JP2014130973A - 発光装置用パッケージ及びそれを備える発光装置、並びにその発光装置を備える照明装置 - Google Patents
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- H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
- H01L33/647—Heat extraction or cooling elements the elements conducting electric current to or from the semiconductor body
Abstract
【解決手段】本発明の発光装置用パッケージ(200)は、上面視において、長手方向(x)と、該長手方向(x)に直交する短手方向(y)と、を有し、前記長手方向(x)に並べられた第1及び第2のリードフレーム(11,12)と、前記第1及び第2のリードフレーム(11,12)と一体に成形された樹脂成形体(20)と、を備え、前記第1のリードフレーム(11)は、本体部(101)と、前記本体部(101)から前記第2のリードフレーム(12)側に幅狭になって延伸する延伸部(102)と、を有し、前記第1のリードフレーム(11)の下面には窪み(103)が設けられており、前記窪み(103)を埋める樹脂成形体(20)により、前記延伸部(102)の下面の露出領域(107)の少なくとも一部が前記本体部(101)の下面の露出領域(105)と分離されていることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
図1(a)及び(c)は其々、実施の形態1に係る発光装置の概略上面図及び概略下面図であり、図1(b)は、図1(a)におけるA−A断面を示す概略断面図である。図1に示すように、実施の形態1に係る発光装置200は、主として、発光装置用パッケージ100に、発光素子30が搭載され、封止部材50により封止されて構成されている。本例の封止部材50は、蛍光体60を含有しているが、省略することもできる。
図2(a)及び(c)は其々、実施の形態2に係る発光装置の概略上面図及び概略下面図であり、図2(b)は、図2(a)におけるB−B断面を示す概略断面図である。図2に示すように、実施の形態2に係る発光装置220は、主として、発光装置用パッケージ120に、発光素子30が搭載され、封止部材50により封止されて構成されている。本例の封止部材50は、蛍光体60を含有しているが、省略することもできる。
図3(a)及び(c)は其々、実施の形態3に係る発光装置の概略上面図及び概略下面図であり、図3(b)は、図3(a)におけるC−C断面を示す概略断面図である。図3に示すように、実施の形態3に係る発光装置230は、主として、発光装置用パッケージ130に、発光素子30が搭載され、封止部材50により封止されて構成されている。本例の封止部材50は、蛍光体60を含有しているが、省略することもできる。
図4(a)及び(b)は、実施の形態4に係る照明装置における発光装置の配置形態の一例を示す概略上面図である。図4に示す照明装置は、複数の発光装置と、それらの発光装置が実装される実装部材と、を備えている。なお、発光装置は、導電性ペーストを用いて実装部材に実装される。
リードフレームは、発光素子や保護素子に接続されて導電可能な金属部材を用いることができる。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、コバルト、モリブデン、又はこれらの合金、燐青銅、鉄入り銅などの金属板に、プレスやエッチング、圧延など各種の加工を施したものが挙げられる。また、その表層に、銀、アルミニウム、ロジウム、金、銅、又はこれらの合金などの鍍金や光反射膜が設けられていてもよく、なかでも光反射性に最も優れる銀が好ましい。リードフレームの厚さは、任意に選択できるが、例えば0.1mm以上1mm以下であり、好ましくは0.2mm以上0.4mm以下である。なお、リードフレームの上面や下面の周縁における樹脂成形体と接触する部位には、例えば図1〜3に示すように、溝や窪みが設けられることで、導電性ペースト中に含まれるフラックスや外気中の水分がリードフレームの下面側から浸入するのを抑制したり、樹脂成形体との密着性を高めたり、することができる。
樹脂成形体の母材は、ポリビスマレイミドトリアジン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、シリコーン変成樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、などの熱硬化性樹脂、脂肪族ポリアミド樹脂、半芳香族ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンテレフタレート、液晶ポリマー、ポリカーボネート樹脂、シンジオタクチックポリスチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリアリレート樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。また、これらの母材中に、充填剤又は着色顔料として、ガラス、シリカ、酸化チタン、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、ワラストナイト、マイカ、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、炭化ケイ素、酸化アンチモン、スズ酸亜鉛、ホウ酸亜鉛、酸化鉄、酸化クロム、酸化マンガン、カーボンブラックなどの粒子又は繊維を混入させることができる。
発光素子は、発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)素子や半導体レーザ(Laser Diode:LD)素子などの半導体発光素子を用いることができる。発光素子は、種々の半導体で構成される素子構造に正負一対の電極が設けられているものであればよい。特に、蛍光体を効率良く励起可能な窒化物半導体(InxAlyGa1−x−yN、0≦x、0≦y、x+y≦1)の発光素子が好ましい。このほか、緑色〜赤色発光のガリウム砒素系、ガリウム燐系半導体の発光素子でもよい。正負一対の電極が同一面側に設けられている発光素子の場合、各電極をワイヤでリードフレームと接続してフェイスアップ実装される。正負一対の電極が互いに反対の面に各々設けられている対向電極構造の発光素子の場合、下面電極が導電性接着剤でリードフレームに接着され、上面電極がワイヤでリードフレームと接続される。後述の保護素子の実装形態も同様である。また、発光素子の実装面側に、銀やアルミニウムなどの金属層や誘電体反射膜が設けられることで、光の取り出し効率を高めることができる。1つの発光装置用パッケージに搭載される発光素子の個数は1つでも複数でもよく、その大きさや形状、発光波長も任意に選べばよい。複数の発光素子は、リードフレームやワイヤにより直列又は並列に接続することができる。また、1つの発光装置用パッケージに、例えば青色発光と赤色発光の2つ、青色発光と緑色発光の2つ、青色・緑色・赤色発光の3つなどの組み合わせの発光素子が搭載されてもよい。
ワイヤは、発光素子の電極又は保護素子の電極と、リードフレームと、を接続する導線である。具体的には、金、銅、銀、白金、アルミニウム又はこれらの合金の金属線を用いることができる。特に、封止部材からの応力による破断が生じにくく、熱抵抗などに優れる金線が好ましい。また、光反射性を高めるために、少なくとも表面が銀で構成されているものでもよい。
封止部材は、発光素子や保護素子、ワイヤなどを封止して、埃や水分、外力などから保護する部材である。封止部材の母材は、電気的絶縁性を有し、発光素子から出射される光を透過可能(好ましくは透過率70%以上)であればよい。具体的には、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、TPX樹脂、ポリノルボルネン樹脂、これらの変性樹脂、又はこれらの樹脂を1種以上含むハイブリッド樹脂が挙げられる。ガラスでもよい。なかでも、シリコーン樹脂は、耐熱性や耐光性に優れ、固化後の体積収縮が少ないため、好ましい。また、封止部材は、その母材中に、充填剤や蛍光体など、種々の機能を持つ粒子が添加されてもよい。充填剤は、拡散剤や着色剤などを用いることができる。具体的には、シリカ、酸化チタン、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化クロム、酸化マンガン、ガラス、カーボンブラックなどが挙げられる。充填剤の粒子の形状は、破砕状でも球状でもよい。また、中空又は多孔質のものでもよい。
蛍光体は、発光素子から出射される一次光の少なくとも一部を吸収して、一次光とは異なる波長の二次光を出射する。蛍光体は、例えば、ユーロピウム、セリウム等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体、より具体的には、ユーロピウムで賦活されたα又はβサイアロン型蛍光体、各種アルカリ土類金属窒化シリケート蛍光体、ユーロピウム等のランタノイド系元素、マンガン等の遷移金属系元素により主に賦活されるアルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類のハロシリケート蛍光体、アルカリ土類金属シリケート蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類金属ケイ酸塩、アルカリ土類金属硫化物、アルカリ土類金属チオガレート、アルカリ土類金属窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、セリウム等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩又はユーロピウム等のランタノイド系元素で主に賦活される有機物及び有機錯体等が挙げられる。また、上記以外でも同様の性能、効果を有する蛍光体を使用することができる。これにより、可視波長の一次光及び二次光の混色光(例えば白色系)を出射する発光装置や、紫外光の一次光に励起されて可視波長の二次光を出射する発光装置とすることができる。なお、蛍光体は、パッケージの凹部底面側に沈降していてもよいし、凹部内において分散していてもよい。
保護素子は、静電気や高電圧サージから発光素子を保護するための素子である。具体的には、ツェナーダイオードが挙げられる。保護素子は、光吸収を抑えるために、白色樹脂などの光反射部材により被覆されていてもよい。
実装部材は、発光装置(発光装置用パッケージ)が実装される部材である。具体的には、実装部材は、各種の配線基板が挙げられる。配線基板の母材は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどのセラミックス、銅、アルミニウムなどの金属、ガラスエポキシ、BTレジン、ポリイミドなどの樹脂(繊維強化樹脂を含む)が挙げられる。配線の材料としては、銅、鉄、ニッケル、タングステン、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン又はそれらの合金が挙げられる。実装部材の配線は、発光装置を導電性ペーストにより実装可能な装置実装部(「ランド」などと呼ばれる)を有する。この装置実装部は、導電性ペーストの偏りを抑制したり、発光装置のセルフアライメント性を高めたり、するために、発光装置のリードフレームの下面の露出領域と略同じ形状(パターン)を有することが好ましい。
導電性ペーストは、発光装置を実装部材に実装するペースト状の部材である。具体的には、錫-ビスマス系、錫-銅系、錫-銀系、金-錫系などの半田や、銀、金、パラジウムなどの金属ペーストなどを用いることができる。
実施例1の発光装置は、図1に示す例の発光装置200の構造を有する、トップビュー式のSMD型LEDである。
11,12,13,14,15…リードフレーム、101…本体部、102…延伸部、103…窪み、104…吊りリード部、105,106,107,109…リードフレームの下面の露出領域
20…樹脂成形体、23…凹部側壁、25…中間壁部
30…発光素子
40…ワイヤ
50…封止部材
60…蛍光体
70…保護素子
80…実装部材
200,220,230…発光装置
300,320…照明装置
Claims (13)
- 上面視において、長手方向と、該長手方向に直交する短手方向と、を有し、
前記長手方向に並べられた第1及び第2のリードフレームと、
前記第1及び第2のリードフレームと一体に成形された樹脂成形体と、を備える発光装置用パッケージであって、
前記第1のリードフレームは、本体部と、前記本体部から前記第2のリードフレーム側に幅狭になって延伸する延伸部と、を有し、
前記第1のリードフレームの下面には窪みが設けられており、
前記窪みを埋める樹脂成形体により、前記延伸部の下面の露出領域の少なくとも一部が前記本体部の下面の露出領域と分離されていることを特徴とする発光装置用パッケージ。 - 前記延伸部の下面の露出領域の略全部が、前記窪みを埋める樹脂成形体により、前記本体部の下面の露出領域と分離されている請求項1に記載の発光装置用パッケージ。
- 前記延伸部の下面の露出領域は、略矩形状である請求項1又は2に記載の発光装置用パッケージ。
- 前記延伸部は、当該発光装置用パッケージの略中央に位置している請求項1乃至3のいずれか一項に記載の発光装置用パッケージ。
- 前記発光装置用パッケージは、前記短手方向において前記延伸部に対向するように配置された第3のリードフレームを備え、
前記第3のリードフレームの下面の少なくとも一部は、前記樹脂成形体から露出されている請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発光装置用パッケージ。 - 前記第2のリードフレームは、本体部と、前記本体部から前記第1のリードフレーム側に幅狭になって延伸する延伸部と、を有し、
前記第2のリードフレームの下面には窪みが設けられており、
前記第2のリードフレームの前記窪みを埋める樹脂成形体により、前記第2のリードフレームの前記延伸部の下面の露出領域の少なくとも一部が、前記第2のリードフレームの前記本体部の下面の露出領域と分離されており、
前記第1及び第2のリードフレームの前記延伸部が前記短手方向において互いに対向するように配置されている請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発光装置用パッケージ。 - 当該発光装置用パッケージの上面側において、前記樹脂成形体は、前記第1のリードフレームの前記本体部の上面の少なくとも一部と、前記第1のリードフレームの前記延伸部の上面の前記第2のリードフレーム側の少なくとも一部と、を露出させて、前記短手方向に延伸して設けられた中間壁部を有する請求項1乃至6のいずれか一項に記載の発光装置用パッケージ。
- 前記中間壁部は、前記第1のリードフレームの前記延伸部上に設けられている請求項7に記載の発光装置用パッケージ。
- 前記第2のリードフレームは、本体部と、前記本体部から前記第1のリードフレーム側に幅狭になって延伸する延伸部と、を有し、
前記第1及び第2のリードフレームの前記延伸部が前記短手方向において互いに対向するように配置されており、
前記中間壁部は、前記第1及び第2のリードフレームの前記延伸部上に跨って設けられた、第1壁部と、第2壁部と、を含み、
前記第1壁部と前記第2壁部により、前記第1及び第2のリードフレームの前記延伸部の上面が其々、3つの露出領域に区切られている請求項8に記載の発光装置用パッケージ。 - 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の発光装置用パッケージと、
前記第1及び第2のリードフレームの上面に各々載置された発光素子と、を備える発光装置。 - 前記発光装置は、前記第1のリードフレームの前記延伸部の上面に載置された保護素子を備える請求項10に記載の発光装置。
- 請求項10又は11に記載の発光装置である第1及び第2の発光装置が前記長手方向に並べられ、
前記第1の発光装置において前記第2の発光装置に最も近く配置されている第1の発光素子と、前記第2の発光装置において前記第1の発光装置に最も近く配置されている第2の発光素子と、の間隔は、
前記第1の発光装置において、前記第1の発光素子と、前記第1の発光素子の隣に配置されている第3の発光素子と、の間隔と略等しい照明装置。 - 前記第1の発光装置が備える発光素子同士の間隔は、前記第2の発光装置が備える発光素子同士の間隔と略等しい請求項12に記載の照明装置。
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