KR102447343B1 - 발광 장치 - Google Patents

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니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤
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Abstract

피복 부재 등의 크랙을 효과적으로 억제할 수 있는 발광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
제1 랜드 및 제2 랜드를 상면에 갖는 기판과, 상기 제1 랜드에 플립 칩 실장된 제1 발광 소자와, 상기 제2 랜드에 플립 칩 실장된 제2 발광 소자와, 상기 제1 발광 소자의 측면, 상기 제2 발광 소자의 측면 및 상기 기판의 상면을 피복하는 광 반사성의 피복 부재를 구비하는 발광 장치이며, 상기 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자 사이의 상기 피복 부재에는 오목부가 설치되어 있고, 상기 오목부의 저면은 상기 기판 내에 배치되어 있는 발광 장치.

Description

발광 장치 {LIGHT EMITTING DEVICE}
본 개시는 발광 장치에 관한 것이다.
종래부터, 기판 상에 간격을 두고 배치된 복수개의 반도체 발광 소자와, 복수개의 반도체 발광 소자에 대하여 개별로 설치된 형광체 판과, 반도체 발광 소자의 상면과 형광체 판의 하면을 접착 고정하는 투명한 접착 부재와, 반도체 발광 소자 및 형광체 판을 둘러싸고, 광 반사성의 미립자를 함유하는 반사층을 구비하는 발광 장치가 제안되어 있다.
일본 특허 공개 제2015-079805호 공보
이러한 발광 장치는, 2개의 반도체 발광 소자에 끼워진 반사층에 열 응력이 집중하기 쉬워, 그것에 의해 반사층 등에 파손을 발생시킬 우려가 있다.
본 발명의 일 실시 형태는, 복수의 발광 소자의 주위를 피복하는 광 반사성의 피복 부재 등의 파손을 억제할 수 있는 발광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 형태 발광 장치는,
제1 랜드 및 제2 랜드를 상면에 갖는 기판과,
상기 제1 랜드에 플립 칩 실장된 제1 발광 소자와,
상기 제2 랜드에 플립 칩 실장된 제2 발광 소자와,
상기 제1 발광 소자의 측면, 상기 제2 발광 소자의 측면 및 상기 기판의 상면을 피복하는 광 반사성의 피복 부재를 구비하는 발광 장치이며,
상기 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자 사이의 상기 피복 부재에는 오목부가 설치되어 있고, 상기 오목부의 저면은 상기 기판 내에 배치되어 있다.
본 발명의 일 실시 형태 발광 장치에 의하면, 피복 부재 등의 크랙을 효과적으로 억제할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시 형태를 나타내는 발광 장치의 개략 평면도이다.
도 1b는 도 1a에 나타내는 발광 장치의 A-A'선 개략 단면도이다.
도 1c는 도 1a에 나타내는 발광 장치의 B-B'선 개략 단면도이다.
도 1d는 도 1a에 나타내는 발광 장치에 있어서의 주요부의 개략적인 확대도이다.
도 1e는 도 1a에 나타내는 발광 장치의 변형예에 있어서의 주요부의 개략적인 확대도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 형태를 나타내는 발광 장치의 개략 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시 형태를 나타내는 발광 장치의 개략 사시도이다.
도 3b는 도 3a에 나타내는 발광 장치의 개략 하면도이다.
도 3c는 도 3b에 나타내는 발광 장치의 C-C'선 개략 단면도이다.
이하에 설명하는 발광 장치는, 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 것으로서, 본 발명을 이하의 것에 한정되지 않는다. 또한, 도면이 나타내는 부재의 크기나 위치 관계 등은, 설명을 명확히 하기 위해서, 과장하고 있는 경우가 있다.
또한, 본원에 있어서, 상하 또는 상하면은, 도 1b에 도시한 상태에서의 발광 장치 및 각 부재의 상하 방향과 일치한 방향에 면한다.
본원에 있어서의 발광 장치(1)는, 예를 들어 도 1a 내지 1e에 도시한 바와 같이, 기판(10)과, 제1 발광 소자(21)와, 제2 발광 소자(22)와, 피복 부재(50)를 구비하고 있다. 기판(10)은, 상면(10a)에, 제1 랜드(11)와, 제2 랜드(12)를 갖고, 제1 발광 소자(21)는, 제1 랜드(11)에 플립 칩 실장되어 있다. 즉, 제1 발광 소자(21)의 한 면에 설치된 정부 전극이, 도전성 접착 부재(60)를 개재하여 제1 랜드(11)에 접속되어 있다. 제2 발광 소자(22)는, 제2 랜드(12)에 플립 칩 실장되어 있다. 즉, 제2 발광 소자(22)의 한 면에 설치된 정부 전극이 도전성 접착 부재(60)를 개재해서 제2 랜드(12)에 접속되어 있다. 피복 부재(50)는, 제1 발광 소자(21)의 측면, 제2 발광 소자(22)의 측면 및 기판(10)의 상면(10a)을 피복하고 있다. 제1 발광 소자(21) 및 제2 발광 소자(22) 사이에는, 피복 부재(50)로부터 기판(10)에 달하는 오목부(50s)가 설치되어 있다. 따라서, 이 오목부(50s)는, 그 저면(50b)이 기판(10) 내에 배치되어 있다.
이와 같은 구성을 갖는 발광 장치(1)는, 오목부(50s)에 의해, 제1 발광 소자(21)와 제2 발광 소자(22) 사이의 피복 부재(50)에 신장값이 부여되고, 이 신장값에 의해, 피복 부재의 크랙(파손)의 원인이 되는 제1 발광 소자(21)와 제2 발광 소자(22) 사이의 피복 부재(50)의 상측 방향으로의 변형을 완화할 수 있다. 이에 의해, 피복 부재(50) 등에 있어서의 파손의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 오목부(50s)는, 발광 장치(1)의 위치 결정 가이드로서 이용할 수도 있다.
또한, 오목부(50s)의 저면을 기판(10) 내에 배치함으로써, 오목부(50s)의 하방에 있어서 피복 부재(50)를 확실하게 존재시키지 않도록 할 수 있다. 이에 의해, 피복 부재(50) 등에 있어서의 파손의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 오목부(50s)를, 피복 부재(50)를 절단함으로써 형성하는 경우, 오목부(50s)의 저면을 기판(10) 내에 배치하도록 절단함으로써, 용이하게 확실하게 기판(10)의 상면(10a)에 있어서의 피복 부재(50)를 존재시키지 않도록 할 수 있다.
발광 장치(1)는, 측면 발광형이어도 되고, 상면 발광형이어도 된다. 측면 발광형의 발광 장치란, 예를 들어 발광 장치(1)가 회로 기판 등에 실장되었을 때에, 해당 회로 기판 등과 대향하는 발광 장치(1)의 측면과, 발광 장치(1)의 주 발광 방향이 서로 대략 수직인 구성을 가리킨다. 상면 발광형의 발광 장치란, 예를 들어 실장 방향과 주 발광 방향이 서로 대략 평행인 구성을 가리킨다.
발광 장치의 평면 형상은 적절히 선택할 수 있지만, 직사각 형상으로 함으로써, 양산성이 높아지기 때문에 바람직하다. 특히, 발광 장치가 백라이트용의 광원으로서 사용되는 경우의 평면 형상은, 긴 방향과 짧은 방향을 갖는 직사각형이 바람직하다. 발광 장치가 플래시용의 광원으로서 사용되는 경우에는, 평면 형상은 정사각형이 바람직하다.
(피복 부재(50))
피복 부재(50)는, 적어도 제1 발광 소자(21)와, 제2 발광 소자(22) 사이에 설치되고, 및 기판(10)의 상면(10a)을 피복하는 부재이다. 피복 부재(50)는, 발광 장치의 광 취출 효율을 향상시키는 관점에서, 광 반사성인 것이 바람직하다. 광 반사성이란, 예를 들어 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자의 발광 피크 파장에 있어서의 광 반사율이, 70％ 이상인 것을 의미한다.
피복 부재(50)의 형상은, 예를 들어 평면 형상이 사각형 등의 다각형, 원 또는 타원형 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 사각형이 바람직하고, 후술하는 제1 랜드와 제2 랜드가 배열된 방향으로 긴 사각형인 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 발광 장치를 백라이트용의 광원으로서 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 피복 부재(50)는, 제1 랜드 및 상기 제2 랜드의 배열 방향으로 연신해서 설치되고, 또한, 상면(50a) 및 하면(50bb)에 인접하는 제1 측면과, 이 제1 측면의 반대측의(대향하는) 제2 측면과, 상면(50a), 하면(50bb) 및 제1 측면과 각각 인접하는 제3 측면과 제4 측면을 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 제1 측면은, 제1 랜드와 제2 랜드의 배열 방향으로 긴 것이 바람직하다.
이하, 본 명세서에서는, 각 부재의 측면 중, 발광 장치(1)가 실장될 때에 회로 기판 등과 대향하는 측의 면을 제1 측면이라고 칭한다.
피복 부재(50)의 평면 형상은, 도 3a에 도시한 바와 같이, 발광 장치(1)의 평면 형상과 거의 일치하고 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 발광 장치를 소형으로 할 수 있다.
피복 부재(50)에 있어서의 제1 측면, 제2 측면, 제3 측면 및 제4 측면 중 적어도 어느 하나는, 발광 장치의 내측에 또는 외측으로 경사져 있는 것이 바람직하다. 특히, 상면을 향해서 내측으로 경사져 있는 것이 바람직하고, 제1 측면, 제2 측면, 즉, 상면에서 보아 제1 랜드와 제2랜드의 배열 방향에 대하여 수직인 방향에 면하는 피복 부재(50)의 측면이, 상면을 향해서 내측으로 경사져 있는 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 발광 장치(1)의 회로 기판 등으로의 실장 시에 회로 기판과 대향하는 피복 부재(50)의 제1 측면과 회로 기판면의 접촉이 억제되고, 발광 장치(1)의 실장이 안정되기 쉽다. 또한, 실장 후에 피복 부재(50)가 열 팽창했을 때, 회로 기판과의 접촉에 의한 응력을 억제할 수 있다. 또한, 실장 과정 등에 있어서, 피복 부재(50)의 제2 측면과 흡착 노즐(콜릿)의 접촉이 억제되고, 발광 장치(1)의 흡착 시의 피복 부재(50)의 손상을 억제할 수 있다. 또한, 발광 장치(1)가 조명 유닛 등에 내장되었을 때, 피복 부재(50)의 측면이 경사를 갖고 있으면, 해당 피복 부재(50)의 측면과 동일한 측에 있는 기판(10)의 측면이 우선적으로 주변 부재와 접촉하게 되고, 피복 부재(50)의 응력 변형을 억제할 수 있다. 이들의 결과, 피복 부재(50)의 크랙 발생을 보다 한층 저감할 수 있다. 경사는, 기판(10)의 상면 법선 방향에 대하여, 0.3 내지 3°인 것이 바람직하고, 0.5 내지 2°인 것이 보다 바람직하고, 0.7 내지 1.5°인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 피복 부재(50)의 제1 측면, 제2 측면, 제3 측면, 제4 측면은, 발광 장치(1)의 외측면을 구성하는 측면을 가리킨다. 피복 부재(50)가 오목부(50s)에 의해 분단되어 있는 경우에 있어서도, 제3 측면 및 제4 측면은, 오목부(50s)를 구성하는 면이 아닌, 발광 장치(1)의 외측면을 구성하는 면을 가리킨다.
피복 부재(50)의 평면 형상이, 제1 랜드 및 제2 랜드가 배열된 방향으로 긴 사각형인 경우, 피복 부재(50)의 제1 측면은, 후술하는 기판의 제1 측면(즉, 제1 측면)과 실질적으로 동일면을 형성하는 것이 바람직하다. 단, 피복 부재의 측면이 상술한 경사를 갖는 경우는, 피복 부재(50)와 기판(10)의 제1 측면끼리의 경계에 있어서, 단차가 존재하지 않고, 대략 같은 높이인 것이 바람직하다. 여기에서의 대략이란, 몇십 ㎛정도의 단차는 허용되는 것을 의미한다. 또한, 여기에서는, 제1 측면에 있어서의 피복 부재(50)와 기판(10)의 경계만이 같은 높이여도 되지만, 제1 측면 및 제2 측면의 양쪽에 있어서 같은 높이인 것이 바람직하다.
제1 발광 소자 또는 제2 발광 소자 사이에 있어서, 피복 부재(50)의 제1 발광 소자 또는 제2 발광 소자의 측면으로부터 수직인 방향으로의 폭은, 약 50㎛ 이상인 것이 바람직하다. 이에 의해, 발광 소자로부터의 광을 충분히 차광할 수 있다. 또한, 150 내지 300㎛ 정도이면, 피복 부재(50)의 강도가 높아져서 바람직하다.
피복 부재(50)는, 모재와 광 반사성 물질로 구성되는 것이 바람직하다.
(피복 부재의 모재)
피복 부재(50)는, 액상의 상태로부터 경화해서 고체가 되는 모재를 사용하는 것이 제조가 용이하고, 바람직하다. 이에 의해, 피복 부재(50)는, 트랜스퍼 성형, 사출 성형, 압축 성형, 포팅 등에 의해 용이하게 형성할 수 있다.
피복 부재의 모재로서는, 수지를 사용할 수 있다. 예를 들어, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리카르보네이트 수지, 아크릴 수지, 또는 이들의 변성 수지를 들 수 있다. 그 중에서도, 실리콘 수지 및 변성 실리콘 수지는, 내열성 및 내광성에 우수한 점에서 바람직하다. 구체적인 실리콘 수지로서는, 디메틸실리콘 수지, 페닐-메틸 실리콘 수지, 디페닐 실리콘 수지를 들 수 있다.
피복 부재(50)가 수지를 모재로서 구성되는 경우, 피복 부재(50)의 선 팽창 계수는, 후술하는 기판(10), 제1 발광 소자(21) 및 제2 발광 소자(22)를 구성하는 재료보다도 높다. 여기서, 피복 부재를 구성하는 재료가 복수 존재하는 경우, 예를 들어 모재에 후술하는 광 반사성 물질, 필러 등이 함유되어 있는 경우, 그들의 복합 재료의 선 팽창 계수를 의미한다.
(광 반사성 물질)
광 반사성 물질로서는, 예를 들어 백색 안료를 들 수 있다.
백색 안료는 산화티타늄, 산화아연, 산화마그네슘, 탄산마그네슘, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 수산화칼슘, 규산칼슘, 규산마그네슘, 티타늄산바륨, 황산바륨, 수산화알루미늄, 산화알루미늄, 산화지르코늄 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합해서 사용할 수 있다. 백색 안료의 형상은, 부정형 또는 파쇄상이어도 되지만, 유동성의 관점에서, 구상인 것이 바람직하다. 백색 안료의 입경은, 예를 들어 0.1 내지 0.5㎛ 정도를 들 수 있지만, 광 반사 및 피복의 효과를 높이기 위해서 작을수록 바람직하다. 피복 부재 중의 광 반사성 물질의 함유량은, 광 반사성 및 액상 시에 있어서의 점도 등의 관점에서, 피복 부재의 전체 중량에 대하여 10 내지 80wt％가 바람직하고, 20 내지 70wt％가 보다 바람직하고, 30 내지 60wt％가 더욱 바람직하다.
피복 부재는 추가로, 필러를 함유해도 된다. 필러로서는 산화규소, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화아연 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합해서 사용할 수 있다. 특히, 열 팽창 계수가 작은 산화 규소가 바람직하다.
(오목부(50s))
오목부(50s)는, 상술한 바와 같이, 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자 사이에 있어서의 피복 부재(50)에 배치되어 있고, 그 저면(50b)은, 기판(10) 내에 배치되어 있다.
오목부(50s)는 평면에서 보아, 피복 부재(50)가 사각형인 경우, 대향하는(반대측의) 제1 측면과 제2 측면을 연결하는 방향으로 연장되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 오목부(50s)의 단부는, 측면에 달하고 있지 않아도 되지만, 적어도 한쪽의 측면에 달하고 있는 것이 바람직하고, 양쪽의 측면에 달하고 있는 것이 바람직하다. 오목부(50s)가 피복 부재의 한 쌍의 측면에 달하고 있음으로써, 피복 부재(50)의 표면적이 증가하기 때문에, 방열성을 향상시킬 수 있고, 피복 부재(50)에 있어서의 크랙을 효과적으로 저감할 수 있다. 또한, 오목부(50s)는, 제1 측면과 제2 측면에 대하여 직교하도록 연장되어 있는 것이 보다 바람직하다. 특히, 피복 부재(50)가 직사각형인 경우, 오목부(50s)는, 긴 방향을 따라서 늘어나는데 직교하도록, 짧은 방향으로 연장하고 있는 것이 바람직하다. 피복 부재(50)의 열 팽창량은 피복 부재(50)의 긴 방향으로 커지기 때문에, 피복 부재(50)를, 긴 방향을 분단하는 형태로 오목부(50s)를 설치함으로써, 피복 부재(50)에 부하되는 열 응력을 완화시킬 수 있다. 그 결과, 피복 부재에 있어서의 크랙의 발생을 저감할 수 있다.
또한, 오목부(50s)의 저면(50b)이 기판(10) 내에 배치되어 있음으로써, 피복 부재뿐만 아니라, 기판으로부터의 방열도 확보할 수 있고, 크랙의 발생을 효과적으로 저감할 수 있다.
오목부(50s)는, 평면에서 보아, 제1 발광 소자(21)와 제2 발광 소자(22) 사이의 피복 부재(50)의 중앙부에 설치되는 것이 바람직하다. 오목부(50s)의 평면 형상은 선상, 선상으로 배열한 점상 등의 어느 것이어도 된다. 또한, 곡선상, 파선(波線)상, 파선(破線)상, 꺾은선상의 어느 것이어도 된다. 또한, 오목부(50s)의 측면은, 피복 부재(50)의 상면으로부터 기판측의 하면에 걸쳐, 수직인 것이 바람직하지만, 경사져 있어도 된다. 또한, 테이퍼상, 역 테이퍼상이어도 된다. 즉, 길이 방향을 따른 단면도에 있어서, 오목부(50s)의 측면이, 기판(10)의 상면(10a)에 대하여 수직이어도 되고, 경사져 있어도 된다.
오목부(50s)는, 제1 발광 소자(21)와 제2 발광 소자(22) 사이에 1개뿐만 아니라, 복수 설치되어 있어도 된다.
오목부(50s)의 상면에서 보아 폭(도 1e에 나타내는 W)은, 오목부(50s)를 사이에 끼우는 피복 부재(50)가 열 팽창에 의해 늘어나는 양에 의해 적절히 선택할 수 있다. 피복 부재(50)가 발광 장치의 사용 시, 제조 공정 또는 내장 공정 등에 가해지는 열에 의해 팽창된 경우에, 오목부(50s)가 남을 정도로 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 오목부(50s)의 폭 W의 하한값은, 0.01mm 이상인 것이 바람직하고, 0.03mm 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.1mm 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 오목부(50s)의 폭 W의 상한값은, 적절히 선택할 수 있지만, 제1 발광 소자(21)와 제2 발광 소자(22) 사이의 피복 부재(50)의 두께 확보의 관점에서, 0.4mm 이하인 것이 바람직하고, 0.3mm 이하인 것이 보다 바람직하다. 오목부(50s)의 길이(도 1a 중, L)는 0.3mm 이상인 것이 바람직하고, 피복 부재(50)의 상면으로부터 하면까지의 전체 길이에 걸치는 것이 보다 바람직하다. 오목부(50s)의 저면(50b)은, 기판(10)의 상면(10a)으로부터의 깊이(도 1e 중, D)가, 0.01mm 이상인 것이 바람직하고, 0.1mm 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 다른 관점에서, 기판(10)의 오목부(50s)가 배치되어 있지 않은 두께(도 1e 중, T)는, 0.3mm 이상인 것이 바람직하고, 0.4mm 이상인 것이 보다 바람직하다. 저면(50b)은, 도 1d에 도시한 바와 같이, 평탄한 면이어도 되고, 도 1e에 도시하는 바와 같이 곡면을 갖는 저면(150b)이어도 된다.
이러한 형상의 오목부(50s)가 배치됨으로써, 피복 부재(50)에 있어서의 크랙, 특히 제1 발광 소자(21), 제2 발광 소자(22), 후술하는 제1 투광성 부재(31), 제2 투광성 부재(32)의 각 측면과 직접 접하는 부위에 있어서의 크랙의 발생을 효과적으로 저감할 수 있다.
또한, 피복 부재(50)의 상면은, 평탄해도 되고, 경화 전의 표면 장력에 의한 기어 오름 및/또는 경화 수축 등에 의해 볼록면 또는 오목면이어도 된다. 여기서, 오목부(50s)는, 이러한 경화 수축에 의한 오목면과는 별도로 형성되는 것이다.
피복 부재(50)에 있어서, 오목부(50s)는, 회전 원반상의 다이싱 소에 의한 절삭, 견인 절단형 또는 압박 절단형의 커터에 의한 절단, 금형에 의한 성형 등에 의해 형성할 수 있다. 절삭이나 절단에 의해, 피복 부재(50)로부터 기체(10)에 걸치는 오목부(50s)를 용이하게 형성할 수 있다.
제조 공정 중, 복수의 발광 소자(21, 22) 또는 복수의 피복 부재(50)를 행렬상으로 형성하고, 각각 상이한 발광 장치의 일부가 되는 인접하는 피복 부재(50)를 연속해서 선상으로 절단함으로써, 오목부(50s)를 형성해도 된다. 이에 의해, 용이하게 오목부(50s)를 형성할 수 있어 바람직하다.
후술하는 바와 같이, 1개의 발광 장치에 탑재되는 발광 소자가 3 이상인 경우에는, 오목부(50s)는, 인접하는 2개의 발광 소자 사이에 각각 배치하는 것이 바람직하다.
(기판(10))
기판(10)은, 발광 소자를 실장하기 위한 것이고, 그 상면(10a)에 한 쌍의 제1 랜드(11)와, 한 쌍의 제2 랜드(12)를 포함한다. 또한, 이들 랜드 사이를 연결하는, 또는 배치하는 배선이, 기판(10)의 상면(10a), 내부, 상면에 대향하는 하면(10b) 등에 배치되어 있어도 된다.
기판(10)은, 예를 들어 수지, 섬유 강화 수지, 세라믹스, 유리, 금속, 종이 등을 사용해서 구성할 수 있다. 수지 또는 섬유 강화 수지로서는 에폭시, 유리 에폭시, 비스말레이미드트리아진(BT), 폴리이미드 등을 들 수 있다. 세라믹스로서는, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 산화지르코늄, 질화지르코늄, 산화티타늄, 질화티타늄 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 금속으로서는 구리, 철, 니켈, 크롬, 알루미늄, 은, 금, 티타늄 또는 이들의 합금 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 절연성의 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 이들 세라믹스, 수지 또는 유리 등 중에, 필러 등이 함유되어 있어도 된다.
기판은 특히, 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자의 선 팽창 계수에 가까운 물성을 갖는 것을 사용해서 형성하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 기판과 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자의 박리, 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자가 기판의 열 팽창 계수의 차에 의해 파괴되는 우려를 저감할 수 있다. 또한, 기판은, 선 팽창 계수가 작을수록, 기판(10)에 실장된 제1 발광 소자(21) 및 제2 발광 소자(22)가 움직이기 어렵고, 양쪽 소자에 끼워진 위치의 피복 부재(50)에 가해지는 열 응력이 증대하기 쉬워진다. 따라서, 본 실시 형태의 오목부(50s)에 의해 피복 부재(50)의 열 응력의 집중을 완화하는 기술적 의의가 높아진다. 이로 인해, 기판의 선 팽창 계수는, 15ppm/℃ 이하인 것이 바람직하고, 10ppm/℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 5ppm/℃ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 1ppm/℃ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 기판의 선 팽창 계수란, 상술한 세라믹스, 수지 또는 유리뿐만 아니라, 필러 등이 함유되어 있는 경우에는, 그것들의 복합 재료에 의한 기판의 선 팽창 계수로 한다.
기판(10)의 형상은, 예를 들어 평면 형상이 사각형 등의 다각형, 원 또는 타원형 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 사각형이 바람직하고, 제1 랜드와 제2 랜드가 배열된 방향으로 긴 사각형인 것이 보다 바람직하다. 또한, 기판(10)은, 상면(10a) 및 반대측의 하면(10b)과, 제1 랜드 및 제2 랜드의 배열 방향으로 연신하고, 상면(10a) 및 하면(10b)에 인접하는 제1 측면과, 제1 측면의 반대측(대향하는) 제2 측면과, 상면(10a), 하면(10b) 및 제1 측면과 각각 인접하는 제3 측면과 제4 측면을 갖고 있고, 제1 측면은, 제1 랜드와 제2 랜드의 배열 방향으로 긴 것이 바람직하다.
기판의 두께는, 기판 강도의 관점에서, 0.05mm 이상인 것이 바람직하고, 0.2mm 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 0.5mm 이하인 것이 바람직하고, 0.4mm 이하인 것이 보다 바람직하다.
기판(10)의 상면(10a)에는, 상술한 바와 같이, 오목부(50s)의 일부가 형성되어 있지만, 하면(10b)은 대략 평탄해도 되고, 또한, 도 3c에 도시한 바와 같이, 패임부(13)가 배치되어 있어도 된다. 패임부(13)의 깊이는, 기판의 강도를 확보할 수 있는 정도이고, 예를 들어 기판의 두께 5 내지 50％ 정도를 들 수 있다. 패임부(13)의 위치는, 기판의 상면으로부터의 투시에 있어서, 오목부(50s)와 겹쳐 있어도 되고, 겹쳐 있지 않아도 되고, 2 이상의 패임부(13)를 갖고 있고, 모두 또는 일부가 겹쳐 있어도 되지만, 도 3c에 도시한 바와 같이, 기판의 기체(15)의 하면은, 오목부(50s)에 대향하는 위치에 패임부를 갖고 있는 것이 바람직하다. 이러한 패임부와 오목부(50s)의 조합에 의해, 피복 부재(50)의 바람직한 응력 분산 구조를 구성할 수 있고, 피복 부재(50)의 주요부에 있어서의 크랙의 발생을 한층 더 억제하기 쉽게 할 수 있다.
패임부(13)는, 기판의 하면으로부터의 평면에서 보아, 제1 측면과 제2 측면 각각에 접하도록 배치되어 있어도 되고, 도 3에 도시한 바와 같이, 하나의 변(예를 들어 제1 측면만)과 접하도록 배치되어 있어도 되고, 기판의 변 내측에, 변으로부터 이격해서 배치되어 있어도 된다. 그 중에서도, 제1 측면만과 접하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다(도 3c 참조). 패임부(13)의 형상은, 기판의 하면에 있어서, 사각형 등의 다각형, 원, 타원형 또는 반원형 등의 어느 것이어도 된다. 두께 방향으로는, 하면에 직교하는 방향으로 연장되어 있어도 되고, 하면에 대하여 경사지는 방향으로 연장되어 있어도 된다. 경사의 정도는, 하면에 대하여 ±10도를 들 수 있다.
패임부(13)의 내면에는 배선의 일부가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 패임부(13) 내에 땜납 등의 접합 재료를 유지하도록 실장함으로써, 발광 장치(3)를 견고하게 실장할 수 있다.
(제1 랜드(11) 및 제2 랜드(12))
제1 랜드(11), 제2 랜드(12)는, 모두 도전성 재료에 의해 형성되어 있으면 되고, 공지의 전극 재료의 단층 또는 적층 구조로 할 수 있다. 예를 들어, 구리, 철, 니켈, 텅스텐, 크롬, 알루미늄, 은, 금, 티타늄, 팔라듐, 로듐 또는 이들의 합금으로 형성할 수 있다. 그 중에서도, 방열성의 관점에서, 구리 또는 구리 합금을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 랜드 및 제2 랜드의 표면에는, 도전성 접착 부재 등의 습윤성 및/또는 광 반사성 등을 확보한다고 하는 관점에서, 은, 백금, 알루미늄, 로듐, 금 또는 이들의 합금 등의 층이 설치되어 있어도 된다. 제1 랜드(11) 및 제2 랜드(12)는 동일한 재료 및/또는 구조가 아니어도 되지만, 이 동일한 재료 및/또는 구조인 것이 바람직하다. 도전성 접착 부재로서는 금, 은, 구리 등의 범프, 은, 금, 구리, 플라티나, 알루미늄, 팔라듐 등의 금속 분말과 수지 바인더를 포함하는 금속 페이스트, 주석-비스무트계, 주석-구리계, 주석-은계, 금-주석계 등의 땜납, 저융점 금속 등의 납재 등을 들 수 있다.
배선은, 제1 랜드 및 제2 랜드와 마찬가지로, 도전성 재료에 의해 형성되어 있으면 되고, 이것들과 동일한 재료로 형성되어 있어도 된다. 예를 들어, 제1 랜드(11) 및 제2 랜드(12)는, 기판측으로부터 Cu/Ni/Au 등의 적층 재료에 의해 형성할 수 있다. 제1 랜드(11) 및 제2 랜드(12)의 두께는, 적당한 전기 저항이 얻어지는 정도의 두께가 있으면 되고, 제1 랜드 및 제2 랜드와 같은 두께여도 되고, 이들의 두께보다도 얇아도, 두꺼워도 된다.
제1 랜드 및 제2 랜드는, 기판(10)의 상면에 있어서, 일렬로 배열되어 있는 것이 바람직하다. 한 쌍의 제1 랜드 또는 제2 랜드는, 사용하는 발광 소자의 전극 형태에 의해, 일렬의 배열 방향과는 다른 방향으로 배열되어 있어도 되지만, 일렬과 같은 배열 방향으로 배열되어 있는 것이 바람직하다. 이렇게 배열되는 경우에는, 발광 장치의 소형화 및 박형화를 실현하면서, 발광 장치를 사용하는 용도에 대하여 최적인 배광을 부여할 수 있다.
제1 랜드 및 제2 랜드의 형상은, 사용하는 발광 소자의 전극 형태에 의해 조정할 수 있고, 평면 형상이 사각형 등의 다각형, 원 또는 타원형 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 사각형이 바람직하다. 제1 랜드와 제2 랜드의 거리는, 사용하는 발광 소자의 전극 형태 및 크기, 피복 부재(50)의 두께 등에 의해 조정할 수 있다.
(제1 발광 소자(21) 및 제2 발광 소자(22))
제1 발광 소자(21) 및 제2 발광 소자(22)는, 적어도 반도체 소자 구조를 구비한다. 반도체 소자 구조는, 반도체층의 적층체, 즉 적어도 n형 반도체층과 p형 반도체층을 포함하고, 활성층을 그 사이에 개재하는 것이 바람직하다. 반도체 재료로서는, 질화물 반도체, InAlGaAs계 반도체, InAlGaP계 반도체, 황화아연, 셀렌화아연, 탄화규소 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 파장 변환 물질을 효율적으로 여기할 수 있는 단파장의 광을 발광 가능한 재료인, 질화물 반도체를 사용하는 것이 바람직하다. 질화물 반도체는, 주로 일반식 InxAlyGa1 -x- yN(0≤x, 0≤y, x+y≤1)로 표시된다.
제1 발광 소자 및 제2 발광 소자의 발광 피크 파장은, 반도체 재료나 그 혼정비에 의해, 자외 영역에서 적외 영역까지 선택할 수 있다. 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자의 발광 피크 파장은, 발광 효율 및 파장 변환 물질의 여기 및 그 발광과의 혼색 관계 등의 관점에서, 400 내지 530nm가 바람직하고, 420 내지 490nm가 보다 바람직하고, 450 내지 475nm가 더욱 바람직하다.
반도체 소자 구조는, 반도체 적층체에 추가로, 반도체 소자 구조를 구성하는 반도체의 결정을 성장 가능한 결정 성장용 기판을 갖고 있어도 되고, 결정 성장용 기판으로부터 분리한 반도체 소자 구조에 접합시키는 접합용 기판을 갖고 있어도 된다. 소자 기판으로서는 사파이어, 스피넬, 질화갈륨, 질화알루미늄, 실리콘, 탄화규소, 갈륨비소, 갈륨인, 인듐인, 황화아연, 산화아연, 셀렌화아연, 다이아몬드 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 사파이어가 바람직하다. 소자 기판은 투광성을 가짐으로써, 플립 칩 실장을 채용하기 쉽고, 또한 광의 취출 효율을 높이기 쉽다. 소자 기판의 두께는, 예를 들어 0.02 내지 1mm를 들 수 있다.
또한, 반도체 소자 구조는, 정부 전극 및/또는 절연막을 포함해도 된다. 정부 전극은 금, 은, 주석, 백금, 로듐, 티타늄, 알루미늄, 텅스텐, 팔라듐, 니켈 또는 이들의 합금으로 구성할 수 있다. 절연막은 규소, 티타늄, 지르코늄, 니오븀, 탄탈륨, 알루미늄으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소 산화물 또는 질화물로 구성할 수 있다.
제1 발광 소자 및 제2 발광 소자로서는, 예를 들어 LED 칩을 들 수 있다.
발광 소자는, 평면 형상이 직사각형, 특히 정사각 형상 또는 일방향으로 긴 직사각 형상인 것이 바람직하지만, 육각 형상 등이어도 된다. 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자 또는 그것들의 소자 기판의 측면은, 상면 및/또는 하면에 대하여, 수직이어도 되고, 내측 또는 외측으로 경사져 있어도 된다. 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자는, 동일면측에 정부(p, n) 전극을 갖는 것이 바람직하다.
1개의 발광 장치에 탑재되는 발광 소자의 개수는 3개 이상이어도 된다. 이 경우, 발광 소자의 발광 파장은 동일해도 되고, 상이해도 된다.
(투광성 부재)
발광 장치는, 발광 소자 상에, 투광성 부재를 갖는 것이 바람직하다. 투광성 부재는, 발광 소자로부터 발해지는 광을 장치 외부로 투과시키는 부재이고, 복수의 발광 소자에 대하여 1개여도 되지만, 각각의 발광 소자에 대하여 1개 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 발광 장치는, 제1 발광 소자(21)의 상면 상에 접합되는 제1 투광성 부재(31), 제2 발광 소자(22)의 상면 상에 접합되는 제2 투광성 부재(32)를 구비하는 것이 바람직하다.
투광성 부재는, 발광 소자의 발광 피크 파장에 있어서의 광 투과율이 60％ 이상, 바람직하게는 80％ 이상 또는 90％ 이상인 것이 바람직하다.
투광성 부재는, 예를 들어 투광성을 갖는 모재에 의해 형성할 수 있다. 투광성 부재는, 발광 소자의 광을 흡수해서 발광하는 파장 변환 물질 및/또는 필러를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 투광성 부재는, 파장 변환 물질과, 예를 들어 알루미나 등의 무기물과의 소결체 또는 파장 변환 물질의 판상 결정 등을 사용해도 된다.
투광 부재는, 투광성의 모재만, 투광성의 모재와 파장 변환 물질 및/또는 필러, 투광성의 모재와, 별도의 파장 변환 물질 및/또는 필러 등의 2 이상의 적층 구조여도 된다.
피복 부재(50)와 투광성 부재(31, 32)의 열 팽창 계수의 차는, 피복 부재(50)와 발광 소자(21, 22)의 열 팽창 계수의 차보다도 작은 것이 바람직하다. 이에 의해, 투광성 부재(31, 32)의 측면부에 있어서의 피복 부재(50)의 열 응력의 집중을 저감하고, 피복 부재(50)의 크랙 발생을 저감할 수 있다. 예를 들어, 피복 부재(50)의 모재가 수지인 경우, 투광성 부재(31, 32)의 모재도 수지인 것이 바람직하다.
한편, 고신뢰성의 발광 장치로 하기 위해서, 투광성 부재의 모재를 유리, 알루미나 등의 무기물의 소결체를 사용해서 형성하면, 피복 부재(50)와 투광성 부재의 열 팽창 계수의 차는 비교적 커진다. 이 경우에는, 투광성 부재의 측면에 있어서 피복 부재에 오목부(50s)를 설치함으로써, 피복 부재(50)의 열 응력의 집중을 완화할 수 있고, 피복 부재(50)의 크랙 발생을 저감할 수 있다.
(투광성 부재의 모재)
투광성 부재의 모재는, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리카르보네이트 수지, 아크릴 수지 또는 이들의 변성 수지, 유리 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 내열성 및 내광성에 우수한 점에서 실리콘 수지 및 변성 실리콘 수지가 바람직하다. 구체적인 실리콘 수지로서는, 디메틸 실리콘 수지, 페닐-메틸 실리콘 수지, 디페닐 실리콘 수지를 들 수 있다. 제1 투광성 부재 및 제2 투광성 부재는, 이들의 모재 중 1종 또는 2종 이상을 적층해서 구성할 수 있다.
(필러)
필러로서는, 산화규소, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화아연 등을 들 수 있다. 필러는, 이들 중에 1종 또는 2종 이상을 조합해서 사용할 수 있다. 특히, 열 팽창 계수가 작은 산화규소가 바람직하다. 또한, 필러로서, 나노 입자를 사용함으로써 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자의 청색 광 레일리 산란을 포함하는 산란을 증대시켜, 파장 변환 물질의 사용량을 저감할 수 있다. 또한, 나노 입자란, 입경이 1 내지 100nm의 입자로 한다. 「입경」은, 예를 들어 D50으로 정의할 수 있다.
(파장 변환 물질)
파장 변환 물질은, 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자가 발하는 1차 광의 적어도 일부를 흡수하여, 1차 광과는 다른 파장의 2차 광을 발하는 물질이다. 이에 의해, 가시 파장의 1차 광 및 2차 광의 혼색 광, 예를 들어 백색 광을 발하는 발광 장치로 할 수 있다.
파장 변환 물질로서는, 녹색 발광하는 형광체로서, 이트륨·알루미늄·가닛계 형광체(예를 들어 Y3(Al,Ga)5O12: Ce), 루테튬·알루미늄·가닛계 형광체(예를 들어 Lu3(Al,Ga)5O12: Ce), 테르븀·알루미늄·가닛계 형광체(예를 들어 Tb3(Al,Ga)5O12: Ce)계 형광체, 실리케이트계 형광체(예를 들어 (Ba,Sr)2SiO4: Eu), 클로로실리케이트계 형광체(예를 들어 Ca8Mg(SiO4)4Cl2: Eu), β사이알론계 형광체(예를 들어 Si6 - zAlzOzN8 -z: Eu(0<z<4.2)), SGS계 형광체(예를 들어 SrGa2S4: Eu) 등을 들 수 있다. 황색 발광의 형광체로서, α사이알론계 형광체(예를 들어 Mz(Si,Al)12(O,N)16(단, 0<z≤2이고, M은 Li, Mg, Ca, Y 및 La와 Ce를 제외한 란타나이드 원소) 등을 들 수 있다.
상기 녹색 발광하는 형광체 중에는 황색 발광하는 형광체도 있다. 이트륨·알루미늄·가닛계 형광체는, Y의 일부를 Gd로 치환함으로써 발광 피크 파장을 장파장측으로 시프트시킬 수 있고, 황색 발광이 가능하다. 이들 중에는, 주황색 발광이 가능한 형광체도 있다. 적색 발광하는 형광체로서, 질소 함유 알루미노규산칼슘(CASN 또는 SCASN)계 형광체(예를 들어 (Sr,Ca)AlSiN3: Eu), 망간 부활 불화물계 형광체(일반식 (I) A2[M1- aMnaF6]으로 표시되는 형광체이다(단, 상기 일반식 (I) 중, A는 K, Li, Na, Rb, Cs 및 NH4로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이고, M은 제4족 원소 및 제14족 원소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소이고, a는 0<a<0.2를 충족함)) 등을 들 수 있다. 망간 부활 불화물계 형광체로서는, 망간 부활 불화규산칼륨의 형광체(예를 들어 K2SiF6: Mn)를 들 수 있다. 그 중에서도, 파장 변환 물질은, 망간 부활 불화물 형광체를 포함하는 것이 바람직하다. 망간 부활 불화물계 형광체는, 스펙트럼 선폭이 비교적 좁은 발광이 얻어지고, 색 재현성의 관점에 있어서 바람직한 반면, 수분에 의해 열화되기 쉬운 성질을 갖고 있다. 따라서, 본 실시 형태와 같이 오목부(50s)에 의해 피복 부재(50)의 열 응력의 집중을 완화하여, 피복 부재(50)의 크랙 발생을 억제하고, 그 크랙으로부터의 수분의 침입을 저감하는 기술적 의의가 높다. 파장 변환 물질은, 1종이어도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다.
또한, 투광성 부재는, 형광체 함유부와 형광체를 실질적으로 포함하지 않는 부분을 갖고 있어도 된다. 형광체 함유부의 상방에 형광체를 실질적으로 포함하지 않는 부분을 배치하는 경우에는, 형광체를 수분 등의 외부 환경으로부터 보호할 수 있다.
투광성 부재 중, 수분에 의해 열화되기 쉬운 망간 부활 불화물계 형광체를 함유하는 형광체 함유부는, 투광성 부재의 발광 소자 상면을 형성하는 부분보다도 발광 소자에 가까운 측에 설치하는 것이 바람직하다. 한편, 피복 부재(50)의 크랙은, 발광 소자와 피복 부재의 열 팽창 계수의 차에 의해 발생하기 때문에, 발광 소자의 근방에 있어서 발생할 가능성이 높다. 그로 인해, 투광성 부재가 상술한 바와 같은 구성을 갖는 경우에는, 본 실시 형태와 같이 오목부(50s)에 의해 피복 부재(50)의 열 응력의 집중을 완화하여, 피복 부재(50)의 크랙 발생을 억제하고, 그 크랙으로부터의 수분이 침입하는 우려를 저감하는 기술적 의의가 높다.
발광 소자가 복수인 경우, 투광성 부재는, 동일한 파장 변환 물질을 포함하고 있어도 되고, 다른 파장 변환 물질을 포함하고 있어도 된다. 예를 들어, 제1 발광 소자 상에 제1 발광 소자로부터의 광을 흡수해서 제1 발광 소자로부터의 광과 혼합한 백색계의 광을 출력 가능한 제1 투광성 부재를 설치하고, 제2 발광 소자 상에 제2 발광 소자로부터의 광을 흡수해서 제2 발광 소자로부터의 광과 혼합한 주황색계의 광을 출력 가능한 제2 투광성 부재를 설치해도 된다.
투광성 부재는, 발광 소자의 상면 상에 접합 부재를 개재해서 접합되어 있다. 접합 부재는, 투광성을 갖고, 발광 소자와 투광성 부재의 밀착성을 확보할 수 있는 접착제 등을 들 수 있다. 접합 부재로서는, 예를 들어 실리콘 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리카르보네이트 수지, 아크릴 수지 또는 이들의 변성 수지를 들 수 있다. 그 중에서도, 내열성 및 내광성에 우수한 실리콘 수지 및 변성 실리콘 수지가 바람직하다. 실리콘 수지로서는, 디메틸 실리콘 수지, 페닐-메틸 실리콘 수지, 디페닐 실리콘 수지를 들 수 있다. 또한, 접합 부재는, 투광성 부재와 마찬가지로 필러를 함유해도 된다.
투광성 부재가, 발광 소자의 상면 상에 접합되어 있는 경우, 투광성 부재의 측면은, 피복 부재로 피복되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 투광성 부재의 측면 일부만을 피복하고 있어도 되지만, 모든 측면을 피복하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 투광성 부재의 상면(31a, 32a)은, 피복 부재의 상면(50a)과 동일면을 구성하는 것이 바람직하다.
제1 발광 소자(21) 및 제2 발광 소자(22)의 상면 상에, 각각 발열원이 되는 파장 변환 물질을 포함하는 제1 투광성 부재(31) 및 제2 투광성 부재(32)가 접합되어 있으면, 기판 상의 피복 부재(50)에 부하되는 열 응력이 증대하기 쉬워진다. 따라서, 본 실시 형태와 같이 오목부(50s)에 의해 피복 부재(50)의 열 응력의 집중을 완화하는 기술적 의의가 높다. 특히, 다른 발광 장치용 형광체에 비하여 발열량이 많은 망간 부활 불화물계 형광체를 사용하는 경우, 본 실시 형태와 같이 오목부(50s)에 의해 피복 부재(50)의 열 응력의 집중을 완화하는 기술적 의의가 높다.
또한, 투광성 부재가 발광 소자의 상면 상에 접합되는 경우, 투광성 부재를 접합하는 접합 부재가, 발광 소자의 측면 일부를 피복하는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 피복 부재는, 접합 부재를 개재해서 발광 소자의 측면 전부를 피복하도록 배치하는 것이 바람직하다.
<실시 형태 1>
이 발광 장치(1)는, 도 1a 내지 1d에 도시한 바와 같이, 가로 3.1mm, 세로 0.4mm, 깊이 0.7mm의 측면 발광형의 LED이다.
기판(10)은, 선 팽창 계수가 약 3ppm/℃의 BT 수지제(예를 들어 미쓰비시 가스 가가꾸사제: HL832NSF typeLCA)의 직육면체상의 소편이고, 그 크기는 가로 3.1mm, 세로 0.4mm, 깊이(두께) 0.36mm이다. 기판(10)의 상면(10a)에는, 제1 랜드(11) 및 제2 랜드(12)가 배치되어 있고, 기판(10)의 상면(10a) 측으로부터 구리/니켈/금이 적층되어서 구성되어 있다. 제1 랜드(11) 및 제2 랜드(12)는 각각, 정극 단자와 부극 단자의 쌍으로 구성되어 있다. 제1 랜드(11)의 정극 단자와 제2 랜드(12)의 부극 단자는, 배선(13)에 의해 접속되어 있다. 기판(10)은 2개의 관통 비아를 갖고 있고, 상면 상에 형성된 배선(13)이, 하면(10b)에 형성된 배선(18)과, 관통 비아를 개재해서 전기적으로 접속되어 있다. 기판(10)의 하면에는 추가로, 기판의 측면을 통해서 제1 랜드의 부극 단자와 전기적으로 접속한 배선(16), 제2 랜드의 정극 단자와 전기적으로 접속한 배선(17)이 형성되어 있다. 하면(10b)의 각 배선(16, 17, 18)의 일부는, 솔더 레지스트인 절연막(19)에 피복되어 있다.
제1 랜드(11) 및 제2 랜드(12) 상에는 각각, 제1 발광 소자(21) 및 제2 발광 소자(22)가 도전성 접착 부재(60)를 개재해서 플립 칩 실장되어 있다. 제1 발광 소자(21) 및 제2 발광 소자(22)는 각각, 사파이어 기판 상에 질화물 반도체의 n형 층, 활성층, p형 층이 순차 적층된, 청색(발광 피크 파장 452nm) 발광 가능한, 가로 1.1mm, 세로 0.2mm, 깊이(두께) 0.12mm의 직육면체상의 LED 칩이다. 도전성 접착 부재(60)는, 깊이(두께) 0.015mm의 금-주석계 땜납(Au:Sn=79:21)이다.
제1 발광 소자(21) 및 제2 발광 소자(22)의 상면 상에는 각각, 제1 투광성 부재(31) 및 제2 투광성 부재(32)가 접합 부재(70)를 개재해서 접착되어 있다. 제1 투광성 부재(31) 및 제2 투광성 부재(32)는 각각, 필러로서 산화규소의 나노 입자를 함유하는 페닐-메틸 실리콘 수지인 모재 중에, 파장 변환 물질로서 유로퓸 부활 β 사이알론의 제1 형광체 및 망간 부활 불화규산칼륨의 제2 형광체를 함유한다. 제1 투광성 부재(31) 및 제2 투광성 부재(32)는 각각, 가로 1.21mm, 세로 0.24mm, 깊이(두께) 0.16mm의 직육면체상의 소편이다. 제1 투광성 부재(31) 및 제2 투광성 부재(32)는 각각, 제1 발광 소자(21) 및 제2 발광 소자(22)측으로부터, 모재와 제1 형광체를 포함하는 층, 모재와 제2 형광체를 포함하는 층, 모재를 포함하는 층이 적층되어 있다. 접합 부재(70)는, 깊이(두께) 0.005mm의 디메틸실리콘 수지의 경화물이다.
기판(10)의 상면 상에는, 제1 랜드(11), 제2 랜드(12), 제1 발광 소자(21), 제2 발광 소자(22), 제1 투광성 부재(31) 및 제2 투광성 부재(32)의 측방 전체 둘레를 포위하도록, 광 반사성의 피복 부재(50)가 형성되어 있다. 피복 부재(50)는, 페닐-메틸 실리콘 수지 중에, 백색 안료로서 산화티타늄을 60wt％ 함유하고 있다. 피복 부재(50)의 상면(50a)은, 제1 투광성 부재(31)의 상면 및 제2 투광성 부재(32)의 상면과 실질적으로 동일면을 구성하고 있다. 피복 부재(50)의 최대 외경은, 기판(10)의 상면(10a)의 외경에 일치하고 있다. 즉, 피복 부재(50)의 길이 방향을 따라서 연장하는 측면은, 기판(10)의 길이 방향을 따라서 연장하는 측면과 동일면을 구성한다.
피복 부재(50)는, 제1 발광 소자(21) 및 제2 발광 소자(22) 사이의 거의 중앙에, 길이 방향을 따라서 연장하는 측면과 직교하는 오목부(50s)가 형성되어 있다. 오목부(50s)는 평면에서 보아, 폭(도 1 중, W)이 0.05mm이고, 길이(도 1 중, L)는 0.4mm이다. 오목부(50s)의 저면(50b)은, 기판(10)의 상면(10a)으로부터의 깊이(도 1 중, D)가 약 0.08mm이다. 기판(10)의 오목부(50s)가 배치되어 있지 않은 두께(도 1 중, T)는, 약 0.28mm 이상이다. 오목부(50s)의 측방으로부터 제1 발광 소자(21) 및 제2 발광 소자(22)까지의 피복 부재(50)의 두께는, 0.3mm이다. 본 실시 형태에 있어서, 피복 부재(50)의 열 팽창 계수는 약 110ppm/℃, 제1 발광 소자(21) 및 제2 발광 소자(22)의 열 팽창 계수는 약 6 내지 7ppm/℃이다.
본 실시 형태의 피복 부재(50)의 열 팽창량은 피복 부재(50)의 길이 방향으로 커지지만, 이러한 발광 장치(1)에 의하면, 피복 부재(50)를, 길이 방향을 분단하는 형태로 오목부(50s)를 설치함으로써, 제1 발광 소자(21)와 제2 발광 소자(22) 사이의 피복 부재(50)에 신장값이 부여되고, 이 신장값에 의해, 피복 부재(50)에 부하되는 열 응력을 완화시켜서, 피복 부재(50)의 열 응력의 집중을 저감시킬 수 있다. 그 결과, 피복 부재에 있어서의 크랙의 발생을 저감할 수 있다.
또한, 오목부(50s)의 저면(50b)이 기판(10) 내에 배치되어 있음으로써, 피복 부재뿐만 아니라, 기판으로부터의 방열도 확보할 수 있고, 보다 한층, 크랙의 발생을 저감할 수 있다.
또한, 오목부(50s)는, 발광 장치(1)의 위치 결정 가이드로서 이용할 수도 있다.
<실시 형태 2>
이 발광 장치(2)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 발광 소자가 6개, 길이 방향으로 배열하고 있는 것 이외에, 발광 장치(1)와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다.
이 발광 장치(2)는, 발광 장치(1)와 동일한 효과를 갖는다.
<실시 형태 3>
이 발광 장치(3)는, 도 3a, 3b, 3c에 도시한 바와 같이, 피복 부재(50)가 기판(20)의 상면(20a) 전체를 피복하고 있다. 또한, 제1 랜드(11) 및 제2 랜드(12)의 단부가 발광 장치의 외부에 노출되어 있지 않고, 피복 부재(50)에 의해 피복되어 있다. 제1 랜드(11) 및 제2 랜드(12)와 접속된 배선(26, 27)은, 기판(20)을 관통하는 비아 홀 내에 형성되어 있다. 또한, 기판(20)의 하면(20b)은, 오목부(50s)에 대향하는 위치에 1개의 제1 패임부(13)와, 오목부(50s)에 대향하지 않는 위치에 2개의 제2 패임부(13)를 갖고 있다. 제1 패임부(13) 및 제2 패임부(13)는 기판(20)의 짧은 방향의 한쪽에 치우쳐서 형성되어 있다. 배선(28)은 이들 패임부의 내면 상에도 연신해서 형성되어 있다. 제1 패임부(13) 및 제2의 패임부(13)는, 대략 반원 기둥 형상이다. 기판(20)의 하면에 설치된 각 배선의 일부는, 솔더 레지스트인 절연막(19)에 피복되어 있다.
또한, 상면에서 보아 제1 랜드(11)와 제2 랜드(12)의 배열 방향에 대하여 수직인 방향에 면하는 피복 부재(50)의 측면(50d)이, 동일 방향에 면하는 기판(20)의 측면에 대하여, 발광 장치의 내측으로 경사져 있다.
상기 이외는, 발광 장치(1)와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다.
이 발광 장치(3)는, 발광 장치(1)와 동일한 효과를 갖는다. 또한, 제1 랜드(11) 및 제2 랜드의 단부가 피복 부재(50)에 의해 피복되어 있음으로써, 제1 랜드(11) 및 제2 랜드(12)의 단부로부터 피복 부재(50)가 박리될 우려를 저감할 수 있고, 신뢰성이 높은 발광 장치(3)로 할 수 있다. 또한, 오목부(50s)가 대응하는 위치에 있어서의 기판(20)의 하면(20b)에 제1 패임부(13)를 배치함으로써, 피복 부재(50)의 응력을 양호하게 분산할 수 있다. 이에 의해, 피복 부재(50)의 주요부에 있어서의 크랙의 발생을 보다 한층 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 발광 장치는, 액정 디스플레이의 백라이트 장치, 각종 조명 기구, 대형 디스플레이, 광고나 행선지 안내 등의 각종 표시 장치, 프로젝터 장치, 나아가, 디지털 비디오 카메라, 팩시밀리, 복사기, 스캐너 등에 있어서의 화상 판독 장치 등에 이용할 수 있다.
1, 2, 3: 발광 장치
10, 20: 기판
10a, 20a: 상면
10b, 20b: 하면
11: 제1 랜드
12: 제2 랜드
13: 패임부
16, 17, 18, 26, 27, 28: 배선
19: 절연막
21: 제1 발광 소자
22: 제2 발광 소자
31: 제1 투광성 부재
32: 제2 투광성 부재
31a: 상면
32a: 상면
50: 피복 부재
50a: 상면
50b, 150b: 저면
50bb: 하면
50d: 측면
50s: 오목부
60: 도전성 접착 부재
70: 접합 부재

Claims (11)

  1. 제1 랜드 및 제2 랜드를 상면에 갖고, 상기 상면과 반대측의 하면에 배선이 배치된 기판과,
    상기 제1 랜드에 플립 칩 실장된 제1 발광 소자와,
    상기 제2 랜드에 플립 칩 실장된 제2 발광 소자와,
    상기 제1 발광 소자의 측면, 상기 제2 발광 소자의 측면 및 상기 기판의 상면을 피복하는 광 반사성의 피복 부재를 구비하는 발광 장치이며,
    상기 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자 사이의 상기 피복 부재에는 오목부가 설치되어 있고, 상기 오목부의 저면은 상기 기판 내에 배치되고,
    상기 기판의 하면에는, 상기 제1 랜드 및 상기 제2 랜드의 배열 방향으로 연장하는 상기 기판의 한쪽의 측면만 접하고, 내면에는 상기 배선의 일부가 설치된 패임부가 배치되어 있는, 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피복 부재의 재료의 선 팽창 계수가 상기 기판의 재료의 선 팽창 계수보다도 높은, 발광 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 피복 부재 및 상기 기판은,
    상기 상면 및 반대측의 하면과,
    상기 제1 랜드 및 상기 제2 랜드의 배열 방향으로 연신하고, 상기 상면 및 상기 하면에 인접하는 제1 측면과,
    상기 제1 측면의 반대측의 제2 측면과,
    상기 상면, 상기 하면 및 상기 제1 측면과 각각 인접하는 제3 측면과 제4 측면을 갖고,
    상기 피복 부재 및 상기 기판의 상기 제1 측면은, 상기 제1 랜드와 상기 제2 랜드의 배열 방향으로 긴, 발광 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 피복 부재의 제1 측면과, 상기 기판의 제1 측면이 같은 높이인, 발광 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 오목부가 상면에서 보아, 상기 피복 부재에 있어서의 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면 중 적어도 한쪽에 달하고 있는, 발광 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 오목부는, 상기 피복 부재의 길이 방향에 있어서 중앙의 위치에, 상기 길이 방향과 교차하도록 설치되어 있는, 발광 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 발광 소자의 상면 상에 접합되어, 상기 제1 발광 소자의 광을 흡수해서 발광하는 파장 변환 물질을 포함하는 제1 투광성 부재와,
    상기 제2 발광 소자의 상면 상에 접합되어, 상기 제2 발광 소자의 광을 흡수해서 발광하는 파장 변환 물질을 포함하는 제2 투광성 부재를 구비하고,
    상기 피복 부재가, 상기 제1 투광성 부재의 측면 및 상기 제2 투광성 부재의 측면을 피복하고 있는, 발광 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기판은, 상기 상면과 반대측의 하면에 배선이 배치되고,
    상기 제1 랜드 및 제2 랜드는, 상기 배선에 접속되어 있는, 발광 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 피복 부재의 상기 제1 측면은 상기 기판의 상기 제1 측면과 같은 높이이고, 상기 피복 부재의 상기 제2 측면은 상기 기판의 상기 제2 측면과 같은 높이인, 발광 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기판의 기체의 하면에 있어서, 상기 오목부에 대향하는 위치에 패임부를 갖는, 발광 장치.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상면에서 보아 상기 제1 랜드와 상기 제2 랜드의 배열 방향에 대하여 수직인 방향에 면하는 상기 피복 부재의 측면이, 동일 방향에 면하는 상기 기판의 측면에 대하여 상기 발광 장치의 내측으로 경사져 있는, 발광 장치.
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