JP5803926B2 - 発光装置、及び発光装置用パッケージアレイ - Google Patents
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Description
具体的に、特許文献1の発光装置は、直方体形状に形成されており、実装面に当接される底面と、底面に対向する光出射面である上面と、底面及び上面に連なる4つの側面と、を有する。底面及び4つの側面によって形成される4つの角には4つの端子が露出されており、これら4つの端子は、半田を介して実装基板に固定されている。これによって、トップビュー型の発光装置は、実装基板に強固に固定することができる。
しかしながら、特許文献1の手法をサイドビュー型の発光装置に適用すると、発光装置の光量が減少するおそれがある。具体的に、サイドビュー型の発光装置では、4つの側面のうち1つの側面(以下、「前面」という。)が光出射面であり、前面に形成される前面開口から光が出射される。そのため、前面側の2つの角に2つの端子を設けると前面開口の面積が小さくなるので、発光装置の光量が減少してしまう。
ここに開示される発光装置は、略直方体形状のパッケージと、パッケージに載置される発光素子と、を備える。パッケージは、成形体と、成形体にそれぞれ埋設される第1リード及び第2リードと、によって構成される。第1リードは、パッケージの第1側面と、底面と、底面に連なる光出射面に対向する背面と、の境界において成形体から露出する第1端子部を有する。第2リードは、第1側面に対向する第2側面と、底面と、背面と、の境界において成形体から露出する第2端子部を有する。第1端子部は、第1側面と底面と背面に連なって開口する第1凹部を有する。第2端子部は、第2側面と底面と背面に連なって開口する第2凹部を有する。
ここに開示される技術によれば、光量の減少及び強度の低下を抑制可能なサイドビュー型の発光装置、及び発光装置用パッケージアレイを提供することができる。
(第1実施形態の概要)
第1実施形態では、光量の減少及び強度の低下を抑制可能なサイドビュー型の発光装置について説明する。具体的に、発光装置は、背面、底面及び2つの側面によって形成される2つの角に露出する2つの端子を有しており、前面又は上面に露出する端子を有していない。2つの端子それぞれには、半田を収容可能な凹部が形成されている。
以下、発光装置、実装基板及び回路基板の構成と、発光装置の製造方法とについて順次説明する。
第1実施形態に係る発光装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る発光装置100を前方から見た斜視図である。図2は、第1実施形態に係る発光装置100を後方から見た斜視図である。
発光素子10は、パッケージ20に載置される。発光素子10は、第1ワイヤ11及び第2ワイヤ12を介して、パッケージ20と電気的に接続される。
本実施形態において、パッケージ20の外形は、第1方向に沿って延びる略直方体形状である。パッケージ20は、底面20Aと、上面20Bと、前面20Cと、背面20Dと、第1側面20E1と、第2側面20E2とを有する。
パッケージ20は、成形体30と、第1リード40と、第2リード50と、封止樹脂60と、によって構成される。
成形体30は、パッケージ20の外形を成す。成形体30は、耐熱性及び適度な強度を有し、発光素子10の出射光や外光などが透過しにくい絶縁性の材料によって構成される。このような材料としては、熱硬化性樹脂であるトリアジン誘導体エポキシ樹脂が好適である。このような熱硬化性樹脂には、酸無水物、酸化防止剤、離型材、光反射部材、無機充填材、硬化触媒、光安定剤、滑剤が含有されていてもよい。光反射部材としては、0〜90wt%、好ましくは10〜60wt%充填される二酸化チタンを用いることができる。ただし、成形体30の材料は、これに限られるものではなく、例えば、熱硬化性樹脂のうち、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂から選択される少なくとも1種の樹脂を用いることができる。特に、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂は、成形体30の材料として好適である。また、液晶ポリマー、ポリフタルアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)などの熱可塑性樹脂を用いてもよい。
第1リード40及び第2リード50は、比較的大きな熱伝導率(例えば、200W/(m・K)程度以上)を有する材料によって構成されることが好ましい。これにより、発光素子10から発生する熱を効率的に伝達できる。このような材料としては、例えば、Ni、Au、Cu、Ag、Mo、W、アルミニウム、金、鉄等の金属又は鉄−ニッケル合金、りん青銅、鉄入り銅等の合金等の単層又は複数層を用いることができる。また、第1リード40及び第2リード50それぞれの表面には、メッキが施されていてもよい。
封止樹脂60は、前面開口20Fの内部に充填されており、発光素子10を封止する。このような封止樹脂60としては、透光性を有する樹脂、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、アクリレート樹脂、メタクリル樹脂(PMMA等)、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリノルボルネン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、変性エポキシ樹脂等から選択される少なくとも1種の樹脂を用いることができる。また、このような材料には、例えば、WO2006/038502号、特開2006−229055号に記載の蛍光体又は顔料、フィラー又は拡散材等が含有されていてもよい。
次に、第1実施形態に係るリードの構成について、図面を参照しながら説明する。図3は、図1の透視図である。図4は、図2の透視図である。図5は、第1実施形態に係る発光装置100の底面20Aの平面図である。なお、図3及び図4では、成形体30の輪郭が示されている。
第1リード40は、第1接続部41と、第1端子部42と、土台部43とによって構成される。本実施形態において、第1端子部42及び土台部43は、第1接続部41に一体的に連結されている。
第1接続部41は、板状に形成されており、背面20Dに沿って配置される。第1接続部41は、成形体30から露出する第1接続面41Aを有する。第1接続面41Aは、前面開口20Fの内部で成形体30から露出する。第1接続面41Aには、発光素子10が載置される(すなわち、第1接続面41Aは、発光素子10が載置される載置面となる)とともに、第1ワイヤ11が接続されている。これによって、第1接続部41は発光素子10と電気的に接続されている(すなわち、第1接続部41は、発光素子10が載置される載置部となる)。第1接続面41Aは、封止樹脂60によって封止されている(図1参照)。
第1端子部42は、立方体状に形成されており、第1接続部41の第1側面20E1側の下端部に連結される。第1端子部42は、底面20A、背面20D及び第1側面20E1の境界において成形体30から露出しており、発光装置100の外部電極として機能する。第1端子部42は、第1端面42Aと、第2端面42Bと、第3端面42Cと、第1端子凹部42Sとを有する。
土台部43は、第1接続部41の底面20A側、すなわち、第1接続部41の下端部に連結されている。土台部43は、発光装置100の土台であり、背高で倒れやすい形状の発光装置100を倒れにくくする“重り”として機能する。
第2リード50は、第2接続部51と、第2端子部52とによって構成される。本実施形態において、第2接続部51と第2端子部52とは、一体的に形成されている。
第2接続部51は、板状に形成されており、背面20Dに沿って配置される。第2接続部51の第1〜第3側面20D1〜20D3側は、成形体30に覆われている。一方で、第2接続部51は、成形体30から露出する第2接続面51Aを有する。
第2端子部52は、立方体状に形成されており、第2接続部51の第2側面20E2側の下端部に連結される。第2端子部52の一部は、底面20A、背面20D及び第2側面20E2の境界において成形体30から露出しており、発光装置100の外部電極として機能する。第2端子部52は、第1端面52Aと、第2端面52Bと、第3端面52Cと、第2端子凹部52Sとを有する。
次に、第1実施形態に係る実装基板の構成について、図面を参照しながら説明する。図9は、第1実施形態に係る実装基板200の実装面の斜視図である。なお、図9では、発光装置100が実装される領域を実装領域100Rとして示している。
次に、第1実施形態に係る回路基板の構成について、図面を参照しながら説明する。図10は、第1実施形態に係る回路基板300の実装面の斜視図である。
図10に示すように、回路基板300は、発光装置100と、実装基板200と、第1半田フィレット301と、第2半田フィレット302と、一対の第3半田フィレット303a、303bとを備える。第1乃至第3半田フィレット301〜303bは、フラックスを含む半田材料を用いたリフロー半田付けによって形成される。
次に、第1実施形態に係る複数の発光装置100を一括して製造する方法について、図面を参照しながら説明する。図11(a)は、金属薄板451の断面図であり、図11(b)は、金属薄板451の平面図である。図12(a)は、リードフレーム45の断面図であり、図12(b)は、リードフレーム45の平面図である。図13は、リードフレーム45の拡大図である。図14は、図13のA−A線における断面図である。図15は、本実施形態に係る発光装置用パッケージアレイPAの平面図である。
次に、上金型と下金型との間に成形体30を構成する樹脂材料を注入する。
(1)第1実施形態に係る発光装置100において、第1リード40は、底面20A、背面20D及び第1側面20E1の境界において成形体30から露出する第1端子部42を含み、第2リード50は、底面20A、背面20D及び第2側面20E2の境界において成形体30から露出する第2端子部52を有する。第1リード40は第1端子凹部42Sを含み、第2リード50は第2端子凹部52Sを含む。なお、発光装置100は、第1端子部42及び第2端子部52以外に外部電極を有していない。
従って、第1端子凹部42Sに収容される半田(第1半田フィレット301の一部)が固化収縮する際に、半田が発光装置100を第1側面20E1側に引っ張る力よりも、半田が発光装置100を背面20D側に引っ張る力を小さくすることができる。そのため、光出射面である前面20Cが上方を仰ぎ向くことを抑制しつつ、発光装置100を強固に固定することができる。
従って、第2端子凹部52Sに収容される半田(第2半田フィレット302の一部)が固化収縮する際に、半田が発光装置100を第2側面20E2側に引っ張る力よりも、半田が発光装置100を背面20D側に引っ張る力を小さくすることができる。そのため、光出射面である前面20Cが仰ぎ向くことを抑制しつつ、発光装置100を強固に固定することができる。
従って、土台部43が“重り”として機能することによって、背高で倒れやすい形状の発光装置100を倒れにくくすることができる。
従って、発光素子10から発生する熱を、第1接続部41及び土台部43を順次介して第2露出面43Bから実装基板200に放出させることができる。従って、発光装置100の放熱効率を向上させることができる。
従って、発光素子10から発生する熱を、第1接続部41及び土台部43を順次介して第1露出面43Aから外気中に放出させることができる。従って、発光装置100の放熱効率をより向上させることができる。
従って、発光装置100を確実に低重心化させることができるので、発光装置100をより倒れにくくすることができる。
次に、第2実施形態について図面を参照しながら説明する。第1実施形態と第2実施形態との相違点は、端子凹部の一部に蓋がされている点である。以下においては、この相違点について主に説明する。
図16は、第2実施形態に係る第1端子凹部42Sの拡大斜視図である。図16に示すように、第1端子部42は、張出部400(「第1張出部」の一例)を有する。張出部400は、板状に形成されており、第1端子凹部42Sの第1側面20E1側の開口に張り出している。張出部400は、第1端子部42の第1端面42Aと面一に形成される第2方向端面400Aと、第1端子部42の第2端面42Bと面一に形成される第1方向端面400Bと、を有する。本実施形態において、張出部400は、第1端子部42と一体的に形成されている。
まず、図17に示すように、張出元部401を有するリードフレーム45Aを準備する。このような張出元部401は、片面エッチングを施す領域を細かく設定することによって形成することができる。具体的には、片面エッチング凹部Yに片面エッチングを施す領域をC形に設定することによって形成できる。
次に、ダイシングソーを用いて、所定幅の切断線(図15参照)に沿ってリードフレーム45A及びモールド板46を一緒に切断する。
第2実施形態に係る発光装置100において、第1端子部42は、張出部400(「第1張出部」の一例)を有する。張出部400は、第1端子凹部42Sの第1側面20E1側の開口に張り出している。
次に、第2実施形態の変形例について図面を参照しながら説明する。
(発光装置の構成)
図18は、第2実施形態の変形例に係る第1端子凹部42Sの拡大斜視図である。図18に示すように、第1端子部42は、張出部410(「第1張出部」の一例)を有する。張出部410は、板状に形成されており、第1端子凹部42Sの第1側面20E1側の開口に張り出している。
まず、図19に示すように、張出元部411を有するリードフレーム45Bを準備する。このような張出元部411は、片面エッチングを2回行うことによって、第1端子部42と一体的に形成することができる。具体的には、まず、1回目の片面エッチングによって、張出元部411の深さまで板状金属部材をエッチングしておく。次に、2回目の片面エッチングによって、片面エッチング凹部Yの深さまでエッチングする。
次に、ダイシングソーを用いて、所定幅の切断線(図15参照)に沿ってリードフレーム45B及びモールド板46を一緒に切断する。
第2実施形態の変形例に係る張出部410によっても、第2実施形態に係る張出部400と同様、第1端子凹部42S内から半田(第1半田フィレット301の一部)が漏れ出すことを抑制できるとともに、第1端子部42と半田との接触面積をより大きくすることができる。
次に、第3実施形態について図面を参照しながら説明する。第1実施形態と第3実施形態との相違点は、発光装置100が3つの端子部を備える点である。以下においては、この相違点について主に説明する。
図20は、第3実施形態に係る発光装置100Aを前方から見た透視斜視図である。図21は、第3実施形態に係る発光装置100Aを後方から見た透視斜視図である。
第3実施形態に係る発光装置100Aにおいて、第1端子部142及び第2端子部152それぞれは、光出射面である前面20Cに露出しておらず、かつ、半田を収容可能な凹部を有する。従って、このような発光装置100Aによれば、発光装置100Aの光量減少と成形体30の強度低下とを抑制しつつ、発光装置100Aを実装基板200に強固に固定することができる。
次に、第4実施形態について図面を参照しながら説明する。第1実施形態と第4実施形態との相違点は、端子部を背高にした点である。以下においては、この相違点について主に説明する。
図22は、第4実施形態に係る発光装置100を後方から見た透視斜視図である。図22に示すように、発光装置100において、第1端子部42及び第2端子部52は、第3方向における高さが大きくされている。これに伴い、第1端子凹部42S及び第2端子凹部52Sは、第3方向において凹部43Sよりも高く形成されている。
まず、図25に示すようなリードフレーム45Cを準備する。リードフレーム45Cにおいて、片面エッチング凹部Yは広く設定されており、これによって、片面エッチング可能な寸法上の加工限界が高められている。
次に、ダイシングソーを用いて、所定幅の切断線(図15参照)に沿ってリードフレーム45C及びモールド板46を一緒に切断する。
第4実施形態に係る発光装置100において、第1端子凹部42Sの高さh1は、第1端子凹部42Sの深さn1よりも大きい。
次に、第5実施形態について図面を参照しながら説明する。第1実施形態と第5実施形態との相違点は、第1リード40及び第2リード50それぞれの一部が背面20Dに向かって延出している点である。以下においては、この相違点について主に説明する。
図26は、第5実施形態に係る発光装置100を後方から見た透視斜視図である。図26に示すように、発光装置100において、第1リード40は、第1延出部101を有し、第2リード50は、第2延出部102を有する。
まず、図27に示すようなリードフレーム45Dを準備する。リードフレーム45Dは、第1延出元部101Aと第2延出元部102Aとを備える。このようなリードフレーム45Dは、第1接続元部41A及び第2接続元部51Aを形成するために片面エッチングを施す領域を図27に示すように設定することによって形成できる。
第5実施形態に係る発光装置100において、第1リード40は、第1延出部101を有する。第1延出部101は、第1接続部41上に配置されており、第1端子部42に接続されている。第1延出部101は、背面20Dにおいて成形体30から露出している。
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
同様に、第2端子凹部52Sの第1方向における深さm2は、第2端子凹部52Sの第2方向における深さn2と同程度であってもよい。
10…発光素子
11…第1ワイヤ
12…第2ワイヤ
20…パッケージ
20A…底面
20B…上面
20C…前面
20D…背面
20E1…第1側面
20E2…第2側面
20F…前面開口
30…成形体
40…第1リード
41…第1接続部
42…第1端子部
43…土台部
43S…凹部
43A…第1露出面
43B…第2露出面
45…リードフレーム
451…金属薄板
46…モールド板
50…第2リード
51…第2接続部
52…第2端子部
60…封止樹脂
200…実装基板
200A…実装面
201…第1ランド
202…第2ランド
203…第3ランド
204…電気回路
300…回路基板
301…第1半田フィレット
302…第2半田フィレット
303a、303b…第3半田フィレット
400,410…張出部
401,411…張出元部
S…主面
M…マスク
F…フレーム部
G…エッチング孔部
H…エッチング凹部
P…肉厚部
Q…肉薄部
R…連結フレーム
PA…発光装置用パッケージアレイ
X,Y…片面エッチング凹部
Claims (16)
- 成形体と、前記成形体にそれぞれ埋設される第1リード及び第2リードと、によって構成される略直方体形状のパッケージと、
前記パッケージに載置される発光素子と、
を備え、
前記第1リードは、前記パッケージの第1側面と、底面と、前記底面に連なる光出射面に対向する背面と、の境界において前記成形体から露出する第1端子部を有し、
前記第2リードは、前記第1側面に対向する第2側面と、前記底面と、前記背面と、の境界において前記成形体から露出する第2端子部を有し、
前記第1端子部は、前記第1側面と前記底面と前記背面に連なって開口する第1凹部を有し、
前記第1凹部は、前記光出射面に開口しておらず、
前記第2端子部は、前記第2側面と前記底面と前記背面に連なって開口する第2凹部を有する、
前記第2凹部は、前記光出射面に開口していない、
発光装置。 - 前記第1端子凹部において、前記第1側面に垂直な方向における深さは、前記背面に垂直な方向における深さよりも小さい、
請求項1に記載の発光装置。 - 前記第1端子凹部において、前記底面に垂直な方向における高さは、前記背面に垂直な方向における前記深さよりも大きい、
請求項2に記載の発光装置。 - 前記第2端子凹部において、前記第2側面に垂直な方向における深さは、前記背面に垂直な方向における深さよりも小さい、
請求項1乃至3のいずれかに記載の発光装置。 - 前記第2端子凹部において、前記底面に垂直な方向における高さは、前記背面に垂直な方向における前記深さよりも大きい、
請求項4に記載の発光装置。 - 前記第1端子部は、前記第1端子凹部の前記第1側面側の開口に張り出す第1張出部を含む、
請求項1乃至5のいずれかに記載の発光装置。 - 前記第2端子部は、前記第2端子凹部の前記第2側面側の開口に張り出す第2張出部を含む、
請求項1乃至6のいずれかに記載の発光装置。 - 前記第1リードは、
前記発光素子と電気的に接続される接続部と、
前記接続部の下端に連結される土台部と、
を有する、
請求項1乃至7のいずれかに記載の発光装置。 - 前記土台部は、前記底面において前記成形体から露出する、
請求項8に記載の発光装置。 - 前記土台部は、前記背面において前記成形体から露出する、
請求項8又は9に記載の発光装置。 - 前記土台部の重心は、前記底面に垂直な方向における前記成形体の中心よりも前記底面側に位置する、
請求項8乃至10のいずれかに記載の発光装置。 - 前記第1凹部及び前記第2凹部それぞれの内部には、前記成形体の側面に平行な第1内壁と、前記成形体の背面に平行な第2内壁とが形成されている、
請求項1乃至請求項11のいずれかに記載の発光装置。 - 前記第1内壁及び前記第2内壁は接合部材と接合される、
請求項12に記載の発光装置。 - 樹脂によって構成されるモールド板と、
第1フレーム部と、所定方向において前記第1フレーム部に隣接する第2フレーム部と、を有し、前記モールド板に埋設される薄板状のリードフレームと、
を備え、
前記モールド板は、前面と、前記前面の反対側に設けられる背面と、前記前面に形成される第1前面開口と、前記前面に形成され前記第1前面開口から離れた第2前面開口とを有し、
前記第1フレーム部及び前記第2フレーム部のそれぞれは、
第1厚みを有し、前記モールド板の前記背面に露出する第1肉厚部と、
前記第1厚みを有し、前記モールド板の前記背面に露出しており、前記所定方向において前記第1肉厚部から離間する第2肉厚部と、
前記第1厚みよりも小さい第2厚みを有し、前記第1肉厚部と前記第2肉厚部とに連結される第1肉薄部と、
前記第2厚みを有し、前記第2肉厚部に連結されており、前記所定方向において前記第1肉薄部から離間する第2肉薄部と、
を含んでおり、
前記第1フレーム部及び前記第2フレーム部それぞれの前記第2肉厚部は、前記第2厚みを有し、前記モールド板の前記背面に露出する凹部を含み、
前記第1フレーム部の前記第1肉厚部と第2肉薄部は、前記モールド板の前記第1前面開口内に露出し、
前記第2フレーム部の前記第1肉厚部と第2肉薄部は、前記モールド板の前記第2前面開口内に露出する、
発光装置用パッケージアレイ。 - 前記リードフレームは、前記第1フレーム部及び第2フレーム部と同様の構成を有する第3フレーム部及び第4フレーム部を有し、
前記第3フレーム部及び第4フレーム部は、厚み方向に平行な軸心を中心として、前記第1フレーム部及び前記第2フレーム部に対して回転対称に配置されており、
前記第3フレーム部の前記第1肉厚部は、前記第1フレーム部の前記第1肉厚部に連結され、
前記第3フレーム部の前記第2肉厚部は、前記第2フレーム部の前記第2肉厚部に連結され、
前記第4フレーム部の前記第2肉厚部は、前記第1フレーム部の前記第2肉厚部に連結されている、
請求項14に記載の発光装置用パッケージアレイ。 - 前記リードフレームは、前記第1フレーム部及び第2フレーム部と同様の構成を有する第3フレーム部及び第4フレーム部を有し、
前記第3フレーム部は、前記所定方向に直交する直交方向において前記第1フレーム部に隣接し、
前記第4フレーム部は、前記直交方向において前記第2フレーム部に隣接しており、
前記第3フレーム部の前記第1肉薄部は、前記第1フレーム部の前記第1肉厚部に連結され、
前記第3フレーム部の前記第2肉薄部は、前記第1フレーム部の前記第2肉厚部に連結され、
前記第4フレーム部の前記第1肉薄部は、前記第2フレーム部の前記第1肉厚部に連結され、
前記第4フレーム部の前記第2肉薄部は、前記第2フレーム部の前記第2肉厚部に連結されている、
請求項14に記載の発光装置用パッケージアレイ。
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