JP2002223004A - パッケージ成形体と発光装置 - Google Patents

パッケージ成形体と発光装置

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 凹部に充填された透光性樹脂とパッケージ成
形体との密着力をより強くでき、より信頼性の高い面実
装タイプの発光装置を提供する。 【解決手段】 発光素子チップを収納する凹部１４と正
と負のリード電極２１，２２とを有し、凹部の底面にお
いて正のリード電極と負のリード電極とが所定の間隔を
隔てて露出するように正のリード電極及び負のリード電
極が成形樹脂１０により一体成形されてなるパッケージ
成形体において、凹部の底面に、正のリード電極と上記
負のリード電極の間の他に、左右対称に成形樹脂が露出
されてなる樹脂露出部２１ａ，２２ａを少なくとも１対
設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光装置用のパッ
ケージ成形体とそのパッケージ成形体を用いた発光装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、小型・薄型化を目的として、表面
実装タイプの発光装置がリードタイプの発光装置に代え
て多く使用されるようになって来ている。この面実装タ
イプの発光装置は、パッケージ成形体の凹部に発光素子
チップが設けられ、その発光素子チップを覆うように透
光性樹脂を充填することにより構成される。ここで、パ
ッケージ成形体は、正及び負のリード電極が凹部の底面
に露出されるように成形樹脂で一体成形されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、今後面
実装タイプの発光装置がより広く使用されるようになる
と、より厳しい環境条件に耐え得る発光装置が望まれる
が、厳しい環境条件における使用を考えると、従来の面
実装タイプの発光装置は、凹部に充填された透光性樹脂
とパッケージ成形体との密着力が十分でないという問題
点があった。
【０００４】そこで、本発明は、凹部に充填された透光
性樹脂との密着力をより強くできるパッケージ成形体
と、凹部に充填された透光性樹脂とパッケージ成形体と
の密着力をより強くでき、より信頼性の高い面実装タイ
プの発光装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明に係る発光装置用のパッケージ成形体は、
発光素子チップを収納する凹部と正と負のリード電極と
を有し、上記凹部の底面において上記正のリード電極と
上記負のリード電極とが所定の間隔を隔てて露出するよ
うに上記正のリード電極及び上記負のリード電極が成形
樹脂により一体成形されてなるパッケージ成形体におい
て、上記凹部の底面に、上記正のリード電極と上記負の
リード電極の間の他に、上記成形樹脂が露出されてなる
少なくとも一対の樹脂露出部が、上記凹部の縦軸に対し
て左右対称に設けられたことを特徴とする。このように
構成されたパッケージ成形体は、発光素子チップを上記
凹部に設け、透光性樹脂を上記凹部に充填した時に、凹
部の底面において縦軸に対して左右対称に設けられた上
記一対の樹脂露出部の樹脂と透光性樹脂とを接合できる
ので、上記樹脂露出部を設けない場合及び樹脂露出部を
左右対称に設けていない場合に比較して、該透光性樹脂
とパッケージ成形体との接合強度を強くできる。これに
より、本発明に係る発光装置用のパッケージ成形体は、
例えば、気化膨張等に起因する上記透光性樹脂と上記パ
ッケージ成形体との界面の剥離を効果的に防止すること
ができる。また、本発明に係る発光装置用のパッケージ
成形体では、樹脂露出部が、上記凹部の縦軸に対して左
右対称に設けられているので発光装置の指向特性を左右
対称にできる。また、この樹脂露出部は正又は負の電極
リードに切り込み等を形成してその切り込み等の内部に
成形樹脂が充填されているので、正又は負の電極リード
と成形樹脂とを強固に固定でき、正又は負の電極リード
と成形樹脂との剥離も防止できる。これにより、本発明
に係る発光装置用のパッケージ成形体によれば、指向特
性を左右対称にでき、かつ従来例に比較してより厳しい
使用環境にも耐えることができる信頼性の高い発光装置
を構成できる。
【０００６】また、本発明に係る発光装置用のパッケー
ジ成形体においては、パッケージ成形体における正及び
負の電極リードと成形樹脂とをより強固に固定しかつ透
光性樹脂とパッケージ成形体との接合強度をよりいっそ
う強くするために、上記樹脂露出部は、上記正のリード
電極側と上記負のリード電極側とにそれぞれ少なくとも
１対設けられることが好ましい。
【０００７】また、本発明に係る発光装置は、本発明に
係る発光装置用のパッケージ成形体と、該パッケージ成
形体の上記凹部に設けられた発光素子チップとを備え、
該発光素子チップが上記凹部内で透光性樹脂によってモ
ールドされてなる。このように構成された本発明に係る
発光装置は、上記凹部の底面の樹脂露出部の樹脂と透光
性樹脂とを接合できるので、該透光性樹脂とパッケージ
成形体との接合強度をより強くできる。これにより、本
発明に係る発光装置は、従来例に比較して、より厳しい
使用環境にも耐えることができ、信頼性をより高くでき
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態の
発光装置について説明する。本発明に係る実施の形態の
発光装置は、以下のように構成される。本実施の形態の
発光装置において、パッケージ成形体１は、例えば図１
（ａ）に示すように、正のリード電極２１と負のリード
電極２２とが成形樹脂１０によって一体成形されて作製
される。詳細に説明すると、パッケージ成形体１の上面
には、発光素子チップ３０を収納する凹部１４が形成さ
れ、その凹部１４の底面には、正のリード電極２１と負
のリード電極２２とが互いに分離されてそれぞれの一方
の主面が露出するように設けられる。尚、本明細書にお
いて、パッケージ成形体１の上面とは、発光素子チップ
が載置される側の面をいい、下面とは実装基板に対向す
る面のことをいう。
【０００９】また、正のリード電極２１の一端と負のリ
ード電極２２の一端とは凹部１４の底部において互いに
対向するように設けられ、正のリード電極２１の一端と
負のリード電極２２の一端との間には成形樹脂が充填さ
れ、凹部１４の底面が形成される。また、パッケージ成
形体１において、正のリード電極２１の他端と負のリー
ド電極２２の他端とは、パッケージ成形体１の端面から
突き出すように設けられ、その突き出した部分が図１
（ｂ）に示すようにパッケージ成形体１の下面である接
合面の内側に折り曲げられて正負の接続端子部が構成さ
れる。
【００１０】ここで、特に本実施の形態の発光装置で
は、パッケージ成形体１の接合面において、折り曲げら
れた正のリード電極２１の他端に沿って第１凸部１１が
成形樹脂１０と一体で形成され、折り曲げられた負の電
極リード２２の他端に沿って第２凸部１２が成形樹脂１
０と一体で形成されたことを特徴とし、これにより実施
の形態の発光装置を基板上に実装する際のはんだ付け不
良を低減している。また、本実施の形態の発光装置にお
いて、第１凸部１１と第２凸部１２は互いに同一形状で
かつ断面形状が方形又は台形になるように形成すること
が好ましい。さらに、正負の電極リードの実装基板に対
向する外表面と第１凸部１１及び第２凸部１２の実装基
板の外表面とは、それぞれが実装基板と接触するよう
に、実質的に同一平面上に位置するように構成されるこ
とが好ましい。以上のように構成されたパッケージ成形
体１の凹部１４に、発光素子チップが設けられれ、凹部
１４内に発光素子チップを覆うように透光性樹脂が充填
されて実施の形態の発光装置は構成される。
【００１１】次に、本実施の形態の発光装置の製造方法
について説明する。 （ステップ１）本製造方法において、ステップ１ではま
ず、例えば、０．１５ｍｍ厚の鉄入り銅からなる長尺金
属板をプレスを用いた打ち抜き加工により各パッケージ
成形体の正負のリード電極となる複数の部分を形成す
る。ここで、本実施の形態において、プレスの打ち抜き
方向（ダイに対してポンチを移動させる方向）は、後述
の射出成形において、成形樹脂を流す方向と一致させ
る。
【００１２】プレス加工後の長尺金属板の各パッケージ
成形体に対応する部分において、正のリード電極２１
は、成形後の凹部１４の底面においてその一端面が負の
リード電極２２の一端面と対向するように負のリード電
極２２とは分離されている。また、正のリード電極２１
には、成形樹脂との結合強度を強くするために、正のリ
ード電極２１の一端面に垂直な中心線を軸とする開口部
が形成され、負のリード電極２２には、成形樹脂との結
合強度を強くするために、負のリード電極２２の一端面
に垂直な中心線を軸とする開口部が形成されている。こ
の開口部はパッケージ成形体の端部の内側と外側に跨っ
て位置するように設けられ、正と負のリード電極２１，
２２と成形樹脂との結合強度を強くするとともに、パッ
ケージ成形体１の端面から突き出した正のリード電極２
１と負のリード電極２２とを、パッケージ樹脂に大きな
力がかからないように端子構造がＪ−ベンド（Ｂｅｎ
ｄ）構造になるように曲げることができる。さらに、正
のリード電極２１にはその一端面に垂直な中心線に対し
て左右対称の位置に２つの切り込み又は開口部が形成さ
れ、負のリード電極２２にはその一端面に垂直な中心線
に対して左右対称の位置に２つの切り込み又は開口部が
形成されている。この正の電極リード及び負の電極リー
ドにおいて左右対称の位置に形成された切り込み又は開
口部は、射出成形後にそれぞれ切り込みの先端部分又は
開口部が凹部１４の底面に位置するような深さ又は位置
に形成される。ここで、本実施の形態では、正のリード
電極２１の一端面に垂直な中心線と負のリード電極２２
の一端面に垂直な中心線は互いに一致させ、その中心線
が凹部１４の縦軸（本明細書において、凹部１４の直交
する２つの軸のうちの上記中心軸と一致させる一方の軸
を便宜上、縦軸と称し、他方の軸を横軸と称する。）と
一致するように樹脂成形される。
【００１３】（ステップ２）ステップ２では、ステップ
１で打ち抜き加工した長尺金属板を、Ａｇメッキを施し
た後、成形金型内にセットして、射出成形により各パッ
ケージ成形体に対応する部分にそれぞれ成形樹脂部１０
を形成する。
【００１４】本実施の形態において、成形樹脂部１０を
成形するための成形金型は、（１）成形樹脂部１０にお
いて、ゲートの両側の接合面に峰状の第１凸部１１と第
２凸部１２が形成されるように、（２）成形樹脂部１０
において、接合面と反対側の面に、発光素子チップを収
納するための凹部１４がパッケージ成形体の縦軸に対し
て対称に形成されるように、（３）凹部１４の底面に、
互いに分離された正のリード電極２１と負のリード電極
２２が露出し、かつ正のリード電極２１と負のリード電
極２２の間に成形樹脂が充填されるように、（４）凹部
１４の底面に位置する正のリード電極２１において、凹
部１４の縦軸に対して対称に２つの樹脂露出部２１ａが
形成され、凹部１４の底面に位置する負のリード電極２
２において、凹部１４の縦軸に対して対称に２つの樹脂
露出部２２ａが形成されるように、作製される。
【００１５】また、本実施の形態において、成形金型の
ゲートは、樹脂がパッケージ成形体１の接合面側から注
入されるように接合面における第１凸部１１と第２凸部
１２の間の位置に設けられ、成形金型において、プレス
加工された長尺金属板は、プレスの打ち抜き方向と成形
金型内に樹脂を注入する方向とが一致するように設けら
れる。このように、本実施の形態では、パッケージ成形
体１を作製する時に、プレスの打ち抜き方向と樹脂を注
入する方向を一致させることにより、正及び負のリード
電極２１，２２の一端面２１ｅｆ，２２ｅｆにより形成
される空間に隙間なく充填することができ、注入される
成形樹脂の一方の主面２１ｆ１，２２ｆ１上への流出を
阻止することができる。
【００１６】すなわち、プレス打ち抜き加工において、
受側の金型であるダイを正及び負のリード電極２１，２
２の一方の表面２１ｆ１，２２ｆ１に接するように長尺
金属板２０１をセットし、ポンチを正及び負のリード電
極２１，２２の他方の表面２１ｆ２，２２ｆ２側から移
動させて打ち抜いているので、正と負のリード電極２
１，２２はそれぞれ、他方の主面２１ｆ２，２２ｆ２と
一端面２１ｅｆ，２２ｅｆとの交わる端部２１ｅ，２２
ｅの内角θが鈍角になる（図４（ａ））。これにより、
図４（ａ）において矢印で示す方向から注入される成形
樹脂は、端部２１ｅ，２２ｅにおいて流れが阻害される
ことがないので、底面１４ｆに対応して形成された成形
金型の面と正及び負のリード電極２１，２２の一端面２
１ｅｆ，２２ｅｆにより形成される空洞に隙間なく充填
することができる。また、プレス打ち抜き加工におい
て、上述のようにポンチを正及び負のリード電極２１，
２２の他方の表面２１ｆ２，２２ｆ２側から移動させて
打ち抜いているので、正と負のリード電極２１，２２は
それぞれ、一方の主面２１ｆ１，２２ｆ１と一端面２１
ｅｆ，２２ｅｆとの交わる端部にバリ２１ｈ，２２ｈが
形成される（図４（ａ））。このように、一方の主面２
１ｆ１，２２ｆ１と一端面２１ｅｆ，２２ｅｆとの交わ
る端部の内角が鋭角になるように盛りあがったバリ２１
ｈ，２２ｈが形成されるので、注入される成形樹脂の一
方の主面２１ｆ１，２２ｆ１上への流出を、バリ２１
ｈ，２２ｈにより阻止することができ、発光素子のダイ
ボンディング不良及びワイヤボンディング不良を防止で
きる。また、本発明において、一端面２１ｅｆ，２２ｅ
ｆにより形成される空洞に注入される樹脂は、その注入
された樹脂の上面が一方の主面２１ｆ１，２２ｆ１と略
同一平面上に位置するようにすることが好ましい。この
ようにすると、透光性樹脂４１を形成したときに、その
透光性樹脂４１にバリ２１ｈ，２２ｈがくい込むような
状態にでき、これにより、透光性樹脂４１とパッケージ
成形体１との接合を強くできる。
【００１７】これに対して、プレスの打ち抜き方向と樹
脂を注入する方向を逆にした場合には、図４（ｂ）にお
いて矢印で示す方向から注入される成形樹脂は、バリ２
１ｈ，２２ｈが形成された端部において樹脂の流れが阻
害され、バリ２１ｈ，２２ｈの近傍に空洞２１ｇ，２２
ｇが形成され、正負の電極リードと成形樹脂とが剥がれ
やすくなる等の問題が生じる。さらに、端部２１ｅ，２
２ｅの角θが鈍角になるので、図４（ｂ）において矢印
で示す方向から注入される成形樹脂は、凹部の底面にお
いて端部２１ｅ，２２ｅから表面２１ｆ２，２２ｆ２上
に流出し易くなり、図４（ｂ）に示すように、凹部１４
の底面において、正の電極リード２１の表面２１ｆ１上
と負の電極リード２２の表面２２ｆ１上とに成形樹脂が
流出するという問題があり、ボンディング不良の原因と
なるという問題がある。
【００１８】（ステップ３）ステップ３では、図２
（ａ）（ｂ）に示すように、凹部１４の底面に露出した
負のリード電極２２上に、発光素子チップ３０を設け、
そのｎ電極３３と負のリード電極２２とをワイヤボンデ
ィングにより接続し、ｐ電極３４と正のリード電極２１
とをワイヤボンディングにより接続する。ここで、発光
素子チップ３０は、例えば、青色の発光が可能な窒化ガ
リウム系化合物半導体素子であり、該素子は、例えばサ
ファイア基板３１上にｎ型層、活性層及びｐ型層を含む
窒化物半導体層３２が形成され、活性層及びｐ型層の一
部を除去して露出させたｎ型層の上にｎ電極３３が形成
され、ｐ型層の上にｐ電極３４が形成されてなる。
【００１９】（ステップ４）ステップ４では、凹部１４
に、発光素子チップ３０を覆うように透光性樹脂４１が
充填される。本実施の形態では、パッケージ成形体１の
凹部１４の底面１４ｆに、正のリード電極２１に形成さ
れた切り込みの先端部又は開口部を介して成形樹脂が凹
部１４の底面１４ｆに露出し、負のリード電極２２に形
成された切り込みの先端部又は開口部を介して成形樹脂
が凹部１４の底面１４ｆに露出しているので、露出した
成形樹脂と透光性樹脂とが強固に接合され、透光性樹脂
４１とパッケージ成形体１との接合を強くできる。特
に、本実施の形態においては、凹部１４の底面１４ｆに
位置する正のリード電極２１にパッケージの縦軸に対し
て左右対称に２つの樹脂露出部２１ａが形成され、凹部
１４の底面１４ｆに位置する負のリード電極２２にパッ
ケージの縦軸に対して左右対称に２つの樹脂露出部２２
ａが形成されているので、左右対称の配置をとらない場
合に比較して、透光性樹脂４１とパッケージ成形体１と
の接合をより強くできる。また、本実施の形態において
は、凹部１４の縦軸に対して左右対称に２つの樹脂露出
部２１ａが形成され、凹部１４の縦軸に対して左右対称
に２つの樹脂露出部２２ａが形成されているので、左右
対称の指向特性が得られる。
【００２０】（ステップ５）ステップ５では、個々の素
子に分離する。 （ステップ６）ステップ６では、図１（ｂ）に示すよう
に、パッケージ成形体１の端面から突き出した正のリー
ド電極２１と負のリード電極２２とを、図１（ｂ）に示
すようにパッケージ成形体１の接合面の内側に折り曲げ
て、Ｊ−ベンド（Ｂｅｎｄ）型の正負の接続端子部を構
成する。尚、本発明の接続端子部の構造は、Ｊ−ベンド
（Ｂｅｎｄ）型に限られるものではなく、ガルウィング
型等の他の構造であってもよい。 以上のようなステップで本実施の形態の発光装置は作製
される。
【００２１】以上のようにして作製された実施の形態の
発光装置は、図３に示すように、実装基板６０の上に以
下のようにして面実装される。最初に、本実施の形態の
発光装置において、接合面における第１凸部１１と第２
凸部１２の間に仮固定用の熱硬化性樹脂５２をディスペ
ンサーにより塗布し、実装基板６０上に、正のリード電
極２１と正の電極パターン６１とが対向し、負のリード
電極２２と負の電極パターン６２とが対向するように、
本実施の形態の発光装置を載置する。次に、棒状ヒータ
ー又はパネルヒーター等により予備加熱を行い、熱硬化
性樹脂５２を硬化させることにより仮固定する（予備加
熱工程）。そして、実装基板６０を発光装置が仮固定さ
れた面を下にして、その面を加熱溶融した半田浴に浸漬
させることにより半田付けを行う。半田付け後、冷却す
る。
【００２２】以上のように構成された実施の形態の発光
装置は、パッケージ成形体１の接合面に第１凸部１１と
第２凸部１２を設けているので、仮固定用の樹脂５２を
ディスペンサーにより塗布して実装基板に仮固定したと
きに、はんだ付け部分に樹脂５２が付着することを防止
でき、実装時におけるはんだ付け不良を防止できる。
【００２３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る発光装置用のパッケージ成形体は、上記凹部の底面
に、上記正のリード電極と上記負のリード電極の間の他
に、上記成形樹脂が露出されてなる少なくとも一対の樹
脂露出部を上記凹部の縦軸に対して左右対称に設けられ
ているので、透光性樹脂を上記凹部に充填した時に、凹
部の底面において縦軸に対して左右対称に設けられた上
記一対の樹脂露出部の樹脂と透光性樹脂とを接合でき
る。これにより、本発明に係る発光装置用のパッケージ
成形体は、上記樹脂露出部を設けない場合及び樹脂露出
部を左右対称に設けていない場合に比較して、該透光性
樹脂とパッケージ成形体との接合強度を強くでき、例え
ば、気化膨張等に起因する上記透光性樹脂と上記パッケ
ージ成形体との界面の剥離を効果的に防止することがで
きる。また、本発明に係る発光装置用のパッケージ成形
体では、樹脂露出部が、上記凹部の縦軸に対して左右対
称に設けられているので発光装置の指向特性を左右対称
にできる。また、この樹脂露出部は正又は負の電極リー
ドに切り込み等を形成してその切り込み等の内部に成形
樹脂が充填されるので、正又は負の電極リードと成形樹
脂とを強固に固定でき、正又は負の電極リードと成形樹
脂との剥離も防止できる。これにより、本発明に係る発
光装置用のパッケージ成形体によれば、指向特性を左右
対称にでき、かつ従来例に比較してより厳しい使用環境
にも耐えることができる信頼性の高い発光装置を構成で
きる。
【００２４】また、本発明に係る発光装置は、上記凹部
の底面の樹脂露出部の樹脂と透光性樹脂とを接合できる
ので、従来例に比較して、より厳しい使用環境にも耐え
ることができ、信頼性をより高くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は本発明に係る実施の形態の発光装置
の斜め上方向から見た斜視図であり、（ｂ）は本発明に
係る実施の形態の発光装置の斜め下方向から見た斜視図
である。
【図２】 （ａ）は、パッケージ成形体の凹部１４に発
光素子チップを設け、その凹部１４に透光性樹脂を充填
した後の実施の形態の発光装置の平面図であり、（ｂ）
は（ａ）のＢ−Ｂ’線についての断面図である。
【図３】 本実施の形態の発光装置を基板上に実装した
ときの断面図である。
【図４】 図１（ａ）のＡ−Ａ’線についての断面の一
部を示す断面図である。
【符号の説明】
１…パッケージ成形体、 １０…成形樹脂、 １１…第１凸部、 １２…第２凸部、 １４…凹部、 １４ｆ…底面、 ２１…正のリード電極、 ２２…負のリード電極、 ２１ａ，２２ａ…切り込み、 ２１ｂ，２２ｂ…開口部、 ３０…発光素子チップ、 ４１…透光性樹脂、 ５２…仮固定用の樹脂、 ６０…実装基板。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発光素子チップを収納する凹部と正と負
    のリード電極とを有し、上記凹部の底面において上記正
    のリード電極と上記負のリード電極とが所定の間隔を隔
    てて露出するように上記正のリード電極及び上記負のリ
    ード電極が成形樹脂により一体成形されてなるパッケー
    ジ成形体において、 上記凹部の底面に、上記正のリード電極と上記負のリー
    ド電極の間の他に、上記成形樹脂が露出されてなる少な
    くとも一対の樹脂露出部が、上記凹部の縦軸に対して左
    右対称に設けられたことを特徴とするパッケージ成形
    体。
  2. 【請求項２】 上記樹脂露出部は、上記正のリード電極
    側と上記負のリード電極側とにそれぞれ少なくとも１対
    設けられた請求項１記載のパッケージ成形体。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のパッケージ成形
    体と、該パッケージ成形体の上記凹部に設けられた発光
    素子チップとを備え、該発光素子チップが上記凹部内で
    透光性樹脂によってモールドされてなる発光装置。
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