KR20140113427A - 발광 소자 실장용 기체 및 그것을 구비하는 발광 장치 및 리드 프레임 - Google Patents

발광 소자 실장용 기체 및 그것을 구비하는 발광 장치 및 리드 프레임 Download PDF

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료헤이 야마시타
료이치 요시모토
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니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤
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    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
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Abstract

본 발명은 단면에서 볼 때, 제1 주면과, 상기 제1 주면과는 반대측의 제2 주면과, 상기 제1 주면에 연속하는 제1 오목면 영역 및 상기 제2 주면에 연속하는 제2 오목면 영역을 포함하는 일단부면을 갖는 리드 전극과, 상기 제1 주면 중 적어도 일부와 상기 제2 주면 중 적어도 일부를 노출시키고, 상기 일단부면 중 적어도 일부를 피복하여, 상기 리드 전극과 일체로 성형된 수지 성형체를 구비하고, 상기 제2 오목면 영역은, 상기 제1 주면에 가장 가까운 최접근부와, 상기 최접근부보다 외측으로 또한 상기 제2 주면측으로 연신하는 연신부를 포함하고, 상기 제1 오목면 영역은, 상기 제2 오목면 영역의 상기 최접근부보다 외측에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

발광 소자 실장용 기체 및 그것을 구비하는 발광 장치 및 리드 프레임{LIGHT EMITTING DEVICE MOUNT, LIGHT EMITTING APPARATUS INCLUDING THE SAME, AND LEADFRAME}
본 발명은 발광 소자 실장용 기체 및 그것을 구비하는 발광 장치 및 리드 프레임에 관한 것이다.
예를 들어 일본 특허 공개 제2012-039109호 공보에는, 금속 기판에 표리 양면으로부터 에칭을 실시하여 제조되는 리드 프레임과, 리드 프레임에 적재된 LED(발광 다이오드) 소자와, LED 소자를 둘러싸는 오목부를 갖고 리드 프레임에 일체 성형된 외측 수지부와, 오목부 내에 충전된 밀봉 수지부를 갖는 반도체 장치가 기재되어 있다.
그러나, 일본 특허 공개 제2012-039109호 공보에 기재된 반도체 장치에 있어서, 리드 프레임과 외측 수지부 사이의 미세한 간극을 통해서, 밀봉 수지부의 성분이 이면측으로 누출되거나, 땜납의 플럭스가 오목부 내에 침입하거나 하는 경우가 있다.
따라서, 본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 밀봉 수지 성분의 누출이나 땜납 플럭스의 침입을 방지하기 쉬운, 발광 소자 실장용 기체, 또는 그것을 구비하는 발광 장치, 또는 리드 프레임을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 발광 소자 실장용 기체는, 단면에서 볼 때, 제1 주면과, 상기 제1 주면과는 반대측의 제2 주면과, 상기 제1 주면에 연속하는 제1 오목면 영역 및 상기 제2 주면에 연속하는 제2 오목면 영역을 포함하는 일단부면을 갖는 정부(positive and negative) 한 쌍의 리드 전극과, 상기 제1 주면 중 적어도 일부와 상기 제2 주면 중 적어도 일부를 노출시키고, 상기 일단부면 중 적어도 일부를 피복하여, 상기 리드 전극과 일체로 성형된 수지 성형체를 구비하고, 상기 수지 성형체는, 발광 소자를 수납하기 위한 오목부를 형성하고, 상기 제2 오목면 영역은, 상기 제1 주면에 가장 가까운 최접근부와, 상기 최접근부보다 외측으로 또한 상기 제2 주면측으로 연신하는 연신부를 포함하고, 상기 연신부는, 적어도 상기 정부 한 쌍의 리드 전극의 대향하는 단부면에 설치되고, 상기 제1 오목면 영역은, 상기 제2 오목면 영역의 상기 최접근부보다 외측에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 발광 장치는, 상기 발광 소자 실장용 기체와, 상기 발광 소자 실장용 기체에 실장된 발광 소자를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 현수 리드부와, 상기 현수 리드부에 보유 지지된 복수의 단일 기체 영역을 갖는 판상의 리드 프레임으로서, 상기 단일 기체 영역은, 단면에서 볼 때, 제1 주면과, 상기 제1 주면과는 반대측의 제2 주면과, 상기 제1 주면에 연속하는 제1 오목면 영역 및 상기 제2 주면에 연속하는 제2 오목면 영역을 포함하는 일단부면을 갖고, 상기 제2 오목면 영역은, 상기 제1 주면에 가장 가까운 최접근부와, 상기 최접근부보다 외측으로 또한 상기 제2 주면측으로 연신하는 연신부를 포함하고, 상기 연신부는, 적어도 상기 단일 영역에 있어서 대향하는 리드 프레임의 단부면에 설치되고, 상기 제1 오목면 영역은, 상기 제2 오목면 영역의 상기 최접근부보다 외측에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 리드 전극, 또는 리드 프레임의 단일 기체 영역의 주연부의 강도를 높게 유지하면서, 밀봉 수지 성분의 누출이나 땜납 플럭스의 침입을 억제할 수 있다.
본원 발명의 상기 목적 및 그 외의 목적과, 특징은 첨부 도면과 관련지어 설명될 후술하는 상세한 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다.
도 1a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 장치의 개략 상면도, 도 1b는 도 1a의 A-A 단면에서의 개략 단면도 및 도 1c는 도 1a의 B-B 단면에서의 개략 단면도.
도 2a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 소자 실장용 기체의 개략 상면도, 도 2b는 개략 하면도 및 도 2c는 개략적인 측면도.
도 3a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 리드 프레임의 일부분의 개략 상면도, 도 3b는 도 3a의 C-C 단면에서의 개략 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시 형태에 따른 발광 장치의 일부를 확대하여 도시하는 개략 단면도.
이하, 발명의 실시 형태에 대하여 적절히 도면을 참조하여 설명한다. 단, 이하에 설명하는 발광 장치, 발광 소자 실장용 기체 및 리드 프레임은, 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 것으로서, 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명을 이하의 것에 한정하지 않는다. 또한, 일 실시 형태, 실시예에 있어서 설명하는 내용은, 다른 실시 형태, 실시예에도 적용 가능하다. 또한, 각 도면이 나타내는 부재의 크기나 위치 관계 등은, 설명을 명확히 하기 위해서, 과장되어 있는 경우가 있다.
또 이하, 도면 중에 나타내는 「x」 방향이 「가로」 방향, 「y」 방향이 「세로」 방향, 「z」 방향이 「상하」 방향 또는 「두께(높이)」 방향이다. 또한, 이하에 나타내는 실시 형태 및 실시예의 발광 장치, 발광 소자 실장용 기체 및 리드 프레임은, 상면에서 볼 때, 가로 방향이 길이 방향, 세로 방향이 짧은 방향으로 되는 것이지만, 이에 한하지 않고, 예를 들어 상면에서 볼 때 대략 정사각형이어도 된다.
<실시 형태 1>
도 1a는 실시 형태 1에 따른 발광 장치의 개략 상면도이며, 도 1b, 도 1c는 각각, 도 1a에서의 A-A 단면, B-B 단면을 도시하는 개략 단면도이다. 또한, 도 2a, 도 2b, 도 2c는 각각, 실시 형태 1에 따른 발광 소자 실장용 기체의 개략 상면도, 개략 하면도, 개략 측면도이다.
도 1a 내지 도 1c에 도시한 바와 같이, 실시 형태 1에 따른 발광 장치(100)는 발광 소자 실장용 기체(200)와, 그 발광 소자 실장용 기체(200)에 실장된 발광 소자(30)를 구비하고 있다. 보다 상세하게는, 발광 장치(100)는 주로, 발광 소자 실장용 기체(200)에, 발광 소자(30)가 실장되며, 밀봉 부재(60)에 의해 밀봉되어 구성되어 있다. 또한, 본 예의 밀봉 부재(60)는 형광체(70)를 함유하고 있지만, 생략할 수도 있다.
도 1a 내지 도 1c, 도 2a 내지 도 2c에 도시한 바와 같이, 발광 소자 실장용 기체(200)는 리드 전극(10, 11)과, 리드 전극(10, 11)과 일체로 성형된 수지 성형체(20)를 구비하고 있다. 이하, 좌측 리드 전극(10)을 제1 리드 전극, 우측 리드 전극(11)을 제2 리드 전극이라 하는 경우가 있다. 리드 전극은, 본 예에서는 2개이지만, 1개여도 되고, 3개 이상이어도 된다. 리드 전극(10, 11)은 발광 소자 실장용 기체(200)의 가로 방향으로 배열되어 있다. 리드 전극(10, 11)은 판상이며, 절곡 가공은 실질적으로 되어 있지 않다. 제1 리드 전극(10)은 제2 리드 전극(11)보다 가로 방향으로 길다. 제1 및 제2 리드 전극(10)의 세로 방향의 길이(폭)는 대략 동일하다. 제1 리드 전극(10)은 제1 주면(10a)과, 제1 주면(10a)과는 반대측의 제2 주면(10b)과, 제1 주면(10a) 및 제2 주면(10b)에 연속하는 단부면을 갖고 있다. 도시하는 예에서는, 리드 전극(10, 11)의 제1 주면(10a)이 상면이며, 제2 주면(10b)이 하면이다. 리드 전극(10, 11)은 서로를 이격하는 이격 영역이 수지 성형체(20)에 매립되고, 이 이격 영역을 전기적 절연 영역으로 하여, 수지 성형체(20)에 일체적으로 보유 지지되어 있다. 제2 리드 전극(11)도 마찬가지로 제1 주면, 제2 주면 및 단부면을 갖고 있지만, 제1 리드 전극(11)과 실질적으로 마찬가지라고 할 수 있으므로, 부호도 특별히 붙이지 않고 설명은 생략한다.
또한, 리드 전극의 제1 주면(10a)과 제2 주면(10b)은 의도적으로 형성되는 홈이나 오목부를 제외하면, 평탄면인 것이 바람직하다. 또한, 리드 전극의 제1 주면(10a)과 제2 주면(10b)은 의도적으로 형성되는 홈이나 오목부를 제외하면, 대략 평행인 것이 바람직하다. 또한, 제1 및 제2 리드 전극(10, 11)은 최대폭(주로 세로 방향의 최대폭)이 달라도 되지만, 최대폭이 대략 동일한 것이 바람직하다. 제1 및 제2 리드 전극(10, 11)은 상면에서 볼 때 서로 비스듬한 관계로 배치되어 있어도 되지만, 대략 평행하게 배치되어 있는 것이 바람직하다. 제1 및 제2 리드 전극(10, 11)은, 상면에서 볼 때 가로 방향으로 평행한 중심축이 세로 방향으로 서로 변위된 관계로 배치되어 있어도 되지만, 상면에서 볼 때 가로 방향으로 평행한 중심축이 대략 일치하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.
수지 성형체(20)는 상면에서 볼 때, 가로 방향으로 긴 직사각 형상을 갖고 있다. 수지 성형체(20)는 리드 전극(10, 11)과 함께, 발광 소자를 수용하는 오목부를 형성하고 있다. 구체적으로는, 오목부의 저면은 리드 전극(10, 11)의 상면과, 수지 성형체(20)의 표면에 의해 구성되어 있다. 오목부의 측벽면(25)(오목부 측벽의 내면)은 수지 성형체(20)의 표면에 의해 구성되어 있다. 오목부의 측벽면(25)은 수직이어도 되지만, 발광 소자로부터 출사되는 광을 효율적으로 취출하기 위해서, 오목부 저면에 가까워짐에 따라 개구가 협폭으로 되도록 경사져 있는 것이 바람직하다. 또한, 본 예에서는, 오목부를 갖는 발광 소자 실장용 기체를 예시하고 있지만, 오목부는 생략할 수도 있고, 예를 들어 평판 형상의 발광 소자 실장용 기체로 할 수도 있다.
또한, 수지 성형체(20)는 리드 전극의 제1 주면(10a) 중 적어도 일부와 제2 주면(10b) 중 적어도 일부를 노출시키고, 단부면 중 적어도 일부를 피복하고 있다. 특히 본 예에서는, 수지 성형체(20)는 현수 리드부(310)를 제외하고, 리드 전극(10, 11)의 단부면의 대략 전역을 피복하고 있다. 또한, 수지 성형체(20)는 리드 전극의 제1 주면(10a)의 일부(특히 그 주연부)를 피복하고 있다. 또한, 리드 전극의 제2 주면(10b)은, 그 중 적어도 일부가 수지 성형체(20)로부터 노출되어 있고, 수지 성형체(20)와 함께 발광 소자 실장용 기체(200)의 하면을 구성하고 있다. 이에 의해, 방열성이 우수한 발광 소자 실장용 기체로 할 수 있다.
그리고, 리드 전극의 단부면은, 제1 주면(10a)에 연속하는 제1 오목면 영역(10ca)과, 제2 주면(10b)에 연속하는 제2 오목면 영역(10cb)을 갖고 있다. 또한, 제2 오목면 영역(10cb)은 제1 주면(10a)에 가장 가까운 최접근부 P와, 최접근부 P보다 외측으로 또한 제2 주면(10b)측으로 연신하는 연신부(10cbe)를 포함하고 있다. 제1 오목면 영역(10ca)은 제2 오목면 영역의 최접근부 P보다 외측에 설치되어 있다. 또한, 리드 전극의 「외측」, 「내측」이란, 고려 대상으로 되는 리드 전극의 중심을 기준으로 해서 생각하는 것으로 한다.
이와 같이 구성된 발광 소자 실장용 기체(200) 및 그것을 구비하는 발광 장치(100)는 제1 오목면 영역(10ca)과 제2 오목면 영역(10cb)에 의해, 리드 전극(10, 11)의 단부면의 표면적, 바꿔 말하면 단면에서 볼 때의 단부면의 전체 길이를 크게 하여, 밀봉 수지 성분의 누출이나 땜납 플럭스의 침입을 억제할 수 있다. 또한, 리드 전극(10, 11)의 주연부와 수지 성형체(20)의 밀착성을 높일 수 있다. 특히, 제2 오목면 영역의 연신부(10cbe)가, 밀봉 수지 성분의 누출이나 땜납 플럭스의 침입을 억제하는 장벽으로서 기능하여, 밀봉 수지 성분의 누출이나 땜납 플럭스의 침입을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 리드 전극(10, 11)은 제2 오목면 영역의 최접근부 P에서 얇아지기(肉薄) 쉽지만, 제1 오목면 영역(10ca)이 최접근부 P보다 외측에 있음으로써, 리드 전극의 비교적 얇아지는 주연부의 강도를 높게 유지할 수 있다.
또한, 이러한 리드 전극(10, 11)의 단부면 형상은, 리드 프레임을 에칭에 의해 가공할 때, 마스크의 특성, 형상, 위치 관계 등에 의해 형성할 수 있다. 또한, 제1 오목면 영역(10ca) 및 제2 오목면 영역(10cb)은, 대략 일곡면으로 구성되어 있는 것이 바람직하지만, 평탄면과 곡면의 조합으로 구성되어도 되고, 요철을 가져도 된다.
이하, 발광 장치(100) 및 발광 소자 실장용 기체(200)의 바람직한 형태에 대하여 설명한다.
도 1a 내지 도 1c에 도시한 바와 같이, 리드 전극의 단부면은, 제1 오목면 영역(10ca)과, 제2 오목면 영역(10cb) 사이에, 중간 영역(10cc)을 포함하고 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 리드 전극의 단부면의 표면적, 바꿔 말하면 단면에서 볼 때의 단부면의 전체 길이를 더 크게 하여, 밀봉 수지 성분의 누출이나 땜납 플럭스의 침입을 억제하기 쉽다. 또한, 제1 오목면 영역(10ca)과 제2 오목면 영역(10cb) 사이의 두께를 크게 유지하여, 리드 전극의 비교적 얇아지는 주연부의 강도를 높게 유지하기 쉽다. 도시하는 예에서는, 중간 영역(10cc)은 제1 오목면 영역(10ca)과 제2 오목면 영역(10cb)에 연속하여 설치되어 있다.
도 1a 내지 도 1c에 도시한 바와 같이, 중간 영역(10cc)은 대략 평탄한 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1 오목면 영역(10ca)으로부터 중간 영역(10cc)으로의 접속부 및/또는 제2 오목면 영역(10cb)으로부터 중간 영역(10cc)으로의 접속부가, 굴곡진 형상으로 설치되기 쉬워, 밀봉 수지 성분의 누출이나 땜납 플럭스의 침입을 억제하기 쉽다.
도 1a 내지 도 1c에 도시한 바와 같이, 제2 오목면 영역(10cb)의 표면적은, 제1 오목면 영역(10ca)의 표면적보다 큰 것이 바람직하다. 바꿔 말하면, 단면에서 볼 때, 제2 오목면 영역(10cb)의 길이는, 제1 오목면 영역(10ca)의 길이보다 큰 것이 바람직하다. 이에 의해, 제2 오목면 영역의 연신부(10cbe)의 표면적이 크게 설치되기 쉬우므로, 밀봉 수지 성분의 누출이나 땜납 플럭스의 침입을 억제하기 쉽다. 또한, 제2 오목면 영역(10cb)을 피복하는 수지 성형체(20)가 두께로 설치되기 쉬우므로, 리드 전극(10, 11)을 제2 주면(10b)측으로부터 강하게 지지할 수 있다.
도 1a 내지 도 1c에 도시한 바와 같이, 리드 전극의 제1 주면(10a) 측이 발광 소자 실장측인 것이 바람직하다. 리드 전극의 제1 주면(10a) 측이 발광 소자 실장측이면, 제2 오목면 영역의 연신부(10cbe)가 제2 주면(10b)측에 면하도록 설치된다. 이에 의해, 발광 소자 실장측에서, 리드 전극(10, 11)의 단부면을 피복하는 수지 성형체(20)를 고정밀도로 형성하기 쉽다. 이에 의해, 나아가서는 밀봉 수지 성분의 누출이나 땜납 플럭스의 침입을 억제하기 쉽다.
제1 오목면 영역(10ca)은 제2 오목면 영역(10cb)의 최접근부 P를 제2 주면(10b)측으로 초과하는 깊이로 설치되어도 되지만, 도 1a 내지 도 1c에 도시한 바와 같이, 제2 오목면 영역(10cb)의 최접근부 P보다도 제1 주면(10a) 측까지의 깊이로 설치되는 것이 바람직하다. 바꿔 말하면, 제1 오목면 영역(10ca)의 외측의 단부가, 제2 오목면 영역(10cb)의 최접근부 P보다도 제1 주면(10a) 측에 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1 오목면 영역(10ca)과 제2 오목면 영역(10cb) 사이의 두께를 크게 유지하기 쉽고, 리드 전극의 비교적 얇아지는 주연부의 강도를 높게 유지하기 쉽다. 또한, 제1 오목면 영역(10ca)도 또한, 제2 주면(10b)에 가장 가까운 최접근부(제2 최접근부라 함)와, 그 제2 최접근부보다 외측으로 또한 제1 주면(10a) 측으로 연신하는 연신부(제2 연신부라 함)를 가져도 된다. 이에 의해, 밀봉 수지 성분의 누출이나 땜납 플럭스의 침입을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
이상과 같은 리드 전극(10, 11)의 단부면 형상은, 리드 전극의 현수 리드부(310)를 제외한 주연의 일부에 형성되면, 밀봉 수지 성분의 누출이나 땜납 플럭스의 침입을 억제하는 효과가 있다. 또한, 리드 전극(10, 11)의 이러한 단부면 형상은, 리드 전극의 현수 리드부(310)를 제외한 주연부의 대략 전역(도 2a, 도 2b의 사선을 그은 부분)에 형성하는 것이, 밀봉 수지 성분의 누출이나 땜납 플럭스의 침입을 보다 한층 억제하기 쉽기 때문에 바람직하다. 또한, 현수 리드부에도 이러한 리드 전극(10, 11)의 단부면 형상과 마찬가지의 가공을 실시하는 것은 가능하다.
도 3a는 실시 형태 1에 따른 리드 프레임의 일부분의 개략 상면도이며, 도 3b는 도 3a에서의 C-C 단면을 도시하는 개략 단면도이다. 도 3a에 도시한 바와 같이, 리드 프레임(300)은 판상이며, 현수 리드부(310)와, 현수 리드부(310)에 보유 지지된 복수의 단일 기체 영역(350)을 갖고 있다. 단일 기체 영역(350)은 제1 주면(351a)과, 제1 주면(351a)과는 반대측의 제2 주면(351b)과, 제1 주면(351a) 및 제2 주면(351b)에 연속하는 단부면을 갖고 있다. 단일 기체 영역(350)의 단부면은, 제1 주면(351a)에 연속하는 제1 오목면 영역(351ca)과, 제2 주면(351b)에 연속하는 제2 오목면 영역(351cb)을 갖고 있다. 제2 오목면 영역(351cb)은 제1 주면(351a)에 가장 가까운 최접근부 Q와, 최접근부 Q보다 외측으로 연신하는 연신부(351cbe)를 포함하고 있다. 그리고, 제1 오목면 영역(351ca)은, 제2 오목면 영역의 최접근부 Q보다 외측에 설치되어 있다.
도 3a, 도 3b에 도시한 바와 같이, 단일 기체 영역(350)은 발광 소자 실장용 기체(200)에서의 제1 및 제2 리드 전극(10, 11)에 상당하는 2개의 섬 형상 영역을 포함하고 있다. 이 단일 기체 영역(350)에서의 제1 주면(351a), 제2 주면(351b), 제1 오목면 영역(351ca), 제2 오목면 영역(351cb), 중간 영역(351cc), 최접근부 Q, 연신부(351cbe)는 각각, 제1 및 제2 리드 전극에서의 제1 주면(10a), 제2 주면(10b), 제1 오목면 영역(10ca), 제2 오목면 영역(10cb), 중간 영역(10cc), 최접근부 P, 연신부(10cbe)에 상당하는 것이며, 그 바람직한 형태도 상술한 리드 전극과 마찬가지이다.
또한, 현수 리드부(310)는 개편화된 발광 소자 실장용 기체의 단부면(측면)에 있어서, 그 일부가 수지 성형체로 노출되어 잔존하게 된다. 발광 소자 실장용 기체에 외부로부터 응력이 가해진 경우, 현수 리드부의 주변에 응력이 집중하기 쉽다. 도 2a, 도 2b, 도 2c에 도시한 바와 같이, 발광 소자 실장용 기체(200)에 있어서, 현수 리드부(310)는 가로 방향, 세로 방향 모두, 기체의 상면에서 볼 때 대략 중앙에 위치해 있다. 이에 의해, 발광 소자 실장용 기체(200)의 외부 응력에 대한 내성을 높여서, 수지 성형체(20)의 균열이나 절결의 발생을 억제할 수 있다. 특히 본 예에서는, 제1 리드 전극(10)은 세로 방향으로 설치된 현수 리드부(310)가 있다. 제2 리드 전극(11)은 세로 방향으로 설치된 현수 리드부가 없다. 제1 및 제2 리드 전극(10, 11) 모두, 가로 방향(의 외측)으로는 현수 리드부(310)가 있다.
<실시 형태 2>
도 4는 실시 형태 2에 따른 발광 장치의 일부를 확대하여 도시하는 개략 단면도이다. 도 4에 도시하는 예의 발광 장치는, 리드 전극에서의 제1 및 제2 오목면 영역의 주면에 대한 배치 관계와, 리드 전극과 수지 성형체의 관계가 실시 형태 1의 발광 장치와 다르고, 그 이외의 구성에 대해서는, 실질적으로 동일하기 때문에, 설명을 적절히 생략한다.
도 4에 도시하는 예의 발광 장치도 또한, 리드 전극의 단부면은, 제1 주면(10a)에 연속하는 제1 오목면 영역(10ca)과, 제2 주면(10b)에 연속하는 제2 오목면 영역(10cb)을 갖고 있다. 또한, 제2 오목면 영역(10cb)은 제1 주면(10a)에 가장 가까운 최접근부 R과, 최접근부 R보다 외측으로 또한 제2 주면(10b)측으로 연신하는 연신부(10cbe)를 포함하고 있다. 그리고, 제1 오목면 영역(10ca)은 제2 오목면 영역의 최접근부 R보다 외측에 설치되어 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 예에서는, 실시 형태 1과는 반대로, 리드 전극의 제2 주면(10b)측이 발광 소자 실장측으로 되어 있다. 이러한 경우에는, 제1 주면(10a)의 노출 영역의 면적을 크게 하기 쉽고, 발광 소자 실장용 기체의 방열성을 높이기 쉽다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 예에서는, 발광 소자 실장측의 오목면 영역인 제2 오목면 영역(10cb)의 일부는, 제1 및 제2 리드 전극의 이격 영역에 면하는 부분을 제외하고, 오목부 측벽면(25)보다 내측에 위치해 있다. 이와 같이, 발광 소자 실장측의 오목면 영역의 일부 또는 전부가 오목부 측벽면(25)보다 내측에 위치해 있음으로써, 수지 성형체의 오목부 측벽면(25)의 리드 전극(10, 11)과의 접촉부에서의 버의 발생을 억제 또는 회피할 수 있다. 또한, 한편, 실시 형태 1에서는, 수지 성형체의 오목부 측벽은, 제1 및 제2 리드 전극(10, 11)의 이격 영역에 면하는 부분을 제외하고, 리드 전극의 제1 주면(10a)(발광 소자 실장측)의 주연부를 피복하고 있다. 이에 의해, 리드 전극(10, 11)의 주연부의 수지 성형체(20)에 의한 피복 면적이 비교적 커서, 밀봉 수지 성분의 누출이나 땜납 플럭스의 침입을 억제하기 쉽다.
이하, 본 발명의 발광 장치, 발광 소자 실장용 기체 및 리드 프레임의 각 구성 요소에 대하여 설명한다.
(리드 전극(10, 11), 리드 프레임(300))
리드 전극 및 리드 프레임은 발광 소자나 보호 소자에 접속되어 도전 가능한 금속 부재를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 구리, 알루미늄, 금, 은, 텅스텐, 철, 니켈, 코발트, 몰리브덴, 또는 이들의 합금, 인청동, 철 함유 구리 등의 금속판에, 프레스나 에칭, 압연 등 각종 가공을 실시한 것을 예로 들 수 있다. 특히, 구리를 주성분으로 하는 구리 합금이 바람직하다. 또한, 리드 전극 및 리드 프레임의 모재는 단층으로 구성되어도 되고, 복수의 금속층을 포함하는 다층으로 구성되어도 된다. 단층의 것이 간편해서 좋다. 또한, 리드 전극 및 리드 프레임의 표층에는, 은, 알루미늄, 로듐, 금, 구리, 또는 이들 합금 등의 도금이나 광 반사막이 설치되어 있어도 되고, 그 중에서도 광 반사성이 가장 우수한 은이 바람직하다. 리드 전극 및 리드 프레임의 두께는, 임의로 선택할 수 있지만, 예를 들어 0.1㎜ 이상 1㎜ 이하이고, 바람직하게는 0.2㎜ 이상 0.4㎜ 이하이다.
(수지 성형체(20))
수지 성형체의 모재는 에폭시 수지, 에폭시 변성 수지, 실리콘 수지, 실리콘 변성 수지, 폴리비스말레이미드트리아진 수지, 폴리이미드 수지, 폴리우레탄 수지 등의 열경화성 수지, 지방족 폴리아미드 수지, 반방향족 폴리아미드 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리시클로헥산테레프탈레이트, 액정 중합체, 폴리카르보네이트 수지, 신디오택틱폴리스티렌, 폴리페닐렌에테르, 폴리페닐렌술피드, 폴리에테르술폰 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리아릴레이트 수지 등의 열가소성 수지를 예로 들 수 있다. 또한, 이들 모재 가운데, 충전제 또는 착색 안료로서, 유리, 실리카, 산화티타늄, 산화마그네슘, 탄산마그네슘, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 수산화칼슘, 규산칼슘, 규산마그네슘, 월라스토나이트, 운모, 산화아연, 티타늄산바륨, 티타늄산칼륨, 붕산알루미늄, 산화알루미늄, 산화아연, 탄화규소, 산화안티몬, 주석산아연, 붕산아연, 산화철, 산화크롬, 산화망간, 카본블랙 등의 입자 또는 섬유를 혼입시킬 수 있다.
(발광 소자(30))
발광 소자는 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 소자나 반도체 레이저(Laser Diode:LD) 소자 등의 반도체 발광 소자를 사용할 수 있다. 발광 소자는 다양한 반도체로 구성되는 소자 구조에 정부 한 쌍의 전극이 설치되어 있는 것이면 된다. 특히, 형광체를 효율적으로 여기 가능한 질화물 반도체(InxAlyGa1 -x- yN, 0≤x, 0≤y, x+y≤1)의 발광 소자가 바람직하다. 이 외에, 녹색 내지 적색 발광의 갈륨 비소계, 갈륨인계 반도체의 발광 소자여도 된다. 정부 한 쌍의 전극이 동일면측에 설치되어 있는 발광 소자의 경우, 각 전극을 와이어로 리드 전극과 접속하여 페이스 업 실장된다. 정부 한 쌍의 전극이 서로 반대인 면에 각각 설치되어 있는 대향 전극 구조의 발광 소자의 경우, 하면 전극이 도전성 접착제로 리드 전극에 접착되고, 상면 전극이 와이어로 리드 전극과 접속된다. 후술하는 보호 소자의 실장 형태도 마찬가지이다. 또한, 발광 소자의 실장면측에, 은이나 알루미늄 등의 금속층이나 유전체 반사막이 설치됨으로써, 광의 취출 효율을 높일 수 있다. 1개의 발광 소자 실장용 기체에 탑재되는 발광 소자의 개수는 1개든 복수개든 상관없고, 그 크기나 형상, 발광 파장도 임의로 선택하면 된다. 복수의 발광 소자는, 리드 전극이나 와이어에 의해 직렬 또는 병렬로 접속할 수 있다. 또한, 1개의 발광 소자 실장용 기체에, 예를 들어 청색 발광과 적색 발광의 2개, 청색 발광과 녹색 발광의 2개, 청색·녹색·적색 발광의 3개 등의 조합의 발광 소자가 탑재되어도 된다.
(접착제(40))
접착제는 발광 소자나 보호 소자를 발광 소자 실장용 기체에 접착하는 부재이다. 절연성 접착제는 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 또는 이들 변성 수지나 하이브리드 수지 등을 사용할 수 있다. 도전성 접착제로서는, 은, 금, 팔라듐 등의 도전성 페이스트나, 주석-비스무트계, 주석-구리계, 주석-은계, 금-주석계 등의 땜납, 저융점 금속 등의 납재를 사용할 수 있다.
(와이어(50))
와이어는 발광 소자의 전극 또는 보호 소자의 전극과, 리드 전극을 접속하는 도선이다. 구체적으로는, 금, 구리, 은, 백금, 알루미늄 또는 이들 합금의 금속선을 사용할 수 있다. 특히, 밀봉 부재로부터의 응력에 의한 파단이 발생하기 어렵고, 열저항 등이 우수한 금선이 바람직하다. 또한, 광 반사성을 높이기 위해서, 적어도 표면이 은으로 구성되어 있는 것이어도 된다.
(밀봉 부재(60))
밀봉 부재는 발광 소자나 보호 소자, 와이어 등을 밀봉하여, 먼지나 수분, 외력 등으로부터 보호하는 부재이다. 밀봉 부재의 모재는 전기적 절연성을 갖고, 발광 소자로부터 출사되는 광을 투과 가능(바람직하게는 투과율 70% 이상)하면 된다. 구체적으로는, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리카르보네이트 수지, 아크릴 수지, TPX 수지, 폴리노르보르넨 수지, 이들의 변성 수지, 또는 이들 수지를 1종 이상 포함하는 하이브리드 수지를 예로 들 수 있다. 유리여도 된다. 그 중에서도, 실리콘 수지는, 내열성이나 내광성이 우수하고, 고화 후의 체적 수축이 적기 때문에 바람직하다. 또한, 밀봉 부재는, 그 모재 중에, 충전제나 형광체 등, 다양한 기능을 갖는 입자가 첨가되어도 된다. 충전제는 확산제나 착색제 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 실리카, 산화티타늄, 산화마그네슘, 탄산마그네슘, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 수산화칼슘, 규산칼슘, 산화아연, 티타늄산바륨, 산화알루미늄, 산화철, 산화크롬, 산화망간, 유리, 카본블랙 등을 예로 들 수 있다. 충전제의 입자의 형상은, 파쇄 형상이어도 되고 구 형상이어도 된다. 또한, 중공 또는 다공질이어도 상관없다.
(형광체(70))
형광체는 발광 소자로부터 출사되는 1차광 중 적어도 일부를 흡수하여, 1차광과는 다른 파장의 2차광을 출사한다. 형광체는, 예를 들어 유로퓸, 세륨 등의 란타노이드계 원소로 주로 부활되는 질화물계 형광체·산질화물계 형광체, 보다 구체적으로는, 유로퓸으로 부활된 α 또는 β사이알론형 형광체, 각종 알칼리토류금속질화실리케이트 형광체, 유로퓸 등의 란타노이드계 원소, 망간 등의 전이 금속계 원소에 의해 주로 부활되는 알칼리토류금속할로겐아파타이트 형광체, 알칼리토류의 할로겐실리케이트 형광체, 알칼리토류금속실리케이트 형광체, 알칼리토류금속붕산 할로겐 형광체, 알칼리토류금속알루민산염 형광체, 알칼리토류금속규산염, 알칼리토류금속황화물, 알칼리토류금속티오갈레이트, 알칼리토류금속질화규소, 게르만산염, 세륨 등의 란타노이드계 원소로 주로 부활되는 희토류 알루민산염, 희토류 규산염 또는 유로퓸 등의 란타노이드계 원소로 주로 부활되는 유기물 및 유기 착체 등을 예로 들 수 있다. 또한, 상기 이외에도 마찬가지의 성능, 효과를 갖는 형광체를 사용할 수 있다. 이에 의해, 가시 파장의 1차광 및 2차광의 혼색 광(예를 들어 백색계)을 출사하는 발광 장치나, 자외광의 1차광에 여기되어 가시 파장의 2차광을 출사하는 발광 장치로 할 수 있다. 또한, 형광체는 발광 소자 실장용 기체의 오목부 저면측에 침강하고 있어도 되고, 오목부 내에서 분산되어 있어도 된다.
(보호 소자(80))
보호 소자는 정전기나 고전압 서지로부터 발광 소자를 보호하기 위한 소자이다. 구체적으로는, 제너 다이오드를 예로 들 수 있다. 보호 소자는 광 흡수를 억제하기 위해서, 백색 수지 등의 광 반사 부재에 의해 피복되어 있어도 된다.
[실시예]
이하, 본 발명에 따른 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하에 나타내는 실시예에만 한정되지 않는 것은 물론이다.
<실시예 1>
실시예 1의 발광 장치는, 도 1a 내지 도 1c에 나타내는 예의 발광 장치(100)의 구조를 갖는 톱 뷰식 SMD형 LED이다. 발광 장치는 외형이 대략 직육면체이다. 발광 장치는 발광 장치용 패키지인 발광 소자 실장용 기체를 구비하고 있다. 발광 소자 실장용 기체는 크기가 가로 3.0㎜, 세로 1.0㎜, 두께 0.52㎜이며, 정극·부극을 구성하는 제1 및 제2 리드 전극에, 수지 성형체가 일체로 성형되어 구성되어 있다. 이 발광 소자 실장용 기체는 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 단일 기체 영역(복수조의 리드 전극)이 현수 리드부에서 보유 지지되어 이루어지는 가공 금속판인 리드 프레임을, 금형 내에 설치하여, 유동성을 갖는 상태의 수지 성형체의 구성 재료를 주입하여 고화, 이형시킨 후, 각 기체로 분리(개편화)함으로써 제조된다. 또한, 실제로는 발광 소자 실장용 기체의 분리는, 발광 소자 등의 실장 공정 및 밀봉 공정 후에 행해진다.
제1 및 제2 리드 전극은 각각, 표면에 은의 도금이 실시된, 최대 두께 0.2㎜인 구리 합금의 판상 소편이다. 제1 리드 전극은 주로, 가로 1.65㎜, 세로 0.67㎜인 상면에서 볼 때 직사각 형상(현수 리드부는 제외함. 모서리는 둥그스름하다)으로 형성되어 있다. 제2 리드 전극은, 가로 0.53㎜, 세로 0.67㎜인 상면에서 볼 때 직사각 형상(현수 리드부는 제외함. 모서리는 둥그스름하다)으로 형성되어 있다. 제1 리드 전극과 제2 리드 전극 사이의 이격 영역의 폭은 0.3㎜이다. 그리고, 제1 및 제2 리드 전극은 각각, 그 단부면에, 상면에 연속하는 제1 오목면 영역과, 하면에 연속하는 제2 오목면 영역과, 제1 오목면 영역과 제2 오목면 영역을 접속하는 중간 영역이 설치되어 있다. 제1 오목면 영역은, 폭 0.035㎜, 최대 깊이 0.1㎜의 곡면 형상의 영역이다. 제2 오목면 영역은, 폭 0.135㎜, 최대 깊이 0.1㎜의 곡면 형상의 영역이다. 제2 오목면 영역의 상면에 가장 가까운 최접근부(최대 깊이의 위치)보다 외측으로 또한 하면측으로 연신하는 연신부를 갖고 있다. 중간 영역은, 폭 0.02㎜ 정도의 대략 평탄한 영역이다. 제1 오목면 영역(제1 주면과의 경계)은, 제2 오목면 영역의 최접근부보다 0.05㎜ 외측에 위치해 있다. 이러한 단부면 형상은, 현수 리드부를 제외한 각 리드 전극의 주연부 전역에 설치되어 있다. 또한, 이러한 단부면 형상은, 에칭에 의해 형성된다. 제1 및 제2 리드 전극의 하면의 각 노출 영역은, 수지 성형체의 하면과 실질적으로 동일면이며, 발광 장치 즉 발광 소자 실장용 기체의 하면을 구성하고 있다. 또한, 제1 및 제2 리드 전극의 하면의 노출 영역은, 대략 직사각 형상(모서리는 둥그스름하다)이다.
수지 성형체는, 상면에서 볼 때 외형이 가로 3.0㎜, 세로 1.0㎜인 직사각 형상이며, 최대 두께 0.52㎜이며, 산화티타늄을 함유하는 에폭시 수지제의 성형체이다. 수지 성형체의 상면측의 대략 중앙에는, 가로 2.6㎜, 세로 0.6㎜, 깊이 0.32㎜인 상면에서 볼 때 직사각 형상(모서리는 둥그스름하다)의 오목부가 형성되어 있다. 오목부의 측벽면의 경사 각도는, 오목부 저면으로부터 약 5°이다. 수지 성형체는, 각 리드 전극의 상면의 주연부 및 현수 리드부를 제외한 단부면을 피복하고 있다.
발광 소자 실장용 기체의 오목부 저면을 구성하는 제1 리드 전극의 상면에는, 발광 소자가 1개, 실리콘 수지인 접착제로 접착되어 있다. 이 발광 소자는, 사파이어 기판 상에, 질화물 반도체의 n형층, 활성층, p형층이 순차 적층된, 청색(중심 파장 약 460㎚) 발광 가능한, 가로 700㎛ 세로 300㎛ 두께 150㎛인 LED 소자이다. 또한, 발광 소자는, p, n 전극의 한쪽이 제1 리드 전극에 와이어로 접속되고, p, n 전극의 다른 쪽이 제2 리드 전극의 상면에 와이어로 접속되어 있다. 와이어는 선 직경 25㎛인 금선이다. 또한, 제2 리드 전극의 상면에는, 세로 155㎛ 가로 155㎛ 두께 85㎛인 대향 전극 구조의 제너 다이오드인 보호 소자가 실장되어 있다. 이 보호 소자는, 은 페이스트인 접착제로 접착되고, 그 상면 전극이 와이어로 제1 리드 전극의 상면에 접속되어 있다.
발광 소자와 보호 소자가 수용된 발광 소자 실장용 기체의 오목부에는, 밀봉 부재가 충전되며, 각 소자를 피복하고 있다. 밀봉 부재는, 실리콘 수지를 모재로 하고, 그 안에 세륨으로 부활된 이트륨·알루미늄·가닛(YAG:Ce)의 형광체와, 실리카의 충전제를 함유하고 있다. 밀봉 부재의 상면은, 수지 성형체의 오목부 측벽의 상면과 대략 동일면이며, 거의 평탄면으로 되어 있다. 이 밀봉 부재는, 유동성을 갖는 상태에서, 디스펜서를 사용하여 발광 소자 실장용 기체의 오목부 내에 충전되며, 가열 등에 의해 고화시킴으로써 형성된다.
이상과 같이 구성된 실시예 1의 발광 장치는, 실시 형태 1의 발광 장치(100)와 마찬가지 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명에 따른 발광 소자 실장용 기체 또는 리드 프레임은, SMD형 LED의 패키지나 실장 기판에 이용할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 발광 소자 실장용 기체 또는 리드 프레임을 사용한 발광 장치는, 액정 디스플레이의 백라이트 광원, 각종 조명 기구, 대형 디스플레이, 광고나 행선지 안내 등의 각종 표시 장치, 나아가서는, 디지털 비디오 카메라, 팩시밀리, 복사기, 스캐너 등에서의 화상 판독 장치, 프로젝터 장치 등에 이용할 수 있다.
이제까지 본 발명의 여러 가지 적합한 실시예들이 제시되고 기술되었으나, 본 발명은 본 명세서에 기술된 특정 실시예들로 제한되어서는 안되며, 그 특정 실시예들은 본 발명의 개념을 단순히 설명하고자 기술된 것이지 본 발명의 범주를 제한하려는 것이 아니고, 첨부된 특허 청구 범위에 한정된 본 발명의 범주 내에 드는 모든 변형 및 변경들에도 적합한 것이다. 본 출원은 일본 특허 출원 제2013-052297호(2013년 3월 4일 출원)에 기초한 것으로서, 그 전체 내용이 본 명세서에 참고로 인용되어 있다.

Claims (11)

  1. 발광 소자 실장용 기체이며,
    단면에서 볼 때, 제1 주면과, 상기 제1 주면과는 반대측의 제2 주면과, 상기 제1 주면에 연속하는 제1 오목면 영역 및 상기 제2 주면에 연속하는 제2 오목면 영역을 포함하는 일단부면을 갖는 정부(positive and negative) 한 쌍의 리드 전극과,
    상기 제1 주면 중 적어도 일부와 상기 제2 주면 중 적어도 일부를 노출시키고, 상기 일단부면 중 적어도 일부를 피복하여, 상기 리드 전극과 일체로 성형된 수지 성형체를 구비하고,
    상기 수지 성형체는, 발광 소자를 수납하기 위한 오목부를 형성하고,
    상기 제2 오목면 영역은, 상기 제1 주면에 가장 가까운 최접근부와, 상기 최접근부보다 외측으로 또한 상기 제2 주면측으로 연신하는 연신부를 포함하고,
    상기 연신부는, 적어도 상기 정부 한 쌍의 리드 전극의 대향하는 단부면에 설치되고,
    상기 제1 오목면 영역은, 상기 제2 오목면 영역의 상기 최접근부보다 외측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자 실장용 기체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리드 전극의 상기 일단부면은, 상기 제1 오목면 영역과 상기 제2 오목면 영역 사이에, 중간 영역을 포함하는 발광 소자 실장용 기체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 중간 영역은, 대략 평탄한 발광 소자 실장용 기체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 오목면 영역의 면적은, 상기 제1 오목면 영역의 면적보다 큰 발광 소자 실장용 기체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 리드 전극의 상기 제1 주면측이 발광 소자 실장측인 발광 소자 실장용 기체.
  6. 제1항에 기재된 발광 소자 실장용 기체와,
    상기 발광 소자 실장용 기체에 실장된 발광 소자를 구비하는 발광 장치.
  7. 리드 프레임이며,
    현수 리드부와,
    상기 현수 리드부에 보유 지지된 복수의 단일 기체 영역을 포함하고,
    상기 리드 프레임은 판상의 형상을 갖고,
    상기 단일 기체 영역은, 단면에서 볼 때, 제1 주면과, 상기 제1 주면과는 반대측의 제2 주면과, 상기 제1 주면에 연속하는 제1 오목면 영역 및 상기 제2 주면에 연속하는 제2 오목면 영역을 포함하는 일단부면을 갖고,
    상기 제2 오목면 영역은, 상기 제1 주면에 가장 가까운 최접근부와, 상기 최접근부보다 외측으로 또한 상기 제2 주면측으로 연신하는 연신부를 포함하고,
    상기 연신부는, 적어도 상기 단일 기체 영역에 있어서 대향하는 리드 프레임의 단부면에 설치되고,
    상기 제1 오목면 영역은, 상기 제2 오목면 영역의 상기 최접근부보다 외측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 리드 프레임.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 일단부면은, 상기 제1 오목면 영역과 상기 제2 오목면 영역 사이에, 중간 영역을 포함하는 리드 프레임.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 중간 영역은, 대략 평탄한 리드 프레임.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제2 오목면 영역의 표면적은, 상기 제1 오목면 영역의 표면적보다 큰 리드 프레임.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1 주면측이 발광 소자 실장측인 리드 프레임.
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