JPWO2008139981A1 - Light emitting device and package assembly for light emitting device - Google Patents

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Abstract

本発明は、金属基板と前記金属基板に当接されたセラミック基板からなる基板上に上下電極型発光ダイオードを設けた発光装置および発光装置を作製する基板用リードフレームに関するものである。本発明の発光装置は、金属基板１１とセラミック基板１２が一辺で互いに当接された基板上に発光部等が設けられている。また、前記セラミック基板１２は、上部に導電性膜１７が形成されている。前記金属基板１１とセラミック基板１２は、開口部を有する絶縁性部材からなる反射枠１６が跨がるようにして熱硬化性樹脂等の接着剤によって接着されている。少なくとも一つの上下電極型発光ダイオード１３は、前記反射枠１６の内部の金属基板１１に下部電極が取り付けられている。少なくとも一つの導電性接続部材１４は、前記上下電極型発光ダイオード１３の上部電極１３１と前記セラミック基板１２上の導電性膜１７とを接続している。The present invention relates to a light emitting device in which upper and lower electrode type light emitting diodes are provided on a substrate composed of a metal substrate and a ceramic substrate in contact with the metal substrate, and a substrate lead frame for manufacturing the light emitting device. In the light-emitting device of the present invention, a light-emitting unit or the like is provided on a substrate on which a metal substrate 11 and a ceramic substrate 12 are in contact with each other on one side. The ceramic substrate 12 has a conductive film 17 formed thereon. The metal substrate 11 and the ceramic substrate 12 are bonded to each other with an adhesive such as a thermosetting resin so that the reflection frame 16 made of an insulating member having an opening portion straddles it. The at least one upper and lower electrode type light emitting diode 13 has a lower electrode attached to the metal substrate 11 inside the reflection frame 16. At least one conductive connection member 14 connects the upper electrode 131 of the upper and lower electrode type light emitting diode 13 and the conductive film 17 on the ceramic substrate 12.

Description

本発明は、金属基板と前記金属基板に当接されたセラミック基板からなる基板上に上下電極型発光ダイオードを設けた発光装置に関するものである。本発明は、前記金属基板と、前記金属基板に当接するセラミック基板を嵌合するセラミック基板嵌合孔を有する発光装置用パッケージ集合体に関するものである。本発明は、前記上下電極型発光ダイオードの上部電極とセラミック基板に設けられた導電性膜とを接続する導電性接続部材に関するものである。   The present invention relates to a light emitting device in which upper and lower electrode type light emitting diodes are provided on a substrate composed of a metal substrate and a ceramic substrate in contact with the metal substrate. The present invention relates to a package assembly for a light emitting device having a ceramic substrate fitting hole for fitting the metal substrate and a ceramic substrate in contact with the metal substrate. The present invention relates to a conductive connecting member that connects an upper electrode of the upper and lower electrode type light emitting diode and a conductive film provided on a ceramic substrate.

第６図（ａ）から（ｃ）は従来例を説明するためのものであり、上下電極型発光ダイオードを反射枠の内部に設けた発光装置である。第６図において、上下電極型発光ダイオード６３は、下部電極が一方の金属基板６１上に接合されている。前記上下電極型発光ダイオード６３の上部電極は、導電性接続部材６４により、他方の金属基板６２に接合されている。前記一方の金属基板６１は、他方の金属基板６２と絶縁部材または空間６７により分離されている。前記分離された金属基板６１、６２は、反射枠６６により一体に保持されている。
前記上下電極型発光ダイオード６３は、封止材料６８により、前記反射枠６６内に封止されている。前記封止材料６８は、前記反射枠６６の上面まで充填され、その上に、蛍光膜６９が形成されている。
特開２００７−２７５８５号公報に記載されている発光装置は、前記上下電極型発光ダイオードの上部電極と他方の金属基板とを接続する際に、超音波等によるワイヤーボンディングを用いている。前記発光装置は、前記ワイヤーボンディングが振動により切断等の事故を発生しないように、封止材料で前記上下電極型発光ダイオードを封止し、その後、前記封止材料の上に蛍光体層が設けられている。
前記従来例および特許公開公報に記載されている封止材料は、熱等により収縮した場合、蛍光膜との間に空間部６８１が形成される。前記空間部６８１にある空気は、発光ダイオードから発生する熱により膨張した場合、逃げ道がなく、前記蛍光膜の亀裂またはめくれ等が発生する。また、前記発光ダイオードは、前記封止材料を反射枠全体に充填するのではなく、上部のみを封止した場合、異なる色の蛍光体を通過する光の距離が違うため、色むらが発生し、所望の色で発光しない。
図６に示した、スリットを備えた金属基板に取り付けられた発光ダイオードは、透明樹脂で封止され、前記透明樹脂で強度を持たせるために、硬度の高いものが使用されている。しかし、前記硬度の高い封止材料は、発光ダイオードから発生する熱応力が大きいという問題があった。前記熱応力は、発光ダイオードに電力を供給する配線を断線させる恐れがあった。
また、図６に示された発光装置は、封止材料と蛍光膜、前記蛍光膜と透明保護膜がそれぞれ半硬化状態で互いに接着される。前記発光装置は、封止材料、蛍光膜、透明保護膜がそれぞれ良好に接着されるが、硬化状態になる際に、収縮に基づく応力がかかる。すなわち、前記封止材料は、前記収縮に際し、湾曲される。前記蛍光膜は、前記封止材料の湾曲に伴い、引っ張られるため、亀裂の発生、めくれ、あるいは破裂する場合がある。
前記発光装置は、金属基板６１、６２の間に透明な絶縁部材６７により分離されている。前記絶縁部材６７は、前記上下電極型発光ダイオード６３から放射した光が逃げるため、効率を低下させている。
複数の発光ダイオードを大量に作製する方法は、リードフレームを用い、所定の箇所に所定の部材を取り付けた後、リードフレームを切断することにより、所望する数の発光ダイオードが取り付けられた発光装置としていた。しかし、前記発光装置は、基板と発光ダイオード、発光ダイオードの電極とリード線、反射枠と基板等異なる部材の取り付けがある。前記各種取り付けを最適とするためには、温度管理を厳密に行う必要があった。前記温度管理は、十分でない場合、発光ダイオードに悪影響を与える場合が多い。FIGS. 6 (a) to 6 (c) are for explaining a conventional example, and are light emitting devices in which upper and lower electrode type light emitting diodes are provided inside a reflection frame. In FIG. 6, the lower electrode of the upper and lower electrode type light emitting diode 63 is joined on one metal substrate 61. The upper electrode of the upper and lower electrode type light emitting diode 63 is joined to the other metal substrate 62 by a conductive connecting member 64. The one metal substrate 61 is separated from the other metal substrate 62 by an insulating member or space 67. The separated metal substrates 61 and 62 are integrally held by a reflection frame 66.
The upper and lower electrode type light emitting diodes 63 are sealed in the reflection frame 66 by a sealing material 68. The sealing material 68 is filled up to the upper surface of the reflection frame 66, and a fluorescent film 69 is formed thereon.
The light emitting device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-27585 uses wire bonding by ultrasonic waves or the like when connecting the upper electrode of the upper and lower electrode type light emitting diode and the other metal substrate. The light emitting device seals the upper and lower electrode type light emitting diodes with a sealing material so that the wire bonding does not cause an accident such as cutting due to vibration, and then a phosphor layer is provided on the sealing material. It has been.
When the sealing materials described in the conventional examples and the patent publications are shrunk by heat or the like, a space portion 681 is formed between the sealing material and the phosphor film. When the air in the space 681 expands due to heat generated from the light emitting diode, there is no escape path, and the phosphor film cracks or turns. Further, when the light emitting diode is not filled in the entire reflective frame with the sealing material, but only the upper part is sealed, the distance of light passing through the phosphors of different colors is different, resulting in color unevenness. Does not emit light in the desired color.
The light emitting diodes attached to the metal substrate shown in FIG. 6 are sealed with a transparent resin, and those having high hardness are used in order to give strength with the transparent resin. However, the sealing material having a high hardness has a problem that the thermal stress generated from the light emitting diode is large. The thermal stress may break the wiring that supplies power to the light emitting diode.
In the light emitting device shown in FIG. 6, the sealing material and the fluorescent film, and the fluorescent film and the transparent protective film are bonded to each other in a semi-cured state. In the light-emitting device, the sealing material, the fluorescent film, and the transparent protective film are each adhered well, but when being in a cured state, stress based on shrinkage is applied. That is, the sealing material is bent during the contraction. Since the fluorescent film is pulled in accordance with the curvature of the sealing material, a crack may be generated, turned up, or ruptured.
The light emitting device is separated between the metal substrates 61 and 62 by a transparent insulating member 67. The insulating member 67 reduces efficiency because light emitted from the upper and lower electrode type light emitting diodes 63 escapes.
A method of manufacturing a plurality of light-emitting diodes in large quantities is a light-emitting device in which a desired number of light-emitting diodes are attached by using a lead frame, attaching a predetermined member to a predetermined location, and then cutting the lead frame. It was. However, the light emitting device includes attachment of different members such as a substrate and a light emitting diode, electrodes and leads of the light emitting diode, a reflection frame and a substrate. In order to optimize the various attachments, it was necessary to strictly control the temperature. If the temperature control is not sufficient, the light emitting diode is often adversely affected.

以上のような課題を解決するために、本発明は、前記応力により、あるいは封止材料と蛍光体含有膜との間にできた空間部に溜まる空気の膨張によって、蛍光体含有膜が亀裂またはめくれ等が起きない発光効率の優れた発光装置を提供することを目的とする。本発明は、量産性に優れ、大電流および熱応力に耐えるとともに、高い強度で保持される発光装置を提供することを目的とする。本発明は、金属基板およびセラミック基板を嵌合する嵌合孔を有する量産に向いた発光装置用パッケージ集合体を提供することを目的とする。
本発明の発光装置は、金属基板と少なくとも上部に導電性膜が形成されているセラミック基板とが互いに当接された基板と、前記金属基板とセラミック基板に跨がるように底部が前記基板に接着された開口部を有する絶縁性部材からなる反射枠と、前記反射枠の内部の金属基板に下部電極が取り付けられている少なくとも一つの上下電極型発光ダイオードと、前記上下電極型発光ダイオードの上部電極と前記セラミック基板上の導電性膜とを接続する少なくとも一つの導電性接続部材と、前記金属基板と前記上下電極型発光ダイオードの下部電極、前記上下電極型発光ダイオードの上部電極と前記導電性接続部材、および前記導電性接続部材と前記導電性膜とを接合するハンダとから少なくとも構成されていることを特徴とする。
本発明の発光装置は、前記基板、反射枠、少なくとも一つの上下電極型発光ダイオード、少なくとも一つの導電性接続部材、ハンダからなる発光部が複数個から構成されていることを特徴とする。
本発明の発光装置は、前記導電性接続部材が少なくとも一つの金線リボンから構成されていることを特徴とする。
本発明の発光装置は、前記金属基板がヒートシンク付き金属基板で、セラミック基板との厚さがほぼ等しいことを特徴とする。
本発明の発光装置は、前記発光部が直列、並列、あるいは直並列に接続されていることを特徴とする。
本発明の発光装置は、前記反射枠内に上下電極型発光ダイオードを封止する材料が設けられていることを特徴とする。
本発明の発光装置は、前記反射枠内または前記反射枠の上面に上下電極型発光ダイオードから発する光をほぼ白色光に変換する少なくとも一つの蛍光体を含有する蛍光膜が取り付けられていることを特徴とする。
本発明の発光装置用パッケージ集合体は、接続部により接続された多数の金属基板と、前記金属基板の一方にセラミック基板の嵌合部が設けられた金属基板集合体と、前記各嵌合部に設けられ、少なくとも上部に導電性膜が形成されたセラミック基板と、各一対の前記金属基板と前記セラミック基板に跨がるように底部が接着された開口部を有する絶縁性部材からなる反射枠とから少なくとも構成されていることを特徴とする。
本発明の発光装置用パッケージ集合体は、前記リード接続部がリード状接続部からなり、金属基板の三方にリード状接続部が設けられていることを特徴とする。
本発明の発光装置用パッケージ集合体は、前記リード接続部に脆弱部が設けられ、容易に分離できることを特徴とする。
本発明の発光装置用パッケージ集合体は、前記リード接続部に下死点制御により制御された深さの溝からなる切断部が設けられていることを特徴とする。
本発明の発光装置は、金属基板とセラミック基板が一辺で互いに当接された基板上に発光部等が設けられている。また、前記セラミック基板は、少なくとも上部に導電性膜が形成されている。開口部を有する絶縁性部材からなる反射枠の底部は、前記金属基板とセラミック基板とを跨ぐようにして、熱硬化性樹脂等の接着剤によって接着されている。前記金属基板、セラミック基板、反射枠の三者は、前記接着剤の接着により堅固に一体的に固定される。少なくとも一つの上下電極型発光ダイオードは、前記反射枠の内部の金属基板に下部電極が取り付けられている。少なくとも一つの板状導電性接続部材は、前記上下電極型発光ダイオードの上部電極と前記セラミック基板上の導電性膜とを接合する。本発明の発光装置は、金属基板とセラミック基板の間に分離部が無いため、この部分から光が前記発光装置の後部に照射されるといった光の無駄がなくなる。
前記金属基板と前記上下電極型発光ダイオードの下部電極、前記上下電極型発光ダイオードの上部電極と前記導電性接続部材、および前記導電性接続部材と前記導電性膜とは、ハンダによって同時に接合される。前記上下電極型発光ダイオードの上下電極、金属基板、導電性接続部材、導電性膜等の接続は、ハンダ、ハンダペースト、ハンダとフラックス、金−錫共晶ハンダペースト、インジウム系共晶ハンダ等、公知または周知のものを使用することができる。前記ハンダは、たとえば、金と錫（２０％）、金と錫（９０％）、金とシリカ（３．１５％）、金とゲルマニウム（１２％）、その他、錫−銅−ニッケル系、錫−銀系、錫−銀−銅系、錫−銀−ビスマス−インジウム系、錫−亜鉛系共晶ハンダがある。
本発明の発光装置は、金属基板とセラミック基板とを互いに当接されている基板を複数個設け、これらのそれぞれに対応した開口部を有する絶縁性部材からなる反射枠が前記金属基板とセラミック基板のそれぞれに跨がるように接着されている点で前記発明と異なっている。前記発光装置は、線状光源または面光源にすることが容易である。
本発明の発光装置は、導電性接続部材がほぼ矩形状の金線リボンから構成されている。前記金線リボンは、たとえば、二本の腕状接続部を有する代わりに、厚さの薄い短冊状とすることができる。前記金線リボンは、銅を金メッキするものと比較して、加工手間が少なく、曲げ易く、また、ハンダが付き易い。また、前記金線リボンは、ハンダ処理がし易い狭い幅であるため、上下電極型発光ダイオードから発する光の影を作らないだけでなく、大電流を確実に流すことができるという利点がある。なお、前記金線リボンは、たとえば、幅が０．１ｍｍから０．２ｍｍ、厚さが０．０２５ｍｍである。
本発明の発光装置は、金属基板にヒートシンクが付いており、セラミック基板と前記ヒートシンク付き金属基板の厚さがほぼ同じである。前記ヒートシンク付き金属基板上に設けられた発光装置は、放熱効果が高く、大電流を流すことができるため、高輝度を得ることができる。
前記一つの反射枠から構成される発光部は、複数個が直列、並列、あるいは直並列に接続される。前記発光部を電気的に直列、並列、あるいは直並列に接続することで、所望の明るさ、または所望の大きさの発光装置とすることが容易にできる。また、前記発光部は、複数組を行状および／または列状に取り付けることができ、線光源または面光源とすることができる。
本発明の発光装置は、反射枠内に上下電極型発光ダイオードを封止する材料が充填されている。本発明の発光装置は、板状導電性接続部材または金線リボンを使用することにより、封止材料を省略できるが、振動がある場所に使用できるように前記反射枠内に封止材料を充填して、前記上下電極型発光ダイオードを封止することにより、信頼性をより一層高いものにすることができる。
本発明の発光装置は、上下電極型発光ダイオードから発する光をほぼ白色光に変換する少なくとも一つの蛍光体を含有する蛍光膜が反射枠内または前記反射枠の上面に設けられている。前記蛍光膜を設けた発光装置は、前記上下電極型発光ダイオードの光を白色に変換するため、通常の照明装置として使用できる。前記上下電極型発光ダイオードは、青色発光ダイオードまたは紫外線発光ダイオードであり、青色発光ダイオードの場合、青色を吸収して黄色を発色する蛍光体を含む蛍光膜、または青色を吸収して緑色と赤色を発色する蛍光体を含む蛍光膜を用いることにより、青色発光ダイオードの青色と合わせてほぼ白色光が出るようになっている。また、紫外線発光ダイオードの場合、紫外線を吸収して青色、緑色、および赤色を発色する蛍光体を含む蛍光膜を用いてほぼ白色を出したり、あるいは紫外線を吸収して青色を発色する蛍光体と、紫外線および前記青色を吸収して緑色と赤色を発色する蛍光体を用いてもほぼ白色光を出すことができる。
本発明の発光装置用パッケージ集合体は、金属基板とセラミックを嵌合するセラミック基板嵌合孔が複数組設けられている金属基板集合体からなる。前記金属基板は、接続部により接続され、リードフレームまたは他の金属基板に接続されている。セラミック基板は、三辺がリードフレームまたは他の嵌合孔から突出するリード接続部と、他の一辺が前記金属基板の他の一辺とにより囲まれている。前記セラミック基板嵌合孔は、セラミック基板が嵌合された場合、一辺が前記金属基板の一辺と当接される大きさになっている。
前記セラミック基板は、導電性接続部材、たとえば、金線リボン等が接続できる導電性膜が形成された後、絶縁性部材からなる開口部を有する反射枠が熱硬化性樹脂接着剤により取り付けられる。前記反射枠は、前記金属基板と前記セラミック基板に跨がるように底部が接着剤により接着剤されている。
本発明の発光装置用パッケージ集合体は、リードフレームに対する金属基板およびセラミック基板嵌合孔の接続が不安定である場合、前記リード接続部の間に補強用リード部を設けることにより、強度を上げている。前記リードフレームは、セラミック基板嵌合孔および所定の空間部をプレス等で打ち抜かれる。その後、前記セラミック基板嵌合孔には、予め作製されたセラミック基板が嵌合される。前記リードフレームは、前記セラミック基板の嵌合に際し、板状部材の上に置かれる。前記リードフレームは、セラミック基板嵌合孔にセラミック基板が嵌合された後、金属基板とセラミック基板に跨がるように絶縁部材からなる開口部を有する反射枠を熱硬化性樹脂接着剤により固定する。前記リード接続部は、金属基板の三方にリード状接続部を設けることが望ましい。
本発明の発光装置用パッケージ集合体は、前記リード接続部が脆弱部から構成されている。前記脆弱部は、前記発光部を作製する際に、分離されずに、完成後に容易に分離できる強度を有している。
本発明の発光装置用パッケージ集合体は、前記金属基板およびセラミック基板嵌合孔を作製する際に、リード接続部に下死点制御により制御された深さの溝からなる切断部が設けられている。前記深さを制御された溝からなる切断部は、前記金属基板およびセラミック基板嵌合孔に上下電極型発光ダイオード等の部品が取り付けられた後、容易に分離することができる。
本発明によれば、金属基板とセラミック基板が当接しており、前記金属基板とセラミック基板の間から光が漏れないため、効率の高い発光装置となる。
本発明によれば、金属基板とセラミック基板が当接され、反射枠が前記金属基板とセラミック基板に跨がって接着剤によって取り付けられているため、リードフレームから分離された際に、一つのパッケージまたは発光装置として堅固に保持される。
本発明によれば、上下電極型発光ダイオードの上部電極とセラミック基板上の導電性膜を板状導電性接続部材または金線リボンにより接続しているため、放熱性が良く、大電流を流すことができるだけでなく、前記上下電極型発光ダイオードからの光の影になり難い。また、前記板状導電性接続部材または金線リボンは、ワイヤーボンディングと比較して、振動に強く、封止材料を省略しても、接続部が断線するようなことがない。
本発明によれば、各接合部に高融点のハンダを使用すれば、他の印刷配線基板等との接続が低融点のハンダを使用することができるとともに、接合に際し、接合部および／または発光層に振動が加わることがなく、不良品のない上下電極型発光ダイオードからなる発光装置を得ることができる。
本発明によれば、上下電極型発光ダイオードを直列および／または並列、あるいは、行状および／または列状に接続できるため、所望の明るさと大きさの発光装置を容易に得ることができる。
本発明によれば、上下電極型発光ダイオードは、蛍光体または蛍光体含有膜体の種類を変えるだけで、白色光以外に、所望の色の光を容易に得ることができる。In order to solve the problems as described above, the present invention is based on the fact that the phosphor-containing film cracks or is caused by the stress or by the expansion of the air accumulated in the space formed between the sealing material and the phosphor-containing film. An object of the present invention is to provide a light-emitting device with excellent luminous efficiency that does not cause turning. An object of the present invention is to provide a light-emitting device that is excellent in mass productivity, can withstand a large current and thermal stress, and is held at high strength. An object of the present invention is to provide a package assembly for a light emitting device suitable for mass production having a fitting hole for fitting a metal substrate and a ceramic substrate.
The light emitting device of the present invention includes a substrate in which a metal substrate and at least a ceramic substrate having a conductive film formed thereon are in contact with each other, and a bottom portion on the substrate so as to straddle the metal substrate and the ceramic substrate. A reflective frame made of an insulating member having a bonded opening; at least one upper and lower electrode type light emitting diode having a lower electrode attached to a metal substrate inside the reflective frame; and an upper portion of the upper and lower electrode type light emitting diode At least one conductive connecting member for connecting an electrode and a conductive film on the ceramic substrate; the metal substrate; a lower electrode of the upper and lower electrode type light emitting diode; an upper electrode of the upper and lower electrode type light emitting diode; It is at least comprised from the connection member and the solder which joins the said electroconductive connection member and the said electroconductive film, It is characterized by the above-mentioned.
The light-emitting device according to the present invention is characterized in that a plurality of light-emitting portions including the substrate, the reflection frame, at least one upper and lower electrode type light-emitting diode, at least one conductive connection member, and solder are formed.
The light-emitting device of the present invention is characterized in that the conductive connection member is composed of at least one gold wire ribbon.
In the light-emitting device of the present invention, the metal substrate is a metal substrate with a heat sink, and the thickness of the metal substrate is substantially equal to that of the ceramic substrate.
The light-emitting device of the present invention is characterized in that the light-emitting portions are connected in series, parallel, or series-parallel.
The light emitting device of the present invention is characterized in that a material for sealing the upper and lower electrode type light emitting diodes is provided in the reflection frame.
In the light emitting device of the present invention, a phosphor film containing at least one phosphor that converts light emitted from the upper and lower electrode type light emitting diodes into substantially white light is attached in the reflection frame or on the upper surface of the reflection frame. Features.
A package assembly for a light emitting device according to the present invention includes a large number of metal substrates connected by connection portions, a metal substrate assembly in which a fitting portion of a ceramic substrate is provided on one of the metal substrates, and the respective fitting portions. A reflective frame comprising a ceramic substrate having a conductive film formed on at least an upper portion thereof, and an insulating member having an opening having a bottom bonded to each of the pair of metal substrates and the ceramic substrate. It is characterized by comprising at least.
The package assembly for a light emitting device according to the present invention is characterized in that the lead connection portion includes a lead connection portion, and the lead connection portion is provided on three sides of the metal substrate.
The package assembly for a light emitting device according to the present invention is characterized in that the lead connecting portion is provided with a weak portion and can be easily separated.
The package assembly for a light emitting device according to the present invention is characterized in that the lead connecting portion is provided with a cutting portion comprising a groove having a depth controlled by bottom dead center control.
In the light emitting device of the present invention, a light emitting portion or the like is provided on a substrate in which a metal substrate and a ceramic substrate are in contact with each other on one side. The ceramic substrate has a conductive film formed at least on the top. The bottom of the reflection frame made of an insulating member having an opening is bonded with an adhesive such as a thermosetting resin so as to straddle the metal substrate and the ceramic substrate. The metal substrate, the ceramic substrate, and the reflective frame are firmly and integrally fixed by the adhesive. At least one upper and lower electrode type light emitting diode has a lower electrode attached to a metal substrate inside the reflection frame. At least one plate-like conductive connecting member joins the upper electrode of the upper and lower electrode type light emitting diode and the conductive film on the ceramic substrate. In the light emitting device of the present invention, since there is no separation part between the metal substrate and the ceramic substrate, there is no waste of light such that light is irradiated to the rear part of the light emitting device from this part.
The metal substrate and the lower electrode of the upper and lower electrode type light emitting diode, the upper electrode of the upper and lower electrode type light emitting diode and the conductive connection member, and the conductive connection member and the conductive film are simultaneously bonded by solder. . Connection of the upper and lower electrodes of the upper and lower electrode type light emitting diode, metal substrate, conductive connecting member, conductive film, etc., solder, solder paste, solder and flux, gold-tin eutectic solder paste, indium eutectic solder, etc. A well-known or well-known thing can be used. Examples of the solder include gold and tin (20%), gold and tin (90%), gold and silica (3.15%), gold and germanium (12%), tin-copper-nickel, tin There are silver-based, tin-silver-copper-based, tin-silver-bismuth-indium-based, and tin-zinc-based eutectic solder.
The light-emitting device of the present invention includes a plurality of substrates in which a metal substrate and a ceramic substrate are in contact with each other, and a reflection frame made of an insulating member having an opening corresponding to each of the substrates is the metal substrate and the ceramic substrate. It differs from the said invention by the point which adhere | attaches so that each may be straddled. The light emitting device can be easily a linear light source or a surface light source.
In the light emitting device of the present invention, the conductive connecting member is composed of a substantially rectangular gold wire ribbon. For example, the gold wire ribbon may be formed in a thin strip shape instead of having two arm-shaped connecting portions. The gold wire ribbon has less processing effort, is easy to bend, and is easy to be soldered as compared with a gold-plated copper. Further, since the gold wire ribbon has a narrow width that can be easily soldered, there is an advantage that not only does the shadow of the light emitted from the upper and lower electrode type light emitting diodes not occur, but also a large current can flow reliably. The gold wire ribbon has a width of 0.1 mm to 0.2 mm and a thickness of 0.025 mm, for example.
In the light emitting device of the present invention, a heat sink is attached to the metal substrate, and the thickness of the ceramic substrate and the metal substrate with the heat sink is substantially the same. The light-emitting device provided on the metal substrate with the heat sink has a high heat dissipation effect and can flow a large current, so that high luminance can be obtained.
A plurality of the light emitting units composed of the one reflecting frame are connected in series, in parallel, or in series-parallel. By connecting the light emitting units electrically in series, in parallel, or in series and parallel, a light emitting device having a desired brightness or a desired size can be easily obtained. In addition, a plurality of sets of the light emitting units can be attached in rows and / or columns, and can be a line light source or a surface light source.
In the light emitting device of the present invention, a material for sealing the upper and lower electrode type light emitting diodes is filled in the reflection frame. In the light emitting device of the present invention, the sealing material can be omitted by using a plate-like conductive connecting member or a gold wire ribbon, but the reflective frame is filled with the sealing material so that it can be used in a place with vibration. And by sealing the said upper-and-lower electrode type light emitting diode, reliability can be made still higher.
In the light emitting device of the present invention, a fluorescent film containing at least one phosphor that converts light emitted from the upper and lower electrode type light emitting diodes into substantially white light is provided in the reflection frame or on the upper surface of the reflection frame. The light emitting device provided with the fluorescent film converts the light of the upper and lower electrode type light emitting diodes into white, and therefore can be used as a normal lighting device. The upper and lower electrode type light emitting diodes are blue light emitting diodes or ultraviolet light emitting diodes. In the case of blue light emitting diodes, a fluorescent film containing a phosphor that absorbs blue and develops yellow color, or absorbs blue and emits green and red. By using a fluorescent film containing a fluorescent material that develops color, almost white light is emitted together with the blue color of the blue light emitting diode. In the case of an ultraviolet light emitting diode, a fluorescent film containing a phosphor that absorbs ultraviolet rays and develops blue, green, and red colors is used to produce almost white, or a phosphor that absorbs ultraviolet rays and colors blue. Even if a phosphor that absorbs ultraviolet rays and the blue color to develop green and red is used, almost white light can be emitted.
The package assembly for a light emitting device of the present invention comprises a metal substrate assembly in which a plurality of ceramic substrate fitting holes for fitting a metal substrate and a ceramic are provided. The metal substrate is connected by a connecting portion and is connected to a lead frame or another metal substrate. The ceramic substrate is surrounded by a lead connecting portion having three sides protruding from a lead frame or another fitting hole, and the other side surrounded by the other side of the metal substrate. The ceramic substrate fitting hole is sized such that one side is in contact with one side of the metal substrate when the ceramic substrate is fitted.
In the ceramic substrate, a conductive film that can be connected to a conductive connecting member, for example, a gold wire ribbon, is formed, and then a reflective frame having an opening made of an insulating member is attached with a thermosetting resin adhesive. The reflection frame has a bottom part bonded with an adhesive so as to straddle the metal substrate and the ceramic substrate.
When the connection of the metal substrate and the ceramic substrate fitting hole to the lead frame is unstable, the light emitting device package assembly of the present invention increases the strength by providing a reinforcing lead portion between the lead connecting portions. ing. In the lead frame, the ceramic substrate fitting hole and the predetermined space are punched out by a press or the like. Thereafter, a ceramic substrate prepared in advance is fitted into the ceramic substrate fitting hole. The lead frame is placed on a plate-like member when the ceramic substrate is fitted. After the ceramic substrate is fitted in the ceramic substrate fitting hole, the lead frame is fixed with a thermosetting resin adhesive with a reflective frame having an opening made of an insulating member so as to straddle the metal substrate and the ceramic substrate. To do. As for the said lead connection part, it is desirable to provide a lead-like connection part in three directions of a metal substrate.
In the package assembly for a light emitting device according to the present invention, the lead connection portion is constituted by a fragile portion. The fragile portion has a strength capable of being easily separated after completion without being separated when the light emitting portion is manufactured.
In the package assembly for a light emitting device of the present invention, when the metal substrate and the ceramic substrate fitting hole are produced, the lead connection portion is provided with a cutting portion made of a groove having a depth controlled by bottom dead center control. Yes. The cutting portion formed of the groove whose depth is controlled can be easily separated after components such as upper and lower electrode type light emitting diodes are attached to the metal substrate and ceramic substrate fitting holes.
According to the present invention, the metal substrate and the ceramic substrate are in contact with each other, and light does not leak from between the metal substrate and the ceramic substrate.
According to the present invention, the metal substrate and the ceramic substrate are brought into contact with each other, and the reflection frame is attached by the adhesive across the metal substrate and the ceramic substrate. It is firmly held as a package or light emitting device.
According to the present invention, the upper electrode of the upper and lower electrode type light emitting diode and the conductive film on the ceramic substrate are connected by the plate-like conductive connecting member or the gold wire ribbon, so that heat dissipation is good and a large current flows. As well as being difficult to be shaded by light from the upper and lower electrode type light emitting diodes. Further, the plate-like conductive connecting member or the gold wire ribbon is more resistant to vibration than the wire bonding, and even if the sealing material is omitted, the connecting portion does not break.
According to the present invention, if a solder with a high melting point is used for each joint, it is possible to use a solder with a low melting point for connection to other printed wiring boards and the like. A light-emitting device composed of upper and lower electrode type light-emitting diodes free from defects and without vibrations applied to the layers can be obtained.
According to the present invention, since the upper and lower electrode type light emitting diodes can be connected in series and / or in parallel, or in rows and / or columns, a light emitting device having a desired brightness and size can be easily obtained.
According to the present invention, the upper and lower electrode type light emitting diode can easily obtain light of a desired color in addition to white light only by changing the type of the phosphor or the phosphor-containing film body.

第１図（ａ）から（ｃ）は本発明の第１実施例であり、第１図（ａ）は発光装置の平面図、第１図（ｂ）は発光装置の断面図、第１図（ｃ）は発光装置の底面図である。
第２図は発光ダイオードパッケージ連結体が多数設けられているリードフレームを説明するための図である。
第３図（ａ）から（ｃ）は発光ダイオードパッケージ連結体が多数設けられているリードフレームおよび上下電極型発光ダイオードを取り付けた状態を説明するための図である。
第４図は発光ダイオードパッケージ連結体が多数設けられている他のリードフレームを説明するための図である。
第５図（ａ）から（ｄ）は本発明の第５実施例であり、第５図（ａ）は発光装置の平面図、第５図（ｂ）は第５図（ａ）のＡ−Ａ断面図、第５図（ｃ）は第５図（ａ）のＢ−Ｂ断面図、第５図（ｄ）は底面図である。
第６図は従来例を説明するためのものであり、上下電極型発光ダイオードを反射枠の内部に設けた発光装置である。1 (a) to 1 (c) show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a plan view of the light emitting device, FIG. 1 (b) is a cross-sectional view of the light emitting device, and FIG. (C) is a bottom view of the light emitting device.
FIG. 2 is a view for explaining a lead frame provided with a large number of light emitting diode package coupling bodies.
FIGS. 3 (a) to 3 (c) are views for explaining a state in which a lead frame provided with a large number of light emitting diode package coupling bodies and upper and lower electrode type light emitting diodes are attached.
FIG. 4 is a view for explaining another lead frame provided with a large number of light emitting diode package coupling bodies.
FIGS. 5 (a) to 5 (d) show a fifth embodiment of the present invention, FIG. 5 (a) is a plan view of the light emitting device, and FIG. 5 (b) is an A- in FIG. 5 (a). A sectional view, FIG. 5 (c) is a sectional view taken along the line BB of FIG. 5 (a), and FIG. 5 (d) is a bottom view.
FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional example, and shows a light emitting device in which upper and lower electrode type light emitting diodes are provided inside a reflection frame.

本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第１図（ａ）から（ｃ）は本発明の第１実施例であり、第１図（ａ）は発光装置の平面図、第１図（ｂ）は発光装置の断面図、第１図（ｃ）は発光装置の底面図である。本発明の図は、説明を分かりやすくするために、大きさ関係が実際と必ずしも一致していない。第１図（ａ）から（ｃ）において、金属基板１１とセラミック基板１２は、互いに当接された一つの基板から構成されている。反射枠１６は、前記金属基板１１とセラミック基板１２に跨がって底部が、たとえば、熱硬化性樹脂接着剤等によって一体に固定されている。
前記金属基板１１は、たとえば、アルミニウム、銅、鉄、またはこれらの合金からなり、必要に応じて、ニッケルと銀により表面処理がされている。前記上下電極型発光ダイオード１３は、前記金属基板１１の上部に下部電極（図示されていない）が取り付けられている。また、前記上下電極型発光ダイオード１３は、上部電極１３１が上部の周囲に設けられ、後述の導電性接続部材１４の腕と接続される部分が広くなっている。前記導電性接続部材１４は、たとえば、二本の腕からなる腕状接続部１４１が設けられ、その先端部が前記上下電極型発光ダイオード１３の上部電極１３１と接続されている。
前記セラミック基板１２は、前記金属基板１１に一辺が当接されているとともに、少なくとも一部の上面に導電膜１７が形成されている。前記導電性接続部材１４の他端は、前記セラミック基板１２に設けられている導電膜１７に接合される。たとえば、前記発光装置は、金属基板１１とセラミック基板１２の導電膜１７に図示されていない電源を接続することにより、上下電極型発光ダイオード１３に電流が流れて発光する。
反射部１６１を備えた反射枠１６は、たとえば、２液性のエポキシ系樹脂を主成分とした熱硬化性樹脂接着剤、あるいは２液性のシリコーン系樹脂からなる熱硬化性樹脂接着剤によって前記金属基板１１およびセラミック基板１２と接合される。前記金属基板１１およびセラミック基板１２は、当接部分で接着されていないにもかかわらず、前記反射枠１６および接着剤１５により、互いに堅固に保持されている。
前記金属基板１１と上下電極型発光ダイオード１３の下部電極、上下電極型発光ダイオード１３の上部電極１３１と導電性接続部材１４との接合は、ハンダにより接合される。前記接合部は、濡れ性を向上させるために、予め金および／または銀メッキを施すことができる。前記金属基板１１には、上部全面に銀および／または金メッキを施し、電流の導電性向上、光反射性、接合部の濡れ性の３つを同時に達成することができる。
前記上下電極型発光ダイオード１３は、上部電極１３１に光を放射する開口部を有するとともに、前記導電性接続部材１４の腕状接続部１４１が接合し易い大面積部が形成されている。前記上下電極型発光ダイオード１３の側部から放射される光は、前記腕状接続部１４１の間に形成された開口部から外部に放射されるようになっており、前記光を効率良く外部に放射する。前記導電性接続部材１４は、腕状接続部１４１を二本設ける代わりに、一枚の短冊状板部材とし、前記上下電極型発光ダイオード１３の上部電極１３１の中央、両端の少なくとも一方に接続することができる。また、前記短冊状板部材は、金線リボンとすることで、大電流を流すことができ、曲げることも容易にできる。
また、前記反射枠１６の内部には、図示されていない、透明封止材料が、必要に応じて、充填される。前記透明封止材料は、エラストマータイプにすることができる。前記エラストマータイプの樹脂の硬度は、ショアＡ（ゴムの硬さ）で１５から８５、好ましくは２０から８０のものを使用することが望ましい。さらに、前記透明封止材料は、シリコン系樹脂からなるエラストマーであることが望ましい。前記硬度を有する透明封止材料は、前記金属基板１１、導電性接続部材１４等の熱膨張係数の違いによる熱応力がかかっても、前記熱応力を吸収することができる。
前記透明封止材料の表面、または反射枠１６の開口部には、図示されていない、蛍光体含有膜体が設けられる。前記蛍光体含有膜体は、使用する上下電極型発光ダイオード１３および所望する光の色により選択される。また、必要に応じて、前記透明封止材料と蛍光体含有膜体の間には、乱反射部材を配置することにより、上下電極型発光ダイオード１３の光が有効に所望方向に放射される。さらに、前記透明封止材料には、蛍光体を含有させることもできる。1 (a) to 1 (c) show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a plan view of the light emitting device, FIG. 1 (b) is a cross-sectional view of the light emitting device, and FIG. (C) is a bottom view of the light emitting device. In the drawings of the present invention, the size relationship does not always match the actual size for the sake of easy understanding. 1 (a) to 1 (c), the metal substrate 11 and the ceramic substrate 12 are composed of a single substrate in contact with each other. The reflection frame 16 has a bottom portion that is integrally fixed to the metal substrate 11 and the ceramic substrate 12 by, for example, a thermosetting resin adhesive.
The metal substrate 11 is made of, for example, aluminum, copper, iron, or an alloy thereof, and is surface-treated with nickel and silver as necessary. The upper and lower electrode type light emitting diode 13 has a lower electrode (not shown) attached to the upper part of the metal substrate 11. Further, the upper and lower electrode type light emitting diode 13 has an upper electrode 131 provided around the upper portion, and a portion connected to an arm of a conductive connecting member 14 described later is wide. The conductive connecting member 14 is provided with, for example, an arm-shaped connecting portion 141 having two arms, and the tip thereof is connected to the upper electrode 131 of the upper and lower electrode type light emitting diode 13.
The ceramic substrate 12 is in contact with the metal substrate 11 on one side, and a conductive film 17 is formed on at least a part of the upper surface. The other end of the conductive connection member 14 is joined to a conductive film 17 provided on the ceramic substrate 12. For example, the light emitting device emits light when current flows through the upper and lower electrode type light emitting diodes 13 by connecting a power source (not shown) to the conductive film 17 of the metal substrate 11 and the ceramic substrate 12.
The reflection frame 16 provided with the reflecting portion 161 is made of, for example, a thermosetting resin adhesive mainly composed of a two-component epoxy resin or a thermosetting resin adhesive made of a two-component silicone resin. Bonded to the metal substrate 11 and the ceramic substrate 12. The metal substrate 11 and the ceramic substrate 12 are firmly held by the reflective frame 16 and the adhesive 15 even though they are not bonded at the contact portion.
The metal substrate 11 and the lower electrode of the upper and lower electrode type light emitting diode 13 and the upper electrode 131 and the conductive connecting member 14 of the upper and lower electrode type light emitting diode 13 are joined by solder. The joint can be pre-plated with gold and / or silver in order to improve wettability. The metal substrate 11 can be subjected to silver and / or gold plating on the entire upper surface, thereby simultaneously achieving three things: improved electrical conductivity, light reflectivity, and wettability of the joint.
The upper and lower electrode type light emitting diode 13 has an opening for radiating light to the upper electrode 131 and a large area portion where the arm-like connecting portion 141 of the conductive connecting member 14 is easily joined. The light radiated from the side portion of the upper and lower electrode type light emitting diode 13 is radiated to the outside through an opening formed between the arm-shaped connection portions 141, and the light is efficiently emitted to the outside. Radiate. The conductive connecting member 14 is a single strip-shaped plate member instead of providing two arm-shaped connecting portions 141 and is connected to at least one of the center and both ends of the upper electrode 131 of the upper and lower electrode type light emitting diode 13. be able to. Moreover, the said strip-shaped board member can make a big electric current flow by making it a gold wire ribbon, and can also bend easily.
The reflective frame 16 is filled with a transparent sealing material (not shown) as necessary. The transparent sealing material can be of an elastomer type. The elastomer type resin preferably has a Shore A (rubber hardness) of 15 to 85, preferably 20 to 80. Furthermore, it is desirable that the transparent sealing material is an elastomer made of a silicon resin. The transparent sealing material having the hardness can absorb the thermal stress even when a thermal stress due to a difference in thermal expansion coefficient between the metal substrate 11 and the conductive connection member 14 is applied.
A phosphor-containing film body (not shown) is provided on the surface of the transparent sealing material or the opening of the reflection frame 16. The phosphor-containing film body is selected depending on the upper and lower electrode type light emitting diode 13 to be used and a desired color of light. Further, if necessary, an irregular reflection member is disposed between the transparent sealing material and the phosphor-containing film body so that light from the upper and lower electrode type light emitting diodes 13 is effectively emitted in a desired direction. Furthermore, the transparent sealing material may contain a phosphor.

第２図は発光ダイオードパッケージ連結体が多数設けられているリードフレームを説明するための図である。第２図において、リードフレーム２１は、枠２２の中に一対の金属基板１１とセラミック基板嵌合孔１２′との多数組が多数の脆弱部からなるリード接続部２３によって前記枠２２、他の金属基板１１、あるいは、前記セラミック基板嵌合孔１２′に接続されて、パッケージ連結体を構成している。また、前記金属基板１１とセラミック基板嵌合孔１２′は、複数の空間部２４によって周囲が囲まれている。前記空間部２４は、少なくとも一つのリード接続部２３が設けられており、前記枠２２、他の金属基板１１、あるいは、セラミック基板嵌合孔１２′に接続されている。また、前記金属基板１１およびセラミック基板嵌合孔１２′は、リード接続部２３を介さずに前記枠２２（リードフレーム）に設けることもできる。
前記金属基板１１の周囲に設けられた空間部２４（セラミック基板嵌合孔１２′を除く）は、リードフレーム２１に対する開口率を２５％から５０％、好ましくは３０％から４５％としている。前記リードフレーム２１は、開口率を高くすることにより、金属板自体の熱容量を小さくすることができ、リフロー炉等の熱処理を行っても、放熱が速いため、上下電極型発光ダイオードに対する熱による悪影響をなくすことができる。なお、枠２２は、位置決め用の孔２２１が複数個周囲に設けられている。FIG. 2 is a view for explaining a lead frame provided with a large number of light emitting diode package coupling bodies. In FIG. 2, the lead frame 21 includes a frame 22 and a lead connection portion 23 in which a large number of pairs of a metal substrate 11 and a ceramic substrate fitting hole 12 'are composed of a number of fragile portions. It is connected to the metal substrate 11 or the ceramic substrate fitting hole 12 'to constitute a package coupling body. The metal substrate 11 and the ceramic substrate fitting hole 12 ′ are surrounded by a plurality of spaces 24. The space portion 24 is provided with at least one lead connection portion 23 and is connected to the frame 22, another metal substrate 11, or a ceramic substrate fitting hole 12 ′. Further, the metal substrate 11 and the ceramic substrate fitting hole 12 ′ can be provided in the frame 22 (lead frame) without using the lead connection portion 23.
The space 24 (excluding the ceramic substrate fitting hole 12 ′) provided around the metal substrate 11 has an opening ratio with respect to the lead frame 21 of 25% to 50%, preferably 30% to 45%. The lead frame 21 can reduce the heat capacity of the metal plate itself by increasing the aperture ratio, and heat dissipation is fast even when heat treatment such as a reflow furnace is performed. Can be eliminated. The frame 22 has a plurality of positioning holes 221 around it.

第３図（ａ）から（ｃ）は発光ダイオードパッケージ連結体が多数設けられているリードフレームおよび上下電極型発光ダイオードを取り付けた状態を説明するための図である。第３図（ａ）において、リードフレーム３１は、枠３２の中に一対の金属基板１１とセラミック基板嵌合孔１２′との多数組が多数のリード接続部３１１によって前記枠３２、他の金属基板１１、あるいは、前記セラミック基板嵌合孔１２′に接続されている。また、前記金属基板１１とセラミック基板嵌合孔１２′は、複数の空間部３１２によって周囲が囲まれている。前記空間部３１２は、少なくとも一つのリード接続部３１１が設けられており、前記枠３２、他の金属基板１１、あるいは、セラミック基板嵌合孔１２′に接続されている。また、前記金属基板１１およびセラミック基板嵌合孔１２′は、リード接続部３１１を介さずに前記枠３２（リードフレーム）に設けることもできる。
第３実施例は、リード接続部３１１の幅が第２実施例と比較して広く、切断部にプレスの下死点制御により制御されている溝３１４が設けられている点で、第２実施例と異なっている。前記切断部は、組み立てが終了した後、容易に切断が可能である。また、前記セラミック基板嵌合孔１２′は、前記リード接続部３１１と脆弱部３１５が設けられている点で、第２実施例と異なっている。前記溝３１４および脆弱部３１５は、反射枠１６および上下電極型発光ダイオード１３等を取り付けた後、第２実施例のリード接続部２３と同様、簡単に分離できるようになっている。図３（ロ）および（ハ）は、セラミック基板１２、反射枠１６、上下電極型発光ダイオード１３、導電性接続部材１４等を接合した状態が示されている。FIGS. 3 (a) to 3 (c) are views for explaining a state in which a lead frame provided with a large number of light emitting diode package coupling bodies and upper and lower electrode type light emitting diodes are attached. In FIG. 3 (a), the lead frame 31 has a plurality of pairs of metal substrates 11 and ceramic substrate fitting holes 12 'in a frame 32. It is connected to the substrate 11 or the ceramic substrate fitting hole 12 '. The metal substrate 11 and the ceramic substrate fitting hole 12 ′ are surrounded by a plurality of space portions 312. The space portion 312 is provided with at least one lead connection portion 311 and is connected to the frame 32, the other metal substrate 11 or the ceramic substrate fitting hole 12 '. Further, the metal substrate 11 and the ceramic substrate fitting hole 12 ′ can be provided in the frame 32 (lead frame) without using the lead connecting portion 311.
In the third embodiment, the lead connection portion 311 is wider than the second embodiment, and the cutting portion is provided with a groove 314 controlled by bottom dead center control of the press. It is different from the example. The cutting part can be easily cut after assembly is completed. The ceramic substrate fitting hole 12 'is different from the second embodiment in that the lead connecting portion 311 and the fragile portion 315 are provided. The groove 314 and the fragile portion 315 can be easily separated in the same manner as the lead connection portion 23 of the second embodiment after the reflection frame 16 and the upper and lower electrode type light emitting diodes 13 are attached. 3B and 3C show a state in which the ceramic substrate 12, the reflection frame 16, the upper and lower electrode type light emitting diodes 13, the conductive connection member 14, and the like are joined.

第４図は発光ダイオードパッケージ連結体が多数設けられている他のリードフレームを説明するための図である。第４図において、リードフレーム４１は、枠４２の中に一対の金属基板１１とセラミック基板嵌合孔１２′との多数組が多数のリード接続部４１１によって前記枠４２、他の金属基板１１、あるいは、前記セラミック基板嵌合孔１２′に接続されている。また、前記金属基板１１は、リード接続部４１１によって、枠４２、または補強リード接続部４１５と接続されている点で、実施例３と異なっている。前記補強リード接続部４１５は、空間部４１２を多くしても、強度的に耐えるようにしている。前記空間部４１２は、少なくとも一つのリード接続部４１１が設けられており、前記枠４２、他の金属基板１１、あるいは、セラミック基板嵌合孔１２′に接続されている。また、前記金属基板１１およびセラミック基板嵌合孔１２′は、リード接続部４１１を介さずに前記枠４２（リードフレーム）に設けることもできる。   FIG. 4 is a view for explaining another lead frame provided with a large number of light emitting diode package coupling bodies. In FIG. 4, the lead frame 41 is composed of a plurality of pairs of metal substrates 11 and ceramic substrate fitting holes 12 ′ in a frame 42, and the frame 42, other metal substrates 11, Alternatively, it is connected to the ceramic substrate fitting hole 12 '. The metal substrate 11 is different from the third embodiment in that the metal substrate 11 is connected to the frame 42 or the reinforcing lead connection portion 415 by the lead connection portion 411. The reinforcing lead connecting portion 415 is designed to withstand the strength even if the space portion 412 is increased. The space portion 412 is provided with at least one lead connection portion 411, and is connected to the frame 42, another metal substrate 11 or a ceramic substrate fitting hole 12 '. Further, the metal substrate 11 and the ceramic substrate fitting hole 12 ′ can be provided in the frame 42 (lead frame) without using the lead connection portion 411.

第５図（ａ）から（ｄ）は本発明の第５実施例であり、第５図（ａ）は発光装置の平面図、第５図（ｂ）は第５図（ａ）のＡ−Ａ断面図、第５図（ｃ）は（イ）のＢ−Ｂ断面図、第５図（ｄ）は底面図である。第５図（ａ）から（ｄ）において、金属基板５１とセラミック基板５２は、互いに当接された一つの基板から構成されている。前記セラミック基板５２は、少なくとも一部の上面に導電膜１７が形成されている。反射枠５６は、前記金属基板５１とセラミック基板５２に跨がって底部が、たとえば、熱硬化性樹脂接着剤等によって一体に固定されている。
前記金属基板５１は、たとえば、アルミニウム、銅、鉄、またはこれらの合金、好ましくは銅からなり、必要に応じて、ニッケルと銀により表面処理がされている。たとえば、前記上下電極型発光ダイオード５３−１、５３−２は、前記金属基板５１の上部に下部電極（図示されていない）がハンダにより取り付けられている。また、前記上下電極型発光ダイオード５３−１、５３−２は、それぞれの上部電極が金線リボン（または導電性金属箔）５４−１、５４−２によって、セラミック基板５２上に形成された導電膜５７に、たとえば、ハンダにより接合される。前記上下電極型発光ダイオード５３−１、５３−２は、前記反射枠５６のほぼ中央に設けられるとともに、その数を任意に増加させることができる。前記発光装置は、金属基板５１とセラミック基板５２の導電膜５７に図示されていない電源を接続することにより、上下電極型発光ダイオード５３−１、５３−２に電流が流れて発光する。
前記上下電極型発光ダイオードの電極は、開口部を有し、この部分から光を効率良く上部に照射する。前記開口部は、ロ字状以外に、目字状、日字状、コ字状等、各種変形が可能である。上下電極型発光ダイオードの大きさは、１．５ｍｍ×１．５ｍｍ、１．０ｍｍ×１．０ｍｍ、０．７ｍｍ×０．７ｍｍ、あるいは０．５ｍｍ×０．５ｍｍで、厚さ０．１ｍｍ程度である。本実施例の上下電極型発光ダイオードは、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードとすることができる。前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、下部電極、前記下部電極の上に形成された導電性基板、前記基板の上に形成されたｎ型窒化ガリウム半導体層、前記ｎ型窒化ガリウム半導体層の上に形成された量子井戸構造型活性層、前記量子井戸構造型活性層の上に形成されたｐ型窒化ガリウム半導体層、前記ｐ型窒化ガリウム半導体層の上に形成された上部部分電極とから構成されている。前記導電性基板の上に形成されたｐ型窒化ガリウム半導体層、前記ｐ型窒化ガリウム半導体層の上に形成された量子井戸構造型活性層、前記量子井戸構造型活性層の上に形成されたｎ型窒化ガリウム半導体層、前記ｎ型窒化ガリウム半導体層の上に形成された上部部分電極とから構成することもできる。
（比較例）
従来例の金線を超音波と熱圧着で接続した窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードと、ハンダと金属部材とによって接合した本発明の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードとを比較する。従来例は、径が３０μｍの金線２本を用い、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上部電極とパッケージ電極の他方を超音波ワイヤーボンディングで接続したワイヤーボンダの超音波振動により、発光不良の不良品が約１０％発生した。さらに、３５０ｍＡを通電した場合、約４％の通電異常による焼けが発生した。本発明の実施例では、接続工程および３５０ｍＡから５００ｍＡの通電においても、不良品の発生がなかった。FIGS. 5 (a) to 5 (d) show a fifth embodiment of the present invention, FIG. 5 (a) is a plan view of the light emitting device, and FIG. 5 (b) is an A- in FIG. 5 (a). A sectional view, FIG. 5 (c) is a sectional view taken along the line BB of FIG. 5 (a), and FIG. 5 (d) is a bottom view. 5 (a) to 5 (d), the metal substrate 51 and the ceramic substrate 52 are composed of one substrate in contact with each other. The ceramic substrate 52 has the conductive film 17 formed on at least a part of its upper surface. The reflection frame 56 is integrally fixed to the bottom of the reflection frame 56 by, for example, a thermosetting resin adhesive or the like across the metal substrate 51 and the ceramic substrate 52.
The metal substrate 51 is made of, for example, aluminum, copper, iron, or an alloy thereof, preferably copper, and is surface-treated with nickel and silver as necessary. For example, in the upper and lower electrode type light emitting diodes 53-1 and 53-2, a lower electrode (not shown) is attached to the upper part of the metal substrate 51 by solder. In addition, the upper and lower electrode type light emitting diodes 53-1 and 53-2 have conductive upper electrodes formed on the ceramic substrate 52 by gold wire ribbons (or conductive metal foils) 54-1 and 54-2. The film 57 is joined by, for example, solder. The upper and lower electrode type light emitting diodes 53-1 and 53-2 are provided at substantially the center of the reflection frame 56 and the number thereof can be arbitrarily increased. In the light emitting device, when a power source (not shown) is connected to the conductive film 57 of the metal substrate 51 and the ceramic substrate 52, a current flows through the upper and lower electrode type light emitting diodes 53-1, 53-2 to emit light.
The electrodes of the upper and lower electrode type light emitting diodes have openings, and light is efficiently irradiated from above to the upper part. The opening can be variously modified in addition to a square shape, such as a square shape, a Japanese character shape, and a U shape. The size of the upper and lower electrode type light emitting diode is 1.5 mm × 1.5 mm, 1.0 mm × 1.0 mm, 0.7 mm × 0.7 mm, or 0.5 mm × 0.5 mm, and the thickness is about 0.1 mm. It is. The upper and lower electrode type light emitting diode of this embodiment can be a gallium nitride based upper and lower electrode type light emitting diode. The GaN-based upper / lower electrode type light emitting diode includes a lower electrode, a conductive substrate formed on the lower electrode, an n-type gallium nitride semiconductor layer formed on the substrate, and an n-type gallium nitride semiconductor layer. A quantum well structure type active layer formed thereon, a p-type gallium nitride semiconductor layer formed on the quantum well structure type active layer, and an upper partial electrode formed on the p type gallium nitride semiconductor layer It is configured. A p-type gallium nitride semiconductor layer formed on the conductive substrate, a quantum well structure-type active layer formed on the p-type gallium nitride semiconductor layer, and formed on the quantum well structure-type active layer An n-type gallium nitride semiconductor layer and an upper partial electrode formed on the n-type gallium nitride semiconductor layer can also be used.
(Comparative example)
A conventional gallium nitride upper / lower electrode type light emitting diode in which a gold wire is connected to an ultrasonic wave by thermocompression bonding and the gallium nitride upper / lower electrode type light emitting diode of the present invention joined by solder and a metal member will be compared. In the conventional example, two gold wires with a diameter of 30 μm are used, and light emission failure is caused by ultrasonic vibration of a wire bonder in which the upper electrode of the gallium nitride based upper and lower electrode type light emitting diode and the other of the package electrode are connected by ultrasonic wire bonding. About 10% of defective products occurred. Furthermore, when 350 mA was energized, burning due to an energization abnormality of about 4% occurred. In the examples of the present invention, no defective product was generated even in the connection step and in the energization of 350 mA to 500 mA.

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。そして、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。本発明の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上下電極、金属基板、金属部材等の接続は、ハンダ、ハンダペースト、ハンダとフラックス、金−錫共晶ハンダペースト、インジウム系共晶ハンダ等、公知または周知のものを使用することができる。本発明の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオード、金属基板ユニット、反射枠、熱硬化性樹脂接着剤、公知または周知のものを使用することができる。また、本発明は、各実施例の一部を互いに組み合わせて使用することができる。   As mentioned above, although the Example of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to the said Example. The present invention can be modified in various ways without departing from the scope of the claims. The connection of the upper and lower electrodes, the metal substrate, the metal member, etc. of the gallium nitride based upper and lower electrode type light emitting diode of the present invention is known, such as solder, solder paste, solder and flux, gold-tin eutectic solder paste, indium eutectic solder, etc. Or a well-known thing can be used. The gallium nitride based upper / lower electrode type light emitting diode, metal substrate unit, reflection frame, thermosetting resin adhesive, known or known ones of the present invention can be used. In the present invention, a part of each embodiment can be used in combination with each other.

Claims (11)

金属基板と少なくとも上部に導電性膜が形成されているセラミック基板とが互いに当接された基板と、
前記金属基板とセラミック基板に跨がるように底部が前記基板に接着された開口部を有する絶縁性部材からなる反射枠と、
前記反射枠の内部の金属基板に下部電極が取り付けられている少なくとも一つの上下電極型発光ダイオードと、
前記上下電極型発光ダイオードの上部電極と前記セラミック基板上の導電性膜とを接続する少なくとも一つの導電性接続部材と、
前記金属基板と前記上下電極型発光ダイオードの下部電極、前記上下電極型発光ダイオードの上部電極と前記導電性接続部材、および前記導電性接続部材と前記導電性膜とを接合するハンダと、
から少なくとも構成されていることを特徴とする発光装置。A substrate in which a metal substrate and at least a ceramic substrate having a conductive film formed thereon are in contact with each other;
A reflective frame made of an insulating member having an opening bonded to the substrate so that the metal substrate and the ceramic substrate are straddled;
At least one upper and lower electrode type light emitting diode having a lower electrode attached to a metal substrate inside the reflective frame;
At least one conductive connecting member connecting the upper electrode of the upper and lower electrode type light emitting diodes and the conductive film on the ceramic substrate;
The metal substrate and the lower electrode of the upper and lower electrode type light emitting diode, the upper electrode of the upper and lower electrode type light emitting diode and the conductive connecting member, and the solder for joining the conductive connecting member and the conductive film;
A light emitting device comprising: 前記基板、反射枠、少なくとも一つの上下電極型発光ダイオード、少なくとも一つの導電性接続部材、ハンダからなる発光部が複数個から構成されていることを特徴とする請求項１に記載された発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting device includes a plurality of light emitting parts including the substrate, the reflective frame, at least one upper and lower electrode type light emitting diode, at least one conductive connection member, and solder. . 前記導電性接続部材は、少なくとも一つの金線リボンから構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein the conductive connection member includes at least one gold wire ribbon. 前記金属基板は、ヒートシンク付き金属基板で、セラミック基板との厚さがほぼ等しいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された発光装置。 The light emitting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal substrate is a metal substrate with a heat sink and has a thickness substantially equal to that of the ceramic substrate. 前記発光部は、直列、並列、あるいは直並列に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された発光装置。 The light emitting device according to any one of claims 1 to 4, wherein the light emitting units are connected in series, in parallel, or in series and parallel. 前記反射枠内には、前記上下電極型発光ダイオードを封止する材料が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載された発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein a material for sealing the upper and lower electrode type light emitting diodes is provided in the reflection frame. 前記反射枠内または前記反射枠の上面には、前記上下電極型発光ダイオードから発する光をほぼ白色光に変換する少なくとも一つの蛍光体を含有する蛍光膜が取り付けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載された発光装置。 A fluorescent film containing at least one phosphor that converts light emitted from the upper and lower electrode type light emitting diodes into substantially white light is attached in the reflection frame or on the upper surface of the reflection frame. The light emitting device according to any one of claims 1 to 6. 接続部により接続された多数の金属基板と、前記金属基板の一方にセラミック基板の嵌合部が設けられた金属基板集合体と、
前記各嵌合部に設けられ、少なくとも上部に導電性膜が形成されたセラミック基板と、
各一対の前記金属基板と前記セラミック基板に跨がるように底部が接着された開口部を有する絶縁性部材からなる反射枠と、
から少なくとも構成されている発光装置用パッケージ集合体。A number of metal substrates connected by a connecting portion, and a metal substrate assembly in which a ceramic substrate fitting portion is provided on one of the metal substrates,
A ceramic substrate provided in each of the fitting portions and having a conductive film formed at least on the top,
A reflective frame made of an insulating member having an opening with a bottom bonded so as to straddle each pair of the metal substrate and the ceramic substrate;
A package assembly for a light emitting device, comprising at least the following. 前記接続部は、リード状接続部からなり、金属基板の三方にリード状接続部が設けられていることを特徴とする請求項８に記載された発光装置用パッケージ集合体。 9. The package assembly for a light emitting device according to claim 8, wherein the connection portion includes a lead connection portion, and the lead connection portion is provided on three sides of the metal substrate. 前記リード接続部は、脆弱部が設けられ、容易に分離できることを特徴とする請求項８または請求項９に記載された発光装置用パッケージ集合体。 10. The package assembly for a light emitting device according to claim 8, wherein the lead connecting portion is provided with a weak portion and can be easily separated. 前記リード接続部には、下死点制御により制御された深さの溝からなる切断部が設けられていることを特徴とする請求項８または請求項９に記載された発光装置用パッケージ集合体。 10. The package assembly for a light emitting device according to claim 8, wherein the lead connection portion is provided with a cut portion having a groove having a depth controlled by bottom dead center control. .
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