JP6387824B2 - パッケージ、発光装置及びそれらの製造方法 - Google Patents
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Description
実施形態を、以下に図面を参照しながら説明する。但し、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具現化するための発光装置を例示するものであって、以下に限定するものではない。また、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる例示に過ぎない。尚、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするために誇張していることがある。
パッケージ90は、金属板からなる一対のリード電極20,30と、一対のリード電極20,30の表面を被覆するめっき層60と、樹脂成形体10とを備えている。パッケージ90は、発光素子2を収容するための凹部10aが形成され、凹部10aの底面部10cに一対のリード電極20,30が露出している。
パッケージ90は、全体の形状が略直方体であって、上面に発光素子2を収容するためのカップ状の凹部(キャビティ)10aが形成されている。このパッケージ90は、金属板からなる一対のリード電極20,30が凹部10aの底面部10cにおいて樹脂成形体10から露出するように、樹脂成形体10によって一体的に保持されてなる。
第1インナーリード部20aは、平面視において樹脂成形体10の内側及び樹脂成形体10の下に位置するリード部分をいう。第1インナーリード部20aの形状は平面視では略矩形であるが、形状はこれに限定されず、一部に切り欠き、凹み、凸部等を設けたものでもよい。
第1アウターリード部20bは、平面視において樹脂成形体10の外側に位置するリード部分をいう。第1アウターリード部20bの形状は平面視では矩形であるが、形状はこれに限定されず、一部に切り欠き、凹み、凸部等を設けたものでもよい。
第2インナーリード部30aは、平面視において樹脂成形体10の内側及び樹脂成形体10の下に位置するリード部分をいう。第2インナーリード部30aの形状は平面視では略矩形であるが、形状はこれに限定されず、一部に切り欠き、凹み、凸部等を設けたものでもよい。
第2アウターリード部30bは、平面視において樹脂成形体10の外側に位置するリード部分をいう。第2アウターリード部30bの形状は平面視では矩形であるが、形状はこれに限定されず、一部に切り欠き、凹み、凸部等を設けたものでもよい。
具体的には、表面突出部4は、一部が凹部10aの側面部10bを構成する樹脂成形体10の側面に沿って形成され、一部が、第1リード電極20と第2リード電極30を接続する間隙部10eに沿って形成されている。
また、凹部10aの側面部10bは、表面突出部4の外側の角部と連続して繋がっている。すなわち、断面視において、凹部10aの側面部10bの下部が、表面突出部4の外側の角部の位置に接して、表面突出部4の上面と凹部10aの側面部10bとが連続するように構成されている。また、凹部10aの側面部10bと繋がる最下面と表面突出部4,5の上面とが同一平面となっていてもよい。上金型70と、一対のリード電極20,30と、が位置ずれした場合でも、凹部10aの底面部10cを容易に形成することができる。
具体的には、表面突出部5は、一部が凹部10aの側面部10bを構成する樹脂成形体10の側面に沿って形成され、一部が、第1リード電極20と第2リード電極30を接続する間隙部10eに沿って形成されている。
また、凹部10aの側面部10bは、表面突出部5の外側の角部と連続して繋がっている。すなわち、断面視において、凹部10aの側面部10bの下部が、表面突出部5の外側の角部の位置に接して、表面突出部5の上面と凹部10aの側面部10bとが連続するように構成されている。
一対のリード電極20,30の表面は、めっき層60で被覆されている。なお、ここでの一対のリード電極20,30の表面とは、一対のリード電極20,30の上面及び裏面を意味する。ただし、本実施形態では、第1リード電極20と第2リード電極30とが相対する側の側面にもめっき層60が形成されているものとする。そして、表面突出部4,5及び裏面突出部6,7は、先端がめっき層60から露出している。すなわち、表面突出部4,5の上面、及び、裏面突出部6,7の下面には、めっき層60が設けられておらず、金属板が露出した状態となっている。このように、本実施形態では、一対のリード電極20,30は、第1リード電極20の外側の側面及び第2リード電極30の外側の側面、表面突出部4,5の上面及び裏面突出部6,7の下面以外に、めっき層60が設けられている。
なお、第1リード電極20上の金属露出部とは、凹部10aの底面部10cの第1リード電極20上において表面突出部4を除く部分のことであり、第2リード電極30上の金属露出部とは、凹部10aの底面部10cの第2リード電極30上において表面突出部5を除く部分のことである。
なお、第1リード電極20、第2リード電極30の材質や樹脂形成体の大きさ等により表面突出部4,5及び裏面突出部6,7の幅、厚さは適宜変更される。
次に、本実施形態に係る発光装置の製造方法について説明する。図6は、実施形態に係る発光装置の製造工程の概略を示す図であり、図1のII−II線に対応した位置におけるリード電極と金型の配置を模式的に示す断面図である。図7は、実施形態に係るパッケージの製造工程の概略を示す図であり、上金型と下金型でリード電極を挟持する工程を模式的に示す断面図である。図8は、実施形態に係るパッケージの製造工程の概略を示す図であり、樹脂注入及び硬化後の断面図である。図9は、実施形態に係るパッケージの製造工程の概略を示す図であり、上金型を脱型する工程を模式的に示す断面図である。図10は、実施形態に係るパッケージの製造工程の概略を示す図であり、図1のX−X線に対応した位置における樹脂注入及び硬化後の断面図である。図11は、実施形態に係る発光装置の表面突出部の概略を示す図であり、表面突出部をエッチングにより形成した場合の断面図である。図12は、実施形態に係るパッケージにおいて、クランプ前とクランプ後の表面突出部の状態の概略を示す断面図である。図13は、実施形態に係る発光装置において、金属部が形成された表面突出部と封止部材との関係の概略を示す断面図である。
第1工程は、第1リード電極20及び第2リード電極30を準備する工程である。
第1リード電極20及び第2リード電極30の構成については、前記したとおりであり、予め、表面突出部4,5及び裏面突出部6,7を形成しておく。
表面突出部4,5及び裏面突出部6,7をエッチングにより形成する場合は、一対のリード電極20,30を所定形状のマスクで覆い、エッチング液に浸けるため、表面突出部4,5及び裏面突出部6,7の側面がやや丸みを帯びた形状となる(図11参照)。一方、表面突出部4,5及び裏面突出部6,7をプレスにより形成する場合は、表面突出部4,5及び裏面突出部6,7の側面が垂直で、角を有する形状とすることができる(図3参照)。
めっき層60は、無電解めっきあるいは電解めっきにより形成することができる。また、表面突出部4,5及び裏面突出部6,7の先端をめっき層60から露出させるには、例えば、マスクを用いたり、めっき層60の形成後に、表面突出部4,5及び裏面突出部6,7の先端のめっき層60をエッチングにより除去したりすればよい。無電解めっき、電解めっきの方法は特に限定されるものではなく、従来公知の方法で行えばよい。
上金型の凸部75に形成された第3底面部75cは第1底面部75aと第2底面部75bとの間に凸状に形成する。これは第1リード20と第2リード30との隙間を防ぐためである。
ただし、上金型70の凸部75を平坦とし、第1底面部75a、第2底面部75b、第3底面部75cが面一とすることもできる。この場合は、第1リード20の表面突出部4と第2リード30の表面突出部5と間隙部10eとは同一平面、面一となる。また、下金型71も第1リード20の裏面突出部6と第2リード30の裏面突出部7との間に相当する間隙部10eを平坦とし、下金型71の上面を面一とすることもできる。この場合は、第1リード20の裏面突出部6と第2リード30の裏面突出部7と間隙部10eとは同一平面、面一となる。
また、裏面突出部6,7は、クランプ圧によってはクランプした際に潰れるが、下金型71は、第2リード電極30の金属露出部に当接しないので、空間部85が形成される。同様に、下金型71は、第1底面部75aは、第1リード電極20の金属露出部に当接しないので、空間部84が形成される。なお、一対のリード電極20,30の裏面における金属露出部とは、一対のリード電極20,30の裏面において裏面突出部6,7を除く部分のことである。
第3工程では、製造後の発光装置1において、表面突出部4,5及び裏面突出部6,7の厚みB1,B2が5μm以上50μm以下となるように、クランプすることが好ましい。
以上の方法により、発光装置1を形成することができる。
したがって、樹脂Jが、空間部82,83、すなわち、第1リード電極20及び第2リード電極30上の金属露出部へと流れ出しにくくなる。これにより、実施形態に係るパッケージ及び発光装置は、バリの発生を抑制することができる。
さらには、樹脂Jが、空間部84,85へと流れ出しにくくなる。これにより、実施形態に係るパッケージ及び発光装置は、パッケージの裏面のバリを除去する工程を不要にすることができる。
しかしながら、実施形態に係る第1リード電極20及び第2リード電極30には表面突出部4,5が存在するので、上金型70の凸部75に形成された第1底面部75a及び第2底面部75bと、第1リード電極20及び第2リード電極30の金属露出部との接触がなくなる。そのため、第1リード電極20及び第2リード電極30のめっきの光沢度を低下させずに成形することができる。これにより、従来のLEDの出力が低下する問題を解消することができる。
さらに、パッケージ90は、凹部10aに露出した第1リード電極20及び第2リード電極30上のめっき層60の表面の光沢度を低下させずに成形されるので、発光装置1の光束の低下を抑制し、出力低下を防止することができる。
以下に、本発明の実施例を説明する。図2、図3に示すような、第1リード電極20及び第2リード電極30の金属露出部と樹脂成形体10の境に表面突出部4,5を設け、表面突出部4,5の位置に相対する裏面の位置に裏面突出部6,7を設けた第1リード電極20及び第2リード電極30を用いてトランスファーモールド機を使用して成形を行った。
表面突出部4,5及び裏面突出部6,7がない従来の形状のリード電極を使用したときに樹脂バリが発生した従来のクランプ圧条件及び注入圧条件にて成形を行いバリの発生の確認を行った。
また、上金型70の凸部75に形成された第2底面部75bが、パッケージ90の凹部10aに露出した第2リード電極30の金属露出部に接触しなかったことを確認できた。この金属露出部は表面突出部5を除く第2インナーリード部30aの中央部分のことである。
また、上金型70の凸部75に形成された第1底面部75aが、パッケージ90の凹部10aに露出した第1リード電極20の金属露出部に接触しなかったことを確認できた。この金属露出部は表面突出部4を除く第1インナーリード部20aの中央部分のことである。
次に、本実施形態に係る発光装置の変形例について説明する。
[変形例1]
図14は、変形例1に係る発光装置の一部の概略を示す図であり、めっき層の状態を示す断面図である。
前記した実施形態では、表面突出部4,5及び裏面突出部6,7の先端がめっき層60から露出しているが、変形例1では、表面突出部4,5及び裏面突出部6,7の先端がめっき層60で被覆されている。さらには、前記した実施形態では、表面突出部4,5及び裏面突出部6,7の幅A1,A2は、好ましくは110μm以上としたが、変形例1では、表面突出部4,5及び裏面突出部6,7の幅A1,A2が110μm以上であることを必須の構成とする。その他の構成は、前記した実施形態と同様である。
このような構成によれば、表面突出部4,5及び裏面突出部6,7の先端がめっき層60から露出していること以外について、表面突出部4,5及び裏面突出部6,7を有する効果、及び、表面突出部4,5及び裏面突出部6,7の幅A1,A2が110μm以上であることの効果を得ることができる。
また、変形例1のパッケージの製造方法では、第2の工程において、表面突出部4,5及び裏面突出部6,7の先端をめっき層60で被覆する。
図15は、変形例2に係るリード電極の概略を示す図であり、側面突出部が形成されたリード電極の断面図である。図16は、変形例2に係るリード電極の概略を示す図であり、側面突出部が形成されたリード電極の上面図である。
第1リード電極20及び第2リード電極30は、互いに相対する側のそれぞれの側面において、側面の高さ方向の中央に、側面の幅方向に沿って形成された突出部である側面突出部8,9を備えてもよい。すなわち、第1リード電極20及び第2リード電極30は、これらの一対のリード電極20,30が樹脂成形体10により接続される部位において、それぞれ水平方向に突出した側面突出部8,9を有している。
第2リード電極の側面突出部9は、断面視で、高さ方向に中央に、所定の厚みで形成されている。また、第2リード電極30の側面突出部9は、上面視で、第2リード電極30の幅方向、すなわち第1リード電極20と第2リード電極30とを接続する間隙部10eの長手方向と並行方向に、第2リード電極30の幅方向の全てに形成されている。
パッケージ90は、側面突出部8,9を有することで、第1リード電極20及び第2リード電極30と樹脂成形体10との密着性が向上し、第1リード電極20と第2リード電極30とがより強固に固着する。なお、側面突出部8,9の厚さ及び長さは、特に規定されるものではなく、適宜調整すればよい。
図17は、変形例3に係る発光装置の表面突出部と樹脂成形体の位置関係の概略を示す断面図である。図18は、変形例3に係る発光装置の表面突出部及び樹脂成形体と、金型の位置関係の概略を示す断面図である。
凹部10aの側面部10bは、表面突出部4,5上にあり、表面突出部4,5の上面と連続して繋がっていてもよい。すなわち、パッケージ90は、表面突出部4,5の一部が、樹脂成形体10に被覆されており、断面視において、凹部10aの側面部10bの下部が、表面突出部4,5の上面の位置に接して、表面突出部4,5の上面と凹部10aの側面部10bが連続して繋がっている。
このような構成とすることで、一対のリード電極20,30への樹脂成形体10の密着性をより向上させることができる。
なお、樹脂成形体10から露出した表面突出部4,5の幅が110μm以上となるように設定することが好ましい。
図19は、変形例4に係る発光装置において、クランプ前とクランプ後の溝部が形成された表面突出部の状態の概略を示す断面図である。
発光装置は、表面突出部4,5の先端に、表面突出部4,5の長手方向(図19の紙面に垂直な方向であり、凹部10aの底面部10cの周縁に沿って延びる方向)に沿って形成された溝部15を有し、裏面突出部6,7の先端に、裏面突出部6,7の長手方向(表面突出部4,5の長手方向に対応する方向)に沿って形成された溝部15を有する構成としてもよい。
表面突出部4,5には、上面の幅方向の中央に、表面突出部4,5の長手方向に沿って形成された所定深さ及び形状の溝部15が形成されている。同様に、裏面突出部6,7には、下面の幅方向の中央に、裏面突出部6,7の長手方向に沿って形成された所定深さ及び形状の溝部15が形成されている。この溝部15には、表面突出部4,5及び裏面突出部6,7が潰れるようなクランプ力でクランプした場合には、表面突出部4,5及び裏面突出部6,7が潰れることで横方向にはみ出た金属が埋設されている。
よって、発光装置において、表面突出部4,5及び裏面突出部6,7の形状を保ちたい場合には、表面突出部4,5及び裏面突出部6,7の先端に溝部15を有する構成とすることが好ましい。
溝部15の深さ、形状、及び形成される位置等は限定されるものではなく、適宜調整すればよい。また、溝部15は、表面突出部4,5及び裏面突出部6,7のいずれか一方に形成されたものであってもよい。
図20は、変形例5に係る発光装置の概略を示す図であり、発光素子を実装するための領域にダイボンド部材を充填した発光装置の断面図である。
発光装置は、封止部材40が第1蛍光体を含有し、発光素子2の実装領域に第1蛍光体の発光波長と異なる発光波長の第2蛍光体を含有した樹脂が充填された構成としてもよい。
例えば、第1蛍光体として緑色の光を発光する蛍光体を封止部材40に混ぜ合わせ、第2蛍光体として赤色の光を発光する蛍光体をダイボンド部材45に混ぜ合わせる。そして、第2蛍光体を含有したダイボンド部材45を発光素子2の実装領域(第2リード電極30の金属露出部)に充填して発光素子2を実装した後、第1蛍光体を含有した封止部材40をパッケージ90の凹部10aに充填して発光装置とする。これにより、発光装置を鮮やかな白色光源とすることができる。なお、図20に示すように、第1リード電極20の金属露出部にも蛍光体含有したダイボンド部材45を充填してもよい。
第1蛍光体、第2蛍光体の種類及び組み合わせは、所望に応じて適宜、選択すればよい。
パッケージ90の第1リード電極20及び第2リード電極30の双方にそれぞれ表面突出部4,5及び裏面突出部6,7が形成されているものとして説明したが、いずれか一方のリード電極にだけ表面突出部及び裏面突出部を設けるようにしてもよい。
また、表面突出部4,5の金属露出面側の側面は、断面視で下部から上部へ向けて外側に傾斜させてもよい。このような構成によれば、光取り出し効率が向上する。
また、凹部10aの側面部10bは、必ずしも平坦である必要はなく、側面部10bを凸凹に成形することにより、樹脂成形体10と封止部材40との界面の密着性を向上させるように成形してもよい。また、凹部10aは、本実施形態においては平面視円形に成形したが、楕円形を呈するように成形してもよい。また、樹脂成形体10は、本実施形態においては長方形に成形したが、平面視円形、楕円形、他の多角形状としてもよい。
発光素子2は、第2リード電極30の代わりに第1リード電極20の上に実装することもできる。発光装置1が例えば2個の発光素子2を備える場合、第1リード電極20及び第2リード電極30の上にそれぞれ発光素子2を実装することもできる。発光素子を実装していないインナーリード部に、保護素子を実装してもよい。例えば、表面突出部4,5の幅を110μm以上とすることで、第1リード電極20の表面突出部4上又は表面突出部5上に保護素子を実装することができる。
発光装置1の製造方法では、予め発光素子2をパッケージ90に実装した後に個片化して製造したが、個片化されたパッケージ90に発光素子2を実装するようにしてもよい。
表面突出部4,5及び裏面突出部6,7の先端をめっき層60から露出させる場合には、めっき層60は、一対のリード電極20,30の上面のみに設けてもよい。
2 発光素子
4,5 表面突出部
6,7 裏面突出部
8,9 側面突出部
10 樹脂成形体
10a 凹部
10b 側面部
10c 底面部
10e 間隙部
11a 外側面
14 金属部
15 溝部
20 第1リード電極
20a 第1インナーリード部
20b 第1アウターリード部
30 第2リード電極
30a 第2インナーリード部
30b 第2アウターリード部
40 封止部材
45 ダイボンド部材
50 ゲート痕
60 めっき層
70 上金型
71 下金型
74a 第1切欠き部
74b 第2切欠き部
75 凸部
75a 第1底面部
75b 第2底面部
75c 第3底面部
77 注入口
80,81,82,83,84,85 空間部
86 ゲート
90 パッケージ
J 樹脂
K パッケージ製造用金型
W ワイヤ
Claims (12)
- 凹部が形成され、前記凹部の底面部に露出した一対のリード電極と、
前記一対のリード電極の表面を被覆するめっき層と、
前記一対のリード電極を保持し、前記凹部の底面部の前記一対のリード電極間及び前記凹部の側面部を形成する樹脂成形体と、を備え、
前記一対のリード電極の少なくとも一方のリード電極は、前記凹部の底面部の前記樹脂成形体に沿って、及び、前記凹部の底面部の周縁に沿って、線状に形成された突出部である表面突出部を有し、かつ、前記表面突出部の位置に相対する裏面の位置に形成された突出部である裏面突出部を有し、
前記表面突出部及び前記裏面突出部の少なくとも先端が前記めっき層から露出しているパッケージ。 - 前記表面突出部の幅が110μm以上である請求項1に記載のパッケージ。
- 前記表面突出部は、発光素子を実装するための領域を囲むように環状に形成されている請求項1又は請求項2に記載のパッケージ。
- 前記一対のリード電極は、互いに相対する側のそれぞれの側面において、前記側面の高さ方向の中央に、前記側面の幅方向に沿って形成された突出部である側面突出部を備える請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のパッケージ。
- 前記凹部の側面部は、前記表面突出部上にあり、前記表面突出部の上面と連続して繋がっている請求項2に記載のパッケージ。
- 前記表面突出部の先端に、前記表面突出部の長手方向に沿って形成された溝部を有し、前記裏面突出部の先端に、前記裏面突出部の長手方向に沿って形成された溝部を有する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のパッケージ。
- 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のパッケージと、前記パッケージの前記凹部に収容されて前記一対のリード電極の一方のリード電極に実装された発光素子とを備えている発光装置。
- 前記凹部内に前記発光素子を覆うように設けた封止部材を有する請求項7に記載の発光装置。
- 金属板からなる一対のリード電極の少なくとも一方のリード電極に、前記金属板の母材自体を加工して、発光素子を実装するための領域を囲むように環状に形成された突出部である表面突出部と、前記表面突出部の位置に相対する前記金属板の裏面の位置に形成された突出部である裏面突出部と、を形成した前記一対のリード電極を準備する工程と、
前記表面突出部及び前記裏面突出部の少なくとも先端が露出するように前記一対のリード電極の表面にめっき層を形成する工程と、
前記一対のリード電極と樹脂成形体とにより凹部を形成するため、前記凹部の形状に対応した凸部を有する上金型と、下金型とを備える金型を用いて、露出した前記表面突出部の前記先端を前記上金型に当接させるとともに、露出した前記裏面突出部の前記先端を前記下金型に当接させるように前記一対のリード電極を挟み込む工程と、
前記一対のリード電極を挟み込んだ金型に樹脂を注入する工程と、
前記注入された樹脂を硬化し前記樹脂成形体を形成する工程と、
前記上金型と前記下金型とを取り外す工程と、
を有するパッケージの製造方法。 - 前記上金型と前記下金型とによって挟み込む前記一対のリード電極は、複数の前記一対のリード電極が接続されたリードフレームに一体的に設けられたものであり、
前記リードフレームから前記パッケージを切り離す工程を有する請求項9に記載のパッケージの製造方法。 - 請求項9又は請求項10に記載のパッケージの製造方法でパッケージを製造する工程と、
前記パッケージに形成された前記凹部に発光素子を実装する工程と、を有する発光装置の製造方法。 - 前記凹部内に前記発光素子を覆うように封止部材を充填する工程と、を有する請求項11に記載の発光装置の製造方法。
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