JP5471244B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は照明装置の改良に関する。

照明装置に搭載されるＬＥＤチップには高輝度化の要請がある。ＬＥＤチップが高輝度化されるとＬＥＤチップの発熱が問題となる。そこで、従来より、照明装置には放熱を促進するための各種の改良がなされている。
例えば図５、６に示す照明装置５０では、ＬＥＤチップ５３をマウントするリードの露出面積を稼ぐことで放熱性を高めている。この照明装置５０では、ＬＥＤチップ５３をその表面側にマウントする第１のリード５４と該ＬＥＤチップ５３からのワイヤW2をボンディングするボンディング領域をその表面に備える第２のリード５５，５６とが用いられる。そして、各リード５４，５５，５６はパッケージ樹脂５７で囲繞されて一体化されており、第１のリード５４と第２のリード５５，５６の対向面間にはパッケージ樹脂５７の材料により絶縁領域５８が形成されている。

この照明装置５０では、ＬＥＤチップ５３をマウントする第１のリード５４はその裏面を露出させている（即ち何らパッケージ樹脂５７の材料で被覆されていない）ので、この裏面を使ってＬＥＤチップ５３の熱を効率よく排熱できる。同様に、第２のリード５５もその裏面が露出しているので、ワイヤW2を介して伝えられるＬＥＤチップ５３の熱を外部へ効率よく排熱できる。
照明装置５０は全体に細長形状である。この場合、発光面の中心は第１のリード５４上にあり、当該中心へＬＥＤチップ５３がマウントされる。
なお、本件発明の関連する技術を開示する文献として特許文献１及び特許文献２を参照されたい。

特開２００８−２５１９３７号公報 特開２００５−３５３９１４号公報

上記従来の発光装置５０のように発光面が細長形状であれば、裏面を露出した第１のリード５４において発光面の中央部分対応位置へＬＥＤチップ５３をマウントし、当該第１のリード５４を介して良好な放熱効果を維持できる。
なお、上記のようにＬＥＤチップ５３を第１のリード５４へマウントした場合、ＬＥＤチップ５３から第２のリード５５のボンディング領域までの距離が比較的長くなり、その結果、ボンディングワイヤW2が長くなる。

他方、発光装置の形状は、その用途や目的に応じて、様々に設計変更されることになる。その一つの形態として正方形若しくは正方形に近い形状の発光面を有する発光装置が求められることがある。
かかる形態の発光装置であっても、その発光面には、第１のリードのマウント領域と第２のリードのボンディング領域がそれぞれ確保されなければならない。各領域の面積は発光面の大きさの如何に拘わらず所定面積以上が必要である。

ここに、発光面を小型化すると、所定面積のボンディング領域を確保した第２のリードの端縁（第１のリードとの対向縁）が発光面のほぼ中央部近傍に配置されることがある。
これに対して、ＬＥＤチップを発光面の中央に配置しようとすると、第１のリードからＬＥＤチップがはみ出してしまうおそれがある。これは、第１のリードと第２のリードとの間には所定厚さの絶縁領域の介在が必要であり、既述のように第２のリードの端縁が発光面の中央部近傍まで出張ってくると、第１のリードのマウント領域を発光面の中央に存在させることが困難になるからである。
なお、絶縁領域は第１のリードと第２のリードとの間の絶縁を確保することはもとより、第１のリードと第２のリードとを十分な機械的強度で結合する役目を有するので、所定の厚さが必要である。

この発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、次のように規定される。
ＬＥＤチップをマウントするマウント領域をその表面に有するとともにその裏面を露出させる第１のリードと、
前記ＬＥＤチップからのワイヤをボンディングするボンディング領域をその表面に有するとともに、その裏面を露出させる第２のリードと、
前記第１のリードと前記第２のリードを囲繞するとともに前記第１のリードと前記第２のリードの間に絶縁領域を形成するパッケージ樹脂部と、を備え、
前記第１のリードにおける前記第２のリード対向部は薄肉部とされて、この薄肉部の表面側に前記ＬＥＤチップがマウントされ、該薄肉部の裏面側に前記パッケージ樹脂部の樹脂材料が回り込む、ことを特徴とする照明装置。

このように規定される照明装置によれば、第１のリードにおける第２のリード対向部を薄肉部としてその裏面側にパッケージ樹脂部の材料を回り込ませ、もって第１のリードと第２のリードとの機械的連結強度を確保しているので、第１のリードの端縁（この場合は薄肉部の端縁）と第２のリード部の端縁との距離を可久的に短くできる。
かかる薄肉部へＬＥＤチップをマウントすると、ＬＥＤチップと第２のリードとの間隔が近づいているのでボンディングワイヤが短いものとなる。

この発明の第２の局面は次のように規定される。即ち、
上記第１の局面に規定の発光装置において、前記第１のリードの薄肉部は発光面の中央に位置する。
このように規定される第２の局面の発光装置によれば、例えば正方形でかつ小型の発光面を有する発光装置においてもその中央部分に存在する第１のリードの薄肉部の表面側へＬＥＤチップがマウントされるので、発光面の発光バランスが良好に保たれる。第２のリードの端縁が中央部分に出張っており、第１のリードの薄肉部の端縁との間に充分な距離を得難い場合にも、薄肉部の裏面へパッケージ樹脂を回り込ませているので、第１のリードと第２のリードとの結合強度は充分に確保される。

図１はこの発明の実施の形態の発光装置の構成を示し、図１（Ｉ）は平面図、図１（ＩＩ）は図１（Ｉ）におけるＡ−Ａ線断面図、図１（ＩＩＩ）は同じくＢ−Ｂ線断面図である。 図２は同じく発光装置の斜視図である。 図３はＬＥＤチップを搭載する前のパッケージ部の上面斜視図である。 図４は同じく下面斜視図である。 図５は従来の発光装置を示す上面斜視図である。 図６は従来の発光装置を示す下面斜視図である。

次に、この発明を実施の形態に基づき更に詳細に説明する。
図１は実施の形態の発光装置１を示し、（Ｉ）は平面図、（ＩＩ）はＡ−Ａ線断面図、（ＩＩＩ）はＢ−Ｂ線断面図である。
この発光装置１はＬＥＤチップ３及びパッケージ部１０を備えている。
ＬＥＤチップ３にはＧａＮ系の発光ダイオードを採用した。ＧａＮ系の発光ダイオードはチップの一面にｎ電極とｐ電極が形成されるので、図１（１）に示すように、２本のボンディングワイヤＷ１、Ｗ２が懸架される。
なお、図１の例ではＬＥＤチップ３の中心が発光面の中心と完全に一致するものではない。しかし、両者の中心がほぼ一致しておれば、発光装置の使用上、何ら問題はない。

パッケージ部１０は第１のリード１１、第２のリード２１、２２及びパッケージ樹脂部３１を備える。
第１のリード１１はその端縁、即ち第２のリード２１、２２との対向部に薄肉部１３が形成される。この薄肉部１３の上面は第１のリードの基体部１４と実質的に面一であり、表面に露出する。ＬＥＤチップ３はこの薄肉部１３にその一部又は全部がかかるようにしてマウントされる。これは、薄肉部１３が発光装置１の発光面の中央を占めているためである。即ち、第１のリード１１においてＬＥＤチップ３がマウントされるマウント領域の一部又は全部が薄肉部１３の上面に存在する。
この例では、第１のリード１１において基体部１４の両端には薄肉部１３が形成されていない。換言すれば、第１のリード１１の第２のリード対向端の中央部分から薄肉部１３が第２のリード２１側へ延出されているといえる。中央部分を選択的に延出させたのは、両端部へパッケージ樹脂部３１の材料を回り込ませて第１のリード１１と第２のリードとの結合強度を確保するためである。

薄肉部１３はその上面が基体部１４と面一であればその裏面側の形状は特に限定されない。図１の例では薄肉部１３の裏面も平面としているが、裏面を傾斜面とすることができる。基体部１４側へ近付くにつれて薄肉部１３の厚さが減少するように傾斜面を形成すると、パッケージ樹脂部３１の材料が薄肉部１３に対してアンダーカットに作用し、第１のリード１１と第２のリード２１との結合強度が向上する。同様の観点から薄肉部１３の裏面を凹凸形状としてもよい。

図４に示すように、第１のリード１１の裏面はパッケージ樹脂部３１から表出している。
ＬＥＤチップ３の熱は第１のリード１１に伝わり、更にこの裏面から他の部材へ伝わり、排熱される。
第１のリード１１は二股に分かれてパッケージ樹脂部３１から外へ突出している。パッケージ樹脂部３１から突出した部分が端子１６、１７となる。
端子１６、１７を二股にしたのは、端子１６、１７の間にパッケージ樹脂部３１を型成形するときのゲート４０を設けるためである（図４参照）。

パッケージ部１０では比較的厚い金属板で第１のリード１１及び第２のリード２１、２２を形成し、もってその裏面をパッケージ樹脂部３１から露出させて排熱効率の向上を図っている。換言すれば発光装置１においてリード形成板の占める容積が大きく、パッケージ樹脂部３１が比較的に薄肉となる。従って、パッケージ樹脂部３１を射出成型するときにはその材料流れに注意を要する。そこで実施形態の発光装置１では、第１のリード１１の端子側を二股に形成し、二股に分かれた部分の間にゲート４０を設けることとした。
パッケージ樹脂部３１において発光装置１の周面（反射面３３）に該当する部分はゲート４０を設けるには肉厚が不十分であり、絶縁領域３５にゲートを設けるとゲート４０から注入された材料が各リード１１、２１，２４へ直接干渉するので好ましくない。
よって、第１のリード１１において端子側で二股に分かれた部分の中央にゲート４０を設けることが好ましい。そのため、第１のリード１１には２つの端子１６、１７が形成されることとなった。その結果、発光装置１における端子配置のバランス上、相手側のリード（第２のリード２１、２２）にも２つの端子を設けることが好ましい。

第２のリード２１、２２は第１のリード１１に対向して配置される。第２のリードの上面がボンディング領域となる。
この例では、１つのＬＥＤチップ３を第１のリード１１へマウントする構成であるので、第２のリード２１として図１（Ｉ）において上側に位置する部分へボンディングワイヤＷ２が引き渡されている。勿論、他のＬＥＤチップが第１のリード１１へマウントされたときには、当該他のＬＥＤチップからのボンディングワイヤは図１（Ｉ）において下側に位置する第２のリード２２へ引き渡される。上下の第２のリード２１、２２は、図１（Ｉ）において横方向中心線に対して対照形状である。
第１のリード１１に１つのＬＥＤチップのみがマウントされる場合は、下側の第２のリード２２は電気回路として機能していない。しかしながら、第１のリード１１の端子１６，１７が二股にわかれているので、装置における端子のバランス上の観点から、たとえダミーの端子となっても、第２のリード２２を設けることが好ましい。
勿論、第１のリード１１にマウントされた１つのＬＥＤチップ３から下側の第２のリード２２へワイヤをかけ渡すことができる。
図中符号２３、２４は端子を示す。

第２のリード２１、２２においても、第１のリード１１に対向する部分を薄肉部２５とし、その裏面側へパッケージ樹脂を回り込ませることが好ましい。これにより、第１のリード１１と第２のリード２１、２２との間に充分な結合強度が確保される。
この薄肉部２５も、第１のリード１１の薄肉部１３と同様に、その裏面を傾斜面とすることができる。端子２３、２４側へ近付くにつれて薄肉部２５の厚さが減少するように傾斜面を形成すると、パッケージ樹脂部３１の材料が薄肉部２５に対してアンダーカットに作用し、第１のリード１１と第２のリード２１との結合強度が向上する。同様の観点から薄肉部２５の裏面を凹凸形状としてもよい。
この例では、第２のリード２１の薄肉部２５の上面がボンディング領域となる。
ＬＥＤチップ３の熱は専ら第１のリード１１へ伝わり、ワイヤＷ２を介して第２のリード２１へ伝わる熱量は比較的小さい。従って、第２のリード２１においては薄肉部２５を幅広にとって、パッケージ樹脂３１の回り込み量を多くとり、第１のリード１１と第２のリード２１との結合強度を安定化させることが好ましい。

従って、第１のリード１１の薄肉部１３と第２のリード２１の薄肉部２５とを比較すると、後者を幅広とすることが好ましい。また、ＬＥＤチップ３からの高い排熱効率を確保するには、第１のリード１１においてマウント領域は比較的幅狭の薄肉部１３のみではなくその基体部１４にも及ぶものとし、マウントされたＬＥＤチップ３が第１のリード１１の基体部１４にもかかるようにする。これにより、熱源であるＬＥＤチップ３から主排熱面である第１のリード１１の裏面までの距離が短くなり、高い排熱効率が確保される。

パッケージ樹脂部３１は第１のリード１１、第２のリード２１及び２２を囲繞する。パッケージ樹脂部３１において発光装置の上面に存在する部分は反射面３３（傾斜面）を有する。
パッケージ樹脂３１において第１のリード１１と第２のリード２１及び２２との間に存在する部分は絶縁領域３５となる。
パッケージ樹脂３１としてはエポキシ樹脂、シリコーン樹脂若しくはナイロン樹脂等の汎用的な高分子材料を用いることができる。第１のリード１１、第２のリード２１及び２２をインサートとして型成形により付形される。

このように構成された実施の形態の発光装置１によれば、発光面のほぼ中央に位置する第１のリード１１の薄肉部１３へＬＥＤチップ３がマウントされるので、発光面の発光バランスが良好に保たれる。
また、ＬＥＤチップ３の熱は薄肉部１３から基体部１４へ直接伝達するので、良好な排熱効率も維持される。

この発明は、上記発明の実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。

１ 発光装置
３ ＬＥＤチップ
１０ パッケージ部
１１ 第１のリード
１３ 薄肉部
２１、２２ 第２のリード
３１ パッケージ樹脂部
３５ 絶縁領域

Claims (5)

1. ＬＥＤチップをマウントするマウント領域をその表面に有するとともにその裏面を露出させる第１のリードと、
   前記ＬＥＤチップからのワイヤをボンディングするボンディング領域をその表面に有するとともに、その裏面を露出させる第２のリードと、
   前記第１のリードと前記第２のリードを囲繞するとともに前記第１のリードと前記第２のリードの間に絶縁領域を形成するパッケージ樹脂部と、を備え、
   前記第１のリードにおける前記第２のリード対向部は薄肉部とされて、この薄肉部の表面側に前記ＬＥＤチップがマウントされ、該薄肉部の裏面側に前記パッケージ樹脂部の樹脂材料が回り込み、
   前記第１のリードの薄肉部は発光面の中央に位置し、
   前記第２のリードにおける前記第１のリード対向部は薄肉部とされて、この薄肉部の裏面側に前記パッケージ樹脂部の樹脂材料が回り込み、
   前記第２のリードの薄肉部における前記第１のリードに対向する方向の幅は、
   前記第１のリードの薄肉部における前記第２のリードに対向する方向の幅に比べて幅広である、照明装置。
2. 前記第１のリードの薄肉部の裏面には、前記第２のリードから離れるにつれて該薄肉部の厚さが減少するような傾斜面が形成されている、請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第１のリードの薄肉部の裏面は凹凸形状である、請求項１または請求項２に記載の照明装置。
4. 前記第２のリードの薄肉部の裏面には、前記第１のリードから離れるにつれて該薄肉部の厚さが減少するような傾斜面が形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置。
5. 前記第２のリードの薄肉部の裏面は凹凸形状である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明装置。

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