JP2008021670A - 発光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】パケージの実装空間内に充填されているモールド樹脂が膨張収縮し、その応力が実装空間の角に集中しても、モールド樹脂の剥離が発生し難い構造を備えた発光装置を提供する。
【解決手段】矩形の実装面と、該実装面の各辺から立ち上げられた側壁とによって形成された実装空間を備えるセラミックパッケージと、前記実装面上に形成された電極パッドと、前記電極パッド上に配置された発光素子と、前記実装空間内に充填されたモールド樹脂を有し、前記実装面の角部は前記電極パッドによって被覆されずにセラミック素地が露出している。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子をセラミックパッケージに実装してなる発光装置に関するものである。
発光素子（以下「ＬＥＤチップ」という場合もある。）を用いた発光装置として、ＬＥＤチップをパッケージ内に配置した発光装置が知られている。パッケージの素材としては、樹脂やセラミックが用いられるが、セラミックは樹脂に比べて熱抵抗が低く、ＬＥＤチップの熱を効率良く逃がすことができるという利点を有する。
セラミックパッケージを用いた発光装置では、セラミックパッケージの実装空間内に配置されたＬＥＤチップが樹脂でモールドされた構造が一般的である。ここで、一般的なＬＥＤチップの平面形状は矩形であるから、外形寸法が同一のセラミックパッケージ内に、なるべく大きなＬＥＤチップを実装したり、なるべく多くのＬＥＤチップを実装したりするためには、すなわち、有効実装面積をなるべく大きく取るためには、実装面を矩形することが望ましく、ＬＥＤチップの平面形状と相似形とすることがより望ましい。その理由は、平面形状が矩形のＬＥＤチップを円形や楕円形などの非矩形の実装面上に実装した場合、デッドスペースが多くなり、有効実装面積が減少するからである。
そこで従来は、実装空間の底面（実装面）を四角形とするとともに、実装面上に可能な限り大きな電極パッドを形成し、その電極パッド上にＬＥＤチップを配置していた。ここで、可能な限り大きな電極パッドを形成するとは、電極パッドが一つの場合には、実装面の全面に電極パッドを形成することを意味する。一方、電極パッドを複数形成する場合には、図２に示すように、必要十分なクリアランスを介して複数の電極パッド５０を形成し、所定のパッド５０上にＬＥＤチップ５１を配置することを意味する。尚、各電極パッド５０間に設けられたクリアランスは、電気的絶縁を確保するためのものである。いずれにしても、実装面が四角形の場合には、その四隅が電極パッド５０によって覆われることが図２から理解できる。
しかし、実装面（実装空間）が四角形その他の矩形である場合、ＬＥＤチップの発熱およびその後の冷却によって実装空間内に充填されているモールド樹脂が膨張収縮すると、その応力が実装空間の角に集中し、モールド樹脂の剥離が発生し易いという課題があった。
この点、特許文献１には、セラミックパッケージに設けられた凹部に充填されたモールド樹脂と、凹部の内壁面に形成された光反射部との剥離を防止するために、光反射部の周囲にセラミック素地部を露出させ、モールド樹脂によって光反射部とセラミック素地部の双方を被覆することが開示されている。
特開２００４−１１１９３７号公報
しかしながら、特許文献１に開示されている発光装置を構成しているセラミックパッケージの凹部は、略小判型に形成されており、凹部（実装空間）の底面（実装面）は非矩形である。それは、特許文献１記載の発明が、モールド樹脂の膨張収縮に伴う応力が実装空間の特定箇所に集中することによって剥離が発生するとの技術的課題を解決せんとするものではないからである。従って、特許文献１記載の発明によっては、有効実装面積を可能な限り大きくするために、実装面を矩形とし、かつ、その実装面上の極力広い範囲に電極パッドを形成したことに起因する上記課題を解決することはできない。
すなわち、従来は、実装面積の拡大とモールド樹脂の剥離とはトレードオフの関係にあり、実装面の拡大を優先すればモールド樹脂が剥離し易いとのデメリットを甘受せざるを得ず、モールド樹脂の剥離を確実に回避しようとすれば、実装面を円形や楕円形などの角の無い形状とせざるを得なかった。
本発明の目的は、発光素子が実装される実装面を矩形として実装面積の拡大を図った場合にもモールド樹脂の剥離が発生し難い構造を備えた発光装置を提供することである。
上記目的を達成する本発明の発光装置は、矩形の実装面と、該実装面の各辺から立ち上げられた側壁とによって形成された実装空間を備えるセラミックパッケージと、前記実装面上に形成された電極パッドと、前記電極パッド上に配置された発光素子と、前記実装空間内に充填されたモールド樹脂を有し、前記実装面の角部は前記電極パッドによって被覆されずにセラミック素地が露出していることを特徴とする。
上記特徴を有する本発明の発光装置では、実装面の角部におけるモールド樹脂はセラミック素地に接している。よって、実装面の角部おける実装面とモールド樹脂との接着強度が他の部分に比べて高くなる。
本発明よれば、パケージの実装空間内に充填されているモールド樹脂が膨張収縮し、その応力が実装空間の角に集中しても、モールド樹脂の剥離が発生し難い。
以下、本発明の発光装置の実施形態の一例について図１（ａ）〜（ｃ）を参照しながら詳細に説明する。図１（ａ）は、本例の発光装置の概略構造を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ―Ｘ’断面図、（ｃ）はＹ―Ｙ’断面図である。
図１に示されるように、本例の発光装置は、セラミックパッケージ１の実装空間２内に３つの発光素子（発光素子Ｒ、発光素子Ｇおよび発光素子Ｂ）が実装された発光装置である。ここで、発光素子Ｒは赤色光を発し、発光素子Ｇは緑色光を発し、発光素子Ｂは青色光を発する。すなわち、本例の発光素子は、加法混色によって白色光を発する発光装置である。
セラミックパッケージ１は、四角形（本例では、正方形）の底面３と、該底面３の各辺から垂直に立ち上げられた側壁４とを有し、発光素子Ｒ、Ｇ、Ｂは側壁４の内側に配置される。すなわち、側壁４の内側が実装空間２であり、底面３が実装面である。
実装面３上には、７つの電極パッドが形成されており、それぞれ対応する発光素子と電気的に接続されている。具体的には、発光素子Ｒは電極パッド１０r上に配置され、該発光素子Ｒの上面電極が２つの電極パッド１１rにワイヤボンディングによって電気接続されている。また、発光素子Ｇが配置された電極パッド１２gは、該発光素子Ｇの裏面電極（不図示）とＡｇペーストなどの導電性接着剤を介して電気接続され、電極パッド１３gは、該発光素子Ｇの上面電極とワイヤボンディングによって電気接続されている。また、発光素子Ｂが配置された電極パッド１４bは、該発光素子Ｂの裏面電極（不図示）とＡｇペーストなどの導電性接着剤を介して電気接続され、電極パッド１５bは、該発光素子Ｂの上面電極とワイヤボンディングによって電気接続されている。ここで、図１（ａ）に最も明確に示されているように、実装面３の四隅の角部２０は何れの電極パッドによっても被覆されておらず、セラミック素地が露出している。
上記のように発光素子Ｒ、Ｇ、Ｂが実装された実装空間２内には、シリコーン系樹脂（モールド樹脂３０）が充填されている。本例では、モールド樹脂３０の上面を平坦に成形してあるが、凸状に膨出させて所謂砲弾型とすることもできる。また、本例の発光装置では、発光色の異なる複数の発光素子Ｒ、Ｇ、Ｂを実装して白色を得ているが、モールド樹脂３０中に蛍光体を分散させることによって、１つの発光素子で白色光を得ることも可能である。例えば、発光素子Ｂから発せられた青色光によって励起されて緑色光や赤色光を発する蛍光体をモールド樹脂３０中に分散させる。この場合、発光素子Ｂから発せられた青色光と、各蛍光体から発せられた緑色光および赤色光とによって白色が得られる。
いずれにしても、実装面３の四隅の角部２０にはセラミック素地が露出しているので、実装空間２内に充填されたモールド樹脂３０の大部分は、実装面３上の電極パッドと接しているが、実装面３の四隅ではセラミック素地と直に接している。ここで、セラミック素地は電極パッド（金属）に比べて樹脂との接着性に優れているので、実装面３の四隅におけるモールド樹脂３０の接着強度は、その他の領域における接着強度よりも勝っている。従って、モールド樹脂３０が実装空間２内で膨張収縮し、その応力が実装空間２の四隅に集中したとしても、モールド樹脂３０の剥離が発生し難い。
尚、実装面３の四隅においてセラミック素地を露出させるには、電極パッド１１r、１２g、１４bの一部を事後的に除去してもよいし、予め実装面３の四隅を避けてこれら電極パッド１１r、１２g、１４bを形成してもよい。
ここでは、上下面に電極を備えた発光素子Ｂ、発光素子Ｇと、上面に２つの電極を備えた発光素子Ｒとが実装される場合を例にとって本発明の実施形態の一例について説明した。しかし、本発明は、同一構造の発光素子が複数実装される場合や、実装される発光素子が１つである場合にも適用することが可能であり、その場合にも同様の作用効果が得られる。また、実装空間に充填されるモールド樹脂はエポキシ系樹脂であってもよい。もっとも、シリコーン系樹脂は、温度変化による劣化や短波長光の照射による劣化がエポキシ系樹脂に比べて少なく、発光素子をモールドする樹脂として好適である。
本発明の発光装置の実施形態の一例を示す図であって、（ａ）は模式的平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ―Ｘ’断面図、（ｃ）はＹ―Ｙ’断面図である。 従来の発光装置を示す模式的平面図である。
符号の説明
１ セラミックパッケージ
２ 実装空間
３ 底面（実装面）
４ 側壁
１０r、１１r、１２g、１３g、１４b、１５b 電極パッド
２０ 角部
３０ モールド樹脂
Ｒ、Ｇ、Ｂ 発光素子

Claims (2)

  1. 矩形の実装面と、該実装面の各辺から立ち上げられた側壁とによって形成された実装空間を備えるセラミックパッケージと、
    前記実装面上に形成された電極パッドと、
    前記電極パッド上に配置された発光素子と、
    前記実装空間内に充填されたモールド樹脂を有し、
    前記実装面の角部は前記電極パッドによって被覆されずにセラミック素地が露出していることを特徴とする発光装置。
  2. 前記実装面が前記発光素子の平面形状と相似な四角形であることを特徴とする請求項１記載の発光装置。

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