JP4795293B2 - 半導体発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源として半導体発光素子を備えた半導体発光装置に関する。

図６は、従来の半導体発光装置の一例を示している（たとえば、特許文献１参照）。同図に示された半導体発光装置Ｘは、リードフレーム９１、ＬＥＤチップ９２、ケース９３、および透光部材９４を備えている。リードフレーム９１は、たとえばＣｕ、Ｎｉまたはこれらの合金製であり、フレーム９１Ａ，９１Ｂからなる。リードフレーム９１Ａは、比較的厚肉とされており、その表面には、ＬＥＤチップ９２が搭載されている。ＬＥＤチップ９２は、リードフレーム９１Ｂに対してワイヤ９５を介して接続されている。ケース９３は、たとえば白色の樹脂製であり、リードフレーム９１の一部を覆っている。透光部材９４は、ケース９３に囲まれた空間を埋めており、ＬＥＤチップ９２を覆っている。透光部材９４には、ＬＥＤチップ９２からの光の指向性を高めるためのレンズ９４ａが形成されている。

半導体発光装置Ｘにおいては、ＬＥＤチップ９２からの熱を適切に放散することが重要である。フレーム９１Ａを比較的厚肉とすることは、ＬＥＤチップ９２からの放熱を促進する一方策と位置づけられる場合がある。しかし、フレーム９１Ａが厚肉であるほど、半導体発光装置Ｘ全体が厚くなってしまう。

特開２００７−６７４４３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、半導体発光素子からの放熱を促進しつつ、薄型化を図ることが可能な半導体発光装置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半導体発光装置は、表裏面を有するリードフレームと、上記リードフレームの表面に搭載された半導体発光素子と、上記リードフレームの一部を覆い、かつ外形を規定する１以上の辺を有するケースと、上記半導体発光素子を覆う透光部材と、を備える、半導体発光装置であって、上記リードフレームは、一定の厚さとされており、上記半導体発光素子が搭載されたダイボンディングパッドの裏面が上記ケースから露出しており、上記ダイボンディングパッドよりも上記表面が向く方向に隆起した隆起部を有しているとともに、上記リードフレームは、上記ダイボンディングパッドおよび第１端子を有する第１フレーム要素と、上記隆起部および第２端子を有する第２フレーム要素とを含み、上記第１および上記第２端子は、上記ケースの同一の上記辺から突出しており、上記上記第１フレーム要素は、上記ダイボンディングパッドと上記第１端子との間において、上記表面が向く方向に隆起するとともに、上記隆起部と隣り合う他の隆起部を有し、この他の隆起部と上記ダイボンディングパッドとの間を連結する連結部は、当該連結部を折り曲げ加工する際に当該連結部の全長長さが変化するように変形しうる変形容易部を含んでいることを特徴としている。

このような構成によれば、上記半導体発光素子から上記半導体発光装置の裏面までの寸法は、上記リードフレームの厚さとなっている。上記リードフレームは、たとえば折り曲げ加工することにより上記隆起部を形成できる程度の薄い部材である。したがって、上記半導体発光装置の薄型化を図ることが可能である。また、上記リードフレームを形成する材質が従来用いられたものと同じであっても、上記ダイボンディングパッドの厚さが薄いほど、上記半導体発光装置からの熱を放散するのに有利である。さらに、上記隆起部は、たとえばキャピラリを用いて上記半導体発光素子に繋がるワイヤをボンディングすることや、たとえばツェナーダイオードなどの上記半導体発光装置を高機能化させる電気素子を搭載することに好適である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１フレーム要素は、さらに第３および第４端子を有しており、上記第３および第４端子は、上記ダイボンディングパッドおよび上記第１端子と同一面を構成している。本発明の好ましい実施の形態においては、上記変形容易部は、矩形状の枠状部と、第１および第２の橋絡部とを含んでおり、上記第１の橋絡部は、上記枠状部と上記ダイボンディングパッドとを相互に連結しており、上記第２の橋絡部は、上記枠状部と上記他の隆起部とを相互に連結している。本発明の好ましい実施の形態においては、上記隆起部と上記他の隆起部とは、ともに上記表面が向く方向に隆起している。本発明の好ましい実施の形態においては、上記隆起部と上記他の隆起部とは、隆起量が同じである。本発明の好ましい実施の形態においては、ツェナーダイオードを備えており、上記ツェナーダイオードは、上記他の隆起部に搭載されており、かつワイヤによって上記隆起部に接続されている。本発明の好ましい実施の形態においては、上記半導体発光素子を覆い、かつ蛍光材料が混入された第１樹脂層を備える。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１樹脂層を覆い、かつ透明である第２樹脂層を備える。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２樹脂層を覆い、かつ拡散剤が分散された第３樹脂層を備える。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第３樹脂層は、その一部がレンズ形状とされている。

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。

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３は、本発明に係る半導体発光装置の一例を示している。本実施形態の半導体発光装置Ａは、リードフレーム１、ＬＥＤチップ２、ツェナーダイオード３、ケース４、および透光部材５を備えている。

リードフレーム１は、たとえばＣｕ、Ｎｉ、またはこれらの合金製であり、フレーム１１，１２からなる。リードフレーム１は、たとえばプレート状の材料を打ち抜き加工することにより形成されるものであり、厚さが一定とされている。

図４および図５は、リードフレーム１の構造を説明するものであり、透光部材５を省略しており、ケース４を想像線で示している。これらの図に示されたように、フレーム１１は、ダイボンディングパッド１１ａ、隆起部１１ｂ、変形容易部１１ｃ、端子１１ｄ，１１ｅを有している。ダイボンディングパッド１１ａは、比較的面積が大である矩形状とされており、その表面にＬＥＤチップ２がダイボンディングされる部分である。隆起部１１ｂは、たとえば折り曲げ加工された結果、それ以外の部分よりもフレーム１１の表面が向く方向にシフトされた部分である。変形容易部１１ｃは、ダイボンディングパッド１１ａと隆起部１１ｂとを連結する部分であり、本実施形態においては、矩形枠状の部分と、ダイボンディングパッド１１ａおよび隆起部１１ｂに繋がる２つの橋絡部とからなる。端子１１ｄ，１１ｅは、ケース４から露出する部分であり、半導体発光装置Ａを回路基板などに実装するために用いられる。本実施形態においては、端子１１ｄ，１１ｅは、アノード端子として用いられる。図３に示すように、ダイボンディングパッド１１ａは、その裏面がケース４から露出している。変形容易部１１ｃは、ダイボンディングパッド１１ａ側にある部分がケース４から露出している。

図４および図５に示すように、フレーム１２は、隆起部１２ｂおよび端子１２ｄを有している。隆起部１２ｂは、たとえば折り曲げ加工された結果、それ以外の部分よりも隆起部１１ｂと同じ方向にシフトされた部分である。本実施形態においては、隆起部１１ｂと隆起部１２ｂとのシフト量は同じとされている。端子１２ｄは、ケース４から露出する部分であり、本実施形態においては、カソード端子として用いられる。

ＬＥＤチップ２は、半導体発光装置Ａの光源であり、ダイボンディングパッド１１ａの表面にダイボンディングされている。ＬＥＤチップ２は、たとえばＧａＮなどからなる半導体層が積層された構造を有しており、ｎ型半導体層とｐ型半導体層とに挟まれた活性層において電子と正孔とが再結合することにより所定の波長の光を発するものとされている。ＬＥＤチップ２は、ワイヤ６によって隆起部１２ｂに接続されている。

ツェナーダイオード３は、ＬＥＤチップ２に過大な電圧が印加されることを防ぐためのものであり、一定以上の電圧が印加されたときにツェナー降伏により電流を流す機能を有する。ツェナーダイオード３は、隆起部１１ｂに搭載されており、ワイヤ６によって隆起部１２ｂに接続されている。

図１〜図３に示すように、ケース４は、たとえば白色樹脂からなり、リードフレーム１の一部を覆っている。ケース４には、リフレクタ４ａが形成されている。リフレクタ４ａは、リードフレーム１の表面が向く方向に向かうほど直径が大となるコーン状とされており、ＬＥＤチップ２を囲っている。ＬＤチップ２から側方に発せられた光は、リフレクタ４ａによってリードフレーム１の表面が向く方向に反射される。

透光部材５は、ＬＥＤチップ２からの光を透過させるものであり、たとえば樹脂層５１，５２，５３からなる。樹脂層５１は、蛍光体が混入されたシリコーン樹脂からなる。この蛍光体は、たとえばＬＥＤチップ２からの青色光を励起光として吸収することにより、黄色光を発する。樹脂層５２は、透明なシリコーン樹脂からなる。樹脂層５３は、拡散剤が分散されたシリコーン樹脂からなる。樹脂層５３は、たとえばＬＥＤチップ３からの青色光と上記黄色光との混色を促進することにより、鮮明な白色光を出射するためのものである。透光部材５には、レンズ５ａが形成されている。レンズ５ａは、ＬＥＤチップ２から進行してきた光を屈折させることにより、その指向性を高めるためのものである。

次に、半導体発光装置Ａの作用について説明する。

本実施形態によれば、ＬＥＤチップ２が搭載されたダイボンディングパッド１１ａの裏面がケース４から露出している。このため、ＬＥＤチップ２から半導体発光装置Ａの裏面までの寸法は、フレーム１１の厚さとなっている。フレーム１１は、折り曲げ加工することにより隆起部１１ｂを形成できる程度の薄い部材である。したがって、半導体発光装置Ａの薄型化を図ることが可能である。

また、フレーム１を形成する材質が従来用いられたものと同じであっても、半導体発光装置Ａの裏面側に露出したダイボンディングパッド１１ａの厚さが薄いほど、ＬＥＤチップ２からの熱を放散するのに有利である。すなわち、ＬＥＤチップ２からの放熱する観点からも、フレーム１が薄状とされていることが好ましい。

隆起部１１ｂ，１２ｂは、フレーム１の表面側に隆起しているため、その一部ずつがケース４から露出している。隆起部１２ｂの露出部は、たとえばキャピラリを用いてワイヤ６をセカンドボンディングするのに好適である。また、隆起部１１ｂの露出部は、ツェナーダイオード３など、半導体発光装置Ａを高機能化させる要素を搭載するのに適している。

変形容易部１１ｃは、隆起部１１ｂを形成するときに、フレーム１の表面が向く方向に容易に折り曲げられ、かつ伸長可能な部分となっている。このため、隆起部１１ｂを形成するための折り曲げ加工によって、端子１１ｄの位置が不当にダイボンディングパッド１１ａ側に寄ってしまうことを防止することができる。

本発明に係る半導体発光装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る半導体発光装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

本発明で言う隆起部を形成するには、変形容易部を備えることが好ましいが、これに限定されず、たとえば一定な帯状部を折り曲げ加工することによって隆起部を形成してもよい。本発明に係る半導体発光装置は、ツェナーダイオードを備えるものに限定されず、たとえば、電気素子としてＬＥＤチップ２のみを備え、隆起部１１ｂを有さない構成としてもよい。

本発明に係る半導体発光装置の一例を示す平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 本発明に係る半導体発光装置の一例を示す底面図である。 本発明に係る半導体発光装置の一例に用いられるリードフレームを示す平面図である。 本発明に係る半導体発光装置の一例に用いられるリードフレームを示す側面図である。 従来の半導体発光装置の一例を示す断面図である。

符号の説明

Ａ 半導体発光装置
１ リードフレーム
２ ＬＥＤチップ（半導体発光素子）
３ ツェナーダイオード
４ ケース
４ａ リフレクタ
５ 透光部材
５ａ レンズ
６ ワイヤ
１１ フレーム
１１ａ ダイボンディングパッド
１１ｂ 隆起部
１１ｃ 変形容易部
１１ｄ，１１ｅ 端子
１２ フレーム
１２ｂ 隆起部
１２ｄ 端子

Claims (10)

1. 表裏面を有するリードフレームと、
   上記リードフレームの表面に搭載された半導体発光素子と、
   上記リードフレームの一部を覆い、かつ外形を規定する１以上の辺を有するケースと、
   上記半導体発光素子を覆う透光部材と、
   を備える、半導体発光装置であって、
   上記リードフレームは、一定の厚さとされており、上記半導体発光素子が搭載されたダイボンディングパッドの裏面が上記ケースから露出しており、上記ダイボンディングパッドよりも上記表面が向く方向に隆起した隆起部を有しているとともに、
   上記リードフレームは、上記ダイボンディングパッドおよび第１端子を有する第１フレーム要素と、上記隆起部および第２端子を有する第２フレーム要素とを含み、
   上記第１および上記第２端子は、上記ケースの同一の上記辺から突出しており、
   上記第１フレーム要素は、上記ダイボンディングパッドと上記第１端子との間において、上記表面が向く方向に隆起するとともに、上記隆起部と隣り合う他の隆起部を有し、この他の隆起部と上記ダイボンディングパッドとの間を連結する連結部は、当該連結部を折り曲げ加工する際に当該連結部の全長長さが変化するように変形しうる変形容易部を含んでいることを特徴とする、半導体発光装置。
2. 上記第１フレーム要素は、さらに第３および第４端子を有しており、
   上記第３および第４端子は、上記ダイボンディングパッドおよび上記第１端子と同一面を構成している、請求項１に記載の半導体発光装置。
3. 上記変形容易部は、矩形状の枠状部と、第１および第２の橋絡部とを含んでおり、
   上記第１の橋絡部は、上記枠状部と上記ダイボンディングパッドとを相互に連結しており、
   上記第２の橋絡部は、上記枠状部と上記他の隆起部とを相互に連結している、請求項１または２に記載の半導体発光装置。
4. 上記隆起部と上記他の隆起部とは、ともに上記表面が向く方向に隆起している、請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体発光装置。
5. 上記隆起部と上記他の隆起部とは、隆起量が同じである、請求項４に記載の半導体発光装置。
6. ツェナーダイオードを備えており、
   上記ツェナーダイオードは、上記他の隆起部に搭載されており、かつワイヤによって上記隆起部に接続されている、請求項１ないし５のいずれかに記載の半導体発光装置。
7. 上記半導体発光素子を覆い、かつ蛍光材料が混入された第１樹脂層を備える、請求項１ないし６のいずれかに記載の半導体発光装置。
8. 上記第１樹脂層を覆い、かつ透明である第２樹脂層を備える、請求項７に記載の半導体発光装置。
9. 上記第２樹脂層を覆い、かつ拡散剤が分散された第３樹脂層を備える、請求項８に記載の半導体発光装置。
10. 上記第３樹脂層は、その一部がレンズ形状とされている、請求項９に記載の半導体発光装置。

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