JP2007095797A - Light source equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体発光素子チップを電気的に接続する対の電気系リードフレームと、半導体発光素子チップを載置する載置リードフレームとを有して、載置リードフレームは対の電気系リードフレームの間に並ぶとともに半導体発光素子チップの載置部分として電気系リードフレームよりも低く半導体発光素子チップの高さまたは厚さと略同等の深さの凹部を設けたり、電気系リードフレームよりも高く半導体発光素子チップの高さまたは厚さと略同等の高さの凸部を設けるとともに半導体発光素子チップを載置する面の反対側面を外部に露出させて半導体発光素子チップを電気的に接続する電気系リードフレームとは無関係に半導体発光素子チップからのジュール熱を半導体発光素子チップを載置した載置リードフレームに放出することができ、より多くの電流を流すことができるために高輝度な出射光を得ることができる光源装置に関する。 The present invention has a pair of electrical lead frames for electrically connecting semiconductor light emitting element chips and a mounting lead frame for mounting the semiconductor light emitting element chips, and the mounting lead frame is a pair of electrical leads. In addition to being arranged between the frames, the semiconductor light emitting element chip is placed on a lower portion lower than the electrical lead frame, and has a depth substantially equal to the height or thickness of the semiconductor light emitting chip, or higher than the electrical lead frame. Electricity for electrically connecting the semiconductor light emitting element chip by providing a convex portion having a height substantially equal to the height or thickness of the semiconductor light emitting element chip and exposing the opposite side of the surface on which the semiconductor light emitting element chip is placed to the outside Regardless of the system lead frame, Joule heat from the semiconductor light emitting element chip can be released to the mounting lead frame on which the semiconductor light emitting element chip is mounted. It can, to a light source device capable of obtaining high luminance emitted light to be able to flow more current.
従来の光源装置としては、例えばリードフレームをインサートモールド成形し、複数の半導体発光素子チップを線状に並列に載置して１つまたは複数の出光部（開口部）を有して一体化したものが知られている。
上述した従来の光源装置として、一体化モールド成形されたものでは、半導体発光素子チップからのジュール熱を放出することができず、光源装置内に熱が籠もってしまい、例えば蛍光材による白色発光させるものでは、熱による蛍光材の劣化を招いてしまう恐れがある。 As the above-described conventional light source device, the one formed by integral molding cannot release Joule heat from the semiconductor light emitting element chip, and heat is trapped in the light source device. For example, white light is emitted by a fluorescent material. In some cases, the phosphor may be deteriorated by heat.
（発明の目的）
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、半導体発光素子チップを電気的に接続する正負の対の電気系リードフレームと、半導体発光素子チップを載置する載置リードフレームとの２種からなり、正負の対になっている２つの電気系リードフレームの間に載置リードフレームを並んで設けるとともに載置リードフレームの半導体発光素子チップの載置部分を半導体発光素子チップの高さまたは厚さと略同等の深さに電気系リードフレームよりも低く凹部を設けたり、半導体発光素子チップの高さまたは厚さと略同等の高さに電気系リードフレームよりも高く凸部を設け、さらに載置リードフレームの半導体発光素子チップを載置する面の反対側面を外部に露出し、半導体発光素子チップをら電気的に接続する電気系リードフレームとは無関係に半導体発光素子チップからのジュール熱を半導体発光素子チップを載置した載置リードフレームに放出することにより多くの電流を流すことができるために高輝度な出射光を得ることができる光源装置を提供することにある。
(Object of invention)
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and a pair of positive and negative electric lead frames for electrically connecting a semiconductor light emitting element chip and a mounting lead for mounting the semiconductor light emitting element chip. A mounting lead frame is provided between two electrical lead frames that are in positive and negative pairs, and the mounting portion of the semiconductor light emitting element chip of the mounting lead frame is a semiconductor light emitting element. A recess is provided at a depth substantially equal to the height or thickness of the chip, lower than the electrical lead frame, or a convex portion higher than the electrical lead frame at a height substantially equal to the height or thickness of the semiconductor light emitting element chip. And an electrical system lead for electrically connecting the semiconductor light emitting element chip by exposing the opposite side surface of the mounting lead frame to the surface on which the semiconductor light emitting element chip is mounted. Regardless of the frame, by emitting Joule heat from the semiconductor light emitting element chip to the mounting lead frame on which the semiconductor light emitting element chip is mounted, it is possible to flow a large amount of current, so that high intensity emitted light can be obtained. An object of the present invention is to provide a light source device that can be used.
本発明の請求項１に係る光源装置は、リードフレームが、半導体発光素子チップを電気的に接続する対の電気系リードフレームと、半導体発光素子チップを載置する載置リードフレームとを有し、載置リードフレームは対の電気系リードフレームの間に並ぶとともに半導体発光素子チップの載置部分として電気系リードフレームよりも低い凹部または電気系リードフレームよりも高い凸部を設けることを特徴とする。
In the light source device according to
請求項１に係る光源装置は、リードフレームが、半導体発光素子チップを電気的に接続する対の電気系リードフレームと、半導体発光素子チップを載置する載置リードフレームとを有し、載置リードフレームは対の電気系リードフレームの間に並ぶとともに半導体発光素子チップの載置部分として電気系リードフレームよりも低い凹部または電気系リードフレームよりも高い凸部を設けるので、半導体発光素子チップを電気的に接続する電気系リードフレームとは無関係に半導体発光素子チップからのジュール熱を半導体発光素子チップを載置した載置リードフレームのみに放出することができる。
In the light source device according to
また、請求項２に係る光源装置は、載置リードフレームが、半導体発光素子チップの高さまたは厚さと略同等の深さまたは高さを有することを特徴とする。
The light source device according to
請求項２に係る光源装置は、載置リードフレームが、半導体発光素子チップの高さまたは厚さと略同等の深さまたは高さを有するので、載置リードフレームに載置した半導体発光素子チップの電極と電気系リードフレームとをボンディングワイヤでボンディングする時に無理なく水平面的に張ることができるとともに光源装置全体の厚さを薄くすることができる。
In the light source device according to
さらに、請求項３に係る光源装置は、載置リードフレームが、半導体発光素子チップを載置する面の反対側面を外部に露出することを特徴とする。
Further, the light source device according to
請求項３に係る光源装置は、載置リードフレームが、半導体発光素子チップを載置する面の反対側面を外部に露出するので、半導体発光素子チップからのジュール熱を外部に伝えることができる。 In the light source device according to the third aspect, since the mounting lead frame exposes the side surface opposite to the surface on which the semiconductor light emitting element chip is mounted, Joule heat from the semiconductor light emitting element chip can be transmitted to the outside.
また、請求項４に係る光源装置は、電気系リードフレームが、載置リードフレームに対して３つの対を有することを特徴とする。 The light source device according to claim 4 is characterized in that the electrical lead frame has three pairs with respect to the mounting lead frame.
請求項４に係る光源装置は、電気系リードフレームが、載置リードフレームに対して３つの対を有するので、３つの半導体発光素子チップを別々にコントロールすることができるとともに赤色発光、青色発光、緑色発光の三種の半導体発光素子チップを載置することができる。 In the light source device according to claim 4, since the electric lead frame has three pairs with respect to the mounting lead frame, the three semiconductor light emitting element chips can be controlled separately and red light emission, blue light emission, Three types of semiconductor light emitting element chips emitting green light can be mounted.
さらに、請求項５に係る光源装置は、載置リードフレームを、本体パッケージの外部で凹部または凸部と同位置に設けることを特徴とする。
Furthermore, the light source device according to
請求項５に係る光源装置は、載置リードフレームを、本体パッケージの外部で凹部または凸部と同位置に設けるので、載置リードフレームの半導体発光素子チップ載置部分である凹部や凸部と載置リードフレームの本体パッケージの外部とが同一位置にすることができる。しかも、光源装置を取り付ける基板等に対して、取り付け基板と確実に接続することができる。 In the light source device according to the fifth aspect, since the mounting lead frame is provided at the same position as the concave portion or the convex portion outside the main body package, the concave portion or the convex portion which is the semiconductor light emitting element chip mounting portion of the mounting lead frame is provided. The outside of the main body package of the mounting lead frame can be in the same position. In addition, it is possible to reliably connect the mounting substrate to the substrate to which the light source device is mounted.
また、請求項６に係る光源装置は、半導体発光素子チップが、赤色発光、青色発光、緑色発光の三種あるいは赤色発光、青色発光、緑色発光の何れかまたは白色発光をすることを特徴とする。
The light source device according to
請求項６に係る光源装置は、半導体発光素子チップが、赤色発光、青色発光、緑色発光の三種あるいは赤色発光、青色発光、緑色発光の何れかまたは白色発光をするので、単色から各種の発光色や赤色発光、青色発光、緑色発光による白色、また単体での白色発光（蛍光材や波長変換材による擬似白色）を出射することができる。
In the light source device according to
以上のように、請求項１に係る光源装置は、リードフレームが、半導体発光素子チップを電気的に接続する対の電気系リードフレームと、半導体発光素子チップを載置する載置リードフレームとを有し、載置リードフレームは対の電気系リードフレームの間に並ぶとともに半導体発光素子チップの載置部分として電気系リードフレームよりも低い凹部または電気系リードフレームよりも高い凸部を設けるので、半導体発光素子チップを電気的に接続する電気系リードフレームとは無関係に半導体発光素子チップからのジュール熱を半導体発光素子チップを載置した載置リードフレームのみに放出することができる。 As described above, in the light source device according to the first aspect, the lead frame includes the pair of electric lead frames that electrically connect the semiconductor light emitting element chips and the mounting lead frame that mounts the semiconductor light emitting element chips. Since the mounting lead frame is arranged between the pair of electric lead frames and the semiconductor light emitting element chip is provided with a concave portion lower than the electric lead frame or a convex portion higher than the electric lead frame, Regardless of the electrical lead frame that electrically connects the semiconductor light emitting element chip, Joule heat from the semiconductor light emitting element chip can be released only to the mounting lead frame on which the semiconductor light emitting element chip is mounted.
そのため、半導体発光素子チップを安定に発光して劣化を防止することができる。また、例えば青色発光の半導体発光素子と、この青色発光の半導体発光素子によって励起し異なる波長を出射する黄色発光の蛍光材による黄色の発光色と半導体発光素子の青色の発光色との混合によって白色発光させたものでは、熱による蛍光材の劣化を防ぐことができ、安定した波長の光を出射することができる。さらに、より多くの電流を半導体発光素子チップに流すことができるために高輝度な出射光を得ることができる。 Therefore, the semiconductor light emitting element chip can emit light stably to prevent deterioration. Further, for example, a white light emitting semiconductor light emitting element is mixed with a yellow light emitting color by a yellow light emitting fluorescent material that is excited by the blue light emitting semiconductor light emitting element and emits a different wavelength, and a blue light emitting color of the semiconductor light emitting element is mixed. The emitted light can prevent deterioration of the fluorescent material due to heat and can emit light with a stable wavelength. Furthermore, since a larger amount of current can be passed through the semiconductor light emitting element chip, high-luminance outgoing light can be obtained.
また、請求項２に係る光源装置は、載置リードフレームが、半導体発光素子チップの高さまたは厚さと略同等の深さまたは高さを有するので、載置リードフレームに載置した半導体発光素子チップの電極と電気系リードフレームとをボンディングワイヤでボンディングする時に無理なく水平面的に張ることができるとともに光源装置全体の厚さを薄くすることができる。
Further, in the light source device according to
そのため、ボンディングワイヤ等に異常なストレスを与えずに信頼性に優れるとともにボンディングワイヤをボンディングする時にワイヤボンダの上下方向の移動を軽減することができ、生産性や作業性にも優れている。 Therefore, it is excellent in reliability without giving abnormal stress to the bonding wire and the like, and the vertical movement of the wire bonder can be reduced when bonding the bonding wire, and the productivity and workability are also excellent.
さらに、請求項３に係る光源装置は、載置リードフレームが、半導体発光素子チップを載置する面の反対側面を外部に露出するので、半導体発光素子チップからのジュール熱を外部に伝えることができる。
Further, in the light source device according to
そのため、半導体発光素子チップに多くの電流を流しても外部に放出することができる。そして、露出部分をヒートシンクに接続することで、より安定な発光と高輝度な出射光を得ることができる。 Therefore, even if a large amount of current is passed through the semiconductor light emitting element chip, it can be discharged to the outside. By connecting the exposed portion to the heat sink, more stable light emission and high-luminance outgoing light can be obtained.
また、請求項４に係る光源装置は、電気系リードフレームが、載置リードフレームに対して３つの対を有するので、３つの半導体発光素子チップを別々にコントロールすることができるとともに赤色発光、青色発光、緑色発光の三種の半導体発光素子チップを載置することができる。 In the light source device according to claim 4, since the electric lead frame has three pairs with respect to the mounting lead frame, the three semiconductor light emitting element chips can be controlled separately, and the red light emission and the blue light emission can be controlled. Three types of semiconductor light emitting element chips for light emission and green light emission can be mounted.
そのために、全体の輝度をコントロールすることができる。そして、３種の半導体発光素子チップを同時に点灯することによって白色光の出射光を得ることができ、さらに３種の半導体発光素子チップを別々にコントロールすることによって全体の発光色をフルカラで表現することができる。 Therefore, the overall luminance can be controlled. By emitting the three kinds of semiconductor light emitting element chips simultaneously, it is possible to obtain white light emission light, and by further controlling the three kinds of semiconductor light emitting element chips separately, the entire emission color is expressed in full color. be able to.
さらに、請求項５に係る光源装置は、載置リードフレームを、本体パッケージの外部で凹部または凸部と同位置に設けるので、載置リードフレームの半導体発光素子チップ載置部分である凹部や凸部と載置リードフレームの本体パッケージの外部とが同一位置にすることができる。しかも、光源装置を取り付ける基板等に対して、取り付け基板と確実に接続することができる。 In the light source device according to the fifth aspect, since the mounting lead frame is provided at the same position as the concave portion or the convex portion outside the main body package, the concave portion or the convex that is the semiconductor light emitting element chip mounting portion of the mounting lead frame. And the outside of the main body package of the mounting lead frame can be in the same position. In addition, it is possible to reliably connect the mounting substrate to the substrate to which the light source device is mounted.
そのために、半導体発光素子チップからの放熱効果を一段と高めることができ、さらに載置リードフレームの本体パッケージの外部を放熱端子として機械的に取り扱えて光源装置自身を機械的に固定することができる。 Therefore, the heat radiation effect from the semiconductor light emitting element chip can be further enhanced, and the light source device itself can be mechanically fixed by mechanically handling the outside of the main body package of the mounting lead frame as a heat radiation terminal.
また、請求項６に係る光源装置は、半導体発光素子チップが、赤色発光、青色発光、緑色発光の三種あるいは赤色発光、青色発光、緑色発光の何れかまたは白色発光をするので、単色から各種の発光色や赤色発光、青色発光、緑色発光による白色、また単体での白色発光（蛍光材や波長変換材による擬似白色）を出射することができる。そのために、各種の装置の光源に対応することができる。
In the light source device according to
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
なお、本発明は、リードフレームをインサートモールド成形等によって形成する光源装置であって、半導体発光素子チップを電気的に接続する対の電気系リードフレームと、半導体発光素子チップを載置する載置リードフレームとの２種類のリードフレームとを有しており、載置リードフレームは対の電気系リードフレームの間に並ぶとともに半導体発光素子チップの載置部分として電気系リードフレームよりも半導体発光素子チップの高さまたは厚さと略同等の深さに低く凹部または電気系リードフレームよりも半導体発光素子チップの高さまたは厚さと略同等の高さに高く凸部を設け、さらに、載置リードフレームの半導体発光素子チップを載置する面の反対側面を外部に露出させて半導体発光素子チップから発生するジュール熱を直接載置リードフレームから外部に放出し、半導体発光素子チップからの安定した発光と、劣化を防止できるとともに多くの電流を半導体発光素子チップに流すことができるために高輝度な出射光を得ることができる光源装置を提供するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
The present invention is a light source device in which a lead frame is formed by insert molding or the like, and a pair of electrical lead frames for electrically connecting semiconductor light emitting element chips, and a mounting for mounting the semiconductor light emitting element chips The lead frame has two types of lead frames, and the mounting lead frame is arranged between the pair of electric lead frames, and the semiconductor light emitting element is mounted on the semiconductor light emitting element chip as the mounting portion of the semiconductor light emitting element. Protrusion is provided at a height substantially equal to the height or thickness of the semiconductor light-emitting element chip, lower than the recess or electrical lead frame, with a depth substantially the same as the height or thickness of the chip, and a mounting lead frame The surface opposite to the surface on which the semiconductor light emitting element chip is placed is exposed to the outside, and Joule heat generated from the semiconductor light emitting element chip is directly generated. The light emitted from the mounting lead frame to the outside can be stably emitted from the semiconductor light emitting element chip and can be prevented from being deteriorated, and a large amount of current can be passed through the semiconductor light emitting element chip, so that a high intensity emitted light can be obtained. A light source device is provided.
図１〜図５は本発明に係る光源装置の略斜視図、図６〜１０は本発明に係る光源装置の略平面断面図および側面断面図である。 1 to 5 are schematic perspective views of a light source device according to the present invention, and FIGS. 6 to 10 are schematic plan sectional views and side sectional views of the light source device according to the present invention.
光源装置１（１Ａ）は、図１に示すように、複数のリードフレームのうち光の源である半導体発光素子チップ５を載置する専用の載置リードフレーム３と、この半導体発光素子チップ５に電源を供給する専用の電気系リードフレーム４ａ，４ｂとを含み、これら載置リードフレーム３や電気系リードフレーム４ａ，４ｂなどをインサート成形等によって光源装置本体としてのパッケージ２を樹脂形成した構成である。
As shown in FIG. 1, the light source device 1 (1 </ b> A) includes a dedicated mounting
また、光源装置１（１Ａ）は、インジェクションないしトランスファーモールドタイプのものであり、図６のようなリードフレームパターンをインサート成形等によって樹脂にパターン形状を形成した燐青銅材等からなる載置リードフレーム３や電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等を挿入し、リードフレーム３，４上に光源装置本体としての円形状のパッケージ２が樹脂形成される。
The light source device 1 (1A) is of an injection or transfer mold type, and is a mounting lead frame made of a phosphor bronze material or the like in which a lead frame pattern as shown in FIG. 3 and electrical lead frames 4a and 4b are inserted, and a
さらに、載置リードフレーム３は、対に成っている電気系リードフレーム４ａと電気系リードフレーム４ｂとの間に並べて設ける。
Further, the mounting
但し、半導体発光素子チップ５を載置する部分やボンディングワイヤ９やボンディングする部分や載置リードフレーム３や電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等の出射開口部６には何も無い空間である。この出射開口部６には、例えば透明なエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の透明樹脂等が充填される。
However, there is nothing in the part where the semiconductor light emitting
載置リードフレーム３や電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等は、燐青銅材やアルミニウム等の良質の電気伝導性を有し靱性および塑性を有した材料からなる。
The mounting
載置リードフレーム３や電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等は、金鍍金や銀鍍金等の貴金属の鍍金や銅鍍金後に金鍍金や銀鍍金等の処理をし、特に露出部や半導体発光素子チップ５を載置する部分やボンディングワイヤ９をボンディングする部分等に施し、半導体発光素子チップ５をダイボンダするときに載置リードフレーム３や、ボンディングワイヤ９を半導体発光素子チップ５と電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等とにワイヤーボンドするときに電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等の表面が酸化しないように防止し、剥離防止や電気抵抗を低減させるとともに全体の導電性や電極端子での接触抵抗を低減させる。
The mounting
また、載置リードフレーム３には、半導体発光素子チップ５を載置する領域部分を凹状に成型した凹部３０を設ける。
Further, the mounting
さらに、この凹部３０は、電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等よりも低位置に設ける。しかし、凹部３０部分以外の載置リードフレーム３の位置は、電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等と同一面位置に設けてある。
Further, the
また、載置リードフレーム３は、パッケージ２の外部に露出した部分を放熱端子３とし、電気系リードフレーム４ａ，４ｂから延びパッケージ２の外部に露出した部分を電極端子４ａ，４ｂとして、これらパッケージ２の外部に露出した部分の放熱端子３や電極端子４ａ，４ｂには銀鍍金等の後に半田鍍金等を施して配線等により良く半田のりを良くする。
Further, the mounting
さらに、載置リードフレーム３は、光源装置１（１Ａ）を基板等の外部に取り付けるのに容易にできるように放熱端子３を階段状に曲げ、また確実に機械的に固定することができるように取り付け穴８を設けてある。
Further, the mounting
このように、載置リードフレーム３の本体パッケージ２の外部に出した階段状に曲げた放熱端子３の裏面部分を載置リードフレーム３の凹部３０の裏面部分とが同位置に設けるので、光源装置１（１Ａ）を取り付ける基板等に対して、取り付け基板と確実に接続することができ、半導体発光素子チップ５からの放熱効果を一段と高めることができ、さらに本体パッケージ２の外部を放熱端子３として機械的に取り扱えて光源装置１（１Ａ）自身を機械的に固定することができる。
As described above, the back surface portion of the
図６（ａ）は載置リードフレーム３や電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等のリードフレーム部での断面図、図６（ｂ）は凹部３０に半導体発光素子チップ５を載置し電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等にボンディングワイヤ９をボンディングした図である。さらに、図６（ｃ）は光源装置１（１Ａ）の裏面７からの図を示し、図６（ｄ）は載置リードフレーム３を中心とした側面断面図である。
6A is a cross-sectional view of the lead frame portion such as the mounting
載置リードフレーム３および放熱端子３と電気系リードフレーム４ａ，４ｂおよび電極端子４ａ，４ｂとは互いに交差（略直角）するように設ける。
The mounting
載置リードフレーム３および電気系リードフレーム４ａ，４ｂは、図６（ａ）に示すように、載置リードフレーム３と電気系リードフレーム４ａ，４ｂとが同一面位置に設けてある。
As shown in FIG. 6A, the mounting
このように、載置リードフレーム３を半導体発光素子チップ５の厚さと略同等の深さに凹部３０を設けたので、載置リードフレーム３に載置した半導体発光素子チップ５の電極と電気系リードフレーム４ａおよび電気系リードフレーム４ｂとをボンディングワイヤ９でボンディングする時に無理なく水平面的に張ることができるとともに光源装置１（１Ａ）全体の厚さを薄くすることができ、ボンディングワイヤ９等に異常なストレスを与えずに信頼性に優れるとともにボンディングワイヤ９をボンディングする時にワイヤーボンダの上下方向の移動を軽減することができ生産性や作業性に優れている。
Thus, since the mounting
また、電気系リードフレーム４ａおよび電極端子４ａと電気系リードフレーム４ｂおよび電極端子４ｂとは対向方向に設けてある。
The
さらに、図６（ｃ）および図６（ｄ）に示すように、載置リードフレーム３の中心位置に設けた凹部３０の半導体発光素子チップ５を載置する反対側は、パッケージ２から露出した光源装置１（１Ａ）の裏面からも円形状に認識することができる。
Further, as shown in FIGS. 6C and 6D, the opposite side of the
尚、ここでは載置リードフレーム３の半導体発光素子チップ５を載置する部分を凹部３０状にしたが、半導体発光素子チップ５の載置方法や半導体発光素子チップ５の種類および使用目的によって載置リードフレーム３を凸状にしても良く、目的として半導体発光素子チップ５からのジュール熱を外部に放出する目的が達成すれば良い。
In this case, the portion of the mounting
このように、光源装置１（１Ａ）は、載置リードフレーム３を対になっている電気系リードフレーム４ａと電気系リードフレーム４ｂとの間に同一面位置に設け、半導体発光素子チップ５を載置する載置リードフレーム３の略中央部分を半導体発光素子チップ５の厚さ程度に電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等よりも低く凹部３０を設け、さらにこの凹部３０の半導体発光素子チップ５を載置する反対側が外部に露出するようにパッケージ２をインサートモールド成形等を行って光源装置１（１Ａ）の裏面側７に載置リードフレーム３の凹部３０が直接露出するようにして半導体発光素子チップ５からのジュール熱を放出することができる。さらに、パッケージ２から外部に出た載置リードフレーム３を放熱端子３として基板（放熱）等に取り付けることができる。
As described above, the light source device 1 (1A) is provided in the same plane position between the
よって、半導体発光素子チップ５を電気的に接続する電気系リードフレーム３とは無関係に半導体発光素子チップ５からのジュール熱を半導体発光素子チップ５を載置した載置リードフレーム３のみに放出することができ、半導体発光素子チップ５を安定して発光させることができ、劣化の防止をすることができるとともにより多くの電流を半導体発光素子チップ５に流すことができるために高輝度な出射光を得ることができる。
Therefore, the Joule heat from the semiconductor light emitting
さらに、例えば青色発光の半導体発光素子チップ５と、この青色発光の半導体発光素子チップ５によって励起し異なる波長を出射する黄色発光の蛍光材による黄色の発光色と半導体発光素子チップ５の青色の発光色との混合によって白色発光させたものに於いても、熱による蛍光材の劣化を防ぐことができ、安定した波長の光を出射することができる。
Further, for example, a blue light emitting semiconductor light emitting
図２に示す光源装置１（１Ｂ）は、外観が矩形形状を成し、電気系リードフレーム４ａおよび電極端子４ａと電気系リードフレーム４ｂおよび電極端子４ｂとは対向方向に設けるとともに同方向に載置リードフレーム３を設け、互いに対角対称に設けてある。ここで、光源装置１（１Ａ）と重複する構成等の説明は省略する。
The light source device 1 (1B) shown in FIG. 2 has a rectangular external appearance, and the
尚、図７（ａ）は載置リードフレーム３や電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等のリードフレーム部での断面図であるとともに凹部３０に半導体発光素子チップ５を載置し電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等にボンディングワイヤ９をボンディングした図である。さらに、図７（ｂ）は光源装置１（１Ｂ）の裏面７からの図を示し、図７（ｃ）は載置リードフレーム３を中心とした側面断面図である。
7A is a cross-sectional view of the lead frame portion such as the mounting
載置リードフレーム３および放熱端子３と電気系リードフレーム４ａ，４ｂおよび電極端子４ａ，４ｂとは互いに対向した同じ方向に設ける。特に電気系リードフレーム４ａおよび電極端子４ａと電気系リードフレーム４ｂおよび電極端子４ｂとは対角対称に設けてある。そのために、供給電気の極性を間違えず行うことができる。
The mounting
さらに、図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すように、載置リードフレーム３の中心位置に設けた矩形形状の凹部３０の半導体発光素子チップ５を載置する反対側は、パッケージ２から露出し光源装置１（１Ｂ）の裏面からも矩形状に認識することができる。尚、ここで光源装置１（１Ａ）と重複する作用、効果等の説明は省略する。
Further, as shown in FIGS. 7B and 7C, the opposite side of the
図３に示す光源装置１（１Ｃ）は、外観が矩形形状を成し、電気系リードフレーム４ａおよび電極端子４ａと電気系リードフレーム４ｂおよび電極端子４ｂとは１つの同方向に設け、ならびに電気系リードフレーム４ｃおよび電極端子４ｃと電気系リードフレーム４ｄおよび電極端子４ｄとは１つの同方向に設けるとともに同方向に載置リードフレーム３を設け、載置リードフレーム３に２つの半導体発光素子チップ５を載置し、対向方向に別々に電極端子４ａ−半導体発光素子チップ５ａ−電極端子４ｂと電極端子４ｃ−半導体発光素子チップ５ｂ−電極端子４ｄとに２回路を形成するようにボンディングワイヤ９でボンディングし結線する。
The light source device 1 (1C) shown in FIG. 3 has a rectangular appearance, and the
尚、電気極性としては、電極端子４ａと電極端子４ｃとを陰極側（マイナス）、電極端子４ｂと電極端子４ｄとを陽極側（プラス）といったように、上下２回路の極性方向を同じにしても良い。また、電気極性として、電極端子４ａと電極端子４ｄとを陰極側（マイナス）、電極端子４ｂと電極端子４ｃとを陽極側（プラス）といったように、上下２回路を異なる極性方向にしても良い。ここで、光源装置１（１Ａ）と重複する構成等の説明は省略する。
As for the electrical polarity, the polarity directions of the upper and lower circuits are the same, such that the
図８（ａ）は載置リードフレーム３や電気系リードフレーム４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ等のリードフレーム部での断面図であるとともに凹部３０に半導体発光素子チップ５ａ、半導体発光素子チップ５ｂを載置し電気系リードフレーム４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ等にボンディングワイヤ９をボンディングした図である。さらに、図８（ｂ）は光源装置１（１Ｃ）の裏面７からの図を示し、図８（ｃ）は載置リードフレーム３を中心とした側面断面図である。
FIG. 8A is a cross-sectional view of the lead frame portion such as the mounting
載置リードフレーム３および放熱端子３と電気系リードフレーム４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄおよび電極端子４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとは対向した同じ方向に設ける。特に第１回路の電気系リードフレーム４ａおよび電極端子４ａと電気系リードフレーム４ｂおよび電極端子４ｂとは載置リードフレーム３および放熱端子３を挟んで同方向に設けてある。
The mounting
また、対向する第２回路の電気系リードフレーム４ｃおよび電極端子４ｃと電気系リードフレーム４ｄおよび電極端子４ｄとは載置リードフレーム３および放熱端子３を挟んで同方向に設けてある。そのために、上下に絶縁された２回路を設け、供給電気の極性を間違えず行うことができる。
The opposing
図８（ｂ）および図８（ｃ）に示すように、載置リードフレーム３の中心位置に設けた矩形形状の凹部３０の半導体発光素子チップ５ａと半導体発光素子チップ５ｂとを２つ載置する反対側は、パッケージ２から露出し光源装置１（１Ｃ）の裏面からも矩形状に認識することができる。尚、ここで光源装置１（１Ａ）と重複する作用、効果等の説明は省略する。
As shown in FIGS. 8B and 8C, two semiconductor light emitting
図４に示す光源装置１（１Ｄ）は、外観が矩形形状を成し、電気系リードフレーム４ａおよび電極端子４ａと電気系リードフレーム４ｂおよび電極端子４ｂとは１つの同方向に設け、ならびに電気系リードフレーム４ｃおよび電極端子４ｃと電気系リードフレーム４ｄおよび電極端子４ｄとは１つの同方向に設けるとともに同方向に載置リードフレーム３を設け、さらに、載置リードフレーム３や電気系リードフレーム４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄおよび電極端子４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ等に対して交差（略直角）するように電気系リードフレーム４ｅおよび電気系リードフレーム４ｆを対向するように設ける。
The light source device 1 (1D) shown in FIG. 4 has a rectangular appearance, and the
光源装置１（１Ｄ）は、載置リードフレーム３に３つの半導体発光素子チップ５ａ、半導体発光素子チップ５ｂ、半導体発光素子チップ５ｃを載置し、対向方向に別々に電極端子４ａ−半導体発光素子チップ５ａ−電極端子４ｂと電極端子４ｃ−半導体発光素子チップ５ｃ−電極端子４ｄとに２回路を形成し、さらに載置リードフレーム３に効果（直交）するように対向方向に電極端子４ａと電極端子４ｃとの間に電極端子４ｅを設け、同様に電極端子４ｂと電極端子４ｄとの間に電極端子４ｆを設け、電極端子４ｅ−半導体発光素子チップ５ｂ−電極端子４ｆに１回路を形成するようにボンディングワイヤ９でボンディングし結線する。
In the light source device 1 (1D), three semiconductor light emitting
尚、電気極性としては、電極端子４ａと電極端子４ｃとを陰極側（マイナス）、電極端子４ｂと電極端子４ｄとを陽極側（プラス）といったように、上下２回路の極性方向を同じにしても良い。また、電気極性として、電極端子４ａと電極端子４ｄとを陰極側（マイナス）、電極端子４ｂと電極端子４ｃとを陽極側（プラス）といったように、上下２回路を異なる極性方向にしても良い。ここで、光源装置１（１Ａ）と重複する構成等の説明は省略する。
As for the electrical polarity, the polarity directions of the upper and lower circuits are the same, such that the
図９（ａ）は載置リードフレーム３や電気系リードフレーム４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ等のリードフレーム部での断面図であるとともに凹部３０に半導体発光素子チップ５ａ、半導体発光素子チップ５ｂ、半導体発光素子チップ５ｃを載置し電気系リードフレーム４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ等にボンディングワイヤ９をボンディングした図である。さらに、図９（ｂ）は光源装置１（１Ｄ）の裏面７からの図を示し、図９（ｃ）は載置リードフレーム３を中心とした側面断面図である。
FIG. 9A is a cross-sectional view of the lead frame portion such as the mounting
載置リードフレーム３および放熱端子３と電気系リードフレーム４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄおよび電極端子４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとは対向した同じ方向に設ける。
The mounting
さらに、載置リードフレーム３や電気系リードフレーム４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄおよび電極端子４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ等に対して交差（略直角）するように電気系リードフレーム４ｅおよび電極端子４ｅと電気系リードフレーム４ｆおよび電極端子４ｆとを対向するように設ける。
Furthermore, the
特に第１回路の電気系リードフレーム４ａおよび電極端子４ａと電気系リードフレーム４ｂおよび電極端子４ｂとは載置リードフレーム３および放熱端子３を挟んで同方向に設けてある。
In particular, the
また、対向する第２回路の電気系リードフレーム４ｃおよび電極端子４ｃと電気系リードフレーム４ｆおよび電極端子４ｆとは載置リードフレーム３を挟んで対向方向に設けてある。
Further, the
さらに、第３回路の電気系リードフレーム４ｅおよび電極端子４ｅと電気系リードフレーム４ｆおよび電極端子４ｆとは載置リードフレーム３を挟んで対向方向に設けてある。このように、上下左右に絶縁された３回路を設けることにより、供給電気の極性を間違えず行うことができる。
Furthermore, the
図９（ｂ）および図９（ｃ）に示すように、載置リードフレーム３の中心位置に設けた矩形形状の凹部３０の半導体発光素子チップ５ａ、半導体発光素子チップ５ｂ、半導体発光素子チップ５ｃを３つ載置する反対側は、パッケージ２から露出し光源装置１（１Ｄ）の裏面からも矩形状を認識することができる。尚、ここで光源装置１（１Ａ）と重複する作用、効果等の説明は省略する。
As shown in FIGS. 9B and 9C, the semiconductor light emitting
図５の光源装置１（１Ｅ）は、外観が円形形状を成し、載置リードフレーム３を境として電気系リードフレーム４ａおよび電極端子４ａと電気系リードフレーム４ｃおよび電極端子４ｃと電気系リードフレーム４ｅおよび電極端子４ｅとの１群ならびに電気系リードフレーム４ｂおよび電極端子４ｂと電気系リードフレーム４ｄおよび電極端子４ｄと電気系リードフレーム４ｆおよび電極端子４ｆとの１群とが略放射状に設ける。
The light source device 1 (1E) of FIG. 5 has a circular appearance, and the
光源装置１（１Ｅ）は、載置リードフレーム３に３つの半導体発光素子チップ５ａ、半導体発光素子チップ５ｂ、半導体発光素子チップ５ｃを載置し、載置リードフレーム３を介して別々に電極端子４ａ−半導体発光素子チップ５ａ−電極端子４ｂと電極端子４ｃ−半導体発光素子チップ５ｂ−電極端子４ｄと電極端子４ｅ−半導体発光素子チップ５ｃ−電極端子４ｆとに３回路を形成するようにボンディングワイヤ９でボンディングし結線する。
In the light source device 1 (1 E), three semiconductor light emitting
尚、電気極性としては、電極端子４ａと電極端子４ｃと電極端子４ｅとを陰極側（マイナス）、電極端子４ｂと電極端子４ｄと電極端子４ｆとを陽極側（プラス）といったように、載置リードフレーム３を境として上下３回路の極性方向を同じにしても良い。また、電気極性として、電極端子４ａと電極端子４ｄとを陰極側（マイナス）、電極端子４ｂと電極端子４ｃとを陽極側（プラス）といったように、上下３回路を交互に異なる極性方向にしても良い。ここで、光源装置１（１Ａ）と重複する構成等の説明は省略する。
The
図１０（ａ）は載置リードフレーム３や電気系リードフレーム４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ等のリードフレーム部での断面図であるとともに凹部３０に半導体発光素子チップ５ａ、半導体発光素子チップ５ｂ、半導体発光素子チップ５ｃを載置し電気系リードフレーム４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ等にボンディングワイヤ９をボンディングした図である。さらに、図１０（ｂ）は光源装置１（１Ｅ）の裏面７からの図を示し、図１０（ｃ）は載置リードフレーム３を中心とした側面断面図である。
FIG. 10A is a cross-sectional view of the lead frame portion such as the mounting
載置リードフレーム３および放熱端子３を中心に両側に電気系リードフレーム４ａ，４ｃ，４ｅおよび電極端子４ａ，４ｃ，４ｅと、電気系リードフレーム４ｂ，４ｄ，４ｆおよび電極端子４ｂ，４ｄ，４ｆを放射状に設ける。
Electrical lead frames 4a, 4c, 4e and
特に第１回路の電気系リードフレーム４ａおよび電極端子４ａと電気系リードフレーム４ｂおよび電極端子４ｂとは載置リードフレーム３および放熱端子３を挟んで対向方向に設けてある。
In particular, the
同様に第２回路の電気系リードフレーム４ｃおよび電極端子４ｃと電気系リードフレーム４ｄおよび電極端子４ｄとは載置リードフレーム３および放熱端子３を挟んで対向方向に設けてある。
Similarly, the
さらに、第３回路の電気系リードフレーム４ｅおよび電極端子４ｅと電気系リードフレーム４ｆおよび電極端子４ｆとは載置リードフレーム３を挟んで対向方向に設けてある。このように、上下左右に絶縁された３回路を設けることにより、供給電気の極性を間違えず行うことができる。
Furthermore, the
図１０（ｂ）および図１０（ｃ）に示すように、載置リードフレーム３の中心位置に設けた円形形状の凹部３０の半導体発光素子チップ５ａ、半導体発光素子チップ５ｂ、半導体発光素子チップ５ｃを３つ載置する反対側は、パッケージ２から露出し光源装置１（１Ｅ）の裏面からも矩形状を認識することができる。尚、ここで光源装置１（１Ａ）と重複する作用、効果等の説明は省略する。
As shown in FIGS. 10B and 10C, the semiconductor light emitting
さらに、これら光源装置１Ａ、光源装置１Ｂ、光源装置１Ｃ、光源装置１Ｄおよび光源装置１Ｅの裏面部７に露出させた載置リードフレーム３の凹部３０および裏面部７の露出部分の形状は上記の形状に拘らず放熱効果があれば良い。
Furthermore, the shapes of the recessed
また、図４の光源装置１Ｄや図５の光源装置１Ｅは、電気系リードフレームを載置リードフレームに対して３つの対を有するので、３つの半導体発光素子チップを別々にコントロールすることができるとともに赤色発光、青色発光、緑色発光の三種の半導体発光素子チップを載置することができる。
Further, since the
そのために、全体の輝度をコントロールすることができるとともに３種の半導体発光素子チップを同時に点灯することによって白色光の出射光を得ることができ、さらに３種の半導体発光素子チップを別々にコントロールすることによって全体の発光色をふるからで表現することができる。 Therefore, it is possible to control the overall luminance and simultaneously obtain the emitted light of white light by simultaneously lighting the three kinds of semiconductor light emitting element chips, and further control the three kinds of semiconductor light emitting element chips separately. Thus, the entire emission color can be expressed by the screen.
尚、載置リードフレーム３に設けた半導体発光素子チップ５を載置する凹部３０は完全に一体化されているが、加工製造***部分で左右に分離されていても良い。
Although the
パッケージ２は、変成ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン４６や芳香族系ポリエステル等からなる液晶ポリマなどの絶縁性の有る樹脂材料に、光の反射性を良くするとともに遮光性を得るために酸化チタン等の白色粉体を混入させたものを加熱射出成形する。
The
また、パッケージ２は、図６（ｄ）、図７（ｃ）、図８（ｃ）、図９（ｃ）および図１０（ｃ）等に示すように、半導体発光素子チップ５からの発光された出射光を外部に出射する出射開口部６は、載置リードフレーム３に載置された半導体発光素子チップ５を略中心に位置し、電気系リードフレーム４ａ，４ｂ等の一部分もこの出射開口部６に露出している。
The
さらに、パッケージ２は、半導体発光素子チップ５を載置した部分より出射開口部６までの間を傾斜部６ｂで接続されている。
Further, the
この傾斜部６ｂは、図６（ｄ）や図１０（ｃ）等に示すように、出射開口部６から円錐状の辺からなり、同様に図７（ｃ）、図８（ｃ）や図９（ｃ）等に示すように、出射開口部６の各４辺からなり、この円錐状の傾斜部６ｂや４つの傾斜部６ｂと載置リードフレーム３との空間を無色透明なエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の透明樹脂等で充填し、より強く半導体発光素子チップ５を固定するとともに半導体発光素子チップ５からの出射光を空気層に露出せずに光を減衰することなく出射開口部６から出射する。
As shown in FIG. 6D, FIG. 10C, and the like, the
また、傾斜部６ｂは、半導体発光素子チップ５からの出射光（特に半導体発光素子チップ５の４側面からの出射光も含めて）のうち、半導体発光素子チップ５からの直進光以外の光を傾斜部６ｂで反射して出射開口部６から出射するようにする。
Further, the
さらに、傾斜部６ｂは、表面が完全に鏡面でなくとも良く、微細な凹凸の加工を施して広がりの有る反射光を得ることができるとともに充填する透明樹脂との結合（接合）を強度にすることができる。
Further, the
また、光源装置１等は、出射光の色が単色発光等のときに空間に半導体発光素子チップ５の出射光と同色に調整した色の透明なエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の透明樹脂等で充填してより鮮明な発光色を出射させる。
The
さらに、無色透明の樹脂に無機系の蛍光顔料や有機系の蛍光染料等からなる波長変換材料を混入させた樹脂を充填して半導体発光素子チップ５自身の発光色と半導体発光素子チップ５により励起し発光した半導体発光素子チップ５と異なる波長の光とを混合させた光を出射させても良い。
Further, a resin in which a wavelength conversion material made of an inorganic fluorescent pigment, an organic fluorescent dye, or the like is mixed into a colorless and transparent resin is filled and excited by the emission color of the semiconductor light emitting
半導体発光素子チップ５は、全てのＬＥＤやレーザ等で良く、特に４元素化合物やＩｎＧａＡｌＰ系、ＩｎＧａＡｌＮ系、ＩｎＧａＮ系等の化合物の半導体チップ等からなる赤色発光（Ｒ）、青色発光（Ｂ）、緑色発光（Ｇ）等の高輝度発光素子であり、白色光の場合にはこれら赤色発光（Ｒ）、青色発光（Ｂ）、緑色発光（Ｇ）の３原色を載置リードフレーム３ａ，３ｂ等に極めて近接して載置して単色の出射光から、ＲＧＢそれぞれを組み合わせて各種の発光色を出射することができる。
The semiconductor light-emitting
以上のように本発明の光源装置は、インサートモールド成形等によって形成する光源装置であり、半導体発光素子チップを載置する専用の載置リードフレームと半導体発光素子チップに電源を供給する専用の電気系リードフレームとの２種のリードフレームを完全に分離するように電気系リードフレームと載置リードフレームとが同一面位置に有して、載置リードフレームの半導体発光素子チップを載置する部分を凹部状や凸部状にするとともに、この部分をパッケージの外部に露出するように形成している。 As described above, the light source device of the present invention is a light source device formed by insert molding or the like, and a dedicated mounting lead frame for mounting a semiconductor light emitting element chip and a dedicated electric power for supplying power to the semiconductor light emitting element chip. A portion of the mounting lead frame on which the semiconductor light emitting element chip is mounted so that the two types of lead frames are completely separated from the system lead frame so that the electrical lead frame and the mounting lead frame are in the same plane position. Is formed in a concave shape or a convex shape so that this portion is exposed to the outside of the package.
また、半導体発光素子チップから発生するジュール熱を電気系リードフレームに影響を与えずに載置リードフレームのみに放出させるため、半導体発光素子チップからのジュール熱を半導体発光素子チップを載置した載置リードフレームの凹部分から外部に放出させるとともに半導体発光素子チップからのジュール熱を伝導した載置リードフレームの両端部を光源装置本体のパッケージの外部に放熱端子として設けている。 Further, since Joule heat generated from the semiconductor light emitting element chip is released only to the mounting lead frame without affecting the electric lead frame, the Joule heat from the semiconductor light emitting element chip is mounted on the semiconductor light emitting element chip. Both ends of the mounting lead frame that are discharged to the outside from the concave portion of the mounting lead frame and conduct Joule heat from the semiconductor light emitting element chip are provided as heat radiation terminals outside the package of the light source device body.
これにより、半導体発光素子チップからのジュール熱を外部に放射させ、半導体発光素子チップの安定発光、劣化防止、長寿命化、さらには多くの電流を半導体発光素子チップに流すことができる。その結果、高輝度な出射光を得ることができ、また放熱端子を機械的に取り扱えて光源装置自身を機械的に固定することができるとともに光源装置の位置決めや取り付け等を容易にすることができ、作業性、生産性、信頼性さらには経済性を向上することができる。 Thereby, Joule heat from the semiconductor light emitting element chip can be radiated to the outside, stable light emission of the semiconductor light emitting element chip, prevention of deterioration, long life, and much current can be passed through the semiconductor light emitting element chip. As a result, high-luminance outgoing light can be obtained, the heat radiation terminal can be handled mechanically, the light source device itself can be mechanically fixed, and positioning and mounting of the light source device can be facilitated. In addition, workability, productivity, reliability and economy can be improved.
小型なモバイル製品のバックライト用光源から大型の液晶表示装置等のバックライト用光源などに適している。特に半導体発光素子であるため動作温度範囲が広く例えばカーナビ等の使用環境に対しても十分対応することができる。
さらに、本発明の光源装置を多数並べて全体としてマトリックス状にすることでフルカラのディスプレイを提供することができる。
It is suitable for light sources for backlights of small mobile products to light sources for backlights of large liquid crystal display devices. In particular, since it is a semiconductor light emitting device, it has a wide operating temperature range and can sufficiently cope with the use environment such as a car navigation system.
Further, a full color display can be provided by arranging a large number of light source devices of the present invention in a matrix.
１（１Ａ〜１Ｅ） 光源装置
２ パッケージ
３ 載置リードフレームおよび放熱端子
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ 電気系リードフレームおよび電極端子
５，５ａ，５ｂ，５ｃ 半導体発光素子チップ
６ 出射開口部
６ｂ 傾斜部
７ 裏面部
８ 取り付け穴
９ ボンディングワイヤ
３０ 載置凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 (1A-1E)
Claims (6)
前記リードフレームは、前記半導体発光素子チップを電気的に接続する対の電気系リードフレームと、前記半導体発光素子チップを載置する載置リードフレームとを有し、前記載置リードフレームは対の前記電気系リードフレームの間に並ぶとともに前記半導体発光素子チップの載置部分として前記電気系リードフレームよりも低い凹部または前記電気系リードフレームよりも高い凸部を設けることを特徴とする光源装置。 In the light source device in which the semiconductor light emitting element chip is arranged on the lead frame by insert molding with a reflective resin of the lead frame,
The lead frame includes a pair of electrical lead frames that electrically connect the semiconductor light emitting element chips, and a placement lead frame that places the semiconductor light emitting element chips. A light source device characterized in that a concave portion lower than the electric lead frame or a convex portion higher than the electric lead frame is provided as a mounting portion of the semiconductor light emitting element chip, which is arranged between the electric lead frames.
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