element mounting patterns 40A to 40C constituting the surface pattern 4 so as to be all in the same direction, a uniform light distribution of the light emitted from the plurality of LED elements 2 is obtained, and a square lattice shape is obtained. Since the plurality of LED elements 2 arranged in the same manner are sealed by the rectangular parallelepiped phosphor-containing glass sealing portion 10, excitation unevenness of the phosphor 11 does not occur, and color unevenness can be reduced.

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。   Further, the heat generated due to the light emission of the plurality of LED elements 2 is transmitted to the heat radiation pattern 6 provided on the back surface of the element mounting substrate 3 through the joint portion of the Au bump 7, and to the outside through the heat radiation pattern 6. Heat is dissipated.

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。   Thus, the element mounting patterns 40A to 40C in the element mounting part 40 are formed in a broken line shape, and the two-point junction type LED element 2 is mounted on one line across the discontinuous portions of the element mounting patterns 40A to 40C. Therefore, even if the LED element 2 is misaligned with respect to the length direction of the pattern when the element is mounted, the electrical bondability is not impaired and the mass productivity can be improved. Further, since the heat dissipation structure and the wiring structure are provided independently on the back surface of the element mounting substrate 3 while arranging the plurality of LED elements 2 in a square lattice pattern, the heat dissipation pattern 6 can be achieved even if the element mounting substrate 3 is downsized. An effective heat radiation area can be ensured. In addition, when a two-point junction type LED element 2 having a rectangular shape or the like is mounted instead of the square LED element 2 described above, a degree of freedom for element mounting can be provided.

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。   In addition, positioning control for mounting the LED elements 2 on the element mounting patterns 40A to 40C of the element mounting substrate 3 can be applied uniformly to all the LED elements 2, and there can be no variation in element mounting accuracy.

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。   Moreover, since the sealing material of the LED element 2 is glass, the sealing material is not deteriorated by heat generated by light emission of the LED element 2 as in the case where the sealing material is a resin. A relatively large current can be allowed to flow through the LED element 2 without considering deterioration of the LED.

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。   Further, by providing the Ag layer 4c on the surface layer of the surface pattern 4, the metal reflection absorption loss at the emission wavelength of the LED element 2 can be reduced as compared with the case where Au is provided on the surface layer. Although Ag has a problem of causing blackening by reacting with moisture containing sulfur-based odorous substances in the air, ozone and sulfur dioxide, in the glass-sealed LED 1 of this embodiment, the element mounting substrate 3 and glass-sealed. Since it has strong bondability that does not cause peeling due to the difference in thermal expansion coefficient of the portion 10, moisture or air does not enter the interface between the element mounting substrate 3 and the glass sealing portion 10, and the Ag layer 4c is used as the surface layer. The surface pattern 4 does not change over a long period of time. Thereby, good light reflectivity is maintained. Further, even if the surface pattern 4 is formed in a size equivalent to the width of the Au bump 7, since the metal reflection absorption loss is small, it is excellent in the reflection of light emitted from the LED element 2 to the substrate side, and the light extraction property. In addition, it is excellent in cost saving due to the fact that the formation area of the surface pattern 4 can be reduced.

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。 Moreover, since ZnO—B 2 O 3 —SiO 2 —Nb 2 O 5 —Na 2 O—Li 2 O-based heat-sealing glass was used as the glass sealing portion 10, the stability of the glass sealing portion 10 and The weather resistance can be improved. Accordingly, even when the glass-sealed LED 1 is used over a long period of time in a harsh environment or the like, the deterioration of the glass-sealed portion 10 is suppressed, and the temporal decrease in light extraction efficiency is effectively suppressed. be able to. Furthermore, since the glass sealing part 10 has a high refractive index and a high transmittance characteristic, it is possible to realize both high reliability and high light emission efficiency.

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。   In addition, for glass, a refractive index of n = 1.6 or more, which is difficult with a transparent resin material, can be selected. Further, as an LED element 2, an LED element using a GaN substrate as the same refractive index member as that of a light emitting layer epitaxially grown with GaN is used. By selecting, the light emitted in the LED element 2 can be efficiently incident on the glass. And since the refractive index n of glass is 1.6 or more, what tends to contain light in glass can be radiated outside as much as possible.

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。   Moreover, since glass has a thermal conductivity that is 10 times or more superior to that of transparent resin, it is possible to radiate heat generated from the glass-sealed LED element 2 from the glass surface to the atmosphere.

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。   Moreover, in this embodiment, since plate-shaped glass can be collectively sealed with respect to the plurality of LED elements 2, the glass-sealed LED 1 having the plurality of LED elements 2 can be easily mass-produced by dicer cutting. In addition, since heat-sealing glass is processed in a highly viscous state, it is not necessary to take measures to prevent the material from flowing out like a sealing resin.

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。   Moreover, the LED element 2 can be flip-mounted to form a small and high-brightness glass-sealed LED 1 in which nine LED elements 2 are mounted in a 2.6 mm square area. This is because the glass sealing portion 10 and the element mounting substrate 3 having the same thermal expansion coefficient are selected without using a wire bonding space, and a small space is obtained by the strong bonding at the interface based on the chemical bond. This is because no interfacial delamination occurs even with adhesion at.

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。   Furthermore, since the thermal expansion coefficients of the LED element 2 and the glass sealing part 10 are equivalent, the thermal expansion coefficients of the members including the element mounting substrate 3 are equivalent, and in the temperature difference between the high temperature processing and normal temperature in glass sealing. However, the internal stress is extremely small, and stable workability without causing cracks can be obtained. In addition, since the internal stress can be reduced, the glass-sealed LED 1 is excellent in reliability with no bump peeling even when flip mounting is performed using two-point bumps. The fact that bump peeling does not occur even when flip mounting is performed using two-point bumps is the same as when glass sealing with alkoxide is performed instead of low-melting glass. When an epoxy resin or silicon resin is used as the sealing material, the difference in thermal expansion coefficient from the LED element 2 or the element mounting substrate 3 becomes large, and the bump peeling or peeling at the interface of the element mounting substrate 3 due to the thermal stress based on the difference. Therefore, the above-described two-point junction type LED element 2 cannot be resin-sealed on the element mounting substrate 3. On the other hand, when the sealing material is the glass described in the present embodiment as described above, the difference in thermal expansion coefficient between the LED element 2, the element mounting substrate 3, and the glass sealing portion 10 becomes small, and bumps caused by thermal stress No peeling or peeling at the interface of the element mounting substrate 3 occurs. From this, it becomes possible to seal the two-point junction type LED element 2 while allowing the positional deviation.

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。   Further, in the element mounting patterns 40A to 40C on which the two-point junction type LED element 2 is mounted, the pattern formation width can be narrowed to a size equivalent to the bump diameter size. The contact area between the first surface, which is a surface, and the glass sealing portion 10 is increased, the glass adhesive strength is improved, and a preferable configuration for heat dissipation from the glass sealing portion 10 is obtained.

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。   In addition, by dividing the element mounting substrate 3 integrated with the glass sealing portion 10 with a dicer or the like, a small number and a large number can be collectively produced, and the glass-sealed LED 10 that is inexpensive and excellent in mass productivity can be obtained. .

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。   Furthermore, by using the element mounting substrate 3 made of alumina, it is possible to reduce the member cost and it is easy to obtain, so that it is possible to realize mass productivity and reduction of the apparatus cost. In addition, since alumina is excellent in thermal conductivity, it can be constructed with a margin for increasing the amount of light and increasing the output, and is optically advantageous because the light absorption of alumina is small.

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。   In the first embodiment, the glass-sealed LED 1 using the GaN-based semiconductor material as the LED element 2 has been described. However, the LED element is not limited to the GaN-based LED element 2, and for example, a ZnSe-based or A light emitting element made of another semiconductor material such as SiC may be used. Further, the LED element 2 may not have a peak wavelength in a blue region, but may have a peak wavelength in an ultraviolet region, a green region, a red region, or the like. Moreover, the fluorescent substance 11 may not be contained in the glass sealing part 10, and all of the light emitted from the LED element 2 may be extracted without wavelength conversion.

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。   Also, the number of LED elements 2 to be mounted is not limited to the above nine, and one or a plurality of LED elements 2 can be mounted within a mountable range.

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。   FIG. 6 is a plan view of another glass-sealed LED according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 6, the glass sealing portion provided on the element mounting substrate 3 is not shown for ease of explanation, and the outer shape and the position of the Au bump are shown for the LED element 2. In this glass-sealed LED 1, a plurality of (9) LED elements 2 having a rectangular shape of 480 μm × 240 μm are mounted on the surface pattern 4 of the element mounting substrate 3 instead of the 346 μm square LED elements 2 shown in FIG. It is a thing. About another structure, it is the same as that of glass sealing LED1 shown in FIG.1 and FIG.2.

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。   FIG. 7 is a longitudinal sectional view of another glass-sealed LED according to the first embodiment shown in FIG. In this glass-sealed LED 1, since the rectangular LED element 2 is mounted, it is mounted on the element mounting pattern 40B at a pitch L2 different from the pitch L1 when mounting the LED element 2 of 346 μm square shown in FIG. ing.

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。   Thus, even if the LED element 2 is a rectangular LED element having a large size in the length direction of the element mounting pattern 40B formed in a broken line shape, the Au bump can be obtained by using the two-point junction type LED element 2. 7, the plurality of rectangular LED elements 2 can be mounted at a desired pitch. Further, it is possible to secure the wiring structure by the electrode pattern 5 and the effective heat radiation area by the heat radiation pattern 6.

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。   FIG. 8 is a plan view of a glass-sealed LED showing a second embodiment of the present invention. In the following description, the same elements as those described above are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted as appropriate.

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。   As shown in FIG. 8, the glass-sealed LED 1 is different from that of the first embodiment in the shape of the surface pattern 4 provided on the surface of the element mounting substrate 3. The direction of the LED element 2 is different.

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。   The surface pattern 4 is configured by connecting element mounting patterns 40A to 40C formed in a broken line shape with respect to the length direction by a folded portion 40D. The surface pattern 4 of the LED elements 2 mounted on the element mounting patterns 40A and 40C. The electrode arrangement direction is different from the electrode arrangement direction of the LED element 2 mounted on the element mounting pattern 40B.

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。   FIG. 9 is a plan view showing the back surface of the element mounting board before LED element mounting in the second embodiment. In this element mounting substrate 30, the electrode pattern 5 and the heat radiation pattern 6 are arranged in a strip shape on the back surface of the substrate, and a plurality of LED elements are mounted on a surface pattern provided on the surface (not shown), and glass sealing is performed. Later, by separating the glass-sealed LEDs individually by dicing or the like, the strip-shaped electrode pattern 5 and the heat radiation pattern 6 are cut according to the size of the glass-sealed LED. Thereby, as shown in FIG. 8, the structure which arrange | positions the thermal radiation pattern 6 in the center in the back surface of the element mounting substrate 3, and a pair of electrode pattern 5 is provided in the both sides is obtained.

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。   FIG. 10 is a partially enlarged view showing an element mounting substrate surface after LED element mounting in the second embodiment. The element mounting substrate 30 on which the plurality of LED elements 2 are mounted is divided into individual glass-sealed LEDs 1 after being glass-sealed by hot pressing of the sealing glass.

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。   Even in such a configuration, since the interval between the adjacent LED elements 2 is appropriately maintained, the light loss due to absorption of light emitted from the adjacent LED elements 2 is small, and the total length of the surface pattern 4 is reduced to the first. The surface pattern 4 of the embodiment can be made smaller and cheaper. Moreover, about the preferable heat dissipation structure which radiates the heat | fever accompanying the light emission of LED element 2 via the heat dissipation pattern 6 provided in the back surface of the element mounting part 40, it is the same as that of 1st Embodiment.

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。   FIG. 11 is a plan view of a glass-sealed LED showing a third embodiment of the present invention. In FIG. 11, for ease of explanation, a glass sealing portion provided on the element mounting substrate 3 is not shown, and the LED element 2 is shown with respect to the outer shape and the position of the Au bump.

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。   As shown in FIG. 11, the glass-sealed LED 1 is provided with a surface pattern 4 having four through holes 42A and 42B penetrating in the thickness direction of the element mounting substrate 3 in the vicinity of the corner of the substrate. The through holes 42A and 42B are electrically connected to electrode patterns 5A and 5B provided on the back surface of the element mounting substrate 3. In addition, the surface pattern 4 is integrally provided with an identification portion 41 used as a positioning mark when the element is mounted in the vicinity of the through holes 42A and 42B. The surface pattern 4 is formed so that the p-side element mounting patterns 40A to 40C connected to the through-hole 42A are connected in parallel to the n-side pattern 40F connected to the through-hole 42B. Three LED elements 2 are mounted in series on each of the formed element mounting patterns 40A to 40C.

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。   As described above, the element mounting patterns 40A to 40C in which the plurality of LED elements 2 are mounted in series are arranged in parallel so that the electrode arrangement direction is the same and electrically connected in parallel. Therefore, the glass-sealed LED 1 having a high degree of freedom in device mounting can be obtained. In the second embodiment, the configuration in which the square LED element 2 is mounted has been described. However, it is also possible to mount the rectangular LED element 2.

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。   FIG. 12 is a plan view of a glass-sealed LED showing a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 12, the glass sealing portion provided on the element mounting substrate 3 is not shown for ease of explanation, and the outer shape of the LED element 2 and the position of the Au bump are shown.

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。   As shown in FIG. 12, this glass-sealed LED 1 is an element described in the first embodiment of a two-point junction type square LED element 2 in which a p-side pad electrode and an n-side electrode are arranged in a diagonal direction. Nine LEDs are mounted and formed on the surface of the mounting substrate 3, whereby the LED elements 2 are mounted with an inclination of 45 degrees with respect to the element mounting patterns 40A to 40C formed in a broken line shape. .

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。   As described above, the two-point junction type LED element 2 in which the p-side pad electrode and the n-side electrode are arranged diagonally is also tolerant in the pattern length direction for positioning when the LED element is mounted. A glass-sealed LED 1 having a high degree of freedom in mounting property can be obtained. Further, even when the LED element 2 is mounted with an inclination with respect to the element mounting patterns 40A to 40C, the heat generated by the light emission is efficiently removed by the heat radiation pattern 6 provided on the back surface of the element mounting substrate 3. can do.

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。   FIG. 13 is a plan view of a glass-sealed LED showing a fifth embodiment of the present invention. In FIG. 13, the glass sealing portion for sealing the surface of the element mounting substrate 3 is not shown, and the LED element 2 is shown with respect to the outer shape and the position of the Au bump.

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。   As shown in FIG. 13, this glass-sealed LED 1 has a two-point junction type rectangular LED element 2 in which a p-side pad electrode and an n-side electrode are arranged on one line on the surface of a rectangular element mounting substrate 3. It is formed by mounting three and sealing the glass by hot press processing of the sealing glass. The element mounting substrate 3 has a surface pattern 4 that connects the LED elements 2 in series on the front surface, and has an electrode pattern 5 and a heat radiation pattern 6 on the back surface. The electrode pattern 5 is disposed on both sides of the heat dissipation pattern 6 provided in the center of the element mounting substrate 3 and is electrically connected to the via pattern forming portion 43 of the surface pattern 4 via the via pattern provided in the substrate thickness direction. It is connected.

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。   The LED element 2 has a size of 480 μm × 240 μm × 100 μm, and the long side of the LED element is arranged perpendicular to the long side direction of the element mounting substrate 3.

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。   The surface pattern 4 is formed discontinuously while being folded back in an L shape with respect to the length direction from one via pattern forming portion 43 to the other via pattern forming portion 43, and electrically connects the LED elements 2. The bonding portion of the Au bump 7 is formed so as to have a length in the long side direction of the element mounting substrate 3, thereby having a degree of freedom of the element bonding position.

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。 FIG. 14 is a cross-sectional view of the glass-sealed LED taken along the line BB in FIG. The element mounting substrate 3 is made of an alumina polycrystalline sintered material, is 0.25 mm thick and is formed by 1.0 × 2.4 mm, and has a thermal expansion coefficient α of 7 × 10 −6 / ° C. The surface pattern 4 provided on the surface of the element mounting substrate 3 and the LED element 2 mounted on the element mounting portion 40 are glass-sealed by the glass sealing portion 10.

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。   The surface pattern 4 includes a W layer 4a patterned according to the electrode shape of the LED element 2, a thin Ni layer 4b covering the surface of the W layer 4a, and a thin Ag layer covering the surface of the Ni layer 4b. 4c. The electrode pattern 5 and the heat radiation pattern 6 provided on the back surface of the element mounting substrate 3 also have the same layer structure as the surface pattern 4, except that a thin Au layer is provided on the surface. The electrode pattern 5 is electrically connected to the surface pattern 4 by a via pattern 4 d made of W filled in a via hole 3 a formed in the element mounting substrate 3 in the via pattern forming portion 43 of the surface pattern 4.

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。 The glass sealing portion 10 is made of ZnO—B 2 O 3 —SiO 2 —Nb 2 O 5 —Na 2 O—Li 2 O-based heat fusion glass, and is formed in a rectangular parallelepiped shape on the element mounting substrate 3. The thickness from the element mounting substrate 3 is 0.7 mm. The side surface 10 a of the glass sealing portion 10 is formed by cutting a plate glass bonded to the element mounting substrate 3 by hot press processing together with the element mounting substrate 3 with a dicer. Moreover, the upper surface 10b of the glass sealing part 10 is one surface of the plate glass bonded to the element mounting substrate 3 by hot pressing. Moreover, the refractive index of the heat sealing | fusion glass of the glass sealing part 10 is 1.7.

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。   Further, in the glass sealing part 10, a phosphor 11 is dispersed, and a YAG phosphor is used as the phosphor 11. The phosphor 11 has an average particle diameter of 10 μm and is contained in the glass sealing part 10 by 2.2% by weight. The phosphor 11 may be a silicate phosphor or a mixture of YAG and silicate phosphor at a predetermined ratio.

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。   Thus, even when the LED element 2 is mounted so that the long side direction of the element is arranged at a right angle with respect to the surface pattern 4 provided on the rectangular element mounting substrate 3, the two-point junction type By using this LED element 2, it is possible to increase the tolerance of the mounting position, and the glass-sealed LED 1 having excellent mass productivity can be obtained. In addition, the heat radiation pattern 6 provided so as to cover the electrode joint portion of the LED element 2 on the back surface of the element mounting substrate 3 can efficiently remove heat generated by light emission of the plurality of LED elements 2.

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。   FIG. 15 is a plan view of a glass-sealed LED showing a sixth embodiment of the present invention. In FIG. 15, a glass sealing portion for sealing the surface of the element mounting substrate 3 is not shown.

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。   As shown in FIG. 15, this glass-sealed LED 1 includes a two-point junction type rectangular LED element 2 in which a p-side pad electrode and an n-side electrode are arranged on one line on the surface of a rectangular element mounting substrate 3. It is formed by mounting three and sealing the glass by hot press processing of the sealing glass. The element mounting substrate 3 has a surface pattern 4 that connects the LED elements 2 in series on the front surface, and has an electrode pattern 5 and a heat radiation pattern 6 on the back surface. The electrode pattern 5 is disposed on both sides of the heat radiation pattern 6 provided in the center of the element mounting substrate 3.

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。   The surface pattern 4 is formed discontinuously while being folded back in an L shape in the length direction from one through hole 42 to the other through hole 42.

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。 16 is a cross-sectional view of the glass-sealed LED in the CC section of FIG.
The electrode pattern 5 is electrically connected to the surface pattern 4 through a through hole 42 penetrating the element mounting substrate 3 in the thickness direction. About another structure, it is the same as that of glass-sealed LED1 of 5th Embodiment.

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。   Thus, the structure by which the surface pattern 4 and the electrode pattern 5 are electrically joined by the through hole 42 may be sufficient. Since the glass sealing portion 10 provided on the surface of the element mounting substrate 3 is hot-pressed in a high viscosity state, the glass sealing portion 10 does not flow out from the through hole 42 to the back side of the substrate, and has good bonding properties.

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。   FIG. 17 is a plan view of a glass-sealed LED showing a seventh embodiment of the present invention. In FIG. 17, a glass sealing portion that seals the surface of the element mounting substrate 3 is not shown.

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。   As shown in FIG. 17, the glass-sealed LED 1 includes a two-point junction type square LED element 2 in which a p-side pad electrode and an n-side electrode are arranged diagonally, and a surface of a rectangular element mounting substrate 3. The three are mounted and are sealed with glass by hot pressing of the sealing glass. The element mounting substrate 3 has a surface pattern 4 that connects the LED elements 2 in series on the front surface, and has an electrode pattern 5 and a heat radiation pattern 6 on the back surface.

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。   The surface pattern 4 is formed discontinuously while being folded back in a saw blade shape in the length direction from one via pattern forming portion 43 to the other via pattern forming portion 43.

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。   The electrode pattern 5 is disposed on both sides of the heat radiation pattern 6 provided in the center of the element mounting substrate 3, and the side adjacent to the parallelogram-shaped heat radiation pattern 6 provided in the center of the substrate has a predetermined angle, and A pair of electrode patterns 5 are formed so as to have rotational symmetry with respect to the heat radiation pattern 6. This predetermined angle is determined so as to include the bonding portion of the Au bump 7 in the surface pattern 4. The electrode pattern 5 is electrically connected to the via pattern forming portion 43 of the surface pattern 4 via a via pattern provided in the substrate thickness direction. The surface pattern 4 has an angle with respect to the long side of the element mounting substrate 3 so that the p-side pad electrode and the n-side electrode of the adjacent LED element 2 are connected in series. Even if a displacement occurs, it is formed so as to ensure electrical bondability. About another structure, it is the same as that of glass-sealed LED1 of 5th Embodiment. The shape of the surface pattern 4 is not limited to that shown in the figure.

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。   Thus, even in the case of the two-point junction type square LED element 2 in which the p-side pad electrode and the n-side electrode are arranged diagonally, the positional deviation in the long side direction of the substrate when the element is mounted is within a certain range. Thus, a glass-sealed LED 1 having excellent mass productivity can be obtained. Further, by providing the heat radiation pattern 6 on the back surface of the element mounting substrate 3 corresponding to the mounting portion of the LED element 2, the heat dissipation can be improved.

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。   FIG. 18 is a plan view of a glass-sealed LED showing a seventh embodiment of the present invention. In FIG. 18, a glass sealing portion for sealing the surface of the element mounting substrate 3 is not shown.

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。   As shown in FIG. 18, the glass-sealed LED 1 includes a two-point junction type square LED element 2 in which a p-side pad electrode and an n-side electrode are arranged on one line, and the center of the surface of the square element mounting substrate 3. And the glass is sealed by hot pressing of the sealing glass. The element mounting substrate 3 has a surface pattern 4 connected to the via pattern forming portion 43 on the front surface, and has an electrode pattern 5 and a heat radiation pattern 6 on the back surface.

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。   As described above, even when one two-point junction type square LED element 2 in which the p-side pad electrode and the n-side electrode are arranged on one line is used, the position in the long side direction of the substrate when the element is mounted. The deviation can be allowed within a certain range, and the glass-sealed LED 1 excellent in mass productivity can be obtained. Moreover, it can be set as the solid element device which has the electrode pattern 5 and the heat radiation pattern 6 in the back surface on the opposite side to the surface in which the glass sealing part of the element mounting substrate 3 is provided, and electrical connection and ensuring of a heat radiation path are carried out on the same surface. Can be realized. The LED element 2 mounted on the element mounting substrate 3 may be a two-point junction type square LED element 2 in which the p-side pad electrode and the n-side electrode are arranged diagonally, as described above. A rectangular LED element 2 may be used instead of the square LED element 2.

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。   FIG. 19 is a cross-sectional view showing a light emitting device using a glass-sealed LED according to an eighth embodiment of the present invention.

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。   In the light emitting device 50 shown in FIG. 19, the glass-sealed LED 1 is mounted on an aluminum base substrate 9 made of aluminum as a metal substrate. The aluminum base substrate 9 has an insulating layer 9a on the surface of an aluminum plate having a thickness of 1.0 mm, and a wiring layer 9b and a heat dissipation layer 9c patterned with copper foil on the insulating layer 9a. Is joined to the electrode pattern 5 of the glass-sealed LED 1 by solder 8. This aluminum base substrate 9 is more excellent in heat dissipation performance of the glass-sealed LED 1 than a resin base substrate such as a glass epoxy substrate. The heat dissipating layer 9c is joined to the heat dissipating pattern 6 provided immediately below the element mounting portion 40 of the glass-sealed LED 1 by the solder 8, and the heat transmitted through the element mounting substrate 3 is made of aluminum base via the insulating layer 9a. Heat is radiated to the substrate 9.

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。   The insulating layer 9a is not particularly limited as long as it is an insulating material. For example, the insulating layer 9a may be formed of a resin material such as an epoxy resin or polyimide containing an inorganic filler.

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。   In this way, by mounting the glass-sealed LED 1 on the aluminum base substrate 9 as a metal substrate having excellent thermal conductivity, the heat generated with the light emission of the plurality of LED elements 2 is only from the surface of the glass-sealed portion 10. In addition, the heat radiation pattern 6 can be heated to the aluminum base substrate 9 through the element mounting substrate 3, and the light emitting device 50 in which the light emitting state of the LED element 2 is stable even when used for a long time or driven with a large current is realized. it can.

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。   FIG. 20 is a sectional view showing a light emitting device using a glass-sealed LED according to the ninth embodiment of the present invention.

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。   In the light emitting device 51 shown in FIG. 20, the glass-sealed LED 1 is mounted on a copper base substrate 9A made of copper or a copper alloy as a metal substrate. The copper base substrate 9A has an insulating layer 9a made of polyimide on the surface of a copper plate having a thickness of 1.0 mm, and a wiring layer 9b patterned with a copper foil on the insulating layer 9a. It is joined to the electrode pattern 5 of the glass-sealed LED 1 by solder 8. This copper base substrate 9A is more excellent in heat dissipation performance of the glass-sealed LED 1 than the aluminum base substrate described in the eighth embodiment. The insulating layer 9a has a portion where the heat radiation pattern 6 of the glass-sealed LED 1 is provided removed, and the heat radiation pattern 6 of the glass-sealed LED 1 is solder-bonded to the surface of the copper base substrate 9A via a portion where the insulating layer 9a is not present. Has been. As a result, the heat transmitted through the element mounting board 3 is thermally conducted to the copper base board 9 </ b> A through the solder 8.

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。   As described above, by mounting the glass-sealed LED 1 on the copper base substrate 9A as a metal substrate having more excellent thermal conductivity, the heat dissipation pattern 6 of the glass-sealed LED 1 and the copper base substrate 9A can be soldered. Thus, the light emitting device 50 with higher thermal conductivity can be realized. When the LED element 2 is driven with a large current, the heat generated in the LED element 2 also increases. However, since this heat can be dissipated to the copper base substrate 9A via the heat dissipating pattern 6 provided on the back surface of the element mounting substrate 3, a high-luminance and high-output light emitting device 51 can be realized.

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。   Moreover, in each said embodiment, although the glass sealing part 10 showed what shows a rectangular parallelepiped shape, the shape of a glass sealing part is not limited to this, For example, even if what shows a hemispherical shape Of course it is good. Furthermore, for example, the glass sealing part 10 may contain diffusing particles, and other specific details such as a detailed structure can be appropriately changed.

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。FIG. 1 is a perspective view of a glass-sealed LED which is a light-emitting device showing a first embodiment of the present invention. 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。FIG. 2 is a plan view of the glass-sealed LED according to the first embodiment of the present invention. 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。FIG. 3 is a cross-sectional view of the glass-sealed LED taken along line AA in FIG. 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。FIGS. 4A and 4B show an element mounting board before LED element mounting in the first embodiment, FIG. 4A is a plan view showing a back surface of the board, and FIG. 4B is a partially enlarged view of FIG. is there. 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。FIG. 5 is a partially enlarged view showing a state in which LED elements are mounted on the surface of the element mounting substrate before division. 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。FIG. 6 is a plan view of another glass-sealed LED according to the first embodiment of the present invention. 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。FIG. 7 is a longitudinal sectional view of another glass-sealed LED according to the first embodiment shown in FIG. 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。FIG. 8 is a plan view of a glass-sealed LED showing a second embodiment of the present invention. 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。FIG. 9 is a plan view showing the back surface of the element mounting board before LED element mounting in the second embodiment. 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。FIG. 10 is a partially enlarged view showing an element mounting substrate surface after LED element mounting in the second embodiment. 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。FIG. 11 is a plan view of a glass-sealed LED showing a third embodiment of the present invention. 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。FIG. 12 is a plan view of a glass-sealed LED showing a fourth embodiment of the present invention. 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。FIG. 13 is a plan view of a glass-sealed LED showing a fifth embodiment of the present invention. 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。FIG. 14 is a cross-sectional view of the glass-sealed LED taken along the line BB in FIG. 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。FIG. 15 is a plan view of a glass-sealed LED showing a sixth embodiment of the present invention. 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。16 is a cross-sectional view of the glass-sealed LED in the CC section of FIG. 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。FIG. 17 is a plan view of a glass-sealed LED showing a seventh embodiment of the present invention. 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。FIG. 18 is a plan view of a glass-sealed LED showing a seventh embodiment of the present invention. 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。FIG. 19 is a cross-sectional view showing a light emitting device using a glass-sealed LED according to an eighth embodiment of the present invention. 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。FIG. 20 is a sectional view showing a light emitting device using a glass-sealed LED according to the ninth embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

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   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass sealing LED, 2 ... LED element, 3 ... Element mounting substrate, 3a ... Via hole, 4 ... Surface pattern, 4a ... W layer, 4b ... Ni layer, 4c ... Ag layer, 4d ... Via pattern, 5 ... Electrode 5A, 5B ... Electrode pattern, 6 ... Radiation pattern, 7 ... Au bump, 8 ... Solder, 9 ... Aluminum base substrate, 9a ... Insulating layer, 9A ... Copper base substrate, 9a ... Insulating layer, 9b ... Wiring layer, 9c ... Radiating layer, 9A ... Copper base substrate, 10 ... Glass sealing part, 10a ... Side face, 10b ... Upper surface, 11 ... Phosphor, 30 ... Element mounting substrate, 40 ... Element mounting part, 40A-40C ... Element mounting pattern , 40D ... straight line part, 40E ... folded part, 40F ... n-side pattern, 41 ... identification part, 42, 42A, 42B ... through hole, 43 ... via pattern formation part, 50 ... light emitting device, 51 ... light emitting device

Claims (16)

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。 A plurality of two-point junction type light emitting elements each having a first electrode and a second electrode;
A surface pattern on which the plurality of light emitting elements are mounted so that the first electrode and the second electrode are arranged in the same direction on the first surface; and on the opposite side of the first surface A heat dissipating pattern provided on the second surface, the heat dissipating pattern provided so as to include a joint between the first electrode and the surface pattern of the second electrode, and provided on the second surface. An element mounting substrate having a pair of electrode patterns electrically connected to the surface pattern provided on the first surface and disposed symmetrically adjacent to the heat dissipation pattern;
And a glass sealing portion that seals the first surface including the plurality of light emitting elements on the surface pattern. 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。   The element mounting substrate includes a junction of the first electrode and the second electrode of the plurality of light emitting elements formed in a square shape and arranged in a square lattice pattern on the first surface. The heat radiation pattern provided on the second surface and formed in a rectangular shape having long sides so as to be parallel to the arrangement direction of the first electrode and the second electrode, and on the second surface 2. The pair of electrode patterns provided symmetrically in a direction orthogonal to an arrangement direction of the first electrode and the second electrode with the heat radiation pattern as a center. The light emitting device according to 1. 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。   The light emitting device according to claim 1, wherein the plurality of light emitting elements have the same mounting direction of each light emitting element. 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。   The plurality of light-emitting elements are mounted on the surface pattern so that the first electrode and the second electrode of each light-emitting element are arranged in a line. The light emitting device according to claim 1. 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。   The plurality of light emitting elements are connected in series by joining the first electrode and the second electrode on the surface pattern formed discontinuously. 5. The light emitting device according to any one of 4 above. 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。   6. The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting element is configured by arranging the first electrode and the second electrode in a direction parallel to a side surface of the element. 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。   The light-emitting device according to claim 1, wherein the light-emitting element includes the first electrode and the second electrode arranged in a diagonal direction. 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。   The light emitting device according to claim 5, wherein the electrode pattern is formed in a shape having rotational symmetry with respect to the heat dissipation pattern. 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。   The light emitting device according to claim 1, wherein the surface pattern has a surface layer made of Ag. 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。   The light emitting device according to claim 3, wherein the glass sealing portion is formed of a rectangular parallelepiped glass containing a phosphor. 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。 A plurality of two-point junction type light emitting elements each having a first electrode and a second electrode;
A surface pattern on which the plurality of light emitting elements are mounted so that the first electrode and the second electrode are arranged in the same direction on the first surface; and on the opposite side of the first surface A heat dissipating pattern provided on the second surface, the heat dissipating pattern provided so as to include a joint between the first electrode and the surface pattern of the second electrode, and provided on the second surface. An element mounting substrate having a pair of electrode patterns electrically connected to the surface pattern provided on the first surface and symmetrically disposed adjacent to the heat radiation pattern; A glass-sealed LED comprising a glass-sealed portion that seals the first surface containing a light-emitting element;
A light emitting device comprising: a metal substrate electrically connected to the electrode pattern provided on the element mounting substrate of the glass-sealed LED and thermally bonded to the heat dissipation pattern. 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。   The light emitting device according to claim 11, wherein the metal substrate is made of aluminum. 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。   The light emitting device according to claim 11, wherein the metal substrate is made of copper or a copper alloy. 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。   14. The light emitting device according to claim 12, wherein the electrode pattern of the glass-sealed LED is bonded to a wiring layer formed on the metal surface through an insulating layer on the metal substrate. 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。   The heat dissipation pattern of the glass-sealed LED is bonded to a heat dissipation layer formed on the metal surface via an insulating layer on the metal substrate. Light-emitting device. 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。   The light emitting device according to claim 13, wherein the heat dissipation pattern is bonded to a surface of the metal substrate where a metal surface is exposed.
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