JP2018022742A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板と、基板の上面に位置し、ワイヤ接続部と、ワイヤ接続部と接続される連結部と、連結部と接続される素子実装部と、素子実装部と接続される延伸部とを順に有する導電層を第1方向に複数備える導電層群と、導電層群の素子実装部のそれぞれに配置される発光素子と、素子実装部と発光素子とを接合する接合部材と、を備え、連結部と延伸部が同一直線上に延びる発光装置。
【選択図】図2
Description
図1Aは発光装置100の模式的斜視図であり、図1Bは発光装置100の模式的上面図である。また、図2は発光装置100からカバー部13を除去した状態の発光装置100を示す模式的上面図である。図3Aは図2の破線で囲まれた領域の拡大図であり、図3Bは図2の破線で囲まれた領域の発光素子が実装されていない状態の導電層を示した拡大図であり、図3Cは素子実装部の近傍を拡大した拡大図である。図1〜図3Cで示すように、発光装置100は、基板1と、基板1の上面に位置する導電層群2と、導電層群2の素子実装部32のそれぞれに配置される発光素子10と、発光素子10とワイヤ接続部31とを接続するワイヤ9を備える。また、導電層3の素子実装部32と発光素子10とは接合部材(図示せず)を介して接合される。以下、各構成要素を詳細に説明する。
基板1は、複数の発光素子10を実装するものであり、上面に導電層群2を有する。基板1は、発光装置100の使用条件に応じて、材質、厚み、幅、長さ等が決められている。基板1は、金属(例えば、銅、アルミニウム)、窒化アルミニウムをはじめとするセラミックス、カーボン等の熱伝導性が高い材料から構成されていることが好ましい。これにより、基板1は、発光素子10からの熱を効率的に放熱することができる。基板1は、単層構造であってもよいし、2以上の層が積層される積層構造であってもよい。基板1の上面の導電層群2は、電解メッキ法などの方法により、例えば銅などの導電体を材料として設けられる。本開示の実施形態においては、基板1には放熱性が高い窒化アルミニウムを母材とする板状の基板を、導電層群2には銅のベースの表面に金の薄膜を設けたものを用いる。
また、基板1は固定用の固定穴14を備えていてもよい。固定穴14は、ネジ部材等を挿入し発光装置100を実装基板に固定するための穴である。
導電層群2は、基板1の上面に位置し、第1方向Pに配列された複数の導電層3からなる。第1方向Pは、複数の発光素子10が配列される方向である。導電層群2のうち1つの導電層3は、図3Bで示すように、ワイヤ接続部31と、素子実装部32と、連結部33と、延伸部34とを順に有する。ワイヤ接続部31は、発光素子10から延びるワイヤ9が接続される領域であり、素子実装部32は、発光素子10が接合部材を介して実装される領域である。また、連結部33は、ワイヤ接続部31と素子実装部32を接続させるもので、ワイヤ接続部31と素子実装部32を電気的に導通させる。延伸部34は、素子実装部32を介して連結部33の反対側で素子実装部32と接続される。発光装置100では、素子実装部32は、発光素子10の矩形形状に合わせて外周が4つの辺を有する矩形状である。なお、発光素子の形状は特に限定されず、三角形、六角形等の形状でもよい。本実施形態では、発光素子の形状は矩形形状として例示して説明する。
延伸部34を有さない発光装置の場合、接合部材を介して発光素子10を実装する際に、接合部材が連結部33の方向に流れ込み、発光素子10が連結部33の方向に引っ張られる。その結果、発光素子10が所定の位置からずれてしまい、発光素子間の望ましいピッチ間距離が実現できない可能性がある。一方で、本実施形態の発光装置100では、連結部33と延伸部34とが同一直線上に延びることで、発光素子10に対して連結部33の方向に引っ張られる応力と反対方向の延伸部34の方向に引っ張る応力を加えることができる。その結果、発光素子が所定の位置からずれることを抑制することができ位置精度のよい発光装置とすることができる。なお、素子実装部32の第2方向Qは接合部材の濡れ性の悪い絶縁性部材Xが位置するので、絶縁性部材Xの上には接合部材が付着しにくい。そのため、発光素子10の第2方向Qに対する位置精度は、第1方向Pの位置精度よりも高い。
また、素子実装部32は、第2凹部5と連続して形成され、かつ、第1方向Pに沿った形状を有する溝部6を備えていることが好ましい。第1方向Pに対して接合部材のセルフアライメント力がかかりやすい発光装置100において、溝部6が第1方向Pに沿って形成されることで、接合部材に発生するボイドをより効果的に排出することができる。
発光素子10は、素子実装部32に接合部材を介して実装される。発光装置100では、複数の発光素子10が基板1の第1方向Pに沿って配置されている。好ましくは、複数の発光素子10の中心が、第1方向Pに延びる同一直線上に位置する。より好ましくは、さらに上面視において矩形の発光素子10の一辺と、隣接する矩形の発光素子10の一辺が平行になるように配置される。
発光素子10のp電極は発光素子の裏面(接合面)に設けられている。発光素子10のp電極は、半田等の導電性ペーストを介して素子実装部32に接合される。発光素子10のn電極およびp電極は、Auなどの電気抵抗が小さく耐食性に優れた金属材料を例えば蒸着により形成される。
また、ワイヤ9は、補助電極部102の上方を通って架設されることが好ましい。図4で示す発光素子10では、補助電極部102は、発光素子10のパッド部101から第1方向Pに対して45度の角度で延びており、ワイヤ9は、補助電極部102の上を補助電極が延びる方向(第1方向Pに対して45度の角度の方向)に架設される。このようにワイヤ9を架設することにより、発光素子10から出射される光がワイヤ9で吸収される割合を抑制することができる。その結果、光取出しが良好な発光装置とすることができる。また、ワイヤ9は、上記の構成に限らず、発光素子10が配列される方向に対して90度の角度でワイヤ接続部31に架設されてもよい。これにより、ワイヤ9の長さを短くすることができ、ワイヤ9の断線等の可能性を低減することができる。なお、ワイヤ9の架設方法は、上記の方法に限られず、ワイヤが架設される方向、ワイヤの長さは任意に設定することができる。例えば、図3Aで示すように、ワイヤが架設される方向は、発光素子10が配列される方向に対して0度〜90度の方向に架設してもよい。
接合部材としては、例えば、絶縁性接合部材又は導電性接合部材を用いることができる。絶縁性接合部材としては、樹脂が挙げられ、透明樹脂、もしくは白色樹脂などが挙げられる。導電性接合部材としては、共晶材料又は半田等の導電性ペーストが挙げられる。好ましい共晶材料としては、AuとSnを主成分とする合金、AuとSiとを主成分とする合金、AuとGeとを主成分とする合金などが挙げられる。半田等の導電性ペーストとしては、AgとCuとSnとを主成分とする合金、CuとSnとを主成分とする合金、BiとSnとを主成分とする合金などが挙げられる。
発光装置100は、図1Aおよび図2Bで示すように、基板上にカバー部13を有することが好ましい。カバー部13を設けることで、発光素子10と導電層3を埃や水等から保護することができるとともに、ワイヤの断線等も抑制することができる。カバー部13は、例えば、単層のガラスであり、接合部材を介して基板の上に設けられる。
図5Aは、発光装置200の導電層3を拡大した拡大図である。図5Bは、図5Aから発光素子10を除去した状態の導電層3を示す図である。図5Aおよび図5Bで示すように、発光装置200の導電層3は、ワイヤ接続部31と、ワイヤ接続部31と接続される連結部33と、連結部33と接続される素子実装部32と、素子実装部32と接続される延伸部34とを順に備える。発光素子10は、導電層3の素子実装部32に接合部材(図示せず)を介して実装される。
発光装置200は、連結部33および延伸部34が第2方向Qに延伸して、それぞれが隣接している点で発光装置100と異なる。連結部33は、ワイヤ接続部31と素子実装部32と連結され、ワイヤ接続部31と素子実装部32の間で第2方向Qに延伸している。延伸部34は、素子実装部32と連結され、素子実装部32から第2方向Qに延伸している。
図6Aの導電層3は、1つのワイヤ接続部31が2つの連結部33と接続され、2つの連結部33が素子実装部32と連結している。そして、連結部33と延伸部34が、第2方向Qに延伸して同一直線上に延びている。
図6Bの導電層3は、2つのワイヤ接続部31のそれぞれが1つの連結部33を介して素子実装部32と連結されている。そして、2つの連結部33のそれぞれは第2方向Qの同一直線上に延伸し、2つの延伸部34のそれぞれは第2方向Qの同一直線上に延伸している。
図6Cの導電層3は、2つのワイヤ接続部31のそれぞれが1つの連結部33を介して素子実装部32と連結されている。2つの連結部33と、2つの延伸部34のそれぞれは、素子実装部32の中心を基点として斜めの方向に位置する。そして、連結部33と延伸部34が、第2方向Qに延伸して同一直線上に延びている。
次に、発光装置100の応用例について、図7を参照して説明する。
本応用例は、複数の発光装置100を用いた光源装置1000である。
光源装置1000は、第1方向Pに長い長尺形状の取付台15と、当該取付台15上に、一列に配列された複数(6個)の発光装置100と、を備えて構成されている。
100、200 発光装置
10 発光素子
101 パッド部
102 補助電極部
1 基板
2 導電層群
3 導電層
31 ワイヤ接続部
32 素子実装部
33 連結部
34 延伸部
341 第1延伸部
342 第2延伸部
4 第1凹部
5 第2凹部
6 溝部
70、71 第1辺
80、81 第2辺
9 ワイヤ
11 第1直線部
12 第2直線部
13 カバー部
14 固定穴
15 取付台
16 ネジ
17 コネクタ
L 直線
P 第1方向
Q 第2方向
X 絶縁性部材
Claims (8)
- 基板と、
前記基板の上面に位置し、ワイヤ接続部と、前記ワイヤ接続部と接続される連結部と、前記連結部と接続される素子実装部と、前記素子実装部と接続される延伸部とを順に有する導電層を第1方向に複数備える導電層群と、
前記導電層群の前記素子実装部のそれぞれに配置される発光素子と、
前記素子実装部と前記発光素子とを接合する接合部材と、を備え、
前記連結部と前記延伸部が同一直線上に延びる、発光装置。 - 前記連結部と前記延伸部が前記第1方向に延びる、請求項1に記載の発光装置。
- 上面視において、前記連結部の前記素子実装部と接続する部位の前記第1方向と垂直な方向に延びる第2方向の幅と、前記延伸部の前記素子実装部と接続する部位の前記第2方向の幅が同じである、請求項1又は請求項2に記載の発光装置。
- 前記延伸部は、第1延伸部と第2延伸部を有する、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記第1延伸部および前記第2延伸部の前記第1方向の長さは、前記第1延伸部および前記第2延伸部の前記第1方向と垂直な方向に延びる第2方向の長さよりも長い、請求項4に記載の発光装置。
- 前記第1延伸部の前記第2延伸部と対向する第1辺と、前記第2延伸部の前記第1延伸部と対向する第1辺とは前記第1方向に対して平行である、請求項4または5に記載の発光装置。
- 前記素子実装部は、前記第1方向に対して平行な第1直線部および第2直線部を有し、
前記素子実装部は、前記第1直線部を含む領域及び/又は前記第2直線部を含む領域に位置する第2凹部と、前記第2凹部と連続して形成され、前記第1方向に沿った溝部とを有する、請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の発光装置。 - 基板と、
前記基板の上面に位置し、ワイヤ接続部と、前記ワイヤ接続部と接続される2つの連結部と、前記連結部と接続される素子実装部と、前記素子実装部と接続される延伸部とを順に有する導電層を第1方向に複数備える導電層群と、
前記導電層群の前記素子実装部のそれぞれに配置される発光素子と、
前記素子実装部と前記発光素子とを接合する接合部材と、を備え、
前記2つの連結部のそれぞれは、前記第1方向と垂直な方向に延びる第2方向の同一直線上に延伸する発光装置。
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