JP5294741B2 - 樹脂成形体及び表面実装型発光装置並びにそれらの製造方法 - Google Patents
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Description
<表面実装型発光装置>
第1の実施の形態に係る表面実装型発光装置について図面を用いて説明する。図1は、第1の実施の形態に係る表面実装型発光装置を示す概略断面図である。図2は、第1の実施の形態に係る表面実装型発光装置を示す概略平面図である。図1は、図2のI−Iの概略断面図である。
発光素子100は、基板上にGaAlN、ZnS、ZnSe、SiC、GaP、GaAlAs、AlN、InN、AlInGaP、InGaN、GaN、AlInGaN等の半導体を発光層として形成させたものが用いられる。半導体の構造としては、MIS接合、PIN接合やPN接合を有したホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を紫外光から赤外光まで種々選択することができる。発光層は、量子効果が生ずる薄膜とした単一量子井戸構造や多重量子井戸構造としても良い。
第1の樹脂成形体40は、底面40aと側面40bとを持つ凹部40cを有している。第1の樹脂成形体40は、凹部40cの底面40aに配置される基台10と、凹部40cの底面40aから外側に延びる第1のリード20及び第2のリード30を一体成形している。基台10は凹部40cの底面40aの一部を形成している。第1のリード20の第1のインナーリード部20aは、凹部40cの底面40aの一部を形成している。第2のリード30の第2のインナーリード部30aは、凹部40cの底面40aの一部を形成している。基台10は、第1のインナーリード部20a及び第2のインナーリード部30aと所定の間隔離れているが、導通しなければ一方と連結されていてもよい。凹部40cの底面40aに相当する基台10に発光素子100を載置する。凹部40cの底面40aに相当する基台10と第1のインナーリード部20aと第2のインナーリード部30aと、第1のアウターリード部20b、第2のアウターリード部30bは、第1の樹脂成形体40から露出している。裏面側の第1のリード20及び第2のリード30は露出している。これにより裏面側から電気接続することができる。
基台10は発光素子100を載置する。基台10は第1の樹脂成形体40の凹部40cから露出されていることが好ましいが、埋没されていてもよい。基台10は鉄、リン青銅、銅合金等の電気良導体を用いて構成することができる。また、発光素子100からの光の反射率を向上させるため、基台10の表面に銀、アルミニウム、銅や金等の金属メッキを施すこともできる。また、基台10の表面の反射率を向上させるため、平滑にすることが好ましい。また、放熱性を向上させるため基台10の面積を大きくすることができる。これにより発光素子100の温度上昇を効果的に抑えることができ、発光素子100に比較的多くの電気を流すことができる。また、基台10を肉厚にすることにより放熱性を向上することができる。また、基台10を肉厚にすることにより、基台10のたわみが少なくなり、発光素子100の実装をし易くすることができる。これとは逆に、基台10を薄い平板状とすることにより表面実装型発光装置を薄型にすることができる。基台10の形状は特に問わず、平板状の円柱状、略直方体、略立方体などでもよく、凹部を成形していてもよい。
第1のリード20は、第1のインナーリード部20aと第1のアウターリード部20bとを有する。第1のインナーリード部20aは第1の樹脂成形体40の凹部40cの底面40aから露出している。この露出された第1のインナーリード部20aは、発光素子100の第1の電極101とワイヤ60を介して電気的に接続されている。第1のインナーリード部20aの露出部分は、発光素子100と電気的に接続するための面積を有していればよいが、反射効率の観点から広面積の方が好ましい。第1のアウターリード部20bは、発光素子100と電気的に接続されている部分を除く、第1の樹脂成形体40から露出している部分である。第1のアウターリード部20bは、外部電極と電気的に接続される。
第2の樹脂成形体50は、外部環境からの外力や埃、水分などから発光素子100を保護するために設ける。また、発光素子100から出射される光を効率よく外部に放出することができる。第2の樹脂成形体50は、第1の樹脂成形体40の凹部40c内に配置している。
蛍光物質80は、発光素子100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・サイアロン系蛍光体、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付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蛍光体、アルカリ土類硫化物蛍光体、アルカリ土類チオガレート蛍光体、アルカリ土類窒化ケイ素蛍光体、ゲルマン酸塩蛍光体、又は、Ce等のランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミン酸塩蛍光体、希土類ケイ酸塩蛍光体又は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。
表面実装型発光装置には、さらに保護素子としてツェナーダイオードを設けることもできる。ツェナーダイオードは、発光素子100と同様、基台10に載置することができる他、発光素子100と離れて凹部40cの底面40aの第1のリード20に載置することもできる。また、ツェナーダイオードは、凹部40cの底面40aの第1のリード20に載置され、その上に発光素子100を載置する構成を採ることもできる。また、保護素子は第1のリード又は第2のリードの表面若しくは裏面に載置し、透光性封止部材で被覆することもできる他、第1の樹脂成形体40で被覆することもできる。□280μmサイズの他、□300μmサイズ等も使用することができる。
上記表面実装型発光装置を用いて、外部電極と電気的に接続した実装状態を示す。図3は、第1の実施の形態に係る表面実装型発光装置の実装状態を示す概略断面図である。
第2の実施の形態に係る表面実装型発光装置について説明する。第1の実施の形態に係る表面実装型発光装置と同様な構成を採る部分については説明を省略する。図4は、第2の実施の形態に係る表面実装型発光装置を示す概略平面図である。
第3の実施の形態に係る表面実装型発光装置について説明する。第1の実施の形態に係る表面実装型発光装置と同様な構成を採る部分については説明を省略する。図5は、第3の実施の形態に係る表面実装型発光装置を示す概略断面図である。
第4の実施の形態に係る表面実装型発光装置について説明する。第3の実施の形態に係る表面実装型発光装置と同様な構成を採る部分については説明を省略する。図6は、第4の実施の形態に係る表面実装型発光装置を示す概略断面図である。
第5の実施の形態に係る表面実装型発光装置について説明する。第3の実施の形態に係る表面実装型発光装置と同様な構成を採る部分については説明を省略する。図7は、第5の実施の形態に係る表面実装型発光装置を示す概略断面図である。図8は、第5の実施の形態に係る表面実装型発光装置の実装状態を示す概略断面図である。
第6の実施の形態に係る表面実装型発光装置について説明する。第1の実施の形態に係る表面実装型発光装置と同様な構成を採る部分については説明を省略する。図9は、第6の実施の形態に係る表面実装型発光装置を示す概略断面図である。図10は、第6の実施の形態に係る表面実装型発光装置を示す概略平面図である。
第7の実施の形態に係る表面実装型発光装置について説明する。第1の実施の形態に係る表面実装型発光装置と同様な構成を採る部分については説明を省略する。図11は、第7の実施の形態に係る表面実装型発光装置を示す概略断面図である。図12は、第7の実施の形態に係る表面実装型発光装置を示す概略平面図である。
第8の実施の形態に係る表面実装型発光装置について説明する。第1の実施の形態に係る表面実装型発光装置と同様な構成を採る部分については説明を省略する。図13は、第8の実施の形態に係る表面実装型発光装置を示す概略断面図である。図14は、第8の実施の形態に係る表面実装型発光装置を示す概略平面図である。図15は、第8の実施の形態に係る表面実装型発光装置を示す概略底面図である。図16は、第8の実施の形態に係る表面実装型発光装置の製造工程の途中を示す概略断面図である。
本発明に係る表面実装型発光装置の製造方法について説明する。本製造方法は、上述の表面実装型発光装置についてである。図17(a)〜(e)は、第1の実施の形態に係る表面実装型発光装置の製造工程を示す概略断面図である。
第9の実施の形態に係る表面実装型発光装置について説明する。第1の実施の形態に係る表面実装型発光装置と同様な構成を採る部分については説明を省略する。図18は、第9の実施の形態に係る表面実装型発光装置を示す概略断面図である。図19は、第9の実施の形態に係る表面実装型発光装置を示す概略平面図である。図20は、第9の実施の形態に係る表面実装型発光装置を示す概略斜視図である。図21(a)〜(d)は、第9の実施の形態に係る表面実装型発光装置の製造工程を示す概略断面図である。図21(a)は、リードフレームを表す概略平面図である。図21(b)は、リードフレームを金型で挟み込んだ状態を示す概略断面図である。図21(c)は、発光素子108を基台18に載置した第1の樹脂成形体48を示す概略断面図である。図21(d)は、第1の樹脂成形体48を金型で挟み込んだ状態を示す概略断面図である。
第10の実施の形態に係る表面実装型発光装置について説明する。第3の実施の形態に係る表面実装型発光装置と同様な構成を採る部分については説明を省略する。図22は、第10の実施の形態に係る表面実装型発光装置を示す概略断面図である。
20、21、22、23、24、25、26、27、28、29 第1のリード
20a、21a、22a、23a、24a、25a、26a、27a、28a、29a 第1のインナーリード部
20b、21b、22b、23b、24b、25b、26b、27b、28b、29b 第1のアウターリード部
30、31、32、33、34、35、36、37、38、39 第2のリード
30a、31a、33a、34a、35a、36a、37a、38a、39a 第2のインナーリード部
30b、31b、33b、34b、35b、36b、37b、38b、39b 第2のアウターリード部
40、41、45、46、47、48、49 第1の樹脂成形体
40a、48a 底面
40b、48b 側面
40c、48c 凹部
50、58 第2の樹脂成形体
60 ワイヤ
70 フィラー
80、88 蛍光物質
90 絶縁部材
99 放熱部材
100、105、106、108 発光素子
107 保護素子(発光素子)
101 第1の電極
102 第2の電極
200 放熱接着剤
210 放熱部材
320、322、324 上金型
321、323、325 下金型
510 発光素子
520 搭載用のリードフレーム
530 結線用のリードフレーム
540 成形体
550 透光性封止樹脂
Claims (7)
- 基台と第1のリードと第2のリードとを一体成形してなる、460nmの光の反射率が70%以上である、底面と側面とを持つ凹部が形成されている樹脂成形体の製造方法であって、
第1のリード及び第2のリードのいずれかに保護素子を載置する工程と、
上金型は樹脂成形体の凹部に相当する凹みを形成しており、第1のリードは第1のインナーリード部と第1のアウターリード部とを有しており、第2のリードは第2のインナーリード部と第2のアウターリード部とを有しており、樹脂成形体の凹部の底面に相当する第1のインナーリード部と第2のインナーリード部と基台並びに第1のアウターリード部と第2のアウターリード部を上金型と下金型とで挟み込む第1の工程と、
上金型と下金型とで挟み込まれた凹み部分に、フィラー若しくは拡散剤並びに酸化チタン顔料の白色系顔料が添加されたシリコーン樹脂若しくは変性シリコーン樹脂の熱硬化性樹脂をトランスファ・モールドにより流し込み、保護素子を樹脂成形体内部に配置する第2の工程と、
流し込まれたシリコーン樹脂若しくは変性シリコーン樹脂の熱硬化性樹脂を加熱して硬化し、樹脂成形体を成形する第3の工程と、
を有する樹脂成形体の製造方法。 - 基台と第1のリードと第2のリードとを一体成形してなる、460nmの光の反射率が70%以上である、底面と側面とを持つ凹部が形成されている樹脂成形体の製造方法であって、
第1のリード及び第2のリードのいずれかに保護素子を載置する工程と、
上金型は樹脂成形体の凹部に相当する凹みを形成しており、樹脂成形体の凹部の底面に相当する第1のリードと第2のリードと基台とを上金型と下金型とで挟み込む第1の工程と、
上金型と下金型とで挟み込まれた凹み部分に、フィラー若しくは拡散剤並びに酸化チタン顔料の白色系顔料が添加されたシリコーン樹脂若しくは変性シリコーン樹脂の熱硬化性樹脂をトランスファ・モールドにより流し込み、保護素子を樹脂成形体内部に配置する第2の工程と、
流し込まれたシリコーン樹脂若しくは変性シリコーン樹脂の熱硬化性樹脂を加熱して硬化し、樹脂成形体を成形する第3の工程と、
を有する樹脂成形体の製造方法。 - 前記基台は、表面に銀、アルミニウム、銅、金のいずれかの金属メッキが施されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の樹脂成形体の製造方法。
- 基台と第1のリードと第2のリードとを一体成形してなる、底面と側面とを持つ凹部が形成されている第1の樹脂成形体と、基台に載置される420nm以上490nm以下に発光波長を有する発光素子と、発光素子が被覆される第2の樹脂成形体と、を有し、第1の樹脂成形体は発光素子からの光の70%以上の光を反射する表面実装型発光装置の製造方法であって、
第1のリード及び第2のリードのいずれかに保護素子を載置する工程と、
上金型は第1の樹脂成形体の凹部に相当する凹みを形成しており、第1のリードは第1のインナーリード部と第1のアウターリード部とを有しており、第2のリードは第2のインナーリード部と第2のアウターリード部とを有しており、第1の樹脂成形体の凹部の底面に相当する第1のインナーリード部と第2のインナーリード部と基台並びに第1のアウターリード部と第2のアウターリード部を上金型と下金型とで挟み込む第1の工程と、
上金型と下金型とで挟み込まれた凹み部分に、フィラー若しくは拡散剤並びに酸化チタン顔料の白色系顔料が添加されたシリコーン樹脂若しくは変性シリコーン樹脂の第1の熱硬化性樹脂をトランスファ・モールドにより流し込み、保護素子を第1の樹脂成形体内部に配置する第2の工程と、
流し込まれたシリコーン樹脂若しくは変性シリコーン樹脂の第1の熱硬化性樹脂を加熱して硬化し、第1の樹脂成形体を成形する第3の工程と、
上金型を取り外す第4の工程と、
発光素子を基台に載置するとともに、発光素子が持つ第1の電極と第1のインナーリード部とを電気的に接続し、発光素子が持つ第2の電極と第2のインナーリード部とを電気的に接続する第5の工程と、
発光素子が載置された凹部内にシリコーン樹脂若しくは変性シリコーン樹脂の第2の熱硬化性樹脂を配置する第6の工程と、
シリコーン樹脂若しくは変性シリコーン樹脂の第2の熱硬化性樹脂を加熱して硬化し、第2の樹脂成形体を成形する第7の工程と、
を有する表面実装型発光装置の製造方法。 - 基台と第1のリードと第2のリードとを一体成形してなる、底面と側面とを持つ凹部が形成されている第1の樹脂成形体と、基台に載置される420nm以上490nm以下に発光波長を有する発光素子と、発光素子が被覆される第2の樹脂成形体と、を有し、第1の樹脂成形体は発光素子からの光の70%以上の光を反射する表面実装型発光装置の製造方法であって、
第1のリード及び第2のリードのいずれかに保護素子を載置する工程と、
上金型は第1の樹脂成形体の凹部に相当する凹みを形成しており、第1の樹脂成形体の凹部の底面に相当する第1のリードと第2のリードと基台とを上金型と下金型とで挟み込む第1の工程と、
上金型と下金型とで挟み込まれた凹み部分に、フィラー若しくは拡散剤並びに酸化チタン顔料の白色系顔料が添加されたシリコーン樹脂若しくは変性シリコーン樹脂の第1の熱硬化性樹脂をトランスファ・モールドにより流し込み、保護素子を第1の樹脂成形体内部に配置する第2の工程と、
流し込まれたシリコーン樹脂若しくは変性シリコーン樹脂の第1の熱硬化性樹脂を加熱して硬化し、第1の樹脂成形体を成形する第3の工程と、
上金型を取り外す第4の工程と、
発光素子を基台に載置するとともに、発光素子が持つ第1の電極と第1のリードとを電気的に接続し、発光素子が持つ第2の電極と第2のリードとを電気的に接続する第5の工程と、
発光素子が載置された凹部内にシリコーン樹脂若しくは変性シリコーン樹脂の第2の熱硬化性樹脂を配置する第6の工程と、
シリコーン樹脂若しくは変性シリコーン樹脂の第2の熱硬化性樹脂を加熱して硬化し、第2の樹脂成形体を成形する第7の工程と、
を有する表面実装型発光装置の製造方法。 - 第7の工程は、第2の熱硬化性樹脂をトランスファ・モールドにより流し込み、加熱して硬化し、第2の樹脂成形体を成形する工程であることを特徴とする請求項4又は5に記載の表面実装型発光装置の製造方法。
- 前記基台は、表面に銀、アルミニウム、銅、金のいずれかの金属メッキが施されていることを特徴とすることを特徴とする請求項4又は5に記載の表面実装型発光装置の製造方法。
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