JP2010034325A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】リードフレームとパッケージとの密着性をより強くし、リードフレームとパッケージとの界面剥離を防止しつつ、且つ発光素子からの光によるパッケージの変色防止、発光素子から発生した熱を効率よく放熱できる発光装置を提供する事を目的とする。
【解決手段】側面と底面を備えた開口部を有するパッケージと、開口部の底面に露出されたリードフレームと、を備えた発光装置であって、リードフレームは、開口部の側面に、屈曲された反射部を有し、該反射部の内壁面の一部がパッケージの内部に位置する事を特徴とする。
本発明によればリードフレームとパッケージとの密着性をより強くし、リードフレームとパッケージとの界面剥離を防止しつつ、且つ発光素子からの光によるパッケージの変色防止、発光素子から発生した熱を効率よく放熱できる発光装置を提供する事を目的とする。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】側面と底面を備えた開口部を有するパッケージと、開口部の底面に露出されたリードフレームと、を備えた発光装置であって、リードフレームは、開口部の側面に、屈曲された反射部を有し、該反射部の内壁面の一部がパッケージの内部に位置する事を特徴とする。
本発明によればリードフレームとパッケージとの密着性をより強くし、リードフレームとパッケージとの界面剥離を防止しつつ、且つ発光素子からの光によるパッケージの変色防止、発光素子から発生した熱を効率よく放熱できる発光装置を提供する事を目的とする。
【選択図】図１Ａ
Description
本発明は、発光素子を用いた発光装置に関し、特に液晶ディスプレイのバックライト等に用いられる薄型の発光装置に関する。
近年、高輝度、高出力の発光素子及び小型の発光装置が開発され種々の分野に利用されている。このような発光装置は、小型、低消費電力や軽量等の特徴を生かして、例えば、携帯電話及び液晶バックライトの光源、各種メータの光源及び各種読み取りセンサ等に利用されている。
例えば、バックライトに用いられる光源は、パッケージの開口部に発光素子が載置され、この発光素子を覆うように蛍光体を含む透光性樹脂を充填することにより構成される。
このような従来の光源（発光装置）のパッケージに用いられる樹脂は耐光性が低い。そのため、発光素子から開口部の側面に向けて出射された光により、開口部の側面が変色する事で、光効率が減少する。それに伴い、製品寿命が短くなるという問題があった。
また、従来の発光装置は、パッケージに用いられる樹脂の耐熱性が低いため、発光素子から発生した熱によって、パッケージが変形したり、変色したりするという問題があった。
このような従来の光源（発光装置）のパッケージに用いられる樹脂は耐光性が低い。そのため、発光素子から開口部の側面に向けて出射された光により、開口部の側面が変色する事で、光効率が減少する。それに伴い、製品寿命が短くなるという問題があった。
また、従来の発光装置は、パッケージに用いられる樹脂の耐熱性が低いため、発光素子から発生した熱によって、パッケージが変形したり、変色したりするという問題があった。
そのために、例えば図４に示したように、リードフレーム４００の一部を屈曲し、パッケージの変色の顕著であった部分を羽根部４０１、４０３で覆って、発光素子からの光による変色防止、発光素子から発生した熱を放熱している（例えば特許文献１）。
しかし、図４に示した形態では、上記の問題を解決できるが、羽根部４０１、４０３の上端面４０６をパッケージ４０５により覆ったのみでは、金属である羽根部４０１、４０３とパッケージ４０５との熱膨張率の違いにより、羽根部とパッケージとの界面において、剥離する懸念がある。
そこで、リードフレームとパッケージとの密着性をより強くし、リードフレームとパッケージとの界面剥離を防止しつつ、且つ発光素子からの光によるパッケージの変色防止、発光素子から発生した熱を効率よく放熱できる発光装置を提供する事を目的とする。
以上の目的を達成するために、本発明は、側面と底面を備えた開口部を有するパッケージと、前記底面に露出されたリードフレームと、を備えた発光装置であって、前記リードフレームは、前記側面に、屈曲された反射部を有し、該反射部の内壁面の一部が前記パッケージの内部に位置する事を特徴とする。
このような構成により形成された発光装置は、発光素子からの光は、反射率の高い反射部により反射され、パッケージが変色するのを防止することができる。また、反射部の内壁面の一部が、パッケージの内部にあることで、反射部とパッケージとの密着力がより強化できる。従って、反射部とパッケージとの界面において、剥離するのを防止する事が可能となる。
このような構成により形成された発光装置は、発光素子からの光は、反射率の高い反射部により反射され、パッケージが変色するのを防止することができる。また、反射部の内壁面の一部が、パッケージの内部にあることで、反射部とパッケージとの密着力がより強化できる。従って、反射部とパッケージとの界面において、剥離するのを防止する事が可能となる。
また、本発明において、前記開口部の側面は、前記内壁面の一部を覆う部分よりも前記開口部の上面側において、前記底面に対する傾斜角が、前記反射部の前記底面に対する傾斜角より小さい面を有する事が好ましい。
このような構成により、開口部上面側において、発光素子からの光が直接当たらないようにする事ができ、よりパッケージの変色を防止する事ができる。
このような構成により、開口部上面側において、発光素子からの光が直接当たらないようにする事ができ、よりパッケージの変色を防止する事ができる。
また、本発明において、前記開口部内に蛍光体を含む封止部材を有し、前記蛍光体は、少なくとも前記内壁面の一部を覆う部分よりも前記底面側に配置される事が好ましい。
このような構成により、蛍光体より発生した熱を反射部及び開口部の底面に露出されたリードフレームを通して外部へと放熱する事が可能となる。
このような構成により、蛍光体より発生した熱を反射部及び開口部の底面に露出されたリードフレームを通して外部へと放熱する事が可能となる。
本発明によれば、リードフレームの一部を屈曲した反射部とパッケージとの密着性をより強くでき、反射部とパッケージとの界面において剥離するのを防止しつつ、発光素子からの光によるパッケージの変色防止、発光素子及び蛍光体から発生した熱を効率よく放熱できる発光装置を提供する事ができる。
本発明を実施するための最良の形態を、以下に図面を参照しながら説明する。但し、以下に示す形態は、一例であって、本発明は、発光装置を以下の発光装置に限定するものではない。さらに、以下の説明において、同一の名称、符号については同一若しくは同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略する。
図１Ａは、本発明の発光装置を示す斜視図である。図１Ｂは、本発明の発光装置のリードフレームの斜視図である。図１Ｃは、図１ＡのＡ−Ａ断面図である。図１Ｄは、図１Ｃの一部拡大図である。図１Ｅは、図１Ｂの一部拡大図である。図２Ａは、本発明の他の発光装置を示す正面図である。図２Ｂは、図２Ａの背面図である。図２Ｃは、図２Ａの平面図である。図２Ｅは、図２Ａの右側面図である。図２Ｄは、図２Ａの底面図である。図２Ｆは、図２Ａの左側面図である。図２Ｇは、図１Ａを斜め上から見た斜視図である。図２Ｈは、図２Ａを斜め後ろから見た斜視図である。図２Ｉは、図２ＡのＡ−Ａ断面図である。図２Ｊは、図２Ａの封止部材を斜線で示した正面図である。図２Ｋは、図２Ａの封止部材が充填されていない状態を示した正面図である。そして、図３Ａ〜図３Ｆは、本発明の発光装置の製造方法を示す概略断面図である。
本発明の発光装置１は、図１に示したように、側面と底面を備えた開口部２を有するパッケージ４と、開口部２の底面７に露出されたリードフレーム６とを有する発光装置である。本発明において、リードフレーム６は、開口部の側面に、屈曲された反射部８を有し、反射部８の内壁面１０の一部がパッケージ４の内部に位置する。
ここで、反射部８において、内壁面１０は、主として発光素子から出射された光を反射する面であり、開口部の側面において露出される側の面を言う。
ここで、反射部８において、内壁面１０は、主として発光素子から出射された光を反射する面であり、開口部の側面において露出される側の面を言う。
（開口部２）
開口部２は、パッケージ４に形成される。開口部２の底面７には、露出されたリードフレーム６を有する。
開口部２は、パッケージ４に形成される。開口部２の底面７には、露出されたリードフレーム６を有する。
本発明では、開口部の形状は、長方形状であり、開口部の発光素子に近い方の側面において、反射部の内壁面を覆う部分をその他の部分より肉厚に形成され、開口部の発光素子に遠い方の側面は略同じ肉厚に形成されてある。しかし、特に限定されるものではなく、開口部の底面に電気的な接続をとるリードフレーム６の一部表面を露出するものであれば、開口部の形状が、円、楕円、三角、四角又はこれらに近似する形状等いずれでもよい。
また、開口部２の深さは、載置する発光素子１２の数、ボンディング方法によって適宜調整することができる。開口部２の大きさは、より広配光を得るため、大きい方が好ましい。なお、この開口部２の底面及び／又は側面は、エンボス加工又はプラズマ処理などで、接着表面積を増加させ、封止部材との密着性を向上させる事が好ましい。
また、開口部２の深さは、載置する発光素子１２の数、ボンディング方法によって適宜調整することができる。開口部２の大きさは、より広配光を得るため、大きい方が好ましい。なお、この開口部２の底面及び／又は側面は、エンボス加工又はプラズマ処理などで、接着表面積を増加させ、封止部材との密着性を向上させる事が好ましい。
本実施形態において、図１に示すように、開口部の側面に、屈曲された反射部８を有し、反射部８の内壁面１０の一部はパッケージ４の内部に位置する。
これにより、発光素子からの光を反射率の高い反射部８の内壁面１０で反射し、効率よく光を取り出すことができる。それと共に、開口部の側面は金属材料より形成された反射部８が形成されるため、発光素子１２から出射された光によるパッケージ４の変色を防止する事ができる。また、反射部８の内壁面１０の一部がパッケージ４の内部に位置する事により、パッケージと反射部との密着力を強化する事ができ、パッケージと反射部との界面において、剥離するのを防止する事ができる。
これにより、発光素子からの光を反射率の高い反射部８の内壁面１０で反射し、効率よく光を取り出すことができる。それと共に、開口部の側面は金属材料より形成された反射部８が形成されるため、発光素子１２から出射された光によるパッケージ４の変色を防止する事ができる。また、反射部８の内壁面１０の一部がパッケージ４の内部に位置する事により、パッケージと反射部との密着力を強化する事ができ、パッケージと反射部との界面において、剥離するのを防止する事ができる。
内壁面１０は、内壁面の上端から内壁面全面の１０％以上であり、発光素子の高さより上までパッケージにより覆われる事が好ましいく、内壁面全面の一部でも、パッケージにより覆われる事がより好ましい。
これにより、反射部とパッケージとの密着力を上げることができ、反射部とパッケージとの界面において剥離するのを防止する事が可能となる。
なお、内壁面１０は、パッケージにより全て覆われてしまうと、開口部の側面は、耐光性の低いパッケージ成型材料により覆われる事となり、発光素子からの光による劣化を防げない。
これにより、反射部とパッケージとの密着力を上げることができ、反射部とパッケージとの界面において剥離するのを防止する事が可能となる。
なお、内壁面１０は、パッケージにより全て覆われてしまうと、開口部の側面は、耐光性の低いパッケージ成型材料により覆われる事となり、発光素子からの光による劣化を防げない。
また、図１に示すように、反射部８の内壁面１０と隣接する上面２４と、上面２４と隣接し、且つ内壁面１０と対向する外壁面２６はパッケージにより各々全面を覆われる事が好ましい。
これにより、パッケージと反射部との密着性を強化でき、パッケージと反射部との界面において、剥離する事を防止する事ができる。
これにより、パッケージと反射部との密着性を強化でき、パッケージと反射部との界面において、剥離する事を防止する事ができる。
また、図１Ｄに示すように、開口部２の側面は、内壁面１０の一部を覆う部分(以下、係止部とも言う)よりも開口部の上面側において、開口部２の底面に対する傾斜角θ１が、反射部８の開口部２の底面に対する傾斜角θ２より小さい面１６（以下、傾斜面とも言う）を有することが好ましい。これにより、開口部の上面側において、発光素子からの光が直接当たらないようにする事ができ、よりパッケージの変色を防止する事ができる。
傾斜面１６の開口部の底面に対する傾斜角θ１は３０度〜９０度が好ましい。そして、反射部８の開口部の底面に対する傾斜角θ２は、６０度〜９０度が好ましい。これにより、発光素子からの光を直接当たることなく、内壁面１０を支持する事ができる。
なお、傾斜面は少なくとも一面有していればよく複数面有していても良い。
傾斜面１６の開口部の底面に対する傾斜角θ１は３０度〜９０度が好ましい。そして、反射部８の開口部の底面に対する傾斜角θ２は、６０度〜９０度が好ましい。これにより、発光素子からの光を直接当たることなく、内壁面１０を支持する事ができる。
なお、傾斜面は少なくとも一面有していればよく複数面有していても良い。
（パッケージ４）
本発明におけるパッケージ４は、図１に示すように、開口部２を有し、開口部２の底面にリードフレーム６を有する。さらに、パッケージ４は、発光素子１２が載置されるリードフレーム６を固定保持する支持体として働き、発光素子１２を外部環境から保護する機能も有する。
本発明におけるパッケージ４は、図１に示すように、開口部２を有し、開口部２の底面にリードフレーム６を有する。さらに、パッケージ４は、発光素子１２が載置されるリードフレーム６を固定保持する支持体として働き、発光素子１２を外部環境から保護する機能も有する。
本発明で用いられるパッケージの成形材料は特に限定されず、液晶ポリマー、ポリフタルアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等、従来から知られているあらゆる熱可塑性樹脂を用いることができる。特に、ポリフタルアミド樹脂のように高融点結晶が含有されてなる半結晶性ポリマー樹脂を用いると、表面エネルギーが大きく、開口内部に設けることができる封止部材や後付することができる導光板等との密着性が良好なパッケージが得られる。これにより、封止部材を充填し硬化する工程において、冷却過程でのパッケージと封止部材との界面に剥離が発生することを抑制することができる。また、発光素子からの光を効率よく反射させるために、パッケージ成形部材中に酸化チタンなどの白色顔料などを混合させることができる。
パッケージ４の正面は面一でなくてもよく、段差部を有するものであってもよい。なお、本発明では、図１Ａに示すように、パッケージ４の正面は段差部を有している。
パッケージ４の正面は面一でなくてもよく、段差部を有するものであってもよい。なお、本発明では、図１Ａに示すように、パッケージ４の正面は段差部を有している。
（反射部８）
反射部８は、リードフレームの一部であり、開口部の側面に、屈曲して形成されている。反射部８は、内壁面１０と、内壁面と隣接する上面２４と、上面２４と隣接し、且つ内壁面１０と対向する外壁面２６と、を有する。そして、反射部８の上面２４及び外壁面２６は、パッケージにより各々全面を覆われ、内壁面１０の一部は、パッケージ４の内部に位置する。
反射部８は、リードフレームの一部であり、開口部の側面に、屈曲して形成されている。反射部８は、内壁面１０と、内壁面と隣接する上面２４と、上面２４と隣接し、且つ内壁面１０と対向する外壁面２６と、を有する。そして、反射部８の上面２４及び外壁面２６は、パッケージにより各々全面を覆われ、内壁面１０の一部は、パッケージ４の内部に位置する。
本発明において、反射部８は、発光素子を挟むように、且つ発光素子からの光により変色されやすい、発光素子に最も近い両側面に形成される。
これにより、パッケージ両側面において、発光素子からの光による劣化されやすい部分を反射部により覆う事ができるため、パッケージの劣化を防止する事が可能となる。
これにより、パッケージ両側面において、発光素子からの光による劣化されやすい部分を反射部により覆う事ができるため、パッケージの劣化を防止する事が可能となる。
反射部８は、少なくも1つ形成されればよいが、２つ設けられるのが好ましい。２つ設ける場合、発光素子１２に対して角度、幅、高さ等対称に形成される事が好ましい。反射部８を発光素子に対して対称に形成すると、対称性を有する配光を得ることが可能となる。
また、反射部８は、発光素子に対して対称/若しくは非対称に２つ以上形成する事もできる。
また、反射部８は、発光素子に対して対称/若しくは非対称に２つ以上形成する事もできる。
また、反射部８の外壁面２６に溝若しくは凹凸を設けてパッケージと反射部８とが接触する表面積を多くする事が好ましい。これにより、よりパッケージと反射部との密着性を上げる事が可能となり、パッケージと反射部との界面において剥離する問題を解決する事が可能となる。
また、内壁面１０の上面２４側に切欠き又は溝を設けて、その切欠き又は溝がパッケージにより覆われる事が好ましい。これにより、パッケージ４と反射部８とが接触する表面積を多くする事が可能となり、よりパッケージと反射部との密着性が上がり、パッケージと反射部との界面において剥離する問題を解決する事が可能となる。
図１に示したように、反射部８の幅Ｗ１は、発光素子の幅Ｗ２に対して、１００％以上が好ましい。これにより、発光素子からの光によるパッケージの変色されやすい箇所を反射部により覆うことができるため、パッケージの変色を防止する事が可能となる。
また、反射部の高さＨ１は、パッケージの高さＨ２に対して、５０％〜９０％程度、別の観点から、発光素子の高さＨ３に対して、１００％以上が好ましい。これにより、発光素子からの光によるパッケージの変色されやすい箇所を反射部により覆うため、パッケージの変色を防止する事ができる。
また、反射部の厚さＴ１は、リードフレームの反射部以外の部分の厚さと略同じにする事が好ましいが、リードフレームの反射部以外の部分の厚さより薄くする事がより好ましい。反射部の厚さＴ１を、それ以外のリードフレームの厚さよりも薄くすると、リードフレームの一部を屈曲した反射部を形成する際に、屈曲しやすくなると共に成形しやすくなる。
また、図１Ｄに示すように、内壁面の開口部の底面に対する傾斜角θ２は、６０度〜９０度が好ましい。これにより、所望の配光特性を実現しつつ、内壁面により、発光素子からの光を反射する事で、パッケージの変色を防止する事ができる。
(リードフレーム６)
リードフレーム６は、発光素子と電気的に接続するための電極である。
本発明のリードフレーム６は、前述したように、開口部２の側面に、屈曲された反射部８を有する。
リードフレーム６は、発光素子と電気的に接続するための電極である。
本発明のリードフレーム６は、前述したように、開口部２の側面に、屈曲された反射部８を有する。
リードフレームは、実質的に板状であればよく、波形板状を有する板状であってもよい。その膜厚は均一であってもよいし、部分的に厚膜又は薄膜であってもよい。材料は特に限定されず、熱伝導率の比較的大きな材料で形成することが好ましい。このような材料で形成することにより、発光素子で発生する熱を効率的に逃がすことができる。例えば、２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度以上の熱伝導率を有しているもの、比較的大きい機械的強度を有するもの、あるいは打ち抜きプレス加工又はエッチング加工等が容易な材料が好ましい。具体的には、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル等の金属又は鉄−ニッケル合金、燐青銅等の合金等が挙げられる。また、リードフレームの表面には、搭載される発光素子からの光を効率よく取り出すために反射メッキが施されていることが好ましい。
また、図１Ａに示すように、開口部２の底面のリードフレーム６に切欠き９を設けて、開口部の底面において、パッケージが露出するようにする事が好ましい。これにより、開口部に充填される後述する封止部材とパッケージとの密着性が向上する。封止部材とパッケージとの密着性が良いと、発光装置の外部より、硫化性ガスの浸入を防ぐ事ができ、硫化性ガスによるリードフレームの変色を防止する効果が得られる。また、外部より水の浸入を防ぐ事も可能である。
なお、切欠き９は、１つ設けることが好ましいが、図１Ａに示すように、複数設けるとより好ましい。複数の切欠き９を設ける事で、開口部の底面において露出したパッケージと封止部材との密着性がより向上する。
なお、切欠き９は、１つ設けることが好ましいが、図１Ａに示すように、複数設けるとより好ましい。複数の切欠き９を設ける事で、開口部の底面において露出したパッケージと封止部材との密着性がより向上する。
また、リードフレームに、図２に示すように、放熱端子２２０を設ける事が好ましい。放熱端子を設ける事で、より発光素子２１２及び蛍光体(図示せず)から発生した熱を効率的に放熱する事ができる。
なお、放熱端子は、実装する際に、実装される側の面に形成されることが好ましい。
なお、放熱端子は、実装する際に、実装される側の面に形成されることが好ましい。
（発光素子１２）
開口部２に載置される発光素子１２は、いわゆる発光ダイオードと呼ばれる素子であればどのような半導体材料からなるものでもよい。例えば、基板上に、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮ等の窒化物半導体、III―Ｖ族化合物半導体、II―ＩＶ族化合物半導体等、種々の半導体によって、活性層を含む積層構造が形成されたものが挙げられる。
開口部２に載置される発光素子１２は、いわゆる発光ダイオードと呼ばれる素子であればどのような半導体材料からなるものでもよい。例えば、基板上に、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮ等の窒化物半導体、III―Ｖ族化合物半導体、II―ＩＶ族化合物半導体等、種々の半導体によって、活性層を含む積層構造が形成されたものが挙げられる。
本発明においては、発光素子１２は、一つのみならず、複数個搭載されてもよい。この場合、光度を向上させるために、同じ発光色の光を発する発光素子を複数個組み合わせても良い。また、例えば、ＲＧＢに対応するように、発光色の異なる発光素子を複数個組み合わせることにより、色再現性を向上させることができる。
これらの発光素子１２は、図１に示すように、パッケージ４の開口部２の底面にあるリードフレーム６に、接合部材（図示せず）によって載置される。このような接合部材は、例えば、絶縁性基板（サファイア基板）上に窒化物半導体を成長させて形成された発光素子の場合には、エポキシ樹脂、シリコーン等を用いることができる。また、発光素子からの光や熱による劣化を考慮して、発光素子裏面にＡｌメッキをし、Ａｕ−Ｓｎ共晶などの半田、低融点金属等のろう材、導電性ペーストなどを接合部材として用いてもよい。また、導電性基板（ＧａＡｓ等）からなり、赤色に発光する発光素子のように、両面に電極が形成された発光素子の場合には、銀、金、パラジウムなどの導電性ペースト等によって載置される。
本発明の発光装置には、発光素子の他、保護素子が搭載されていてもよい。保護素子は発光素子が載置される開口部内に搭載されてもよいし、パッケージに別の開口部を形成して搭載してもよい。発光素子が搭載されるリードフレームの裏面に搭載して、パッケージ成形材料で被覆してパッケージと一体に形成してもよい。また、保護素子は、１つでもよいし、２つ以上の複数個でもよい。ここで、保護素子は、特に限定されるものではなく、発光装置に搭載される公知のもののいずれでもよい。具体的には、ツェナーダイオード、トランジスタのダイオード等が利用できる。
発光素子は、通常、基板上に形成された正極及び負極に、それぞれ導電性ワイヤにより接続されている。
導電性ワイヤは、発光素子の電極とのオーミック性、機械的接続性、電気伝導性及び熱伝導性がよいものが求められる。熱伝導度としては、０．０１ｃａｌ／（ｓ）（ｃｍ２）（℃／ｃｍ）以上が好ましく、より好ましくは０．５ｃａｌ／（ｓ）（ｃｍ２）（℃／ｃｍ）以上である。また、作業性などを考慮して導電性ワイヤの直径は、好ましくは、Φ１０μｍ以上、Φ４５μｍ以下である。導電性ワイヤの直径は、２５μｍ以上がより好ましく、発光素子の発光面積の確保や扱い易さの観点から３５μｍ以下がより好ましい。このような導電性ワイヤとして具体的には、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれらの合金を用いた導電性ワイヤが挙げられる。
発光素子は、ワイヤーボンディングの他、半田等の導電性接着部材を用いてフリップチップボンディングしてもよい。
導電性ワイヤは、発光素子の電極とのオーミック性、機械的接続性、電気伝導性及び熱伝導性がよいものが求められる。熱伝導度としては、０．０１ｃａｌ／（ｓ）（ｃｍ２）（℃／ｃｍ）以上が好ましく、より好ましくは０．５ｃａｌ／（ｓ）（ｃｍ２）（℃／ｃｍ）以上である。また、作業性などを考慮して導電性ワイヤの直径は、好ましくは、Φ１０μｍ以上、Φ４５μｍ以下である。導電性ワイヤの直径は、２５μｍ以上がより好ましく、発光素子の発光面積の確保や扱い易さの観点から３５μｍ以下がより好ましい。このような導電性ワイヤとして具体的には、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれらの合金を用いた導電性ワイヤが挙げられる。
発光素子は、ワイヤーボンディングの他、半田等の導電性接着部材を用いてフリップチップボンディングしてもよい。
（封止部材１４）
封止部材は、発光素子１２を外部環境から保護するものである。発光素子１２を覆うようにパッケージの開口部２内に充填した封止部材の材料を硬化させることにより発光素子１２等を封止部材にて被覆する。
また、本発明において、図１Ｃに示すように、開口部に蛍光体を含む封止部材１４が形成され、蛍光体は、少なくとも内壁面１０の一部を覆う部分より開口部の底面７側に有する事が好ましい。
これにより、蛍光体から発生した熱を反射部８へと伝熱し、リードフレーム６を通して外部へと放熱する事ができる。
封止部材は、発光素子１２を外部環境から保護するものである。発光素子１２を覆うようにパッケージの開口部２内に充填した封止部材の材料を硬化させることにより発光素子１２等を封止部材にて被覆する。
また、本発明において、図１Ｃに示すように、開口部に蛍光体を含む封止部材１４が形成され、蛍光体は、少なくとも内壁面１０の一部を覆う部分より開口部の底面７側に有する事が好ましい。
これにより、蛍光体から発生した熱を反射部８へと伝熱し、リードフレーム６を通して外部へと放熱する事ができる。
封止部材は、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂、及び、それらの樹脂を少なくとも一種以上含むハイブリッド樹脂等、耐候性に優れたものを用いることができる。また、封止部材は、有機物に限られず、ガラス、シリカゲルなどの耐光性に優れた無機物を用いることもできる。また、本発明において、封止部材に、粘度増量剤、光拡散剤、顔料など、用途に応じてあらゆる部材を添加する事ができる。光拡散剤として例えば、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、二酸化珪素、炭酸カルシウム、及び、それらを少なくとも一種以上含む混合物などを挙げることができる。更にまた、封止部材の光出射面側を所望の形状にすることによってレンズ効果を持たせることができる。具体的には凸レンズ形状、凹レンズ形状さらには、発光観測面から見て楕円形状やそれらを複数組み合わせた形状にすることができる
(蛍光体)
本発明において、発光素子からの光の波長を変換させる蛍光体を含有させる事ができる。このような蛍光体の一例として、以下に述べる希土類元素を含有する蛍光体がある。
本発明において、発光素子からの光の波長を変換させる蛍光体を含有させる事ができる。このような蛍光体の一例として、以下に述べる希土類元素を含有する蛍光体がある。
具体的には、Ｙ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、ＴｂおよびＳｍの群から選択される少なくとも１つの元素と、Ａｌ、Ｇａ、およびＩｎの群から選択される少なくとも１つの元素とを有するガーネット（石榴石）型蛍光体が挙げられる。特に、アルミニウム・ガーネット系蛍光体は、ＡｌとＹ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｇａ、Ｉｎ及びＳｍから選択された少なくとも一つの元素とを含み、かつ希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された蛍光体であり、発光素子から出射された可視光や紫外線で励起されて発光する蛍光体である。例えば、イットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光体（ＹＡＧ系蛍光体）の他、Ｔｂ２．９５Ｃｅ０．０５Ａｌ５Ｏ１２、Ｙ２．９０Ｃｅ０．０５Ｔｂ０．０５Ａｌ５Ｏ１２、Ｙ２．９４Ｃｅ０．０５Ｐｒ０．０１Ａｌ５Ｏ１２、Ｙ２．９０Ｃｅ０．０５Ｐｒ０．０５Ａｌ５Ｏ１２等が挙げられる。これらのうち、特に本発明において、Ｙを含み、かつＣｅあるいはＰｒで付活され組成の異なる２種類以上のイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光体が利用される。
また、窒化物系蛍光体は、Ｎを含み、かつＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎから選択された少なくとも一つの元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆから選択された少なくとも一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された蛍光体である。窒化物系蛍光体として、例えば、（Ｓｒ０．９７Ｅｕ０．０３）２Ｓｉ５Ｎ８、（Ｃａ０．９８５Ｅｕ０．０１５）２Ｓｉ５Ｎ８、（Ｓｒ０．６７９Ｃａ０．２９１Ｅｕ０．０３）２Ｓｉ５Ｎ８、等が挙げられる。
以下に本発明の発光装置１の製造方法を図３Ａ〜図３Ｆを参照しながら説明する。
まず、金属平板に打ち抜き加工を施して、その表面に金属メッキを施して、図３Ａに示すように、後にリードフレームとなるリードフレーム平板２０１を形成する。次に、後に反射部となる部分を実線Ｂの位置でＺ方向に屈曲して、図３Ｂに示すリードフレーム平板２０１が得られる。続いて、図３Ｃに示すように、リードフレーム６及びリードフレームの一部である反射部８を、上下に分割されたパッケージ成型用のモールド金型３４６、３４８の間に配置して、挟み込む。上側の金型は、後に反射部８の内壁面１０の一部を覆われるようにするための凹部(図示せず)が形成されている。その後、図３Ｄのように、下側の金型３４８の材料注入ゲートより、金型３４６、３４８の空洞内へ成形材料を注入する。次に、図３Ｅに示すように、金型３４６、３４８内の成形材料を硬化させ、図３Ｆに示すように、まず下側の金型３４８を外し、上側の金型３４６を矢印の方向に外す。
まず、金属平板に打ち抜き加工を施して、その表面に金属メッキを施して、図３Ａに示すように、後にリードフレームとなるリードフレーム平板２０１を形成する。次に、後に反射部となる部分を実線Ｂの位置でＺ方向に屈曲して、図３Ｂに示すリードフレーム平板２０１が得られる。続いて、図３Ｃに示すように、リードフレーム６及びリードフレームの一部である反射部８を、上下に分割されたパッケージ成型用のモールド金型３４６、３４８の間に配置して、挟み込む。上側の金型は、後に反射部８の内壁面１０の一部を覆われるようにするための凹部(図示せず)が形成されている。その後、図３Ｄのように、下側の金型３４８の材料注入ゲートより、金型３４６、３４８の空洞内へ成形材料を注入する。次に、図３Ｅに示すように、金型３４６、３４８内の成形材料を硬化させ、図３Ｆに示すように、まず下側の金型３４８を外し、上側の金型３４６を矢印の方向に外す。
以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例にのみ限定されないことは言うまでもない。
(実施例１)
本実施例の発光装置１は、図１Ｃに示すように、開口部２を有するパッケージ４と、開口部２の底面にリードフレーム６を有する発光装置である。本実施例においては、リードフレーム６は、リードフレームの一部を開口部の側面に、屈曲した反射部８を有し、反射部８の内壁面１０の一部がパッケージ４の内部に位置する。そして、開口部の側面は、反射部８の内壁面１０の一部を覆う部分よりも開口部上面側において、開口部の底面に対する傾斜角θ１が、反射部の開口部の底面に対する傾斜角θ２よりも小さい傾斜面１６を有する。
(実施例１)
本実施例の発光装置１は、図１Ｃに示すように、開口部２を有するパッケージ４と、開口部２の底面にリードフレーム６を有する発光装置である。本実施例においては、リードフレーム６は、リードフレームの一部を開口部の側面に、屈曲した反射部８を有し、反射部８の内壁面１０の一部がパッケージ４の内部に位置する。そして、開口部の側面は、反射部８の内壁面１０の一部を覆う部分よりも開口部上面側において、開口部の底面に対する傾斜角θ１が、反射部の開口部の底面に対する傾斜角θ２よりも小さい傾斜面１６を有する。
本実施例において、まず、厚さ０．１１ｍｍ鉄入り銅からなる金属板の表面に銀メッキを施したリードフレーム平板を形成する。そして、後に反射部となる部分をリードフレーム平板の表面に対して６０度となるよう屈曲形成する。このようにして得られたリードフレーム平板を金型内に配置し、成型材料として、ポリフタルアミド樹脂を注入し、硬化させて金型を外す。そして、得られたパッケージのリードフレームに窒化物半導体からなる発光素子１２をエポキシ樹脂により接着し固定する。次に、固定された発光素子の電極と、リードフレームとをそれぞれＡｕを主な材料とする導電性ワイヤにて接続する。
次に、エポキシ樹脂とシリコーン樹脂を混ぜた変性シリコーン樹脂にＹＡＧ蛍光体を所定の割合（５〜３０重量％）で混合し、開口部２に充填し、熱風オーブンにて硬化し（硬化条件：１５０℃、４時間）、封止部材１４を形成した。
本実施例において、反射部の幅Ｗ１は、０．８５ｍｍ、反射部の高さＨ１は、０．２３ｍｍ、反射部の厚さは、０．１１ｍｍで形成された。
また、発光素子の幅Ｗ２は、０．５ｍｍ、高さＨ３は、０．１２ｍｍで形成された。
そして、パッケージの高さＨ２は、１ｍｍで形成された。
また、発光素子の幅Ｗ２は、０．５ｍｍ、高さＨ３は、０．１２ｍｍで形成された。
そして、パッケージの高さＨ２は、１ｍｍで形成された。
得られた発光装置１は、開口部２を有しており、開口部の底面にリードフレーム６を有し、リードフレーム６は、開口部の側面に、屈曲された反射部８を有し、反射部８の内壁面１０の一部がパッケージ４の内部に位置している。反射部８の内壁面１０は、内壁面の上端から内壁面全体の１０％をパッケージにより覆っている。
これにより、発光素子からの光は、反射率の高い反射部８により反射され、パッケージ４が変色するのを防止することができる。また、反射部８の内壁面１０がパッケージ４の内部にあることで、反射部８とパッケージ４との密着力がより強化でき、反射部８とパッケージ４との界面において、剥離するのを防止する事が可能となる。
これにより、発光素子からの光は、反射率の高い反射部８により反射され、パッケージ４が変色するのを防止することができる。また、反射部８の内壁面１０がパッケージ４の内部にあることで、反射部８とパッケージ４との密着力がより強化でき、反射部８とパッケージ４との界面において、剥離するのを防止する事が可能となる。
また、本実施例において、開口部の側面は、内壁面の一部を覆う部分よりも開口部の上面側において、開口部の底面に対する傾斜角θ１が、反射部の開口部の底面に対する傾斜角θ２より小さい傾斜面１６を有する。傾斜面の開口部の底面に対する傾斜角θ１は、３０度で、反射部の開口部の底面に対する傾斜角θ２は、６０度で形成された。
このような構成により、開口部の上面側において、発光素子からの光が直接当たらないようにする事ができ、よりパッケージの変色を防止する事ができる。
このような構成により、開口部の上面側において、発光素子からの光が直接当たらないようにする事ができ、よりパッケージの変色を防止する事ができる。
さらに、本実施例において、開口部２に蛍光体を含む封止部材１４が形成され、蛍光体は、少なくとも内壁面の一部を覆う部分よりも開口部の底面側に有する事が好ましい。これにより、蛍光体から発生した熱を反射部８へと伝熱し、リードフレームを通して外部へと放熱する事ができる。
(実施例２)
図２Ａは、本発明の他の発光装置を示す正面図である。図２Ｂは、図２Ａの背面図である。図２Ｃは、図２Ａの平面図である。図２Ｅは、図２Ａの右側面図である。図２Ｆは、図２Ａの左側面図である。図２Ｇは、図１Ａを斜め上から見た斜視図である。図２Ｈは、図２Ａを斜め後ろから見た斜視図である。図２Ｉは、図２ＡのＡ−Ａ断面図である。図２Ｊは、図２Ａの封止部材を斜線で示した正面図である。図２Ｋは、図２Ａの封止部材が充填されていない状態を示した正面図である。
図２Ａは、本発明の他の発光装置を示す正面図である。図２Ｂは、図２Ａの背面図である。図２Ｃは、図２Ａの平面図である。図２Ｅは、図２Ａの右側面図である。図２Ｆは、図２Ａの左側面図である。図２Ｇは、図１Ａを斜め上から見た斜視図である。図２Ｈは、図２Ａを斜め後ろから見た斜視図である。図２Ｉは、図２ＡのＡ−Ａ断面図である。図２Ｊは、図２Ａの封止部材を斜線で示した正面図である。図２Ｋは、図２Ａの封止部材が充填されていない状態を示した正面図である。
実施例２の発光装置２０１は、放熱端子２２０が形成されている。放熱端子２２０は、発光装置２０１を実装する際に、実装される側の面に形成されている。実装される側の面に放熱端子を形成する事で、高い放熱性を得ることができる。これにより、発光素子から発生した熱を効率的に放熱する事ができ、変色を防止する事が可能となる。また、放熱端子２２０が実装される側の面に設けられる分、実装される面側に重心がくるため、実装性が良くなる。
それ以外の部分については実施例１の発光装置と実質的に同様の構成である。
本発明の半導体装置は、液晶のバックライト用光源、各種インジケーター用光源、パネルメーター、表示灯や面発光スイッチおよび光学センサなどに利用可能である。
１ 発光装置
２ 開口部
４ パッケージ
６ リードフレーム
８ 反射部
１０ 内壁面
１２ 発光素子
１４ 封止部材
１６ 傾斜面
３０１ リードフレーム平板
２ 開口部
４ パッケージ
６ リードフレーム
８ 反射部
１０ 内壁面
１２ 発光素子
１４ 封止部材
１６ 傾斜面
３０１ リードフレーム平板
Claims (3)
- 側面と底面を備えた開口部を有するパッケージと、前記底面に露出されたリードフレームと、を備えた発光装置であって、
前記リードフレームは、前記側面に、屈曲された反射部を有し、該反射部の内壁面の一部が前記パッケージの内部に位置する事を特徴とする発光装置。 - 前記開口部の側面は、前記内壁面の一部を覆う部分よりも前記開口部の上面側において、前記底面に対する傾斜角が、前記反射部の前記底面に対する傾斜角より小さい面を有する請求項１に記載の発光装置。
- 前記開口部内に蛍光体を含む封止部材を有し、前記蛍光体は、少なくとも前記内壁面の一部を覆う部分よりも前記底面側に配置される請求項２に記載の発光装置。
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