JP5179106B2 - 半導体発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源として半導体発光素子を備える半導体発光装置に関する。

図７は、従来の半導体発光装置の一例を示している（たとえば、特許文献１参照）。同図に示された半導体発光装置Ｘは、リード９１Ａ，９１Ｂ、ＬＥＤチップ９２、および樹脂パッケージ９３を備えており、いわゆる砲弾型のＬＥＤランプとして構成されている。リード９１Ａには、ＬＥＤチップ９２が搭載されている。ＬＥＤチップ９２は、リード９１Ｂに対してワイヤによって接続されている。樹脂パッケージ９３は、ＬＥＤチップ９２からの光を透過させる材質からなり、ＬＥＤチップ９２とリード９１Ａ，９１Ｂの一部ずつとを覆っている。樹脂パッケージ９３には、レンズ９３ａが形成されている。レンズ９３ａは、ＬＥＤチップ９２からの光を光軸Ｌに向かわせる役割を果たす。リード９１Ａ，９１Ｂのうち樹脂パッケージ９３から露出した部分は、端子９１Ａａ，９１Ｂａとされている。半導体発光装置Ｘは、基板Ｂに端子９１Ａａ，９１Ｂａを挿通させた状態でハンダＳによって実装される。これにより、半導体発光装置Ｘは、基板Ｂが広がる方向に対して直角である方向に光を出射する、いわゆるトップビュー型の光源として用いられる。

しかしながら、回路基板に対して種々の電子部品を実装する場合、たとえばリフロー炉を利用した面実装が広く行われている。この手法は、多くの電子部品を一括して実装可能であるという利点を有する。このため、半導体発光装置Ｘとは異なり、面実装が可能な半導体発光装置の需要が高まっている。また、面実装を行う場合、対象となる電子部品が回路基板に対して不当にずれることを防止することが重要である。

特開２００３−１８８４１８号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、位置ずれの少ない面実装が可能な半導体発光装置を提供することをその課題とする。

本発明によって提供される半導体発光装置は、第１極および第２極を有する半導体発光素子と、上記半導体発光素子の上記第１極および上記第２極にそれぞれ導通する第１リードおよび第２リードと、上記半導体発光素子と上記第１および上記第２リードのそれぞれ一部とを覆い、上記半導体発光素子の正面に位置するレンズを有する樹脂パッケージと、を備える半導体発光装置であって、上記第１リードおよび上記第２リードはそれぞれ、上記樹脂パッケージにおける上記レンズの反対側から突出する板状の支柱部と、この支柱部と連続してＬ字状をなし、上記レンズの光軸方向視において上記樹脂パッケージと重なるとともに、上記光軸方向において上記レンズとは反対側を向く第１実装面を有する面実装のための細長板状の第１面実装部を有し、上記第１リードの上記第１面実装部と上記第２リードの上記第１面実装部とは、互いに平行であるとともに、上記第１リードおよび上記第２リードそれぞれの上記第１面実装部は、上記第１面実装部の短手方向に対向して突出する第１突出部と、短手方向に互いに逆方向に突出する第２突出部と、を有していることを特徴としている。

このような構成によれば、上記実装部を用いて上記半導体発光装置をたとえば回路基板に面実装するときに、１対の上記第１突出部および上記第２突出部と回路基板との間に多くの溶融ハンダが滞留する。これにより、上記実装部の３箇所に対して溶融ハンダによるいわゆるセンタリング効果が作用することとなる。したがって、上記半導体発光装置の位置ずれを抑制することができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１面実装部は、上記光軸方向視において上記樹脂パッケージからはみ出さない。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１リードおよび上記第２リードはそれぞれ、上記第１面実装部に折り曲げられた部分を介してつながり上記第１実装面に対して垂直である面を形成する板状の連結部と、上記連結部に折り曲げられた部分を介してつながり上記光軸方向および上記連結部によって形成された面が向く方向のいずれに対しても垂直である方向を向く第２実装面を有する面実装のための細長板状の第２面実装部と、をさらに備えている。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１リードの上記第２面実装部と上記第２リードの上記第２実装部とは、互いに平行であるとともに、上記第１リードおよび上記第２リードそれぞれの上記第２面実装部は、上記第２面実装部の短手方向に対向して突出する第３突出部と、上記第２面実装部の短手方向に互いに逆方向に突出する第４突出部と、を有している。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１リードおよび上記第２リードそれぞれの上記第２面実装部は、上記第２面実装部の長手方向において離間配置された１対の上記第３突出部を有し、上記各第４突出部は、上記各第２面実装部の長手方向において上記１対の第３突出部に挟まれている。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１リードの上記第１実装面および上記第２リードの上記第１実装面は、同一面上にあるとともに、上記第１リードの上記第２実装面および上記第２リードの上記第２実装面は、同一面上にある。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１リードおよび上記第２リードはそれぞれ、上記樹脂パッケージから突出する上記支柱部以降の部位が、上記樹脂パッケージに対して離間している。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１リードは、上記樹脂パッケージ内部において上記半導体発光素子の上記第１極側を載置するボンディングカップを有しており、上記第２リードは、上記樹脂パッケージ内部において上記半導体発光素子の上記第２極側にワイヤを介して接続されている。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１リードは、上記ボンディングカップから上記支柱部とは異なる側に延出する部分が上記樹脂パッケージから突出している。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図５は、本発明に係る半導体発光装置の第１実施形態を示している。本実施形態の半導体発光装置Ａ１は、リード１Ａ，１Ｂ、ＬＥＤチップ２、および樹脂パッケージ３を備えており、砲弾型のＬＥＤランプとして構成されている。

リード１Ａ，１Ｂは、半導体発光装置Ａ１の回路基板への実装、およびＬＥＤチップ２への電力供給に用いられるものであり、たとえばＣｕ合金からなる。リード１Ａ，１Ｂは、その一部ずつが樹脂パッケージ３に覆われている。図１および図２に示すように、リード１Ａには、ボンディングカップ１０が形成されている。ボンディングカップ１０は、底面を有するコーン状部分であり、この底面にＬＥＤチップ２が搭載されている。

リード１Ａ，１Ｂのうち樹脂パッケージ３から露出した部分は、実装部１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂ、および連結部１３Ａ，１３Ｂとされている。理解の便宜上、図３においては、実装部１１Ａ，１１Ｂを、図４においては、１２Ａ，１２Ｂを、それぞれ灰色に着色している。実装部１１Ａ，１１Ｂは、方向ｘに延びる略帯状部分であり、互いに平行とされている。実装部１２Ａ，１２Ｂは、方向ｚに延びる略帯状部分であり、互いに平行とされている。連結部１３Ａ，１３Ｂは、実装部１１Ａ，１２Ａどうし、実装部１１Ｂ，１２Ｂどうしをそれぞれ連結する部分であり、図５に示すように方向ｘおよび方向ｚに延びる部分を有するカギ状とされている。

図４に示すように、実装部１２Ａ，１２Ｂは、１対ずつの突出部１２Ａａ，１２Ｂａと、１つずつの突出部１２Ａｂ，１２Ｂｂを有している。１対ずつの突出部１２Ａａ，１２Ｂａは、それぞれ実装部１２Ａ，１２Ｂの長手方向である方向ｚにおいて離間配置されている。また、１対ずつの突出部１２Ａａ，１２Ｂａは、実装部１１Ａ，１２Ｂの短手方向である方向ｙにおいて内側に突出している。突出部１２Ａｂ，１２Ｂｂは、方向ｚにおいて１対ずつの突出部１２Ａａ，１２Ｂａに挟まれている。また、突出部１２Ａｂ，１２Ｂｂは、方向ｙにおいて、外側に突出している。本実施形態においては、突出部１２Ａｂ，１２Ｂｂのそれぞれは、方向ｙに延びる比較的細い２つの帯状要素によって構成されており、連結部１３Ａ，１３Ｂに繋がっている。

ＬＥＤチップ２は、半導体発光装置Ａ１の光源であり、たとえばｎ型半導体層およびｐ型半導体層と、これらに挟まれた活性層とを有する半導体発光素子である。上記活性層において電子と正孔とが再結合することにより、ＬＥＤチップ２は、材質によって決定される波長の光を発光する。ＬＥＤチップ２は、ボンディングカップ１０の底面にボンディングされている。ＬＥＤチップ２の上面は、ワイヤ４を介してリード１Ｂに導通している。ＬＥＤチップ２から方向ｘまたは方向ｙに向けて発せられた光は、ボンディングカップ１０の側面に反射されることにより方向ｚに進行する。

樹脂パッケージ３は、ＬＥＤチップ２とリード１Ａ，１Ｂの一部ずつとを覆っており、ＬＥＤチップ２からの光を透過させることが可能なたとえばエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂からなる。樹脂パッケージ３には、レンズ３ａが形成されている。レンズ３ａは、ＬＥＤチップ２の正面に位置しており、その光軸Ｌが方向ｚに沿って延びるものとされている。レンズ３ａは、ＬＥＤチップ２からの光の指向性を高めるためのものである。

次に、半導体発光装置Ａ１の作用について説明する。

本実施形態によれば、半導体発光装置Ａ１を、回路基板に対して面実装することができる。実装部１１Ａ，１１Ｂを用いて実装する場合、半導体発光装置Ａ１は、回路基板が向く方向に光を出射するトップビュー型の光源として用いられる。一方、実装部１２Ａ，１２Ｂを用いて実装する場合、半導体発光装置Ａ１は、回路基板が広がる方向に光を出射するサイドビュー型の光源として用いられる。

ハンダを用いて面実装する場合、実装過程において溶融したハンダが、表面張力によってハンダに接するものをその中心に引き寄せようとする、センタリング機能を発揮する。実装部１２Ａ，１２Ｂを用いて実装する場合、突出部１２Ａａ，１２Ａｂ，１２Ｂａ，１２Ｂｂと回路基板との間に、多くのハンダが滞留する。ハンダが多く滞留する部分は、それぞれが上述したセンタリング効果を発揮する。すなわち、たとえば実装部１２Ａについては、１対の実装部１２Ａａおよび実装部１２Ａｂを有することにより、三角形を構成する３箇所にセンタリング効果が生じる。これは、実装部１２Ｂも同様である。これにより、実装部１２Ａ，１２Ｂのそれぞれに強いセンタリング効果がバランスよく作用する。したがって、半導体発光装置Ａ１が回路基板に対して位置ずれすることを抑制することができる。

特に、実装部１２Ａ，１２Ｂが実装に用いられる場合、半導体発光装置Ａ１は、横倒しの体勢とされる。この体勢は、レンズ３ａが実装部１２Ａ，１２Ｂから大きくオーバーハングする、比較的不安定なものである。このような実装において、強力なセンタリング効果を実装部１２Ａ，１２Ｂに作用させることは、半導体発光装置Ａ１の位置ずれ防止に好適である。

図６は、本発明の第２実施形態を示している。なお、本図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。本実施形態の半導体発光装置Ａ２は、実装部１２Ａ，１２Ｂの形状が上述した実施形態と異なっている。本実施形態においては、実装部１２Ａ，１２Ｂには、１対ずつの突出部１２Ａａ’，１２Ｂａ’がさらに設けられている。１対ずつの突出部１２Ａａ’、１２Ｂａ’は、１対ずつの突出部１２Ａａ，１２Ｂａに対して、方向ｚにおける位置がほぼ同じであり、方向ｙにおいて反対側に突出している。

このような実施形態によれば、実装部１２Ａ，１２Ｂには、５箇所においてセンタリング効果が発揮されることが期待できる。これにより、半導体発光装置Ａ２の位置ずれをさらに抑制することができる。

本発明に係る半導体発光装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る半導体発光装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

本発明で言う第１突出部および第２突出部を、上述した実施形態における実装部１１Ａ，１１Ｂに設けた構成としてもよい。この場合、本発明に係る半導体発光装置をトップビュー型の光源として用いる場合においても、半導体発光装置の位置ずれを抑制することができる。

本発明に係る半導体発光装置の第１実施形態を示す正面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 図１に示す半導体発光装置の背面図である。 図１に示す半導体発光装置の底面図である。 図１に示す半導体発光装置の右側面図である。 本発明に係る半導体発光装置の第２実施形態を示す底面図である。 従来の半導体発光装置の一例を示す断面図である。

符号の説明

Ａ１，Ａ２ 半導体発光装置
Ｂ 基板
Ｌ 光軸
Ｓ ハンダ
１Ａ，１Ｂ リード
２ ＬＥＤチップ（半導体発光素子）
３ 樹脂パッケージ
３ａ レンズ
４ ワイヤ
１０ ボンディングカップ
１１Ａ，１１Ｂ （追加の）実装部
１２Ａ，１２Ｂ 実装部
１２Ａａ，１２Ｂａ （第１）突出部
１２Ａｂ，１２Ｂｂ （第２）突出部
１３Ａ，１３Ｂ 連結部

Claims (9)

1. 第１極および第２極を有する半導体発光素子と、
   上記半導体発光素子の上記第１極および上記第２極にそれぞれ導通する第１リードおよび第２リードと、
   上記半導体発光素子と上記第１および上記第２リードのそれぞれ一部とを覆い、上記半導体発光素子の正面に位置するレンズを有する樹脂パッケージと、
   を備える半導体発光装置であって、
   上記第１リードおよび上記第２リードはそれぞれ、上記樹脂パッケージにおける上記レンズの反対側から突出する板状の支柱部と、この支柱部と連続してＬ字状をなし、上記レンズの光軸方向視において上記樹脂パッケージと重なるとともに、上記光軸方向において上記レンズとは反対側を向く第１実装面を有する面実装のための細長板状の第１面実装部を有し、
   上記第１リードの上記第１面実装部と上記第２リードの上記第１面実装部とは、互いに平行であるとともに、上記第１リードおよび上記第２リードそれぞれの上記第１面実装部は、上記第１面実装部の短手方向に対向して突出する第１突出部と、短手方向に互いに逆方向に突出する第２突出部と、を有していることを特徴とする、半導体発光装置。
2. 上記第１面実装部は、上記光軸方向視において上記樹脂パッケージからはみ出さない、請求項１に記載の半導体発光装置。
3. 上記第１リードおよび上記第２リードはそれぞれ、上記第１面実装部に折り曲げられた部分を介してつながり上記第１実装面に対して垂直である面を形成する板状の連結部と、上記連結部に折り曲げられた部分を介してつながり上記光軸方向および上記連結部によって形成された面が向く方向のいずれに対しても垂直である方向を向く第２実装面を有する面実装のための細長板状の第２面実装部と、をさらに備えている、請求項１または２に記載の半導体発光装置。
4. 上記第１リードの上記第２面実装部と上記第２リードの上記第２実装部とは、互いに平行であるとともに、上記第１リードおよび上記第２リードそれぞれの上記第２面実装部は、上記第２面実装部の短手方向に対向して突出する第３突出部と、上記第２面実装部の短手方向に互いに逆方向に突出する第４突出部と、を有している、請求項３に記載の半導体発光装置。
5. 上記第１リードおよび上記第２リードそれぞれの上記第２面実装部は、上記第２面実装部の長手方向において離間配置された１対の上記第３突出部を有し、
   上記各第４突出部は、上記各第２面実装部の長手方向において上記１対の第３突出部に挟まれている、請求項４に記載の半導体発光装置。
6. 上記第１リードの上記第１実装面および上記第２リードの上記第１実装面は、同一面上にあるとともに、上記第１リードの上記第２実装面および上記第２リードの上記第２実装面は、同一面上にある、請求項３ないし５のいずれかに記載の半導体発光装置。
7. 上記第１リードおよび上記第２リードはそれぞれ、上記樹脂パッケージから突出する上記支柱部以降の部位が、上記樹脂パッケージに対して離間している、請求項１ないし６のいずれかに記載の半導体発光装置。
8. 上記第１リードは、上記樹脂パッケージ内部において上記半導体発光素子の上記第１極側を載置するボンディングカップを有しており、
   上記第２リードは、上記樹脂パッケージ内部において上記半導体発光素子の上記第２極側にワイヤを介して接続されている、請求項１ないし７のいずれかに記載の半導体発光装置。
9. 上記第１リードは、上記ボンディングカップから上記支柱部とは異なる側に延出する部分が上記樹脂パッケージから突出している、請求項８に記載の半導体発光装置。