JP7227474B2 - 樹脂パッケージ及び発光装置 - Google Patents
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Description
(1)第1リード及び第2リードと、
該第1リード及び第2リードを保持する光反射性の樹脂部材と、を備え、
前記第1リードは、第1部と、第2部と、前記第1部と前記第2部の間に位置し第1方向に延伸して前記第1部と前記第2部とを連結し、前記第1方向に直交する第2方向において前記第1部及び前記第2部よりも幅狭の連結部とを有し、
前記第1部は、該第1部から前記第2部に向かって延伸する第1延伸部と、前記第1延伸部上に規定された第1素子載置領域とを有し、
前記第2部は、該第2部から前記第1部に向かって延伸し、前記樹脂部材を介して前記第1延伸部と対向する第2延伸部と、前記第2延伸部上に規定された第2素子載置領域とを有し、
前記第1素子載置領域及び前記第2素子載置領域に隣接する前記第1部及び前記第2部のそれぞれの上面は凹部を有し、
前記凹部内に前記樹脂部材が配置されている樹脂パッケージ。
(2)上述した樹脂パッケージ及び、
前記第1素子載置領域上に第1発光素子が配置され、前記第2素子載置領域上に第2発光素子が配置された発光装置。
さらに以下は、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、本発明を以下に限定するものではない。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、例示することを意図したものである。各図面が示す部材の大きさ及び位置関係等は、理解を容易にする等のために誇張している場合がある。
図1A~1Fに示すように、本発明の一実施形態の樹脂パッケージ13は、第1リード11及び第2リード12と、第1リード11及び第2リード12を保持する樹脂部材14とを備えている。
第1リード11は、第1部11Aと、第2部11Bと、第1部と第2部の間に位置し、第1方向に延伸して第1部11Aと第2部11Bとを連結する連結部11Cとを有する。連結部11Cは、第1方向に直交する第2方向において第1部及び第2部よりも幅狭である。第1部11Aは、第1部11Aの本体部と、第1部11Aの本体部から第2部11Bに向かって延伸する第1延伸部11Dと、第1延伸部11D上に規定された第1素子載置領域11a1とを有する。第1部11Aの本体部とは、第1部11Aから第1延伸部11D及び後述する延長部Sを除いた部位のことを指す。また、第1部11Aの本体部は、第2方向において第1延伸部11Dよりも幅広である。第2部11Bは、第2部11Bの本体部と、第2部11Bの本体部から第1部11Aに向かって延伸し、樹脂部材14を介して第1延伸部11Dと対向する第2延伸部11Eと、第2延伸部11E上に規定された第2素子載置領域11a2とを有する。第2部11Bの本体部とは、第2部11Bから第2延伸部11E及び延長部Sを除いた部位のことを指す。また、第2部11Bの本体部は、第2方向において第2延伸部11Eよりも幅広である。
樹脂部材14は、第1リード11と第2リード12の間隙に位置して第1リード11と第2リード12を保持する。第1素子載置領域11a1及び第2素子載置領域11a2に隣接する第1部11A及び第2部11Bのそれぞれの上面は、凹部11xを有し、凹部11x内に樹脂部材14が配置されている。また、樹脂部材は光反射性を有している。
さらに、第2方向において第1部及び第2部よりも幅狭の連結部を備えることにより、第2方向において第1部及び/又は第2部よりも幅広の連結部を備える場合よりも、樹脂部材14と第1リード11とが接する面積を大きくしやすくなる。これにより、第1リード11と樹脂部材14との密着性が向上する。また、第1リード11及び第2リード12は、一般に樹脂部材14よりも強度が高い。このため、第1部11Aと第2部11Bとの間に連結部11Cが位置することにより、第1リードが連結部を備えていない場合よりも、樹脂パッケージの強度を向上させることができる。
第1リード11及び第2リード12は、発光素子の一対の電極と電気的に接続して発光素子に通電するための部材である。第1リード11及び第2リード12は、通常、板状の金属板を打ち抜き等の加工によって形成される。図1Eに示すように、第1リード11と第2リード12は、離れて配置されている。第1リードは、第1リードの基部から樹脂パッケージの外側面に向かって延伸する延長部Sを備える。また、第2リードは、第2リードの基部から樹脂パッケージの外側面に向かって延伸する延長部Sを備える。
第1部11Aは、第2部11Bよりも体積が大きいことが好ましい。これにより、第1部11A上に配置される発光素子からの熱を第1部11Aに伝導させやすくなる。第1部11A上に位置する素子載置領域の面積が、第2部11B上位置する素子載置領域の面積よりも大きい場合には、第1部11Aの体積が、第2部11Bの体積よりも大きいことが好ましい。これにより、素子載置領域の面積が大きい第1部11Aの放熱性を向上させることができる。例えば、第1部11Aの平面積は、第2部11Bの平面積の1.5倍以上10倍以下とすることができる。
例えば、図1A及び図1Eに示すように、第1素子載置領域11a1を取り囲むように、第3素子載置領域11a3、第4素子載置領域11a4及び第5素子載置領域11a5が配置されていることが好ましい。第3素子載置領域11a3、第4素子載置領域11a4及び第5素子載置領域11a5は平面形状が同じであることが好ましい。これにより、第3素子載置領域11a3、第4素子載置領域11a4及び第5素子載置領域11a5上にそれぞれ同形状の発光素子を載置しやすくなり、製造が容易になる。本明細書において、平面形状が同じとは±2%以内の寸法誤差は許容されるものとする。
また、第1素子載置領域11a1と第2素子載置領域11a2との最小距離は、第1素子載置領域11a1と第3素子載置領域11a3、第4素子載置領域11a4及び/又は第5素子載置領域11a5との最小距離の0.8倍以上1.2倍以下であることが好ましい。これにより、各素子載置領域間の凹部11xに樹脂部材14を形成しやすくなるとともに、輝度ムラを抑制することができる。
図1Eに示すように、第1素子載置領域11a1に隣接する凹部11xと、第1部11Aと第2部11Bとの間隙とが繋がっていることが好ましい。これにより、凹部11x内に形成された樹脂部材と、第1部11Aと第2部11Bの間隙に形成された樹脂部材とが繋がって一体化された樹脂部材を形成することができる。その結果、第1リード11と樹脂部材14との密着性を向上させることができる。第1素子載置領域11a1に隣接する凹部11xと、第1リード11と第2リード12との間隙とが繋がっていることが好ましい。第2素子載置領域11a2に隣接する凹部11xと、第1部11Aと第2部11Bとの間隙とが繋がっていることが好ましい。第2素子載置領域11a2に隣接する凹部11xと、第1リード11と第2リード12との間隙の間隙が繋がっていることが好ましい。第3素子載置領域11a3、第4素子載置領域11a4及び/又は第5素子載置領域11a5に隣接する凹部11xと、第1リード11と第2リードの間隙とが繋がっていることが好ましい。
凹部11xは、第2リード12の上面に配置されていてもよく、配置されていなくてもよい。第2リード12の上面に凹部11xが配置されることで、第2リード12と樹脂部材14との密着性が向上するため、好ましい。
連結部11Cは、第1部11Aと第2部11Bとの端部同士を連結している。平面視において、第1部11A、連結部11C及び第2部11Bは、第1方向においてこの順に配置している。また、図1Eに示すように、第2方向における第1部11Aの本体部の最大長さが、第1方向における第1部11Aの本体部の最大長さよりも長くてもよい。また、第2方向における第2部11Bの本体部の最大長さが、第1方向における第2部11Bの本体部の最大長さよりも長くてもよい。
第1方向において、連結部11Cの最大長さは、例えば、第1部11Aの長さの0.15倍以上0.5倍以下とすることができる。また、第2方向において、連結部11Cの最大長さは、例えば、第1部11Aの長さの0.15倍以上0.5倍以下とすることができる。
樹脂部材14は、第1リード11及び第2リード12を保持する部材であり、第1リード11と第2リード12の間隙及び素子載置領域に隣接する凹部内に配置される。樹脂部材14は、凹部11x内の一部に配置されていてもよく、全てに配置されていてもよい。樹脂部材14は、凹部11x内の全てに配置されていることが好ましい。これにより、第1リードと樹脂部材の密着性が向上する。凹部11x内に位置する樹脂部材の上面は、素子載置領域が位置する第1リードの上面と面一であることが好ましい。これにより、平面視において素子載置領域の面積が小さくなることを抑制し、かつ第1リードと樹脂部材の密着性が向上する。本明細書において面一とは、±10μm以内の変動は許容されるものとする。
また、樹脂パッケージ13は、上面に開口14Aを有しており、開口14Aの底面において第1リード11及び第2リード12を露出する形状を有することが好ましい。開口14Aは、上面視において、四角形、他の多角形、楕円形、円形等又はこれらに近い形状等であってもよく、開口の上面側と底面側で異なる形状を有するものでもよい。例えば、図1Aにおいては、開口14Aは、上面側では円形であり、底面側では略矩形としている。樹脂パッケージ13を用いた発光装置と半球形状を有する光学レンズと組み合わせて使用する場合には、開口14Aの上面側を円形にすることが好ましい。開口14Aの上面側を円形にすることで、発光装置から出射される光も円形に近くなるため、光学レンズによって集光しやすくなる。また、開口14Aの底面側を略矩形とすることで開口14Aの底面側の面積を大きくしやすくなる。これにより、開口14Aの底面に複数の発光素子を載置しやすくなる。本明細書において、略矩形とは、一方の対向する2辺が平行であり、他方の対向する2辺が平行であればよく、角に丸みを帯びた形状及び角が切り欠かれた形状も含む。
本発明の一実施形態の発光装置10は、図4Aから4Dに示すように、樹脂パッケージ13と、複数の発光素子21、22、23、24、25を備える。第1リード11の第1部11Aの第1素子載置領域11a1上に第1発光素子21が配置され、第1リード11上の第2部11Bの第2素子載置領域11a2上に第2発光素子22が配置されている。発光装置10は、図1Aから図1Fに示す樹脂パッケージ13を備えている。発光装置10は上述した樹脂パッケージを有することにより、発光素子21、22、23、24、25から光取り出し効率を向上させることができる。
発光装置10は、さらに、発光素子21、22、23、24、25を被覆する透光性部材15を備えることが好ましい。また、透光性部材15の上面形状は、図4C及び4Dに示すように平坦であってもよいし、凹又は凸等であってもよい。
発光素子は、いわゆる発光ダイオードと呼ばれる半導体素子が好適に用いられる。例えば、基板上に、InN、AlN、GaN、InGaN、AlGaN、InGaAlN等の窒化物半導体、III-V族化合物半導体、II-VI族化合物半導体等、種々の半導体によって、発光層を含む積層構造が形成されたものが挙げられる。特に、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)を好適に用いることができる。発光素子は、素子載置領域にフェイスアップ実装されていてもよいし、フリップチップ実装されていてもよい。発光素子の大きさは、意図する発光装置の大きさ、性能等によって適宜設定することができる。1つの発光装置に載置される発光素子は、2以上であればよく、3以上であってもよい。この場合、全て又は一部が同種類のものでもよく、異種類のものでもよい。発光素子は、上面視において、四角形、他の多角形(三角形、六角形等)及び楕円形等の形状が挙げられる。なかでも、正方形及び長方形等の四角形又はこれに近い形状であるものが好ましい。
図4Aに示す発光装置10では、複数の発光素子の全てが直列接続されている。第2リード12と第2発光素子22の一方の電極とがワイヤにより接続されている。第2発光素子の他方の電極と第3発光素子23の一方の電極がワイヤにより接続されている。第3発光素子23の他方の電極と第1発光素子21の一方の電極がワイヤにより接続されている。第1発光素子21の他方の電極と第5発光素子25の一方の電極がワイヤにより接続されている。第5発光素子25の他方の電極と第4発光素子24の一方の電極がワイヤにより接続されている。第4発光素子24の他方の電極と第1リード11がワイヤにより接続されている。このようにして、第1発光素子、第2発光素子、第3発光素子、第4発光素子及び第5発光素子が直列接続される。
発光装置10は、透光性部材15を備えることが好ましい。透光性部材は発光素子の上面を被覆し、発光素子を外力から保護する部材である。透光性部材の材料として、例えば、樹脂を用いることができる。透光性部材に用いることができる樹脂としては、熱硬化性樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられる。なかでも、シリコーン樹脂及び変性シリコーン樹脂は、耐熱性及び耐光性に優れているため好ましい。
特に、上述したように、発光ピーク波長が490nm以上570nm以下の範囲及び/又は430nm以上490nmより短い範囲の発光素子を用いる場合には、変換後のピーク波長が580nm以上680nm以下の範囲にある蛍光体を含有することが好ましい。
このような蛍光体は、発光ピーク波長が490nm以上570nm以下の範囲の緑色光を吸収して赤色光を発光することがほとんど無く、かつ発光ピーク波長が430nm以上490nm以下より短い範囲の青色光を吸収して赤色光を発光する。このように、緑色光を波長変換することが少ない蛍光体を用いる場合には、青色光の波長変換のみを考慮するだけで発光装置の出力バランスを設計することができ、発光装置の設計を容易にすることができる。
例えば、式(I)で示される赤色蛍光体、3.5MgO・0.5MgF2・GeO2:Mn4+で表される蛍光体または、その組成が以下の一般式(II)で示される蛍光体等を用いることが好ましい。
A2MF6:Mn4+ (I)
(式(I)中、Aは、K、Li、Na、Rb、Cs及びNH4+からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、Mは、第4族元素及び第14族元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素である。)
第4族元素はチタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)およびハフニウム(Hf)である。第14族元素は、ケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)および鉛(Pb)である。具体的には、K2SiF6:Mn4+、K2(Si,Ge)F6:Mn4+、K2TiF6:Mn4+等が挙げられる。
(x-a)MgO・a(Ma)O・b/2(Mb)2O3・yMgF2・c(Mc)X2・(1-d-e)GeO2・d(Md)O2・e(Me)2O3:Mn4+ (II)
(式(II)中、Maは、Ca,Sr,Ba,Znから選択された少なくとも1種であり、Mbは、Sc,La,Luから選択された少なくとも1種であり、Mcは、Ca,Sr,Ba,Znから選択された少なくとも1種であり、Xは、F,Clから選択された少なくとも1種であり、Mdは、Ti,Sn,Zrから選択された少なくとも1種であり、Meは、B,Al,Ga,Inから選択された少なくとも1種である。また、x、y、a、b、c、d、eは、2≦x≦4、0<y≦2、0≦a≦1.5、0≦b<1、0≦c≦2、0≦d≦0.5、0≦e<1である。)
透光性部材に含有する蛍光体として、例えば、緑色の蛍光体として、βサイアロン系蛍光体(例えばSi6-zAlzOzN8-z:Eu(0<z<4.2))が挙げられ、赤の蛍光体として、窒素含有アルミノ珪酸カルシウム(CASN又はSCASN)系蛍光体(例えば(Sr,Ca)AlSiN3:Eu)と、マンガン賦活フッ化珪酸カリウムの蛍光体(例えばK2SiF6:Mn)が挙げられる。
11 第1リード
11A 第1部
11B 第2部
11C 連結部
11D 第1延伸部
11E 第2延伸部
11a1 第1素子載置領域
11a2 第2素子載置領域
11a3 第3素子載置領域
11a4 第4素子載置領域
11a5 第5素子載置領域
11m 第3延伸部
11x 凹部
11y 凸部
11z 窪み部
12 第2リード
13 樹脂パッケージ
14 樹脂部材
14A 開口
15 透光性部材
16 保護素子
21 第1発光素子
22 第2発光素子
23 第3発光素子
24 第4発光素子
25 第5発光素子
F フレーム
J 接続部
S 延長部
T 支持部
Claims (13)
- 第1リード及び第2リードと、
該第1リード及び第2リードを保持する光反射性の樹脂部材と、を備え、
前記第1リードは、第1部と、第2部と、前記第1部と前記第2部の間に位置し第1方向に延伸して前記第1部と前記第2部とを連結し、前記第1方向に直交する第2方向において前記第1部及び前記第2部よりも幅狭の連結部とを有し、
前記第1部は、該第1部から前記第2部に向かって延伸する第1延伸部と、前記第1延伸部上に規定された第1素子載置領域と、を有し、
前記第2部は、該第2部から前記第1部に向かって延伸し、前記樹脂部材を介して前記第1延伸部と対向する第2延伸部と、前記第2延伸部上に規定された第2素子載置領域とを有し、
前記第1素子載置領域及び前記第2素子載置領域に隣接する前記第1部及び前記第2部のそれぞれの上面は凹部を有し、
前記凹部内に前記樹脂部材が配置されている樹脂パッケージ。 - 前記第1延伸部は前記第1部の本体部から延伸し、前記第1素子載置領域は、前記第1延伸部から前記第1部の本体部にまたがって位置する請求項1に記載の樹脂パッケージ。
- 前記第2延伸部は前記第2部の本体部から延伸し、前記第2素子載置領域は、前記第2延伸部から前記第2部の本体部にまたがって位置する請求項1又は2に記載の樹脂パッケージ。
- 前記第1部上に第3素子載置領域を有する請求項1~3のいずれか1つに記載の樹脂パッケージ。
- 前記第3素子載置領域の外周が前記凹部に囲まれている請求項4に記載の樹脂パッケージ。
- 前記第1素子載置領域と前記第2素子載置領域の最小距離が、前記第1素子載置領域と前記第3素子載置領域との最小距離の0.8倍以上1.2倍以下である請求項4又は5に記載の樹脂パッケージ。
- 平面視において前記樹脂部材の外周は矩形であり、一対の側面が前記第1方向に延びる請求項1~6のいずれか1つに記載の樹脂パッケージ。
- 請求項1~7のいずれか1つに記載の樹脂パッケージ及び、
前記第1素子載置領域上に第1発光素子が配置され、前記第2素子載置領域上に第2発光素子が配置された発光装置。 - 前記第1発光素子及び前記第2発光素子を被覆する透光性部材を備える請求項8に記載の発光装置。
- 前記第1発光素子の発光ピーク波長は490nm以上570nm以下の範囲にあり、
前記第2発光素子の発光ピーク波長は430nm以上490nm以下の範囲にあり、
前記透光性部材は、発光ピーク波長が580nm以上680nm以下の範囲にある蛍光体を含有する請求項9に記載の発光装置。 - 前記第1方向において、前記第1発光素子の幅が前記第1素子載置領域の幅の0.8倍以上1.2倍以下である請求項8~10のいずれか1つに記載の発光装置。
- 前記第2方向において、前記第1発光素子の幅が前記第1素子載置領域の幅の0.8倍以上1.2倍以下である請求項8~11のいずれか1つに記載の発光装置。
- 前記第3素子載置領域上に第3発光素子が配置され、前記第1発光素子と前記第2発光素子の最小距離が前記第1発光素子と前記第3発光素子との最小距離の0.8倍以上1.2倍以下である請求項4~6のいずれか1つに記載の樹脂パッケージを備えた請求項8~12のいずれか1つに記載の発光装置。
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