JP6395045B2 - 複合基板並びに発光装置及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、複合基板、並びに発光装置及びその製造方法に関する。
例えば特許文献1(特に図6参照)には、サイドビュータイプの発光装置の製造方法が記載されている。
特開2011−049245号公報
上記従来の発光装置の製造において、第1リード及び第2リードをリードフレームから切り離すと、発光素子の導通試験及び/又は発光装置の発光試験の作業が煩雑になる。
そこで、本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、第1電極リード及び第2電極リードをリードフレームから切り離しても、発光素子の導通試験及び/又は発光装置の発光試験の作業性が比較的良好な、複合基板又は発光装置若しくはその製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の複合基板は、複数の支持リードを有する板状のリードフレームと、前記各支持リードに支持された複数の素子収容器と、を備える複合基板であって、前記複数の素子収容器は各々、第1電極リードと、第2電極リードと、前記第1電極リード及び前記第2電極リードと一体に成形された樹脂成形体と、を有し、前記樹脂成形体の内側において、前記第1電極リード、前記第2電極リード、及び前記支持リードを互いに離間させて保持しており、前記複数の素子収容器のうちの少なくとも1つは、前記第1電極リードと前記支持リードを接続し前記樹脂成形体に被覆されたワイヤを有することを特徴とする。
また、本発明の発光装置の製造方法は、本発明の複合基板を準備する第1工程と、発光素子を、前記ワイヤを有する素子収容器に収容し且つ前記第1電極リード及び前記第2電極リードに電気的に接続する第2工程と、前記第1電極リード及び前記第2電極リードが前記リードフレームから切り離された状態において、前記発光素子の導通を確認する第3工程と、前記素子収容器を前記支持リードから取り外す第4工程と、をこの順に含むことを特徴とする。
また、本発明の発光装置は、第1電極リードと、第2電極リードと、前記第1電極リード及び前記第2電極リードと一体に成形され外面に窪み部を含む樹脂成形体と、を有する素子収容器と、前記素子収容器に収容され前記第1電極リード及び前記第2電極リードに電気的に接続された発光素子と、前記樹脂成形体に被覆され前記第1電極リードから前記窪み部に至るワイヤと、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、第1電極リード及び第2電極リードをリードフレームから切り離しても、発光素子の導通試験及び/又は発光装置の発光試験を比較的作業性良く行うことができる。
本発明の一実施の形態に係る複合基板の概略上面図(a)と、そのA部を拡大して示す概略上面図(b)と、そのB−B断面における概略断面図(c)である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置の製造方法の一例を示す概略断面図(a)〜(e)である。
以下、発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。但し、以下に説明する複合基板並びに発光装置及びその製造方法は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。また、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、誇張していることがある。
<実施の形態1>
(複合基板)
図1(a)は、実施の形態1に係る複合基板50の概略上面図である。図1(b)は、図1(a)のA部を拡大して示す概略上面図である。図1(c)は、図1(b)のB−B断面における概略断面図である。
図1(a)〜(c)に示すように、実施の形態1の複合基板50は、発光装置用の複合基板である。複合基板50は、板状のリードフレーム10と、複数の素子収容器20と、を備えている。リードフレーム10は、複数の支持リード11を有している。複数の素子収容器20は、各支持リード11に支持されている。複数の素子収容器20は各々、第1電極リード211と、第2電極リード212と、樹脂成形体25と、を有している。樹脂成形体25は、第1電極リード211及び第2電極リード212と一体に成形されている。また、複数の素子収容器20は各々、樹脂成形体25の内側において、第1電極リード211、第2電極リード212、及び支持リード11を互いに離間させて保持している。そして、複数の素子収容器20のうちの少なくとも1つは、第1電極リード211と支持リード11を接続し樹脂成形体25に被覆されたワイヤ30(第1ワイヤ)を有している。なお、複合基板50内におけるワイヤ30を有する素子収容器20の数は、1つでも2つ以上でもよいが、全数であることが好ましい。また、ワイヤ30は、その全部が樹脂成形体25の内側にあることが好ましいが、その一部が樹脂成形体25の外側にあってもよい。また、ここでいう樹脂成形体25の「内側」、「外側」とは、素子収容器20における発光素子が載置される側を上側として、樹脂成形体25の上面視における外面(輪郭)を基準に考えるものとする(これは以下も同様とする)。
より詳細には、リードフレーム10は、複数の開口部13が縦横に略等間隔に設けられて、残部が略格子状の基礎枠部15を成している。リードフレーム10は、各開口部13に対応して一対の支持リード11を有している。その一対の支持リード11は、基礎枠部15の互いに逆側から開口部13の中心側に向かって各々延伸している。そして、各素子収容器20は、一対の支持リードの先端領域11aを樹脂成形体25内に保持することで、その一対の支持リード11に支持されている。また、第1電極リード211及び第2電極リード212も、リードフレーム10から切り離される前には、リードフレーム10が各開口部13に対応して有しており、基礎枠部15から開口部13の中心側に向かって各々延伸している。そして、各素子収容器の樹脂成形体25は、発光素子を収容するための素子収容凹部25aを有し、その素子収容凹部25aの底面の一部を第1電極リード211及び第2電極リード212の上面の一部(其々、第1露出領域211b、第2露出領域212bとする)が構成するように成形されている。樹脂成形体25の内側において、樹脂成形体25に被覆された第1電極リード211及び第2電極リード212の部位を其々、第1被覆領域211a、第2被覆領域212aとする。第1電極リード211及び第2電極リード212の樹脂成形体25の外側にある部位は、リードフレーム10から切り離された後、其々、第1外部端子領域211c、第2外部端子領域212cとなる。この第1外部端子領域211c、第2外部端子領域212cは其々、図1(b)中に破線で示すように、略L字形状を有している。なお、図1(a)〜(c)は、第1外部端子領域211c、第2外部端子領域212cが既にリードフレーム10から切り離されて折り曲げられた状態を示している。そして、ワイヤ30は、第1電極リードの第1被覆領域211aと支持リードの先端領域11aを接続している。
このような構成を有する複合基板50は、ワイヤ30を有する素子収容器20において、第1電極リード211がワイヤ30によってリードフレーム10(特に基礎枠部15)と電気的に接続されているので、第1電極リード211及び第2電極リード212を、リードフレーム10から切り離したり、その後さらに折り曲げたりしても、発光素子の導通試験及び/又は発光装置の発光試験を比較的作業性良く行うことができる。なお、ワイヤ30の接続先は、第1電極リード211から第2電極リード212に替えてもよい。また、ワイヤ30は、第1電極リード211及び第2電極リード212のいずれか一方と支持リード11を接続していることが好ましい。但し、ワイヤ30は、第1電極リード211と一の支持リード11、並びに第2電極リード212と他の支持リード11を各々接続していてもよい。この場合は、後述するように、ワイヤボンディング装置の不着検知機能を利用して発光素子の導通試験を行う際、極性反転機能を持たないワイヤボンディング装置を使用しやすい利点がある。
以下、複合基板50の好ましい形態について説明する。
図1(a)〜(c)に示すように、ワイヤ30を有する素子収容器20において、第1電極リード211及び第2電極リード212は各々、リードフレーム10から切り離されている。このような場合に、(ワイヤ30がなければ、)発光素子の導通試験又は発光装置の発光試験の際、各素子収容器20の第1電極リード211(例えば第1外部端子領域211c)と第2電極リード212(例えば第2外部端子領域212c)の其々に試験端子を順次接続していく作業が必要になる。しかしながら、第1電極リード211がワイヤ30によってリードフレーム10と電気的に接続されていれば、一方の試験端子をリードフレーム10の所定箇所(例えば基礎枠部15)に接続しておき、他方の試験端子を各素子収容器20の第2電極リード212(例えば第2外部端子領域212c)に順次接続していく作業で済む。このように、第1電極リード211及び第2電極リード212が各々、リードフレーム10から切り離されたとき、ワイヤ30の存在意義が高くなる。また、複合基板50において、第1電極リード211及び第2電極リード212が各々リードフレーム10から切り離されていれば、その切断時に発生する応力の発光素子及び/又は封止部材への悪影響を回避することができる。
図1(a)〜(c)に示すように、ワイヤ30を有する素子収容器20において、第1電極リード211及び第2電極リード212は各々、樹脂成形体25の外側において樹脂成形体25の外面に沿うように折り曲げられている。このような場合に、(ワイヤ30がなければ、)発光素子の導通試験又は発光装置の発光試験の際、各素子収容器20の第1電極リード211と第2電極リード212の其々に試験端子を順次接続していく作業が更に煩雑になる。したがって、第1電極リード211及び第2電極リード212が各々、リードフレーム10から切り離され、更に樹脂成形体25の外側において樹脂成形体25の外面に沿うように折り曲げられたとき、ワイヤ30の存在意義がよりいっそう高くなる。また、複合基板50において、第1電極リード211及び第2電極リード212が各々樹脂成形体25の外側において樹脂成形体25の外面に沿うように折り曲げられていれば、その折り曲げ加工時に発生する応力の発光素子及び/又は封止部材への悪影響を回避することができる。なお、第1電極リード211及び第2電極リード212が樹脂成形体25の外側において実質的に折り曲げられない(例えば平板状である)素子収容器の場合にも、ワイヤ30は上記のように効果を奏すことができる。
図1(c)に示すように、ワイヤ30は、支持リード11にウェッジボンディングされていることが好ましい。ウェッジボンディングはボールボンディングに比べて接続強度が低いため、素子収容器20(発光装置)を支持リード11から取り外す際、ワイヤ30が支持リード11から剥離しやすく、素子収容器20の損傷を抑制しやすい。また、ウェッジボンディングは、支持リード11との接続部近傍におけるワイヤ30の高さを低くしやすいため、樹脂成形体25の成形金型とワイヤ30との干渉を回避しやすく、またワイヤ30を樹脂成形体25により被覆しやすい。
図1(b),(c)に示すように、素子収容器20における発光素子が載置される側を上側としたとき、ワイヤ30は、第1電極リード211(第1被覆領域211a)の下面と支持リード11(先端領域11a)の下面を接続していることが好ましい。素子収容器20における発光素子が載置される側には素子収容凹部25aが設けられるため、樹脂成形体25が第1電極リード211の上下両側に設けられる場合、樹脂成形体25の体積は第1電極リード211の上側より下側のほうが大きくなりやすい。したがって、ワイヤ30が第1電極リード211の下面と支持リード11の下面を接続していれば、ワイヤ30を樹脂成形体25により被覆しやすい。また、発光素子から発せられる光のワイヤ30による吸収を抑制又は回避しやすい。一方、ワイヤ30は、第1電極リード211の上面と支持リード11の上面を接続していてもよい。その場合は、第1電極リード211及び第2電極リード212が樹脂成形体25の外側において実質的に折り曲げられず、第1電極リード211及び第2電極リード212の最下面より下側に樹脂成形体25が実質的にない素子収容器、つまり第1電極リード211の最下面及び第2電極リード212の最下面が樹脂成形体25の最下面と略同一面となって露出した素子収容器に好適である。また、その場合は、支持リードの先端領域11aは、この先端領域11aの下側にも樹脂成形体25を形成して素子収容器の支持リードからの意図しない外れを抑制するために、先端面と下面に連続する凹みを有したり、先端側の厚さが小さくなるように下面が傾斜したり、していることが好ましい。
(発光装置の製造方法)
図2(a)〜(e)は、実施の形態1に係る発光装置100の製造方法の一例を示す概略断面図である。実施の形態1の発光装置100の製造方法は、少なくとも以下の4つの工程すなわち第1、第2、第3、第4工程をこの順に含む。なお、図2(a)〜(e)は、複合基板50内の複数の素子収容器20のうちの1つすなわち1つの発光装置100について示しているが、各工程は複合基板50内の複数の素子収容器20すなわち複数の発光装置100について行うことが好ましい。
第1工程は、複合基板50を準備する工程である(図2(a)に含む)。複合基板50は、製造してもよいし、既製品を購入してもよい。複合基板50は、複数のワイヤ30をリードフレーム10の所定箇所に設けた後、各ワイヤ30を覆い隠すように、成形金型を用いて、樹脂成形体25をリードフレーム10に成形することで製造される。また、樹脂成形体25の成形後、第1電極リード211及び第2電極リード212を、リードフレーム10から切り離し、樹脂成形体25の外側において樹脂成形体25の外面に沿うように折り曲げておくことが好ましい。ここでは、複合基板50は、図1(a)〜(C)に示した上記のものを用いる。
第2工程は、発光素子60を、ワイヤ30を有する素子収容器20に収容し且つ第1電極リード211及び第2電極リード212に電気的に接続する工程である。まず、図2(a)に示すように、ワイヤ30を有する素子収容器20に発光素子60を収容する。具体的には、例えば、発光素子60を素子収容凹部25aの底面に接着剤で接着する。次に、図2(b)に示すように、発光素子60を第1電極リード211及び第2電極リード212に電気的に接続する。具体的には、例えば、発光素子60の正負の電極と第1電極リード211及び第2電極リード212とをワイヤ65(第2ワイヤ)で各々接続する。
第3工程は、第1電極リード211及び第2電極リード212がリードフレーム10から切り離された状態において、発光素子60の導通を確認する工程である。この第3工程は、例えば、図2(b)に示す、発光素子60へのワイヤ65(第2ワイヤ)の接続過程において行うことができる。これは、ワイヤボンディング装置の不着検知機能を利用するものである。具体的には、例えば、ワイヤボンディング装置と電気的に接続された試験端子Tをリードフレーム10の所定箇所(例えば基礎枠部15)に接続しておけば、発光素子60へのワイヤ65(第2ワイヤ)の接続の完了と同時に、ワイヤボンディング装置にて発光素子60の導通を検知することができる(この場合、ワイヤボンディング装置に保持されているワイヤ65(第2ワイヤ)を他方の試験端子と見なすことができる)。或いは、発光素子60と第1電極リード211及び第2電極リード212の電気的接続の完了後に、一方の試験端子Tをリードフレーム10の所定箇所(例えば基礎枠部15)に接続しておき、他方の試験端子(図2(d)のTに相当)を各素子収容器20の第2電極リード212に順次接続して、各素子収容器20に収容された発光素子60の導通を確認してもよい。なお、ワイヤ30が第2電極リード212に接続されている場合は、他方の試験端子を各素子収容器20の第1電極リード211に順次接続していけばよい。
第4工程は、図2(e)に示すように、素子収容器20すなわち発光装置100を支持リード11から取り外す工程である。例えば、金型又は治具等を用いて、素子収容器20を上方向又は下方向に押圧することにより、素子収容器20すなわち発光装置100を支持リード11から取り外す。このとき、ワイヤ30の支持リード11からの剥離のしやすさの観点から、ワイヤ30が第1電極リード211の下面と支持リード11の下面を接続している場合には、素子収容器20を上方から下方に向かって押圧することが好ましい。逆に、ワイヤ30が第1電極リード211の上面と支持リード11の上面を接続している場合には、素子収容器20を下方から上方に向かって押圧することが好ましい。そして、この第4工程により、樹脂成形体25の外面には窪み部25bが形成される。この窪み部25bは、樹脂成形体25において支持リードの先端領域11aを保持していた部位である。また、ワイヤ30は、支持リード11から剥離し、その全部又は殆ど(例えば支持リード11との接続部近傍のみがなくなった状態)が素子収容器20に残存することになる。
なお、実施の形態1では、図2(c)に示すように、第2工程の後(ここでは第3工程の後)、発光素子60を封止する封止部材70(図2(d)に含む)を形成する工程(第5工程)を含む。封止部材70は、例えば、封止部材の液状材料70a(ここでは蛍光体を含有する)を、素子収容凹部25aに充填して熱処理等により固化させることで形成される。これにより、リードフレーム10上において、発光装置100が形成された状態となる。
さらに、実施の形態1では、図2(d)に示すように、第5工程の後、第1電極リード211及び第2電極リード212がリードフレーム10から切り離された状態において、発光装置を発光させる工程(第6工程)を含む。例えば、一方の試験端子Tをリードフレーム10の所定箇所(例えば基礎枠部15)に接続しておき、他方の試験端子Tを各素子収容器20の第2電極リード212に順次接続して、各素子収容器20に収容された発光素子60を発光させ、任意で光度、色度等を計測する。なお、この第6工程に第3工程を兼ねさせて、第3工程を省略してもよい。
このような構成を有する発光装置100の製造方法は、第1電極リード211がワイヤ30によってリードフレーム10(特に基礎枠部15)と電気的に接続されているので、第1電極リード211及び第2電極リード212がリードフレーム10から切り離された状態においても、発光素子60の導通試験及び/又は発光装置100の発光試験を比較的作業性良く行うことができる。
(発光装置)
図2(e)に示すように、実施の形態1の発光装置100は、素子収容器20と、素子収容器20に収容された発光素子60と、を備えている。素子収容器20は、第1電極リード211と、第2電極リード212と、樹脂成形体25と、ワイヤ30と、を有している。樹脂成形体25は、第1電極リード211及び第2電極リード212と一体に成形されている。また、樹脂成形体25は、外面に窪み部25bを含んでいる。ワイヤ30は、樹脂成形体25に被覆され第1電極リード211から窪み部25bに至っている。発光素子60は、第1電極リード211及び第2電極リード212に電気的に接続されている。
このような構成を有する発光装置100は、第1電極リード211から窪み部25bに至るワイヤ30を有しているので、発光素子60の導通試験及び/又は発光装置100の発光試験を比較的作業性良く行うことができる。なお、図2(e)に示すように、発光装置100は、発光素子60を封止する封止部材70を備えていてもよい。
図2(e)に示すように、発光素子60は、第1電極リード211に載置されていることが好ましい。言い換えると、素子収容器20において、第1電極リード211は、発光素子60が載置されることが好ましい。発光素子が載置される電極リードは、通常、発光素子の載置領域を確保するため、上面視(平面視)において比較的大きい面積を有する。本実施の形態においても、第1電極リード211は、上面視において、第2電極リード212より大きい面積を有している。このように、発光素子が載置される第1電極リード211にワイヤ30を接続することで、ワイヤ30を素子収容器20に設けやすく、また、発光素子60から発生する熱を、ワイヤ30を介して放散することができる。
図2(e)に示すように、発光装置100は、側面発光型(サイドビュー型)発光装置であることが好ましい。言い換えると、素子収容器20は、側面発光型発光装置用の素子収容器であることが好ましい。側面発光型発光装置用の素子収容器20は、第1電極リード211及び第2電極リード212が各々、樹脂成形体25の外側において樹脂成形体25の外面に沿うように折り曲げられることが多いため、ワイヤ30の存在意義が高くなりやすい。また、側面発光型発光装置用の素子収容器20は小型(薄型)であり、第1電極リード211及び第2電極リード212も小型に形成され、第1電極リード211及び/又は第2電極リード212に試験端子を接続しにくいため、ワイヤ30の存在意義が高くなりやすい。
以下、本発明の複合基板及び発光装置における各構成要素について説明する。
(複合基板50)
複合基板は、少なくとも、リードフレームと、そのリードフレーム上に設けられた複数の素子収容器とにより構成される。複合基板における複数の素子収容器は、通常、リードフレーム上に、縦横に略等間隔に配列される。複合基板は、例えば「パッケージアレイ」等と呼ばれるものであってよい。
(リードフレーム10)
リードフレームは、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、又はこれらの合金の平板に、プレス(打ち抜き含む)、エッチング、圧延など各種の加工を施したものが母体となる。リードフレームは、これらの金属又は合金の積層体で構成されてもよいが、単層で構成されるのが簡便で良い。特に、銅を主成分とする銅合金(燐青銅、鉄入り銅など)が好ましい。また、その表面に、銀、アルミニウム、ロジウム又はこれらの合金などの光反射膜が設けられていてもよく、なかでも光反射性に優れる銀又は銀合金が好ましい。リードフレームの厚さ(板厚)は、特に限定されないが、例えば0.05mm以上1mm以下が挙げられ、0.1mm以上0.4mm以下が好ましく、0.1mm以上0.3mm以下がより好ましい。
(素子収容器20)
素子収容器は、発光素子を収容し、その発光素子に外部から給電するための電極(端子)を有する容器である。素子収容器は、少なくとも、第1電極リード及び第2電極リードと、樹脂成形体と、により構成され、本実施の形態では更にワイヤ(第1ワイヤ)を備えている。素子収容器は、例えば「パッケージ」等と呼ばれるものであってよい。また、側面発光型発光装置用の素子収容器だけでなく、上面発光型(トップビュー型)発光装置用の素子収容器も含む。
(第1電極リード211、第2電極リード212)
第1電極リード及び第2電極リードは、リードフレームの小片である。第1電極リード及び第2電極リードは、素子収容器における正負一対の電極(端子)を構成する。1つの素子収容器において、第1電極リード及び第2電極リードは、少なくとも一対あればよいが、複数対あってもよい。第1電極リード及び第2電極リードが複数対ある場合には、その各対に対応してワイヤ(第1ワイヤ)が設けられていることが好ましい。
(樹脂成形体25)
樹脂成形体は、素子収容器における容器の母体をなす。樹脂成形体は、光反射性の観点から、発光素子の発光ピーク波長における光反射率が、75%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。さらに、樹脂成形体は、白色であることが好ましい。樹脂成形体は、固化前には流動性を有する状態つまり液状(ゾル状又はスラリー状を含む)である。樹脂成形体は、射出成形法、トランスファ成形法などにより成形することができる。樹脂成形体の母材は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を用いることができる。特に、熱可塑性樹脂は比較的柔軟であり、素子収容器を支持リードから取り外す際、樹脂成形体のひび割れや欠け等の損傷を回避しやすい。また、熱可塑性樹脂は比較的安価である。熱硬化性樹脂は、液状時の粘度が比較的低く、樹脂成形体を成形する際、ワイヤ(第1ワイヤ)の破断を回避しやすい。熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビスマレイミドトリアジン樹脂、不飽和ポリエステル、又はこれらの変性樹脂若しくはハイブリッド樹脂のうちのいずれかを用いることができる。なかでも、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステル、又はこれらの変性樹脂若しくはハイブリッド樹脂のうちのいずれかが好ましい。特に、不飽和ポリエステル、又はこれらの変性樹脂若しくはハイブリッド樹脂は、熱硬化性樹脂の優れた特性を有しながら、射出成形が可能であり、好適である。熱可塑性樹脂は、脂環式ポリアミド樹脂、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、又はこれらの変性樹脂若しくはハイブリッド樹脂のうちのいずれかを用いることができる。なかでも、脂環式ポリアミド樹脂、ポリシクロヘキサンテレフタレート、又はこれらの変性樹脂若しくはハイブリッド樹脂のうちのいずれかが好ましい。樹脂成形体は、光反射性、機械的強度、熱膨張性などの観点から、これらの母材中に、以下のような白色顔料と充填剤を含有することが好ましいが、これに限定されない。
(白色顔料)
白色顔料は、酸化チタン、酸化亜鉛、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、チタン酸バリウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどが挙げられる。白色顔料は、これらのうちの1種を単独で、又はこれらのうちの2種以上を組み合わせて用いることができる。なかでも、酸化チタンは、屈折率が比較的高く、光隠蔽性に優れるため、好ましい。白色顔料の形状は、特に限定されず、不定形(破砕状)でもよいが、流動性の観点では球状が好ましい。
(充填剤)
充填剤は、シリカ、酸化アルミニウム、ガラス、チタン酸カリウム、ワラストナイト(珪酸カルシウム)、マイカ、タルクなどが挙げられる。充填剤は、これらのうちの1種を単独で、又はこれらのうちの2種以上を組み合わせて用いることができる。但し、充填剤は、上記の白色顔料とは異なるものとする。充填剤の形状は、特に限定されず、不定形(破砕状)でもよいが、強化剤としての機能の観点では繊維状又は板状(鱗片状)が好ましく、流動性の観点では球状が好ましい。
(ワイヤ30)
ワイヤ(第1ワイヤ)は、支持リードと電極リード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(ここでいう「金属」は合金を含む)を用いることができる。特に、金又は金合金は、樹脂成形体からの応力などによる破断が生じにくいため、好ましい。また、銅又は銅合金は、放熱性の観点で好ましい。また、ワイヤは、光反射性を高めるために、少なくとも表面が銀又は銀合金で構成されていてもよい。第1電極リード及び第2電極リードのいずれか一方と支持リードを接続するワイヤは、少なくとも1本あればよいが、破断発生時の保障等のために複数本あってもよい。ワイヤの線径は、特に限定されないが、例えば5μm以上2mm以下が挙げられる。下限値としては、強度確保(破断回避)及び/又は放熱性の観点から、15μm以上が好ましく、20μm以上がより好ましい。上限値としては、素子収容器(発光装置)を支持リードから取り外す際の支持リードからの剥離のしやすさの観点から、100μm以下が好ましく、50μm以下がより好ましい。また上限値は、支持リードの先端領域の大きさにも依存しており、この程度が好ましい。なお、発光素子と電極リードを接続する第2ワイヤは、第1ワイヤと同様のものを用いることができる。但し、樹脂成形体の成形の際における破断回避等の観点から、ワイヤ(第1ワイヤ)の線径は、第2ワイヤの線径より大きいことが好ましい。
(発光装置100)
発光装置は、発光素子が素子収容器に収容され第1電極リード及び第2電極リードに電気的に接続され且つ封止されて構成される。発光装置は、例えば「発光ダイオード(LED)」等と呼ばれるものであってよい。また、側面発光型発光装置だけでなく、上面発光型(トップビュー型)発光装置も含む。
(発光素子60)
発光素子は、LED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、多くの場合に基板を有するが、少なくとも、種々の半導体で構成される素子構造と、正負一対の電極と、を有するものであればよい。特に、紫外〜可視域の発光が可能な窒化物半導体(InAlGa1−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(第2ワイヤ)で第1電極リード及び第2電極リードと接続される(フェイスアップ実装)。また、各電極を導電性接着剤で第1電極リード及び第2電極リードと接続されてもよい(フリップチップ実装(フェイスダウン実装))。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一方の電極リード(例えば第1電極リード)に接着され、上面電極がワイヤ(第2ワイヤ)で他方の電極リード(例えば第2電極リードと接続される。1つの素子収容器に搭載される発光素子の個数は1つでも複数でもよい。複数の発光素子は、ワイヤ(第2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つの素子収容器に、例えば青色・緑色・赤色発光の3つの発光素子が搭載されてもよい。
(封止部材70、封止部材の液状材料70a)
封止部材は、発光素子を封止して、埃や水分、外力などから保護する部材である。封止部材は、電気的絶縁性を有し、発光素子から出射される光に対して透光性(好ましくは発光素子の発光ピーク波長における光透過率が70%以上、より好ましくは85%以上)を有する部材であればよい。封止部材の母材は、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、又はこれらの変性樹脂若しくはハイブリッド樹脂が挙げられる。なかでも、シリコーン樹脂又はその変性樹脂若しくはハイブリッド樹脂は、耐熱性及び耐光性に優れ、固化後の体積収縮が少ないため、好ましい。封止部材は、これらの母材中に、蛍光体を含有することが好ましいが、これに限定されない。
(蛍光体)
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、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、ユウロピウムで賦活されたサイアロン、ユウロピウムで賦活されたシリケート、マンガンで賦活されたフッ化珪酸カリウムなどが挙げられる。このほか、蛍光体は量子ドットであってもよい。量子ドットは、粒径1nm以上100nm以下程度の粒子であり、粒径によって発光波長を変えることができる。量子ドットは、例えば、セレン化カドミウム、テルル化カドミウム、硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化鉛、セレン化鉛、又はテルル化カドミウム・水銀などが挙げられる。蛍光体は、これらのうちの1種を単独で、又はこれらのうちの2種以上を組み合わせて用いることができる。これにより、可視波長の一次光及び二次光の混色光(例えば白色光)を出射する発光装置とすることができる。
以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。
<実施例1>
実施例1の複合基板は、図1(a)〜(c)に示す例の複合基板50の構造を有する、側面発光型LED用のパッケージアレイである。以下、図1(a)に示す複合基板の向きで縦、横(左右)を特定して説明する。
リードフレーム10は、開口部13の打ち抜き加工が施された鉄入り銅の母体上に銀の光反射膜が設けられた金属板である。リードフレーム10は、外形が縦204mm、横60mmの略矩形状であり、厚さが0.11mmである。素子収容器20は、リードフレーム10上に、縦に60個、横に8個、略等間隔に設けられている。各素子収容器20は、各開口部13において、左右の基礎枠部15から延伸した一対の支持リード11に支持されている。各素子収容器20は、外形が縦0.4mm、横3.0mm、厚さ0.85mmであり、縦0.29mm、横2.2mm、深さ0.3mmの素子収容凹部25aを上面側に含む樹脂成形体25を有している。樹脂成形体25は、脂環式ポリアミド樹脂の母材中に、酸化チタンの白色顔料と、球状のシリカ及び繊維状のワラストナイトの充填剤とを含有している。第1電極リード及び第2電極リードは其々、樹脂成形体25の内側にある部位として、樹脂成形体25に被覆された第1被覆領域211a及び第2被覆領域212a、並びに素子収容凹部25aの底面の一部を構成する第1露出領域211b及び第2露出領域212bを有している。第1露出領域211bは、発光素子の載置領域を含んでおり、第2露出領域212bより大きい。また、第1電極リード及び第2電極リードは其々、樹脂成形体25の外側にある部位として、第1外部端子領域211c及び第2外部端子領域212cを有している。第1外部端子領域211c及び第2外部端子領域212cは、リードフレーム10から切り離され、樹脂成形体25の外側面の1つ(実装側主面)から延出しその外側面に沿うように折り曲げられ、更に別の外側面(左右端面)に沿うように折り曲げられている。支持リードの先端領域11aは、縦0.2mmであって、先端面から横幅70μmの直方体状の部位が樹脂成形体25内に保持されている。ワイヤ30は、複合基板50上の全ての素子収容器20に1本ずつ設けられている。ワイヤ30は、第1電極リード(第1被覆領域211a)の下面にボールボンディングされ、樹脂成形体25内にある支持リードの先端領域11aの下面にウェッジボンディングされている。ワイヤ30は、線径が30μmの金線である。
以上のように構成された実施例1の複合基板は、実施の形態1の複合基板50と同様の効果を奏することができる。
本発明に係る発光装置は、液晶ディスプレイのバックライト装置、各種照明器具、大型ディスプレイ、広告や行き先案内等の各種表示装置、プロジェクタ装置、さらには、デジタルビデオカメラ、ファクシミリ、コピー機、スキャナ等における画像読取装置などに利用することができる。
10…リードフレーム(11……支持リード(11a…先端領域)、13…開口部、15…基礎枠部)
20…素子収容器(211…第1電極リード(211a…第1被覆領域、211b…第1露出領域、211c…第1外部端子領域)、212…第2電極リード(212a…第2被覆領域、212b…第2露出領域、212c…第2外部端子領域)、25…樹脂成形体(25a…素子収容凹部、25b…窪み部))
30…ワイヤ(第1ワイヤ)
50…複合基板
60…発光素子
65…第2ワイヤ
70…封止部材(70a…封止部材の液状材料)
100…発光装置
,T…試験端子

Claims (11)

  1. 複数の支持リードを有する板状のリードフレームと、前記各支持リードに支持された複数の素子収容器と、を備える複合基板であって、
    前記複数の素子収容器は各々、
    第1電極リードと、第2電極リードと、前記第1電極リード及び前記第2電極リードと
    一体に成形された樹脂成形体と、を有し、
    前記樹脂成形体の内側において、前記第1電極リード、前記第2電極リード、及び前記
    支持リードを互いに離間させて保持しており、
    前記複数の素子収容器は各々、前記第1電極リードと前記支持リードを接続し前記樹脂成形体に被覆されたワイヤを有する複合基板。
  2. 前記ワイヤを有する素子収容器において、前記第1電極リード及び前記第2電極リードは各々、前記リードフレームから切り離されている請求項1に記載の複合基板。
  3. 前記第1電極リード及び前記第2電極リードは各々、前記樹脂成形体の外側において前記樹脂成形体の外面に沿うように折り曲げられている請求項2に記載の複合基板。
  4. 前記ワイヤは、前記支持リードにウェッジボンディングされている請求項1乃至3のいずれか一項に記載の複合基板。
  5. 前記素子収容器における発光素子が載置される側を上側としたとき、
    前記ワイヤは、前記第1電極リードの下面と前記支持リードの下面を接続している請求項1乃至4のいずれか一項に記載の複合基板。
  6. 前記第1電極リードは、発光素子が載置される請求項1乃至5のいずれか一項に記載の複合基板。
  7. 前記素子収容器は、側面発光型発光装置用の素子収容器である請求項1乃至6のいずれか一項に記載の複合基板。
  8. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の複合基板を準備する第1工程と、
    発光素子を、前記ワイヤを有する素子収容器に収容し且つ前記第1電極リード及び前記第2電極リードに電気的に接続する第2工程と、
    前記第1電極リード及び前記第2電極リードが前記リードフレームから切り離された状態において、前記発光素子の導通を確認する第3工程と、
    前記素子収容器を前記支持リードから取り外す第4工程と、をこの順に含む発光装置の製造方法。
  9. 第1電極リードと、第2電極リードと、前記第1電極リード及び前記第2電極リードと一体に成形され外面に窪み部を含む樹脂成形体と、前記樹脂成形体に被覆され前記第1電極リードから前記窪み部に至るワイヤと、を有する素子収容器と、
    前記素子収容器に収容され前記第1電極リード及び前記第2電極リードに電気的に接続された発光素子と、を備える発光装置。
  10. 前記発光素子は、前記第1電極リードに載置されている請求項9に記載の発光装置。
  11. 当該発光装置は、側面発光型発光装置である請求項9又は10に記載の発光装置。
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