JP2013038173A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】実装性を向上可能な発光装置を提供する。
【解決手段】発光装置１００において、第１リード部１２１は、背面１０Ｂから離間しており、底面１０Ｃと第１側面１０Ｅ１とに連なって成形体１１から露出する第１端子部１２１ｂを有する。第１接続部１２１ａは、パッケージ１０の背面１０Ｂにおいて成形体１１から露出している。
【選択図】図２

Description

本発明は、発光素子を備える発光装置に関する。

従来、液晶テレビ用バックライト、照明器具、或いは光通信用デバイスなどの光源として、発光素子（例えば、発光ダイオードやレーザーダイオード）を備える発光装置が広く用いられている。

一般的に、発光装置は、基板に実装された場合に出射光が取り出される方向によって、トップビュー型とサイドビュー型とに分類することができる。トップビュー型の発光装置では、出射光が基板の実装面に垂直な方向に取り出される。サイドビュー型の発光装置では、出射光が基板の実装面に平行な方向に取り出される。

ここで、トップビュー型の発光装置において、発光装置を板状に形成して基板上に寝かせるとともに、基板側四隅に露出する４端子を基板に半田付けする手法が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１０−６２２７２号公報

一方で、サイドビュー型の発光装置では、光出射面に端子を露出させることが困難である。そのため、サイドビュー型の発光装置に特許文献１の手法を適用しようとすれば、発光装置を基板上に立たせるとともに、背面側二隅に露出させた２端子を基板に半田付けすることとなる。しかしながら、基板上に立てられた発光装置は、半田の表面張力によって後方に傾きやすいため、基板への実装性が低いという問題がある。

本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、実装性を向上可能な発光装置を提供することを目的とする。

本発明に係る発光装置は、発光素子と、成形体と成形体に埋設されるリードとによって構成される板状のパッケージと、備える。リードは、パッケージの光出射面と反対の背面から離間して配置され、光出射面につながる底面と底面につながる第１側面とに連なって成形体から露出する第１端子部と、発光素子に接続され、背面において成形体から露出する接続部と、を有する。

本発明によれば、実装性を向上可能な発光装置を提供することができる。

第１実施形態に係る発光装置の前面斜視図 第１実施形態に係る発光装置の背面斜視図 第１実施形態に係る発光装置の底面斜視図 第１実施形態に係るリードの前面斜視図 第１実施形態に係るリードの背面斜視図 第１実施形態に係る発光装置の平面図 第１実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための図 第１実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための図 第１実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための図 第２実施形態に係るリードの前面斜視図 第２実施形態に係るリードの背面斜視図 第２実施形態に係る発光装置の平面図 第２実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための図 第２実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための図

次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なっている場合がある。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

以下の実施形態では、発光装置の一例としてサイドビュー型の発光装置について説明する。サイドビュー型の発光装置とは、発光素子の出射光が実装基板の実装面に平行な方向に取り出されるタイプの発光装置である。

また、以下の実施形態では、発光素子の出射光が取り出される方向を“第１方向”と称し、発光装置が実装面に実装された場合に実装面に垂直な方向を“第２方向”と称し、第１方向及び第２方向に垂直な方向を“第３方向”と称する。

［第１実施形態］
（１）発光装置１００の構成
第１実施形態に係る発光装置１００の概略構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、発光装置１００の前面斜視図である。図２は、発光装置１００の背面斜視図である。図３は、発光装置１００の底面斜視図である。

発光装置１００は、図１〜図３に示すように、パッケージ１０と、発光素子２０と、封止樹脂３０と、を備える。発光装置１００は板状に形成されており、第１方向の奥行きは１ｍｍ程度、第２方向の高さは３ｍｍ程度、第３方向の幅は４ｍｍ程度であるが、これに限られるものではない。発光装置１００は、サイドビュー型の発光装置であり、図示しない実装基板の実装面上に立てられた状態で固定される。

パッケージ１０は、板状に形成され、第３方向に対して垂直に配置される。パッケージ１０は、成形体１１と、リード１２と、によって構成される。成形体１１は、パッケージ１０の外形を成す。リード１２は、成形体１１に埋設されており、第１リード部１２１と、第２リード部１２２と、を有する。リード１２の詳細な構成については後述する。

パッケージ１０は、光出射面１０Ａと、背面１０Ｂと、底面１０Ｃと、上面１０Ｄと、第１側面１０Ｅ１と、第２側面１０Ｅ２と、凹部１０Ｆと、を有する。光出射面１０Ａは、発光素子２０の出射光が取り出される面である。光出射面１０Ａには、発光素子２０を載置するための凹部１０Ｆが形成されている。背面１０Ｂは、光出射面１０Ａの反対に設けられる。底面１０Ｃは、光出射面１０Ａと背面１０Ｂとにつながっている。底面１０Ｃは、発光装置１００が実装基板に実装された場合に実装面と対向する。上面１０Ｄは、底面１０Ｃの反対に設けられる。第１側面１０Ｅ１は、光出射面１０Ａと背面１０Ｂと底面１０Ｃと上面１０Ｄとにつながっている。第２側面１０Ｅ２は、第１側面１０Ｅ１の反対に設けられる。

発光素子２０は、凹部１０Ｆの内部において、第１リード部１２１上に載置される。発光素子２０は、第１ワイヤ２１を介して第１リード部１２１に接続され、第２ワイヤ２２を介して第２リード部１２２に接続されている。発光素子２０の出射光は、光出射面１０Ａからパッケージ１０の外部に向けて第１方向に取り出される。

発光素子２０としては、基板上にＧａＡｌＮ、ＺｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等の半導体を発光層として有する発光ダイオードが好適に用いられる。

封止樹脂３０は、凹部１０Ｆに充填されており、発光素子２０を封止する。封止樹脂３０としては、透光性を有する樹脂、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、アクリレート樹脂、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ等）、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリノルボルネン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、変性エポキシ樹脂等から選択される少なくとも１種の樹脂を用いることができる。また、このような材料には、例えば、ＷＯ２００６／０３８５０２号や特開２００６−２２９０５５号に記載の蛍光体、顔料、フィラー或いは拡散材等が含有されていてもよい。

（２）リード１２の詳細な構成
第１実施形態に係るリード１２の詳細な構成について、図面を参照しながら説明する。図４は、リード１２の前面斜視図である。図５は、リード１２の背面斜視図である。図６（ａ）〜図６（ｄ）は、発光装置１００の背面図、底面図、第１側面図および第２側面図である。なお、図４および図５では、成形体１１の外縁が破線で示されている。

図４および図５に示すように、第１リード部１２１は、第１接続部１２１ａと、第１端子部１２１ｂと、を有する。
第１接続部１２１ａは、板状に形成され、第３方向に対して垂直に配置されている。第１接続部１２１ａは、パッケージ１０の凹部１０Ｆ内において成形体１１から露出する（図１参照）。また、第１接続部１２１ａは、図６（ａ）に示すように、パッケージ１０の背面１０Ｂにおいて、底面１０Ｃから離れた位置で成形体１１から露出している。第１接続部１２１ａは、パッケージ１０の背面１０Ｂにおいて、成形体１１と面一に形成されている。

第１端子部１２１ｂは、第１接続部１２１ａの下方（すなわち、底面１０Ｃ側）に配置され、第１接続部１２１ａから第１側面１０Ｅ１側に突出している。第１端子部１２１ｂは、パッケージ１０の背面１０Ｂから離間している。そのため、第１端子部１２１ｂは、図６（ａ）に示すように、パッケージ１０の背面１０Ｂにおいて成形体１１から露出していない。また、第１端子部１２１ｂは、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、パッケージ１０の底面１０Ｃと第１側面１０Ｅ１とに連なって成形体１１から露出している。第１端子部１２１ｂは、パッケージ１０の底面１０Ｃおよび第１側面１０Ｅ１において、成形体１１と面一に形成されている。なお、本実施形態では、第１方向において、第１端子部１２１ｂの厚みは、第１接続部１２１ａの厚みよりも小さい。

なお、背面１０Ｂにおいて、第１接続部１２１ａの露出面積は、第１端子部１２１ｂの露出面積よりも大きい。
図４および図５に示すように、第２リード部１２２は、第２接続部１２２ａと、第２端子部１２２ｂと、を有する。

第２接続部１２２ａは、板状に形成され、第３方向に対して垂直に配置されている。第２接続部１２２ａは、パッケージ１０の凹部１０Ｆ内において成形体１１から露出する（図１参照）。また、第２接続部１２２ａは、図６（ａ）に示すように、パッケージ１０の背面１０Ｂにおいて、底面１０Ｃから離れた位置で成形体１１から露出している。第２接続部１２２ａは、パッケージ１０の背面１０Ｂにおいて、成形体１１と面一に形成されている。

第２端子部１２２ｂは、第２接続部１２２ａの下方（すなわち、底面１０Ｃ側）に配置され、第２接続部１２２ａから第２側面１０Ｅ２側に突出している。第２端子部１２２ｂは、パッケージ１０の背面１０Ｂから離間している。そのため、第２端子部１２２ｂは、図６（ａ）に示すように、パッケージ１０の背面１０Ｂにおいて成形体１１から露出していない。また、第２端子部１２２ｂは、図６（ｂ）及び図６（ｄ）に示すように、パッケージ１０の底面１０Ｃと第２側面１０Ｅ２とに連なって成形体１１から露出している。第２端子部１２２ｂは、パッケージ１０の底面１０Ｃおよび第２側面１０Ｅ２において、成形体１１と面一に形成されている。なお、本実施形態では、第１方向において、第２端子部１２２ｂの厚みは、第２接続部１２２ａの厚みよりも小さい。

なお、背面１０Ｂにおいて、第２接続部１２２ａの露出面積は、第２端子部１２２ｂの露出面積よりも大きい。
また、図示しないが、発光装置１００を実装基板に実装する際には、第１及び第２端子部１２１ｂ，１２２ｂそれぞれのうち底面１０Ｃに露出する部分が、半田を介して実装面上のランドに接続される。また、第１端子部１２１ｂのうち第１側面１０Ｅ１に露出する部分が、半田フィレットを介して実装面上のランドに接続され、第２端子部１２２ｂのうち第２側面１０Ｅ２に露出する部分が、半田フィレットを介して実装面上のランドに接続される。

（３）発光装置１００の製造方法
第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図７〜９は、発光装置１００の製造方法を説明するための図である。

まず、図７に示すように、所定厚み（例えば０．５ｍｍ程度）の銅板（Ａｇメッキ済み）に打ち抜き加工を施すことによって、所望の形状のリード基板２００を形成する。
次に、図８に示すように、リード基板２００の片面にエッチング加工を施すことによって、リード基板２００に所望の形状の凹部２００Ａ（図８における斜線が施された領域）を形成する。凹部２００Ａの厚みは、例えば０．３ｍｍ程度である。凹部２００Ａには、発光装置１００の第１及び第２端子部１２１ｂ，１２２ｂとなる領域が含まれている。なお、図８では、リード基板２００のうち１つの発光装置１００に用いられる領域が一点鎖線で囲まれている。

次に、図９（ａ）に示すように、ハーフエッチング加工後のリード基板２００を上金型３００と下金型３５０との間に挟み込む。
次に、図９（ｂ）に示すように、上金型３００と下金型３５０との間に成形体１１を構成する熱硬化性樹脂１１Ａを充填させた後に冷却して硬化させる。

次に、図９（ｃ）に示すように、上金型３００と下金型３５０とを取り外して、上金型３００によって形成された凹部底面に発光素子２０を載置し、発光素子２０を封止樹脂３０で封止する。

次に、図９（ｄ）に示すように、リード基板２００と熱硬化性樹脂１１Ａとを所定の方向に沿ってダイシングソーで切断する。これによって、複数の発光装置１００が一括形成される。

（４）作用及び効果
第１実施形態に係る発光装置１００において、リード１２（第１リード部１２１）は、背面１０Ｂから離間しており、底面１０Ｃと第１側面１０Ｅ１とに連なって成形体１１から露出する第１端子部１２１ｂを有する。

このように、第１端子部１２１ｂは、底面１０Ｃおよび第１側面１０Ｅ１に露出する一方で、背面１０Ｂに露出していない。そのため、第１端子部１２１ｂを実装面に半田付けした際、背面１０Ｂに半田の表面張力が掛かることを回避できるので、発光装置１００が後方に傾くことを抑制できる。また、底面１０Ｃと実装面との間に余剰の半田があった場合に、半田を第１側面１０Ｅ１側に逃がすことによって、底面１０Ｃと実装面との間にある半田量を均一にできる。その結果、発光装置１００の基板への実装性を向上させることができる。

さらに、以上の効果は第２リード部１２２の第２端子部１２２ｂによっても同様に得ることができる。この場合、第１及び第２端子部１２１ｂ，１２２ｂそれぞれに掛かる半田の表面張力によって、発光装置１００を両側方から支持することができるので、発光装置１００が後方に傾くことをより抑制できる。

また、第１接続部１２１ａは、パッケージ１０の背面１０Ｂにおいて成形体１１から露出している。従って、第１接続部１２１ａに接続される発光素子２０の熱を背面１０Ｂから効率的に放出できる。

また、背面１０Ｂにおいて、第１接続部１２１ａの露出面積は、第１端子部１２１ｂの露出面積よりも大きい。従って、発光素子２０の熱を背面１０Ｂから空気中へ効率的に放出することができる。このような効果は、バックライトユニットなどのユニット内に発光装置を冷却するための送風ファンが設けられている場合に特に顕著となる。なお、第２接続部１２２ａの露出面積が第２端子部１２２ｂの露出面積よりも大きいことによっても、同様の効果を得ることができる。

［第２実施形態］
第２実施形態に係る発光装置１００の構成について、図面を参照しながら説明する。上記第１実施形態との相違点はリード１２の構成にあるので、以下においては、リード１２に係る相違点について主に説明する。

（１）リード１２の構成
第２実施形態に係るリード１２の構成について、図面を参照しながら説明する。図１０は、リード１２の前面斜視図である。図１１は、リード１２の背面斜視図である。図１２（ａ）〜図１２（ｄ）は、発光装置１００の背面図、底面図、第１側面図および第２側面図である。

図１０および図１１に示すように、第１リード部１２１は、第１接続部１２１ａと、第１端子部１２１ｂ’と、土台部１２１ｃと、を有する。
第１接続部１２１ａの構成は、上記第１実施形態に記載の通りである。

第１端子部１２１ｂ’は、図１０および図１１に示すように、第１接続部１２１ａより光出射面１０Ａの近くに位置している。また、図１２（ｂ）および図１２（ｃ）に示すように、第１方向において、第１端子部１２１ｂ’の厚みｘは、第１接続部１２１ａの厚み（土台部１２１ｃの厚みｙと同じ）と同等である。このような第１端子部１２１ｂ’の厚みｘは、第１方向におけるパッケージ１０の奥行きの４０〜９０％であることが好ましく、５０〜８０％がより好ましい。後述するように、第１端子部１２１ｂ’は、プレス加工によって形成される。

土台部１２１ｃは、第１接続部１２１ａの下方（すなわち、底面１０Ｃ側）に配置されており、第１端子部１２１ｂから離間している。土台部１２１ｃは、図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、パッケージ１０の背面１０Ｂと底面１０Ｃとに連なって成形体１１から露出している。土台部１２１ｃは、パッケージ１０の背面１０Ｂにおいて成形体１１と面一に形成されている。

ここで、土台部１２１ｃは、図１１、図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、パッケージ１０の背面１０Ｂと底面１０Ｃとに連なって形成される凹部１２１Ｔを有している。図示しないが、発光装置１００を実装基板に実装する際、凹部１２１Ｔの内部には半田フィレットが形成され、この半田フィレットによって土台部１２１ｃが実装面上のランドに接続されることになる。

図１０および図１１に示すように、第２リード部１２２は、第２接続部１２２ａと、第２端子部１２２ｂ’と、を有する。
第２接続部１２２ａの構成は、上記第１実施形態に記載の通りである。

第２端子部１２２ｂ’は、図１０および図１１に示すように、第２接続部１２２ａより光出射面の近くに位置している。また、図１２（ｂ）および図１２（ｃ）に示すように、第１方向において、第２端子部１２２ｂ’の厚みｘは、第２接続部１２２ａの厚み（土台部１２１ｃの厚みｙと同じ）と同等である。このような第２端子部１２２ｂ’の厚みｘは、第１方向におけるパッケージ１０の奥行きの４０〜９０％であることが好ましく、５０〜８０％がより好ましい。後述するように、第２端子部１２２ｂ’は、プレス加工によって形成される。

（２）発光装置１００の製造方法
第２実施形態に係る発光装置１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図１３および図１４は、発光装置１００の製造方法を説明するための図である。
まず、図１３に示すように、所定厚み（例えば０．５ｍｍ程度）の銅板（Ａｇメッキ済み）に打ち抜き加工を施すことによって、所望の形状のリード基板２００を形成する。
次に、図１４に示すように、リード基板２００の片面側からハーフエッチングを施すことによって、リード基板２００に所望の形状の凹部２００Ｂを形成する。凹部２００Ｂは、上述の土台部１２１ｃの凹部１２１Ｔに対応している。

次に、図１４に示すように、リード基板２００の片面側からプレス加工を施すことによって、リード基板２００に所望の形状の凹部２００Ｃを形成する。凹部２００Ｃの厚みは、リード基板２００の厚みと同じ０．５ｍｍ程度である。凹部２００Ｃは、上述の第１及び第２端子部１２１ｂ’，１２２ｂ’に対応している。
以降、上記第１実施形態と同様に、上下の金型に挟み込んでトランスファーモールド法によってリード基板２００を熱硬化性樹脂でモールドした後に、ダイシングソーで切断する（図９参照）。

（３）作用及び効果
第２実施形態に係る発光装置１００において、第１リード部１２１は、第１接続部１２１ａの下方に配置される土台部１２１ｃを有する。

従って、土台部１２１ｃが存在しない場合に比べて、リード１２の重心を下方に移動させることができるので、発光装置１００の安定性を向上させることができる。
また、土台部１２１ｃは、背面１０Ｂと底面１０Ｃとに連なって形成される凹部１２１Ｔを有している。

従って、第１及び第２端子部１２１ｂ’，１２２ｂ’を実装面に半田付けする際に、凹部１２１Ｔにも半田フィレットを形成することによって、発光装置１００を３点で安定的に支持することができる。従って、発光装置１００の基板への実装性をより向上させることができる。

また、光出射面１０Ｂに垂直な第１方向において、第１端子部１２１ｂ’の厚みｘは、第１接続部１２１ａの厚みｙと同等である。
従って、第１端子部１２１ｂ’の厚みが第１接続部１２１ａの厚みより小さい場合に比べて、第１端子部１２１ｂ’に掛かる半田の表面張力を大きくできる。そのため、発光装置１００をより大きな力で側方に引っ張ることができるので、発光装置１００が後方に傾くことをより抑制できる。

［その他の実施形態］
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

（Ａ）上記第１実施形態では、第１及び第２端子部１２１ｂ，１２２ｂのそれぞれがパッケージ１０の背面１０Ｂから離間していることとしたが、これに限られるものではない。第１及び第２端子部１２１ｂ，１２２ｂのいずれか一方が、パッケージ１０の背面１０Ｂにおいて成形体１１から露出していてもよい。

（Ｂ）上記第２実施形態では、土台部１２１ｃは、半田フィレットを収容するための凹部１２１Ｔを有することとしたが、これに限られるものではない。土台部１２１ｃは、凹部１２１Ｔを有していなくてもよい。この場合であっても、土台部１２１ｃのうち背面１０Ｂに露出する領域に半田フィレットを形成することによって、発光装置１００を３点支持することができる。

（Ｃ）上記第２実施形態では、土台部１２１ｃに対応する凹部２００Ｂは、リード基板２００の片面にハーフエッチングを施すことによって形成することとしたが、これに限られるものではない。例えば、凹部２００Ｂは、リード基板２００の片面にプレス加工を施すことによっても形成することができる。

（Ｄ）上記第２実施形態に係る土台部１２１ｃは、第１実施形態に係る第１リード部１２１や第１及び第２実施形態に係る第２リード部１２２に適用することができる。

１０…パッケージ
１１…成形体
１２…リード
２０…発光素子
３０…封止樹脂
１００…発光装置
１２１…第１リード部
１２１ａ…第１接続部
１２１ｂ、１２１ｂ’…第１端子部
１２１ｃ…土台部
１２２…第２リード部
１２２ａ…第２接続部
１２２ｂ、１２２ｂ’…第２端子部
２００…リード基板
２００Ａ、２００Ｂ…凹部

Claims (5)

1. 発光素子と、
   成形体と前記成形体に埋設されるリードとによって構成される板状のパッケージと、
   を備え、
   前記リードは、
   前記パッケージの光出射面の反対に設けられる背面から離間し、前記光出射面につながる底面と前記底面につながる第１側面とに連なって前記成形体から露出する第１端子部と、
   前記発光素子に接続され、前記背面において前記成形体から露出する接続部と、
   を有する発光装置。
2. 前記リードは、前記接続部の下方に配置されており、前記底面において前記成形体から露出する土台部を有する、
   請求項１に記載の発光装置。
3. 前記土台部は、前記底面と前記背面とに連なって前記成形体から露出している、
   請求項２に記載の発光装置。
4. 前記リードは、前記背面から離間して配置され、前記第１側面の反対に設けられる第２側面と前記底面とに連なって前記成形体から露出する第２端子部を有し、
   前記土台部は、前記底面と前記背面とに連なって形成される凹部を有する、
   請求項３に記載の発光装置。
5. 前記光出射面に垂直な方向において、前記端子部の厚みは、前記接続部の厚み以上である、
   請求項１乃至４のいずれかに記載の発光装置。

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