JP2007095796A

JP2007095796A - 光源装置

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Publication number: JP2007095796A
Application number: JP2005280169A
Authority: JP
Inventors: Isamu Yamamoto; 勇山本
Original assignee: Nippon Leiz Corp
Current assignee: Nippon Leiz Corp
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2025-09-27
Also published as: JP4369409B2

Abstract

【課題】半導体発光素子チップを電気的に接続する電気系リードフレームとは無関係に半導体発光素子チップからのジュール熱を載置用リードフレームに放出する。
【解決手段】光源装置１は、リードフレームを反射性樹脂でインサートモールド成形等によってパッケージ２を構成し、パッケージ２の出射開口部６側のリードフレーム上に半導体発光素子チップ５を配置する。リードフレームは、半導体発光素子チップ５を載置する載置用リードフレーム３ａ，３ｂと、半導体発光素子チップ５を電気的に接続する電気系リードフレーム４ａ，４ｂとによる２種のフレームからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、インサートモールド成形等によって半導体発光素子チップを載置する載置用リードフレームと、半導体発光素子チップを電気的に接続する電気系リードフレームとの２種のリードフレームを用い、これら電気系リードフレームと載置用リードフレームとが互いに異なる面位置や同一面位置に有するようにし、さらに載置用リードフレームに半導体発光素子チップを載置する反対側が露出する開口部を有し、この開口部に良熱伝導性の物質を挿入または良熱伝導性の物質を混合した樹脂を充填し、半導体発光素子チップからのジュール熱を半導体発光素子チップを載置した載置用リードフレームに放出することができ、より多くの電流を流すことができるために高輝度な出射光を得ることができる光源装置に関する。

従来の光源装置としては、例えばリードフレームをインサートモールド成形し、複数の半導体発光素子チップを線状に並列に載置して１つまたは複数の出光部（開口部）を有して一体化したものが知られている。
特開平１１−００４０２２号公報

上述した従来の光源装置として、一体化モールド成形されたものでは、半導体発光素子チップからのジュール熱を放出することができず、光源装置内に熱が籠もってしまい、例えば蛍光材による白色発光させるものでは、熱による蛍光材の劣化を招いてしまう恐れがある。

（発明の目的）
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、２種のリードフレームとして、半導体発光素子チップを載置する専用の載置用リードフレームと、半導体発光素子チップを電気的に接続する専用の電気系リードフレームとの２つの各々専用のリードフレームを用い、各々のリードフレームを光源装置本体の外部に露出させて半導体発光素子チップを載置した載置用リードフレームを放熱端子用に使用し、また半導体発光素子チップを電気的に接続した電気系リードフレームを電極端子用に使用して、これら電気系リードフレームと載置用リードフレームとが互いに異なる面位置や同一面位置に有するようにし、さらに載置用リードフレームの半導体発光素子チップを載置した反対側が露出する開口部を有し、この開口部に良熱伝導性の物質を挿入または良熱伝導性の物質を混合した樹脂などを充填し、半導体発光素子チップを電気的に接続する電気系リードフレームとは無関係に半導体発光素子チップからのジュール熱を半導体発光素子チップを載置した載置用リードフレームに放出し、さらに良熱伝導性の物質や樹脂等に熱伝導することにより多くの電流を半導体発光素子チップに流すことができるために高輝度な出射光を得ることができる光源装置を提供することにある。

本発明の請求項１に係る光源装置は、リードフレームが、半導体発光素子チップを載置する載置用リードフレームと、半導体発光素子チップを電気的に接続する電気系リードフレームとによる２種のリードフレームからなることを特徴とする。

請求項１に係る光源装置は、リードフレームが、半導体発光素子チップを載置する載置用リードフレームと、半導体発光素子チップを電気的に接続する電気系リードフレームとによる２種のリードフレームからなるので、半導体発光素子チップを電気的に接続する電気系リードフレームとは無関係に半導体発光素子チップからのジュール熱を半導体発光素子チップを載置した載置用リードフレームに放出することができる。

また、請求項２に係る光源装置は、載置用リードフレームが、インサートモールド成形により載置用リードフレームに半導体発光素子チップを載置する反対側の載置用リードフレームが露出する開口部を有し、当該開口部に良熱伝導性の物質を挿入または充填することを特徴とする。

請求項２に係る光源装置は、載置用リードフレームが、インサートモールド成形により載置用リードフレームに半導体発光素子チップを載置する反対側の載置用リードフレームが露出する開口部を有し、当該開口部に良熱伝導性の物質を挿入または充填するので、半導体発光素子チップからのジュール熱を露出した載置用リードフレームから放出し、さらに、例えば熱伝導性の良い銅やアルミニウムやこれらの合金を開口部と勘合できる形状を有したヒートシンクを基板等に備え、この勘合部分を光源装置の開口部に挿入したり、熱伝導性の良い金属やダイヤモンド等の微細粒子を良熱伝導性の樹脂に混合させたものを開口部に充填し、これらの物質にジュール熱を伝導させて外部に放出することができる。

さらに、請求項３に係る光源装置は、光源装置本体の外部に電気系リードフレームからの電極端子と載置用リードフレームからの放熱端子とをリードフレームに設けることを特徴とする。

請求項３に係る光源装置は、光源装置本体の外部に電気系リードフレームからの電極端子と載置用リードフレームからの放熱端子とをリードフレームに設けるので、電極端子に半導体発光素子チップからのジュール熱が伝わらないため熱による電気抵抗の上昇を抑えることができるとともに放熱端子に対して電気的な考慮をしないで済む（例えば、全てグランド側とすることが可能である）。

また、請求項４に係る光源装置は、リードフレームが、電気系リードフレームと載置用リードフレームとが同一面位置に有し、電極端子が同方向または対向方向に設けることを特徴とする。

請求項４に係る光源装置は、リードフレームが、電気系リードフレームと載置用リードフレームとが同一面位置に有し、電極端子が同方向または対向方向に設けるので、光源装置の取り付けと配線とが同一面上で処理することができる。そして、電極端子を同方向に設けた場合には、電気配線を１方向に集中することができ他方を全て放熱端子にすることができる。また、電極端子を対向方向に設けた場合には、電極端子の極性を間違えることが軽減される。

さらに、請求項５に係る光源装置は、リードフレームが、電気系リードフレームと載置用リードフレームとが互いに異なる面位置に有し、電極端子が同方向または対向方向に設けることを特徴とする。

請求項５に係る光源装置は、リードフレームが、電気系リードフレームと載置用リードフレームとが互いに異なる面位置に有し、電極端子が同方向または対向方向に設ける
ので、光源装置を取り付ける基板等の両面を利用し、例えば基板等を挟み込むように基板表面に電極端子を接続し、基板裏面に放熱端子を接続することができる。そして、電極端子を同方向に設けた場合には、電気配線を１方向に集中することができ他方を全て放熱端子にすることができる。また、電極端子を対向方向に設けた場合には、電極端子の極性を間違えることが軽減される。

また、請求項６に係る光源装置は、半導体発光素子チップが、赤色発光、青色発光、緑色発光の三種あるいは赤色発光、青色発光、緑色発光の何れかまたは白色発光をすることを特徴とする。

請求項６に係る光源装置は、半導体発光素子チップが、赤色発光、青色発光、緑色発光の三種あるいは赤色発光、青色発光、緑色発光の何れかまたは白色発光をするので、単色から各種の発光色や赤色発光、青色発光、緑色発光による白色、また単体での白色発光（蛍光材や波長変換材による擬似白色）を出射することができる。

以上のように、請求項１に係る光源装置は、リードフレームが、半導体発光素子チップを載置する載置用リードフレームと、半導体発光素子チップを電気的に接続する電気系リードフレームとによる２種のリードフレームからなるので、半導体発光素子チップを電気的に接続する電気系リードフレームとは無関係に半導体発光素子チップからのジュール熱を半導体発光素子チップを載置した載置用リードフレームに放出することができる。

そのため、半導体発光素子チップの劣化を防止することができる。また、例えば青色発光の半導体発光素子と、この青色発光の半導体発光素子によって励起し異なる波長を出射する黄色発光の蛍光材による黄色の発光色と半導体発光素子の青色の発光色との混合によって白色発光させたものでは、熱による蛍光材の劣化を防ぐことができ、安定した波長の光を出射することができる。さらに、より多くの電流を流すことができるために高輝度な出射光を得ることができる。

また、請求項２に係る光源装置は、載置用リードフレームが、インサートモールド成形により載置用リードフレームに半導体発光素子チップを載置する反対側の載置用リードフレームが露出する開口部を有し、当該開口部に良熱伝導性の物質を挿入または充填するので、半導体発光素子チップからのジュール熱を露出した載置用リードフレームから放出し、さらに、例えば熱伝導性の良い銅やアルミニウムやこれらの合金を開口部と勘合できる形状を有したヒートシンクを基板等に備え、この勘合部分を光源装置の開口部に挿入したり、熱伝導性の良い金属やダイヤモンド等の微細粒子を良熱伝導性の樹脂に混合させたものを開口部に充填し、これらの物質にジュール熱を伝導させて外部に放出することができる。

そのため、半導体発光素子チップの劣化を防止することができる。また、例えば青色発光の半導体発光素子と、この青色発光の半導体発光素子によって励起し異なる波長を出射する黄色発光の蛍光材による黄色の発光色と半導体発光素子の青色の発光色との混合によって白色発光させたものでは、熱による蛍光材の劣化を防ぐことができ、安定した波長の光を出射することができる。さらに、より多くの電流を流すことができるために高輝度な出射光を得ることができる。また、開口部と勘合できる形状を用いることにより、光源装置の位置決めや取り付け等を容易にすることができ、作業性、生産性、信頼性さらには経済性を向上することができる。

さらに、請求項３に係る光源装置は、光源装置本体の外部に電気系リードフレームからの電極端子と載置用リードフレームからの放熱端子とをリードフレームに設けるので、電極端子に半導体発光素子チップからのジュール熱が伝わらないため熱による電気抵抗の上昇を抑えることができるとともに放熱端子に対して電気的な考慮をしないで済む（例えば、全てグランド側とすることが可能である）。そのため、電極端子に多くの電流を流すことができ高輝度な出射光を得ることができるとともに放熱端子を機械的に取り扱えて光源装置自身を機械的に固定することができる。

また、請求項４に係る光源装置は、リードフレームが、電気系リードフレームと載置用リードフレームとが同一面位置に有し、電極端子が同方向または対向方向に設けるので、光源装置の取り付けと配線とが同一面上で処理することができる。そして、電極端子を同方向に設けた場合には、電気配線を１方向に集中することができ他方を全て放熱端子にすることができる。そのため、放熱方向を集中することができるとともに機械的に取り付けることができる。また、電極端子を対向方向に設けた場合には、電極端子の極性を間違えることが軽減される。そのため、生産性や作業性および信頼性に優れている。

さらに、請求項５に係る光源装置は、リードフレームが、電気系リードフレームと載置用リードフレームとが互いに異なる面位置に有し、電極端子が同方向または対向方向に設けるので、光源装置を取り付ける基板等の両面を利用し、例えば基板等を挟み込むように基板表面に電極端子を接続し、基板裏面に放熱端子を接続することができる。そのために、電極端子と放熱端子との接続を間違えることなく接続することができ、信頼性に優れている。また、電気（電子）回路に熱による悪影響を避けて放熱端子からの放熱効果を一段と高めることができ、さらに放熱端子を機械的に取り扱えて光源装置自身を機械的に固定することができる。

そして、電極端子を同方向に設けた場合には、電気配線を１方向に集中することができ他方を全て放熱端子にすることができる。また、電極端子を対向方向に設けた場合には、電極端子の極性を間違えることが軽減される。そのため、生産性や作業性および信頼性に優れている。

また、請求項６に係る光源装置は、半導体発光素子チップが、赤色発光、青色発光、緑色発光の三種あるいは赤色発光、青色発光、緑色発光の何れかまたは白色発光をするので、単色から各種の発光色や赤色発光、青色発光、緑色発光による白色、また単体での白色発光（蛍光材や波長変換材による擬似白色）を出射することができる。そのため、各種の装置の光源に対応することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
なお、本発明は、リードフレームをインサートモールド成形する光源装置であって、リードフレームが半導体発光素子チップを載置する専用の載置用リードフレームと半導体発光素子チップに電源を供給する専用の電気系リードフレームとの２種のリードフレームからなり、電気系リードフレームと載置用リードフレームとが同一面位置に有したり、電気系リードフレームと載置用リードフレームとが互いに異なる面位置に有し、電気系リードフレームから延びた電極端子が同方向または対向方向に設けるとともに半導体発光素子チップからのジュール熱を外部に放射するために載置用リードフレームの反載置側をインサートモールドせずに開口部を設け、この開口部に良熱伝導性の物質を挿入または樹脂を充填し、半導体発光素子チップを電気的に接続する電気系リードフレームとは無関係に半導体発光素子チップからのジュール熱を半導体発光素子チップを載置した載置用リードフレームに放出することにより多くの電流を半導体発光素子チップに流して高輝度な出射光を得ることができるとともに光源装置の位置決めや取り付け等が容易であり、作業性、生産性、信頼性さらには経済性を向上することができる光源装置を提供するものである。

図１〜図６は本発明に係る光源装置の略斜視図、図７〜１３は本発明に係る光源装置の略平面断面図および側面断面図、図１４は本発明に係る光源装置の１部分側面断面図である。

光源装置１（１Ａ）は、図１に示すように、複数のリードフレームのうち光の源である半導体発光素子チップ５を載置する専用の載置用リードフレーム３ａ，３ｂと、この半導体発光素子チップ５に電源を供給する専用の電気系リードフレーム４ａ，４ｂとを含み、これら載置用リードフレーム３ａ，３ｂや電気系リードフレーム４ａ，４ｂなどをインサート成形等によって光源装置本体としてのパッケージ２を樹脂形成した構成である。

また、光源装置１（１Ａ）は、インジェクションないしトランスファーモールドタイプのものであり、図７や図９のようなリードフレームパターンをインサート成形等によって樹脂にパターン形状を形成した燐青銅材等からなる載置用リードフレーム３ａ，３ｂや電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等を挿入し、リードフレーム３，４上に光源装置本体としてのパッケージ２が樹脂形成される。

但し、半導体発光素子チップ５を載置する部分やボンディングワイヤ９やボンディングする部分や載置用リードフレーム３ａ，３ｂや電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等の出射開口部６には何も無い空間である。この出射開口部６には、例えば透明なエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の透明樹脂等が充填される。

載置用リードフレーム３ａ，３ｂや電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等は、燐青銅材やアルミニウム等の良質の電気伝導性を有し靱性および塑性を有した材料からなり、パッケージ２を形成しない部分が曲げることが容易である寸法に調整する。

載置用リードフレーム３ａ，３ｂや電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等は、金鍍金や銀鍍金等の貴金属の鍍金や銅鍍金後に金鍍金や銀鍍金等の処理をし、特に露出部や半導体発光素子チップ５を載置する部分やボンディングワイヤ９をボンディングする部分等に施し、半導体発光素子チップ５をダイボンダするときに載置用リードフレーム３ａ，３ｂや、ボンディングワイヤ９を半導体発光素子チップ５と電気系リードフレーム４ａ，４ｂとにワイヤーボンドするときに電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等の表面が酸化しないように防止し、剥離防止や電気抵抗を低減させるとともに全体の導電性や電極端子での接触抵抗を低減させる。

また、載置用リードフレーム３ａ，３ｂから延びパッケージ２の外部に露出した部分を放熱端子３ａ，３ｂとし、電気系リードフレーム４ａ，４ｂから延びパッケージ２の外部に露出した部分を電極端子４ａ，４ｂとして、これらパッケージ２の外部に露出した部分の放熱端子３ａ，３ｂや電極端子４ａ，４ｂには銀鍍金等の後に半田鍍金等を施して配線等により良く半田のりを良くする。

さらに、載置用リードフレーム３ａ，３ｂや電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等は、同一面位置に設けてある。

また、図６（ｄ）に示すように、電極端子４ａおよび電極端子４ｂを対向方向に設け、同様に放熱端子３ａおよび放熱端子３ｂを対向方向に設ける。

さらに、図９（ｂ）に示すように、電極端子４ａおよび電極端子４ｂならびに電極端子４ｃおよび電極端子４ｄを同方向に設け、同様に放熱端子３ａおよび放熱端子３ｂを同方向に設ける。

またさらに、図１２（ａ）に示すように、電気極性が同じな電極端子４ａ、電極端子４ｃ、電極端子４ｅならびに電極端子４ｂ、電極端子４ｄ、電極端子４ｆを同方向に設け、これら電極端子４ａ，４ｃ，４ｅと電極端子４ｂ，４ｄ，４ｆとの間に交差する方向（略直角）に放熱端子３ａおよび放熱端子３ｂを設ける。

尚、これらの載置用リードフレーム３ａ，３ｂや電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等のパターンの設け方に対応した光源装置としては、図１の光源装置１（１Ａ）に図７（ｄ）のパターンが対応する。また、図５の光源装置１（１Ｅ）に図９（ｂ）のパターンが対応する。

また、光源装置１（１Ａ）や光源装置１（１Ｅ）のように載置用リードフレーム３ａ，３ｂや電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等を電気的に完全に分離（電気絶縁）し、同一面位置に設けた５ｄ、５ｆ、５ｇの物の外に、図９（ａ）に示すように、載置用リードフレーム３ａを半導体発光素子チップ５の載置とともに共通なグランド側（アース側）に用いて利用する。

さらに、図１３に示すように、電極端子４ａおよび電極端子４ｂを同方向に設け、これら電極端子４ａ、電極端子４ｂの対向方向に放熱端子３ａを設けることも可能である。図１１の例では、載置用リードフレーム３ａと電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等が電気的に完全に分離（電気絶縁）し、半導体発光素子チップ５の各々の極性に電極端子４ａおよび電極端子４ｂを設けてあり、ここでは図示しないが、載置用リードフレーム３ａを共通なグランド側（アース側）に用いて２つの半導体発光素子チップ５を載置することも可能である。尚、この場合の光源装置１（１Ｄ）を図４に示す。

さらに、図６の光源装置１（１Ｆ）は、図８に示すように、図６や図９と同様に、載置用リードフレーム３ａ，３ｂや電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等は、同一面位置に設けてあるが、半導体発光素子チップ５を載置する載置用リードフレーム３ａ，３ｂの中央部分を凹状にする。

また、電極端子４ａ，４ｂの設ける方法は、図７（ｄ）に示すように、電極端子４ａおよび電極端子４ｂを対向方向に設け、放熱端子３ａ，３ｂの設ける方向は、図１２（ａ）と同様に、電極端子４ａ，４ｂとの間に交差する方向（略直角）に放熱端子３ａおよび放熱端子３ｂを設ける。

このように、電源装置１等の載置用リードフレーム３ａ，３ｂや電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等を同一面位置に設けることによって、半導体発光素子チップ５の載置（取り付け）と配線とが同一面上で処理することができる。しかも、電極端子を同方向に設けた場合には、電気配線を１方向に集中することができ、他方を全て放熱端子にすることができる。そのため、放熱方向を集中することができるとともに機械的に取り付けることができる。また、電極端子を対向方向に設けた場合には、電極端子の極性を間違えることが軽減される。そのため、生産性や作業性および信頼性に優れている。

また、図２の光源装置１（１Ｂ）および図３の光源装置１（１Ｃ）は、載置用リードフレーム３ａ，３ｂと電気系リードフレーム４ａ，４ｂとが互いに異なる面位置に設けてある。

さらに、図１１（ｂ）に示すように、電極端子４ａおよび電極端子４ｃならびに電極端子４ｂおよび電極端子４ｄを同方向に設け、同様に放熱端子３ａおよび放熱端子３ｂを同方向に設ける。尚、この図１１（ｂ）に示すようなパターンに対応した光源装置１（１Ｃ）を図３に示す。

また、図１０（ｄ）や図１１（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、電気極性が同じ電極端子４ａ、電極端子４ｄならびに電極端子４ｃ、電極端子４ｂを同方向に設け、これら電極端子４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに交差する方向（略直角）に放熱端子３ａおよび放熱端子３ｂを設ける。尚、これらの様なパターンに対応した光源装置１（１Ｂ）を図２に示す。

さらに、これら載置用リードフレーム３ａ，３ｂと電気系リードフレーム４ａ，４ｂとが互いに異なる面位置に設けるために載置用リードフレーム３ａと電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等が電気的に完全に分離（電気絶縁）し、半導体発光素子チップ５の各々の極性に電極端子４ａおよび電極端子４ｂ等を設けてあるが、図１１（ａ）に示すように、１つの電気系リードフレーム４ａを共通なグランド側（アース側）に用いて３つの半導体発光素子チップ５を載置することも可能である。

このように、載置用リードフレーム３ａ，３ｂと電気系リードフレーム４ａ，４ｂとが互いに異なる面位置に設けた場合には、光源装置１（１Ｂ）や光源装置１（１Ｄ）を取り付ける図示しない基板等の両面を利用し、例えば基板等を挟み込むように基板表面に電極端子４ａや４ｂ等を接続し、基板裏面に放熱端子３ａや３ｂを接続することができる。

そのために、電極端子と放熱端子との接続を間違えることなく接続することができ、信頼性に優れている。また、電気（電子）回路に熱による悪影響を避け放熱端子からの放熱効果を一段と高めることができ、さらに放熱端子を機械的に取り扱えて光源装置自身を機械的に固定することができる。特に放熱端子に設けた取り付け穴８によってより確実に機械的に固定することができる。

また、電源装置１等の載置用リードフレーム３ａ，３ｂや電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等を同一面位置に設ける場合と同様の効果も得られる。

このように、半導体発光素子チップ５を載置する載置用リードフレーム３ａ，３ｂと、半導体発光素子チップ５を電気的に接続する電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等とによる２種のリードフレームからなる。このため、半導体発光素子チップ５に多くの電流を流しても載置用リードフレーム３ａ，３ｂによる放熱効果により半導体発光素子チップ５の劣化を防止することができる。また、例えば青色発光の半導体発光素子チップ５と、この青色発光の半導体発光素子チップ５によって励起し異なる波長を出射する黄色発光の蛍光材による黄色の発光色と半導体発光素子チップ５の青色の発光色との混合によって白色発光させたものでは、熱による蛍光材の劣化を防ぐことができ、安定した波長の光を出射することができる。さらに、より多くの電流を半導体発光素子チップ５に流すことができるために高輝度な出射光を得ることができる。

また、図６（ｂ），（ｃ）および図１０（ｂ），（ｃ）に示すように、載置用リードフレーム３ａ，３ｂは、インサートモールド成形等をする時に半導体発光素子チップ５を載置する反対側の載置用リードフレーム３ａ，３ｂの位置が露出する開口部７や７ｂを設ける（光源装置１等の出射面側を表面側とすると反対側の裏面側）。

図６（ｂ）は載置用リードフレーム３ａ，３ｂと電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等とを同一面位置に設けた図１の光源装置１（１Ａ）や図５の光源装置１（１Ｅ）および図４の光源装置１（１Ｄ）等の略側面断面図を示し、図６（ｃ）はこれらの略平面断面図を示し、光源装置１等の裏面側に開口部７を有する。

尚、ここでの開口部７は、矩形形状を成し、特に載置用リードフレーム３ａ，３ｂの半導体発光素子チップ５を載置する位置を中心に電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等の一部分も露出している。

また、ここでの開口部７は矩形形状で無くとも良く載置用リードフレーム３ａ，３ｂ等が露出していれば良い。

また、図１０（ｂ）は載置用リードフレーム３ａ，３ｂと電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等とが互いに異なる面位置に（厚さ方向に距離をもって略直角に交差）設けた図８の光源装置１（１Ｂ）や図３の光源装置１（１Ｃ）等の略側面断面図を示し、図１０（ｃ）はこれらの略平面断面図を示し光源装置１（１Ｂ）等の裏面側に開口部７および開口部７ｂを有する。

尚、ここでの開口部７は、円形形状を成し、特に載置用リードフレーム３ａ，３ｂの半導体発光素子チップ５を載置する位置を中心に露出している。

さらに、開口部７ｂは、開口部７と同様に円形形状を成し、電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等の一部分を露出している。

また、ここでの開口部７は円形形状で無くとも良く、特に載置用リードフレーム３ａ，３ｂ等が露出していれば良い。

さらに、これら開口部７や開口部７ｂには、開口部７や開口部７ｂなどと勘合できる形状の図１４に示す様なヒートシンク５ｂｓやヒートシンク６ｂｓ等を熱伝導性の良い銅やアルミニウムやこれらの合金等で作成したものを開口部７等と勘合する。

この時、熱伝導性の良いシリコーン樹脂等で接着したり、電子（機）基板等に最初から開口部７や７ｂの形状のヒートシンク５ｂｓ，６ｂｓに熱伝導性の良いシリコーングリス等を塗り光源装置１等の開口部７に挿入し勘合する。

また、熱伝導性の良い金属やダイヤモンド等の微細粒子を良熱伝導性のシリコーン等の樹脂に混合させたものを開口部７や開口部７ｂ等に充填する。

このように、これら勘合物質や充填物質を開口部７や開口部７ｂ等に挿入することによって半導体発光素子チップ５から発生するジュール熱をこれら勘合物質や充填物質に伝導させて外部に放出することができる。

そのために、半導体発光素子チップ５の劣化を防ぎ、安定発光や最大限まで電流を流し高輝度な出射光を得ることができるとともに開口部７等と勘合できる形状を用いることにより光源装置１等の位置決めや取り付け等を容易にすることができ作業性、生産性、信頼性さらには経済性を向上することができる。

さらに、蛍光材による擬似白色発光に用いる蛍光材の劣化を防ぎ、蛍光材の長寿命かや安定した波長の光を出射することができる。

パッケージ２は、変成ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン４６や芳香族系ポリエステル等からなる液晶ポリマなどの絶縁性の有る樹脂材料に、光の反射性を良くするとともに遮光性を得るために酸化チタン等の白色粉体を混入させたものを加熱射出成形する。

また、パッケージ２は、図６（ｂ）や図１０（ｂ）に示すように、半導体発光素子チップ５からの発光された出射光を外部に出射する出射開口部６は、載置用リードフレーム３ａ，３ｂ等に載置された半導体発光素子チップ５を略中心に位置し、電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等の一部分もこの出射開口部６に露出している。

さらに、パッケージ２は半導体発光素子チップ５を載置した部分より出射開口部６までの間を傾斜部６ｂで接続されている。

この傾斜部６ｂは、図６や図１０に示すように、出射開口部６の各４辺からなり、この４つの傾斜部６ｂと載置用リードフレーム３ａ，３ｂとの空間を無色透明なエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の透明樹脂等で充填し、より強く半導体発光素子チップ５を固定するとともに半導体発光素子チップ５からの出射光を空気層に露出せずに光を減衰することなく出射開口部６から出射する。

さらに、傾斜部６ｂは半導体発光素子チップ５からの出射光（特に半導体発光素子チップ５の４側面からの出射光も含めて）のうち半導体発光素子チップ５からの直進光以外の光を傾斜部６ｂで反射して出射開口部６から出射するようにする。

また、傾斜部６ｂの表面は完全に鏡面でなくとも良く、微細な凹凸の加工を施して広がりの有る反射光を得ることができるとともに充填する透明樹脂との結合（接合）を強度にすることができる。

また、光源装置１等は、出射光の色が単色発光等のときに空間に半導体発光素子チップ５の出射光と同色に調整した色の透明なエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の透明樹脂等で充填してより鮮明な発光色を出射させる。

さらに、無色透明の樹脂に無機系の蛍光顔料や有機系の蛍光染料等からなる波長変換材料を混入させた樹脂を充填して半導体発光素子チップ５自身の発光色と半導体発光素子チップ５により励起し発光した半導体発光素子チップ５と異なる波長の光とを混合させた光を出射させても良い。

半導体発光素子チップ５は、全てのＬＥＤやレーザ等で良く、特に４元素化合物やＩｎＧａＡｌＰ系、ＩｎＧａＡｌＮ系、ＩｎＧａＮ系等の化合物の半導体チップ等からなる赤色発光（Ｒ）、青色発光（Ｂ）、緑色発光（Ｇ）等の高輝度発光素子であり、白色光の場合にはこれら赤色発光（Ｒ）、青色発光（Ｂ）、緑色発光（Ｇ）の３原色を載置用リードフレーム３ａ，３ｂ等に極めて近接して載置して単色の出射光から、ＲＧＢそれぞれを組み合わせて各種の発光色を出射することができる。

以上のように本発明の光源装置は、インサートモールド成形等によって形成する光源装置であり、半導体発光素子チップを載置する専用の載置用リードフレームと半導体発光素子チップに電源を供給する専用の電気系リードフレームとの２種のリードフレームを完全に分離するように電気系リードフレームと載置用リードフレームとが同一面位置に有したり、電気系リードフレームと載置用リードフレームとが互いに異なる面位置に有している。

そして、特に半導体発光素子チップから発生するジュール熱を載置用リードフレームのみに放出させるために、載置用リードフレームの反載置側をインサートモールドせずに開口部を設けている。

さらに、この開口部に良熱伝導性の物質を挿入または良熱伝導性の物質を混入した樹脂を充填し、半導体発光素子チップを電気的に接続する電気系リードフレームとは無関係に完全に分離し、半導体発光素子チップからのジュール熱を半導体発光素子チップを載置した載置用リードフレームに放出させるとともに半導体発光素子チップからのジュール熱を伝導した載置用リードフレームの両端部を光源装置本体のパッケージの外部に放熱端子として設けて半導体発光素子チップからのジュール熱を外部に放射させるための半導体発光素子チップの安定発光、劣化防止、長寿命化、さらに多くの電流を半導体発光素子チップに流すことができる。このために高輝度な出射光を得ることができ、さらに電極端子と放熱端子との接続を間違えることなく接続することができ、また放熱端子を機械的に取り扱えて光源装置自身を機械的に固定することができる。その結果、光源装置の位置決めや取り付け等が容易であり、作業性、生産性、信頼性さらには経済性を向上することができる光源装置である。

小型なモバイル製品のバックライト用光源から大型の液晶表示装置等のバックライト用光源などに適している。特に半導体発光素子であるため動作温度範囲が広く例えばカーナビ等の使用環境に対しても十分対応することができる。
さらに、本発明の光源装置を多数並べて全体としてマトリックス状にすることでフルカラのディスプレイを提供することができる。

本発明に係る光源装置の略斜視図である。本発明に係る光源装置の略斜視図である。本発明に係る光源装置の略斜視図である。本発明に係る光源装置の略斜視図である。本発明に係る光源装置の略斜視図である。本発明に係る光源装置の略斜視図である。（ａ）〜（ｄ）本発明に係る光源装置の略平面断面図および側面断面図である。（ａ）〜（ｄ）本発明に係る光源装置の略平面断面図および側面断面図である。（ａ），（ｂ）本発明に係る光源装置の略平面断面図および側面断面図である。（ａ）〜（ｄ）本発明に係る光源装置の略平面断面図および側面断面図である。（ａ），（ｂ）本発明に係る光源装置の略平面断面図および側面断面図である。（ａ），（ｂ）本発明に係る光源装置の略平面断面図および側面断面図である。（ａ），（ｂ）本発明に係る光源装置の略平面断面図および側面断面図である。（ａ），（ｂ）本発明に係る光源装置の１部分側面断面図である。

符号の説明

１（１Ａ〜１Ｆ）光源装置
２パッケージ
３ａ，３ｂ載置用リードフレームおよび放熱端子
４ａ，４ｂ電気系リードフレームおよび電極端子
５，５ａ，５ｂ，５ｃ半導体発光素子チップ
６出射開口部
６ｂ傾斜部
７，７ｂ開口部
８取り付け穴
９ボンディングワイヤ
５ｂｓ，６ｂｓヒートシンク

Claims

リードフレームを反射性樹脂でインサートモールド成形等によって前記リードフレーム上に半導体発光素子チップを配置した光源装置において、
前記リードフレームは、前記半導体発光素子チップを載置する載置用リードフレームと、前記半導体発光素子チップを電気的に接続する電気系リードフレームとによる２種のリードフレームからなることを特徴とする光源装置。
前記半導体発光素子チップを載置する反対側の前記載置用リードフレームが露出する開口部を有し、当該開口部に良熱伝導性の物質を挿入または充填することを特徴とする請求項１記載の光源装置。
前記リードフレームは、前記光源装置本体の外部に前記電気系リードフレームからの電極端子と前記載置用リードフレームからの放熱端子とを設けることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
前記リードフレームは、前記電気系リードフレームと前記載置用リードフレームとが同一面位置に有し、前記電極端子が同方向または対向方向に設けることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
前記リードフレームは、前記電気系リードフレームと前記載置用リードフレームとが互いに異なる面位置に有し、前記電極端子が同方向または対向方向に設けることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
前記半導体発光素子チップは、赤色発光、青色発光、緑色発光の三種あるいは赤色発光、青色発光、緑色発光の何れかまたは白色発光をすることを特徴とする請求項１記載の光源装置。