JP2009283654A - Light-emitting device and its fabrication process - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、発光装置およびその製造方法に関し、特に、発光素子と、この発光素子からの光を反射させる反射枠体とを備えた発光装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a light emitting device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a light emitting device including a light emitting element and a reflection frame that reflects light from the light emitting element, and a method for manufacturing the same.
従来、発光素子からの光を反射させる反射枠体を備えた発光装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a light emitting device including a reflection frame that reflects light from a light emitting element is known (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1には、LED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)素子(発光素子)の発光により生じた熱を、反射枠体から放熱させるために、反射枠体を金属材料から構成した発光装置が記載されている。この発光装置は、LED素子が実装されたプリント基板と、上記した反射枠体とを備えており、反射枠体は、接着層を介してプリント基板上に固定されている。
また、LED素子が搭載されるプリント基板の上面上には、金属電極が形成されているとともに、プリント基板の下面上には、電極端子が形成されている。そして、プリント基板の側面に形成された接続部によって、金属電極と電極端子とが電気的に接続されている。すなわち、上記プリント基板は、両面基板から構成されている。一方、プリント基板上のLED素子は、ワイヤを介して、プリント基板の金属電極と電気的に接続されている。 In addition, metal electrodes are formed on the upper surface of the printed board on which the LED elements are mounted, and electrode terminals are formed on the lower surface of the printed board. And the metal electrode and the electrode terminal are electrically connected by the connection part formed in the side surface of the printed circuit board. That is, the printed board is composed of a double-sided board. On the other hand, the LED element on the printed board is electrically connected to the metal electrode of the printed board through a wire.
上記のように構成された従来の発光装置では、LED素子からの熱を反射枠体から放熱させることが可能に構成されているので、発光装置の放熱特性を向上させることが可能となる。なお、上記のような発光装置では、一般的に、集合体をダイシング加工することにより一度に多数の発光装置を得る多数個同時生産方式が採用されている。
しかしながら、上記特許文献1に記載された従来の発光装置では、反射枠体が金属材料から構成されているため、ダイシング加工によって反射枠体に金属バリ(切断バリ)が発生するという不都合がある。そして、この金属バリがプリント基板の金属電極と接触することにより、反射枠体を介して、一方の金属電極(たとえば、カソード電極)と他方の金属電極(たとえば、アノード電極)とが電気的に短絡するという不都合が生じる。したがって、上記した従来の発光装置では、放熱特性を向上させることが可能であるものの、信頼性の低下を抑制することが困難であるという問題点がある。
However, the conventional light emitting device described in
また、上記特許文献1に記載された従来の発光装置では、基板にプリント基板を用いている。このプリント基板は、ガラスエポキシやLCP(Liquid Crystal Polymer;液晶ポリマー)などの絶縁材が基材として用いられるため、LED素子(発光素子)からの光によって、基材部分が変色(光劣化)するという不都合がある。そして、プリント基板の基材部分が変色(光劣化)することにより、発光装置から取り出される光の光量が低下するという不都合がある。これにより、発光特性が低下するという問題点もある。
Moreover, in the conventional light emitting device described in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、放熱特性を向上させながら、信頼性の低下を抑制することが可能であり、かつ、発光特性の低下を抑制することが可能な発光装置およびその製造方法を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to suppress a decrease in reliability while improving heat dissipation characteristics, and It is an object to provide a light emitting device capable of suppressing a decrease in light emitting characteristics and a manufacturing method thereof.
上記目的を達成するために、この発明の第1の局面による発光装置は、第1部分と、第1部分と分離された第2部分とを含む金属板からなる基板と、基板の第1部分上に固定され、少なくとも第2部分と電気的に接続された発光素子と、金属材料から構成されるとともに基板上に固定され、内周面が発光素子からの光を反射する反射面とされる反射枠体とを備えている。そして、基板は、平面的に見て、第2部分の側端面が反射枠体の側端面の内側に位置するように構成されているとともに、少なくとも基板の第2部分は、絶縁性の接着剤により反射枠体に絶縁固定されている。 In order to achieve the above object, a light-emitting device according to a first aspect of the present invention includes a substrate made of a metal plate including a first portion, a second portion separated from the first portion, and a first portion of the substrate. A light emitting element fixed on top and electrically connected to at least the second portion, and made of a metal material and fixed on the substrate, and an inner peripheral surface is a reflective surface that reflects light from the light emitting element. And a reflective frame. The substrate is configured such that the side end surface of the second portion is located inside the side end surface of the reflection frame body in a plan view, and at least the second portion of the substrate is an insulating adhesive. The insulation frame is insulated and fixed by the above.
この第1の局面による発光装置では、上記のように、第1部分とこの第1部分と分離された第2部分とを含む金属板から基板を構成するとともに、少なくとも第1部分と熱接触するように反射枠体を基板上に取り付け、かつ、基板の第1部分上に発光素子を固定することによって、発光素子の発光により生じた熱を、第1部分から放熱させることができるとともに、第1部分を介して反射枠体からも放熱させることができる。ここで、第1部分は、上記のように、熱伝導性の優れた金属板から構成されているので、発光素子からの熱を第1部分から効果的に放熱させることができるとともに、反射枠体に効果的に熱を伝えることができる。また、反射枠体も熱伝導性の優れた金属材料から構成されているので、第1部分を介して伝達された発光素子からの熱を反射枠体から効果的に放熱させることができる。これにより、発光素子が発光することにより生じた熱を効果的に放熱させることが可能となるので、発光装置の放熱特性を向上させることができる。また、放熱特性を向上させることによって、発光に伴い発光素子が発熱したとしても、発光素子の温度を低く保つことができる。その結果、発光素子の温度上昇に起因して、発光特性が低下するという不都合が生じるのを抑制することができるので、良好な発光特性を得ることができる。 In the light emitting device according to the first aspect, as described above, the substrate is formed from the metal plate including the first portion and the second portion separated from the first portion, and at least the first portion is in thermal contact with the first portion. By attaching the reflective frame on the substrate and fixing the light emitting element on the first part of the substrate as described above, the heat generated by the light emission of the light emitting element can be dissipated from the first part, and the first part Heat can also be dissipated from the reflective frame through one part. Here, as described above, since the first portion is made of the metal plate having excellent thermal conductivity, the heat from the light emitting element can be effectively dissipated from the first portion, and the reflective frame. Can effectively transfer heat to the body. Moreover, since the reflective frame is also made of a metal material having excellent thermal conductivity, heat from the light emitting element transmitted through the first portion can be effectively dissipated from the reflective frame. Accordingly, it is possible to effectively dissipate heat generated by the light emitting element emitting light, so that the heat dissipation characteristics of the light emitting device can be improved. Further, by improving the heat dissipation characteristics, the temperature of the light emitting element can be kept low even if the light emitting element generates heat due to light emission. As a result, it is possible to suppress the inconvenience that the light emission characteristics are deteriorated due to the temperature rise of the light emitting element, so that good light emission characteristics can be obtained.
また、第1の局面では、平面的に見て、第2部分の側端面が反射枠体の側端面の内側に位置するように基板を構成することによって、ダイシング加工により反射枠体の側端面に金属バリ(切断バリ)が発生したとしても、この金属バリと基板の第2部分とが接触するのを抑制することができる。このため、金属材料からなる反射枠体と基板の第2部分とが電気的に接続されるのを抑制することができるので、反射枠体を介して発光素子のカソードとアノードとが電気的に短絡(ショート)するのを抑制することができる。したがって、発光素子のカソードとアノードとが電気的に短絡(ショート)することに起因する信頼性の低下を抑制することができる。 In the first aspect, the substrate is configured such that the side end surface of the second portion is located inside the side end surface of the reflection frame body in a plan view, and thus the side end surface of the reflection frame body is obtained by dicing. Even if metal burrs (cutting burrs) are generated, contact between the metal burrs and the second portion of the substrate can be suppressed. For this reason, since it can suppress that the reflective frame body which consists of metal materials, and the 2nd part of a board | substrate are electrically connected, the cathode and anode of a light emitting element are electrically connected via a reflective frame body. Short circuit can be suppressed. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in reliability due to an electrical short circuit between the cathode and the anode of the light emitting element.
さらに、第1の局面では、金属板から基板が構成されているので、ガラスエポキシやLCPなどの絶縁材を基材として含むプリント基板などと異なり、基板には上記絶縁材が含まれない。このため、発光素子からの光が基板に長時間照射された場合でも、基板表面が変色(光劣化)するのを抑制することができる。これにより、長時間使用した場合でも、発光装置から取り出される光の光量が低下するのを抑制することができるので、発光特性が低下するのを抑制することができる。なお、発光特性の低下を抑制することによって、発光装置の長寿命化を図ることができる。 Furthermore, in the first aspect, since the substrate is made of a metal plate, the substrate does not include the insulating material unlike a printed circuit board that includes an insulating material such as glass epoxy or LCP as a base material. For this reason, even when the light from a light emitting element is irradiated to a board | substrate for a long time, it can suppress that a board | substrate surface discolors (light degradation). Thereby, even when it is used for a long time, it can suppress that the light quantity of the light taken out from a light-emitting device falls, Therefore It can suppress that a light emission characteristic falls. Note that the lifetime of the light emitting device can be extended by suppressing the deterioration of the light emitting characteristics.
また、ガラスエポキシやLCPなどの絶縁材を基材として含むプリント基板などでは、絶縁材が水分を含み易いため、たとえば、発光装置を回路基板などに実装する際に、水蒸気が発生し、故障の原因になるという不都合が生じる場合がある。その一方、第1の局面による発光装置では、基板には絶縁材が含まれないので、上記のような不都合が生じるのを抑制することができる。 In addition, in a printed circuit board including an insulating material such as glass epoxy or LCP as a base material, the insulating material easily contains moisture. For example, when the light emitting device is mounted on a circuit board, water vapor is generated, Inconvenience may be caused. On the other hand, in the light emitting device according to the first aspect, since the insulating material is not included in the substrate, it is possible to suppress the occurrence of the above disadvantages.
なお、本発明の熱接触とは、空気が介在しない熱接触であり、基板と反射枠体とが直接的に接触する場合の他、接着層などを介して間接的に接触する場合も含む。また、反射枠体を基板上に固定する接着層は、絶縁性接着層、導電性接着層および高熱伝導接着層を含む。さらに、本発明では、基板は、1以上の第1部分および1以上の第2部分を含む。 The thermal contact of the present invention is a thermal contact in which air does not intervene, and includes a case where the substrate and the reflection frame body are in direct contact as well as a case where they are indirectly contacted via an adhesive layer or the like. The adhesive layer that fixes the reflective frame on the substrate includes an insulating adhesive layer, a conductive adhesive layer, and a high thermal conductive adhesive layer. Furthermore, in the present invention, the substrate includes one or more first portions and one or more second portions.
上記第1の局面による発光装置において、好ましくは、発光素子を封止する封止体をさらに備え、反射枠体は、封止体とは異なる材料からなる接着層を介して基板上に固定されている。このように構成すれば、接着層の選択肢を広げることができるので、たとえば、封止体の構成材料よりも固定強度の高い接着層を選択することにより、反射枠体と基板とを十分な固定強度で固定することができる。その一方、封止体には、発光装置の光学特性に応じた材料を選択することができるので、発光装置の光学特性に影響を与えることなく、反射枠体と基板とを十分な強度で固定することができる。その結果、これによっても、信頼性の低下を抑制することができる。 In the light emitting device according to the first aspect, preferably, the light emitting device further includes a sealing body that seals the light emitting element, and the reflection frame body is fixed on the substrate via an adhesive layer made of a material different from the sealing body. ing. If configured in this way, the options for the adhesive layer can be expanded. For example, by selecting an adhesive layer whose fixing strength is higher than that of the constituent material of the sealing body, the reflective frame and the substrate are sufficiently fixed. Can be fixed with strength. On the other hand, since the material can be selected for the sealing body according to the optical characteristics of the light emitting device, the reflective frame and the substrate are fixed with sufficient strength without affecting the optical characteristics of the light emitting device. can do. As a result, it is possible to suppress a decrease in reliability.
上記第1の局面による発光装置において、反射枠体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成されており、その表面にアルマイト処理が施された構成にすることもできる。このように構成すれば、反射枠体の表面に絶縁被膜が形成されるので、金属板からなる基板上に反射枠体を固定した場合でも、基板の第1部分と第2部分とが電気的に短絡するのを抑制することができる。これにより、放熱特性を向上させながら、容易に、信頼性の低下を抑制することができる。なお、上記のようなアルマイト処理を施すことによって、反射枠体の反射率を向上させることもできる。 In the light emitting device according to the first aspect, the reflection frame is made of aluminum or an aluminum alloy, and the surface thereof may be anodized. With this configuration, since the insulating film is formed on the surface of the reflection frame, the first and second portions of the substrate are electrically connected even when the reflection frame is fixed on the substrate made of a metal plate. Can be prevented from being short-circuited. Thereby, it is possible to easily suppress a decrease in reliability while improving the heat dissipation characteristics. In addition, the reflectance of a reflective frame body can also be improved by performing an alumite process as described above.
上記第1の局面による発光装置において、好ましくは、反射枠体の基板と対向する面は、基板の第1部分と対応する第1領域と、基板の第2部分と対応する第2領域とを含んでおり、第2領域が第1領域よりも窪むことによって、反射枠体の基板と対向する面に段差部が形成されている。このように構成すれば、基板の第2部分と反射枠体との絶縁距離を広く確保することができるので、容易に、基板の第2部分と反射枠体とが電気的に接続されるのを抑制することができる。 In the light emitting device according to the first aspect, preferably, a surface of the reflection frame that faces the substrate includes a first region corresponding to the first portion of the substrate and a second region corresponding to the second portion of the substrate. In addition, the second region is recessed from the first region, so that a step portion is formed on the surface of the reflective frame facing the substrate. If comprised in this way, since the insulation distance of the 2nd part of a board | substrate and a reflective frame body can be ensured widely, the 2nd part of a board | substrate and a reflective frame body will be electrically connected easily. Can be suppressed.
上記第1の局面による発光装置において、好ましくは、段差部の底面領域には、絶縁性樹脂からなる絶縁層が形成されている。このように構成すれば、より容易に、基板の第2部分と反射枠体とが電気的に接続されるのを抑制することができる。 In the light emitting device according to the first aspect, preferably, an insulating layer made of an insulating resin is formed in a bottom region of the stepped portion. If comprised in this way, it can suppress that the 2nd part of a board | substrate and a reflective frame body are electrically connected more easily.
上記第1の局面による発光装置において、好ましくは、基板の第2部分は、第1部分よりも厚みが小さい。このように構成すれば、基板における第1部分の底面と第2部分の底面とが同一面となる状態において、第2部分と反射枠体との間に介在する接着層の厚みを、第1部分と反射枠体との間に介在する接着層の厚みに比べて、大きくすることができる。このため、少なくとも基板の第2部分を絶縁性の接着剤により反射枠体に絶縁固定することによって、さらに容易に、基板の第2部分と反射枠体とが電気的に接続されるのを抑制することができる。 In the light emitting device according to the first aspect, preferably, the second portion of the substrate is smaller in thickness than the first portion. If comprised in this way, in the state in which the bottom face of the 1st part in a board | substrate and the bottom face of a 2nd part become the same surface, the thickness of the contact bonding layer interposed between a 2nd part and a reflective frame body is set to 1st. The thickness can be made larger than the thickness of the adhesive layer interposed between the portion and the reflective frame. For this reason, it is possible to further easily prevent the second portion of the substrate and the reflection frame body from being electrically connected by insulating and fixing at least the second portion of the substrate to the reflection frame body with an insulating adhesive. can do.
上記第1の局面による発光装置において、好ましくは、反射枠体には、側端面と底面とによって構成される角部の所定部分に切欠部が設けられており、切欠部は、樹脂部材によって覆われている。このように構成すれば、切欠部を覆う樹脂部材によって、反射枠体の側端面の縁に沿って金属バリ(切断バリ)が生じるのを抑制することができるので、これによっても、基板(特に、第2部分)と反射枠体とが電気的に接続されるのを抑制することができる。 In the light emitting device according to the first aspect, preferably, the reflection frame body is provided with a notch in a predetermined portion of a corner portion constituted by the side end surface and the bottom surface, and the notch is covered with a resin member. It has been broken. If comprised in this way, since the resin member which covers a notch part can suppress that a metal burr | flash (cut | disconnecting burr | flash) arises along the edge of the side end surface of a reflective frame, also by this, board | substrate (especially , The second portion) and the reflection frame body can be suppressed from being electrically connected.
上記第1の局面による発光装置において、好ましくは、第2部分の平面積は、第1部分の平面積よりも小さい。このように構成すれば、基板の第2部分と反射枠体とが電気的に接続され難くすることができる。なお、上記のように構成することによって、発光素子が固定される第1部分の平面積を大きくすることができるので、第1部分からの放熱量を増加させることができる。これにより、発光装置の放熱特性をより向上させることができる。 In the light emitting device according to the first aspect, preferably, the planar area of the second part is smaller than the planar area of the first part. If comprised in this way, the 2nd part of a board | substrate and a reflective frame body can be made hard to be electrically connected. In addition, by comprising as mentioned above, since the plane area of the 1st part to which a light emitting element is fixed can be enlarged, the thermal radiation amount from a 1st part can be increased. Thereby, the thermal radiation characteristic of a light-emitting device can be improved more.
上記第1の局面による発光装置において、好ましくは、基板は、銅または銅合金から構成されている。このように構成すれば、基板からなお放熱性を容易に向上させることができるので、容易に、発光装置の放熱特性を向上させることができる。 In the light emitting device according to the first aspect, preferably, the substrate is made of copper or a copper alloy. If comprised in this way, since heat dissipation can still be improved easily from a board | substrate, the heat dissipation characteristic of a light-emitting device can be improved easily.
上記第1の局面による発光装置において、反射枠体は、上方に向かって開口幅が広がるように構成されているのが好ましい。 In the light emitting device according to the first aspect, it is preferable that the reflection frame body is configured so that the opening width widens upward.
上記第1の局面による発光装置において、発光素子を、発光ダイオード素子とすることができる。 In the light emitting device according to the first aspect, the light emitting element can be a light emitting diode element.
この発明の第2の局面による発光装置の製造方法は、複数の基板を含む金属リードフレームを形成する工程と、金属材料を用いて複数の反射枠体を含む反射枠体集合体を形成する工程と、金属リードフレームの一方の主面上に、反射枠体集合体を接着剤で固定する工程と、その後、金属リードフレームにおける反射枠体の内側の領域に発光素子を搭載する工程と、金属リードフレームの他方の主面上にシート部材を貼付する工程と、反射枠体の内側の領域に封止材料を充填することにより、発光素子を封止材料からなる封止体で封止する工程と、互いに固定された金属リードフレームおよび反射枠体集合体をダイシングにより個片化する工程とを備えている。そして、金属リードフレームを形成する工程は、発光素子が固定される第1部分と、第1部分と所定の距離を隔てた第2部分とを有するように基板部分を構成する工程と、一方の第2部分と隣り合う他方の第2部分とが互いに所定の距離を隔てて配置されるように第2部分を形成する工程とを含み、ダイシングにより個片化する工程は、互いに隣り合う第2部分の間の領域をダイシングする工程を含んでいる。 A method for manufacturing a light emitting device according to a second aspect of the present invention includes a step of forming a metal lead frame including a plurality of substrates, and a step of forming a reflection frame assembly including a plurality of reflection frames using a metal material. A step of fixing the reflection frame assembly on one main surface of the metal lead frame with an adhesive, a step of mounting a light emitting element in a region inside the reflection frame body in the metal lead frame, and a metal A step of sticking a sheet member on the other main surface of the lead frame, and a step of sealing the light emitting element with a sealing body made of a sealing material by filling the inner region of the reflective frame with a sealing material And a step of dicing the metal lead frame and the reflection frame assembly fixed to each other by dicing. Then, the step of forming the metal lead frame includes a step of configuring the substrate portion to have a first portion to which the light emitting element is fixed and a second portion spaced from the first portion by a predetermined distance, Forming the second portion so that the second portion and the other second portion adjacent to each other are arranged at a predetermined distance from each other, and the step of dividing into pieces by dicing is a second adjacent to each other. Dicing the region between the portions.
この第2の局面による発光装置の製造方法では、上記のように、複数の基板を含む金属リードフレームと放熱材料から構成される反射枠体集合体とを用いることによって、放熱特性の優れた発光装置を製造することができる。また、第2の局面による発光装置の製造方法では、一方の第2部分と隣り合う他方の第2部分とが互いに所定の距離を隔てて配置されるように金属リードフレームの第2部分を形成するとともに、互いに隣り合う第2部分の間の領域をダイシングすることによって、集合体をダイシングにより個片化した際に、反射枠体に金属バリ(切断バリ)が生じたとしても、この金属バリが基板の第2部分と接触するのを抑制することができる。このため、金属材料からなる反射枠体と基板の第2部分とが電気的に接続されるのを抑制することができるので、反射枠体を介して発光素子のカソードとアノードとが電気的に短絡(ショート)するのを抑制することができる。したがって、発光素子のカソードとアノードとが電気的に短絡(ショート)することに起因する信頼性の低下を抑制することができる。なお、第2の局面による発光装置の製造方法では、上記のように、発光素子のカソードとアノードとが反射枠体を介して電気的に短絡(ショート)するのを抑制することができるので、製造歩留を向上させることができる。 In the method for manufacturing a light emitting device according to the second aspect, as described above, by using a metal lead frame including a plurality of substrates and a reflective frame assembly composed of a heat dissipation material, light emission having excellent heat dissipation characteristics. The device can be manufactured. In the method for manufacturing the light emitting device according to the second aspect, the second portion of the metal lead frame is formed such that one second portion and the other adjacent second portion are arranged at a predetermined distance from each other. In addition, by dicing the region between the second parts adjacent to each other, even if a metal burr (cut burr) is generated in the reflection frame when the aggregate is separated into pieces by dicing, this metal burr Can be prevented from coming into contact with the second portion of the substrate. For this reason, since it can suppress that the reflective frame body which consists of metal materials, and the 2nd part of a board | substrate are electrically connected, the cathode and anode of a light emitting element are electrically connected via a reflective frame body. Short circuit can be suppressed. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in reliability due to an electrical short circuit between the cathode and the anode of the light emitting element. In the method for manufacturing the light emitting device according to the second aspect, as described above, the cathode and the anode of the light emitting element can be prevented from being electrically short-circuited (short-circuited) via the reflective frame, Manufacturing yield can be improved.
また、第2の局面による発光装置の製造方法では、複数の基板を含む金属リードフレームを用いることによって、ガラスエポキシやLCPなどの絶縁材を基材として含むプリント基板などと異なり、基板には上記絶縁材が含まれない。このため、発光素子からの光が基板に長時間照射された場合でも、基板表面が変色(光劣化)するのを抑制することができる。これにより、長時間使用した場合でも、発光装置から取り出される光の光量が低下するのを抑制することができる。したがって、発光特性が低下するのを抑制することが可能な発光装置を製造することができる。 Further, in the method for manufacturing a light emitting device according to the second aspect, by using a metal lead frame including a plurality of substrates, unlike a printed circuit board including an insulating material such as glass epoxy or LCP as a base material, the substrate includes the above-described substrate. Does not contain insulation. For this reason, even when the light from a light emitting element is irradiated to a board | substrate for a long time, it can suppress that a board | substrate surface discolors (light degradation). Thereby, even when it uses for a long time, it can suppress that the light quantity of the light taken out from a light-emitting device falls. Therefore, it is possible to manufacture a light-emitting device that can suppress a decrease in light-emitting characteristics.
さらに、第2の局面による発光装置の製造方法では、金属リードフレームの他方の主面上にシート部材を貼付した後、発光素子を封止する封止材料を反射枠体の内側の領域に充填することによって、金属リードフレームの隙間部分から封止材料が漏れるのをシート部材で抑止することができる。これにより、金属リードフレームを用いて、容易に、発光装置を製造することができる。なお、発光素子を搭載する工程等を実施する前に、予め、金属リードフレームと反射枠体集合体とを固定しておくことによって、金属リードフレームを変形し難くすることができるので、金属リードフレームを自動搬送機などで安定して流すことができ、発光素子を搭載する工程などを自動化ラインで行うことができる。 Furthermore, in the method for manufacturing a light emitting device according to the second aspect, after a sheet member is pasted on the other main surface of the metal lead frame, a sealing material for sealing the light emitting element is filled in an area inside the reflective frame By doing so, it is possible to prevent the sealing material from leaking from the gap portion of the metal lead frame with the sheet member. Thereby, a light-emitting device can be easily manufactured using a metal lead frame. In addition, it is possible to make the metal lead frame difficult to deform by fixing the metal lead frame and the reflection frame assembly in advance before carrying out the step of mounting the light emitting element, etc. The frame can be stably flowed by an automatic transfer machine or the like, and the process of mounting the light emitting element can be performed by an automated line.
上記第2の局面による発光装置の製造方法において、好ましくは、反射枠体集合体を金属リードフレームに固定する工程は、少なくとも金属リードフレームの第2部分と反射枠体集合体とを絶縁固定する工程を含む。このように構成すれば、容易に、放熱特性を向上させながら、信頼性の低下を抑制することができる。 In the method of manufacturing the light emitting device according to the second aspect, preferably, the step of fixing the reflective frame assembly to the metal lead frame insulates and fixes at least the second portion of the metal lead frame and the reflective frame assembly. Process. If comprised in this way, the fall of reliability can be suppressed easily, improving a thermal radiation characteristic.
上記第2の局面による発光装置の製造方法において、好ましくは、反射枠体集合体を形成する工程は、反射枠体集合体の金属リードフレームと対向する面の所定領域に凹部を形成する工程と、凹部の底面領域に絶縁性樹脂からなる絶縁層を形成する工程とを含む。このように構成すれば、容易に、基板の第2部分と反射枠体とが電気的に接続されるのを抑制することができるので、放熱特性を向上させながら、信頼性の低下をより抑制することができる。 In the method for manufacturing a light emitting device according to the second aspect, preferably, the step of forming the reflection frame assembly includes the step of forming a recess in a predetermined region of the surface of the reflection frame assembly that faces the metal lead frame. And forming an insulating layer made of an insulating resin in the bottom region of the recess. If comprised in this way, since it can suppress that the 2nd part of a board | substrate and a reflective frame body are electrically connected easily, the fall of reliability is suppressed more, improving a thermal radiation characteristic. can do.
上記第2の局面による発光装置の製造方法において、好ましくは、反射枠体集合体を形成する工程は、反射枠体集合体を、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成する工程と、反射枠体集合体の表面にアルマイト処理を施す工程とをさらに備える。このように構成すれば、反射枠体(反射枠体集合体)の表面に絶縁被膜が形成されるので、金属板からなる基板上に反射枠体を固定した場合でも、基板の第1部分と第2部分とが電気的に短絡するのを抑制することができる。これにより、放熱特性を向上させながら、容易に、信頼性の低下を抑制することができる。 In the method for manufacturing a light emitting device according to the second aspect, preferably, the step of forming the reflection frame assembly includes a step of forming the reflection frame assembly from aluminum or an aluminum alloy, and a step of forming the reflection frame assembly. And a step of subjecting the surface to alumite treatment. If comprised in this way, since an insulating film is formed on the surface of a reflective frame (reflective frame aggregate), even when the reflective frame is fixed on a substrate made of a metal plate, An electrical short circuit with the second portion can be suppressed. Thereby, it is possible to easily suppress a decrease in reliability while improving the heat dissipation characteristics.
上記第2の局面による発光装置の製造方法において、好ましくは、封止体の形成後にシート部材を取り除くシート部材除去工程をさらに備える。このように構成すれば、容易に、金属リードフレームの隙間部分から封止材料が漏れるのを抑止することができる。 The method for manufacturing a light emitting device according to the second aspect preferably further includes a sheet member removing step of removing the sheet member after forming the sealing body. If comprised in this way, it can suppress that a sealing material leaks from the clearance gap part of a metal lead frame easily.
この場合において、集合体を個片化する工程に先だって、シート部材除去工程を実施してもよい。 In this case, the sheet member removing step may be performed prior to the step of separating the aggregate.
以上のように、本発明によれば、放熱特性を向上させながら、信頼性の低下を抑制することが可能であり、かつ、発光特性の低下を抑制することが可能な発光装置およびその製造方法を容易に得ることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to suppress a decrease in reliability while improving heat dissipation characteristics, and a light emitting device capable of suppressing a decrease in light emission characteristics, and a method for manufacturing the same. Can be easily obtained.
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態では、発光装置の一例である表面実装型LED(Light Emitting Diode)に本発明を適用した場合について説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, a case where the present invention is applied to a surface-mounting LED (Light Emitting Diode) which is an example of a light emitting device will be described.
図1は、本発明の一実施形態による表面実装型LEDの全体斜視図である。図2は、本発明の一実施形態による表面実装型LEDを上側から見た平面図である。図3は、図2のA−A線に沿った断面図である。図4〜図9は、本発明の一実施形態による表面実装型LEDの構造を説明するための図である。まず、図1〜図9を参照して、本発明の一実施形態による表面実装型LED100の構造について説明する。
FIG. 1 is an overall perspective view of a surface-mounted LED according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of a surface-mounted LED according to an embodiment of the present invention as viewed from above. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 4 to 9 are views for explaining the structure of a surface-mounted LED according to an embodiment of the present invention. First, the structure of a surface-mounted
一実施形態による表面実装型LED100は、図1〜図3に示すように、基板1(図1参照)と、基板1上に固定された反射枠体10と、基板1上の所定領域に固定された発光ダイオード素子(LED素子)20と、反射枠体10の内側に充填され、LED素子20を封止する透光性部材30とを備えている。なお、LED素子20は、本発明の「発光素子」の一例であり、透光性部材30は、本発明の「封止体」の一例である。
As shown in FIGS. 1 to 3, the surface-mounted
また、一実施形態による表面実装型LED100では、基板1は、約0.15mmの厚みを有する金属板から構成されている。この基板1は、図3および図4に示すように、LED素子20が搭載される第1部分2と、第1部分2と分離された第2部分3とを含んでいる。また、基板1は、金属リードフレームの所定部分が切り離されることによって形成されている。なお、基板1を構成する金属板は、放熱特性(熱伝導性)に優れた銅または銅合金(たとえば、黄銅など)から構成されている。また、上記基板1は、図5に示すように、平面的に見て、略長方形形状を有しており、基板1の第1部分2は、長手方向(X方向)の一方端側に配置されている一方、基板1の第2部分3は、長手方向(X方向)の他方端側に配置されている。
In the surface-mounted
ここで、本実施形態では、基板1を構成する第1部分2および第2部分3は、それぞれ、図示しない外部回路からLED素子20に給電するための電極として機能するように構成されている。具体的には、図2〜図4に示すように、基板1の第1部分2は、カソード電極として機能するように構成されているとともに、第2部分3は、アノード電極として機能するように構成されている。そして、図5に示すように、第1部分2と第2部分3とが電気的に短絡するのを抑制するために、第1部分2および第2部分3は互いに所定の距離d1を隔てて配置されている。このため、第1部分2と第2部分3との間には隙間部分4が形成されている。
Here, in this embodiment, the
また、本実施形態では、基板1の第2部分3は、基板1の第1部分2よりも平面積が小さくなるように構成されている。また、基板1の第2部分3は、Y方向の幅W2が第1部分2のY方向の幅W1よりも小さくなるように構成されている。
In the present embodiment, the
反射枠体10は、放熱特性に優れた金属材料から構成されており、図2および図6に示すように、平面的に見て、略長方形形状に形成されている。具体的には、反射枠体10は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成されており、X方向に約4.5mmの長さLを有するとともに、Y方向に約2mmの幅Wを有している。また、反射枠体10は、約0.6mmの厚みt(図3参照)を有している。また、図3、図4および図7に示すように、反射枠体10の底面と側端面(長手方向(X方向)の側端面11)とによって構成される角部には、切欠部12が設けられており、この切欠部12は、レジストなどの樹脂部材16(図4参照)によって覆われている。
The
また、反射枠体10の中央部には、厚み方向に貫通する開口部13が形成されている。この開口部13の内側面13aは、LED素子20から発光された光を反射させる反射面として機能するように構成されている。また、図3および図4に示すように、開口部13は、その開口幅が上方に向かってテーパ状(放射状)に広がるように構成されている。このように、開口部13の内側面13aは、LED素子20から発光された光を効率よく上方に反射させることが可能に構成されている。なお、反射枠体10の内側面13aは、本発明の「内周面」および「反射面」の一例である。
In addition, an
また、本実施形態では、図7に示すように、反射枠体10の底面(基板1と対向する面)に、段差部10aが形成されている。具体的には、反射枠体10の底面において、基板1の第2部分3と対向(対応)する第2領域が、基板1の第1部分2と対向(対応)する第1領域よりも窪むことによって、反射枠体10の底面に上記段差部10aが形成されている。すなわち、反射枠体10は、基板1の第2部分3と対向する領域を含む所定領域に段差部10aを有している。また、反射枠体10の段差部10aには、上記樹脂部材16が切欠部12とともに段差部10aの底面を覆うように形成されている。なお、樹脂部材16は、本発明の「絶縁層」の一例である。
Moreover, in this embodiment, as shown in FIG. 7, the
さらに、開口部13の内側面13aを含む反射枠体10の表面には、アルマイト処理が施されており、これによって、反射枠体10の表面には所定の厚みを有する絶縁被膜(図示せず)が形成されている。なお、絶縁被膜は、反射枠体10の底面にも形成されている。
Further, the surface of the
上記のように構成された反射枠体10は、接着層40を介して、基板1上に固定されている。この接着層40は、LED素子20を封止する後述する透光性部材30とは異なる材料から構成されている。具体的には、たとえば、ポリオレフィンからなる主剤とエポキシ系の硬化剤とからなる接着剤などを用いて構成されている。これにより、反射枠体10を基板1上に固定した際に、十分な接着強度および機械的な固定強度を得ることが可能となる。なお、反射枠体10は、基板1と(間接的に)熱接触するように固定されている。
The
また、本実施形態では、反射枠体10と基板1の第1部分2とは、導電性接着層41(40)を介して互いに固定されている一方、反射枠体10と基板1の第2部分3とは、絶縁性接着層42(40)を介して互いに固定されている。
In the present embodiment, the
また、基板1の第1部分2の幅W1(図5参照)は、反射枠体10の幅W(図6参照)と実質的に同じ大きさに構成されているため、図1および図4に示すように、反射枠体10が基板1上に固定された状態で、短手方向(Y方向)における反射枠体10の側端面14と短手方向(Y方向)における第1部分2の側端面2aとが同一面となるように構成されている。その一方、基板1の第2部分3の幅W2(図5参照)は、第1部分2の幅W1よりも小さく構成されているため、反射枠体10の幅W(図6参照)よりも小さい。このため、図4および図8に示すように、反射枠体10が基板1上に固定された状態で、短手方向(Y方向)における第2部分3の側端面3aは、平面的に見て、反射枠体10の側端面14よりも内側に位置するように構成されている。なお、長手方向(X方向)における基板1の側端面も、一部を除き、平面的に見て、反射枠体14の側端面11よりも内側に位置している。
Further, since the width W1 (see FIG. 5) of the
また、図2、図4および図5に示すように、基板1の上面には、反射枠体10が固定された際に、反射枠体10の開口部13によって露出される第3領域5と、反射枠体10を固定するための接着層40が形成される第4領域6とが設けられている。この第3領域5は、図6に示すように、基板1の中央部に配されているとともに、第4領域6は、第3領域5の外側に配されている。また、上記第3領域5は、基板1の第1部分2および第2部分3のそれぞれに設けられているとともに、上記第4領域6も、基板1の第1部分2および第2部分3のそれぞれに設けられている。
As shown in FIGS. 2, 4, and 5, the
なお、図4および図5には、反射枠体10を基板1上に固定した際に、反射枠体10の底面側の開口縁部15(図4参照)が位置する部分が二点鎖線Rで示されている。すなわち、基板1上面の二点鎖線Rで囲まれた領域が、反射枠体10の開口部13によって露出される第3領域5と対応し、二点鎖線Rの外側の領域(図5の斜線部分)が接着層40が形成される第4領域6と対応している。
4 and 5, the portion where the opening edge 15 (see FIG. 4) on the bottom surface side of the
LED素子20は、青色の光を発光する機能を有しており、基板1の第3領域5上に複数搭載されている。具体的には、図1〜図3に示すように、基板1の第1部分2における第3領域5上に、2個のLED素子20が接着材43でそれぞれ固定されている。すなわち、LED素子20は、それぞれ、反射枠体10の内側の領域に位置するように基板1の第1部分2上に固定されている。また、LED素子20の一方の電極部(図示せず)と基板1の第2部分3とは、ボンディングワイヤ44を介して互いに電気的に接続されているとともに、LED素子20の他方の電極部(図示せず)と基板1の第1部分2とが、ボンディングワイヤ45を介して互いに電気的に接続されている。より具体的には、図2および図4に示すように、ボンディングワイヤ44は、一方の端部がLED素子20の一方の電極部に電気的に接続されているとともに、他方の端部が第2部分3の第3領域5に電気的に接続されている。また、ボンディングワイヤ45は、一方の端部がLED素子20の一方の電極部に電気的に接続されているとともに、他方の端部が第1部分2の第3領域5に電気的に接続されている。また、2個のLED素子20は、並列接続されている。なお、ボンディングワイヤ44および45は、Au、Ag、Alなどの金属細線から構成されている。
The
透光性部材30は、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの透明樹脂材料(封止材料)から構成されており、反射枠体10の開口部13内に、LED素子20、ボンディングワイヤ44および45を封止するように設けられている。この透光性部材30は、LED素子20、ボンディングワイヤ44および45を封止することによって、LED素子20、ボンディングワイヤ44および45が、空気や水分などと接するのを抑制する機能を有している。また、透光性部材30は、上記透明樹脂材料を反射枠体10の開口部13内に充填した後、硬化させることによって形成されている。硬化前の透明樹脂材料は、流動性を有しているため、開口部13内に充填された透明樹脂材料は、基板1の隙間部分4などにも充填される。このため、上記透光性部材30は、反射枠体10の開口部13内のみならず、図8に示すように、基板1の隙間部分4を含む基板1の所定部分にも形成されている。
The
また、透光性部材30には、図9に示すように、LED素子20から出射された青色光を波長変換する蛍光体31の粒子が含有されている。これにより、表面実装型LED100からの出射光が、白色光となるように構成されている。また、蛍光体31は、透光性部材30中で沈降されて、基板1の第1部分2と第2部分3との隙間部分4を含む所定の領域に集中して存在している。すなわち、基板1の第1部分2と第2部分3との隙間部分4には、蛍光体31の粒子が多数充填されている。このため、第1部分2と第2部分3との隙間部分4から漏れようとする光が隙間部分4に充填された蛍光体31の粒子によって反射されるので、隙間部分4からの光漏れが効果的に抑制される。なお、第1部分2と第2部分3との間の距離d1(図5参照)を小さくすることによって、隙間部分4からの光漏れ抑制効果は向上する一方、距離d1を小さくしすぎると第1部分2と第2部分3とが電気的に短絡し易くなる。すなわち、第1部分2と第2部分3との絶縁を確保することが困難となる。このため、第1部分2と第2部分3との間の距離d1(隙間部分4の距離d1)は、0.1mm〜0.3mm程度とするのが好ましい。
Further, as shown in FIG. 9, the
上記のように構成された一実施形態による表面実装型LED100では、図1〜図3に示すように、基板1の第1部分2と第2部分3との間に電圧を加えることによって、ボンディングワイヤ44および45を介して、LED素子20に電流が流れ、それぞれのLED素子20が青色の光を発光する。LED素子20からの青色光は、透光性部材30中の蛍光体31によって波長変換され、白色光として外部に出射される。一方、LED素子20の発光により生じた熱は、基板1の第1部分2から放熱されるとともに、導電性接着層41(40)を介して熱接触されている反射枠体10からも放熱される。このように、一実施形態による表面実装型LED100では、LED素子20で発生した熱を効果的に放熱することが可能に構成されているので、LED素子20の温度上昇による発光効率の低下が抑制されるとともに、電流量に比例した高輝度が得られ、表面実装型LED100の機能性の向上、および、寿命の向上の効果が得られる。
In the surface mounted
本実施形態では、上記のように、第1部分2とこの第1部分2と分離された第2部分3とを含む金属板から基板1を構成するとともに、少なくとも第1部分2と熱接触するように反射枠体10を基板1上に取り付け、かつ、基板1の第1部分2上にLED素子20を固定することによって、LED素子20の発光により生じた熱を、第1部分2から放熱させることができるとともに、第1部分2を介して反射枠体10からも放熱させることができる。ここで、第1部分2は、上記のように、熱伝導性の優れた金属板から構成されているので、LED素子20からの熱を第1部分2から効果的に放熱させることができるとともに、反射枠体10に効果的に熱を伝えることができる。また、反射枠体10も熱伝導性の優れた金属材料から構成されているので、第1部分2を介して伝達されたLED素子20からの熱を反射枠体10から効果的に放熱させることができる。これにより、LED素子20が発光することにより生じた熱を効果的に放熱させることが可能となるので、表面実装型LED100の放熱特性を向上させることができる。また、放熱特性を向上させることによって、発光に伴いLED素子20が発熱したとしても、LED素子20の温度を低く保つことができる。その結果、LED素子20の温度上昇に起因して、発光特性が低下するという不都合が生じるのを抑制することができるので、良好な発光特性を得ることができる。
In the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、平面的に見て、第2部分3の側端面3aが反射枠体10の側端面14の内側に位置するように基板1を構成することによって、後述する製造工程におけるダイシング加工により反射枠体10の側端面14に金属バリ(切断バリ)が発生したとしても、この金属バリと基板1の第2部分3とが接触するのを抑制することができる。このため、金属材料からなる反射枠体10と基板1の第2部分3とが電気的に接続されるのを抑制することができるので、反射枠体10を介して基板1の第1部分2と第2部分3とが電気的に短絡(ショート)するのを抑制することができる。すなわち、LED素子20のカソードとアノードとが電気的に短絡(ショート)するのを抑制することができる。したがって、LED素子20のカソードとアノードとが電気的に短絡(ショート)することに起因する信頼性の低下を抑制することができる。
In the present embodiment, the
さらに、本実施形態では、金属板から基板1が構成されているので、ガラスエポキシやLCPなどの絶縁材を基材として含むプリント基板などと異なり、基板1には上記絶縁材が含まれない。このため、LED素子20からの光が基板1に長時間照射された場合でも、基板表面が変色(光劣化)するのを抑制することができる。これにより、長時間使用した場合でも、表面実装型LED100から取り出される光の光量が低下するのを抑制することができるので、発光特性が低下するのを抑制することができる。
Furthermore, in this embodiment, since the board |
また、ガラスエポキシやLCPなどの絶縁材を基材として含むプリント基板などでは、絶縁材が水分を含み易いため、たとえば、表面実装型LED100を回路基板などに実装する際に、水蒸気が発生し、故障の原因になるという不都合が生じる場合がある。その一方、一実施形態による表面実装型LED100では、基板1には絶縁材が含まれないので、上記のような不都合が生じるのを回避することができる。
Further, in a printed circuit board including an insulating material such as glass epoxy or LCP as a base material, the insulating material is likely to contain moisture. For example, when mounting the surface-mounted
また、本実施形態では、反射枠体10を、透光性部材30とは異なる材料からなる接着層40を介して基板1上に固定することによって、反射枠体10と基板1とを十分な固定強度で固定することができる。その一方、透光性部材30には、表面実装型LED100の光学特性に応じた材料を選択することができるので、表面実装型LED100の光学特性に影響を与えることなく、反射枠体10と基板1とを十分な強度で固定することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、反射枠体10を、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成することによって、LED素子20からの熱を反射枠体10から効果的に放熱させることができる。これにより、容易に、表面実装型LED100の放熱特性を向上させることができる。また、反射枠体10にアルマイト処理を施すことによって、反射枠体10の表面に絶縁被膜が形成されるので、金属板からなる基板1上に金属材料からなる反射枠体10を固定した場合でも、反射枠体10を介して基板1の第1部分2と第2部分3とが電気的に短絡するのを抑制することができる。なお、上記のようなアルマイト処理を施すことによって、反射枠体10の反射率を向上させることもできる。
Moreover, in this embodiment, the heat from the
また、本実施形態では、反射枠体10の底面に段差部10aを形成することによって、基板1の第2部分3と反射枠体10との絶縁距離を広く確保することができるので、容易に、基板1の第2部分3と反射枠体10とが電気的に接続されるのを抑制することができる。また、段差部10aの底面領域に、レジスト(絶縁性樹脂)などからなる樹脂部材16を形成することによって、より容易に、基板1の第2部分3と反射枠体10とが電気的に接続されるのを抑制することができる。
Moreover, in this embodiment, since the
また、本実施形態では、反射枠体10の底面と側端面(長手方向(X方向)の側端面11)とによって構成される角部に、切欠部12を設けるとともに、この切欠部12をレジストなどの樹脂部材16で覆うことによって、後述する製造工程におけるダイシング加工において、反射枠体10の側端面11の縁に沿って金属バリ(切断バリ)が生じるのを抑制することができるので、これによっても、基板1(特に、第2部分3)と反射枠体10とが電気的に接続されるのを抑制することができる。
In the present embodiment, a
また、本実施形態では、第2部分3の平面積を、第1部分2の平面積よりも小さく構成することによって、基板1の第2部分3と反射枠体10とが電気的に接続され難くすることができる。なお、上記のように構成することによって、LED素子20が固定される第1部分2の平面積を大きくすることができるので、第1部分2からの放熱量を増加させることができる。これにより、表面実装型LED100の放熱特性をより向上させることができる。
In the present embodiment, the
なお、上記した一実施形態による表面実装型LED100の構成では、反射枠体10がアルミニウムまたはアルミニウム合金から構成されているとともに、基板1が銅または銅合金から構成されているので、反射枠体10の熱膨張率と基板1の熱膨張率との差を小さくすることができる。このため、LED素子20からの熱によって反射枠体10および基板1の温度が高くなった場合でも、反射枠体10の熱膨張率と基板1の熱膨張率との差に起因して、反射枠体10と基板1との固定が解除されるという不都合が生じるのを抑制することができる。これによっても、信頼性の低下を抑制することができる。
In the configuration of the surface-mounted
また、透光性部材30に蛍光体31を含有させるとともに、この蛍光体31を透光性部材30内で沈降させて第1部分2と第2部分3との隙間部分4を含む所定領域に集中して存在させることによって、LED素子20からの光を隙間部分4の蛍光体31で反射させることができるので、隙間部分4からの光漏れを効果的に抑制することができる。
Further, the
図10〜図19は、本発明の一実施形態による表面実装型LEDの製造方法を説明するための図である。次に、図1、図4、および、図8〜図19を参照して、本発明の一実施形態による表面実装型LED100の製造方法について説明する。
FIGS. 10-19 is a figure for demonstrating the manufacturing method of surface mount type LED by one Embodiment of this invention. Next, with reference to FIG. 1, FIG. 4, and FIGS. 8-19, the manufacturing method of the surface
まず、約0.1mmの厚みを有する銅板または銅合金板にプレス加工(打ち抜き加工)やエッチング加工などを行うことによって、図10に示すような金属リードフレーム50を形成する。金属リードフレーム50の形成は、図10および図11に示すように、複数の基板1を含むように形成するとともに、複数の基板1の各々には、第1部分2と、この第1部分2と所定の距離d1(図11参照)を隔てて配列された第2部分3とを含むように形成する。ここで、第1部分2と第2部分3との間の距離d1は、0.1mm〜0.3mm程度に設定するのが好ましい。また、基板1の第2部分3は、隣り合う第2部分同士が互いに所定の距離d2(図10参照)を隔てて配列するように形成する。なお、図10および図11には、反射枠体10の底面側の開口縁部15(図4参照)が位置する部分が二点鎖線Rで示されている。
First, a
次に、図12に示すように、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる板状部材をプレス加工することによって、反射面となる開口部13を複数形成する。これにより、約0.6mmの厚みを有するとともに、複数の反射枠体10を含む反射枠体集合体60が形成される。なお、反射枠体集合体60に含まれる反射枠体10は、後の工程においてダイシングラインPで分離した際に、反射枠体10の各々が平面的に見て略長方形形状となるように形成する。また、反射枠体集合体60の裏面には、プレス加工によって、Y方向に延びる凹部12aを形成するとともに、第2部分3と対向する領域に段差部(凹部)10a(図14参照)を形成する。その後、この反射枠体集合体60にアルマイト処理を施すことによって、反射枠体集合体60の表面全面に絶縁被膜(図示せず)を形成する。
Next, as shown in FIG. 12, a plurality of
続いて、図13および図14に示すように、金属リードフレーム50上に接着層40(図14参照)を介して(接着剤によって)反射枠体集合体60を固定する。このとき、金属リードフレーム50のダイシングラインP(P11、P12)(図10参照)と反射枠体集合体60のダイシングラインP(P21、P22)とが重なるように固定する。また、反射枠体集合体60を金属リードフレーム50上に固定する前に、反射枠体集合体60の凹部12a内および段差部10aに樹脂部材16を充填しておく。なお、金属リードフレーム50の第1部分2と反射枠体集合体60とは、導電性接着層41(40)を介して互いに固定するとともに、金属リードフレーム50の第2部分3と反射枠体集合体60とは、絶縁性接着層42(40)を介して互いに固定する。
Subsequently, as shown in FIGS. 13 and 14, the
次に、図15および図16に示すように、開口部13によって露出された金属リードフレーム50の第1部分2上に、それぞれ、2個のLED素子20を接着材43(図16参照)で固定する。そして、ワイヤボンディングを行うことによって、LED素子20と金属リードフレーム50の基板部分とを電気的に接続する。具体的には、ボンディングワイヤ45によって、LED素子20の一方の電極部(図示せず)と金属リードフレーム50の第1部分2とを電気的に接続するとともに、ボンディングワイヤ44によって、LED素子20の他方の電極部(図示せず)と金属リードフレーム50の第2部分3とを電気的に接続する。
Next, as shown in FIGS. 15 and 16, two
そして、図17に示すように、粘着シート70上に、反射枠体10およびLED素子20が固定された金属リードフレーム50を貼り付ける。粘着シート70は、金属リードフレーム50と同等以上の大きさを有するものを使用し、金属リードフレーム50の隙間を覆うように金属リードフレーム50の裏面に貼り付ける。なお、粘着シート70は、本発明の「シート部材」の一例である。
Then, as shown in FIG. 17, the
その後、図18に示すように、シリコーン樹脂などからなる透明樹脂材料(封止材料)を反射枠体集合体60の開口部13内に注入(充填)する。ここで、上記透明樹脂材料には、蛍光体31(図9参照)の粒子を含有させておく。そして、蛍光体31の粒子を沈降させながら、注入された透明樹脂材料を硬化させる。なお、蛍光体31を沈降し易くするために、蛍光体31の粒子は、10μm程度の比較的大きい粒径を有するものを用いるのが好ましい。また、透明樹脂材料は、硬化前の粘度が比較的低いものを使用するとともに、硬化までの時間を長く確保することにより、蛍光体31を効果的に沈降させることができる。これにより、開口部13の内側の領域に、LED素子20などを封止する透光性部材30が形成される。また、この透光性部材30は、金属リードフレーム50の隙間にも形成される。また、図9に示したように、第1部分2と第2部分3との隙間部分4を含む所定領域に、蛍光体31の粒子が集中して存在するように構成される。
Thereafter, as shown in FIG. 18, a transparent resin material (sealing material) made of silicone resin or the like is injected (filled) into the
続いて、図18および図19に示すように、ダイシングラインPで反射枠体集合体60および金属リードフレーム50を切断(ダイシング)することにより集合体を個片化する。具体的には、X方向のダイシングラインP(P11、P21)およびY方向のダイシングラインP(P21、P22)に沿って、粘着シート70の途中の深さまで、反射枠体集合体60および金属リードフレーム50を切断する。ここで、図11に示したように、X方向のダイシングラインP(P11)は、隣り合う第2部分3の間の領域(距離d2内の領域)を通っている。このため、ダイシングによって個片化した際に、図4および図8に示したように、短手方向(Y方向)における第2部分3の側端面3aは、平面的に見て、反射枠体10の側端面14よりも内側に位置するように構成される。これにより、ダイシングによって反射枠体10(反射枠体集合体60)の側端面14に金属バリが発生したとしても、金属バリと第2部分3との接触が抑制されるので、反射枠体10を介して、第1部分2と第2部分3とが電気的に短絡するのが抑制される。また、図18に示すように、Y方向のダイシングラインP(P12、P22)は、反射枠体集合体60に形成された凹部12aを通っている。このため、凹部12a内の樹脂部材16によって、金属バリの発生が抑制されるので、金属バリが発生することに起因して、第1部分2と第2部分3とが電気的に短絡するという不都合が生じるのが抑制される。なお、第1部分2と反射枠体10とが金属バリによって接触していたとしても、何ら問題はなく、第1部分2と反射枠体10と間の熱抵抗が金属バリによって低減されるので、むしろ好ましい。
Subsequently, as shown in FIG. 18 and FIG. 19, the reflecting
最後に、個片化された表面実装型LED100から粘着シート70を取り除くことによって、図1に示した本発明の一実施形態による表面実装型LED100が得られる。なお、透明樹脂材料の硬化後に、粘着シート70を除去し、その後、再び粘着シート70に金属リードフレーム50を貼り付けて、ダイシングによる個片化を行ってもよい。このように構成すれば、表面実装型LED100の基板1の裏面に、粘着シート70の粘着物質が残存するのを効果的に抑制することが可能となる。
Finally, the surface-mounted
本実施形態による表面実装型LED100の製造方法では、上記のように、金属リードフレーム50を用いることによって、プリント基板などのように電極パターンやスルーホールなどを形成する工程が不要となるので、製造工数を削減することができる。また、LED素子20を搭載(固定)する工程等を実施する前に、予め、金属リードフレーム50と反射枠体集合体60とを固定しておくことによって、金属リードフレーム50を変形し難くすることができるので、金属リードフレーム50を自動搬送機などで安定して流すことができ、LED素子20を搭載する工程などを自動化ラインで行うことができる。その結果、表面実装型LED100の製造プロセスを簡略化することができるとともに、量産化に適用することができる。
In the method for manufacturing the surface-mounted
また、本実施形態では、金属リードフレーム50の裏面側に粘着シート70を貼り付けた後、LED素子20を封止する透明樹脂材料を開口部13の内側の領域に充填(注入)することによって、金属リードフレーム50の隙間部分から透明樹脂材料が漏れるのを粘着シート70で抑止することができる。これにより、金属リードフレーム50を用いて、容易に、表面実装型LED100を製造することができる。なお、金属リードフレーム50を用いて表面実装型LED100を構成することによって、表面実装型LED100の構造をシンプルにすることができる。
Moreover, in this embodiment, after sticking the
また、本実施形態では、金属リードフレーム50が銅板または銅合金板から構成されているので、容易に、ダイシングを行うことができる。
In the present embodiment, since the
図20は、一実施形態の変形例による表面実装型LEDの断面図である。なお、図20は、図3と対応した断面を示している。次に、図20を参照して、本発明の変形例による表面実装型LED200について説明する。
FIG. 20 is a cross-sectional view of a surface-mounted LED according to a modification of one embodiment. FIG. 20 shows a cross section corresponding to FIG. Next, a surface-mounted
この変形例による表面実装型LED200では、上記実施形態による表面実装型LED100の構成において、基板1の第2部分3の厚みが、プレス加工などによって、基板1の第1部分2の厚みよりも小さく構成されている。このため、基板1における第1部分2の底面と第2部分3の底面とが同一面となる状態において、第2部分3と反射枠体10との間に介在する接着層40(絶縁性接着層42)の厚みが、第1部分2と反射枠体10との間に介在する接着層40(導電性接着層41)の厚みに比べて大きい。これにより、基板1の第2部分3と反射枠体10とが電気的に接続されるのがより抑制されている。
In the surface-mounted
変形例による表面実装型LED200のその他の構成は、上記実施形態と同様である。また、変形例のその他の効果は、上記実施形態と同様である。
Other configurations of the surface-mounted
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
たとえば、上記実施形態では、本発明を表面実装型LEDに適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、表面実装型LED以外の発光装置に本発明を適用してもよい。 For example, in the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a surface-mounted LED has been described.
また、上記実施形態では、反射枠体の底面に段差部を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、反射枠体の底面に段差部を形成しない構成にしてもよい。なお、変形例による表面実装型LEDにおいても、上記と同様、反射枠体の底面に段差部を形成しない構成にすることができる。また、上記変形例において、基板の第2部分の必要領域をレジストなどの樹脂部材で覆うことによって、絶縁性を確保する構成としてもよい。さらに、上記実施形態では、導電性接着剤と絶縁性接着剤とを用いた例について説明したが、導電性接着剤のみ、または、絶縁性接着剤のみの構成としてもよい。 Moreover, although the example which formed the level | step-difference part in the bottom face of the reflective frame body was shown in the said embodiment, this invention is not limited to this, You may make it the structure which does not form a level | step-difference part in the bottom face of a reflective frame body. In addition, also in the surface mount type LED by a modification, it can be set as the structure which does not form a level | step-difference part in the bottom face of a reflective frame like the above. Moreover, in the said modification, it is good also as a structure which ensures insulation by covering the required area | region of the 2nd part of a board | substrate with resin members, such as a resist. Furthermore, in the above-described embodiment, the example using the conductive adhesive and the insulating adhesive has been described. However, only the conductive adhesive or the insulating adhesive may be used.
また、上記実施形態では、反射枠体と基板の第1部分とは導電性接着層を介して間接的に熱接触するように構成したが、本発明はこれに限らず、反射枠体と基板の第1部分とが直接接触するように構成してもよい。たとえば、反射枠体の底面に凸部を設け、この凸部と基板の第1部分とが直接接触するようにして、反射枠体を基板上に固定してもよい。 Moreover, in the said embodiment, although comprised so that a reflective frame and the 1st part of a board | substrate may be thermally contacted indirectly via a conductive contact bonding layer, this invention is not limited to this, A reflective frame and a board | substrate You may comprise so that the 1st part of this may contact directly. For example, a convex portion may be provided on the bottom surface of the reflective frame, and the reflective frame may be fixed on the substrate such that the convex portion and the first portion of the substrate are in direct contact.
また、上記実施形態では、反射枠体をアルミニウムまたはアルミニウム合金から構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、アルミニウムまたはアルミニウム合金以外の金属材料から反射枠体を構成してもよい。たとえば、銅、マグネシウム、その他の金属材料から反射枠体を構成してもよい。 Moreover, although the example which comprised the reflecting frame body from aluminum or aluminum alloy was shown in the said embodiment, this invention is not restricted to this, You may comprise a reflecting frame body from metal materials other than aluminum or aluminum alloy. . For example, you may comprise a reflective frame body from copper, magnesium, and another metal material.
また、上記実施形態では、反射枠体の表面にアルマイト処理(表面処理)を施した例を示したが、本発明はこれに限らず、反射枠体の表面にアルマイト処理(表面処理)を施さない構成にしてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the example which performed the alumite process (surface treatment) on the surface of the reflective frame body was shown, this invention is not restricted to this, The alumite process (surface treatment) is performed on the surface of the reflective frame body You may make it the structure which is not.
また、上記実施形態では、基板を銅または銅合金から構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、銅または銅合金以外の材料から基板を構成してもよい。なお、熱伝導率、熱膨張率、加工性(ダイシング加工の難易度等)、表面処理の適合性(アルマイト処理等)、および入手性などを考慮すると、反射枠体の構成材料と基板の構成材料との組み合わせは、以下の組み合わせが好ましい。
・反射枠体(アルミニウムまたはアルミニウム合金+アルマイト処理)、基板(銅)
・反射枠体(アルミニウムまたはアルミニウム合金+アルマイト処理)、基板(黄銅)
・反射枠体(銅+表面処理)、基板(銅)
なお、上記以外の組み合わせも可能であり、目的、用途に合わせて最適化することができる。
Moreover, although the example which comprised the board | substrate from copper or a copper alloy was shown in the said embodiment, this invention is not restricted to this, You may comprise a board | substrate from materials other than copper or a copper alloy. In consideration of thermal conductivity, thermal expansion coefficient, workability (dicing difficulty, etc.), surface treatment suitability (anodite treatment, etc.), availability, etc., the construction material of the reflective frame and the construction of the substrate The following combinations are preferable for the combination with the material.
・ Reflective frame (aluminum or aluminum alloy + anodized), substrate (copper)
・ Reflective frame (aluminum or aluminum alloy + anodized), substrate (brass)
・ Reflective frame (copper + surface treatment), substrate (copper)
Combinations other than those described above are possible and can be optimized according to the purpose and application.
また、上記実施形態では、反射枠体の両端(基板の第1部分側の端部および基板の第2部分側の端部)に切欠部を設けた例を示したが、本発明はこれに限らず、基板の第2部分側の端部に切欠部が設けられていれば、基板の第1部分側の端部に切欠部が設けられていない構成にしてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the example which provided the notch part in the both ends (the edge part of the 1st part side of a board | substrate, and the edge part of the 2nd part side of a board | substrate) of the reflective frame body was shown, this invention shows this Not limited to this, as long as a notch is provided at the end on the second portion side of the substrate, a configuration may be adopted in which the notch is not provided at the end on the first portion side of the substrate.
また、上記施形態では、発光素子の一例としてLED素子を用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、LED素子以外の発光素子を用いてもよい。 Moreover, although the example which used the LED element as an example of a light emitting element was shown in the said embodiment, this invention is not restricted to this, You may use light emitting elements other than an LED element.
また、上記実施形態では、基板上にLED素子を2個搭載した例を示したが、本発明はこれに限らず、1個または3個以上のLED素子を基板上に搭載してもよい。 Moreover, although the example which mounted two LED elements on the board | substrate was shown in the said embodiment, this invention is not limited to this, You may mount one or three or more LED elements on a board | substrate.
また、上記実施形態では、LED素子を並列接続した例を示したが、本発明はこれに限らず、LED素子を直列接続してもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the example which connected the LED element in parallel was shown, this invention is not restricted to this, You may connect an LED element in series.
また、上記実施形態では、基板の第1部分がカソード電極、基板の第2部分がアノード電極となるように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、カソード電極とアノード電極とが逆であってもよい。 In the above embodiment, an example is shown in which the first portion of the substrate is the cathode electrode and the second portion of the substrate is the anode electrode. However, the present invention is not limited to this, and the cathode electrode, the anode electrode, May be reversed.
また、上記実施形態では、基板の第1部分が電極としても機能するように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、基板の第1部分が電極としての機能を有さないように構成することもできる。たとえば、第2部分を複数(2つ)含むように基板を構成するとともに、一方の第2部分をカソード電極、他方の第2部分をアノード電極として機能するように構成することもできる。 Moreover, in the said embodiment, although the example comprised so that the 1st part of a board | substrate functions also as an electrode was shown, this invention is not restricted to this, The 1st part of a board | substrate does not have a function as an electrode. It can also be configured as follows. For example, the substrate may be configured to include a plurality (two) of the second portions, and one of the second portions may function as a cathode electrode, and the other second portion may function as an anode electrode.
なお、上記実施形態において、たとえば、基板(金属リードフレーム)の隙間部分に透光性部材以外の樹脂材料を予め充填しておくこともできる。この樹脂材料としては、絶縁接着剤やレジストなどが考えられる。なお、上記樹脂材料は、光漏れ抑制の効果を得るために、不透明または半透明であるのが好ましい。また、上記絶縁接着剤やレジストなどの代わりに、白色樹脂(たとえば、アモデル(登録商標:ポリフタルアミド)などの成形樹脂)を充填しておくことも可能である。 In the above-described embodiment, for example, a resin material other than the translucent member can be filled in a gap portion of the substrate (metal lead frame) in advance. As this resin material, an insulating adhesive, a resist, or the like can be considered. The resin material is preferably opaque or translucent in order to obtain an effect of suppressing light leakage. Moreover, it is also possible to fill a white resin (for example, a molding resin such as Amodel (registered trademark: polyphthalamide)) instead of the insulating adhesive or the resist.
1、401 基板
1a 基板の凸部
2、402 第1部分
2a 側端面
2b 一辺
3、403 第2部分
4、4a 隙間部分
5 第1領域
6 第2領域
10、410 反射枠体
10a 段差部
13 開口部
13a 内側面(内周面、反射面)
16 樹脂部材(絶縁層)
20、420 LED素子(発光素子)
30、430 透光性部材(封止体)
40 接着層
44、45、440 ボンディングワイヤ
50 金属リードフレーム
60 反射枠体集合体
70 粘着シート(シート部材)
100、200 表面実装型LED(発光装置)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,401 Substrate 1a Convex part 2,402
16 Resin member (insulating layer)
20, 420 LED element (light emitting element)
30, 430 Translucent member (sealed body)
40
100, 200 Surface mounted LED (light emitting device)
Claims (17)
前記基板の第1部分上に固定され、少なくとも前記第2部分と電気的に接続された発光素子と、
金属材料から構成されるとともに前記基板上に固定され、内周面が前記発光素子からの光を反射する反射面とされる反射枠体とを備え、
前記基板は、平面的に見て、前記第2部分の側端面が前記反射枠体の側端面の内側に位置するように構成されているとともに、少なくとも前記基板の第2部分は、絶縁性の接着剤により前記反射枠体に絶縁固定されていることを特徴とする、発光装置。 A substrate made of a metal plate including a first portion and a second portion separated from the first portion;
A light emitting element fixed on the first portion of the substrate and electrically connected to at least the second portion;
A reflection frame that is made of a metal material and fixed on the substrate, and whose inner peripheral surface is a reflection surface that reflects light from the light emitting element;
The substrate is configured so that a side end surface of the second portion is located inside a side end surface of the reflection frame body in a plan view, and at least the second portion of the substrate is insulative. A light emitting device, wherein the light emitting device is insulated and fixed to the reflection frame by an adhesive.
前記反射枠体は、前記封止体とは異なる材料からなる接着層を介して前記基板上に固定されていることを特徴とする、請求項1に記載の発光装置。 A sealing body for sealing the light emitting element;
The light emitting device according to claim 1, wherein the reflection frame is fixed on the substrate via an adhesive layer made of a material different from that of the sealing body.
前記切欠部は、樹脂部材によって覆われていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の発光装置。 The reflection frame body is provided with a notch at a predetermined portion of a corner formed by a side end surface and a bottom surface,
The light emitting device according to claim 1, wherein the notch is covered with a resin member.
金属材料を用いて複数の反射枠体を含む反射枠体集合体を形成する工程と、
前記金属リードフレームの一方の主面上に、前記反射枠体集合体を接着剤で固定する工程と、
その後、前記金属リードフレームにおける前記反射枠体の内側の領域に発光素子を搭載する工程と、
前記金属リードフレームの他方の主面上にシート部材を貼付する工程と、
前記反射枠体の内側の領域に封止材料を充填することにより、前記発光素子を前記封止材料からなる封止体で封止する工程と、
互いに固定された前記金属リードフレームおよび前記反射枠体集合体をダイシングにより個片化する工程とを備え、
前記金属リードフレームを形成する工程は、前記発光素子が固定される第1部分と、前記第1部分と所定の距離を隔てた第2部分とを有するように基板部分を構成する工程と、一方の第2部分と隣り合う他方の第2部分とが互いに所定の距離を隔てて配置されるように前記第2部分を形成する工程とを含み、
ダイシングにより個片化する工程は、互いに隣り合う第2部分の間の領域をダイシングする工程を含むことを特徴とする、発光装置の製造方法。 Forming a metal lead frame including a plurality of substrates;
Forming a reflection frame assembly including a plurality of reflection frames using a metal material;
Fixing the reflective frame assembly with an adhesive on one main surface of the metal lead frame; and
Thereafter, a step of mounting a light emitting element on the inner side of the reflective frame in the metal lead frame;
Attaching a sheet member on the other main surface of the metal lead frame;
Sealing the light emitting element with a sealing body made of the sealing material by filling the inner region of the reflective frame with a sealing material;
A step of dicing the metal lead frame and the reflection frame assembly fixed to each other by dicing,
The step of forming the metal lead frame includes a step of forming a substrate portion so as to have a first portion to which the light emitting element is fixed and a second portion spaced apart from the first portion by a predetermined distance. Forming the second part such that the second part and the other second part adjacent to each other are arranged at a predetermined distance from each other.
The method of manufacturing a light-emitting device, wherein the step of dividing into pieces by dicing includes a step of dicing a region between second portions adjacent to each other.
前記反射枠体集合体の前記金属リードフレームと対向する面の所定領域に凹部を形成する工程と、
前記凹部の底面領域に絶縁性樹脂からなる絶縁層を形成する工程とを含むことを特徴とする、請求項12または13に記載の発光装置の製造方法。 The step of forming the reflection frame assembly includes
Forming a recess in a predetermined region of the surface of the reflective frame assembly facing the metal lead frame;
The method for manufacturing a light emitting device according to claim 12, further comprising: forming an insulating layer made of an insulating resin in a bottom region of the recess.
前記反射枠体集合体を、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成する工程と、
前記反射枠体集合体の表面にアルマイト処理を施す工程とをさらに備えることを特徴とする、請求項12〜14のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。 The step of forming the reflection frame assembly includes
Forming the reflective frame assembly from aluminum or an aluminum alloy; and
The method for manufacturing a light emitting device according to claim 12, further comprising a step of performing alumite treatment on a surface of the reflection frame aggregate.
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