JP2013161841A

JP2013161841A - Ｌｅｄパッケージ及びｌｅｄパッケージ用フレーム

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Publication number: JP2013161841A
Application number: JP2012020568A
Authority: JP
Inventors: Hideki Toyoda; 秀喜豊田; Wataru Utsunomiya; 渡宇都宮; Hidefumi Inoue; 秀文井上; Noriaki Seki; 則彰関; Shinji Shudo; 新二首藤
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2013-08-19
Anticipated expiration: 2032-02-02
Also published as: JP5405602B2

Abstract

【課題】リードフレームとパッケージ（特に２つのリードフレーム間を絶縁する絶縁部）の密着性を簡単な構造で確保することで、ＬＥＤパッケージの性能や信頼性を向上させることを目的とする。
【解決手段】ＬＥＤ素子１１０と、ＬＥＤ素子１１０を載置する側の一方の面及び他方の面とを備える複数のリードフレーム１０１、１０２と、複数のリードフレーム１０１、１０２間を絶縁する絶縁部１０３ａと、を有し、リードフレーム１０１、１０２は、一方の面側かつ複数のリードフレームが対向する絶縁部１０３ａ側の端部に凹部を備え、絶縁部１０３ａは前記凹部とリードフレーム１０１、１０２の他方の面とを挟み込む。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般照明器具、液晶ディスプレイのバックライト光源、ヘッドライト、光センサなどに利用するＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）を搭載するためのＬＥＤパッケージ及びＬＥＤパッケージ用フレームに関するものである。

近年、数十μｍから数ｍｍ程度角の大きさのＬＥＤチップをパッケージ内に収めた発光装置が開発され、電子機器、車両、各種の照明装置として利用が拡大している。

ＬＥＤパッケージは、凹部底面にＬＥＤチップを搭載し、エポキシ樹脂やシリコン樹脂といった封止樹脂で樹脂モールドされ、パッケージから外部に露出した複数の電極（リードフレーム）によって実装基板と電気的・機械的な接続が行なわれる。

ＬＥＤパッケージは、リードフレームとケースが一体となっているものが最も一般的である。リードフレームは電気的導通及び放熱効果を、ケースは絶縁及び放熱効果をそれぞれ要求されている。ＬＥＤパッケージは、ＬＥＤチップから放出される光を効率よく取り出すことが求められており、ＬＥＤから直接放たれた光だけでなく、リフレクタを設けることで反射させ、外部に光をより多く放出されるような輝度の高いパッケージが検討されている。

リードフレームは、ＳＰＣＣやＳＰＣＥ等の鉄板、板状の鉄−ニッケル等の合金薄板、銅−ニッケル−錫等の合金薄板からなるリードフレーム用金属材料を、フォトエッチング加工あるいはスタンピング加工をして作られる。さらに、光反射を向上させるために銀メッキの処理を施しているものもある。

封止樹脂は、パッケージ上部の凹部内に充填してＬＥＤチップや配線を保護すると共に、蛍光物質を含有することによってＬＥＤチップからの光を、例えば青色から白色に波長変換する。封止樹脂は、狭い隙間への充填性が求められるため、低粘度の有機系樹脂が使用されることが多い。このため、パッケージとしては、上部の凹部に流し込んだ液状の樹脂が、パッケージの側面や底面から漏れ出ないようにすることが必要である。

特許文献１には、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、か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が記載されている。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部に露出されたリードフレームとを備え、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、反射部の内壁面の一部がパッケージの内部に位置することが記載されている。

特開２０１０−３４３２５号公報

しかしながら、特許文献１記載の発光装置では、リードフレームの一部を屈曲させて作った反射部を設けてリードフレームとパッケージとの密着性をリードフレーム中央部（ＬＥＤチップ位置）のみで強くしているが、絶縁部を挟んで相対するリードフレームのそれぞれの端部では密着性が十分で無いという課題がある。

また、パッケージ内に置かれたリフレクタが樹脂製である場合には、リードフレームの周辺の多くを挟み込む必要があり、その密着性の確保が難しくなるという課題がある。

このようにリードフレームとパッケージとの密着性が不十分のままだと、リードフレームとパッケージ部材との界面から空気中の二酸化硫黄などの硫化物が浸透すると、高反射を得るためのＡｇメッキは、硫化銀となり黒色化し、反射率が低下する。また、空気中の水分やガスの浸透によりＬＥＤチップの劣化が発生して、信頼性を落とすことが多い。また、最近では、包装に用いられる段ボール材から放出される微量の硫化水素によって、ＬＥＤチップのみならず、ＬＥＤチップに接続されるリードを腐食させる場合がある。

さらに、リードフレームとパッケージとの密着性が不十分のままだと、パッケージとリードフレームとの界面の隙間から封止樹脂が漏れ出す結果となる。漏れ出した封止樹脂は、カット・フォーミング時のバリの発生、半田の実装性不良等の種々の問題を発生させる原因になる。また、封止樹脂に蛍光物質が含有されている場合は、封止樹脂と共に蛍光物質も漏れ出すことになり、目的の色度からずれることになる。

また、Ｃｕ合金の表面をＡｇメッキした材質であるリードフレームでは、打ち抜き加工（プレス加工）やエッチングにより溝部又は突起部を形成しているので複雑な構造をしている。そのため、形成される溝部又は突起部が、Ｃｕ合金の表面のＡｇメッキを損傷してしまう場合がある。また、該表面に十分な膜厚のＡｇ処理を施したとしても溝部又は突起部では、Ａｇ処理が不均一になることは避けられない。

このため、溝部又は突起部において、Ａｇメッキが剥がれ、この部分にエポキシ樹脂が浸潤してＣｕ合金に達することが判明した。Ｃｕ合金は、湿度等により水酸化物及び酸化物等が生成されて腐食する場合がある。Ｃｕ合金が腐食すると、腐食物が該表面に露出し、輝度などＬＥＤの特性を低下させるという課題がある。

本発明の目的は、安価なアルミニウムのリードフレームを用いてリードフレームとパッケージ（特に２つのリードフレーム間を絶縁する絶縁部）の密着性を簡単な構造で確保することで、ＬＥＤパッケージの性能や信頼性を向上させることのできるＬＥＤパッケージ及びＬＥＤパッケージ用フレームを提供することである。

以上の目的を達成するために本発明の半導体素子用パッケージは、ＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子を載置する側の一方の面及び前記一方の面とは反対の他方の面とを備え、前記ＬＥＤ素子と電気的に接続される複数のリードフレームと、前記複数のリードフレーム間を絶縁する絶縁部と、を有し、前記複数のリードフレームのうち少なくとも一つのリードフレームは、前記一方の面側かつ前記複数のリードフレームが対向する前記絶縁部側の端部に凹部を備え、前記絶縁部は前記凹部と前記リードフレームの他方の面とを挟み込むことを特徴とする。

本発明は以上のように構成されるため、リードフレームの端部に面取り部を設けることで、２つのリードフレーム間を絶縁する絶縁部を成型する樹脂で確実にかつ簡単な構成で挟み込むことができる。これで、ＬＥＤパッケージの性能に影響を与えるリードフレームとパッケージとを確実に密着させることができ、封止部材が漏れ出すことを防ぐことができる。ＬＥＤパッケージ及びＬＥＤパッケージ用フレームの照射量の低減を防ぐことができる。

また、リードフレームの形状は複雑にする必要が無く、部材のコストダウンが図れるとともにリードフレームに不必要なストレスが加わらないようにできるので湿気の進入を防ぎ、リードフレームの光学特性低下を防ぐことができる。

本発明の実施の形態におけるＬＥＤパッケージを模式的に示す斜視図本発明の実施の形態におけるＬＥＤパッケージの断面図本発明の実施の形態におけるＬＥＤパッケージの拡大断面図本発明の実施の形態におけるＬＥＤパッケージの拡大断面図

本発明における第１の発明は、ＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子を載置する側の一方の面及び前記一方の面とは反対の他方の面とを備え、前記ＬＥＤ素子と電気的に接続される複数のリードフレームと、前記複数のリードフレーム間を絶縁する絶縁部と、を有し、前記複数のリードフレームのうち少なくとも一つのリードフレームは、前記一方の面側かつ前記複数のリードフレームが対向する前記絶縁部側の端部に凹部を備え、前記絶縁部は前記凹部と前記リードフレームの他方の面とを挟み込むことを特徴とするＬＥＤパッケージに関する。

本発明における第１の発明によれば、金属をリードフレームに用い、さらにその金属の高い光反射率を利用して反射鏡の機能や高い熱伝導率を利用しての放熱板の機能も兼ねることができる。これでコストの高い銀メッキ処理や別途の放熱部材を必要としなくなる。

この放熱作用によりＬＥＤ素子は放熱性に優れ、高い発光効率を維持でき、長寿命化を図ることができる。

また、リードフレームの端部に面取り部を設けることで、２つのリードフレーム間を絶縁する絶縁部を成型する樹脂で確実にかつ簡単な構成で挟み込むことができる。これで、ＬＥＤパッケージの性能に影響を与えるリードフレームと絶縁部とを確実に密着させることができ、封止部材が漏れ出すことを防ぐことができる。ＬＥＤパッケージの照射量の低減を防ぐことができる。

本発明における第２の発明は、前記リードフレームの材質がアルミニウムであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージに関する。

本発明における第２の発明によれば、リードフレームにアルミニウムを用いているのでその高い光反射率を利用して反射鏡の機能や高い熱伝導率を利用しての放熱板の機能も兼ねることができる。これでコストの高い銀メッキ処理や別途の放熱部材を必要としなくなる。軽量で加工もしやすく、安価にリードフレームを作成することができる。

さらに、この放熱作用によりＬＥＤ素子は放熱性に優れ、高い発光効率を維持でき、長寿命化を図ることができる。

本発明における第３の発明は、前記リードフレームの上面と前記絶縁部の上面とが同一平面にあることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージに関する。

本発明における第３の発明によれば、リードフレームの上面と絶縁部の上面とはほぼ同一平面を形成することになり、ＬＥＤ素子からの光照射やリードフレームからの光反射を妨げないようにでき、ＬＥＤパッケージの照射量の低減を防ぐことができる。

本発明における第４の発明は、前記複数のリードフレームのうち対向する一対の前記リードフレームにおいて、前記ＬＥＤ素子を載置する一方のリードフレームの凹部の大きさが、他方のリードフレームの凹部の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージに関する。

本発明における第４の発明によれば、複数のリードフレームのそれぞれの面取りの大きさを変えることでリードフレームを確実に挟み込むことと反射面として機能する面積を減少させないことを両立させることができる。

本発明における第５の発明は、ＬＥＤ素子を載置する側の一方の面及び前記一方の面とは反対の他方の面とを備える複数のリードフレームと、前記複数のリードフレーム間を絶縁する絶縁部と、を有し、前記複数のリードフレームのうち少なくとも一つのリードフレームは、前記一方の面側かつ前記複数のリードフレームが対向する前記絶縁部側の端部に凹部を備え、前記絶縁部は前記凹部と前記リードフレームの他方の面とを挟み込むことを特徴とするＬＥＤパッケージ用フレームに関する。

本発明における第５の発明によれば、金属をリードフレームに用い、さらにその金属の高い光反射率を利用して反射鏡の機能や高い熱伝導率を利用しての放熱板の機能も兼ねることができる。これでコストの高い銀メッキ処理や別途の放熱部材を必要としなくなる。

（実施の形態）
以下、本発明のＬＥＤパッケージについて図面を用いて説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に良好な条件の限定が記載されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する記載がない限り、これらの条件に限られるものではない。

以下、本発明のＬＥＤパッケージについて図１〜３を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態におけるＬＥＤパッケージを模式的に示す斜視図、図２は本発明の実施の形態におけるＬＥＤパッケージの断面図で、図１のＺ−Ｚでの断面を表したものである。

図１及び図２に示すように、ＬＥＤパッケージ１００は、一対の屈曲したリードフレーム１０１、１０２と、リードフレーム１０１とリードフレーム１０２とを電気的に絶縁する屈曲した絶縁部１０３ａと、を備える。リードフレーム１０１、１０２と絶縁部１０３ａとは、一体化されて構成されている。

リードフレーム１０１、１０２は、それぞれ略半椀状の形状をしており、導電性・放熱性・機械的強度・加工のしやすさ・光の反射などの性能の観点から安価で軽量でかつ加工のしやすいアルミニウムの金属板を加工して使用している。ここで、アルミニウムの抵抗率（電気伝導度の逆数）は２×１０^−８Ω・ｍ、可視色の光反射率は９０％、熱伝導度は２００Ｗ／ｍ・Ｋ程度である。

すなわち、抵抗率（電気伝導度の逆数）は１×１０^−８Ω・ｍ〜１００×１０^−８Ω・ｍ、可視色の光反射率は８０％以上、熱伝導度は１０Ｗ／ｍ・Ｋ〜５００Ｗ／ｍ・Ｋの金属から選択すればよいが、求められる機能のバランスの良さの観点から材質はアルミニウムであるのがよい。

例えば、リードフレームでは銅又は銅合金からなる金属板を加工して、光の反射率を向上させるためにその表面を高価な銀メッキ処理してもよい。

一方、本実施の形態のリードフレーム１０１、１０２はアルミニウムを採用しているために光反射率が高く銀メッキ処理を必要としないためよりよい。銀メッキ処理を使用していないために、リードフレーム１０１、１０２とパッケージ部材１０３との界面から空気中の二酸化硫黄などの硫化物が浸透して、Ａｇメッキが硫化銀となり黒色化してリフレクタの反射率が低下することが無くなり、ＬＥＤパッケージ１００より照射される光強度の低下を防ぐことができる。さらに、後述するリードフレーム１０１、１０２とパッケージ部材１０３の絶縁部１０３ａの固定方法は、リードフレーム１０１、１０２とパッケージ部材１０３の密着性を確保することができ、銀メッキ処理を施したリードフレームであっても使用することも可能になる。

このように、リードフレーム１０１、１０２に光反射率の高く熱伝導率の高い材質（本実施の形態ではアルミニウム）を用いそして略半椀状の形状をしているのでその高い光反射率を利用して反射板の機能や高い熱伝導率を利用してリードフレームを放熱板としての機能を兼ねることができる。これでコストの高い銀メッキ処理や別途の放熱部材を必要としなくなる。さらに、リードフレーム１０１、１０２はリフレクタの役割も果たす。

さらに、この放熱作用によりＬＥＤ素子１１０は放熱性に優れ、高い発光効率を維持でき、長寿命化を図ることができる。

リードフレーム１０１とリードフレーム１０２は、絶縁部１０３ａを水平方向から挟み込むように一対が配置されている。リードフレーム１０１は、例えばアノード側リード部、リードフレーム１０２は、カソード側リード部である。すなわち、絶縁部１０３ａは、アノード側リード部とカソード側リード部との間を絶縁するために設けられている。

なお、本実施の形態ではリードフレームは一対の構成にて説明されているが、それだけに限らず、ＬＥＤパッケージ１００内に一対となったリードフレーム１０１、１０２が複数設置される場合や複数のＬＥＤの片方の電極のリードフレームを１つにして共通電極とする場合などの構成であってもよい。絶縁部１０３ａは少なくとも２つ以上ある複数のリードフレームのアノード−カソード間を絶縁する。

リードフレーム１０１、１０２は金属製の電極であり、ＬＥＤ素子１１０と電気的、機械的に接続されると共に、実装基板（図示せず）と電気的、機械的に接続される。これにより、ＬＥＤ素子１１０はリードフレーム１０１及び１０２を介して実装基板より給電され、動作可能となる。

また、これらのリードフレーム１０１、１０２はＬＥＤ素子１１０に電流を供給する端子の機能の他に、その形状によりＬＥＤパッケージ１００のリフレクタとしての機能も兼用させている。すなわち、ＬＥＤ素子１１０からの光をＬＥＤパッケージ１００の上方向に効率良く反射する。

絶縁部１０３ａは、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂からなり、リードフレーム１０１とリードフレーム１０２とを絶縁する。絶縁部１０３ａの上面（表面）は、リードフレーム１０１、１０２の上面（表面）とともに、ＬＥＤパッケージ１００の略凹状の底部を形成している。

また、パッケージ部材１０３は絶縁部１０３ａとともにエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂の成型で作られている。すなわち、絶縁部１０３ａはパッケージ部材１０３の一部分であり、図２の円Ａ内に示しているようにリードフレーム１０１、１０２のそれぞれの端部の側面で挟まれる領域である。リードフレーム１０１、１０２が対向する部分で絶縁部を挟んでいる。

また、絶縁部１０３ａの一部を利用してリードフレーム１０１、１０２それぞれの一方の端部は固定されている（詳細は後述する）。そして、もう一方の端部はパッケージ部材１０３にて固定されている。

ＬＥＤパッケージ１００のリードフレーム１０２の上面（表面）には、発光素子であるＬＥＤ素子１１０が搭載される。ＬＥＤ素子１１０が搭載されるリードフレーム１０２とリードフレーム１０１と絶縁部１０３ａの上面がそれぞれの周辺部により取り囲まれることで、ＬＥＤパッケージ１００の上部側は、凹状のＬＥＤ載置空間（キャビティ）１０５を形成している。

ＬＥＤ素子１１０は、導電部材であるボンディングワイヤ１１１、１１２によりリードフレーム１０１、１０２にそれぞれ接続（ワイヤボンディング）されている。なお、ボンディングワイヤ１１１、１１２の径は、φ２５〜３５μｍが好ましい。材質としては、金、銅、白金などが好適に用いられる。

ＬＥＤ素子１１０は、基板上にバッファ層、Ｎ型半導体層、発光層、及びＰ型半導体層が順に積層されて形成される。ＬＥＤ素子１１０は、Ｎ型半導体層の表面にＮ型電極が形成され、Ｐ型半導体層の表面には電流拡散膜とＰ型電極とが形成され、Ｐ型電極とＮ型電極とを電源（図示せず）に接続させることによりＬＥＤ素子１１０に電流が流れ発光する。ＬＥＤ素子１１０には、例えばＧａＮ系青色発光ダイオードチップを用いる。

上述したように、ＬＥＤパッケージ１００はＬＥＤ素子１１０を搭載するためのパッケージである。

キャビティ１０５内には、封止樹脂（図示省略）が充填され、この充填樹脂により、キャビティ１０５内に配置されたＬＥＤ素子１１０及びボンディングワイヤ１１１、１１２が封止される。この封止樹脂は、ＬＥＤ素子１１０の発光波長において光透過率が高く、また狭い隙間への充填が求められるために、低粘度の有機系樹脂（たとえばシリコン系樹脂）が使用される。

次に、図３を用いてリードフレーム１０１、１０２の片端側と絶縁部１０３ａとの固定保持の構成について詳細に説明する。図３は本発明の実施の形態におけるＬＥＤパッケージの拡大断面図であり、図２の円Ａ部を拡大したものである。

図３に示すように、リードフレーム１０１、１０２の端部周辺は絶縁部１０３ａを構成する樹脂材によって挟まれるように固定される。

すなわち、リードフレーム１０１の絶縁部１０３ａ側の端部には凹部として紙面垂直方向に端部の角を面取りした斜面（面Ａ）が前もって作られ、同様にリードフレーム１０２の絶縁部１０３ａ側の端部にも凹部として紙面垂直方向に端部の角を面取りした斜面（面Ｂ）が前もって作られている。

そして、２つのリードフレームを準備された金型に設置された後に絶縁部１０３ａを構成する樹脂材を流し込み樹脂成型を行なうことで、リードフレーム１０１、１０２の端部を絶縁部１０３ａが上下で挟む構成になり、リードフレーム１０１、１０２はパッケージ部材１０３に確実に密着させることができる。

こうすることで、リードフレーム１０１、１０２の上面と絶縁部１０３ａの上面とはほぼ同一平面を形成することになり、ＬＥＤ素子１１０（図２参照）からの光照射やリードフレーム１０１、１０２からの光反射を妨げないようにできる。

さらに、面Ａや面Ｂの傾斜を絶縁部１０３ａ側方向に下がる構成を採るので絶縁部１０３ａの樹脂成型時の樹脂材を染み出しにくくすることができる。

本実施の形態では、面Ａの面取りの大きさはＣ０．０５ｍｍで、面Ｂの面取りの大きさはＣ０．０３ｍｍである。面取りはＣで規定される平面ではなくて、Ｒで規定される曲面でもよいが、平面のほうがリードフレーム１０１、１０２を確実に挟み込むことができる。

なお、これらの数値は全体の構成により適宜決定すればよいが、大きすぎるとリードフレーム１０１、１０２を確実に挟み込むことができる一方、リードフレーム１０１、１０２の反射面として機能する面積が小さくなってしまう。逆に、小さすぎるとリードフレーム１０１、１０２の反射面として機能する面積を大きくできる一方、リードフレーム１０１、１０２を確実に挟み込むことができなくなる。

すなわち、面Ａの面取りの大きさはＣ０．０３ｍｍからＣ０．０７ｍｍの範囲内で、面Ｂの面取りの大きさはＣ０．０２ｍｍからＣ０．０５ｍｍの範囲内で設定すればよい。

また、面取りの角度はＣ０．０５ｍｍやＣ０．０３ｍｍで規定されているように４５°であるが、４５°±１５°の範囲内で設定すれば、リードフレーム１０１、１０２の端部周辺を挟み込み固定することが確実にできる。

なお、リードフレーム１０１、１０２の端部に面取りを設けず、絶縁部１０３ａの樹脂材で覆い囲むようにする構成も考えられるが、前述したようにリードフレーム１０１、１０２の反射面として機能する面積が小さくなってしまうとともに、リードフレーム１０１、１０２の同一水平面に樹脂材が染み出す恐れがあり、ますます反射面として機能する面積が小さくなってしまう。しかし、本実施の形態の構成ではそれらの恐れの無い構成を達成することができる。

また、リードフレーム１０１、１０２の面取りの大きさは、図２と図３に示す通りにリードフレームの水平方向の長さが長いリードフレーム１０２のほう（ＬＥＤ素子１１０を載置するほう）が面取りの大きさが小さく（Ｃ０．０３）、リードフレームの水平方向の長さが短いリードフレーム１０１では面取りの大きさを大きくしている（Ｃ０．０５）。これは、リードフレーム１０１、１０２と絶縁部１０３ａとを外す回転トルクは同じでリードフレーム１０１、１０２の他方の端部がしっかりと固定されているので面Ａや面Ｂに掛かるリードフレームの端部に発生する力が相違するからである。ここで、リードフレームの水平方向の長さとはパッケージ部材１０３で固定されている箇所より絶縁部１０３ａまでの距離である。ＬＥＤ素子１１０が載置されているリードフレーム１０２のほうが長い。

なお、リードフレーム１０１、１０２の面取りの大きさは両者同じ（どちらも面取りをＣ０．０５である大きい数値に合わせること）であってもよいが、リードフレームを確実に挟み込むことと反射面として機能する面積を減少させないことを両立させるには本実施の形態で示した条件のほうがよい。

図４に凹部の形状として他の形態を示す。図４は本発明の実施の形態におけるＬＥＤパッケージの拡大断面図である。

図４に示すように、リードフレーム１０１の絶縁部１０３ａ側の端部には凹部として紙面垂直方向に段差が前もって作られ、同様にリードフレーム１０２の絶縁部１０３ａ側の端部にも凹部として紙面垂直方向に段差が前もって作られている。

リードフレーム１０１の段差の大きさは高さ０．０５ｍｍ、水平方向の幅は０．０５ｍｍであり、リードフレーム１０２大きさは高さ０．０３ｍｍ、水平方向の幅は０．０３ｍｍである。

すなわち、リードフレーム１０１の段差の高さや幅は０．０３ｍｍから０．０７ｍｍの範囲内で、リードフレーム１０２の段差の高さや幅は０．０２ｍｍから０．０５ｍｍの範囲内で設定すればよい。

また、リードフレーム１０１、１０２の段差の水平方向の幅は、図４に示す通りにリードフレームの水平方向の長さが長いリードフレーム１０２のほうが段差の水平方向の幅が小さく（０．０３ｍｍ）、リードフレームの水平方向の長さが短いリードフレーム１０１では段差の水平方向の幅の大きさを大きくしている（０．０５ｍｍ）。

これは、リードフレーム１０１、１０２と絶縁部１０３ａとを外す回転トルクは同じでリードフレーム１０１、１０２の他方の端部がしっかりと固定されているので面Ａや面Ｂに掛かるリードフレームの端部に発生する力が相違するからである。ここで、リードフレームの水平方向の長さとはパッケージ部材１０３で固定されている箇所より絶縁部１０３ａまでの距離である。ＬＥＤ素子１１０が載置されているリードフレーム１０２のほうが長い。

なお、リードフレーム１０１、１０２の段差の大きさは両者同じ（どちらも段差を０．０５ｍｍである大きい数値に合わせること）であってもよいが、リードフレームを確実に挟み込むことと反射面として機能する面積を減少させないことを両立させるには上述した条件のほうがよい。

以上の構成により、光反射率や熱伝導度の良好な金属（本実施の形態ではアルミニウム）をリードフレーム１０１、１０２に用い、さらにその金属の高い光反射率を利用して反射鏡の機能や高い熱伝導率を利用しての放熱板の機能も兼ねることができる。これでコストの高い銀メッキ処理や別途の放熱部材を必要としなくなる。

この放熱作用によりＬＥＤ素子１１０は放熱性に優れ、高い発光効率を維持でき、長寿命化を図ることができる。

また、リードフレーム１０１、１０２の端部に面取り部を設けることで、リードフレーム１０１とリードフレーム１０２とを絶縁する絶縁部１０３ａを成型する樹脂で確実にかつ簡単な構成で挟み込むことができる。これで、ＬＥＤパッケージ１００の性能に影響を与えるリードフレーム１０１、１０２と絶縁部１０３ａとを確実に密着させることができ、封止部材が漏れ出すことを防ぐことができる。

また、リードフレーム１０１、１０２の形状は複雑にする必要が無く、部材のコストダウンが図れるとともにリードフレーム１０１、１０２に不必要なストレスが加わらないようにできるので湿気の進入を防ぎ、リードフレーム１０１、１０２の特性低下を防ぐことができる。

すなわち、軽量で安価なアルミニウムのリードフレームを用いてリードフレームとパッケージ（特に２つのリードフレーム間を絶縁する絶縁部）の密着性を簡単な構造で確保することで、ＬＥＤパッケージの性能や信頼性を向上させることができる。

本発明のＬＥＤパッケージは、信頼性に優れ、封止樹脂の耐液漏れ性を有する長寿命の発光装置としての利用に有用である。

１００ＬＥＤパッケージ
１０１、１０２リードフレーム
１０３パッケージ部材
１０３ａ絶縁部
１０５キャビティ（ＬＥＤ載置空間）
１１０ＬＥＤ素子
１１１、１１２ボンディングワイヤ

以上の目的を達成するために本発明のＬＥＤパッケージは、ＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子を載置する側の一方の面及び前記一方の面とは反対側の他方の面と、前記一方の面から前記一方の面側に立ち上がった第一のリフレクタ部と、を備え、前記ＬＥＤ素子と電気的に接続される第一のリードフレームと、前記第一のリードフレームとは空間的に隔離され、前記ＬＥＤ素子と電気的に接続されるボンディング面と、前記ボンディング面から前記ボンディング面側に立ち上がった第二のリフレクタ部と、を備える第二のリードフレームと、前記第一のリードフレームと前記第二のリードフレームとの間を絶縁し保持する絶縁部材と、を有し、前記第一のリードフレームは、前記他方の面の少なくとも一部が前記絶縁部材から露出し、且つ前記第二のリードフレームと対向する側の端部の裏面が前記絶縁部材に覆われ、前記第二のリードフレームは、前記ボンディング面の裏面が前記絶縁部材に覆われ、前記第一または第二のリードフレームは、前記一方の面及び前記ボンディング面から前記第一及び第二のリードフレームが対向する前記絶縁部側の端部にわたって凹部を備え、前記絶縁部は前記凹部と前記第一のリードフレームの他方の面及び前記凹部と前記第二のリードフレームのボンディング面の裏面とを挟み込むことを特徴とする。

本発明における第１の発明は、ＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子を載置する側の一方の面及び前記一方の面とは反対側の他方の面と、前記一方の面から前記一方の面側に立ち上がった第一のリフレクタ部と、を備え、前記ＬＥＤ素子と電気的に接続される第一のリードフレームと、前記第一のリードフレームとは空間的に隔離され、前記ＬＥＤ素子と電気的に接続されるボンディング面と、前記ボンディング面から前記ボンディング面側に立ち上がった第二のリフレクタ部と、を備える第二のリードフレームと、前記第一のリードフレームと前記第二のリードフレームとの間を絶縁し保持する絶縁部材と、を有し、前記第一のリードフレームは、前記他方の面の少なくとも一部が前記絶縁部材から露出し、且つ前記第二のリードフレームと対向する側の端部の裏面が前記絶縁部材に覆われ、前記第二のリードフレームは、前記ボンディング面の裏面が前記絶縁部材に覆われ、前記第一または
第二のリードフレームは、前記一方の面及び前記ボンディング面から前記第一及び第二のリードフレームが対向する前記絶縁部側の端部にわたって凹部を備え、前記絶縁部は前記凹部と前記第一のリードフレームの他方の面及び前記凹部と前記第二のリードフレームのボンディング面の裏面とを挟み込むことを特徴とするＬＥＤパッケージに関する。

本発明における第３の発明は、前記第一及び第二のリードフレームの上面と前記絶縁部の上面とが同一平面にあることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージに関する。

本発明における第４の発明は、前記第一のリードフレームの凹部の大きさが、前記第二のリードフレームの凹部の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージに関する。

本発明における第５の発明は、ＬＥＤ素子を載置する側の一方の面及び前記一方の面とは反対側の他方の面と、前記一方の面から前記一方の面側に立ち上がった第一のリフレクタ部と、を備える第一のリードフレームと、記第一のリードフレームとは空間的に隔離され、ＬＥＤ素子と電気的に接続可能なボンディング面と、前記ボンディング面から前記ボンディング面側に立ち上がった第二のリフレクタ部と、を備える第二のリードフレームと、前記第一のリードフレームと前記第二のリードフレームとの間を絶縁し保持する絶縁部材と、を有し、前記第一のリードフレームは、前記他方の面の少なくとも一部が前記絶縁部材から露出し、且つ前記第二のリードフレームと対向する側の端部の裏面が前記絶縁部材に覆われ、前記第二のリードフレームは、前記ボンディング面の裏面が前記絶縁部材に覆われ、前記第一または第二のリードフレームは、前記一方の面及び前記ボンディング面から前記第一及び第二のリードフレームが対向する前記絶縁部側の端部にわたって凹部を備え、前記絶縁部は前記凹部と前記第一のリードフレームの他方の面及び前記凹部と前記第二のリードフレームのボンディング面の裏面とを挟み込むことを特徴とするＬＥＤパッケージ用フレームに関する。

以上の目的を達成するために本発明のＬＥＤパッケージは、ＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子を載置する側の一方の面及び前記一方の面とは反対側の他方の面と、前記一方の面から前記一方の面側に立ち上がった第一のリフレクタ部と、を備え、前記ＬＥＤ素子と電気的に接続される第一のリードフレームと、前記第一のリードフレームとは空間的に隔離され、前記ＬＥＤ素子と電気的に接続されるボンディング面と、前記ボンディング面から前記ボンディング面側に立ち上がった第二のリフレクタ部と、を備える第二のリードフレームと、前記第一のリードフレームと前記第二のリードフレームとの間であって、前記一方の面と前記ボンディング面との間、及び前記第一のリフレクタ部と前記第二のリフレクタ部との間を、絶縁し、かつ前記第一のリードフレームの前記第一のリフレクタ部の外側及び前記第二のリードフレームの前記第二のリフレクタ部の外側を挟持する絶縁部材と、を有し、前記第一のリードフレームは、前記一方の面及び前記他方の面の少なくとも一部が前記絶縁部材から露出し、且つ前記第二のリードフレームと対向する側の端部の裏面が前記絶縁部材に覆われ、前記第二のリードフレームは、前記ボンディング面の裏面が前記絶縁部材に覆われ、前記第一のリードフレームの前記一方の面及び前記第一のリフレクタ部と、前記第二のリードフレームの前記ボンディング面及び前記第二のリフレクタ部と、前記絶縁部材と、でキャビティを構成し、前記第一または第二のリードフレームは、前記一方の面及び前記ボンディング面から前記第一及び第二のリードフレームが対向する前記絶縁部側の端部にわたって凹部を備え、前記絶縁部は前記凹部と前記第一のリードフレームの他方の面及び前記凹部と前記第二のリードフレームのボンディング面の裏面とを挟み込み、前記絶縁部が前記凹部と前記第一のリードフレームの他方の面及び前記第二のリードフレームのボンディング面の裏面とを挟持する高さは、前記絶縁部材が前記第一及び第二のリフレクタ部の外側を挟持する高さよりも、前記第一のリードフレームの一方の面側であることを特徴とする。

本発明における第１の発明は、ＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子を載置する側の一方の面及び前記一方の面とは反対側の他方の面と、前記一方の面から前記一方の面側に立ち上が
った第一のリフレクタ部と、を備え、前記ＬＥＤ素子と電気的に接続される第一のリードフレームと、前記第一のリードフレームとは空間的に隔離され、前記ＬＥＤ素子と電気的に接続されるボンディング面と、前記ボンディング面から前記ボンディング面側に立ち上がった第二のリフレクタ部と、を備える第二のリードフレームと、前記第一のリードフレームと前記第二のリードフレームとの間であって、前記一方の面と前記ボンディング面との間、及び前記第一のリフレクタ部と前記第二のリフレクタ部との間を、絶縁し、かつ前記第一のリードフレームの前記第一のリフレクタ部の外側及び前記第二のリードフレームの前記第二のリフレクタ部の外側を挟持する絶縁部材と、を有し、前記第一のリードフレームは、前記一方の面及び前記他方の面の少なくとも一部が前記絶縁部材から露出し、且つ前記第二のリードフレームと対向する側の端部の裏面が前記絶縁部材に覆われ、前記第二のリードフレームは、前記ボンディング面の裏面が前記絶縁部材に覆われ、前記第一のリードフレームの前記一方の面及び前記第一のリフレクタ部と、前記第二のリードフレームの前記ボンディング面及び前記第二のリフレクタ部と、前記絶縁部材と、でキャビティを構成し、前記第一または第二のリードフレームは、前記一方の面及び前記ボンディング面から前記第一及び第二のリードフレームが対向する前記絶縁部側の端部にわたって凹部を備え、前記絶縁部は前記凹部と前記第一のリードフレームの他方の面及び前記凹部と前記第二のリードフレームのボンディング面の裏面とを挟み込み、前記絶縁部が前記凹部と前記第一のリードフレームの他方の面及び前記第二のリードフレームのボンディング面の裏面とを挟持する高さは、前記絶縁部材が前記第一及び第二のリフレクタ部の外側を挟持する高さよりも、前記第一のリードフレームの一方の面側であることを特徴とするＬＥＤパッケージに関する。

本発明における第２の発明は、前記リードフレームの上面と前記絶縁部の上面とが同一平面にあることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージに関する。

本発明における第２の発明によれば、リードフレームの上面と絶縁部の上面とはほぼ同一平面を形成することになり、ＬＥＤ素子からの光照射やリードフレームからの光反射を妨げないようにでき、ＬＥＤパッケージの照射量の低減を防ぐことができる。

本発明における第３の発明は、ＬＥＤ素子を載置する側の一方の面及び前記一方の面とは反対側の他方の面と、前記一方の面から前記一方の面側に立ち上がった第一のリフレクタ部と、を備える第一のリードフレームと、記第一のリードフレームとは空間的に隔離され、ＬＥＤ素子と電気的に接続可能なボンディング面と、前記ボンディング面から前記ボンディング面側に立ち上がった第二のリフレクタ部と、を備える第二のリードフレームと、前記第一のリードフレームと前記第二のリードフレームとの間であって、前記一方の面と前記ボンディング面との間、及び前記第一のリフレクタ部と前記第二のリフレクタ部との間を、絶縁し、かつ前記第一のリードフレームの前記第一のリフレクタ部の外側及び前記第二のリードフレームの前記第二のリフレクタ部の外側を挟持する絶縁部材と、を有し、前記第一のリードフレームは、前記他方の面の少なくとも一部が前記絶縁部材から露出し、且つ前記第二のリードフレームと対向する側の端部の裏面が前記絶縁部材に覆われ、前記第二のリードフレームは、前記ボンディング面の裏面が前記絶縁部材に覆われ、前記第一のリードフレームの前記一方の面及び前記第一のリフレクタ部と、前記第二のリードフレームの前記ボンディング面及び前記第二のリフレクタ部と、前記絶縁部材と、でキャビティを構成し、前記第一または第二のリードフレームは、前記一方の面及び前記ボンディング面から前記第一及び第二のリードフレームが対向する前記絶縁部側の端部にわたって凹部を備え、前記絶縁部は前記凹部と前記第一のリードフレームの他方の面及び前記凹部と前記第二のリードフレームのボンディング面の裏面とを挟み込み、前記絶縁部が前記凹部と前記第一のリードフレームの他方の面及び前記第二のリードフレームのボンディング面の裏面とを挟持する高さは、前記絶縁部材が前記第一及び第二のリフレクタ部の外側を挟持する高さよりも、前記第一のリードフレームの一方の面側であることを特徴とするＬＥＤパッケージ用フレームに関する。

本発明における第３の発明によれば、金属をリードフレームに用い、さらにその金属の高い光反射率を利用して反射鏡の機能や高い熱伝導率を利用しての放熱板の機能も兼ねることができる。これでコストの高い銀メッキ処理や別途の放熱部材を必要としなくなる。

Claims

ＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子を載置する側の一方の面及び前記一方の面とは反対の他方の面とを備え、前記ＬＥＤ素子と電気的に接続される複数のリードフレームと、前記複数のリードフレーム間を絶縁する絶縁部と、を有し、前記複数のリードフレームのうち少なくとも一つのリードフレームは、前記一方の面側かつ前記複数のリードフレームが対向する前記絶縁部側の端部に凹部を備え、前記絶縁部は前記凹部と前記リードフレームの他方の面とを挟み込むことを特徴とするＬＥＤパッケージ。
前記リードフレームの材質がアルミニウムであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
前記リードフレームの上面と前記絶縁部の上面とが同一平面にあることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
前記複数のリードフレームのうち対向する一対の前記リードフレームにおいて、前記ＬＥＤ素子を載置する一方のリードフレームの凹部の大きさが、他方のリードフレームの凹部の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
ＬＥＤ素子を載置する側の一方の面及び前記一方の面とは反対の他方の面とを備える複数のリードフレームと、前記複数のリードフレーム間を絶縁する絶縁部と、を有し、前記複数のリードフレームのうち少なくとも一つのリードフレームは、前記一方の面側かつ前記複数のリードフレームが対向する前記絶縁部側の端部に凹部を備え、前記絶縁部は前記凹部と前記リードフレームの他方の面とを挟み込むことを特徴とするＬＥＤパッケージ用フレーム。