JP6532200B2 - パッケージ及びそれを用いた発光装置 - Google Patents
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Description
図1Aは、実施の形態1に係るパッケージの概略斜視図である。図1Bは、実施の形態1に係る発光装置の概略上面図であり、図1Cは、図1BにおけるA−A断面を示す概略断面図である。
図2Aは、実施の形態2に係る発光装置の概略上面図であり、図2Bは、図2AにおけるB−B断面を示す概略断面図である。
リード電極は、発光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、鉄入り銅などが挙げられる。リード電極の諸形状は、上記金属の板材に、プレス、圧延、エッチングなどの加工を施すことで形成することができる。また、リード電極の表層には、銀、アルミニウム、ロジウム、金、銅、又はこれらの合金などの光反射膜が鍍金などにより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、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を用いることができる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、エポキシ変性樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、ポリビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、などが挙げられる。なかでも、エポキシ樹脂、エポキシ変性樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂のいずれか1つが好ましい。熱可塑性樹脂としては、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が挙げられる。なかでも、脂肪族ポリアミド樹脂、又はポリシクロヘキサンテレフタレートが好ましい。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。なかでも、充填剤としてシリカを、着色顔料(反射材)として酸化チタン又は酸化亜鉛を用いることが好ましい。
発光素子は、発光ダイオード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(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。多くの発光素子は、基板を有する。基板は、透光性であることが好ましいが、これに限定されない。基板の母材としては、サファイア、スピネル、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、シリコン、炭化珪素、ガリウム砒素、ガリウム燐、インジウム燐、硫化亜鉛、酸化亜鉛、セレン化亜鉛などが挙げられる。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電極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電極に接着され、上面電極がワイヤでリード電極と接続される。1つのパッケージに搭載される発光素子の個数は1つでも複数でもよい。複数の発光素子は、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つのパッケージに、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。
ワイヤは、発光素子の電極と、リード電極と、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てもよい。
封止部材は、発光素子、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、発光素子及び/又は蛍光体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。なかでも、シリコーン樹脂又はその変性樹脂は、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混入されてもよい。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。
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。
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。
接着剤は、発光素子をリード電極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、錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系の半田などを用いることができる。
<実施例1>
実施例1の発光装置は、図1B,1Cに示す例の発光装置150の構造(保護素子70は除く)を有する、略直方体状のトップビュー式のSMD型LEDである。以下、図1Bに示すパッケージ及び発光装置の向きで縦(上下)、横(左右)を特定して説明する。
110,210…凹部
111,211…基底部(113,213…素子載置領域、115…第2のワイヤ接続領域、117,217…ワイヤ接続領域(第1のワイヤ接続領域))
119,219…側壁部
10…第1のリード電極
20…第2のリード電極
30…樹脂成形体
150,250…発光装置
40,41…発光素子
50…ワイヤ
60…封止部材
70…保護素子
80…蛍光体
Claims (8)
- 第1のリード電極と、第2のリード電極と、前記第1及び第2のリード電極と一体に成形された樹脂成形体と、を備え、発光素子が収容される凹部を有するパッケージであって、
前記凹部は、基底部と、側壁部と、により構成され、
前記基底部は、前記第1のリード電極の上面が前記樹脂成形体から露出された素子載置領域と、前記第2のリード電極の上面が前記樹脂成形体から露出されたワイヤ接続領域と、を含み、
前記素子載置領域は、前記発光素子の外形に略沿った上面視形状であり、
前記素子載置領域の面積は、前記発光素子の面積より大きく前記発光素子の面積の2倍以下であり、
前記ワイヤ接続領域は、前記素子載置領域に隣接しており該素子載置領域より小型であり、
前記側壁部の表面は、前記素子載置領域及び前記ワイヤ接続領域から上方に向かって該凹部の開口径が大きくなるように、前記側壁部の終端から前記側壁部の始端に至るまで傾斜又は湾曲しており、
前記素子載置領域と前記ワイヤ接続領域は、連続する1つの平面領域を成し、
前記凹部の開口形状(極性識別用の切り欠きは考慮しないものとする)は、上面視において、前記樹脂成形体の外形に略沿った、矩形状又は角が丸みを帯びている矩形状であるパッケージ。 - 前記素子載置領域の上面視形状は、矩形状、又は角が丸みを帯びている矩形状である請求項1に記載のパッケージ。
- 前記ワイヤ接続領域は、上面視において、その周縁を構成する一辺が前記素子載置領域の周縁を構成する一辺と略同一直線上に位置する請求項2に記載のパッケージ。
- 前記ワイヤ接続領域は、上面視において、前記素子載置領域の対角線の延長線上であって、該素子載置領域の角に隣接している請求項2に記載のパッケージ。
- 第1のリード電極と、第2のリード電極と、前記第1及び第2のリード電極と一体に成形された樹脂成形体と、を備え、発光素子が収容される凹部を有するパッケージであって、
前記凹部は、基底部と、側壁部と、により構成され、
前記基底部は、前記第1のリード電極の上面が前記樹脂成形体から露出された素子載置領域と、前記第2のリード電極の上面が前記樹脂成形体から露出されたワイヤ接続領域と、を含み、
前記素子載置領域は、前記発光素子の外形に略沿った上面視形状であり、
前記素子載置領域の面積は、前記発光素子の面積より大きく前記発光素子の面積の2倍以下であり、
前記ワイヤ接続領域は、前記素子載置領域に隣接しており該素子載置領域より小型であり、
前記側壁部の表面は、前記素子載置領域及び前記ワイヤ接続領域から上方に向かって該凹部の開口径が大きくなるように、前記側壁部の終端から前記側壁部の始端に至るまで傾斜又は湾曲しており、
前記素子載置領域と前記ワイヤ接続領域は、連続する1つの平面領域を成し、
前記素子載置領域の上面視形状は、矩形状、又は角が丸みを帯びている矩形状であり、
前記ワイヤ接続領域は、上面視において、その周縁を構成する一辺が前記素子載置領域の周縁を構成する一辺と略同一直線上に位置するパッケージ。 - 前記素子載置領域の面積は、前記発光素子の面積より大きく前記発光素子の面積の1.5倍以下である請求項1乃至5のいずれか一項に記載のパッケージ。
- 請求項1乃至6のいずれか一項に記載のパッケージと、
前記素子載置領域に載置された発光素子と、
前記ワイヤ接続領域と前記発光素子を接続したワイヤと、
前記凹部内に充填され、前記発光素子を封止する封止部材と、を備える発光装置。 - 前記封止部材は、蛍光体を実質的に含んでいない請求項7に記載の発光装置。
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