JP2002176203A - Light emitting device and light emitting device array - Google Patents
Light emitting device and light emitting device arrayInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオード
(LED)や半導体レーザー(LD)などの発光素子チ
ップをモールド樹脂で封止した形態の発光デバイスにお
ける発光素子の放熱構造に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat radiation structure of a light emitting element in a light emitting device in which a light emitting element chip such as a light emitting diode (LED) or a semiconductor laser (LD) is sealed with a mold resin.
【0002】[0002]
【従来の技術】発光ダイオード(LED)や半導体レー
ザー(LD)などの発光デバイスは、図30に砲弾型の
一例を示したように、発光ダイオード(LED)や半導
体レーザー(LD)などの発光素子チップ(以下発光素
子と略称する)1をリードフレーム2に載置してダイボ
ンドし、他方のリードフレーム3からボンディングワイ
ヤ4で電気的に接続した形でモールド樹脂6により封止
したものがある。2. Description of the Related Art A light emitting device such as a light emitting diode (LED) or a semiconductor laser (LD) is shown in FIG. There is a chip (hereinafter simply referred to as a light emitting element) 1 mounted on a lead frame 2 and die-bonded, and sealed with a mold resin 6 in a form of being electrically connected to the other lead frame 3 by bonding wires 4.
【0003】しかしながらこのような発光デバイスにお
いては、発光素子から発する熱は、細いリードフレーム
2から外部に放熱する以外放熱構造が考慮されておら
ず、熱的損傷を考慮して印加できる最大定格電流が小さ
く押さえられていた。そのため、最大定格電流を越える
大きな電流を長時間流すと、発光素子のジャンクション
部が高温となり、発光素子の特性劣化、あるいは断線事
故を生じ、発光素子の信頼性を低下させる問題が生じて
いた。However, in such a light-emitting device, the heat generated from the light-emitting element does not consider the heat dissipation structure other than the heat dissipation from the thin lead frame 2 to the outside, and the maximum rated current that can be applied in consideration of the thermal damage is considered. Was kept small. Therefore, when a large current exceeding the maximum rated current is passed for a long time, the temperature of the junction of the light emitting element becomes high, and the characteristics of the light emitting element are degraded or a disconnection accident occurs, and the reliability of the light emitting element is reduced.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最大定
格電流が小さく押さえられるということは、それだけ発
光光量が小さく押さえられるということであり、大きな
光量を得たい場合は発光デバイスを多数必要とし、不経
済であった。However, the fact that the maximum rated current is kept small means that the amount of emitted light is kept small. If a large amount of light is desired, a large number of light emitting devices are required, which is uneconomical. Met.
【0005】上述の事情に鑑み本発明は、放熱性能を高
めた発光デバイスを提供し、印加できる最大定格電流を
大きくして明るく発光させられるようにすると共に、発
光素子の過熱による特性劣化、あるいは断線事故を防止
し、発光素子の信頼性を向上させることが課題である。
また本発明においては、放熱特性のよい発光デバイスア
レイを得ることや、表面実装タイプの発光素子において
も放熱特性を向上できるようにすることも課題である。In view of the above circumstances, the present invention provides a light emitting device with improved heat dissipation performance, increases the maximum rated current that can be applied, enables bright light emission, and reduces the characteristics of the light emitting element due to overheating, or It is an object to prevent a disconnection accident and improve the reliability of a light emitting element.
Another object of the present invention is to obtain a light emitting device array having good heat radiation characteristics and to improve the heat radiation characteristics of a surface-mounted type light emitting element.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、発光素子からの光を効率よく前方に出射させ
るために光反射部材を用い、かつ、この光反射部材を放
熱板として利用し、放熱性能を高めて印加できる最大定
格電流を大きくして明るく発光させられるようにすると
共に、発光素子の過熱による特性劣化、あるいは断線事
故を防止し、発光素子の信頼性を向上させられるように
した。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention uses a light reflecting member to efficiently emit light from a light emitting element to the front, and uses this light reflecting member as a heat sink. In addition to improving the heat dissipation performance and increasing the maximum rated current that can be applied to make it possible to emit light brightly, it also prevents the characteristic deterioration due to overheating of the light emitting element or prevents the disconnection accident and improves the reliability of the light emitting element. I made it.
【0007】そのため本発明における第1の発光デバイ
スにおいては、発光素子と、光反射部材と、該光反射部
材と発光素子を覆って発光素子を封止した樹脂とからな
り、前記発光素子から出射した光のうち前方の所定領域
を外れる光を樹脂界面でほぼ全反射させた後に前記光反
射部材で前方に出射させるよう構成した発光デバイスに
おいて、前記発光素子と光反射部材とが熱的接触して発
光素子の熱を放熱するようにしたことを特徴とする。Therefore, the first light emitting device of the present invention comprises a light emitting element, a light reflecting member, and a resin that covers the light reflecting member and the light emitting element and seals the light emitting element. In a light emitting device configured to cause light that departs from a predetermined area in front of the light to be totally reflected at a resin interface and then emit the light forward by the light reflecting member, the light emitting element and the light reflecting member come into thermal contact with each other. The heat of the light emitting element is radiated.
【0008】このように発光素子と光反射部材を樹脂で
覆い、発光素子から出た光のうち、前方の所定領域を外
れる光を樹脂界面でほぼ全反射させた後に前記光反射部
材で前方に出射させて光の出射効率を増大させると共
に、光反射部材を発光素子に熱的接触させて前記したよ
うに光反射部材を放熱板とすることにより、放熱性能を
高め、印加できる最大定格電流を大きくして明るく発光
させることができると共に、発光素子の過熱による特性
劣化、あるいは断線事故を防止し、発光素子の信頼性を
向上することができる。[0008] As described above, the light emitting element and the light reflecting member are covered with the resin, and among the light emitted from the light emitting element, the light which deviates from a predetermined area in front is almost totally reflected at the resin interface, and then the light reflecting member moves forward. Emitting light to increase the light emission efficiency, and making the light reflecting member thermally contact the light emitting element and using the light reflecting member as a heat radiating plate as described above to enhance heat radiation performance and increase the maximum rated current that can be applied. It is possible to increase the size of the light emitting element to emit light brightly, to prevent deterioration of characteristics due to overheating of the light emitting element or to prevent a disconnection accident, and to improve reliability of the light emitting element.
【0009】そしてこの発光素子と光反射部材の熱的接
触のため、前記発光素子を該発光素子と電気的に接続す
る一方のリードフレームに載置し、該リードフレームを
光反射部材と熱的接触するようにして発光素子の熱をリ
ードフレームから光反射部材に伝えて放熱させるように
してもよい。このようにすることで、容易に、かつ、確
実に発光素子の熱を光反射部材に伝えて放熱することが
できる。またさらに、前記光反射部材の非反射面を、直
接、若しくは薄い樹脂層を介して空気層に露出したり、
前記光反射部材の外縁が、樹脂表面の一部、または全部
を覆うようにすることで、光反射部材の非反射面、また
は光反射部材の外縁を直接空気層にふれさせ、より効果
的に放熱を行うようにしても良い。In order to make thermal contact between the light emitting element and the light reflecting member, the light emitting element is placed on one lead frame electrically connected to the light emitting element, and the lead frame is thermally connected to the light reflecting member. The heat of the light emitting element may be transmitted from the lead frame to the light reflecting member so that the heat is radiated. By doing so, the heat of the light emitting element can be easily and reliably transmitted to the light reflecting member and radiated. Still further, the non-reflective surface of the light reflecting member is exposed to the air layer directly or through a thin resin layer,
The outer edge of the light reflecting member covers part or all of the resin surface, so that the non-reflecting surface of the light reflecting member, or the outer edge of the light reflecting member directly touches the air layer, more effectively. Radiation may be performed.
【0010】そして更に放熱効果を高めるため本発明に
おける第2の発光デバイスにおいては、発光素子と、光
反射部材と、該光反射部材と発光素子を覆って発光素子
を封止した樹脂とからなり、前記発光素子から出射した
光のうち前方の所定領域を外れる光を樹脂界面でほぼ全
反射させた後に前記光反射部材で前方に出射させるよう
構成した発光デバイスにおいて、前記発光素子を良熱伝
導性の立面体に載置し、該立面体と光反射部材を熱的接
触させて発光素子の熱を立面体と光反射部材とから放熱
するようにしたことを特徴とする。In order to further enhance the heat radiation effect, a second light emitting device according to the present invention comprises a light emitting element, a light reflecting member, and a resin covering the light reflecting member and the light emitting element and sealing the light emitting element. A light-emitting device configured to cause light out of a predetermined area in front of light emitted from the light-emitting element to be substantially totally reflected at a resin interface and then to be emitted forward by the light-reflecting member; The light-emitting element is placed on an upright body, and the upright body and the light reflecting member are brought into thermal contact with each other to radiate heat of the light emitting element from the upright body and the light reflecting member.
【0011】このように構成することにより、良熱伝導
性の立面体は光反射部材より熱容量が大きいから発光素
子が発生した熱をより迅速に拡散させて放熱効果が大き
く、印加できる最大定格電流を大きくして発光素子を明
るく発光させられるようにすると共に、発光素子の過熱
による特性劣化、あるいは断線事故を防止し、発光素子
の信頼性を向上することができる。[0011] With such a configuration, the heat-conductive upright body has a larger heat capacity than the light reflecting member, so that the heat generated by the light emitting element can be diffused more quickly, and the heat radiation effect is large. The current can be increased so that the light-emitting element can emit light brightly. In addition, deterioration of characteristics of the light-emitting element due to overheating or a disconnection accident can be prevented, and reliability of the light-emitting element can be improved.
【0012】そしてこの立面体は、中央に発光素子を載
置する皿部と、リードフレームを保持した絶縁体を収容
する溝部と、リードフレームを延在させる溝を設けるよ
うにすると、リードフレームをしっかりと絶縁した上で
電流を発光素子に送ることができ、より効果的に前記放
熱効果を発揮させることができる。When the vertical body is provided with a plate portion on which the light emitting element is mounted, a groove portion for accommodating the insulator holding the lead frame, and a groove for extending the lead frame, the lead frame is provided. Current can be sent to the light-emitting element after firmly insulating the light-emitting element, and the heat radiation effect can be exhibited more effectively.
【0013】また本発明における第3の発光デバイスに
おいては、簡単に放熱効果を得るため、発光素子と、光
反射部材と、該光反射部材と発光素子を覆って発光素子
を封止した樹脂とからなり、前記発光素子から出射した
光のうち前方の所定領域を外れる光を樹脂界面でほぼ全
反射させた後に前記光反射部材で前方に出射させるよう
構成した発光デバイスにおいて、前記光反射部材と、発
光素子を載置するリードフレームとを一体部材で構成
し、リードフレームに載置した発光素子の熱を光反射部
材に伝えて放熱するようにしたことを特徴とする。Further, in the third light emitting device of the present invention, in order to easily obtain a heat radiation effect, a light emitting element, a light reflecting member, and a resin covering the light reflecting member and the light emitting element and sealing the light emitting element are provided. In the light emitting device, the light reflected from the light emitting element is configured to emit light that deviates from a predetermined region in front of the light emitted from the light emitting element to the front by the light reflecting member after being substantially totally reflected at a resin interface. And a lead frame on which the light emitting element is mounted is formed as an integral member, and the heat of the light emitting element mounted on the lead frame is transmitted to the light reflecting member and is radiated.
【0014】このように、光反射部材と発光素子を載置
するリードフレームとを一体部材で構成することによ
り、容易に、かつ、確実に発光素子の熱をリードフレー
ムを介して光反射部材に伝えて放熱することができ、放
熱性能を高めて印加できる最大定格電流を大きくして明
るく発光させられるようにすると共に、発光素子の過熱
による特性劣化、あるいは断線事故を防止し、発光素子
の信頼性を向上できる。As described above, since the light reflecting member and the lead frame on which the light emitting element is mounted are formed as an integral member, the heat of the light emitting element can be easily and reliably transferred to the light reflecting member via the lead frame. It can transmit and dissipate heat, enhance the heat dissipation performance, increase the maximum rated current that can be applied, make it possible to emit light brightly, prevent deterioration of characteristics due to overheating of the light emitting element, and prevent accidents of disconnection, Performance can be improved.
【0015】また、発光素子を光反射部材と一体に樹脂
で封止せず、表面実装タイプの発光素子を利用する場合
も本発明における第4の発光デバイスにおいては、金属
板上に実装した表面実装タイプ発光素子と、光反射部材
と該光反射部材を覆った樹脂を有し、前記発光素子から
出射した光のうち前方の所定領域を外れる光を樹脂界面
でほぼ全反射させた後に前記光反射部材で前方に出射さ
せるよう構成した光学部材とからなり、前記光反射部材
を金属板に熱的接触させて前記発光素子の熱を放熱する
ようにしたことを特徴とする。In a fourth light-emitting device according to the present invention, a light-emitting element is not sealed with a light reflecting member integrally with a resin, and a surface-mount type light-emitting element is used. A light-emitting element, a light-reflecting member, and a resin covering the light-reflecting member. The light reflected from the light emitted from the light-emitting element is substantially totally reflected at a resin interface after deviating from a predetermined area in front of the light-emitting element. An optical member configured to emit light forward is provided, and the light reflecting member is brought into thermal contact with a metal plate to dissipate heat of the light emitting element.
【0016】このようにすることで、発光素子を光反射
部材と一体に樹脂で封止せず、表面実装タイプの発光素
子を利用する場合においても放熱特性を改善でき、印加
できる最大定格電流を大きくして明るく発光させられる
ようにすると共に、発光素子の過熱による特性劣化、あ
るいは断線事故を防止して、信頼性の高い表面実装タイ
プ発光デバイスを得ることができる。In this way, even when the light emitting element is not sealed with a resin integrally with the light reflecting member and the surface mounting type light emitting element is used, the heat radiation characteristics can be improved, and the maximum rated current that can be applied can be increased. As a result, it is possible to obtain a highly reliable surface mount type light emitting device by preventing the characteristic deterioration due to overheating of the light emitting element or the disconnection accident.
【0017】また本発明の発光デバイスアレイにおいて
は、前記第1から第3の発光デバイスをアレイ状に構成
する場合、金属製部材にアレイ状に形成した光反射部
と、該光反射部の各々の中央近辺に載置した発光素子
と、該発光素子の各々に接続する前記金属製部材表面に
絶縁膜を介して形成した配線パターンと、前記光反射部
上の前記発光素子を覆って界面を形成し、前記発光素子
から出射した光のうち、前方の所定領域を外れる光を前
記界面でほぼ全反射させた後に前記光反射部で前方に出
射させるよう構成した樹脂とからなり、発光素子の熱を
前記金属製部材で放熱するようにしたことを特徴とす
る。In the light emitting device array according to the present invention, when the first to third light emitting devices are configured in an array, the light reflecting portions formed in an array on a metal member, and each of the light reflecting portions is provided. And a wiring pattern formed on the surface of the metal member connected to each of the light emitting elements via an insulating film, and an interface covering the light emitting element on the light reflecting portion. And a resin that is configured to emit light that deviates from a predetermined region in front out of the light emitted from the light-emitting element, and that the light is emitted forward by the light reflection portion after substantially totally reflecting the light at the interface. The heat is dissipated by the metal member.
【0018】このようにすることで、発光素子を複数個
アレイ状に配列した発光デバイスアレイが容易に得られ
ると共に、複数の発光素子による発熱も金属製部材で拡
散されて大きな放熱効果が得られるから、個々の発光素
子に印加できる最大定格電流を大きくして明るく発光さ
せられると共に、発光素子の過熱による特性劣化、ある
いは断線事故を防止し、信頼性の高い発光デバイスアレ
イを得ることができる。In this manner, a light emitting device array in which a plurality of light emitting elements are arranged in an array can be easily obtained, and heat generated by the plurality of light emitting elements is diffused by the metal member, so that a large heat radiation effect can be obtained. Thus, the maximum rated current that can be applied to each light emitting element can be increased to emit light brightly, and at the same time, characteristic deterioration due to overheating of the light emitting element or a disconnection accident can be prevented, and a highly reliable light emitting device array can be obtained.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの
発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる
説明例に過ぎない。Embodiments of the present invention will be illustratively described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to them unless otherwise specified. This is just an example.
【0020】図1は、本発明の第1の実施形態による発
光デバイスを示す断面図である。同図において、1は発
光ダイオード(LED)や半導体レーザー(LD)など
の発光素子、2は発光素子1を載置してダイボンドする
受け皿部を有したリードフレーム、3は他方のリードフ
レーム、4はリードフレーム3と発光素子1を接続する
ボンディングワイヤ、5は金属製の光反射部材で、これ
ら発光素子1、リードフレーム2、3、ボンディングワ
イヤ4、光反射部材5は、透明なモールド樹脂6中に封
止されている。FIG. 1 is a sectional view showing a light emitting device according to a first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a light emitting element such as a light emitting diode (LED) or a semiconductor laser (LD), 2 denotes a lead frame having a tray for mounting and die-bonding the light emitting element 1, 3 denotes the other lead frame, Is a bonding wire for connecting the lead frame 3 to the light emitting element 1, and 5 is a metal light reflecting member. These light emitting element 1, lead frames 2, 3, bonding wire 4, and light reflecting member 5 are made of a transparent molding resin 6. Sealed inside.
【0021】そしてモールド樹脂6の光出射側中央部に
は、図に示すように球面レンズ状、非球面レンズ状、放
物面上などの凸レンズ形状をした直接出射領域7が形成
され、発光素子1はこの直接出射領域7の焦点、または
その近傍に位置している。そのため、発光素子1から出
て直接出射領域7に向かった光は、直接モールド樹脂6
の前面から前方へ出射される。At the central portion of the light emitting side of the mold resin 6, a direct emitting area 7 having a convex lens shape such as a spherical lens shape, an aspherical lens shape, or a parabolic surface is formed as shown in FIG. Numeral 1 is located at or near the focal point of the direct emission area 7. Therefore, light emitted from the light emitting element 1 and directly directed to the emission region 7 is directly emitted from the molding resin 6.
Is emitted forward from the front surface of.
【0022】一方直接出射領域7の周囲には、この直接
出射領域7を囲むように平面状の全反射領域8が形成さ
れ、かつ、発光素子1から見て、直接出射領域7と全反
射領域8との境界方向と発光素子1の光軸とのなす角度
が、モールド樹脂6と空気との間の全反射の臨界角と等
しいか、それよりも大きく設定されている。そのため、
発光素子1から出射された光のうち、全反射領域8に向
かった光は、モールド樹脂6の界面で全反射され、さら
に光反射部材5で反射されて全反射領域8から前方へ出
射される。On the other hand, a planar total reflection area 8 is formed around the direct emission area 7 so as to surround the direct emission area 7, and the direct emission area 7 and the total reflection area are viewed from the light emitting element 1. The angle formed by the boundary direction with the optical axis 8 and the optical axis of the light emitting element 1 is set to be equal to or larger than the critical angle of total reflection between the mold resin 6 and the air. for that reason,
Of the light emitted from the light emitting element 1, the light heading for the total reflection area 8 is totally reflected at the interface of the mold resin 6, further reflected by the light reflection member 5, and emitted forward from the total reflection area 8. .
【0023】そして発光素子1を載置したリードフレー
ム2は、光反射部材5と接触する部分9が熱伝導性接着
剤での接着、ハンダ付け、銀ロウ付け、超音波融着、か
しめなどで機械的に接合して熱的接触しており、他方の
リードフレーム3は光反射部材5と接触しないように封
止されている。そのため、発光素子1の発光により生じ
た熱は、リードフレーム2を通して金属製の光反射部材
5に伝わって拡散されて温度を低下させると共に、広い
面積で放熱していっそう冷却効果を向上させる。そのた
め発光素子1の加熱による特性劣化、断線事故などを防
止して発光素子1の信頼性の向上を可能とすると共に、
発光素子1に印加できる絶対最大定格電流が大きくな
り、より明るく発光素子を発光することが可能となる。In the lead frame 2 on which the light emitting element 1 is mounted, the portion 9 in contact with the light reflecting member 5 is bonded by a heat conductive adhesive, soldered, silver brazed, ultrasonically fused, caulked or the like. The other lead frame 3 is sealed so as not to come into contact with the light reflecting member 5 by being mechanically joined and in thermal contact. Therefore, the heat generated by the light emission of the light emitting element 1 is transmitted to the metal light reflecting member 5 through the lead frame 2 and diffused to lower the temperature, and further radiates heat over a wide area to further improve the cooling effect. Therefore, deterioration of characteristics due to heating of the light emitting element 1 and accidents such as disconnection can be prevented to improve the reliability of the light emitting element 1, and
The absolute maximum rated current that can be applied to the light emitting element 1 is increased, and the light emitting element can emit light more brightly.
【0024】図2は、本発明の第2の実施形態による発
光デバイスを示す断面図である。図中図1と同一の構成
要素には同一番号を付した。なお、以下の実施形態説明
においては、図1と同一の構成要素には全て同一番号を
付し、説明を省略する。FIG. 2 is a sectional view showing a light emitting device according to a second embodiment of the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In the following description of the embodiment, all the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0025】図1に示した第1の実施形態においては、
リードフレーム2と光反射部材5を接合する工程が必要
であり、それだけ工数が増えて発光素子の価格が上昇す
る。そのため第2の実施形態においては、図1に示した
第1の実施形態におけるリードフレーム2と光反射部材
5を接合した接触部9を有せず、リードフレーム2と光
反射部材5を接触しないように、かつ、リードフレーム
2からの熱が光反射部材5に伝わるように熱的接触させ
るべくきわめて近くに位置させてモールド樹脂6で封止
してある。すなわち、このようにすることで、リードフ
レーム2と光反射部材5を接合するための工程が省ける
わけであるが、モールド樹脂6は熱伝導性が良く、リー
ドフレーム2を光反射部材5に近接して封止すること
で、熱的接触は保たれて放熱効果は第1の実施形態と同
じように得られる。In the first embodiment shown in FIG.
A step of joining the lead frame 2 and the light reflecting member 5 is required, which increases the number of steps and the price of the light emitting element. Therefore, in the second embodiment, there is no contact portion 9 in which the lead frame 2 and the light reflecting member 5 are joined in the first embodiment shown in FIG. 1, and the lead frame 2 and the light reflecting member 5 are not in contact. As described above, the heat from the lead frame 2 is transferred to the light reflecting member 5 so as to be brought into thermal contact with the light reflecting member 5 so as to be located very close to each other and sealed with the mold resin 6. That is, by doing so, the step of joining the lead frame 2 and the light reflecting member 5 can be omitted, but the mold resin 6 has good thermal conductivity, and the lead frame 2 is brought close to the light reflecting member 5. By performing the sealing, the thermal contact is maintained, and the heat radiation effect is obtained as in the first embodiment.
【0026】図3は、本発明の第3の実施形態による発
光デバイスを示す断面図である。図1、図2に示した第
1、第2の実施形態においては、光反射部材5の発光素
子1側と逆側もモールド樹脂6で封止していた。そのた
め、モールド樹脂6の熱伝導性が良いとはいうものの、
光反射部材5に伝わった熱はモールド樹脂6を通して空
気に放熱されるわけであり、光反射部材5から直接空気
に放熱する場合に比べて放熱効果が落ちる。そのためこ
の第3の実施形態においては、光反射部材5を境に発光
素子1のある方はモールド樹脂6で封止するが、逆側は
封止しないか、または1mm以下のごく薄い樹脂コーテ
ィングだけにする。このようにすることで、発光素子1
からリードフレーム2を介して光反射部材5に伝わった
熱は、光反射部材5が直接、またはごく薄いコーティン
グ層を介して空気に接触しているから効率的に放熱を行
うことができ、冷却効果を更に高めることができる。な
お、この第3の実施形態においては、リードフレーム2
と光反射部材5は第1の実施形態(図1)のように接合
しても良く、また第2の実施形態(図2)のように、接
合せずに近接して封止するようにしても良い。以下の実
施形態においてもこの点は同様である。FIG. 3 is a sectional view showing a light emitting device according to a third embodiment of the present invention. In the first and second embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the side opposite to the light emitting element 1 side of the light reflecting member 5 is also sealed with the mold resin 6. Therefore, although the thermal conductivity of the mold resin 6 is good,
The heat transmitted to the light reflecting member 5 is radiated to the air through the mold resin 6, and the heat radiation effect is reduced as compared with the case where the heat is radiated from the light reflecting member 5 directly to the air. For this reason, in the third embodiment, the side where the light emitting element 1 is provided is sealed with the mold resin 6 with the light reflecting member 5 as a boundary, but the other side is not sealed or only a very thin resin coating of 1 mm or less is used. To By doing so, the light emitting element 1
Heat transmitted to the light reflecting member 5 through the lead frame 2 can efficiently radiate heat because the light reflecting member 5 is in contact with air directly or through a very thin coating layer, and can be cooled. The effect can be further enhanced. In the third embodiment, the lead frame 2
The light reflecting member 5 and the light reflecting member 5 may be joined as in the first embodiment (FIG. 1), and may be closely sealed without being joined as in the second embodiment (FIG. 2). May be. This is the same in the following embodiments.
【0027】図4は、本発明の第4の実施形態による発
光デバイスを示す上面図(A)と断面図(B)である。
図1に示した第1の実施形態においては、リードフレー
ム2と3は単に発光素子1と電気的な接触をさせるため
のリード線の役目をしているだけであったが、この図4
に示した第4の実施形態においては、このリードフレー
ムにも放熱効果を持たせるようにした。すなわち10は
図1における2と同様、発光素子1を載置してダイボン
ドしてあるリードフレームであり、11は他のリードフ
レームであるが、この図4からもわかるように、これら
リードフレームを幅広に構成し、かつ、モールド樹脂の
外部にリードフレームの端部が3本以上突出するように
してある。このようにすることで、発光素子1からの熱
は光反射部材5に伝わって拡散すると共に、リードフレ
ーム10によっても拡散して空気中に放出され、また、
光反射部材5からモールド樹脂6に伝わった熱がリード
フレーム11からも放出され、大きな冷却効果が得られ
る。FIG. 4 is a top view (A) and a sectional view (B) showing a light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention.
In the first embodiment shown in FIG. 1, the lead frames 2 and 3 merely serve as lead wires for making electrical contact with the light emitting element 1, but FIG.
In the fourth embodiment described above, the lead frame also has a heat radiation effect. That is, like 10 in FIG. 1, reference numeral 10 denotes a lead frame on which the light emitting element 1 is mounted and die-bonded, and reference numeral 11 denotes another lead frame. As can be seen from FIG. The lead frame is configured to be wide and three or more ends of the lead frame protrude outside the mold resin. By doing so, the heat from the light emitting element 1 is transmitted to the light reflecting member 5 and diffused, and also diffused by the lead frame 10 to be released into the air.
The heat transmitted from the light reflecting member 5 to the mold resin 6 is also released from the lead frame 11, and a large cooling effect is obtained.
【0028】図5は、本発明の第5の実施形態による発
光デバイスを示す断面図である。図1乃至図4に示した
実施形態においては、発光素子1はリードフレーム2に
設けた受け皿部にダイボンドすると説明してきたが、こ
の場合発光素子1からの熱はリードフレームからのみ光
反射部材5などを通して放熱される。しかしリードフレ
ームは断面積が小さいため、熱伝導性が悪く、その放熱
能力は限られる。FIG. 5 is a sectional view showing a light emitting device according to a fifth embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, it has been described that the light emitting element 1 is die-bonded to the tray provided on the lead frame 2. In this case, the heat from the light emitting element 1 is transmitted only from the lead frame to the light reflecting member 5. Heat is dissipated through such as. However, since the lead frame has a small cross-sectional area, its thermal conductivity is poor, and its heat dissipation ability is limited.
【0029】図5に示した第5の実施形態は、この点を
考慮し、発光素子1を金属製の立面体で構成した土台1
2にダイボンドし、リードフレーム2、3は、この土台
12の中を土台12とは絶縁して通すと共に光反射部材
5は、この土台12に熱伝導性が高くなるよう接合して
ある。そのため発光素子1からの熱はまず土台12に伝
わり、また光反射部材5にも伝わって拡散し、大きな冷
却効果が得られる。In the fifth embodiment shown in FIG. 5, in consideration of this point, the base 1 in which the light emitting element 1 is made of a metal vertical body is used.
2, the lead frames 2 and 3 are passed through the base 12 insulated from the base 12, and the light reflecting member 5 is joined to the base 12 so as to have high thermal conductivity. Therefore, the heat from the light emitting element 1 is first transmitted to the base 12 and is also transmitted to the light reflecting member 5 and diffused, so that a large cooling effect can be obtained.
【0030】図6はこの土台12の構造の一例を説明す
るための図であり、120はリードフレーム2、3を図
のように保持するための絶縁材、121は発光素子1を
載置してダイボンドするための基台である。この基台1
21には、図示したように発光素子1を載置する皿状の
受け皿部122、絶縁材120をいれる溝123、リー
ドフレーム2、3を通すための溝124、125が設け
られ、これらの溝123、124、125に絶縁材12
0がはめ込めるようになっている。FIG. 6 is a view for explaining an example of the structure of the base 12. In FIG. 6, reference numeral 120 denotes an insulating material for holding the lead frames 2 and 3 as shown in the figure, and 121 denotes the light-emitting element 1 mounted thereon. This is the base for die bonding. This base 1
As shown, a dish-shaped receiving portion 122 on which the light emitting element 1 is placed, a groove 123 for inserting the insulating material 120, and grooves 124 and 125 for passing the lead frames 2 and 3 are provided in the groove 21. Insulation material 12 for 123, 124, 125
0 can be set.
【0031】図7はこの土台12の構造の他の一例を説
明するための図であり、図7(a)は発光デバイスの全
体断面図、図7(b)は基台121の上面図、図7
(c)は絶縁材120の上面図、図7(d)は図7
(b)におけるア−ア’の断面図、図7(e)は図7
(c)におけるイ−イ’の断面図、図7(f)は絶縁材
120を基台121にはめ込んだ上面図である。この例
では、基台121は図6に示したものと同じであるが、
絶縁材120の内部にはリードフレーム2、3が点線で
示したように半円形状に設けられ、リードフレーム2、
3が絶縁材から出る部分に突出部が設けられて基台12
1と接触しないようにされていると共に、絶縁材120
とリードフレーム2、3自体の補強を行っている。FIG. 7 is a view for explaining another example of the structure of the base 12, FIG. 7 (a) is an overall sectional view of the light emitting device, FIG. 7 (b) is a top view of the base 121, FIG.
7C is a top view of the insulating material 120, and FIG.
FIG. 7E is a cross-sectional view of the air line ′ in FIG.
FIG. 7F is a cross-sectional view taken along line II ′ in FIG. 7C, and FIG. 7F is a top view in which the insulating material 120 is fitted to the base 121. In this example, the base 121 is the same as that shown in FIG.
Lead frames 2 and 3 are provided inside the insulating material 120 in a semicircular shape as shown by a dotted line.
3 is provided with a protruding part at a portion coming out of the insulating material,
1 and the insulating material 120
And the lead frames 2 and 3 themselves are reinforced.
【0032】なおこの基台121は図6では円柱状とし
て示したが、これは円柱状に限らず、四角柱、三角柱、
円錐など、良熱伝導性の立面体であればどのような形状
のものでも良い。また、光反射部材5と土台12の接合
は、前記したように熱伝導性接着剤での接着、ハンダ付
け、銀ロウ付け、超音波融着、かしめなどで機械的に接
合する。Although the base 121 is shown as a column in FIG. 6, it is not limited to a column, but may be a square, a triangle,
Any shape, such as a cone, may be used as long as it has a good thermal conductivity. As described above, the light reflecting member 5 and the base 12 are mechanically joined by bonding with a heat conductive adhesive, soldering, silver brazing, ultrasonic fusion, caulking, or the like.
【0033】図8は、本発明の第6の実施形態であり、
図5に示した第5の実施形態による発光デバイス80の
金属製の土台12を、金属製の放熱板13と接合したも
のである。この接合は、前記したように熱伝導性接着剤
での接着、ハンダ付け、銀ロウ付け、超音波融着、かし
めなどを用いる。図9は、この図8に示した第6の実施
形態に用いる放熱板13の一具体例であり、図9(A)
は上面図、図9(B)は断面図である。この放熱板13
は断面図図9(B)に示したように、アルミ、銅などの
熱伝導性の高い金属からなる第1層ランド17、ガラス
エポキシなどの絶縁性の高い樹脂の薄層からなる第2層
ランド18、図5に示した第5の実施形態におけるリー
ドフレーム2、3、土台12などを接合するため、上面
図図9(A)に示した土台用ランド14、リードフレー
ム用ランド15、16、などを持つ第3層ランド19な
どからなる。FIG. 8 shows a sixth embodiment of the present invention.
The metal base 12 of the light emitting device 80 according to the fifth embodiment shown in FIG. 5 is joined to a metal heat sink 13. As described above, this bonding uses bonding with a heat conductive adhesive, soldering, silver brazing, ultrasonic fusion, caulking, or the like. FIG. 9 is a specific example of the heat sink 13 used in the sixth embodiment shown in FIG.
Is a top view, and FIG. 9B is a cross-sectional view. This heat sink 13
9B, a first layer land 17 made of a metal having high thermal conductivity such as aluminum and copper, and a second layer made of a thin layer of a highly insulating resin such as glass epoxy as shown in FIG. 9B. In order to join the land 18, the lead frames 2, 3 and the base 12 in the fifth embodiment shown in FIG. 5, the base land 14, the lead frame lands 15, 16 shown in FIG. , And the like.
【0034】このようにすることで、図5に示した第5
の実施形態による土台12の放熱効果に加え、土台用ラ
ンド14から、ガラスエポキシなどの薄層からなる第2
層ランド18を通して第1層ランド17からの放熱が期
待できるため、さらに放熱性能が向上する。By doing so, the fifth signal shown in FIG.
In addition to the heat dissipating effect of the base 12 according to the embodiment, a second layer made of a thin layer of
Since heat radiation from the first layer land 17 can be expected through the layer land 18, the heat radiation performance is further improved.
【0035】図10は、本発明の第7の実施形態を示す
断面図(A)と上面図(B)である。今まで説明してき
た図1から図9までの第1の実施形態から第6の実施形
態においては、リードフレームは図4に示した第4の実
施形態を除いて線状のものであり、図4に示した第4の
実施形態においても発光素子1を載置する部分近辺は大
きな面積を有さない。それに対してこの第7の実施形態
においては、図から明らかなように、発光素子1をダイ
ボンドする側のリードフレーム20が、光反射部材5の
内径のほぼ全体、または一部をふさぐことが可能な程度
の面積を有する板状の部材で形成されて光反射部材5が
接合されており、かつ、このリードフレーム20は、リ
ードフレーム20と同じ程度の幅を有するもう一方のリ
ードフレーム21から延びるボンディングワイヤ4を結
合するためのリードフレームを通すための穴22を有し
ている。FIG. 10 is a sectional view (A) and a top view (B) showing a seventh embodiment of the present invention. In the first to sixth embodiments of FIGS. 1 to 9 described so far, the lead frame is linear except for the fourth embodiment shown in FIG. Also in the fourth embodiment shown in FIG. 4, the vicinity of the portion where the light emitting element 1 is mounted does not have a large area. On the other hand, in the seventh embodiment, as is apparent from the figure, the lead frame 20 on the side where the light emitting element 1 is die-bonded can cover almost all or a part of the inner diameter of the light reflecting member 5. The light reflecting member 5 is joined by being formed of a plate-like member having an appropriate area, and the lead frame 20 extends from the other lead frame 21 having the same width as the lead frame 20. It has a hole 22 for passing a lead frame for bonding the bonding wire 4.
【0036】そのためこの第7の実施形態においては、
発光素子1からの熱は放熱機能を持たせたリードフレー
ム20、光反射部材5、モールド樹脂6を通して伝わる
リードフレーム21などで拡散放熱され、放熱性能が大
きく向上する。なお、リードフレーム21を通す穴22
の形状は、図では円形で示したが、四角形、その他の多
角形など、どのような形状でも良い。Therefore, in the seventh embodiment,
The heat from the light emitting element 1 is diffused and dissipated by the lead frame 20 having a heat dissipating function, the light reflecting member 5, the lead frame 21 transmitted through the mold resin 6, and the like, so that the heat dissipating performance is greatly improved. The hole 22 through which the lead frame 21 is passed
Is shown as a circle in the figure, but may be any shape such as a quadrangle and other polygons.
【0037】図11は、本発明の第8の実施形態による
発光デバイスの断面図である。図中23は光反射部材5
の外径部分から発光素子1とは反対側のモールド樹脂6
を覆うように延ばした光反射部材5の一部で、このよう
に光反射部材5を構成することで、23部分が直接空気
に触れ、放熱性能が向上すると共に、発光デバイス自体
の強度を向上させることができる。FIG. 11 is a sectional view of a light emitting device according to the eighth embodiment of the present invention. 23 is a light reflection member 5 in the figure.
Mold resin 6 on the side opposite to light emitting element 1 from the outer diameter of
By configuring the light reflecting member 5 in this way with a part of the light reflecting member 5 extended so as to cover the surface, the 23 portion is directly in contact with the air, the heat radiation performance is improved, and the strength of the light emitting device itself is improved. Can be done.
【0038】図12は、本発明の第9の実施形態による
発光デバイスの断面図である。図中24は、光の出射面
以外のモールド樹脂6表面を覆うよう構成した金属パッ
ケージで、光反射部材5と26の部分で接合してあり、
さらにリードフレーム3を通す部分は絶縁材25が設け
られている。接合部分26は、前記したように熱伝導性
接着剤での接着、ハンダ付け、銀ロウ付け、超音波融
着、かしめなどを用いる。FIG. 12 is a sectional view of a light emitting device according to the ninth embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 24 denotes a metal package configured to cover the surface of the mold resin 6 other than the light emitting surface, and is joined at the light reflecting members 5 and 26,
Further, an insulating material 25 is provided in a portion through which the lead frame 3 passes. As described above, the bonding portion 26 uses bonding with a heat conductive adhesive, soldering, silver brazing, ultrasonic fusion, caulking, or the like.
【0039】このようにすることで、図11に示した第
8の実施形態より更に直接空気に触れる部分が増え、放
熱性能が向上すると共に、発光デバイス自体の強度を向
上させることができる。なお、光反射部材5と金属パッ
ケージ24は、別部材として接合すると説明したが、一
体部材でも良いことはもちろんである。By doing so, the number of portions that come into direct contact with air is further increased as compared with the eighth embodiment shown in FIG. 11, so that the heat radiation performance can be improved and the strength of the light emitting device itself can be improved. Although the light reflecting member 5 and the metal package 24 have been described as being joined as separate members, it goes without saying that they may be integrated members.
【0040】図13は、本発明の第10の実施形態によ
る発光デバイスの断面図であり、図12に示した第9の
実施形態に加えて放熱板27を金属パッケージ24に接
触させたものである。このようにすることで、発光素子
1から発生した熱は、リードフレーム2、光反射部材
5、金属パッケージ24、放熱板27と伝わって空気中
に放熱され、さらに放熱性能が向上する。なお、放熱板
27と金属パッケージ24は、接触だけでなく、前記し
た方法で接合するようにしても良い。FIG. 13 is a sectional view of a light emitting device according to a tenth embodiment of the present invention, in which a radiator plate 27 is brought into contact with a metal package 24 in addition to the ninth embodiment shown in FIG. is there. By doing so, the heat generated from the light emitting element 1 is transmitted to the lead frame 2, the light reflecting member 5, the metal package 24, and the heat radiating plate 27 and is radiated to the air, so that the heat radiation performance is further improved. The heat radiating plate 27 and the metal package 24 may be joined not only by contact but also by the above-described method.
【0041】図14は、本発明の第11の実施形態によ
る発光デバイスの断面図であり、この実施形態において
は、発光素子1を、発光素子1のリードフレームを兼用
させる金属製平板28に載置してダイボンドしたもの
で、この金属製平板28には、他方の極性のリードフレ
ーム3を通すための穴29が開けてある。このように構
成することで、金属製平板28が直接空気と接触してい
るから、発光素子1の熱はこの金属製平板28から直接
空気中に放熱され、高い放熱性能が得られる。なお、リ
ードフレーム3を通す穴29は、円形や四角形、その他
の多角形など、どのような形状でも良い。FIG. 14 is a sectional view of a light emitting device according to an eleventh embodiment of the present invention. In this embodiment, the light emitting element 1 is mounted on a metal flat plate 28 which also serves as a lead frame of the light emitting element 1. The metal flat plate 28 has a hole 29 through which the lead frame 3 of the other polarity is passed. With this configuration, since the metal flat plate 28 is in direct contact with the air, the heat of the light emitting element 1 is radiated directly from the metal flat plate 28 into the air, and high heat dissipation performance is obtained. The hole 29 through which the lead frame 3 passes may be of any shape such as a circle, a square, or another polygon.
【0042】図15は、本発明の第12の実施形態によ
る発光デバイスの構成を説明する図であり、この実施形
態においては、図15の(C)に示した金属製平板33
に実装されている表面実装タイプの発光素子32に、図
15の(A)に外観を、図15の(B)に断面図を示し
た光反射部材5とモールド樹脂6で構成した光学部材
(レンズ部)をかぶせて接合したものである。この光学
部材(レンズ部)は、図15(B)の断面図において、
5は光反射部材、6はモールド樹脂、7は直接出射領
域、8は全反射領域であり、図1における発光素子1、
リードフレーム2、3、ボンディングワイヤ4などを除
くと共に、表面実装タイプの発光素子32を収納するた
めの窪み30を持ち、光反射部材5の31で示した部分
はむき出しになっていて、金属製平板33と前記したよ
うな方法で接合できるようになっている。FIG. 15 is a view for explaining the structure of a light emitting device according to a twelfth embodiment of the present invention. In this embodiment, the metal flat plate 33 shown in FIG.
15A is an external view, and FIG. 15B is a cross-sectional view of FIG. (Lens part). This optical member (lens portion) is shown in a sectional view of FIG.
5 is a light reflecting member, 6 is a mold resin, 7 is a direct emission area, 8 is a total reflection area, and the light emitting element 1 in FIG.
In addition to excluding the lead frames 2 and 3 and the bonding wires 4, the light reflecting member 5 has a recess 30 for accommodating the surface mount type light emitting element 32, and the portion indicated by 31 of the light reflecting member 5 is exposed and made of metal. It can be joined to the flat plate 33 by the method described above.
【0043】このように発光デバイスを構成すること
で、表面実装タイプの発光素子を用いた場合でも図14
の第11の実施形態と同じような効果を得ることがで
き、さらに表面実装タイプの発光素子においても射出光
を効率良く利用することができる。By configuring the light emitting device in this manner, even when a surface mount type light emitting element is used, FIG.
The same effect as that of the eleventh embodiment can be obtained, and the emitted light can be used efficiently also in the surface-mounted type light emitting element.
【0044】図16は、本発明の第13の実施形態によ
る発光デバイスの断面図であり、この実施形態において
は、光反射部材5に直接発光素子1を載置してダイボン
ディングできるようにし、かつ、この光反射部材5を構
成している材料でリードフレーム34を作成してある。
それ以外の構成要素は図1に示したものと同じである。
このようにすることで、発光素子1からの熱は光反射部
材5全体に拡散して温度を低下させると共に、その広い
面積で放熱して一層冷却効果を向上させ、発光素子1の
加熱による特性劣化、断線事故などを防止して信頼性の
向上を可能とすると共に、発光素子1に印加できる絶対
最大定格電流が大きくなり、より明るく発光素子1を発
光することが可能となる。FIG. 16 is a sectional view of a light emitting device according to a thirteenth embodiment of the present invention. In this embodiment, the light emitting element 1 is directly mounted on the light reflecting member 5 so that die bonding can be performed. Further, the lead frame 34 is made of the material constituting the light reflecting member 5.
The other components are the same as those shown in FIG.
By doing so, the heat from the light emitting element 1 diffuses throughout the light reflecting member 5 to lower the temperature, and the heat is radiated over a large area to further improve the cooling effect. Deterioration, disconnection accidents, etc. are prevented to improve reliability, and the absolute maximum rated current that can be applied to the light emitting element 1 is increased, so that the light emitting element 1 can emit light more brightly.
【0045】図17に示した本発明の第14の実施形態
は、図16に示した第13の実施形態の変形であり、図
16におけるリードフレーム3、34を、発光素子1の
光軸に直角に交わる方向にモールド樹脂6から外部に突
出させてある。このようにすることで、第13の実施形
態における発光素子1からの熱は光反射部材5全体に拡
散して温度を低下させると共に、その広い面積で放熱し
て一層冷却効果を向上させるという効果に加え、実装時
の省スペース化が可能となる。The fourteenth embodiment of the present invention shown in FIG. 17 is a modification of the thirteenth embodiment shown in FIG. 16, in which the lead frames 3 and 34 in FIG. It protrudes outside from the mold resin 6 in a direction crossing at right angles. By doing so, the heat from the light emitting element 1 in the thirteenth embodiment is diffused throughout the light reflecting member 5 to lower the temperature, and the heat is radiated over a large area to further improve the cooling effect. In addition, space saving during mounting is possible.
【0046】図18は、本発明の第15の実施形態によ
る発光デバイスの断面図であり、この実施形態において
は、図1から図17までに示した光反射部材5の代わり
に、円柱形状の金属製部材35の立面体の1端面をくり
貫いて反射面を構成し、発光素子1を反射面にダイボン
ディングして金属製部材35の一端からリードフレーム
を形成すると共に、他方のリードフレーム3を金属製部
材35から絶縁するための絶縁材36を有する孔を設け
てある。このように構成することで、発光素子1からの
熱は体積が大きく、そのため熱容量の大きな円柱形状の
金属製部材35に拡散し、効率よく放熱することが可能
となる。なおこの金属製部材35の立面体は、円柱状だ
けでなく、多角形状や円錐状、楕円柱状など、その他の
形状の立面体でもよいことはもちろんである。FIG. 18 is a cross-sectional view of a light emitting device according to a fifteenth embodiment of the present invention. In this embodiment, a light reflection member 5 shown in FIGS. A reflection surface is formed by penetrating one end face of the upright body of the metal member 35, and the light emitting element 1 is die-bonded to the reflection surface to form a lead frame from one end of the metal member 35 and the other lead frame. A hole having an insulating material 36 for insulating 3 from a metal member 35 is provided. With such a configuration, the heat from the light emitting element 1 has a large volume, and therefore, is diffused to the cylindrical metal member 35 having a large heat capacity, so that heat can be efficiently radiated. It should be noted that the upright body of the metal member 35 may be not only a columnar shape but also an upright body having other shapes such as a polygonal shape, a conical shape, and an elliptic cylindrical shape.
【0047】図19は、本発明の第16の実施形態によ
る発光デバイスの断面図であり、この実施形態において
は、図16で説明した第13の実施形態における発光デ
バイスにおいて、光反射部材5の発光素子1を載置する
位置に凹状とした受け皿部37を設けたものである。こ
のようにすることで、第13の実施形態における効果に
加え、発光素子1から出射した光を光軸方向に効果的に
集光することができ、光軸方向の光量を増大させること
ができる。なお同様なことは、前記した図10に示した
実施形態7、図14に示した実施形態11などについて
も応用でき、図10に示した実施形態7においてはリー
ドフレーム20に、図14に示した実施形態11におい
ては金属製平板28のそれぞれに、発光素子1を載置す
る部分に受け皿部を設けることで、上記したのと同様な
効果を得ることができる。FIG. 19 is a cross-sectional view of a light emitting device according to a sixteenth embodiment of the present invention. In this embodiment, the light emitting device of the thirteenth embodiment described with reference to FIG. A concave receiving portion 37 is provided at a position where the light emitting element 1 is mounted. By doing so, in addition to the effect of the thirteenth embodiment, light emitted from the light emitting element 1 can be effectively condensed in the optical axis direction, and the amount of light in the optical axis direction can be increased. . The same can be applied to the seventh embodiment shown in FIG. 10 and the eleventh embodiment shown in FIG. 14, and in the seventh embodiment shown in FIG. In the eleventh embodiment, the same effect as described above can be obtained by providing a receiving portion at a portion where the light emitting element 1 is mounted on each of the metal flat plates 28.
【0048】図20は、前記図5から図7で説明した第
5の実施形態の発光デバイスを、アレイ状に配列した発
光デバイスアレイの構成を示した図であり、図20
(a)は上面図、図20(b)は図20(a)における
B−B’における断面図、図20(c)は図20(a)
におけるA−A’における断面図、図20(d)は前記
図6、または図7におけるリードフレーム2、3を構成
するリードフレームアレイで、図20(e)は図20
(d)におけるC−C’の断面図、図20(f)は光反
射部材アレイ、図20(g)はその断面図である。FIG. 20 is a diagram showing the configuration of a light emitting device array in which the light emitting devices of the fifth embodiment described in FIGS. 5 to 7 are arranged in an array.
20A is a top view, FIG. 20B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 20A, and FIG.
20A is a cross-sectional view taken along the line AA ′, FIG. 20D is a lead frame array constituting the lead frames 2 and 3 in FIG. 6 or FIG. 7, and FIG.
20D is a cross-sectional view taken along the line CC ′, FIG. 20F is a light reflecting member array, and FIG. 20G is a cross-sectional view thereof.
【0049】この実施形態においては、まず図20
(d)に示したリードフレームアレイのそれぞれのリー
ドフレーム40に、図6、図7で説明したリードフレー
ムを保持する絶縁材120を形成する。そしてこの絶縁
材120のそれぞれに基台121(図6、図7)をはめ
込んで発光素子1をダイボンディングし、その後各リー
ドフレームと発光素子1、および基台121を、図6、
図7のようにボンディングワイヤで結び、その上に図2
0(f)で示した光反射部材アレイを重ねて各光反射部
材を基台121に接合する。そしてモールド樹脂6で、
直接出射領域7、全反射領域8を形成しながら発光素子
1を封止することで、発光デバイスアレイができあが
る。In this embodiment, first, FIG.
An insulating material 120 for holding the lead frame described with reference to FIGS. 6 and 7 is formed on each lead frame 40 of the lead frame array shown in FIG. Then, the base 121 (FIGS. 6 and 7) is fitted into each of the insulating members 120, and the light emitting element 1 is die-bonded. Thereafter, each lead frame, the light emitting element 1, and the base 121 are connected to each other as shown in FIG.
As shown in FIG. 7, tie with a bonding wire, and
Each light reflecting member is joined to the base 121 by superimposing the light reflecting member array indicated by 0 (f). And with the mold resin 6,
By sealing the light emitting element 1 while forming the direct emission area 7 and the total reflection area 8, a light emitting device array is completed.
【0050】そして最後に図20(d)に示したリード
フレームアレイの図上上下のタイバー38、39を切り
離すことで、この発光デバイスアレイは電気的に図21
に示すような回路を形成することができ、少ない部品で
効率的に多くの発光素子を発光させることが可能とな
る。またそれぞれの発光デバイスは、図20(b)に示
したように図20(f)で示した光反射部材アレイと、
図20(c)に示したようにリードフレームアレイ図2
0(d)で保持されるから、強固な発光デバイスアレイ
ができる。Finally, by separating the upper and lower tie bars 38 and 39 in the lead frame array shown in FIG. 20D, the light emitting device array is electrically connected to FIG.
Can be formed, and many light-emitting elements can efficiently emit light with few components. Each light emitting device has a light reflecting member array shown in FIG. 20F as shown in FIG.
As shown in FIG. 20C, FIG.
Since it is held at 0 (d), a strong light emitting device array can be obtained.
【0051】また、図20(d)に示したリードフレー
ムアレイの板厚を厚くすれば、さらに発光デバイスアレ
イの剛性は強固になり、このリードフレームを湾曲させ
たり折り曲げたりすることで、任意の曲面に発光デバイ
スアレイを装着させることが可能となる。またこのよう
に構成することで、前記図6、図7で説明したように、
発光素子1からの熱はまず土台12(図5、図7)に伝
わり、また光反射部材5にも伝わってアレイをつないで
いる部材からも放熱し、大きな冷却効果が得られる。ま
た、このように作成したアレイの発光デバイス1つ1つ
を切り離せば、単体の発光デバイスが容易に得られる。When the thickness of the lead frame array shown in FIG. 20 (d) is increased, the rigidity of the light emitting device array is further increased. By bending or bending the lead frame, any desired value can be obtained. The light emitting device array can be mounted on a curved surface. Further, with this configuration, as described with reference to FIGS.
The heat from the light emitting element 1 is first transmitted to the base 12 (FIGS. 5 and 7), and is also transmitted to the light reflecting member 5 to radiate heat from the members connecting the array, thereby obtaining a large cooling effect. In addition, a single light emitting device can be easily obtained by separating each light emitting device of the array created in this manner.
【0052】図22から図25は、発光デバイスアレイ
の他の実施形態を説明するための図である。この実施形
態においては、アルミ等の熱伝導率が高い金属製部材4
1に、前記5の光反射部材の曲率に相当する曲率を持っ
た窪みで構成した反射部42を形成し、かつ図23に詳
細を示したように、この金属製部材41上に配線膜44
を上に配した絶縁膜43を配線パターン45として形成
する。そして発光素子1を反射部42の中央にダイボン
ディングし、ボンディングワイヤ4で配線膜44と発光
素子1を接続する。FIGS. 22 to 25 are diagrams for explaining another embodiment of the light emitting device array. In this embodiment, a metal member 4 having a high thermal conductivity such as aluminum is used.
In FIG. 23, a reflection portion 42 formed of a depression having a curvature corresponding to the curvature of the light reflection member 5 is formed, and a wiring film 44 is formed on the metal member 41 as shown in detail in FIG.
Is formed as a wiring pattern 45 on which is disposed. Then, the light emitting element 1 is die-bonded to the center of the reflection part 42, and the wiring film 44 and the light emitting element 1 are connected by the bonding wire 4.
【0053】一方、発光素子1からの光を集束したり全
反射するための直接出射領域7、全反射領域8をモール
ド樹脂6で形成するため、図24に示したように、図2
2における金属製部材41上の反射部42の配列ピッチ
と同じピッチで成形型46を有する樹脂型47を用意
し、これを図25のように金属製部材41上に載置して
モールド樹脂6を注入し、発光素子1を封止すると共に
直接出射領域7、全反射領域8をそれぞれの発光素子1
に対応させて形成する。On the other hand, since the direct emission area 7 and the total reflection area 8 for converging and totally reflecting the light from the light emitting element 1 are formed by the mold resin 6, as shown in FIG.
A resin mold 47 having a molding die 46 is prepared at the same pitch as the arrangement pitch of the reflection portions 42 on the metal member 41 in FIG. 2, and is placed on the metal member 41 as shown in FIG. Is injected, the light emitting element 1 is sealed, and the direct emission area 7 and the total reflection area 8 are respectively
It is formed corresponding to.
【0054】このようにすることで、図18に示した円
柱状の金属製部材35を用いた第15の実施形態で説明
したのと同様、発光素子1からの熱は体積の大きい金属
製部材41に拡散し、効率よく放熱することが可能とな
る。また、この実施形態によれば、少ない部品で効率的
に多くの発光素子を発光することが可能となる。In this way, as described in the fifteenth embodiment using the columnar metal member 35 shown in FIG. 18, heat from the light emitting element 1 is transferred to the large metal member. 41, and heat can be efficiently dissipated. Further, according to this embodiment, it is possible to efficiently emit many light-emitting elements with a small number of components.
【0055】図26は、図20に示したような発光デバ
イスをアレイ状に配列した他の実施形態である。この図
26の実施形態においては、図5、及び図7に示した第
5の実施形態の構成を用いて発光デバイスをアレイ状に
配列したもので、放熱板13を扇形の形状とし、その上
に図5、図7に示したような発光デバイス48を順次並
べ、図27に示す電気回路となるようにしたものであ
る。このように構成することで、この扇形のモジュール
をいくつか組み合わせ、図28のように円形に発光する
光源を得ることができる。FIG. 26 shows another embodiment in which the light emitting devices as shown in FIG. 20 are arranged in an array. In the embodiment of FIG. 26, the light emitting devices are arranged in an array using the configuration of the fifth embodiment shown in FIGS. 5 and 7, and the radiator plate 13 is formed in a fan shape. The light emitting devices 48 shown in FIGS. 5 and 7 are sequentially arranged to form an electric circuit shown in FIG. With such a configuration, it is possible to obtain a light source that emits light in a circular shape as shown in FIG. 28 by combining some of the fan-shaped modules.
【0056】また、放熱板13として薄いものを使い、
図29(a)に示したようにこの放熱板を湾曲させて図
29(b)のように組み合わせ、縁部より中央部を高く
なるよう各扇形アレイを湾曲させて外観が図29(c)
のようにすることでモジュール全体の指向角が広い光源
を得ることができ、視認性が向上する。なお、この図2
6から図29の実施形態においては、一つの扇形モジュ
ールに15の発光デバイスを5段に配列した例を示し、
また図28、図29においては扇形モジュール6つで円
形を構成するように示したが、この数はこれらに限定さ
れるものではなく、どのような数で構成しても良いこと
は明らかである。Further, a thin heat radiating plate 13 is used,
This heat sink is curved as shown in FIG. 29 (a) and combined as shown in FIG. 29 (b), and each fan-shaped array is curved so that the center is higher than the edge, and the appearance is shown in FIG. 29 (c).
By doing so, it is possible to obtain a light source having a wide directivity angle of the whole module, and the visibility is improved. Note that FIG.
In the embodiment of FIGS. 6 to 29, an example is shown in which 15 light-emitting devices are arranged in five stages in one fan-shaped module,
Further, in FIGS. 28 and 29, a circular shape is shown by six fan-shaped modules, but the number is not limited to these, and it is obvious that any number may be used. .
【0057】[0057]
【発明の効果】以上記載の如く本発明によれば、発光素
子と光反射部材を樹脂で覆い、発光素子から出た光のう
ち、前方の所定領域を外れる光を樹脂界面でほぼ全反射
させた後に前記光反射部材で前方に出射させて光の出射
効率を増大させると共に、光反射部材を発光素子に熱的
接触させて前記したように光反射部材を放熱板とするこ
とにより、放熱性能を高め、印加できる最大定格電流を
大きくして明るく発光させることができると共に、発光
素子の過熱による特性劣化、あるいは断線事故を防止
し、発光素子の信頼性を向上することができる。As described above, according to the present invention, the light emitting element and the light reflecting member are covered with the resin, and of the light emitted from the light emitting element, the light that deviates from a predetermined area in front is almost totally reflected at the resin interface. After that, the light is emitted forward by the light reflection member to increase the light emission efficiency, and the light reflection member is brought into thermal contact with the light emitting element to make the light reflection member a radiator plate as described above, so that the heat dissipation performance is improved. , The maximum rated current that can be applied is increased, and bright light emission can be achieved. In addition, deterioration of characteristics due to overheating of the light emitting element or a disconnection accident can be prevented, and reliability of the light emitting element can be improved.
【図1】 本発明の第1の実施形態による発光デバイス
を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 本発明の第2の実施形態による発光デバイス
を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
【図3】 本発明の第3の実施形態による発光デバイス
を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a light emitting device according to a third embodiment of the present invention.
【図4】 本発明の第4の実施形態による発光デバイス
を示す上面図と断面図である。FIG. 4 is a top view and a sectional view showing a light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図5】 よる発光デバイスを示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a light emitting device according to the present invention.
【図6】 本発明の第5の実施形態における土台の構造
の一例を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a structure of a base according to a fifth embodiment of the present invention.
【図7】 本発明の第5の実施形態における他の一例を
説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining another example according to the fifth embodiment of the present invention.
【図8】 本発明の第6の実施形態による発光デバイス
を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view illustrating a light emitting device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図9】 第6の実施形態に用いる放熱板の一具体例で
ある。FIG. 9 is a specific example of a heat sink used in the sixth embodiment.
【図10】 本発明の第7の実施形態を示す断面図と上
面図である。FIG. 10 is a sectional view and a top view showing a seventh embodiment of the present invention.
【図11】 本発明の第8の実施形態による発光デバイ
スの断面図である。FIG. 11 is a sectional view of a light emitting device according to an eighth embodiment of the present invention.
【図12】 本発明の第9の実施形態による発光デバイ
スの断面図である。FIG. 12 is a sectional view of a light emitting device according to a ninth embodiment of the present invention.
【図13】 本発明の第10の実施形態による発光デバ
イスの断面図である。FIG. 13 is a sectional view of a light emitting device according to a tenth embodiment of the present invention.
【図14】 本発明の第11の実施形態による発光デバ
イスの断面図である。FIG. 14 is a sectional view of a light emitting device according to an eleventh embodiment of the present invention.
【図15】 本発明の第12の実施形態による発光デバ
イスの構成を説明する図である。FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of a light emitting device according to a twelfth embodiment of the present invention.
【図16】 本発明の第13の実施形態による発光デバ
イスの断面図である。FIG. 16 is a sectional view of a light emitting device according to a thirteenth embodiment of the present invention.
【図17】 本発明の第14の実施形態による発光デバ
イスの断面図である。FIG. 17 is a sectional view of a light emitting device according to a fourteenth embodiment of the present invention.
【図18】 本発明の第15の実施形態による発光デバ
イスの断面図である。FIG. 18 is a sectional view of a light emitting device according to a fifteenth embodiment of the present invention.
【図19】 本発明の第16の実施形態による発光デバ
イスの断面図である。FIG. 19 is a sectional view of a light emitting device according to a sixteenth embodiment of the present invention.
【図20】 第5の実施形態の発光デバイスをアレイ状
に配列した発光デバイスの構成を示した図である。FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration of a light emitting device in which the light emitting devices according to the fifth embodiment are arranged in an array.
【図21】 発光デバイスアレイの回路を説明するため
の図である。FIG. 21 is a diagram illustrating a circuit of a light emitting device array.
【図22】 発光デバイスアレイの他の実施形態を説明
するための図である。FIG. 22 is a diagram illustrating another embodiment of the light emitting device array.
【図23】 発光デバイスアレイの配線パターンを説明
するための図である。FIG. 23 is a diagram illustrating a wiring pattern of the light emitting device array.
【図24】 発光デバイスアレイのレンズ部形成用型の
説明図である。FIG. 24 is an explanatory diagram of a lens part forming die of the light emitting device array.
【図25】 発光デバイスアレイのモールド樹脂形成を
説明する図である。FIG. 25 is a diagram illustrating formation of a mold resin of the light emitting device array.
【図26】 発光デバイスをアレイ状に配列した他の実
施形態である。FIG. 26 is another embodiment in which light emitting devices are arranged in an array.
【図27】 発光デバイスの回路図を示したものであ
る。FIG. 27 shows a circuit diagram of a light emitting device.
【図28】 扇形発光デバイスアレイを円形に配置した
アレイの説明図である。FIG. 28 is an explanatory diagram of an array in which fan-shaped light emitting device arrays are arranged in a circle.
【図29】 扇形発光デバイスアレイを円形に配置した
アレイの他の実施形態である。FIG. 29 is another embodiment of an array in which a fan-shaped light emitting device array is arranged in a circle.
【図30】 従来の砲弾型発光デバイスの一例である。FIG. 30 is an example of a conventional shell-type light emitting device.
1 発光素子 2 リードフレーム 3 他方のリードフレーム 4 ボンディングワイヤ 5 光反射部材 6 モールド樹脂 7 直接出射領域 8 全反射領域 9 接合部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light emitting element 2 Lead frame 3 The other lead frame 4 Bonding wire 5 Light reflection member 6 Mold resin 7 Direct emission area 8 Total reflection area 9 Joint
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清本 浩伸 京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町 801番地 オムロン株式会社内 (72)発明者 安田 成留 京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町 801番地 オムロン株式会社内 Fターム(参考) 5F041 AA03 AA33 AA43 CB15 DA07 DA18 DA26 DA57 EE23 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Hironobu Kiyomoto 801 Minami-Fudo-do, Minami-Fudo-do, Shiokyo-dori, Horikawa, Shimogyo-ku, Kyoto 801 Fudodoucho OMRON Corporation F-term (reference) 5F041 AA03 AA33 AA43 CB15 DA07 DA18 DA26 DA57 EE23
Claims (9)
材と発光素子を覆って発光素子を封止した樹脂とからな
り、前記発光素子から出射した光のうち前方の所定領域
を外れる光を樹脂界面でほぼ全反射させた後に前記光反
射部材で前方に出射させるよう構成した発光デバイスに
おいて、 前記発光素子と光反射部材とが熱的接触して発光素子の
熱を放熱するようにしたことを特徴とする発光デバイ
ス。1. A light-emitting element, a light-reflecting member, and a resin that covers the light-reflecting member and the light-emitting element and seals the light-emitting element, and deviates from a predetermined region in front of light emitted from the light-emitting element. In a light emitting device configured so that light is substantially totally reflected at a resin interface and then emitted forward by the light reflecting member, the light emitting element and the light reflecting member are in thermal contact to radiate heat of the light emitting element. A light-emitting device characterized in that:
続する一方のリードフレームに載置し、該リードフレー
ムを光反射部材と熱的接触するようにして発光素子の熱
をリードフレームから光反射部材に伝えて放熱するよう
にしたことを特徴とする請求項1に記載した発光デバイ
ス。2. The light-emitting element is mounted on one of the lead frames electrically connected to the light-emitting element, and the heat of the light-emitting element is transferred from the lead frame by bringing the lead frame into thermal contact with a light reflecting member. The light emitting device according to claim 1, wherein the light is transmitted to a light reflecting member to dissipate heat.
しくは薄い樹脂層を介して空気層に露出し、放熱させる
ようにしたことを特徴とする請求項1に記載した発光デ
バイス。3. The light emitting device according to claim 1, wherein the non-reflective surface of the light reflecting member is exposed to an air layer directly or through a thin resin layer to radiate heat.
部、または全部を覆っていることを特徴とする請求項1
に記載した発光デバイス。4. The light reflecting member according to claim 1, wherein an outer edge of the light reflecting member covers part or all of a resin surface.
The light emitting device according to 1.
材と発光素子を覆って発光素子を封止した樹脂とからな
り、前記発光素子から出射した光のうち前方の所定領域
を外れる光を樹脂界面でほぼ全反射させた後に前記光反
射部材で前方に出射させるよう構成した発光デバイスに
おいて、 前記発光素子を良熱伝導性の立面体に載置し、該立面体
と光反射部材を熱的接触させて発光素子の熱を立面体と
光反射部材とから放熱するようにしたことを特徴とする
発光デバイス。5. A light-emitting element, a light-reflecting member, and a resin that covers the light-reflecting member and the light-emitting element and seals the light-emitting element, and deviates from a predetermined region in front of light emitted from the light-emitting element. In a light emitting device configured such that light is substantially totally reflected at a resin interface and then emitted forward by the light reflecting member, the light emitting element is mounted on a high heat conductive upright body, and the upright body and light A light-emitting device, wherein a heat is applied to the light-emitting element from the upright body and the light-reflecting member by bringing the reflecting member into thermal contact.
る皿部と、リードフレームを保持した絶縁体を収容する
溝部と、リードフレームを延在させる溝を有しているこ
とを特徴とする請求項5に記載した発光デバイス。6. The upright body has a dish portion on which a light emitting element is placed at the center, a groove portion for accommodating an insulator holding a lead frame, and a groove for extending a lead frame. The light emitting device according to claim 5, characterized in that:
材と発光素子を覆って発光素子を封止した樹脂とからな
り、前記発光素子から出射した光のうち前方の所定領域
を外れる光を樹脂界面でほぼ全反射させた後に前記光反
射部材で前方に出射させるよう構成した発光デバイスに
おいて、 前記光反射部材と、発光素子を載置するリードフレーム
とを一体部材で構成し、リードフレームに載置した発光
素子の熱を光反射部材に伝えて放熱するようにしたこと
を特徴とする発光デバイス。7. A light-emitting element, a light-reflecting member, and a resin that covers the light-reflecting member and the light-emitting element and seals the light-emitting element, and deviates from a predetermined region in front of light emitted from the light-emitting element. In a light emitting device configured so that light is substantially totally reflected at a resin interface and then emitted forward by the light reflecting member, the light reflecting member and a lead frame on which the light emitting element is mounted are formed as an integral member, and a lead is provided. A light-emitting device, wherein heat of a light-emitting element mounted on a frame is transmitted to a light reflecting member to radiate heat.
素子と、光反射部材と該光反射部材を覆った樹脂を有
し、前記発光素子から出射した光のうち前方の所定領域
を外れる光を樹脂界面でほぼ全反射させた後に前記光反
射部材で前方に出射させるよう構成した光学部材とから
なり、前記光反射部材を金属板に熱的接触させて前記発
光素子の熱を放熱するようにしたことを特徴とする発光
デバイス。8. A light-emitting element mounted on a metal plate, a light-reflecting member, and a resin covering the light-reflecting member, wherein light emitted from the light-emitting element deviates from a predetermined region in front. And an optical member configured to emit the light forward by the light reflecting member after almost total reflection at the resin interface, wherein the light reflecting member is brought into thermal contact with a metal plate to dissipate heat of the light emitting element. A light-emitting device characterized in that:
部と、該光反射部の各々の中央近辺に載置した発光素子
と、該発光素子の各々に接続する前記金属製部材表面に
絶縁膜を介して形成した配線パターンと、前記光反射部
上の前記発光素子を覆って界面を形成し、前記発光素子
から出射した光のうち、前方の所定領域を外れる光を前
記界面でほぼ全反射させた後に前記光反射部で前方に出
射させるよう構成した樹脂とからなり、発光素子の熱を
前記金属製部材で放熱するようにしたことを特徴とする
発光デバイスアレイ。9. A light reflecting portion formed in an array on a metal member, a light emitting element mounted near the center of each of the light reflecting portions, and a surface of the metal member connected to each of the light emitting elements. A wiring pattern formed via an insulating film, and an interface is formed by covering the light emitting element on the light reflecting portion, and among the light emitted from the light emitting element, light that deviates from a predetermined region in front is substantially reflected at the interface. A light-emitting device array comprising a resin configured to emit light forward at the light reflection portion after total reflection, and wherein heat of the light-emitting element is radiated by the metal member.
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