JP6295777B2 - 発光装置及び発光装置を収容するためのエンボスキャリアテープ - Google Patents

発光装置及び発光装置を収容するためのエンボスキャリアテープ Download PDF

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Description

本発明は、発光装置、とりわけ発光素子を封止するレンズを有する発光装置の製造方法に関する。本発明は、また当該発光装置を収容するための エンボスキャリアテープに関する。
発光ダイオード等の半導体チップ(発光素子)を用いた発光装置は小型化が容易で且つ高い発光効率が得られることから、広く用いられている。
このような発光装置の中には、例えば、実装基板の上面側方向等の特定の方向により多くの光量を得るために、半導体チップからの光を所望の方向に屈折させるレンズ(レンズとして機能する封止部)を有するものがある。レンズを備えたこの種の発光装置は、照明やバックライトをはじめとする多くの用途で用いられている。
このような発光装置に用いられるレンズは、通常、発光素子を覆うように実装基板上に配置される。そして、発光素子の発光のうち、多くはレンズにより屈折し、レンズの上面から所望の方向に向かうこととなる。
しかし、このようにレンズを配置すると、レンズの下面の大部分は、実装基板の表面と接触することになる。この結果、発光素子を出た光の一部、とりわけ、下方に向かう光は、レンズを出て実装基板に達する。これは、レンズを形成するガラスまたは樹脂等の透光性材料の屈折率nと基板を形成する材料の屈折率nについて、nよりnの方が大きいため全反射が起こらない、またはnの方がnより大きくてもその差が小さいため全反射が起こる臨界角が大きくなることによる。
そして、実装基板に達した光の一部は反射され再びレンズ内に戻るものの、実装基板に達した光のかなりの部分が実装基板により吸収されてしまう。この実装基板による吸収は、実装基板の表面の反射率を高くすることで緩和することができる。しかし、このような既知の緩和策を行っても、相当量の光が、実装基板に吸収されるため、光取り出し効率が低下するという問題があった。
そこで、例えば特許文献1に示されるように、平面視において基板の外側までレンズ(特にレンズの底面)を延在させた発光装置が知られている。図12(a)は、平面視において、レンズの底面が実装基板の外側まで延在している従来の発光装置1000を示す模式上面図であり、図12(b)は図12(a)のXIb−XIb断面を示す模式断面図である。発光装置1000では、実装基板4に垂直な方向(図12(a)、(b)のZ方向からの上面視)からの上面視において、レンズ109の底面129が実装基板4の外側にまで延在している。
発光装置1000では、実装基板4の上に発光素子2が実装されている。発光素子2および実装基板4の上面がレンズ109の内部に配置され、レンズ109の底面129より実装基板4の下面が露出している。
図12(a)、(b)からも判るように、レンズ109の底面129のうち、実装基板4の外側にまで延在している部分(以下、「外側延在部」と言う場合がある)は空気と接している。発光装置1000は更に別の基板(2次基板)に実装基板4の下面を実装して使用する。そして、レンズ109の底面129と2次基板の上面との間が離間し、レンズ底面129の外側延在部が空気と接することが可能となる。
空気は、屈折率が小さいことから、レンズ109を形成するガラスまたは樹脂等の透光性材料の屈折率n1と空気の屈折率nairとの差が大きな値となり、全反射が起こる臨界角が小さな値となる。この結果、発光素子2から底面129に達した光の大部分が反射され、底面129から外部に出る光の量を抑制することができる。
これにより、発光装置1000は高い取り出し効率、とりわけレンズ上面128からの高い取り出し効率を得ることができる。
特開2007−273764号公報
発光装置1000を上述のような2次基板等に実装する際に、レンズ109の底面129の外側延在部の下部が空間となっていることに起因して、発光装置1000が傾いて実装されてしまう場合があった。
例えば、2次基板と接触する前に発光装置1000が傾くと、傾いたままの状態で、すなわち、底面129の外周部の一部と実装基板4の下面(例えば下面の一部)が2次基板に接触した状態で発光装置1000が2次基板に実装(固定)されてしまう場合があった。
また、2次基板に発光装置1000の実装基板4の下面が接触した後、発光装置1000のレンズ109の外周部の一部に意図しない負荷(力)が付与された場合も発光装置1000は容易に傾き、底面129の外周部の一部と実装基板4の下面(例えば下面の一部)が2次基板に接触した状態で発光装置1000が2次基板に実装(固定)されてしまう場合があった。
このように、傾いた状態で発光装置1000が2次基板に実装されると、例えば実装基板4の下面の配線パターンと2次基板の上面に配置した配線パターンとの間の導通が不十分である等の理由により、発光装置1000に電力が供給されないという問題を生じていた。
また、喩え、実装基板4と2次基板の間との導通を確保でき、発光装置1000を発光させることができたとしても、発光装置1000が傾いているため、意図した方向(意図した角度範囲)に十分な光量を照射することができないという問題があった。
そこで本発明は、平面視において実装基板の外側まで延在するレンズを有する発光装置であって、実装時に傾いて実装されるのを抑制することができる発光装置を提供することを目的とする。
本発明に係る発光装置は、発光素子と、上面に前記発光素子が載置された基板と、前記発光素子と前記基板の上面を封止するレンズと、を含み、前記レンズの底面から前記基板の下面が露出し、前記基板の下面に垂直な方向からの上面視において前記レンズの底面が前記基板の外側にまで延在している外側延在部を有し、前記底面の前記外側延在部に凸部を有する。
本発明に係る発光装置のレンズは、発光素子と実装基板の上面とを封止するとともに、上面視において、実装基板の外側に延在する外側延在部を有する。このレンズの底面の外側延在部に、凸部を設けることにより、発光装置を2次基板等に実装する際に発光装置が傾くのを抑制できる。
図1(a)は、本発明の1つの実施形態に係る発光装置100の模式上面図であり、図1(b)は図1(a)のIb−Ib断面を示す模式断面図である。 図2(a)は、発光装置100の変形例1に係る発光装置100Aの模式上面図であり、図2(b)は図2(a)のIIb−IIb断面を示す模式断面図である。 図3(a)は、発光装置100の変形例2に係る発光装置100Bの模式上面図であり、図3(b)は図3(a)のIIIb−IIIb断面を示す模式断面図である。 図4(a)は、発光装置100の変形例3に係る発光装置100Cの模式上面図であり、図4(b)は図4(a)のIVb−IVb断面を示す模式断面図である。 図5は、実装前の発光装置を搬送するのに用いる、従来のエンボスキャリアテープ500を模式的に示す斜視図である。 図6は、本発明の1つの実施形態に係るエンボスキャリアテープ50を模式的に示す斜視図である。 図7(a)は、収容部60に発光装置100を挿入した状態を示す模式上面図であり、図7(b)は、図7(a)のVIIb−VIIb断面を示す模式断面図である。 図8、は収容部60の変形例の1つである収容部60Aに発光装置100A’を挿入した状態を示す模式上面図である。 図9は、収容部60の別の変形例の1つである収容部60Bに発光装置100Bを挿入した状態を示す模式上面図である。 図10(a)は、収容部60の更に別の変形例の1つのである収容部60Cに発光装置100Cを挿入した状態を示す模式上面図であり、図10(b)は、図10(a)のXb−Xb断面を示す模式断面図である。 図11は、凸部の上面視した形状である3角形の1つの頂点が、発光素子2の中心に最も近い位置することが好ましい理由を示す模式上面図であり、図11(a)は、発光素子2の中心に最も近い部分が凸部32の3角形状の頂点1つである場合を示し、図11(b)は、発光素子2の中心に最も近い部分が凸部32Dの3角形の頂点以外の部分である場合を示す。 図12(a)は、平面視において、レンズの底面が実装基板の外側まで延在している従来の発光装置1000を示す模式上面図であり、図12(b)は図12(a)のXIb−XIb断面を示す模式断面図である。
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及びそれらの用語を含む別の用語)を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。複数の図面に表れる同一符号の部分は同一の部分又は部材を示す。
また、これらの図面は、本発明の理解を容易にするために、一部分を誇張して表示している場合がある。従って、縮尺および相対的な配置等が、本発明に係る実際の発光装置と異なる場合があることに留意されたい。
1.実施形態1
図1(a)は、本発明の1つの実施形態に係る発光装置100の模式上面図であり、図1(b)は図1(a)のIb−Ib断面を示す模式断面図である。なお、図1(a)では、上面配線パターン8aの記載は省略している(後述する図2(a)、3(a)および4(a)も同じ)。
まず発光装置100全体について説明した後、凸部32の詳細について説明する。
発光装置100は、実装基板4と、実装基板4の上に実装(載置)された発光素子2と、レンズ9とを含む。
発光素子2は、半導体層を含み、必要に応じて半導体層の外面を覆う蛍光体層6を含んでいる。半導体層は、p型半導体層とn型半導体層とを含み、その間で発光する。また、半導体層は必要に応じてp型半導体層とn型半導体層の間に活性層(発光層)を含んでよい。
なお、図1(b)から判るように、発光素子2、実装基板4および蛍光体層6は、レンズ9の下方(とりわけ、レンズ9の上面28の下方)に位置しており、図1(a)の上面図において(他の上面図も同じ)、発光素子2、実装基板4および蛍光体層6は、レンズ9を透過した状態が示されている。
実装基板4の表面および内部には発光素子2に電力を供給する配線パターン8が形成されている。
より詳細には、実装基板4の上面(図1のZ方向側の主面)には2つの上面配線パターン8aが配置され、2つの上面配線パターン8aの一方が、発光素子2のp型半導体層と電気的に接続され、他方が、発光素子2のn型半導体層と電気的に接続されている。
なお、本明細書においては、図1(a)、図1(b)のように図を示す数字が同じで、数字の後の括弧内の小文字のアルファベットが異なる図を総称して「図1」のように、その数字で呼ぶことがある。
2つの上面配線パターン8aは、それぞれ、例えば貫通ビアのような基板貫通配線8bと、下面配線パターン8cとを介して、発光装置100の外部に設けた配線等と電気的に接続可能である。
このような外部の配線として、図示しない2次基板(第2の基板)に設けた配線パターンを挙げることができる。例えば、2次基板の上面に実装基板4の下面を実装することで、実装基板4の下面配線パターン8cと2次基板の配線パターンとを電気的に接続することができる。これにより、発光素子2に外部電源から電力を供給することが可能となる。
レンズ9は、上面28と底面29とを有し、底面29からレンズ9の内部に発光素子2と実装基板4の上面(図1において、実装基板4のX−Y面に平行な2つの主面のうち、Z側の主面)とがその内部に埋め込まれている(すなわち、発光素子2と、実装基板4の上面とがレンズ9の内部に封止されている)。また、レンズ9の底面29からは、実装基板4の下面(図1において、実装基板4のX−Y面に平行な2つの主面のうち、−Z側の面)が露出している。
図1に示す実施形態では、発光素子2はその全体がレンズ9の内部に封止されている。実装基板4は、上面全体がレンズ9の内部に封止され、4つの側面は、それぞれ、その一部分がレンズ9の内部に配置されている。この結果、実装基板4の下面は、レンズ9の底面29から露出している。
このような構成を有することにより、発光素子2からの発光を確実にレンズ9の内部に導くことができる。さらに、例えば、実装基板4の下面を2次基板の上面等の実装面に載置した場合(すなわち、発光装置100を広い基板等の上面に配置した場合)でも、レンズ9の底面29のうち、上面視(実装基板4の下面に垂直な方向(図1のZ方向)からの上面視)において実装基板4の外側にまで延在している部分(以下、「外側延在部」と言う場合がある)を、確実に、基板材料等と比べて屈折率の低い空気に接触させることができる。
図1では、レンズ9は、実装基板(基板)4の側面(図1においてXZ面に平行な面およびYZ面に平行な面)の高さ方向(図1のZ方向)中央付近から上を覆っている(すなわち、底面29は実装基板4の側面とその高さ方向の略中央で接している)。しかし、例えば硬化前の樹脂のような硬化前のレンズ形成材料と、基板側面との濡れ性がよい場合等、レンズ9の形成条件等によっては、レンズ9は、実装基板4の側面に沿って下向きに(図1の−Z方向)延在した下垂部79を形成する場合がある。
下垂部79は、その幅(図1のX方向長さ)が50μm程度(例えば、0.2mm以下)と短いため、通常、この存在を無視してよい。この場合、喩え下垂部79が存在しても、この下垂部79を無視し、図示した底面29(図1でX方向に平行に延在している)を延長して、実装基板4の側面と交わる部分を実装基板4と底面29との境界としてよい。
レンズ9は、実装基板4の下面に垂直な方向(Z方向)からの上面視において、その底面29が実装基板4の外側にまで延在している(すなわち、底面29は、実装基板4の外側に延在する「外側延在部」を有する)。
図1に示す実施形態では、レンズ9は半球状の形状を有している。このため、上面28は球面(半球面)となっており、底面29は平面となっている(実装基板4および発光素子2が埋め込まれている部分を除く。すなわち、外側延在部が平面となっている。)。
好ましくは、実装基板4の横方向(図1のX方向)の長さおよび縦方向(同Y方向)の長さをレンズ9の外経より短くすることにより、図1に示すように実装基板4の外周全体において、レンズ9の底面29が実装基板4の外側まで延在している(すなわち、実装基板4の外周全体にレンズ9の底面29の外側延在部が形成されている。)。
しかし、これに限定されるものではなく、例えば、実装基板4の横方向の長さおよび縦方向の長さの一方をレンズ9の外径より長くし、他方をレンズ9の外径より短くする等により、実装基板4の外周の一部分において、レンズ9の底面29が実装基板4の外側まで延在してもよい。
レンズ9の底面29のうち、実装基板4の外側にまで延在している部分(外側延在部)は、上述のように、屈折率が低い空気と接することとなる。このため、この部分では全反射の臨界角が小さくなり、発光素子2から、この部分に達した光の多くが、反射されてレンズ9内部を進むこととなる。
これにより、高い取り出し効率を得ることができる。
なお、実装基板4および発光素子2は、上面視において、レンズ9の略中央に位置することが好ましい。レンズ9(とりわけ、レンズ9の上面28)から外に出る光が均一になるからである。
レンズ9は、底面の29の外側延在部上に、下方(図1の−Z方向)に向けて凸となっている凸部32を有している。
以下に凸部32の詳細を説明する。
外側延在部に凸部32を有することで、発光装置100が実装時に傾くことを抑制できる。
すなわち、例えば、発光装置100を2次基板の上面等の実装面に実装(載置)する場合、喩え、2次基板の上面等の実装面に接触する前に発光装置100が傾いても発光装置100が実装面に接触する際に、凸部32(複数の凸部32を有する場合は、少なくも1つの凸部32)が当該実装面と接触することで、発光装置100の傾きを是正または緩和することが可能となる。
また、発光装置100が2次基板の上面と接触後に、例えば、レンズ9の上面28の外周部の一部に作用する下向きの力のような、発光装置100を傾けようとする意図しない力が作用しても、凸部32(複数の凸部32を有する場合は、少なくも1つの凸部32)が当該実装面と接触することで、発光装置100が傾くのを抑制できる。
凸部32は、このように2次基板の上面等の実装面(発光装置100を実装する基板の実装面)に接触することで発光装置100の傾きを是正または緩和し、または抑制でき、この結果、発光装置100が傾いて実装されるのを抑制できる。このため凸部32の高さ(図1のZ方向における底面29と凸部32の先端との間の距離)は、底面29から発光装置100を実装する基板の実装面(当該2次基板の上面)までの距離と略等しいか、または底面29から発光装置100を実装する基板の実装面までの距離より少し短い(例えば、100〜300μm短い)ことが好ましい。
従って、発光装置100単体として見た場合、凸部32の高さの好ましい形態として、2つの形態の何れかであることを例示できる。
1)凸部32の高さは、レンズ9の底面29から実装基板4の底面(下面配線パターン8cを有する場合は、下面配線パターン8cの表面(図1では下面))までの距離と略等しい(例えば、凸部32の高さと、レンズ9の底面から実装基板4までの距離の差が100μm以内である)。
2)凸部32の高さは、レンズ9の底面から実装基板4の底面(下面配線パターン8cを有する場合は、下面配線パターン8cの表面(図1では下面))までの距離より少し(例えば、100〜300μm)短い。
凸部32は、1つ以上配置されていれば、上述の発光装置100が傾いて実装されるのを抑制するという効果を得ることができる。
しかし、好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上(図1の実施形態では4つ)の凸部32を配置することが好ましい。より多くの方向において、発光装置100が傾いて実装されるのを抑制できるからである。
好ましい実施形態の1つとして、凸部32は、レンズ9と同じ材料により、レンズ9と一体で(例えば、レンズ9の底面29と凸部32との間に視認できるような継ぎ目を有さずに)形成されている。
例えば、レンズ9を形成する金型に凸部32に対応する凹部を設ける等により簡単なプロセスで凸部32を形成することができるからである。
凸部32をレンズ9と同じ材料で形成すると、凸部32は発光素子2が発する光(発光素子2が蛍光体層6を有する場合は、蛍光体層6により波長変換された光も含む)に対して透光性を有することとなる。
この場合、凸部32に入った光が凸部32から下方に出て行くのを抑制することを目的に、凸部32に発光素子2が発する光を反射してレンズ9内に戻すよう、反射部材を含有させてよい。このような反射部材は、例えば、光反射性の無機または有機の任意の材料であってよく、形状も粒子状、フィラー状またはフィルム状等の任意の形状であってよい。
例えば、金型の凸部32を形成するための凹部に粒子状の反射材料を予め配置した後、金型にレンズ形成材料を供給する等により、レンズ9と同じ材料により、レンズ9と一体で形成されている凸部32に反射部材を含有させることができる。
凸部32は、レンズ9と別に形成された後、レンズ9の底面29上に固定してもよい。また予め形成されたレンズ9の底面29上で凸部32を形成してもよい。
凸部32は、レンズ9と同じ材料により形成してもよく、またレンズ9と異なる任意の材料により形成してもよい。
この場合も、凸部32に入った光が凸部32から下方に出て行くのを抑制することを目的に、凸部32に発光素子2が発する光を反射してレンズ9内に戻すように、反射部材を含有させてよい。
凸部32を形成する材料と、別に反射部材を加えることで凸部32は反射部材を含有してよい。また、例えば、白樹脂のような光反射性樹脂を用いて凸部32を形成する(凸部32自体を反射部材とする)ことで、凸部32は反射部材を含有してもよい。
凸部32は、角柱(例えば、3角柱、4角柱)、角錐、角錐台、円柱、円錐および円錐台を含む任意の形状を有してよい。すなわち、図1に示すような上面視(Z方からの上面視)において、凸部は、多角形および円形を含む任意の形状であってよい。
図1に示す実施形態では、凸部32は、3角柱の形状を有する。すなわち、図1(a)に示すように、上面視において、凸部32は、3角形の形状を有している。この場合、発光素子2に最も近い側に3角形の頂点の1つが位置し、遠い側に頂点以外の部分(2つの頂点を結ぶ辺)が位置することが好ましい。
より詳細には、上面視において、凸部32の形状である3角形の外周のうち、発光素子2の中心(図1(a)では、4角形上の発光素子の2つ対角線の交点が発光素子2の交点)に最も距離の近い部分が、当該3角形の3つの頂点(3つの角)いずれか1つである。
図11は、凸部の上面視した形状である3角形の1つの頂点が、発光素子2の中心に最も近い位置することが好ましい理由を示す模式上面図であり、図11(a)は、発光素子2の中心に最も近い部分が凸部32の3角形状の頂点1つである場合を示し、図11(b)は、発光素子2の中心に最も近い部分が凸部32Dの3角形の頂点以外の部分である場合を示す。
なお、図11(a)は、図1(a)に相当する図であるが、理解を容易にするために図1(a)よりも大きな凸部32が配置されている場合を示す。
図11(a)に示した4つの凸部32のうちの1つ凸部32−1と、図11(b)に示した4つの凸部32Dのうちの1つ凸部32D−1とを例に説明する。凸部32と、対応するそれぞれの凸部32D(すなわち、凸部32−1と凸部32D−1)とは、上面視した時の頂点の位置が異なる(凸部32−1をZ軸方向に180度回転させると頂点の位置が凸部32D−1と同じになる)以外は同じである。
発光素子2の中心から出射した光Lのうち、角度θ1の範囲内の方向に出射した光は凸部32−1内に侵入する可能性がある。一方、発光素子2の中心から出射した光Lのうち、角度θ2の範囲内の方向に出射したは凸部32D−1内に侵入する可能性がある。より高い発光効率を得るためには、凸部32および凸部32Dに侵入する光の量が少ない方がよい。図11から明らかなように、θ1の方がθ2よりも小さい。このため、凸部32を有する発光装置の方が、凸部32Dを有する発光装置より高い発光効率を得ることができる。
なお、このようなメカニズムによる発光素子2から出た光の凸部32内への進入の抑制は、上面視した形状が3角形の場合だけでなく、4角形を含む多角形においても適用できる。すなわち、上面視における形状が多角形の凸部32は、上面視において、その形状である多角形の外周のうち、発光素子2の中心と最も距離の近い部分が、当該多角形の頂点(角)であることが好ましい。
・変形例1
図2(a)は、発光装置100の変形例1に係る発光装置100Aの模式上面図であり、図2(b)は図2(a)のIIb−IIb断面を示す模式断面図である。なお、本明細書および添付の図面に記載した符号が付された部材について、「発光装置100A」の「100A」のように、数字の後にアルファベットの大文字が付された符号に対応する部材は、特段の断りがない構成については、数字が同じで、アルファベットが付されていないかまたは異なるアルファベットが付された符号に対応する部材と同じ構成を有してよい。
図2に示す発光装置100Aでは、その凸部32Aは円柱の形状を有する。すなわち、図2(a)に示すように、凸部32Aは、上面視においてその形状が円である。
このような、形状を有する凸部32Aは、角部を有しないため、金型内での形成および離型が容易であるという利点を有する。
・変形例2
図3(a)は、発光装置100の変形例2に係る発光装置100Bの模式上面図であり、図3(b)は図3(a)のIIIb−IIIb断面を示す模式断面図である。
図3に示す発光装置100Bでは、その凸部32Bの形状は長手方向がレンズ9の底面に平行な方向に延在する直方体である。
すなわち、図3(a)に示すように、凸部32Bは、上面視においてその形状が、長辺がレンズ9の半径方向と異なる方向である長方形となっている。
凸部32Bがこのような形状を有することで、図3に示す実施形態では、凸部が2つと少ないにも関わらず、より多くの方向(X−Z面での角度範囲)において、発光装置100Bが傾いて実装されるのを抑制できる。
・変形例3
図4(a)は、発光装置100の変形例3に係る発光装置100Cの模式上面図であり、図4(b)は図4(a)のIVb−IVb断面を示す模式断面図である。
発光装置100Cのレンズ9Cの底面29Cは、その外周部分(端部)に、実装基板4の上面に平行な方向(図4ではX方向)に対して傾斜している傾斜部を有している。
図4に示す実施形態では、底面29Cの外側延在部全体が傾斜部となっているがこの実施形態に限定されるものではない。例えば、底面29Cの外側延在部のうち実装基板4に近い側(基端側)は、実装基板4の上面に平行な平面(平面部)であって、外周側(実装基板4に遠い側(末端側))にのみ傾斜部を有してもよい。
なお、傾斜部は図4に示す断面図では直線で示されるが、この直線を図4のZ軸方向に平行な軸の周りに回転させて得られる曲面(滑らかな曲面)となっている。
底面29Cの傾斜部は、基端側と比べて端部側(実装基板4から遠い側)の方が、上部(図4のZ方向)に位置している。
発光装置100のように底面29が平面の場合、発光素子2から斜め下方に出射し、底面29と上面28との境界部に達した光は、そのままレンズ9の外に出る場合がある。しかし、レンズ9Cでは、レンズ9において上面と底面の境界部分から出ていた光が、傾斜部に当たりレンズ9Cの上方向に反射される。これにより発光装置100Cでは、よりいっそう取り出し効率を向上できる。
なお、レンズ9Cのその他の構成は、レンズ9と同じであってよい。
このような、発光装置100Cのレンズ9Cは、その底面29Cの外側延在部に凸部32Cを設けている。凸部32Cの構成は、上述の凸部32、32Aおよび32Bと同じ構成を有してよい。
なお、底面29Cの外側延在部が上述のように、平面部と傾斜部の両方を有する場合、凸部32Cは、平面部と傾斜部のいずれか一方にのみ形成してもよく、また、平面部と傾斜部の両方に形成してもよい。
以下に、レンズ9(レンズ9Cも同様)に用いる材料を説明する。
レンズ9は、発光素子2が発する光、および蛍光体層6が発する光(蛍光体層6を用いる場合)に対して、透光性を有する任意の材料により形成してよい。例えば、レンズ9は、透明な樹脂またはガラス等からなる。このような樹脂として、例えば、硬質シリコーン樹脂およびエポキシ樹脂を例示できる。
レンズ9を形成するために用いるレンズ形成材料として、例えば、硬化剤を含む液状の樹脂、および溶融ガラスを例示できる。また、好ましいレンズ形成材料として、硬化剤を含むシリコーン樹脂および硬化剤を含むエポキシ樹脂を例示できる。
以下に、発光素子2と実装基板4の詳細を示す。
発光素子2は、例えば、LEDチップ等の半導体素子である。発光素子2に含まれる半導体層の具体的な例として、サファイア等の基板側から順に、n型半導体層、活性層(発光層)及びp型半導体層が積層された構成を挙げることができる。用いる半導体として、例えば窒化物半導体であるGaN系化合物半導体を例示できる。
なお、発光素子2は、これらの構成に限定されるものではなく、他の半導体材料を用いて構成してもよく、適宜、保護層や反射層などを備えてよい。
また、発光素子2が蛍光体層6を有する場合、蛍光体層6に用いる蛍光体として、黄色発光する、セリウムで賦活されたYAG系、LAG系蛍光体、(Sr,Ba)SiO:Eu等のシリケート系蛍光体およびこれらの組み合わせを挙げることができる。
また、蛍光体は黄色蛍光体に限られず、所望の発光スペクトルを持つ蛍光体を用いてもよい。例えば窒化物、酸窒化物系の蛍光体(CASN系、SCASN系、αサイアロン系、βサイアロン系)、ハロゲン系の蛍光体(クロロシリケート系、KSF系)、硫化物系の蛍光体など、各種の蛍光体を用いてもよい。また、量子ドットを用いてもよい。
実装基板4は、例えば、窒化アルミニウムやアルミナなどのセラミックス、および樹脂などを用いることができる。
実装基板4は上面配線パターン8aおよび下面配線パターン8cに用いる金属膜としては、導電性がよく、発光素子2が発光する波長の光の反射率が高い材料が好ましい。例えば、導電性を確保するためにTi/Pt/Auなどを用いて配線パターンを形成し、反射率を向上させるために、更に表層にAg、Al、Rhなどを有する、単層膜又は多層膜を設けるようにしてもよい。
また、実装基板4の、貫通配線8bは例えば銅メッキ等により形成されたビアであってよい。
発光素子2は、例えばフリップチップ実装等の既知の方法により、実装基板4に実装(載置)されてよい。
以上に説明した発光装置100(発光装置100A、100Bおよび100Cも同様)は、例えば特許文献1に示されるような製造方法をはじめとする、従来の発光装置1000の製造方法として既知の任意の方法を用いて製造することができる。より具体的には、従来のレンズを形成するのに用いる金型に、凸部32に対応する凹部(キャビティ)を設けることにより、凸部32を有するレンズ9を得ることができる。
また、発光装置100Cのレンズ9Cの底面29Cの傾斜部は、例えば、レンズ9Cを形成する金型に、傾斜部に対応する凸部を設けることにより形成してよい。
2.実施形態2
実施形態2として、本発明に係る発光装置100、100A、100Bおよび100C(以下、「発光装置100、100A、100Bおよび100C」を総称して「発光装置100等」という場合がある。)を搬送(輸送)するエンボスキャリアテープについて説明する。
図5は、実装前の発光装置を搬送するのに用いる、従来のエンボスキャリアテープ500を模式的に示す斜視図である。
樹脂等から成るテープ(基体)52にエンボス加工等で設けた、所定形状の窪みである収容部560の内部に発光装置を収容して搬送する。そして、例えばテープ52に設けた、位置決め孔54を用いて、自動実装ラインの所定の位置に配置した収容部560から、自動挿入機等により発光装置を取り出し、発光装置を2次基板の所定の位置に配置して発光装置を2次基板に実装(固定)する。
従来の収容部560は多くの場合、その上面視(図5のZ方からの上面視)した形状(外形)が、正方形または長方形であり、収容部の底面566(図5のX−Y面に平行な面)は平面である。
レンズ9等の外側延在部を有するレンズを有しない多くの発光装置は、その上面視した形状が、発光素子および実装基板の形状により決まるため、概ね正方形または長方形である。
これに対して、図1等から分かるように、本発明に係る発光装置の上面視した形状は円形である。
このような、上面視した形状が円形の発光装置100等を従来のエンボスキャリアテープ500を用いて、搬送すると、搬送により生ずる振動等のために、発光装置100等が回転(図6のZ方向に平行な軸の周りを回転)してしまう。
すなわち、上面視した形状が正方形または長方形である発光装置であれば、同様に上面視した形状が正方形または長方形である収容部560の側面と発光装置の側面とが、比較的広い面積で接触して、回転を防止できる。これに対して、上面視した形状が円である発光装置100等は、収容部560の側面との接触面積が小さく、発光装置100等の回転を防止できない。
発光装置100等は回転してしまうと、これに伴い、下面配線パターン8cも回転することになる。この結果、回転した発光装置100等を、例えば自動挿入装置等を用いて、エンボスキャリアテープ500から発光装置100等を取り出し、2次基板に実装すると、下面配線パターン8cと2次基板の上面に設けた配線パターンとが所定の位置で接続されないこととなる。これにより発光装置100等を導通させることができないこととなる。
しかし、本発明に係るエンボスキャリアテープ50を用いることで、搬送中の発光装置100等の回転を抑制できる。
図6は、本発明の1つの実施形態に係るエンボスキャリアテープ50を模式的に示す斜視図である。図7(a)は、収容部60に発光装置100を挿入した状態を示す模式上面図であり、図7(b)は、図7(a)のVIIb−VIIb断面を示す模式断面図である。
なお、図7(a)では、理解を容易にするため発光装置100のうち、レンズ9、凸部32および基板4のみを点線で示した。
エンボスキャリアテープ50は、樹脂等から成るテープ(基体)52にエンボス加工等で設けた所定形状の窪み(テープ52の下面方向(図6の−Z方向)に凸形状を有する窪み)である収容部60を有する。収容部60の上面視した形状は、例えば正方形または長方形であってもよく、また円であってもよい。
収容部60の底面は、実装基板4の少なくとも一部を収容する第1凹部64と、凸部の少なくとも一部を収容する第2凹部62とを有している。
エンボスキャリアテープ50は、テープ52の収容部60が形成されていない部分に、必要に応じて位置決め孔54を有してよい。
図7に示す実施形態では、実装基板4の下部が第1凹部64に収容され、4つの凸部32の全てのそれぞれの下部が、4つの第2凹部62のいずれかに収容されている。これにより発光装置100の回転(図7のZ方向に平行な軸の周りの回転)を抑制することができる。
図7に示す実施形態では、第2凹部62の上面視した形状は円であり、凸部32の上面視した形状と異なっている。第2凹部62の上面視した形状は任意の形状を有してよく、凸部32の上面視した形状と同じあってもよく、異なっていてもよい。
図8は、収容部60の変形例の1つである収容部60Aに発光装置100A’を挿入した状態を示す模式上面図である。
なお、発光装置100A’は、図8に示すように凸部32Aを2つしか有しないことを除けば発光装置100Aと同じ構成を有する。また、図9では、理解を容易にするため発光装置100A’のうち、レンズ9、凸部32Aおよび基板4のみを点線で示した。
図8に示す実施形態では、第2凹部62Aは、収容部60Aの底面66Aのコーナー部分に設けられている。また、上面視において、第2凹部62Aの面積は、凸部32Aの面積よりかなり大きい(例えば5倍以上、好ましくは10倍以上)。このように面積の大きい第2凹部62Aを設けておくと、形状または凸部32を設ける位置が異なる多くの種類の発光装置を1つの形状のエンボスキャリアテープ50で収容し(収容部60Aに収容)、発光装置の回転を抑制して搬送することが可能となる。
図9は、収容部60の別の変形例の1つである収容部60Bに発光装置100Bを挿入した状態を示す模式上面図である。
なお、図9では、理解を容易にするため発光装置100Bのうち、レンズ9、凸部32Bおよび基板4のみを点線で示した。
収容部60Bの底面66Cの第2凹部62Bは、凸部32Bの少なくとも一部を収容できるように、上面視した形状が長方形(凸部32Bと対応した長方形)と成っている。
図10(a)は、収容部60の更に別の変形例の1つのである収容部60Cに発光装置100Cを挿入した状態を示す模式上面図であり、図10(b)は、図10(a)のXb−Xb断面を示す模式断面図である。
なお、図10(a)では、理解を容易にするため発光装置100Cのうち、レンズ9C、凸部32Cおよび基板4のみを点線で示した。
収容部60Cの底面は、発光装置100Cのレンズ9Cの底面29Cの傾斜部に対応した傾斜部(テープ52の主面のうち収容部60Cを形成していない部分に対して傾斜した傾斜部)を有してよい。
図10(b)に示す実施形態では、傾斜した底面60Cに第2凹部62Cが設けられている。
2 発光素子
4 実装基板
6 蛍光体層
8 配線
8a 上面配線パターン
8b 基板貫通配線
8c 下面配線パターン
9、9C レンズ
28、28C レンズ上面
29、29C レンズ底面
32、32A、32B、32C、32D 凸部
50 エンボスキャリアテープ
52 テープ(基体)
54 位置決め孔
60 収容部
64 第1凹部
62、62A、62B、62C 第2凹部
66、66A、66B、66C 収容部の底面
79 下垂部
100、100A、100B、100C 発光装置
500 従来のエンボスキャリアテープ
1000 従来の発光装置

Claims (11)

  1. 発光装置を搬送するためのエンボスキャリアテープであって、
    前記発光装置は、
    発光素子と、
    上面に前記発光素子が載置された基板と、
    前記発光素子と前記基板の上面を封止するレンズと、を含み、
    前記レンズの底面から前記基板の下面が露出し、
    前記基板の上面に垂直な方向からの上面視において前記レンズの底面が前記基板の外側にまで延在している外側延在部を有し、
    前記底面の前記外側延在部に凸部を有し、
    前記エンボスキャリアテープは、
    前記発光装置を収容するための底面に、
    前記基板の少なくとも一部分を収容するための第1凹部と、
    前記凸部の少なくとも一部分を収容するための第2凹部と、
    を有することを特徴とするエンボスキャリアテープ
  2. 発光素子と、
    上面に前記発光素子が載置された基板と、
    前記発光素子と前記基板の上面を封止するレンズと、を含み、
    前記レンズの底面から前記基板の下面が露出し、
    前記基板の上面に垂直な方向からの上面視において前記レンズの底面が前記基板の外側にまで延在している外側延在部を有し、
    前記底面の前記外側延在部において、上面視による形状が3角形である凸部を有し、
    上面視において、前記3角形の外周のうち前記発光素子の中心に最も距離の近い部分が、3つの頂点の何れかであることを特徴とする発光装置
  3. 前記凸部を2つ以上有することを特徴とする請求項1または2に記載の発光装置。
  4. 前記凸部の上面視による形状が、円または多角形であることを特徴とする請求項1または請求項1を引用する請求項3に記載の発光装置。
  5. 前記凸部の上面視による形状が3角形であり、上面視において、前記3角形の外周のうち前記発光素子の中心に最も距離の近い部分が、3つの頂点の何れかであることを特徴とする請求項に記載の発光装置。
  6. 前記凸部の上面視による形状が、長方形であることを特徴とする請求項に記載の発光装置。
  7. 前記凸部が、前記レンズと同じ材料で一体で作られていることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の発光装置。
  8. 前記凸部が、前記発光素子の光を反射する反射部材を含むことを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の発光装置。
  9. 前記凸部の高さが、前記レンズの底面から前記基板の底面までの距離と略等しいことを特徴とする請求項1〜の何れか1項に記載の発光装置。
  10. 前記レンズが前記底面の外周部に、前記基板の上面に平行な方向に対して傾斜している傾斜部を有していることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の発光装置。
  11. 請求項2を引用する請求項3または7〜10の何れか1項に記載の発光装置を搬送するためのエンボスキャリアテープであって、
    前記発光装置を収容するための底面に、
    前記基板の少なくとも一部分を収容するための第1凹部と、
    前記凸部の少なくとも一部分を収容するための第2凹部と、
    を有することを特徴とするエンボスキャリアテープ。
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