JP4857938B2 - 発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明器具、ディスプレイ、液晶ディスプレイのバックライト光源などに利用できる発光装置に関する。

半導体発光素子を用いた発光装置として、樹脂パッケージやセラミックパッケージに搭載された発光装置が知られている。これらのパッケージには、外部と導通可能な導電部材を備えており、これらと半導体発光素子の電極とが導通されている。さらに、この発光装置が実装基板に施された導体配線に半田付けされることにより、発光装置が実装基板に電気的及び機械的に接続される。

近年、発光装置のさらなる高出力化が要求されており、高出力時に発生する熱に耐えうるような構造の発光装置が検討されている。特に、セラミックパッケージは、樹脂パッケージに比して材料自体の耐熱性に優れているため、高出力発光装置に適している。しかしながら、成形の自由度が低く、衝撃に弱いなどの問題があるため、それらを解決する必要がある。これに対し、樹脂パッケージは、セラミックパッケージに比して耐熱性に問題があるが、成形性がよく量産性にも優れている。さらに、セラミックパッケージに比して材料自体が安価であり、また、歩留まりが高いために生産性に優れている。

上記のような問題を解決するため、樹脂パッケージに放熱性の高い部材を用いて耐熱性を改善された発光装置が検討されている（例えば、特許文献１）。具体的には、導電部材として導体フレーム（リード端子）を有しており、それとは別個に製作された熱的な接続部分（放熱部材）が支持部分（パッケージ）に挿入結合された構造が知られている。このような構造とすることで、支持部分は導体フレームや熱的接続部分を保持するだけでよく、熱は接続部分によって外部に放出される。このように、導体フレームと熱的な接続部分とを別個にすることで、より大きな損失熱量の吸収及び放出に関して、一体型の導体フレームよりも著しく良好に最適化することができる。
特開２００４−５２１５０６号公報。

しかしながら、上記のパッケージは、導体フレーム（リード端子）と熱的な接続部分（放熱部材）とが別部材で構成されているため、支持部品（パッケージ）が大きくなりやすい。そのため、発光装置自体が大きくなりやすく、小型化に対応しにくい。また、支持部品を成形後に裏面から挿入しているため、支持部品と熱的な接続部分との間に隙間が生じやすく、安定性に欠ける。しかも、挿入時に掛かる負荷によって支持部品が変形や破損することもあって歩留まりが低下しやすい。また、リフレクタとなる支持部材の凹部と、発光素子が載置される熱的な接続部分との位置関係は発光装置の配光特性に大きな影響を与えるものであるが、このように熱的な接続部分を挿入する場合は、高さ調整の精度が低いため、光学特性が安定しないなど、品質にばらつきが生じやすい。

以上の目的を達成するために本発明に係る発光装置は、内壁と底面とを有する凹部を備えるパッケージと、凹部の底面に露出されるとともにパッケージの側面から突出するリード端子とを有し、リード端子は、半導体発光素子が載置されるとともに、パッケージの裏面からも露出される厚膜領域を有する第１のリード端子と、半導体発光素子と導通される第２のリード端子とを有し、内壁は、第１のリード端子のみと接する領域において、凹部の内側に突出する第１の内側突出部を有し、さらに内壁は、第２のリード端子のみと接する領域において、第１の内側突出部と半導体発光素子の載置領域に対して対称となるように配置され、第１の内側突出部から離間して、前記第１の内側突出部と同一の角度及び幅で凹部の内側に突出する第２の内側突出部を有することを特徴とする。これにより、外部から電力を供給するためのリード端子に、半導体発光素子からの熱を外部に放出させる機能を兼用させることができるため、部品数を少なくすることができ、発光装置の小型化が可能となる。さらに、各部品の位置ずれを低減することができる。特に、凹部の内壁に第１の内側突出部が形成されていることで、リフレクタ機能を有するパッケージが、半導体発光素子の載置領域である第１のリード端子を安定して保持することができる。そのため製造工程内や発光装置を回路基板などに実装する際に外力の影響を受けにくくすることができ、光学特性が安定し信頼性にも優れた発光装置とすることができる。また、第１のリード端子だけでなく、第２のリード端子も安定してパッケージに保持されることができる。そのため、導電性ワイヤの断線などが生じにくく、信頼性に優れた発光装置とすることができる。

また、本発明の請求項２に記載の発光装置は、第１の内側突出部は、第１のリード端子が突出するパッケージの側面と対向する領域に設けられていることを特徴とする。これにより、より安定して第１のリード端子を保持できる。また、第１のリード端子が突出する部分のパッケージ側面（外壁）の厚さを厚くすることができるため、第１のリード端子とパッケージとの間に隙間が生じた場合でも、外部から浸入する水分などが半導体発光素子まで達しにくくすることができる。

また、本発明の請求項３に記載の発光装置は、第１の内側突出部は、パッケージの上面と凹部の底面との間の位置に、内側突出部上面を有することを特徴とする。これにより、凹部の内壁の表面積をさらに大きくすることができるため、凹部内に充填される封止部材との密着性が向上する。また、第１の内側突出部の上面をパッケージの上面から離間させているため、パッケージ上面において封止部材とパッケージとの間に隙間が生じてそこから水分などが浸入した場合でも、内側突出部の上面で止めることができ、それより下方向、すなわち半導体発光素子が載置されている凹部底面にまで水分が達しにくくすることができるため、より信頼性に優れた発光装置とすることができる。

また、本発明の請求項４に記載の発光装置は、第１のリード端子は、第１の内側突出部と、半導体発光素子が載置される領域との間に、パッケージが露出する開口部を有することを特徴とする。これにより、パッケージと第１のリード端子との密着性、特に、凹部底面に露出されているリード端子の露出領域において第１のリード端子とパッケージとの密着性が向上するため、半導体発光素子の実装精度が安定し、光学特性にもムラが生じにくくすることができる。さらに、凹部内部に充填される封止部材とパッケージとの接触面積が増加することにより密着性が向上して封止部材が剥がれにくくすることができるため、導電性ワイヤの断線や、封止部材の剥がれによって生じる隙間によって光が散乱して配光特性が乱れるなどの問題を生じにくくすることができる。

また、本発明の請求項５に記載の発光装置は、内壁は、第１のリード端子及び第２のリード端子と接する領域において、凹部の内側に突出する第３の内側突出部を有することを特徴とする。これにより、凹部の底面において第１のリード端子と第２のリード端子ともに同一面上に安定して保持することができるため、半導体発光素子の実装精度や導電性ワイヤ接合精度が安定し、品質にばらつきのない発光装置とすることができる。
また、本発明の請求項６に記載の発光装置は、第１の内側突出部及び第２の内側突出部に挟まれる２つの領域に、第３の内側突出部がそれぞれ１つずつ設けられており、第１の内側突出部と、第２の内側突出部と、第３の内側突出部とは、それぞれ略同一形状であり、略等しい間隔で配置されていることを特徴とする。

本発明により、放熱性に優れ、かつ、小型化が可能な発光装置とすることができる。また、凹部に内側突出部が形成されていることで、リフレクタ機能を有するパッケージが、半導体発光素子の載置領域である第１のリード端子を安定して保持することができる。そのため、製造工程内や発光装置を回路基板などに実装する際に、外力によって変形や破損などを生じることなく、歩留まりよく所望の形状の発光装置とすることができる。

本発明を実施するための最良の形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置を例示するものであって、本発明は発光装置を以下に限定するものではない。

また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。尚、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。

図１Ａは、本発明の発光装置１００を説明する斜視図である。また、図１Ｂは図１ＡのＸ−Ｘ‘断面における断面図であり、図１Ｃは図１Ａを裏面側から見た斜視図である。図２及び図３Ａは、本発明の発光装置のうち、内壁に複数の突出部を有する発光装置を説明する斜視図である。また、図３Ｂは図３ＡのＹ−Ｙ’断面における断面図であり、図３Ｃは図３Ａを裏面側から見た斜視図である。図４、図５は、発光装置の変形例を説明する平面図である。

図１Ａにおいて、パッケージ１０１は、内壁と底面とを有する凹部１０６を上面に有し、パッケージの内部に一部が内包されるような第１のリード端子１０２と第２のリード端子１０３とを備えている。これらのリード端子は、凹部１０６の底面において露出される凹部の底面露出領域１０２ａ及び１０３ａと、パッケージ１０１の側面から突出する突出領域１０２ｂ及び１０３ｂとを有している。第１のリード端子１０２の凹部底面露出領域１０２ａ上には、半導体発光素子１０４が複数載置されており、各半導体発光素子１０４は導電性ワイヤ１０５が接合されている。この導電性ワイヤ１０５の他端は第２のリード端子に接続されており、これによって半導体発光素子１０４と第２のリード端子との導通が図られる。第２のリード端子の凹部底面露出領域１０３ａには、保護素子１０９が載置されており、導電性ワイヤによって第１のリード端子と導通が図られている。さらに、半導体発光素子１０４と導電性ワイヤ１０５を被覆するよう凹部内に封止部材１１０が充填されている。また、第１のリード端子１０２は、図１Ｂに示すように、パッケージ１０１の裏面からもその一部が露出するように、厚膜領域１０２ｃを有している。この厚膜領域１０２ｃの裏面は、第１及び第２のリード端子の突出領域１０２ｂ及び１０３ｂの裏面と略同一平面上に位置するように調整されている。

そして、本発明においては、パッケージ１０１の凹部１０６の内壁のうち、第１のリード端子のみと接する領域において、凹部の内側に突出する第１の内側突出部１０７Ａを有することを特徴とする。外部から電力を供給するための第１のリード端子１０２の一部に厚膜領域１０２ｃを有しているため、半導体発光素子１０４からの熱を外部に直接放出させる機能を兼用させることができる。そのため、部品数を少なくすることができ発光装置の小型化が可能となる。また、各構成部品の位置ずれを低減することができる。特に、凹部１０６の内壁に第１の内側突出部１０７Ａが形成されていることで、リフレクタ機能を有するパッケージと半導体発光素子１０４の載置領域である第１のリード端子とを、互いに安定して保持することができる。そのため製造工程内や発光装置を回路基板などに実装する際に外力の影響を受けにくくすることができ、光学特性が安定し信頼性にも優れた発光装置とすることができる。以下、図面を参照しながら本発明について詳説する。

（パッケージ）
本発明において、パッケージは半導体発光素子を保護するとともに、第１及び第２のリード端子を一体的に成形するために用いられるものである。パッケージの形状は、四角形又はこれに近い形状を有するものが好ましいが、特にこれに限定されるものではなく、平面視において三角形、四角形、多角形又はこれらに近い形状とすることができる。例えば、図１Ａに示すように、平面視が略四角形であり、角部が丸く面取りされたような形状とすることもできる。また、パッケージの上面は、ほぼ平坦な面とするのが好ましい。ただし、図１Ａに示すように、凹部の開口部から離間する角部に、一段下がった段差部１０１ａを設けることもできる。この段差部１０１ａは、パッケージ成形時に、成形型から取り出す際のピン押し領域などとして利用することができるほか、各角部の形状を異ならせることによって、リード端子の極性を示すカソードマークとして利用することができる。このような段差部は、図１Ａに示すように略四角形のパッケージの４角全てに設けることもできるほか、例えば図５に示すようにパッケージ５０１の１角のみに段差部５０１ａを設けてもよい。さらに、パッケージの形状や大きさに応じて、角部以外の領域などの任意の部分にも設けることもできる。また、レンズなどを設ける場合は、孔や溝、あるいは突起など嵌合部として機能する部位を設けることもできる。

パッケージ１０１の側面は、図１Ｂに示すように、上面から下面まで略垂直な平面で形成されているのが好ましいが、これに限らず、やや傾斜していてもよく、あるいは段差部１０１ａを設けてもよい。また、パッケージの各側面の連結部（略四角形の角部にあたる部分）は、図１Ａのように丸みを帯びるように形成されていることで成形時に、成形型から取り出しやすく、また、作業工程内においても取り扱いがしやすいので好ましいが、これに限らず、平面で切り欠いた形状とすることもできる。

パッケージの裏面は、図１Ｂ、図１Ｃに示すように、パッケージの側面から突出している第１のリード端子の突出領域１０２ｂ及び第２のリード端子の突出領域１０３ｂの裏面と同一面上となるように形成されている。さらに、第１のリード端子の厚膜領域１０２ｃの裏面とも同一面上となるように形成される。このように、パッケージの裏面のほぼ全面が載置面と接するような形状とすることで、発光装置を回路基板などに安定して実装することができる。

また、パッケージの裏面は、図３Ｂ、図３Ｃに示すように、第１のリード端子の厚膜領域３０２ｃの裏面よりも凹んだ第２の裏面３０１ｂを有していてもよい。このようにすることで、第１のリード端子の厚膜領域３０２ｃの周囲に半田などの接合部材を回り込ませることができるので、接着強度が向上してより安定性良く載置することができるとともに、放熱性も向上させることができる。

パッケージの具体的な材料としては、絶縁性部材が好ましく、また、半導体発光素子からの光や、外光などが透過しにくい部材が好ましい。また、ある程度の強度を有するもので、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができ、より具体的には、フェノール樹脂、ガラスエポキシ樹脂、ＢＴレジンや、ＰＰＡなどが挙げられる。

（凹部）
パッケージに形成される凹部は、パッケージの上面に開口部を有するように形成され、その凹部内に半導体発光素子や保護素子などの電子部品が収納されるものである。そして、この凹部の開口部が発光装置における発光部（発光窓）となる。

このように、種々の電子部品が収納される凹部は、それらが載置されるのに必要な面積を有する底面とすることが必要であり、さらに、凹部底面に露出されるリード端子と、これら電子部品とを導通させる導電性ワイヤなどの接合領域も確保できるような大きさ及び形状とする必要がある。また、その凹部の深さについては、後で充填される封止部材によって上記電子部品が封止可能な深さとする必要がある。ただし、後工程でレンズを設ける場合など封止部材を必要としない場合などは、これに限られるものではない。

また、凹部の開口部の形状としては、図１Ａに示すような略円形のものが好ましいが、特にこれに限定されるものではなく、パッケージの形状、特に、パッケージ上面の形状に応じて、さらに、配光特性などを考慮して適宜選択することができる。図１Ａでは、パッケージ１００の上面が略正方形であるため、略円形の開口部形状の凹部１０６とするのが好ましいが、さらに発光面積を大きくしたい場合は、パッケージ上面と同様に略四角形とすることもでき、また、大きな凹部一つではなく２つ以上の複数の凹部を設けることもできる。

凹部の底面には、第１のリード端子及び第２のリード端子が露出されており、本発明においては、少なくともこの露出された第１のリード端子上に半導体発光素子が載置されている。第１のリード端子と第２のリード端子は、凹部底面において略同一面となるように露出されるのが好ましいが、段差を設けるなど、異なる面上となるように露出されていてもよい。また、凹部の底面には、第１のリード端子と第２のリード端子とを絶縁させるように、それらの間からパッケージを構成する絶縁部材（樹脂など）が露出されている。これら底面を構成する部材は全て同一面上とするのが好ましいが、所望により段差を設けることもできる。

凹部の内壁は、半導体発光素子からの光を反射し、開口部から効率良く放射されるように、凹部の内壁が開口部に向けて傾斜するように設けるのが好ましい。その場合、所望に応じて角度を選択することができ、また、内壁の全体を傾斜させずに、部分的に傾斜させることもできる。そして、本発明においては、この凹部の内壁に内側突出部を有することを特徴とする。具体的には、図１Ａに示すように、凹部１０６の内壁に、内側に向けて突出する第１の内側突出部１０７Ａが形成されており、この第１の内側突出部１０７Ａは第１のリード端子１０２のみと接するよう設けられている。

本発明においては、図１Ｂに示すように、第１のリード端子１０２は均一な膜厚からなる金属部材で構成されるのではなく、その一部に厚膜領域１０２ｃを有するように構成されている。この厚膜領域１０２ｃが凹部１０６の底面とパッケージ１０１の裏面の両方から露出されている。そして、このような第１のリード端子が凹部の底面で露出されている領域において、凹部内側に突出する第１の内側突出部１０７Ａを設けることで、第１のリード端子がパッケージに安定して保持されることができる。

本発明において、第１のリード端子が厚膜領域を有しているため、図１Ｂに示すように、パッケージの樹脂内に内包されているリード端子を屈曲させて、凹部底面の露出領域１０２ａと、パッケージから突出している突出領域１０２ｂとを回路基板などの発光装置載置面に対して略並行な面とすることができる。金属と樹脂とは、元来密着性が悪いものであるが、このように複雑な形状のリード端子とした後に一体成形することで、抜け落ちるなど、リード端子とパッケージとが完全に分離してしまうことはなく、また、屈曲部などを有することで比較的安定に保持される。しかしながら、その界面においては、隙間は生じることが多い。特に、外部に晒されているリード端子とパッケージとの界面において隙間が生じやすい。しかも、本発明の第１のリード端子は、その下面はパッケージ１０１と接する割合が大きいのに対し、上側は凹部の底面で露出される割合が大きい、すなわち、パッケージ１０１と接する割合が小さくなっている。そこで、本発明のように凹部の内壁に内側突出部１０７Ａを設けることで、パッケージ１０１と第１のリード端子の上面との接触面積を大きくすることができ、これにより第１のリード端子の安定性が向上して隙間を生じにくくすることができる。

第１の内側突出部は、第１のリード端子のみと接する領域であれば、どの位置に形成されていても上記のような課題に対して効果があるが、特に、図１Ａに示すように、第１のリード端子１０２がパッケージ１０１の側面から突出する突出領域１０２ｂと対向している凹部の内壁に第１の内側突出部１０７Ａを設けるのが好ましい。これにより、凹部底面におけるリード端子の露出領域１０２ａからパッケージの側面までの距離を大きくすることができ、隙間から浸入する水分などが凹部内部にまで達しにくくすることができる。

このように、凹部の内壁の全体を突出させるのではなく、一部を内側に突出させることで、発光部の面積を小さくすることなくパッケージの強度を向上させることができ、さらに、厚膜領域を有する第１のリード端子とパッケージとの保持力の低下を抑制することができる。第１の内側突出部は、図１Ａに示すように一つだけ設けてもよく、あるいはパッケージの大きさや形状に応じて２つ以上の複数個設けることもできる。また、このように内壁の一部に内側突出部を設ける場合、内壁の傾斜角は、それぞれ略等しくなるように調整するのが好ましい。例えば図１Ｂにおいて、第１の内側突出部１０７Ａの角度と、突出部が形成されていない内壁の角度とは、略等しくなるように形成されている。

また、第１の内側突出部は、パッケージの上面にまで達するように形成してもよいが、パッケージの上面と凹部の底面との間に内側突出部上面を有するようにするのが好ましい。例えば、図１Ｂに示すように、第１の内側突出部１０７Ａを設け、その上面１０７Ａ−１をパッケージの上面よりも低い位置に設けるようにする。このようにすることで、発光部の大きさを維持したままで、パッケージ１０１と第１のリード端子１０２とを安定して保持することができる。さらに、凹部内部に封止部材を充填する際に、このような形状とすることで、封止部材とパッケージとの接触面積をさらに大きくすることができるため、密着性を向上させることができる。内側突出部上面１０７Ａ−１と凹部底面との間の内壁は、他の領域と同様に傾斜面とするのが好ましい。また、内側突出部上面１０７Ａ−１とパッケージ上面との間は、斜面でもいいし、図１Ｂに示すように垂直な面としてもよい。また、内側突出部上面は、単一の面からなっていてもよく、あるいは図１Ｂ等に示すように、段差を設けてもよい。このような内側突出部上面は、第１の内側突出部だけでなく、後述の第２、第３の内側突出部にも設けることができる。そして、各突出部に設ける場合は、その上面同士は略同じ高さとなるように調整することで、配光特性を調整しやすく、また、封止部材に掛かる応力等が不均衡となりにくくすることができる。

上記のように凹部内壁の第１の内側突出部は、第１のリード端子のみと接する領域に設けられることで、第１のリード端子がパッケージに安定して保持されることができるが、これに加え、第２のリード端子のみと接する内側突出部（第２の内側突出部）を設けることもできる。例えば、図２に示すように、半導体発光素子の載置領域に対して対称となるように第１のリード端子２０２及び第２のリード端子２０３と接する領域の内壁に、それぞれ第１の突出部２０７Ａ、第２の内側突出部２０７Ｂを設けることができる。各突出部の内壁の角度や幅は同一となるようにしている。このようにすることで配光特性にムラを生じにくくするとともに第２のリード端子とパッケージとの保持力も向上させることができる。

さらに、凹部内壁の内側突出部として、第１のリード端子及び第２のリード端子の両方に接する領域において、凹部の内側に突出する第３の内側突出部を設けることもできる。これにより凹部底面における両リード端子の高さを面一にし、半導体発光素子の実装ずれの少ない発光装置とすることができる。例えば、図３Ａに示すように、各一つずつの第１の内側突出部３０７Ａ及び第２の内側突出部３０７Ｂと、それらに挟まれる領域に、２つの第３の内側突出部３０７Ｃを設けることができる。これら４つの内側突出部は、それぞれ略同一形状で設けるのが好ましく、その間隔も略等しくするのが好ましい。このようにすることで、凹部内における応力等が均等になりやすく、配光特性も調整しやすい。

（第１のリード端子）
リード端子は、パッケージの凹部に載置されている半導体発光素子や保護素子などの電子部品に外部からの電流を供給するための導電性部材であって、導電率に優れた金属部材が好適である。本発明において第１のリード端子は、パッケージの凹部の底面において露出されるとともに、パッケージの側面からも突出するように設けられており、さらに、パッケージの裏面から露出するよう厚膜領域を有するような構造を有している。すなわち、図１Ｂに示すように、略同一の厚みの金属部材からなるとともに一部が折り曲げられている第２のリード端子とは異なり、第１のリード端子は、その一部の厚みが異なる厚膜領域１０２ｃを有している。そして、この厚膜領域１０２ｃが凹部の底面とパッケージの裏面の両方から露出されている。このように、パッケージ裏面から第１のリード端子を露出させることで、その直上に載置されている半導体発光素子から生じる熱を効率良く外部へ放出することができる。厚膜領域１０２ｃから効率良く熱を外部に放出させるためには、厚膜領域１０２ｃの裏面は、実装時に第１及び第２のリード端子の突出領域１０２ｂ及び１０３ｂの裏面と略同一平面上に位置するように調整されるのが好ましい。あるいは、半田などの厚みを考慮して、厚膜領域の裏面を、突出領域の裏面よりもやや低く調整してもよい。すなわち、パッケージ裏面側において、リード端子の厚膜領域が突出領域よりも出っ張るように形成されると、実装時の安定性が悪くなり、かつ、導通を図るための突出領域の接合性が悪くなる恐れがあるためである。また、第１のリード端子の厚膜領域１０２ｃの裏面形状を、突出領域１０２ｂの形状の裏面形状に合わせて、を略長方形としている。このように、発光装置の裏面において、パッケージの裏面と同一面となる第１のリード端子の裏面形状（及び第２のリード端子の裏面の形状が）略長方形であり、かつ、それぞれ長辺側が平行となるように設けることで、回路基板などへの実装時のずれを低減しやすくすることができる。

また、第１のリード端子は、パッケージから突出する突出領域は屈曲されることがなく、突出させたままである。この突出領域は、回路基板等の上に半田などの導電性接合部材を用いて接続させる部位である。このように、パッケージを成形後に屈曲させる必要がない形状とすることで、比較的厚いリード端子として設けることができる。特に、本発明のいてはリード端子の一部に厚膜領域を有しているため、パッケージと一体成形する際にその自重で湾曲することのないように、他の領域も厚くすることが好ましい。しかしながら、あまり厚くすると、パッケージ成形後にリードフレームからの切断が困難となる。そのため、図１Ａに示すように幅の狭い切断部１０２ｄ、１０３ｄを設けることで、比較的厚いリード端子であっても容易に切断が可能となる。また、図１Ａに示すような形状だけでなく、図４に示すような位置に、切断部４０２ｄ、４０３ｄとすることができる。ただし、リード端子を薄くする場合は、図５に示すように、第１のリード端子５０２及び第２のリード端子５０３とも、特に幅の狭い切断部を設けないようにすることもできる。

第１のリード端子の材料としては、熱伝導率の比較的大きな材料で形成するのが好ましく、これにより、半導体発光素子で発生する熱を効率良く外部に放出することができる。例えば、２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度以上の熱伝導率を有しているもの、比較的大きい機械的強度を有するもの、さらには打ち抜きプレス加工又はエッチング加工等が容易な材料が好ましい。具体的には、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル等の金属又は鉄−ニッケル合金、燐青銅等の合金が上げられる。また、その厚みや形状等については、得ようとする発光装置の大きさ、形状等を考慮して適宜調整することができる。また、これら材料のうち、光を吸収しやすいものは、表面に光を反射しやすい部材を設けるなど積層構造とするのが好ましい。例えば、タングステンや銅からなる導電性部材上に、銀をめっきするなどの積層構造とするのが好ましい。

第１のリード端子の厚膜領域は、第１のリード端子のうち、パッケージの凹部底面に露出される領域に設けられるのが好ましく、特に、半導体発光素子が載置される領域に設けられるのが好ましい。このようにすることで、リード端子の一部を放熱部として機能させることができるため、半導体発光素子からの熱を効率良く外部に放出させることができる。この厚膜領域の形状や大きさ等は、得ようとする発光装置の大きさ、形状等を考慮して適宜調整することができる。

（第１のリード端子の開口部）
第１のリード端子は、半導体発光素子の載置領域と第１の内側突出部と間に、パッケージが露出する開口部を有することができる。例えば、図１Ａに示すように、第１のリード端子１０２の露出領域１０２ａの上に半導体発光素子１０４が複数載置されており、その載置された領域と凹部１０６の内壁の第１の内側突出部１０７Ａとの間に、パッケージ１０１が露出するような開口部１０８が設けられている。この開口部は、第１のリード端子の凹部底面の露出領域１０２ａのうち、厚膜領域１０２ｃ以外の領域に設けられている。そして、図１Ｂに示すように、この開口部内１０８にはパッケージ１０１を構成する樹脂が充填されており、各リード端子の露出領域と同一平面となっている。このように開口部１０８を設けることで、この開口部から露出されるパッケージ１０１と凹部内に充填される封止部材１１０とが直接接することになるため、封止部材の密着性をさらに向上させることができる。

開口部の大きさや形状は特に限定されるものではないが、半導体発光素子や導電性ワイヤなどの接合を妨げない領域が好ましく、また、半導体発光素子の載置領域を挟んで、リード端子間領域の形状と対称性を有するように設けるのが好ましい。例えば、図１Ａでは、第１のリード端子の凹部底面露出領域１０２ａと第２のリード端子の凹部底面露出領域１０３ａの間は、パッケージの凹部の底面中央付近において、第１のリード端子が第２のリード端子側に突出している。そして、それと略並行となるよう第２のリード端子が凹んでいるため、パッケージの露出領域の形状もそれに合わせて直線状ではなく屈曲した形状となっている。そして、開口部１０８もそのリード端子間のパッケージ露出部と対称形となるよう屈曲した形状としている。このように半導体発光素子を挟んで対称性を有するようにしてパッケージ１０１を露出させることで、封止樹脂の密着性に偏りがなくなり、いずれか一方に負荷が掛かるのを低減するとともに、半導体発光素子からの光の配光特性も制御しやすくなる。対称形とするときに、図１Ａのように１つの開口部としてもよく、あるいは２つ以上の開口部として全体的に対称形としてもよく、目的やその他の部材との関係を考慮して適宜選択することができる。

（第２のリード端子・第２の内側突出領域）
第２のリード端子は、第１のリード端子と同様に、パッケージの凹部の底面において露出されるとともに、パッケージの側面からも突出するように設けられており、第１のリード端子上に載置されている半導体発光素子と導電性ワイヤなどによって導通されている。パッケージの凹部底面においては、図１Ａに示すように、第２のリード端子の露出領域１０３ａは、第１のリード端子１０２の露出領域１０２ａとほぼ一定の間隔で離間するように設けられている。この図においては、第２のリード端子の露出領域１０３ａは、第１のリード端子の露出領域１０２ａよりも小さく形成されているが、これに限らず、所望の形状及び面積で露出させることができる。例えば、導電性ワイヤの接合領域や、図１Ａに示すように保護素子を搭載させる場合は、その載置領域も確保できるように露出させるのが好ましい。また、第２のリード端子上にも、第１のリード端子と同様に、半導体発光素子を載置することもできる。その場合は、第１のリード端子と同様に、第２のリード端子もパッケージの裏面から露出するよう、厚膜領域を設けてもよい。

また、パッケージの側面から突出している突出領域は、第１のリード端子と同様に、突出領域の裏面がパッケージ裏面と略同一面となるように突出されている。すなわち、図１Ｂに示すようにパッケージ内部で屈曲され、パッケージの側面から突出する突出領域１０２ｂの裏面がパッケージ１０１の裏面と略同一面となるように形成される。

第２のリード端子の材料としては、第１のリード端子と同様の材料を用いることができる。

（ダイボンド部材）
ダイボンド部材は、リード端子上に半導体発光素子や保護素子などを載置させるための接合部材であり、載置する素子の基板によって導電性ダイボンド部材又は絶縁性ダイボンド部材のいずれかを選択することができる。例えば、絶縁性基板であるサファイア上に窒化物半導体層を積層させた半導体発光素子の場合、絶縁性でも導電性でも用いることができ、ＳｉＣ基板などの導電性基板を用いる場合は、導電性ダイボンド部材を用いることで導通を図ることができる。絶縁性ダイボンド部材としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等を用いることができる。これらの樹脂を用いる場合は、半導体発光素子からの光や熱による劣化を考慮して、半導体発光素子裏面にＡｌ膜などの反射率の高い金属層を設けることができる。この場合、蒸着やスパッタあるいは薄膜を接合させるなどの方法を用いることができる。また、導電性ダイボンド部材としては、銀、金、パラジウムなどの導電性ペーストや、Ａｕ−Ｓｎ共晶などの半田、低融点金属等のろう材を用いることができる。さらに、これらダイボンド部材のうち、特に透光性のダイボンド部材を用いる場合は、その中に半導体発光素子からの光を吸収して異なる波長の光を発光する蛍光部材を含有させることもできる。

（封止部材）
封止部材は、パッケージの凹部内に載置された半導体発光素子や導電性ワイヤなどを、塵芥、水分や外力などから保護する部材であり、半導体発光素子からの光を透過可能な透光性を有するものが好ましい。具体的な材料としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂やユリア樹脂を挙げることができる。このような材料に加え、所望に応じて着色剤、光拡散剤、フィラー、蛍光部材などを含有させることもできる。また、凹部全体を充填するように設けるのが好ましいが、目的に応じて凹部の途中までを充填することもできる。また、レンズを設ける場合など、封止部材以外の部材によって、搭載されている電子部品などを保護できる場合は、封止部材を省略することもできる。

（半導体発光素子）
半導体発光素子は、任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色、緑色の発光素子としては、ＺｎＳｅや窒化物系半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を用いたものを用いることができる。また、赤色の発光素子としては、ＧａＡｓ、ＩｎＰなどを用いることができる。さらに、これ以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。用いる発光素子の組成や発光色、大きさや、個数などは目的に応じて適宜選択することができる。例えば、図１Ａに示すように、青色発光が可能な窒化物系半導体を用いた半導体発光素子を、６個搭載させるなど、同一発光色の半導体発光素子を複数搭載することができる。

蛍光物質を有する発光装置とする場合には、その蛍光物質を効率良く励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）が好適に挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。

また、可視光領域の光だけでなく、紫外線や赤外線を出力する発光素子とすることができる。さらには、半導体発光素子とともに、受光素子、及びそれらの半導体素子を過電圧による破壊から守る保護素子（例えば、ツェナーダイオードやコンデンサー）、あるいはそれらを組み合わせたものを搭載することができる。

（導電性ワイヤ）
半導体発光素子の電極と、第１のリード端子、第２のリード端子とを接続する導電性ワイヤは、リード端子とのオーミック性、機械的接続性、電気伝導性及び熱伝導性が良いものが求められる。熱伝導度としては０．０１ｃａｌ／（ｓ)（ｃｍ^２)（℃／ｃｍ）以上が好ましく、より好ましくは０．５ｃａｌ／（ｓ)（ｃｍ^２)（℃／ｃｍ）以上である。また、作業性などを考慮して導電性ワイヤの直径は、好ましくは、Φ１０μｍ以上、Φ４５μｍ以下である。このような導電性ワイヤとして具体的には、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれらの合金を用いた導電性ワイヤが挙げられる。このような導電性ワイヤは、導体配線に形成させたワイヤーボンディング領域と、半導体素子の電極と、をワイヤーボンディング機器によって容易に接続させることができる。

（蛍光部材）
上記封止部材中に、半導体発光素子からの光の少なくとも一部を吸収して異なる波長を有する光を発する蛍光物質を含有させることもできる。特に、半導体発光素子からの光を、より長波長に変換させるものの方が効率がよい。蛍光部材は、１種の蛍光物質等を単層で形成してもよいし、２種以上の蛍光物質等が混合された単層を形成してもよいし、１種の蛍光物質等を含有する単層を２層以上積層させてもよいし、２種以上の蛍光物質等がそれぞれ混合された単層を２層以上積層させてもよい。

蛍光部材としては、例えば、窒化物系半導体を発光層とする半導体発光素子からの光を吸収し異なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体、Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に賦活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレート、アルカリ土類窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、又は、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩又はＥｕ等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか１以上であることが好ましい。具体例として、下記の蛍光体を使用することができるが、これに限定されない。

Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体は、Ｍ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。また、Ｍ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：ＥｕのほかＭＳｉ_７Ｎ_１０：Ｅｕ、Ｍ_１．８Ｓｉ_５Ｏ_０．２Ｎ_８：Ｅｕ、Ｍ_０．９Ｓｉ_７Ｏ_０．１Ｎ_１０：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などもある。

また、Ｅｕ等の希土類元素により賦活され、第ＩＩ族元素Ｍと、Ｓｉと、Ａｌと、Ｎとを含む窒化物蛍光体で、紫外線乃至青色光を吸収して黄赤色から赤色の範囲に発光する。この窒化物蛍光体は、一般式がＭ_ｗＡｌ_ｘＳｉ_ｙＮ_{（（２／３）ｗ＋ｘ＋（４／３）ｙ）}：Ｅｕで示され、さらに添加元素として希土類元素及び４価の元素、３価の元素から選ばれる少なくとも１種の元素を含む。ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの群から選ばれる少なくとも１種である。

上記一般式において、ｗ、ｘ、ｙの範囲は好ましくは０．０４≦ｗ≦９、ｘ＝１、０．０５６≦ｙ≦１８とする。またｗ、ｘ、ｙの範囲は０．０４≦ｗ≦３、ｘ＝１、０．１４３≦ｙ≦８．７としてもよく、より好ましくは０．０５≦ｗ≦３、ｘ＝１、０．１６７≦ｙ≦８．７としても良い。

また窒化物蛍光体は、ホウ素Ｂを追加した一般式Ｍ_ｗＡｌ_ｘＳｉ_ｙＢ_ｚＮ_{（（２／３）ｗ＋ｘ＋（４／３）ｙ＋ｚ）}：Ｅｕとすることもできる。上記においても、ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの群から選ばれる少なくとも１種であり、０．０４≦ｗ≦９、ｘ＝１、０．０５６≦ｙ≦１８、０．０００５≦ｚ≦０．５である。ホウ素を添加する場合、そのモル濃度ｚは、上述の通り０．５以下とし、好ましくは０．３以下、さらに０．０００５よりも大きく設定される。さらに好ましくは、ホウ素のモル濃度は、０．００１以上であって、０．２以下に設定される。

またこれらの窒化物蛍光体は、さらにＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕの群から選ばれる少なくとも１種、又はＳｃ、Ｙ、Ｇａ、Ｉｎのいずれか１種、又はＧｅ、Ｚｒのいずれか１種、が含有されている。これらを含有することによりＧｄ、Ｎｄ、Ｔｍよりも同等以上の輝度、量子効率又はピーク強度を出力することができる。

Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される酸窒化物系蛍光体は、ＭＳｉ_２Ｏ２Ｎ_２：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。

Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に賦活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体には、Ｍ_５（ＰＯ_４）_３Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１種以上である。）などがある。

アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体には、Ｍ_２Ｂ_５Ｏ_９Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などがある。

アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体には、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｒ、Ｓｒ_４Ａｌ_１４Ｏ_２５：Ｒ、ＣａＡｌ_２Ｏ_４：Ｒ、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｒ、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_１２：Ｒ、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｒ（Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１種以上である。）などがある。

アルカリ土類ケイ酸塩蛍光体には、（Ｓｒ_{１−ａ−ｂ−ｘ}Ｂａ_ａＣａ_ｂＥｕ_ｘ）_２ＳｉＯ_４（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０．００５≦ｘ≦０．１）などがある。

アルカリ土類硫化物蛍光体には、Ｌａ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕなどがある。

Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体には、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、（Ｙ_０．８Ｇｄ_０．２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｙ_３（Ａｌ_０．８Ｇａ_０．２）_５Ｏ_１２：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２の組成式で表されるＹＡＧ系蛍光体などがある。また、Ｙの一部もしくは全部をＴｂ、Ｌｕ等で置換したＴｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｌｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅなどもある。

その他の蛍光体には、ＺｎＳ：Ｅｕ、Ｚｎ_２ＧｅＯ_４：Ｍｎ、ＭＧａ_２Ｓ_４：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。

上述の蛍光体は、所望に応じてＥｕに代えて、又は、Ｅｕに加えてＴｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉから選択される１種以上を含有させることもできる。

Ｃａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキシ窒化物ガラス蛍光体とは、モル％表示で、ＣａＣＯ_３をＣａＯに換算して２０〜５０モル％、Ａｌ_２Ｏ_３を０〜３０モル％、ＳｉＯを２５〜６０モル％、ＡｌＮを５〜５０モル％、希土類酸化物又は遷移金属酸化物を０．１〜２０モル％とし、５成分の合計が１００モル％となるオキシ窒化物ガラスを母体材料とした蛍光体である。尚、オキシ窒化物ガラスを母体材料とした蛍光体では、窒素含有量が１５ｗｔ％以下であることが好ましく、希土類酸化物イオンの他に増感剤となる他の希土類元素イオンを希土類酸化物として蛍光ガラス中に０．１〜１０モル％の範囲の含有量で共賦活剤として含むことが好ましい。

また、上記蛍光体以外の蛍光体であって、同様の性能、作用、効果を有する蛍光体も使用することができる。

本発明は、照明器具、ディスプレイ、液晶ディスプレイのバックライト光源などに利用できる。

図１Ａは、本発明の発光装置の斜視図である。 図１Ｂは、図１ＡのＸ−Ｘ‘断面における断面図である。 図１Ｃは、図１Ａの発光装置を裏面側から見た斜視図である。 図２は、本発明の発光装置の斜視図である。 図３Ａは、本発明の発光装置の斜視図である。 図３Ｂは、図３ＡのＹ−Ｙ‘断面における断面図である。 図３Ｃは、図３Ａの発光装置を裏面側から見た斜視図である。 図４は、本発明の発光装置の平面図である。 図５は、本発明の発光装置の平面図である。

符号の説明

１００、２００、３００、４００、５００・・・発光装置
１０１、３０１・・・パッケージ
１０１ａ、５０１ａ・・・段差部
３０１ｂ・・・第２の裏面
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２・・・第１のリード端子
１０２ａ・・・第１のリード端子の凹部底面露出領域
１０２ｂ・・・第１のリード端子の突出領域
１０２ｃ、３０２ｃ・・・第１のリード端子の厚膜領域
１０２ｄ、４０２ｄ・・・第１のリード端子の切断部
１０３、２０３、３０３、４０３、５０３・・・第２のリード端子
１０３ａ・・・第２のリード端子の凹部底面露出領域
１０３ｂ・・・第２のリード端子の突出領域
１０３ｄ、４０３ｄ・・・第１のリード端子の切断部
１０４・・・半導体発光素子
１０５・・・導電性ワイヤ
１０６・・・パッケージの凹部
１０７Ａ、２０７Ａ、３０７Ａ・・・第１の内側突出部
１０７Ａ−１・・・内側突出部上面
２０７Ｂ、３０７Ｂ・・第２の内側突出部
３０７Ｃ・・・第３の内側突出部
１０８・・・第１のリード端子の開口部
１０９・・・保護素子
１１０・・・封止部材

Claims (6)

1. 内壁と底面とを有する凹部を備えるパッケージと、
   前記凹部の底面に露出されるとともに、前記パッケージの側面から突出するリード端子と、を有し
   前記リード端子は、半導体発光素子が載置されるとともに、前記パッケージの裏面からも露出される厚膜領域を有する第１のリード端子と、前記半導体発光素子と導通される第２のリード端子とを有し、
   前記内壁は、前記第１のリード端子のみと接する領域において、前記凹部の内側に突出する第１の内側突出部を有し、
   さらに前記内壁は、前記第２のリード端子のみと接する領域において、前記第１の内側突出部と前記半導体発光素子の載置領域に対して対称となるように配置され、前記第１の内側突出部から離間して、前記第１の内側突出部と同一の角度及び幅で前記凹部の内側に突出する第２の内側突出部を有することを特徴とする発光装置。
2. 前記第１の内側突出部は、前記第１のリード端子が突出するパッケージの側面と対向する領域に設けられている請求項１記載の発光装置。
3. 前記第１の内側突出部は、前記パッケージの上面と前記凹部の底面との間の位置に、内側突出部上面を有する請求項１または請求項２に記載の発光装置。
4. 前記第１のリード端子は、前記第１の内側突出部と、前記半導体発光素子が載置される領域との間に、前記パッケージが露出する開口部を有する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発光装置。
5. 前記内壁は、前記第１のリード端子及び前記第２のリード端子と接する領域において、前記凹部の内側に突出する第３の内側突出部を有する請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の発光装置。
6. 前記第１の内側突出部及び前記第２の内側突出部に挟まれる２つの領域に、前記第３の内側突出部がそれぞれ１つずつ設けられており、前記第１の内側突出部と、前記第２の内側突出部と、前記第３の内側突出部とは、それぞれ略同一形状であり、略等しい間隔で配置されている請求項５に記載の発光装置。

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