JP7417150B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
本開示に係る実施形態の発光装置は、設計の自由度が高い。
本開示に係る実施形態のパッケージの製造方法は、設計の自由度が高いパッケージを製造することができる。
本開示に係る実施形態の発光装置の製造方法は、設計の自由度が高い発光装置を製造することができる。
実施形態を、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、本実施形態の技術思想を具現化するためのパッケージ、発光装置およびそれらの製造方法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、その相対的配置などは、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。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係などは、説明を明確にするために誇張していることがある。
図1Aは、第1実施形態に係るパッケージおよび発光装置の構成を模式的に示す斜視図である。図1Bは、第1実施形態に係るパッケージおよび発光装置の構成を模式的に示す平面図である。図2Aは、図1BのIIA-IIA線における断面図である。図2Bは、図1BのIIB-IIB線における断面図である。図3Aは、第1実施形態に係る第1リードの構成を模式的に示す平面図である。図3Bは、第1実施形態に係る第2リードの構成を模式的に示す平面図である。図4Aは、第1成形体を設けた第1実施形態に係る第1リードの構成を模式的に示す斜視図である。図4Bは、第2成形体を設けた第1実施形態に係る第2リードの構成を模式的に示す斜視図である。
パッケージ1は、第1リード10と、第1成形体61と、第2リード20と、第2成形体62と、を有している。
第1P側電極端子12は、第2リード20のP側電極端子であるP側の第2部分(以下、適宜、第2P側電極端子という)22と接合して導通する部材である。第1P側電極端子12は、平面視において第1リード10において中央よりも右側に位置して、長方形に形成されている。
第1N側電極端子11および第1P側電極端子12は、両面とも前記第1成形体61から露出している。
熱引き用端子13は、平面視において、上端および下端の部位を除き、表面側が半分程度の厚みにエッチング(以下、適宜、ハーフエッチングという)されている。熱引き用端子13は、ハーフエッチングがされることで、凹部13aを有する。凹部13aは、熱引き用端子13の側面まで板幅方向に連続する溝部であって、溝部である凹部13aには、第1成形体61が設けられている。熱引き用端子13の両面のうち凹部13a以外は、第1成形体61から露出している。
なお、ここでは、保持部15,16,17は、それぞれ、第1N側電極端子11、第1P側電極端子12、熱引き用端子13とは別部位としているが、それぞれ、第1N側電極端子11、第1P側電極端子12、熱引き用端子13に含まれるものとしてもよい。
第1P側電極端子12および第2P側電極端子22において、第1リード10の表面側の第1成形体61から露出する部分および第2リード20の裏面側の第2成形体62から露出する部分で、第1リード10と第2リード20とは直接接合されている。
ここで、直接接合とは、接着剤などの他の部材を用いずに接合されていることを意味する。直接接合は、拡散接合であることが好ましい。拡散接合とは、「母材を密着させ、母材の融点以下の温度条件で、塑性変形をできるだけ生じない程度に加圧して、接合面間に生じる原子の拡散を利用して接合する方法」である。
また、N側端子分岐部23およびP側端子分岐部24が、平面視において熱引き用端子13と直交していることで、発光素子2を載置しやすくなる。また、パッケージ1の製造が容易となる。
また、熱引き用端子13と、N側端子分岐部23およびP側端子分岐部24との間に第1成形体61の一部が連続して充填されていることで、熱引き用端子13と、N側端子分岐部23およびP側端子分岐部24との離間をより確実に行うことができる。
なお、ここでは、保持部25,26は、それぞれ、第2N側電極端子21、第2P側電極端子22とは別部位としているが、それぞれ、第2N側電極端子21、第2P側電極端子22に含まれるものとしてもよい。
第2N側電極端子21に連続する保持部25は、平面視において第1N側電極端子11に連続する保持部15と重なり、これらは直接接合されている。第2P側電極端子22に連続する保持部26は、平面視において第1P側電極端子12に連続する保持部16と重なり、これらは直接接合されている。
鍍金としては、例えば、金、銀、銅、白金、またはこれらの一種を含む合金が挙げられる。鍍金は、これらの金属であれば、発光素子2からの光の反射率をより高めることができる。
第1成形体61および第2成形体62の材質としては、例えば、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂の場合、例えば、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリマー、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、不飽和ポリエステルなどを用いることができる。熱硬化性樹脂の場合、例えば、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などを用いることができる。
次に、発光装置100について説明する。
発光装置100は、パッケージ1と、発光素子2と、アンダーフィル3と、枠体4と、被覆部材5と、を有している。発光装置100は、パッケージ1を有することによって、リード間の接合強度を向上させることができる。なお、パッケージ1については、前記と同様であるので、説明を省略する。
発光素子は、2つのN側電極71と、2つのN側電極71の間に形成された1つのP側電極72を有する。
発光素子2は、2つのN側電極71が、それぞれ、第2リード20の2つのN側端子分岐部23に接続され、1つのP側電極72が、第2リード20のP側端子分岐部24に接続されている。これにより、発光素子2は、パッケージ1の第2リード20上に載置されている。ここで用いられる発光素子2は形状や大きさなどは特に限定されない。発光素子2の発光色としては、用途に応じて任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色(波長430~490nmの光)の発光素子2としては、GaN系やInGaN系を用いることができる。InGaN系としては、InXAlYGa1-X-YN(0≦X≦1、0≦Y≦1、X+Y≦1)などを用いることができる。
アンダーフィル3は、発光素子2とパッケージ1の熱膨張率の差による応力を吸収したり、放熱性を高めたりする部材である。
アンダーフィル3は、パッケージ1と、発光素子2との隙間に形成されている。アンダーフィル3の材料としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。なお、アンダーフィル3の材料として、白色樹脂のように光反射性の部材を用いることで、発光素子2からパッケージ1方向へ出射される光を反射することができ、光束を高めることができる。
枠体4は、発光装置100の壁部を構成する部材である。枠体4は、発光素子2を取り囲むようにパッケージ1に形成されていてもよく、枠体4は、発光素子2を載置する前に、パッケージ1に形成されていてもよい。
枠体4は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、これらの変性樹脂またはこれらの樹脂を一種以上含むハイブリッド樹脂などによって形成することができる。熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリフタルアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ABS樹脂、アクリル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリシクロヘキサンテレフタレート樹脂、液晶ポリマーなどが挙げられる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ユリア樹脂、フェノール樹脂、BTレジン、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂などが挙げられる。また、これらの母材には、当該分野で公知の着色剤、充填剤、強化繊維、蛍光物質などを含有させてもよい。特に、着色剤は、反射率の良好な材料が好ましく、酸化チタン、酸化亜鉛などの白色のものが好ましい。充填剤としては、シリカ、アルミナなどが挙げられる。強化繊維としては、ガラス、珪酸カルシウム、チタン酸カリウムなどが挙げられる。
被覆部材5は、発光素子2を覆う部材である。
被覆部材5は、パッケージ1の枠体4内に発光素子2を覆うように形成されている。被覆部材5は、発光素子2を、外力、埃、水分などから保護するとともに、発光素子2の耐熱性、耐候性、耐光性を良好なものとするために設けられている。被覆部材5の材質としては、熱硬化性樹脂、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂などの透明な材料を挙げることができる。このような材料に加えて、所定の機能を持たせるために、蛍光体や光反射率が高い物質などのフィラーを含有させることもできる。
次に、第1実施形態に係るパッケージの製造方法の一例について説明する。
図5Aは、第1実施形態に係るパッケージの製造方法において、第1リードに第1成形体を形成する工程を示す断面図である。図5Bは、第1実施形態に係るパッケージの製造方法において、第2リードに第2成形体を形成する工程を示す断面図である。なお、図5A、図5Bは、複数のパッケージを同時に製造するときの1つのパッケージを模式的に示している。
第1リードおよび第2リードを準備する工程は、第1リード10に第1成形体61を設けたものと、第2リード20と、を準備する工程である。
次に、第1リード10に第1成形体61を形成する。第1成形体61の形成は、まず、第1リード10を上金型81と下金型82で挟み込み、樹脂を注入する。次に、金型に注入された樹脂を硬化させ第1成形体61を形成する。その後、バリ取りを行い、形状を整える。
押圧する工程は、第1リード10と第2リード20とが、所定部位で直接接合されるように押圧する工程である。また、押圧する工程は、第1リード10と第2リード20とが、所定部位で離間するように押圧する工程である。
この押圧する工程では、第1リード10上に第2リード20を配置し、第1N側電極端子11と第2N側電極端子21と、および、第1P側電極端子12と第2P側電極端子22とを直接接合して接合する。
また、この押圧する工程では、第1リード10上に第2リード20を配置し、熱引き用端子13とN側端子分岐部23と、および、熱引き用端子13とP側端子分岐部24とが離間するように押圧する。
拡散接合の条件としては、例えば、真空や不活性ガス中で、温度を150℃以上190℃以下、圧力を90MPa以上180MPa以下として押圧する。
第2成形体を形成する工程は、第2リード20を保持する第2成形体62を形成する工程である。
この工程では、第1リード10および第2リード20を上金型81と下金型82で挟み込んだ状態で、樹脂を注入する。次に、金型に注入された樹脂を硬化して第2成形体62を形成する。その後、バリ取りを行い、形状を整える。
次に、第1実施形態に係る発光装置100の製造方法の一例について説明する。
図6Aは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法において、発光素子を載置する工程を示す断面図である。図6Bは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法において、アンダーフィルを形成する工程を示す断面図である。図6Cは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法において、枠体を形成する工程を示す断面図である。図6Dは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法において、被覆部材を形成する工程を示す断面図である。なお、図6A~図6Dは、複数の発光装置100を同時に製造するときの1つの発光装置100を模式的に示している。
発光素子を載置する工程は、前記の製造方法で製造されたパッケージ1に、発光素子2を載置する工程である。
この工程では、発光素子2のN側電極71を第2リード20のN側端子分岐部23に接合し、発光素子2のP側電極72を第2リード20のP側端子分岐部24に接合する。接合は、例えば半田ペーストなどを用いればよい。
アンダーフィルを形成する工程は、パッケージ1と、発光素子2との隙間にアンダーフィル3を形成する工程である。
アンダーフィル3の形成は、まず、アンダーフィル3の材料をパッケージ1と発光素子2との間に注入し、パッケージ1と発光素子2との間に生じた隙間を埋める。次に、注入したアンダーフィル3の材料を熱硬化させる。これにより、パッケージ1と発光素子2との間にアンダーフィル3を形成する。アンダーフィル3はパッケージ1と発光素子2との間に浸入するため、末広がりの形状になる。なお、アンダーフィル3の形成は、アンダーフィル3の材料を発光素子2の実装前にパッケージ1上に設け、発光素子2の実装後に熱硬化することで行ってもよい。
枠体4を形成する工程は、発光素子2を取り囲むように枠体4を形成する工程である。
枠体4の形成は、例えば、固定された第2リード20の上側において、第2リード20に対して上下方向あるいは水平方向などに移動(可動)させることができる吐出装置(ディスペンサー)を用いて行うことができる。
被覆部材を形成する工程は、枠体4内に被覆部材5を形成する工程である。
被覆部材5の形成は、枠体4内に被覆部材5を塗布することで行うことができる。被覆部材5の形成は、例えば、射出、圧縮や押出などを用いることもできる。
個片化する工程は、発光装置100の集合体を切断し、個片化する工程である。
この工程では、第1リード10の保持部15,16,17および第2リード20の保持部25,26によって複数個接続されたパッケージ1を、保持部15,16,17,25,26の部位で切断することで個片化する。
集合体の個片化は、ブレードで切断するダイシング方法など、従来公知の方法により行うことができる。
図7Aは、第2実施形態に係るパッケージおよび発光装置の構成を模式的に示す断面図であり、図1BのIIA-IIA線に相当する断面図である。図7Bは、第2実施形態に係るパッケージおよび発光装置の構成を模式的に示す断面図であり、図1BのIIB-IIB線に相当する断面図である。
パッケージ1Aは、第1リード10と、第2リード20と、成形体6と、を有している。
発光装置100Aは、パッケージ1Aと、発光素子2と、アンダーフィル3と、枠体4と、被覆部材5と、を有している。
次に、第2実施形態に係るパッケージの製造方法の一例について説明する。
図8Aは、第2実施形態に係るパッケージの製造方法において、第1リード上に第2リードを配置した状態を示す断面図である。図8Bは、第2実施形態に係るパッケージの製造方法において、第1リードおよび第2リードに成形体を形成する工程を示す断面図である。なお、図8A、図8Bは、複数のパッケージを同時に製造するときの1つのパッケージを模式的に示している。
第1実施形態に係るパッケージの製造方法では、第1リード10に第1成形体61を形成したが、第2実施形態に係るパッケージの製造方法では、第1リード10に第1成形体61を形成しない。それ以外の事項については、第1実施形態に係るパッケージの製造方法と同様である。
押圧する工程は、第1実施形態に係るパッケージの製造方法の押圧する工程と同様である。
成形体を形成する工程は、第1リード10と第2リード20とを保持する成形体6を形成する工程である。
この工程では、第1リード10および第2リード20を上金型81と下金型82で挟み込んだ状態で、第1リード10および第2リード20に樹脂を注入する。次に、金型に注入された樹脂を硬化して成形体6を形成する。その後、バリ取りを行い、形状を整える。
次に、第2実施形態に係る発光装置の製造方法の一例について説明する。
発光装置100Aの製造方法は、第1リード10の成形体6と第2リード20の成形体6が、一体となったパッケージ1を用いること以外は、第1実施形態に係る発光装置100の製造方法と同様である。
図9Aは、他の実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す断面図であり、図1BのIIA-IIA線に相当する断面図である。図9Bは、他の実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す断面図であり、図1BのIIB-IIB線に相当する断面図である。図10は、他の実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す平面図である。図11Aは、他の実施形態に係る第2リードの構成を模式的に示す平面図である。図11Bは、他の実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す平面図である。図12Aは、他の実施形態に係る発光装置の製造方法において、シート部材を形成する工程を示す断面図である。図12Bは、他の実施形態に係る発光装置の製造方法において、側壁部材を形成する工程を示す断面図である。
シート部材7の材料としては、被覆部材5と同様のものを用いることができる。シート部材7は、蛍光体や光反射率が高い物質などのフィラーを含有させることもできる。側壁部材8の材料としては、枠体4と同様のものを用いることができる。
まず、所定の大きさのシート部材7を、発光素子2の上面に接着樹脂などにより貼り付ける(シート部材を形成する工程)。次に、側壁部材8を発光素子2などの周囲に塗布する(側壁部材を形成する工程)。その後、発光装置100Fの集合体を切断し、個片化する。その他の事項については、第1実施形態に係る発光装置100の製造方法と同様である。
また、熱引き用端子13とN側端子分岐部23およびP側端子分岐部24との間には、第1成形体61または成形体6の一部を設けないものであってもよい。
熱引き用端子13とN側端子分岐部23およびP側端子分岐部24とが離間していれば、前記した通り、パッケージの表面と裏面とで異なる電極のパターンを形成することができる。よって、パッケージ1は、設計の自由度が高くなる。
したがって、この場合、第1N側電極端子11と第2N側電極端子21と、および、第1P側電極端子12と第2P側電極端子22とは、接着剤などの他の部材を用いて接合してもよい。
また、この場合、パッケージの製造方法については、押圧する工程において、第1リード10上に第2リード20を配置し、第1N側電極端子11および第2N側電極端子21において、また、第1P側電極端子12および第2P側電極端子22において、第1リード10と第2リード20とが接着剤などの他の部材で接合されるように押圧する。
2,2D,2E 発光素子
3 アンダーフィル
4 枠体
5 被覆部材
6 成形体
7 シート部材
8 側壁部材
10,10B,10C 第1リード
11 第1N側電極端子(N側の第1部分)
12 第1P側電極端子(P側の第1部分)
13 熱引き用端子(第3部分)
13a 凹部
13c 湾曲部
15,16,17 保持部
20,20B,20E 第2リード
21 第2N側電極端子(N側の第2部分)
22 第2P側電極端子(P側の第2部分)
21a 凹部
22a 凹部
23 N側端子分岐部(N側の第4部分)
24 P側端子分岐部(P側の第4部分)
25,26 保持部
61 第1成形体
62 第2成形体
71 N側電極
72 P側電極
81 上金型
82 下金型
100,100A,100B,100C,100D,100E,100F 発光装置
Claims (7)
- 第1面と第2面とを有し、前記第2面の一部である第1部分と、前記第1部分より前記第1面側の厚さの薄い保持部と、を有する、第1リードと、
前記第1リードの前記第2面と対面して接合され、平面視において前記第1リードの前記第1部分と重なる第2部分を有する第2リードと、
前記第1リードを保持する第1成形体および前記第2リードを保持する第2成形体と、を有し、
前記第1リードは、前記第1部分が前記第1リードの前記第2面において前記第1成形体から露出しており、前記第2リードは、前記第1リードの前記第2面と対面して接合される前記第2部分が前記第2リードにおける前記第1リードの前記第2面と対面する面において前記第2成形体から露出しており、
前記第1リードの前記第2面側の前記第1成形体から露出する部分および前記第2リードにおいて前記第1リードの前記第2面側と対面する面の前記第2成形体から露出する部分で前記第1リードと前記第2リードとが直接接合することで前記第1成形体と前記第2成形体とが一体となって成形体を形成しているパッケージと、
前記第2リード上に配置された発光素子と、を有し、
前記保持部は、前記パッケージの側面において前記成形体から露出しており、
前記第1リードは、連続する側面と底面によって規定される凹部を有し、断面視において、前記凹部内に位置する前記第1成形体の一部が、上下方向において前記第1リードと前記第2リードに挟まれる発光装置。 - 前記第1リードと前記第2リードとは、鍍金されている、請求項1に記載の発光装置。
- 前記第1成形体は、前記第1リードと同じ厚みであり、
前記第2成形体は、前記第2リードと同じ厚みである、請求項1または請求項2に記載の発光装置。 - 前記第2リードは、保持部を有している、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第1リードは、複数の保持部を有し、
前記複数の保持部のうち少なくとも1つは、前記第2リードの前記保持部と直接接合されている、請求項4に記載の発光装置。 - 前記第2リードは、第1方向に並んで位置する第1部および第2部を有し、
前記凹部内に位置する前記第1成形体の一部は、上下方向において、前記第1部と第1リードに挟まれる部分と、前記第2部と第1リードに挟まれる部分と、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発光装置。 - 前記発光素子は、第1方向に並んで位置する第1発光素子と、第2発光素子と、を有し、
平面視において、前記第1発光素子は前記第1部と重なり、前記第2発光素子は前記第2部と重なる請求項6に記載の発光装置。
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