WO2010073950A1 - 発光装置、発光モジュール、発光装置の製造方法 - Google Patents

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WO2010073950A1
WO2010073950A1 PCT/JP2009/070991 JP2009070991W WO2010073950A1 WO 2010073950 A1 WO2010073950 A1 WO 2010073950A1 JP 2009070991 W JP2009070991 W JP 2009070991W WO 2010073950 A1 WO2010073950 A1 WO 2010073950A1
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container
light emitting
container part
light
exposed
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PCT/JP2009/070991
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共之 武居
久幸 三木
Original Assignee
昭和電工株式会社
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
    • H01L33/641—Heat extraction or cooling elements characterized by the materials

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device using a light emitting element, a light emitting module, and a method for manufacturing the light emitting device.
  • a light emitting element is attached to the inside of a recess provided in a container made of resin, and the inside of the recess is used as a reflection surface of light output from the light emitting element.
  • the bottom surface of the recess is normally formed with a metal lead portion for supplying power to the light emitting element exposed.
  • the container of the light emitting device is placed on the surface of the lead frame on the side where the light emitting diode is not mounted and the first resin portion formed of the first resin on the side where the light emitting diode is mounted on the lead frame.
  • the 2nd resin part formed with 2nd resin with higher heat conductivity than 1st resin (refer patent document 1).
  • a resin material having high thermal conductivity is usually configured by mixing a resin serving as a base material with a filler for ensuring thermal conductivity.
  • a resin material having high thermal conductivity tends to absorb light due to the influence of a filler, resulting in a decrease in reflectance.
  • An object of the present invention is to suppress a decrease in extraction efficiency of light emitted from a light emitting element and suppress an increase in temperature of the light emitting element due to light emission.
  • a light emitting device to which the present invention is applied includes a container having a recess, a metal conductor provided so that one end is exposed in the recess of the container and the other end is exposed outside the container, and the recess A light-emitting element that is attached to one surface of the metal conductor portion exposed inside and electrically connected to the metal conductor portion, and the container covers the region where the metal conductor portion is not exposed in the recess Provided with a first container part that forms a recess with the metal conductor part, and a second container part that contacts the other surface of the metal conductor part without being exposed to the recess and accommodates the first container part,
  • the one container part is set to have higher light reflectivity with respect to light output from the light emitting element than the second container part, and the second container part has higher heat conductivity with respect to the heat transmitted from the light emitting element than the first container part. Characterized by being set That.
  • the second container part may be in contact with the metal conductor part on the back side of the attachment part of the light emitting element of the metal conductor part.
  • the first container portion may be made of a resin material that is whitened using a white pigment.
  • the second container part may be made of a resin material having a thermal conductivity of 2 W / m ⁇ K or more and 20 W / m ⁇ K or less.
  • the first container part and the second container part may be made of an insulating resin material.
  • the volume resistivity of each of the first container part and the second container part is 10 15 ⁇ ⁇ cm or more.
  • a light emitting module to which the present invention is applied includes a substrate and a plurality of light emitting devices attached to the substrate.
  • the light emitting device includes a container having a recess, and one end of the light emitting module is a recess in the container.
  • a light-emitting element that is attached to one surface of the metal conductor portion that is exposed so that the other end is exposed to the outside of the container and the metal conductor portion that is exposed to the inside of the recess and is electrically connected to the metal conductor portion
  • the container is provided so as to cover a region where the metal conductor portion is not exposed in the recess, and the other of the metal conductor portion without being exposed to the recess, the first container portion forming the recess together with the metal conductor portion And a second container part that accommodates the first container part.
  • the first container part is set to have higher light reflectivity with respect to light output from the light emitting element than the second container part.
  • the container is the first container It is characterized in that the thermal conductivity is set high for the heat transferred from the light emitting element than.
  • the second container part may be in contact with the metal conductor part on the back side of the attachment part of the light emitting element of the metal conductor part.
  • the first container portion may be made of a resin material that is whitened using a white pigment.
  • the second container part may be made of a resin material having a thermal conductivity of 2 W / m ⁇ K or more and 20 W / m ⁇ K or less.
  • the first container part and the second container part may be made of an insulating resin material.
  • the volume resistivity of each of the first container part and the second container part is 10 15 ⁇ ⁇ cm or more.
  • the method for manufacturing a light emitting device to which the present invention is applied is a lead frame having a front surface and a back surface, and a recess in which a part of the surface of the lead frame is exposed and a part of the back surface of the lead frame.
  • first container portion having an opening through which the first container portion is exposed, a lead frame having the first container portion formed with a protruding portion that contacts the back surface of the lead frame through the opening, and a recess Including the step of forming the second container portion that is not exposed and the step of mounting the light emitting element on the surface of the lead frame exposed in the recess, and in the step of forming the first container portion, the light emitting element is formed more than the second container portion.
  • the second container having higher thermal conductivity with respect to the heat transmitted from the light emitting element than the first container portion. Part It is characterized by the formation.
  • an opening may be formed on the back side of the position where the light emitting element of the lead frame exposed in the recess is attached.
  • the first container part may be formed using a resin material that has been whitened using a white pigment.
  • the second container part is formed using a resin material having a thermal conductivity of 2 W / m ⁇ K or more and 20 W / m ⁇ K or less using a heat conductive filler. Can be characterized.
  • the first container portion is formed using a resin material having a volume resistivity of 10 15 ⁇ ⁇ cm or more
  • the volume resistivity is formed.
  • the second container portion can be formed using a resin material of 10 15 ⁇ ⁇ cm or more.
  • the method may further include a step of forming a sealing portion for sealing the light emitting element in the recess in which the light emitting element is mounted.
  • the present invention it is possible to suppress a decrease in extraction efficiency of light emitted from the light emitting element and to suppress an increase in temperature of the light emitting element due to light emission.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an example of the configuration of a lighting apparatus 10 to which the present embodiment is applied.
  • FIG. 1A is a front view of the illumination device 10 as seen from the irradiated side
  • FIG. 1B is a side view of the illumination device 10.
  • This illuminating device 10 has a light emitting module 11 including a substrate 21 on which wirings, through holes, and the like are formed, and a plurality of light emitting chips 22 attached to the surface of the substrate 21, and a concave cross-sectional shape.
  • the shade 12 is configured to be attached to the light emitting module 11 at the bottom inside the recess.
  • the lighting device 10 further includes a heat radiating member 13 disposed so as to be sandwiched between the back surface of the substrate 21 of the light emitting module 11 and the bottom portion inside the concave portion of the shade 12.
  • the light emitting module 11 and the heat radiating member 13 are fixed to the shade 12 by a metal screw 14. Therefore, a screw hole (not shown) corresponding to the attachment position of the screw 14 is formed in the substrate 21.
  • the substrate 21 is made of, for example, a glass cloth base epoxy resin copper-clad laminate (glass epoxy substrate) or the like, and has a rectangular shape. Wiring for electrically connecting a plurality of light emitting chips 22 is formed inside the substrate 21, and a white resist film is applied and formed on the surface thereof.
  • the substrate 21 is a wiring that leaves as much copper as possible in order to improve heat dissipation on both the front and back surfaces, and the front and back surfaces are electrically and thermally conductive through through holes.
  • a metal film may be formed by vapor deposition or the like.
  • a total of 42 light-emitting chips 22 as an example of the light-emitting device are attached to the surface of the substrate 21 in three rows in the short direction of the substrate 21 and 14 rows in the longitudinal direction.
  • the shade 12 is made of, for example, a bent metal plate, and the inside of the concave portion is painted white.
  • the shade 12 is electrically grounded when the lighting device 10 is configured.
  • a metal film may be formed inside the concave portion of the shade 12 by vapor deposition or the like instead of the white paint film.
  • FIG. 2 and 3 are diagrams for explaining an example of the configuration of the light emitting chip 22 shown in FIG.
  • FIG. 2 is a top view of the light emitting chip 22 as seen from the light emitting surface side.
  • 3A is a cross-sectional view taken along line IIIA-IIIA in FIG. 2
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line IIIB-IIIB in FIG.
  • the light emitting chip 22 includes a container 30 having a recess 31 formed on one side thereof, a first lead part 61 as an example of a metal conductor part or a metal lead part integrated with the container 30, a second lead part 62, The third lead portion 63 and the fourth lead portion 64, the first blue LED 71, the second blue LED 72, the third blue LED 73 and the fourth blue LED 74 as an example of a light emitting element attached inside the recess 31, and the recess 31
  • the sealing part 80 provided so that it may cover is provided.
  • the recess 31 has a trapezoidal cross section, and is provided above the bottom surface 32 to which the first blue LED 71, the second blue LED 72, the third blue LED 73, and the fourth blue LED 74 are attached, and from the outer edge of the bottom surface 32. And a wall surface 33 that expands toward the surface.
  • description of the sealing part 80 is abbreviate
  • the light emitting chip 22 further includes four lead pieces 65a, 65b, 66a, 66b integrated with the container 30.
  • the container 30 is composed of a lead frame 60 (a first lead portion 61, a second lead portion 62, a third lead portion 63, a fourth lead portion 64, and four lead pieces 65a, 65b, 66a, 66b which are integrated. It is formed by injection molding a thermoplastic resin in FIG. 5 described later. And the container 30 forms the bottom face 32 with the 1st lead part 61, the 2nd lead part 62, the 3rd lead part 63, and the 4th lead part 64, and the 1st container part 40 which forms the wall surface 33 independently. And a second container part 50 formed outside the first container part 40 except for the upper surface side of the recess 31.
  • the first lead portion 61, the second lead portion 62, the third lead portion 63, the fourth lead portion 64 and the four lead pieces 65a, 65b, 66a, 66b have a thickness of about 0.1 to 0.5 mm. It is made of a plate and is composed of, for example, an iron / copper alloy as a metal excellent in workability and thermal conductivity, and a several ⁇ m layer of nickel, titanium, gold, silver, etc. as a plating layer on it. ing.
  • a metal plate plated with silver that absorbs less light in the visible region.
  • the first lead portion 61 to the fourth lead portion 64 and the four lead pieces 65a, 65b, 66a, 66b are produced by punching one metal plate as will be described later. For this reason, each surface of the first lead portion 61 to the fourth lead portion 64 and the four lead pieces 65a, 65b, 66a, 66b is located at substantially the same height.
  • a part of the first lead portion 61 to the fourth lead portion 64 is exposed to the bottom surface 32 of the recess 31. Further, the first container portion 40 is exposed at a portion of the bottom surface 32 of the recess 31 where the first lead portion 61 to the fourth lead portion 64 are not exposed.
  • the surface of the first lead portion 61 to the fourth lead portion 64 exposed to the recess 31 and the surface of the first container portion 40 constitute a reflective surface. Further, one end portions of the first lead portion 61 to the fourth lead portion 64 are formed so as to protrude from the outer side wall of the container 30, respectively, and the surface side on which the concave portion 31 is formed from the outer wall surface of the container 30. Is folded to the opposite back side.
  • the first blue LED 71 is exposed to the first lead portion 61 exposed on the bottom surface 32
  • the second blue LED 72 is exposed to the second lead portion 62 exposed to the bottom surface 32
  • the third lead portion 63 is exposed to the bottom surface 32.
  • the fourth blue LED 74 is fixed to the fourth lead portion 64 where the third blue LED 73 is exposed on the bottom surface 32 by a die bonding paste (not shown).
  • the first lead portion 61 to the fourth lead portion 64 and the first blue LED 71 to the fourth blue LED 74 are connected in series or in parallel by a bonding wire (not shown).
  • the fourth lead portion 64 is used as the cathode electrode.
  • the light emitting layers of the first blue LED 71 to the fourth blue LED 74 have a configuration containing InGaN (indium gallium nitride), and emit blue light (note that InGaN is a composition ratio of each element). Is a generic term including an arbitrary relative ratio.
  • the sealing portion 80 is made of a transparent resin having a high light transmittance and a high refractive index at wavelengths in the visible region. Moreover, the surface side of the sealing part 80 is selected from a flat surface, a hollow surface, or a convex surface.
  • resin which comprises the sealing part 80 it is resin which satisfy
  • or 4th blue LED74 to green light and red light is used for the transparent resin which comprises the sealing part 80. It is included.
  • a phosphor that converts part of blue light into yellow light or a phosphor that converts part of blue light into yellow light and red light may be included.
  • a configuration not including a phosphor may be used.
  • the container 30 includes the first container part 40 that forms the recessed part 31 together with the first lead part 61 to the fourth lead part 64, and the back side of the first container part 40, that is, the opposite side to the recessed part 31. And a second container portion 50 that accommodates one container portion 40.
  • the first container portion 40 has a circular outer shape
  • the second container portion 50 has a rectangular outer shape.
  • the first lead part 61 to the fourth lead part 64 penetrate the first container part 40 and the second container part 50 and protrude to the outside of the side part of the container 30, and extend along the surface of the second container part 50. It is bent to the back side.
  • the four lead pieces 65a, 65b, 66a, 66b are sandwiched between the second container portions 50.
  • the 1st container part 40 as an example of a 1st resin member has a substantially concave-shaped cross section, and the wall surface 33 which expands toward the upper part from the bottom face 32 side is formed in the inner side.
  • a circular recess is provided in the center of the bottom surface 32, and a circular protrusion is provided on the back side.
  • the first container portion 40 is exposed in a region of the bottom surface 32 where the first lead portion 61 to the fourth lead portion 64 do not exist. Yes.
  • the first container part 40 is not formed on the back surface side of the first opening part 41, the second opening part 42, the third opening part 43, and the fourth opening part 44 (which will be described later). 7) is provided.
  • Each of the first opening 41 to the fourth opening 44 has a square shape, and expands away from the first lead part 61 to the fourth lead part 64.
  • the first container portion 40 is preferably made of a resin material in which the white pigment content, particle size, and the like are adjusted so that the visible light reflectance is 85% or more and 98% or less. In other words, the light absorption rate of visible light of the first container portion 40 is set to less than 15%.
  • the white pigment titania (titanium oxide) fine particles are preferably used. Since titania has a higher refractive index and a lower light absorption rate than other white pigments, it can be suitably used for the first container portion 40 of the present embodiment.
  • Other white pigments such as aluminum oxide and zinc oxide can also be used.
  • the first container portion 40 is also used for insulation between the first lead portion 61 to the fourth lead portion 64. Therefore, the first container portion 40 preferably has, for example, 10 15 ⁇ ⁇ cm or more volume resistivity.
  • the resin constituting the first container part 40 since there are a plurality of processes that require temperature such as solder reflow in the manufacturing process, it is preferable to select a known material for the resin constituting the first container part 40 in consideration of sufficient heat resistance.
  • polyamide, liquid crystal polymer, or the like can be used as the resin serving as the base material of the first container portion 40.
  • Genestar (Kuraray), Amodel (Solvay Advanced Polymers), or the like can be preferably used.
  • the second container part 50 as an example of the second resin member also has a substantially concave cross section, and the first container part 40 is particularly preferably completely accommodated therein. ing. And the outer side wall surface and bottom face of the 1st container part 40 and the inner side wall surface and bottom face of the 2nd container part 50 are closely_contact
  • first blue LED 71 to the fourth blue LED 74 are die-bonded in the region where the first lead portion 61 to the fourth lead portion 64 exist in the bottom surface 32.
  • the third projecting portion 53 and the fourth projecting portion 54 are formed so as to come into contact with the back surfaces of the first lead portion 61 to the fourth lead portion 64, respectively.
  • the second container portion 50 preferably uses a material having higher thermal conductivity than the first container portion 40.
  • the second container part 50 is also used for insulation between the first lead part 61 to the fourth lead part 64, similarly to the first container part 40. For this reason, it is desirable that the second container portion 50 has a volume resistivity of, for example, 10 15 ⁇ ⁇ cm or more.
  • the resin constituting the second container part 50 is made of a material with sufficient consideration for heat resistance like the resin constituting the first container part 40. Is preferably selected.
  • polyamide, nylon, liquid crystal polymer, or the like can be used as the resin serving as the base material of the second container portion 50.
  • PPS resin, liquid crystal polymer, or the like containing an insulating heat conductive filler can be used.
  • G142Z1, G141Z1, G131Z1 Idemitsu Kosan
  • the base material of the 1st container part 40 and the 2nd container part 50 is made into the same resin. Is desirable. And it is preferable that the light reflectance of the 1st container part 40 with respect to the light of the light emission wavelength of 1st blue LED71 thru
  • the resin constituting the second container part 50 generally has a lower light reflectivity of visible light than the first container part 40 due to the influence of a thermally conductive filler added to increase the thermal conductivity. Thus, the first container portion 40 exhibits white, whereas the second container portion 50 tends to exhibit gray or black.
  • the operation of the light emitting chip 22 shown in FIGS. 2 and 3 will be described.
  • the first blue LED 71 to the fourth blue LED 74 electrically connected thereto are respectively forwarded in the direct current direction.
  • the first blue LED 71 to the fourth blue LED 74 provided in the light emitting chip 22 each emit blue light.
  • the blue light output from the first blue LED 71 to the fourth blue LED 74 travels in the sealing portion 80, that is, in the recess 31, and is provided on the upper side of the sealing portion 80 directly or after being reflected by the bottom surface 32 or the wall surface 33. The light is emitted from the emitted light surface.
  • part of the light traveling toward the exit surface is reflected by the exit surface and travels through the sealing portion 80 again.
  • part of the blue light is converted into green light and red light by the phosphor, and the converted green light and red light are reflected directly or after being reflected by the bottom surface 32 and the wall surface 33, and then blue.
  • the light is emitted from the light exit surface together with the light. Therefore, white light including blue light, green light, and red light is emitted from the sealing unit 80.
  • the heat generated by the first blue LED 71 to the fourth blue LED 74 along with the light emission is transmitted to the first lead part 61 to the fourth lead part 64 to which each is attached.
  • the first projecting portion 51 to the fourth projecting portion 54 of the second container portion 50 having better thermal conductivity than the first container portion 40 are brought into contact with each other.
  • the bottom surface 32 is constituted by the first lead part 61 to the fourth lead part 64 exhibiting metallic luster and the first container part 40 exhibiting white, and the wall surface 33 is configured by the first container part 40. It consists of.
  • the second container portion 50 having light absorption characteristics with respect to visible light is not exposed to the bottom surface 32 and the wall surface 33. For this reason, the light traveling in the sealing portion 80 is less likely to be absorbed by the bottom surface 32 and the wall surface 33, so that the light extraction efficiency from the light emitting chip 22 can be improved.
  • the first container portion 40 is located on the back side of the first lead portion 61 to the fourth lead portion 64 and directly behind the mounting position of the first blue LED 71 to the fourth blue LED 74.
  • the first projecting portion 51 to the fourth projecting portion 54 of the second container portion 50 having extremely high thermal conductivity are disposed in contact with each other. For this reason, the heat generated by the first blue LED 71 to the fourth blue LED 74 is less likely to stay in the light emitting chip 22, and the temperature rise of the first blue LED 71 to the fourth blue LED 74 is slowed down.
  • an LED tends to cause a decrease in light emission efficiency as the temperature rises, and as a result, a light emission amount tends to decrease. Therefore, by adopting the configuration of the present embodiment, the light emission efficiency of the first blue LED 71 to the fourth blue LED 74 in the light emitting chip 22 can be increased.
  • the light emission efficiency of the first blue LED 71 to the fourth blue LED 74 itself and the light emitted from the first blue LED 71 to the fourth blue LED 74 are taken out to the outside. Since the efficiency increases, the light emission efficiency of the light emitting chip 22 as a whole can be remarkably improved.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining a method of manufacturing the light-emitting chip 22 shown in FIGS. 5 to 11 are diagrams for explaining a manufacturing process of the light emitting chip 22.
  • a lead frame is prepared in which the first lead portion 61 to the fourth lead portion 64 and the four lead pieces 65a, 65b, 66a, 66b are integrated via the crossover portion.
  • the lead frame is formed by punching one metal plate.
  • the first container part 40 is formed by performing injection molding of the first resin (step 101)
  • the second container part 50 is formed by performing injection molding of the second resin ( Step 102)
  • the container 30 is obtained.
  • the first blue LED 71 to the fourth blue LED 74 are mounted on the first lead portion 61 to the fourth lead portion 64 exposed on the bottom surface 32, respectively (step 103).
  • the die bonding of the first blue LED 71 to the fourth blue LED 74 on the first lead portion 61 to the fourth lead portion 64, the first lead portion 61 to the fourth lead portion 64, and the first blue LED 71 to Wire bonding with the fourth blue LED 74 is performed. Thereafter, the concave portion 31 is filled with a sealing resin and then solidified to form the sealing portion 80 (step 104).
  • the first lead portion 61 to the fourth lead portion 64 are cut from the lead frame in a state in which one end sides of the first lead portion 61 to the fourth lead portion 64 are fixed by the formed container 30 (step 105). ), The cut first lead part 61 to fourth lead part 64 are bent to the back side of the container 30 (step 106). Finally, the four lead pieces 65a, 65b, 66a, 66b are cut from the lead frame (step 107), and the light emitting chip 22 is separated from the lead frame to obtain the light emitting chip 22.
  • FIG. 5 shows a top view of the lead frame 60 as a starting material.
  • the first lead portion 61 to the fourth lead portion 64 and the four lead pieces 65a, 65b, 66a, 66b are integrated through the crossing portion 67 by punching one metal plate.
  • the lead pieces 65 a and 65 b are formed to project from the end portion of the first support portion 65 extending from the crossover portion 67
  • the lead pieces 66 a and 66 b are lead from the end portion of the second support portion 66 extending from the crossover portion 67. It protrudes toward the side facing the pieces 65a and 65b.
  • FIG. 6 shows a top view of the lead frame 60 in which the first container part 40 is formed in step 101 as viewed from the side where the recess 31 is formed
  • FIG. 7 shows a rear view thereof.
  • the first container portion 40 is formed so as to sandwich the free end sides of the first lead portion 61 to the fourth lead portion 64 in the lead frame 60.
  • a bottom surface 32 is formed by the surface sides of the first lead part 61 to the fourth lead part 64 and the first container part 40 exposed from between these.
  • the concave portion 31 is provided by forming the wall surface 33 by the first container portion 40.
  • four first openings 41, second openings 42, third openings 43, and fourth openings 44 are formed on the back surface side of the lead frame 60 by the first container portion 40. It is formed. At this time, at the bottoms of the first opening 41 to the fourth opening 44, a part of the back side of each of the first lead part 61 to the fourth lead part 64 is exposed.
  • FIG. 8 shows a top view of the lead frame 60 in which the second container portion 50 is formed in step 102 as viewed from the side where the recess 31 is formed
  • FIG. 9 shows a rear view thereof.
  • the second container portion 50 includes two lead pieces 65 a provided on the first support portion 65 in addition to a part of the first lead portion 61 to the fourth lead portion 64 on the outside of the first container portion 40. , 65b and the two lead pieces 66a, 66b provided on the second support portion 66.
  • the second container part 50 is formed on the surface side of the lead frame 60 so as to surround the outer side of the first container part 40. At this time, the second container portion 50 is not exposed to the bottom surface 32 and the wall surface 33 of the recess 31.
  • the second container portion 50 is formed in the first opening portion 41 to the fourth opening portion 44 (see FIG. 7) formed by the first container portion 40 on the back surface side of the lead frame 60.
  • the first container 51 to the fourth protrusion 54 are formed by filling, and the second container part 50 is exposed over the entire back surface side.
  • FIG. 10 is a top view of the lead frame 60 on which the first blue LED 71 to the fourth blue LED 74 are mounted in step 103 as viewed from the side where the recess 31 is formed.
  • the first blue LED 71 is a portion of the bottom surface 32 of the recess 31 that is on the surface side of the first lead portion 61 and faces the first opening portion 41 with the first lead portion 61 interposed therebetween, that is, the first blue LED 71.
  • the lead portion 61 is attached to a region where the first protruding portion 51 of the second container portion 50 is in contact with the back surface side of the lead portion 61.
  • the second blue LED 72 is a portion of the bottom surface 32 of the concave portion 31 that is on the surface side of the second lead portion 62 and faces the second opening 42 across the second lead portion 62, that is, the second lead. It attaches to the area
  • the third blue LED 73 is a portion of the bottom surface 32 of the recess 31 that is on the surface side of the third lead portion 63 and faces the third opening 43 with the third lead portion 63 interposed therebetween, that is, the third lead.
  • the fourth blue LED 74 is a portion of the bottom surface 32 of the concave portion 31 that is on the surface side of the fourth lead portion 64 and faces the fourth opening 44 with the fourth lead portion 64 interposed therebetween, that is, the fourth blue LED 74.
  • the lead container 64 is attached to a region where the fourth protrusion 54 of the second container part 50 is in contact with the back side of the lead part 64.
  • formation of the sealing part 80 in step 104 is performed.
  • FIG. 11 shows a top view of the lead frame 60 in which the first lead portion 61 to the fourth lead portion 64 are cut and bent in step 105 and step 106 as viewed from the side where the recess 31 is formed.
  • description of the sealing part 80 is abbreviate
  • the fixed lead side of the first lead part 61 to the fourth lead part 64 is cut from the transition part 67 of the lead frame 60.
  • the container 30 is integrated with the crossover part 67 via the lead pieces 65a and 65b provided on the first support part 65 and the lead pieces 66a and 66b provided on the second support part 66, and the lead frame
  • the first lead portion 61 to the fourth lead portion 64 are bent on the back side of the container 30.
  • the first support portion 65 is cut along AA shown in FIG. 11 and the second support portion 66 is shown in FIG.
  • the light emitting chip 22 can be separated from the lead frame 60, and the light emitting chip 22 shown in FIGS. 1 to 3 is obtained.
  • the case where a blue LED is used as the light emitting element has been described as an example.
  • the light emitting color of the light emitting element may be appropriately changed in design.
  • it is desirable that the first container portion 40 has a reflectance of, for example, 65% or more, more preferably 90% or more, at least with respect to light having a wavelength emitted by the light emitting element.
  • the lighting device 10 is configured using the light emitting module 11 .
  • the present invention is not limited thereto, and the light emitting module 11 described above may be used as a traffic light, a liquid crystal display device, or the like.
  • the present invention can also be applied to a backlight device, a scanner light source device, a printer exposure device, an in-vehicle illumination device, an LED display device using an LED dot matrix, and the like.
  • SYMBOLS 10 ... Illuminating device, 11 ... Light emitting module, 12 ... Shade, 21 ... Substrate, 22 ... Light emitting chip, 30 ... Container, 31 ... Recessed part, 32 ... Bottom, 33 ... Wall surface, 40 ... First container part, 41 ... First Opening 42, 2nd opening, 43 ... 3rd opening, 44 ... 4th opening, 50 ... 2nd container part, 51 ... 1st protrusion, 52 ... 2nd protrusion, 53 ... 3rd protrusion , 54... 4th projecting portion, 60... Lead frame, 61... 1st lead portion, 62... 2nd lead portion, 63 ... 3rd lead portion, 64 ... 4th lead portion, 71. ... 2nd blue LED, 73 ... 3rd blue LED, 74 ... 4th blue LED, 80 ... Sealing part

Abstract

　発光チップ２２は、凹部３１を有する容器３０と、凹部３１に露出するように設けられる第１リード部６１乃至第４リード部６４と、凹部３１に露出する第１リード部６１乃至第４リード部６４に実装される第１青色ＬＥＤ乃至第４青色ＬＥＤ７４とを備える。容器３０は、凹部３１において第１リード部６１乃至第４リード部６４が露出していない領域を覆うよう第１容器部４０と、凹部３１に露出することなく第１リード部６１乃至第４リード部６４に接触して第１容器部４０を収容する第２容器部５０とを備えており、第１容器部４０を第２容器部５０よりも光反射性の高い材料で構成し、第２容器部５０を第１容器部４０よりも熱伝導性の高い材料で構成する。それにより、発光素子から出射される光の取り出し効率の低下を抑制するとともに発光に伴う発光素子の温度上昇を抑制する。

Description

発光装置、発光モジュール、発光装置の製造方法
　本発明は、発光素子を用いた発光装置、発光モジュール、発光装置の製造方法に関する。
　近年、発光ダイオード(ＬＥＤ：Light Emitting Diode)等の発光素子を用いた発光装置が種々実用化されてきている。この種の発光装置では、例えば樹脂からなる容器に設けられた凹部の内側に発光素子を取り付け、この凹部の内側を、発光素子から出力された光の反射面として利用している。ここで、凹部の底面には、通常、発光素子に対する給電を行うための金属リード部が露出した状態で形成される。
　この種の発光装置では、発光ダイオードが高出力になるほど大きな熱が発生し、発生する熱が大きくなるほど温度が上昇するために、結果として発光ダイオードの明るさが低下してしまう。
　公報記載の従来技術として、発光装置の容器を、リードフレームの発光ダイオードが搭載される側に第１の樹脂によって形成される第１樹脂部と、発光ダイオードが搭載されない側のリードフレームの面に第１の樹脂よりも熱伝導率の高い第２の樹脂によって形成される第２樹脂部とで構成したものが存在する(特許文献１参照。)。
特開２００８－１０８８３６号公報
　ところで、熱伝導性の高い樹脂材料は、通常、基材となる樹脂に、熱伝導性を確保するためのフィラーを混入して構成される。一般に、熱伝導性の高い樹脂材料は、フィラーの影響によって光吸収が生じ、結果として反射率が低下する傾向にある。
　このため、容器に設けられた凹部に第２樹脂部を露出させる構成を採用した場合には、発光ダイオードから出射された光の一部が第２樹脂部にて吸収されてしまうことにより、発光装置における光の取り出し効率が低下するおそれがあった。
　本発明は、発光素子から出射される光の取り出し効率の低下を抑制するとともに発光に伴う発光素子の温度上昇を抑制することを目的とする。
　かかる目的のもと、本発明が適用される発光装置は、凹部を有する容器と、一端が容器の凹部に露出するとともに他端が容器の外側に露出するように設けられる金属導体部と、凹部の内側に露出する金属導体部の一方の面に取り付けられ、金属導体部と電気的に接続される発光素子とを含み、容器は、凹部において金属導体部が露出していない領域を覆うように設けられ、金属導体部とともに凹部を形成する第１容器部と、凹部に露出することなく金属導体部の他方の面に接触するとともに第１容器部を収容する第２容器部とを備え、第１容器部は第２容器部よりも発光素子から出力される光に対する光反射性が高く設定され、第２容器部は第１容器部よりも発光素子から伝達される熱に対する熱伝導性が高く設定されることを特徴としている。
　このような発光装置において、第２容器部は金属導体部の発光素子の取り付け部位の裏側で金属導体部に接触することを特徴とすることができる。
　また、第１容器部が白色顔料を用いて白色化された樹脂材料で構成されることを特徴とすることができる。
　さらに、第２容器部が２Ｗ／ｍ・Ｋ以上２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する樹脂材料で構成されることを特徴とすることができる。
　さらにまた、第１容器部および第２容器部が、それぞれ絶縁性を有する樹脂材料で構成されることを特徴とすることができる。
　そして、第１容器部および第２容器部の体積抵抗率がそれぞれ１０15Ω・ｃｍ以上であることを特徴とすることができる。
　また、他の観点から捉えると、本発明が適用される発光モジュールは、基板と、基板に取り付けられる複数の発光装置とを備え、発光装置は、凹部を有する容器と、一端が容器の凹部に露出するとともに他端が容器の外側に露出するように設けられる金属導体部と、凹部の内側に露出する金属導体部の一方の面に取り付けられ、金属導体部と電気的に接続される発光素子とを含み、容器は、凹部において金属導体部が露出していない領域を覆うように設けられ、金属導体部とともに凹部を形成する第１容器部と、凹部に露出することなく金属導体部の他方の面に接触するとともに第１容器部を収容する第２容器部とを備え、第１容器部は第２容器部よりも発光素子から出力される光に対する光反射性が高く設定され、第２容器部は第１容器部よりも発光素子から伝達される熱に対する熱伝導性が高く設定されることを特徴としている。
　このような発光モジュールにおいて、第２容器部は金属導体部の発光素子の取り付け部位の裏側で金属導体部に接触することを特徴とすることができる。
　また、第１容器部が白色顔料を用いて白色化された樹脂材料で構成されることを特徴とすることができる。
　さらに、第２容器部が２Ｗ／ｍ・Ｋ以上２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する樹脂材料で構成されることを特徴とすることができる。
　さらにまた、第１容器部および第２容器部が、それぞれ絶縁性を有する樹脂材料で構成されることを特徴とすることができる。
　そして、第１容器部および第２容器部の体積抵抗率がそれぞれ１０15Ω・ｃｍ以上であることを特徴とすることができる。
　さらに、他の観点から捉えると、本発明が適用される発光装置の製造方法は、表面および裏面を有するリードフレームに、リードフレームの表面の一部が露出する凹部とリードフレームの裏面の一部が露出する開口部とを備えた第１容器部を形成する工程と、第１容器部が形成されたリードフレームに、開口部を介してリードフレームの裏面に接触する突出部を備えるとともに凹部に露出しない第２容器部を形成する工程と、凹部に露出するリードフレームの表面に発光素子を実装する工程とを含み、第１容器部を形成する工程では、第２容器部よりも発光素子から出力される光に対する光反射性が高い第１容器部を形成し、第２容器部を形成する工程では、第１容器部よりも発光素子から伝達される熱に対する熱伝導性が高い第２容器部を形成することを特徴としている。
　このような発光装置の製造方法において、第１容器部を形成する工程では、凹部に露出するリードフレームの発光素子の取り付け対象位置の裏側に開口部を形成することを特徴とすることができる。
　また、第１容器部を形成する工程では、白色顔料を用いて白色化された樹脂材料を用いて第１容器部を形成することを特徴とすることができる。
　さらに、第２容器部を形成する工程では、熱伝導フィラーを用いて熱伝導率が２Ｗ／ｍ・Ｋ以上２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下に設定された樹脂材料を用いて第２容器部を形成することを特徴とすることができる。
　さらにまた、第１容器部を形成する工程では、体積抵抗率が１０15Ω・ｃｍ以上の樹脂材料を用いて第１容器部を形成し、第２容器部を形成する工程では、体積抵抗率が１０15Ω・ｃｍ以上の樹脂材料を用いて第２容器部を形成することを特徴とすることができる。
　そして、発光素子が実装された凹部に発光素子を封止するための封止部を形成する工程をさらに含むことを特徴とすることができる。
　本発明によれば、発光素子から出射される光の取り出し効率の低下を抑制するとともに発光に伴う発光素子の温度上昇を抑制することができる。
　以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
　図１は、本実施の形態が適用される照明装置１０の構成の一例を説明するための図である。ここで、図１（ａ）は照明装置１０を被照射側からみた正面図であり、図１（ｂ）は照明装置１０の側面図である。
　この照明装置１０は、配線やスルーホール等が形成された基板２１と、基板２１の表面に取り付けられた複数の発光チップ２２とを備えた発光モジュール１１と、凹字状の断面形状を有し、凹部内側の底部に発光モジュール１１が取り付けられるように構成されたシェード１２とを備えている。また、照明装置１０は、発光モジュール１１の基板２１の裏面と、シェード１２の凹部内側の底部との間に挟まれるように配置された放熱部材１３をさらに備えている。そして、発光モジュール１１および放熱部材１３は、金属製のねじ１４によってシェード１２に取り付けられ、固定されている。このため、基板２１には、ねじ１４の取り付け位置に対応したねじ穴（図示せず）が形成されている。なお、照明装置１０には、必要に応じて、発光チップ２２から出射される光を均一にするための拡散レンズ等を設けるようにしてもよい。
　基板２１は、例えばガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板（ガラエポ基板）等で構成され、長方形状の形状を有している。そして、基板２１の内部には複数の発光チップ２２を電気的に接続するための配線が形成され、その表面には白色レジスト膜が塗布形成されている。また、基板２１は表面、裏面ともに放熱性をよくするため、できる限り多くの面積の銅箔を残した配線となっており、表裏面はスルーホールで電気的・熱的な導通をとっている。なお、白色レジスト塗装膜に代えて、蒸着等により金属膜を形成するようにしてもよい。
　また、発光装置の一例としての発光チップ２２は、基板２１の表面に、基板２１の短手方向に３列且つ長手方向に１４列の合計４２個が取り付けられている。
　さらに、シェード１２は、例えば折り曲げ加工された金属板で構成されており、その凹部内側は白色に塗装されている。そして、シェード１２は、照明装置１０を構成した際に、電気的に接地される。なお、シェード１２の凹部内側には、白色塗装膜に代えて、蒸着等により金属膜を形成するようにしてもよい。
　図２および図３は、図１に示す発光チップ２２の構成の一例を説明するための図である。ここで、図２は、発光チップ２２を発光面側からみた上面図である。また、図３（ａ）は図２のＩＩＩＡ－ＩＩＩＡ断面図であり、図３（ｂ）は図２のＩＩＩＢ－ＩＩＩＢ断面図である。
　この発光チップ２２は、一方の側に凹部３１が形成された容器３０と、容器３０と一体化された金属導体部あるいは金属リード部の一例としての第１リード部６１、第２リード部６２、第３リード部６３および第４リード部６４と、凹部３１の内側に取り付けられた発光素子の一例としての第１青色ＬＥＤ７１、第２青色ＬＥＤ７２、第３青色ＬＥＤ７３および第４青色ＬＥＤ７４と、凹部３１を覆うように設けられた封止部８０とを備えている。ここで、凹部３１は、台形状の断面を有しており、第１青色ＬＥＤ７１、第２青色ＬＥＤ７２、第３青色ＬＥＤ７３および第４青色ＬＥＤ７４が取り付けられる底面３２と、底面３２の外縁部から上方に向かって拡開する壁面３３とを備えている。なお、図２においては、封止部８０の記載を省略している。また、発光チップ２２は、容器３０と一体化した４つのリード片６５ａ、６５ｂ、６６ａ、６６ｂをさらに有している。
　容器３０は、第１リード部６１、第２リード部６２、第３リード部６３および第４リード部６４と、４つのリード片６５ａ、６５ｂ、６６ａ、６６ｂとを一体化してなるリードフレーム６０（後述する図５参照）に、熱可塑性樹脂を射出成型することによって形成されている。そして、容器３０は、第１リード部６１、第２リード部６２、第３リード部６３および第４リード部６４とともに底面３２を形成し、且つ、単独で壁面３３を形成する第１容器部４０と、凹部３１の上面側を除いて第１容器部４０の外側に形成される第２容器部５０とを有している。
　第１リード部６１、第２リード部６２、第３リード部６３、第４リード部６４および４つのリード片６５ａ、６５ｂ、６６ａ、６６ｂは、０．１～０．５ｍｍ程度の厚みをもつ金属板にて形成されており、加工性、熱伝導性に優れた金属として例えば鉄／銅合金をベースとし、その上にめっき層としてニッケル、チタン、金、銀などを数μｍ積層して構成されている。ここで、発光チップ２２からの光の取り出し効率を向上させるためには、可視領域において光の吸収が少ない銀を、金属板にメッキしたものを用いることが好ましい。なお、第１リード部６１乃至第４リード部６４および４つのリード片６５ａ、６５ｂ、６６ａ、６６ｂは、後述するように、１枚の金属板を打ち抜いて作製されている。このため、第１リード部６１乃至第４リード部６４および４つのリード片６５ａ、６５ｂ、６６ａ、６６ｂの各面は、ほぼ同じ高さに位置している。
　そして、本実施の形態では、第１リード部６１乃至第４リード部６４の一部が、それぞれ凹部３１の底面３２に露出するようになっている。また、凹部３１の底面３２において、第１リード部６１乃至第４リード部６４が露出してない部位には、第１容器部４０が露出するようになっている。そして、本実施の形態では、凹部３１に露出する第１リード部６１乃至第４リード部６４の表面および第１容器部４０の表面によって、反射面が構成されている。さらに、第１リード部６１乃至第４リード部６４の一端部側はそれぞれ容器３０の外側の側壁から突出するように形成されており、容器３０の外壁面から凹部３１が形成される表面側とは反対の裏面側に折り曲げられている。
　そして、底面３２に露出する第１リード部６１には第１青色ＬＥＤ７１が、底面３２に露出する第２リード部６２には第２青色ＬＥＤ７２が、底面３２に露出する第３リード部６３には第３青色ＬＥＤ７３が、底面３２に露出する第４リード部６４には第４青色ＬＥＤ７４が、それぞれ図示しないダイボンディングペーストによって固定されている。また、第１リード部６１乃至第４リード部６４および第１青色ＬＥＤ７１乃至第４青色ＬＥＤ７４は、図示しないボンディングワイヤによって直列あるいは並列に接続されている。なお、この例では、第４リード部６４がカソード電極として用いられている。
　また、第１青色ＬＥＤ７１乃至第４青色ＬＥＤ７４の発光層はＩｎＧａＮ（窒化インジウムガリウム）を含む構成を有しており、青色光を出射するようになっている（なおＩｎＧａＮとは、各元素組成比は任意の相対比率を含む総称である。）。
　封止部８０は、可視領域の波長において光透過率が高く、また屈折率が高い透明樹脂にて構成される。また、封止部８０の表面側は平坦面、窪み面又は凸部面から選ばれる。封止部８０を構成する樹脂としては、耐熱性、耐候性、及び機械的強度が高い特性を満たす樹脂であって、例えばエポキシ樹脂やシリコン樹脂を用いることができる。そして、本実施の形態では、封止部８０を構成する透明樹脂に、第１青色ＬＥＤ７１乃至第４青色ＬＥＤ７４から出射される青色光の一部を、緑色光および赤色光に変換する蛍光体を含有させている。なお、このような蛍光体に代えて、青色光の一部を黄色光に変換する蛍光体、あるいは、青色光の一部を黄色光および赤色光に変換する蛍光体を含有させるようにしてもよい。また、もちろん蛍光体を含まない構成であってもかまわない。
　次に、容器３０の構成について、より具体的に説明する。
　上述したように、容器３０は、第１リード部６１乃至第４リード部６４とともに凹部３１を形成する第１容器部４０と、第１容器部４０の背面側すなわち凹部３１とは反対側において第１容器部４０を収容する第２容器部５０とを備えている。ここで、図２に示すように上側からみたときに、第１容器部４０は円形の外形を有しており、第２容器部５０は長方形の外形を有している。なお、第１リード部６１乃至第４リード部６４は、第１容器部４０および第２容器部５０を貫通して容器３０の側部外側へと突出し、第２容器部５０の表面に沿って裏面側に折り曲げられている。また、４つのリード片６５ａ、６５ｂ、６６ａ、６６ｂは、第２容器部５０に挟み込まれている。
　第１樹脂部材の一例としての第１容器部４０は略凹字状の断面を有しており、その内側には底面３２側から上部に向けて拡開する壁面３３が形成されている。また、底面３２の中央となる部位には円形状の凹みが設けられており、その裏側には円形状の突起が設けられている。
　また、図２および図３（ａ）に示すように、底面３２のうち第１リード部６１乃至第４のリード部６４が存在しない領域には、第１容器部４０が露出するようになっている。一方、図２および図３（ｂ）に示すように、底面３２のうち第１リード部６１乃至第４リード部６４が存在する領域において、第１青色ＬＥＤ７１乃至第４青色ＬＥＤ７４がダイボンドされる部位の裏面側には、第１容器部４０が形成されておらず、開口部の一例としての第１開口部４１、第２開口部４２、第３開口部４３および第４開口部４４（後述する図７参照）が設けられている。なお、第１開口部４１乃至第４開口部４４はそれぞれ正方形状となっており、第１リード部６１乃至第４リード部６４から遠ざかるほど拡開するようになっている。
　この第１容器部４０は、例えば可視光の光反射率が８５％以上であって９８％以下となるように白色顔料の含有率、粒径等を調整した樹脂材料を用いることが好ましい。言い換えると、第１容器部４０の可視光の光吸収率は１５％未満とされている。白色顔料としては、チタニア（酸化チタン）を微粒子化したものを用いることが好ましい。チタニアは、他の白色顔料に比べて屈折率が高く、また、光吸収率が低いので、本実施形態の第１容器部４０に好適に用いることができる。他の白色顔料、例えば酸化アルミニウム、酸化亜鉛等も使用することができる。
　また、第１容器部４０は、第１リード部６１乃至第４リード部６４の間の絶縁にも用いられる。このため、第１容器部４０は、例えば１０15Ω・ｃｍ以上の体積抵抗率を有していることが好ましい。
　さらに、製造工程でハンダリフローなどの温度がかかる工程が複数あるので、第１容器部４０を構成する樹脂は、耐熱性を十分考慮した上で公知の材質を選定することが好ましい。ここで、第１容器部４０の基材となる樹脂としては、ポリアミド、液晶ポリマー等を用いることができ、例えばジェネスタ（クラレ）やアモデル（Solvay Advanced Polymers）等を好適に使用することができる。
　これに対し、第２樹脂部材の一例としての第２容器部５０も略凹字状の断面を有しており、その内側に第１容器部４０を、特に好ましくは完全に収容するようになっている。そして、第１容器部４０の外側壁面および底面と第２容器部５０の内側壁面および底面とが密着するようになっている。
　また、図２および図３（ａ）に示すように、底面３２のうち第１リード部６１乃至第４リード部６４が存在しない領域には、第２容器部５０が露出しないようになっている。一方、図２および図３（ｂ）に示すように、底面３２のうち第１リード部６１乃至第４リード部６４が存在する領域において、第１青色ＬＥＤ７１乃至第４青色ＬＥＤ７４がダイボンドされる部位の裏面側に形成された第１開口部４１乃至第４開口部４４には、これらをそれぞれ埋めるように第２容器部５０による突出部の一例としての第１突出部５１、第２突出部５２、第３突出部５３および第４突出部５４が形成され、第１リード部６１乃至第４リード部６４の裏面側とそれぞれ接触するようになっている。
　この第２容器部５０は、第１容器部４０よりも熱伝導性が高いものを用いることが好ましく、例えば室温において２Ｗ／ｍ・Ｋ以上且つ２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する樹脂材料を使用することが好ましい。
　また、第２容器部５０は、第１容器部４０と同様に、第１リード部６１乃至第４リード部６４の間の絶縁にも用いられる。このため、第２容器部５０は、例えば１０15Ω・ｃｍ以上の体積抵抗率を有していることが望ましい。
　さらに、製造工程でハンダリフローなどの温度がかかる工程が複数あるので、第２容器部５０を構成する樹脂は、第１容器部４０を構成する樹脂と同様、耐熱性を十分考慮した上で材質を選定することが好ましい。ここで、第２容器部５０の基材となる樹脂としては、ポリアミド、ナイロン、液晶ポリマー等を用いることができ、例えば絶縁性熱伝導フィラーを含有させたＰＰＳ樹脂、液晶ポリマー等を用いることができ、Ｇ１４２Ｚ１、Ｇ１４１Ｚ１、Ｇ１３１Ｚ１（出光興産）等を好適に使用することができる。
　また、容器３０を構成する第１容器部４０と第２容器部５０との密着性を高めるためには、第１容器部４０および第２容器部５０の基材を、同一の樹脂とすることが望ましい。
　そして、第１青色ＬＥＤ７１乃至第４青色ＬＥＤ７４の発光波長の光に対する第１容器部４０の光反射率は、同じ発光波長の光に対する第２容器部５０の光反射率よりも高いことが好ましい。なお、第２容器部５０を構成する樹脂は、熱伝導性を高めるために添加される熱伝導性フィラーの影響により、一般的に、第１容器部４０よりも可視光の光反射率が低くなり、第１容器部４０が白色を呈するのに対し、第２容器部５０は灰色あるいは黒色を呈する傾向にある。
　では、図１に示す照明装置１０の動作を説明する。
　外部から照明装置１０の発光モジュール１１に電流が供給されると、４２個の発光チップ２２から白色光が出射される。各発光チップ２２から出射された白色光は、直接あるいは基板２１やシェード１２で反射した後に、空間あるいは対象物に向けて照射される。
　次に、図２および図３に示す発光チップ２２の動作を説明する。
　発光チップ２２に第１リード部６１乃至第４リード部６４を介して電流が供給されると、これらと電気的に接続される第１青色ＬＥＤ７１乃至第４青色ＬＥＤ７４には、それぞれ直流の順方向電流が流れる。その結果、発光チップ２２に設けられた第１青色ＬＥＤ７１乃至第４青色ＬＥＤ７４は、それぞれ青色に発光する。第１青色ＬＥＤ７１乃至第４青色ＬＥＤ７４から出力された青色光は、封止部８０内すなわち凹部３１内を進行し、直接あるいは底面３２や壁面３３で反射した後に封止部８０の上部側に設けられた出射面から外部に出射される。但し、出射面に向かう光の一部は、出射面で反射し、再び封止部８０内を進行する。この間、封止部８０内において、青色光の一部は蛍光体によって緑色光および赤色光に変換され、変換された緑色光および赤色光は、直接あるいは底面３２や壁面３３で反射した後、青色光と共に出射面から外部に出射される。したがって、封止部８０からは、青色光、緑色光および赤色光を含む白色光が出射されることになる。
　一方、発光に伴って第１青色ＬＥＤ７１乃至第４青色ＬＥＤ７４で発生した熱は、それぞれが取り付けられた第１リード部６１乃至第４リード部６４に伝達される。
　ここで、本実施の形態では、底面３２に露出して表面側に第１青色ＬＥＤ７１乃至第４青色ＬＥＤ７４が実装される第１リード部６１乃至第４リード部６４の実装位置の裏面側に、第１容器部４０よりも熱伝導性のよい第２容器部５０の第１突出部５１乃至第４突出部５４を接触させている。これにより、第１青色ＬＥＤ７１乃至第４青色ＬＥＤ７４から第１リード部６１乃至第４リード部６４の表面側に伝達された熱は、その真裏から第１突出部５１乃至第４突出部５４を介して第２容器部５０へと伝達される。そして、伝達された熱は、第２容器部５０の外表面から大気中へと放出される。また、第１リード部６１乃至第４リード部６４の一部は、容器３０の外側に露出する部位へと伝達され、第１リード部６１乃至第４リード部６４の外表面から大気中へと放出される。
　本実施の形態では、底面３２を、金属光沢を呈する第１リード部６１乃至第４リード部６４と白色を呈する第１容器部４０とで構成し、且つ、壁面３３を、第１容器部４０で構成している。換言すれば、底面３２および壁面３３に、可視光に対し光吸収特性を有する第２容器部５０を露出させないようにしている。このため、封止部８０内を進行する光は、底面３２および壁面３３で吸収されにくくなることから、発光チップ２２からの光の取り出し効率を向上させることができる。
　また、本実施の形態では、第１リード部６１乃至第４リード部６４の裏面側であって第１青色ＬＥＤ７１乃至第４青色ＬＥＤ７４の実装位置の真裏となる部位に、第１容器部４０よりも著しく熱伝導性の高い第２容器部５０の第１突出部５１乃至第４突出部５４を接触配置している。このため、第１青色ＬＥＤ７１乃至第４青色ＬＥＤ７４で発生した熱が発光チップ２２内に留まりにくくなり、第１青色ＬＥＤ７１乃至第４青色ＬＥＤ７４の温度上昇が鈍化する。一般に、ＬＥＤは、温度が高くなると発光効率の低下を招きやすく、その結果、発光光量の低下を生じやすい。したがって、本実施の形態の構成を採用することにより、発光チップ２２における第１青色ＬＥＤ７１乃至第４青色ＬＥＤ７４の発光効率を高めることができる。
　このように、本実施の形態の構成を採用することにより、第１青色ＬＥＤ７１乃至第４青色ＬＥＤ７４自体の発光効率と、第１青色ＬＥＤ７１乃至第４青色ＬＥＤ７４から出射された光を外部へ取り出す取り出し効率とが高まることから、発光チップ２２全体としての発光効率を著しく向上させることができる。
　図４は、図２および図３に示す発光チップ２２の製造方法を説明するためのフローチャートである。また、図５乃至図１１は、発光チップ２２の製造工程を説明するための図である。
　まず、第１リード部６１乃至第４リード部６４および４つのリード片６５ａ、６５ｂ、６６ａ、６６ｂを、渡り部を介して一体化したリードフレームを準備する。なお、リードフレームは、１枚の金属板を打ち抜くことによって形成される。
　このようなリードフレームに対し、第１樹脂の射出成型を行って第１容器部４０を形成し（ステップ１０１）、続いて第２樹脂の射出成型を行って第２容器部５０を形成し（ステップ１０２）、容器３０を得る。次に、底面３２に露出する第１リード部６１乃至第４リード部６４上に、それぞれ、第１青色ＬＥＤ７１乃至第４青色ＬＥＤ７４を実装する（ステップ１０３）。なお、実装においては、第１リード部６１乃至第４リード部６４上への第１青色ＬＥＤ７１乃至第４青色ＬＥＤ７４のダイボンドと、第１リード部６１乃至第４リード部６４と第１青色ＬＥＤ７１乃至第４青色ＬＥＤ７４とのワイヤボンドとが行われる。その後、凹部３１に封止樹脂を充填し、その後固化させて封止部８０を形成する（ステップ１０４）。
　次に、形成された容器３０によって第１リード部６１乃至第４リード部６４それぞれの一端側が固定された状態で、リードフレームから第１リード部６１乃至第４リード部６４を切断し（ステップ１０５）、切断された第１リード部６１乃至第４リード部６４を容器３０の裏面側に折り曲げる（ステップ１０６）。最後に、リードフレームから４つのリード片６５ａ、６５ｂ、６６ａ、６６ｂを切断し（ステップ１０７）、リードフレームから発光チップ２２を分離して発光チップ２２を得る。
　図５は、出発材料となるリードフレーム６０の上面図を示している。
　このリードフレーム６０は、１枚の金属板を打ち抜くことにより、第１リード部６１乃至第４リード部６４および４つのリード片６５ａ、６５ｂ、６６ａ、６６ｂを、渡り部６７を介して一体化したものである。ここで、リード片６５ａ、６５ｂは渡り部６７から延びる第１支持部６５の端部から突出形成されており、リード片６６ａ、６６ｂは渡り部６７から延びる第２支持部６６の端部からリード片６５ａ、６５ｂと対向する側に向けて突出形成されている。
　図６は、ステップ１０１において第１容器部４０が形成されたリードフレーム６０を、凹部３１が形成される側からみた上面図を示しており、図７はその背面図を示している。ここで、第１容器部４０は、リードフレーム６０のうち、第１リード部６１乃至第４リード部６４の自由端側を挟み込むように形成される。
　図６に示すように、リードフレーム６０の表面側には、第１リード部６１乃至第４リード部６４の表面側とこれらの間から露出する第１容器部４０とによって底面３２が形成され、且つ、第１容器部４０によって壁面３３が形成されることにより、凹部３１が設けられる。
　他方、図７に示すように、リードフレーム６０の裏面側には、第１容器部４０によって４つの第１開口部４１、第２開口部４２、第３開口部４３および第４開口部４４が形成される。このとき、第１開口部４１乃至第４開口部４４の底部には、第１リード部６１乃至第４リード部６４のそれぞれの裏面側の一部が露出する。
　図８は、ステップ１０２において第２容器部５０が形成されたリードフレーム６０を、凹部３１が形成される側からみた上面図を示しており、図９はその背面図を示している。ここで、第２容器部５０は、第１容器部４０の外側において、第１リード部６１乃至第４リード部６４の一部に加え、第１支持部６５に設けられた２つのリード片６５ａ、６５ｂと第２支持部６６に設けられた２つのリード片６６ａ、６６ｂとを挟み込むように形成される。
　図８に示すように、リードフレーム６０の表面側には、第１容器部４０の側部外側を囲うように第２容器部５０が形成される。なお、このとき、凹部３１の底面３２および壁面３３に、第２容器部５０が露出することはない。
　他方、図９に示すように、リードフレーム６０の裏面側には、第１容器部４０により形成される第１開口部４１乃至第４開口部４４（図７参照）に第２容器部５０が充填されて第１突出部５１乃至第４突出部５４が形成されるとともにその裏面側全域にわたって第２容器部５０が露出する。
　図１０は、ステップ１０３において第１青色ＬＥＤ７１乃至第４青色ＬＥＤ７４の実装がなされたリードフレーム６０を、凹部３１が形成される側からみた上面図を示している。ここで、第１青色ＬＥＤ７１は、凹部３１の底面３２のうち、第１リード部６１の表面側であって第１リード部６１を挟んで第１開口部４１と対向する部位、すなわち、第１リード部６１の裏面側に第２容器部５０の第１突出部５１が接する領域に取り付けられる。また、第２青色ＬＥＤ７２は、凹部３１の底面３２のうち、第２リード部６２の表面側であって第２リード部６２を挟んで第２開口部４２と対向する部位、すなわち、第２リード部６２の裏面側に第２容器部５０の第２突出部５２が接する領域に取り付けられる。さらに、第３青色ＬＥＤ７３は、凹部３１の底面３２のうち、第３リード部６３の表面側であって第３リード部６３を挟んで第３開口部４３と対向する部位、すなわち、第３リード部６３の裏面側に第２容器部５０の第３突出部５３が接する領域に取り付けられる。さらにまた、第４青色ＬＥＤ７４は、凹部３１の底面３２のうち、第４リード部６４の表面側であって第４リード部６４を挟んで第４開口部４４と対向する部位、すなわち、第４リード部６４の裏面側に第２容器部５０の第４突出部５４が接する領域に取り付けられる。
　なお、これら第１青色ＬＥＤ７１乃至第４青色ＬＥＤ７４の実装が行われた後、ステップ１０４における封止部８０の形成が行われる。
　図１１は、ステップ１０５およびステップ１０６において第１リード部６１乃至第４リード部６４の切断および折り曲げがなされたリードフレーム６０を、凹部３１が形成される側からみた上面図を示している。なお、図１１においては、封止部８０の記載を省略している。ここでは、まず、リードフレーム６０の渡り部６７から第１リード部６１乃至第４リード部６４の固定端側の切断を行う。このとき、容器３０は、第１支持部６５に設けられたリード片６５ａ、６５ｂと第２支持部６６に設けられたリード片６６ａ、６６ｂを介して渡り部６７と一体化しており、リードフレーム６０を介して容器３０を固定した状態で、第１リード部６１乃至第４リード部６４の容器３０の背面側に対する折り曲げ処理がなされる。
　そして、第１リード部６１乃至第４リード部６４の折り曲げがなされた後、ステップ１０７において、第１支持部６５を図１１に示すＡ－Ａで切断するとともに第２支持部６６を図１１に示すＢ－Ｂで切断することにより、リードフレーム６０から発光チップ２２を分離することができ、図１乃至図３に示す発光チップ２２が得られる。
　なお、本実施の形態では、発光素子として青色ＬＥＤを使用する場合を例に説明を行ったが、発光素子の発光色については適宜設計変更して差し支えない。この場合において、第１容器部４０は、少なくとも発光素子が発光する波長の光に対する反射率を例えば６５％以上、より好ましくは９０％以上とすることが望ましい。
　また、本実施の形態では、発光モジュール１１を用いて照明装置１０を構成する例について説明を行ったが、これに限られるものではなく、上述した発光モジュール１１を例えば信号機、液晶表示装置等のバックライト装置、スキャナの光源装置、プリンタの露光装置、車載用の照明機器、ＬＥＤのドットマトリクスを用いたＬＥＤディスプレイ装置等にも適用することができる。
本実施の形態が適用される照明装置の構成の一例を説明するための図である。 発光チップを発光面側からみた上面図である。 （ａ）は図２のＩＩＩＡ－ＩＩＩＡ断面図であり、（ｂ）は図２のＩＩＩＢ－ＩＩＩＢ断面図である。 発光チップの製造方法を説明するためのフローチャートである。 リードフレームの上面図である。 第１容器部が形成されたリードフレームの上面図である。 第１容器部が形成されたリードフレームの背面図である。 第２容器部が形成されたリードフレームの上面図である。 第２容器部が形成されたリードフレームの背面図である。 青色ＬＥＤが実装されたリードフレームの上面図である。 リード部の切断および折り曲げがなされたリードフレームの上面図である。
１０…照明装置、１１…発光モジュール、１２…シェード、２１…基板、２２…発光チップ、３０…容器、３１…凹部、３２…底面、３３…壁面、４０…第１容器部、４１…第１開口部、４２…第２開口部、４３…第３開口部、４４…第４開口部、５０…第２容器部、５１…第１突出部、５２…第２突出部、５３…第３突出部、５４…第４突出部、６０…リードフレーム、６１…第１リード部、６２…第２リード部、６３…第３リード部、６４…第４リード部、７１…第１青色ＬＥＤ、７２…第２青色ＬＥＤ、７３…第３青色ＬＥＤ、７４…第４青色ＬＥＤ、８０…封止部

Claims (18)

  1. 　凹部を有する容器と、
    　一端が前記容器の前記凹部に露出するとともに他端が当該容器の外側に露出するように設けられる金属導体部と、
    　前記凹部の内側に露出する前記金属導体部の一方の面に取り付けられ、当該金属導体部と電気的に接続される発光素子と
    を含み、
    　前記容器は、
    　前記凹部において前記金属導体部が露出していない領域を覆うように設けられ、当該金属導体部とともに当該凹部を形成する第１容器部と、
    　前記凹部に露出することなく前記金属導体部の他方の面に接触するとともに前記第１容器部を収容する第２容器部とを備え、
    　前記第１容器部は前記第２容器部よりも前記発光素子から出力される光に対する光反射性が高く設定され、
    　前記第２容器部は前記第１容器部よりも前記発光素子から伝達される熱に対する熱伝導性が高く設定されること
    を特徴とする発光装置。
  2. 　前記第２容器部は前記金属導体部の前記発光素子の取り付け部位の裏側で当該金属導体部に接触することを特徴とする請求項１記載の発光装置。
  3. 　前記第１容器部が白色顔料を用いて白色化された樹脂材料で構成されることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
  4. 　前記第２容器部が２Ｗ／ｍ・Ｋ以上２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する樹脂材料で構成されることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
  5. 　前記第１容器部および前記第２容器部が、それぞれ絶縁性を有する樹脂材料で構成されることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
  6. 　前記第１容器部および前記第２容器部の体積抵抗率がそれぞれ１０15Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする請求項５記載の発光装置。
  7. 　基板と、
    　前記基板に取り付けられる複数の発光装置とを備え、
    　前記発光装置は、
    　凹部を有する容器と、
    　一端が前記容器の前記凹部に露出するとともに他端が当該容器の外側に露出するように設けられる金属導体部と、
    　前記凹部の内側に露出する前記金属導体部の一方の面に取り付けられ、当該金属導体部と電気的に接続される発光素子とを含み、
    　前記容器は、
    　前記凹部において前記金属導体部が露出していない領域を覆うように設けられ、当該金属導体部とともに当該凹部を形成する第１容器部と、
    　前記凹部に露出することなく前記金属導体部の他方の面に接触するとともに前記第１容器部を収容する第２容器部とを備え、
    　前記第１容器部は前記第２容器部よりも前記発光素子から出力される光に対する光反射性が高く設定され、
    　前記第２容器部は前記第１容器部よりも前記発光素子から伝達される熱に対する熱伝導性が高く設定されること
    を特徴とする発光モジュール。
  8. 　前記第２容器部は前記金属導体部の前記発光素子の取り付け部位の裏側で当該金属導体部に接触することを特徴とする請求項７記載の発光モジュール。
  9. 　前記第１容器部が白色顔料を用いて白色化された樹脂材料で構成されることを特徴とする請求項７記載の発光モジュール。
  10. 　前記第２容器部が２Ｗ／ｍ・Ｋ以上２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する樹脂材料で構成されることを特徴とする請求項７記載の発光モジュール。
  11. 　前記第１容器部および前記第２容器部が、それぞれ絶縁性を有する樹脂材料で構成されることを特徴とする請求項７記載の発光モジュール。
  12. 　前記第１容器部および前記第２容器部の体積抵抗率がそれぞれ１０15Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１１記載の発光モジュール。
  13. 　表面および裏面を有するリードフレームに、当該リードフレームの当該表面の一部が露出する凹部と当該リードフレームの当該裏面の一部が露出する開口部とを備えた第１容器部を形成する工程と、
    　前記第１容器部が形成された前記リードフレームに、前記開口部を介して当該リードフレームの前記裏面に接触する突出部を備えるとともに前記凹部に露出しない第２容器部を形成する工程と、
    　前記凹部に露出する前記リードフレームの前記表面に発光素子を実装する工程と
    を含み、
    　前記第１容器部を形成する工程では、前記第２容器部よりも前記発光素子から出力される光に対する光反射性が高い当該第１容器部を形成し、
    　前記第２容器部を形成する工程では、前記第１容器部よりも前記発光素子から伝達される熱に対する熱伝導性が高い当該第２容器部を形成すること
    を特徴とする発光装置の製造方法。
  14. 　前記第１容器部を形成する工程では、前記凹部に露出する前記リードフレームの前記発光素子の取り付け対象位置の裏側に前記開口部を形成することを特徴とする請求項１３記載の発光装置の製造方法。
  15. 　前記第１容器部を形成する工程では、白色顔料を用いて白色化された樹脂材料を用いて当該第１容器部を形成することを特徴とする請求項１３記載の発光装置の製造方法。
  16. 　前記第２容器部を形成する工程では、熱伝導フィラーを用いて熱伝導率が２Ｗ／ｍ・Ｋ以上２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下に設定された樹脂材料を用いて当該第２容器部を形成することを特徴とする請求項１３記載の発光装置の製造方法。
  17. 　前記第１容器部を形成する工程では、体積抵抗率が１０15Ω・ｃｍ以上の樹脂材料を用いて当該第１容器部を形成し、
    　前記第２容器部を形成する工程では、体積抵抗率が１０15Ω・ｃｍ以上の樹脂材料を用いて当該第２容器部を形成することを特徴とする請求項１３記載の発光装置の製造方法。
  18. 　前記発光素子が実装された前記凹部に当該発光素子を封止するための封止部を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１３記載の発光装置の製造方法。
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