JP5978631B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る発光装置10の一例を示す概略平面図である。図2は、図1に示す発光装置10のI−I’線における概略断面図である。
発光素子11としては、発光ダイオード等を用いることができる。発光素子11の構造としては、同一面側に正電極と負電極が形成された構造の半導体素子を用いることができる。例えば、透光性基板の上に、第1導電型半導体層、発光層及び第2導電型半導体層がこの順に形成された半導体積層構造を備え、この半導体積層構造に電流を供給するための正電極及び負電極が設けられた半導体発光素子構造を有するものが挙げられる。透光性基板としてはサファイア、SiC、ZnO等を用いることができる。後述する補強部材50は、発光素子11の透光性基板と線膨張係数が近い材料を用いることが好ましい。発光素子11の厚みは熱膨張を考慮して、50〜200μmとすることが好ましい。なお、発光素子11はこれらの構成に限定されるものではなく、他の半導体層構造を用いて構成してもよい。透光性基板として、窒化物半導体基板(GaN、AlN等)等を用いてもよい。
第1リードフレーム21及び第2リードフレーム22は、発光素子や保護素子等の電子部品を配置するためのものであり、外部電極(図示省略)と発光素子等とを電気的に接続する正負一対の電極として機能する。第1リードフレーム21及び第2リードフレーム22の大部分は、樹脂成形体40に埋設されており、第1リードフレーム21及び第2リードフレーム22の上面が、樹脂成形体40から露出している。
第1リードフレーム21及び第2リードフレーム22の表面には、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。
補強部材50は、第1リードフレーム21及び第2リードフレーム22に接合され、第1リードフレーム21及び第2リードフレーム22を固定する機能をもたせている。補強部材50は、少なくとも第1リードフレーム21及び第2リードフレーム22よりも線膨張係数が小さい材料により形成されることが好ましく、発光素子11の線膨張係数と同等以下の材料がさらに好ましい。
補強部材50は、第1リードフレーム21及び第2リードフレーム22の上面において発光素子11の電極(ダイボンド材30)が載置される領域の下部に位置する裏面に接合されていることが好ましい。これにより、熱応力による第1リードフレーム21及び第2リードフレーム22と発光素子11との接合部分にかかる負荷を低減することができる。
図3に示す例においては、補強部材50の中央部に、上下(補強部材50の厚み方向)に貫通する貫通孔51を有している。これにより、樹脂パッケージの成形時における樹脂の流れを補強部材50で妨げにくい構造とすることができる。貫通孔51の縦幅は、第1リードフレーム21及び第2リードフレーム22の縦幅に対して5〜45%の幅とすることが好ましく、20〜40%の幅とすることがさらに好ましい。また、補強部材50の縦幅に対して20〜70%の幅とすることが好ましく、30〜50%の幅とすることがさらに好ましい。
図4に示す例においては、補強部材50の中央部には、紙面に向かって縦方向(第1リードフレーム21及び第2リードフレーム22の配列方向に対して垂直方向)において対向する両辺に、凹状に切欠かれた切欠き53が設けられている。これにより、樹脂パッケージの成形時の樹脂の流れ込み不良を防止することができる。切欠き53の縦幅は、第1リードフレーム21及び第2リードフレーム22の縦幅に対して10〜20%とすることが好ましく、切欠き53の横幅は、第1リードフレーム21及び第2リードフレーム22の横幅に対して8〜15%とすることが好ましい。
補強部材50を第1リードフレーム21及び第2リードフレーム22に接合する接着剤60としては、Pb、SnAgCu、AuSn、AgSn、CuSn、SnZnBi等のハンダやエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂等を用いることができる。また、発光素子11と第1リードフレーム21及び第2リードフレーム22との接合時の熱処理による影響を受けないように、ダイボンド材30の融点と同等以上の材料であることが好ましい。
樹脂成形体40は、発光装置の外形を成す部材である。本実施形態において、樹脂成形体40は、発光素子11を配置する凹部41を備えている。樹脂成形体40は、発光装置の発光面となる上面を有し、該上面に凹部41の開口部を有する。凹部41の内壁面は、凹部41の幅が凹部41の底面から開口部に向かって広がるように傾斜していることが好ましい。特に、開口部が一方向に長い場合、開口部の長手方向の両側内壁面を延長したときに、その2つの内壁面のなす角度θが90°以上であることが好ましい。このような樹脂成形体40を有する発光装置は、前記一方向に効率よく配光を広げることができることから、バックライト用光源として好適に用いることができる。樹脂成形体40の凹部41には、後述する透光性部材を設けることができる。
透光性部材は、発光素子11を覆うように、樹脂成形体40の凹部41内に設ける部材である。
透光性部材としては、発光素子11からの光に対して透光性で、かつ、耐光性及び絶縁性を有するものが好ましい。具体的には、シリコーン樹脂組成物、変性シリコーン樹脂組成物、エポキシ樹脂組成物、変性エポキシ樹脂組成物、アクリル樹脂組成物等、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂及びこれらの樹脂を少なくとも1種以上含むハイブリッド樹脂、ガラス、シリカゾル等の無機物等が挙げられる。
先ず、図5(a)に示すように、第1リードフレーム21及び第2リードフレーム22を準備する。第1リードフレーム21及び第2リードフレーム22の表面には、銀、アルミニウム、銅や金等の金属メッキを施してもよい。
次に、図5(b)に示すように、第1リードフレーム21及び第2リードフレーム22の裏面に接着剤60を用いて補強部材50を接合する。絶縁性部材からなる補強部材50に対してハンダ材料を接合剤とする場合、絶縁性部材にハンダ材料を良好に接合させるために、補強部材50の上面のうち、ハンダ材料と接合する領域に、予め薄い金属膜を設けることが好ましい。なお、補強部材50を接合する工程は、第1リードフレーム21及び第2リードフレーム22の表面に金属メッキを施す工程の前に行ってもよい。一般的に、メッキを施す前のリードフレームの表面粗さは大きく、補強部材50(接着材60)との接触面積が大きくなるため密着性を高めることができる。
次に、図5(c)に示すように、補強部材50を接合した第1リードフレーム21及び第2リードフレーム22に、トランスファーモールド等によって樹脂成形体40を設ける。
次に、図5(d)に示すように、第1リードフレーム21及び第2リードフレーム22の上に、ダイボンド材30を介して発光素子11をフリップチップ実装する。この後、発光素子11を覆う透光性部材を設けてもよい。
図6は、本発明の第2実施形態に係る発光装置210の一例を示す概略断面図である。
本実施形態において、第1リードフレーム21及び第2リードフレーム22は、発光装置の内側の端部側の裏面が他の部分の裏面よりも高く設けられており、内側の端部側の厚みが他の部分よりも薄い。この厚みが薄い領域23に、補強部材50が接合されている。補強部材50の裏面が、第1リードフレーム21及び第2リードフレーム22の上記他の部分の裏面と同一若しくは上記他の部分の裏面よりも上に配置してもよい。これにより、発光装置の薄型化を図ることができる。
11 発光素子
21 第1リードフレーム
22 第2リードフレーム
23 厚みが薄い領域
30 ダイボンド材
40 樹脂成形体
41 凹部
50 補強部材
51 貫通孔
52 金属膜
53 切欠き
60 接着剤
Claims (6)
- 第1リードフレーム及び第2リードフレームと、
前記第1リードフレーム及び前記第2リードフレームの上にフリップチップ実装された発光素子と、
前記第1リードフレーム及び前記第2リードフレームの周囲を覆う樹脂成形体と、を備える発光装置であって、
前記第1リードフレーム及び第2リードフレームよりも線膨張係数が小さい材料からなり、前記第1リードフレーム及び前記第2リードフレームの裏面に接合されており、樹脂成形体によって裏面及び側面の全体が覆われている補強部材を有することを特徴とする発光装置。 - 前記補強部材の厚みは、前記第1リードフレーム及び前記第2リードフレームの厚みに対して50%〜150%であることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記補強部材の中央部には、前記第1リードフレームと前記第2リードフレームの配列方向に対して垂直方向に対向する両辺に、凹状に切り欠かれた切欠き部が設けられることを特徴とする請求項1又は2に記載の発光装置。
- 前記補強部材は、上面側から見て、前記第1リードフレームと前記第2リードフレームとの間の領域において、上下に貫通する貫通孔を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記補強部材は、ガラス又はセラミックスからなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記第1リードフレーム及び前記第2リードフレームは、それぞれ内側の端部側の厚みが他の部分よりも薄く、この厚みが薄い領域に、前記補強部材が接合されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の発光装置。
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