JP6102187B2 - 発光装置用パッケージ及びそれを用いた発光装置 - Google Patents
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Description
前記2つのリードフレームは其々、前記第1肉薄領域を形成する前記凹みが下面側にのみ設けられていてもよい。
前記2つのリードフレームの間の離間領域は、上面視において、前記短手方向の両端部が前記短手方向に略平行に設けられていてもよい。
前記2つのリードフレームは其々、前記延伸部の上面に設けられた窪みを有し、該窪みは前記樹脂成形体に埋められていてもよい。
前記延伸部は、該発光装置用パッケージの略中央に位置していてもよい。
前記2つのリードフレームは其々、前記第1肉薄領域から離間して且つ前記短手方向の両端部に、下面側に設けられた凹みにより肉薄にされ該凹みが前記樹脂成形体に被覆された第2肉薄領域を有していてもよい。
前記2つのリードフレームは其々、前記長手方向における前記延伸部と反対の側に設けられた貫通穴を有し、該貫通穴は前記樹脂成形体に埋められていてもよい。
前記2つのリードフレームの最下面は、前記樹脂成形体の最下面と共に該発光装置用パッケージの下面を構成していてもよい。
前記発光装置は、前記2つのリードフレームのうちの前記発光素子が載置されたリードフレームとは異なるリードフレームの前記延伸部の上面と前記発光素子を接続するワイヤを備えていてもよい。
前記発光素子は、前記2つのリードフレームに1つずつ載置されていてもよい。
前記延伸部は、該発光装置用パッケージの略中央に位置しており、前記発光装置は、前記2つのリードフレームのうちのいずれか一方の前記延伸部の上面に載置された保護素子を備えていてもよい。
図1(a)は、実施の形態1に係る発光装置を示す概略上面図であり、図1(b)は、図1(a)におけるA−A断面を示す概略断面図である。また、図2(a)及び(b)は其々、実施の形態1に係る発光装置用パッケージの概略上面図と概略下面図であり、図2(c)及び(d)は其々、図2(a)におけるB−B断面,C−C断面を拡大して示す概略断面図である。なお、便宜上、図1と図2は縮尺が異なっている。
リードフレームは、発光素子や保護素子に接続されて導電可能な金属部材を用いることができる。具体的には、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル、コバルト、モリブデン、又はこれらの合金、燐青銅、鉄入り銅などの金属板に各種の加工を施したものが挙げられる。また、その表層に、銀、アルミニウム、ロジウム、金、銅、又はこれらの合金などの鍍金や光反射膜が設けられていてもよく、なかでも光反射性に最も優れる銀が好ましい。
樹脂成形体の母材は、脂肪族ポリアミド樹脂、半芳香族ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンテレフタレート、液晶ポリマー、ポリカーボネート樹脂、シンジオタクチックポリスチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリアリレート樹脂などの熱可塑性樹脂、ポリビスマレイミドトリアジン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、シリコーン変成樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、などの熱硬化性樹脂が挙げられる。また、これらの母材中に、充填剤又は着色顔料として、ガラス、シリカ、酸化チタン、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、ワラストナイト、マイカ、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、炭化ケイ素、酸化アンチモン、スズ酸亜鉛、ホウ酸亜鉛、酸化鉄、酸化クロム、酸化マンガン、カーボンブラックなどの粒子又は繊維を混入させることができる。
発光素子は、LED素子や半導体レーザ(Laser Diode:LD)素子などの半導体発光素子を用いることができる。発光素子は、種々の半導体で構成される素子構造に正負一対の電極が設けられているものであればよい。特に、蛍光体を効率良く励起可能な窒化物半導体(InxAlyGa1−x−yN、0≦x、0≦y、x+y≦1)の発光素子が好ましい。このほか、緑色〜赤色発光のガリウム砒素系、ガリウム燐系半導体の発光素子でもよい。正負一対の電極が同一面側に設けられている発光素子の場合、各電極をワイヤでリードフレームと接続してフェイスアップ実装される。正負一対の電極が互いに反対の面に各々設けられている対向電極構造の発光素子の場合、下面電極が導電性接着剤でリードフレームに接着され、上面電極がワイヤでリードフレームと接続される。後述の保護素子の実装形態も同様である。また、発光素子の実装面側に、銀やアルミニウムなどの金属層や誘電体反射膜が設けられることで、光の取り出し効率を高めることができる。1つの発光装置用パッケージに搭載される発光素子の個数は1つでも複数でもよく、その大きさや形状、発光波長も任意に選べばよい。複数の発光素子は、リードフレームやワイヤにより直列又は並列に接続することができる。また、1つの発光装置用パッケージに、例えば青色発光と赤色発光の2つ、青色発光と緑色発光の2つ、青色・緑色・赤色発光の3つなどの組み合わせの発光素子が搭載されてもよい。3つの発光素子を搭載する場合、例えば図1における保護素子の位置に発光素子を載置してもよい。
接着剤は、発光素子又は保護素子をリードフレームに接着する部材である。絶縁性接着剤は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、又はこれらの変性樹脂やハイブリッド樹脂などを用いることができる。導電性接着剤としては、銀、金、パラジウムなどの導電性ペーストや、金−錫などの半田、低融点金属などのろう材を用いることができる。
ワイヤは、発光素子の電極又は保護素子の電極と、リードフレームと、を接続する導線である。具体的には、金、銅、銀、白金、アルミニウム又はこれらの合金の金属線を用いることができる。特に、封止部材からの応力による破断が生じにくく、熱抵抗などに優れる金線が好ましい。また、光反射性を高めるために、少なくとも表面が銀で構成されているものでもよい。
封止部材は、発光素子や保護素子、ワイヤなどを封止して、埃や水分、外力などから保護する部材である。封止部材の母材は、電気的絶縁性を有し、発光素子から出射される光を透過可能(好ましくは透過率70%以上)であればよい。具体的には、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、TPX樹脂、ポリノルボルネン樹脂、これらの変性樹脂、又はこれらの樹脂を1種以上含むハイブリッド樹脂が挙げられる。ガラスでもよい。なかでも、シリコーン樹脂は、耐熱性や耐光性に優れ、固化後の体積収縮が少ないため、好ましい。また、封止部材は、その母材中に、充填剤や蛍光体など、種々の機能を持つ粒子が添加されてもよい。充填剤は、拡散剤や着色剤などを用いることができる。具体的には、シリカ、酸化チタン、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化クロム、酸化マンガン、ガラス、カーボンブラックなどが挙げられる。充填剤の粒子の形状は、破砕状でも球状でもよい。また、中空又は多孔質のものでもよい。
蛍光体は、発光素子から出射される一次光の少なくとも一部を吸収して、一次光とは異なる波長の二次光を出射する。具体的には、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)、ユウロピウム及び/又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム(CaO−Al2O3−SiO2)、ユウロピウムで賦活されたシリケート((Sr,Ba)2SiO4)などが挙げられる。これにより、可視波長の一次光及び二次光の混色光(例えば白色系)を出射する発光装置や、紫外光の一次光に励起されて可視波長の二次光を出射する発光装置とすることができる。なお、蛍光体は、パッケージの凹部底面側に沈降していてもよいし、凹部内において分散していてもよい。
保護素子は、静電気や高電圧サージから発光素子を保護するための素子である。具体的には、ツェナーダイオードが挙げられる。保護素子は、光吸収を抑えるために、白色樹脂などの光反射部材により被覆されていてもよい。
実施例1の発光装置は、図1に示す例の構造を有する、トップビュー式のSMD型LEDである。
実施例1の発光装置200において、パッケージ100の強度等を評価する。1.6mm厚のガラスエポキシ基板(FR−4)に発光装置を実装して、その基板を裏から5秒間押し込む基板曲げ試験では、押し込み量5mmを超えるまでクラックの発生はない。抗折強度試験におけるパッケージ破壊時の荷重は、16.5Nである。また、インク浸入試験では、パッケージ凹部内へのインクの浸入がなく、リードフレーム11,12と樹脂成形体20の高い密着性が得られている。
30…発光素子
40,45…接着剤
50…ワイヤ
60…封止部材
70…蛍光体
80…保護素子
200…発光装置
Claims (11)
- 上面視において、長手方向と、該長手方向に直交する短手方向と、を有し、
前記長手方向に並べられた2つのリードフレームと、
前記2つのリードフレームのうちの少なくとも一方の上面に載置された発光素子と、
前記2つのリードフレームと一体に成形された樹脂成形体と、を備える発光装置であって、
前記2つのリードフレームは其々、下面側に設けられた凹みにより肉薄にされ該凹みが前記樹脂成形体に被覆された第1肉薄領域と第2肉薄領域とを有し、且つ、他方のリードフレーム側に幅狭になって延伸する延伸部を有し、
前記延伸部は、その全部が前記第1肉薄領域内にあって、且つ、その少なくとも一部が上面視で前記長手方向及び前記短手方向において互いに対向する位置にあり、
前記第2肉薄領域は、前記2つのリードフレームそれぞれの短手方向の両端部に位置し、
前記発光装置の下面において、前記第1肉薄領域を被覆する前記樹脂成形体の一部と前記第2肉薄領域を被覆する前記樹脂成形体の一部との間には、前記2つのリードフレームの厚み方向において前記第1肉薄領域および前記第2肉薄領域よりも肉厚な肉厚領域があり、
前記2つのリードフレームのうちの前記発光素子が載置されたリードフレームとは異なるリードフレームの前記延伸部の上面と、前記発光素子がワイヤで接続されることを特徴とする発光装置。 - 前記2つのリードフレームの間の離間領域は、上面視において、前記短手方向の両端部が前記短手方向に略平行に設けられている請求項1に記載の発光装置。
- 前記2つのリードフレームは其々、前記延伸部の上面に設けられた窪みを有し、該窪みは前記樹脂成形体に埋められている請求項1又は2に記載の発光装置。
- 前記延伸部は、該発光装置の略中央に位置している請求項1乃至3のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第1肉薄領域は、前記第2肉薄領域より薄い請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記両端部の第2肉薄領域は前記発光素子を挟んで設けられている請求項1乃至5のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記2つのリードフレームは其々、前記長手方向における前記延伸部と反対の側に設けられた貫通穴を有し、該貫通穴は前記樹脂成形体に埋められている請求項1乃至6のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記2つのリードフレームの最下面は、前記樹脂成形体の最下面と共に該発光装置の下面を構成している請求項1乃至7のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記発光素子は、前記2つのリードフレームに1つずつ載置されている請求項1乃至8のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記延伸部は、該発光装置の略中央に位置しており、
前記発光装置は、前記2つのリードフレームのうちのいずれか一方の前記延伸部の上面に載置された保護素子を備える請求項1乃至9のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記2つのリードフレームは其々、前記長手方向の端部において前記樹脂成形体から延出する延出部を有し、
前記延出部は切り欠き部を有する請求項1乃至10のいずれか1項に記載の発光装置。
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