WO2011125346A1 - 発光装置およびその製造方法 - Google Patents

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metal
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目見田　裕一
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a light emitting device including a light emitting element and a manufacturing method thereof.
  • a light emitting device using a light emitting diode (LED) element has characteristics such as low power consumption and long life, and is widely used for various display light sources.
  • LED light emitting diode
  • FIG. 25 is a cross-sectional view of a light emitting device according to a conventional example described in Patent Document 1.
  • a light emitting device according to a conventional example described in Patent Document 1 includes a substrate 510 made of a metal material, a light emitting diode chip 520 mounted on the substrate 510, and a light emitting diode chip 520 sealed.
  • substrate 510 is provided.
  • the substrate 510 includes a pair of electrode layers 510a and 510b separated by an insulator 515, and a light emitting diode chip 520 is mounted on the one electrode layer 510a.
  • a recess 511 is provided on the surface of the electrode layer 510 a on which the light emitting diode chip 520 is mounted, and the light emitting diode chip 520 is mounted in the recess 511.
  • the concave portion 511 functions as a reflecting structure that reflects light emitted from the light emitting diode chip 520 and improves the directivity of light reflected by the substrate 510.
  • Patent Documents 2 and 3 described above describe light-emitting devices each including a substrate having a heat dissipation pad and an LED chip mounted on the heat dissipation pad. In these light emitting devices, heat from the LED chip generated by driving is radiated to the outside through the heat radiating pad.
  • a reflector reflective frame
  • the LED chip is sealed with a sealing resin inside the reflector.
  • a metal plating layer for example, an Ag plating layer
  • a highly reflective metal is formed on the surface of the substrate. It is common.
  • the sealing resin for sealing the LED element is resistant to heat.
  • a silicone resin that is excellent and has little deterioration at high temperatures is used.
  • silicone-based encapsulating resins are used as enormous encapsulating resins due to their high reliability and various characteristics such as light transmission and processability, while they are relatively flexible as countermeasures against stress such as thermal expansion.
  • One of the contradicting characteristics is that gas permeability is high and various substances such as moisture in the air pass through.
  • the metal stability of the Ag plating layer is not high, it reacts with moisture and sulfur components in the air by contact with the outside air that has passed through the silicone-based sealing resin, so that it is sulfided, oxidized, and chlorinated. Etc. occur. For this reason, deterioration (discoloration) such as blackening or browning occurs on the surface of the Ag plating layer, resulting in inconvenience that the reflectance is lowered. This causes a problem that the light extraction efficiency is lowered. That is, in the light emitting device as described above, the Ag plating layer formed on the surface of the metal substrate and the reflection frame made of resin are used as the reflection surface, but the Ag plating layer surface is colored compared to the reflection frame.
  • the present invention aims at an element for reducing the light extraction efficiency by suppressing the deterioration of the reflectance due to the secular change of the metal substrate surface as much as possible.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide a light-emitting device capable of suppressing a decrease in light extraction efficiency due to deterioration of a plating layer, and The manufacturing method is provided.
  • Another object of the present invention is to provide a highly reliable light-emitting device having excellent heat dissipation characteristics and a method for manufacturing the same.
  • Still another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a light emitting device capable of improving the yield.
  • a light emitting device includes a light emitting element, a mounting portion on which the light emitting element is mounted, and a reflecting portion that reflects light of the light emitting element formed outside the mounting portion.
  • a first metal substrate including: a second metal substrate electrically connected to the light emitting element through a wire; a metal plating layer formed on a surface of the first and second metal substrates; And a sealing resin which is formed on a two-metal substrate and seals at least the light emitting element.
  • a protective layer having a gas permeability lower than that of the sealing resin and having a reflectance close to that of the metal plating layer is formed on at least the reflection portion of the first metal substrate.
  • the protective layer having a gas permeability lower than that of the sealing resin and having a reflectance close to that of the metal plating layer is provided on at least the reflection portion of the first metal substrate.
  • the metal plating layer formed in the reflection part contacts with the external air which passed sealing resin.
  • the metal plating layer formed on the mounting portion can also be prevented from coming into contact with the outside air that has passed through the sealing resin.
  • the exposed area (area in contact with the sealing resin) in the metal plating layer can be reduced, so that the metal plating layer is in contact with the outside air that has passed through the sealing resin.
  • the area can be reduced.
  • the heat generated by driving the light emitting element can be radiated to the outside through the metal substrate having high thermal conductivity. Therefore, it is possible to suppress a decrease in light emission efficiency and a decrease in life characteristics.
  • the light emitted to the back surface side of the light emitting element can be efficiently used with the metal plating layer formed on the mounting portion. Can be reflected.
  • a part of the light emitted from the light emitting element is reflected by the protective layer, and when transmitted through the protective layer, the transmitted light is reflected by the metal plating layer formed in the reflective portion.
  • the constituent material constituting the protective layer for example, an inorganic material such as glass or an organic material such as resin can be used.
  • the constituent material which comprises a protective layer is a resin material harder than sealing resin.
  • the first and second metal substrates each have a stepped portion including an upper surface and a lower surface, and the upper surface of the stepped portion is mounted with a light emitting element.
  • a protective layer made of a resin material is formed on the lower surface of the step portion so as to cover the metal plating layer. If comprised in this way, since the metal plating layer of the lower surface part of a level
  • step-difference part deteriorates.
  • the heat generated by driving the light emitting element can be radiated to the outside through the metal substrate having high thermal conductivity.
  • a reduction in the area of the metal substrate can be suppressed, so that sufficient thermal conductivity can be ensured.
  • the heat from a light emitting element can be thermally radiated efficiently.
  • the lower surface of the stepped portion is configured as a reflecting portion by forming the stepped portion.
  • the protective layer is preferably made of a white resin. If comprised in this way, since white resin cannot permeate
  • the mounting portion includes a mounting surface on which the light emitting element is mounted, and the mounting surface is the same area as the bottom area of the light emitting element or smaller than the bottom area of the light emitting element. It has an area. If comprised in this way, since the exposed area
  • the first and second metal substrates may be formed with a reflecting frame having a reflecting surface that reflects light from the light emitting element.
  • the reflective frame and the protective layer are each made of a white resin.
  • the protective layer is made of a thermosetting white resin.
  • thermosetting white resin is preferably made of a silicone resin.
  • Silicone-based thermosetting white resin is difficult to pass through outside air, has high reflectivity, and hardly deteriorates (discolors) against heat and light. Therefore, a protective layer is formed using such white resin. By doing so, it is possible to obtain a light emitting device capable of maintaining high luminous efficiency (reflection efficiency) even in long-term use.
  • a silicone-based thermosetting white resin as well as the protective layer.
  • the first metal substrate has a larger area than the second metal substrate. If comprised in this way, the heat
  • a method for manufacturing a light emitting device forms a metal frame including a first metal substrate having a mounting portion on which a light emitting element is mounted and a second metal substrate electrically connected to the light emitting element.
  • a step, a step of forming a step portion in a predetermined region of the metal frame, a step of forming a metal plating layer on the surface of the metal frame, and a step of forming a reflective frame body having an inner surface as a reflection surface on the metal frame Mounting the light emitting element on the metal frame in the frame of the reflective frame, electrically connecting the light emitting element to the second metal substrate through the wire, and emitting light in the frame of the reflective frame And a step of filling a sealing resin so as to seal the element and the wire.
  • the step portion is formed on the first metal substrate and the second metal substrate so that the upper surface of the step portion becomes a mounting surface on which the light emitting element is mounted and a connection surface to which the wire is connected.
  • the step of forming the reflection frame including the step of forming covers the step of forming the reflection frame using a white resin and the metal plating layer formed on the lower surface of the stepped portion using the white resin. Forming a protective layer.
  • the reflective frame body and the protective layer are formed in the same process using the white resin, thereby suppressing an increase in the manufacturing process.
  • a stable light emitting device can be manufactured. Thereby, the yield can be improved and the manufacturing cost (product cost) can be reduced.
  • the upper surface of the stepped portion becomes a mounting surface on which the light emitting element is mounted and a connection surface to which the wire is connected.
  • a step of selectively removing predetermined regions of the first metal substrate and the second metal substrate by etching If comprised in this way, a level
  • the step of forming the step portion includes a metal frame so that an upper surface of the step portion becomes a mounting surface on which the light emitting element is mounted and a connection surface to which the wire is connected. May be configured to include a step of pressing.
  • the step of forming the stepped portion is such that the mounting surface of the light emitting element has the same area as the bottom area of the light emitting element or an area smaller than the bottom area of the light emitting element. It is preferable to have a step of forming a step portion in a predetermined region of the metal frame.
  • the step of forming the reflection frame includes the step of forming the reflection frame and the protective layer using a thermosetting silicone resin.
  • the present invention it is possible to easily obtain a light emitting device and a method for manufacturing the same that can suppress a decrease in light extraction efficiency due to deterioration of the plating layer.
  • a highly reliable light emitting device having excellent heat dissipation characteristics and a method for manufacturing the same can be easily obtained.
  • a method for manufacturing a light emitting device capable of improving the yield can be easily obtained.
  • FIG. 1 is an overall perspective view of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the first embodiment of the present invention (a view corresponding to a cross section taken along line AA in FIG. 3).
  • 1 is a plan view of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention. It is a top view (figure showing a state where an LED chip, a wire, and a sealing member were removed) of a light emitting device by a 1st embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the first embodiment of the present invention (a view corresponding to a cross section taken along line BB in FIG. 3).
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of a light emitting device according to a second embodiment of the present invention (a view corresponding to a cross section taken along line AA in FIG. 20). It is a top view of the light-emitting device by a 2nd embodiment of the present invention. It is a top view (figure showing a state where an LED chip, a wire, and a sealing member were removed) of a light emitting device by a 2nd embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an overall perspective view of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view of the light emitting device according to the first embodiment of the present invention.
  • 4 to 11 are views for explaining the light emitting device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows a state where the LED chip, the wire, and the sealing member are removed.
  • the light-emitting device is composed of surface-mounted LEDs and is configured to emit white light (pseudo white light).
  • the light emitting device includes a metal substrate 10, a light emitting diode chip (LED chip) 20 mounted on the metal substrate 10, and a metal substrate. 10 is provided with a reflection frame 30 provided so as to cover a part of 10 and a sealing member 40 for sealing the LED chip 20.
  • the LED chip 20 is an example of the “light emitting element” in the present invention
  • the sealing member 40 is an example of the “sealing resin” in the present invention.
  • the light emitting device according to the first embodiment is formed in a substantially rectangular shape when seen in a plan view.
  • the length L in the longitudinal direction (X direction) is, for example, about 1.0 mm to about 6.0 mm (for example, about 3.5 mm).
  • the length W in the Y direction is, for example, about 1.0 mm to about 6.0 mm (for example, about 1.5 mm), and the height H (see FIG. 2) is, for example, about 0.3 mm to about 1. It is configured to be 2 mm (for example, about 1 mm).
  • the size (package size) of a general light emitting device may be a square having a side length of, for example, about 1.0 mm to about 6.0 mm.
  • the height is, for example, about 0.3 mm to about 1.2 mm, and the same configuration as that of the first embodiment is possible regardless of the size.
  • the metal substrate 10 is made of a metal material (for example, copper or copper alloy) having a high thermal conductivity.
  • the metal substrate 10 includes a first metal substrate 11 on which the LED chip 20 is mounted and a pair of second metal substrates 12 functioning as electrode terminals for power supply.
  • the pair of second metal substrates 12 is insulated and separated from the first metal substrate 11, respectively, so as to sandwich the first metal substrate 11 when viewed in a plan view. It is arranged in.
  • one of the pair of second metal substrates 12 is arranged on one end side (X1 side) of the first metal substrate 11 in the longitudinal direction (X direction).
  • the other is arranged on the other end side (X2 side) of the first metal substrate 11 in the longitudinal direction (X direction).
  • one of the pair of second metal substrates 12 functions as an anode electrode or a cathode electrode
  • the other of the pair of second metal substrates 12 functions as a cathode electrode or an anode electrode.
  • the first metal substrate 11 includes a mounting portion 111 on which the LED chip 20 (see FIG. 2) is mounted, and a reflecting portion 112 that is formed outside the mounting portion 111 and reflects light from the LED chip 20. It is configured.
  • the first metal substrate 11 is formed such that the length W2 in the Y direction is smaller than the length W1 (W) in the Y direction of the second metal substrate 12.
  • the reflective frame 30 is provided so that the side surface of the 1st metal substrate 11 may be covered. Thereby, the mechanical strength of the package can be improved.
  • the metal substrate 10 is formed by cutting a predetermined portion of the metal frame. In addition, the metal substrate 10 before separation is in a state of being connected to the metal frame by a connection portion (not shown).
  • the first metal substrate 11 of the metal substrate 10 is configured to have a larger area than each second metal substrate 12.
  • the step portion 13 having the upper surface 13 a and the lower surface 13 b is formed on the surface (upper surface) of the metal substrate 10.
  • the step portion 13 is formed on each of the first metal substrate 11 and the second metal substrate 12, and the LED chip 20 (see FIG. 2) is mounted on the upper surface 13a of the step portion 13 in the first metal substrate 11.
  • the mounting surface 11a is a connection surface 12a to which a wire described later is connected.
  • the mounting surface 11 a of the metal substrate 10 is formed to have an area smaller than the bottom surface of the LED chip 20. That is, the mounting surface 11a is formed in a size (shape) that can be covered by the LED chip 20 when the LED chip 20 is mounted. Specifically, the mounting surface 11 a has a substantially rectangular shape when seen in a plan view, and the length of each side is shorter than the LED chip 20.
  • the upper surface 13a of the step portion 13 in the first metal substrate 11 corresponds to the mounting portion 111
  • the lower surface 13b of the step portion 13 in the first metal substrate 11 corresponds to the reflection portion 112. It corresponds to.
  • the lower surface 13b of the step portion 13 in the second metal substrate (a portion corresponding to the opening 31 of the reflection frame 30) also functions as a reflection portion that reflects the reflected light from the LED chip 20.
  • the contact area between the LED chip 20 and the mounting surface 11a is preferably as large as possible. Therefore, the area of the mounting surface 11a is preferably set to the maximum size that can be covered by the LED chip 20 in consideration of mounting errors and the like.
  • the mounting surface 11a is preferably formed to be shorter than each side of the LED chip 20 by a distance a (for example, about 20 ⁇ m to about 100 ⁇ m). That is, when the LED chip 20 is mounted, it is preferable that the mounting surface 11 a is arranged on the inner side by a distance a than each side (side surface) of the LED chip 20.
  • the mounting surface 11a can be reliably covered with the LED chip 20 in consideration of mounting accuracy. It is preferable to form in a large size. For example, since the surface mounter currently has a mounting position error of about 100 ⁇ m, the length of each side of the mounting surface 11 a is preferably shorter than the LED chip 20 by about 200 ⁇ m. Specifically, the surface mounter (mounter) can be further reduced in size (an area equivalent to that of the LED chip) by increasing the accuracy.
  • connection surface 12a of the metal substrate 10 is preferably formed so as to have as small an area as possible within a range where wire bonding is possible.
  • the area of the connection surface 12a can be set to, for example, about 200 ⁇ m ⁇ to about 300 ⁇ m ⁇ in consideration of an error (accuracy) of the device.
  • the shape of the connection surface 12a is not limited to a square shape, and may be various shapes such as a circle, an ellipse, and a trapezoid.
  • the metal substrate 10 has a thickness of about 200 ⁇ m to about 300 ⁇ m (for example, about 270 ⁇ m), for example, and the height difference between the upper surface 13a and the lower surface 13b in the stepped portion 13 is, for example, It is set to about 100 ⁇ m. Note that the height difference in the stepped portion 13 is preferably about 60% with respect to the thickness of the metal substrate 10.
  • an Ag plating layer 15 is formed on the entire surface of the metal substrate 10.
  • the Ag plating layer 15 is an example of the “metal plating layer” in the present invention.
  • the reflection frame 30 is made of a white resin having a high reflectance in order to efficiently reflect the light from the LED chip 20.
  • the reflection frame 30 is fixed to the upper surface side of the metal substrate 10, and has a depth that reaches the surface (upper surface) of the metal substrate 10 in the thickness direction.
  • the opening part 31 which has is formed.
  • the side surface (inner peripheral surface) of the opening 31 is a reflecting surface 32 that reflects light from the LED chip 20.
  • the opening width increases upward. It is configured to expand in a tapered shape.
  • the reflection frame 30 is formed so that the mounting surface 11 a and the connection surface 12 a of the metal substrate 10 are positioned inside the opening 31.
  • a protective layer 35 made of the same white resin as that of the reflection frame 30 is formed on the lower surface 13 b of the step portion 13.
  • the protective layer 35 is formed so as to cover the Ag plating layer 15 on the lower surface 13b of the stepped portion 13, while its upper surface (the upper surface of the protective layer 35) is substantially flush with the mounting surface 11a and the connection surface 12a. It is formed to be (level). For this reason, the bottom surface of the opening 31 of the reflection frame 30 is a flat surface.
  • the thickness of the protective layer 35 is the same as the height difference of the stepped portion 13 (for example, about 100 ⁇ m). That is, the protective layer 35 has a relatively thin thickness that allows light from the LED chip 20 to pass therethrough.
  • the reflection frame 30 is formed to cover the side surface of the first metal substrate 11 of the metal substrate 10.
  • the mounting surface 11a and the connection surface 12a are exposed in the opening 31 of the reflection frame 30, as shown in FIG.
  • a region (hatched region) other than the mounting surface 11a and the connection surface 12a is a region covered with a white resin.
  • the back surface side of the light emitting device is in a state where the back surface (Ag plating layer 15) of the metal substrate 10 (the first metal substrate 11 and the second metal substrate 12) is exposed,
  • the periphery of the first metal substrate 11 is covered with a reflective frame 30 (white resin).
  • the white resin described above is one material that constitutes a package (reflecting frame, etc.), forms a package shape, fixes a metal substrate (metal frame), and efficiently emits light emitted from the LED chip. It is a resin that plays a role of reflecting light efficiently to the outside of the package.
  • the white resin used for the reflective frame 30 and the protective layer 35 may be a thermoplastic resin material generally used for packages of LED light emitting devices, but is more preferably a thermosetting resin material. Further, it is more preferable that the reflective frame 30 and the protective layer 35 are formed using a silicone-based thermosetting white resin among thermosetting white resins.
  • a thermosetting white resin for example, those described in JP 2010-31269 A can be used.
  • the silicone-based thermosetting white resin for example, those described in JP 2010-18786 A, JP 2010-21533 A, JP 2009-221393 A, and the like can be used.
  • a thermosetting silicone mold resin manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. reflector material “SWC series” used in high-brightness LEDs announced on September 10, 2009 by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • such a white resin has an initial reflectance characteristic comparable to that of Ag plating.
  • some of these white resins have high temperature heat resistance, and the reflectance does not change at all even when left in an environment of 150 ° C. for 2000 hours (for example, silicone-based thermosetting White resin). Therefore, according to this characteristic, it is estimated that the reflectance does not change much even if left for several thousand hours or more.
  • the LED chip 20 is made of a nitride-based semiconductor that emits (emits) blue light or near-ultraviolet light by supplying power.
  • the LED chip 20 has, for example, a chip size of about 600 ⁇ m ⁇ about 240 ⁇ m.
  • the LED chip 20 has a chip size larger than the mounting surface 11a, and is mounted on the metal substrate 10 in the opening 31 of the reflective frame 30 via an adhesive layer (not shown). Has been. Specifically, the LED chip 20 is mounted on the mounting surface 11 a disposed in the opening 31 of the reflection frame 30 so as to cover the mounting surface 11 a.
  • the LED chip 20 mounted on the metal substrate 10 is electrically connected to the connection surface 12a of the second metal substrate 12 through the wire 50 as shown in FIG.
  • the wire 50 for example, a thin metal wire such as a gold wire having a thickness of 25 ⁇ m ⁇ to 30 ⁇ m ⁇ can be used.
  • the sealing member 40 is made of a transparent resin material (sealing material) having optical transparency.
  • the sealing member 40 is made of a silicone-based resin (silicone-based sealing material) that has excellent heat resistance and little deterioration at high temperatures, and the opening of the reflective frame 30 In the part 31, it is provided so that the LED chip 20 and the wire 50 may be sealed.
  • the sealing member 40 contains particles of phosphor (for example, YAG phosphor) that converts the wavelength of blue light or near ultraviolet light emitted from the LED chip 20. Thereby, it is comprised so that the emitted light from a light-emitting device may turn into white light.
  • phosphor for example, YAG phosphor
  • the sealing member 40 made of silicone resin has relatively flexible characteristics as a countermeasure against stress such as thermal expansion.
  • the protective layer 35 made of a white resin is harder than the sealing member 40 and has a characteristic that it is difficult to pass outside air (low gas permeability).
  • heat generated by driving is radiated to the outside through the first metal substrate 11 of the metal substrate 10.
  • the metal substrate 10 first metal substrate 11
  • the first metal substrate 11 metal material
  • the heat conduction path is shown in an image by an arrow R.
  • the light emitted from the LED chip 20 is directly emitted to the outside and also emitted to the back surface side of the LED chip 20.
  • the light emitted to the back surface side of the LED chip 20 is efficiently reflected by the Ag plating layer 15 formed on the mounting surface 11a.
  • the light is efficiently reflected by the protective layer 35 (white resin) formed around the LED chip 20, and the light transmitted through the thin protective layer 35 is efficiently reflected by the Ag plating layer 15 below the protective layer 35. Reflected.
  • a total high reflectance can be obtained.
  • a protective layer having a gas permeability lower than that of the sealing member 40 and having a reflectance close to that of the Ag plating layer 15 is formed on at least the reflective portion 112 of the first metal substrate 11. By this, it can suppress that the Ag plating layer 15 formed in the reflection part 112 contacts with the external air which passed the sealing member 40.
  • the sealing member 40 is also formed on the Ag plating layer 15 formed on the mounting portion 111 (mounting surface 11a). It can suppress contacting with the external air which passed.
  • the Ag plating layer 15 has passed through the sealing member 40.
  • the area in contact with the outside air can be reduced.
  • deterioration of the Ag plating layer 15 can be suppressed (deterioration region can be reduced), so that a decrease in light extraction efficiency due to deterioration of the Ag plating layer 15 can be suppressed.
  • the step portion 13 is formed on the metal substrate 10, and the protective layer 35 made of white resin is formed on the lower surface 13 b of the step portion 13, so that the lower surface portion (reflection) of the step portion 13 is formed.
  • the Ag plating layer 15 of the portion 112) can be protected by the protective layer 35. For this reason, since it can suppress that the Ag plating layer 15 of the lower surface part of the level
  • the heat generated by driving the LED chip 20 is transmitted through the metal substrate 10 (first metal substrate 11) having high thermal conductivity. To dissipate heat to the outside.
  • the Ag plating layer 15 is formed on the surface of the metal substrate 10, whereby the light emitted on the back surface side of the LED chip 20 is Ag plated on the mounting surface 11 a (the mounting portion 111).
  • the layer 15 can be efficiently reflected.
  • a part of the light emitted from the LED chip 20 is reflected by the protective layer 35 made of a white resin having a high reflectance.
  • the protective layer 35 is formed as a thin film of about 100 ⁇ m, the protective layer 35 transmits part of light.
  • a part of the light transmitted through the protective layer 35 is reflected by the Ag plating layer 15 formed on the lower surface 13 b of the step portion 13. Thereby, since the reflection efficiency on the metal substrate 10 can be improved, the light extraction efficiency can be improved.
  • a method of forming an Au (gold) plating layer excellent in metal stability on the surface of the metal substrate 10 instead of the Ag plating layer 15 is also conceivable, but in this case, deterioration (discoloration) of the plating layer is suppressed.
  • the gold (Au) plating has a lower initial reflectance characteristic than the silver (Ag) plating, so that the light extraction efficiency is lowered from the initial stage. For this reason, as a metal plating layer formed in the metal substrate 10, an Ag plating layer is more preferable than an Au plating layer. Further, by adopting the above-described configuration, even when an Ag plating layer is formed, deterioration (discoloration) of the plating layer can be suppressed.
  • the mounting surface 11 a of the LED chip 20 is formed to have an area smaller than the bottom area of the LED chip 20, thereby covering the Ag plating layer 15 of the mounting surface 11 a with the LED chip 20. Therefore, the exposed region (region in contact with the sealing member 40) in the Ag plating layer 15 can be reduced more effectively. Thereby, deterioration of Ag plating layer 15 can be controlled more effectively (deterioration area is reduced).
  • the protective layer 35 when a thermosetting white resin or a thermosetting silicone-based white resin is used as the white resin constituting the protective layer 35 and the reflection frame 30, the protective layer 35 is used. And deterioration (discoloration) with respect to heat and light in the reflective frame 30 can be suppressed. That is, the white resin as described above is difficult to pass through the outside air and has high reflectivity, and is difficult to deteriorate (discolor) with respect to heat and light. For this reason, by forming the protective layer 35 and the reflection frame 30 using such a white resin, a light emitting device capable of maintaining high light emission efficiency (reflection efficiency) even in long-term use can be obtained. .
  • the first metal substrate 11 of the metal substrate 10 is configured to have a larger area than each of the second metal substrates 12 of the metal substrate 10, so that the heat from the LED chip 20 is Heat can be effectively radiated to the outside through the first metal substrate 11 having a large area.
  • the protective layer 35 is formed so that the upper surface (the upper surface of the protective layer 35) is substantially flush with the mounting surface 11a and the connection surface 12a (on the same plane).
  • the light extraction efficiency can be improved more effectively.
  • FIGS. 2, 7, 8 and 12 to 18 are cross-sectional views for explaining a method for manufacturing a light emitting device according to the first embodiment of the present invention.
  • a metal frame 110 is formed by subjecting a metal plate (for example, a copper plate or a copper alloy plate) having a predetermined thickness to press processing (punching processing), etching processing, or the like.
  • the metal frame 110 is formed so as to include a plurality of metal substrates 10, and each of the plurality of metal substrates 10 is separated from the first metal substrate 11 by a predetermined distance from the first metal substrate 11.
  • the second metal substrate 12 is included.
  • the metal frame 110 is half-etched to selectively remove a predetermined region of the metal frame 110 and form a step portion 13 in the predetermined region of the metal frame 110.
  • the metal frame 110 which has a cross-sectional convex structure is obtained.
  • the upper surface 13a of the stepped portion 13 is connected to the mounting surface 11a on which the LED chip 20 (see FIG. 2) is mounted and the wire 50 (see FIG. 2). It forms so that it may become the surface 12a.
  • the mounting surface 11 a is formed to have an area smaller than the low area of the LED chip 20.
  • an Ag plating layer 15 (see FIG. 2) is formed on the entire surface of the metal frame 110 on which the step portion 13 is formed.
  • the reflective frame 30 (see FIG. 2) is formed integrally with the metal frame 110 using a transfer molding method, a compression molding method, or the like. Specifically, first, as shown in FIG. 13, the metal frame 110 is set on the mold 200. Next, as shown in FIG. 14, after closing the mold, a white resin is filled. Then, the filled white resin is cured. Thereby, the reflective frame 30 made of white resin is formed, and the protective layer 35 made of white resin is formed on the lower surface 13 b of the stepped portion 13.
  • the mold is opened, and the metal frame 110 provided with the reflection frame 30 is taken out.
  • the reflective frame 30 and the protective layer 35 are formed in the same process using the white resin, thereby suppressing an increase in the manufacturing process. .
  • a light-emitting device having a stable shape can be manufactured. Thereby, the yield can be improved and the manufacturing cost (product cost) can be reduced.
  • the step portion 13 can be easily formed in the predetermined region of the metal frame 110 by selectively removing the predetermined region of the metal frame 110 by half etching. Further, the upper surface 13a of the stepped portion 13 can be easily configured so as to be the mounting surface 11a on which the LED chip 20 is mounted and the connection surface 12a to which the wire 50 is connected.
  • the reflective frame 30 and the protective layer 35 are formed using a thermosetting silicone resin.
  • a thermosetting silicone resin By forming the reflective frame 30 and the protective layer 35 using such a white resin, a light emitting device capable of maintaining high light emission efficiency (reflection efficiency) even in long-term use can be manufactured.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of a light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
  • 20 and 21 are plan views of the light emitting device according to the second embodiment of the present invention as seen from above.
  • FIG. 22 is a plan view of the light emitting device according to the second embodiment of the present invention as seen from below.
  • FIG. 21 shows a state where the LED chip, the wire, and the sealing member are removed.
  • a light emitting device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • symbol is attached
  • the light emitting device is configured as a one-wire type surface mount LED as shown in FIGS.
  • the LED chip 220 having electrodes formed on both the upper surface and the lower surface (back surface) is mounted on the mounting surface 11a (mounting portion) of the metal substrate 10. 111). Further, the LED chip 220 is mounted on the mounting surface 11a, whereby the LED chip 220 and the mounting surface 11a are electrically connected.
  • the first metal substrate 11 and one second metal substrate 12 are integrally connected. ing.
  • the connection surface 12 a electrically connected to the wire 50 is formed only on the other second metal substrate 12 separated from the first metal substrate 11. Thereby, the exposed area
  • the deterioration of the Ag plating layer 15 can be further suppressed (the deterioration region is further reduced), and thus the light extraction efficiency due to the deterioration of the Ag plating layer 15 is further suppressed. can do.
  • the present invention is applied to a one-chip type light emitting device in which one LED chip is mounted.
  • the present invention is not limited to this, and a plurality of LED chips is used.
  • the present invention can also be applied to a light emitting device on which is mounted.
  • the light emitting device is configured to emit pseudo white light by a combination of a nitride LED chip and a phosphor.
  • each LED chip that emits light of R (red), G (green), and B (blue), which are the three primary colors of light, is mounted and configured to emit white light by simultaneously emitting light. May be.
  • the light emitting device can be configured to emit light of a color other than white light.
  • the light emitting device is configured to have a substantially rectangular shape.
  • the present invention is not limited to this, and the light emitting device (package shape) has a shape other than the rectangular shape. ) May be configured.
  • the light emitting device (package shape) may be configured in a square shape.
  • the step portion is formed on the metal substrate.
  • the present invention is not limited to this, and the step portion may not be formed on the metal substrate.
  • the protective layer preferably has a hardness capable of forming a package (reflective frame).
  • the protective layer can be formed using glass or the like.
  • the material constituting the protective layer is a material that has high reflectivity, is difficult to pass through outside air (low gas permeability), and hardly deteriorates (discolors) with respect to the usage environment (temperature and light) of the light-emitting device. Is preferred.
  • it is a material harder than the sealing resin which comprises a sealing member, it can be said that it is a material which is hard to let at least external air (gas permeability is low) rather than a sealing member.
  • the color of the protective layer may be a color other than white or may be transparent. In the case of being transparent, since the light can be reflected by the metal plating layer under the protective layer, a high reflectance can be obtained.
  • thermosetting white resin or a thermosetting silicone-based white resin as described above.
  • the protective layer is composed of a thermosetting white resin or a thermosetting silicone-based white resin, the protective layer is prevented from being deteriorated (discolored) by heat and light when the light emitting device is driven. Therefore, high light emission efficiency (reflection efficiency) can be maintained over a long period of time.
  • thermosetting white resin for example, an epoxy-based thermosetting white resin or an acrylic-based thermosetting resin may be used.
  • the protective layer can also be formed using such a material.
  • the Ag plating layer which is an example of the metal plating layer
  • the present invention is not limited to this, and the metal plating other than the Ag plating layer is performed.
  • a layer may be formed on the surface of the metal substrate.
  • a rhodium plating layer, an aluminum plating layer, a palladium plating layer, a platinum plating layer, or the like may be formed on the surface of the metal substrate.
  • a gold plating layer can also be formed. However, when the gold plating layer is formed, the initial reflectance characteristics are deteriorated as compared with the case where the Ag plating layer or the like is formed. Therefore, it is preferable to form a plating layer other than the gold plating layer.
  • the step portion is formed on the surface of the metal substrate by etching (half etching) has been shown.
  • the present invention is not limited to this, and the step is formed by using a method other than etching.
  • a part may be formed.
  • the step portion may be formed on the surface of the metal substrate using a press working method or the like.
  • the step portion 13 can be formed into a shape as shown in FIG. 23, or the step portion 13 can be formed into a shape as shown in FIG.
  • the mounting surface of the metal substrate has a smaller area than the bottom surface of the LED chip.
  • the mounting surface of the metal substrate is the bottom surface of the LED chip. And the same area (same shape).
  • the mounting surface of the metal substrate may be slightly larger than the bottom surface of the LED chip. However, if the surface is too large, the area of the plating layer that is exposed without being covered with the LED chip increases. For this reason, it is preferable to set the size of the mounting surface so that the exposed plating layer region is minimized.
  • the example which formed the mounting surface of the metal substrate in the substantially rectangular shape was shown in the said 1st and 2nd embodiment, this invention is not limited to this,
  • the said mounting surface is shapes other than a rectangular shape, Also good.
  • various shapes such as a circle, an ellipse, and a trapezoid can be used.
  • the chip size of the LED chip, the package size of the light emitting device, the shape and dimensions of the metal substrate, the height difference of the stepped portion, and the like can be changed as appropriate.
  • the upper surface of the protective layer is configured to be substantially flush with the mounting surface and the connection surface.
  • the upper surface of the protective layer may not be the same surface (the same surface) as the mounting surface and the connection surface.
  • the present invention is not limited to this, and the individual light emitting devices can be singulated. Instead, a plurality of light emitting devices may be used in a connected state.
  • SYMBOLS 10 Metal substrate 11 1st metal substrate 11a Mounting surface 111 Mounting part 112 Reflecting part 12 2nd metal substrate 12a Connection surface 13 Step part 13a Upper surface of step part 13b Lower surface of step part 15 Ag plating layer (metal plating layer) 20, 220 LED chip (light emitting element) DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 Reflective frame 31 Opening part 32 Reflecting surface 35 Protective layer 40 Sealing member (sealing resin) 50 wire 110 metal frame 200 mold 300 dicing saw

Abstract

　メッキ層の劣化に起因する光取り出し効率の低下を抑制することが可能な発光装置を提供する。この発光装置は、ＬＥＤチップ（２０）と、このＬＥＤチップ（２０）が搭載されるとともに、ワイヤ（５０）を介してＬＥＤチップ（２０）が電気的に接続される金属基板（１０）と、金属基板（１０）の表面に形成されたＡｇメッキ層（１５）と、ＬＥＤチップ（２０）を封止する封止部材（４０）と、白色樹脂からなる反射枠体（３０）とを備えている。また、金属基板（１０）には、段差部（１３）が形成されており、段差部（１３）の上面（１３ａ）が、ＬＥＤチップ（２０）が搭載される搭載面（１１ａ）およびワイヤ（５０）が接続される接続面（１２ａ）となっている。そして、段差部（１３）の下面（１３ｂ）上に、Ａｇメッキ層（１５）を覆うように、反射枠体（３０）と同じ白色樹脂からなる保護層（３５）が形成されている。

Description

発光装置およびその製造方法
　本発明は、発光装置およびその製造方法に関し、特に、発光素子を備えた発光装置およびその製造方法に関する。
　発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）素子を用いた発光装置は、低消費電力で長寿命などの特徴を有しており、各種の表示用光源などに広く用いられている。また、近年、ＬＥＤ素子を用いた発光装置の用途の拡大が進み、高出力、かつ、発光効率の高い発光装置に対するニーズが益々高くなってきている。
　その一方、発光装置を高出力で駆動させると、ＬＥＤ素子の発熱が大きくなるため、ＬＥＤ素子からの熱によって、発光効率の低下や寿命の低下などの不都合が生じる。そのため、従来、ＬＥＤ素子からの熱を放熱させることにより、高出力で駆動させた場合でも発光効率等の低下を抑制可能な発光装置が種々提案されている（たとえば、特許文献１～３参照）。
　図２５は、上記特許文献１に記載された従来の一例による発光装置の断面図である。図２５を参照して、特許文献１に記載された従来の一例による発光装置は、金属材料からなる基板５１０と、基板５１０上に実装された発光ダイオードチップ５２０と、発光ダイオードチップ５２０を封止するように基板５１０上に設けられた光抽出部（封止樹脂）５３０とを備えている。上記基板５１０は、絶縁体５１５によって隔てられた一対の電極層５１０ａおよび５１０ｂを有しており、一方の電極層５１０ａ上に発光ダイオードチップ５２０が実装されている。また、発光ダイオードチップ５２０が実装される電極層５１０ａの表面には、凹部５１１が設けられており、この凹部５１１内に発光ダイオードチップ５２０が実装されている。上記凹部５１１は、発光ダイオードチップ５２０から発せられる光を反射させる反射構造として作用し、基板５１０で反射される光の指向性を高める。
　特許文献１に記載の発光装置では、上記のように、金属材料からなる基板５１０上に発光ダイオードチップ５２０を実装することにより、発光ダイオードチップ５２０からの熱が基板５１０（５１０ａ）を介して放熱される。これにより、発光ダイオードチップ５２０の温度上昇が抑制されるので、高出力で駆動させた場合でも、発光効率の低下等が抑制される。また、反射構造として作用する凹部５１１により、発光ダイオードチップ５２０らの光がパッケージ外へ有効に取り出される。
　また、上記特許文献２および３には、放熱パッドを有する基板を備え、この放熱パッド上にＬＥＤチップが実装された発光装置が記載されている。これらの発光装置では、駆動により生じたＬＥＤチップからの熱が、放熱パッドを介して外部に放熱される。また、特許文献２および３において、基板上には、反射率の高い樹脂からなる反射体（反射枠体）が設けられており、この反射体によってＬＥＤチップからの光が効率よく取り出される。なお、ＬＥＤチップは、反射体の内側において、封止樹脂で封止されている。
　上記のような発光装置では、基板上での反射効率を高めて光取り出し効率をさらに高めるために、基板の表面に反射率の高い金属からなる金属メッキ層（たとえば、Ａｇメッキ層）を形成するのが一般的である。
　また、上述したように、発光装置を高出力で駆動させた場合、ＬＥＤ素子の発熱が大きくなるため、高出力に対応した発光装置では、ＬＥＤ素子を封止する封止樹脂に、耐熱性に優れ、高温での劣化の少ないシリコーン系樹脂が用いられる。
特開２００８－４２１５８号公報 特開２００８－４１２９０号公報 特開２００８－２８２９３２号公報
　しかしながら、シリコーン系の封止樹脂は、その高い信頼性と光透過性や加工性などの諸特性から非常に優位な封止樹脂として用いられる一方、熱膨張などの応力対策として比較的柔軟な特性から反する特性の一つにガス透過性が高く空気中の水分を始めとする各種の物質を通してしまうという不都合がある。
　また、Ａｇメッキ層においては、その金属安定性は高くはないため、シリコーン系封止樹脂を通過した外気との接触により、空気中の水分や硫黄成分などと反応して、硫化、酸化、塩化などが生じる。このため、Ａｇメッキ層表面において黒色化や茶色化などの劣化（変色）が生じ、反射率が低下するという不都合が生じる。これにより、光取り出し効率が低下するという問題が生じる。すなわち、上記のような発光装置は、金属基板の表面に形成したＡｇメッキ層および樹脂からなる反射枠体を反射面としているが、反射枠体に比して、Ａｇメッキ層表面の有色化が経年変化により顕著に現れるので、それが光取り出し効率を大きく劣化させている一因と考えられる。それ故、本発明は、金属基板表面の経年変化による反射率劣化を極力抑えて、光取り出し効率の低減素子を図るものである。
　なお、Ａｇメッキ層に代えて、金属安定性に優れたＡｕ（金）メッキ層を基板表面に形成する方法も考えられるが、この場合には、メッキ層の劣化（変色）は抑制されるものの、Ａｕメッキ層はＡｇメッキ層に比べて初期反射率特性が低いため、初期段階から光取り出し効率が低下する。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、メッキ層の劣化に起因する光取り出し効率の低下を抑制することが可能な発光装置およびその製造方法を提供することである。
　この発明のもう１つの目的は、放熱特性に優れた、信頼性の高い発光装置およびその製造方法を提供することである。
　この発明のさらにもう１つの目的は、歩留まりを向上させることが可能な発光装置の製造方法を提供することである。
　上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による発光装置は、発光素子と、この発光素子が搭載される搭載部と搭載部外に形成された発光素子の光を反射させる反射部とを含む第１金属基板と、発光素子とワイヤを介して電気的に接続される第２金属基板と、第１、第２金属基板の表面に形成された金属メッキ層と、第１、第２金属基板上に形成され、少なくとも発光素子を封止する封止樹脂とを備えている。そして、第１金属基板の少なくとも反射部に、封止樹脂よりもガス透過性が低く、透明若しくは金属メッキ層に近い反射率を有する保護層が形成されている。
　この第１の局面による発光装置では、上記のように、第１金属基板の少なくとも反射部に、封止樹脂よりもガス透過性が低く、透明若しくは金属メッキ層に近い反射率を有する保護層を形成することによって、反射部に形成された金属メッキ層が封止樹脂を通過した外気と接触するのを抑制することができる。一方、第１金属基板の搭載部は、発光素子で覆われるため、搭載部に形成された金属メッキ層についても、封止樹脂を通過した外気と接触するのを抑制することができる。このように、第１の局面による発光装置では、金属メッキ層における露出領域（封止樹脂と接触する領域）を減らすことができるので、金属メッキ層において、封止樹脂を通過した外気と接触する領域を減らすことができる。これにより、金属メッキ層の劣化を抑制（劣化領域を低減）することができるので、金属メッキ層の劣化に起因する光取り出し効率の低下を抑制することができる。
　また、第１の局面では、第１金属基板の搭載部に発光素子を搭載することによって、発光素子の駆動により生じた熱を、熱伝導率の高い金属基板を介して外部に放熱することができるので、発光効率の低下および寿命特性の低下を抑制することができる。
　さらに、第１の局面では、第１、第２金属基板の表面に金属メッキ層を形成することによって、発光素子の裏面側に放出された光を搭載部に形成された金属メッキ層で効率よく反射させることができる。また、発光素子から発せられた光の一部は、保護層で反射されるとともに、保護層を透過した場合には、透過した光は、反射部に形成された金属メッキ層で反射される。これにより、金属基板上での反射効率を高めることができるので、光取り出し効率を向上させることができる。
　なお、保護層を構成する構成材料としては、たとえば、ガラスなどの無機材料や樹脂などの有機材料を用いることができる。また、保護層を構成する構成材料は、封止樹脂よりも硬い樹脂材料であるのが好ましい。
　上記第１の局面による発光装置において、好ましくは、第１、第２金属基板は、それぞれ、上面および下面を含む段差部を有しており、かつ、段差部の上面が、発光素子が搭載される搭載面およびワイヤが接続される接続面をなし、段差部の下面上に、金属メッキ層を覆うように、樹脂材料からなる保護層が形成されている。このように構成すれば、段差部の下面部分の金属メッキ層を保護層で保護することができるので、段差部の下面部分の金属メッキ層が封止樹脂を通過した外気と接触するのを抑制することができる。これにより、段差部の下面部分の金属メッキ層が劣化するのを抑制することができる。また、段差部の上面（搭載面）に発光素子を搭載することによって、発光素子の駆動により生じた熱を、熱伝導率の高い金属基板を介して外部に放熱することができる。加えて、金属基板の面積が減少するのを抑制することができるので、十分な熱伝導性を確保することができる。これにより、発光素子からの熱を効率よく放熱することができる。その結果、このように構成した場合でも、発光効率の低下および寿命特性の低下を抑制することができる。なお、段差部を形成することにより、上記段差部の下面が反射部となるように構成されているのが好ましい。
　上記第１の局面による発光装置において、好ましくは、保護層は、白色樹脂から構成されている。このように構成すれば、白色樹脂は、外気を通し難い（ガス透過性が低い）ため、金属メッキ層の劣化を有効に抑制することができる。また、白色樹脂は、反射率も高いため、金属基板上での反射効率を高めて、光取り出し効率を効果的に向上させることができる。
　上記第１の局面による発光装置において、好ましくは、搭載部は、発光素子が搭載される搭載面を含み、この搭載面が、発光素子の底面積と同一面積または発光素子の底面積よりも小さい面積を有している。このように構成すれば、金属メッキ層における露出領域（封止樹脂と接触する領域）をより有効に減らすことができるので、より有効に、金属メッキ層の劣化を抑制（劣化領域を低減）することができる。
　上記第１の局面による発光装置において、第１、第２金属基板には、発光素子からの光を反射させる反射面を有する反射枠体が形成されていてもよい。この場合、反射枠体および保護層が、それぞれ、白色樹脂から構成されているのが好ましい。
　上記第１の局面による発光装置において、上記保護層は、熱硬化性の白色樹脂から構成されているのが好ましい。
　この場合において、上記熱硬化性の白色樹脂は、シリコーン系樹脂から構成されているものが好ましい。シリコーン系の熱硬化性白色樹脂は、外気を通し難く、反射率が高いことに加えて、熱や光に対して劣化（変色）し難いため、このような白色樹脂を用いて保護層を形成することにより、長期使用においても高い発光効率（反射効率）を維持することが可能な発光装置を得ることができる。なお、金属基板に反射枠体を形成する場合には、この反射枠体も、保護層と同様、シリコーン系の熱硬化性白色樹脂を用いて形成するのが好ましい。
　上記第１の局面による発光装置において、第１金属基板は、第２金属基板よりも大きい面積を有しているのが好ましい。このように構成すれば、発光素子からの熱を、面積の大きい第１金属基板を介して、効果的に外部に放熱することができる。
　この発明の第２の局面による発光装置の製造方法は、発光素子が搭載される搭載部を有する第１金属基板および発光素子と電気的に接続される第２金属基板を含む金属フレームを形成する工程と、金属フレームの所定領域に段差部を形成する工程と、金属フレームの表面に金属メッキ層を形成する工程と、金属フレーム上に、内側面が反射面となる反射枠体を形成する工程と、反射枠体の枠内における金属フレーム上に発光素子を搭載する工程と、発光素子を、ワイヤを介して第２金属基板と電気的に接続する工程と、反射枠体の枠内に発光素子およびワイヤを封止するように封止樹脂を充填する工程とを備えている。そして、段差部を形成する工程は、段差部の上面が、発光素子が搭載される搭載面およびワイヤが接続される接続面となるように、第１金属基板および第２金属基板に段差部を形成する工程を含み、反射枠体を形成する工程は、反射枠体を、白色樹脂を用いて形成する工程と、白色樹脂を用いて、段差部の下面上に形成された金属メッキ層を覆う保護層を形成する工程とを含む。
　この第２の局面による発光装置の製造方法では、上記のように、白色樹脂を用いて反射枠体と保護層とを同一工程で形成することによって、製造工程の増加を抑制して、形状の安定した発光装置を製造することができる。これにより、歩留まりを向上させることができるとともに、製造コスト（製品コスト）を低減することができる。
　上記第２の局面による発光装置の製造方法において、好ましくは、段差部を形成する工程は、段差部の上面が、発光素子が搭載される搭載面およびワイヤが接続される接続面となるように、第１金属基板および第２金属基板の所定領域をエッチングにより選択的に除去する工程を含む。このように構成すれば、容易に、金属フレーム（金属基板）に段差部を形成することができる。
　上記第２の局面による発光装置の製造方法において、段差部を形成する工程は、段差部の上面が、発光素子が搭載される搭載面およびワイヤが接続される接続面となるように、金属フレームをプレス加工する工程を含むように構成されていてもよい。
　上記第２の局面による発光装置の製造方法において、段差部を形成する工程は、発光素子の搭載面が、発光素子の底面積と同一面積または発光素子の底面積よりも小さい面積となるように、金属フレームの所定領域に段差部を形成する工程を有しているのが好ましい。
　上記第２の局面による発光装置の製造方法において、反射枠体を形成する工程は、熱硬化性のシリコーン系樹脂を用いて、反射枠体および保護層を形成する工程を有する。このように構成すれば、発光効率が高く、かつ、信頼性の高い発光装置を容易に製造することができる。
　以上のように、本発明によれば、メッキ層の劣化に起因する光取り出し効率の低下を抑制することが可能な発光装置およびその製造方法を容易に得ることができる。
　また、本発明によれば、放熱特性に優れた、信頼性の高い発光装置およびその製造方法を容易に得ることができる。
　さらに、本発明によれば、歩留まりを向上させることが可能な発光装置の製造方法を容易に得ることができる。
本発明の第１実施形態による発光装置の全体斜視図である。 本発明の第１実施形態による発光装置の断面図（図３のＡ－Ａ線に沿った断面に対応する図）である。 本発明の第１実施形態による発光装置の平面図である。 本発明の第１実施形態による発光装置の平面図（ＬＥＤチップ、ワイヤおよび封止部材を取り除いた状態を示した図）である。 本発明の第１実施形態による発光装置の断面図（図３のＢ－Ｂ線に沿った断面に対応する図）である。 本発明の第１実施形態による発光装置の平面図（発光装置を裏面側から見た状態の図）である。 本発明の第１実施形態による発光装置の金属基板を説明するための平面図である。 本発明の第１実施形態による発光装置の金属基板を説明するための斜視図である。 本発明の第１実施形態による発光装置の平面図（図３の一部を拡大して示した図）である。 本発明の第１実施形態による発光装置の一部を拡大して示した断面図である。 銀メッキ、金メッキおよび白色樹脂の初期反射率特性の一例を示した図である。 本発明の第１実施形態による発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第１実施形態による発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第１実施形態による発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第１実施形態による発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第１実施形態による発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第１実施形態による発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第１実施形態による発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第２実施形態による発光装置の断面図（図２０のＡ－Ａ線に沿った断面に対応する図）である。 本発明の第２実施形態による発光装置の平面図である。 本発明の第２実施形態による発光装置の平面図（ＬＥＤチップ、ワイヤおよび封止部材を取り除いた状態を示した図）である。 本発明の第２実施形態による発光装置の平面図（発光装置を裏面側から見た状態の図）である。 本発明の第１変形例による発光装置の金属基板の一部を示した断面図である。 本発明の第２変形例による発光装置の金属基板の一部を示した断面図である。 特許文献１に記載された従来の一例による発光装置の断面図である。
　以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、ＬＥＤチップが１つ実装された１チップタイプの発光装置に本発明を適用した例について説明する。
　（第１実施形態）
　図１は、本発明の第１実施形態による発光装置の全体斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態による発光装置の断面図である。図３は、本発明の第１実施形態による発光装置の平面図である。図４～図１１は、本発明の第１実施形態による発光装置を説明するための図である。なお、図４は、ＬＥＤチップ、ワイヤおよび封止部材を取り除いた状態を示している。まず、図１～図１１を参照して、本発明の第１実施形態による発光装置の構造について説明する。
　第１実施形態による発光装置は、表面実装型ＬＥＤからなり、白色光（疑似白色光）を発光可能に構成されている。具体的には、第１実施形態による発光装置は、図１～図３に示すように、金属基板１０と、この金属基板１０上に実装された発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）２０と、金属基板１０の一部を覆うように設けられた反射枠体３０と、ＬＥＤチップ２０を封止する封止部材４０とを備えている。なお、ＬＥＤチップ２０は、本発明の「発光素子」の一例であり、封止部材４０は、本発明の「封止樹脂」の一例である。
　また、第１実施形態による発光装置は、図３および図４に示すように、平面的に見て、略長方形形状に形成されている。この発光装置の大きさ（パッケージサイズ）は、その長手方向（Ｘ方向）の長さＬが、たとえば、約１．０ｍｍ～約６．０ｍｍ（たとえば約３．５ｍｍ）であり、短手方向（Ｙ方向）の長さＷが、たとえば、約１．０ｍｍ～約６．０ｍｍ（たとえば約１．５ｍｍ）であり、高さＨ（図２参照）が、たとえば、約０．３ｍｍ～約１．２ｍｍ（たとえば約１ｍｍ）に構成されている。なお、第１実施形態には示していないが一般的な発光装置の大きさ（パッケージサイズ）としては、一辺の長さが、たとえば、約１．０ｍｍ～約６．０ｍｍの四角形である事が多く、高さは、たとえば、約０．３ｍｍ～約１．２ｍｍに構成される事が多く、その大きさとは関係無く第１実施形態同様の構成を成す事が可能である。
　金属基板１０は、熱伝導率の高い金属材料（たとえば銅または銅合金）から構成されている。この金属基板１０は、図２に示すように、ＬＥＤチップ２０が搭載される第１金属基板１１と、電力供給用の電極端子として機能する一対の第２金属基板１２とを有している。また、図７および図８に示すように、上記一対の第２金属基板１２は、それぞれ、第１金属基板１１と絶縁分離されており、平面的に見て、第１金属基板１１を挟むように配されている。具体的には、一対の第２金属基板１２の一方は、長手方向（Ｘ方向）における第１金属基板１１の一方端側（Ｘ１側）に配されており、一対の第２金属基板１２の他方は、長手方向（Ｘ方向）における第１金属基板１１の他方端側（Ｘ２側）に配されている。なお、一対の第２金属基板１２の一方は、アノード電極またはカソード電極として機能し、一対の第２金属基板１２の他方は、カソード電極またはアノード電極として機能する。
　また、第１金属基板１１は、ＬＥＤチップ２０（図２参照）が搭載される搭載部１１１と、搭載部１１１外に形成され、ＬＥＤチップ２０からの光を反射する反射部１１２とを含んで構成されている。
　また、第１金属基板１１は、Ｙ方向の長さＷ２が、第２金属基板１２におけるＹ方向の長さＷ１（Ｗ）よりも小さく形成されている。そして、第１金属基板１１の側面を覆うように反射枠体３０が設けられている。これにより、パッケージの機械的強度を向上させることが可能となる。また、上記金属基板１０は、金属フレームの所定部分が切り離されることによって形成されている。なお、切り離し前の金属基板１０は、図示しない接続部によって金属フレームと繋がった状態となっている。
　ここで、第１実施形態では、金属基板１０の第１金属基板１１は、各第２金属基板１２よりも大きい面積を有するように構成されている。
　また、第１実施形態では、金属基板１０の表面（上面）に、上面１３ａおよび下面１３ｂを有する段差部１３が形成されている。この段差部１３は、第１金属基板１１および第２金属基板１２のそれぞれに形成されており、第１金属基板１１における段差部１３の上面１３ａが、ＬＥＤチップ２０（図２参照）が搭載される搭載面１１ａとなっている。また、第２金属基板１２における段差部１３の上面１３ａは、後述するワイヤが接続される接続面１２ａとなっている。
　さらに、第１実施形態では、図３および図９に示すように、金属基板１０の搭載面１１ａは、ＬＥＤチップ２０の底面よりも小さい面積を有するように形成されている。すなわち、上記搭載面１１ａは、ＬＥＤチップ２０が実装された際に、ＬＥＤチップ２０によって覆うことが可能な大きさ（形状）に形成されている。具体的には、上記搭載面１１ａは、平面的に見て略矩形形状を有しており、各辺の長さがＬＥＤチップ２０よりも短く形成されている。
　なお、第１実施形態では、第１金属基板１１における段差部１３の上面１３ａは、上記搭載部１１１と対応しており、第１金属基板１１における段差部１３の下面１３ｂは、上記反射部１１２と対応している。また、第２金属基板における段差部１３の下面１３ｂ（反射枠体３０の開口部３１内に対応する部分）も、ＬＥＤチップ２０からの反射光を反射させる反射部として機能する。
　ここで、金属基板１０への熱伝導を考慮した場合、ＬＥＤチップ２０と搭載面１１ａとの接触面積は出来るだけ大きい方が好ましい。そのため、搭載面１１ａの面積は、実装誤差などを考慮した場合に、ＬＥＤチップ２０によって覆うことが可能な最大限の大きさに設定されているのが好ましい。具体的には、図９に示すように、搭載面１１ａは、ＬＥＤチップ２０の各辺より距離ａ（たとえば約２０μｍ～約１００μｍ）だけ短くなるように形成されているのが好ましい。すなわち、ＬＥＤチップ２０が実装された際に、上記搭載面１１ａが、ＬＥＤチップ２０の各辺（側面）よりも距離ａだけ内側に配されるように構成されているのが好ましい。
　また、ＬＥＤチップ２０を表面実装機（マウンター）などを用いて実装する場合、実装精度などを考慮して、搭載面１１ａの大きさは、確実にＬＥＤチップ２０で搭載面１１ａを覆うことが可能な大きさに形成するのが好ましい。たとえば、現状、表面実装機は１００μｍ程度の実装位置の誤差を有しているため、搭載面１１ａの各辺の長さは、ＬＥＤチップ２０よりも２００μｍ程度短く形成しておくことが好ましく、将来的には表面実装機（マウンター）の高精度化により更なる縮小化（ＬＥＤチップと同等面積）を図る事もできる。
　また、金属基板１０の接続面１２ａは、ワイヤボンディングが可能な範囲内で出来るだけ小さい面積となるように形成されているのが好ましい。ワイヤボンディング装置などを用いてワイヤを接続する場合には、装置の誤差（精度）などを考慮して、接続面１２ａの面積を、たとえば約２００μｍ□～約３００μｍ□とすることができる。ただし、接続面１２ａの形状は、四角形状に限られず、円形、楕円形、台形などの種々の形状とすることができる。
　また、第１実施形態では、金属基板１０は、たとえば、約２００μｍ～約３００μｍ（たとえば約２７０μｍ）の厚みを有しており、段差部１３における上面１３ａと下面１３ｂとの高低差は、たとえば、約１００μｍに設定されている。なお、段差部１３における上記高低差は、金属基板１０の厚みに対して６０％程度であるのが好ましい。
　さらに、第１実施形態では、金属基板１０の表面全面に、Ａｇメッキ層１５が形成されている。なお、Ａｇメッキ層１５は、本発明の「金属メッキ層」の一例である。
　反射枠体３０は、ＬＥＤチップ２０からの光を効率よく反射させるために、反射率の高い白色樹脂から構成されている。また、図１、図２および図５に示すように、反射枠体３０は、金属基板１０の上面側に固定されており、その厚み方向に金属基板１０の表面（上面）に達する深さを有する開口部３１が形成されている。開口部３１の側面（内周面）は、ＬＥＤチップ２０からの光を反射させる反射面３２となっており、上方に向けて効率よく光を出射するために、その開口幅が上方に向かってテーパ状に広がるように構成されている。また、図４に示すように、反射枠体３０は、開口部３１の内側に、金属基板１０の搭載面１１ａおよび接続面１２ａが位置するように形成されている。
　また、第１実施形態では、図２に示すように、段差部１３の下面１３ｂ上に、反射枠体３０と同じ白色樹脂からなる保護層３５が形成されている。この保護層３５は、段差部１３の下面１３ｂ上のＡｇメッキ層１５を覆うように形成されている一方、その上面（保護層３５の上面）が、搭載面１１ａおよび接続面１２ａと略同一面（面一）となるように形成されている。このため、反射枠体３０の開口部３１の底面は平坦面となっている。また、保護層３５の厚みは、段差部１３の高低差と同じ大きさ（たとえば約１００μｍ）となっている。すなわち、保護層３５は、ＬＥＤチップ２０からの光が透過可能な比較的薄い厚みとなっている。さらに、上記反射枠体３０は、金属基板１０の第１金属基板１１の側面を覆うように形成されている。
　このように構成された第１実施形態による発光装置では、図４に示すように、反射枠体３０の開口部３１内において、搭載面１１ａおよび接続面１２ａが露出された状態となっており、搭載面１１ａおよび接続面１２ａ以外の領域（ハッチング領域）は、白色樹脂で覆われた領域となっている。
　また、図６に示すように、発光装置の裏面側は、金属基板１０（第１金属基板１１および第２金属基板１２）の裏面（Ａｇメッキ層１５）が露出された状態となっており、第１金属基板１１の周囲は、反射枠体３０（白色樹脂）で覆われている。
　なお、上記した白色樹脂とは、パッケージ（反射枠体等）を構成する一材料であり、パッケージ形状をなすとともに金属基板（金属フレーム）を固定、更にはＬＥＤチップから発せられた光を効率良く反射してパッケージ外部へと効率良い光取り出しを行う役割を担う樹脂である。
　反射枠体３０および保護層３５に用いる白色樹脂は、ＬＥＤ発光装置のパッケージ用として一般的に用いられている熱可塑性の樹脂材料でもよいが、熱硬化性の樹脂材料であればより好ましい。また、熱硬化性の白色樹脂のうち、シリコーン系の熱硬化性白色樹脂を用いて、反射枠体３０および保護層３５を形成すればさらに好ましい。熱硬化性の白色樹脂としては、たとえば、特開２０１０－３１２６９号公報などに記載のものを用いることができる。また、シリコーン系の熱硬化性白色樹脂としては、たとえば、特開２０１０－１８７８６号公報、特開２０１０－２１５３３号公報、特開２００９－２２１３９３号公報などに記載のものを用いることができる。さらに、たとえば、信越化学工業株式会社製の熱硬化性シリコーンモールド樹脂（信越化学工業株式会社より２００９年９月１０日発表の高輝度ＬＥＤに使用されるリフレクター（反射材）材料「SWCシリーズ」）を用いることもできる。
　このような白色樹脂は、図１１に示すように、Ａｇメッキと同程度の初期反射率特性を有している。特に、この白色樹脂の中には、高温耐熱性があり、１５０℃の環境下に２０００時間放置しても、反射率が全く変化しないものも確認されている（たとえば、シリコーン系の熱硬化性白色樹脂など）。したがって、この特性からすれば、数千時間以上放置しても反射率はあまり変化しないと推定される。
　ＬＥＤチップ２０は、電力供給により青色光や近紫外光を発光（放射）する窒化物系半導体から構成されている。このＬＥＤチップ２０は、たとえば、約６００μｍ×約２４０μｍのチップサイズを有している。なお、このＬＥＤチップ２０は、搭載面１１ａよりも大きいチップサイズを有しており、接着層（図示せず）などを介して、反射枠体３０の開口部３１内における金属基板１０上に実装されている。具体的には、反射枠体３０の開口部３１内に配された搭載面１１ａ上に、この搭載面１１ａを覆うように、ＬＥＤチップ２０が実装されている。
　金属基板１０上に実装されたＬＥＤチップ２０は、図２に示すように、ワイヤ５０を介して、第２金属基板１２の接続面１２ａと電気的に接続されている。なお、上記ワイヤ５０としては、たとえば、２５μｍφ～３０μｍφの太さを有する金線ワイヤなどの金属細線を用いることができる。
　封止部材４０は、光透過性を有する透明樹脂材料（封止材料）から構成されている。具体的には、第１実施形態では、封止部材４０は、耐熱性に優れ、高温での劣化の少ないシリコーン系樹脂（シリコーン系封止材）から構成されており、反射枠体３０の開口部３１内に、ＬＥＤチップ２０およびワイヤ５０を封止するように設けられている。
　また、封止部材４０には、ＬＥＤチップ２０から出射された青色光または近紫外光を波長変換する蛍光体（たとえばＹＡＧ蛍光体）の粒子が含有されている。これにより、発光装置からの出射光が白色光となるように構成されている。
　なお、シリコーン系樹脂からなる封止部材４０は、熱膨張などの応力対策として比較的柔軟な特性を有している。これに対し、白色樹脂からなる保護層３５は、上記封止部材４０よりも硬く、外気などを通し難い（ガス透過性が低い）特性を有している。
　また、第１実施形態による発光装置では、図１０に示すように、駆動により発生した熱が、金属基板１０の第１金属基板１１を介して外部に放熱される。金属基板１０（第１金属基板１１）は、段差部１３の形成によって第１金属基板１１の断面積は若干減少しているものの、第１金属基板１１の平面積の減少は伴わないため、ＬＥＤチップ２０周辺の白色樹脂内部へも第１金属基板１１（金属材料）が拡大された状態となっている。このため、十分な熱伝導性が確保されるので、ＬＥＤチップ２０からの熱が効率よく外部に放熱される。なお、図１０では、矢印Ｒで熱伝導経路をイメージ的に示している。
　また、ＬＥＤチップ２０より発せられた光は、直接外部へと放出されるとともに、ＬＥＤチップ２０の裏面側にも放出される。ＬＥＤチップ２０の裏面側に放出された光は、搭載面１１ａに形成されたＡｇメッキ層１５で効率よく反射される。また、ＬＥＤチップ２０の周辺に形成された保護層３５（白色樹脂）によっても効率よく反射されるとともに、薄い保護層３５を透過した光は、保護層３５の下のＡｇメッキ層１５によって効率よく反射される。このように、第１実施形態の発光装置では、トータル的に高い反射率が得られる。
　第１実施形態では、上記のように、第１金属基板１１の少なくとも反射部１１２に、封止部材４０よりもガス透過性が低く、Ａｇメッキ層１５に近い反射率を有する保護層を形成することによって、反射部１１２に形成されたＡｇメッキ層１５が封止部材４０を通過した外気と接触するのを抑制することができる。一方、第１金属基板１１の搭載部１１１（搭載面１１ａ）は、ＬＥＤチップ２０で覆われるため、搭載部１１１（搭載面１１ａ）に形成されたＡｇメッキ層１５についても、封止部材４０を通過した外気と接触するのを抑制することができる。このように、第１実施形態による発光装置では、Ａｇメッキ層１５における露出領域（封止部材４０と接触する領域）を減らすことができるので、Ａｇメッキ層１５において、封止部材４０を通過した外気と接触する領域を減らすことができる。これにより、Ａｇメッキ層１５の劣化を抑制（劣化領域を低減）することができるので、Ａｇメッキ層１５の劣化に起因する光取り出し効率の低下を抑制することができる。
　また、第１実施形態では、金属基板１０に段差部１３を形成するとともに、この段差部１３の下面１３ｂ上に白色樹脂からなる保護層３５を形成することにより、段差部１３の下面部分（反射部１１２）のＡｇメッキ層１５を保護層３５で保護することができる。このため、段差部１３の下面部分のＡｇメッキ層１５が封止部材４０を通過した外気と接触するのを抑制することができるので、段差部１３の下面部分のＡｇメッキ層１５が劣化するのを抑制することができる。また、段差部１３の上面（搭載面１１ａ）にＬＥＤチップ２０を搭載することによって、ＬＥＤチップ２０の駆動により生じた熱を、熱伝導率の高い金属基板１０（第１金属基板１１）を介して外部に放熱することができる。
　また、第１実施形態では、金属基板１０に段差部１３を形成するとともに、この段差部１３の上面１３ａ（搭載面１１ａ）にＬＥＤチップ２０を搭載することによって、ＬＥＤチップ２０の駆動により生じた熱を、熱伝導率の高い金属基板１０（第１金属基板１１）を介して外部に放熱することができる。加えて、金属基板１０の面積が減少するのを抑制することができるので、十分な熱伝導性を確保することができる。これにより、ＬＥＤチップ２０からの熱を効率よく放熱することができる。すなわち、優れた放熱特性を得ることができる。その結果、発光効率の低下および寿命特性の低下を抑制することができる。
　さらに、第１実施形態では、金属基板１０の表面にＡｇメッキ層１５を形成することによって、ＬＥＤチップ２０の裏面側に放出された光を搭載面１１ａ（搭載部１１１）に形成されたＡｇメッキ層１５で効率よく反射させることができる。また、ＬＥＤチップ２０から発せられた光の一部は、高い反射率を有する白色樹脂からなる保護層３５で反射される。さらに、保護層３５は１００μｍ程度の薄い膜に形成されているため、保護層３５は一部の光を透過する。そして、保護層３５を透過した一部の光は、段差部１３の下面１３ｂ上に形成されたＡｇメッキ層１５で反射される。これにより、金属基板１０上での反射効率を高めることができるので、光取り出し効率を向上させることができる。
　なお、Ａｇメッキ層１５に代えて、金属安定性に優れたＡｕ（金）メッキ層を金属基板１０表面に形成する方法も考えられるが、この場合には、メッキ層の劣化（変色）は抑制されるものの、図１１に示したように、金（Ａｕ）メッキは銀（Ａｇ）メッキに比べて初期反射率特性が低いため、初期段階から光取り出し効率が低下する。このため、金属基板１０に形成する金属メッキ層としては、Ａｕメッキ層よりもＡｇメッキ層の方が好ましい。また、上記した構成を採用することにより、Ａｇメッキ層を形成した場合でも、メッキ層の劣化（変色）を抑制することができる。
　また、第１実施形態では、ＬＥＤチップ２０の搭載面１１ａを、ＬＥＤチップ２０の底面積よりも小さい面積を有するように形成することによって、ＬＥＤチップ２０で搭載面１１ａのＡｇメッキ層１５を覆うことができるので、Ａｇメッキ層１５における露出領域（封止部材４０と接触する領域）をより有効に減らすことができる。これにより、より有効に、Ａｇメッキ層１５の劣化を抑制（劣化領域を低減）することができる。
　また、第１実施形態において、保護層３５および反射枠体３０を構成する白色樹脂に、熱硬化性の白色樹脂、または、熱硬化性のシリコーン系白色樹脂を用いた場合には、保護層３５および反射枠体３０における熱や光に対する劣化（変色）を抑制することができる。すなわち、上記のような白色樹脂は、外気を通し難く、反射率が高いことに加えて、熱や光に対して劣化（変色）し難い。このため、このような白色樹脂を用いて保護層３５および反射枠体３０を形成することにより、長期使用においても高い発光効率（反射効率）を維持することが可能な発光装置を得ることができる。
　また、第１実施形態では、金属基板１０の第１金属基板１１を、金属基板１０の各第２金属基板１２よりも大きい面積を有するように構成することによって、ＬＥＤチップ２０からの熱を、面積の大きい第１金属基板１１を介して、効果的に外部に放熱することができる。
　さらに、第１実施形態では、保護層３５を、その上面（保護層３５の上面）が搭載面１１ａおよび接続面１２ａと略同一面（面一）となるように形成することによって、基板上での反射効率を高めて光取り出し効率をより効果的に向上させることができる。
　図１２～図１８は、本発明の第１実施形態による発光装置の製造方法を説明するための断面図である。次に、図２、図７、図８および図１２～図１８を参照して、本発明の第１実施形態による発光装置の製造方法について説明する。
　まず、図１２に示すように、所定の厚みを有する金属板（たとえば銅板または銅合金板）にプレス加工（打ち抜き加工）やエッチング加工などを施すことにより、金属フレーム１１０を形成する。金属フレーム１１０の形成は、複数の金属基板１０を含むように形成するとともに、複数の金属基板１０の各々には、第１金属基板１１と、この第１金属基板１１と所定の距離を隔てた第２金属基板１２とを含むように形成する。
　次に、金属フレーム１１０をハーフエッチングすることによって、金属フレーム１１０の所定領域を選択的に除去し、金属フレーム１１０の所定領域に段差部１３を形成する。これにより、断面凸構造を有する金属フレーム１１０が得られる。この際、図７および図８に示したように、段差部１３の上面１３ａが、ＬＥＤチップ２０（図２参照）が搭載される搭載面１１ａおよびワイヤ５０（図２参照）が接続される接続面１２ａとなるように形成する。また、上述したように、上記搭載面１１ａは、ＬＥＤチップ２０の低面積より小さい面積となるように形成する。
　続いて、段差部１３が形成された金属フレーム１１０の表面全面にＡｇメッキ層１５（図２参照）を形成する。
　次に、トランスファ成形法や圧縮成形法などを用いて、金属フレーム１１０と一体に反射枠体３０（図２参照）を形成する。具体的には、まず、図１３に示すように、金型２００に金属フレーム１１０をセットする。次に、図１４に示すように、型閉じを行った後、白色樹脂を充填する。そして、充填した白色樹脂を硬化させる。これにより、白色樹脂からなる反射枠体３０が形成されるとともに、段差部１３の下面１３ｂ上に、白色樹脂からなる保護層３５が形成される。
　その後、図１５に示すように、型開きを行い、反射枠体３０が設けられた金属フレーム１１０を取り出す。
　続いて、図１６に示すように、ＬＥＤチップ２０を搭載面１１ａ上に実装した後、ワイヤボンドを行う。次に、図１７に示すように、反射枠体３０の内側にシリコーン系の封止樹脂を注入した後、封止樹脂を硬化させる。これにより、反射枠体３０の内側に、ＬＥＤチップ２０およびワイヤ５０を封止する封止部材４０が設けられる。最後に、図１８に示すように、ダイシングソー３００などを用いて、反射枠体３０が設けられた金属フレーム１１０を切断することにより、個々の発光装置に個片化する。このようにして、第１実施形態による発光装置が製造される。
　第１実施形態による発光装置の製造方法では、上記のように、白色樹脂を用いて反射枠体３０と保護層３５とを同一工程で形成することによって、製造工程の増加を抑制することができる。加えて、形状の安定した発光装置を製造することができる。これにより、歩留まりを向上させることができるとともに、製造コスト（製品コスト）を低減することができる。
　また、第１実施形態では、ハーフエッチングにより、金属フレーム１１０の所定領域を選択的に除去することによって、金属フレーム１１０の所定領域に、容易に、段差部１３を形成することができる。また、段差部１３の上面１３ａが、ＬＥＤチップ２０が搭載される搭載面１１ａおよびワイヤ５０が接続される接続面１２ａとなるように、容易に構成することができる。
　なお、上記第１実施形態において、反射枠体３０を形成する際には、熱硬化性のシリコーン系樹脂を用いて、反射枠体３０および保護層３５を形成するのが好ましい。このような白色樹脂を用いて反射枠体３０および保護層３５を形成することにより、長期使用においても高い発光効率（反射効率）を維持することが可能な発光装置を製造することができる。
　（第２実施形態）
　図１９は、本発明の第２実施形態による発光装置の断面図である。図２０および図２１は、本発明の第２実施形態による発光装置を上側から見た平面図である。図２２は、本発明の第２実施形態による発光装置を下側から見た平面図である。図２１は、ＬＥＤチップ、ワイヤおよび封止部材を取り除いた状態を示している。次に、図１９～図２２を参照して、本発明の第２実施形態による発光装置について説明する。なお、各図において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は省略する。
　この第２実施形態による発光装置は、図１９および図２０に示すように、１ワイヤタイプの表面実装型ＬＥＤに構成されている。具体的には、この第２実施形態では、上記第１実施形態とは異なり、上面および下面（裏面）の両面に電極が形成されたＬＥＤチップ２２０が、金属基板１０の搭載面１１ａ（搭載部１１１）上に実装されている。また、上記ＬＥＤチップ２２０が搭載面１１ａ上に実装されることによって、ＬＥＤチップ２２０と搭載面１１ａとが電気的に接続された状態となっている。
　また、第２実施形態では、図１９、図２０および図２２に示すように、上記第１実施形態の構成において、第１金属基板１１と一方の第２金属基板１２とが一体的に接続されている。このため、図２０および図２１に示すように、ワイヤ５０と電気的に接続される接続面１２ａは、第１金属基板１１と分離された他方の第２金属基板１２にのみ形成される。これにより、Ａｇメッキ層１５における露出領域（封止部材４０と接触する領域）が、上記第１実施形態よりも少なくなっている。
　したがって、この第２実施形態では、Ａｇメッキ層１５の劣化をより抑制（劣化領域をより低減）することが可能となるので、Ａｇメッキ層１５の劣化に起因する光取り出し効率の低下をより抑制することができる。
　第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
　なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
　たとえば、上記第１および第２実施形態では、ＬＥＤチップが１つ搭載された１チップタイプの発光装置に本発明を適用した例を説明したが、本発明はこれに限らず、複数のＬＥＤチップが搭載された発光装置に本発明を適用することもできる。
　また、上記第１および第２実施形態では、発光装置を、窒化物系のＬＥＤチップと蛍光体との組み合わせにより疑似白色光を出射するように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、光の３原色であるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の光を発光する各ＬＥＤチップを搭載し、同時に発光することによって白色光を出射するように構成してもよい。
　なお、上記第１および第２実施形態において、発光装置を、白色光以外の色の光を出射可能に構成することもできる。
　また、上記第１および第２実施形態では、発光装置（パッケージ形状）を略長方形形状に構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、長方形形状以外の形状に発光装置（パッケージ形状）を構成してもよい。たとえば、正方形形状に発光装置（パッケージ形状）を構成してもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、金属基板に段差部を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、金属基板に段差部を形成しない構成としてもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、反射枠体と保護層とを同じ白色樹脂から構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、反射枠体と保護層とは異なる材料から構成してもよい。なお、保護層は、パッケージ（反射枠体）を形成することが可能な硬さを有しているのが好ましい。
　また、上記第１および第２実施形態では、白色樹脂を用いて保護層を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、白色樹脂以外の材料を用いて保護層を形成することもできる。たとえば、ガラスなどを用いて保護層を形成することもできる。保護層を構成する材料としては、高い反射率を有するとともに、外気を通し難く（ガス透過性が低く）、かつ、発光装置の使用環境（温度や光）に対して劣化（変色）し難い材料であるのが好ましい。なお、封止部材を構成する封止樹脂よりも硬い材料であれば、少なくとも、封止部材よりは外気を通し難い（ガス透過性が低い）材料であると言える。
　また、上記第１および第２実施形態において、保護層の色は、白色以外の色であってもよいし、透明であってもよい。透明の場合は、保護層下の金属メッキ層によって光を反射させることができるため、高い反射率を得ることができる。
　また、白色樹脂を用いて保護層を形成する場合には、上述したように、熱硬化性の白色樹脂や熱硬化性のシリコーン系白色樹脂を用いるのが好ましい。上記保護層が熱硬化性の白色樹脂または熱硬化性のシリコーン系白色樹脂から構成されている場合には、発光装置駆動時の熱や光に対して保護層が劣化（変色）するのを抑制することができるので、長期にわたって高い発光効率（反射効率）を維持することができる。なお、熱硬化性の白色樹脂および熱硬化性のシリコーン系白色樹脂としては、上記で示したもの以外のものを用いてもよい。また、上記シリコーン系白色樹脂以外に、たとえば、エポキシ系の熱硬化性白色樹脂やアクリル系の熱硬化性樹脂を用いてもよい。さらに、今後、高い反射率を有するとともに、外気を通し難く（ガス透過性が低く）、かつ、発光装置の使用環境（温度や光）に対して劣化（変色）し難い材料が開発されれば、そのような材料を用いて保護層を形成することもできる。
　また、上記第１および第２実施形態では、金属メッキ層の一例であるＡｇメッキ層を金属基板表面に形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、Ａｇメッキ層以外の金属メッキ層を金属基板表面に形成してもよい。たとえば、ロジウムメッキ層、アルミニウムメッキ層、パラジウムメッキ層、白金メッキ層などを金属基板表面に形成してもよい。むろん、金メッキ層を形成することもできる。ただし、金メッキ層を形成した場合は、初期反射率特性がＡｇメッキ層などを形成した場合に比べて低下するため、金メッキ層以外のメッキ層を形成するのが好ましい。
　また、上記第１および第２実施形態では、エッチング（ハーフエッチング）により金属基板の表面に段差部を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、エッチング以外の手法を用いて段差部を形成してもよい。たとえば、プレス加工法などを用いて、金属基板の表面に段差部を形成してもよい。プレス加工法を用いて段差部を形成する場合、図２３に示すような形状に段差部１３を形成することもできるし、図２４に示すような形状に段差部１３を形成することもできる。ただし、図２４に示す形状の場合、段差部１３の上面１３ａにＬＥＤチップを実装した際に、ＬＥＤチップが搭載されている部分が外部接触面（熱伝導部）から離れるため放熱性が低下する。このため、プレス加工法を用いて段差部を形成する場合には、図２３に示すような形状に形成するのが好ましい。
　また、上記第１および第２実施形態では、金属基板の搭載面が、ＬＥＤチップの底面よりも小さい面積となるように構成した例を示したが、金属基板の搭載面は、ＬＥＤチップの底面と同一面積（同一形状）であればより好ましい。なお、金属基板の搭載面は、ＬＥＤチップの底面よりも多少大きくてもよいが、大きくなりすぎるとＬＥＤチップで覆われずに露出するメッキ層の領域が大きくなる。このため、露出するメッキ層の領域が極力少なくなるように、搭載面の大きさを設定するのが好ましい。
　また、上記第１および第２実施形態では、金属基板の搭載面を略矩形形状に形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、上記搭載面は矩形形状以外の形状であってもよい。たとえば、円形、楕円形、台形などの種々の形状とすることができる。
　なお、上記第１および第２実施形態において、ＬＥＤチップのチップサイズ、発光装置のパッケージサイズ、金属基板の形状および寸法、段差部の高低差などは適宜変更することができる。
　また、上記第１および第２実施形態では、保護層の上面が、搭載面および接続面と略同一面（面一）となるように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、保護層の上面は、搭載面および接続面とは同一面（面一）でなくてもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、ダイシングソーなどを用いて個々の発光装置に個片化した例を示したが、本発明はこれに限らず、個々の発光装置に個片化せずに、複数の発光装置が連結された状態で用いるようにしてもよい。
　１０　　　　　　　　　　　　　　　　金属基板
　１１　　　　　　　　　　　　　　　　第１金属基板
　１１ａ　　　　　　　　　　　　　　　搭載面
　１１１　　　　　　　　　　　　　　　搭載部
　１１２　　　　　　　　　　　　　　　反射部
　１２　　　　　　　　　　　　　　　　第２金属基板
　１２ａ　　　　　　　　　　　　　　　接続面
　１３　　　　　　　　　　　　　　　　段差部
　１３ａ　　　　　　　　　　　　　　　段差部の上面
　１３ｂ　　　　　　　　　　　　　　　段差部の下面
　１５　　　　　　　　　　　　　　　　Ａｇメッキ層（金属メッキ層）
　２０、２２０　　　　　　　　　　　　ＬＥＤチップ（発光素子）
　３０　　　　　　　　　　　　　　　　反射枠体
　３１　　　　　　　　　　　　　　　　開口部
　３２　　　　　　　　　　　　　　　　反射面
　３５　　　　　　　　　　　　　　　　保護層
　４０　　　　　　　　　　　　　　　　封止部材（封止樹脂）
　５０　　　　　　　　　　　　　　　　ワイヤ
　１１０　　　　　　　　　　　　　　　金属フレーム
　２００　　　　　　　　　　　　　　　金型
　３００　　　　　　　　　　　　　　　ダイシングソー

Claims (13)

  1. 　発光素子と、
    　前記発光素子が搭載される搭載部と、前記搭載部外に形成され、前記発光素子の光を反射させる反射部とを含む第１金属基板と、
    　前記発光素子とワイヤを介して電気的に接続される第２金属基板と、
    　前記第１、第２金属基板の表面に形成された金属メッキ層と、
    　前記第１、第２金属基板上に形成され、少なくとも前記発光素子を封止する封止樹脂とを備え、
    　前記第１金属基板の少なくとも前記反射部に、前記封止樹脂よりもガス透過性が低く、透明若しくは前記金属メッキ層に近い反射率を有する保護層が形成されていることを特徴とする、発光装置。
  2. 　前記第１、第２金属基板は、それぞれ、上面および下面を含む段差部を有しており、かつ、前記段差部の上面が、前記発光素子が搭載される搭載面および前記ワイヤが接続される接続面をなし、
    　前記段差部の下面上には、前記金属メッキ層を覆うように、樹脂材料からなる前記保護層が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
  3. 　前記保護層は、白色樹脂から構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の発光装置。
  4. 　前記搭載部は、前記発光素子が搭載される搭載面を含み、
    　前記搭載面は、前記発光素子の底面積と同一面積または前記発光素子の底面積よりも小さい面積を有することを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載の発光装置。
  5. 　前記第１、第２金属基板には、前記発光素子からの光を反射させる反射面を有する反射枠体が形成されており、
    　前記反射枠体および前記保護層が、それぞれ、白色樹脂から構成されていることを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の発光装置。
  6. 　前記保護層は、熱硬化性の白色樹脂から構成されていることを特徴とする、請求項１～５に記載の発光装置。
  7. 　前記熱硬化性の白色樹脂は、シリコーン系樹脂からなることを特徴とする、請求項６に記載の発光装置。
  8. 　前記第１金属基板は、前記第２金属基板よりも大きい面積を有することを特徴とする、請求項１～７のいずれか１項に記載の発光装置。
  9. 　発光素子が搭載される搭載部を有する第１金属基板および前記発光素子と電気的に接続される第２金属基板を含む金属フレームを形成する工程と、
    　前記金属フレームの所定領域に段差部を形成する工程と、
    　前記金属フレームの表面に金属メッキ層を形成する工程と、
    　前記金属フレーム上に、内側面が反射面となる反射枠体を形成する工程と、
    　前記反射枠体の枠内における前記金属フレーム上に前記発光素子を搭載する工程と、
    　前記発光素子を、ワイヤを介して前記第２金属基板と電気的に接続する工程と、
    　前記反射枠体の枠内に、前記発光素子および前記ワイヤを封止するように封止樹脂を充填する工程とを備え、
    　前記段差部を形成する工程は、前記段差部の上面が、前記発光素子が搭載される搭載面および前記ワイヤが接続される接続面となるように、前記第１金属基板および前記第２金属基板に前記段差部を形成する工程を含み、
    　前記反射枠体を形成する工程は、前記反射枠体を、白色樹脂を用いて形成する工程と、前記白色樹脂を用いて、前記段差部の下面上に形成された前記金属メッキ層を覆う保護層を形成する工程とを含むことを特徴とする、発光装置の製造方法。
  10. 　前記段差部を形成する工程は、前記段差部の上面が、前記発光素子が搭載される搭載面および前記ワイヤが接続される接続面となるように、前記第１金属基板および前記第２金属基板の所定領域をエッチングにより選択的に除去する工程を含むことを特徴とする、請求項９に記載の発光装置の製造方法。
  11. 　前記段差部を形成する工程は、前記段差部の上面が、前記発光素子が搭載される搭載面および前記ワイヤが接続される接続面となるように、前記金属フレームをプレス加工する工程を含むことを特徴とする、請求項９に記載の発光装置の製造方法。
  12. 　前記段差部を形成する工程は、前記搭載面が、前記発光素子の底面積と同一面積または前記発光素子の底面積よりも小さい面積となるように、前記金属フレームの所定領域に段差部を形成する工程を有することを特徴とする、請求項９～１１のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
  13. 　前記反射枠体を形成する工程は、熱硬化性のシリコーン系樹脂を用いて、前記反射枠体および前記保護層を形成する工程を有することを特徴とする、請求項９～１２のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
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