JP5496570B2

JP5496570B2 - 発光装置

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Inventors: 隆弘根本; 俊雄幡
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Description

本発明は、発光装置に関し、特に、発光ダイオードパッケージに関する。

一般に、発光ダイオードチップを用いる発光装置は、使用用途に応じて、様々な形態のパッケージに発光ダイオードチップを実装して形成される。発光装置の発光効率を向上させることができる発光ダイオードパッケージを開示した特許文献として、特許文献１(特開２００８−５３７２６号公報)がある。

特許文献１に記載された発光ダイオードパッケージにおいては、リード端子の一部を折り曲げ形成した反射面を採用することにより、発光効率を向上させるとともに、パッケージ本体の変色を減少させている。

また、半導体発光素子から発せられた熱の放熱作用を高め、半導体発光素子の輝度の劣化を抑制することができる半導体発光装置用パッケージを開示した先行文献として、特許文献２(特開２００９−９９５６号公報)がある。

特許文献２に記載された半導体発光装置用パッケージにおいては、半導体発光素子の収容部の周縁部となるパッケージの主面において、リード部が、カップ部の開口縁から連続して、樹脂部から露出している。このようにして、リード部の全体において、樹脂部の外側に露出面を形成している。この結果、リード部における熱の放熱性の向上を図って、温度上昇による半導体発光素子の輝度劣化を抑制している。

また、特許文献２に記載された半導体発光装置用パッケージにおいては、カップ部は、プレスによるしぼり加工またはエッチング加工により、側部と底部とを一体成型しているため、リフレクタに継ぎ目または切れ目が生じない。その結果、継ぎ目または切れ目から樹脂材料がリフレクタの内部側に漏出することによる、樹脂バリの形成を防止している。さらに、カップ部が、開口縁に、パッケージ主面に沿って広がるフランジ部を有することにより、樹脂成型時に樹脂材料がカップ部内に漏出することによる、樹脂バリの形成を防止している。

放熱性を向上して封止部材の劣化を防止した発光装置を開示した先行文献として、特許文献３(特開２００７−９６１０８号公報)がある。特許文献３に記載された発光装置においては、外部にケースの一部が露出する金属ベースの光反射面にＬＥＤ素子が搭載されている。その結果、金属ベースがヒートシンクとして機能し、発光装置の放熱性を向上させている。

他の部材への装着精度を向上した半導体装置を開示した先行文献として、特許文献４(特開２００４−３６３５３７号公報)がある。特許文献４に記載された半導体装置においては、支持体であるパッケージの主面において、第１の主面と第２の主面とを設けることにより、他部材への装着精度および接着強度の向上を図っている。

サイドビュー型とトップビュー型との兼用を可能にし、光取出し効率の向上を図った半導体装置を開示した先行文献として、特許文献５(特開２００８−３００３８６号公報)がある。特許文献５に記載された半導体発光装置においては、リードフレームの一部の折り曲げ部で反射面が形成され、リードフレームの端子部が、トップビュー型またはサイドビュー型を兼ねる端子部構造を有している。その結果、サイドビュー型とトップビュー型とに兼用することができ、光の取出し効率を向上している。

特開２００８−５３７２６号公報特開２００９−９９５６号公報特開２００７−９６１０８号公報特開２００４−３６３５３７号公報特開２００８−３００３８６号公報

特許文献１に記載された発光ダイオードパッケージには、リード端子の一部を折り曲げて反射面を形成しているため、反射面に継ぎ目または切れ目が存在している。そのため、その継ぎ目または切れ目から反射面上に、樹脂材料が進入して樹脂バリが発生してしまう。樹脂バリが発生すると、反射面により反射される光の輝度が低下してしまうため、発光装置の光の取り出し効率の向上の妨げとなる。

特許文献２に記載された半導体発光装置では、カップ部のフランジ部をパッケージ主面に沿って広がるように形成しているため、リード部と樹脂部との接合が十分ではない。そのため、リード部と樹脂部とが分離することを防止するために、係止部を別途設けているが、このようにすると、樹脂成型の金型が複雑になり製造コストが上昇してしまう。

特許文献３〜５に記載された発光装置においては、上記の問題点についての記載がない。

本発明は上記の問題点に鑑みなされたものであって、反射面に発生する樹脂バリを防止して、発光素子の輝度の低下を抑制しつつ、リード端子と樹脂部との接合を強化して、廉価で装置の信頼性を向上させることができる、発光装置を提供することを目的とする。

本発明に基づく発光装置は、発光素子と、発光素子の実装領域を含む底部が形成され、かつ、内面が発光素子から出射された光の反射面となる、底部と繋がった側壁が連続して形成された、第１リード端子を備えている。また、発光装置は、第１リード端子に離隔して設けられた第２リード端子を備えている。さらに、発光装置は、第１リード端子および第２リード端子を支持し、第２リード端子の一部および第１リード端子の実装領域を露出させるキャビティが形成された樹脂部を備えている。第１リード端子には、側壁の上端から連続して延設された鍔部が形成されている。鍔部の上面の一部は、鍔部の外周端近傍において、樹脂部に覆われている。

上記の発光装置により、第１リード端子の底部と繋がった側壁が連続して形成されているため、底部および側壁に継ぎ目または切れ目がなく、反射面上に樹脂部の樹脂バリが発生することを防ぐことができる。

また、鍔部の上面の一部が、鍔部の外周端近傍において、樹脂部に覆われているため、鍔部の外周端近傍を樹脂部が囲むように、第１リード端子と樹脂部とを接合することができる。よって、第１リード端子と樹脂部との接合が強化され、第１リード端子が樹脂部から分離する危険性を低減して、発光装置の信頼性を向上することができる。第１リード端子と樹脂部との接合を維持するために、係止部を別途設ける必要がないため、樹脂部の成型金型をシンプルにすることができ、製造コストの上昇を抑制することができる。

さらに、第１リード端子の鍔部の上面の一部は、側壁の内面の上端周辺において、樹脂部に覆われていないため、側壁の内面の反射面側に樹脂部の樹脂バリが発生することを防止することができる。このように、反射面上における樹脂バリの発生を防止することにより、発光素子から出射される光の輝度の低下を抑制することができる。

本発明に基づく発光装置においては、第１リード端子は、樹脂部の外部に平板状に延出した第１端子部を有し、第２リード端子は、樹脂部の外部に平板状に延出した第２端子部を有するようにしてもよい。この場合、第１端子部および第２端子部のそれぞれの厚み方向に平行な側面のうち、互いに同一の平面に対向する第１側面において、第１端子部および第２端子部が、外部とそれぞれ電気的に接続されている。

上記の発光装置により、樹脂部の成型後に、第１リード端子および第２リード端子を曲げる必要がないため、樹脂部と第１リード端子および第２リード端子との接合が弱くなることを防止することができる。

好ましくは、第１端子部および第２端子部のそれぞれの厚み方向に平行な側面のうち、外部と電気的に接続された第１側面に隣接するそれぞれの第２側面に、第１端子部および第２端子部と外部とを接続する部材が這い上がるのを防止する段部が形成されている。

上記の発光装置により、第１端子部および第２端子部において、外部と接続された第１側面と隣接する第２側面に、接続部材が這い上がるのを防止することができる。

本発明に基づく発光装置においては、第２リード端子には、第１リード端子の底部が延長されるように、延長底部が形成され、かつ、延長底部に繋がった延長側壁が連続して形成されている。さらに第２リード端子には、延長側壁の上端から連続して延設された延長鍔部が形成されている。延長鍔部の上面の一部は、延長鍔部の外周端近傍において、樹脂部に覆われている。

上記の発光装置により、第２リード端子の延長底部と繋がった延長側壁が連続して形成されているため、底部および側壁との継ぎ目または切れ目の部分を覆う金型形状とすることで、反射面下部の樹脂部の樹脂バリの発生を防止できる。

また、延長鍔部の上面の一部が、延長鍔部の外周端近傍において、樹脂部に覆われているため、延長鍔部の外周端近傍を樹脂部が囲むように、第２リード端子と樹脂部とを接合することができる。よって、第２リード端子と樹脂部との接合が強化され、第２リード端子が樹脂部から分離する危険性を低減して、発光装置の信頼性を向上することができる。第２リード端子と樹脂部との接合を維持するために、係止部を別途設ける必要がないため、樹脂部の成型金型をシンプルにすることができ、製造コストの上昇を抑制することができる。

さらに、第２リード端子の延長鍔部の上面の一部は、延長側壁の内面の上端周辺において、樹脂部に覆われていないため、延長側壁の内面の反射面側に樹脂部の樹脂バリが発生することを防止することができる。このように、反射面上における樹脂バリの発生を防止することにより、発光素子から出射される光の輝度の低下を抑制することができる。

好ましくは、第１リード端子が、しぼり加工により、底部、側壁および鍔部が一体で形成されている。しぼり加工することにより、底部、側壁および鍔部との間に継ぎ目または切れ目を発生させることなく第１リード端子を形成することができるとともに、大量生産することができるため、製造コストを削減することができる。

好ましくは、第２リード端子が、しぼり加工により、延長底部、延長側壁および延長鍔部が一体で形成されている。しぼり加工することにより、延長底部、延長側壁および延長鍔部との間に継ぎ目または切れ目を発生させることなく第２リード端子を形成することができるとともに、大量生産することができるため、製造コストを削減することができる。

本発明に基づく発光装置においては、第１リード端子の底部および側壁により形成される凹部の内部に、発光素子から出射された光の波長を変化させる波長変換部材が設けられるようにしてもよい。

上記の発光装置により、発光素子から出射された光をエネルギの低い長波長光に変換することで、樹脂部のキャビティが形成された内壁に到達する光によって、その内壁が劣化することを抑制することができる。

本発明に基づく発光装置においては、第２リード端子の延長底部および延長側壁により形成される凹部の内部に、発光素子から出射された光の波長を変化させる波長変換部材が設けられるようにしてもよい。

本発明に基づく発光装置においては、キャビティ内に、透光性モールド部材が設けられるようにしてもよい。

上記の発光装置により、発光素子からの光の輝度を低下することなく、キャビティの内部を封止することができる。

本発明に基づく発光装置においては、キャビティ内に、発光素子から出射された光の波長を変化させる波長変換部材が設けられるようにしてもよい。

本発明に基づく発光装置においては、第１リード端子および第２リード端子と発光素子をそれぞれ接続するボンディングワイヤを含むようにしてもよい。ボンディングワイヤが、第１リード端子の底部および側壁により形成される凹部の内部、および、第２リード端子の延長底部および延長側壁により形成される凹部の内部に配置されるようにしてもよい。

上記の発光装置により、ボンディングワイヤを第１リード端子および第２リード端子の凹部内に設けられる単一の樹脂内に封止させることができるため、樹脂の熱膨張などの影響によりボンディングワイヤが切断する危険性を低減することができる。

本発明に基づく発光装置の製造方法は、第１リード端子に、発光素子の実装領域を含む底部、内面が発光素子から出射された光の反射面となる、底部と繋がった側壁、および、この側壁の上端から延設された鍔部をしぼり加工により形成する工程を備えている。また、発光装置の製造方法は、発光素子を第１リード端子に実装する工程と、第１リード端子、および、前記第１リード端子に離隔して配置される第２リード端子を樹脂部の内部にインサート成型する工程とを備えている。インサート成型工程において、第２リード端子の一部および第１リード端子の実装領域を露出させるキャビティを構成する樹脂部の内壁を形成する金型の一部が、第１リード端子の鍔部の上面と、側壁の内面の上端周辺において接している。

上記の発光装置の製造方法により、第１リード端子の底部と繋がった側壁がしぼり加工により形成されているため、底部および側壁に継ぎ目または切れ目がなく、反射面上に樹脂部の樹脂バリが発生することを防ぐことができる。また、インサート成型工程において、鍔部の上面が側壁の内面の上端周辺においてキャビティを構成する樹脂部の内壁を形成する金型の一部と接しているため、鍔部の上面から側壁の反射面側に樹脂部の樹脂バリが発生することを防止することができる。

このように、反射面上における樹脂バリの発生を防止することにより、発光素子から出射される光の輝度の低下を抑制することができる。リード端子と樹脂部との接合を維持するために、係止部を別途設ける必要がないため、樹脂部の成型金型をシンプルにすることができ、製造コストの上昇を抑制することができる。

本発明に基づく発光装置の製造方法においては、第２リード端子に、第１リード端子の底部、側壁および鍔部が延長されるように、延長底部、この延長底部と繋がった延長側壁およびこの延長側壁の上端から延設された延長鍔部をしぼり加工により形成する工程をさらに備えている。インサート成型工程において、第２リード端子の一部および第１リード端子の実装領域を露出させるキャビティを構成する樹脂部の内壁を形成する金型の一部が、第１リード端子の鍔部の上面と、側壁の内面の上端周辺において接し、かつ、第２リード端子の延長鍔部の上面と、延長側壁の内面の上端周辺において接している。

上記の発光装置の製造方法により、第２リード端子の延長底部と繋がった延長側壁がしぼり加工により形成されているため、延長底部および延長側壁に継ぎ目または切れ目がなく、反射面上に樹脂部の樹脂バリが発生することを防ぐことができる。また、インサート工程において、延長鍔部の上面が延長側壁の内面の上端周辺においてキャビティを形成する金型の一部と接しているため、延長鍔部の上面から延長側壁の反射面側に樹脂部の樹脂バリが発生することを防止することができる。

本発明によれば、第１リード端子の底部と繋がった側壁が連続して形成されているため、底部および側壁に継ぎ目または切れ目がなく、反射面上に樹脂部の樹脂バリが発生することを防ぐことができる。

本発明の実施の形態１に係る発光装置の構成を示す斜視図である。同実施の形態に係る発光装置の構成を示す平面図である。同実施の形態に係る発光装置の構造を示す一部平面図である。図３のＩＶ−ＩＶ線矢印方向から見た断面図である。図３のＶ−Ｖ線矢印方向から見た断面図である。同実施の形態の発光装置をインサート成型する際の構成を示す断面図である。本発明の実施の形態２に係る発光装置の構成を示す平面図である。同実施の形態に係る発光装置の構造を示す平面図である。図８のＩＸ−ＩＸ線矢印方向から見た断面図である。図８のＸ−Ｘ線矢印方向から見た断面図である。本発明の実施の形態１，２に係る発光装置の実装基板への搭載状態を示す斜視図である。本発明の実施の形態３の比較例の発光装置の構成を示す断面図である。本発明の実施の形態３に係る発光装置の構成を示す平面図である。図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線矢印方向から見た断面図である。本発明の実施の形態４に係る発光装置の構成を示す平面図である。図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線矢印方向から見た断面図である。

以下、本発明に基づいた実施の形態における発光装置について図を参照して説明する。
実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１に係る発光装置の構成を示す斜視図である。図２は、本実施の形態に係る発光装置の構成を示す平面図である。図１，２に示すように、本発明の実施の形態１に係る発光装置１は、発光素子である発光ダイオードチップ２、樹脂部３、ボンディングワイヤ４、第１リード端子１０、第２リード端子２０を含んでいる。

発光ダイオードチップ２は、第１リード端子１０に形成された凹部５の内部に収容されて実装されている。発光ダイオードチップ２は、ボンディングワイヤ４により第１リード端子１０および第２リード端子２０にそれぞれ接続されている。樹脂部３には、キャビティ６が形成されている。発光ダイオードチップ２には、幅０．３ｍｍ、長さ０．６ｍｍのＧａＮ系青色発光ダイオードチップを用いた。

図３は、本実施の形態に係る発光装置の構造を示す一部平面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線矢印方向から見た断面図である。図５は、図３のＶ−Ｖ線矢印方向から見た断面図である。なお、図３〜５において、説明の便宜のため、発光ダイオードチップ２およびボンディングワイヤ４を省略して表記している。

図３〜５に示すように、第１リード端子１０には、発光ダイオードチップ２の実装領域となる平坦な底部１３が形成されている。また、第１リード端子１０には、底部１３と繋がった側壁１４が、連続して形成されている。底部１３および側壁１４により凹部５が構成されている。側壁１４の内面は、発光ダイオードチップ２から出射された光の反射面となる。側壁１４で反射された光は、樹脂部３のキャビティ６を通過して、発光装置１から出射される。

側壁１４は、樹脂部３のキャビティ６が位置する側に向かうに従って、凹部５の開口が広がるように、底部１３の面に対して、僅かに傾斜して形成されている。本実施形態においては、凹部５の形状は、短辺０．４ｍｍ、長辺１ｍｍ、深さ０．２ｍｍとした。キャビティ６の形状は、短辺０．６ｍｍ、長辺２．４ｍｍ、深さ０．３ｍｍとした。

発光ダイオードチップ２を第１リード端子１０の凹部５の内部に配置することにより、発光ダイオードチップ２から出射された光が、側壁１４により発光装置１の出射方向に反射されるため、樹脂部３のキャビティ６が形成された内壁に光を届きにくくすることができる。そのため、樹脂部３のキャビティ６が形成された内壁が劣化することを抑制し、発光装置１から出射される光の輝度が低下することを減少することができる。

さらに、第１リード端子１０には、側壁１４の上端から連続して延設された鍔部１５が形成されている。第１リード端子１０の底部１３、側壁１４および鍔部１５は、しぼり加工により形成した。しぼり加工で形成することにより、底部１３、側壁１４および鍔部１５に継ぎ目または切れ目を発生させることなく第１リード端子を形成することができる。また、しぼり加工は、大量生産に対応することができるため、製造コストを削減することができる。

第２リード端子２０は、第１リード端子１０に離隔して設けられている。言い換えると、第１リード端子１０、および、前記第１リード端子１０に離隔して配置された第２リード端子２０を樹脂部３の内部にインサート成型した。本実施形態では、第１リード端子１０と第２リード端子２０との間に、樹脂部３の一部が設けられている。

樹脂部３は、第１リード端子１０および第２リード端子２０を支持している。樹脂部３に形成されているキャビティ６は、第２リード端子２０の一部および第１リード端子１０の発光ダイオードチップ２の実装領域を露出させている。樹脂部３は、第１リード端子１０および第２リード端子２０をインサート成型することにより形成される。

第１リード端子１０の鍔部１５の上面１６の一部は、鍔部１５の外周端近傍において、樹脂部３に覆われている。具体的には、第１リード端子１０の長手方向に沿った、鍔部１５の外周端近傍において、第１リード端子１０の鍔部１５の上面が、樹脂部３に覆われている。

このため、鍔部１５の外周端近傍を樹脂部３が囲むように、第１リード端子１０と樹脂部３とを接合することができる。よって、第１リード端子１０と樹脂部３との接合が強化され、第１リード端子１０が樹脂部３から分離する危険性を低減して、発光装置の信頼性を向上することができる。

また、この鍔部１５の上面１６の面積を大きくすることにより、第１リード端子１０の側壁１４で反射された発光ダイオードチップ２の光が、樹脂部３のキャビティ６が形成された内壁に届きにくくなるため、樹脂部３のキャビティ６が形成された内壁の劣化を低減することができる。

上記のように、第１リード端子１０および第２リード端子２０と樹脂部３との接合を維持するために、係止部を別途設ける必要がないため、樹脂部３の成型金型をシンプルにすることができ、製造コストの上昇を抑制することができる。よって、発光装置１の信頼性を高めつつ、発光装置１を廉価に製作することができる。

第１リード端子１０には、樹脂部３の外部に平板状に延出した第１端子部１７が形成されている。第１端子部１７には、曲げ加工が施されていない。第２リード端子２０には、樹脂部３の外部に平板状に延出した第２端子部２７が形成されている。第２端子部２７には、曲げ加工が施されていない。

第１リード端子１０の第１端子部１７と、第２リード端子２０の第２端子部２７とは、それぞれの厚み方向に平行な側面１１，１８，１９，２１，２８，２９のうち、互いに同一の平面に対向する第１側面１１，２１において、外部の図示しないランドとそれぞれ電気的に接続されている。

さらに、第１リード端子１０の第１端子部１７には、第１端子部１７の厚み方向に平行な側面１１，１８，１９のうち、第１側面１１に隣接する第２側面１８に段部１２が形成されている。段部１２は、第１端子部１７と外部とを接続する部材が、段部１２が形成された第２側面１８に這い上がるのを防止する機能を有している。

同様に、第２リード端子２０の第２端子部２７には、第２端子部２７の厚み方向に平行な側面２１，２８，２９のうち、第１側面２１に隣接する第２側面２８に段部２２が形成されている。段部２２は、第２端子部２７と外部とを接続する部材が、段部２２が形成された第２側面２８に這い上がるのを防止する機能を有している。

本実施形態では、第１リード端子１０および第２リード端子２０として、銅合金からなる、厚さが０．２ｍｍの金属板を加工して作製されたリードフレームを使用した。第１リード端子１０には、側壁１４における光の反射率を向上させるために、５μｍの膜厚で銀メッキを施した。メッキに用いる金属として、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｌ合金、Ｍｇ合金、またはＡｌとＭｇとの合金などを使用してもよい。樹脂部３には、ポリフタルアミド樹脂を用いた。ポリフタルアミド樹脂は、白色の樹脂で、光を反射する性質を有している。

本実施形態では、第１リード端子１０および第２リード端子２０に曲げ加工を施す必要がないため、第１リード端子１０および第２リード端子２０と樹脂部３との接合が弱くなることを防いで、発光装置１の信頼性を向上することができる。具体的には、インサート成型によって接合された、第１リード端子１０および第２リード端子２０と樹脂部３との接合が、その後の第１リード端子１０および第２リード端子２０の曲げ加工によって、弱められることを防止することができる。

図６は、本実施の形態の発光装置をインサート成型する際の構成を示す断面図である。図６に示すように、本実施の形態の発光装置をインサート成型する際には、大きく分けて、上面金型６５と下面金型６７とを使用する。上面金型６５と下面金型６７とを合わせた際に形成される空間に、第１リード端子１０および第２リード端子２０を保持した状態で、樹脂部３の原料となる樹脂を下面金型６７の樹脂流入口６８から注入することにより成型する。

インサート成型の際に、上面金型６５は、図１に示すように、第２リード端子２０の一部および第１リード端子１０の実装領域を露出させるキャビティ６の内壁を形成する。また、上面金型６５の凸部の上面６６は、第１リード端子１０の鍔部１５の上面１６に、側壁１４の内面の上端周辺において接している。さらに、上述の通り、第１リード端子１０の第１端子部１７の一部および第２リード端子２０の第２端子部２７の一部が、樹脂部３の外部に平板状に延出するように成型している。

上面金型６５の凸部の上面６６の一部と鍔部１５の上面１６の一部とを接触させて成型することにより、鍔部１５の上面１６から側壁１４の反射面側に樹脂部３の樹脂バリが発生することを防止することができる。このように、反射面上における樹脂バリの発生を防止することにより、発光ダイオードチップ２から出射される光の輝度の低下を抑制することができる。

また、第１リード端子１０の底部１３、側壁１４および鍔部１５が一体で連続して形成されているため、底部１３と側壁１４の間に継ぎ目または切れ目がなく、反射面上に樹脂部３の樹脂バリが発生することを防ぐことができる。

本実施の形態に係る発光装置１では、第１リード端子１０の底部１３および側壁１４により形成される凹部５の内部に、発光ダイオードチップ２から出射された光の波長を変換させる図示しない波長変換部材が設けられている。波長変換部材には、緑蛍光体として、(Ｓｉ・Ａｌ)₆(Ｏ・Ｎ)₈:Ｅｕ、赤蛍光体として、ＣａＡｌＳｉＮ₃:Ｅｕを含有させたシリコン樹脂を用いた。また、樹脂部３のキャビティ６内に、図示しない透光性モールド部材を設けた。透光性モールド部材として、上記の蛍光体を含まない、凹部５に充填したシリコン樹脂を用いてもよい。

凹部５に充填したシリコン樹脂の硬化条件は、硬化時間１時間、温度８０℃とした。キャビティ６に充填した透光性モールド部材の硬化条件は、硬化時間５時間、温度１５０℃とした。

凹部５に設けたシリコン樹脂により、発光ダイオードチップ２から出射された青色の光の一部が、青色の光より波長の長い赤色または緑色の光に変換される。発光ダイオードチップ２から出射された光をエネルギの低い長波長光に変換することで、樹脂部３のキャビティ６が形成された内壁に到達する光によって、その内壁が劣化することを抑制することができる。

凹部５が形成されている第１リード端子１０の表面とシリコン樹脂との密着性は、第１リード端子１０と樹脂部３を形成するポリフタルアミド樹脂との密着性より劣るため、剥がれやすい。本実施形態では、キャビティ６内に透光性モールド部材を設けているため、シリコン樹脂が凹部５と透光性モールド部材との間に封止されている。よって、シリコン樹脂が凹部５から剥がれにくくすることができる。

また、キャビティ６内に、発光ダイオードチップ２から出射された光の波長を変化させる波長変換部材を設けてもよい。このようにした場合にも、発光ダイオードチップ２から出射された光をエネルギの低い長波長光に変換して、樹脂部３のキャビティ６が形成された内壁に到達する光によって、その内壁が劣化することを抑制することができる。

実施の形態２
図７は、本発明の実施の形態２に係る発光装置の構成を示す平面図である。図７に示すように、本発明の実施の形態２に係る発光装置３０は、発光素子である発光ダイオードチップ２、樹脂部３、ボンディングワイヤ４、第１リード端子４０、第２リード端子５０を含んでいる。第１リード端子４０および第２リード端子５０以外の構成については、実施の形態１と同様であるため、説明を繰り返さない。

図８は、本実施の形態に係る発光装置の構造を示す平面図である。図９は、図８のＩＸ−ＩＸ線矢印方向から見た断面図である。図１０は、図８のＸ−Ｘ線矢印方向から見た断面図である。なお、図８〜１０において、説明の便宜のため、発光ダイオードチップ２およびボンディングワイヤ４を省略して表記している。

図８〜１０に示すように、第１リード端子４０には、発光ダイオードチップ２の実装領域となる底部４３が形成されている。また、第１リード端子４０には、底部４３と繋がった側壁４４が、連続して形成されている。側壁４４の内面は、発光ダイオードチップ２から出射された光の反射面となる。側壁４４で反射された光は、樹脂部３のキャビティ３２を通過して、発光装置３０から出射される。

側壁４４は、樹脂部３のキャビティ３２が位置する側に向かうに従って、凹部３１の開口が広がるように、底部４３の面に対して、僅かに傾斜して形成されている。さらに、第１リード端子４０には、側壁４４の上端から連続して延設された鍔部４５が形成されている。

第２リード端子５０は、第１リード端子４０に離隔して設けられている。第２リード端子５０には、第１リード端子４０の底部４３が延長されるように、延長底部５３が形成されている。また、第２リード端子には、第１リード端子４０の側壁４４が延長されるように、延長底部５３に繋がった延長側壁５４が連続して形成されている。延長側壁５４の内面は、発光ダイオードチップ２から出射された光の反射面となる。延長側壁５４で反射された光は、樹脂部３のキャビティ３２を通過して、発光装置３０から出射される。

第１リード端子４０の底部４３および側壁４４と、第２リード端子５０の延長底部５３および延長側壁５４とにより、凹部３１が構成されている。凹部３１には、第１リード端子４０と第２リード端子５０との間に位置する、樹脂部３の上方の空間が含まれる。凹部３１の形状は、短辺０．４ｍｍ、長辺２ｍｍ、深さ０．２ｍｍとした。キャビティ３２の形状は、短辺０．６ｍｍ、長辺２．４ｍｍ、深さ０．３ｍｍとした。

延長側壁５４は、樹脂部３のキャビティ３２が位置する側に向かうに従って、凹部３１の開口が広がるように、延長底部５３の面に対して、僅かに傾斜して形成されている。さらに、第２リード端子５０には、第１リード端子４０の鍔部４５が延長されるように、延長側壁５４の上端から連続して延設された延長鍔部５６が形成されている。

発光ダイオードチップ２を凹部３１の内部に配置することにより、発光ダイオードチップ２から出射された光が、側壁４４および延長側壁５４により発光装置３０の出射方向に反射されるため、樹脂部３のキャビティ３２が形成された内壁に光を届きにくくすることができる。そのため、樹脂部３のキャビティ３２が形成された内壁が劣化することを抑制し、発光装置３０から出射される光の輝度が低下することを減少することができる。

第１リード端子４０の底部４３、側壁４４および鍔部４５は、しぼり加工により形成した。しぼり加工で形成することにより、底部４３、側壁４４および鍔部４５に継ぎ目または切れ目を発生させることなく第１リード端子４０を形成することができる。また、しぼり加工は、大量生産に対応することができるため、製造コストを削減することができる。

第２リード端子５０の延長底部５３、延長側壁５４および延長鍔部５５は、しぼり加工により形成した。しぼり加工で形成することにより、延長底部５３、延長側壁５４および延長鍔部５５に継ぎ目または切れ目を発生させることなく第２リード端子５０を形成することができる。また、しぼり加工は、大量生産に対応することができるため、製造コストを削減することができる。

第１リード端子４０の鍔部４５の上面４６の一部は、鍔部４５の外周端近傍において、樹脂部３に覆われている。具体的には、第１リード端子４０の長手方向に沿った、鍔部４５の外周端近傍において、第１リード端子４０の鍔部４５の上面が、樹脂部３に覆われている。

このため、鍔部４５の外周端近傍を樹脂部３が囲むように、第１リード端子４０と樹脂部３とを接合することができる。よって、第１リード端子４０と樹脂部３との接合が強化され、第１リード端子４０が樹脂部３から分離する危険性を低減して、発光装置の信頼性を向上することができる。

第２リード端子５０の延長鍔部５５の上面５６の一部は、延長鍔部５５の外周端近傍において、樹脂部３に覆われている。具体的には、第１リード端子４０の長手方向に沿った、延長鍔部５５の外周端近傍において、第２リード端子５０の延長鍔部５５の上面が、樹脂部３に覆われている。

このため、延長鍔部５５の外周端近傍を樹脂部３が囲むように、第２リード端子５０と樹脂部３とを接合することができる。よって、第２リード端子５０と樹脂部３との接合が強化され、第２リード端子５０が樹脂部３から分離する危険性を低減して、発光装置の信頼性を向上することができる。

上記のように、第１リード端子４０および第２リード端子５０と樹脂部３との接合を維持するために、係止部を別途設ける必要がないため、樹脂部３の成型金型をシンプルにすることができ、製造コストの上昇を抑制することができる。

また、この鍔部４５の上面４６および延長鍔部５５の上面５６の面積を大きくすることにより、第１リード端子４０の側壁４４および第２リード端子５０の延長側壁５４で反射された発光ダイオードチップ２の光が、樹脂部３のキャビティ３２が形成された内壁に届きにくくなるため、樹脂部３のキャビティ３２が形成された内壁の劣化を低減することができる。

第１リード端子４０には、樹脂部３の外部に平板状に延出した第１端子部４７が形成されている。第１端子部４７には、曲げ加工が施されていない。第２リード端子５０には、樹脂部３の外部に平板状に延出した第２端子部５７が形成されている。第２端子部５７には、曲げ加工が施されていない。

第１リード端子４０の第１端子部４７と、第２リード端子５０の第２端子部５７とは、それぞれの厚み方向に平行な側面４１，４８，４９，５１，５８，５９のうち、互いに同一の平面に対向する第１側面４１，５１において、外部の図示しないランドとそれぞれ電気的に接続されている。

さらに、第１リード端子４０の第１端子部４７には、第１端子部４７の厚み方向に平行な側面４１，４８，４９のうち、第１側面４１に隣接する第２側面４８に段部４２が形成されている。段部４２は、第１端子部４７と外部とを接続する部材が、段部４２が形成された第２側面４８に這い上がるのを防止する機能を有している。

同様に、第２リード端子５０の第２端子部５７には、第２端子部５７の厚み方向に平行な側面５１，５８，５９のうち、第１側面５１に隣接する第２側面５８に段部５２が形成されている。段部５２は、第２端子部５７と外部とを接続する部材が、段部５２が形成された第２側面５８に這い上がるのを防止する機能を有している。

本実施形態では、第１リード端子４０および第２リード端子５０として、銅合金からなる、厚さが０．４ｍｍの金属板を加工して作製されたリードフレームを使用した。第１リード端子４０および第２リード端子５０には、側壁１４および延長側壁５４における光の反射率を向上させるために、５μｍの膜厚で銀メッキを施した。メッキに用いる金属として、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｌ合金、Ｍｇ合金、またはＡｌとＭｇとの合金などを使用してもよい。

第１リード端子４０および第２リード端子５０に曲げ加工を施す必要がないため、第１リード端子４０および第２リード端子５０と樹脂部３との接合が弱くなることを防いで、発光装置３０の信頼性を向上することができる。具体的には、インサート成型によって接合された、第１リード端子４０および第２リード端子５０と樹脂部３との接合が、その後の第１リード端子４０および第２リード端子５０の曲げ加工によって、弱められることを防止することができる。

本実施形態では、インサート成型する際に、第２リード端子５０の一部および第１リード端子４０の実装領域を露出させるキャビティ３２の内壁を形成する金型の一部が、第１リード端子の鍔部４５の上面と側壁４４の内面の上端周辺において接触させる。かつ、この金型の一部が、第２リード端子５０の延長鍔部５５の上面と、延長側壁５４の内面の上端周辺において接触させた状態で、インサート成型を行なう。

このように樹脂部３を成型することにより、第１リード端子４０の鍔部４５の上面４６から側壁４４の反射面側に樹脂バリが発生することを防止することができる。また、第２リード端子５０の延長鍔部５５の上面５６から延長側壁５４の反射面側に樹脂バリが発生することを防止することができる。反射面上における樹脂バリの発生を防止することにより、発光ダイオードチップ２から出射される光の輝度の低下を抑制することができる。

また、第１リード端子４０の底部４３、側壁４４および鍔部４５が一体で連続して形成されているため、底部４３と側壁４４の間に継ぎ目または切れ目がなく、反射面上に樹脂部３の樹脂バリが発生することを防ぐことができる。同様に、第２リード端子５０の延長底部５３、延長側壁５４および延長鍔部５５が一体で連続して形成されているため、延長底部５３と延長側壁５４の間に継ぎ目または切れ目がなく、反射面上に樹脂部３の樹脂バリが発生することを防ぐことができる。

本実施の形態に係る発光装置３０では、凹部３１の内部に、発光ダイオードチップ２から出射された光の波長を変換させる図示しない波長変換部材が設けられている。波長変換部材には、緑蛍光体として、(Ｓｉ・Ａｌ)₆(Ｏ・Ｎ)₈:Ｅｕ、赤蛍光体として、ＣａＡｌＳｉＮ₃:Ｅｕを含有させたシリコン樹脂を用いた。また、樹脂部３のキャビティ３２内に、図示しない透光性モールド部材を設けた。透光性モールド部材として、上記の蛍光体を含まない、凹部３１に充填したシリコン樹脂を用いてもよい。

本実施形態においても、反射面上における樹脂バリの発生を防止することにより、発光素子から出射される光の輝度の低下を抑制することができる。さらに、第１リード端子４０および第２リード端子５０は、樹脂部３の外部に平板状に延出しているため、曲げ加工を施す必要がなく、リード端子と樹脂部３との接合が弱くなることを防ぐことができる。

図１１は、本発明の実施の形態１，２に係る発光装置の実装基板への搭載状態を示す斜視図である。図１１に示すように、本発明の実施の形態１，２に係る発光装置は、樹脂部３に搭載面７が形成されている。搭載面７と発光装置の実装基板１００とを接触させた状態で、第１端子部１７，４７の第１側面１１，４１および第２端子部２７，５７の第１側面２１，５１が、実装基板１００上の電極ランドパターン１０１とろう材１０２によって、電気的に接合される。

第１端子部１７，４７の段部１２，４２、および、第２端子部２７，５７の段部２２，５２によって、ろう材１０２が、第１端子部１７，４７の段部１２，４２が形成された第２側面１８，４８、および、第２端子部２７，５７の段部２２，５２が形成された第２側面２８，５８に這い上がることを防止することができる。そのため、ろう材１０２を段部の下方に留まらせることができる。したがって、ろう材１０２の形状が安定するため、発光装置の実装基板１００への実装強度を安定させることができる。

実施の形態３
図１２は、本発明の実施の形態３の比較例の発光装置の構成を示す断面図である。図１２に示すように、比較例の発光装置６０は、本発明の実施の形態１に係る発光装置１において、凹部５に蛍光体含有樹脂６２、キャビティ６に透光性樹脂６１を充填したものである。その他の構成については、実施の形態１と同様であるため、説明を繰り返さない。

比較例の発光装置６０では、ボンディングワイヤ４が、蛍光体含有樹脂６２と透光性樹脂６１との両方に跨って配線されている。この場合、発光装置６０が発熱した場合、蛍光体含有樹脂６２と透光性樹脂６１との熱膨張率の違いにより、ボンディングワイヤ４が蛍光体含有樹脂６２と透光性樹脂６１との界面付近において切断する危険性がある。

図１３は、本発明の実施の形態３に係る発光装置の構成を示す平面図である。図１４は、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線矢印方向から見た断面図である。図１３，１４に示すように、本発明の実施の形態３に係る発光装置７０においては、第１リード端子７１の側壁７２の一部に側壁凹部７３が形成されている。第２リード端子７４の延長側壁７３の一部に側壁凹部７６が形成されている。

第１リード端子７１は、側壁凹部７３において、ボンディングワイヤ４により発光ダイオードチップ２と接続されている。第２リード端子７４は、側壁凹部７６において、ボンディングワイヤ４により発光ダイオードチップ２と接続されている。第１リード端子７１と第２リード端子７４とにより形成される凹部には、蛍光体含有樹脂７８が充填されている。キャビティには、透光性樹脂７７が充填されている。その他の構成については、実施の形態２と同様であるため、説明を繰り返さない。

本実施形態においては、ボンディングワイヤ４を、充填された蛍光体含有樹脂７８の内部に配線させることができる。言い換えると、ボンディングワイヤ４を、第１リード端子７１の底部および側壁７２により形成される凹部の内部、および、第２リード端子７４の延長底部および延長側壁７５により形成される凹部の内部に配置させることができる。そのため、ボンディングワイヤ４が異なる樹脂に跨って配線されていないため、発光装置７０が発熱した場合に、樹脂の熱膨張の影響を受けることが無く、ボンディングワイヤ４が切断される危険性を低減することができる。

実施の形態４
図１５は、本発明の実施の形態４に係る発光装置の構成を示す平面図である。図１６は、図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線矢印方向から見た断面図である。図１５，１６においては、説明の便宜上、発光ダイオードチップ２およびボンディングワイヤ４の表記を省略している。

図１５，１６に示すように、本発明の実施の形態４に係る発光装置では、第１リード端子４０の底部と第２リード端子５０の延長底部との間に位置する樹脂部３の上面を掘り下げて、段差８１を設けている。また、第１リード端子４０の側壁と第２リード端子５０の延長側壁との間に位置する樹脂部３の側面を掘り下げて、段差８１を設けている。その他の構成については、実施の形態２と同様であるため、説明を繰り返さない。

本実施の形態の発光装置８０においては、第１リード端子４０の底部および側壁と、第２リード端子５０の底部および側壁とにより形成される凹部８２の表面を、金属材料だけで構成することができる。第１リード端子４０および第２リード端子５０を構成する金属材料は、樹脂部３を構成する樹脂材料よりも光の反射率が高い。よって、凹部８２の表面を金属材料のみで構成することにより、発光ダイオードチップから出射された光を効率よくキャビティ８３側に反射させることができる。その結果、発光装置８０から出射される光の輝度を向上させることができる。

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１，３０，６０，７０，８０発光装置、２発光ダイオードチップ、３樹脂部、４ボンディングワイヤ、５，３１，８２凹部、６，３２，８３キャビティ、７搭載面、１０，４０，７１第１リード端子、１１，２１，４１，５１第１側面、１８，２８，４８，５８第２側面、１９，２９，４９，５９側面、１２，２２，４２，５２段部、１３，４３底部、１４，４４，７２側壁、１５，４５鍔部、１６，４６，５６，６６上面、１７，４７第１端子部、２０，５０，７４第２リード端子、２７，５７第２端子部、５３延長底部、５４，７３，７５延長側壁、５５延長鍔部、６１，７７透光性樹脂、６２，７８蛍光体含有樹脂、６５上面金型、６７下面金型、６８樹脂流入口、７３，７６側壁凹部、８１段差、１００実装基板、１０１電極ランドパターン、１０２ろう材。

Claims

発光素子と、
前記発光素子の実装領域を含む底部が形成され、かつ、内面が前記発光素子から出射された光の反射面となる、前記底部と繋がった側壁が連続して形成された、第１リード端子と、
前記第１リード端子に離隔して設けられた第２リード端子と、
前記第１リード端子および前記第２リード端子を支持し、前記第２リード端子の一部および前記第１リード端子の前記実装領域を露出させるキャビティが形成された樹脂部と
を備え、
前記第１リード端子には、前記側壁の上端から連続して延設された鍔部が形成され、
前記鍔部の上面の一部が前記鍔部の外周端近傍において前記樹脂部に覆われて前記鍔部の前記外周端近傍が前記樹脂部に囲まれるように、前記第１リード端子と前記樹脂部とが接合され、
前記樹脂部において前記鍔部の上面の前記一部を覆っている部分は、該部分に覆われている部分の前記鍔部より厚く、
前記第１リード端子は、曲げ加工を施されずに前記樹脂部の外側に平板状に延出した第１端子部を含み、
前記第２リード端子は、曲げ加工を施されずに前記樹脂部の外側に平板状に延出した第２端子部を含み、
前記第１端子部および前記第２端子部が、前記第１端子部および前記第２端子部の厚み方向に平行な側面のうち、互いに同一の平面に対向する第１側面において、外部とそれぞれ電気的に接続され、
前記第１端子部および前記第２端子部の各々は、前記第１端子部および前記第２端子部の厚み方向に平行な側面のうちの前記樹脂部とは反対側に位置する第２側面と前記第１側面とを繋ぎ、前記第１端子部および前記第２端子部と外部とを接続する部材が這い上がるのを防止する段部を有する、発光装置。
前記樹脂部は、前記平面に対向する搭載面、並びに、該搭載面と繋がって該搭載面から離れるに従って互いの間隔が広がるように傾斜した第１傾斜面および第２傾斜面を有し、
前記第１端子部の第１側面側は、前記第１傾斜面から前記樹脂部の外側に延出し、
前記第２端子部の第１側面側は、前記第２傾斜面から前記樹脂部の外側に延出し、
前記第１端子部の前記第１側面は、前記樹脂部の前記搭載面に対して前記第１傾斜面を間に挟んで離間し、
前記第２端子部の前記第１側面は、前記樹脂部の前記搭載面に対して前記第２傾斜面を間に挟んで離間している、請求項１に記載の発光装置。
前記第２リード端子には、前記第１リード端子の前記底部が延長されるように、延長底部が形成され、かつ、該延長底部に繋がった延長側壁が連続して形成され、
さらに前記第２リード端子には、前記延長側壁の上端から連続して延設された延長鍔部が形成され、
前記延長鍔部の上面の一部は、前記延長鍔部の外周端近傍において、前記樹脂部に覆われている、請求項１または２に記載の発光装置。
前記第１リード端子が、しぼり加工により、前記底部、前記側壁および前記鍔部が一体で形成された、請求項１から３のいずれかに記載の発光装置。
前記第２リード端子が、しぼり加工により、前記延長底部、前記延長側壁および前記延長鍔部が一体で形成された、請求項３に記載の発光装置。
前記第１リード端子の前記底部および前記側壁により形成される凹部の内部に、前記発光素子から出射された光の波長を変化させる波長変換部材が設けられた、請求項１から５のいずれかに記載の発光装置。
前記第２リード端子の前記延長底部および前記延長側壁により形成される凹部の内部に、前記発光素子から出射された光の波長を変化させる波長変換部材が設けられた、請求項３に記載の発光装置。
前記キャビティ内に、透光性モールド部材が設けられた、請求項１から７のいずれかに記載の発光装置。
前記キャビティ内に、前記発光素子から出射された光の波長を変化させる波長変換部材が設けられた、請求項１から８のいずれかに記載の発光装置。
前記第１リード端子および前記第２リード端子と前記発光素子をそれぞれ接続するボンディングワイヤを含み、
前記ボンディングワイヤが、前記第１リード端子の前記底部および前記側壁により形成される凹部の内部、および、前記第２リード端子の前記延長底部および前記延長側壁により形成される凹部の内部に配置された、請求項３に記載の発光装置。