JP2015041685A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】リードフレームのケースからの剥離をより効果的に抑えることができる構造を有する発光装置を提供する。
【解決手段】本発明の一態様に係る発光装置１は、凹部１１を有するケース１０と、凹部１１の底部に露出するようにケース１０に収容され、第１の領域１２ａ、第２の領域１２ｂ、及び第１の領域１２ａと第２の領域１２ｂに挟まれるように配置された第３の領域１２ｃを有するリードフレーム１２と、第１の領域１２ａ上に設置され、第３の領域１２ｃとワイヤー１４を介して電気的に接続される発光素子１３ａと、第３の領域１２ｃの一部の上面の幅方向の両端を覆い、第３の領域１２ｃを上方から押さえる押さえ部材１５と、を有し、第３の領域１２ｃの長さ方向の一端がケース１０外に突出し、押さえ部材１５は、第３の領域１２ｃの長さ方向の他端側の凹部１１の側壁１１ａの内面に接するように設けられる。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の一態様に係る発光装置１は、凹部１１を有するケース１０と、凹部１１の底部に露出するようにケース１０に収容され、第１の領域１２ａ、第２の領域１２ｂ、及び第１の領域１２ａと第２の領域１２ｂに挟まれるように配置された第３の領域１２ｃを有するリードフレーム１２と、第１の領域１２ａ上に設置され、第３の領域１２ｃとワイヤー１４を介して電気的に接続される発光素子１３ａと、第３の領域１２ｃの一部の上面の幅方向の両端を覆い、第３の領域１２ｃを上方から押さえる押さえ部材１５と、を有し、第３の領域１２ｃの長さ方向の一端がケース１０外に突出し、押さえ部材１５は、第３の領域１２ｃの長さ方向の他端側の凹部１１の側壁１１ａの内面に接するように設けられる。
【選択図】図１
Description
本発明は、発光装置に関する。
従来の発光装置として、ケースの内壁に凸部を設けたＬＥＤ発光装置が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。特許文献１によれば、ケースの内壁に凸部を設けることにより、封止樹脂に発生する応力の緩和や、リードフレームのケースからの剥離の防止の効果が得られる。
また、特許文献２によれば、ケースの内壁に凸部を設けることにより、パッケージの製造時におけるパッケージ材料のリードフレーム近傍からの漏れを有効に防止することができる。また、特許文献３によれば、ケースの内壁に凸部を設けることにより、リードフレームをカットする際にリードフレームに加わる剪断力による、リードフレームのケースからの剥離を防止することができる。
本発明の目的の一つは、リードフレームのケースからの剥離をより効果的に抑えることができる構造を有する発光装置を提供することにある。
本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記［１］〜［５］の発光装置を提供する。
［１］凹部を有するケースと、前記凹部の底部に露出するように前記ケースに収容され、第１の領域、第２の領域、及び前記第１の領域と前記第２の領域に挟まれるように配置された第３の領域を有するリードフレームと、前記第１の領域上に設置され、前記第３の領域とワイヤーを介して電気的に接続される発光素子と、前記第３の領域の一部の上面の幅方向の両端を覆い、前記第３の領域を上方から押さえる押さえ部材と、を有し、前記第３の領域の長さ方向の一端が前記ケース外に突出し、前記押さえ部材は、前記第３の領域の長さ方向の他端側の前記凹部の側壁の内面に接するように設けられる、発光装置。
［２］前記第２の領域上に設置され、前記第３の領域と第２のワイヤーを介して電気的に接続される第２の発光素子をさらに有する、前記［１］に記載の発光装置。
［３］前記第３の領域の前記ワイヤーが接続される領域と、前記第２のワイヤーが接続される領域とが、前記押さえ部材によって分離されている、前記［１］又は［２］に記載の発光装置。
［４］前記押さえ部材は、前記ケースと同一の材料から前記ケースと一体に形成された部材である、前記［１］〜［３］のいずれか１項に記載の発光装置。
［５］前記第３の領域の前記凹部の前記底部に露出した領域と、前記ケース外に突出した領域の幅が等しい、前記［１］〜［４］のいずれか１項に記載の発光装置。
本発明によれば、リードフレームのケースからの剥離をより効果的に抑えることができる構造を有する発光装置を提供することができる。
〔第１の実施の形態〕
図１は、第１の実施の形態に係る発光装置１の斜視図である。図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る発光装置１の上面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の線分Ａ−Ａにおいて切断された発光装置１の垂直断面図である。
図１は、第１の実施の形態に係る発光装置１の斜視図である。図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る発光装置１の上面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の線分Ａ−Ａにおいて切断された発光装置１の垂直断面図である。
発光装置１は、凹部１１を有するケース１０と、凹部１１の底部に露出するようにケース１０に収容され、第１の領域１２ａ、第２の領域１２ｂ、及び第１の領域１２ａと第２の領域１２ｂに挟まれるように配置された第３の領域１２ｃを有するリードフレーム１２と、第１の領域１２ａ及び第２の領域１２ｂ上にそれぞれ設置され、第３の領域１２ｃとワイヤー１４を介して電気的に接続される発光素子１３ａ及び１３ｂと、第３の領域１２ｃの一部の上面の幅方向の両端を覆い、第３の領域１２ｃを上方から押さえる押さえ部材１５と、凹部１１内に充填され、発光素子１３ａ及び１３ｂを封止する封止材１６と、を有する。
なお、図１及び図２（ａ）においては、封止材１６の図示を省略している。
第３の領域１２ｃの長さ方向の一端は、ケース１０外に突出している。また、押さえ部材１５は、第３の領域１２ｃの長さ方向の他端側の凹部１１の側壁１１ａの内面に接するように設けられる。
ケース１０は、例えば、ポリフタルアミド樹脂、ＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer）、ＰＣＴ（Polycyclohexylene Dimethylene Terephalate）等の熱可塑性樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる。ケース１０は、光反射率を向上させるための、二酸化チタン等の光反射粒子を含んでもよい。
ケース１０は、例えば、リードフレーム１２を挿入した金型内に樹脂を注入して成形するインサート成形により形成される。
ケース１０の凹部１１の平面形状は略長方形であり、その略長方形の長手方向に沿った側壁が側壁１１ａ、１１ｂであり、短手方向に沿った側壁が側壁１１ｃ、１１ｄである。
リードフレーム１２は、全体またはその表面がＡｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の導電材料からなる。リードフレーム１２の第１の領域１２ａ、第２の領域１２ｂ、第３の領域１２ｃは、それぞれ、凹部１１の側壁１１ｄ、１１ｅ、１１ｃを貫通し、ケース１０外に突出している。これらの第１の領域１２ａ、第２の領域１２ｂ、第３の領域１２ｃのケース１０外に突出した部分をそれぞれ突出部１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃとする。
発光素子１３ａ及び１３ｂは、例えば、チップ基板と、発光層及びそれを挟むクラッド層を含む結晶層とを有するＬＥＤチップである。発光素子１３ａ及び１３ｂは、結晶層が上方を向いたフェイスアップ型のＬＥＤチップであってもよいし、結晶層が下方を向いたフェイスダウン型のＬＥＤチップであってもよい。また、ＬＥＤチップ以外の発光素子であってもよい。
発光素子１３ａは、ワイヤー１４を介して第１の領域１２ａと第３の領域１２ｃにそれぞれ電気的に接続される。なお、発光素子１３ａと第１の領域１２ａとは、ワイヤー１４の代わりに導電バンプ等の他の手段により接続されてもよい。
発光素子１３ｂは、ワイヤー１４を介して第２の領域１２ｂと第３の領域１２ｃにそれぞれ電気的に接続される。なお、発光素子１３ｂと第２の領域１２ｂとは、ワイヤー１４の代わりに導電バンプ等の他の手段により接続されてもよい。
ワイヤー１４は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の導電材料からなるボンディングワイヤーである。
封止材１６は、例えば、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の透明樹脂からなる。また、封止材１６は、粒子状の蛍光体を含んでもよい。例えば、発光素子１３ａ及び１３ｂの発光色が青色であり、封止材１６に含まれる蛍光体の蛍光色が黄色である場合は、発光装置１の発光色は白色になる。
押さえ部材１５は、リードフレーム１２の第３の領域１２ｃを上方から押さえ、第３の領域１２ｃのケース１０からの剥がれを防ぐことができる。
リードフレーム１２の領域のうち、第３の領域１２ｃは、発光素子が搭載されず、ワイヤー１４のみが接続される領域であり、第１の領域１２ａや第２の領域１２ｂと比較して面積が小さい。このため、第３の領域１２ｃにワイヤー１４を接続（ワイヤーボンディング）する際の加重による負荷や、第３の領域１２ｃを後述する金属フレーム２０から切り離す（リードカット）際の応力による負荷を受けたときに第３の領域１２ｃのケース１０からの剥がれが生じやすく、押さえ部材１５による剥がれ防止効果が重要になる。
なお、第３の領域１２ｃの突出部１２０ｃ側の部分は、ケース１０の凹部１１の側壁１１ｂを貫通しており、ケース１０により比較的強く固定されている。このため、第３の領域１２ｃは突出部１２０ｃの反対側の端部から剥がれが生じやすい。このような第３の領域１２ｃの剥がれを効果的に防ぐために、押さえ部材１５は、凹部１１の側壁１１ａに接するように設けられる。
押さえ部材１５は、特に材料は限定されないが、ケース１０と同一の材料からケース１０と一体に形成されることが好ましい。押さえ部材１５がケース１０と一体に形成されていれば、より強固に第３の領域１２ｃを押さえ、ケース１０からの剥がれを防ぐことができる。また、押さえ部材１５がケース１０と同一の光反射性に優れる材料からなる場合は、リフレクターとしての機能も備え、発光装置１の光取出効率を向上させることができる。
押さえ部材１５をケース１０と一体に形成する場合は、例えば、ケース１０及び押さえ部材１５の形状に対応する金型を用いて射出成形により形成する。押さえ部材１５をケース１０と独立に形成する場合は、例えば、ケース１０を射出成形した後に、押さえ部材１５を滴下形成する。
発光装置１は、第３の領域１２ｃにワイヤー１４が１つだけ接続されるような構成を有してもよいが、２つ以上のワイヤー１４が接続され、ワイヤー中継部として用いられる場合の方がワイヤーボンディングによる第３の領域１２ｃのケース１０からの剥がれが生じやすく、押さえ部材１５による剥がれ防止効果が特に重要になる。
また、図１、図２に示される例では、第３の領域１２ｃは略直方体であり、第３の領域１２ｃの凹部１１の底部に露出した領域と、ケース１０外に突出した領域である突出部１２０ｃの幅が等しい。第３の領域１２ｃの形状は特に限定されないが、図１、図２に示されるような細長い形状である場合、第３の領域１２ｃのケース１０からの剥がれが生じやすく、押さえ部材１５による剥がれ防止効果が特に重要になる。
図３は、金属フレーム２０から分離する前の状態の発光装置１の上面図である。金属フレーム２０は、複数のリードフレームが配置されたシート状のフレームである。
点線で表される金属フレーム２０と突出部１２０ａとの境界線、金属フレーム２０と突出部１２０ｂとの境界線、及び金属フレーム２０と突出部１２０ｃとの境界線で、リードフレーム１２を金属フレーム２０から切り離すことにより、発光装置１が金属フレーム２０から分離される。
なお、金属フレーム２０の形状及び切断位置は一例である。また、図３においては、発光素子１３ａ及び１３ｂ、ワイヤー１４、及び封止材１６の図示を省略している。図３において、金属フレーム２０の突出部１２０ｃの下側の領域に描かれた二本線は、金属フレーム２０の段差を表す。本実施の形態における第３の領域１２ｃはリードフレーム１２の底面よりも高い位置にあるため、このような段差が設けられる。第３の領域１２ｃと金属フレーム２０の高さが同じ場合は、このような段差は必要ない。
図４（ａ）は、押さえ部材１５と第３の領域１２ｃの水平方向の位置関係を示す概念図である。図中の点線部分は、押さえ部材１５に覆われている第３の領域１２ｃの縁（幅方向の端部）を示す。
図４（ａ）に示されるように、押さえ部材１５は、突出部１２０ｃが突出していない側の凹部１１の側壁である側壁１１ａの内面に接するように設けられ、第３の領域１２ｃの一部の上面の幅方向の両端を覆っている。
図４（ｂ）は、押さえ部材１５の変形例と第３の領域１２ｃの水平方向の位置関係を示す概念図である。この変形例においては、押さえ部材１５は、側壁１１ａの内面に接する部分１５ａと、側壁１１ｂに接する部分１５ｂを含む。
図４（ｂ）に示されるように、押さえ部材１５の部分１５ａは、第３の領域１２ｃの一部の上面の幅方向の両端を覆っている。
図５は、リードフレーム１２の変形例を示す発光装置１の垂直断面図である。図５に示されるように、リードフレーム１２は、平板形状を有してもよい。この場合、リードフレーム１２の発光素子１３ａ及び１３ｂが設置される領域の高さと、第３の領域１２ｃの高さとがほぼ等しくなる。
〔第２の実施の形態〕
第２の実施の形態は、第３の領域を上方から押さえる押さえ部材の形状において第１の実施の形態と異なる。なお、第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
第２の実施の形態は、第３の領域を上方から押さえる押さえ部材の形状において第１の実施の形態と異なる。なお、第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
図６は、第２の実施の形態に係る発光装置２の斜視図である。図７（ａ）は、第２の実施の形態に係る発光装置２の上面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）の線分Ｂ−Ｂにおいて切断された発光装置２の垂直断面図である。
発光装置２は、凹部１１を有するケース１０と、凹部１１の底部に露出するようにケース１０に収容され、第１の領域１２ａ、第２の領域１２ｂ、及び第１の領域１２ａと第２の領域１２ｂに挟まれるように配置された第３の領域１２ｃを有するリードフレーム１２と、第１の領域１２ａ及び第２の領域１２ｂ上にそれぞれ設置され、第３の領域１２ｃとワイヤー１４を介して電気的に接続される発光素子１３ａ及び１３ｂと、第３の領域１２ｃの一部の上面の幅方向の両端を覆い、第３の領域１２ｃを上方から押さえる押さえ部材２５と、凹部１１内に充填され、発光素子１３ａ及び１３ｂを封止する封止材１６と、を有する。
なお、図６及び図７（ａ）においては、封止材１６の図示を省略している。
押さえ部材２５は、第１の実施の形態の押さえ部材１５と同様に、リードフレーム１２の第３の領域１２ｃを上方から押さえ、第３の領域１２ｃのケース１０からの剥がれを防ぐことができる。
発光装置２においては、第３の領域１２ｃの発光素子１３ａに接続されたワイヤー１４が接続される領域と、発光素子１３ｂに接続されたワイヤー１４が接続される領域とが押さえ部材２５によって分離されている。
図８は、押さえ部材２５と第３の領域１２ｃの水平方向の位置関係を示す概念図である。図中の点線部分は、押さえ部材２５に覆われている第３の領域１２ｃの幅方向の端部を示す。
図８に示されるように、押さえ部材２５は、突出部１２０ｃが突出していない側の凹部１１の側壁である側壁１１ａの内面と、突出部１２０ｃが突出している側の凹部１１の側壁である側壁１１ｂの内面とに接するように設けられ、第３の領域１２ｃの一部の上面の幅方向の両端を覆っている。
押さえ部材２５は、凹部１１の発光素子１３ａが設置される領域と、発光素子１３ｂが設置される領域とを分離するような形状を有するため、リフレクターとして用いる場合に優れた機能を発揮する。具体的には、発光素子１３ａ及び１３ｂから発せられる光を押さえ部材２５で拡散反射することにより、光取出効率を向上させることができる。また、発光素子１３ａ及び１３ｂから発せられる、垂直方向からの角度の大きい光を拡散反射することにより、蛍光体を含む封止材１６中の光路長のばらつきを抑え、色度の均一性を向上させることができる。
また、押さえ部材２５の上面の高さを封止材１６の上面の高さ以上にすることにより、封止材１６のためのダムとして用いることができる。この場合、例えば、発光素子１３ａを封止する封止材１６に添加する蛍光体の色と発光素子１３ｂを封止する封止材１６に添加する蛍光体の色を異ならせることができる。
（実施の形態の効果）
上記の第１及び第２の実施の形態によれば、押さえ部材２５を用いてリードフレーム１２の第３の領域１２ｃを上方から押さえることにより、第３の領域１２ｃのケースからの剥離を効果的に抑えることができる。
上記の第１及び第２の実施の形態によれば、押さえ部材２５を用いてリードフレーム１２の第３の領域１２ｃを上方から押さえることにより、第３の領域１２ｃのケースからの剥離を効果的に抑えることができる。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
また、上記の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
１、２ 発光装置
１０ ケース
１１ 凹部
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 側壁
１２ リードフレーム
１２ａ 第１の領域
１２ｂ 第２の領域
１２ｃ 第３の領域
１３ａ、１３ｂ 発光素子
１４ ワイヤー
１５、２５ 押さえ部材
１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ 突出部
１０ ケース
１１ 凹部
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 側壁
１２ リードフレーム
１２ａ 第１の領域
１２ｂ 第２の領域
１２ｃ 第３の領域
１３ａ、１３ｂ 発光素子
１４ ワイヤー
１５、２５ 押さえ部材
１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ 突出部
Claims (5)
- 凹部を有するケースと、
前記凹部の底部に露出するように前記ケースに収容され、第１の領域、第２の領域、及び前記第１の領域と前記第２の領域に挟まれるように配置された第３の領域を有するリードフレームと、
前記第１の領域上に設置され、前記第３の領域とワイヤーを介して電気的に接続される発光素子と、
前記第３の領域の一部の上面の幅方向の両端を覆い、前記第３の領域を上方から押さえる押さえ部材と、
を有し、
前記第３の領域の長さ方向の一端が前記ケース外に突出し、
前記押さえ部材は、前記第３の領域の長さ方向の他端側の前記凹部の側壁の内面に接するように設けられる、
発光装置。 - 前記第２の領域上に設置され、前記第３の領域と第２のワイヤーを介して電気的に接続される第２の発光素子をさらに有する、
請求項１に記載の発光装置。 - 前記第３の領域の前記ワイヤーが接続される領域と、前記第２のワイヤーが接続される領域とが、前記押さえ部材によって分離されている、
請求項１又は２に記載の発光装置。 - 前記押さえ部材は、前記ケースと同一の材料から前記ケースと一体に形成された部材である、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置。 - 前記第３の領域の前記凹部の前記底部に露出した領域と、前記ケース外に突出した領域の幅が等しい、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光装置。
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