JP2006093470A - リードフレーム、発光装置、発光装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 大きな入力電流を投入でき、強大な発光出力を持つ放熱特性が良好で構成の簡単な発光装置を実現する。
【解決手段】 発光装置１を、ヒートシンク１００と、ヒートシンク１００にマウントされた発光ダイオード２００と、発光ダイオード２００ならびにヒートシンク１００にそれぞれボンディングワイヤ２、３で電気的に接続された一対のリード部３３０と、ヒートシンク１００およびこれらリード部３３０を一体的に保持して発光ダイオード２００を前面の開口部４０３で露出させる樹脂パッケージ４００と、この樹脂パッケージ４００の開口部に光透過性樹脂を充填した状態で樹脂パッケージ４００の前面を覆うアタッチメントレンズ５００とを備えている。【選択図】 図１

Description

本発明は、発光装置の製造に用いられるリードフレーム、発光素子を封止した構造を持つ発光装置およびその製造方法に関する。

近年、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子を用いた発光装置は、インジケータとしての用途に加えて、携帯電話などの携帯用電子機器の照明としての用途や、自動車のインスツルメントパネル、バックランプなどの照明としての用途にも使われるようになっている。

従来の発光装置としては、以下に説明するような構造のものがある（例えば、特許文献１参照。）。この発光装置は、樹脂ケースに凹部が形成され、この凹部内底に配置されたリードフレームに光半導体素子がマウントされ、リードフレームの両側部分が、樹脂ケースの側面から導出されてこの樹脂ケースの側面および底面に沿って折り曲げられている。内底に光半導体素子が配置された凹部には、透明な流動性を有する物質が充填されている。そして、凹部を形成する開口部は、流動性を有する物質を封止するようにレンズで塞がれている。
特表２００２−５０９３６２号公報（第１５頁、図２Ｃ）

上述した従来の発光装置にあっては、光半導体素子からの発熱量を主にリードフレームから放熱している。このため、強大な発光出力を得るために入力電力を増大させた場合は、光半導体素子からの発熱量が放熱量を上回り、光半導体素子の温度が上昇することで発光効率が低下するという問題点があった。

また、従来の発光装置では、開口部内に充填された流動性を有する物質と、レンズとの境界に空隙が発生し易いという問題点があった。

そこで、本発明の目的は、大きな入力電流を投入でき、強大な発光出力を持つ発光装置およびその製造方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、強大な発光出力を持つ発光装置の製造を容易且つ確実にするリードフレームを提供することにある。

本発明の第１の特徴は、リードフレームであって、一対の長尺な平行フレーム部と、これら平行フレーム部同士を等間隔に連結するように形成された複数の連結フレーム部と、相隣接する連結フレーム部の中央部から互いに近接する方向に延在された一対のリード部と、一対の平行フレーム部からリード部の端部近傍に向けて延在されたサポートフレーム部と、を備え、一対のリード部の端部が、モールドされる樹脂パッケージ内に埋設、保持されるように寸法設定され、サポートフレーム部の端部は前記樹脂パッケージの側面より引き抜き可能となるように浅く埋設されるように寸法設定されていることを要旨とする。

また、本発明の第２の特徴は、発光装置であって、発光素子と、発光素子が前面にマウントされたヒートシンクと、ヒートシンクと離間して配置され、少なくとも発光素子と電気的に接続されたリードと、このリードおよびヒートシンクとを一体的に保持し、側面より前記リードが突出し、且つ後面側でヒートシンクの少なくとも裏面が露出すると共に、前面側で発光素子をマウントした部分のヒートシンクを露出させるように成形された樹脂パッケージとを備えることを要旨とする。

さらに、本発明の第３の特徴は、反射用凹部が形成されたヒートシンクの反射用凹部の底部に発光素子をマウントする工程と、互いに近接する方向に延在されて互いに対峙するように端部同士が所定距離を隔てるように形成された少なくとも一対のリード部を備えたリードフレームのリード部と、反射用凹部とを近接させ、且つヒートシンクとリード部とが接触しないように配置させ、ヒートシンクの後面が露出すると共に、反射用凹部および一対のリード部の対向する端部を露出させる開口部を有するように、ヒートシンクおよびリード部を一体化させる樹脂パッケージを形成する工程と、少なくとも、発光素子とリード部の端部とを開口部内で電気的に接続させる工程と、前記発光素子が実装されている前記反射用凹部および前記開口部内に柔軟性を持つ光透過性樹脂を配する工程と、アタッチメントレンズの膨出部を光透過性樹脂の表面に押し当てて、アタッチメントレンズを前記樹脂パッケージに装着する工程と、を備えることを要旨とする。

また、本発明の第４の特徴は、前面の中央部に反射用凹部が形成されたヒートシンクの反射用凹部の底部に、発光素子をマウントする工程と、互いに平行に形成された一対の長尺な平行フレーム部と、平行フレーム部の長手方向に沿って間欠的に対向する平行フレーム部同士を連結する複数の連結フレーム部と、相隣接する連結フレーム部の中央部から互いに近接する方向に延在されて対峙するように端部同士が所定距離を隔てるように形成された一対のリード部と、一対の平行フレーム部からリード部の端部に向けて延在されたサポートフレーム部と、を備えると共に、対向する一対のリード部の端部が、モールドされる樹脂パッケージ内に埋設、保持されるように寸法設定され、サポートフレーム部の端部は前記樹脂パッケージの側面より引き抜き可能に浅く埋設されるように寸法設定されているリードフレームに対して、リード部と、反射用凹部とを近接させ、且つヒートシンクとリード部とが接触しないように配置し、ヒートシンクの背面が露出すると共に、反射用凹部および一対のリード部の対向する端部を露出させる開口部を有するように、合成樹脂で成形してヒートシンクおよびリード部を一体化させる樹脂パッケージを形成する工程と、少なくとも、発光素子とリード部の端部とを開口部内で電気的に接続させる工程と、発光素子が実装されている反射用凹部および開口部内に柔軟性を持つ光透過性樹脂を配する工程と、アタッチメントレンズのレンズ部の背面側の取付面より膨出するように形成した膨出部を、光透過性樹脂の表面に押し当てて、このアタッチメントレンズを樹脂パッケージに装着する工程と、リード部を切断・分離する工程と、平行フレーム部を樹脂パッケージから引き離してサポートフレーム部を樹脂パッケージから抜き取って発光装置を分離させる工程と、を備えることを要旨とする。

本発明によれば、高輝度な発光装置を提供することを可能とする。

以下、本発明の実施の形態に係る発光装置、リードフレーム、および発光装置の製造方法の詳細を図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態の説明においては、前面、後面、前方および後方などの前後の定義は、発光ダイオードの光が出射する方向の前後に基づくものとする。

（発光装置）
図１〜図９を用いて、本実施の形態に係る発光装置の構成を説明する。なお、図１はリード部３３０の外部リード部３３１を折り曲げる前の状態を示し、図２〜図４は外部リード部３３１をガルウィング状に折り曲げ各端部がヒートシンクがなす面と同一平面上に位置するように成形した状態を示している。また、図３は図２のＡ−Ａ断面を示している。

図１に示すように、発光装置１は、ヒートシンク１００と、このヒートシンク１００にマウントされた発光素子としての発光ダイオード２００と、発光ダイオード２００ならびにヒートシンク１００にそれぞれボンディングワイヤ２，３で電気的に接続された一対のリード部３３０と、ヒートシンク１００およびこれらリード部３３０を一体的に保持すると共に、発光ダイオード２００を前面側で露出させる樹脂パッケージ（外囲器）４００と、この樹脂パッケージ４００の前面側を、後述する柔軟な光透過性樹脂（図３および図１５参照。）４を介在して覆うように装着されたアタッチメントレンズ５００と、を備えて大略構成されている。

［リード部の構成］
先ず、図５を用いてリード部３３０の構成について説明する。このリード部３３０は、後述するリードフレーム３００の一部をなすものであり、表面には例えば、Ａｇ、Ｐｄなどのメッキが施されている。図５に示すように、このリード部３３０は、二股に分かれて互いに平行をなすように形成された部分を有する外部リード部３３１と、樹脂パッケージ４００内に埋設、保持される内部リード部３３２とを有している。外部リード部３３１は、外部の電力供給回路と接続されると共に、発光装置１の取り付け、保持に供されるようになっている。内部リード部３３２における外部リード部３３１と反対側の端部には、ボンディング部３３３が突出するように形成されている。このボンディング部３３３は、ヒートシンク１００や発光ダイオード２００に対して、ボンディングワイヤ２、３を介して電気的に接続されるようになっている。

［ヒートシンクの構成］
次に、ヒートシンク１００の構成を主に図６〜図８を用いて説明する。なお、図６はヒートシンク１００を前面１００Ａ側から見た斜視図、図７はヒートシンク１００を後面１００Ｂ側から見た斜視図、図８は図６のＢ−Ｂ断面図である。

図６〜図８に示すように、ヒートシンク１００は、発光ダイオード２００の発熱を効率よく放熱させるために熱伝導性の良い金属材料、例えば無酸素銅により、扁平な略直方体形状に形成されている。なお、本実施の形態では、図１に示すように、このヒートシンク１００の厚みｔ１は、樹脂パッケージ４００の厚みｔ２とほぼ同程度の寸法に設定されているが、ｔ１がｔ２より厚くても薄くてもよい。

また、ヒートシンク１００の前面１００Ａの中央には、発光ダイオード２００で発光した光を前方に効率よく取り出すために、円形状の反射用凹部１０１が形成されている。そして、少なくとも、この反射用凹部１０１の内壁面には、例えば銀（Ａｇ）メッキが施されている。なお、本実施の形態では、図６に示すように、反射用凹部１０１を、平坦な底面１０１Ａと、この底面１０１Ａを取り囲む斜面１０１Ｂとで形成しているが、少なくとも底面に発光ダイオード２００をマウントできる構造であれば、断面がほぼ半円形状の弧を描くような凹部構造としてもよい。

また、図６および図８に示すように、ヒートシンク１００の前面１００Ａで、長手方向ｘの中央部の幅方向ｙの両側縁部には、それぞれ矩形状のリード配置用段部１０２が形成されている。すなわち、両側縁部に形成された一対のリード配置用段部１０２は、反射用凹部１０１を挟むように形成されている。このようにリード配置用段部１０２を形成した結果、ヒートシンク１００の幅方向ｙの両側の板厚が薄くなっている。なお、図３に示すように、このリード配置用段部１０２は、内部リード部３３２から突設されたボンディング部３３３を直接、配置するものではなく、後述するように、樹脂パッケージ４００を構成する電気絶縁性樹脂を介してボンディング部３３３を配置するようになっている。

さらに、図７および図８に示すように、ヒートシンク１００の後面１００Ｂの幅方向ｙ両側の縁部には、縁部に沿って細長い矩形状の第１段部１０３がそれぞれ形成されている。そして、第１段部１０３の長手方向ｘの中央には、縁部に沿って矩形状の第２段部１０４が形成されている。このように、第１段部１０３および第２段部１０４を形成した結果、前面１００Ａ側に形成したリード配置用段部１０２の底面と第２段部１０４の底面との距離、すなわちヒートシンク１００の幅方向ｙの両側部の板厚がさらに薄くなった肉薄部１０５となっている。

また、図６および図７に示すように、ヒートシンク１００の長手方向ｘの両端側部分の幅方向ｙの中央には、それぞれ取付穴１０６が厚さ方向に貫通して形成されている。

このような構成のヒートシンク１００の反射用凹部１０１の底面には、発光ダイオード２００がマウントされている。なお、本実施の形態で用いる発光ダイオード２００は、前面電極（図示省略する。）と裏面電極（図示省略する。）が形成されたものであり、半田付けなどの手法によりヒートシンク１００は裏面電極で電気的に導通した状態で固定されている。

［樹脂パッケージ、リード部およびヒートシンクの組み付け構造］
次に、図１、図３、および図４を用いて樹脂パッケージ４００の構造、ならびにこの樹脂パッケージ４００に対するリード部３３０およびヒートシンク１００の組み付け構造について説明する。

本実施の形態において、樹脂パッケージ４００は、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）を主成分とする熱可塑性樹脂を構成材料として、外形が矩形状になるように、例えばトランスファモールド法にて成形されている。なお、本実施の形態で用いる構成樹脂の主成分であるＰＰＡは、光反射性が高い（光吸収性が低い）樹脂である。図１および図４に示すように、この樹脂パッケージ４００は、４つの側面のうち、互いに対向する一対の側面４０１の中央から側方へ、ヒートシンク１００の長手方向ｘの両端部が突出するようにヒートシンク１００を保持し、他の一対の側面４０２からリード部３３０の外部リード部３３１がそれぞれ突出するようにリード部３３０を保持している。

図３および図４に示すように、ヒートシンク１００は、樹脂パッケージ４００の後面４００Ｂ側に露出するように、樹脂パッケージ４００に保持されている。すなわち、ヒートシンク１００の後面１００Ｂ側の幅方向両側の第２段部１０４（図７参照。）には、図３に示すように、樹脂パッケージ４００の構成樹脂が入り込み、ヒートシンク１００の肉薄部１０５を前後から樹脂パッケージ４００の構成樹脂で挟持する構造となっている。この結果、ヒートシンク１００の後面４００Ｂは、第２段部１０４のみが構成樹脂で覆われ、他の領域は樹脂パッケージ４００の後面４００Ｂから露出した構造となっている。

また、一対のリード部３３０と、ヒートシンク１００とは、図３に示すように、直接、接触しないように離間して配置されている。具体的には、リード部３３０のボンディング部３３３がヒートシンク１００のリード配置用段部１０２の底面から僅かに浮いた位置に配置され、ボンディング部３３３の前面とヒートシンク１００の前面１００Ａの高さ（リード配置用段部１０２の底面からの高さ）がほぼ同じ高さとなるように設定されている。そして、リード配置用段部１０２には、樹脂パッケージ４００を構成する樹脂が充填されている。なお、ボンディング部３３３の上（前面側）には樹脂が載らないように成形されている。

この樹脂パッケージ４００の前面４００Ａの中央部には、発光ダイオード２００がマウントされた、ヒートシンク１００の反射用凹部１０１、およびこの反射用凹部１０１の両側に露出しているボンディング部３３３を取り囲むような形状の開口部４０３が形成されている。図１および図３に示すように、この開口部４０３において、発光ダイオード２００の図示しない電極パッド部と、一方のリード部３３０のボンディング部３３３とがボンディングワイヤ２で接続され、発光ダイオード２００の裏面電極に接続されたヒートシンク１００と、他方のリード部３３０のボンディング部３３３とがボンディングワイヤ３で接続されている。

さらに、樹脂パッケージ４００の四隅部分には、前面４００Ａから後面４００Ｂに貫通するレンズ位置決め穴４０４が形成されている。このレンズ位置決め穴４０４は、後述するアタッチメントレンズ５００の位置決めに供されるようになっている。

また、図１および図２に示すように、本実施の形態では、樹脂パッケージ４００の側面４０１における、突出するヒートシンク１００の両側位置であって、側面４０１の長手方向の両端縁から所定寸法の位置にレンズ装着用突起４０５が形成されている。このレンズ装着用突起４０５は、樹脂パッケージ４００の前面側から後面側へ向けて外側へ傾斜する案内斜面を有し、この案内斜面で、後述する装着用脚部５０２の突起係合部５０２Ａを案内し、この突起係合部５０２Ａが案内斜面を通過した後にレンズ装着用突起４０５に係合されるようになっている。

上述したようにボンディングワイヤ２、３とがワイヤボンディングされている開口部４０３内には、例えば、ゲル状のシリコン樹脂などの光透過性樹脂４が充填されている。そして、開口部４０３内の光透過性樹脂４を封止するように、樹脂パッケージ４００にはアタッチメントレンズ５００が装着されている。

［アタッチメントレンズの構成、およびその装着方法］
次に、図１〜図３、および図９を用いて、アタッチメントレンズ５００の構成を説明する。アタッチメントレンズ５００は、透明（光透過性）樹脂で一体成形されてなる。アタッチメントレンズ５００の構成は、レンズ形成板５０１と、レンズ形成板５０１の四隅のそれぞれ１本ずつ形成された、反発性を持つ４本の装着用脚部５０２と、レンズ形成板５０１の前面５０１Ａの中央に前方へ向けて突出するように形成された、所望の焦点距離を持つ前凸レンズ部５０３と、レンズ形成板５０１の後面５０１Ｂの中央に後方へ向けて僅かに膨出するように形成された後凸レンズ部５０４と、レンズ形成板５０１の後面５０１Ｂの四隅近傍からそれぞれ後方に向けて突設された位置決めピン５０５と、を備えて大略構成されている。なお、前凸レンズ部５０３と後凸レンズ部５０４とは、発光装置１の光照射角（光の放射範囲）の設定に応じて、レンズ特性が設定されている。

レンズ形成板５０１は、上述の樹脂パッケージ４００の前面４００Ａとほぼ同じ大きさの矩形の板である。また、レンズ形成板５０１に形成された位置決めピン５０５は、樹脂パッケージ４００に形成されている位置決め穴４０４内に嵌合するようになっている。さらに、装着用脚部５０２は、レンズ形成板５０１が樹脂パッケージ４００に装着した状態で、側面４０１の長手方向の両端部に沿うように形成されている。なお、装着用脚部５０２の後端部（先端部）には、略Ｌ字状に屈曲した突起係合部５０２Ａが形成されている。この突起係合部５０２Ａは、アタッチメントレンズ５００を樹脂パッケージ４００に組み付ける際に、樹脂パッケージ４００の側面４０１に突設されたレンズ装着用突起４０５を乗りこえて、係合するようになっている。

次に、アタッチメントレンズ５００を樹脂パッケージ４００へ装着する方法について説明する。このような構成のアタッチメントレンズ５００を樹脂パッケージ４００に装着するには、先ず、樹脂パッケージ４００の開口部４０３に、ゲル状の光透過性樹脂４が表面張力により盛り上がる状態となるように充填する。

その後、樹脂パッケージ４００の４つの位置決め穴４０４のそれぞれに対応する位置決めピン５０５を同時に挿入する。このとき、装着用脚部５０２は、樹脂パッケージ４００の側面４０１に沿って樹脂パッケージ４００の後面４００Ｂ側に向けて移動し、突起係合部５０２Ａがレンズ装着用突起４０５を乗りこえて係合される。この状態で、レンズ形成板５０１の後面５０１Ｂに形成された後凸レンズ部５０４が光透過性樹脂４を圧迫して密着する。このため、発光ダイオード２００から発光した出射光が後凸レンズ部５０４と光透過性樹脂４との界面で適切に屈折することができる。

なお、位置決めピン５０５は、位置決め穴４０４に嵌合して先端部が樹脂パッケージ４００の後面４００Ｂ側に突出し、この突出部を加熱して加締めることでアタッチメントレンズ５００を樹脂パッケージ４００に固定するようにしてもよい。

（本実施の形態に係る発光装置の作用・効果）
上述した構成の発光装置１では、以下に説明するような作用・効果を奏する。 すなわち、本実施の形態の発光装置１では、発光ダイオード２００での発熱量を熱伝導性の良いヒートシンク１００を介して放熱できるため、発光ダイオード２００の大電力化（大電流の注入）を図ることができ、発光強度を大きくすることができる。

また、本実施の形態では、ヒートシンク１００とリード部３３０とが別々のものであるため、ヒートシンク１００の設計自由度が高くなりコストを低減させることができる。

さらに、アタッチメントレンズ５００の後面５０１Ｂに、後方へ僅かに突出する後凸レンズ部５０４を形成したことにより、柔軟性を有する光透過性樹脂４と接触する界面の密着性を高めることができ、光学特性を向上することができる。

また、本実施の形態では、ＰＰＡを主成分とする樹脂パッケージ４００の開口部４０３を反射凹部として利用することができると共に、開口部４０３の形状を、ボンディングワイヤ２、３をボンディング部３３３へボンディングするに足りる必要最小限な領域を開口すればよいため、光透過性樹脂４を封入する領域を小さくすることができる。このように、光透過性樹脂４の封入領域を小さくすることで、光透過性樹脂４の表面形状の安定性を向上することができる。

さらに、本実施の形態では、ヒートシンク１００の幅方向ｙの両側に肉薄部１０５を形成し、この肉薄部１０５を樹脂パッケージ４００の構成樹脂で挟持する構成であるため、ヒートシンク１００を樹脂パッケージ４００に保持する強度を高め、発光装置１の信頼性を向上させることができる。

また、本実施の形態では、樹脂パッケージ４００の対向する位置にある側面４０２において、それぞれリード部３３０の外部リード部３３１が二股に分かれて２本の外部リード部３３１に形成されているため、発光装置１を取り付ける機器などの被取付部に対して安定して、取り付けることができる。そして、ヒートシンク１００の両端部に形成した取付穴１０６は、放熱面積を大きくすると共に、被取付部側へ熱伝導性の良いピンなどを介して取り付けることにより、ヒートシンク１００の熱をさらに逃がす経路を確保することも可能となる。

さらに、本実施の形態では、金属でなるヒートシンク１００の反射用凹部１０１での光反射作用に加え、樹脂パッケージ４００の構成材料が光反射性の高いＰＰＡで形成されているため、発光ダイオード２００からの発光を有効に発光装置１外へ出射させることができる。

（リードフレーム）
次に、図１０を用いて本発明の実施の形態に係るリードフレーム３００の構成を説明する。なお、図１０においては、説明の便宜を図るため、構成部分を一点鎖線で区切って示している。

本実施の形態に係るリードフレーム３００は、例えば、コバール、Ｆｅ−Ｎｉ合金、燐青銅、銅、鉄などの金属でなるリボン状のものであり、長手方向に複数のパターンが連続的に形成されている。なお、本実施の形態では、リードフレーム３００の幅方向に１つのパターンが形成された例であるが、幅方向に複数のパターンを有する多連のリードフレームにも本発明を適用することも可能である。

図１０に示すように、このリードフレーム３００は、互いに平行に形成された一対の長尺な平行フレーム部３１０と、長手方向に沿って、対向する平行フレーム部３１０同士を等間隔に連結する複数の連結フレーム部３２０と、相隣接する連結フレーム部３２０の中央部から互いに近接する方向に延在されて、端部同士が互いに所定距離を隔てて対峙するように形成された一対のリード部３３０と、一対の平行フレーム部３１０からそれぞれのリード部３３０の端部に向けて延在されたサポートフレーム部３４０と、が一体的に形成されている。なお、対峙する一対のリード部３３０および（４本の）サポートフレーム部３１０が、平行フレーム部３１０と連結フレーム部３２０とで囲まれた単位が１パターンを構成している。

そして、互いに対峙するように形成された一対のリード部３３０は、これらの自由端部がモールドされる樹脂パッケージ内に埋設、保持されるように寸法設定されている。なお、図１０に二点鎖線で区切って示すように、リード部３３０は、樹脂パッケージがモールドされたときに樹脂パッケージ（４００）の側面（４０２）より突出する２本の外部リード部３３１と、樹脂パッケージ（４００）内に埋設、保持される内部リード部３３２とが一体に形成されてなる。また、これら一対のリード部３３０の互いに対向する内部リード部３３２の端部には、互いに近接する方向に矩形状のボンディング部３３３が突設されている。

また、サポートフレーム部３４０の自由端部は、モールドされる樹脂パッケージ（４００）の側面より引き抜き可能となるように、樹脂パッケージ（４００）の側面（４０１）より浅く埋設されるように寸法設定されている。なお、サポートフレーム部３４０の自由端部の側部には、モールドされる樹脂パッケージ（４００）内に埋設されない位置決め用突起３４１が形成されている。

そして、リードフレーム３００において、対峙するように配置された一対のリード部３３０と、それぞれのリード部３３０の両側に配置された４つのサポートフレーム部３４０と、両側の平行フレーム部３１０とで囲まれるように切り欠かれた領域は、ヒートシンク１００が配置されるヒートシンク配置部３４２となっている。

このような構成のリードフレーム３００に上述した樹脂パッケージ４００をモールドすることにより、発光装置１の本体を作製することができる。そして、リードフレーム３００に合成樹脂をモールドした後、外部リード部３３１を連結フレーム部３２０から切り離した後も、樹脂パッケージ４００にサポートフレーム部３４０の自由端部が浅く埋設されているため、樹脂パッケージ４００を安定して保持できる。このため、リードフレーム３００から発光装置１を分離するタイミングを任意にできるという利点がある。具体的には、このリードフレーム３００を用いて発光装置１を製造し、外部リード部３３１を切断した後、この外部リード部３３１をガルウィング状に折り曲げた状態で発光装置１が製造できるが、このとき、発光装置１をサポートフレーム部３４０の自由端部のみでリードフレーム３００側へ保持させた状態で搬送することが可能となる。そして、発光装置１を完成品もしくは半完成品（外部リード部３３１を折り曲げしていない場合）として回収する場所で、サポートフレーム部３４０の自由端部を樹脂パッケージ４００の側面から抜き抜くという簡単な操作を行えばよい。

このように、本実施の形態に係るリードフレーム３００では、上述のように、発光装置１の製造や搬送を容易にすることができる。

（発光装置の製造方法）
次に、上述したリードフレーム３００を用いた発光装置１の製造方法について説明する。

（１）まず、図１１に示すように、リードフレーム３００のヒートシンク配置部３４２（図１０参照。）に、ヒートシンク１００を適正な向きに配置する。このとき、ヒートシンク１００のリード配置用段部１０２の底面に対して、リードフレーム３００のボンディング部３３３が浮き上がった（所定のクリアランスを保持する）ように設定する。なお、リードフレーム３００とヒートシンク１００とは、上記位置関係となるように、例えば、トランスファモールド装置にセッティングすればよい。

（２）次に、図１２に示すように、樹脂パッケージ４００を成形する。この樹脂パッケージ４００は、図示しない成形金型内にＰＰＡ（ポリフタルアミド）を主成分とする熱可塑性樹脂を射出して成形することができる。ここで、樹脂パッケージ４００は、ヒートシンク１００の第２段部１０４を構成樹脂で埋めると共に、リードフレーム３００のボンディング部３３３の前面側を露出させるようにリード配置用段部１０２を埋め込むように型設定されている。また、樹脂パッケージ４００の前面４００Ａ側には、図１２に示すように、開口部４０３が形成されるようになっている。このため、図示しない成形金型では、樹脂パッケージ４００に、ヒートシンク１００の反射用凹部１０１、およびこの反射用凹部１０１の両側に露出しているボンディング部３３３を取り囲むような形状の開口部４０３が形成されるように型設定されている。

（３）次に、樹脂パッケージ４００が成形されたリードフレーム３００を、チップマウント装置にセットして、図１３に示すように、ヒートシンク１００の反射用凹部１０１の底面１０１Ａに、発光ダイオード２００を、導電性接着剤を用いてマウントする。その後、リードフレーム３００をワイヤボンダにセットして、図１３および図１４に示すように、ボンディングワイヤ２で発光ダイオード２００と一方のボンディング部３３３とをボンディングし、ボンディングワイヤ３でヒートシンク１００と他方のボンディング部３３３とをボンディングする。

（４）次に、図１５に示すように、樹脂パッケージ４００の開口部４０３内に、光透過性樹脂４を開口部４０３の開口縁まで充填する。本実施の形態では、光透過性樹脂４としてゲル状のシリコン樹脂を用いている。なお、光透過性樹脂４は開口部４０３の開口縁から表面張力にて盛り上がる状態まで充填してもよい。

（５）次に、図１６に示すように、上述したアタッチメントレンズ５００を装着する。アタッチメントレンズ５００は、図１に示すように、４本の装着用脚部５０２が、樹脂パッケージ４００の側面４０１に沿って樹脂パッケージ４００の後面側に向けて移動し、突起係合部５０２Ａがレンズ装着用突起４０５を乗りこえて係合される。これと同時に、アタッチメントレンズ５００のレンズ形成板５０１の後面に突設された位置決めピン５０５は、樹脂パッケージ４００の位置決め穴４０４に嵌合して先端部が樹脂パッケージ４００の後面４００Ｂ側に突出する。なお、この突出部（位置決めピン５０５の端部）を加熱して加締めることでアタッチメントレンズ５００を樹脂パッケージ４００に固定するようにしてもよい。

（６）その後、カッティング装置を用いて、リードフレーム３００における、図１４に一点鎖線で示す部分を切断し、さらに、図１７に示すように、外部リード部３３１をガルウィング状に折り曲げる。この結果、外部リード部３３１は、連結フレーム部３２０から分離され、連結フレーム部３２０が切断されることにより互いに平行をなす平行フレーム部３１０同士が分離される。このとき、樹脂パッケージ４００は、サポートフレーム部３４０の先端部が浅く埋設されており、リードフレーム３００側に保持された状態である。

（７）次に、図１８に示すように、平行フレーム部３１０と樹脂パッケージ４００とを僅かな力で引き離すことにより、サポートフレーム部３４０が樹脂パッケージ４００の側面４０１から抜けて、発光装置１がリードフレーム３００から分離された状態となる。

以上、発光装置１の製造方法について説明したが、本実施の形態では、樹脂パッケージ４００をモールドし、リードフレーム３００を要所で切断した後も樹脂パッケージ４００を安定して保持できる。このため、リードフレーム３００から発光装置１を分離するタイミングを任意にすることができ、製品の搬送や回収などの取り扱いを容易にすることができる。

また、本実施の形態で製造した発光装置１では、前面に発光ダイオード２００をマウントしたヒートシンク１００が樹脂パッケージ４００の後面側で露出するため、発光装置１の放熱性を大幅に向上できる。したがって、このように放熱性を確保することにより、発光ダイオード２００に対して大電力を入力することが可能となり、発光強度を高めることができる。

さらに、本実施の形態に係る製造方法では、後面に後方へ向けて膨出する後凸レンズ部（膨出部）５０４が形成されたアタッチメントレンズ５００を、後凸レンズ部５０４がゲル状の合成樹脂である光透過性樹脂４の表面を押しつつ、樹脂パッケージ４００に装着することにより、光透過性樹脂４とアタッチメントレンズ５００とを密着させることができ、発光装置１の光学特性を向上することができる。

因みに、発光装置においては、注入電流を増大させていくとこれに伴い光出力が増大するが、同時に発光素子からの発熱量も大きくなり発光素子の温度も上昇する。このため、注入電流に対する光出力の増分は減少していく。さらに、注入電流を増大させると、光出力は最高値となった後、減少していく。この光出力が最大となるときの注入電流を、本実施の形態の製造方法で製造した発光装置１と、比較例と、を比較すると以下のような結果が得られた。なお、比較例として、一辺が０．５ｍｍサイズの平面矩形状の発光ダイオード２００を基板の上に搭載し、これを樹脂封止した発光装置とした。本実施の形態の発光装置１の発光ダイオード２００も比較例と同じものを使用した。この結果、比較例では、約１７０ｍＡで光出力が最大となった。これに対して、本実施の形態の発光装置１では、約６００ｍＡで光出力が最大となった。

（その他の実施の形態）
上述した実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。

例えば、上述した実施の形態では、発光素子として発光ダイオード２００を用いたが、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子などの他の発光素子を用いても勿論よい。

また、上述した実施の形態では、発光ダイオード２００の後面の電極がヒートシンク１００に導電性接着剤を用いて接着されたヒートシンク１００からリード部３３０のボンディング部３３３へワイヤボンディングする構成としたが、ヒートシンク１００自体を外部取り出し端子として用いてもよいし、発光ダイオードの前面にアノード側とカソード側の電極を備えたものを用いて、一対のボンディング部３３３へそれぞれワイヤボンディングする構成としてもよい。

さらに、発光素子として、後面（実装面）にのみアノード端子およびカソード端子が共に形成されているものを用いて、ヒートシンク１００との間にセラミック基板などの絶縁配線基板を介在させ、絶縁配線基板上に発光素子をフリップチップ実装する構成としてもよい。

また、上述した実施の形態では、樹脂パッケージ４００の構成樹脂としてＰＰＡ樹脂を主成分として用いたが、他の樹脂を用いることも勿論可能である。

さらに、上述した実施の形態に係る発光装置の製造方法では、図１１〜図１３に示すように、ヒートシンク１００とリードフレーム３００とを樹脂パッケージ４００で一体化した後に、発光ダイオード２００をマウントする手順で製造したが、図１９（ａ）および（ｂ）に示すように、発光ダイオード２００を予めマウントしたヒートシンク１００と、リードフレーム３００を樹脂パッケージ４００で一体化する手順で発光装置１を製造してもよい。この場合は、ヒートシンク１００に発光ダイオード２００をマウントする場合に、樹脂パッケージ４００が未だ形成されていない状態であるため、樹脂パッケージ４００への熱的影響が及ぶ余地がないという利点がある。

因みに、ヒートシンク１００に予め発光ダイオード２００をマウントして発光装置１を製造した場合、この製造方法で製造した発光装置１と、比較例と、を比較すると以下のような結果が得られた。なお、比較例としては上述した比較例と同じものを用いた。すなわち、この比較例は、一辺が０．５ｍｍサイズの平面矩形状の発光ダイオード２００を基板の上に搭載し、これを樹脂封止した発光装置とした。この結果、比較例では、約１７０ｍＡで光出力が最大であるのに対して上記手順で製造した発光装置１では、約１．０Ａとなり、光出力はさらに増大した。

本発明の実施の形態に係る発光装置を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係る発光装置の平面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施の形態に係る発光装置の底面図である。 本発明の実施の形態に係る発光装置を構成するリード部を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る発光装置を構成するヒートシンクを前面側から見た状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る発光装置を構成するヒートシンクを後面側から見た状態を示す斜視図である。 図６のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の実施の形態に係る発光装置を構成するアタッチメントレンズを下面側から見た状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るリードフレームの平面図である。 本発明の実施の形態に係る発光装置の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態に係る発光装置の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態に係る発光装置の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態に係る発光装置の製造方法において、リードフレームに樹脂パッケージを成形してヒートシンクを一体的に保持した状態を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る発光装置の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態に係る発光装置の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態に係る発光装置の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態に係る発光装置の製造方法において、リードフレームから発光装置を分離する工程を示す斜視図である。 （ａ）は本発明のその他の実施の形態に係る発光装置の製造方法において、発光ダイオードをマウントしたヒートシンクを示す断面図、（ｂ）はヒートシンクとリードフレームとを樹脂パッケージで一体化した工程を示す断面図である。

符号の説明

１…発光装置、２，３…ボンディングワイヤ、４…光透過性樹脂、１００…ヒートシンク、１０１…反射用凹部、１０２…リード配置用段部、１０５…肉薄部、２００…発光ダイオード、３００…リードフレーム、３１０…平行フレーム部、３２０…連結フレーム部、３３０…リード部、３３１…外部リード部、３３２…内部リード部、３３３…ボンディング部、３４０…サポートフレーム部、３４２…ヒートシンク配置部、４００…樹脂パッケージ、４０１，４０２…側面、４０３…開口部、４０５…レンズ装着用突起、５００…アタッチメントレンズ、５０１Ａ…前面、５０１Ｂ…後面、５０２…装着用脚部、５０３…前凸レンズ部、５０４…後凸レンズ部。

Claims (8)

1. 一対の長尺な平行フレーム部と、前記平行フレーム部同士を等間隔に連結するように形成された複数の連結フレーム部と、相隣接する前記連結フレーム部の中央部から互いに近接する方向に延在された一対のリード部と、前記一対の平行フレーム部から前記リード部の端部近傍に向けて延在されたサポートフレーム部と、を備え、
   前記一対のリード部の前記端部が、モールドされる樹脂パッケージ内に埋設、保持されるように寸法設定され、前記サポートフレーム部の端部は前記樹脂パッケージの側面より引き抜き可能となるように浅く埋設されるように寸法設定されていることを特徴とするリードフレーム。
2. 発光素子と、
   前記発光素子が前面にマウントされたヒートシンクと、
   前記ヒートシンクと離間して配置され、少なくとも前記発光素子と電気的に接続されたリードと、
   前記リードおよび前記ヒートシンクとを一体的に保持し、側面より前記リードが突出し、且つ後面側で前記ヒートシンクの少なくとも裏面が露出すると共に、前面側で前記発光素子をマウントした部分の前記ヒートシンクを露出させるように成形された樹脂パッケージと、
   を備えることを特徴とする発光装置。
3. 前記ヒートシンクの前面には反射用凹部が形成され、前記発光素子が前記反射用凹部の底部にマウントされ、前記樹脂パッケージの前面側は前記反射用凹部と前記リードとを露出させる開口部を有し、前記発光素子と前記リードの露出部分とがボンディングワイヤで接続されていることを特徴とする請求項２記載の発光装置。
4. 反射用凹部および前記開口部に柔軟な光透過性材料が充填され、該開口部が、前記光透過性材料と密着するようにアタッチメントレンズで封止され、前記アタッチメントレンズは、前記開口部内に向けて膨出する膨出部が形成され、前記光透過性材料が該膨出部表面に沿って密着していることを特徴とする請求項３記載の発光装置。
5. 前記ヒートシンクは、樹脂パッケージで挟持される薄肉部を備えることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載された発光装置。
6. 前記ヒートシンクの長手方向は、前記リードの延伸方向に対して直交する方向に沿って配置され、前記樹脂パッケージの側面から突出していることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載された発光装置。
7. 反射用凹部が形成されたヒートシンクの前記反射用凹部の底部に発光素子を実装する工程と、
   互いに近接する方向に延在されて互いに対峙するように端部同士が所定距離を隔てるように形成された少なくとも一対のリード部を備えたリードフレームの前記リード部と、前記反射用凹部とを近接させ、且つ前記ヒートシンクと前記リード部とが接触しないように配置し、前記ヒートシンクの後面が露出すると共に、前記反射用凹部および前記一対のリード部の対向する端部を露出させる開口部を有するように、前記ヒートシンクおよびリード部を一体化させる樹脂パッケージを形成する工程と、
   少なくとも、前記発光素子と前記リード部の端部とを前記開口部内で電気的に接続させる工程と、
   前記発光素子が実装されている前記反射用凹部および前記開口部内に、柔軟性を持つ光透過性樹脂を配する工程と、
   アタッチメントレンズの後面に後方へ向けて膨出する膨出部を前記光透過性樹脂の表面に押し当てて、該アタッチメントレンズを前記樹脂パッケージに装着する工程と、
   を備えることを特徴とする発光装置の製造方法。
8. 前面の中央部に反射用凹部が形成されたヒートシンクの当該反射用凹部の底部に、発光素子を実装する工程と、
   互いに平行に形成された一対の長尺な平行フレーム部と、前記平行フレーム部同士を連結する複数の連結フレーム部と、相隣接する前記連結フレーム部の中央部から互いに近接する方向に延在されて対峙するように端部同士が所定距離を隔てるように形成された一対のリード部と、前記一対の平行フレーム部から前記リード部の端部に向けて延在されたサポートフレーム部と、を備えるリードフレームに対して、前記リード部と、前記反射用凹部とを近接させ、且つ前記ヒートシンクの背面が露出すると共に、前記反射用凹部および前記一対のリード部の対向する端部を露出させる開口部を有するように、合成樹脂で成形して前記ヒートシンクおよびリード部を一体化させると共に、前記サポートフレーム部の端部が引き抜き可能な深さに埋設される樹脂パッケージを形成する工程と、
   少なくとも、前記発光素子と前記リード部の端部とを前記開口部内で電気的に接続させる工程と、
   前記発光素子が実装されている前記反射用凹部および前記開口部内に光透過性樹脂を配する工程と、
   アタッチメントレンズのレンズ部の背面側の取付面より膨出するように形成した膨出部を、前記光透過性樹脂の表面に押し当てて、前記アタッチメントレンズを前記樹脂パッケージに装着する工程と、
   前記リード部を切断・分離する工程と、
   前記平行フレーム部を前記樹脂パッケージから引き離して前記サポートフレーム部を前記樹脂パッケージから抜き取って発光装置を分離させる工程と、
   を備えることを特徴とする発光装置の製造方法。

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