JP6920619B2 - 発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光装置に関する。

近年、半導体発光素子は、蛍光灯に代わる照明用の光源のみならず、車両のヘッドライトなどの投光器、投光照明等の良好な指向性及び高い輝度を有する光源として利用されている。
このような用途に用いられる発光装置は、例えば、特許文献１に提案されている。
この発光装置では、複数の発光素子が、電極パターンを備えた基板上に配列されている。発光素子が接続された電極パターンは、封止部材の外側に延出して、外部電源の接続のための外部電極として用いられている。

特開２０１５−１７７１２０号公報

外部電極として用いられる電極パターンは、電極パターンと、電極パターンに接続されるワイヤ等の給電部材の形状及び／又は材料等の組み合わせによっては、長期間にわたる高電力の印加により接続不良を発生させる虞がある。

本開示は上記課題に鑑みなされたものであり、長期間にわたる接続の信頼性を確保することができる発光装置を提供することを目的とする。

本開示は以下の発明を含む。
基体と、前記基体の主面に配置される配線部とを備える基板と、
前記配線部上に実装される発光素子と、
前記基板上において前記発光素子を取り囲む枠体と、を備え、
前記配線部は、前記枠体の内側に配置され、前記発光素子と接続される第１配線層と、前記枠体の外側に配置され、前記第１配線層とは異なる材料による第２配線層と、を有し、
平面視において、前記第１配線層と前記第２配線層との境界は、前記枠体の外縁の内側に配置される発光装置。

本開示の発光装置によれば、外部からの給電部材と発光装置との接続の長期にわたる信頼性を実現することができる。

本開示の発光装置の一実施形態を示す概略平面図である。 本開示の発光装置の一実施形態を示す概略底面図である。 図１ＡのＩＩ―ＩＩ線における概略断面図である。 図２Ａ中の点線で囲んだ部分を拡大して示す図である。 本開示の発光装置の一実施形態の、基板における第１配線層と第２配線層との形態を示す概略平面図である。 図３において、枠体と配線部との位置関係を示す概略平面図である。

以下、本開示の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する発光装置等は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。また、一の実施形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。
各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。

〔発光装置〕
本開示の実施形態に係る発光装置１００は、図１Ａ乃至図２Ｂに示すように、基体１１と、基体１１の主面に配置される配線部１２とを備える基板１０と、配線部１２に実装される発光素子２０と、基板１０上において発光素子２０を取り囲む枠体４１と、を備える。配線部１２は、枠体４１の内側に配置され、発光素子２０と接合される第１配線層１２１と、枠体４１の外側に配置され、第１配線層１２１とは異なる材料による第２配線層１２２とを備え、平面視において第１配線層と第２配線層との境界は、枠体４１の外縁の内側に配置されている。
枠体４１は、平面視で略矩形状を有し、矩形の３辺が配線部１２を被覆するように形成されている。

（基板）
基板１０は、基体１１と、基体１１の主面に配置される配線部１２とを備える。配線部１２は、少なくとも一対の配線部を含む。一対の配線部１２は、対を成すそれぞれが、第１配線層１２１と、第１配線層とは異なる材料による第２配線層１２２とを備える。第１配線層１２１と第２配線層１２２とはその少なくとも一部が主面の高さ方向において重なるように配置されており、互いに電気的に接続されている。本実施形態では、第１配線層１２１の一部は第２配線層１２２に被覆されている。つまり、基板１０は、第１配線層１２１と第２配線層１２２とを基体１１側から順に備え、第１配線層１２１の一部は第２配線層に被覆されており、他の一部は第２配線層から露出している。

基板１０の上面は、後述する枠体により、発光素子の実装領域である素子載置領域と外部からの給電領域である外部接続領域とに区分される。配線部１２は、基体１１の主面において、素子載置領域から外部接続領域に至るまで連続して配置される。配線部１２は、素子載置領域においてはその最表面に第１配線層を有し、外部接続領域においてはその最表面に第２配線層を有する。

素子載置領域において、配線部１２の最表面に配置される第１配線層１２１は、発光素子２０の電極と接続され、発光素子２０と共に後述する被覆部材４０及び枠体４１で被覆される。外部接続領域において、配線部１２の最表面に配置される第２配線層１２２は、発光装置１００の上面を構成し、発光装置１００に外部から給電するための外部電極として用いられる。

ここで、第２配線層で被覆されずに配線部１２の最表面を構成する第１配線層は、素子載置領域のみに配置されることが好ましい。言い換えると、外部接続領域において、配線部１２の最表面は第２配線層のみで形成されることが好ましい。つまり、配線部１２の最表面における第１配線層と第２配線層との境界は、枠体４１の外縁の内側（つまり素子載置領域）に位置することが好ましい。

このような構成によれば、配線部１２において、素子載置領域の最表面には第１配線層１２１、外部接続領域の最表面には第２配線層１２２と、それぞれに異なる材料を用いた配線層を配置することができる。これにより、素子載置領域と外部接続領域に、それぞれ、素子との接合材料に適した配線層と、外部からの給電部材とに適した配線層とを配置することができる。これにより、発光素子と基板との接合と、外部からの給電部材と基板との接合とを、それぞれ、より強固で確実なものとすることができる。

（基体）
基体１１は、発光素子２０等が実装されるために通常使用される基板のいずれをも用いることができる。例えば、ガラス、ガラスエポキシ、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂などの樹脂、セラミックス、紙フェノール、紙エポキシ、ガラスコンポジット、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）、これらの絶縁部材を形成した金属部材等によって形成された基板が挙げられる。なかでも、耐熱性及び耐候性の高いセラミックスを利用したものが好ましい。セラミックス材料としては、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライトなどが挙げられ、これらのセラミックス材料に、例えば、ＢＴレジン、ガラスエポキシ、エポキシ系樹脂等の絶縁性材料を組み合わせてもよい。

基体１１の形状及び大きさは、発光装置の設計に応じて適宜設定することができる。例えば、板状のものが挙げられ、表面が平坦なものが好ましい。基体１１の平面形状は、四角形、円、楕円、多角形等のいずれであってもよいが、加工のし易さの観点から略矩形状であることが好ましい。

（配線部）
上述したように、基板１０の上面は、素子載置領域と外部接続領域とに区分される。素子載置領域は、発光素子２０が載置される領域である。ただし、素子載置領域は、発光素子２０との接合部分のみならず、その周辺の領域も含む。外部接続領域は、素子実装領域から延長し、外部との電気的接続を確保するための領域を意味する。なお、発光装置１００における素子実装領域と外部接続領域とは、枠体４１の外縁により、その境界が画定されるが、枠体４１が形成されていない基板１０において、両者の明確な境界はない。

配線部１２の平面視形状は、発光素子２０の電極形状、レイアウト等に対応するように、また、外部接続端子の正負の認識のために、対を成す配線部の平面形状が互いに異なることがある。つまり配線部１２は少なくとも一対の配線部を有するが、対となる配線部の平面形状は、異なる形状であってもよい。

外部接続領域において、配線部１２は、素子載置領域から延伸し、基体１１の端部近傍（つまり、配線部１２が配置される主面の外縁近傍）まで配置されていることが好ましい。配線部１２の平面積を大きくすることで、特に、素子載置領域と外部接続領域との境界より長く設けることで、電流が流れやすく、電気抵抗が低い発光装置を得ることができる。ここで端部近傍とは、配線部１２が配置される主面の外縁から配線部１２までの距離が０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍのことを意味する。
さらに、配線部１２が基体の端部近傍に配置されることにより、外部接続部への給電に用いる給電部材、例えばワイヤの接続長さを短くすることができ、給電を確実かつ容易に行うことができる。なかでも、平面視形状が略矩形の基体において、正負一対の外部接続部が、それぞれ矩形の一辺に向かって延長する形状を有することが好ましい。これにより、正負のいずれの外部接続部においても、外部からの給電部材を、同じ方向から同程度の長さで接続することができる。さらに、正負それぞれの２つの配線部は、互いに対向する他の二辺に向かって延長する形状を有することがより好ましい。これにより、例えば複数の発光装置１００を隣接させて接続する際に、隣接する発光装置それぞれの外部接続部間の距離がより短くなるため、発光装置間を接続する給電部材の長さを短くすることができる。

配線部１２は、基体１１側から、第１配線層１２１と、第１配線層１２１とは異なる材料による第２配線層１２２とがこの順に積層されている。ここで、異なる材料とは、単層構造の場合には、一部の元素が同じであっても他の一部の元素が異なるものが含まれ、積層構造の場合には、一部の層が同じであっても他の一部の層が異なるもの、積層順序が異なるもの等を包含する。

第１配線層１２１及び第２配線層１２２は、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ａｇ等の金属又はこれらの合金の単層又は積層構造で形成することができる。また、ＩＴＯ等の金属以外の導電性材料を用いてもよい。

素子載置領域において、配線部１２は第２配線層１２２で覆われていない第１配線層１２１を備え、この第１配線層１２１上に発光素子２０が載置される。第１配線層１２１の最表面は金を含む層であることが好ましい。通常、発光素子２０の電極は金を用いることが多いため、第１配線層１２１の最表面を、金を含む層とすることにより、発光素子２０との接続信頼性が向上する。金−金の接続は、信頼性が高いために、高電圧の印加によっても劣化することなく、長期にわたって信頼性の高い接続を維持することができる。具体的には、第１配線層１２１は、基体側から、Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｒｈ／Ａｕ、Ｗ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｒｈ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｒｈ／Ａｕ等のように積層された積層膜又は金の単層膜によって形成することができる。第１配線層１２１の総膜厚は、素子実装時の衝撃による第１配線層の剥がれを考慮して１．０μｍ以上が好ましく、３．０μｍ以上がより好ましい。特に、最表面が金である場合、金の厚みを、２．０μｍ以上とすることが好ましい。また、第１配線層１２１の総膜厚は、１０．０μｍ程度以下が好ましい。このような厚みにより、適度な成膜時間で所望の層を形成することができるともに、成膜時間および材料費の増大を抑制することができる。

外部接続領域において、配線部１２は基体１１側から順に第１配線層１２１と、第２配線層１２２とを備える。第２配線層には外部からの給電部材が接続される。例えば、第２配線層１２２の最表面は、銅又はアルミニウムを含む層であることが好ましく、アルミニウムを含む層であることがより好ましい。第２配線層の最表面を、アルミニウム等を含む層とすることにより、発光装置１００への給電部材にアルミニウム等のワイヤ等を用いることができる。アルミニウムは金よりも安価で、熱処理することなく、超音波のみで簡易に接合できるため、給電材料として好ましい。

給電部材は、接続信頼性の観点から、配線部１２の最表面層と同じ金属材料を用いることが好ましい。異なる金属材料同士による接続では、異種金属同士が互いに拡散し合って合金層を形成するが、金属材料の組み合わせによっては、拡散が進むと合金層が脆くなり、接続不良を引き起こす懸念がある。しかし、第２配線層１２２の最表面と給電部材とに同じ金属材料を用いることで、特に、発光素子が発生する熱に起因する接続部位の金属の合金化、さらには劣化を回避して、より確実な接続を長期にわたって確保することができる。具体的には、第１配線層側から、Ｔｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ｃｕ、Ｎｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ｃｕ等のように積層された積層膜又はＡｌ、Ｃｕの単層膜によって形成することができる。第２配線層１２２の総膜厚は、１．０μｍ以上が好ましく、４．０μｍ以上がより好ましい。特に、最表面にアルミニウム層を用いる場合、アルミニウムは軟らかい金属であるため、給電部材の接合時の衝撃による剥がれを考慮して、アルミニウム層の厚みは、３．０μｍ以上とすることが好ましい。また、第２配線層の総膜厚は適度な成膜時間、材料費等を考慮して１０．０μｍ程度以下とすることが好ましい。

基板１０は、上述した一対の配線部１２の間に、搭載しようとする発光素子２０の数に応じて、発光素子２０との電気的な接続を行うための配線部をさらに備えていてもよい。例えば、一対の配線部１２の間に、中継用の配線部を１又は複数配列してもよい。この一対の配線部１２間に配置される配線部の形状及び配置は、一対の配線部１２の形状、その電力供給制御等によって、複数の発光素子が独立して駆動するように配置してもよいし、直列、並列又はこれらの組み合わせを実現して駆動するように配置してもよい。

発光装置１００において、基板１０は、基体の主面の反対側の第２主面に、放熱部１３を備えていてもよい。放熱部１３は、発光素子の直下の領域とオーバーラップするように設けられることが好ましい。放熱部１３の平面視形状はより大面積であることが好ましい。ここでは、放熱部１３は、図１Ｂに示すように、矩形のパターンをくし型に切り欠いたような形状を複数組み合わせたような形状である。このような形状とすることで、発光装置１００の二次実装時の接合材として金属ペーストを使用した際のボイドの発生や、ボイドの大型化を抑えることができる。これにより、接合性が安定し、二次実装系も含めて高い放熱性を発揮することができる。
放熱部１３は、配線部１２と同様の金属材料を用いることができる。

発光装置１００は、上面に認識マーク１４を備えていてもよい。認識マーク１４は、略矩形の基体１１の外縁のうち配線部１２が延伸しない一辺と枠体４１の外縁との間に設けられている。認識マーク１４は、発光装置を二次実装する際の発光装置の発光面の位置認識や、製造工程において樹脂枠４１を形成する際の位置認識等に用いることができる。認識マーク１４は、配線部１２と同じ金属材料を用いて形成することができる。なかでも、認識マーク１４の表面は第２導電層１２２と同じ材料で形成されることが好ましい。認識マーク１４と外部接続領域に配置される配線部１２の表面と認識マーク１４とに同じ材料を使用することで、異なる金属材料の電位差による金属の腐食を抑制することができる。

（配線部の形成方法）
配線部１２は、当該分野で公知の方法を利用して形成することができる。例えば、以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）の方法又はこれらの一部の方法を組み合わせた方法などが挙げられる。
（ｉ）第１配線層を構成する第１配線膜を基体の主面上に成膜し、第１配線層用マスクを用いてエッチング法により第１配線膜を所定形状に加工し、第１配線層を形成する。次に、第１配線層が形成された基体上に、第２配線層を構成する第２配線膜を成膜し、第２配線層用マスクを用いてエッチング法により第２配線膜を所定形状に加工し、第２配線層を形成する方法。
（ｉｉ）第１配線層及び第２配線層をこの順に基体の主面上に成膜し、第１配線層用マスクおよび第２配線層用マスクを用いて第２配線層及び第１配線層を順次所定形状にエッチングする方法。
（ｉｉｉ）基体の主面上に、第１配線層の形状に開口した第１配線層用マスクを用いて第１配線膜を成膜し、リフトオフ法により第１配線層用マスク上の第１配線膜を除去して、所定形状の第１配線層を形成する。次に、第１配線層が形成された基体上に、第２配線層の形状に開口した第２配線層用マスクを形成し、その上に第２配線膜を成膜し、リフトオフ法により第２配線層用マスク上の第２配線膜を除去して、所定形状の第２配線層を形成する方法。
第１配線膜及び第２配線膜は、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ、ＡＬＤ等、公知の方法を利用して成膜することができる。マスクはフォトリソグラフィ、印刷等により形成することができる。
なお、発光装置１００が認識マーク１４を備える場合、認識マークのパターンを備える第２配線用マスクを用いることで、第２配線層と認識マークとを同時に形成することができる。

（発光素子）
発光素子２０は、通常、発光ダイオードが用いられる。
発光素子２０は、その組成、発光色又は波長、大きさ、個数等、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、青色、緑色の発光素子としては、窒化物系半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を用いたもの、赤色の発光素子としては、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰを用いたものが挙げられる。

発光素子２０は、通常、支持基板（例えばサファイア等の透光性基板）上に、半導体層を積層させて形成される。基板は半導体層との接合面に凹凸を有していてもよい。これにより半導体層から出射された光が基板に当たるときの臨界角を意図的に変えることができ、基板の外部に光を容易に取り出すことができる。
発光素子２０は、支持基板が半導体層の積層後に除去されていてもよい。除去は、例えば、研磨、ＬＬＯ（Ｌａｓｅｒ Ｌｉｆｔ Ｏｆｆ）等で行うことができる。

発光素子２０は、同一面側に正負一対の電極を有するものが好ましい。これにより、発光素子を実装基板にフリップチップ実装することができる。この場合、一対の電極が形成された面と対向する面が主な光取り出し面となる。フリップチップ実装は、半田等の導電性を有するペースト状の接合部材、薄膜状の接合部材又はバンプ状の接合部材を用いて、発光素子と基体上の配線部とが電気的に接続されている。
あるいは、フェイスアップ実装する場合には、一対の電極が形成された面を主な光取り出し面としてもよい。
発光素子２０は、異なる面に正負一対の電極を有するものであってもよい。正負一対の電極が反対の面に各々設けられている対向電極構造の発光素子の場合、下面電極が導電性部材で基体上の配線部に固定され、上面電極が導電性ワイヤ等で基体と接続される。いずれにおいても、発光素子２０の基板１０と対面する面と反対側の面を上面とし、上面を主な光取り出し面とすることができる。

発光素子２０が備える正負一対の電極は最表面が金であることが好ましい。金は化学的に安定であり、電気的接続の長期にわたる信頼性を確保することができる。また、上述したように、第１配線層の最表面が金を含む層である場合には、第１配線層と同じ材料、特に、金−金で接続することができるために、より信頼性の高い接続を実現することができる。

発光素子２０は、１つの発光装置において１つでもよいが、複数含まれていてもよい。１つの発光装置が複数の発光素子を含む場合、複数の発光素子は基板１０上に整列して接合されていることが好ましい。複数の発光素子は、例えば、一列に配置されてもよいし、行列状に配置されていてもよい。発光素子の数および平面形状は、得ようとする発光装置の特性、サイズ等に応じて適宜設定することができる。

なお、整列する複数の発光素子は、互いに近接していることが好ましく、車両用途、さらに発光装置の発光面における輝度分布等を考慮すると、発光素子間距離は、発光素子自体のサイズ（例えば一辺の長さ）よりも短いものが好ましく、例えば、発光素子自体のサイズの３０％程度以下がより好ましく、２０％以下がさらに好ましい。このように発光素子同士を近接して配置させることにより、発光ムラの少ない面光源の発光装置とすることができる。

発光素子２０の基板１０への搭載は、通常、接合部材６０を介して行われる。ここで、接合部材としては、例えば、錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系などの半田、ＡｕとＳｎと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等の共晶合金、あるいは、銀、金、パラジウムなどの導電性ペースト、バンプ、ＡＣＰ、ＡＣＦ等の異方性導電材、低融点金属のろう材、これらを組み合わせた導電性接着材、導電性複合接着材等が挙げられる。
なかでも、発光素子２０は、金を含む接合部材６０により配線部１２に搭載されていることが好ましく、発光素子の各電極が、一対の配線部１２それぞれに、金を含む接合部材により接合されていることがより好ましい。第１配線層の最表面が金を含む層を有する層である場合、金を含む接合部材を用いることで、より確実に長期間安定した接続を確保することができる。

（透光性部材）
透光性部材３０は、発光素子２０の上面側に配置されている。透光性部材３０は発光素子の上面と接合して設けられる。透光性部材３０は上面と下面とを有し、発光素子から出射される光を下面から入射して、上面を光取り出し面として、上面から外部に放出する。透光性部材は、例えば、発光素子から出射される光の６０％以上を透過させる部材であることが好ましい。
透光性部材３０の下面は、発光素子２０から出射された光を効率的に取り出すために、発光素子２０の上面の全部を被覆することが好ましい。つまり、透光性部材３０の上面側から見て、発光素子２０の上面が透光性部材３０の下面によって内包される形で覆われていることが好ましい。さらに、透光性部材３０の上面の面積は、発光装置１００が備える一つ以上の発光素子の上面面積の和よりも小さいことが好ましい。これにより、透光性部材３０の下面から入射された発光素子２０からの出射光を、より小さな面積である透光性部材３０の上面（つまり発光装置１００の発光面）から放出させることができる。つまり、発光装置１００は、透光性部材３０により発光素子からの出射光が絞られるため高輝度となり、より遠くを照らすことが可能となる。

透光性部材３０は、複数の発光素子を個々に被覆するものであってもよいし、複数の発光素子を一体的に被覆するものであってもよい。
透光性部材３０は、その外周側面が、被覆部材４０に被覆されていることが好ましい。

透光性部材３０の厚みは、５０〜３００μｍ程度とすることができる。
１つの発光装置が複数の透光性部材を備える場合、複数の透光性部材の上面は、面一又は略面一であることが好ましい。これにより、透光性部材の側面から発する光同士の干渉をより確実に防止することができる。一方、その数にかかわらず、透光性部材は、その上面が凹凸形状、曲面、レンズ状の種々の形状であってもよい。透光性部材の下面は、発光素子の光取り出し面に平行な面とすることが好ましい。

透光性部材３０は、光拡散材や、発光素子２０から入射される光の少なくとも一部を波長変換可能な蛍光体を含有することができる。蛍光体を含有する透光性部材３０は、例えば、蛍光体の焼結体や、樹脂、ガラス、他の無機物に蛍光体粉末を含有させたもの等が挙げられる。蛍光体の焼結体としては、蛍光体だけを焼結して形成したものでもよいし、蛍光体と焼結助剤との混合物を焼結して形成したものでもよい。蛍光体と焼結助剤との混合物を焼結する場合、焼結助剤としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、又は酸化チタン等の無機材料を用いることが好ましい。これにより、発光素子２０が高出力であったとしても、光や熱による焼結助剤の変色や変形を抑制することができる。透光性部材３０は、光透過率が高いほど、被覆部材４０との界面において光を反射させやすいため、輝度を向上させることが可能となる。

透光性部材３０に含有させる蛍光体としては、発光素子２０からの発光で励起可能なものが使用される。例えば、以下に示す具体例のうちの１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。青色発光素子又は紫外線発光素子で励起可能な蛍光体の具体例としては、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えばＹ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ）、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えばＬｕ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ）、ユウロピウムおよび／又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム系蛍光体（例えばＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２：Ｅｕ）、ユウロピウムで賦活されたシリケート系蛍光体（例えば（Ｓｒ，Ｂａ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ）、β サイアロン系蛍光体（例えばＳｉ_６−ｚＡｌ_ｚＯ_ｚＮ_８−ｚ：Ｅｕ（０＜Ｚ＜４．２））、ＣＡＳＮ系蛍光体（例えばＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ）、ＳＣＡＳＮ系蛍光体（例えば（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ）等の窒化物系蛍光体、マンガンで賦活されたフッ化珪酸カリウム系蛍光体（例えばＫ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ）、硫化物系蛍光体、量子ドット蛍光体などが挙げられる。これらの蛍光体と、青色発光素子又は紫外線発光素子と組み合わせることにより、様々な色の発光装置（例えば白色系の発光装置）を製造することができる。白色に発光可能な発光装置とする場合、透光性部材に含有される蛍光体の種類、濃度によって白色となるよう調整される。このような蛍光体を透光性部材３０に含有させる場合、蛍光体の濃度を、例えば５〜５０％程度とすることが好ましい。

透光性部材３０は、発光素子２０の上面（つまり光取り出し面）を被覆するように接合されている。接合は、例えば、導光部材５０を介して接合することができる。また、透光性部材３０と発光素子２０との接合には、導光部材５０を用いることなく、圧着、焼結、表面活性化接合、原子拡散接合、水酸基接合による直接接合を用いてもよい。
透光性部材は、通常、発光素子の上面に配置されるが、その形態によっては、配線部の一部を被覆してもよい。つまり、第１配線層上の一部及び／又は第２配線層上の一部を被覆してもよい。

（枠体）
枠体４１は、基板１０上において、発光素子２０を取り囲んで配置される。平面視において、枠体４１の外縁は、第１配線層１２１と第２配線層１２２との境界を内包している。さらに、枠体４１は、配線部１２の最表面における第１配線層と第２配線層との境界を被覆するように配置されることが好ましい。これにより、第１配線層の表面と第２配線層の表面との間の段差を枠体４１が被覆することとなり、枠体４１との接触面積が大きくなるとともに、段差によるアンカー効果を発揮させることができる。
枠体４１は基板１０の上面の外縁と離間して設けられている。これにより、発光装置１００の製造工程において、発光装置１００の集合体から個々の発光装置１００に個片化する際の個片化ライン上に、枠体４１や被覆部材４０が配置されない。つまり個片化時に樹脂部材を切断しないため、切断時の応力による樹脂部材の形状変化や基板からの剥がれ等を抑制することができる。

枠体４１は、配線部１２の一部を被覆するため、絶縁性部材で形成されている。枠体４１は、例えば絶縁性の樹脂部材を用いることができる。具体的には、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、アクリル樹脂、またこれらの樹脂の少なくとも１種以上を含むハイブリッド樹脂等を用いることができる。さらにこれらの樹脂に光反射性物質等のフィラーを含有させることができる。光反射性物質としては、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライトなどが挙げられる。

本実施形態に係る発光装置１００において、第１配線層１２１の表面における濡れ性は、第２配線層１２２の表面よりも、樹脂材料に対する濡れ性が高いことが好ましい。
これにより、例えば、枠体４１を樹脂材料で形成する際に、樹脂材料から染み出した樹脂成分が外部接続領域における配線部１２（より具体的には第２配線層の表面）上に濡れ広がることを抑制することができる。

上述したように、第１配線層１２１の最表面は金を含む層とすることが好ましい。最表面に金を用いた第１配線層の表面は、はんだ等の濡れ性がよく、接合部材６０との接続信頼性に優れている。その反面、濡れ性が良いため、樹脂材料から染み出した樹脂成分も濡れ広がりやすい。しかしながら、本実施形態に係る発光装置１００では、第１配線層１２１と第２配線層１２２との界面が枠体４１の外縁に内包されているため、枠体４１形成時の樹脂成分が外部接続領域に濡れ広がるのを抑制することができる。

外部接続領域において、第１配線層１２１は、その全てが第２配線層１２２で被覆されていることが好ましい。つまり、枠体４１の外縁と接する配線部１２の最表面は第２配線層１２２のみであることが好ましい。またこの場合、第２配線層１２２の最表面は金以外の金属層とすることが好ましい。大気中において、金以外の金属は表面に酸化膜が形成されやすく、酸化膜が形成された金属の濡れ性は悪くなる傾向にある。このため、被覆部材４０の外縁と接する位置に第２配線層１２２を配置することで、樹脂成分の濡れ広がりを抑制することが可能となる。

つまり、第２配線層１２２の表面よりも濡れ性が高い第１配線層１２１を枠体４１の外縁の内側に配置することにより、外部接続領域への樹脂成分の濡れ広がりを抑制することが可能となる。その結果、枠体および被覆部材形成時の樹脂成分の濡れ広がりによる、外部接続領域に位置する配線部と給電部材との接合不良等を抑制することができる。これらの観点から、枠体４１は、その外縁の全てが第２配線層１２２または基体１１と接するように配置されることが好ましい。
また、枠体４１が第１配線層と接するように配置される場合、第１配線層１２１は枠体４１と接する領域の表面に溝または孔１２ｂを有することが好ましい。孔１２ｂの底面には基体１１が露出していることが好ましい。これにより、枠体４１と基板１０との密着性が向上し、より信頼性に優れた発光装置１００とすることができる。

（枠体の形成方法）
枠体４１は、例えば、基板１０の上方に樹脂吐出装置のノズルを配置し、ノズルの先端から基板１０上に未硬化の樹脂材料を吐出させながら、ノズルが発光素子の周囲を少なくとも1周以上移動させることにより形成される。ノズルから吐出された未硬化の樹脂材料が基板１０上で濡れ広がり、その後硬化されることにより、断面視形状が略半円形状の枠体４１が基板１０上に形成される。さらに、ノズルを複数周移動させることにより、枠体４１を複数層重ねて、所望の高さの枠体４１を得ることができる。
枠体４１は、基板１０の上面から枠体４１の頂部までの高さが、発光装置１００の発光面よりも低くなるように形成されることが好ましい。例えば、発光装置１００が透光性部材３０を備える場合、枠体４１の頂部は、基板１０上に実装される発光素子２０の上面よりも高く、透光性部材部材の上面よりも低いことが好ましい。枠体４１をこのような高さに形成することにより、発光素子２０と枠体４１の内側面との間の距離を近づけたとしても、封止部材４０が発光装置１００の発光面を覆うことなく、枠体４１内に封止部材４０を配置することができる。枠体４１の高さは、例えば１５０μｍ以上５００μｍ以下が挙げられる。
なお、枠体４１は、樹脂印刷法、トランスファーモールド法、圧縮成型などで形成してもよい。

（被覆部材）
発光装置１００は、枠体４１内において、発光素子２０と第１配線層１２１とを被覆する被覆部材４０を備える。
被覆部材４０は、発光装置１００において、透光性部材３０の上面以外に向かう光を、透光性部材３０の上面から放出するように反射させるとともに、発光素子２０及び透光性部材３０の側面を被覆して、発光素子２０を外力、埃、ガスなどから保護するための部材である。被覆部材４０は、透光性部材３０の上面を発光装置１００の発光面として露出させて、透光性部材３０及び発光素子２０並びに基板１０の上面の一部を被覆するように設けられている。ここでの被覆とは、被覆部材４０と透光性部材３０及び発光素子２０並びに基板１０との間に別の層が介在していてもよい。別の層とは、例えば、導光部材５０等が挙げられる。

発光素子２０の上面を発光装置１００の光取り出し面とする場合、発光素子間に配置される被覆部材４０は、発光素子の上面と略面一であることが好ましい。本明細書において、略面一とは、被覆部材の厚みの±１０％程度、好ましくは±５％程度の高低差が許容されることを意味する。
あるいは、透光性部材３０の上面を発光装置１００の光取り出し面とする場合には、被覆部材の上面は、透光性部材の上面と略面一であることが好ましい。
また、複数の発光素子２０の上面に複数の透光性部材３０がそれぞれ配置されている場合には、透光性部材間に配置される被覆部材は、透光性部材の上面と略面一であることが好ましい。

被覆部材４０は、発光素子２０から出射される光を反射することができる材料から形成することができる。これによって、発光素子２０と被覆部材４０との界面で、発光素子から出射される光を発光素子内に反射させる。その結果、発光素子内で光が伝播し、最終的に発光素子の上面から透光性部材の上面、外部へと出射される。

被覆部材４０は、上述した枠体４１と同様の樹脂材料を用いて形成することができる。被覆部材４０は、発光素子２０及び透光性部材３０の側面を被覆するため、光反射性を有することが好ましく、上述した樹脂材料に光反射性物質等のフィラーを含有させることが好ましい。光反射性物質としては、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライトなどが挙げられる。光反射性物質の含有量は、被覆部材４０の光の反射量及び透過量等を変動させることができるため、得ようとする発光装置の特性等によって適宜調整することができる。例えば、光反射性物質の含有量を３０ｗｔ％以上とすることが好ましい。
被覆部材は、例えば、射出成形、ポッティング成形、印刷法、トランスファーモールド法、圧縮成形などで成形することができる。

発光装置１００において、上述したように、透光性部材３０と発光素子２０との接合は、例えば、導光部材５０を介して接合される。導光部材５０は発光素子と透光性部材３との間にも介在し、両者を接合する。さらに、導光部材５０は、図２Ａに示すように、発光素子２０の側面の一部または全部を被覆していてもよい。透光性部材３０の一部が発光素子１の主な光出射面である上面に対向していないような場合、導光部材５０は、発光素子の上面と対向していない透光性部材３０の一部を被覆するように形成することが好ましい。これにより、導光部材５０は、発光素子２０の上面及び側面からの出射光を透光性部材３０へと効率よく導光させることができる。

導光部材５０は、取り扱いおよび加工が容易であるという観点から、樹脂材料を用いることが好ましい。樹脂材料としては、上述した枠体４１と同様の樹脂材料を用いることができる。導光部材５０は、導光部材５０を形成するための樹脂材料の粘性、樹脂材料と発光素子２０との濡れ性を適宜調整して上述した形状に形成することができる。

（その他の部材）
発光装置は、保護素子２１等の別の素子、電子部品等を搭載してもよい。これらの素子及び電子部品は、被覆部材４０に埋設されていることが好ましい。

本発明の発光装置は、照明用光源、各種インジケーター用光源、車載用光源、ディスプレイ用光源、液晶のバックライト用光源、信号機、車載部品、看板用チャンネルレターなど、種々の光源に使用することができる。

１００ 発光装置
１０ 基板
１１ 基体
１２ 配線部
１２１ 第１配線層
１２２ 第２配線層
１２ｂ 孔
１３ 放熱部
１４ 認識マーク
２０ 発光素子
２１ 保護素子
３０ 透光性部材
４０ 被覆部材
４１ 枠体
５０ 導光部材
６０ 接合部材

Claims (7)

1. 矩形の基体と、前記基体の主面上に少なくとも一部が重なるように配置される第１配線層と、該第１配線層とは異なる材料による第２配線層を有する配線部とを備える基板と、
   前記配線部上に実装される発光素子と、
   前記基板上において前記発光素子を取り囲む矩形の枠体と、を備え、
   前記基板の上面は、前記枠体により、該枠体の外縁の内側の素子載置領域と、前記外縁の外側の外部接続領域とに区分され、
   前記配線部は、
   前記矩形の枠体の三辺によって被覆され、前記素子載置領域から、前記矩形の基体の外縁の三辺までそれぞれ延伸しており、かつ
   前記枠体の外縁の内側では、前記第１配線層は、前記発光素子と接続されるように前記配線部の最表面に位置し、
   前記枠体の外縁の外側では、前記第２配線層は前記配線部の最表面に位置し、
   平面視において、前記配線部の最表面に配置する前記第１配線層と、前記配線部の最表面に配置する前記第２配線層との境界は、前記枠体の外縁の内側に配置される発光装置。
2. 前記第２配線層は、前記第１配線層上に積層される請求項１に記載の発光装置。
3. 前記枠体の外側において、前記第２配線層の外縁は前記第１配線層の外縁より外側に位置する請求項１または２に記載の発光装置。
4. 前記枠体は樹脂材料を含み、
   前記第１配線層の表面における濡れ性は、前記第２配線層の表面よりも前記樹脂材料に対する濡れ性が高い請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光装置。
5. 前記枠体内において、前記発光素子と前記第１配線層とを被覆する被覆部材を備える請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光装置。
6. 前記第１配線層の最表面は金を含む層である請求項１〜５のいずれか１つに記載の発光装置。
7. 前記第２配線層の最表面は、銅又はアルミニウムを含む層である請求項１〜６のいずれか１つに記載の発光装置。

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