JP2014067838A - 発光ユニット、発光装置、および、発光ユニットの製造方法 - Google Patents

発光ユニット、発光装置、および、発光ユニットの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 実装基板により強固に接続可能な発光ユニット、発光装置、および、そのような発光ユニットの製造方法を提供する。
【解決手段】 発光ユニット１００は、発光素子３と、発光素子３が設置される第１の主面１１、第１の主面１１の反対を向く第１の裏面１２、および、第１の主面１１と第１の裏面１２とを繋ぐ第１の側面１３１を有する第１のリード１０と、第１の側面１３１と対向する第２の側面２３１を有する第２のリード２０と、第１のリード１０および第２のリード２０を保持する第１の樹脂成形体５と、を備えている。第１の樹脂成形体５は、第１の主面１１のうち発光素子３が設置される領域を露出させるように第１の主面１１を覆っており、第１の側面１１の少なくとも一部が第１の樹脂成形体５から露出している。
【選択図】 図３

Description

本発明は、発光ユニット、発光ユニットを内蔵する発光装置、および、発光ユニットの製造方法に関する。
従来、表面実装型の発光ユニットが知られている（たとえば特許文献１参照）。従来の発光ユニットは、金属製の第１，２のリードと、第１のリードに搭載された発光素子と、第１，２のリードを固定する第１の樹脂成形体と、発光素子を覆う第２の樹脂成形体とを備えている。第１の樹脂成形体は、発光素子および第２の樹脂成形体を収容するための凹部を備えている。このような凹部の形成は射出成形では困難である。このため、第１の樹脂成形体は熱硬化樹脂を用いてトランスファーモールド法を行うことにより形成される。
上記の発光ユニットは、発光装置に光源として組み込まれて使用される。発光装置は、電源に接続される配線パターンが設けられた実装基板を備えており、この実装基板に発光ユニットは実装される。発光ユニットを実装基板に実装する際には、第１，２のリードと配線パターンとをハンダを介して接続させる。発光装置の信頼性を向上させるために、第１，２のリードと配線パターンとの接続強度の向上が求められている。
特許第４６０８２９４号公報
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、実装基板により強固に接続可能な発光ユニット、発光装置、および、そのような発光ユニットの製造方法を提供することをその課題とする。
本発明の第１の側面によって提供される発光ユニットは、発光素子と、前記発光素子が設置される第１の主面、前記第１の主面の反対を向く第１の裏面、および、前記第１の主面と前記第１の裏面とを繋ぐ第１の側面を有する第１のリードと、前記第１の側面と対向する第２の側面を有する第２のリードと、前記第１のリードおよび前記第２のリードを保持する第１の樹脂成形体と、を備えており、前記第１の樹脂成形体は、前記第１の主面のうち前記発光素子が設置される領域を露出させるように前記第１の主面を覆っており、前記第１の側面の少なくとも一部が前記第１の樹脂成形体から露出していることを特徴とする。
このような構成によれば、前記第１の側面の一部が前記第１の樹脂成形体から露出しているため、前記発光ユニットをたとえばハンダを用いて実装基板に接続する際に、前記第１のリードとハンダとの接触面積を増やすことが可能である。このことは、前記第１のリードと前記実装基板との接続を強固にするうえで望ましい。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第２のリードは、前記第１の主面と同じ方向を向く第２の主面と、前記第１の裏面と同じ方向を向く第２の裏面とを有しており、前記第１の樹脂成形体は、前記第２の主面の一部を露出させるように、前記第２の主面を覆っており、前記第２の側面の少なくとも一部が前記第１の樹脂成形体から露出している。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１の裏面および前記第２の裏面が前記第１の樹脂成形体から露出している。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１の樹脂成形体は、前記第１の側面および前記第２の側面に接する帯状部を有している。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１の側面および前記第２の側面に挟まれる凹部が形成されており、前記帯状部は前記凹部に臨んでいる。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記発光素子を覆う第２の樹脂成形体をさらに備えており、前記第１の樹脂成形体には前記第２の樹脂成形体を収容する窓部が形成されている。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第２の樹脂成形体は前記第１の主面および前記第２の主面に接し、前記帯状部が前記第２の樹脂成形体に接している。
本発明の第２の側面によって提供される発光装置は、本発明の第１の側面によって提供される発光ユニットと、前記第１のリードに接続される第１の配線パターンと、前記第１の配線パターンと前記第１の裏面とを接続する第１の接合部材と、を備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１の接合部材が、前記第１の側面に接している。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第２のリードに接続される第２の配線パターンと、前記第２の配線パターンと前記第２の裏面とを接続する第２の接合部材と、を備えている。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第２の接合部材が、前記第２の側面に接している。
本発明の第３の側面によって提供される発光ユニットの製造方法は、第１の主面、前記第１の主面の反対を向く第１の裏面、および、前記第１の主面と前記第１の裏面とを繋ぐ第１の側面を有する第１のリードを形成する工程と、前記第１の側面と対向する第２の側面を有する第２のリードを形成する工程と、前記第１のリードおよび第２のリードを第１の樹脂材料で覆う工程と、を備えており、前記第１のリードおよび第２のリードを第１の樹脂材料で覆う工程では、前記第１の側面の少なくとも一部を前記第１の樹脂材料から露出させることを特徴とする。
より好ましい製造方法においては、前記第１のリードおよび前記第２のリードを前記第１の樹脂材料で覆う工程は、上下１対の金型の間に樹脂フィルムを設置する工程と、前記第１の裏面が前記樹脂フィルムに当接するように、前記上下１対の金型の間に前記第１のリードおよび前記第２のリードを設置する工程と、前記樹脂フィルム、前記第１のリード、および、前記第２のリードが設置された前記上下１対の金型の間に前記第１の樹脂材料を流し込む工程と、を有している。
より好ましい製造方法においては、前記第２のリードは、前記第１の裏面と同じ方向を向く第２の裏面を有しており、前記上下１対の金型の間に前記第１のリードおよび前記第２のリードを設置する工程では、前記第２の裏面が前記樹脂フィルムに当接する。
より好ましい製造方法においては、前記上下１対の金型の間に前記第１のリードおよび前記第２のリードを設置する工程では、前記第１の側面と前記第２の側面との間に前記樹脂フィルムの一部が入り込む。
より好ましい製造方法においては、前記上下１対の金型は、平坦な底面を有する下金型と、前記底面に向けて突き出す凸部を有する上金型と、を有しており、前記樹脂フィルムは前記底面に設置される。
より好ましい製造方法においては、前記凸部を前記第１の主面に当接させる工程を含む。
より好ましい製造方法においては、前記第２のリードは、前記第１の主面と同じ方向を向く第２の主面を有しており、前記凸部を前記第１の主面に当接させる工程では、前記凸部は前記第２の主面にも当接する。
より好ましい製造方法においては、前記第１のリードおよび前記第２のリードを前記第１の樹脂材料で覆う工程では、前記凸部に対応する窓部を有する第１の樹脂成形体が形成される。
より好ましい製造方法においては、前記窓部内に発光素子を設置する工程と、前記発光素子を第２の樹脂材料で覆う工程と、を備えており、前記発光素子を前記第２の樹脂材料で覆う工程では、前記発光素子を覆う第２の樹脂成形体が形成される。
より好ましい製造方法においては、前記第１のリードおよび前記第２のリードを前記第１の樹脂材料で覆う工程は、前記第１の側面と前記第２の側面との間にパラフィンを設置する工程を含んでおり、前記第１のリードおよび前記第２のリードを前記第１の樹脂材料で覆う工程を行った後に、前記パラフィンを加熱する工程を行う。
より好ましい製造方法においては、前記パラフィンを設置する工程は、前記第１の側面のうち、前記第１の裏面寄りの領域が前記パラフィンに覆われ、かつ、前記第１の主面寄りの領域が前記パラフィンから露出するように行われる。
より好ましい製造方法においては、前記第２のリードは、前記第１の主面と同じ方向を向く第２の主面と、前記第１の裏面と同じ方向を向く第２の裏面とを有しており、前記パラフィンを設置する工程は、前記第２の側面のうち、前記第２の裏面寄りの領域が前記パラフィンに覆われ、かつ、前記第２の主面寄りの領域が前記パラフィンから露出するように行われる。
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
本発明に基づく発光ユニットを示す要部平面図である。 図１に示す発光ユニット底面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図３の要部拡大断面図である。 図１に示す発光ユニットを内蔵する発光装置の要部断面図である。 図５の要部拡大断面図である。 図１示す発光ユニットの製造工程において製造されるリードフレームを示す図である。 図１示す発光ユニットの製造工程において使用される上下の金型および樹脂フィルムを示す図である。 下金型にリードフレームを設置する工程を示す図である。 図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 上下の金型でリードフレームを挟む工程を示す図である。 上下の金型の間に樹脂材料を流し込む工程を示す図である。 図１２に示す工程の後の工程を示す図である。 発光素子を設置した後の状態を示す図である。 図１に示す発光ユニットの別の製造方法を説明するための図である。 図１５に示すリードフレームを金型に設置した状態を示す図である。 図１６に示す金型の間に樹脂材料を流し込んだ状態を示す図である。 図１７に示す樹脂材料を硬化させた後の状態を示す図である。
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
図１〜図４は、本発明に基づく発光ユニットを示している。本実施形態の発光ユニット１００は、第１のリード１０、第２のリード２０、発光素子３、ツェナーダイオード３３、第１のワイヤ４１、第２のワイヤ４２、第３のワイヤ４３、第１の樹脂成形体５、および第２の樹脂成形体６を備えている。なお、理解の便宜上、図１においては第２の樹脂成形体６を省略している。図１に示すように発光ユニット１００は、平面視長矩形状である。以下の説明において、発光ユニット１００の長手方向をｘ方向とし、短手方向をｙ方向とし、ｘ方向およびｙ方向と直交する方向をｚ方向とする。発光ユニット１００は、たとえば照明器具に組み込まれる発光装置の部品として使用される。
図１および図２に表れているように、発光ユニット１００の外形を成すのは第１の樹脂成形体５である。第１の樹脂成形体５は第１のリード１０および第２のリード２０を保持している。第１の樹脂成形体５には、図１および図３に示すように平面視中央部に窓部５１が形成されている。この窓部５１は、第１のリード１０の一部および第２のリード２０の一部を露出させている。発光素子３、ツェナーダイオード３３、第１のワイヤ４１、第２のワイヤ４２、第３のワイヤ４３、および第２の樹脂成形体６は窓部５１に収容されている。
第１のリード１０は、たとえば銅または鉄製であり、ｘ方向に長く延びる略長板状に形成されている。第１のリード１０のｚ方向における厚さは、たとえば０．１〜０．５ｍｍの範囲内で適宜設定可能である。本実施形態では、第１のリード１０の厚さを０．２５ｍｍとする。第１のリード１０は、ｚ方向において互いに反対を向く第１の主面１１と第１の裏面１２とを有している。図３に示すように、第１の主面１１はｚ方向における上方を向き、第１の裏面１２は下方を向いている。さらに、第１のリード１０は、第１の主面１１と第１の裏面１２とを繋ぐ第１の側面１３１を有している。第１の側面１３１は、図３における右方を向く面となっている。また、図３に示すように、第１のリード１０は、第１の側面１３１の反対側に位置する側面１３２を有している。図２に示すように、第１のリード１０は、第１の側面１３１および側面１３２と直交する側面１３３および側面１３４を有している。側面１３３および側面１３４は互いに反対を向く面となっている。
図３に示すように、第１の主面１１は、第１の樹脂成形体５に覆われる被覆部１１ａと、第１の樹脂成形体５から露出する露出部１１ｂとを有している。第１の裏面１２および側面１３２は第１の樹脂成形体５から露出している。側面１３３および側面１３４は第１の樹脂成形体５に覆われている。本実施形態では、側面１３２は第１の樹脂成形体５のｘ方向における図３中左端面と面一となっており、第１の裏面１２は第１の樹脂成形体５のｚ方向における図３中下端面と面一となっている。側面１３３および側面１３４は第１の樹脂成形体５と密接しており、側面１３３および側面１３４を介して第１のリード１０は第１の樹脂成形体５に保持されている。
第１の側面１３１は一部のみが第１の樹脂成形体５に覆われ、残りの部分が第１の樹脂成形体５から露出している。図４は、第１の側面１３１の周辺を拡大して示すものである。図４に示すように、第１の側面１３１は、第１の樹脂成形体５に覆われる被覆部１３１ａと、第１の樹脂成形体５から露出する露出部１３１ｂとを有している。被覆部１３１ａはｚ方向において第１の主面１１寄りの領域であり、露出部１３１ｂはｚ方向において第１の裏面１２寄りの領域である。
第２のリード２０は、たとえば銅または鉄製であり、ｙ方向において第１のリード１０と同じ幅寸法を有する矩形状に形成されている。第２のリード２０のｘ方向における長さ寸法は第１のリード１０よりも短くなっている。第２のリード２０のｚ方向における厚さは第１のリード１０と同じとなっている。図２に示すように、第２のリード２０は、ｘ方向において第１のリード１０と離間するように配置されている。
第２のリード２０は、ｚ方向において互いに反対を向く第２の主面２１と第２の裏面２２とを有している。図３に示すように、第２の主面２１はｚ方向における上方を向き、第２の裏面２２は下方を向いている。さらに、第２のリード２０は、第２の主面２１と第２の裏面２２とを繋ぐ第２の側面２３１を有している。第２の側面２３１は、図３における左方を向いており、第１の側面１３１と対向する面となっている。また、図３に示すように、第２のリード２０は、第２の側面２３１の反対側に位置する側面２３２を有している。図２に示すように、第２のリード２０は、第２の側面２３１および側面２３２と直交する側面２３３および側面２３４を有している。側面２３３および側面２３４は互いに反対を向く面となっている。
図３に示すように、第２の主面２１は、第１の樹脂成形体５に覆われる被覆部２１ａと、第１の樹脂成形体５から露出する露出部２１ｂとを有している。第２の裏面２２および側面２３２は第１の樹脂成形体５から露出している。側面２３３および側面２３４は第１の樹脂成形体５に覆われている。本実施形態では、側面２３２は第１の樹脂成形体５のｘ方向における図３中右端面と面一となっており、第２の裏面２２は第１の樹脂成形体５のｚ方向における図３中下端面と面一となっている。側面２３３および側面２３４は第１の樹脂成形体５と密接しており、側面２３３および側面２３４を介して第２のリード２０は第１の樹脂成形体５に保持されている。
第２の側面２３１は一部のみが第１の樹脂成形体５に覆われ、残りの部分が第１の樹脂成形体５から露出している。図４には、第２の側面２３１の周辺も拡大して示されている。図４に示すように、第２の側面２３１は、第１の樹脂成形体５に覆われる被覆部２３１ａと、第１の樹脂成形体５から露出する露出部２３１ｂとを有している。被覆部２３１ａはｚ方向において第２の主面２１寄りの領域であり、露出部２３１ｂはｚ方向において第２の裏面２２寄りの領域である。
第１の側面１３１と第２の側面２３１との間隔は、第１のリード１０および第２のリード２０の厚さと同程度の長さであればよく、たとえば０．１〜０．５ｍｍの範囲内で適宜調整可能である。本実施形態では、第１の側面１３１と第２の側面２３１との間隔を０．２５ｍｍとする。
図４に示すように、第１の側面１３１の被覆部１３１ａと、第２の側面１３２の被覆部２３１ａとの間には、第１の樹脂成形体５の一部（後述する帯状部５２）が入り込んでいる。第１の側面１３１の露出部１３１ｂと第２の側面２３１の露出部２３１ｂとの間には凹部５２０が形成されている。なお、図３および図４では、分かり易いように凹部５２０を大きく示している。この凹部５２０のｚ方向における寸法は、たとえば、２０〜１００μｍ程度である。
発光素子３は、たとえば、ＧａＮからなるｎ型半導体層、活性層およびｐ型半導体層が積層された構造とされた発光ダイオード（ＬＥＤ）素子でおり、たとえば青色光を発する。発光素子３は略直方体形状であり、ｚ方向における図３中上方側に配置された第１の電極端子３１および第２の電極端子３２を有している。図３に示す例では、第２の電極端子３２は、第１の電極端子３１と離間しており、第１の電極端子３１よりもｘ方向において図中右方に位置している。発光素子３は、たとえば図示しない接合材を介して、第１の主面１１の露出部１１ｂに固定されている。なお、図示しない接合材としては、たとえば銀ペーストを用いたものが利用可能である。
第１の電極端子３１は第１のワイヤ４１を介して第１のリード１０と導通しており、第２の電極端子３２は第２のワイヤ４２を介して第２のリード２０と導通している。このような構造によれば、第１のリード１０の裏面１２および第２のリード２０の裏面２２を後述する発光装置の実装基板に実装することで第１の電極端子３１および第２の電極端子３２に電力を供給し発光素子３を発光させることができる。
ツェナーダイオード３３は、発光素子３に過大な逆電圧が印加されるのを防止するためのものであり、図１に示すように、第１の主面１０の露出部１１ｂ上に設置されている。ツェナーダイオード３３は第３のワイヤ４３を介して第２のリード２０に接続されている。
第１のワイヤ４１、第２のワイヤ４２、および第３のワイヤ４３はたとえば金線あるいは銀線である。第１のワイヤ４１の一端は第１の電極端子３１に接続され、他端は第１の主面１１の露出部１１ｂに接続されている。第２のワイヤ４２の一端は第２の電極端子３２に接続され、他端は第２の主面２１の露出部２１ｂに接続されている。第３のワイヤ４３の一端はツェナーダイオード３３に接続され、他端は第２の主面２１の露出部２１ｂに接続されている。
第１の樹脂成形体５は、たとえば白色の熱硬化樹脂からなる。具体的には、第１の樹脂成形体５を構成する白色の熱硬化樹脂は、熱硬化樹脂に酸化チタン顔料を添加したものである。熱硬化樹脂としては、たとえば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂のいずれかを用いることができる。なお、熱硬化樹脂を白色に着色するための添加物としては、酸化チタン以外にも、シリカやアルミナを用いることもできる。
図１および図３に示すように、第１の樹脂成形体５には窓部５１が形成されている。窓部５１は、ｚ方向視においてｘ方向を長手方向とする略矩形状であり、第１の樹脂成形体５の中央に設けられている。窓部５１はｚ方向における図２中下方ほど、ｚ方向視における面積が小さくなるように形成されている。具体的には、窓部５１は発光素子３を囲む４つの斜面により構成されている。図３には、４つの斜面のうち２つが表れている。図３に表れる両斜面はそれぞれｚ方向において第１のリード１０に近づくほどｘ方向において発光素子３に近づくように形成されている。これらの斜面は、発光素子３から側方（たとえば、ｘ，ｙ方向）に発せられた光を第１の樹脂成形体５の外方（たとえばｚ方向図３中上方）に向けて反射し、発光素子３の光量向上に好ましく寄与する。
第１の樹脂成形体５は、図２に示すように、第１の側面１３１および第２の側面２３１に挟まれる帯状部５２を有している。図２に示すように、帯状部５２はｘ方向に一定の幅を有し、ｙ方向に長く延びるように形成されている。また、第１の樹脂成形体５は、ｙ方向において第１のリード１０および第２のリード２０を間に挟んで離間する１対の保持部５３，５４を有している。保持部５３は側面１３３および側面２３３に当接する部分であり、保持部５４は側面１３４および側面２３４に当接する部分ある。帯状部５２の図２中上端は保持部５３に連結され、図２中下端は保持部５４に連結されている。
図３および図４に示すように、帯状部５２は、ｚ方向における厚みが第１のリード１０および第２のリード２０の厚みよりも小さくなるように形成されている。さらに、本実施形態では、帯状部５２の図４中上面５２ａは、第１の主面１１および第２の主面２１と面一となっている。帯状部５２の図４中下端部５２ｂは、凹部５２０に臨んでいる。
第２の樹脂成形体６は、発光素子３からの光を透過させる材質からなり、発光素子３を覆うように形成されている。本実施形態では、図３に示すように第２の樹脂成形体６は窓部５１の内側の空間に充填されており、第１のワイヤ４１、第２のワイヤ４２、第３のワイヤ４３、第１の主面１１の露出部１１ｂ、第２の主面２１の露出部２１ｂ、および、帯状部５２の上面５２ａをも覆っている。図４に示すように、第２の樹脂成形体６は、第１の主面１１の露出部１１ｂ、第２の主面２１の露出部２１ｂ、および、帯状部５２の上面５２ａに直接接している。
具体的には、第２の樹脂成形体６は、たとえば透明なエポキシ樹脂に蛍光材料が混入された材質からなる。この蛍光材料は、たとえば発光素子３からの青色光によって励起されることにより黄色光を発する。発光素子３からの青色光と上記蛍光材料からの黄色光とが混色することにより、発光ユニット１００からは白色光が発せられる。なお、上記蛍光材料に代えて、青色光によって励起されることにより赤色光を発する蛍光材料と緑色光を発する蛍光材料とを合わせて用いてもよい。
図５および図６は、発光ユニット１００を内蔵する発光装置２００を説明するためのものである。発光装置２００は、たとえば照明器具として用いられるものである。
発光装置２００は、発光ユニット１００と、実装基板７０と、実装基板７０に設けられた第１の配線パターン７１および第２の配線パターン７２と、第１の接合部材８１と、第２の接合部材８２とを備えている。第１の配線パターン７１および第２の配線パターン７２は、それぞれ発光装置２００の外部に設けられた電源の別々の極に接続される。
図５に示すように、第１の配線パターン７１は、第１の接合部材８１を介して第１のリード１０に接続されている。具体的には、第１の接合部材８１は、第１の配線パターン７１の図５中上面と第１のリード１０の裏面１２とを接続している。第２の配線パターン７２は、第２の接合部材８２を介して第２のリード２０に接続されている。具体的には、第２の接合部材８２は、第２の配線パターン７２の図５中上面と第２のリード２０の裏面２２とを接続している。第１の接合部材８１および第２の接合部材８２は、たとえばハンダである。
図６は、発光ユニット１００に形成された凹部５２０の周辺を説明するための拡大断面図である。図６に示すように、発光ユニット１００が発光装置２００組み込まれた状態においては、凹部５２０には第１の接合部材８１および第２の接合部材８２が入り込んでいる。
図６に示すように、第１の接合部材８１の凹部５２０に入り込んだ部分は第１の側面１３１の露出部１３１ｂに接している。また、第２の接合部材８２の凹部５２０に入り込んだ部分は第２の側面２３１の露出部２３１ｂに接している。これらの部分は、発光ユニット１００を実装基板７０に実装する際に形成されるものである。具体的には、第１の裏面１２と第１の配線パターン７１とをハンダ付けする際に、ハンダの一部が第１の裏面１２および第１の側面１３１の露出部１３１ｂを伝って凹部５２０内に回り込む。また、第２の裏面２２と第２の配線パターン７２とをハンダ付けする際に、ハンダの一部が第２の裏面２２および第２の側面２３１の露出部２３１ｂを伝って凹部５２０内に回り込む。ハンダが露出部１３１ｂおよび露出部２３１ｂに接したまま硬化することで、図６に示すような第１の接合部材８１および第２の接合部材８２が形成される。
次に、図７〜図１４を参照にしつつ、発光ユニット１００の製造方法について説明する。
図７には、発光ユニット１００を製造する際に使用するリードフレームの一例を示している。図７に示すリードフレーム１Ａは、互いに離間する第１のリード１０Ａおよび第２のリード２０Ａを備えている。リードフレーム１Ａは、たとえば厚さ０．２５ｍｍ程度の銅板に打ち抜き加工、あるいは、切断加工を施すことにより形成される。第１のリード１０Ａは、ｚ方向において互いに反対を向く主面１１Ａおよび裏面１２Ａを有している。また、第１のリード１０Ａは、主面１１Ａおよび主面１２Ａを繋ぎ、図７中右方を向く第１の側面１３１Ａを有している。第２のリード２０Ａは、ｚ方向において互いに反対を向く主面２１Ａおよび裏面２２Ａを有している。また、第２のリード２０Ａは、主面２１Ａおよび主面２２Ａを繋ぎ、図７中左方を向く第２の側面２３１Ａを有している。第２の側面２３１Ａは第１の側面１３１Ａと対向する面である。第１の側面１３１Ａと第２の側面２３１Ａとの間隔は、たとえば０．２５ｍｍである。
発光ユニット１００を製造する際には、図７に示すリードフレーム１Ａを製造する工程を行う。この工程は、第１のリード１０Ａを形成する工程と、第２のリード２０Ａを形成する工程を含んでいる。リードフレーム１Ａを製造した後に、リードフレーム１Ａを第１の樹脂材料で覆う工程を行う。リードフレーム１Ａを第１の樹脂材料で覆う工程は、本発明でいう第１のリードおよび第２のリードを第１の樹脂材料で覆う工程に相当する。
図８には、リードフレーム１Ａを第１の樹脂材料で覆う際に使用する上下１対の金型および樹脂フィルムを示している。上下１対の金型は、平坦な底面９１１を有する下金型９１と、底面９１１に向けて突き出す凸部９２１を有する上金型９２と、を有している。上金型９２には、後述する樹脂材料を流し込むための流し込み口９２２が形成されている。なお、流し込み口９２２は、上金型９２と下金型９１とを合わせた際に機能するものである。樹脂フィルム９３は、たとえば第１の樹脂成形体５を構成する樹脂よりも応力変形容易な樹脂を一定の厚みを有するフィルム状としたものである。具体的には、樹脂フィルム９３は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムであり、０．２〜０．５ｍｍ程度の厚みを有している。なお、樹脂フィルム９３としては、ＰＥＴフィルムに限定されず、たとえば、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレンのいずれかからなるフィルムを用いてもよい。
リードフレーム１Ａを第１の樹脂材料で覆う工程では、まず、上下１対の金型９１，９２の間に樹脂フィルムを設置する工程を行う。この工程では、下金型９１の底面９１１に樹脂フィルム９３が設置される。図８には樹脂フィルム９３が設置された状態を示している。
次に、上下１対の金型９１，９２の間に第１のリード１０および第２のリード２０を設置する工程を行う。この工程は、図９および図１０に示すように下金型９１にリードフレーム１Ａを設置する工程と、図１１に示すように上金型９２と下金型９１とでリードフレーム１Ａを挟み込む工程とを含んでいる。
図１０に示すように、下金型９１にリードフレーム１Ａを設置する工程において、第１の裏面１２Ａおよび第２の裏面２２Ａは、下金型９１の底面９１１に設置された樹脂フィルム９３に当接する。
下金型９１にリードフレーム１Ａを設置した後に、上金型９２を下金型９１に向けて降下させる。上金型９２を降下させていくと、凸部９２１が、第１の主面１１Ａおよび第２の主面２１Ａに当接する。本実施形態では、凸部９２１が第１の主面１１Ａおよび第２の主面２１Ａに接した後も、さらに上金型９２を降下させる。このようにすることで、図１１に示すように、樹脂フィルム９３の裏面１２Ａあるいは裏面２２Ａと接する領域は圧力を受けてｚ方向に収縮する。一方、樹脂フィルム９３のうち、側面１３１Ａと側面２３１Ａとの間の領域と重なる部分は圧力を受けることがないため、収縮せず、のみならず周囲の変形量に応じて隆起する。このため、側面１３１Ａと側面２３１Ａとの間に樹脂フィルム９３の一部（以下、隆起部９３１とする）が入り込むことになる。
この工程では、図１１に示すように、第１の主面１１Ａの中に、上金型９２と接触しない非接触部１１ａＡと、凸部９２１と密接する密接部１１ｂＡとが生じる。また、第２の主面２１Ａの中にも、上金型９２と接触しない非接触部２１ａＡと、凸部９２１と密接する密接部２１ｂＡとが生じる。
次に、樹脂フィルム９３、第１のリード１０Ａ、および、第２のリード２０Ａが設置された上下１対の金型９１，９２の間に第１の樹脂材料５Ａを流し込む工程を行う。図１２には流し込み終えた後の状態を示している。この工程は、たとえばトランスファーモールド法により行われる。第１の樹脂材料５Ａは、上述した第１の樹脂成形体５を構成する熱硬化樹脂である。第１の樹脂材料５Ａは上金型９２に設けられた流し込み口９２２から、下金型９１と上金型９２との間に流し込まれる。
この工程では、第１の主面１１Ａの非接触部１１ａＡおよび第２の主面２１Ａの非接触部２１ａＡは第１の樹脂材料５Ａによって被覆されることになる。第１の樹脂材料５Ａの硬化後、第１の主面１１Ａの非接触部１１ａＡは第１の主面１１の被覆部１１ａとなり、密接部１１ｂＡは露出部１１ｂとなる。また、第１の樹脂材料５Ａの硬化後、第２の主面２１Ａの非接触部２１ａＡは第２の主面２１の被覆部２１ａとなり、密接部２１ｂＡは露出部２１ｂとなる。
図１２に示すように、第１の側面１３１Ａと第２の側面２３１Ａとの間にも、第１の樹脂材料５Ａは入り込んでいる。ただし、第１の側面１３１Ａと第２の側面２３１Ａとに挟まれる空間のうち、第１の裏面１２Ａ寄りの領域（図中下寄りの領域）には隆起部９３１が入り込んでいる。このため、第１の樹脂材料５Ａが入り込むのは、第１の側面１３１Ａと第２の側面２３１Ａとに挟まれる空間のうち、第１の主面１１Ａ寄りの領域（図中上寄りの領域）のみである。従って、第１の側面１３１Ａの少なくとも一部は第１の樹脂材料５Ａから露出することになる。また、第２の側面２３１Ａの少なくとも一部は第１の樹脂材料５Ａから露出する。以下、第１の側面１３１Ａと第２の側面２３１Ａとの間に入り込んだ第１の樹脂材料５Ａを帯状部５２Ａとする。この帯状部５２Ａは、後に上述した帯状部５２となる部分である。
次に、第１の樹脂材料５Ａを硬化させる工程を行う。第１の樹脂材料５Ａが硬化した後に、上下１対の金型９１，９２を取り除き、不要な部分を切除する工程を行う。以上で、第１のリード１０Ａおよび第２のリード２０Ａを第１の樹脂材料５Ａで覆う工程は完了する。不要な部分を除去された第１のリード１０Ａは第１のリード１０となる。第１のリード１０Ａの各部も第１のリード１０の各部となる。不要な部分を除去された第２のリード２０Ａは第２のリード２０となる。第２のリード２０Ａの各部も第２のリード２０の各部となる。硬化後に不要な部分を除去された第１の樹脂材料５Ａは、凸部９２１に対応する窓部５１を有する第１の樹脂成形体５となる。図１３には、第１のリード１０および第２のリード２０を第１の樹脂材料５Ａで覆う工程を終えた後の中間物１００Ａを示している。
図１３に示す中間物１００Ａは、上述した発光ユニット１００における第１のリード１０、第２のリード２０、および、第１の樹脂成形体５を備えたものである。この中間物１００Ａには、凹部５２０が形成されている。
中間物１００Ａが形成された後に、発光素子３およびツェナーダイオード３３を設置する工程を行い、さらに、第１のワイヤ４１、第２のワイヤ４２、および第３のワイヤ４３を設置する工程を行う。これらの工程を経ることで図１４に示す中間物１００Ｂを得ることができる。
中間物１００Ｂが形成された後に、窓部５１に第２の樹脂材料を設置する工程を行い、第２の樹脂材料を硬化させることで、図１〜図４に示す発光ユニット１００を完成させることができる。第２の樹脂材料は、硬化後、第２の樹脂成形体６となるものである。
次に、発光ユニット１００およびその製造方法の作用について説明する。
本実施形態の発光ユニット１００では、第１のリード１０と第２のリード２０との間に凹部５２０が形成されている。この凹部５２０は、発光ユニット１００を発光装置２００に組み込む際に、以下のような作用を発揮する。
図５および図６に示すように、発光装置２００では、凹部５２０内に第１の接合部材８１および第２の接合部材８２が入り込んでいる。このため、第１の接合部材８１は第１の側面１３１に接し、第２の接合部材８２は第２の側面２３１に接している。このような構成によれば、凹部５２０が設けられていない場合と比較して、第１の接合部材８１と第１のリード１０との接触面積が大きくなり、第１の接合部材８１と第１のリード１０との接合強度が向上する。また、同様に、第２の接合部材８２と第２のリード２０との接触面積が大きくなり、第２の接合部材８２と第２のリード２０との接合強度が向上する。従って、発光ユニット１００は、発光装置２００の実装基板７０に設けられた第１の配線パターン７１および第２の配線パターン７２により強固に接続可能となっている。
さらに、第１の接合部材８１および第２の接合部材８２が凹部５２０に入り込む構成は、第１の接合部材８１と第２の接合部材８２とが接触してしまうのを防ぐ作用を有している。第１の接合部材８１および第２の接合部材８２は、発光ユニット１００を実装基板７０に実装する際に用いられるハンダが硬化したものである。発光ユニット１００を実装基板７０に実装する際にハンダの量が多過ぎた場合、意図しない領域までハンダが広がることが起こり得る。凹部５２０が形成されていない場合、第１の裏面１２および第２の裏面２２と実装基板７０との間に挟まれる限られた領域内をハンダが広がることになり、第１の接合部材８１と第２の接合部材８２とが接触した状態で形成されてしまうことが起こり得る。凹部５２０を形成しておくと、第１のリード１０あるいは第２のリード２０を伝ってハンダが凹部５２０内に逃げ込むことになる。このため、第１の接合部材８１と第２の接合部材８２とが接触することを防ぎやすくなっている。
また、本実施形態では、第１のリード１０と第２のリード２０との間に挟まれる帯状部５２の厚みは、凹部５２０が設けられている分だけ、第１のリード１０および第２のリード２０の厚みよりも小さくなっている。第１のリード１０および第２のリード２０は銅製であり、第１の樹脂成形体５は樹脂製であるため、帯状部５２には熱応力がかかることが想定される。帯状部５２の厚みを小さくすることで、帯状部５２にかかる熱応力を緩和することができる。
上述した製造方法では、下金型９１に樹脂フィルム９３を設置し、第１のリード１０と第２のリード２０との間に樹脂フィルム９３の一部を入り込ませるようにしている。樹脂フィルム９３が入り込んだ部分が凹部５２０となる。樹脂フィルム９３を設置する工程は容易に行うことが可能であり、下金型９１と上金型９２とで第１のリード１０および第２のリード２０を挟み込むことも上下１対の金型９１，９２に元々備わっている機能により行うことができる。
上述した製造方法では、上下１対の金型９１，９２の間に樹脂フィルム９３を挟むことで凹部５２０の形成を行ったが、以下に示す別の製造方法によっても凹部５２０を形成することが可能である。以下、図１５〜図１８を参照にしつつ、発光ユニット１００の製造方法の別の例について説明を行う。なお、以下の説明では、上記と同一もしくは類似の構成については上記と同一の符号を付し、説明を適宜省略する。
発光ユニット１００を製造する際には、図７に示すリードフレーム１Ａを製造する工程を行う。その後に、図１５に示すように、第１の側面１３１Ａと第２の側面２３１Ａとの間にパラフィン９４を設置する工程を行う。図１５に示すように、パラフィン９４は、第１の側面１３１Ａのうち、第１の裏面１２Ａ寄り（図１５中下寄り）の領域を覆っている。第１の側面１３１Ａのうち、第１の主面１１Ａ寄り（図１５中上寄り）の領域はパラフィン９４から露出している。また、パラフィン９４は、第２の側面２３１Ａのうち、第２の裏面２２Ａ寄り（図１５中下寄り）の領域を覆っている。第２の側面２３１Ａのうち、第２の主面２１Ａ寄り（図１５中上寄り）の領域はパラフィン９４から露出している。
第１の側面１３１Ａと第２の側面２３１Ａとの間にパラフィン９４を設置する工程を行った後、上下１対の金型９１，９２の間に第１のリード１０Ａおよび第２のリード２０Ａを設置する工程を行う。この工程は、先述した製造方法における図９および図１０に示した工程とほぼ同じである。図９および図１０に示した工程では、下金型９１に樹脂フィルム９３が設置されているが、パラフィン９４を用いる製造方法では、樹脂フィルム９３を設置する必要ない。
次に、図１６に示すように、凸部９２１が第１の主面１１Ａおよび第２の主面２１Ａに当接するまで、上金型９２を下金型９１に近づける工程を行う。その後、上金型９２と下金型９１との間に第１の樹脂材料５Ａを流し込む工程を行う。図１７には、上金型９２と下金型９１との間に第１の樹脂材料５Ａを流し込み終えた後の状態を示している。図１７に示すように、第１の側面１３１Ａと第２の側面２３１Ａとの間のうちパラフィン９４が設置されている部分には第１の樹脂材料５Ａは入り込まない。従って、第１の側面１３１Ａの少なくとも一部は第１の樹脂材料５Ａから露出することになる。また、第２の側面２３１Ａの少なくとも一部は第１の樹脂材料５Ａから露出する。一方で、図１７に示すように、第１の側面１３１Ａと第２の側面２３１Ａとの間のうち上寄りの領域には第１の樹脂材料５Ａが入り込み、帯状部５２Ａが形成されている。
次に、第１の樹脂材料５Ａを硬化させる工程を行う。第１の樹脂材料５Ａが硬化した後に、上下１対の金型９１，９２を取り除き、不要な部分を切除する工程を行う。以上で、第１のリード１０Ａおよび第２のリード２０Ａを第１の樹脂材料５Ａで覆う工程は完了する。不要な部分を除去された第１のリード１０Ａは第１のリード１０となる。第１のリード１０Ａの各部も第１のリード１０の各部となる。不要な部分を除去された第２のリード２０Ａは第２のリード２０となる。第２のリード２０Ａの各部も第２のリード２０の各部となる。硬化後に不要な部分を除去された第１の樹脂材料５Ａは、凸部９２１に対応する窓部５１を有する第１の樹脂成形体５となる。図１８には、第１のリード１０および第２のリード２０を第１の樹脂材料５Ａで覆う工程を終えた後の中間物１００Ａ’を示している。図１８に示すように、中間物１００Ａ’にはパラフィン９４が残留している。
第１のリード１０Ａおよび第２のリード２０Ａを第１の樹脂材料５Ａで覆う工程を行った後に、パラフィン９４を加熱する工程を行う。この工程は、具体的には、中間物１００Ａ’に対して加熱処理を施すことで行われる。この加熱処理により、パラフィン９４は昇華し、図１３に示す中間物１００Ａと同様のものを得ることができる。
本発明にかかる発光ユニット、発光装置、および、発光ユニットの製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明にかかる発光ユニットおよび発光装置の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。また、発光ユニットの製造方法の具体的な手法も変更自在である。
上述した発光ユニット１００は、いわゆる２ワイヤタイプの装置であるが、１ワイヤタイプのものや、発光素子３をフリップチップ実装するタイプのものであっても構わない。
上述した発光ユニットの製造方法では、トランスファーモールド法を用いているが、この例に限定されることはない。たとえば、第１の樹脂成形体５を射出成形してもよい。その場合でも、樹脂フィルム９３あるいはパラフィン９４を用いることで凹部５２０を容易に形成することが可能である。
１００ 発光ユニット
１００Ａ，１００Ａ’，１００Ｂ 中間物
２００ 発光装置
１Ａ リードフレーム
１０，１０Ａ 第１のリード
１１，１１Ａ 第１の主面
１１ａ 被覆部
１１ｂ 露出部
１１ａＡ 非接触部
１１ｂＡ 密接部
１２，１２Ａ 第１の裏面
１３１，１３１Ａ 第１の側面
１３１ａ 被覆部
１３１ｂ 露出部
１３２，１３３，１３４ 側面
２０，２０Ａ 第２のリード
２１，２１Ａ 第２の主面
２１ａ 被覆部
２１ｂ 露出部
２１ａＡ 非接触部
２１ｂＡ 密接部
２２，２２Ａ 第２の裏面
２３１，２３１Ａ 第２の側面
２３１ａ 被覆部
２３１ｂ 露出部
２３２，２３３，２３４ 側面
３ 発光素子
３１ 第１の電極端子
３２ 第２の電極端子
３３ ツェナーダイオード
４１ 第１のワイヤ
４２ 第２のワイヤ
４３ 第３のワイヤ
５ 第１の樹脂成形体
５Ａ 第１の樹脂材料
５１ 窓部
６ 第２の樹脂成形体
７０ 実装基板
７１ 第１の配線パターン
７２ 第２の配線パターン
８１ 第１の接合部材
８２ 第２の接合部材
９１ 下金型
９１１ 底面
９２ 上金型
９２１ 凸部
９２２ 流し込み口

Claims (23)

  1. 発光素子と、
    前記発光素子が設置される第１の主面、前記第１の主面の反対を向く第１の裏面、および、前記第１の主面と前記第１の裏面とを繋ぐ第１の側面を有する第１のリードと、
    前記第１の側面と対向する第２の側面を有する第２のリードと、
    前記第１のリードおよび前記第２のリードを保持する第１の樹脂成形体と、
    を備えており、
    前記第１の樹脂成形体は、前記第１の主面のうち前記発光素子が設置される領域を露出させるように前記第１の主面を覆っており、
    前記第１の側面の少なくとも一部が前記第１の樹脂成形体から露出していることを特徴とする、発光ユニット。
  2. 前記第２のリードは、前記第１の主面と同じ方向を向く第２の主面と、前記第１の裏面と同じ方向を向く第２の裏面とを有しており、
    前記第１の樹脂成形体は、前記第２の主面の一部を露出させるように、前記第２の主面を覆っており、
    前記第２の側面の少なくとも一部が前記第１の樹脂成形体から露出している、請求項１に記載の発光ユニット。
  3. 前記第１の裏面および前記第２の裏面が前記第１の樹脂成形体から露出している、請求項２に記載の発光ユニット。
  4. 前記第１の樹脂成形体は、前記第１の側面および前記第２の側面に接する帯状部を有している、請求項３に記載の発光ユニット。
  5. 前記第１の側面および前記第２の側面に挟まれる凹部が形成されており、
    前記帯状部は前記凹部に臨んでいる、請求項４に記載の発光ユニット。
  6. 前記発光素子を覆う第２の樹脂成形体をさらに備えており、
    前記第１の樹脂成形体には前記第２の樹脂成形体を収容する窓部が形成されている、請求項５に記載の発光ユニット。
  7. 前記第２の樹脂成形体は前記第１の主面および前記第２の主面に接し、
    前記帯状部が前記第２の樹脂成形体に接している、請求項６に記載の発光ユニット。
  8. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の発光ユニットと、
    前記第１のリードに接続される第１の配線パターンと、
    前記第１の配線パターンと前記第１の裏面とを接続する第１の接合部材と、
    を備えていることを特徴とする、発光装置。
  9. 前記第１の接合部材が、前記第１の側面に接している、請求項８に記載の発光装置。
  10. 前記第２のリードに接続される第２の配線パターンと、
    前記第２の配線パターンと前記第２の裏面とを接続する第２の接合部材と、
    を備えている、請求項８または請求項９に記載の発光装置。
  11. 前記第２の接合部材が、前記第２の側面に接している、請求項１０に記載の発光装置。
  12. 第１の主面、前記第１の主面の反対を向く第１の裏面、および、前記第１の主面と前記第１の裏面とを繋ぐ第１の側面を有する第１のリードを形成する工程と、
    前記第１の側面と対向する第２の側面を有する第２のリードを形成する工程と、
    前記第１のリードおよび第２のリードを第１の樹脂材料で覆う工程と、を備えており、
    前記第１のリードおよび第２のリードを第１の樹脂材料で覆う工程では、前記第１の側面の少なくとも一部を前記第１の樹脂材料から露出させることを特徴とする、発光ユニットの製造方法。
  13. 前記第１のリードおよび前記第２のリードを前記第１の樹脂材料で覆う工程は、
    上下１対の金型の間に樹脂フィルムを設置する工程と、
    前記第１の裏面が前記樹脂フィルムに当接するように、前記上下１対の金型の間に前記第１のリードおよび前記第２のリードを設置する工程と、
    前記樹脂フィルム、前記第１のリード、および、前記第２のリードが設置された前記上下１対の金型の間に前記第１の樹脂材料を流し込む工程と、を有している、請求項１２に記載の発光ユニットの製造方法。
  14. 前記第２のリードは、前記第１の裏面と同じ方向を向く第２の裏面を有しており、
    前記上下１対の金型の間に前記第１のリードおよび前記第２のリードを設置する工程では、前記第２の裏面が前記樹脂フィルムに当接する、請求項１３に記載の発光ユニットの製造方法。
  15. 前記上下１対の金型の間に前記第１のリードおよび前記第２のリードを設置する工程では、前記第１の側面と前記第２の側面との間に前記樹脂フィルムの一部が入り込む、請求項１３または請求項１４に記載の発光ユニットの製造方法。
  16. 前記上下１対の金型は、平坦な底面を有する下金型と、前記底面に向けて突き出す凸部を有する上金型と、を有しており、
    前記樹脂フィルムは前記底面に設置される、請求項１３ないし請求項１５のいずれかに記載の発光ユニットの製造方法。
  17. 前記凸部を前記第１の主面に当接させる工程を含む、請求項１６に記載の発光ユニットの製造方法。
  18. 前記第２のリードは、前記第１の主面と同じ方向を向く第２の主面を有しており、
    前記凸部を前記第１の主面に当接させる工程では、前記凸部は前記第２の主面にも当接する、請求項１７に記載の発光ユニットの製造方法。
  19. 前記第１のリードおよび前記第２のリードを前記第１の樹脂材料で覆う工程では、前記凸部に対応する窓部を有する第１の樹脂成形体が形成される、請求項１７または１８に記載の発光ユニットの製造方法。
  20. 前記窓部内に発光素子を設置する工程と、
    前記発光素子を第２の樹脂材料で覆う工程と、を備えており、
    前記発光素子を前記第２の樹脂材料で覆う工程では、前記発光素子を覆う第２の樹脂成形体が形成される、請求項１９に記載の発光ユニットの製造方法。
  21. 前記第１のリードおよび前記第２のリードを前記第１の樹脂材料で覆う工程は、
    前記第１の側面と前記第２の側面との間にパラフィンを設置する工程を含んでおり、
    前記第１のリードおよび前記第２のリードを前記第１の樹脂材料で覆う工程を行った後に、前記パラフィンを加熱する工程を行う、請求項１２に記載の発光ユニットの製造方法。
  22. 前記パラフィンを設置する工程は、前記第１の側面のうち、前記第１の裏面寄りの領域が前記パラフィンに覆われ、かつ、前記第１の主面寄りの領域が前記パラフィンから露出するように行われる、請求項２１に記載の発光ユニットの製造方法。
  23. 前記第２のリードは、前記第１の主面と同じ方向を向く第２の主面と、前記第１の裏面と同じ方向を向く第２の裏面とを有しており、
    前記パラフィンを設置する工程は、前記第２の側面のうち、前記第２の裏面寄りの領域が前記パラフィンに覆われ、かつ、前記第２の主面寄りの領域が前記パラフィンから露出するように行われる、請求項２２に記載の発光ユニットの製造方法。
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