JP2010153666A - 発光装置、発光モジュール、発光装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発光チップ22は、凹部31を有する容器30と、凹部31に露出するように設けられる第1リード部61乃至第4リード部64と、凹部31に露出する第1リード部61乃至第4リード部64に実装される第1青色LED乃至第4青色LED74とを備える。容器30は、凹部31において第1リード部61乃至第4リード部64が露出していない領域を覆うよう第1容器部40と、凹部31に露出することなく第1リード部61乃至第4リード部64に接触して第1容器部40を収容する第2容器部50とを備えており、第1容器部40を第2容器部50よりも光反射性の高い材料で構成し、第2容器部50を第1容器部40よりも熱伝導性の高い材料で構成する。
【選択図】図3
Description
また、第1容器部が白色顔料を用いて白色化された樹脂材料で構成されることを特徴とすることができる。
さらに、第2容器部が2W/m・K以上20W/m・K以下の熱伝導率を有する樹脂材料で構成されることを特徴とすることができる。
さらにまた、第1容器部および第2容器部が、それぞれ絶縁性を有する樹脂材料で構成されることを特徴とすることができる。
また、第1樹脂部材が白色顔料を用いて白色化されていることを特徴とすることができる。
さらに、第2樹脂部材が、2W/m・K以上20W/m・K以下の熱伝導率を有する樹脂材料で構成されることを特徴とすることができる。
さらにまた、第1樹脂部材および第2樹脂部材の体積抵抗率がそれぞれ1015Ω・cm以上であることを特徴とすることができる。
そして、第1樹脂部材は第2樹脂部材よりも発光素子から出力される光に対する光反射性が高く設定され、第2樹脂部材は第1樹脂部材よりも発光素子から伝達される熱に対する熱伝導性が高く設定されることを特徴とすることができる。
また、第1容器部を形成する工程では、白色顔料を用いて白色化された樹脂材料を用いて第1容器部を形成することを特徴とすることができる。
さらに、第2容器部を形成する工程では、熱伝導フィラーを用いて熱伝導率が2W/m・K以上20W/m・K以下に設定された樹脂材料を用いて第2容器部を形成することを特徴とすることができる。
さらにまた、第1容器部を形成する工程では、体積抵抗率が1015Ω・cm以上の樹脂材料を用いて第1容器部を形成し、第2容器部を形成する工程では、体積抵抗率が1015Ω・cm以上の樹脂材料を用いて第2容器部を形成することを特徴とすることができる。
そして、発光素子が実装された凹部に発光素子を封止するための封止部を形成する工程をさらに含むことを特徴とすることができる。
図1は、本実施の形態が適用される照明装置10の構成の一例を説明するための図である。ここで、図1(a)は照明装置10を被照射側からみた正面図であり、図1(b)は照明装置10の側面図である。
また、第1青色LED71乃至第4青色LED74の発光層はInGaN(窒化インジウムガリウム)を含む構成を有しており、青色光を出射するようになっている(なおInGaNとは、各元素組成比は任意の相対比率を含む総称である。)。
上述したように、容器30は、第1リード部61乃至第4リード部64とともに凹部31を形成する第1容器部40と、第1容器部40の背面側すなわち凹部31とは反対側において第1容器部40を収容する第2容器部50とを備えている。ここで、図2に示すように上側からみたときに、第1容器部40は円形の外形を有しており、第2容器部50は長方形の外形を有している。なお、第1リード部61乃至第4リード部64は、第1容器部40および第2容器部50を貫通して容器30の側部外側へと突出し、第2容器部50の表面に沿って裏面側に折り曲げられている。また、4つのリード片65a、65b、66a、66bは、第2容器部50に挟み込まれている。
また、図2および図3(a)に示すように、底面32のうち第1リード部61乃至第4のリード部64が存在しない領域には、第1容器部40が露出するようになっている。一方、図2および図3(b)に示すように、底面32のうち第1リード部61乃至第4リード部64が存在する領域において、第1青色LED71乃至第4青色LED74がダイボンドされる部位の裏面側には、第1容器部40が形成されておらず、開口部の一例としての第1開口部41、第2開口部42、第3開口部43および第4開口部44(後述する図7参照)が設けられている。なお、第1開口部41乃至第4開口部44はそれぞれ正方形状となっており、第1リード部61乃至第4リード部64から遠ざかるほど拡開するようになっている。
また、図2および図3(a)に示すように、底面32のうち第1リード部61乃至第4リード部64が存在しない領域には、第2容器部50が露出しないようになっている。一方、図2および図3(b)に示すように、底面32のうち第1リード部61乃至第4リード部64が存在する領域において、第1青色LED71乃至第4青色LED74がダイボンドされる部位の裏面側に形成された第1開口部41乃至第4開口部44には、これらをそれぞれ埋めるように第2容器部50による突出部の一例としての第1突出部51、第2突出部52、第3突出部53および第4突出部54が形成され、第1リード部61乃至第4リード部64の裏面側とそれぞれ接触するようになっている。
そして、第1青色LED71乃至第4青色LED74の発光波長の光に対する第1容器部40の光反射率は、同じ発光波長の光に対する第2容器部50の光反射率よりも高いことが好ましい。なお、第2容器部50を構成する樹脂は、熱伝導性を高めるために添加される熱伝導性フィラーの影響により、一般的に、第1容器部40よりも可視光の光反射率が低くなり、第1容器部40が白色を呈するのに対し、第2容器部50は灰色あるいは黒色を呈する傾向にある。
外部から照明装置10の発光モジュール11に電流が供給されると、42個の発光チップ22から白色光が出射される。各発光チップ22から出射された白色光は、直接あるいは基板21やシェード12で反射した後に、空間あるいは対象物に向けて照射される。
発光チップ22に第1リード部61乃至第4リード部64を介して電流が供給されると、これらと電気的に接続される第1青色LED71乃至第4青色LED74には、それぞれ直流の順方向電流が流れる。その結果、発光チップ22に設けられた第1青色LED71乃至第4青色LED74は、それぞれ青色に発光する。第1青色LED71乃至第4青色LED74から出力された青色光は、封止部80内すなわち凹部31内を進行し、直接あるいは底面32や壁面33で反射した後に封止部80の上部側に設けられた出射面から外部に出射される。但し、出射面に向かう光の一部は、出射面で反射し、再び封止部80内を進行する。この間、封止部80内において、青色光の一部は蛍光体によって緑色光および赤色光に変換され、変換された緑色光および赤色光は、直接あるいは底面32や壁面33で反射した後、青色光と共に出射面から外部に出射される。したがって、封止部80からは、青色光、緑色光および赤色光を含む白色光が出射されることになる。
ここで、本実施の形態では、底面32に露出して表面側に第1青色LED71乃至第4青色LED74が実装される第1リード部61乃至第4リード部64の実装位置の裏面側に、第1容器部40よりも熱伝導性のよい第2容器部50の第1突出部51乃至第4突出部54を接触させている。これにより、第1青色LED71乃至第4青色LED74から第1リード部61乃至第4リード部64の表面側に伝達された熱は、その真裏から第1突出部51乃至第4突出部54を介して第2容器部50へと伝達される。そして、伝達された熱は、第2容器部50の外表面から大気中へと放出される。また、第1リード部61乃至第4リード部64の一部は、容器30の外側に露出する部位へと伝達され、第1リード部61乃至第4リード部64の外表面から大気中へと放出される。
このようなリードフレームに対し、第1樹脂の射出成型を行って第1容器部40を形成し(ステップ101)、続いて第2樹脂の射出成型を行って第2容器部50を形成し(ステップ102)、容器30を得る。次に、底面32に露出する第1リード部61乃至第4リード部64上に、それぞれ、第1青色LED71乃至第4青色LED74を実装する(ステップ103)。なお、実装においては、第1リード部61乃至第4リード部64上への第1青色LED71乃至第4青色LED74のダイボンドと、第1リード部61乃至第4リード部64と第1青色LED71乃至第4青色LED74とのワイヤボンドとが行われる。その後、凹部31に封止樹脂を充填し、その後固化させて封止部80を形成する(ステップ104)。
このリードフレーム60は、1枚の金属板を打ち抜くことにより、第1リード部61乃至第4リード部64および4つのリード片65a、65b、66a、66bを、渡り部67を介して一体化したものである。ここで、リード片65a、65bは渡り部67から延びる第1支持部65の端部から突出形成されており、リード片66a、66bは渡り部67から延びる第2支持部66の端部からリード片65a、65bと対向する側に向けて突出形成されている。
他方、図7に示すように、リードフレーム60の裏面側には、第1容器部40によって4つの第1開口部41、第2開口部42、第3開口部43および第4開口部44が形成される。このとき、第1開口部41乃至第4開口部44の底部には、第1リード部61乃至第4リード部64のそれぞれの裏面側の一部が露出する。
他方、図9に示すように、リードフレーム60の裏面側には、第1容器部40により形成される第1開口部41乃至第4開口部44(図7参照)に第2容器部50が充填されて第1突出部51乃至第4突出部54が形成されるとともにその裏面側全域にわたって第2容器部50が露出する。
なお、これら第1青色LED71乃至第4青色LED74の実装が行われた後、ステップ104における封止部80の形成が行われる。
そして、第1リード部61乃至第4リード部64の折り曲げがなされた後、ステップ107において、第1支持部65を図11に示すA−Aで切断するとともに第2支持部66を図11に示すB−Bで切断することにより、リードフレーム60から発光チップ22を分離することができ、図1乃至図3に示す発光チップ22が得られる。
Claims (18)
- 凹部を有する容器と、
一端が前記容器の前記凹部に露出するとともに他端が当該容器の外側に露出するように設けられる金属導体部と、
前記凹部の内側に露出する前記金属導体部の一方の面に取り付けられ、当該金属導体部と電気的に接続される発光素子と
を含み、
前記容器は、
前記凹部において前記金属導体部が露出していない領域を覆うように設けられ、当該金属導体部とともに当該凹部を形成する第1容器部と、
前記凹部に露出することなく前記金属導体部の他方の面に接触するとともに前記第1容器部を収容する第2容器部とを備え、
前記第1容器部は前記第2容器部よりも前記発光素子から出力される光に対する光反射性が高く設定され、
前記第2容器部は前記第1容器部よりも前記発光素子から伝達される熱に対する熱伝導性が高く設定されること
を特徴とする発光装置。 - 前記第2容器部は前記金属導体部の前記発光素子の取り付け部位の裏側で当該金属導体部に接触することを特徴とする請求項1記載の発光装置。
- 前記第1容器部が白色顔料を用いて白色化された樹脂材料で構成されることを特徴とする請求項1または2記載の発光装置。
- 前記第2容器部が2W/m・K以上20W/m・K以下の熱伝導率を有する樹脂材料で構成されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の発光装置。
- 前記第1容器部および前記第2容器部が、それぞれ絶縁性を有する樹脂材料で構成されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の発光装置。
- 表面および裏面を有する金属リード部と、
前記金属リード部の前記表面に取り付けられるとともに当該金属リード部と電気的に接続される発光素子と、
前記金属リード部の固定に用いられ、前記金属リード部の前記表面とともに前記発光素子から出射される光の反射面を形成する第1樹脂部材と、
前記第1樹脂部材と一体化して前記金属リード部の固定に用いられ、前記反射面に露出しないように前記金属リード部の前記裏面に接触して前記発光素子で発生した熱を外部へ伝達する第2樹脂部材と
を備える発光装置。 - 前記第1樹脂部材は前記金属リード部の前記発光素子の取り付け位置の裏側で当該金属リード部の前記裏面を露出させる開口部を備え、
前記第2樹脂部材は当該開口部に充填されて前記金属リード部の前記裏面に接触する突出部を備えることを特徴とする請求項6記載の発光装置。 - 前記第1樹脂部材が白色顔料を用いて白色化されていることを特徴とする請求項6または7記載の発光装置。
- 前記第2樹脂部材が、2W/m・K以上20W/m・K以下の熱伝導率を有する樹脂材料で構成されることを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項記載の発光装置。
- 前記第1樹脂部材および前記第2樹脂部材の体積抵抗率がそれぞれ1015Ω・cm以上であることを特徴とする請求項6乃至9のいずれか1項記載の発光装置。
- 前記第1樹脂部材は前記第2樹脂部材よりも前記発光素子から出力される光に対する光反射性が高く設定され、
前記第2樹脂部材は前記第1樹脂部材よりも前記発光素子から伝達される熱に対する熱伝導性が高く設定されることを特徴とする請求項6乃至10のいずれか1項記載の発光装置。 - 基板と、
前記基板に取り付けられる複数の発光装置とを備え、
前記発光装置は、
凹部を有する容器と、
一端が前記容器の前記凹部に露出するとともに他端が当該容器の外側に露出するように設けられる金属導体部と、
前記凹部の内側に露出する前記金属導体部の一方の面に取り付けられ、当該金属導体部と電気的に接続される発光素子とを含み、
前記容器は、
前記凹部において前記金属導体部が露出していない領域を覆うように設けられ、当該金属導体部とともに当該凹部を形成する第1容器部と、
前記凹部に露出することなく前記金属導体部の他方の面に接触するとともに前記第1容器部を収容する第2容器部とを備え、
前記第1容器部は前記第2容器部よりも前記発光素子から出力される光に対する光反射性が高く設定され、
前記第2容器部は前記第1容器部よりも前記発光素子から伝達される熱に対する熱伝導性が高く設定されること
を特徴とする発光モジュール。 - 表面および裏面を有するリードフレームに、当該リードフレームの当該表面の一部が露出する凹部と当該リードフレームの当該裏面の一部が露出する開口部とを備えた第1容器部を形成する工程と、
前記第1容器部が形成された前記リードフレームに、前記開口部を介して当該リードフレームの前記裏面に接触する突出部を備えるとともに前記凹部に露出しない第2容器部を形成する工程と、
前記凹部に露出する前記リードフレームの前記表面に発光素子を実装する工程と
を含み、
前記第1容器部を形成する工程では、前記第2容器部よりも前記発光素子から出力される光に対する光反射性が高い当該第1容器部を形成し、
前記第2容器部を形成する工程では、前記第1容器部よりも前記発光素子から伝達される熱に対する熱伝導性が高い当該第2容器部を形成すること
を特徴とする発光装置の製造方法。 - 前記第1容器部を形成する工程では、前記凹部に露出する前記リードフレームの前記発光素子の取り付け対象位置の裏側に前記開口部を形成することを特徴とする請求項13記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1容器部を形成する工程では、白色顔料を用いて白色化された樹脂材料を用いて当該第1容器部を形成することを特徴とする請求項13または14記載の発光装置の製造方法。
- 前記第2容器部を形成する工程では、熱伝導フィラーを用いて熱伝導率が2W/m・K以上20W/m・K以下に設定された樹脂材料を用いて当該第2容器部を形成することを特徴とする請求項13乃至15のいずれか1項記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1容器部を形成する工程では、体積抵抗率が1015Ω・cm以上の樹脂材料を用いて当該第1容器部を形成し、
前記第2容器部を形成する工程では、体積抵抗率が1015Ω・cm以上の樹脂材料を用いて当該第2容器部を形成することを特徴とする請求項13乃至16のいずれか1項記載の発光装置の製造方法。 - 前記発光素子が実装された前記凹部に当該発光素子を封止するための封止部を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項13乃至17のいずれか1項記載の発光装置の製造方法。
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