JP2003304001A - 発光素子及びその製造方法 - Google Patents
発光素子及びその製造方法Info
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- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
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- H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光素子の光度を上げるために、絶縁物を混
入した樹脂で反射層を形成しているが、光の反射が十分
でなく、また湿気により光度が落ちるという問題があっ
た。 【解決手段】 ＬＥＤチップ１１をリードフレーム１
２，１３に搭載し、周囲を樹脂レンズ１７で封止した発
光素子において、樹脂レンズ１７の底部に反射率の良い
金属の粉粒を重量比８０％以下で混合した樹脂で形成し
た反射板１９を設けた。
入した樹脂で反射層を形成しているが、光の反射が十分
でなく、また湿気により光度が落ちるという問題があっ
た。 【解決手段】 ＬＥＤチップ１１をリードフレーム１
２，１３に搭載し、周囲を樹脂レンズ１７で封止した発
光素子において、樹脂レンズ１７の底部に反射率の良い
金属の粉粒を重量比８０％以下で混合した樹脂で形成し
た反射板１９を設けた。
Description
【０００１】本発明はＬＥＤチップを使用した発光素子
及びその製造方法に関するものである。
及びその製造方法に関するものである。
【０００２】従来、樹脂レンズを有する発光素子では、
ＬＥＤチップから発光された光が樹脂レンズに効率良く
集光されるように設計されているが、樹脂レンズに集光
された光の一部はレンズ面で反射され、その反射光は主
に樹脂レンズの底部から外部に漏れている。そのため光
度が低下していた。
ＬＥＤチップから発光された光が樹脂レンズに効率良く
集光されるように設計されているが、樹脂レンズに集光
された光の一部はレンズ面で反射され、その反射光は主
に樹脂レンズの底部から外部に漏れている。そのため光
度が低下していた。
【０００３】これらの光の漏れを防ぐために、特開平９
−７４２２５号では、ＬＥＤランプのリードフレーム突
出側に反射層を設けている。反射層にはＴｉＯ２を混入
させたエポキシ樹脂、ＢａＴｉＯ３を混入させたエポキ
シ樹脂、白色のシリコン樹脂を用いている。
−７４２２５号では、ＬＥＤランプのリードフレーム突
出側に反射層を設けている。反射層にはＴｉＯ２を混入
させたエポキシ樹脂、ＢａＴｉＯ３を混入させたエポキ
シ樹脂、白色のシリコン樹脂を用いている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、絶縁膜
を混入した樹脂では光の反射が十分でなく、また湿気に
より光度が落ちるという問題があった。
を混入した樹脂では光の反射が十分でなく、また湿気に
より光度が落ちるという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップを搭載し
たリードフレームと、それらを封止した樹脂レンズとを
備えた発光素子において、樹脂レンズの底部に反射率の
良い金属の粉粒を重量比８０％以下で混合した樹脂で形
成した反射板を設けたものである。
め、本発明は、ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップを搭載し
たリードフレームと、それらを封止した樹脂レンズとを
備えた発光素子において、樹脂レンズの底部に反射率の
良い金属の粉粒を重量比８０％以下で混合した樹脂で形
成した反射板を設けたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態を示す断
面図で、１１はＬＥＤチップ、１２，１３はリードフレ
ーム、１４はリードフレーム１３のカップ、１５，１６
はリードフレーム１２，１３の端子、１７は樹脂レン
ズ、１８は金線、１９は反射板である。
面図で、１１はＬＥＤチップ、１２，１３はリードフレ
ーム、１４はリードフレーム１３のカップ、１５，１６
はリードフレーム１２，１３の端子、１７は樹脂レン
ズ、１８は金線、１９は反射板である。
【０００７】ＬＥＤチップ１１は、陰極のリードフレー
ム１３に設けられたカップ１４にＡｇ（銀）ペースト等
によりボンディングされ、ＬＥＤチップ１１の電極と陽
極のリードフレーム１２が金線１８によりボンディング
されて搭載されている。
ム１３に設けられたカップ１４にＡｇ（銀）ペースト等
によりボンディングされ、ＬＥＤチップ１１の電極と陽
極のリードフレーム１２が金線１８によりボンディング
されて搭載されている。
【０００８】樹脂レンズ１７は、砲弾型にエポキシ等の
透明樹脂により形成され、ＬＥＤチップ１１の周囲を封
止すると共に、ＬＥＤチップ１１から発光される光を集
光して外部に放光する。
透明樹脂により形成され、ＬＥＤチップ１１の周囲を封
止すると共に、ＬＥＤチップ１１から発光される光を集
光して外部に放光する。
【０００９】反射板１９は樹脂レンズ１７のレンズ面に
反射された光が底部から漏れるのを防ぐために、端子１
５，１６側、即ち樹脂レンズ１７の底部に設けたもので
ある。反射板１９は反射率の良い金属の粉粒を重量比８
０％以下で混合した樹脂で形成される。樹脂としてはエ
ポキシ樹脂等が使用される。反射率の良い金属として
は、例えばＣｏ（コバルト）とＮｉ（ニッケル）のアモ
ルファス、Ａｇ、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｌ化合物等
を挙げることができる。
反射された光が底部から漏れるのを防ぐために、端子１
５，１６側、即ち樹脂レンズ１７の底部に設けたもので
ある。反射板１９は反射率の良い金属の粉粒を重量比８
０％以下で混合した樹脂で形成される。樹脂としてはエ
ポキシ樹脂等が使用される。反射率の良い金属として
は、例えばＣｏ（コバルト）とＮｉ（ニッケル）のアモ
ルファス、Ａｇ、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｌ化合物等
を挙げることができる。
【００１０】砲弾型の樹脂レンズ１７を有する発光素子
では、ＬＥＤチップ１１の表面から発光された光は樹脂
レンズ１７の中心に向かって進む。例えば、透明なサフ
ァイア基板を使用しているＬＥＤチップ１１では、ＬＥ
Ｄチップ１１の裏面から発光された光はＬＥＤチップ１
１が搭載されているカップ１４で反射され、ＬＥＤチッ
プ１１の表面から発光された光と同様に、樹脂レンズ１
７の中心に向かう。
では、ＬＥＤチップ１１の表面から発光された光は樹脂
レンズ１７の中心に向かって進む。例えば、透明なサフ
ァイア基板を使用しているＬＥＤチップ１１では、ＬＥ
Ｄチップ１１の裏面から発光された光はＬＥＤチップ１
１が搭載されているカップ１４で反射され、ＬＥＤチッ
プ１１の表面から発光された光と同様に、樹脂レンズ１
７の中心に向かう。
【００１１】また、４面あるＬＥＤチップ１１の側面か
ら発光された光はカップ１４に設けられた反射板で反射
される。その反射板が形成されている角度に依存する
が、光度向上のため反射光が樹脂レンズ１７の中心に向
かうように、ＬＥＤチップ１１のサイズとカップ１４の
サイズを組み合わせて設計されている。
ら発光された光はカップ１４に設けられた反射板で反射
される。その反射板が形成されている角度に依存する
が、光度向上のため反射光が樹脂レンズ１７の中心に向
かうように、ＬＥＤチップ１１のサイズとカップ１４の
サイズを組み合わせて設計されている。
【００１２】このように、ＬＥＤチップ１１から発光さ
れた光は大部分が樹脂レンズ１７に向かうが、この光の
１００％が樹脂レンズ１７を通って外部に取り出される
のではなく、一部は樹脂レンズ１７のレンズ面で反射さ
れ、樹脂レンズ１７の底部に向かう。この光を反射板１
９により樹脂レンズ１７の方向に反射させて、発光素子
の光度を向上させている。
れた光は大部分が樹脂レンズ１７に向かうが、この光の
１００％が樹脂レンズ１７を通って外部に取り出される
のではなく、一部は樹脂レンズ１７のレンズ面で反射さ
れ、樹脂レンズ１７の底部に向かう。この光を反射板１
９により樹脂レンズ１７の方向に反射させて、発光素子
の光度を向上させている。
【００１３】一般に、金属には光の反射率が良いものが
多く存在するが、導電性の金属を樹脂に混入させた場合
には、リードフレーム１２，１３の端子が短絡する恐れ
があるため、たとえ反射率が良くても使用されることは
なかった。
多く存在するが、導電性の金属を樹脂に混入させた場合
には、リードフレーム１２，１３の端子が短絡する恐れ
があるため、たとえ反射率が良くても使用されることは
なかった。
【００１４】しかしながら、本発明者が反射率の良いＣ
ｏ，Ｎｉのアモルファス、Ａｇ、Ａｌ及びＡｌ化合物例
えばＡｌＰｄＣｕで実験したところ、樹脂に混合する比
率を重量比８０％以下にした場合には短絡しないことが
確認された。そこで、反射率の良い金属の粉粒を重量比
８０％以下で混合した樹脂で反射板１９を形成したもの
である。なお、実験によれば、重量比２０％でも光度向
上に効果があることが確認されている。
ｏ，Ｎｉのアモルファス、Ａｇ、Ａｌ及びＡｌ化合物例
えばＡｌＰｄＣｕで実験したところ、樹脂に混合する比
率を重量比８０％以下にした場合には短絡しないことが
確認された。そこで、反射率の良い金属の粉粒を重量比
８０％以下で混合した樹脂で反射板１９を形成したもの
である。なお、実験によれば、重量比２０％でも光度向
上に効果があることが確認されている。
【００１５】また、発光素子を高温、高湿の加速試験を
したところ、反射板の無い発光素子及び金属を含まない
反射板を有する発光素子の場合、湿気の影響を受けて光
度の低下が見られている。光度の低下は、湿気がＬＥＤ
チップまで達することにより、ＬＥＤチップの表面保護
膜が弱いとチップ表面が酸化して光の吸収膜を形成し、
また、チップ表面が荒れて電極メタルの密着性が低下
し、そのため電流が部分的に集中して発光面積が低下す
ることが原因と考えられている。
したところ、反射板の無い発光素子及び金属を含まない
反射板を有する発光素子の場合、湿気の影響を受けて光
度の低下が見られている。光度の低下は、湿気がＬＥＤ
チップまで達することにより、ＬＥＤチップの表面保護
膜が弱いとチップ表面が酸化して光の吸収膜を形成し、
また、チップ表面が荒れて電極メタルの密着性が低下
し、そのため電流が部分的に集中して発光面積が低下す
ることが原因と考えられている。
【００１６】ところが本発明のように金属の粉粒を混合
して反射板１９を形成した場合には、光度の低下が極め
て少ないことが判明した。これは、反射板１９に含まれ
る金属の粉粒の作用と考えられる。湿気の影響とは言っ
ても、実際には酸素の影響である。反射板１９に含まれ
る金属が湿気によって酸化することにより悪影響を及ぼ
す酸素を減らすことになり、このため防湿効果が生じる
と考えられる。
して反射板１９を形成した場合には、光度の低下が極め
て少ないことが判明した。これは、反射板１９に含まれ
る金属の粉粒の作用と考えられる。湿気の影響とは言っ
ても、実際には酸素の影響である。反射板１９に含まれ
る金属が湿気によって酸化することにより悪影響を及ぼ
す酸素を減らすことになり、このため防湿効果が生じる
と考えられる。
【００１７】また、湿気は封止樹脂の接着が弱いとリー
ドフレーム１２，１３の端子１５，１６と樹脂との間の
隙間から入り込むが、本発明の場合には、反射板１９に
金属の粉粒を混合しているので樹脂の収縮性が減少し、
隙間が発生しにくいと考えられる。
ドフレーム１２，１３の端子１５，１６と樹脂との間の
隙間から入り込むが、本発明の場合には、反射板１９に
金属の粉粒を混合しているので樹脂の収縮性が減少し、
隙間が発生しにくいと考えられる。
【００１８】更に、金属としてＣｏ，Ｎｉのアモルファ
スを使用した場合には、粒子がリーフ状をしているの
で、樹脂の中で重なり、実質的に金属の層が形成され、
この層が湿気の侵入を防止するバリア効果を持っている
と考えられる。いずれにしろ本発明によれば湿気を防止
することができる。
スを使用した場合には、粒子がリーフ状をしているの
で、樹脂の中で重なり、実質的に金属の層が形成され、
この層が湿気の侵入を防止するバリア効果を持っている
と考えられる。いずれにしろ本発明によれば湿気を防止
することができる。
【００１９】次に実施形態の製造方法について説明す
る。図２は実施形態の製造方法を示す断面図で、２０は
金型である。予めＬＥＤチップ１１とリードフレーム１
２，１３を準備し、ＬＥＤチップ１１をカップ１４に例
えばＡｇペーストでボンディングし、ＬＥＤチップ１１
の電極とリードフレーム１２を金線１８によりボンディ
ングし、ＬＥＤチップ１１をリードフレーム１２，１３
に搭載する。
る。図２は実施形態の製造方法を示す断面図で、２０は
金型である。予めＬＥＤチップ１１とリードフレーム１
２，１３を準備し、ＬＥＤチップ１１をカップ１４に例
えばＡｇペーストでボンディングし、ＬＥＤチップ１１
の電極とリードフレーム１２を金線１８によりボンディ
ングし、ＬＥＤチップ１１をリードフレーム１２，１３
に搭載する。
【００２０】次に（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ１
１とリードフレーム１２，１３を金型２０内に収容し、
透明樹脂の例えばエポキシ樹脂を所定量だけ注入し、硬
化させてＬＥＤチップ１１の周囲を封止すると共に砲弾
型の樹脂レンズ１７を形成する。
１とリードフレーム１２，１３を金型２０内に収容し、
透明樹脂の例えばエポキシ樹脂を所定量だけ注入し、硬
化させてＬＥＤチップ１１の周囲を封止すると共に砲弾
型の樹脂レンズ１７を形成する。
【００２１】次に（ｂ）に示すように、硬化させて形成
した樹脂レンズ１７の底部（図の上では上部）に、反射
率の良い金属の粉粒を混合した所定量の樹脂を注入し、
硬化させて反射板１９を形成する。この際、樹脂レンズ
１７と反射板１９の界面を平らにすることが反射率を上
げるためには重要で、樹脂量の制御と硬化温度条件の設
定により実施される。反射板１９と樹脂レンズ１７は同
じ樹脂を使用しても良く、両者は自動的に一体に接着さ
れる。
した樹脂レンズ１７の底部（図の上では上部）に、反射
率の良い金属の粉粒を混合した所定量の樹脂を注入し、
硬化させて反射板１９を形成する。この際、樹脂レンズ
１７と反射板１９の界面を平らにすることが反射率を上
げるためには重要で、樹脂量の制御と硬化温度条件の設
定により実施される。反射板１９と樹脂レンズ１７は同
じ樹脂を使用しても良く、両者は自動的に一体に接着さ
れる。
【００２２】反射板１９が硬化したら、金型２０から取
り外すと、反射板１９を設けた実施形態の発光素子が完
成する。なお、フランジは必要に応じて形成すればよ
い。
り外すと、反射板１９を設けた実施形態の発光素子が完
成する。なお、フランジは必要に応じて形成すればよ
い。
【００２３】
【発明の効果】上記したように、本発明によれば、金属
の粉粒を混合した樹脂で形成した反射板を設けたので、
光の反射により光度を向上させることができ、また湿気
を防止することができる。
の粉粒を混合した樹脂で形成した反射板を設けたので、
光の反射により光度を向上させることができ、また湿気
を防止することができる。
【図１】本発明の実施形態を示す断面図
【図２】実施形態の製造方法を示す断面図
１１ ＬＥＤチップ
１２，１３ リードフレーム
１４ カップ
１５，１６ 端子
１７ 樹脂レンズ
１８ 金線
１９ 反射板
２０ 金型
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 丸山 光晴
長野県岡谷市天竜町３−20−32 岡谷電機
産業株式会社長野製作所内
Ｆターム(参考） 5F041 AA06 DA16 DA46 DA57 DA58
EE17 EE23
Claims (6)
- 【請求項１】 ＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップを搭
載したリードフレームと、それらを封止した樹脂レンズ
とを備えた発光素子において、 前記樹脂レンズの底部に反射率の良い金属の紛粒を重量
比８０％以下で混合した樹脂で形成した反射板を設けた
ことを特徴とする発光素子。 - 【請求項２】 前記金属がＣｏ，Ｎｉのアモルファスで
あることを特徴とする請求項１記載の発光素子。 - 【請求項３】 前記金属がＡｇ，Ａｌ及びＡｌ化合物の
うちのいずれかであることを特徴とする請求項１記載の
発光素子。 - 【請求項４】 ＬＥＤチップとリードフレームを準備
し、前記ＬＥＤチップを前記リードフレームに搭載する
工程と、 前記ＬＥＤチップとリードフレームを型内に収容し、所
定量の樹脂を注入して前記ＬＥＤチップとリードフレー
ムの周囲を封止すると共に樹脂レンズを形成する工程
と、 前記樹脂レンズの底部に反射率の良い金属の紛粒を重量
比８０％以下で混合した樹脂で反射板を形成する工程と
を備えたことを特徴とする発光素子の製造方法。 - 【請求項５】 前記金属がＣｏ，Ｎｉのアモルファスで
あることを特徴とする請求項４記載の発光素子の製造方
法。 - 【請求項６】 前記金属がＡｇ，Ａｌ及びＡｌ化合物の
うちのいずれかであることを特徴とする請求項４記載の
発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002106081A JP2003304001A (ja) | 2002-04-09 | 2002-04-09 | 発光素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002106081A JP2003304001A (ja) | 2002-04-09 | 2002-04-09 | 発光素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003304001A true JP2003304001A (ja) | 2003-10-24 |
Family
ID=29390506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002106081A Pending JP2003304001A (ja) | 2002-04-09 | 2002-04-09 | 発光素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003304001A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102376843A (zh) * | 2010-08-12 | 2012-03-14 | 陈文彬 | Led封装透镜 |
-
2002
- 2002-04-09 JP JP2002106081A patent/JP2003304001A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102376843A (zh) * | 2010-08-12 | 2012-03-14 | 陈文彬 | Led封装透镜 |
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