JP2016178270A - Ｌｅｄパッケージ - Google Patents

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Abstract

【課題】 基板とケースとの接着力を確保しつつ、輝度向上を図ることが可能なＬＥＤパッケージを提供すること。【解決手段】 搭載面１１および実装面１２を有し、かつ搭載面１１および実装面１２の双方に交差する内面１３１をそれぞれ有する一対の凹部１３が、両端に形成された基板１と、搭載面１１および実装面１２のそれぞれ一部と凹部１３の内面１３１とを覆う一対の電極２１と、搭載面１１に配置された導電部２２と、を有する金属配線２と、導電部２２に搭載されたＬＥＤチップ３と、ＬＥＤチップ３を囲む側壁４１と、搭載面１１と互いに向き合う支持面４２と、を有するケース４と、を備えるＬＥＤパッケージＡ１であって、搭載面１１に配置され、かつ平面視において、凹部１３の少なくとも一部と重なる閉塞部５３を有する被覆材５を備え、支持面４２の少なくとも一部が、閉塞部５３に固定されている。【選択図】 図１

Description

本発明は、各種照明器具や液晶ディスプレイのバックライトなどに用いられるＬＥＤパッケージに関する。
各種照明器具や液晶ディスプレイのバックライトなどに用いられるＬＥＤパッケージは、高輝度が要求されている。高輝度対応型のＬＥＤパッケージの一例として、たとえば特許文献１に示されたものがある。該ＬＥＤパッケージは、金属配線が配置された基板にＬＥＤチップが搭載され、前記ＬＥＤチップを囲むケースが前記基板に固定された構成となっている。前記ケースは、前記ＬＥＤチップより発せられた光を反射するリフレクタとしての機能を果たしている。光を反射した前記リフレクタは二次光源となるため、前記ケースを備えることで、前記ＬＥＤパッケージの輝度が向上する。
前記ＬＥＤパッケージの前記基板には、複数の凹部が形成されている。前記凹部は、前記ＬＥＤパッケージの電極を形成するために必要な部位である。前記ケースを前記基板に固定するとき、十分な接着力が得られる前記基板への前記ケースの接着面積を確保するため、平面視において、前記凹部を避けた位置に前記ケースを固定することとなる。この場合、前記ＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップと向かい合う前記ケースの内周面との距離が短縮され、前記ケースにより形成される前記ＬＥＤパッケージの二次光源の範囲が縮小する傾向となる。したがって、前記基板に複数の凹部が形成された前記ＬＥＤパッケージは、高輝度化への要求を十分に満たすことが困難である。
特開２００６−１２８７０１号公報
本発明は上記事情に鑑み、基板とケースとの接着力を確保しつつ、輝度向上を図ることが可能なＬＥＤパッケージを提供することをその課題とする。
本発明によって提供されるＬＥＤパッケージは、互いに反対側を向く搭載面および実装面を有し、かつ前記搭載面および前記実装面の双方に交差する内面をそれぞれ有する一対の凹部が、両端に形成された基板と、前記基板の前記搭載面および前記実装面のそれぞれ一部と前記凹部の前記内面とを覆う一対の電極と、前記搭載面に配置された導電部と、を有する金属配線と、前記金属配線の前記導電部に搭載されたＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップを囲む側壁と、前記基板の前記搭載面と互いに向き合う支持面と、を有するケースと、を備えるＬＥＤパッケージであって、前記基板の前記搭載面に配置され、かつ平面視において、前記凹部の少なくとも一部と重なる閉塞部を有する被覆材を備え、前記ケースの前記支持面の少なくとも一部が、前記閉塞部に固定されていることを特徴としている。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記被覆材は、平面視において、前記ＬＥＤチップを内包する開口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、前記被覆材と前記ケースの前記支持面との間に介在する接着層をさらに備える。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記被覆材は、前記金属配線と前記被覆材との接着強度および前記ケースと前記被覆材との接着強度が、ともに前記金属配線と前記ケースとの接着強度よりも大となる材質からなる。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記被覆材は、合成樹脂からなるフィルムである。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記被覆材は、白色である。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記金属配線の一部が、前記被覆材に覆われている。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記金属配線は、前記基板の前記搭載面と前記ケースの前記支持面との間に介在する部位を有する。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記金属配線の前記導電部は、互いに離間した第１導電部および第２導電部を有し、前記第１導電部および一方の前記電極が導通し、前記第２導電部および他方の前記電極が導通している。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１導電部は、前記ＬＥＤチップが搭載されているダイパッドを有する。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第２導電部はワイヤボンディングパッドを有し、前記ＬＥＤチップと前記ワイヤボンディングパッドとを導通するボンディングワイヤをさらに備える。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ＬＥＤチップと前記第１導電部の前記ダイパッドとの間に介在する接合層をさらに備える。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記接合層は、導電体である。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記接合層は、電気絶縁体である。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ケースの前記側壁は、前記ＬＥＤチップと互いに向き合う内周面を有し、前記内周面によって形成される平面視形状の面積が、前記基板の厚さ方向において、前記基板から遠ざかるほど大である。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ケースの前記内周面によって形成される平面視外縁形状が、矩形である。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ケースの前記内周面によって形成される平面視外縁形状が、円形である。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ＬＥＤチップを被覆し、前記ケースの前記側壁によって囲まれた領域に充填されている封止樹脂をさらに備える。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記封止樹脂は、蛍光体が含有された透光性を有した合成樹脂からなる。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記電極は、Ａｕめっき層を含む。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記基板の前記実装面に形成された電気絶縁体である絶縁膜をさらに備え、前記実装面において、前記絶縁膜は前記一対の電極によって挟まれた領域に位置する。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記金属配線の前記導電部に搭載された保護素子をさらに備える。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記金属配線の前記導電部は、前記ＬＥＤチップが搭載されている前記ダイパッドと、前記保護素子が搭載されている付属ダイパッドと、を有する。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記保護素子は、ツェナーダイオードである。
本発明によれば、前記ＬＥＤパッケージは、前記基板の前記搭載面に配置され、かつ平面視において、前記基板の前記凹部の少なくとも一部と重なる前記閉塞部を有する前記被覆材を備えている。そして、前記ケースの前記支持面の少なくとも一部が、前記閉塞部に固定されている。このような構成とすることで、前記閉塞部を前記基板への前記ケースの接着面として有効に活用できる。よって、前記基板への前記ケースの接着面積を確保しつつ、前記ＬＥＤチップの中央から前記ケースの前記内周面までの距離をより長く確保することができる。前記距離をより長く確保することで、前記ケースにより形成される前記ＬＥＤパッケージの二次光源の範囲がより拡大する。したがって、前記基板と前記ケースとの接着力を確保しつつ、前記ＬＥＤパッケージの輝度向上を図ることが可能となる。
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
本発明の第１実施形態にかかるＬＥＤパッケージを示す要部斜視図である。 図１のＬＥＤパッケージを示す要部平面図である。 ケース、被覆材および封止樹脂を省略した要部平面図である。 ケースおよび封止樹脂を省略した要部平面図である。 図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 図２のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。 図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。 図５の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。 図１のＬＥＤパッケージの製造方法にかかる工程を示す要部平面図である。 図９のＸ−Ｘ線に沿う部分拡大断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例にかかるＬＥＤパッケージを示す要部平面図である。 本発明の第２実施形態にかかるＬＥＤパッケージを示す要部斜視図である。 図１２のＬＥＤパッケージを示す要部平面図である。 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図である。 図１３のＸＶ−ＸＶ線に沿う断面図である。 本発明の第３実施形態にかかるＬＥＤパッケージを示す要部平面図である。 図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う断面図である。 図１６のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
本発明にかかる受光装置の実施の形態について、添付図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１〜図８に基づき、本発明の第１実施形態にかかるＬＥＤパッケージＡ１について説明する。図１は、ＬＥＤパッケージＡ１を示す要部斜視図である。図２は、ＬＥＤパッケージＡ１を示す要部平面図である。図３は、図２から後述するケース４、被覆材５および封止樹脂６を省略した要部平面図である。図４は、図２から後述するケース４および封止樹脂６を省略した要部平面図である。図５は、図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図６は、図２のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。図７は、図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。図８は、図５の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。なお、図１および図２は、理解の便宜上、後述する封止樹脂６の図示を省略している。また、図２、図３および図４は、理解の便宜上、後述するＬＥＤチップ３の接合層３２の図示を省略している。
これらの図に示すＬＥＤパッケージＡ１は、各種照明器具や液晶ディスプレイのバックライトなどのモジュールに表面実装される形式のものである。本実施形態のＬＥＤパッケージＡ１は、基板１、金属配線２、ＬＥＤチップ３、ケース４、被覆材５および封止樹脂６を備えている。本実施形態においては、ＬＥＤパッケージＡ１は、平面視矩形状である。
基板１は、ＬＥＤチップ３を搭載し、ＬＥＤパッケージＡ１を前記モジュールに実装するものである。基板１は、電気絶縁体である。基板１は、たとえばガラスエポキシ樹脂、またはアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）などのセラミックスからなる。ＬＥＤパッケージＡ１の使用時に、ＬＥＤチップ３より発生した熱を外部に放熱しやすくするため、基板１は、熱伝導率が比較的高い材質であることが好ましい。本実施形態においては、基板１は、図３に示すとおり平面視において方向Ｘを長辺とする矩形状である。基板１は、搭載面１１、実装面１２、凹部１３および絶縁膜１４を有している。
搭載面１１は、図５に示す基板１の上面であり、ＬＥＤチップ３が搭載される面である。実装面１２は、図５に示す基板１の下面であり、ＬＥＤパッケージＡ１を前記モジュールに実装する際に利用される面である。搭載面１１および実装面１２は、互いに反対側を向いている。
凹部１３は、図３に示す方向Ｘにおいて、基板１の両端に形成された一対の部位である。凹部１３は、平面視において、方向Ｘに沿って基板１の内側に窪んだ形状をしている。また、凹部１３は、基板１の厚さ方向において一様な形状をしている。本実施形態においては、平面視において、凹部１３の外縁が円弧をなしている。凹部１３は、内面１３１を有している。内面１３１は、基板１の厚さ方向において略半円筒形をなす面である。内面１３１は、搭載面１１および実装面１２の双方に交差している。
絶縁膜１４は、実装面１２に形成されている。絶縁膜１４は、実装面１２において、後述する金属配線２の一対の電極２１によって挟まれた領域に位置している。絶縁膜１４は、電気絶縁体であり、いわゆるソルダーレジストである。ＬＥＤパッケージＡ１は、はんだ接合によって前記モジュールに実装される。はんだが実装面１２に付着した場合、実装面１２において一対の電極２１が前記はんだによって互いに導通し、ＬＥＤパッケージＡ１がショートを起こすおそれがある。したがって、絶縁膜１４は、実装面１２へのはんだ付着を防止し、ＬＥＤパッケージＡ１にショートが起きることを回避する機能を果たす。
金属配線２は、一対の電極２１、導電部２２およびボンディングワイヤ２３を備えている。金属配線２は、いずれも導電性を有している。
一対の電極２１は、ＬＥＤチップ３と導通するとともに、ＬＥＤパッケージＡ１と前記モジュールの配線パターンとを相互接続するための、互いに離間した一対の部材である。本実施形態においては、一対の電極２１は、図３に示す方向ＸにおいてＬＥＤチップ３を挟んだ両側に配置されている。一対の電極２１は、上面電極２１１、裏面電極２１２および側面電極２１３を有している。一対の電極２１は、めっき層からなる。本実施形態においては、基板１の表面から外側へ向かって順に、たとえばＣｕめっき層、Ｎｉめっき層およびＡｕめっき層が、互いに積層されている。
上面電極２１１は、基板１の搭載面１１上の端部に配置された部位である。上面電極２１１は、搭載面１１の一部を覆っている。本実施形態においては、上面電極２１１の平面視形状は、図３に示すとおり弧をなす帯状をしている。なお、上面電極２１１の平面視形状は、本実施形態以外の形状をもとることができる。上面電極２１１は、導電部２２の一部に接続している。
裏面電極２１２は、基板１の実装面１２上の端部に配置された部位である。裏面電極２１２は、実装面１２の一部を覆っている。裏面電極２１２の平面視形状は、上面電極２１１と略同一である（図示略）。なお、裏面電極２１２の平面視形状は、上面電極２１１と同様に本実施形態以外の形状をもとることができる。はんだ接合により、裏面電極２１２と前記モジュールの配線パターンとが互いに導通する。
側面電極２１３は、基板１の凹部１３に配置された部位である。側面電極２１３は、凹部１３の内面１３１を覆い、かつ上面電極２１１および裏面電極２１２のそれぞれに接続している。したがって、側面電極２１３により、上面電極２１１と裏面電極２１２とが互いに導通している。本実施形態においては、側面電極２１３の形状は、基板１の厚さ方向に沿った略半円筒形である。
導電部２２は、基板１の搭載面１１の配置された部位である。導電部２２は一対の電極２１に接続している。本実施形態においては、導電部２２にＬＥＤチップ３が搭載されている。導電部２２は、一対の電極２１と同じく互いに積層された複数のめっき層からなる。導電部２２は、第１導電部２２１および第２導電部２２２を有している。
第１導電部２２１および第２導電部２２２は、互いに離間した部分である。第１導電部２２１と一方の電極２１（図３に示す左側の電極２１）とが導通し、第２導電部２２２と他方の電極２１（図３に示す右側の電極２１）とが導通している。
第１導電部２２１は、ダイパッド２２１ａおよび帯状部２２１ｂを有している。ダイパッド２２１ａは、ＬＥＤチップ３を搭載する平面視矩形状の部分である。ダイパッド２２１ａは、図３に示すとおり平面視において基板１の中央に位置している。本実施形態においては、ダイパッド２２１ａと後述するＬＥＤチップ３のチップ本体３１とが互いに導通している。帯状部２２１ｂは、ダイパッド２２１ａと前記一方の電極２１の上面電極２１１とを接続する、図３に示す方向Ｘに延びた平面視帯状の部分である。帯状部２２１ｂにより、前記一方の電極２１とＬＥＤチップ３のチップ本体３１とが互いに導通している。
第２導電部２２２は、ワイヤボンディングパッド２２２ａを有している。ワイヤボンディングパッド２２２ａは、前記他方の電極２１の上面電極２１１と接続する、図３に示す方向Ｘに延びた帯状の部分である。
ボンディングワイヤ２３は、後述するＬＥＤチップ３のチップ本体３１と、第２導電部２２２のワイヤボンディングパッド２２２ａとを接続する配線である。ボンディングワイヤ２３により、前記他方の電極２１とＬＥＤチップ３のチップ本体３１とが互いに導通している。ボンディングワイヤ２３は、たとえばＡｕからなる。
ＬＥＤチップ３は、ＬＥＤパッケージＡ１の光源である。ＬＥＤチップ３は、チップ本体３１および接合層３２を有している。チップ本体３１は、たとえばｐｎ接合により複数の半導体層が互いに積層された素子である。ＬＥＤパッケージＡ１に電流が流れると、チップ本体３１が発光する。前記半導体層を構成する物質により、青色光、赤色光、緑色光などを発する。本実施形態においては、図５に示すチップ本体３１の上面にｐ側電極（アノード）、図５に示すチップ本体３１の下面にｎ側電極（カソード）がそれぞれ形成されている（図示略）。前記ｐ側電極に金属配線２のボンディングワイヤ２３が接続されることで、チップ本体３１は、ボンディングワイヤ２３を介して第２導電部２２２のワイヤボンディングパッド２２２ａと導通している。また、前記ｎ側電極は、接合層３２を介して第１導電部２２１のダイパッド２２１ａと導通している。
接合層３２は、チップ本体３１と第１導電部２２１のダイパッド２２１ａとの間に介在する部位である。接合層３２は、チップ本体３１をダイパッド２２１ａに固定する機能を果たす。本実施形態においては、接合層３２は導電体である。この場合、接合層３２は、たとえばＡｇペーストからなる。
ケース４は、基板１の搭載面１１に固定され、かつＬＥＤチップ３を囲む部材である。本実施形態においては、ケース４は、平面視枠状である。ケース４は、側壁４１、支持面４２、頂面４３および接着層４４を有している。また、ケース４は、電気絶縁体である。本実施形態においては、ケース４は、たとえば白色のエポキシ樹脂からなる。ケース４は、ＬＥＤチップ３のチップ本体３１から発せられた光を反射するリフレクタとしての機能を果たす。光を反射した前記リフレクタは二次光源となるため、ケース４を備えることで、ＬＥＤパッケージＡ１の輝度が向上する。
側壁４１は、ＬＥＤチップ３を囲む平面視枠状の部位である。側壁４１は、基板１の外縁に沿って配置されている。側壁４１は、内周面４１１および外周面４１２を有している。内周面４１１は、ＬＥＤチップ３と向き合う面である。本実施形態においては、内周面４１１によって形成される平面視外縁形状が矩形である。内周面４１１は、ＬＥＤチップ３のチップ本体３１から発せられた光を反射する、前記リフレクタとしての機能を果たす。内周面４１１は、直立部４１１ａおよび傾斜部４１１ｂを有している。直立部４１１ａは、内周面４１１のうち基板１の搭載面１１に対して直立した部分であり、支持面４２に直交している。直立部４１１ａによって形成される平面視形状の面積は、基板１の厚さ方向において一様である。傾斜部４１１ｂは、内周面４１１のうち搭載面１１に対して傾斜した部分であり、頂面４３と交差している。傾斜部４１１ｂによって形成される平面視形状の面積は、基板１の厚さ方向において、基板１から遠ざかるほど大である。外周面４１２は、ＬＥＤパッケージＡ１の外側を向く面である。したがって、内周面４１１および外周面４１２は、互いに反対側を向いている。外周面４１２は、基板１の搭載面１１に対して直立している。外周面４１２は、支持面４２および頂面４３の双方に直交している。
支持面４２は、図５に示すケース４の下面であり、ケース４を基板１の搭載面１１に配置する際に利用される面である。支持面４２は、内周面４１１の直立部４１１ａおよび外周面４１２の双方に直交している。支持面４２は搭載面１１と互いに向き合っている。図２に示すとおり、金属配線２のうち、一対の電極２１の上面電極２１１と側面電極２１３の一部とが、搭載面１１と支持面４２との間に介在している。
頂面４３は、図５に示すケース４の上面であり、基板１の搭載面１１が向く方向と同一方向を向く面である。したがって、支持面４２および頂面４３は、互いに反対側を向いている。頂面４３は、内周面４１１の傾斜部４１１ｂに交差し、かつ外周面４１２に直交している。頂面４３の高さは、図５に示すＬＥＤチップ３のチップ本体３１の上面よりも高い。本実施形態においては、頂面４３の平面視形状は、枠状である。
接着層４４は、支持面４２と後述する被覆材５との間に介在する部位である。接着層４４は、ケース４を基板１の搭載面１１に固定する機能を果たす。本実施形態においては、接着層４４は、たとえば紫外線硬化性を有したアクリル樹脂、またはエポキシ樹脂からなる。
被覆材５は、基板１の搭載面１１に配置された部材である。被覆材５は、表面５１、裏面５２、閉塞部５３および開口部５４を有している。本実施形態においては、被覆材５は、金属配線２と被覆材５との接着強度およびケース４と被覆材５との接着強度が、ともに金属配線２とケース４との接着強度よりも大となる材質からなる。また、本実施形態においては、被覆材５は、白色の合成樹脂からなるフィルムである。このような被覆材５として、たとえば白色のソルダーレジストフィルムが挙げられる。また、図４に示すとおり、金属配線２のうち、一対の電極２１の上面電極２１１と、一対の電極２１の側面電極２１３、導電部２２の帯状部２２１ｂおよびワイヤボンディングパッド２２２ａのそれぞれ一部とが、被覆材５に覆われている。
表面５１は、図６に示す被覆材５の上面であり、基板１の搭載面１１が向く方向と同一方向を向く面である。表面５１とケース４の支持面４２との間に、ケース４の接着層４４が介在している。本実施形態においては、表面５１は、支持面４２の全領域と互いに向き合っている。裏面５２は、図６に示す被覆材５の下面であり、被覆材５を搭載面１１に配置する際に利用される面である。したがって、表面５１および裏面５２は、互いに反対側を向いている。
閉塞部５３は、平面視において、基板１の凹部１３の少なくとも一部と重なる部位である。すなわち、閉塞部５３は、基板１の搭載面１１において、凹部１３を覆う部位である。本実施形態においては、図４に示すとおり、閉塞部５３が平面視において凹部１３の全ての領域に重なっている。ケース４の支持面４２の一部が、ケース４の接着層４４を介して閉塞部５３に固定されている。また、図２および図８に示すとおり、本実施形態においては、閉塞部５３の全領域が支持面４２に覆われている。
開口部５４は、平面視において、ＬＥＤチップ３を内包する部位である。図４に示すとおり、基板１、金属配線２およびＬＥＤチップ３のうち、平面視において開口部５４と重なる部位は、被覆材５に覆われない構成となる。本実施形態においては、開口部５４の形状は矩形である。開口部５４により、ＬＥＤチップ３および金属配線２のボンディングワイヤ２３と、基板１の搭載面１１および金属配線２の導電部２２のそれぞれ一部とが、被覆材５に覆われない構成となる。
封止樹脂６は、ＬＥＤチップ３を被覆し、ケース４の側壁４１によって囲まれた領域に充填されている部材である。被覆材５の開口部５４によって被覆材５に覆われない、基板１および金属配線２のそれぞれの部分とＬＥＤチップ３とは、全て封止樹脂６に覆われる。封止樹脂６は、ケース４の側壁４１の内周面４１１の全領域に接している。また、封止樹脂６の図５に示す上面の高さは、ケース４の頂面４３の高さと同一である。本実施形態においては、封止樹脂６は、たとえばエポキシ樹脂を主剤とする合成樹脂からなり、かつ透光性を有している。また、本実施形態においては、封止樹脂６の平面視形状は、矩形である。
封止樹脂６には、蛍光体（図示略）が含有されていてもよい。たとえば、ＬＥＤチップ３のチップ本体３１が青色光を発する場合、黄色蛍光体が含有された封止樹脂６を用いることで、ＬＥＤパッケージＡ１から白色光が出射される。また、チップ本体３１が紫色の近紫外線を発する場合、赤色、青色および緑色の３色の蛍光体が含有された封止樹脂６を用いることで、ＬＥＤパッケージＡ１から演色性がより確保された白色光が出射される。
次に、図９および図１０に基づき、ＬＥＤパッケージＡ１の製造方法の一部について説明する。図９は、ＬＥＤパッケージＡ１の製造方法にかかる工程を示す要部平面図である。図１０は、図９のＸ−Ｘ線に沿う部分拡大断面図である。
図９は、シート状基板８１の搭載面８１１に、複数の金属配線体８２をそれぞれ配置した後、被覆シート８５を貼り付けた状態を示している。シート状基板８１は、複数の基板１の集合体である。また、複数の金属配線体８２は、その各々が金属配線２に相当する。図９に示すとおり、シート状基板８１の二点鎖線により囲まれた領域８８が、ＬＥＤパッケージＡ１となる領域である。シート状基板８１には、シート状基板８１を貫通する複数のスルーホール８１３が形成されている。スルーホール８１３が、基板１の凹部１３となる部位である。本実施形態においては、被覆シート８５には、図９に示す横方向に複数の溝８５１が形成されている。
図１０に示すとおり、複数の溝８５１は、被覆シート８５を貫通している。被覆シート８５は、たとえば熱を与えながら真空圧着することで、シート状基板８１に貼り付けられる。このとき、シート状基板８１を常温に戻す過程において、被覆シート８５に発生する収縮ひずみに起因した引張力が、シート状基板８１の搭載面８１１に作用する。前記引張力により、搭載面８１１の反対側に位置する面が膨出するように、シート状基板８１に反りが生じる。被覆シート８５に複数の溝８５１を形成することで、シート状基板８１と被覆シート８５との接触面積が小さくなるため、前記引張力が減少する。したがって、複数の溝８５１によって、シート状基板８１に生じる前記反りを抑制することが可能となる。
図９に示す状態の後、シート状基板８１において、ＬＥＤチップ３を搭載し、ボンディングワイヤ２３およびケース４を配置する（図示略）。次いで、ケース４に囲まれた領域内に封止樹脂６を充填する（図示略）。封止樹脂６を硬化させた後、シート状基板８１をダイシングソー（図示略）などで領域８８ごとに個片化することで、ＬＥＤパッケージＡ１が製造される。
次に、ＬＥＤパッケージＡ１の作用効果について説明する。
本実施形態によれば、ＬＥＤパッケージＡ１は、基板１の搭載面１１に配置され、かつ平面視において、基板１の凹部１３の少なくとも一部と重なる閉塞部５３を有する被覆材５を備えている。そして、ケース４の支持面４２の少なくとも一部が、閉塞部５３に固定されている。このような構成とすることで、閉塞部５３を基板１へのケース４の接着面として有効に活用できる。よって、基板１へのケース４の接着面積を確保しつつ、ＬＥＤチップ３の中央からケース４の内周面４１１までの距離をより長く確保することができる。前記距離をより長く確保することで、ケース４により形成されるＬＥＤパッケージＡ１の二次光源の範囲がより拡大する。したがって、基板１とケース４との接着力を確保しつつ、ＬＥＤパッケージＡ１の輝度向上を図ることが可能となる。
ケース４の支持面４２の全領域が、被覆材５の表面５１と互いに向き合う構成とすることで、全ての接着層４４は支持面４２と表面５１とに直接挟まれた構成となっている。ここで、被覆材５は、金属配線２と被覆材５との接着強度およびケース４と被覆材５との接着強度が、ともに金属配線２とケース４との接着強度よりも大となる材質からなる。このため、基板１とケース４との接着力を確保しつつ、基板１へのケース４の接着面積を縮小することができる。したがって、ケース４の内周面４１１によって囲まれた搭載面１１の面積をさらに拡大することができるため、二次光源の範囲がさらに拡大し、ＬＥＤパッケージＡ１の輝度がより向上する。
被覆材５を白色の合成樹脂からなるフィルムとすることで、ＬＥＤチップ３のチップ本体３１から発せられた光を、ケース４の内周面４１１とともに被覆材５も反射する。したがって、二次光源となる面積が拡大するため、ＬＥＤパッケージＡ１の輝度がさらに向上する。
閉塞部５３を形成することで、基板１の凹部１３のうち、基板１の搭載面１１に揃う上方が塞がれた形態となる。このような形態とすることで、ケース４を基板１に固定するための接着層４４となる合成樹脂が、凹部１３を介して基板１の実装面１２へ漏出することを防ぐことができる。
図１１〜図１８は、本発明の他の実施の形態などを示している。なお、これらの図において、先述したＬＥＤパッケージＡ１と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略することとする。
〔第１実施形態の変形例〕
図１１に基づき、本発明の第１実施形態の変形例にかかるＬＥＤパッケージＡ１１について説明する。図１１は、ＬＥＤパッケージＡ１１を示す要部平面図である。なお、図１１は、理解の便宜上、ＬＥＤチップ３の接合層３２および封止樹脂６の図示を省略している。
本変形例のＬＥＤパッケージＡ１１は、被覆材５の開口部５４の形状および面積が、先述したＬＥＤパッケージＡ１と異なる。図１１に示すとおり、開口部５４の形状は、ＬＥＤチップ３を内包する円形と、金属配線２のワイヤボンディングパッド２２２ａの一部を内包する半円形と、前記円形および前記半円形に挟まれた矩形とが相互に重なりあった形状である。また、開口部５４の面積は、ＬＥＤパッケージＡ１よりも小とされている。
本変形例によっても、基板１へのケース４の接着面積を確保しつつ、ＬＥＤチップ３の中央からケース４の内周面４１１までの距離をより長く確保することができる。したがって、基板１とケース４との接着力を確保しつつ、ＬＥＤパッケージＡ１１の輝度向上を図ることが可能となる。また、基板１への被覆材５の接着面積がＬＥＤパッケージＡ１よりも大であるため、被覆材５による基板１の補強効果がより大きくなる。
〔第２実施形態〕
図１２〜図１５に基づき、本発明の第２実施形態にかかるＬＥＤパッケージＡ２について説明する。図１２は、ＬＥＤパッケージＡ２を示す要部斜視図である。図１３は、ＬＥＤパッケージＡ２を示す要部平面図である。図１４は、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図である。図１５は、図１３のＸＶ−ＸＶ線に沿う断面図である。なお、図１２および図１３は、理解の便宜上、封止樹脂６の図示を省略している。また、図１３は、理解の便宜上、ＬＥＤチップ３の接合層３２の図示を省略している。本実施形態においては、ＬＥＤパッケージＡ２は、平面視矩形状である。
本実施形態のＬＥＤパッケージＡ２は、基板１および被覆材５の平面視寸法、ケース４のおよび封止樹脂６の平面視形状が、先述したＬＥＤパッケージＡ１と異なる。図１３に示すとおり、基板１および被覆材５の平面視寸法は、ＬＥＤパッケージＡ１よりも大とされている。ケース４の側壁４１は、その平面視形状が円形となるようにＬＥＤチップ３を囲んでいる。したがって、本実施形態においては、ケース４の内周面４１１によって形成される平面視外縁形状が円形である。内周面４１１を構成する直立部４１１ａおよび傾斜部４１１ｂは、ともに連続した同一面となっている。よって、直立部４１１ａは円筒を形成し、傾斜部４１１ｂは円錐台を形成している。前記円錐台の断面積は、基板１の厚さ方向において、基板１から遠ざかるほど大である。また、本実施形態においては、封止樹脂６の平面視形状は、円形である。
本実施形態によっても、基板１へのケース４の接着面積を確保しつつ、ＬＥＤチップ３の中央からケース４の内周面４１１までの距離をより長く確保することができる。したがって、基板１とケース４との接着力を確保しつつ、ＬＥＤパッケージＡ２の輝度向上を図ることが可能となる。また、内周面４１１によって形成される平面視形状が円形であるため、ＬＥＤチップ３の中央からケース４の内周面４１１までの距離が、内周面４１１の全周にわたって一定である。したがって、ＬＥＤパッケージＡ２の二次光源となる内周面４１１が、ＬＥＤチップ３を中心として一様に拡大された状態となるため、ＬＥＤパッケージＡ２の輝度の均一化を図ることができる。
〔第３実施形態〕
図１６、図１７、図１８に基づき、本発明の第３実施形態にかかるＬＥＤパッケージＡ３について説明する。図１６は、ＬＥＤパッケージＡ３を示す要部平面図である。図１７は、図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う断面図である。図１８は、図１６のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿う断面図である。なお、図１６は、理解の便宜上、ＬＥＤチップ３の接合層３２、封止樹脂６および後述する保護素子７の接合層７２の図示を省略している。また、図１７および図１８は、理解の便宜上、金属配線２のボンディングワイヤ２３の図示を省略している。本実施形態においては、ＬＥＤパッケージＡ３は、平面視矩形状である。
本実施形態のＬＥＤパッケージＡ３は、金属配線２の導電部２２およびボンディングワイヤ２３の配置形態、ＬＥＤチップ３および被覆材５の構成が、先述したＬＥＤパッケージＡ１およびＡ２と異なる。また、ＬＥＤパッケージＡ３は、新たに保護素子７を備えている。
金属配線２の導電部２２は、互いに離間した第１導電部２２１および第２導電部２２２を有している。第１導電部２２１は、ダイパッド２２１ａ、帯状部２２１ｂ、付属ダイパッド２２１ｃおよび隅角部２２１ｄを有している。ダイパッド２２１ａは、ＬＥＤチップ３を搭載する平面視矩形状の部分である。本実施形態においては、ダイパッド２２１ａとＬＥＤチップ３のチップ本体３１とが電気的に絶縁されている。帯状部２２１ｂは、ダイパッド２２１ａ、付属ダイパッド２２１ｃおよび隅角部２２１ｄを相互に接続する、図１６に示す方向Ｘに延びた部分である。帯状部２２１ｂと、ダイパッド２２１ａおよび付属ダイパッド２２１ｃとは、帯状部２２１ｂから方向Ｘに対し直交する方向にそれぞれ延出した部分により相互に接続している。付属ダイパッド２２１ｃは、保護素子７を搭載する平面視矩形状の部分である。また、本実施形態においては、付属ダイパッド２２１ｃと後述する保護素子７の素子本体７１とが互いに導通している。隅角部２２１ｄは、図１６に示す基板１の左上方に位置する平面視矩形状の部分である。隅角部２２１ｄは、帯状部２２１ｂおよび一方の電極２１（図１６に示す左側の電極２１）の上面電極２１１とそれぞれ接続している。帯状部２２１ｂおよび隅角部２２１ｄにより、前記一方の電極２１と保護素子７の素子本体７１とが互いに導通している。さらに、本実施形態においては、図１６に示すとおり、帯状部２２１ｂおよび隅角部２２１ｄのそれぞれ一部が、基板１の搭載面１１とケース４の支持面４２との間に介在している。
第２導電部２２２は、ワイヤボンディングパッド２２２ａを有している。ワイヤボンディングパッド２２２ａは、図１６に示す基板１の右下方に位置する平面視矩形状の部分である。ワイヤボンディングパッド２２２ａは、他方の電極２１（図１６に示す右側の電極２１）の上面電極２１１と接続している。さらに、本実施形態においては、図１６に示すとおり、ワイヤボンディングパッド２２２ａの一部が、基板１の搭載面１１とケース４の支持面４２との間に介在している。
金属配線２のボンディングワイヤ２３は、第１ボンディングワイヤ２３１、第２ボンディングワイヤ２３２および第３ボンディングワイヤ２３３を有している。第１ボンディングワイヤ２３１は、ＬＥＤチップ３のチップ本体３１と、第１導電部２２１の隅角部２２１ｄとを接続する配線である。第１ボンディングワイヤ２３１により、前記一方の電極２１とＬＥＤチップ３のチップ本体３１とが互いに導通している。第２ボンディングワイヤ２３２は、ＬＥＤチップ３のチップ本体３１と、第２導電部２２２のワイヤボンディングパッド２２２ａとを接続する配線である。第２ボンディングワイヤ２３２により、前記他方の電極２１とＬＥＤチップ３のチップ本体３１とが互いに導通している。第３ボンディングワイヤ２３３は、保護素子７の素子本体７１と、ワイヤボンディングパッド２２２ａとを接続する配線である。第３ボンディングワイヤ２３３により、前記他方の電極２１と保護素子７の素子本体７１とが互いに導通している。
ＬＥＤチップ３は、ＬＥＤパッケージＡ３の光源である。ＬＥＤチップ３は、チップ本体３１および接合層３２を有している。本実施形態においては、図１７に示すチップ本体３１の上面にｐ側電極（アノード）およびｎ側電極（カソード）がそれぞれ形成されている（図示略）。前記ｎ側電極に金属配線２の第１ボンディングワイヤ２３１が接続されることで、チップ本体３１は第１ボンディングワイヤ２３１を介して第１導電部２２１の隅角部２２１ｄと導通している、また、前記ｐ側電極に金属配線２の第２ボンディングワイヤ２３２が接続されることで、チップ本体３１は第２ボンディングワイヤ２３２を介して第２導電部２２２のワイヤボンディングパッド２２２ａと導通している。また、本実施形態においては、接合層３２は電気絶縁体である。この場合、接合層３２は、たとえばポリイミド樹脂を主体とする合成樹脂からなる。
被覆材５は、基板１の搭載面１１に配置された部材である。本実施形態においては、図１６に示すとおり、金属配線２のうち、一対の電極２１の上面電極２１１と、一対の電極２１の側面電極２１３の一部と、導電部２２の帯状部２２１ｂ、隅角部２２１ｄおよびワイヤボンディングパッド２２２ａのそれぞれ一部とが、被覆材５に覆われている。また、被覆材５の開口部５４は、平面視において、ＬＥＤチップ３を内包する部位である。本実施形態においては、開口部５４は、ＬＥＤチップ３に加え保護素子７を内包している。したがって、開口部５４の面積は、ＬＥＤパッケージＡ１およびＡ２よりも大とされている。
保護素子７は、素子本体７１および接合層７２を有している。素子本体７１は、静電気放電や過電圧からＬＥＤチップ３のチップ本体３１を保護する機能を果たす、ｐｎ接合による半導体素子である。素子本体７１は、たとえばツェナーダイオード（定電圧ダイオード）である。素子本体７１に対して逆方向の電圧が印加された場合、該電圧がある任意の値に達すると、素子本体７１に急激な電流が流れる。素子本体７１は、該電流の大きさが変化しても素子本体７１に印加される電圧は、ほぼ一定となる特性を有する。本実施形態においては、図１７に示す素子本体７１の上面にｎ側電極（カソード）、図１７に示す素子本体７１の下面にｐ側電極（アノード）がそれぞれ形成されている（図示略）。前記ｎ側電極に金属配線２の第３ボンディングワイヤ２３３が接続されることで、素子本体７１は、第３ボンディングワイヤ２３３を介して第２導電部２２２のワイヤボンディングパッド２２２ａと導通している。また、前記ｐ側電極は、接合層７２を介して第１導電部２２１の付属ダイパッド２２１ｃと導通している。
接合層７２は、保護素子７と第１導電部２２１の付属ダイパッド２２１ｃとの間に介在する部位である。接合層７２は、素子本体７１を付属ダイパッド２２１ｃに固定する機能を果たす。本実施形態においては、接合層７２は導電体である。この場合、接合層７２は、たとえばＡｇペーストからなる。
本実施形態によっても、基板１へのケース４の接着面積を確保しつつ、ＬＥＤチップ３の中央からケース４の内周面４１１までの距離をより長く確保することができる。したがって、基板１とケース４との接着力を確保しつつ、ＬＥＤパッケージＡ３の輝度向上を図ることが可能となる。
保護素子７を備えることで、静電気放電や過電圧からＬＥＤチップ３のチップ本体３１を保護することができる。金属配線２は、チップ本体３１および保護素子７の素子本体７１を並列接続している。たとえば、ＬＥＤパッケージＡ３に対して逆方向の静電気が放電した場合、該静電気は素子本体７１を流れ、チップ本体３１には流れない。また、ＬＥＤパッケージＡ３に対して順方向の電圧が印加された場合、チップ本体３１に印加される電圧は、常にある任意の値以下となる。なお、ＬＥＤパッケージＡ３に順方向の静電気が放電した場合であっても、チップ本体３１に印加される電圧は、先述と同じく常にある任意の値以下となる。したがって、ＬＥＤパッケージＡ３に対して順方向および逆方向の静電気が放電しても、前記静電気に起因したチップ本体３１の機能低下を回避することができる。また、チップ本体３１に順方向の過電圧が印加されるのを防止することができる。
本発明にかかるＬＥＤパッケージは、先述した実施の形態などに限定されるものではない。本発明にかかるＬＥＤパッケージの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
Ａ１，Ａ１１，Ａ２，Ａ３：ＬＥＤパッケージ
１：基板
１１：搭載面
１２：実装面
１３：凹部
１３１：内面
１４：絶縁膜
２：金属配線
２１：電極
２１１：上面電極
２１２：裏面電極
２１３：側面電極
２２：導電部
２２１：第１導電部
２２１ａ：ダイパッド
２２１ｂ：帯状部
２２１ｃ：付属ダイパッド
２２１ｄ：隅角部
２２２：第２導電部
２２２ａ：ワイヤボンディングパッド
２３：ボンディングワイヤ
２３１：第１ボンディングワイヤ
２３２：第２ボンディングワイヤ
２３３：第３ボンディングワイヤ
３：ＬＥＤチップ
３１：チップ本体
３２：接合層
４：ケース
４１：側壁
４１１：内周面
４１１ａ：直立部
４１１ｂ：傾斜部
４１２：外周面
４２：支持面
４３：頂面
４４：接着層
５：被覆材
５１：表面
５２：裏面
５３：閉塞部
５４：開口部
６：封止樹脂
７：保護素子
７１：素子本体
７２：接合層
８１：シート状基板
８１１：搭載面
８１３：スルーホール
８２：金属配線体
８５：被覆シート
８５１：溝
８８：領域
Ｘ：方向

Claims (24)

  1. 互いに反対側を向く搭載面および実装面を有し、かつ前記搭載面および前記実装面の双方に交差する内面をそれぞれ有する一対の凹部が、両端に形成された基板と、
    前記基板の前記搭載面および前記実装面のそれぞれ一部と前記凹部の前記内面とを覆う一対の電極と、前記搭載面に配置された導電部と、を有する金属配線と、
    前記金属配線の前記導電部に搭載されたＬＥＤチップと、
    前記ＬＥＤチップを囲む側壁と、前記基板の前記搭載面と互いに向き合う支持面と、を有するケースと、を備えるＬＥＤパッケージであって、
    前記基板の前記搭載面に配置され、かつ平面視において、前記凹部の少なくとも一部と重なる閉塞部を有する被覆材を備え、
    前記ケースの前記支持面の少なくとも一部が、前記閉塞部に固定されていることを特徴とする、ＬＥＤパッケージ。
  2. 前記被覆材は、平面視において、前記ＬＥＤチップを内包する開口部が形成されている、請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
  3. 前記被覆材と前記ケースの前記支持面との間に介在する接着層をさらに備える、請求項１または２に記載のＬＥＤパッケージ。
  4. 前記被覆材は、前記金属配線と前記被覆材との接着強度および前記ケースと前記被覆材との接着強度が、ともに前記金属配線と前記ケースとの接着強度よりも大となる材質からなる、請求項３に記載のＬＥＤパッケージ。
  5. 前記被覆材は、合成樹脂からなるフィルムである、請求項４に記載のＬＥＤパッケージ。
  6. 前記被覆材は、白色である、請求項５に記載のＬＥＤパッケージ。
  7. 前記金属配線の一部が、前記被覆材に覆われている、請求項１ないし６のいずれかに記載のＬＥＤパッケージ。
  8. 前記金属配線は、前記基板の前記搭載面と前記ケースの前記支持面との間に介在する部位を有する、請求項７に記載のＬＥＤパッケージ。
  9. 前記金属配線の前記導電部は、互いに離間した第１導電部および第２導電部を有し、前記第１導電部および一方の前記電極が導通し、前記第２導電部および他方の前記電極が導通している、請求項１ないし８のいずれかに記載のＬＥＤパッケージ。
  10. 前記第１導電部は、前記ＬＥＤチップが搭載されているダイパッドを有する、請求項９に記載のＬＥＤパッケージ。
  11. 前記第２導電部はワイヤボンディングパッドを有し、前記ＬＥＤチップと前記ワイヤボンディングパッドとを導通するボンディングワイヤをさらに備える、請求項１０に記載のＬＥＤパッケージ。
  12. 前記ＬＥＤチップと前記第１導電部の前記ダイパッドとの間に介在する接合層をさらに備える、請求項１０または１１に記載のＬＥＤパッケージ。
  13. 前記接合層は、導電体である、請求項１２に記載のＬＥＤパッケージ。
  14. 前記接合層は、電気絶縁体である、請求項１２に記載のＬＥＤパッケージ。
  15. 前記ケースの前記側壁は、前記ＬＥＤチップと互いに向き合う内周面を有し、前記内周面によって形成される平面視形状の面積が、前記基板の厚さ方向において、前記基板から遠ざかるほど大である、請求項１ないし１４のいずれかに記載のＬＥＤパッケージ。
  16. 前記ケースの前記内周面によって形成される平面視外縁形状が、矩形である、請求項１５に記載のＬＥＤパッケージ。
  17. 前記ケースの前記内周面によって形成される平面視外縁形状が、円形である、請求項１５に記載のＬＥＤパッケージ。
  18. 前記ＬＥＤチップを被覆し、前記ケースの前記側壁によって囲まれた領域に充填されている封止樹脂をさらに備える、請求項１ないし１７のいずれかに記載のＬＥＤパッケージ。
  19. 前記封止樹脂は、蛍光体が含有された透光性を有した合成樹脂からなる、請求項１８に記載のＬＥＤパッケージ。
  20. 前記電極は、Ａｕめっき層を含む、請求項１ないし１９のいずれかに記載のＬＥＤパッケージ。
  21. 前記基板の前記実装面に形成された電気絶縁体である絶縁膜をさらに備え、前記実装面において、前記絶縁膜は前記一対の電極によって挟まれた領域に位置する、請求項１ないし２０のいずれかに記載のＬＥＤパッケージ。
  22. 前記金属配線の前記導電部に搭載された保護素子をさらに備える、請求項１ないし２１のいずれかに記載のＬＥＤパッケージ。
  23. 前記金属配線の前記導電部は、前記ＬＥＤチップが搭載されている前記ダイパッドと、前記保護素子が搭載されている付属ダイパッドと、を有する、請求項２２に記載のＬＥＤパッケージ。
  24. 前記保護素子は、ツェナーダイオードである、請求項２２または２３に記載のＬＥＤパッケージ。
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