JP5646784B2 - 半導体発光装置 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体発光素子を備える半導体発光装置に関する。

図6および図7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)。これらの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、および透光樹脂94を備えている。リードフレーム91は、略一定の幅とされた2つの帯状部分からなる。リードフレーム91の裏面は、ケース93から露出している。LEDチップ92は、半導体発光装置Xの光源であり、リードフレーム91の一方の帯状部分に含まれるボンディング部91aにボンディングされている。LEDチップ92は、リードフレーム91の他方の帯状部分に対して、ワイヤ95によって接続されている。

半導体発光装置Xの高輝度化を図るには、LEDチップ92への投入電力を大きくする必要がある。これに伴い、LEDチップ92から発せられる熱量が増大する。この熱は、ボンディング部91aを介して、半導体発光装置Xが実装されるたとえば回路基板に逃がすことが好ましい。しかしながら、全体が比較的小型である長矩形状とされた半導体発光装置Xにおいて、ケース93に対するボンディング部91aの大きさを大きくすると、リードフレーム91がケース93から抜け落ちてしまうという問題があった。

特開2005−353914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、適正に小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。

本発明の第1の側面によって提供される半導体発光装置は、第1リードフレームと、上記第1リードフレームと第1方向において離間配置された第2リードフレームと、上記第1リードフレームにボンディングされ、且つ上記第2リードフレームに導通する半導体発光素子と、上記第1リードフレームおよび上記第2リードフレームの一部ずつを覆い、上記半導体発光素子の光を反射する白色樹脂からなるケースと、を備える半導体発光装置であって、上記第1リードフレームおよび第2リードフレームは、それぞれ、平面視において上記ケースから延出する第1端子部および第2端子部を有しており、上記ケースは、第1方向および該第1方向に直角である第2方向に沿う辺を有する矩形状であり、半導体発光素子を環状に囲み、その内壁面が半導体発光素子の光を出射方向に反射させるリフレクタとされた枠状部を有しており、上記半導体発光素子、第1リードフレームの一部および第2リードフレームの一部が上記リフレクタによって規定された開口を介して上記ケースから露出しており、上記開口に充填されて上記半導体発光素子を覆い、且つ上記半導体発光素子からの光を透過する透光樹脂を備え、上記第1リードフレームは、平面視において上記開口内に位置し且つ上記半導体発光素子がボンディングされた表面およびこの表面とは反対側を向き且つ上記ケースから露出した第1裏面を有するボンディング部と、上記ボンディング部と一体的に設けられ、平面視において上記ボンディング部から上記枠状部と重なる領域まで延出する部分を含むとともに、上記第1および上記第2方向のいずれに対しても直角である第3方向において上記表面と同じ側を向く上面および上記第3方向において上記第1リードフレームの上記第1裏面と同じ側を向く第1被覆面を有する第1延出部と、を具備しており、上記第1延出部の上記第1被覆面は、上記ボンディング部の上記第1裏面と平行であり、且つ上記ボンディング部の上記第1裏面よりも上記第3方向において上記出射方向側に位置しており、上記ケースは、上記枠状部により上記第1延出部の上記上面を密着して覆うと共に、上記第1延出部の上記第1被覆面を密着して覆う第1抱え込み部を有しており、上記第1端子部、第2端子部およびボンディング部の厚みは同じであるとともに、上記第1端子部、上記第2端子部、上記ボンディング部および上記第1抱え込み部は面一であ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、上記第2リードフレームは、上記第1リードフレームの上記第1延出部の上記第1被覆面と上記第3方向において同じ側を向き且つ上記第1被覆面と平行である第2被覆面と、平面視において上記第2被覆面と並んだ第2裏面と、を有しており、上記第2裏面は、上記ケースから露出しており、上記第2被覆面は上記第2裏面よりも上記第3方向において上記出射方向側に位置しており、上記ケースは、上記第2被覆面を密着して覆う第2抱え込み部を有しており、上記第2裏面および上記第2抱え込み部と上記第1端子部、上記第2端子部、上記ボンディング部および上記第1抱え込み部とは面一である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第2被覆面は、上記第1方向において上記第1リードフレーム側端縁に接しており、上記第2裏面は、上記第1方向において上記第2被覆面よりも上記第1リードフレームから離間している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1リードフレームの上記延出部は、上記ボンディング部から上記第2方向に延出するものを含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースの上記開口が矩形状である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1リードフレームおよび上記第2リードフレームのうち、上記第1端子部、上記第2端子部および上記ボンディング部以外の部分の厚みは、上記ボンディング部の厚み以下である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1端子部、上記第2端子部、上記ボンディング部および上記延出部の上記出射方向側の面は、上記第3方向において同じ位置である。

本発明の第2の側面によって提供される半導体発光装置は、第1リードフレームと、上記第1リードフレームと第1方向において離間配置された第2リードフレームと、上記第1リードフレームにボンディングされ、且つ上記第2リードフレームに導通する半導体発光素子と、上記第1リードフレームおよび上記第2リードフレームの一部ずつを覆い、上記半導体発光素子の光を反射する白色樹脂からなるケースと、を備える半導体発光装置であって、上記第1リードフレームおよび第2リードフレームは、それぞれ、平面視において上記ケースから延出する第1端子部および第2端子部を有しており、上記ケースは、第1方向および該第1方向に直角である第2方向に沿う辺を有する矩形状であり、半導体発光素子を環状に囲み、その内壁面が半導体発光素子の光を出射方向に反射させるリフレクタとされた枠状部を有しており、上記半導体発光素子、第1リードフレームの一部および第2リードフレームの一部が上記リフレクタによって規定された開口を介して上記ケースから露出しており、上記開口に充填されて上記半導体発光素子を覆い、且つ上記半導体発光素子からの光を透過する透光樹脂を備え、上記第1リードフレームは、平面視において上記開口内に位置し且つ上記半導体発光素子がボンディングされた表面およびこの表面とは反対側を向き且つ上記ケースから露出した第1裏面を有するボンディング部と、上記ボンディング部と一体的に設けられ、平面視において上記ボンディング部から上記枠状部と重なる領域まで延出する部分を含むとともに、上記第1および上記第2方向のいずれに対しても直角である第3方向において上記表面と同じ側を向く上面および上記第3方向において上記第1リードフレームの上記第1裏面と同じ側を向く第1被覆面を有する第1延出部と、を具備しており、上記第1延出部の上記第1被覆面は、上記ボンディング部の上記第1裏面よりも上記第3方向において上記出射方向側に位置しており、上記ケースは、上記枠状部により上記第1延出部の上記上面を密着して覆うと共に、上記第1延出部の上記第1被覆面を密着して覆う第1抱え込み部を有しており、上記第1端子部、上記第2端子部および上記ボンディング部の厚みは同じであるとともに、上記第1端子部、上記第2端子部、上記ボンディング部および上記第1抱え込み部は面一であ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、上記第2リードフレームは、上記第1リードフレームの上記第1延出部の上記第1被覆面と上記第3方向において同じ側を向く第2被覆面と、平面視において上記第2被覆面と並んだ第2裏面と、を有しており、上記第2裏面は、上記ケースから露出しており、上記第2被覆面は上記第2裏面よりも上記第3方向において上記出射方向側に位置しており、上記ケースは、上記第2被覆面を密着して覆う第2抱え込み部を有しており、上記第2裏面および上記第2抱え込み部と上記第1端子部、上記第2端子部、上記ボンディング部および上記第1抱え込み部とは面一である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第2被覆面は、上記第1方向において上記第1リードフレーム側端縁に接しており、上記第2裏面は、上記第1方向において上記第2被覆面よりも上記第1リードフレームから離間している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1リードフレームの上記延出部は、上記ボンディング部から上記第2方向に延出するものを含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースの上記開口が矩形状である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1リードフレームおよび上記第2リードフレームのうち、上記第1端子部、上記第2端子部および上記ボンディング部以外の部分の厚みは、上記ボンディング部の厚み以下である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1端子部、上記第2端子部、上記ボンディング部および上記延出部の上記出射方向側の面は、上記第3方向において同じ位置である。

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。

本発明に係る半導体発光装置の一例を示す要部平面図である。 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。 図1のIII−III線に沿う断面図である。 図1のIV−IV線に沿う断面図である。 図1のV−V線に沿う断面図である。 従来の半導体発光装置の一例を示す断面図である。 図6のVII−VII線に沿う断面図である。

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5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、ケース3、および透光樹脂4を備えている。半導体発光装置Aは、長さが4mm程度、幅が1mm程度、高さが0.6mm程度の、ごく小型の長矩形状とされている。なお、図1においては、理解の便宜上、透光樹脂4を省略している。

リードフレーム1は、たとえばCu、Ni、またはこれらの合金からなり、2つの部分に分割されている。図2に示すように、リードフレーム1は、裏面がケース3から露出している。このうち、比較的長手状とされた部分(第1リードフレーム)は、ボンディング部11、複数の薄肉延出部12、および複数の厚肉延出部13を有している。

ボンディング部11は、帯状とされており、表面にLEDチップ2がボンディングされる部分である。薄肉延出部12は、ボンディング部11から延びており、本実施形態においては、その厚さがボンディング部11の半分程度の厚さとされている。図4に示すように、薄肉延出部12の表面は、ボンディング部11の表面と面一とされている。薄肉延出部11の裏面は、ボンディング部11の裏面よりもケース3の内方に位置しており、ケース3によって覆われている。図5に示すように、厚肉延出部13は、ボンディング部11から延びており、その厚さがボンディング部11と同じとされている。厚肉延出部13の表面は、ボンディング部11の表面と面一であり、厚肉延出部13の裏面は、ケース3から露出している。本実施形態においては、複数の薄肉延出部12と複数の厚肉延出部13とがフレーム1の長手方向において交互に配置されている。

LEDチップ2は、半導体発光装置Aの光源であり、所定の波長の光を発する半導体発光素子である。LEDチップ2は、たとえばGaNなどの半導体材料からなり、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青色光、緑色光、赤色光などを発する。LEDチップ2は、リードフレーム1のうち比較的短尺である部分(第2リードフレーム)に対して、ワイヤ5によって接続されている。

ケース3は、たとえば白色樹脂製であり、全体が長矩形枠状とされている。図3〜図5に示すように、ケース3の内面は、テーパ状のリフレクタ3aとされている。リフレクタ3aは、LEDチップ2から側方に発せられた光を上方に向けて反射するためのものである。図4に示すように、ケース3は、薄肉延出部12を抱え込む格好となっている。また、図2に示すように、ケース3と複数の薄肉延出部12および複数の厚肉延出部13とは、互いに入り込みあう関係となっている。

透光樹脂4は、たとえば透明なエポキシ樹脂製であり、ケース3によって囲われた空間に充填されている。透光樹脂4は、LEDチップ2を覆っており、LEDチップ2を保護しつつ、LEDチップ2からの光を透過させる。

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、薄肉延出部12をケース3が抱え込む格好となっている。これにより、ケース3によるリードフレーム1の保持力を高めることが可能である。これにより、リードフレーム1がケース3から抜け出ることを防止することができる。この結果、半導体発光装置Aは、図2に示すように、幅が1mm程度のごく狭幅であるにも関わらず、リードフレーム1のうちケース3から露出する部分の面積を大きくすることができる。したがって、LEDチップ2からの熱を適切に逃がすことが可能であり、半導体発光装置Aの小型化と高輝度化とを図ることができる。

薄肉延出部12と厚肉延出部13とを交互に配置することにより、薄肉延出部12をケース3に抱え込ませつつ、ケース3から露出した厚肉延出部13の分だけ、リードフレーム1の露出面積を拡大することが可能である。これは、半導体発光装置Aの小型化と高輝度化とを図るのに好適である。

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。

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 ケース
4 透光樹脂
5 ワイヤ
11 ボンディング部
12 薄肉延出部
13 厚肉延出部

Claims (20)

  1. 第1リードフレームと、
    上記第1リードフレームと第1方向において離間配置された第2リードフレームと、
    上記第1リードフレームにボンディングされ、且つ上記第2リードフレームに導通する半導体発光素子と、
    上記第1リードフレームおよび上記第2リードフレームの一部ずつを覆い、上記半導体発光素子の光を反射する白色樹脂からなるケースと、
    を備える半導体発光装置であって、
    上記第1リードフレームおよび第2リードフレームは、それぞれ、平面視において上記ケースから延出する第1端子部および第2端子部を有しており、
    上記ケースは、上記第1方向および該第1方向に直角である第2方向に沿う辺を有する矩形状であり、半導体発光素子を環状に囲み、その内壁面が半導体発光素子の光を出射方向に反射させるリフレクタとされた枠状部を有しており、
    上記半導体発光素子、第1リードフレームの一部および第2リードフレームの一部が上記リフレクタによって規定された開口を介して上記ケースから露出しており、
    上記開口に充填されて上記半導体発光素子を覆い、且つ上記半導体発光素子からの光を透過する透光樹脂を備え、
    上記第1リードフレームは、平面視において上記開口内に位置し且つ上記半導体発光素子がボンディングされた表面およびこの表面とは反対側を向き且つ上記ケースから露出した第1裏面を有するボンディング部と、上記ボンディング部と一体的に設けられ、平面視において上記ボンディング部から上記枠状部と重なる領域まで延出する部分を含むとともに、上記第1および上記第2方向のいずれに対しても直角である第3方向において上記表面と同じ側を向く上面および上記第3方向において上記第1リードフレームの上記第1裏面と同じ側を向く第1被覆面を有する第1延出部と、を具備しており、
    上記第1延出部の上記第1被覆面は、上記ボンディング部の上記第1裏面と平行であり、且つ上記ボンディング部の上記第1裏面よりも上記第3方向において上記出射方向側に位置しており、
    上記ケースは、上記枠状部により上記第1延出部の上記上面を密着して覆うと共に、上記第1延出部の上記第1被覆面を密着して覆う第1抱え込み部を有しており、
    上記第1端子部、第2端子部および上記ボンディング部の厚みは同じであるとともに、上記第1端子部、上記第2端子部、上記ボンディング部および上記第1抱え込み部は面一であり、
    上記第1リードフレームの厚みは、その全体が上記第1端子部の厚み以下であることを特徴とする、半導体発光装置。
  2. 上記第2リードフレームの厚みは、その全体が上記第2端子部の厚み以下である、請求項1に記載の半導体発光装置。
  3. 上記第1端子部および上記第2端子部は、上記第1方向において上記ケースから突出している、請求項1または2に記載の半導体発光装置。
  4. 上記第1端子部および上記第2端子部は、上記第1方向において上記ケースの上記第2方向に沿う辺から外側に突出している、請求項3に記載の半導体発光装置。
  5. 上記第2リードフレームは、上記第1リードフレームの上記第1延出部の上記第1被覆面と上記第3方向において同じ側を向き且つ上記第1被覆面と平行である第2被覆面と、平面視において上記第2被覆面と並んだ第2裏面と、を有しており、
    上記第2裏面は、上記ケースから露出しており、
    上記第2被覆面は上記第2裏面よりも上記第3方向において上記出射方向側に位置しており、
    上記ケースは、上記第2被覆面を密着して覆う第2抱え込み部を有しており、
    上記第2裏面および上記第2抱え込み部と上記第1端子部、上記第2端子部、上記ボンディング部および上記第1抱え込み部とは面一である、請求項1ないし4のいずれかに記載の半導体発光装置。
  6. 上記第2被覆面は、上記第1方向において上記第1リードフレーム側端縁に接しており、
    上記第2裏面は、上記第1方向において上記第2被覆面よりも上記第1リードフレームから離間している、請求項に記載の半導体発光装置。
  7. 上記第1リードフレームの上記延出部は、上記ボンディング部から上記第2方向に延出するものを含む、請求項1ないしのいずれかに記載の半導体発光装置。
  8. 上記ケースの上記開口が矩形状である、請求項1ないしのいずれかに記載の半導体発光装置。
  9. 上記第1リードフレームおよび上記第2リードフレームのうち、上記第1端子部、上記第2端子部および上記ボンディング部以外の部分の厚みは、上記ボンディング部の厚み以下である、請求項1ないしのいずれかに記載の半導体発光装置。
  10. 上記第1端子部、上記第2端子部、上記ボンディング部および上記延出部の上記出射方向側の面は、上記第3方向において同じ位置である、請求項1ないしのいずれかに記載の半導体発光装置。
  11. 第1リードフレームと、
    上記第1リードフレームと第1方向において離間配置された第2リードフレームと、
    上記第1リードフレームにボンディングされ、且つ上記第2リードフレームに導通する半導体発光素子と、
    上記第1リードフレームおよび上記第2リードフレームの一部ずつを覆ケースと、
    を備える半導体発光装置であって、
    上記第1リードフレームおよび第2リードフレームは、それぞれ、平面視において上記ケースから延出する第1端子部および第2端子部を有しており、
    上記ケースは、上記第1方向および該第1方向に直角である第2方向において半導体発光素子を環状に囲み、その内壁面が半導体発光素子の光を出射方向に反射させるリフレクタとされた枠状部を有しており、
    上記半導体発光素子、第1リードフレームの一部および第2リードフレームの一部が上記リフレクタによって規定された開口を介して上記ケースから露出しており、
    上記開口に充填されて上記半導体発光素子を覆い、且つ上記半導体発光素子からの光を透過する透光樹脂を備え、
    上記第1リードフレームは、平面視において上記開口内に位置し且つ上記半導体発光素子がボンディングされた表面およびこの表面とは反対側を向き且つ上記ケースから露出した第1裏面を有するボンディング部と、上記ボンディング部と一体的に設けられ、平面視において上記ボンディング部から上記枠状部と重なる領域まで延出する部分を含むとともに、上記第1および上記第2方向のいずれに対しても直角である第3方向において上記表面と同じ側を向く上面および上記第3方向において上記第1リードフレームの上記第1裏面と同じ側を向く第1被覆面を有する第1延出部と、を具備しており、
    上記第1延出部の上記第1被覆面は、上記ボンディング部の上記第1裏面よりも上記第3方向において上記出射方向側に位置しており、
    上記ケースは、上記枠状部により上記第1延出部の上記上面を密着して覆うと共に、上記第1延出部の上記第1被覆面を密着して覆う第1抱え込み部を有しており、
    上記第1端子部、上記第2端子部および上記ボンディング部の厚みは同じであるとともに、上記第1端子部、上記第2端子部、上記ボンディング部および上記第1抱え込み部は面一であり、
    上記第1リードフレームの厚みは、その全体が上記第1端子部の厚み以下であることを特徴とする、半導体発光装置。
  12. 上記第2リードフレームの厚みは、その全体が上記第2端子部の厚み以下である、請求項11に記載の半導体発光装置。
  13. 上記第1端子部および上記第2端子部は、上記第1方向において上記ケースから突出している、請求項11または12に記載の半導体発光装置。
  14. 上記ケースは、第1方向および上記第2方向に沿う辺を有する矩形状であり、
    上記第1端子部および上記第2端子部は、上記第1方向において上記ケースの上記第2方向に沿う辺から外側に突出している、請求項13に記載の半導体発光装置。
  15. 上記第2リードフレームは、上記第1リードフレームの上記第1延出部の上記第1被覆面と上記第3方向において同じ側を向く第2被覆面と、平面視において上記第2被覆面と並んだ第2裏面と、を有しており、
    上記第2裏面は、上記ケースから露出しており、
    上記第2被覆面は上記第2裏面よりも上記第3方向において上記出射方向側に位置しており、
    上記ケースは、上記第2被覆面を密着して覆う第2抱え込み部を有しており、
    上記第2裏面および上記第2抱え込み部と上記第1端子部、上記第2端子部、上記ボンディング部および上記第1抱え込み部とは面一である、請求項11ないし14のいずれかに記載の半導体発光装置。
  16. 上記第2被覆面は、上記第1方向において上記第1リードフレーム側端縁に接しており、
    上記第2裏面は、上記第1方向において上記第2被覆面よりも上記第1リードフレームから離間している、請求項15に記載の半導体発光装置。
  17. 上記第1リードフレームの上記延出部は、上記ボンディング部から上記第2方向に延出するものを含む、請求項11ないし16のいずれかに記載の半導体発光装置。
  18. 上記ケースの上記開口が矩形状である、請求項11ないし17のいずれかに記載の半導体発光装置。
  19. 上記第1端子部、上記第2端子部、上記ボンディング部および上記延出部の上記出射方向側の面は、上記第3方向において同じ位置である、請求項11ないし18のいずれかに記載の半導体発光装置。
  20. 上記ケースは、上記半導体発光素子の光を反射する白色樹脂からなる、請求項11ないし19のいずれかに記載の半導体発光装置。
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