JP6701711B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
本発明は、発光装置に関する。
半導体発光素子（以下、「発光素子」とも称する）を用いたＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの発光装置として、樹脂とリードから構成されるパッケージを用いたものが知られている。リードは、銅などの金属板を母材とし、その表面にメッキが形成されている。
発光装置に用いられるリードは、放熱性に優れたＣｕを主成分としており、その表面に銀（Ａｇ）などの反射率の高い材料がメッキされていることが多い。銀を金属板の表面に形成し易くするために、下地としてあらかじめ別の材料でメッキすることが知られている。下地としてＮｉ等が知られている（例えば、特許文献１、２）。
さらなる高出力化が要求されており、放熱性に優れたリードが求められている。
そこで、本発明は、銀がメッキされたリードを用いた発光装置において、放熱性が改善された発光装置を提供することを目的とする。
以上の課題を解決するため、上面及び下面を有するリードと、リードの下面が外部に露出するよう保持する成形樹脂と、を備えたパッケージと、リードの上面の載置部に載置された発光素子と、発光素子を封止する封止部材と、を備えた発光装置であって、リードは、Ｃｕを主成分とする金属板と、該金属板の表面に設けられるメッキと、を有し、リードの下面のメッキは、金属板の縁部に形成されるＡｇ及びＮｉを含む第１メッキと、発光素子の載置部の下方の少なくとも一部に形成されるＮｉを含まない第２メッキと、を備える。
以上により、放熱性が改良された発光装置とすることができる。
本発明を実施するための形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置を例示するものであって、本発明は、発光装置を以下に限定するものではない。
また、本明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に、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は、本開示の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。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誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。
また、本明細書において、リード又は金属板のうち、発光装置として用いられる際に発光素子が搭載される側となる面を「上面」、上面と対向する面を「下面」とし、上面と下面との間の面を「側面」とする。
本実施形態に係る発光装置は、上面及び下面を有するリードと、リードの下面が外部に露出するよう保持する成形樹脂と、を備えたパッケージと、リードの上面の載置部に載置された発光素子と、発光素子を封止する封止部材と、を備えた発光装置であって、リードは、Ｃｕを主成分とする金属板と、該金属板の表面に設けられるメッキと、を有し、リードの下面のメッキは、金属板の縁部に形成されるＡｇ及びＮｉを含む第１メッキと、発光素子の載置部の下方に形成されるＮｉを含まない第２メッキと、を備える。
発光装置の下面は、リードの下面が外部に露出されており、はんだ等の接着剤によって２次基板に実装される。発光素子直下（下方）に、熱伝導率の低いＮｉを有しないメッキ（第２メッキ）を備えることで、発光素子から生じる熱を、外部に放出し易くすることができる。
Ｎｉは、リードの母材である金属板を構成する金属（特に、Ｃｕ）が、メッキの内部に拡散するのを抑制する材料として適している。そのため、リードの下面の縁部に形成されるメッキとして、Ａｇ及びＮｉを含むメッキ（第１メッキ）を形成、詳細には、ＣｕとＡｇの間にＮｉが介在するような積層したメッキ（Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｃｕ／Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ等）とすることで、Ａｇ中へのＣｕの拡散を抑制することができる。また、Ｃｕは酸化し易い。二次基板への実装に用いられる半田は、酸化されたＣｕとは密着性が悪いため、第１メッキを、リードの下面に形成することで、半田付け性（接合性）が良好な領域を形成することができる。
上記のように、リードの下面のメッキを、放熱性に優れたメッキ（第２メッキ）と、半田との接合性に優れたメッキ（第１メッキ）との、２種類のメッキとすることで、放熱性に優れた発光装置を、二次基板への接合性が低下しにくくすることができる。
また、発光素子が載置される側、すなわちリード（金属板）の上面側には、Ｎｉを設けるのが好ましい。これにより、金属板を構成する金属（特に、Ｃｕ）がメッキ内部に拡散しにくく、その上に形成されているＡｇの変質を抑制して、反射率の低下、光沢度の低下等を低減することができる。しかしながら、金属板に比べて熱伝導度が低いため、放熱性を低下させる一因となり得る。そのため、発光素子からの光が照射されない領域に形成されるメッキ、すなわち、金属板の下面に形成されるメッキを、Ｎｉを含まないメッキ（第２メッキ）とすることで、放熱性の低下を低減することができる。
以下、各部材について詳説する。
以下、各部材について詳説する。
＜パッケージ＞
パケージは、リードと、リードを保持する成形樹脂と、を備える。パッケージは、平板状、又は、発光素子が載置可能な凹部が設けられた形状等とすることができる。平板状のパッケージの場合は、その上面にリードの上面が露出されている。凹部を備えたパッケージの場合は、凹部の底面にリードの上面が露出されている。パッケージの下面には、リードの下面が露出されている。
パケージは、リードと、リードを保持する成形樹脂と、を備える。パッケージは、平板状、又は、発光素子が載置可能な凹部が設けられた形状等とすることができる。平板状のパッケージの場合は、その上面にリードの上面が露出されている。凹部を備えたパッケージの場合は、凹部の底面にリードの上面が露出されている。パッケージの下面には、リードの下面が露出されている。
[リード]
リードは、主として発光装置の電極として機能するものであり、少なくとも正極用リードと負極用リードの２つのリードを備える。リードは所定の形状のパターニングされた板状の金属部材であり、母材となる金属板と、その表面に形成されたメッキとを有する。また、リードは、電極としては機能しない部材として、例えば、放熱部材を有していてもよい。
リードは、主として発光装置の電極として機能するものであり、少なくとも正極用リードと負極用リードの２つのリードを備える。リードは所定の形状のパターニングされた板状の金属部材であり、母材となる金属板と、その表面に形成されたメッキとを有する。また、リードは、電極としては機能しない部材として、例えば、放熱部材を有していてもよい。
（金属板）
金属板は、エッチング、プレス、パンチ、ブラスト等の加工方法で所望の形状にパターニングされる。一枚のリードで、複数の発光装置を得ることができるよう、金属板は同じパターンを複数有するように加工される。各パターンは、発光装置として用いられる際に、電極端子として機能する正負一対のリード部や、放熱部材として機能する放熱部などとして機能する部位を含み、更に、各パターンを連結させる連結部やその他の部位などを有する。また、切り欠き、凹部、孔などを有していてもよい。このような加工は、メッキの前、またはメッキの後に行うことができ、好ましくは、メッキの前に行う。
金属板は、エッチング、プレス、パンチ、ブラスト等の加工方法で所望の形状にパターニングされる。一枚のリードで、複数の発光装置を得ることができるよう、金属板は同じパターンを複数有するように加工される。各パターンは、発光装置として用いられる際に、電極端子として機能する正負一対のリード部や、放熱部材として機能する放熱部などとして機能する部位を含み、更に、各パターンを連結させる連結部やその他の部位などを有する。また、切り欠き、凹部、孔などを有していてもよい。このような加工は、メッキの前、またはメッキの後に行うことができ、好ましくは、メッキの前に行う。
金属板の材料としては、例えば、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｗ、Ｃｏ、Ｎｏ、Ｒｈ、Ｒｕの金属又はこれらの合金が挙げられる。これらは単層であってもよいし、積層構造（例えば、クラッド材）であってもよい。主成分としてＣｕを９０％以上含む金属板が好ましい。また、微量含有元素としてＳｉやＰなどの非金属が含まれていてもよい。
金属板の厚みは、例えば、１００〜１０００μｍ程度が好ましく、更に、２００〜５００μｍ程度が好ましい。また、金属板の全てがこの厚みであってもよく、一部が薄くなってもよい。特に、パターニングした際に縁となる部分は、側面の下面側に凹部を備えたような形状、換言すると、側面の上面側に凸部を備えた形状としてもよい。この凸部の厚みは、他の部分（例えば発光素子の直下等）の厚みの１／２〜１／５程度の厚みとすることができる。このような形状とすることで、パッケージとした際に、成形樹脂とリードとの密着性を向上させることができる。また、リードがパッケージの下面に露出するように配置される場合は、このようなリードの縁に設けられた凸部及び凹部により、成形樹脂からリードが脱落するのを防ぐアンカー効果を得られることができる。
（メッキ）
金属板の表面には、メッキが設けられる。金属板の下面には、Ａｇ及びＮｉを含む第１メッキと、Ｎｉを含まない第２メッキと、の構成の異なる２種のメッキが設けられる。第２メッキは、発光素子の載置部の下方（直下）の下面に設けられる。第２メッキは、発光素子の載置部の下方の少なくとも一部に設けられればよく、好ましくは、発光素子の載置部の全領域の下方に設けられる。第１メッキは、金属板の下面の縁部に設けられる。この場合、金属板の下面の少なくとも一部の縁部に第１メッキを設ければよく、さらに、全周の１／２〜１／５程度の領域に亘る縁部に設けられてもよく、全周に設けられていてもよい。尚、発光素子が載置されていないリードは、リードの下面（金属板の下面）に第２メッキは必ずしも必要ではなく、例えば、全面に第１メッキを設けてもよく、また、第１メッキ及び第２メッキと異なる第３メッキを設けてもよく、あるいは、メッキを設けず金属板を露出させてもよい。
金属板の表面には、メッキが設けられる。金属板の下面には、Ａｇ及びＮｉを含む第１メッキと、Ｎｉを含まない第２メッキと、の構成の異なる２種のメッキが設けられる。第２メッキは、発光素子の載置部の下方（直下）の下面に設けられる。第２メッキは、発光素子の載置部の下方の少なくとも一部に設けられればよく、好ましくは、発光素子の載置部の全領域の下方に設けられる。第１メッキは、金属板の下面の縁部に設けられる。この場合、金属板の下面の少なくとも一部の縁部に第１メッキを設ければよく、さらに、全周の１／２〜１／５程度の領域に亘る縁部に設けられてもよく、全周に設けられていてもよい。尚、発光素子が載置されていないリードは、リードの下面（金属板の下面）に第２メッキは必ずしも必要ではなく、例えば、全面に第１メッキを設けてもよく、また、第１メッキ及び第２メッキと異なる第３メッキを設けてもよく、あるいは、メッキを設けず金属板を露出させてもよい。
第１メッキ及び第２メッキをそれぞれメッキする前に、前処理として、リード表面の有機物質を除去するために、脱脂工程を設けるのが好ましい。更に、脱脂工程に次いで、酸処理などによりリードの表面活性化を行うのが好ましい。
本明細書において、メッキを構成する金属元素である「Ｎｉ」「Ａｇ」は、その金属のみからなるメッキを指すものではなく、主成分であることを意味しており、少なくとも７０質量％以上のＮｉ、Ａｇを含む材料を指している。すなわち、３０質量％未満の材料や、不可避不純物等が含まれているものも含むものであり、便宜上、表現を簡素化しているに過ぎない。また、Ｎｉを含まないとは、メッキ膜を形成する際、メッキ材料としてＮｉを意図的に用いない又は添加しないことを意味する。よって、Ｎｉが不純物として含有される可能性を排除するものではない。
（第１メッキ）
Ｎｉとその上のＡｇとを備える第１メッキは、金属板の下面の一部に設けられる。詳細には、金属板の下面のうち、発光素子の載置部の下方の少なくとも一部には第２メッキが設けられているため、第１メッキは、その第２メッキと異なる領域に設けられる。すなわち、第１メッキは、発光素子の載置領域の少なくとも一部を除く、金属板の下面に設けられる。例えば、金属板の下面の縁部に、側面から連続するように設けることができる。
Ｎｉとその上のＡｇとを備える第１メッキは、金属板の下面の一部に設けられる。詳細には、金属板の下面のうち、発光素子の載置部の下方の少なくとも一部には第２メッキが設けられているため、第１メッキは、その第２メッキと異なる領域に設けられる。すなわち、第１メッキは、発光素子の載置領域の少なくとも一部を除く、金属板の下面に設けられる。例えば、金属板の下面の縁部に、側面から連続するように設けることができる。
前述のように、Ｎｉは金属板（Ｃｕ等）の成分がメッキ（Ａｇ）内に拡散するのを抑制するほか、各メッキの密着性を向上させることができる。そのため、Ｎｉを含み、Ａｇを密着性よく形成した第１メッキを、金属板の下面の一部（特に縁部）に設けておくことで、Ｃｕの拡散が抑制された状態のＡｇメッキが最表面に位置させることができ、半田との接合性を良好なものとすることができる。
第１メッキは、Ｎｉ、Ａｇに加え、それ以外の材料を積層させた構造とすることができる。このような材料としては、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ等が挙げられる。積層構造としては、例えば、Ｎｉ／Ａｇ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｇ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ／Ａｇ、Ｎｉ／Ｐｔ／Ａｇ、Ｎｉ／Ａｕ／Ａｇ、Ｃｕ／Ｎｉ／Ｐｄ等が挙げられ、なかでもＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ／Ａｇ、Ｎｉ／Ａｕ／Ａｇが好ましい。
また、第１メッキは、金属板の上面及び側面に設けられていてもよい。例えば、パターニングされた金属板の下面の一部（発光素子の載置領域の下方）をマスク（例えば保護テープによるマスク、レジストマスク）で覆い、メッキ浴に浸漬してＮｉメッキを形成し、その後、マスクを除去してＡｇメッキを形成することで、金属板の上面及び側面に連続する第１メッキが形成される。このように形成される場合、Ａｇメッキは、第１メッキと第２メッキの両方を構成するメッキとして一体的に形成される。下地としてＮｉメッキを部分メッキすることでこのような構成とすることができる。尚、第１メッキと第２メッキとは、このように一部のメッキを共有するようにしてもよく、また、全くことなる構成としてもよい。
第１メッキが、金属板の下面、側面及び上面まで連続して一体的に形成されることで、金属板の下面のみに第１メッキが形成される場合に比して、第１メッキ中の卑金属の腐食を抑制することができる。
金属板の側面の上面側に凸部を備える場合、その凸部の側面、及び下面にも第１メッキが形成されることが好ましい。また、金属板の側面の凸部の下にある凹部の側面にも第１メッキが形成されることが好ましい。
また、リードは、発光装置の側面に露出されている部分を備えている。例えば、発光装置の集合体を切断することで個片化された発光装置とする場合、発光装置の側面は切断面からなる。つまり、成形樹脂の切断面とリードの切断面とで、発光装置の側面が形成される。メッキは、成形樹脂を形成する前、すなわちリードフレームの状態で形成されるため、個片化することで現れるリードの側面（発光装置の側面に露出された側面）はメッキで覆われていない。メッキは、側面において、金属板の周囲を囲むように形成されている。ここで露出されているメッキは、第１メッキであり、Ｎｉを含んでいる。Ｎｉは金属板のＣｕよりも硬いため、切断部分にＮｉを含むメッキを備えることで、Ｃｕのバリが出にくい。
また、メッキ工程において、保護テープによるマスクや、レジストマスクではなく、マスク用のベルトを用いる場合、金属板の下面のうち、パターニングされた部分のエッジ部に当接されるベルトが、隙間なく当接されないため、金属板とベルトとの間にも第１メッキが形成される。これにより、Ｎｉメッキが、金属板の下面において、厚みが異なるように形成される。この場合、金属板２の下面の端から離れるにしたがって厚みが薄くなるように形成される。
（第２メッキ）
金属板の下面のうち、発光素子の載置領域の下方には、Ｎｉを含まない第２メッキを有する。第２メッキは、発光素子の載置領域の少なくとも一部の下方に設けられればよく、好ましくは、発光素子の載置領域の１／２以上、さらに好ましくは載置領域の全面の下方に設ける。また、金属板の下面の一部には、第１メッキが設けられており、その第１メッキと接するように設けるのが好ましい。
金属板の下面のうち、発光素子の載置領域の下方には、Ｎｉを含まない第２メッキを有する。第２メッキは、発光素子の載置領域の少なくとも一部の下方に設けられればよく、好ましくは、発光素子の載置領域の１／２以上、さらに好ましくは載置領域の全面の下方に設ける。また、金属板の下面の一部には、第１メッキが設けられており、その第１メッキと接するように設けるのが好ましい。
第２メッキは、第１メッキを構成する一部のメッキと同時に形成するのができる。例えば、金属板の上面にＮｉメッキを形成する際に、金属板の下面の、発光素子の載置領域の下方に相当する位置をマスクしてメッキを行い、Ｎｉ以外のメッキを、マスクをせずに金属板の全表面にメッキすることで、第１メッキの一部のメッキ（Ｎｉ以外のメッキ）と第２メッキとを同じ工程形成することがきる。このような方法によると、Ｎｉ以外のメッキは、金属板の上面から下面にかけて連続して設けられる構造となる。
第２メッキとしては、例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｒｈ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ等が挙げられる。これらは、単独で用いることができ、また、第１メッキと同様に、第２メッキも下地層などを備えた積層構造とすることができる。積層構造としては、例えば、Ａｕ／Ａｇが挙げられる。
また、成形樹脂を形成した後にメッキ（第３メッキ）を有していてもよい。第３メッキとしては、例えば、Ｐｂ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂｉ等を含むメッキ（半田メッキ）などを形成してもよい。このように成形後にメッキを形成するとリードの下面は成型樹脂の下面よりも突出した形状となり、二次実装時に安定した接合強度を保つことができる。また、成形後に形成させるため、必要部分にのみメッキを形成することができ、部材を削減することができる。
第１メッキ、第２メッキは、それぞれ総膜厚は、１〜１０μｍ程度が好ましく、更に、１．５〜６μｍが好ましい。各メッキの厚みは、目的や用途に応じて適宜選択することができる。例えば、Ｎｉは０．１〜５μｍ、好ましくは０．５〜５μｍ程度、Ａｇは１〜５μｍ程度などが挙げられる。Ｐｄは０．００５〜０．０５μｍ程度、Ａｕは０．００１〜０．５μｍ程度などが挙げられる。第３メッキが形成される場合、第３メッキは、１〜２０μｍ程度が好ましく、更に１〜１０μｍ程度が好ましい。
[成形樹脂]
成形樹脂は、発光装置とした際に、少なくとも２つのリードを一体的に保持する保持部材として機能し、さらに、光反射性や遮光性など、光学特性を制御する部材として機能する。成形樹脂は、一対のリードの間に設けられ、正負用のリードが互いに接触しないようにする絶縁部材としても機能する。
成形樹脂は、発光装置とした際に、少なくとも２つのリードを一体的に保持する保持部材として機能し、さらに、光反射性や遮光性など、光学特性を制御する部材として機能する。成形樹脂は、一対のリードの間に設けられ、正負用のリードが互いに接触しないようにする絶縁部材としても機能する。
リードは、その下面が、パッケージの下面から露出するように配置するのが好ましい。また、リードの上面は、発光素子が載置される素子載置領域と、ワイヤを用いる場合はワイヤが接続されるワイヤ接続領域と、を備えており、これらは、成形樹脂から露出されるように配置される。
成形樹脂に用いられる樹脂材料としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などの樹脂が挙げられる。具体的には、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂組成物、変成エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、変成シリコーン樹脂組成物、シリコーン変成エポキシ樹脂、エポキシ変成シリコーン樹脂組成物、ポリイミド樹脂組成物、変成ポリイミド樹脂組成物、不飽和ポリエステル、ジアリルフタレート等の樹脂が挙げられ、熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ＡＢＳ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ＰＢＴ樹脂等の樹脂が挙げられ、これらの中から少なくとも１つを含む樹脂とすることができる。特に、熱硬化性樹脂が好ましい。なかでも、発光装置とする場合、成形樹脂は、発光素子からの光に対する反射率が６０％以上であるものが好ましく、より好ましくは７０％、８０％又は９０％以上であるものが好ましい。
また、成形樹脂には、酸化チタン、二酸化ケイ素、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化ホウ素、ムライトなどの光反射材が含有されていてもよい。これにより、発光素子からの光を効率よく反射させることができる。また、カーボンブラック等の黒色材料が含有されてもよい。光反射材又は黒色材料は、樹脂成形法や樹脂流動性などの成形条件によって、また反射率や機械強度などの特性等によって適宜調整することができる。例えば、酸化チタンを用いる場合は、成形樹脂の全重量に対して、１０〜６０重量％、さらに１５〜５０重量％含有させることが好ましい。
＜発光素子＞
発光素子は、素子基板上に積層された、発光層を含む半導体層から構成される。あるいは、素子基板上に発光層を含む半導体層を積層した後に基板を除去することにより得られる半導体層から構成されていてもよい。
発光素子は、素子基板上に積層された、発光層を含む半導体層から構成される。あるいは、素子基板上に発光層を含む半導体層を積層した後に基板を除去することにより得られる半導体層から構成されていてもよい。
素子基板としては、特に限定されるものではなく、例えば、窒化物半導体層を成長させるために通常用いられるものが挙げられる。なかでも、透光性の基板が好ましい。ここでの透過性とは、発光素子から出射される光の６０％、６５％、７０％又は８０％程度以上を透過し得る性質を指す。素子基板としては、サファイア、スピネル、ＮＧＯ、ＬｉＡｌＯ2、ＬｉＧａＯ3、ＧａＮ等が挙げられる。なかでも、酸化物からなる素子基板が好ましく、ウルツ鉱型結晶からなる素子基板がより好ましく、特にサファイアがさらに好ましい。
素子基板上に積層される半導体層は、少なくとも発光構造を有するものが好ましい。具体的には、半導体層は、例えば、基板上に、任意にバッファ層等の１層又は複数層を介して、第１半導体層（ｎ型又はｐ型半導体層）、発光層及び第２半導体層（ｐ型又はｎ型半導体層）がこの順に積層されて構成されるものが挙げられる。
半導体層は、第２半導体層側から厚み方向に一領域が除去され、つまり、部分的に除去され、そこから第１半導体層が露出しており、この露出した領域以外の第１半導体層の他の領域上に、発光層および第２半導体層が順に積層されて構成されている。
半導体層を構成する第１半導体層、発光層及び第２半導体層としては、特に限定されるものではなく、例えば、ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）等の窒化物系化合物半導体が好適に用いられる。これらの窒化物半導体層は、それぞれ単層構造でもよいが、組成及び膜厚等の異なる層の積層構造、超格子構造等であってもよい。特に、発光層は、量子効果が生ずる薄膜を積層した単一量子井戸又は多重量子井戸構造であることが好ましい。
半導体層を構成する第１半導体層、発光層及び第２半導体層としては、特に限定されるものではなく、例えば、ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）等の窒化物系化合物半導体が好適に用いられる。これらの窒化物半導体層は、それぞれ単層構造でもよいが、組成及び膜厚等の異なる層の積層構造、超格子構造等であってもよい。特に、発光層は、量子効果が生ずる薄膜を積層した単一量子井戸又は多重量子井戸構造であることが好ましい。
発光素子が有する一対の電極は、半導体層の同一面側に配置されている。これらの一対の電極は、上述した第１半導体層及び第２半導体層と、それぞれ、電流−電圧特性が直線又は略直線となるようなオーミック接続されるものであれば、単層構造でもよいし、積層構造でもよい。このような電極は、当該分野で公知の材料及び構成で、任意の厚みで形成することができる。例えば、十数μｍ〜３００μｍが好ましい。
特に、発光素子の一対の電極がそれぞれ接合部材を介してリードと電気的に接続される場合には、一対の電極の最も半導体層側の層として、反射層（めっき膜、ＤＢＲ膜）を配置することが好ましい。
また、発光素子として、あらかじめ蛍光体層を形成した白色発光素子、発光素子の側面を樹脂又は金属などの反射層で被覆して上面に蛍光体層を形成した白色発光素子を用いてもよい。さらに、発光素子から実装面に配置される電極の厚みを厚くして、その周囲に樹脂（白色樹脂）などの応力緩和層を備えた発光素子を用いることもできる。
＜接合部材＞
発光素子の一対の電極は、接合部材を介して、又はワイヤを介してリードと電気的に接続されている。
発光素子の一対の電極は、接合部材を介して、又はワイヤを介してリードと電気的に接続されている。
接合部材としては、例えば、絶縁性接合部材又は導電性接合部材を用いることができる。絶縁性接合部材としては、樹脂が挙げられ、透明樹脂、もしくは白色樹脂などが挙げられる。導電性接合部材としては、共晶材料又ははんだが挙げられる。好ましい共晶材料としては、ＡｕとＳｎを主成分とする合金、ＡｕとＳｉとを主成分とする合金、ＡｕとＧｅとを主成分とする合金などが挙げられる。はんだとしては、ＡｇとＣｕとＳｎとを主成分とする合金、ＣｕとＳｎとを主成分とする合金、ＢｉとＳｎとを主成分とする合金などが挙げられる。これらの中でもＡｕ−Ｓｎの共晶合金が好ましい。Ａｕ−Ｓｎの共晶合金を用いると、発光素子の電極に対する熱圧着による劣化を低減させることができ、リードに対して強固に接合させることができる。
＜封止部材＞
封止部材は、発光素子、保護素子、ワイヤなど、パッケージに実装される電子部品を、塵芥、水分、外力などから保護する部材である。封止部材の材料としては、発光素子からの光を透過可能な透光性を有し、且つ、それらによって劣化しにくい耐光性を有するものが好ましい。具体的な材料としては、シリコーン樹脂組成物、変性シリコーン樹脂組成物、エポキシ樹脂組成物、変性エポキシ樹脂組成物、アクリル樹脂組成物等の、発光素子からの光を透過可能な透光性を有する絶縁樹脂組成物を挙げることができる。また、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂及びこれらの樹脂を少なくとも１種以上含むハイブリッド樹脂等も用いることができる。さらにまた、これらの有機物に限られず、ガラス、シリカゾル等の無機物も用いることができる。このような材料に加え、所望に応じて着色剤、光拡散剤、光反射材、各種フィラー、波長変換部材（蛍光部材）などを含有させることもできる。封止部材の充填量は、上記電子部品が被覆される量であればよい。
封止部材は、発光素子、保護素子、ワイヤなど、パッケージに実装される電子部品を、塵芥、水分、外力などから保護する部材である。封止部材の材料としては、発光素子からの光を透過可能な透光性を有し、且つ、それらによって劣化しにくい耐光性を有するものが好ましい。具体的な材料としては、シリコーン樹脂組成物、変性シリコーン樹脂組成物、エポキシ樹脂組成物、変性エポキシ樹脂組成物、アクリル樹脂組成物等の、発光素子からの光を透過可能な透光性を有する絶縁樹脂組成物を挙げることができる。また、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂及びこれらの樹脂を少なくとも１種以上含むハイブリッド樹脂等も用いることができる。さらにまた、これらの有機物に限られず、ガラス、シリカゾル等の無機物も用いることができる。このような材料に加え、所望に応じて着色剤、光拡散剤、光反射材、各種フィラー、波長変換部材（蛍光部材）などを含有させることもできる。封止部材の充填量は、上記電子部品が被覆される量であればよい。
封止部材の外表面の形状は、配光特性などに応じて種々選択することができる。例えば、上面を凸状レンズ形状、凹状レンズ形状、フレネルレンズ形状などとすることで、指向特性を調整することができる。また、封止部材に加えて、レンズ部材を設けてもよい。さらに、蛍光体入り成形体（例えば蛍光体入り板状成形体、蛍光体入りドーム状成形体等）を用いる場合には、封止部材として蛍光体入り成形体への密着性に優れた材料を選択することが好ましい。蛍光体入り成形体としては、樹脂組成物の他、ガラス等の無機物を用いることが出来る。
蛍光体としては、例えば、酸化物系、硫化物系、窒化物系の蛍光体などが挙げられる。例えば、発光素子として青色発光する窒化ガリウム系発光素子を用いる場合、青色光を吸収して黄色〜緑色系発光するＹＡＧ系、ＬＡＧ系、緑色発光するＳｉＡｌＯＮ系（βサイアロン）、赤色発光するＳＣＡＳＮ、ＣＡＳＮ系、ＫＳＦ系蛍光体（Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ）、硫化物系蛍光体等の蛍光体の単独又は組み合わせが挙げられる。
なお、発光装置には、ツェナーダイオード、ブリッジダイオードなどの保護素子等を有してもよい。
（実施形態１）
図１Ａは、実施形態１にかかる発光装置１００を示す断面図であり、図１Ｂは、リード１２の一部拡大図である。また、図１Ｃは図１Ａの発光装置１００の斜視図であり、図１Ｄは図１ＣのＸの拡大図である。発光装置１００は、凹部を備えたパッケージ１０と、パッケージ１０の凹部の底面に実装された発光素子１４０と、発光素子１４０を覆うよう、凹部に充填された封止部材１２０と、を含む。発光素子１４０は、ワイヤ１６０を介してリード１２と電気的に接続されている。パッケージ１０は、正負一対の電極となる２つのリード１２と、リードを保持し、底面と側壁とを備えた成形樹脂１４と、を備える。リード１２は、上面の一部が凹部の底面で露出されており、下面は略全面が露出して発光装置１００の下面となるように配置されている。リードは、図１Ｃに示すように、発光装置１００の側面に露出している露出部１２ａを備えている。
図１Ａは、実施形態１にかかる発光装置１００を示す断面図であり、図１Ｂは、リード１２の一部拡大図である。また、図１Ｃは図１Ａの発光装置１００の斜視図であり、図１Ｄは図１ＣのＸの拡大図である。発光装置１００は、凹部を備えたパッケージ１０と、パッケージ１０の凹部の底面に実装された発光素子１４０と、発光素子１４０を覆うよう、凹部に充填された封止部材１２０と、を含む。発光素子１４０は、ワイヤ１６０を介してリード１２と電気的に接続されている。パッケージ１０は、正負一対の電極となる２つのリード１２と、リードを保持し、底面と側壁とを備えた成形樹脂１４と、を備える。リード１２は、上面の一部が凹部の底面で露出されており、下面は略全面が露出して発光装置１００の下面となるように配置されている。リードは、図１Ｃに示すように、発光装置１００の側面に露出している露出部１２ａを備えている。
リード１２は、母材である金属板（Ｃｕ）２と、金属板２の表面に形成されたメッキ４と、を備える。金属板の下面は、Ｎｉ４１とＡｇ４２とが積層された第１メッキ４Ａと、Ｎｉを含まない第２メッキ４Ｂと、が設けられる。Ｎｉ４１は、金属板２の下面において、略均一な厚みで設けられている。これは、金属板２の下面に保護テープによるマスクを設けてＮｉをメッキすることによって得ることができる。
第２メッキ４Ｂは、第１メッキ４Ａ中のＡｇ４２と一体的に設けられている。金属板２の下面において、第１メッキ４Ａと第２メッキ４Ｂとは、その表面が面一になるように形成されている。さらに、第１メッキ４Ａと第２メッキ４Ｂと、成形樹脂１４とが、発光装置の下面において略面一となるように形成されている。
金属板２の上面は、金属板２の下面に設けられる第１メッキ４Ａと同じ構成のメッキがその全面に設けられる。
図１Ｄに示すように、発光装置１００の側面に露出されているリードの露出部１２ａは、第１メッキ４Ａ及び第２メッキ４Ｂが金属板２の周囲を囲むように形成されている。
図１Ｄに示すように、発光装置１００の側面に露出されているリードの露出部１２ａは、第１メッキ４Ａ及び第２メッキ４Ｂが金属板２の周囲を囲むように形成されている。
このような構成することで、発光素子からの熱を外部に放出しやすくすることができる。また、半田との接合性の低下を抑制することができる。また、露出されているリードの切断部分にＮｉを含むメッキを備えることで、金属板２のバリの発生を防止することができる。
（実施形態２）
図２は、リード１２の一部拡大図である。実施形態２は、金属板２の下面に設けられる第１メッキ４Ａのうち、Ｎｉ４１の厚みが、均一な厚みではなく、異なる厚みである。詳細には、金属板２の下面の端から離れるにしたがって厚みが薄くなるように設けられている点が実施形態１と異なる。これは、金属板２の下面に、マスク用のベルトを当接させてＮｉをメッキすることで得ることができる。
図２は、リード１２の一部拡大図である。実施形態２は、金属板２の下面に設けられる第１メッキ４Ａのうち、Ｎｉ４１の厚みが、均一な厚みではなく、異なる厚みである。詳細には、金属板２の下面の端から離れるにしたがって厚みが薄くなるように設けられている点が実施形態１と異なる。これは、金属板２の下面に、マスク用のベルトを当接させてＮｉをメッキすることで得ることができる。
（実施形態３）
図３Ａは、実施形態３に係る発光装置２００の断面図であり、図３Ｂは、リード１２の一部拡大図である。図３Ｃは、発光装置２００の下面図である。実施形態３は、金属板２の下面に設けられる第２メッキ４ＢであるＡｇ４２の厚みが、第１メッキ４Ａ中のＡｇ４２と同じ厚みで形成されている。第１メッキ４Ａは、Ａｇ４２の下地層としてＮｉ４１が形成されており、その上にＡｇ４２が形成されているが、この第１メッキ４Ａ中のＡｇ４２と同時に第２メッキ４ＢのＡｇ４２を形成している。このようにすることで、金属板２の下面において、第１メッキ４Ａの表面と第２メッキ４Ｂの表面とが、異なる高さとなるように設けられる。すなわち、第１メッキ４Ａの方が、第２メッキ４Ｂよりも突出するように形成される。図３Ｃに示すように、発光装置２００の下面に露出されるリード１２は、成形樹脂１４と接する部分（外周）に第１メッキ４Ａが形成され、その第１メッキ４Ａに囲まれた領域に第２メッキ４Ｂが形成される。尚、発光装置の下面において、第１メッキ４Ａの幅は、１μｍ〜１００μｍ程度であり、５μｍ〜７５μｍ程度が好ましく、１０μｍ〜５０μｍ程度又は２０μｍ〜５０μｍ程度がより好ましい。第１メッキ４Ａの幅は、図示するような直線状のほか、一部が幅広、又は幅狭であるなど、一定しない幅であってもよく、その場合、平均の幅が上記範囲とすることができる。
図３Ａは、実施形態３に係る発光装置２００の断面図であり、図３Ｂは、リード１２の一部拡大図である。図３Ｃは、発光装置２００の下面図である。実施形態３は、金属板２の下面に設けられる第２メッキ４ＢであるＡｇ４２の厚みが、第１メッキ４Ａ中のＡｇ４２と同じ厚みで形成されている。第１メッキ４Ａは、Ａｇ４２の下地層としてＮｉ４１が形成されており、その上にＡｇ４２が形成されているが、この第１メッキ４Ａ中のＡｇ４２と同時に第２メッキ４ＢのＡｇ４２を形成している。このようにすることで、金属板２の下面において、第１メッキ４Ａの表面と第２メッキ４Ｂの表面とが、異なる高さとなるように設けられる。すなわち、第１メッキ４Ａの方が、第２メッキ４Ｂよりも突出するように形成される。図３Ｃに示すように、発光装置２００の下面に露出されるリード１２は、成形樹脂１４と接する部分（外周）に第１メッキ４Ａが形成され、その第１メッキ４Ａに囲まれた領域に第２メッキ４Ｂが形成される。尚、発光装置の下面において、第１メッキ４Ａの幅は、１μｍ〜１００μｍ程度であり、５μｍ〜７５μｍ程度が好ましく、１０μｍ〜５０μｍ程度又は２０μｍ〜５０μｍ程度がより好ましい。第１メッキ４Ａの幅は、図示するような直線状のほか、一部が幅広、又は幅狭であるなど、一定しない幅であってもよく、その場合、平均の幅が上記範囲とすることができる。
このように、リード１２の下面に高低差のあるメッキを設けることで、半田との接合性を良好なものとすることができる。すなわち、第２メッキ４Ｂよりも第１メッキ４Ａが突出しており、この第１メッキ４Ａが、樹脂成形体と略面一になるように設けられる。そして、第２メッキ４Ｂの表面はこれらよりも低い面として形成される。このような発光装置２００を二次基板に実装すると、第２メッキ４Ｂと二次基板との間の半田接合面積が増える。これにより、発光装置と二次基板との接合性を向上させることができる。
（実施形態４）
図４は、リード１２の一部拡大図である。実施形態４は、金属板２の下面に設けられる第１メッキ４Ａのうち、Ｎｉ４１の厚みが、均一な厚みではなく、異なる厚みである。詳細には、金属板２の下面の端から離れるにしたがって厚みが薄くなるように設けられている点は実施形態２と同じである。そしてさらに、金属板２の下面に設けられる第２メッキ４ＢであるＡｇ４２の厚みが、第１メッキ４Ａ中のＡｇ４２と同じ厚みで形成されている。第１メッキ４Ａは、Ａｇ４２の下地層としてＮｉ４１が形成されており、その上にＡｇ４２が形成されているが、この第１メッキ４Ａ中のＡｇ４２と同時に第２メッキ４ＢのＡｇ４２を形成している。このようにすることで、金属板２の下面において、第１メッキ４Ａの表面と第２メッキ４Ｂの表面とが、異なる高さとなるように設けられる。すなわち、第１メッキ４Ａの方が、第２メッキ４Ｂよりも突出するように形成される。
図４は、リード１２の一部拡大図である。実施形態４は、金属板２の下面に設けられる第１メッキ４Ａのうち、Ｎｉ４１の厚みが、均一な厚みではなく、異なる厚みである。詳細には、金属板２の下面の端から離れるにしたがって厚みが薄くなるように設けられている点は実施形態２と同じである。そしてさらに、金属板２の下面に設けられる第２メッキ４ＢであるＡｇ４２の厚みが、第１メッキ４Ａ中のＡｇ４２と同じ厚みで形成されている。第１メッキ４Ａは、Ａｇ４２の下地層としてＮｉ４１が形成されており、その上にＡｇ４２が形成されているが、この第１メッキ４Ａ中のＡｇ４２と同時に第２メッキ４ＢのＡｇ４２を形成している。このようにすることで、金属板２の下面において、第１メッキ４Ａの表面と第２メッキ４Ｂの表面とが、異なる高さとなるように設けられる。すなわち、第１メッキ４Ａの方が、第２メッキ４Ｂよりも突出するように形成される。
本開示に係るリード、パッケージ、発光装置は、照明用光源、各種インジケーター用光源、車載用光源、ディスプレイ用光源、液晶のバックライト用光源、センサー用光源、信号機等、種々の発光装置に使用することができる。また、所謂サイドビュー型の発光装置など、リードを用いる全ての発光装置に適用可能である。
１００ 発光装置
１０ パッケージ
１２ リード
１２ａ 露出部
２ 金属板
４ メッキ
４Ａ 第１メッキ
４Ｂ 第２メッキ
４１ Ｎｉ
４２ Ａｇ
１４ 成形樹脂
１２０ 封止部材
１４０ 発光素子
１６０ ワイヤ
１０ パッケージ
１２ リード
１２ａ 露出部
２ 金属板
４ メッキ
４Ａ 第１メッキ
４Ｂ 第２メッキ
４１ Ｎｉ
４２ Ａｇ
１４ 成形樹脂
１２０ 封止部材
１４０ 発光素子
１６０ ワイヤ
Claims (11)
- 上面及び下面を有するリードと、前記リードの下面が外部に露出するよう保持する成形樹脂と、を備えたパッケージと、
前記リードの上面の載置部に載置された発光素子と、
前記発光素子を封止する封止部材と、を備えた発光装置であって、
前記リードは、Ｃｕを主成分とする金属板と、該金属板の表面に設けられるメッキと、
を有し、
前記リードの下面のメッキは、前記金属板の縁部に形成されるＡｇ及びＮｉを含む第１メッキと、前記発光素子の載置部の下方の少なくとも一部に形成されるＮｉを含まず、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｒｈ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ及びＲｕからなる群から選択される第２メッキとを備え、前記第１メッキは、前記載置部の下方の少なくとも一部を除く前記金属板の下面に配置されていることを特徴とする発光装置。 - 前記第１メッキは、ＮｉとＡｇとの間にＰｄを有する請求項１記載の発光装置。
- 前記第２メッキは、Ａｇを含む請求項１又は請求項２記載の発光装置。
- 前記第１メッキは、前記第２メッキよりも突出している請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記リードの下面において、前記第１メッキの表面と前記第２メッキの表面が略面一である請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第２メッキは、前記発光素子の載置領域の全面の下方に設けられる請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第１メッキは、前記金属板の下面の縁部に設けられている請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第１メッキは、さらに前記金属板の上面及び側面に設けられている請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第１メッキは、前記金属板の下面、側面及び上面まで連続して一体的に形成されている請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第１メッキのＮｉメッキ層は、前記リードの下面において厚みが異なる請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第１メッキの最外表面及び前記第２メッキの最外表面は同じ元素のメッキである請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の発光装置。
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