特許 7185105 発光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-28

(45)【発行日】2022-12-06

(54)【発明の名称】発光装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/62 20100101AFI20221129BHJP

   H01L 33/64 20100101ALI20221129BHJP

   H01L 33/38 20100101ALI20221129BHJP

【ＦＩ】

H01L33/62

H01L33/64

H01L33/38

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022560984

(86)(22)【出願日】2022-07-14

(86)【国際出願番号】 JP2022027771

【審査請求日】2022-10-05

(31)【優先権主張番号】P 2021118315

(32)【優先日】2021-07-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000131430

【氏名又は名称】シチズン電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100180806

【弁理士】

【氏名又は名称】三浦 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100160716

【弁理士】

【氏名又は名称】遠藤 力

(72)【発明者】

【氏名】秋山 貴

(72)【発明者】

【氏名】今津 健二

(72)【発明者】

【氏名】栗城 新吾

【審査官】右田 昌士

(56)【参考文献】

【文献】特許第６８６７５３６（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１６－１８１６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２４３９６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１５５４２６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１０６４０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６２０９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ３３／００ － ３３／６４

Ｈ０１Ｓ ５／００ － ５／５０

Ｈ０１Ｌ ２１／５２

Ｈ０１Ｌ ２１／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁部材により形成された基板と、
金属により形成され、前記基板上に配置された第１配線層と、
前記第１配線層上に配置された導電性の第１めっき層と、
金属により形成され、前記基板上に配置された第２配線層と、
前記第２配線層上に配置された導電性の第２めっき層と、
所定の延伸方向に延伸する複数の第１歯を含む櫛歯状の平面形状を有する第１端子、及び、前記延伸方向と反対方向に延伸し且つ前記第１歯と交互に配置された複数の第２歯を含む櫛歯状の平面形状を有する第２端子を有する発光素子と、を有し、
前記第１めっき層は、前記複数の第１歯と同じ方向に延伸する複数の第１棒状めっき層を含み、
前記複数の第１棒状めっき層は、前記第１端子の前記複数の第１歯の部分にそれぞれ接続され、
前記第２めっき層は、前記第２端子の前記複数の第２歯以外の部分に接続され、
前記第１配線層は、前記複数の第１歯の一部及び前記複数の第２歯の一部の下方に連続して形成される、
ことを特徴とする発光装置。

【請求項2】

前記複数の第１歯は、前記複数の第２歯よりも前記基板方向に突出して配置される、請求項１に記載の発光装置。

【請求項3】

前記第１めっき層は、ニッケル層と、前記ニッケル層に積層された金層、及び前記金層に積層され、前記複数の第１歯のそれぞれに接続される金錫層を含む、請求項１又は２に記載の発光装置。

【請求項4】

前記金層及び前記金錫層は、前記ニッケル層から前記第１端子の前記複数の第１歯に向かってフィレット状に形成される、請求項３に記載の発光装置。

【請求項5】

前記金層、及び前記金錫層は、前記ニッケル層の側面、及び前記第１端子の前記複数の第１歯の側面のそれぞれに形成される、請求項４に記載の発光装置。

【請求項6】

前記第１配線層は、銅層と、前記銅層の表面に形成された酸化膜層を含む、請求項１～４の何れか一項に記載の発光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

紫外線（ultraviolet、ＵＶ）光を出射する発光ダイオード（Light Emitting Diode、ＬＥＤ）を発光素子として使用する発光装置が知られている（例えば、特開２０２０－１３８２０号公報を参照）。特開２０２０－１３８２０号公報に記載される発光装置では、ＵＶ光を出射する発光素子は、それぞれが櫛歯状の平面形状を有する一対の電極層を有し、櫛歯状の平面形状を有する一対の電極層の一方の歯であるチップ電極に短冊形状の電極パターンを介して電力が供給される。特開２０２０－１３８２０号公報に記載される発光装置では、一方のチップ電極は平行に配列される複数の短冊形状の電極であり、他方のチップ電極は一方のチップ電極の配列方向に長手方向が延伸する短冊形状の電極である。特開２０２０－１３８２０号公報に記載される発光装置では、発光素子は、櫛歯状の平面形状を有する一対の電極層を介して電力が供給されるため、発光層に均一に電力が供給され、均一の輝度分布を有するＵＶ光を出射することができる。

【発明の概要】

【0003】

特開２０２０－１３８２０号公報に記載される発光装置では、発光素子は、櫛歯状の平面形状を有する一対の電極層の一方の歯であるチップ電極に短冊形状の電極パターンを介して電力が供給されるため、発光素子が発光することにより発生した熱は、短冊形状の電極パターンを介して放熱される。特開２０２０－１３８２０号公報に記載される発光装置では、発光素子で発生した熱が短冊形状の電極パターンを介して放熱されるため、放熱効率が低く、発光素子の温度が発光中に上昇して発光素子の発光効率が低下するおそれがある。

【0004】

本開示は、櫛歯状の平面形状を有する電極を有する発光素子から効率的に放熱可能な発光装置を提供する。

【0005】

本発明に係る発光装置は、絶縁部材により形成された基板と、金属により形成され、基板上に配置された第１配線層と、第１配線層上に配置された導電性の第１めっき層と、金属により形成され、基板上に配置された第２配線層と、第２配線層上に配置された導電性の第２めっき層と、所定の延伸方向に延伸する複数の第１歯を含む櫛歯状の平面形状を有する第１端子、及び、延伸方向と反対方向に延伸し且つ第１歯と交互に配置された複数の第２歯を含む櫛歯状の平面形状を有する第２端子を有する発光素子と、を有し、第１めっき層は、複数の第１歯と同じ方向に延伸する複数の第１棒状めっき層を含み、複数の第１棒状めっき層は、第１端子の複数の第１歯の部分にそれぞれ接続され、第２めっき層は、第２端子の複数の第２歯以外の部分に接続され、第１配線層は、複数の第１歯の一部及び複数の第２歯の一部の下方に連続して形成される。

【0006】

さらに、本発明に係る発光装置では、複数の第１歯は、複数の第２歯よりも基板の方向に突出して配置されることが好ましい。

【0007】

さらに、本発明に係る発光装置では、第１めっき層は、配列方向に連続して配置されることが好ましい。

【0008】

さらに、本発明に係る発光装置では、第１めっき層は、第１配線層上に延伸方向に延伸し、複数の第１歯のそれぞれに接続される複数の棒状めっき層を含むことが好ましい。

【0009】

さらに、本発明に係る発光装置では、第１めっき層は、ニッケル層と、ニッケル層に積層された金層、及び金層に積層され、複数の第１歯のそれぞれに接続される金錫層を含むことが好ましい。

【0010】

さらに、本発明に係る発光装置では、金層、及び金錫層は、ニッケル層から第１端子の複数の第１歯に向かってフィレット状に形成されることが好ましい。

【0011】

さらに、本発明に係る発光装置では、金層、及び金錫層は、ニッケル層の側面、及び第１端子の複数の第１歯の側面のそれぞれに形成されることが好ましい。

【0012】

さらに、本発明に係る発光装置では、第１配線層は、銅層と、銅層の表面に形成された酸化膜層を含むことが好ましい。

【0013】

実施形態に係る発光装置は、櫛歯状の平面形状を有する電極を有する発光素子から効率的に放熱することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態に係る発光装置の斜視図である。

【図2】図１に示す収容部の平面図である。

【図3】図２に示すＡ－Ａ線に沿う断面図である。

【図4】図１に示す配線基板、発光素子及び過電圧保護素子を除去した状態の収容部の平面図である。

【図5】（ａ）は図１に示す配線基板の平面図であり、（ｂ）は図１に示す配線基板の底面図である。

【図6】図５（ａ）に示すＢ－Ｂ線に沿う断面図である。

【図7】（ａ）は図１に示す発光素子の底面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＣ－Ｃ線に沿う断面図である。

【図8】図１に示す配線基板に実装された発光素子の平面図である。

【図9】図８において矢印Ｄで示される部分の拡大断面図である。

【図10】図１に示す発光装置の製造方法を示すフローチャートである。

【図11】第２実施形態に係る発光装置の斜視図である。

【図12】図１１に示す発光素子及び過電圧保護素子を除去した状態の収容部の平面図である。

【図13】第１変形例に係る実装基板の平面図である。

【図14】第２変形例に係る実装基板の平面図である。

【図15】（ａ）は図１４に示すＤ－Ｄ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図１４に示すＥ－Ｅ線に沿う断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して、本発明に係る発光装置について説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

【0016】

（第１実施形態に係る発光装置の構成および機能）
図１は第１実施形態に係る発光装置の斜視図であり、図２は図１に示す収容部の平面図であり、図３は図２に示すＡ－Ａ線に沿う断面図である。

【0017】

発光装置１は、筐体１０と、第１配線パターン１１と、第２配線パターン１２と、配線基板１３と、発光素子１４と、過電圧保護素子１５と、密封部材１６と、第１電極１７と、第２電極１８とを有する。発光装置１は、第１電極１７と第２電極１８との間に電圧が印加されることに応じて、発光素子１４から出射されたＵＶ光が、ＵＶ光が透過可能な密封部材１６を介して外部に放出する。

【0018】

筐体１０は、紫外線光で劣化し難く、熱伝導率が高い絶縁部材である窒化アルミ（ＡｌＮ）等のセラミックスにより形成される高温焼成積層セラミックス（High Temperature Co-fired Ceramics、ＨＴＣＣ）部材、又はセラミックスにガラス等が含有された低温焼成積層セラミックス（Low Temperature Co-fired Ceramics、ＬＴＣＣ）部材である。筐体１０は、基板の一例である平板状の基部１０ａと、基部１０ａの表面の外縁に沿って配置される枠状の壁部１０ｂと、第１貫通電極１０ｃと、第２貫通電極１０ｄとを有する。筐体１０は、平面状の基部１０ａ及び基部１０ａの表面の外縁に沿って配置される枠状の壁部１０ｂによって凹状の収容部１９が形成されるキャビティ構造を有する。筐体１０は、基部１０ａ及び壁部１０ｂの焼成前のグリーンシートを一体化して焼成することで、一体成形され、高い気密性が得られる。基部１０ａと壁部１０ｂは、気密性を必要としないとき、別々に焼成してから、接着剤などにより、接合してもよい。また、壁部１０ｂはなくてもよい。

【0019】

第１貫通電極１０ｃ及び第２貫通電極１０ｄは、基部１０ａの表面と裏面との間を貫通する貫通孔に配置され、銅等の導電性部材で形成される。第１貫通電極１０ｃは第１配線パターン１１と第１電極１７とを接続し、第２貫通電極１０ｄは第２配線パターン１２と第２電極１８とを接続する。

【0020】

第１配線パターン１１及び第２配線パターン１２は、基部１０ａの表面に配置される。第１配線パターン１１及び第２配線パターン１２は、銅（Ｃｕ）等の導電性薄膜である基層、及び基層上に積層されるメッキ層により形成される。メッキ層は、ニッケル（Ｎｉ）層、ニッケル層上に積層されるパラジム（Ｐｄ）層、及びパラジム層上に積層される金（Ａｕ）層により形成される。

【0021】

図２に示す過電圧保護素子１５は、アノード及びカソードを有するツェナーダイオードであり、ボンディングワイヤ１５ａを介して第１配線パターン１１及び第２配線パターン１２に接続される。過電圧保護素子１５は、降伏電圧が印加されることに応じて電流を流し、発光素子１４に過電圧が印加されることを防止する。なお、過電圧保護素子１５は、発光素子１４への過電圧の印加を防止可能なツェナーダイオード以外のバリスタ等の電子部品であってもよい。

【0022】

図１に示す密封部材１６は、石英ガラス等の深紫外線を吸収せずに、ＵＶ光を透過するＵＶ光透過部材である。密封部材１６は、金属接合等の合成樹脂によって形成された接着部材を使用しない接続方法によって壁部１０ｂの上面に接合される。密封部材１６が配置されることによって、密封される収容部１９は、例えば真空状態であってもよく、窒素ガス及びアルゴンガス等の不活性ガスが充填されてもよい。

【0023】

図３に示す第１電極１７及び第２電極１８は、銅等の導電性部材で形成され、基部１０ａの裏面に配置される裏面電極である。第１電極１７は、第１貫通電極１０ｃ、第１配線パターン１１、第３配線層３３、第１内部電極３５及び第１配線層３１を介して発光素子１４のアノード４１に接続される。また、第１電極１７は、第１貫通電極１０ｃ及び第１配線パターン１１を介して過電圧保護素子１５のアノードに接続される。第２電極１８は、第２貫通電極１０ｄ、第２配線パターン１２、第４配線層３４、第２内部電極３６及び第２配線層３２を介して発光素子１４のカソード４２に接続される。また、第２電極１８は、第２貫通電極１０ｄ及び第２配線パターン１２を介して過電圧保護素子１５のカソードに接続される。

【0024】

図４は、配線基板１３、発光素子１４及び過電圧保護素子１５を除去した状態の収容部１９の平面図である。

【0025】

第１配線パターン１１は、第１基部２１と、第１突起部２２を有する。第１基部２１は、矩形の平面形状を有し、一対の短辺、及び一対の長辺の一方は、筐体１０の壁部１０ｂの内壁に対向するように配置される。第１突起部２２は、矩形の平面形状を有し、第１基部２１の一対の長辺の他方の中央部に、第２配線パターン１２に向かって突出するように配置される。第２配線パターン１２は、第２基部２３と、第２突起部２４とを有し、第１配線パターン１１と線対称となる平面形状を有する。

【0026】

図５（ａ）は配線基板１３の平面図であり、図５（ｂ）は配線基板１３の底面図であり、図６は図５（ａ）に示すＢ－Ｂ線に沿う断面図である。なお、図６は、発光素子１４が接続される前の状態を示す。

【0027】

配線基板１３は、基台３０と、第１配線層３１と、第２配線層３２と、第３配線層３３と、第４配線層３４と、第１内部電極３５と、第２内部電極３６と、第１めっき層３７と、第２めっき層３８とを有する。基台３０は、紫外線光で劣化し難く、熱伝導率が高い絶縁部材である窒化アルミ（ＡｌＮ）等のセラミックスにより形成されるＨＴＣＣ基板、又はセラミックスにガラス等が含有されたＬＴＣＣ基板であり、矩形の平面形状を有する。基台３０の厚さは、筐体１０の基部１０ａの厚さよりも薄い。基台３０は、第１配線層３１及び第２配線層３２は基台３０の表面に配置され、第３配線層３３及び第４配線層３４は基台３０の裏面に配置される。

【0028】

第１配線層３１、第２配線層３２、第３配線層３３及び第４配線層３４は、銅等の導電性部材で形成された薄膜である。銅は、金や銀等に比べ、高熱伝導率、且つ安価な材料である。第１配線層３１及び第２配線層３２は、矩形状の平面形状を有し、一対の長辺の一方が対向するように配置される。第１配線層３１は第１めっき層３７を介して発光素子１４に接続され、第２配線層３２は第２めっき層３８を介して発光素子１４に接続される。第３配線層３３及び第４配線層３４は、矩形の平面形状を有し、基台３０の裏面に配置される。第３配線層３３は、金（Ａｕ）及び錫（Ｓｎ）を含有する導電性の接続部材３９を介して第１配線パターン１１の第１突起部２２に接続される。第４配線層３４は、接続部材３９を介して第２配線パターン１２の第２突起部２４に接続される。

【0029】

第１内部電極３５及び第２内部電極３６は、銅等の導電性部材で形成され、基台３０の表面から裏面に貫通する貫通孔に配置される。第１内部電極３５は第１配線層３１と第３配線層３３との間を接続し、第２内部電極３６は第２配線層３２と第４配線層３４との間を接続する。

【0030】

第１めっき層３７は、所定の延伸方向（図５（ａ）の矢印Ｘの方向）に延伸し、第１配線層３１と発光素子１４とを接続する５つの棒状めっき層３７１～３７５を含む。棒状めっき層３７１～３７５のそれぞれは、図６に示すように、ニッケル（Ｎｉ）層３７ａと、金（Ａｕ）層３７ｂと、金錫（ＡｕＳｎ）層３７ｃと、フラッシュ金めっき層３７ｄにより構成されている。ニッケル層３７ａは第１配線層３１上に積層され、金層３７ｂはニッケル層３７ａ上に積層され、金錫層３７ｃは金層３７ｂ上に積層され、フラッシュ金めっき層３７ｄは金錫層３７ｃ上に積層される。なお、ニッケル層３７ａは、金層３７ｂが第１配線層３１を構成する銅層への拡散を防止するバリア層としても機能する。金層３７ｂは、ニッケル層３７ａなどの酸化を防止する保護層としても機能する。金錫層３７ｃは、接合層としても機能する。なお、棒状めっき層３７１～３７５の数は、必ずしも５つでなくても良い。

【0031】

第２めっき層３８は、５つの棒状めっき層３７１～３７５と直交する方向に１本だけ形成される。第２めっき層３８は、棒状めっき層３７１～３７５と同様の構成を有するので、ここでは詳細な説明は省略する。なお、第２めっき層３８の数は、必ずしも１つでなくても良い。

【0032】

なお、第１配線層３１が銅で構成されるとき、第１めっき層３７及び第２めっき層３８は、銅層のみによって形成されてもよく、銅層の上にニッケル層３７ａなどを積層して構成してもよい。また、第１めっき層３７及び第２めっき層３８の厚さは、任意に決定することが可能である。第１めっき層３７及び第２めっき層３８の厚さを調節する場合、ニッケル層は厚さがばらつきやすく、金層は製造コストが上昇するので、銅層の厚さで調整することが好ましい。第１めっき層３７及び第２めっき層３８を、第１配線層３１と異なる材料で構成すると、第１配線層３１の表面加工は不要となるから、凹凸の発生を抑制でき、平坦な表面になり、例えば、発光素子１４の傾きなどを抑制できる。つまり、第１めっき層３７及び第２めっき層３８は高さを必要としないとき、第１配線層と異なる材料で構成することが好ましい。

【0033】

図７（ａ）は発光素子１４の底面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示すＣ－Ｃ線に沿う断面図である。

【0034】

発光素子１４は、半導体多層膜４０と、アノード４１と、カソード４２とを有し、アノード４１とカソード４２との間に順方向電圧が印加されることに応じてＵＶ光を出射するＵＶＬＥＤダイであり、矩形の平面形状を有する。発光素子１４から出射されるＵＶ光の主波長は、２００ｎｍと４０５ｎｍとの間の範囲内であり、一例では２８０ｎｍである。発光素子１４は、透明な基板であるサファイヤ基板上に窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）層により形成されるＰＮ接合層を積層して形成される。

【0035】

アノード４１は、アノード基部４３と、第１アノード接続面４４と、第２アノード接続面４５と、第３アノード接続面４６と、第４アノード接続面４７と、第５アノード接続面４８とを有する。アノード４１は、カソード４２に向かう所定の延伸方向（図７（ａ）の矢印Ｘ１の方向）に延伸する５個の第１歯４１ａを有する櫛状の平面形状を有する。アノード基部４３は、矩形状の平面形状を有し、内側の長辺から５本の第１歯４１ａが互いに平行に延伸する。第１アノード接続面４４～第５アノード接続面４８のそれぞれは、第１めっき層３７の幅と略同一の幅を有し、アノード基部４３の長辺から延伸するアノード４１の５つの第１歯４１ａに配置される。第１アノード接続面４４～第５アノード接続面４８と棒状めっき層３７１～３７５とを略同一形状とすることで、金錫層３７ｃに含まれる錫が溶融したとき、セルフアライメント効果により、配線基板１３に発光素子１４を精度よく配置できる。

【0036】

第１アノード接続面４４～第５アノード接続面４８のそれぞれは、第１めっき層３７を介して第１配線層３１に接続される。第１アノード接続面４４～第５アノード接続面４８は、リフローなどの加熱により第１めっき層３７の金錫層３７ｃが溶解した後に固化することで、第１配線層３１に接続される。

【0037】

カソード４２は、アノード４１の第１歯４１ａが延伸する延伸方向と反対方向（図７（ａ）の矢印Ｘ２の方向）に延伸し、アノード４１の第１歯４１ａと互い違いに配置される第２歯４２ａを有する櫛型の平面形状を有し、カソード接続面４９を有する。カソード４２の第２歯４２ａの幅は、アノード４１の第１歯４１ａの幅よりも狭い。なお、カソード４２の第２歯４２ａの幅は、アノード４１の第１歯４１ａの幅よりも広くてもよい。

【0038】

アノード４１とカソード４２は、互い違いに配置される第１歯４１ａ及び第２歯４２ａを有し、発光素子１４の裏面において、電流経路が略均等になる形状であり、電流密度を略一定にすることができるから、発光素子１４内部からの光の取り出し効率が向上し、発光強度が向上している。発光素子１４は、可視光に比べて光の取り出し効率が低い紫外線光を出射するから、アノード４１とカソード４２が互い違いに配置される第１歯４１ａ及び第２歯４２ａの形状により、発光素子１４の発光強度はより強くなりやすい。なお、発光素子１４は、小型化するため、アノード４１とカソード４２がかなり近接する形状になっている。

【0039】

第１配線層３１は、アノード４１の第１アノード接続面４４～第５アノード接続面４８のそれぞれと略同一の幅を有する第１めっき層３７を介してアノード４１に接続される。第１配線層３１の電位は、アノード４１の電位と同電位であり、不図示外部電源から電源電圧ＶＤＤが供給される。一方、第２配線層３２は、第２めっき層３８を介してカソード４２に接続されるので、第２配線層３２の電位は、カソード４２の電位と同電位であり、グランドレベルである。

【0040】

図７（ｂ）に示すように、カソードの高さＨｃは、アノードの高さＨａよりも低く、アノード４１の第１歯４１ａは、カソード４２の第２歯４２ａよりも配線基板１３の方向に突出して配置される。カソード接続面４９はアノード基部４３に対向する辺の両端の間に亘って配置され、リフローなどの加熱により第２めっき層３８の金錫層が溶解した後に固化することで、第２配線層３２に接続される。カソード接続面４９は、カソード４２の第２歯４２ａが形成されていない箇所に配置されることとなる。

【0041】

図７（ｂ）に示すようにアノード４１及びカソード４２が形成されていることから、第２めっき層３８は、第１めっき層３７より、アノードの高さＨａとカソードの高さＨｃの差だけ高くすることが好ましい。第２めっき層３８を第１めっき層３７よりアノードの高さＨａとカソードの高さＨｃの差だけ高くすることにより、第１めっき層３７とアノード４１、及び第２めっき層３８とカソード４２の距離を等しくすることができ、配線基板１３と発光素子１４を接続するときの不具合の発生を抑制できる。なお、第２めっき層３８は、第１めっき層３７のアノードの高さＨａとカソードの高さＨｃの差を加えた高さより、高くてもよい。第２めっき層３８は、アノード４１の第１歯４１ａとカソード４２の第２歯４２ａが互い違いに配置される範囲を避け、カソード４２のカソード接続面４９のみに対向しているからである。例えば、金錫で構成される接合剤が溶融したときに第２配線層３２の表面に広がっても、アノード４１に接続するおそれは低い。

【0042】

第１配線層３１は、電源電圧ＶＤＤが供給されるアノード４１及びグランドレベルで接地されるカソード４２の複数の第２歯４２ａに対向するように配置される。第１配線層３１上に配置される第１めっき層３７は、カソード４２よりも下方に突出する第１アノード接続面４４～第５アノード接続面４８を介してアノード４１に接続される。第１めっき層３７がカソード４２よりも下方に突出する第１アノード接続面４４～第５アノード接続面４８を介してアノード４１に接続されるので、電位レベルが異なる第１配線３１とカソード４２とにより形成される寄生容量の大きさを抑制できる。一方、第２配線層３２は、グランドレベルで接地されるカソード４２のカソード接続面４９に対向するように配置される。

【0043】

図７（ｂ）に示すように、発光素子１４の半導体多層膜４０の表面でアノード４１とカソード４２以外の領域には絶縁層５０が配置されている。なお、アノード４１の側面、及び、カソード４２の側面も絶縁層５０で被覆するようにしても良い。さらに、アノード４１の表面においても、第１アノード接続面４４～第５アノード接続面４８以外の領域を絶縁膜５０で被覆しても良い。同様に、カソード４２の表面においても、カソード接続面４９以外の領域を絶縁膜５０で被覆しても良い。

【0044】

図８は、配線基板１３に実装された発光素子１４の平面図である。

【0045】

配線基板１３が発光素子１４に実装されたとき、配線基板１３の第１配線層３１は、５つの第１歯４１ａの一部、５つの第２歯４２ａの一部及びアノード基部４３の下方に連続して形成される。

【0046】

矩形の平面形状を有する第１配線層３１の短辺は、アノード４１の第１歯４１ａ及びカソード４２の第２歯４２ａが延伸する延伸方向（図８の矢印Ｘの方向）に平行に連続して延伸する。第１配線層３１の長辺は、アノード４１の複数の第１歯４１ａ及びカソード４２の第２歯４２ａが配列される配列方向（図８の矢印Ｙの方向）に平行に連続して延伸する。第１配線層３１は、短辺が第１歯４１ａ及び第２歯４２ａが延伸する延伸方向に連続して延伸すると共に、長辺が第１歯４１ａ及び第２歯４２ａが配列される配列方向に連続して延伸することで、第１歯４１ａ及び第２歯４２ａの一部の下方に連続して形成される。なお、第１配線層３１は、第１歯４１ａの全部の下方に連続して形成されてもよい。

【0047】

図９は、図８において矢印Ｄで示される部分の拡大断面図である。

【0048】

発光素子１４は、第１めっき層３７を介して配線基板１３に実装される。第１めっき層３７は、発光素子１４を配線基板１３に接合するとき、ニッケル層３７ａと、ニッケル層３７ａを覆うように配置される接合層３７ｅとにより形成される。接合層３７ｅは、金層３７ｂ、金錫層３７ｃ及びフラッシュ金めっき層３７ｄが溶解した後に一体化されて固化されることで形成される。

【0049】

接合層３７ｅは、第１歯部４１ａとニッケル層３７ａに配置されると共に、ニッケル層３７ａの側面に沿ってニッケル層３７ａを囲むように配置される。ニッケル層３７ａの側面に沿って配置される接合層３７ｅは、ニッケル層３７ａの下端の近傍から第１歯４１ａの外縁に向かって直線状に延伸するフィレット状のフィレット部３７ｆが形成される。フィレット部３７ｆは、第１配線層３１から第１歯部４１ａに近づくに従ってニッケル層３７ａから離隔するように形成される。

【0050】

第１めっき層３７が配置されない領域では、第１配線層３１の表面には、酸化銅を含有する絶縁体層である酸化膜層３１ａが形成される。第１めっき層３７が配置されない領域の表面に酸化膜層３１ａが形成されることで、接合層３７ｅが第１配線層３１の表面に濡れ広がることを防止することができる。ニッケル層３７ａは、接合層３７ｅが第１配線層３１の表面に濡れ広がらないため、薄くすることができる。つまり、熱伝導率が低めの金属層であるニッケル層３７ａを薄くすることができ、熱抵抗値が低くなるから、発光素子１４で発生した熱を効率よく第１配線層３１に放熱できる。

【0051】

図１０は、発光装置１の製造方法を示すフローチャートである。

【0052】

まず、筐体準備工程において、第１配線パターン１１及び第２配線パターン１２が表面に配置されると共に、密封部材１６を接続する接続部材が壁部１０ｂの上面に配置される筐体１０が準備される（Ｓ１０１）。次いで、第１接続部材配置工程において、接続部材３９が第１配線パターン１１の第１突起部２２及び第２配線パターン１２の第２突起部２４それぞれの表面に配置される（Ｓ１０２）。次いで、配線基板配置工程において、配線基板１３が第１配線パターン１１の第１突起部２２及び第２配線パターン１２の第２突起部２４を覆うように配置される（Ｓ１０３）。次いで、第２接続部材配置工程において、第１めっき層３７及び第２めっき層３８が、例えば、メタルマスクを使用した印刷方式によって、略均一な厚みになるように、配線基板１３の第１配線層３１及び第２配線層３２の表面に配置される（Ｓ１０４）。

【0053】

次いで、素子配置工程において、発光素子１４及び過電圧保護素子１５が配置される（Ｓ１０５）。発光素子１４は配線基板１３の第１配線層３１及び第２配線層３２を覆うように配置され、過電圧保護素子１５は第１配線パターン１１と第２配線パターン１２との間に配置される。リフローなどの加熱工程において、配線基板１３、発光素子１４及び過電圧保護素子１５が配置された筐体１０が加熱され（Ｓ１０６）、配線基板１３、発光素子１４及び過電圧保護素子１５が固定される。次いで、ワイヤボンディング工程において、第１配線パターン１１及び第２配線パターン１２と過電圧保護素子１５との間がボンディングワイヤ１５ａによって接続される（Ｓ１０７）。そして、密封部材配置工程において、密封部材１６が筐体１０の壁部１０ｂの上面に接続される（Ｓ１０８）ことで、発光装置１は製造される。

【0054】

なお、加熱工程（Ｓ１０６）では、リフローにより発光素子１４が第１配線パターン１１及び第２配線パターン１２と接続されると説明したが、発光素子１４と第１配線パターン１１及び第２配線パターン１２を熱圧着により接続されるようにしても良い。前述したように、Ａｕ層３７ｄと金錫層３７ｃがまじりあった接合層が、発光素子１４と第１配線パターン１１及び第２配線パターン１２とを接合するが、熱圧着を利用した方が、リフローを利用した場合と比較して、接合層の厚さが薄くなることが経験上判明している。接合層の厚さが薄くなると、効率よく発光素子１４で発生した熱を放熱することが可能となる。

【0055】

（第１実施形態に係る発光装置の作用効果）
発光装置１では、第１配線層３１は、アノード４１及びカソード４２の第１歯４１ａ及び第２歯４２ａの配列方向に連続して配置されるので、アノード４１と電気的な接続が可能な材料により、基台３０の表面における熱容量を増やすことができ、発光により発光素子１４で発生した発光素子１４の中心付近の熱は、発光素子１４から第１配線層３１を介して効率的に放熱することができる。

【0056】

また、発光装置１では、発光素子１４のアノードに接続される金錫層３７ｃは、金層３７ｂ上に積層されるので、加熱されたときに濡れ広がる領域が抑制され、発光素子１４のカソードに接して発光不良を生じるおそれは低い。

【0057】

また、発光装置１では、接合層３７ｅは、第１歯部４１ａとニッケル層３７ａに加えて、ニッケル層３７ａの側面に沿ってニッケル層３７ａを囲むように配置されるので、第１歯部４１ａとニッケル層３７ａとの間をより強固に接合することができる。また、接合層３７ｅは、第１歯部４１ａの側面に配置してもよい。第１歯部４１ａとニッケル層３７ａとの間を更に強固に接合することができる。

【0058】

また、第１配線層３１の表面に酸化膜層３１ａが形成されるので、ニッケル層３７ａの側面に沿って配置される接合層３７ｅが第１配線層３１の表面に濡れ広がることを防止でき、発光素子１４のカソードに接して発光不良を生じるおそれを更に低くできる。

【0059】

また、発光装置１では、発光素子１４のアノードに接続される金錫層３７ｃは、加熱されたときに濡れ広がる領域が抑制されるので、発光素子１４のアノードを略均等の高さで支持することができる。発光素子１４のアノードと第１めっき層３７を接続するとき、接続材料の厚さを厚くして接続材料の量を増やすことで、発光素子１４のアノードと第１めっき層３７との間の接合強度を増加させることがある。例えば、金錫層３７ｃの厚さを厚くすることで発光素子１４のアノードと第１めっき層３７との間の接合強度を増加させることができる。金錫層３７ｃの厚さが厚くなると、金錫層３７ｃに含まれる錫が溶融したときに空気が混入し、ボイドとも称される空隙が形成され、接続状態が疎となるおそれがある。また、金錫層３７ｃに含まれる錫が溶融するタイミングのずれに起因して発生する発光素子１４の傾斜等の不具合により、放熱性及び発光効率が低下するおそれがある。このような不具合は、発光素子１４の上面を下向きに押圧し、発光素子１４のアノードと第１めっき層３７との間の金錫層３７ｃの厚さを薄くすることにより、解消することが可能である。発光素子１４を押圧する押圧力により、棒状めっき層３７１の側面から金錫層３７ｃが流出し、流出した金錫層３７ｃが第１配線層３１の表面を介して隣接する棒状めっき層３７２に接触することがある。本実施形態では、第１配線層３１、棒状めっき層３７１及び棒状めっき層３７２は、同一の電圧が印加されるので、第１配線層３１、棒状めっき層３７１及び棒状めっき層３７２の間が接触しても電気的な不具合は生じない。また、棒状めっき層３７１の側面から流出した金錫層３７ｃが棒状めっき層３７１と第１配線層３１と棒状めっき層３７２で囲まれる空間を充填するので、熱容量が増加し、発光装置１の放熱性は、向上する。

【0060】

（第２実施形態に係る発光装置の構成および機能）
図１１は第２実施形態に係る発光装置の斜視図であり、図１２は図１１に示す発光素子１４及び過電圧保護素子１５を除去した状態の収容部１９の平面図である。

【0061】

発光装置２は、第１配線パターン５１及び第２配線パターン５２を第１配線パターン１１及び第２配線パターン１２の代わりに有することが発光装置１と相違する。発光装置２は、配線基板１３を有さないことが発光装置１と更に相違する。第１配線パターン５１及び第２配線パターン５２以外の発光装置２の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された発光装置１の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。

【0062】

第１配線パターン５１は、第１基部６１と、第１突起部６２と、第１めっき層６３を有する。第１基部６１は、第１基部２１と同様に、矩形の平面形状を有し、一対の短辺、及び一対の長辺の一方は、筐体１０の壁部１０ｂの内壁に対向するように配置される。第１突起部６２は、矩形の平面形状を有し、第１基部６１の一対の長辺の他方の中央部に、第２配線パターン５２に向かって突出するように配置される。第１突起部６２は、金属により形成され、基板の一例である筐体１０上に配置された配線層である。

【0063】

第１めっき層６３は、第１突起部６２上に配置された導電性の部材であり、第１突起部６２と発光素子１４とを接続する５つの棒状めっき層６３１～６３５を含む。棒状めっき層６３１～６３５は、棒状めっき層３７１～３７５と同様の構成を有するので、ここでは詳細な説明は省略する。

【0064】

第２配線パターン５２は、第２基部６４と、第２突起部６５と、第２めっき層６６を有する。第２基部６４は、第２基部２３と同様に、矩形の平面形状を有し、一対の短辺、及び一対の長辺の一方は、筐体１０の壁部１０ｂの内壁に対向するように配置される。第２突起部６５は、矩形の平面形状を有し、第２基部６４の一対の長辺の他方の中央部に、第１配線パターン５１に向かって突出するように配置される。第２突起部６５は、金属により形成され、基板の一例である筐体１０上に配置された配線層である。

【0065】

第２めっき層６６は、第２突起部６５上に配置された導電性の部材であり、第２突起部６５と発光素子１４とを接続する。第２めっき層６６は、棒状めっき層３７１～３７５と同様の構成を有するので、ここでは詳細な説明は省略する。

【0066】

（変形例に係る発光装置）
発光装置１では、第１めっき層３７は、５つの棒状めっき層３７１～３７５を含むが、実施形態に係る発光装置では、第１めっき層６３は、発光素子１４のアノード４１の第１歯４１ａの数に応じた数の棒状めっき層を含んでもよい。また、実施形態に係る発光装置では、第１めっき層６３は、発光素子１４のアノード４１及びカソード４２の第１歯４１ａ及び第２歯４２ａの配列方向に連続して配置されてもよい。発光装置２は、発光装置１と同様の効果を有する。

【0067】

図１３は、第１変形例に係る実装基板の平面図である。

【0068】

配線基板７３は、第１めっき層７７を第１めっき層３７の代わりに有することが配線基板１３と相違する。第１めっき層７７以外の配線基板７３の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された配線基板１３の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。

【0069】

第１めっき層７７は、平面形状が第１めっき層３７と相違する。平面形状以外の第１めっき層７７の構成及び機能は、第１めっき層３７と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。第１めっき層７７は、アノード４１の第１歯４１ａが延伸する延伸方向に直交するアノード４１及びカソード４２の複数の第１歯４１ａ及び第２歯４２ａの配列方向に、発光素子１４の底面に対向する面の全面に亘って連続する平面形状を有する。発光素子１４のカソードの高さＨｃは、発光素子１４のアノードの高さＨａよりも低いので、第１めっき層７７は、発光素子１４のアノードに接続され、発光素子１４のカソードに接続されない。

【0070】

配線基板７３は、発光素子１４の底面に対向する面の全面に亘って連続する平面形状を有する第１めっき層７７を有するので、発光素子１４から発生する熱を配線基板１３よりも効率的に放熱できる。

【0071】

また、発光装置１では、第１めっき層３７及び第２めっき層３８は、ニッケル層３７ａ、金層３７ｂ、金錫層３７ｃ及びフラッシュ金めっき層３７ｄを有するが、実施形態に係る発光装置では、第１めっき層及び第２めっき層は、他の層構造を有してもよい。

【0072】

図１４は、第２変形例に係る実装基板の平面図である。

【0073】

配線基板８３は、第１めっき層８７及び第２めっき層８８を第１めっき層３７及び第２めっき層３８の代わりに有することが配線基板１３と相違する。第１めっき層８７及び第２めっき層８８以外の配線基板８３の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された配線基板１３の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。第１めっき層８７は、５つの棒状めっき層８７１～８７５を有する。棒状めっき層８７１～８７５は、層構造が棒状めっき層３７１～３７５と相違する。

【0074】

図１５（ａ）は図１４に示すＤ－Ｄ線に沿う断面図であり、図１５（ｂ）は図１４に示すＥ－Ｅ線に沿う断面図である。

【0075】

第１めっき層８７は、所定の延伸方向に延伸し、第１配線層３１と発光素子１４とを接続する５つの棒状めっき層８７１～８７５を含む。棒状めっき層８７１～８７５のそれぞれは、ニッケル層８７ａと、第１金層８７ｂと、第２金層８７ｃとを有する。ニッケル層８７ａは第１配線層３１上に積層され、第１金層８７ｂはニッケル層８７ａ上に積層され、第２金層８７ｃは第１金層８７ｂ上に積層される。第１金層８７ｂの長手方向の長さはニッケル層８７ａの長手方向の長さと同一であり、第２金層８７ｃの長手方向の長さはニッケル層８７ａの長手方向の長さよりも短い。第２金層８７ｃの長さは、発光素子１４の第１アノード接続面４４～第５アノード接続面４８の長さと略同一であり、第２金層８７ｃは、第１アノード接続面４４～第５アノード接続面４８に接続される。第２めっき層８８は、棒状めっき層８７１～８７５と同様の構成を有するので、ここでは詳細な説明は省略する。

【0076】

配線基板８３では、第２金層８７ｃは、第１金層８７ｂの一端を全面に亘って覆うように配置されるので、第１金層８７ｂの上に金製のスタッドバンプを配置する場合と比較して、発光素子１４のアノードとの間の接続面積が大きくなり、放熱特性を向上させることができる。また、配線基板８３では、第２金層８７ｃは、第１金層８７ｂの一端を全面に亘って覆うように配置されるので、第１金層８７ｂの上に金製のスタッドバンプを配置する場合と比較して、第１めっき層８７に発光素子１４が接続されるときの発光素子１４の平坦性を向上させることができる。つまり、第２金層８７ｃは、スタッドバンプと比較して、表面の平坦性が高く、また、第１金層８７ｂの表面の角部まで均一に広がるから、発光素子１４の実装性に優れ、高い放熱性を有する。

【0077】

また、第１めっき層８７では、第２金層８７ｃの長手方向の長さは、第１金層８７ｂの長手方向の長さよりも短いので、第２金層を第１金層８７ｂの全面に亘って配置する場合と比較して、使用する金の量を削減できるので、製造コストを低減することができる。

【要約】

発光装置は、絶縁部材により形成された基板と、金属により形成され、基板上に配置された第１配線層と、第１配線層上に配置された導電性の第１めっき層と、金属により形成され、基板上に配置された第２配線層と、第２配線層上に配置された導電性の第２めっき層と、所定の延伸方向に延伸する複数の第１歯を含む櫛歯状の平面形状を有する第１端子、及び、延伸方向と反対方向に延伸し且つ第１歯と交互に配置された複数の第２歯を含む櫛歯状の平面形状を有する第２端子を有する発光素子と、を有し、第１めっき層は、複数の第１歯と同じ方向に延伸する複数の第１棒状めっき層を含み、複数の第１棒状めっき層は、第１端子の複数の第１歯の部分にそれぞれ接続され、第２めっき層は、第２端子の複数の第２歯以外の部分に接続され、第１配線層は、複数の第１歯の一部及び複数の第２歯の一部の下方に連続して形成される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】