JP2015220426A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発光装置1は、配線基板である基体4と発光素子とを含む。基体は、母材2と接続端子3とを有する。母材は、長手方向と長手方向に直交する短手方向を有する第1主面2aと、第1主面の反対側の第2主面2bと、長手方向に延びる第1端面2cと、短手方向に延びる第2端面2dとを含む。接続端子は、母材の第1主面、第2端面及び第2主面上に設けられている。発光素子は、接続端子に接続されて第1主面上に搭載されている。母材の第1端面は、第1主面と第2主面、第2端面に連続する窪み部25を有し、窪み部の短手方向の深さより長手方向の長さのほうが大きい。窪み部上には接続端子が延長して設けられている。これにより、発光装置は薄型であっても、基体の機械的強度を維持しながら、高い半田接合強度を得る。
【選択図】図1A
Description
基体は、母材と、少なくとも母材の第1主面に正負に対応する一対の接続端子を備える。基体の形状は特に限定されず、後述する母材の形状に相当する形状となる。例えば、少なくとも第1主面が、長手方向と、長手方向に交差する又は直交する短手方向を有することがより好ましい。基体の厚さは、後述する母材の厚さによって調整することができる。例えば、最も厚い部位の厚さは、500μm程度以下が好ましく、300μm程度以下がより好ましく、200μm程度以下がさらに好ましい。また、40μm程度以上が好ましい。
母材は、線膨張係数が、後述する発光素子の線膨張係数の±10ppm/℃以内の範囲であれば、どのような材料によって形成されていてもよい。好ましくは、±9ppm/℃以内、±8ppm/℃以内、±7ppm/℃以内、±5ppm/℃以内である。これによって、発光素子を基体に実装する場合に、これまで問題となっていた、発光素子と基体との線膨張係数の差異に起因する、発光素子の基体(接続端子)からの剥がれ又は発光素子への不要な応力負荷を効果的に防止することができる。これにより、フリップチップ実装によって、発光素子の電極を基体の接続端子に直接接続することができ、より小型又は薄型の発光装置を提供することが可能となる。本発明では、線膨張係数は、TMA法で測定した値を意味する。α1及びα2のいずれかがこの値を満たしていればよいが、両方で満たすことがより好ましい。
一対の接続端子は、基体の少なくとも第1主面上に形成されていればよい。この場合、接続端子の縁部の少なくとも一部は、基体の第1主面の縁部の一部に一致するように形成することが好ましい。言い換えると、接続端子の端面の一部と基体の実装面の一部とが同一面となるように形成されていることが好ましい。これにより、発光装置を実装基板に実装する際に、実装基板と接続端子の端面とを接触(または限りなく近接)させることができる。その結果、発光装置の実装性を向上させることができる。ここで同一面とは、段差がない又はほとんどないことを意味し、数μmから十数μm程度の凹凸は許容されることを意味する。本願明細書において、同一面については以下同じ意味である。
発光素子は、基体(本実施の形態では第1主面)上に搭載されており、基体の第1主面において、第1主面上の接続端子と接続されている。1つの発光装置に搭載される発光素子は1つでもよいし、複数でもよい。発光素子の大きさ、形状、発光波長は適宜選択することができる。複数の発光素子が搭載される場合、その配置は不規則でもよく、行列など規則的又は周期的に配置されてもよい。複数の発光素子は、直列、並列、直並列又は並直列のいずれの接続形態でもよい。
第1電極及び第2電極は、半導体積層体の同一面側(基板が存在する場合にはその反対側の面)に形成されていることが好ましい。これにより、基体の正負の接続端子と発光素子の第1電極と第2電極を対向させて接合するフリップチップ実装を行うことができる。
封止部材は、少なくとも発光素子の一部を封止(被覆)又は発光素子を基体に固定する機能を有する部材である。その材料は特に限定されるものではなく、セラミック、樹脂、誘電体、パルプ、ガラス又はこれらの複合材料等が挙げられる。なかでも、任意の形状に容易に成形することができるという観点から、樹脂が好ましい。
発光素子はその上面に、つまり、発光装置の光取り出し面には、透光性部材が設けられていることが好ましい。発光素子の側面が遮光性の封止部材で被覆されており、発光素子の上面が封止部材で被覆されていない場合には、透光性部材は、封止部材の上面を被覆していることが好ましい。透光性部材は、その端面が封止部材で被覆されていても、被覆されていなくてもよい。
本発明の発光装置は、別の観点から、例えば、図5A及び5Bに示すように、基体Mの上に搭載された発光素子部(発光素子、封止部材及び透光性部材を含む)Nにおいて、
基体Mの厚さ:E
基体Mの短手方向の長さ:A
基体Mと発光素子Nとの総高さ:B
発光素子部N(透光性部材Q)の短手方向の長さ:C(=F)
発光素子部N(透光性部材Q)の長手方向の長さ:D(=J)とした場合、
B≧A (1)
D≧C (2)
A≧C (3)
E≧A (4)を満たすことが好ましい。
透光性部材Qの厚さ:G
透光性部材Qの短手方向の長さ:F
透光性部材Qの長手方向の長さ:J
発光素子の上面の短手方向の長さ:H
発光素子の長手方向の長さ:I
封止部材の長手方向に延長する端面から発光素子の長手方向に延長する端面の幅:L
封止部材の短手方向に延長する端面から発光素子の短手方向に延長する端面の幅:Kとした場合、
側面発光面積:2×{G×(F+J)}
上面発光面積:F×Jであり、
G≦100μm、好ましくはG≦50μm (5)
F×J≧2×{G×(F+J)} (6)を満たすことが好ましい。
本実施形態の発光装置1は、図1A〜図1Cに示すように、基体4と、発光素子5と、封止部材7と、を含んで構成されている。基体4は、母材2と、接続端子3と、を有する。母材2は、長手方向と該長手方向に直交する短手方向を有する第1主面2aと、第1主面2aの反対側の第2主面2bと、長手方向に延びる第1端面2cと、短手方向に延びる第2端面2dと、を含む。接続端子3は、少なくとも正負一対あって、母材の第1主面2a上に設けられている。ここでは、接続端子3は、母材2の第1主面2aである上面、短手方向に延びる第2端面2d及び第2主面2bである下面に、母材2側からCu/Ni/Au(合計厚さ:20μm、線膨張係数:20ppm/℃程度)が積層されて構成されている。基体4は、長手方向の長さが1.8mm、短手方向の幅が0.3mm、厚さが0.45mmであり、配線基板として機能する。基体4の強度は、引っ張り試験機によって測定される値が300MPa以上である。
本実施形態の発光装置21は、図4A〜図4Cに示すように、接続端子23を有する基体24と、複数の発光素子5と、封止部材27とを含んで構成されている。接続端子23は、母材22の長手方向の両側において、上面、端面及び下面に延長して配置されている。また、母材22の上面においては、複数の発光素子5を、例えば、直列接続し得る端子29がさらに配置されている。基体24の一面上において、接続端子23及び端子29は、素子接続部として突出パターン23aをそれぞれ有しており、この突出パターン23a上において発光素子5が溶融性の接合部材6によってフリップチップ実装されている。
2、12、22…母材
2a…第1主面(上面)
2b…第2主面(下面)
2c…第1端面
2d…第2端面
3、23…接続端子
3a、23a…突出パターン
3b、23b…外部接続部
3d…金属層
4、24…基体
5…発光素子
6…接合部材
7、17、27…封止部材
7a…長手方向に延長する側面
7b…短手方向に延長する側面
8…絶縁性の膜
10…透光性部材
13…複合接続端子
14…複合基体
15a…第1溝
15b…第2溝
25…窪み部
29…端子
51…実装基板
52…配線パターン
53…半田
75…導光板
Claims (7)
- 長手方向と該長手方向に直交する短手方向を有する第1主面と、該第1主面の反対側の第2主面と、前記長手方向に延びる第1端面と、前記短手方向に延びる第2端面と、を含む母材と、前記母材の前記第1主面上に設けられた接続端子と、を有する基体と、
前記接続端子に接続されて前記第1主面上に搭載された発光素子と、を備え、
前記母材の前記第1端面は、前記第1主面と前記第2端面に連続する、及び/又は前記第2主面と前記第2端面に連続する、窪み部を有し、
前記窪み部は、前記短手方向の深さより前記長手方向の長さのほうが大きく、
前記接続端子は、前記窪み部上に延長して設けられている発光装置。 - 前記接続端子は、前記第2端面上に延長して設けられている請求項1に記載の発光装置。
- 前記窪み部は、前記第1主面と前記第2主面に連続している請求項1又は2に記載の発光装置。
- 前記窪み部の前記短手方向の深さは、0.02mm以下である請求項1乃至3のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記窪み部の前記長手方向の長さに対する前記短手方向の深さの比は、0.5以下である請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記母材の前記短手方向の幅は0.5mm以下である請求項1乃至5のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記接続端子は、前記第2端面を経て前記第2主面上に延長して設けられている請求項1乃至6のいずれか一項に記載の発光装置。
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