JP2011091344A - Light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体発光素子が搭載された表面実装型発光装置、特に側方発光型(サイドビュー型)発光装置に関する。 The present invention relates to a surface-mounted light-emitting device on which a semiconductor light-emitting element is mounted, and more particularly to a side-light-emitting (side-view) light-emitting device.
発光ダイオード(LED)やレーザーダイオード(LD)等の半導体発光素子は、小型で電力効率がよく鮮やかな色に発光し、また半導体素子であるため球切れ等の心配がなく、さらに初期駆動特性が優れ、振動やオン・オフ点灯の繰り返しに強いという特徴を有する。このような優れた特性を有するため、一般に、半導体発光素子を用いた発光装置は、照明器具、大画面テレビやパーソナルコンピュータ(PC)、そして携帯電話等の液晶ディスプレイ(LCD)のバックライト、動画照明補助光源、その他の一般的民生用光源として利用されている。特に、表面実装型の発光装置は、小型・薄型であり、一般的な半導体素子パッケージと同様にリフロープロセスでプリント基板等に実装できるため、様々な形態のものが開発、製造されている。さらに、表面実装型発光装置には、実装面に(プリント基板表面に)垂直方向に光を出射する上方発光(表面発光、トップビュー)型と、実装面に水平な一方向に出射する側方発光(サイドビュー)型がある。例えば液晶ディスプレイのバックライト等には側方発光型発光装置が用いられることがある。 Semiconductor light-emitting elements such as light-emitting diodes (LEDs) and laser diodes (LDs) are small, power efficient and emit light in vivid colors, and because they are semiconductor elements, there is no fear of running out of spheres, and initial drive characteristics are further improved. It has the characteristics that it is excellent and strong against vibration and repeated on / off lighting. Because of such excellent characteristics, light emitting devices using semiconductor light emitting elements are generally used for lighting equipment, large screen televisions, personal computers (PCs), backlights for liquid crystal displays (LCDs) such as mobile phones, and moving images. It is used as a lighting auxiliary light source and other general consumer light sources. In particular, surface-mounted light-emitting devices are small and thin, and can be mounted on a printed circuit board or the like by a reflow process in the same manner as a general semiconductor element package. Thus, various types of light-emitting devices have been developed and manufactured. Furthermore, the surface mount type light emitting device includes an upper light emitting type (surface emitting, top view) type that emits light in a direction perpendicular to the mounting surface (on the surface of the printed circuit board), and a side surface that emits light in one direction horizontal to the mounting surface. There is a luminous (side view) type. For example, a side-emitting light emitting device may be used for a backlight of a liquid crystal display.
表面実装型発光装置は、半導体発光素子(以下、発光素子)を、表面実装型発光装置用の発光素子搭載用基板(以下、適宜基板)に搭載し、ワイヤボンディング等で発光素子の電極を基板のリード電極(インナーリード)に電気的に接続し、発光素子等を覆うように透光性樹脂で封止してなる。表面実装型発光装置用の基板は、一例として、発光素子を載置してその周囲を囲繞する凹部が形成された絶縁材料からなる支持体と、凹部の底面に設けられた一対のリード電極(インナーリード)と、この一対のリード電極のそれぞれに導通するように支持体の外側表面の実装面に設けられた一対のリード電極(アウターリード)とから構成される。上方発光型発光装置は、底面(下面)を実装面として、アウターリードをプリント基板上の配線パターンに対面させてはんだ付けにて実装し、側方発光型発光装置は一側面を実装面として実装する。 A surface-mounted light-emitting device includes a semiconductor light-emitting element (hereinafter referred to as a light-emitting element) mounted on a light-emitting element mounting substrate (hereinafter referred to as an appropriate substrate) for the surface-mounted light-emitting device, and the electrode of the light-emitting element is mounted on the substrate by wire bonding or the like. The lead electrode (inner lead) is electrically connected and sealed with a translucent resin so as to cover the light emitting element and the like. As an example, a substrate for a surface-mounted light-emitting device includes a support made of an insulating material on which a light-emitting element is placed and a recess that surrounds the periphery of the light-emitting element, and a pair of lead electrodes ( An inner lead) and a pair of lead electrodes (outer leads) provided on the mounting surface on the outer surface of the support so as to be electrically connected to each of the pair of lead electrodes. The upper light-emitting light emitting device is mounted with the bottom surface (lower surface) as the mounting surface, and the outer leads are mounted by soldering with the wiring pattern on the printed circuit board. The side light-emitting light emitting device is mounted with one side as the mounting surface. To do.
このような表面実装型発光装置用の基板は、一般的な半導体素子のパッケージの一態様であるセラミックパッケージ(例えば特許文献1参照)と同様に、未焼成のセラミックシート(グリーンシート)を所定形状に加工して、これを焼成して製造することができる。セラミックパッケージは、発光素子の載置面に平行な面(平面)においてマトリクス状に複数個が連結した状態で製造されて、発光素子の搭載後に個片化、すなわち1個ずつに分離切断(ダイシングまたはブレイク)されて表面実装型発光装置となる。特許文献1に記載されるセラミックパッケージのように、半導体素子(発光素子)を格納する凹部(キャビティ)を形成するためには、凹部の底面と側壁(枠体)とをそれぞれ構成するための少なくとも2枚のグリーンシートが積層される。すなわち、凹部の枠体を構成するためのグリーンシートには、貫通孔(キャビティ孔)を打ち抜いて形成される。そして、それぞれのグリーンシートは導体ペーストをスクリーン印刷等にて所望の形状に被覆されて、リード電極(インナーリード、アウターリード)等の導体層(金属膜)が設けられる。これらのグリーンシートを積層して固定、焼成後、表面の導体層にニッケルめっき等を施して、セラミックパッケージ(切断前)とする。なお、凹部を形成せず、単層構造のセラミックパッケージとして、発光素子を搭載し、ワイヤボンディングの後、透光性樹脂でドーム形状に封止してもよい(例えば特許文献2)。 A substrate for such a surface-mount light-emitting device is formed of an unfired ceramic sheet (green sheet) in a predetermined shape, similarly to a ceramic package (see, for example, Patent Document 1), which is an aspect of a general semiconductor element package. And can be baked and manufactured. Ceramic packages are manufactured in a state where a plurality of ceramic packages are connected in a matrix on a plane (plane) parallel to the mounting surface of the light emitting elements, and are separated into pieces after mounting the light emitting elements, that is, separated and cut into pieces (dicing). Or, a surface mounted light emitting device is obtained. As in the ceramic package described in Patent Document 1, in order to form a recess (cavity) for storing a semiconductor element (light emitting element), at least for forming a bottom surface and a side wall (frame body) of the recess. Two green sheets are laminated. That is, the green sheet for constituting the frame of the recess is formed by punching through holes (cavity holes). Each green sheet is coated with a conductor paste in a desired shape by screen printing or the like, and a conductor layer (metal film) such as a lead electrode (inner lead, outer lead) is provided. After laminating and fixing these green sheets, the surface conductor layer is subjected to nickel plating or the like to obtain a ceramic package (before cutting). Note that a light emitting element may be mounted as a ceramic package having a single layer structure without forming a recess, and sealed in a dome shape with a translucent resin after wire bonding (for example, Patent Document 2).
また、切断前のセラミックパッケージには、切断線の交点毎に小径の円形等の貫通孔(スルーホール)が形成されることが多い。これにより、切断における欠けやバリ等の発生を防止する。このようなセラミックパッケージは、個片化後、平面視が矩形の4つの角を4分の1円弧で切り欠いた形状となる。スルーホールは、キャビティ孔と同様に、積層前のグリーンシートのそれぞれを打ち抜いて形成される。また、グリーンシートの表面および裏面、あるいは積層された際の界面のような2面以上にそれぞれに導体層を設けた場合に、導体ペーストをスルーホールの内部に充填または内周面に被覆することで、グリーンシートの各面に設けられた導体層を互いに接続する。このような導体層を設けるためのスルーホールは、切断線の交点以外、すなわち交点ではない切断線上や切断線外にも形成される。 In addition, in a ceramic package before cutting, a through hole (through hole) such as a small-diameter circle is often formed at each intersection of cutting lines. Thereby, generation | occurrence | production of the chip | tip, a burr | flash, etc. in cutting is prevented. Such a ceramic package has a shape in which, after being singulated, four corners of a rectangle in plan view are cut out by a quarter arc. The through hole is formed by punching each green sheet before lamination, like the cavity hole. In addition, when a conductor layer is provided on each of two or more surfaces such as the front and back surfaces of the green sheet, or the interface when laminated, the conductor paste is filled inside the through-hole or covered on the inner peripheral surface. Thus, the conductor layers provided on each surface of the green sheet are connected to each other. The through hole for providing such a conductor layer is formed on the cutting line other than the intersection of the cutting lines, that is, on the cutting line that is not the intersection or outside the cutting line.
ここで、上方発光型発光装置のように、パッケージの底面にアウターリードを設ける場合は、インナーリードと同様に、印刷にてグリーンシート表面(裏面)に金属膜を所望の形状に被覆してアウターリードとすることができる。インナーリードとアウターリードとを導通させるには、前記した通り、それぞれを設けた面同士が貫通する、すなわちパッケージの底面から凹部の底面までを貫通するスルーホールをグリーンシートに形成し、このスルーホール内に導体層を設ければよい。 Here, when the outer lead is provided on the bottom surface of the package as in the upper light emitting type light emitting device, as in the case of the inner lead, a metal film is coated on the front surface (back surface) of the green sheet in a desired shape by printing. Can be a lead. In order to make the inner lead and the outer lead conductive, as described above, a through hole is formed in the green sheet so that the surfaces on which the respective leads are provided, that is, through the bottom surface of the package to the bottom surface of the recess, are formed in the green sheet. A conductor layer may be provided inside.
一方、側方発光型発光装置の場合は一側面にアウターリードを設ける必要があるが、セラミックパッケージで側面となる面は切断面であるので、パッケージの製造時すなわち発光装置の分離切断前において導体層を設けることができない。例えば特許文献2のように、一方向のみ(一列)に連結したセラミックパッケージに、導体層を設けた側面(端面)を切断前に形成することも可能ではあるが、連結した一列毎に間隔を空けて並列に配した状態で製造するため生産性に劣る。そこで、例えば特許文献3には、マトリクス状に連結した切断前のパッケージの切断線の交点毎にスルーホールを形成し、このスルーホールの内周面に導体層を設けた半導体装置(発光装置)が開示されている。このような発光装置は、パッケージの個片化後の切欠き(四分割されたスルーホール)の内周面に設けられた導体層をアウターリードとして、切欠きの内部にはんだを埋め込むようにして実装することができる。
On the other hand, in the case of a side light emitting type light emitting device, it is necessary to provide an outer lead on one side surface. However, since the side surface of the ceramic package is a cut surface, the conductor is manufactured at the time of manufacturing the package, that is, before the light emitting device is separated and cut. A layer cannot be provided. For example, as in
なお、発光装置とプリント基板等(以下、実装基板)との機械的接続および電気的接続の両方において密着性よく実装するために、はんだ付けの面積は広い方が好ましい。また、発光装置のセラミックパッケージと実装基板との膨張率が異なるために、熱の変動によりはんだにクラックが発生することがあるが、はんだ付けの面積が十分でないと、はんだの体積に占めるクラックの割合が大きいため、接続不良等に至る虞があり、信頼性に問題がある。そのため、特許文献3に記載された発光装置は、実装基板の配線パターンを、前記切欠き位置から発光装置の外側方向へ広く設けて、はんだが発光装置の切欠き内から配線パターン上へ広がるように実装される。 In addition, in order to mount with sufficient adhesiveness in both mechanical connection and electrical connection between the light emitting device and a printed circuit board (hereinafter referred to as a mounting board), it is preferable that the soldering area is wide. In addition, because the ceramic package of the light emitting device and the mounting substrate are different in expansion coefficient, cracks may occur in the solder due to thermal fluctuations. However, if the soldering area is not sufficient, Since the ratio is large, there is a risk of connection failure and the reliability is problematic. Therefore, in the light emitting device described in Patent Document 3, the wiring pattern of the mounting substrate is widely provided from the notch position toward the outside of the light emitting device so that the solder spreads from the notch of the light emitting device to the wiring pattern. To be implemented.
ここで、発光装置側のはんだ付けの面積すなわちアウターリードも拡張すべく、スルーホールを切断線に沿って細長く形成して内側に長く入り込んだ切欠きを形成すると、その分、実装面における切断面、すなわち切り欠けていない平らな面の面積が狭くなる。セラミックパッケージの側面となる切断面は、グリーンシート表面(裏面)で構成される底面程には平滑とすることが困難であり、このような平滑性の劣る面を実装基板への接地面として実装する場合、ある程度の面積がないと、実装基板に対する傾き(水平度)において精度よく実装することが困難になる。発光装置は傾斜して実装されると、光の出射方向(光軸)が傾いてしまうため、光源としてその特性が安定しないことになる。そこで、特許文献4には、発光素子を格納する凹部に対して両外側に長く突き出したパッケージ外形として、この突き出し部分に沿って細長くスルーホールを切断線上に形成して導体層を設けてアウターリードとした発光装置が開示されている。このような構成により、実装基板への接地面積を確保しつつはんだ付けの面積が広く設けられた発光装置としている。 Here, in order to expand the soldering area on the light emitting device side, that is, the outer lead, a through hole is formed elongated along the cutting line to form a notch that extends long inside, and accordingly, a cut surface on the mounting surface. That is, the area of the flat surface that is not cut is reduced. The cut surface that becomes the side surface of the ceramic package is difficult to be as smooth as the bottom surface composed of the green sheet surface (back surface), and such a surface with poor smoothness is mounted as a grounding surface to the mounting board. In this case, if there is no area, it is difficult to mount with high accuracy in terms of inclination (levelness) with respect to the mounting substrate. When the light emitting device is mounted with an inclination, the light emission direction (optical axis) is inclined, and the characteristics of the light source are not stable. Therefore, in Patent Document 4, as a package outer shape that protrudes long to the outside with respect to the recess for storing the light emitting element, an elongated lead hole is formed along the protruding portion on the cutting line, and a conductor layer is provided to provide an outer lead. A light emitting device is disclosed. With such a configuration, the light emitting device is provided with a wide soldering area while ensuring a grounding area to the mounting substrate.
しかしながら、特許文献4に記載された発光装置は、発光素子を格納する凹部に対して両外側に長いパッケージ外形であるため、発光装置が大型化する。また、特許文献3に記載された発光装置は、前記の通り発光装置側のはんだ付けの面積が十分でない上、実装基板への密着性をよくするためには実装基板上のはんだ付け領域を発光装置の外側方向へ広げる必要があるので、実装基板上の実装領域を発光装置に対して広く設けなくてはならない。したがって、特許文献3に記載された発光装置を複数個、またはその他の半導体装置を共に実装する際には、十分な間隔を空ける必要がある。 However, since the light-emitting device described in Patent Document 4 has a package outer shape that is long on both outer sides with respect to the recess for storing the light-emitting element, the light-emitting device is enlarged. In addition, as described above, the light emitting device described in Patent Document 3 does not have a sufficient soldering area on the light emitting device side, and emits light from a soldering region on the mounting substrate in order to improve adhesion to the mounting substrate. Since it is necessary to extend the outside of the device, a mounting area on the mounting substrate must be provided widely for the light emitting device. Therefore, when mounting a plurality of light emitting devices described in Patent Document 3 or other semiconductor devices together, it is necessary to leave a sufficient interval.
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、装置自体を大型化させずに、また側方発光型発光装置として、実装基板上の狭い領域への実装であっても密着性よく実装でき、さらに傾き等のない、精度よく実装できる発光装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and does not increase the size of the device itself, and can be mounted as a side-emitting light emitting device with good adhesion even when mounted in a narrow area on a mounting substrate. An object of the present invention is to provide a light-emitting device that can be mounted with high accuracy without any inclination.
すなわち本発明に係る発光装置は、正面に開口した凹部が形成された絶縁材料からなる支持体と、前記凹部の内側の奥正面に形成された金属膜からなる一対のリード電極と、前記凹部に載置された半導体発光素子と、前記凹部を封止する封止部材とを備え、前記半導体発光素子の一対の電極が前記一対のリード電極にそれぞれ電気的に接続され、前記支持体の底面を実装面として実装するためのものである。前記支持体は、底面における幅方向に対向する両辺のそれぞれの一部を切り欠いて、底面に幅方向中心近傍の領域が残るように形成された2つの溝部を有し、この溝部は、奥行き方向において前記支持体の正面まで到達しないように形成される。そして、発光装置は、前記支持体の2つの溝部のそれぞれの内側表面における少なくとも一部に、前記一対のリード電極のそれぞれに導通する金属膜をさらに備えることを特徴とする。さらに、前記支持体は、正面視が矩形の角を切り欠いた形状となるように、前記底面における幅方向に対向する両辺のそれぞれに沿って形成された2つの切欠部を有することが好ましく、これらの切欠部は、奥行き方向において前記溝部が形成されていない領域に形成されている。 That is, the light-emitting device according to the present invention includes a support made of an insulating material having a recess opened in the front, a pair of lead electrodes made of a metal film formed in the inner front of the recess, and the recess. A semiconductor light-emitting element mounted thereon and a sealing member that seals the recess, and the pair of electrodes of the semiconductor light-emitting element are electrically connected to the pair of lead electrodes, respectively, It is for mounting as a mounting surface. The support body has two groove portions formed so as to leave a region near the center in the width direction on the bottom surface by cutting out a part of each of the opposite sides in the width direction on the bottom surface. It is formed so as not to reach the front surface of the support in the direction. The light emitting device further includes a metal film electrically connected to each of the pair of lead electrodes on at least a part of the inner surface of each of the two groove portions of the support. Further, the support preferably has two cutout portions formed along both sides of the bottom surface facing each other in the width direction so that the front view has a shape in which a rectangular corner is cut out. These notches are formed in a region where the groove is not formed in the depth direction.
このように、発光装置は、実装面とする支持体の底面に、幅方向の端部から中心近傍までにわたる溝部を形成して、その内側表面に、凹部の内側に設けた一対のリード電極(金属膜)を延設させることで、この溝部の金属膜をアウターリードとして実装する。このような溝部の内側表面は面積が十分に広いのではんだ付けにて密着性よく実装でき、また、実装基板上のはんだ付けの領域を当該発光装置の直下から外側へ広がることを抑えることができる。その一方で、この溝部は支持体の正面まで到達しないように形成されているので、支持体の底面における正面側の領域を全幅にわたって実装基板への接地面として確保でき、また、光の出射面である正面へのはんだの回り込みを防止できる。 As described above, the light emitting device is formed with a groove portion extending from the end in the width direction to the vicinity of the center on the bottom surface of the support as the mounting surface, and a pair of lead electrodes ( By extending the metal film, the metal film in the groove is mounted as an outer lead. Since the inner surface of such a groove is sufficiently large in area, it can be mounted with good adhesion by soldering, and the soldering area on the mounting board can be prevented from spreading from directly under the light emitting device to the outside. . On the other hand, since the groove is formed so as not to reach the front surface of the support, the front side region of the bottom surface of the support can be secured as a ground surface to the mounting substrate over the entire width, and the light exit surface It is possible to prevent the solder from wrapping around the front.
また、本発明に係る発光装置は、前記支持体の背面に金属膜からなる1つまたは2つの放熱部を備えて、一対のリード電極の一方が前記放熱部の1つに導通する構成としてもよい。このような構成とすることで、半導体発光素子から発生する熱が、リード電極から背面の放熱部へ伝導するため、放熱性が向上する。さらに、発光装置は、支持体の背面に2つの放熱部(金属膜)を備えて、そのそれぞれが一対のリード電極のそれぞれに導通する構成として、支持体の背面を実装面として実装することもできる構成としてもよい。 Further, the light emitting device according to the present invention may include one or two heat radiating portions made of a metal film on the back surface of the support, and one of the pair of lead electrodes may be electrically connected to one of the heat radiating portions. Good. With such a configuration, heat generated from the semiconductor light emitting element is conducted from the lead electrode to the heat radiating portion on the back surface, so that heat dissipation is improved. Further, the light emitting device may include two heat radiating portions (metal films) on the back surface of the support body, each of which is electrically connected to each of the pair of lead electrodes, and the back surface of the support body may be mounted as a mounting surface. It is good also as a structure which can be performed.
このような発光装置は、前記支持体を、前記凹部の内側の奥正面を境界面として、背面側の第1支持体と正面側の第2支持体との少なくとも2層を奥行き方向に積層して構成することができる。すなわち、前記第1支持体はその正面が前記凹部の内側の奥正面を構成し、前記第2支持体は貫通孔が形成されて、この貫通孔の内周面が前記凹部の内側の周面を構成する。このとき、前記溝部は少なくとも前記第1支持体に形成されている。あるいは、前記支持体を、第2支持体のさらに正面側に、当該第2支持体と同様に貫通孔が形成された第3支持体を積層して構成してもよく、この場合は前記第2支持体の方に前記溝部が形成されていてもよい。これらのような構成とすることで、発光装置は現行のセラミックパッケージと同様に、生産性よく製造できる。 In such a light emitting device, the support is laminated in the depth direction with at least two layers of a first support on the back side and a second support on the front side, with the inner front side of the recess as a boundary surface. Can be configured. That is, the front surface of the first support body constitutes the inner front surface of the recess, and the second support body has a through hole, and the inner peripheral surface of the through hole is the inner peripheral surface of the recess. Configure. At this time, the groove is formed on at least the first support. Alternatively, the support may be configured by laminating a third support having a through-hole formed on the front side of the second support in the same manner as the second support. 2 The groove may be formed on the support. By adopting such a configuration, the light emitting device can be manufactured with high productivity as in the case of the current ceramic package.
本発明に係る発光装置によれば、側方発光型発光装置として、精度よく、かつ密着性よく狭い領域にも実装でき、現行のセラミックパッケージを用いた発光装置と同様に製造でき、生産性がよい。 According to the light emitting device of the present invention, as a side light emitting type light emitting device, it can be mounted in a narrow area with high accuracy and adhesion, and can be manufactured in the same manner as a light emitting device using a current ceramic package, and the productivity is high. Good.
以下、本発明に係る発光装置について、図面を参照して説明する。
〔発光装置〕
図1(a)に示すように、本発明の第1実施形態に係る発光装置30は、その正面に開口した凹部(キャビティ)13に、発光素子(半導体発光素子)5が搭載されて、正面(z方向)に光を出射する。詳しくは、発光装置30は、支持体10に形成された凹部13の内側の正面に向いた面(奥正面)13aの中央近傍に発光素子5が載置され、ワイヤボンディングで発光素子5の電極を凹部13の奥正面13a上に設けられたリード電極(インナーリード)31a,31bに電気的に接続して、凹部13内を透光性樹脂等の封止部材(図示省略)で封止してなる。
Hereinafter, a light emitting device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[Light emitting device]
As shown in FIG. 1A, the
本発明に係る発光装置30は、製品としてユーザに提供する形態等に応じて、窒化物半導体等から構成される発光ダイオード(LED)やレーザーダイオード(LD)等の公知の半導体発光素子を発光素子5として搭載すればよい。また、発光素子5の個数は1個に限られず、2個以上を搭載して、それぞれの電極を並列または直列にリード電極31a,31bに接続してもよい(図5(a)参照)。また、発光装置における半導体発光素子の搭載(実装)方法についても、ワイヤボンディングに限らず、半導体発光素子の仕様等に応じたものとし、例えばフリップチップ実装を適用してもよく、これに合わせてリード電極(インナーリード)の形状等も設計すればよい。また、封止方法および封止部材も公知のものを適用でき、例えば封止部材に蛍光物質を添加してもよい。なお、本明細書においては、発光装置の発光素子搭載前の状態、すなわち図1(a)に示す発光装置30から発光素子5、ワイヤ、および封止部材を除いたものを発光素子搭載用基板20とする。以下、本発明に係る発光装置の実施形態について、適宜、発光素子搭載用基板の実施形態にて説明する。
The light-emitting
〔第1実施形態〕
図1に示す発光装置30に用いられる第1実施形態に係る発光素子搭載用基板20の詳細な構造を説明する。第1実施形態に係る発光素子搭載用基板20は、絶縁材料で形成された支持体10と、その表面等の所定領域に設けられた導体層である金属膜31a,31b,32a,32b(図2参照)とを備える。なお、本発明の各実施形態に係る発光素子搭載用基板は、金属膜(リード電極)31a,31bの正面視形状を除き、左右(x方向)対称の構造とする。
[First Embodiment]
A detailed structure of the light emitting
図1および図2に示すように、発光素子搭載用基板20の支持体10は、その概形が正面視で幅方向(x方向)に長い長方形の直方体で、凹部13が正面に開口して形成されている。支持体10は、その下面(底面)に、幅方向(x方向)の両端(両辺)を切り欠くように溝部12a,12bが中心近傍までにわたって形成されている。この溝部12a,12bは、支持体10の下面において幅方向中心近傍に平らな面の領域が残るように、幅方向に互いに離間して形成される。さらに支持体10は、正面視で長方形の4つの角を4分の1円弧で切り欠いた形状となるように、正面から奥行き方向(z方向)に沿って切欠部11a,11b,11c,11cが形成されている。一方、溝部12a,12bは、支持体10の背面から正面に向かって奥行き方向に沿って形成されているが、正面までは到達しないように形成されている。したがって、下面側の切欠部11a,11bは、奥行き方向において溝部12a,12bが形成されている領域を避けて形成されているが、見かけ上は上面側の切欠部11c,11cと同様に、正面から背面まで突き抜けて形成され、その一部が溝部12a,12bによって幅方向中心へ向けて切り欠かれている。このような構成により、支持体10(発光素子搭載用基板20)の下面における、切欠部11a,11bおよび溝部12a,12bの形成されていない平らな面の領域はT字型となり、その幅方向(x方向)長は切欠部11a,11bを除いた支持体10の幅方向長であり、奥行き方向(z方向)長は支持体10の奥行き方向の全長である。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
このような形状の発光素子搭載用基板20を備える発光装置30は、図1(b)に示すように、プリント基板等の実装基板上に実装される。すなわち、実装基板にあらかじめ設けられている一対の配線パターン(配線)に、溝部12a,12bをそれぞれ対面させて、溝部12a,12bにより発光装置30の底面と実装基板(配線パターン)との間に生じる隙間にはんだを埋めるようにして、実装される。このような実装は、例えばリフロープロセスによる。そして、発光装置30は、発光素子搭載用基板20の下面におけるT字型の平らな面で、すなわち幅方向と奥行き方向(x,z方向)の両方に十分な長さの接地面で実装基板表面に支持される。
The
(支持体)
支持体10は、公知の半導体素子のセラミックパッケージと同様にセラミック等の絶縁材料で構成され、具体的には後記するように、未焼成のセラミックシート(グリーンシート)を加工し、複数枚を奥行き方向(z方向)に積層して焼成してなる。グリーンシートは公知の材料および方法によるもので、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト等のセラミック材料の粉末にバインダー等を混合してローラでシート状に延ばして乾燥させたものである。また、支持体10は、後記するように発光素子5が発光(放射)する光の反射面を構成するので、光反射率を高くするように、白色のセラミックで形成されることが好ましい。支持体10の形状は、前記した通り、正面(図2では上に向けて示す)視で長方形の直方体の外形に、正面に開口した凹部13と、4隅を丸く切り欠いた切欠部11a,11b,11c,11cと、切欠部11a,11bの一部を支持体10の下面に沿って削った溝部12a,12bが形成されている。
(Support)
The
凹部13は、正面視で支持体10と同様に幅方向に長い長円形で、正面に向けて広がって開口している。凹部13の内側の正面に向いた面(いわゆる凹部底面、以下、奥正面)13aは発光素子5の載置面であり、金属膜31a,31bがリード電極として所定形状(例えば図1(a)参照)に被覆される。凹部13は、発光素子5の格納部かつ電極の接続部であるので、ボンディング領域も含めて必要とされる容積とする。また、凹部13の形状は本実施形態に限られず、発光素子5の形態、発光装置30の製品としてユーザに提供する形態等に応じて所要の形状に形成される。例えば、凹部13の形状は、正面視で角丸四角形(図5(a)参照)、正方形、円形、楕円形等でもよく、凹部13における上下および両側の面である側壁(以下、周面)も、奥正面13aに対して垂直、すなわちz方向に平行であってもよいし、開口側が広くなるように段を形成していてもよい(図8(a)参照)。ただし、凹部13の内側の表面(奥正面13aおよび周面)は発光素子5が発光(放射)する光の反射面であるので、放射された光を効率よく外部すなわち正面へ反射するような形状とすることが好ましい。このような形状の凹部13は、後記するように、支持体10を、奥正面13aと周面をそれぞれ含む少なくとも2層に、奥行き方向に分離して製造することで形成される。
The concave portion 13 is an oval shape that is long in the width direction in the same manner as the
溝部12a,12bは、正面視(背面視)で幅方向に細長い溝であり、図2に示すように支持体10の背面から奥行き方向(z方向、図2では鉛直方向)に沿って凹部13の奥正面13aの位置までに形成されている。切欠部11a,11b,11c,11cは、後記するように発光素子搭載用基板20の製造時に空けられる正面視円形の貫通孔(スルーホール)が四分割されて形成されたもので、正面視4分の1円弧となる。本発明に係る発光装置としては、切欠部11a,11b,11c,11cは必ずしも形成されていなくてもよいが、特に溝部12a,12bに連続している切欠部11a,11bは、後記するように発光素子搭載用基板20の製造プロセス上、スルーホールとして形成されることが好ましい。また、切欠部11a,11b,11c,11cの正面視における径(スルーホールの半径)は特に規定されず、さらに形状も4分の1円弧に限られず、発光素子搭載用基板20の製造プロセスの仕様や発光装置30の製品としてユーザに提供する形態等に応じて設計される。一方、溝部12a,12bについては、幅(x方向長)は、前記したように溝部12a,12b間に支持体10の下面の平らな面の領域が残る範囲で、切欠部11a,11bより長く形成される。また、溝部12a,12bの幅(x方向長)と深さ(y方向長)は、実装時にはんだが埋め込まれる隙間を構成するので、実装条件等に応じて設計される。本実施形態では、切欠部11a,11bの径より溝部12a,12bの下面からの深さが小さいため、切欠部11a,11bの一部が溝部12a,12bの端部(支持体10の角)で遮られた形状に構成されるが、これに限らない。
The
(金属膜)
凹部13の奥正面13aに被覆する金属膜31a,31bは、発光素子5に接続するための一対のリード電極(インナーリード)であり、当該面上で互いに離間して設けられる。その形状(パターン)は、発光素子5の形態、発光装置30の製品としてユーザに提供する形態等に応じて所要の形状に形成される。これら金属膜31a,31bは、当該面上に延設されて支持体10(凹部13の周面)を貫通して底面側の外側表面に端面が露出するように形成される。支持体10の奥行き方向(z方向)における凹部13の奥正面13aの位置は、溝部12a,12bの開始位置であるので、金属膜31a,31bの端面は、溝部12a,12bの内側表面に露出する。さらに溝部12a,12bの内側表面には金属膜32a,32bが被覆されているので、金属膜31a−32a間、金属膜31b−32b間が導通し(連続し)、すなわち凹部13の奥正面13aの金属膜31a,31bが溝部12a,12bの内側表面に延設された状態となる。これにより、溝部12a,12bの位置をはんだ付けすることで、発光素子搭載用基板20の外部(実装基板)から凹部13内の金属膜(リード電極)31a,31bに導通する。なお、本実施形態においては、溝部12a,12bの内側表面の全体に金属膜32a,32bを被覆しているが、少なくとも一部の、金属膜31a,31bの端面が露出している領域に接続するように被覆すればよい。ただし、十分な面積の領域に金属膜32a,32bを被覆することが好ましく、金属膜32a,32bにより溝部12a,12b内部でのはんだの密着性がよくなる。また、後記の変形例(図4、図5参照)のように、支持体10の上面にも溝部12a,12bを形成してその内側表面に金属膜32a,32bを被覆した場合は、放熱性を向上させることができる。
(Metal film)
The
これらの金属膜31a,31b,32a,32bは、2層の金属膜で構成される(図示省略)。2層の金属膜とは、詳細は後記するが、発光素子搭載用基板20の製造時において、積層・焼成前のグリーンシートの状態で、表面およびスルーホール等として形成された貫通孔の内周面にスクリーン印刷等で被覆された導体ペーストからなるプリント層と、焼成後に、前記プリント層上に電気めっき等で形成されるめっき層である。このような2層の金属膜による構成において、プリント層は凹部13の奥正面13aから連続して溝部12a,12bの内側表面の少なくとも一部にまで形成されている。そして、めっき層の形成はグリーンシートの積層後である支持体10の表面に露出した領域に限定されるので、金属膜31a,31bの支持体10を貫通する領域はプリント層のみで構成される。さらに本実施形態のように、金属膜32a,32bが溝部12a,12bの内側表面の全体を被覆するように形成する場合は、プリント層は溝部12a,12bの内側表面の全体に形成され、めっき層は、溝部12a,12bの内側表面(プリント層上)からさらに、支持体10の背面において溝部12a,12bの周縁まで回り込んで形成されていてもよい(図1(b)参照)。プリント層、めっき層共に、一般的な半導体素子のセラミックパッケージに適用される金属材料を適用できる。プリント層については、セラミック焼成時に溶融しない高融点金属、具体的にはタングステン、クロム、チタン、コバルト、モリブデン、およびこれらの合金が挙げられ、このような金属材料の粒子を樹脂ペーストに混合した導体ペーストとして用いられる。めっき層については、特に半導体発光素子においては放射された光を効率よく外部に取り出すために光反射率の高い金属材料が用いられ、発光素子5が格納される凹部13内表面、すなわち金属膜(リード電極)31a,31bに光反射機能を付与する。このような金属材料として、具体的には金、銀、白金、銅、アルミニウム、ニッケル、パラジウム、およびこれらの合金が挙げられ、2種類以上の金属材料のめっき多層膜としてもよい。また、めっき層に代えて、蒸着による金属膜、あるいはめっきと蒸着を組み合わせた金属膜でもよい。蒸着膜であれば、プリント層上に限らず、支持体10表面に直接被覆できる。
These
(製造方法)
第1実施形態に係る発光素子搭載用基板20、さらにこれに発光素子5を搭載した発光装置30は、前記したように公知の半導体素子のセラミックパッケージと同様の方法で製造できる。支持体10は、図3に示すように、背面側(図3では積層構造の下側)を構成する第1支持体1(ボトム層)と、正面側を構成する第2支持体2(トップ層)の、少なくとも2層を積層して構成される。第1支持体1および第2支持体2は、それぞれ未焼成のセラミックシート(グリーンシート)を加工してなり、また、発光素子5の載置面(凹部13の奥正面13a、xy面)に沿ってマトリクス状に連結された状態で加工等されて発光素子搭載用基板20に、さらに発光装置30に製造される。図3においては、x方向に2個、y方向に3個の計6個が連結された状態を例として示す。図3に示すように、第1支持体1および第2支持体2は、それぞれ所定の位置および形状の貫通孔を打ち抜き加工(パンチング)等で形成され、表面の所定位置や所定の貫通孔の内周面に導体ペーストをスクリーン印刷等にて被覆される。詳しくは、第1支持体1および第2支持体2のそれぞれの切断線の交点毎に円形のスルーホール11,21を形成し、また第1支持体1のx方向の切断線に沿って細長い長円形のスリット孔12を、第2支持体2の中央(個片化後の支持体10における中央)に凹部13の周面を構成するキャビティ孔(貫通孔)23を、それぞれ形成する。なお、第1支持体1において、スルーホール11の一部(半数)はスリット孔12に内包される。そして、第1支持体1の表面(正面)にリード電極(インナーリード)となる金属膜31a,31bのパターンを、導体ペーストでスクリーン印刷等にて形成する。このとき、金属膜31a,31bはスリット孔12まで到達する形状とする。また、スリット孔12の内周面に導体ペーストを印刷等にて被覆して、リード電極(アウターリード)32a,32bとなる金属膜32を形成する。なお、打ち抜き加工と導体ペーストの印刷は、その工程順序は限定されず、形態に応じて複数回を交互に行ってもよい。
(Production method)
The light-emitting
これらの第1支持体1、第2支持体2を、スルーホール11,21で重なるように積層、固定して、この積層された第1支持体1、第2支持体2を所定温度で焼成してセラミックとして、連結された状態の支持体10を得る。最後に、導体ペーストで形成した金属膜31a,31b(表面に露出している領域)および金属膜32の表面に電気めっき等でニッケルや銀等のめっき層を形成して、発光素子搭載用基板20となる。なお、前記した通り、個片化するのは、発光素子5を搭載した後、発光装置30とする際である。切断線で切断・分離(ダイシングまたはブレイク)されると、スルーホール11,21は切欠部11a,11b,11c,11cになり、スリット孔12は溝部12a,12bになって、金属膜32は金属膜32a,32bとなる。なお、y方向に連結した発光素子搭載用基板20,20は、その間のスリット孔12が溝部12a,12bになるので、図3に示すようにy方向に対称に連結して製造される。このように、支持体10を2層以上で構成し、各層毎に加工してから積層することで、正面視で同じ箇所に切欠部11a(11b)と溝部12a(12b)が重なって形成されて、積層方向すなわち奥行き方向(z方向)に形状の異なる(段差のある)切欠き構造が得られる。
The first support body 1 and the
なお、前記した通り、切欠部11a,11b,11c,11cの正面視形状は4分の1円弧に限られないので、スルーホール11,21の形状も円形に限られず、例えば楕円形や長円形、角丸四角形であってもよい。同様にスリット孔12の形状も長円形に限られず、四分割されて溝部12a,12bとした際の形状に応じたものとする。さらに、本発明に係る発光装置において切欠部11a,11b,11c,11cは必ずしも形成されていなくてもよいが、スリット孔12と連続するスルーホール21(切欠部11a,11b)は形成されることが好ましい。これにより、連結された状態の支持体10において貫通孔を構成して、めっき時にめっき浴が流通することでスリット孔12の内周面の金属膜32の表面全体にめっき層が形成される。一方、切欠部11c,11cとなるスルーホール11およびこれと連続するスルーホール21は、切断時の欠け等の製造上の不具合を生じないのであれば形成せず、後記の第5実施形態(図9参照)のように、支持体の上面側に切欠部のない構造としてもよい。
Note that, as described above, the front-view shape of the
(第1実施形態の変形例)
図4に示す第1実施形態の変形例のように、金属膜は、発光素子搭載用基板20A(支持体10A)の背面にも設けてよい(33a,33b)。このように、背面に金属膜33a,33bを設けることにより、発光素子5の熱が、凹部13内の金属膜(インナーリード)31a(31b)から溝部12a(12b)の金属膜32a(32b)を介して外部へ開放された背面の金属膜(放熱部)33a(33b)に伝導し、放熱性が向上する。また、実装において、はんだが溝部12a,12b内から背面の金属膜33a,33bに沿って這い上がり、実装性、特に機械的密着性が向上する。あるいは、この背面の金属膜33a,33bをリード電極(アウターリード)として、背面を実装面とする上方発光型発光装置にすることもできる。なお、発光素子搭載用基板の背面の放熱部とする金属膜は1つでもよく、この場合は、この金属膜が、発光素子5が載置される金属膜(インナーリード)31a(図1(a)参照)に導通するように形成される(図5(b)参照)。
(Modification of the first embodiment)
As in the modification of the first embodiment shown in FIG. 4, the metal film may be provided on the back surface of the light emitting element mounting substrate 20A (support 10A) (33a, 33b). As described above, by providing the
また、第1実施形態の変形例に係る発光素子搭載用基板20Aは、上面にも溝部12a,12bおよびその内側表面の金属膜32a,32bを備え、上下(y方向)対称の構造である。このような構成とすることで、上下の両面を実装面とすることができ、実装基板上の配線の正極・負極の入れ替えが可能である。さらに上下面のうち、実装面としない面の側の金属膜32a,32bが放熱部として機能するため、放熱性が向上する。このような上下対称の構造は、背面に金属膜33a,33bを備えない発光素子搭載用基板20(図1、図2参照)にも適用できる。
Further, the light emitting element mounting substrate 20A according to the modification of the first embodiment includes the
本変形例に係る発光素子搭載用基板20Aの製造においては、図3に示す第1支持体1のすべての切断線の交点にスリット孔12を形成する。また、第1支持体1には裏面(背面)に金属膜33a,33bを被覆する。あるいは、第1支持体1をさらに2枚のグリーンシートで構成してもよく、この場合は、1枚には表面に金属膜31a,31bを、もう1枚には表面(裏面)に金属膜33a,33bを形成し、また2枚共にスリット孔12を形成して、その内周面に金属膜32を被覆する。このように、第1支持体1、そして第2支持体2のそれぞれをさらに2枚以上のグリーンシートで構成してもよく、このとき、グリーンシートの1枚毎に形状の異なる構造の支持体(発光素子搭載用基板)とすることもできる。また、第1支持体1を2枚以上のグリーンシートで構成した場合には、下記の第1実施形態の別の変形例(図5参照)のように、溝部12a,12bの内側表面の一部の領域には金属膜32a,32bを被覆しないようにすることもできる。
In the manufacture of the light emitting element mounting substrate 20A according to this modification, the slit holes 12 are formed at the intersections of all the cutting lines of the first support 1 shown in FIG. The first support 1 is covered with
発光素子搭載用基板においては、多数枚のグリーンシートの積層により、切欠部等の外側の形状だけでなく、発光素子を搭載する凹部の形状等も様々なものとすることができる。また、それぞれの積層部分に適用するグリーンシートの厚さにより、凹部の深さ(奥行き方向長)や奥行き方向(z方向)における溝部の位置等を変化させることができる。図5に示す第1実施形態の別の変形例に係る発光装置30Bの発光素子搭載用基板20Bは、支持体10Bの第2支持体2を少なくとも2枚で構成して、凹部13Bの周面を、底面13aから開口側へ広がるような傾斜および垂直の2段階の傾斜角度としている(図5(b)参照)。あるいは、リード電極31a,31bに接触しない第2支持体2の正面側の1枚(最背面側の1枚以外)について、凹部13Bの周面に金属膜を備えてもよい(図示せず)。凹部の内側表面の金属膜は反射膜となるので、発光素子5の放射する光の取り出し効率が向上する。
In the light emitting element mounting substrate, by laminating a large number of green sheets, not only the outer shape such as the notch portion but also the shape of the concave portion for mounting the light emitting element can be various. Further, the depth of the concave portion (length in the depth direction), the position of the groove portion in the depth direction (z direction), and the like can be changed depending on the thickness of the green sheet applied to each laminated portion. A light emitting
図5(a)に示すように、発光装置30Bは、2個の発光素子5B,5Bの他に保護素子6も搭載し、これら3つの素子はリード電極31a,31bに並列に接続されている。保護素子6は、ツェナーダイオードやコンデンサ等であり、過電圧による発光素子5B,5Bの破壊を防止するためのものである。本変形例では、保護素子6は、その背面に備えた一方の電極がリード電極31bに直接に接続され、正面に備えた他方の電極がリード電極31aにワイヤボンディングで接続されている。また、保護素子6は、凹部13Bの奥正面13aにおけるリード電極31bが形成された領域内に形成された正面視円形の小凹部(小キャビティ)14内に載置されている。このように、保護素子6のような発光素子以外の部品を共に搭載する場合は、凹部13Bの奥正面13aのさらに一段奥に小凹部14を設けて、そこに保護素子6を載置することが好ましく、発光素子5B,5Bから放射される光が保護素子6およびそのワイヤに遮られず、高効率で光を取り出せる発光装置30Bとなる。小凹部14は、支持体10Bの第1支持体1を少なくとも2枚で構成して、最正面側の1枚に小凹部14の側壁(周面)を構成する円形の貫通孔を形成することで得られ、またその内周面にも金属膜を形成してリード電極31bの一部とする。
As shown in FIG. 5A, the light emitting device 30B includes a
さらに図5(b)に示すように、発光素子搭載用基板20Bは、その背面に放熱部として1つのみの金属膜33aが設けられている。この金属膜33aは、前記したように、発光素子5B,5Bが載置される方のリード電極(金属膜)31aに導通するように形成される。本変形例では、支持体10Bの金属膜31aが設けられる領域の一部、具体的には凹部13Bの奥正面13aの正面視中心近傍に貫通孔を形成し、導体ペースト等で金属を充填することで金属膜31a−33a間を導通させている。このように、支持体の背面と凹部の内側表面との導通は、溝部12a,12b内側表面のような支持体の外側表面を介したものに限られない。そして、前記変形例に係る発光素子搭載用基板20A(図4参照)のように、背面に2つの金属膜33a,33bを設けた場合についても、凹部の奥正面13aの金属膜31a,31bが形成される領域のそれぞれに貫通孔を形成して、この貫通孔内に金属を充填してもよい。
Further, as shown in FIG. 5B, the light emitting
本変形例に係る発光素子搭載用基板20Bは、前記変形例に係る発光素子搭載用基板20Aと同様に、支持体10Bに、正面視の4隅に切欠部11a,11bが、上下面に溝部12a,12bがそれぞれ形成されている。ただし本変形例では、切欠部11a,11bの径と溝部12a,12bの深さ(y方向長)とを略一致させて、切欠部11a,11bが奥行き方向(z方向)に遮られないように構成される。また、図5(b)に示すように、溝部12a(12b)の内側表面には金属膜32a(32b)が設けられているが、第1実施形態等のような表面全体を被覆するものではなく、背面寄りの領域は被覆されていない。このような発光素子搭載用基板20Bは、前記したように、第1支持体1を2枚以上のグリーンシートで構成し、最背面側の1枚については、スリット孔12の内周面に金属膜32を被覆しないことで製造される。このような構成とすることで、発光装置30Bは、実装において、溝部12a,12bの内部に埋め込まれるはんだが背面側に流出し難くなり、溶融したはんだに引きずられて背面側へ傾斜することを防止できる。なお、本変形例では、第1支持体1を少なくとも3枚のグリーンシートで構成して、積層方向(z方向)において、図5(b)に示すように、溝部12a(12b)における金属膜32a(32b)の端の位置と小凹部14の内側の奥の正面に向いた面(底面)の位置とが異なるように構成されている。具体的には、背面側(図3では積層構造の下側)から1枚目のグリーンシートは、スリット孔12を形成するのみとする。2枚目のグリーンシートは、スリット孔12を形成し、その内周面と表面の小凹部14の底面となる領域とに金属膜(金属膜32、金属膜31bの一部)を被覆する。そして3枚目のグリーンシートは、スリット孔12および小凹部14の周面を構成する貫通孔を形成し、それぞれの内周面と表面の金属膜31a,31bの領域とに金属膜を被覆する。さらに背面に放熱部として金属膜33aを設ける場合は、背面側から1枚目のグリーンシートは裏面(背面)の金属膜33aの領域に金属膜を被覆し、3枚すべてのグリーンシートは、正面視の同一の位置に、金属膜31a−33a間を導通させる金属を充填するための貫通孔を形成する。
As with the light emitting element mounting substrate 20A according to the modified example, the light emitting
〔第2実施形態〕
図6に示す第2実施形態に係る発光素子搭載用基板20Cも、支持体10Cについて第1支持体1を少なくとも2層(2枚のグリーンシート)に分けて製造することで得られる。本実施形態においては、最背面側の1枚について、前記第1実施形態の変形例に係る発光素子搭載用基板20B(図5参照)のように金属膜32a,32bを設けないだけでなく、溝部12a,12bも形成しない。すなわち支持体10Cの背面を構成する層には、切欠部11a,11b(11a2,11b2)を形成する。そのために、製造時において、第1支持体1のうちの正面側のグリーンシートには図3に示す第1支持体1と同様に、切断線の交点毎にスリット孔12を形成し、金属膜31a,31b,32を設ける。そして、背面側のグリーンシートには、切断線の交点毎にスルーホール11を形成するのみとする。このような構造の発光素子搭載用基板20C(支持体10C)の下面すなわち実装面における、切欠部11a,11b(11a1,11a2,11b1,11b2)および溝部12a,12bの形成されていない平らな面の領域は、H字型となる。したがって、幅方向(x方向)に十分な長さの接地面が、正面側のみならず背面側にも得られるため、実装基板表面にいっそう安定して支持される。
[Second Embodiment]
The light emitting
なお、正面側の切欠部11a1(11b1)と背面側の切欠部11a2(11b2)とは、正面視形状が必ずしも一致してなくてもよい。すなわち、製造時のスルーホール11,21の形状(径)は同一でなくてもよく、さらに一方について形成されなくてもよい。また、背面側に放熱部となる金属膜33a,33b(図4参照)を設ける場合は、切欠部11a2,11b2の内側にも金属膜32a,32bを設けて、溝部12a,12bにおける金属膜32a,32bと導通させる。あるいは図5(b)に示すように、2層の第1支持体1を貫通する孔を形成して内部に導体ペースト等で金属を充填して、金属膜31a(31b)と金属膜33a(33b)とを直接に導通させてもよい。
Note that the front-
〔第3実施形態〕
前記第1実施形態およびその変形例、ならびに第2実施形態は、第1支持体1の方に溝部12a,12bが形成されているが、第2支持体2に溝部12a,12bが形成されてもよい。図7に示す第3実施形態に係る発光素子搭載用基板20Dは、支持体10Dについて、凹部13Dの周面(枠体)を構成する第2支持体2を2層に分けて製造することで得られる。この2層のうちの背面側の層(図7における下側)に溝部12a,12bを形成し、正面側の層(第3支持体)に切欠部11a1,11b1を形成する。一方、第1支持体1には溝部12a,12bは形成せず、切欠部11a2,11b2のみを形成する。また、金属膜(リード電極)31a,31bは、溝部12a,12bの内側表面を被覆する金属膜32a,32bに接続するように、第1実施形態等と同様に、凹部13Dの奥正面13a上に延設される。このような構成により、支持体10Dの下面における、切欠部11a,11bおよび溝部12a,12bの形成されていない平らな面の領域は、第2実施形態(図6参照)と同様にH字型となり、実装においても第2実施形態と同様の効果が得られる。なお、このような構造とする場合、第2支持体2の背面側の層には、凹部13Dを構成するキャビティ孔23(図3参照)と溝部12a,12bを構成するスリット孔の両方が形成されるため、y方向長を確保する等して強度を保持できるように設計する。これは後記第4実施形態および第5実施形態についても同様である。
[Third Embodiment]
In the first embodiment, the modification thereof, and the second embodiment, the
〔第4実施形態〕
図8(a)に示す第4実施形態に係る発光素子搭載用基板20Eは、支持体10Eについて、凹部13Eの周面(枠体)を構成する第2支持体2を2層に分けて製造することで得られる。この2層のうちの背面側(図8(a)における下側)にも溝部12a(12a2)を形成することで、第1支持体1の溝部12a(12a1)と合わせて溝部12aを奥行き方向(z方向)に広くして、はんだ付けの面積を拡張して実装における密着性をいっそう向上させることができる。なお、図8(a)には示していないが、溝部12bも溝部12aと同様に、溝部12b1,12b2(図8(b)参照)を合わせた構造である。また、本実施形態に係る発光素子搭載用基板20Eは、第2支持体2を2層に分けたことで、凹部13Eの周面に段を形成することができる。あるいは、第1実施形態の変形例に係る発光素子搭載用基板20B(図5(b)参照)のように凹部13Eの周面の傾斜角度を変化させたり、周面における正面側の領域に金属膜を被覆することもできる。
[Fourth Embodiment]
The light emitting
溝部12a(12b)についても、背面側12a1(12b1)と正面側12a2(12b2)とで、正面視形状が必ずしも一致してなくてもよい。さらに、溝部12a,12bの形状について、下面に沿って深さが均一の溝でなくてもよい。図8(b)に示す第4実施形態の変形例に係る発光素子搭載用基板20Fは、支持体10Fについて、前記第4実施形態と同様に、第2支持体2を2層に分けてそのうちの背面側に溝部12a2,12b2を形成したものである。そして溝部12a,12bにおいて正面側の、この第2支持体2に形成された溝部12a2,12b2の形状は第4実施形態と同様に下面(上面)に沿ったものである。一方、背面側の第1支持体1に形成された溝部12a1,12b1は、幅方向(x方向)の端(左右)で上方(y方向)へ立ち上がり、支持体10Fの側面にもわたって溝部を形成する背面視L字型の形状である。また、支持体10Fは第1支持体1も2層で構成して、第1実施形態の変形例(図5参照)と同様に、溝部12a,12b(12a1,12b1)の内側表面において金属膜32a,32bを被覆しない領域を設けた。このような形状の溝部12a,12bにより、実装において、はんだが発光素子搭載用基板20Fの両側面で溝部12a1,12b1に沿ってフィレットを形成し、実装性、特に機械的密着性が向上し、また、このフィレットによりはんだの表面積が大きくなるため、放熱性が向上する。一方、溝部12a,12bの内側表面の背面寄りの領域には金属膜32a,32bを被覆していないため、はんだが発光素子搭載用基板20Fの背面側には流出し難く、背面側へ傾斜することを防止できる。すなわち本変形例は、背面側へのはんだの広がりを抑えつつ、第4実施形態と同様にはんだ付けの面積を拡張することができる。なお、このような形状の溝部12a1,12b1は、スリット孔12(図3参照)を、第1支持体1の切断線の交点上にx,y方向のそれぞれの切断線に沿った十字型に形成することで得られる。
As for the
なお、本変形例では、溝部12a,12bについて、背面側12a1,12b1の立ち上がり部分以外と正面側12a2,12b2とで、深さ(y方向長)を一致させて内側表面を面一としているが、第1支持体1、第2支持体2間の段差すなわち溝部12a1,12a2間(12b1,12b2間)の段差があってもよい。さらにこの段差により、それぞれの内側表面に設けた金属膜32a(32b)が分断されていてもよい。実装の際には、はんだにより分断された金属膜32a(32b)が導通するからである。
In this modification, the
このように、第4実施形態は、実装においてはんだ付けの領域となる溝部12a,12bを正面側へ拡張したものであり、さらにその変形例は、第1実施形態の変形例を組み合わせて、背面側へのはんだの広がりを抑えつつはんだ付けの面積を拡張したものである。また、第4実施形態に第2実施形態(図6参照)を組み合わせて、溝部12a,12bを背面まで到達させない構成としてもよい(図示せず)。このような構成とすることで、実装面における背面側にも幅方向に長い接地面を確保しつつはんだ付けの面積を拡張することができる。
Thus, in the fourth embodiment, the
〔第5実施形態〕
図9(a)に示すように、第5実施形態に係る発光装置30Gは、支持体10Gにおいて凹部13Gが上下方向(y方向)中心より上に寄せて形成された上下非対称の構造である。この凹部13Gについては、支持体10Gにおける位置が異なること以外は、前記の各実施形態と同様に形成できる。また、発光素子5Bの他に、第1実施形態の変形例に係る発光装置30B(図5参照)と同様に保護素子6も搭載している。さらに支持体10Gの背面(図9(b)では下側)に、放熱部として金属膜33aが設けられているが、凹部13Gに合わせて上寄り(図9(b)では右奥)に配置されている。この金属膜33a、そして凹部13G内の保護素子6が載置された小凹部14のそれぞれの構成および製造方法も、発光装置30Bと同様であるので説明は省略する。また、図9(b)に示すように、発光装置30Gの発光素子搭載用基板20Gは、第4実施形態に係る発光素子搭載用基板20E(図8(a)参照)と同様に、支持体10Gについて第2支持体2が2層で構成され、溝部12a,12bを奥行き方向(z方向)に広くしている。そして支持体10Gの凹部13Gも、支持体10Eの凹部13Eと同様に周面に段が形成されている。さらに、支持体10Gは第1支持体1も2層に分けて、第1実施形態の変形例(図5参照)と同様に、溝部12a,12bの内側表面において金属膜32a,32bを被覆しない領域を設けている。
[Fifth Embodiment]
As shown in FIG. 9A, the light emitting device 30G according to the fifth embodiment has a vertically asymmetric structure in which the
本実施形態に係る発光装置30Gの発光素子搭載用基板20Gは、支持体10Gの下面に形成された溝部12a,12bの内側表面の下面側の端部をさらに正面視(背面視)で円弧に切り欠いた形状で、この切り欠いた領域12a3,12b3(領域12b3は図9(a)不図示)の内側表面には金属膜32a,32bが被覆されていない。したがって、実装基板への接地面となる支持体10Gの下面には、金属膜32a,32bの端面が露出していない。このような構成とすることで、発光装置30Gの分離・切断により金属膜32a,32bの端面が支持体10Gの下面でバリとなって突出することがなく、発光装置30Gが実装において傾斜したり実装基板から浮き上がることを防止できる。
In the light emitting
このような形状の発光素子搭載用基板20Gは、その製造において、第1実施形態と同様に(図3参照)第1支持体1および第2支持体2の背面側の層に細長い長円形のスリット孔12を形成してその内周面に金属膜32(プリント層)を被覆した後、さらに前記スリット孔12に重ねてこれよりも細長い(幅方向(x方向)長大かつ深さ方向(y方向)長小の)長円形の第2のスリット孔を形成する。第2のスリット孔によって、スリット孔12の内周面のx方向の切断線近傍における領域が金属膜32ごと切り欠かれる。なお、スリット孔12と同様、第2のスリット孔の形状は長円形に限らず、支持体10Gの下面を構成するx方向の切断線近傍に金属膜32が形成されないようにすればよい。すなわち個片化後の領域12a3,12b3の正面視(背面視)形状は円弧に限らず、領域12a3,12b3によって溝部12a,12bの内側表面の下面側の端部が切り欠かれていればよい。このように、第1支持体1等に同じ箇所に2回の打ち抜き加工を行い、さらに第2支持体2の背面側の層には凹部13Gを構成するためのキャビティ孔も形成されるため、支持体10Gはこの領域(打ち抜かれない領域)を広く構成して強度を高くする。すなわち支持体10Gは、凹部13Gの下面側のy方向長を大きくする。また、その分、凹部13Gの上面側のy方向長を短くするために、支持体10Gは上面に切欠け部が形成されていない。したがって、発光素子搭載用基板20Gは、凹部13Gが支持体10Gにおいて上寄りに設けられた上下非対称の構造とする。
In the manufacture of the light emitting
以上、本発明に係る発光装置およびその発光素子搭載用基板について、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated about the light-emitting device which concerns on this invention, and its light emitting element mounting substrate, this invention is not limited to the said embodiment, Based on these description Needless to say, various changes and modifications are also included in the spirit of the present invention.
本発明に係る発光装置は、大画面テレビ等の液晶ディスプレイのバックライト等の光源に利用され、多数個の実装により光量を大きくすることができ、また実装位置等のずれを少なくして発光効率を向上させることができる。 The light-emitting device according to the present invention is used as a light source such as a backlight of a liquid crystal display such as a large-screen television, and can increase the amount of light by mounting a large number of pieces, and can reduce the deviation of the mounting position, etc. Can be improved.
10,10A〜10G 支持体
1 第1支持体
2 第2支持体
11,21 スルーホール
11a,11b,11c 切欠部
12 スリット孔
12a,12b 溝部
13,13B〜13E,13G 凹部
13a 凹部の奥正面
14 小凹部
23 キャビティ孔(貫通孔)
20,20A〜20G 発光素子搭載用基板
30,30B,30G 発光装置
31a,31b 金属膜(リード電極、インナーリード)
32 金属膜
32a,32b 金属膜(リード電極、アウターリード)
33a,33b 金属膜(放熱部)
5,5B 発光素子(半導体発光素子)
6 保護素子
10, 10A-10G Support 1
20, 20A to 20G Light-emitting
32
33a, 33b Metal film (heat dissipation part)
5,5B Light emitting device (semiconductor light emitting device)
6 Protection elements
Claims (6)
前記支持体は、底面における幅方向に対向する両辺のそれぞれの一部を切り欠いて、底面に幅方向中心近傍の領域が残るように形成された2つの溝部を有し、
前記溝部は、奥行き方向において、前記支持体の正面まで到達しないように形成され、
前記支持体の2つの溝部のそれぞれの内側表面における少なくとも一部に、前記一対のリード電極のそれぞれに導通する金属膜をさらに備えることを特徴とする発光装置。 A support made of an insulating material formed with a recess opening in the front, a pair of lead electrodes made of a metal film formed on the inner front side of the recess, and a semiconductor light emitting element placed in the recess; And a sealing member that seals the recess, wherein the pair of electrodes of the semiconductor light emitting element are electrically connected to the pair of lead electrodes, respectively, and the bottom surface of the support is mounted as a mounting surface. ,
The support body has two groove portions formed so as to leave a region near the center in the width direction on the bottom surface by cutting out a part of each of the opposite sides in the width direction on the bottom surface,
The groove is formed so as not to reach the front surface of the support in the depth direction.
The light emitting device, further comprising: a metal film electrically connected to each of the pair of lead electrodes on at least a part of an inner surface of each of the two groove portions of the support.
前記切欠部は、奥行き方向において、前記溝部が形成されていない領域に形成されている請求項1に記載の発光装置。 The support has two cutout portions formed along both sides of the bottom surface facing each other in the width direction so that the front view has a shape with a rectangular corner cut out.
The light-emitting device according to claim 1, wherein the notch is formed in a region where the groove is not formed in the depth direction.
前記一対のリード電極の一方が前記放熱部の1つに導通する請求項1または請求項2に記載の発光装置。 One or two heat dissipating parts made of a metal film are provided on the back surface of the support,
The light-emitting device according to claim 1, wherein one of the pair of lead electrodes is electrically connected to one of the heat radiating portions.
前記支持体の背面を実装面として実装することのできる請求項1または請求項2に記載の発光装置。 Two metal films that are electrically connected to each of the pair of lead electrodes are provided on the back surface of the support,
The light-emitting device according to claim 1, wherein the back surface of the support body can be mounted as a mounting surface.
前記第1支持体は、その正面が前記凹部の内側の奥正面を構成し、
前記第2支持体は貫通孔が形成されて、この貫通孔の内周面が前記凹部の内側の周面を構成し、
前記溝部は少なくとも前記第1支持体に形成されている請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の発光装置。 The support is formed by laminating at least two layers of a first support on the back side and a second support on the front side in the depth direction, with the inner front of the recess as a boundary surface,
The front surface of the first support body constitutes the inner front surface of the recess,
A through hole is formed in the second support, and an inner peripheral surface of the through hole constitutes an inner peripheral surface of the recess,
The light emitting device according to claim 1, wherein the groove is formed at least in the first support.
前記第1支持体は、その正面が前記凹部の内側の奥正面を構成し、
前記第2支持体および前記第3支持体は貫通孔が形成されて、この貫通孔の内周面が前記凹部の内側の周面を構成し、
前記溝部は少なくとも前記第2支持体に形成されている請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の発光装置。 The support is formed by laminating a first support on the back side and a second support on the front side in the depth direction, with the inner front of the recess as a boundary surface, and further on the front side of the second support. It consists of at least three layers laminated with a third support,
The front surface of the first support body constitutes the inner front surface of the recess,
A through hole is formed in the second support body and the third support body, and an inner peripheral surface of the through hole constitutes an inner peripheral surface of the recess,
The light emitting device according to claim 1, wherein the groove is formed at least in the second support.
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