JP2010010279A - 発光装置およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】耐熱性,耐光性およびガス遮断性が高く耐環境性の高い発光装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】この発光装置によれば、シリコーン樹脂で作製された封止樹脂部３よりもガス遮断性が高いアクリル系樹脂で作製されたプライマー１０が基板２および基板２の表面に形成された配線パターン５Ａ,５Ｂを覆っている。シリコーン樹脂製の封止樹脂部３で耐光性を確保すると共にアクリル系樹脂製のプライマー１０でガス遮断性を確保できる。
【選択図】図１

Description

この発明は、ＬＥＤ(発光ダイオード)チップを搭載した発光装置およびその製造方法に関する。
１９９０年代に青色ＬＥＤチップが開発、発売され、青色ＬＥＤチップからの光を受けて高効率で黄色光を発するＹＡＧ(イットリウムアルミニウムガーネット)蛍光体と合わせた白色ＬＥＤが開発された。これを受けてＬＥＤを使った一般照明、ＴＶ用バックライト光源への応用展開に向けて、白色の色度安定化やより高輝度化を目指した開発が進んでいる。これらの開発に当たり、大きな課題となっているのが、ＬＥＤチップを封止する封止樹脂における耐熱性，耐光性の改善である。
白色ＬＥＤでは、使用するＬＥＤチップから放出される、波長が短くエネルギーが大きい青色光による周辺部材の劣化が問題となる。封止樹脂としてエポキシ樹脂を用いた場合では、ＬＥＤチップから放出される波長が短く、エネルギーが大きいことに起因し、封止樹脂の変色などの劣化がひどく、高輝度発光を長時間維持することができない。この長時間の高輝度発光の要望に耐えうる封止樹脂として、シリコーン系樹脂が使用されるようになって来ている。
しかし、シリコーン系樹脂は、耐光性が優れるもののガス遮断性が悪いものが少なくない。封止樹脂のガス遮断性が悪いと、例えば水蒸気の透過により封止樹脂と基板またはパッケージ界面に結露が生じ、配線パターンやチップ電極の劣化や短絡の原因になる。また、車載用途などでは耐腐食ガス性を有する必要があるが、封止樹脂のガス遮断性が悪いと結露と同様に配線パターンやチップ電極の劣化や短絡の原因となり信頼性を満足することはできない。
一方、シリコーン系樹脂をガス遮断性のよい樹脂で変性させたものもあるが、耐光性が低下するため、なかなか最適な封止樹脂を見出すのは難しい状況にある。
また、シリコーン系樹脂は接着性が弱いため、チップ発熱などにより、周辺部材との界面で熱膨張係数の差により樹脂剥がれが生じて、発光輝度の低下などの発光装置として特性劣化を引き起こす。
このように、シリコーン系樹脂を採用した場合でも、耐熱性，耐光性およびガス遮断性の要望に耐え得るものとすることは難しい状況にある。
ここで、特許文献１(特開２００４−３３９４５０号公報)には、封止樹脂の耐光性を向上させるＬＥＤパッケージが開示されている。このＬＥＤパッケージでは、底面と側壁とからなる開口部を備え、開口部底面は正の外部電極と負の外部電極との各端部が所定の間隔を隔てて露出するように形成樹脂にて一体形成されてなる。また、このＬＥＤパッケージは、モールド樹脂(封止樹脂)を設けるに先立ち、ＬＥＤパッケージ表面にプライマー層を設けることが記載されている。また、このＬＥＤパッケージでは、上記プライマー層として、溶液中にアクリル系重合体、シラノール縮合触媒、シランカップリング剤および/またはエポキシ基含有化合物を必須成分として含むことを特徴とするプライマー組成物が用いられる。これにより、耐光性試験後の剥離が抑制され、ＬＥＤパッケージと封止樹脂との接着信頼性が向上する。
ところで、上記従来技術では、プライマー層による耐熱性試験や耐光性試験時の密着性の向上が図られているが、ガス遮断性の向上を図ることは開示されていない。
特開２００４−３３９４５０号公報
そこで、この発明の課題は、耐熱性，耐光性およびガス遮断性が高く耐環境性の高い発光装置およびその製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明の発光装置は、基板と、
上記基板の表面に形成された金属部と、
上記基板上に搭載されたＬＥＤチップと、
上記金属部の少なくとも一部を覆う樹脂製のプライマーと、
上記ＬＥＤチップと上記プライマーの少なくとも一部とを覆って上記ＬＥＤチップを封止する封止樹脂部とを備え、
上記プライマーは、上記封止樹脂部よりもガス遮断性が高い樹脂で作製されていることを特徴としている。
この発明の発光装置によれば、上記封止樹脂部よりもガス遮断性が高い樹脂で作製されたプライマーが上記基板の表面に形成された金属部を覆っているので、ガス遮断性を向上できる。
また、一実施形態の発光装置では、上記プライマーは層状である。
この実施形態の発光装置によれば、層状のプライマーでもって、ガス遮断性を確実に向上できる。
また、一実施形態の発光装置では、上記プライマーは、アクリル系樹脂で作製されている。
この実施形態の発光装置によれば、ガス遮断性を特に向上できる。
また、一実施形態の発光装置では、上記金属部は、配線パターンを含む。
この実施形態の発光装置によれば、上記基板表面に形成された配線パターンに対するガス遮断性を向上できる。
また、一実施形態の発光装置では、上記金属部は、リ−ドフレームを含む。
この実施形態の発光装置によれば、上記リ−ドフレームに対するガス遮断性を向上できる。
また、一実施形態の発光装置では、上記金属部は、金属反射膜を含む。
この実施形態の発光装置によれば、上記金属反射膜に対するガス遮断性を向上できる。
また、一実施形態の発光装置では、上記金属部の表面は、Ａｇ、または、ＡｇＢｉ系合金、または、ＡｇＮｄ系合金、または、Ｐｔ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｔａのうちの少なくとも１種の金属を０.５から５.０重量％含有するＡｇ合金のいずれかからなる。
この実施形態の発光装置によれば、反射率が高いものの黒化し易い銀を含有する金属部の表面を、上記プライマーによる保護でもって、特に有効にガス遮断できる。
また、一実施形態の発光装置では、上記基板は、光反射性のある樹脂、金属、セラミックのいずれかで作製されている。
この実施形態の発光装置によれば、上記ＬＥＤチップから照射される光を上記基板で反射するので、上記ＬＥＤチップから照射される光を減衰させないようにできる。
また、一実施形態の発光装置では、上記ＬＥＤチップは、少なくとも上面が上記樹脂製のプライマーから露出している。
この実施形態の発光装置によれば、高温になるチップ上面が上記樹脂製のプライマーから露出しているので、上記プライマーへの熱の影響を低減できる。
また、一実施形態の発光装置では、上記ＬＥＤチップは、上面および側面が上記樹脂製のプライマーで覆われている。
この実施形態の発光装置によれば、プライマー塗布工程が簡単になり、ディスペンス法の他にスピンコート法等の方法が選択でき、コスト低減に結びつき易い。
また、一実施形態の発光装置では、上記プライマーは、上記基板の上面を覆っている。
また、一実施形態の発光装置では、上記プライマーは、上記基板の全面を覆っている。
また、一実施形態の発光装置では、上記プライマーは、上記基板の上面を覆い、上記基板の上面を覆うプライマー上に上記ＬＥＤチップが載置されている。
上記実施形態の発光装置によれば、電極が基板の上面にある場合に好適である。この場合、ダイボンドやワイヤボンドの前にプライマーを形成することで、刷毛やローラー等によってプライマーの塗布が実現でき、より簡便なプライマー形成が可能となる。なお、上記基板の全面に上記プライマーが塗布されている場合は、上記プライマーの形成にディップ法等も選択でき、さらにコスト低減と高スループットを実現できる。
また、一実施形態の発光装置では、上記金属反射膜は上記基板上に形成され、
上記プライマーは上記金属反射膜上に形成され、
上記配線パターンは上記プライマー上に形成されている。
上記実施形態の発光装置によれば、上記プライマーでもって上記金属反射膜に対するガス遮断ができる。
また、一実施形態の発光装置では、上記プライマーの厚さは０.０１μｍから１００μｍである。
上記実施形態の発光装置によれば、上記プライマーのガス遮断性を確保すると共に熱，光による変色(黄変)による光ロスによる輝度低下を小さくできる。なお、上記プライマーの厚さが０.０１μｍ未満では、コートむら等でガス透過量が急増する可能性がある。また、上記プライマーの厚さが１００μｍを上回ると、熱，光による変色(黄変)による光ロスで輝度低下を招く。
また、一実施形態の発光装置では、上記封止樹脂部は、上記プライマーの少なくとも一部の表面に密着している。
また、一実施形態の発光装置では、上記ＬＥＤチップは、上記基板の凹部内に配置され、
上記プライマーは、上記基板の凹部底面を覆い、
上記封止樹脂は、上記プライマーの表面に密着していると共に上記ＬＥＤチップを封止しており、
さらに、上記プライマーは、露出していない。
上記実施形態の発光装置によれば、上記ＬＥＤチップを封止する封止樹脂は、上記基板の凹部底面を覆うプライマーの表面に密着しているので、封止樹脂に含まれていたガスが抜ける場合、上記ガスをプライマーに邪魔されることなく上方へ逃がすことができる。なお、上記封止樹脂上にプライマーを形成する場合には、封止樹脂に含まれていたガスが抜ける場合、ガスの逃げ場がなくなり、プライマーを破壊してしまう恐れがある。
また、一実施形態の発光装置では、上記封止樹脂は、シリコーン樹脂からなる。
上記実施形態の発光装置によれば、シリコーン樹脂からなる封止樹脂によって、耐光性を向上できる。
また、一実施形態の発光装置では、上記封止樹脂は、蛍光体を含んでいる。
上記実施形態の発光装置によれば、上記蛍光体でもって光を波長変換して蛍光を発することが可能になる。
また、一実施形態の発光装置では、上記封止樹脂部の屈折率と上記プライマーの屈折率はいずれも１.２から１.８の間にあり、ほぼ等しい。
上記実施形態の発光装置によれば、上記封止樹脂部の屈折率と上記プライマーの屈折率とが同等であるので、封止樹脂とプライマーとの界面での全反射による光ロスをなくせる。
また、一実施形態の発光装置では、上記ＬＥＤチップの周囲に配置されていると共に上記ＬＥＤチップが発する光を反射するリフレクタを備えている。
上記実施形態の発光装置によれば、上記リフレクタでＬＥＤチップからの光を反射することで、光の減衰を抑えることができる。
また、一実施形態の発光装置では、上記リフレクタと上記基板とは、同一基材からなる。
上記実施形態の発光装置によれば、上記リフレクタを容易に作製できる。
また、一実施形態の発光装置では、上記リフレクタの表面は、Ａｇ、または、ＡｇＢｉ系合金、または、ＡｇＮｄ系合金、または、Ｐｔ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｔａのうちの少なくとも１種の金属を０.５〜５.０重量％含有するＡｇ合金のいずれかからなる。
また、一実施形態の発光装置では、上記プライマーが上記リフレクタの表面を覆っている。
この実施形態によれば、上記リフレクタの表面は、反射率が高いものの黒化し易い銀を含有するが、上記プライマーで保護することにてって、有効にガス遮断できる。
また、一実施形態の発光装置の製造方法では、上記リフレクタの表面に上記プライマーを塗布してから、上記リフレクタを上記ＬＥＤチップの周囲に載置する。
この実施形態によれば、上記リフレクタの表面に上記プライマーを容易に均一に塗布できる。
また、一実施形態の発光装置の製造方法では、表面に金属部が形成されていると共にＬＥＤチップを搭載した基板上に樹脂製プライマーを上記金属部の少なくとも一部を覆うように塗布し、
上記ＬＥＤチップと上記樹脂製プライマーの少なくとも一部を封止樹脂で覆い、上記封止樹脂を硬化させて封止樹脂部を形成し、
上記プライマーは上記封止樹脂部よりもガス遮断性が高い樹脂で作製されている。
この実施形態の製造方法によれば、上記封止樹脂部よりもガス遮断性が高い樹脂で作製されたプライマーで上記基板の表面に形成された金属部の少なくとも一部を覆うので、ガス遮断性を向上できる。
また、一実施形態の発光装置の実装方法では、上記プライマーと同じ樹脂材料で作製されたプライマーを塗布したプリント基板に実装する。
この実施形態の実装方法によれば、上記ガス遮断性が優れた発光装置をガス遮断性が優れたプリント基板に実装できる。
また、一実施形態の発光装置では、上記封止樹脂部の熱膨張係数と上記プライマーの熱膨張係数はほぼ等しい。
この実施形態の発光装置によれば、熱の影響で封止樹脂とプライマーとの密着性が損なわれることを回避できる。
この発明の発光装置によれば、ＬＥＤチップとプライマーとを封止樹脂で封止すると共に上記プライマーは封止樹脂部よりもガス遮断性が高い樹脂で作製されていて基板の表面に形成された金属部を覆っているので、熱や光を受ける環境下でもガス遮断性を向上できる。
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
(第１の実施の形態)
図１は、この発明の第１実施形態に係る発光装置の要部構成例を示す縦断面図である。
図１に示すように、この第１実施形態の発光装置１は、基板２上に搭載されたＬＥＤ(発光ダイオード)チップ６を備える。このＬＥＤチップ６は基板２上に形成された配線パターン５Ａにアノード電極(図示せず)が接続され、カソード電極(図示せず)がボンディングワイヤ７で基板２上に形成されたもう１つの配線パターン５Ｂに接続されている。上記ＬＥＤチップ６は、一例として、波長４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の青色波長領域に主発光ピークを有する青色のＬＥＤチップである。
また、この発光装置１は、上記ＬＥＤチップ６，配線パターン５Ａ，５Ｂおよび基板２を覆う層状のプライマー１０を有する。また、この発光装置１は、上記プライマー１０を覆ってプライマー１０に密着し、上記ＬＥＤチップ６を樹脂封止する封止樹脂部３を有する。この実施形態では、上記封止樹脂部３には、青色のＬＥＤチップ６からの光を波長変換する図示しない蛍光体およびフィラーが添加されている。この第１実施形態では、基板２として、可視光に対する光反射率が高いアルミナ基板を用いた。この基板２の厚さは、一例として０.３ｍｍとした。また、上記アルミナ基板２の表面に形成された配線パターン５Ａ，５ＢはＡｇ配線パターンとした。なお、この配線パターン５Ａ，５Ｂは、Ａｇ、または、ＡｇＢｉ系合金、または、ＡｇＮｄ系合金で作製されていてもよい。また、上記配線パターン５Ａ，５Ｂは、Ｐｔ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｔａのうちの少なくとも１種の金属を０.５から５.０重量％含有するＡｇ合金で作製されていてもよい。
また、基板２の裏面側には外部接続電極８Ａが形成され、この外部接続電極８Ａは、基板２を厚さ方向に貫通するように設けられた貫通導電層９Ａを介してＬＥＤチップ６下の配線パターン５Ａに電気的に接続されている。また、基板２の裏面側にもう１つの外部接続電極８Ｂが形成され、この外部接続電極８Ｂは、基板２を厚さ方向に貫通するように設けられた貫通導電層９Ｂを介して配線パターン５Ｂに電気的に接続されている。
また、この第１実施形態では、上記ＬＥＤチップ６を覆うように基板２上に形成されたプライマー１０はアクリル系樹脂で作製されており、基板２の表面全体にスピンコート法により塗布され、１μｍの厚さに形成されている。なお、上記プライマー１０の厚さは、０.０１μｍから１００μｍの範囲内に設定することが望ましい。
また、このプライマー１０を覆う封止樹脂部３は約０.４ｍｍの厚さであり、上記ＬＥＤチップ６を樹脂封止している。この封止樹脂部３は、一例として、ジメチルシリコーン樹脂中にフィラーとして平均粒子径５μｍのシリコーン樹脂粒子(図示せず)が添加されたものとした。
また、上記封止樹脂部３は、さらに、青色のＬＥＤチップ６からの光を波長変換して蛍光を放出する図示しない蛍光体が添加されている。この第１実施形態では、上記蛍光体として、Ｅｕ：ＢＯＳＥまたはＲＯＳＥ(ユ−ロピウム付活ストロンチウムバリウムオルソシリケート、(Ｂａ・Ｓｒ)２ＳｉＯ４：Ｅｕ)のような発光効率が高い平均粒子径５μｍの黄色蛍光体を用いた。この黄色蛍光体は、青色のＬＥＤチップ６から放出される青色光を吸収して、波長５５０ｎｍ以上で６００ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する黄色蛍光を放出する。
上記封止樹脂部３の表面は、基板２の表面に平行で、ほぼ平坦な表面となっている。また、この第１実施形態の発光装置１の側面は、基板２の表面に垂直に、封止樹脂部３および更にその下の基板２が一括して切断されて平面状になっており、発光装置１は、全体の形状として厚さが薄く、基板２の表面内方向の面積が大きな直方体形状となっている。具体的には、発光装置１は、一例として、厚さが０.７ｍｍ、横幅が１.６ｍｍ、縦幅が２.６ｍｍである。なお、上記横幅は図１において紙面に平行な方向の幅であり、上記縦幅は図１において紙面に垂直な方向の幅である。
この第１実施形態では、上記プライマー１０として用いたアクリル系樹脂は、上記封止樹脂部３に使用している耐光性の良好なジメチルシリコーン樹脂と比べて、ガス遮断性は、ほぼ１００％と良好であるが、耐光性はあまりよいとは言えない材料である。このため、上記アクリル系樹脂によるプライマー１０は、青色ＬＥＤチップ６から放出される青色光のような特に短波長の高エネルギーの光を長時間照射されると変色を起こし、光ロスの原因となる。したがって、上記アクリル系樹脂製のプライマー１０は、なるべく厚さを薄くして光ロスを最低限に抑えることが望ましい。
また、上述の様に、スピンコートでプライマー１０を塗布することで、プライマーの厚さをより薄くすることができるものの、基板２の表面に凹凸があるとこの凹凸近傍でプライマー１０が厚くなってしまう。よって、配線層をなす配線パターン５Ａ，５Ｂは、プライマー１０よりも層厚が薄い方が望ましい。また、ＬＥＤチップ６も、フリップチップなどボンディングワイヤを必要としないものがより好ましく、ＬＥＤチップ６の形状も上面が台形形状のものなどとして、ＬＥＤチップ６を実装した基板表面をより平坦化できるものが望ましい。
なお、上記基板２は、光反射性のある樹脂、金属、セラミックのいずれかで作製されていることが望ましい。この場合、上記ＬＥＤチップ６から照射される光を上記基板２で反射するので、上記ＬＥＤチップ６から照射される光を減衰させないようにできる。
次に、図１および図２Ａ〜図２Ｅを参照して、この第１実施形態の発光装置１の製造方法を詳細に説明する。なお、図２Ａ〜図２Ｅは、この第１実施形態の発光装置１の製造方法の各製造工程を説明するための模式的な断面図である。
まず、図２Ａには、基板２を示している。この基板２の表面２Ａ側には図１に示した配線パターン５Ａ，５Ｂと青色ＬＥＤチップ６とボンディングワイヤ７が形成されているが、図２Ａでは図示していない。また、上記基板２の表面２Ａ上には、上記配線パターン５Ａ，５Ｂ，青色ＬＥＤチップ６，ボンディングワイヤ７が縦，横にアレイ上に複数個配されている。また、図２Ａには図示していないが、基板２の裏面２Ｂ側には、図１に示した外部接続電極８Ａ，８Ｂおよびこの外部接続電極８Ａ，８Ｂに電気的に接続された貫通導電層９Ａ，９Ｂが形成されている。なお、上記配線パターン５Ａ，５Ｂは、ＬＥＤチップ６の配列パターンや電極形態に合わせて適宜設計される。前述したように、この配線パターン５Ａは上記青色ＬＥＤチップ６のアノード電極(図示せず)に直接接続され、上記青色ＬＥＤチップ６のカソード電極はボンディングワイヤ７で配線パターン５Ｂに接続されている。
次に、図２Ｂに示すように、上記ＬＥＤチップ６およびボンディングワイヤ７を搭載した後の基板２に、シリコーン樹脂製のダムシート１１を貼り付ける。このシリコーン樹脂製のダムシート１１は、プライマー１０および封止用樹脂部３の堰き止め用である。その後、エアディスペンスにより、基板２の表面にプライマー１０を塗布し乾燥させる。プライマー１０を適宜希釈してやることで溶媒揮発後の乾燥後の厚さを薄くすることができる。
なお、スピンコート法により、基板２の表面にプライマー１０を塗布した後に、ダムシート１１を基板２の表面に貼り付ける手順としてもよい。この場合には、基板２の表面にプライマー１０をより均一に薄く塗ることができ、またプライマー１０とダムシート１１との境界部をなす凹部コーナー部にプライマー溜まりができることを防止できる。
次に、基板２を図示しない加熱プレートを備えたプレス機に設置し、図２Ｃに示すように、封止樹脂部３とするための液状シリコーン樹脂３ａを、エアディスペンスにより基板２の表面に流し込む。この液状シリコーン樹脂３ａには図示しない蛍光体およびフィラーが添加されて撹拌脱泡機により撹拌，脱泡されている。また、ここでは、一例として、上記フィラーと液状シリコーン樹脂と蛍光体の重量比は、６０：１００：６２とした。
さらに、図２Ｄでは、封止用樹脂３ａの表面に平坦な金型１２を押さえ付けてプレスする。この金型１２は、金型容器の蓋となり、封止用樹脂３ａの表面を平坦化させる機能を有している。その後、１００℃で１０分間の加熱プレスにより封止用樹脂３ａを硬化させて封止樹脂部３を形成する。
さらに、図２Ｅでは、基板２、および、基板２上の封止樹脂部３を所定のサイズにダイシングすることで、個別の発光装置１に切り分けて行く。なお、上記ダイシングは、前述の配線パターンに応じてなされる。以上により、チップ状にダイシングされた個別の発光装置１が形成される。
このように、この第１実施形態の発光装置１の製造方法は、発光素子としてのＬＥＤチップ６およびボンディングワイヤ７を搭載した後の基板２にプライマー１０を塗布する工程と、蛍光体およびフィラーが添加された封止用樹脂材料３ａを混合，撹拌する工程と、ＬＥＤチップ６が搭載された基板２の表面２Ａ上を、蛍光体およびフィラーが添加された封止用樹脂材料３ａで被覆する工程と、プレスにより表面を平坦化し加熱して、この封止用樹脂材料３ａを硬化させる工程と、個別の発光装置１に切り分けていくダイシング工程とを有している。
このようにして作製された発光装置１を、４０℃/８０％ＲＨ、Ｈ２Ｓ ３ｐｐｍ、８０時間放置の条件下で、硫化加速試験にかけたところ、Ａｇ配線パターン５Ａ，５Ｂの変色は殆ど見られなかった。一方で、プライマー１０を塗布せずに作製した比較例の発光装置については上記硫化加速試験によって黒く変色した。初期値に対する比率としては、本実施形態の発光装置１では上記試験後は軸上光度が８８％であったのに対して、上記比較例(プライマーなし)では上記試験後に軸上光度が６０％になった。
なお、上記プライマー１０の厚さは、０.０１μｍ以上かつ１００μｍ以下にすることが望ましい。このプライマー１０の厚さの上限値１００μｍは、熱，光による変色(黄変)での光ロスによる輝度低下率の限界値で決まり、下限値０.０１μｍは、コ−トむらとガス透過量の上限から決まる。このことは、以下の各実施形態で共通である。
また、アクリル系樹脂をはじめとするプライマー１０は、特にジメチル系シリコーン樹脂と比べると、ガス遮断性が高い。一方で、アクリル系樹脂をはじめとするプライマーは封止樹脂部３よりも耐光性が一般的に劣っている。そこで、厚さが薄いプライマー１０と封止樹脂部３との組合せによって、ガス遮断性および耐光性ともに優れた構造とすることができる。
この第１実施形態の発光装置１によれば、銀パターンからなる配線パターン５Ａ，５Ｂの黒化を防止して、反射率の低下および光度，色度の低下を防止できる。また、上述の図２Ａ〜図２Ｅに示した製造工程によれば、プライマー１０の塗布，乾燥の工程を、封止樹脂部３を形成する工程の前に入れる他は、従来と同一プロセスであるので、簡便でコスト増加を抑えた製造工程となる。また、プライマー１０の屈折率は、封止樹脂部３とほぼ同等(いずれも１.４〜１.５)であり、また光透過性にも優れている。なお、上記封止樹脂部３の屈折率と上記プライマー１０の屈折率は１.２〜１.８の範囲内でほぼ同等に設定してもよい。
(第２の実施の形態)
次に、図３Ａを参照して、この発明の第２実施形態に係る発光装置２１を説明する。図３Ａは、上記発光装置２１の要部構成を示す縦断面図である。
図３Ａに示すように、この第２実施形態の発光装置２１は、第１のリードフレーム２５の第１の部分２５Ａ上に第１のＬＥＤチップ２６がその下部電極と第１の部分２５Ａが電気的に接続されるように搭載されている。また、上記第１のリードフレーム２５の第２の部分２５Ｂは、上記第１の部分２５Ａと離間して配置され、この第２の部分２５Ｂは金線２７により上記ＬＥＤチップ２６の上部電極に電気的に接続されている。さらに、この第１のリードフレーム２５の第１,第２の部分２５Ａ,２５Ｂは、ＬＥＤチップ２６の周囲を囲みインサート成型により形成された樹脂部２２により固定された構成となっている。また、上記第１のリードフレーム２５の第１の部分２５Ａは、ＬＥＤチップ２６の搭載面から外側に向けて延びており、上記樹脂部２２の基部２２Ａの一端部２８を囲むように形成されている。すなわち、上記第１の部分２５Ａは、基部２２Ａの表面２２Ａ−１，側面２２Ａ−２，裏面２２Ａ−３に亘って折り曲げられ、実装基板などと電気的接続される外部接続端子３１が設けられている。上記基部２２Ａは基板をなす。また、上記第１のリードフレーム２５の第２の部分２５Ｂも、上記第１の部分２５Ａと同様な形状になっている。すなわち、この第２の部分２５Ｂは、ＬＥＤチップ２６の搭載面から外側に向けて延びており、基部２２Ａの他端部２９を囲むように形成されていて、基部２２Ａの表面２２Ａ−４,側面２２Ａ−５,裏面２２Ａ−６に亘って折り曲げられ、実装基板などと電気的に接続される外部接続端子３２が設けられている。また、上記樹脂部２２は、基部２２Ａの両端から突出した壁部２２Ｂ,２２Ｂを有する。
上記第１のリードフレーム２５の第１,第２の部分２５Ａ,２５Ｂは、その表面に、ＬＥＤチップ２６から出射される光の反射性を高めるために表面層(図示しない)が設けられていてもよく、この表面層は、例えば、Ａｇ、または、ＡｇＢｉ系合金、または、ＡｇＮｄ系合金で作製してもよい。また、上記表面層は、Ｐｔ,Ａｕ,Ｃｕ,Ｐｄ,Ｍｇ,Ｔｉ,Ｔａのうちの少なくとも１種の金属を０.５から５.０重量％含有するＡｇ合金で作製されていてもよい。Ａｇの合金を使用した場合、純粋なＡｇよりも光反射率が多少落ちるものの、腐食ガスや水分に対する劣化は少しでも改善される。また、この表面層は、特にＡｇを使用する場合、後述するようにＬＥＤチップ搭載面内でのみプライマーで覆われ、この表面層の劣化対策が施される。このため、上記表面層は、ＬＥＤチップ搭載面内でのみ設けられていることが好ましく、リードフレームの第１,第２の部分２５Ａ,２５Ｂのうちの樹脂部２２の側面,底面に沿って延びて外部に露出する部分には形成されていないことが望ましい。
この第２実施形態では、図３Ａに示す第１のＬＥＤチップ２６の他に図３Ａにおいて紙面を貫く奥側に第２，第３のＬＥＤチップ(図示せず)が第２,第３のリードフレーム(図示せず)に搭載されている。この第２，第３のＬＥＤチップのアノード電極とカソード電極は、第１のＬＥＤチップ２６が搭載されている第１のリードフレーム２５とは別に上記樹脂部２２の基部２２Ａ上に形成された第２,第３のリードフレーム(図示せず)に接続されている。また、上記第１のＬＥＤチップ２６は、波長が４００ｎｍ以上で５００ｎｍ以下の青色波長領域に主発光ピークを有する青色のＬＥＤチップである。また、上記第２のＬＥＤチップは、波長４８０ｎｍ以上で５８０ｎｍ以下の緑色波長領域に主発光ピークを有する緑色のＬＥＤチップである。また、上記第３のＬＥＤチップは、波長が６００ｎｍ以上で７００ｎｍ以下の赤色波長領域に主発光ピークを有する赤色のＬＥＤチップである。
これら第１〜第３のＬＥＤチップの上に、層状のプライマー３０が塗布されている。さらに、このプライマー３０の上を覆うと共にプライマー３０に密着するように、シリカおよび沈降防止剤が添加された封止樹脂部２３が形成され、この封止樹脂部２３で上記第１〜第３のＬＥＤチップが樹脂封止されている。
インサート成型された樹脂部２２としては、光を反射する白色樹脂を採用することが好ましく、この第２実施形態では、ＰＰＡ(ポリフタルアミド)樹脂を採用した。高輝度で使用すると上記第１,第２の部分２５Ａ,２５Ｂの表面に形成した上記ＡｇまたはＡｇ合金製表面層が封止樹脂部２３で吸収される水分と反応して黒化する現象があるが、上記プライマー３０による被覆でもって、この黒化現象をも防止できる。この樹脂部２２の厚さは、１.４ｍｍとした。また、上記第２,第３のリードフレームも、上記第１のリードフレーム２５と同様に、基部２２Ａの側面２２Ａ−１,２２Ａ−２から底面２２Ａ−３,２２Ａ−６まで延在して第２,第３の外部接続電極３１,３２をなす。
また、図３Ａに示すように、上記樹脂部２２の壁部２２Ｂの内壁面２２ＤにはＡｇメッキによって金属反射膜３３が形成されている。この金属反射膜３３と壁部２２Ｂがリフレクタを構成している。なお、上記金属反射膜３３は、Ａｇ、または、ＡｇＢｉ系合金、または、ＡｇＮｄ系合金で作製してもよい。また、上記金属反射膜３３は、Ｐｔ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｔａのうちの少なくとも１種の金属を０.５〜５.０重量％含有するＡｇ合金で作製してもよい。
そして、上記金属反射膜３３，第１〜第３のリードフレーム，第１〜第３のＬＥＤチップ，基部２２Ａを覆うように、１〜１０μｍの厚さでシラン系樹脂のプライマー３０がエアディスペンス法により塗布されている。
ところで、この第２実施形態では、上記プライマー３０は、上記金属反射膜３３を覆う第１の部分３０Ａでは、厚さが最も薄く１μｍであり、上記配線パターン上の第２の部分３０Ｂでは最も厚く１０μｍであり、上記基部２２Ａ上の第３の部分３０Ｃでは厚さが４μｍである。また、このプライマー３０を覆う封止樹脂部２３の厚さは０.７ｍｍである。この封止樹脂部２３は、シリコーン樹脂中に平均粒子径５μｍのシリカおよび沈降防止剤が添加されている。
また、この第２実施形態の発光装置２１のサイズは、厚さが１.４ｍｍであり、横幅が３.２ｍｍ、縦幅が２.８ｍｍである。なお、上記横幅は図３Ａにおいて紙面に平行な方向の幅であり、上記縦幅は図３Ａにおいて紙面に垂直な方向の幅である。
なお、上記第２実施形態において、樹脂部２２の壁部２２Ｂの内壁面２２Ｄに形成された金属反射膜３３はなくてもよい。
この第２実施形態では、薄いプライマー３０と封止樹脂部２３とを組み合わせることで、ガス遮断性および耐光性ともに優れた構造とすることができる。これにより、銀パターンからなる配線パターンおよび金属反射膜３３の黒化を防止して、反射率の低下および光度，色度の低下を防止できる。また、この第２実施形態は、プライマー３０を塗布して乾燥させる工程を封止樹脂部２３を形成する工程の前に入れる他は従来と同一プロセスにて作製できるので、簡便でコスト増加を抑えた製造工程で作製可能である。また、プライマー３０の屈折率は、封止樹脂部２３とほぼ同等(いずれも１.４〜１.５)であり、プライマー３０と封止樹脂部２３との界面で屈折，散乱が生じることがなく、光取り出し効率の低下を抑えることができる。また、樹脂部２２の基部２２Ａの表面および金属反射膜３３にもプライマー３０が塗布されているので、樹脂部２２，金属反射膜３３と封止樹脂部２３との密着性も高めることができる。
次に、図３Ｂを参照して、上記第２実施形態の変形例を説明する。この変形例では、図３Ａのプライマー３０で覆われている箇所に加えて、上記樹脂部２２の側面とこの側面に沿って形成された上記第１〜第３のリードフレームの部分をさらに覆うプライマー３５を図３Ａのプライマー３０に替えて備えた点が、上記第２実施形態と異なる。また、この変形例では、樹脂部２２の壁部２２Ｂの壁面２２Ｄに金属反射膜３３が形成されていない点が、上記第２実施形態と異なる。
この変形例の発光装置２１Ａでは、上記プライマー３５を、樹脂部２２，第１〜第３のＬＥＤチップ，第１〜第３のリードフレームの表面にディップコートによって形成した。図３Ｂに示すように、上記プライマー３５は、樹脂部２２の壁部２２Ｂの内壁面２２Ｄだけでなく外壁面２２Ｅも覆っており、さらに、第１のリードフレーム２３の側部２５Ａ‐１，２５Ｂ‐１および上記第２,第３のリードフレームの側部も覆っている。
このプライマー３５は、第１のリードフレーム２５の第１,第２の部分２５Ａ,２５Ｂの実装面をなす外部接続電極３１，３２および上記第２，第３のリードフレームの実装面をなす外部接続電極(図示せず)を除いて金属面が表面に露出する部分の全てをコートすることが望ましい。
この変形例の発光装置２１Ａは、上記第１〜第３のＬＥＤチップとしてサイド発光ＬＥＤを有し、この発光装置２１Ａのサイズは、厚さが１.２ｍｍ、横幅が３.８ｍｍ、縦幅が０.６ｍｍである。
この変形例では、樹脂部２２の壁部２２Ｂと第１〜第３のＬＥＤチップとの間に狭い凹部Ｕを有するので、プライマー３５をディップ法でコートした。このディップ法によるコートでは、プライマー３５の厚さがばらつき易いので、プライマー３５の屈折率と封止樹脂部２３の屈折率とが異なると光散乱ロスが大きくなる。したがって、この変形例の場合は、特に、プライマー３５の屈折率と封止樹脂部２３の屈折率とを、特に同等にすることが望ましい。
また、図３Ｂに示すように、上記プライマー３５の少なくとも一部の表面に密着するように封止樹脂部２３を形成することが好ましい。特に、図３Ａ，図３Ｂに示すように、プライマー３５の周囲を囲む側面(壁部２２Ｂの内壁面２２Ｄ)がある場合には、プライマー３５，封止樹脂部２３の順に形成することが好ましい。逆に、封止樹脂部２３の上にプライマー３５を形成すると、封止樹脂部２３に含まれていたガスが抜ける場合に、発光装置(パッケージ)１内から側方へのガスの逃げ場がなく上方向にガスが向かう他ないので、プライマー３５が破壊してしまう恐れがある。このため、プライマー３５を形成してから、封止樹脂部２３を形成することが好ましい。
(第３の実施の形態)
図４Ａは、この発明の第３実施形態に係る発光装置の要部構成例を示す縦断面図である。
図４Ａに示すように、この第３実施形態の発光装置は、リードフレーム４５の第１の部分４５Ａ上にＬＥＤチップ４６がその下部電極と第１の部分４５Ａが電気的に接続されるように搭載されている。このＬＥＤチップ４６は、波長４００ｎｍ以上で５００ｎｍ以下の青色波長領域に主発光ピークを有する青色のＬＥＤチップである。また、上記リードフレーム４５の第２の部分４５Ｂは、上記第１の部分４５Ａと離間して配置され、この第２の部分４５Ｂは金線４７により上記ＬＥＤチップ４６の上部電極に電気的に接続されている。さらに、このリードフレーム４５の第１,第２の部分４５Ａ,４５Ｂは、ＬＥＤチップ４６の周囲を囲みインサート成型により形成された樹脂部４２により固定された構成となっている。また、上記リードフレーム４５の第１の部分４５Ａは、ＬＥＤチップ４６の搭載面から外側に向けて延びており、上記樹脂部４２の基部４２Ａの一端部４８を囲むように形成されている。すなわち、上記第１の部分４５Ａは、基部４２Ａの表面４２Ａ−１，側面４２Ａ−２，裏面４２Ａ−３に亘って折り曲げられ、実装基板などと電気的接続される外部接続端子５１が設けられている。上記基部４２Ａは基板をなす。また、上記リードフレーム４５の第２の部分４５Ｂも、上記第１の部分４５Ａと同様な形状になっている。すなわち、この第２の部分４５Ｂは、ＬＥＤチップ４６の搭載面から外側に向けて延びており、基部４２Ａの他端部４９を囲むように形成されていて、基部４２Ａの表面４２Ａ−４,側面４２Ａ−５,裏面４２Ａ−６に亘って折り曲げられ、実装基板などと電気的に接続される外部接続端子５２が設けられている。また、上記樹脂部４２は、基部４２Ａの両端から突出した壁部４２Ｂ,４２Ｂを有する。
上記リードフレーム４５の第１,第２の部分４５Ａ,４５Ｂは、その表面に、ＬＥＤチップ４６から出射される光の反射性を高めるために表面層(図示しない)が設けられていてもよく、この表面層は、例えば、Ａｇ、または、ＡｇＢｉ系合金、または、ＡｇＮｄ系合金で作製してもよい。また、上記表面層は、Ｐｔ,Ａｕ,Ｃｕ,Ｐｄ,Ｍｇ,Ｔｉ,Ｔａのうちの少なくとも１種の金属を０.５から５.０重量％含有するＡｇ合金で作製されていてもよい。Ａｇの合金を使用した場合、純粋なＡｇよりも光反射率が多少落ちるものの、腐食ガスや水分に対する劣化は少しでも改善される。また、この表面層は、特にＡｇを使用する場合、後述するようにＬＥＤチップ搭載面内でのみプライマーで覆われ、この表面層の劣化対策が施される。このため、上記表面層は、ＬＥＤチップ搭載面内でのみ設けられていることが好ましく、リードフレーム４５の第１,第２の部分４５Ａ,４５Ｂのうちの樹脂部４２の側面,底面に沿って延びて外部に露出する部分には形成されていないことが望ましい。
この第３実施形態では、上記リードフレーム４５の第１,第２の部分４５Ａ,４５Ｂおよび樹脂部４２の基部４２Ａ上に層状のプライマー４０が塗布されている。また、上記プライマー４０，ＬＥＤチップ４６および壁部４２Ｂの内壁面を覆うように封止樹脂部４３が形成されている。この封止樹脂部４３は、上記プライマー４０の表面に密着している。また、この封止樹脂部４３は、青色のＬＥＤチップ４６からの光を波長変換する蛍光体(図示せず)が添加された封止樹脂で作製されている。
また、インサート成型された樹脂部４２としては、光を反射する白色樹脂を採用することが好ましく、この第２実施形態では、ＰＰＡ(ポリフタルアミド)樹脂を採用した。高輝度で使用すると上記第１,第２の部分４５Ａ,４５Ｂの表面に形成した上記ＡｇまたはＡｇ合金製表面層が封止樹脂部４３で吸収される水分と反応して黒化する現象があるが、上記プライマー４０による被覆でもって、上記黒化現象をも防止できる。この樹脂部４２の厚さは、１.４ｍｍとした。
この第３実施形態では、プライマー４０は、ディスペンス法によりアクリル変性樹脂プライマー(Ｘ３３−１９７)を平均厚さが２μｍになるように塗布し乾燥させることで作製されている。また、このプライマー４０は、第１の部分４５Ａの内、青色のＬＥＤチップ４６が直接搭載される部分の周囲に露出した表面を覆うが、ＬＥＤチップ４６を覆わず、第１,第２の部分４５Ａ,４５Ｂから露出した基部４２Ａを覆うようにディスペンス箇所を選んで作製されている。また、このプライマー４０およびＬＥＤチップ４６と壁部４２Ｂを覆う封止樹脂部４３が０.４ｍｍの厚さで形成されている。
この封止樹脂部４３は、シリコーン樹脂中に、青色のＬＥＤチップ４６からの光を波長変換して蛍光を放出する蛍光体(図示せず)が添加されている。この第３実施形態では、上記蛍光体の一例として、Ｃｅ：ＹＡＧ(セリウム付活イットリウムアルミニウムガーネット)のような発光効率が高い平均粒子径６μｍの黄色蛍光体を用いた。この黄色蛍光体は、青色のＬＥＤチップ４６から放出される青色光を吸収して、波長が５５０ｎｍ以上で６００ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する黄色蛍光を放出する。また、上記封止樹脂部４３の表面は、基板をなす基部４２Ａの表面に平行で、ほぼ平坦な表面となっている。具体的には、この第３実施形態の発光装置は、その一例として、例えば、厚さが１.５ｍｍ、横幅が５.０ｍｍ、縦幅が５.０ｍｍである。
次に、図４Ｂに、この第３実施形態の変形例を示す。この変形例は、上記樹脂部４２の壁部４２Ｂの内壁面にＡｇメッキによる金属反射膜４４が形成されている点と、この金属反射膜４４を覆うプライマー５５を有する点とが、上記第３実施形態と異なる。上記金属反射膜４４と壁部４２Ｂとがリフレクタを構成している。なお、上記金属反射膜４４は、Ａｇ、または、ＡｇＢｉ系合金、または、ＡｇＮｄ系合金で作製してもよい。また、上記金属反射膜４４は、Ｐｔ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｔａのうちの少なくとも１種の金属を０.５〜５.０重量％含有するＡｇ合金で作製してもよい。
上記プライマー５５は、上述のプライマー４０と同様に、リードフレーム４５の第１の部分４５Ａの内、青色のＬＥＤチップ４６が直接搭載される部分の周囲に露出した表面を覆うが、ＬＥＤチップ４６を覆わず、リードフレーム４５の第１の部分４５Ａと第２の部分４５Ｂから露出した樹脂部４２の基部４２Ａを覆うようにディスペンス箇所を選んで作製されている。
なお、この変形例では、プライマー５５の形成時に、チップ搭載部以外の第１の部分４５Ａの表面の部分と、リフレクタをなす壁部４２Ｂの内壁面とに別々にプライマーコートを行ってもよい。この場合、プライマー５５の厚さを各所で均一にでき易いという特長がある。
上記第３実施形態およびその変形例においては、薄いプライマー５５と封止樹脂部４３とを組み合わせることで、ガス遮断性および耐熱性ともに優れた構造とすることができる。これにより、リードフレーム４５の第１,第２の部分４５Ａ,４５Ｂや金属反射膜４３をなす銀パターンの黒化を防止し、反射率の低下および光度，色度の低下を防止できる。また、プライマー４０，５５を塗布，乾燥させる工程を、封止樹脂部４３を形成する工程の前に入れる他は、従来と同一プロセスにて作製できる。このため、簡便でコスト増加を抑えた製造工程で作製できる。また、プライマー４０，５５はＬＥＤチップ４６を覆わないので、光の減衰や錯乱がなく、またＬＥＤチップ４６の発熱によるプライマー４０，５５の変色を防ぐことができる。また、プライマー４０，５５の屈折率は、封止樹脂部４３とほぼ同等(いずれも１.４〜１.５)であるので、光透過性にも優れている。また、上記樹脂部４２の基部４２Ａの表面，金属反射膜４４にもプライマー４０，５５が塗布されているので、樹脂部４２，金属反射膜４４と封止樹脂部４３との密着性も高めることができる。
また、図４Ａ，図４Ｂに示すように、封止樹脂部４３がプライマー４０，５５の少なくとも一部の表面に密着するように形成することが好ましい。特に、図４Ａ，図４Ｂに示すように、プライマー４０，５５の周囲を囲む側面(壁部４２Ｂの内壁面)がある場合には、プライマー４０，５５、封止樹脂部４３の順に形成することが好ましい。一方、封止樹脂部４３の上にプライマー４０，５５を形成すると、封止樹脂部４３に含まれていたガスが抜ける場合、発光装置(パッケージ)内から側方へのガスの逃げ場がなく、上方向に向かう他ないので、プライマー４０，５５が破壊してしまう恐れがある。このため、プライマー４０，５５を形成してから、封止樹脂部４３を形成することが好ましい。
(第４の実施の形態)
次に、図５Ａを参照して、この発明の第４実施形態に係る発光装置を説明する。図５Ａは、この第４実施形態に係る発光装置の要部構成を示す縦断面図である。
図５Ａに示すように、この第４実施形態の発光装置は、基板６２上に、配線パターン６５Ａ〜６５Ｄが形成されている。なお、この配線パターン６５Ａ〜６５Ｄは、Ａｇ、または、ＡｇＢｉ系合金、または、ＡｇＮｄ系合金で作製してもよい。また、上記配線パターン６５Ａ〜６５Ｄは、Ｐｔ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｔａのうちの少なくとも１種の金属を０.５から５.０重量％含有するＡｇ合金で作製してもよい。
そして、この配線パターン６５Ａ〜６５Ｄおよびこの配線パターン６５Ａ〜６５Ｄから露出した基板６２の表面上にディップ法により層状のプライマー７０が塗布されている。そのプライマー７０の上に、波長が４００ｎｍ以上で５００ｎｍ以下の青色波長領域に主発光ピークを有する青色のＬＥＤチップ６６，６７，６８が搭載されている。さらに、この青色ＬＥＤチップ６６〜６８およびプライマー７０を覆うように、封止樹脂部６３が形成されている。この封止樹脂部６３は、青色ＬＥＤチップ６６〜６８からの光を波長変換する蛍光体(図示せず)が添加されている。
この第４実施形態では、基板６２として、可視光に対する光反射率が高いアルミナ９６％の基板を用いた。この基板６２の厚さは、１.５ｍｍとした。また、基板６２の表面に形成した配線パターン６５Ａ〜６５Ｄは、Ａｕ/Ｎｉ/ＡｇＰｄで作製されている。また、上記プライマー７０は、上記配線パターン６５Ａ〜６５Ｄを含む基板６２の上面全体に塗布された厚さ５μｍのウレタン樹脂系プライマーである。
また、青色のＬＥＤチップ６６が、アノード側の配線パターン６５Ｂとカソード側の配線パターン６５Ａとの間のプライマー７０上にダイボンドペーストを介して搭載されている。この青色のＬＥＤチップ６６は、アノード側の電極が金ワイヤー７６Ｂによりアノード側の配線パターン６５Ｂに接続され、カソード側の電極が金ワイヤー７６Ａによりカソード側の配線パターン６５Ａに接続されている。
また、青色のＬＥＤチップ６７が、アノード側の配線パターン６５Ｂとカソード側の配線パターン６５Ｃとの間のプライマー７０上にダイボンドペーストを介して搭載されている。この青色のＬＥＤチップ６７は、アノード側の電極が金ワイヤー７７Ａによりアノード側の配線パターン６５Ｂに接続され、カソード側の電極が金ワイヤー７７Ｂによりカソード側の配線パターン６５Ｃに接続されている。
また、青色のＬＥＤチップ６８が、アノード側の配線パターン６５Ｄとカソード側の配線パターン６５Ｃとの間のプライマー７０上にダイボンドペーストを介して搭載されている。この青色のＬＥＤチップ６８は、アノード側の電極が金ワイヤー７８Ｂによりアノード側の配線パターン６５Ｄに接続され、カソード側の電極が金ワイヤー７８Ａによりカソード側の配線パターン６５Ｃに接続されている。
また、この実施形態では、上記３つの青色のＬＥＤチップ６６〜６８が直列に配置されて接続されている。また、この実施形態では、上記ＬＥＤチップ６６と同様の１１個のＬＥＤチップ(図示せず)が図５Ａの紙面奥側に並列に配列され接続されている。また、上記ＬＥＤチップ６７と同様の１１個のＬＥＤチップ(図示せず)が図５Ａの紙面奥側に並列に配列され接続されている。また、上記ＬＥＤチップ６８と同様の１１個のＬＥＤチップ(図示せず)が図５Ａの紙面奥側に並列に配列され接続されている。
なお、この実施形態では、上記ＬＥＤチップ６６〜６８を含む各ＬＥＤチップは、上記プライマー７０が形成された状態で、ダイボンドおよびワイヤボンドが行われる。また、図５Ａにおいて、両端の配線パターン６５Ａ，６５Ｄは延在して外部接続電極をなす。
なお、上述の如く、上記ＬＥＤチップ６６〜６８を含む各ＬＥＤチップの基板６２への搭載は、ダイボンドペーストを介して行っているが、プライマー７０の粘度，密着性を適宜チューニングし、プライマー７０を硬化させる前に上記各ＬＥＤチップを基板６２に搭載すればプライマー７０をダイボンドペーストの代わりに使用することが可能となる。
上記各ＬＥＤチップおよびプライマー７０の上から、メチルシリコーン樹脂により０.４ｍｍの厚さで樹脂封止する封止樹脂部６３が形成されている。この封止樹脂部６３は、テフロン（登録商標）製のダムシート(図示せず)を基板６２に貼り付けて封止樹脂を注入して硬化させた後、上記ダムシート除去することで作製される。この封止樹脂部６３をなすシリコーン樹脂中には、青色のＬＥＤチップ６６〜６８からの光を波長変換して蛍光を放出する蛍光体(図示せず)が添加されている。上記封止樹脂部６３は上記プライマー７０に密着している。
また、この第４実施形態では、上記蛍光体の粒子は、平均粒子径５μｍのユーロピウム付活純窒化物蛍光体((Ｓｒ・Ｃａ)ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ)からなる赤色蛍光体、および、ユ−ロピウム付活蛍光体((Ｓｉ・Ａｌ)６(Ｏ・Ｎ)８：Ｅｕ)からなる緑色蛍光体である。この赤色蛍光体は、青色のＬＥＤチップ６６〜６８からの光を波長変換して、波長が６００ｎｍ以上で７５０ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する赤色蛍光を放出する。また、上記緑色蛍光体は、波長が４９０ｎｍ以上で６００ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する緑色蛍光を放出する。
上記封止樹脂部６３の表面は、基板６２の表面に平行であり、ほぼ平坦な表面となっている。具体的には、この第４実施形態の発光装置は、その一例として、例えば、厚さが１.５ｍｍ、横幅が１８.０ｍｍ、縦幅が１８.０ｍｍである。
次に、上記第４実施形態の変形例を、図５Ｂに示す。この変形例では、基板６２の表面にＡｇメッキによる金属反射膜７３が形成されている。なお、この金属反射膜７３は、Ａｇ、または、ＡｇＢｉ系合金、または、ＡｇＮｄ系合金で作製してもよい。また、この金属反射膜７３は、Ｐｔ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｔａのうちの少なくとも１種の金属を０.５〜５.０重量％含有するＡｇ合金で作製してもよい。
そして、この金属反射膜７３上を覆うように、６０μｍの厚さでプライマー７８が塗布されている。さらに、このプライマー７８上に、Ａｕ/Ｎｉ/Ｗ配線パターン７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃ，７５Ｄが形成されている。上記プライマー７８は、金属反射膜７３と各配線パターン７５Ａ〜７５Ｄとの絶縁層として機能している。
そして、青色のＬＥＤチップ６６が、アノード側の配線パターン７５Ｂとカソード側の配線パターン７５Ａとの間のプライマー７８上にダイボンドペーストを介して搭載されている。この青色のＬＥＤチップ６６は、アノード側の電極が金ワイヤー７６Ｂによりアノード側の配線パターン７５Ｂに接続され、カソード側の電極が金ワイヤー７６Ａによりカソード側の配線パターン７５Ａに接続されている。
また、青色のＬＥＤチップ６７が、アノード側の配線パターン７５Ｂとカソード側の配線パターン７５Ｃとの間のプライマー７８上にダイボンドペーストを介して搭載されている。この青色のＬＥＤチップ６７は、アノード側の電極が金ワイヤー７７Ａによりアノード側の配線パターン７５Ｂに接続され、カソード側の電極が金ワイヤー７７Ｂによりカソード側の配線パターン７５Ｃに接続されている。
また、青色のＬＥＤチップ６８が、アノード側の配線パターン７５Ｄとカソード側の配線パターン７５Ｃとの間のプライマー７８上にダイボンドペーストを介して搭載されている。この青色のＬＥＤチップ６８は、アノード側の電極が金ワイヤー７８Ｂによりアノード側の配線パターン７５Ｄに接続され、カソード側の電極が金ワイヤー７８Ａによりカソード側の配線パターン７５Ｃに接続されている。
そして、この変形例では、前述の第４実施形態の封止樹脂部６３と同様にして形成された封止樹脂部７９を有する。なお、図５Ｂにおいて、両端の配線パターン７５Ａ，７５Ｄは延在して外部接続電極をなす。また、この変形例において、上記プライマー７８で上記基板６２の上面だけでなく全面を覆ってもよい。
上記第４実施形態とその変形例では、薄いプライマー７０，７８と封止樹脂部６３，７９とを組み合わせることで、ガス遮断性および耐熱性ともに優れた構造とすることができる。これにより、配線パターン６５Ａ〜６５Ｄ，７５Ａ〜７５Ｄの土台であるＡｇＰｄ、もしくは、金属反射膜７３の部分のＡｇ腐食を防止でき、信頼性の低下および光度，色度の低下を防止できる。また、この第４実施形態，変形例では、プライマー７０，７８の塗布，乾燥の工程が、ダイボンド工程もしくは配線パターン形成工程の前に入る他は、従来と同一プロセスにて作製できる。よって、簡便でコスト増加を抑えた工程で製造可能である。また、プライマー７０，７８の屈折率は、封止樹脂部６３，７９とほぼ同等(いずれも１.４〜１.５)であり、また光透過性にも優れている。また、各ＬＥＤチップの上面にはプライマー７０，７８が塗布されていないので、光の減衰や錯乱がなく、安定した特性が得られる。
(第５の実施の形態)
次に、図６を参照して、この発明の第５実施形態に係る発光装置を説明する。図６は、この第５実施形態に係る発光装置の要部構成例を示す縦断面図である。
図６に示すように、この第５実施形態の発光装置では、基板８２上に搭載された複数の発光ユニット８１を備えている。この発光ユニット８１は、０．３ｍｍ厚のアルミナ基板の上に形成された樹脂封止部によって０．３ｍｍの厚さで樹脂封止されている。
各発光ユニット８１は、波長４００ｎｍ以上かつ５００ｎｍ以下の青色波長領域に主発光ピークを有する青色のＬＥＤチップ８６を有する。この青色ＬＥＤチップ８６は、基板８２上に搭載されている。図６に示すように、上記基板８２の上面のうちの上記青色ＬＥＤチップ８６が搭載されている領域以外の領域には、０.５μｍの厚さのエポキシ樹脂系のプライマー９０が塗布されている。
また、上記プライマー９０上には各青色ＬＥＤチップ８６を囲むようにリフレクタ部材９３が貼り付けられている。このリフレクタ部材９３は、Ａｇメッキをされた反射面９３Ａを有し、この反射面９３Ａの周囲はあらかじめアクリル系樹脂のプライマー９４でディップコートされている。また、このリフレクタ部材９３，プライマー９０，ＬＥＤチップ８６を覆うように封止樹脂部８３が形成されている。この封止樹脂部８３は、蛍光体が添加された封止樹脂からなり、ＬＥＤチップ８６を樹脂封止している。なお、上記蛍光体は黄色に発光する蛍光体としてもよい。また、上記封止樹脂が蛍光体を含んでおらず、ＲＧＢの各色のＬＥＤチップと、蛍光体を含んでいない封止樹脂部との組み合わせとしてもよい。
なお、この第５実施形態では、基板８２として、ガラエポ(ガラスエポキシ)プリント基板を用いた。また、この基板８２の厚さは、１.０ｍｍとした。この基板８２の表面には図示しないＣｕ配線パターンが形成されている。このＣｕ配線パターン上に、上記発光ユニット８１が搭載されている。また、上記封止樹脂部８３はレンズ形状であっても構わない。また、上述のリフレクタ部材９３は、金属ブロックの表面にＡｇメッキを行ったものでも構わない。
この第５実施形態では、薄いプライマー９０と封止樹脂部８３とを組み合わせることで、ガス遮断性および耐熱性ともに優れた構造とすることができる。これにより、上記Ｃｕ配線パターン(図示せず)のＣｕ黒化を防止でき、信頼性の低下および光度，色度の低下を防止できる。また、この第５実施形態では、ＬＥＤチップ８６の搭載部以外の基板８２の全面にプライマー９０を塗布していることから、簡便でコスト増加を抑えた工程で製造可能となっている。
また、この第５実施形態では、ＬＥＤチップの周囲の基板８２全面にプライマー９０が塗布されているから、基板全体のガス遮断性(耐ハロゲン性)を高めることができる。よって、車載用およびバックライト用ＬＥＤ装置として好適に用られる。また、各発光ユニット８１のリフレクタ部材９３へのプライマーコートを個々別々に行うので、各リフレクタ部材９３におけるプライマーの厚さを均一にできるという利点がある。また、プライマー９０，９４の屈折率は、封止樹脂部８３とほぼ同等(いずれも１.４〜１.５)であり、また光透過性にも優れている。また、封止樹脂部８３にはプライマーが塗布されていないので、光の減衰や錯乱を起こすことなく光が透過し封止樹脂部中に含まれたガスが爆発する心配もない。
なお、上記第１〜第５実施形態において、上記封止樹脂部の熱膨張係数と上記プライマーの熱膨張係数とはほぼ等しいことが望ましい。この場合は、熱の影響で封止樹脂とプライマーとの密着性が損なわれることを回避できる。
この発明の第１実施形態の発光装置の要部構成を示す縦断面図である。 上記第１実施形態の発光装置の製造工程を説明するための模式的な断面図である。 上記第１実施形態の発光装置の製造工程を説明するための模式的な断面図である。 上記第１実施形態の発光装置の製造工程を説明するための模式的な断面図である。 上記第１実施形態の発光装置の製造工程を説明するための模式的な断面図である。 上記第１実施形態の発光装置の製造工程を説明するための模式的な断面図である。 この発明の第２実施形態の発光装置の要部構成を示す縦断面図である。 上記第２実施形態の発光装置の変形例を示す縦断面図である。 この発明の第３実施形態の発光装置の要部構成を示す縦断面図である。 上記第３実施形態の発光装置の変形例を示す縦断面図である。 この発明の第４実施形態の発光装置の要部構成を示す縦断面図である。 上記第４実施形態の発光装置の変形例を示す縦断面図である。 この発明の第５実施形態の発光装置の要部構成を示す縦断面図である。
符号の説明
１，２１ 発光装置
２，６２，８２ 基板
３，２３，４３，６３，７９，８３ 封止樹脂部
３ａ 液状シリコーン樹脂
５Ａ，５Ｂ，２５Ａ，６５Ａ〜６５Ｄ，７５Ａ〜７５Ｄ 配線パターン
６，２６，４６，６６〜６８，８６ ＬＥＤチップ
７，２７，４７，７６Ａ，７６Ｂ，７７Ａ，７７Ｂ ボンディングワイヤ
８Ａ，８Ｂ 外部接続電極
３１，３２，５１，５２ 外部接続端子
９Ａ，９Ｂ 貫通導電層
１０，３０，３５，５５，７０，７８，９０，９４ プライマー
１１ ダムシート
１２ 金型
２２，４２ 樹脂部
２２Ａ，４２Ａ 基部
２２Ｂ，４２Ｂ 壁部
２５，４５ リードフレーム
２５Ａ，４５Ａ 第１の部分
２５Ｂ，４５Ｂ 第２の部分
３３，４４，７３ 金属反射膜
８１ 発光ユニット
９３ リフレクタ部材
９３Ａ 反射面

Claims (28)

  1. 基板と、
    上記基板の表面に形成された金属部と、
    上記基板上に搭載されたＬＥＤチップと、
    上記金属部の少なくとも一部を覆う樹脂製のプライマーと、
    上記ＬＥＤチップと上記プライマーの少なくとも一部とを覆って上記ＬＥＤチップを封止する封止樹脂部とを備え、
    上記プライマーは、上記封止樹脂部よりもガス遮断性が高い樹脂で作製されていることを特徴とする発光装置。
  2. 請求項１に記載の発光装置において、
    上記プライマーは層状であることを特徴とする発光装置。
  3. 請求項１または２に記載の発光装置において、
    上記プライマーは、アクリル系樹脂で作製されていることを特徴とする発光装置。
  4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の発光装置において、
    上記金属部は、配線パターンを含むことを特徴とする発光装置。
  5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の発光装置において、
    上記金属部は、リ−ドフレームを含むことを特徴とする発光装置。
  6. 請求項１から５のいずれか１つに記載の発光装置において、
    上記金属部は、金属反射膜を含むことを特徴とする発光装置。
  7. 請求項４から６のいずれか１つに記載の発光装置において、
    上記金属部の表面は、Ａｇ、または、ＡｇＢｉ系合金、または、ＡｇＮｄ系合金、または、Ｐｔ,Ａｕ,Ｃｕ,Ｐｄ,Ｍｇ,Ｔｉ,Ｔａのうちの少なくとも１種の金属を０.５から５.０重量％含有するＡｇ合金のいずれかからなることを特徴とする発光装置。
  8. 請求項１から７のいずれか１つに記載の発光装置において、
    上記基板は、光反射性のある樹脂、金属、セラミックのいずれかで作製されていることを特徴とする発光装置。
  9. 請求項１から８のいずれか１つに記載の発光装置において、
    上記ＬＥＤチップは、少なくとも上面が上記樹脂製のプライマーから露出していることを特徴とする発光装置。
  10. 請求項１から８のいずれか１つに記載の発光装置において、
    上記ＬＥＤチップは、上面および側面が上記樹脂製のプライマーで覆われていることを特徴とする発光装置。
  11. 請求項１から１０のいずれか１つに記載の発光装置において、
    上記プライマーは、上記基板の上面を覆っていることを特徴とする発光装置。
  12. 請求項１から１１のいずれか１つに記載の発光装置において、
    上記プライマーは、上記基板の全面を覆っていることを特徴とする発光装置。
  13. 請求項１から１２のいずれか１つに記載の発光装置において、
    上記プライマーは、上記基板の上面を覆い、上記基板の上面を覆うプライマー上に上記ＬＥＤチップが載置されていることを特徴とする発光装置。
  14. 請求項６から１３のいずれか１つに記載の発光装置において、
    上記金属反射膜は上記基板上に形成され、
    上記プライマーは上記金属反射膜上に形成され、
    上記配線パターンは上記プライマー上に形成されていることを特徴とする発光装置。
  15. 請求項１から１４のいずれか１つに記載の発光装置において、
    上記プライマーの厚さは０.０１μｍから１００μｍであることを特徴とする発光装置。
  16. 請求項１から１５のいずれか１つに記載の発光装置において、
    上記封止樹脂部は、上記プライマーの少なくとも一部の表面に密着していることを特徴とする発光装置。
  17. 請求項１から１６のいずれか１つに記載の発光装置において、
    上記ＬＥＤチップは、上記基板の凹部内に配置され、
    上記プライマーは、上記基板の凹部底面を覆い、
    上記封止樹脂部は、上記プライマーの表面に密着していると共に上記ＬＥＤチップを封止しており、
    さらに、上記プライマーは、露出していないことを特徴とする発光装置。
  18. 請求項１から１７のいずれか１つに記載の発光装置において、
    上記封止樹脂部は、シリコーン樹脂からなることを特徴とする発光装置。
  19. 請求項１から１８のいずれか１つに記載の発光装置において、
    上記封止樹脂部は、蛍光体を含んでいることを特徴とする発光装置。
  20. 請求項１から１９のいずれか１つに記載の発光装置において、
    上記封止樹脂部の屈折率と上記プライマーの屈折率はいずれも１.２から１.８の間にあり、ほぼ等しいことを特徴とする発光装置。
  21. 請求項１から２０のいずれか１つに記載の発光装置において、
    上記ＬＥＤチップの周囲に配置されていると共に上記ＬＥＤチップが発する光を反射するリフレクタを備えていることを特徴とする発光装置。
  22. 請求項２１に記載の発光装置において、
    上記リフレクタと上記基板とは、同一基材からなることを特徴とする発光装置。
  23. 請求項２１または２２に記載の発光装置において、
    上記リフレクタの表面は、Ａｇ、または、ＡｇＢｉ系合金、または、ＡｇＮｄ系合金、または、Ｐｔ,Ａｕ,Ｃｕ,Ｐｄ,Ｍｇ,Ｔｉ,Ｔａのうちの少なくとも１種の金属を０.５〜５.０重量％含有するＡｇ合金のいずれかからなることを特徴とする発光装置。
  24. 請求項２１から２３のいずれか１つに記載の発光装置において、
    上記プライマーが上記リフレクタの表面を覆っていることを特徴とする発光装置。
  25. 請求項２４に記載の発光装置を製造する方法であって、
    上記リフレクタの表面に上記プライマーを塗布してから、上記リフレクタを上記ＬＥＤチップの周囲に載置することを特徴とする発光装置の製造方法。
  26. 表面に金属部が形成されていると共にＬＥＤチップを搭載した基板上に樹脂製プライマーを上記金属部の少なくとも一部を覆うように塗布し、
    上記ＬＥＤチップと上記樹脂製プライマーの少なくとも一部を封止樹脂で覆い、上記封止樹脂を硬化させて封止樹脂部を形成し、
    上記プライマーは上記封止樹脂部よりもガス遮断性が高い樹脂で作製されていることを特徴とする発光装置の製造方法。
  27. 請求項１から２４のいずれか１つに記載の発光装置を、上記プライマーと同じ樹脂材料で作製されたプライマーを塗布したプリント基板に実装することを特徴とする発光装置の実装方法。
  28. 請求項１から２４のいずれか１つに記載の発光装置において、
    上記封止樹脂部の熱膨張係数と上記プライマーの熱膨張係数はほぼ等しいことを特徴とする発光装置。
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