JP2005116990A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高出力化に伴う発光素子の発熱を効果的に放熱できるようにした発光装置を提供する。
【解決手段】 フリップチップ型のＬＥＤ素子１４はサブマウント１３に搭載され、このサブマウント１３は、放熱器として機能する銅製の金属ベース部１１に搭載される。金属ベース部１１には金属反射鏡１２が接合される。金属ベース部１１には、リード部１６ａ，１６ｂを外部に通すための溝が形成されている。この溝内には、絶縁封着ガラス１５ａ，１５ｂ，１７ａ，１７ｂによって絶縁されたリード部１６ａ，１６ｂが配設され、その先端部はサブマウント１３の段差部に載置された状態でサブマウント１３の電極や配線層に接続される。反射鏡及び放熱体として機能する金属反射鏡１２には、すり鉢形の凹部の反射面１２ａが形成され、凹部内には透光性の樹脂等による封止部材１８が充填されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発光装置に関し、特に、高出力化に伴う発光素子の発熱を効果的に放熱できるようにした発光装置に関する。

近年、高出力のＬＥＤ（Ｌight-Emitting Diode：発光ダイオード）の開発が進められており、すでに数ワットの大出力タイプも製品化されている。ＬＥＤは発熱の少ないことが特徴であるが、高出力（高輝度）タイプのＬＥＤ素子は大電流が流れるため、無視できないレベルの発熱が生じる。

従来、ＬＥＤ素子は高出力ではなかったため、特に放熱対策はとられておらず、リード部分から放熱させることで済んでいた。そして、発熱が問題になる場合には、ＬＥＤ素子を搭載している部材の下面に銅製の放熱板を取り付けるなどの対策が取られていた（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載されるＬＥＤパッケージは、ヒートシンクとなるスラグがインサートモールドされると共に成形された埋め込みプラスチック材料を有するリードフレームに挿入される。スラグには、熱伝導性に優れる副基台を介して発光ダイオードダイ（ＬＥＤダイ）が直接的又は間接的に取り付けられ、ＬＥＤダイにはＬＥＤが実装される。ＬＥＤ及び発光ダイオードダイとリードフレームとの間は、ワイヤによって接続される。

このような構成では、ＬＥＤダイはスラグに熱的に結合されているため、ＬＥＤダイは従来のパッケージよりも低い接合温度に維持される。温度が低くなることで、ＬＥＤダイは大きな熱応力を受けることがなくなり、大電力動作における信頼性及び良好な特性を維持することができる。
特開２０００−１５０９６７号公報（[０００８]、図２）

しかし、従来の発光装置によると、スラグはプラスチック材料でインサートモールドされたリードフレームに挿入される構成であるため、ＬＥＤダイからスラグへの熱伝導が十分でなく、従って十分な放熱効果が得られず、ＬＥＤ素子の高出力化に対応することができないという問題がある。

従って、本発明の目的は、高出力化に伴う発光素子の発熱を効果的に放熱できるようにした発光装置を提供することにある。

本発明は、上記の目的を達成するため、発光素子と、一方の端部が前記発光素子に電気接続されると共に、前記発光素子に電源を供給するための端子として機能するリードと、前記発光素子が搭載されると共に、前記発光素子の熱を放熱する金属ベース部と、前記発光素子を覆う透光性の樹脂又はガラスによる封止部材とを備え、前記リードは、前記金属ベース部に、前記金属ベース部と同等の熱膨張率の耐熱性絶縁性部材によって保持されていることを特徴とする発光装置を提供する。

前記発光素子と前記リードとの接続を電極又は配線層を介して行うサブマウントを有し、前記発光素子は、前記サブマウントを介して、前記金属ベース部に搭載されていることが好ましい。

前記リードを前記金属ベース部に保持する前記耐熱性絶縁性部材は、ガラス材であり、前記リードは金属板材であることが好ましい。

前記リードを前記金属ベース部に保持する前記耐熱性絶縁性部材は、セラミックス材であり、前記リードは前記セラミック材に形成された金属パターンでも良い。

前記金属ベース部に重なるように接合され又は前記金属ベース部に一体加工された金属製の反射鏡部を有しても良い。

前記金属ベース部あるいは前記反射鏡部の少なくとも一方に、放熱フィンが形成されていても良い。

前記金属ベース部は、シート状のヒートシンクが装着されていても良い。

本発明の発光装置によれば、サブマウントを金属ベース部に搭載し、この金属ベース部に金属製の反射鏡を接合した構成により、発光素子からの熱は金属ベース部及び金属製の反射鏡に導かれるために高い放熱効率が得られ、高出力化型の発光素子における発熱を効果的に放熱でき、発光素子の高出力化に対応することが可能になる。また、保持部材は、耐熱性の部材で構成されているので、鉛フリーはんだのリフロー炉処理を行える耐熱性を有する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図である。通常、リードフレームには両側に各リード部のアウター側を連結している帯状部が設けられているが、ここでは図示を省略している。また、リードフレーム上には、通常、複数のＬＥＤ素子（発光素子）が実装されるが、ここでは１個のみを図示している。

この発光装置１０は、放熱器としての金属ベース部１１と、この金属ベース部１１に重ね合わされる金属反射鏡１２（反射鏡部）と、金属ベース部１１の所定位置に搭載されるサブマウント１３と、このサブマウント１３上に搭載されるＬＥＤ素子１４と、金属ベース部１１に形成された溝（図示せず）に埋設されると共にサブマウント１３の両側に一直線上になるように配設された絶縁封着ガラス１５ａ，１５ｂと、この絶縁封着ガラス１５ａ，１５ｂに重なるようにして配設されたリード部（金属リード）１６ａ，１６ｂと、このリード部１６ａ，１６ｂを覆うように設けられる絶縁封着ガラス１７ａ，１７ｂと、透光性のガラス又は樹脂が用いられ、金属反射鏡１２の凹部内に充填される封止部材１８とを備えて構成されている。発光装置１０は、全体として短い円柱形の外形を有している。

金属ベース部１１は、銅、アルミニウム等の熱伝導性に優れる金属が用いられ、ＬＥＤ素子１４の消費電力等に応じて十分な放熱効果が得られる厚み及び大きさを有している。

更に、金属ベース部１１は、ＬＥＤ素子１４を中心にして一直線上に溝（図示せず）が形成されている。この溝は、絶縁封着ガラス１５ａ，１５ｂ、リード部１６ａ，１６ｂ、及び絶縁封着ガラス１７ａ，１７ｂを埋設できるだけの深さを有している。リード部１６ａ，１６ｂは、絶縁封着ガラス１５ａ，１５ｂと１７ａ，１７ｂで挟持された状態で溝内に配設されるため、リード部１６ａ，１６ｂは金属ベース部１１と絶縁され、電気的に接続されることはない。なお、金属ベース部１１は、金属反射鏡１２と同一サイズにしているが、金属反射鏡１２より大きくすることも、四角形等の他の形状にすることもできる。

金属反射鏡１２は、銅、アルミニウム等の熱伝導性に優れる金属が用いられ、中心部にはすり鉢形の凹部が形成され、その内表面には銀蒸着、クロームや銀のメッキ、銀色又は白色の表面処理等によって鏡面状態に仕上げられていることにより、反射面１２ａが形成されている。これにより、金属反射鏡１２の横方向から出射した光を前面へ効果的に導くことができる。また、金属反射鏡１２は、銅（Ｃｕ）等の熱伝導性の良い金属を用いているため、反射鏡としての機能のほかに放熱器としても機能する。

サブマウント１３は、例えば高熱伝導のＡｌＮ（窒化アルミニウム）が用いられ、内部には必要に応じて素子破壊防止用のツェナーダイオード等が設けられている。サブマウント１３は四角形で段差を有する外形を有し、その最上面にはＬＥＤ素子１４が搭載され、下段の両側の上面にリード部１６ａ，１６ｂの先端部が載置される。サブマウント１３は、上面及び側面に電極（いずれも図示せず）を有している。上面の電極と側面の電極との接続は、配線層によることもスルーホールによることも可能であるが、ここでは、その図示を省略している。

ＬＥＤ素子１４は、ＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＰ等の材料を用いて作られた高出力型であり、そのチップサイズは、０．３×０．３ｍｍ（標準サイズ）、１×１ｍｍ（ラージサイズ）等である。そして、ＬＥＤ素子１４は、電極又はバンプを接続要素とするフリップチップ（ＦＣ）型（ここでは、素子下面の接続部の図示は省略している。）であり、封止部材１８に粘度の高いガラス材を用いる場合に適している。他に、ワイヤを接続要素とするフェイスアップ型があり、ガラス封止ではワイヤが変形するおそれがある場合には、封止部材１８に粘度の低い樹脂材を用いることができるので好ましい。

絶縁封着ガラス１５ａ，１５ｂ，１７ａ，１７ｂは、透光性の有無を問わないが、金属ベース部１１やリード部１６ａ，１６ｂと同等の熱膨張率を有するガラス材を用いる。封止部材１８は、透光性のシリコン樹脂、又は透光性で低融点のガラス材を用いる。

次に、発光装置１０の組み立てについて説明する。

まず、金属ベース部１１の中心部にサブマウント１３を搭載し、接着剤等により固定する。次に、金属ベース部１１上の溝に、棒状に加工された絶縁封着ガラス１５ａ，１５ｂを載置し、この絶縁封着ガラス１５上にリード部１６ａ，１６ｂ及び絶縁封着ガラス１７ａ，１７ｂを重ねて載置する。更に、金属反射鏡１２を絶縁封着ガラス１７ａ，１７ｂ及び金属ベース部１１の露出面に載置する。この状態のまま高温雰囲気下で加圧プレスを行い、絶縁封着ガラス１５ａ，１５ｂ，１７ａ，１７ｂ、リード部１６ａ，１６ｂのそれぞれと、金属反射鏡１２を固定する。

リード部１６ａ，１６ｂは、先端部以外の側面及び上下面が絶縁封着ガラス１５ａ，１５ｂ，１７ａ，１７ｂにより絶縁されるので、金属ベース部１１及び金属反射鏡１２に接触することはない。次に、サブマウント１３の最上面にＬＥＤ素子１４を搭載し、リフローを行うことにより、サブマウント１３の電極又は配線層と、ＬＥＤ素子１４のバンプ又は電極との半田接続及び固定が行われる。最後に、金属反射鏡１２のすり鉢形の凹部内にシリコーン樹脂材による封止部材１８を充填する。以上により、発光装置１０が完成する。

例えば、リード部１６ａがＬＥＤ素子１４のアノード側に接続されているとすると、リード部１６ａに直流電源（図示せず）のプラス側が接続され、リード部１６ｂにはマイナス側が接続される。電源供給に伴い、電流は、リード部１６ａ→サブマウント１３→ＬＥＤ素子１４→サブマウント１３→リード部１６ｂの経路で流れることにより、ＬＥＤ素子１４が発光する。ＬＥＤ素子１４の上面から出た光は封止部材１８内を通過して外部へ出光し、ＬＥＤ素子１４の側面部から出た光は金属反射鏡１２の反射面１２ａで反射した後、封止部材１８内を通過して外部へ出光する。

上記した第１の実施の形態によると、以下の効果が得られる。
（１）ガラス材による絶縁封着ガラス１５ａ，１５ｂ，１７ａ，１７ｂによりリード部１６ａ，１６ｂが絶縁されていることにより、リード部１６ａ，１６ｂと金属ベース部１１及び金属反射鏡１２との接触を防止することができる。
（２）リード部１６ａ，１６ｂの敷設部を除いた他の部分は、金属ベース部１１と金属反射鏡１２とが直接に接合するため、ＬＥＤ素子１４からサブマウント１３及びリード部１６ａ，１６ｂに伝導した熱は、金属ベース部１１及び金属反射鏡１２に効果的に伝熱され、金属ベース部１１及び金属反射鏡１２により放熱される。従って、ＬＥＤ素子１４が高出力型であっても、熱効率が高められ、ＬＥＤ素子１４、絶縁封着ガラス１５ａ，１５ｂ，１７ａ，１７ｂ、及び封止部材１８にダメージを及ぼすことがなくなる。この効果は、特にラージサイズの発光装置において顕著になる。
（３）発光装置は、耐熱性の低い樹脂材料を保持部に用いておらず、リード部１６ａ、１６ｂは、ガラス材によって、金属ベース部１１に取り付けられている。このため、鉛フリーはんだ対応のリフロー炉処理にも十分耐える。

図２は、第２の実施の形態に係る発光装置の構成を示す図であり、（ａ）は平面、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図である。また、第１の実施の形態と同一である部分については共通する引用数字を付している。

第２の実施の形態の発光装置２０は、リード部の取り出し方と、金属反射鏡を一体化した金属ベース部の構造について第１の実施の形態の発光装置１０と相違している。すなわち、同一方向からアノード用及びカソード用のリード部を取り出すと共に、反射鏡部分と放熱器部分を金型又はフライス盤加工等により一体加工した金属ベース部２１としている。

発光装置２０は、放熱器と反射鏡を兼ねる金属ベース部２１、金属ベース部２１の所定位置に搭載されるサブマウント２２と、このサブマウント２２上に搭載されるＬＥＤ素子１４と、金属ベース部２１に形成された溝状の切欠部２３と、この切欠部２３内に所定の空間を確保しながら配設されたリード部２４ａ，２４ｂと、金属ベース部２１の凹部内に充填される封止部材１８と、角棒状に加工されてリード部２４ａ，２４ｂを金属ベース部１１に対して絶縁する絶縁封着ガラス２５とを備えて構成されている。

金属ベース部２１は、第１の実施の形態の金属ベース部１１及び金属反射鏡１２と同じ材料が用いられる。金属ベース部２１にはＬＥＤ素子１４が中心になるようにしてすり鉢形の反射面２１ａが形成され、更に、リード部２４ａ，２４ｂを絶縁状態に配設するための縦溝状の切欠部２３が形成されている。切欠部２３の底部には、絶縁封着ガラス２５が設置され、この絶縁封着ガラス２５の上面にリード部２４ａ，２４ｂが設置される。

サブマウント２２は、高熱伝導のＡｌＮ（窒化アルミニウム）が用いられ、また、必要に応じて素子破壊防止用のツェナーダイオード等を内蔵している。図３（ｂ）に示すように、サブマウント２２の段差部は、片側（図２の右側）にのみ形成されており、この段差部の上面には、並べた状態のリード部２４ａ，２４ｂの各先端部が載置され、その先端面又は下面がサブマウント２２側の電極（図示せず）に半田等により接続される。

次に、発光装置２０の製造手順について説明する。まず、金属ベース部２１上の中心部にサブマウント２２を搭載し、接着剤等により固定する。次に、サブマウント２２の段差部にリード部２４ａ，２４ｂの先端部が突き合わせるように並設され、この状態のままリード部２４ａ，２４ｂの先端部とサブマウント２２の電極（又は配線層の所定部分）とを加熱炉等により接続する。次に、サブマウント２２の最上面にＬＥＤ素子１４を搭載し、リフローを行ってＬＥＤ素子１４とサブマウント２２の回路部（電極、配線層等）とを電気的及び物理的に接続する。なお、ＬＥＤ素子１４を先にサブマウント２２に搭載した後、このサブマウント２２にリード部２４ａ，２４ｂを搭載及び接続する順序であってもよい。

上記した第２の実施の形態によると、以下の効果が得られる。
（１）切欠部２３内にはリード部２４ａ，２４ｂが配設されるのみで、上部は空間になっているので、この切欠部２３には金属ベース部２１の反射面２１ａは存在しない。従って、ＬＥＤ素子１４の点灯時には、照射光に若干の光ムラが生じることは避けられないが、金属ベース部２１が第１の実施の形態の金属ベース部１１と金属反射鏡１２を一体化した構造であるため、製造工程が減らせると共に加工が容易になるほか、コストダウンを図ることができる。

図３は、第３の実施の形態に係る発光装置の構成を示す断面図である。第３の実施の形態は、第１の実施の形態の構成において、金属反射鏡の上面に放熱フィンを有する発光装置３０としたところに特徴がある。

発光装置３０は、金属ベース部１１に接着される金属反射鏡３１は、最上面の部分に複数の放熱フィン３２が形成されている。放熱フィン３２は、ＬＥＤ素子１４を中心にして、金属反射鏡３１の円周方向に一定間隔に形成されている。

上記した第３の実施の形態によると、放熱フィン３２を設けたことにより、金属反射鏡３１の外気との接触面積が増大すると共に、側面からも効果的に放熱が行われる様になる。このように、放熱面積が増大する結果、良好な放熱効果が得られる。

図４は、第４の実施の形態に係る発光装置の構成を示す断面図である。第４の実施の形態の発光装置４０は、前記各実施の形態における金属ベース部の機能と金属反射鏡の機能を一体化したところに特徴がある。

発光装置４０は、段差部を有するヒートシンク４１と、前記段差部のリード部の取り付け位置に配設された絶縁体４２ａ，４２ｂと、この絶縁体４２ａ，４２ｂの水平部上に先端が介在するように配置されるリード部４３ａ，４３ｂと、ヒートシンク４１の上部に形成されたすり鉢形部分（凹部）の底面に装着されたサブマウント４３と、このサブマウント４３の上面に搭載されたＬＥＤ素子４４と、このＬＥＤ素子４４を覆うようにしてサブマウント４３の凹部内に充填された透光性のガラス又は樹脂による封止部材４５とを備えて構成されている。

ヒートシンク４１は、Ｃｕを用いて形成されており、段差部より下側には放熱フィン４１ａが形成され、段差部より上側には外形が円筒状を成すと共に内面にすり鉢形の反射面４１ｂが形成された反射鏡部４１ｃが形成されている。

絶縁体４２ａ，４２ｂは“Ｌ”字形の断面形状を有し、反射鏡部４１ｃの外周面に密着するように配設されている。ここでは、絶縁体４２ａ，４２ｂは“Ｌ”字形の２つの部品から成るものとしているが、“Ｌ”字形の断面形状を有するリングであってもよい。絶縁体４２ａ，４２ｂとしては、耐熱性と絶縁性を備える材料、例えば、ガラス、セラミック等で、リード部１６ａ，１６ｂやヒートシンク４１と同等の熱膨張率を有することが望ましい。

サブマウント４３は、サブマウント１３，２３と同じ材料を用いる。ここでは、図面を簡略化するため、サブマウント４３を通してリード部１６ａ，１６ｂとＬＥＤ素子４４を接続する構成（配線導体、電極、スルーホール等）については図示を省略している。

発光装置４０においては、ＬＥＤ素子４４による動作時の熱がサブマウント４３を通してヒートシンク４１に伝熱され、大部分は放熱フィン４１ａで放熱され、他の一部は反射鏡部４１ｃで放熱される。放熱フィン４１ａは外気との接触面積が大きいため、効果的に熱交換が行われる。

上記した第４の実施の形態によると、放熱フィン４１ａと反射面４１ｂとが一体化されているため、伝熱を妨げる部分が介在しないので、他の実施の形態に比べて発光装置４０の放熱効果を高めることができる。更に、構造が簡単であるため、組み立てを簡略にすることができる。

なお、上記したヒートシンク４１は、Ｃｕ以外の熱伝導性に優れる金属で形成しても良く、例えば、Ａｌ、ＡｌＮ（窒化アルミ）等を用いることが可能である。

また、第４の実施の形態においては、他の実施の形態における金属ベース部１１と金属反射鏡１２を一体化したヒートシンク４１による構成とし、その下面に放熱フィン４１ａを設ける構成にしたが、他の実施の形態と同様に金属ベース部１１と金属反射鏡１２に分け、金属ベース部１１に放熱フィン４１ａを設ける構成であってもよい。

図５は、第５の実施の形態に係る発光装置の構成を示す図である。前記各実施の形態が放熱を金属ベース部と金属反射鏡、又はヒートシンクで行っていたのに対し、第５の実施の形態による発光装置５０は、放熱の殆どを付加装置が負担する構成にしたところに特徴がある。付加装置として、ヒートパイプ又は同一原理によるものを用いることができる。

発光装置５０は、基本的な構成について第１の実施の形態と同一であるが、絶縁封着ガラス１５ａ，１５ｂ，１７ａ，１７ｂ、及びリード部１６ａ，１６ｂの図示を省略しており、更に、サブマウントについての形状を簡略化している。

発光装置５０は、ＬＥＤ素子１４による発熱を外部に伝熱するために、シート状ヒートシンク５１が用いられている。シート状ヒートシンク５１は、例えば、「ペラフレックス」（登録商標）を用いることができる。このシート状ヒートシンク５１は、発光装置５０を大形化できないできない場合、発熱部に十分な放熱スペースを確保できない場合、筐体の外で放熱しなければならない場合等に適している。また、シート状ヒートシンク５１は、厚みが０．６ｍｍ、幅が２０ｍｍ、長さが１５０ｍｍ程度の寸法でありながら、１０ワット程度までの放熱に供することができるという特長がある。

シート状ヒートシンク５１は、その一方の端部が金属ベース部１１の上面（サブマウント１３と接する面）に設置され、他方の端部には放熱器５２が取り付けられている。放熱器５２に代えて、他の部材、例えば、発光装置５０が適用される電子機器の筐体を利用することもできる。また、シート状ヒートシンク５１は、金属ベース部１１の上面に配設したが、金属ベース部１１の下面に配設してもよい。

上記した第５の実施の形態によると、金属ベース部１１にシート状ヒートシンク５１を設けたため、金属ベース部１１の厚み等を小さくしても放熱効率を高めることができる。また、ＬＥＤ素子１４の長時間点灯による発光装置５０の温度上昇を防止できる。従って、高出力の発熱装置に適している。

なお、第５の実施の形態では、発光装置１０に設けられていなかった放熱フィン１２ａが金属反射鏡に設けられているが、これを設けない構成であってもよい。

図６は、第６の実施の形態に係る発光装置の構成を示す図であり、発光装置６０は、リード部２６が、多層セラミックス基板によって形成され、ろう材によって、金属ベース部２１と金属反射鏡１２とに固定されている点が第１の実施の形態と相違している。

図７は、第６の実施の形態に係るリード部を部分的に示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ部における平面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ部における断面図、（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃ部における底面図である。

リード部２６は、ガラス含有Ａｌ₂Ｏ₃（熱膨張率：１３．２×１０^-6／℃）の２層基板であり、金属によるパターン２６ａ、２６ｂ、２６ｃ，２６ｄが形成されている。パターン２６ａ、２６ｂはＬＥＤ素子１４に電力を供給するためのもので、サブマウント２２との接点と外部端子部とは、表面に露出しているが、大半は基板内を通っている。パターン２６ｃ、２６ｄは電気的接続を目的としたものではなく、ろう材を介して金属ベース部２１、あるいは、金属反射鏡１２に接着固定することを目的としたものである。ろう材は、Ａｕ−Ｓｉ系材料（溶融温度：３６０℃、熱膨張率：１３．９×１０^-6／℃）を用いている。

実際のリードとなるパターン２６ａ、２６ｂは、耐熱性絶縁部材であるセラミックス中を通っているので、リード部２６を導電性材料を用いて固定しても、電気的短絡は、生じない。また、セラミックス部材を銅材（熱膨張率：１６×１０^-6／℃）と同等の熱膨張率としたので、高温での加工を行っても熱膨張率差のために剥離やクラックが発生しないものができる。

また、アノード、カソードを同一方向から引き出すものとしても、回路パターンは基材に精度良く形成できるので、パターン２６ａ、２６ｂが接触して電気的短絡が生じることを防止できる。

さらに、外部端子を電気接続する際に、熱伝導性の高くないガラス含有Ａｌ２Ｏ３基板のパターンからは、熱が逃げにくいので、はんだ付けを行い易い。

上記した各実施の形態においては、蛍光体層を封止部材１８，４５内に設置し、波長変換を行わせることもできる。蛍光体層は、例えば、ＬＥＤ素子が青色発光である場合、この青色光によって励起されることにより黄色光を放射する特性を有するＣｅ（セリウム）：ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）を蛍光体として用いる。

なお、各実施の形態において、金属反射鏡１２，２２、反射面４１ｂの底部の絶縁封着ガラス１７ａ，１７ｂ、サブマウント１３，２３，４３の表面に銀やアルミニウムによるメッキ又は蒸着等による反射面を形成し、光の出射効率を高めるようにしてもよい。

更に、各実施の形態においては、１つの封止部材内に配設されるＬＥＤ素子の個数は１個であるとしたが、ＬＥＤ素子が２個以上のマルチ発光型の発光装置にすることもできる。搭載する複数のＬＥＤ素子は、異なる発光色のＬＥＤ素子を複数設ける構成でも、同一発光色のＬＥＤ素子を複数設ける構成でもよい。更に、ＬＥＤ素子の駆動形態としては、複数のＬＥＤ素子の全部を並列接続し又はグループ単位で並列接続しても、複数単位に直列接続し又は全数を直列接続してもよい。

また、封止部材１８，４５は、上面が平面であるとしたが、他の形状、例えば半球形のレンズ形状であってもよい。

上記各実施の形態においては、ＬＥＤ素子１４，４４は、フリップチップ実装される構成を説明したが、フェイスアップタイプ（上面にアノード、カソード電極を有し、ワイヤにより電気接続するもの）や、アノード、カソード電極がそれぞれ上下面に形成され、上面電極はワイヤにより電気接続されるものであっても良い。フリップチップタイプでなければ、サブマウント１３、２２、４３を用いず、金属ベース部１１、２１、およびヒートシンク４１に直接マウントしても良い。なお、サブマウントを設けた方が、ＬＥＤ素子が発する熱によりＬＥＤ素子と金属ベース部、ヒートシンクとの熱膨張率差によって生じる応力を軽減できるが、一方で放熱性は直接マウントの方が優れる。

本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図である。 第２の実施の形態に係る発光装置の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図である。 第３の実施の形態に係る発光装置の構成を示す平面図である。 第４の実施の形態に係る発光装置の構成を示す断面図である。 第５の実施の形態に係る発光装置の構成を示す図である。 第６の実施の形態に係る発光装置の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図である。 第６の実施の形態に係るリード部を部分的に示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ部における平面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ部における断面図、（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃ部における底面図である。

符号の説明

１０，２０，３０，４０，５０ 発光装置
１１ 金属ベース部
１２ 金属反射鏡
１２ａ 反射面
１３ サブマウント
１４ ＬＥＤ素子
１５ａ，１５ｂ，１７ａ，１７ｂ 絶縁封着ガラス
１６ａ，１６ｂ リード部
１８ 封止部材
２１ 金属ベース部
２２ サブマウント
２３ 切欠部
２４ａ，２４ｂ リード部（金属リード）
２５ 絶縁封着ガラス
３１ 金属反射鏡
３２ 放熱フィン
４１ ヒートシンク
４１ａ 放熱フィン
４１ｂ 反射面
４１ｃ 反射鏡部
４２ａ，４２ｂ 絶縁体
４３ サブマウント
４３ａ，４３ｂ リード部
４４ ＬＥＤ素子
４５ 封止部材
５１ シート状ヒートシンク
５２ 放熱器

Claims (7)

1. 発光素子と、
   一方の端部が前記発光素子に電気接続されると共に、前記発光素子に電源を供給するための端子として機能するリードと、
   前記発光素子が搭載されると共に、前記発光素子の熱を放熱する金属ベース部と、
   前記発光素子を覆う透光性の樹脂又はガラスによる封止部材とを備え、
   前記リードは、前記金属ベース部に、前記金属ベース部と同等の熱膨張率の耐熱性絶縁性部材によって保持されていることを特徴とする発光装置。
2. 前記発光素子と前記リードとの接続を電極又は配線層を介して行うサブマウントを有し、
   前記発光素子は、前記サブマウントを介して、前記金属ベース部に搭載されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
3. 前記リードを前記金属ベース部に保持する前記耐熱性絶縁性部材は、ガラス材であり、前記リードは金属板材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
4. 前記リードを前記金属ベース部に保持する前記耐熱性絶縁性部材は、セラミックス材であり、前記リードは前記セラミック材に形成された金属パターンであることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
5. 前記金属ベース部に重なるように接合され又は前記金属ベース部に一体加工された金属製の反射鏡部を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の発光装置。
6. 前記金属ベース部あるいは前記反射鏡部の少なくとも一方に、放熱フィンが形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の発光装置。
7. 前記金属ベース部は、シート状のヒートシンクが装着されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の発光装置。