JP7295479B2 - パッケージ及び発光装置 - Google Patents
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Description
図1Aは、第1実施形態に係るパッケージおよび発光装置の構成を模式的に示す斜視図である。図1Bは、第1実施形態に係るパッケージおよび発光装置の構成を模式的に示す平面図である。図2Aは、図1BのIIA-IIA線における断面図である。図2Bは、図1BのIIB-IIB線における断面図である。図2Cは、図1BのIIC-IIC線における断面図である。図3Aは、第1実施形態に係る第1リードの構成を模式的に示す平面図である。図3Bは、第1実施形態に係る第2リードの構成を模式的に示す平面図である。図4Aは、第1成形体を設けた第1実施形態に係る第1リードの構成を模式的に示す斜視図である。図4Bは、第2成形体を設けた第1実施形態に係る第2リードの構成を模式的に示す斜視図である。
発光装置100は、パッケージ1と、パッケージ1に載置される発光素子2と、を有する。発光装置100は、さらに、発光素子2を取り囲むように形成される枠体4と、枠体4内に発光素子2を覆うように形成される被覆部材5と、を有する。
まず、パッケージ1について説明する。
パッケージ1は、第1リード10と、第1成形体61と、第2リード20と、第2成形体62と、を有している。
パッケージ1は、第1部分11,12に第1貫通孔14を有する第1リード10と、第1リード10を保持する第1成形体61と、第1リード10と対面して接合する面側で、第1リード10の第1部分11,12と重なる第2部分21,22に第1貫通孔14に連通する第2凹部21a,22aを有する第2リード20と、第2リード20を保持する第2成形体62と、を有する。
第1リード10の第1部分11,12及び第2リード20の第2部分21,22は電極端子であって、第1貫通孔14と第1貫通孔14に連通する第2凹部21a,22aに、第2成形体62の一部が連続して充填されている。
第1リード10は、第1成形体61に保持されている。第1リード10は、所定の配線パターンを有している。第1リード10は、P側電極端子であるP側の第1部分(以下、適宜、第1P側電極端子という)11と、N側電極端子であるN側の第1部分(以下、適宜、第1N側電極端子という)12と、を平行に配置して有し、好ましくは熱引き用端子である第3部分(以下、適宜、熱引き用端子という)13を、第1P側電極端子11と第1N側電極端子12との間に離間して有している。
第1リード10及び第2リード20の側面に、プレスやエッチング等により段差や凹みを設けてもよい。これにより第1リード10と第1成形体61、第2リード20と第2形成体62との密着性や成形性を高めることができる。
第2リード20は、第2成形体62に保持されている。第2リード20は、第1リード10上に設けられ、第1リード10と対面して接合されている。第2リード20は、第1リード10と形状の異なる配線パターンを有している。第2リード20は、第2P側電極端子であるP側の第2部分21と、第2N側電極端子であるN側の第2部分22と、を平行に配置して有し、さらに、P側端子分岐部であるP側の第4部分(以下、適宜、P側端子分岐部という)23と、N側端子分岐部であるN側の第4部分(以下、適宜、N側端子分岐部という)24と、を有している。
ここで、直接接合とは、接着剤などの他の部材を用いずに接合されていることを意味する。直接接合は、拡散接合であることが好ましい。拡散接合とは、「母材を密着させ、母材の融点以下の温度条件で、塑性変形をできるだけ生じない程度に加圧して、接合面間に生じる原子の拡散を利用して接合する方法」である。直接接合により、熱伝導性や電気伝導性が向上する。
第1リード10および第2リード20は、鍍金されていてもよい。鍍金により、発光素子2からの光の反射率を高めることができる。
第1成形体61は、第1リード10を保持する部材である。第1成形体61は、第1リード10と同じ厚みで形成されている。第2成形体62は、第2リード20を保持する部材である。第2成形体62は、第2リード20と同じ厚みで形成されている。
次に、発光装置100について説明する。
発光装置100は、パッケージ1と、発光素子2と、アンダーフィル3と、枠体4と、被覆部材5と、を有している。発光装置100は、パッケージ1を有することによって、リード間の接合強度を向上させることができる。なお、パッケージ1については、前記と同様であるので、説明を省略する。
発光素子2は、2つのN側電極71と、2つのN側電極71の間に形成された1つのP側電極72を有している。
発光素子2は、2つのN側電極71が、それぞれ、第2リード20の2つのN側端子分岐部24に接続され、1つのP側電極72が、第2リード20のP側端子分岐部23に接続されている。これにより、発光素子2は、パッケージ1の第2リード20上に実装されている。ここで用いられる発光素子2は、形状や大きさ等が特に限定されない。発光素子2の発光色としては、用途に応じて任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色(波長430~490nmの光)の発光素子2としては、GaN系やInGaN系を用いることができる。InGaN系としては、InXAlYGa1-X-YN(0≦X≦1、0≦Y≦1、X+Y≦1)等を用いることができる。
アンダーフィル3は、発光素子2とパッケージ1の熱膨張率の差による応力を吸収したり、放熱性を高めたりする部材である。
アンダーフィル3は、パッケージ1と、発光素子2との隙間に形成されている。アンダーフィル3の材料としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。なお、アンダーフィル3の材料として、白色樹脂のように光反射性の部材を用いることで、発光素子2からパッケージ1方向へ出射される光を反射することができ、光束を高めることができる。
枠体4は、発光装置100の壁部を構成する部材である。枠体4は、発光素子2を取り囲むように形成されている。
枠体4は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、これらの変性樹脂又はこれらの樹脂を1種以上含むハイブリッド樹脂等によって形成することができる。熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリフタルアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ABS樹脂、アクリル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリシクロヘキサンテレフタレート樹脂、液晶ポリマー等が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ユリア樹脂、フェノール樹脂、BTレジン、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。また、これらの母材には、当該分野で公知の着色剤、充填剤、強化繊維、後述する蛍光物質等を含有させてもよい。特に、着色剤は、反射率の良好な材料が好ましく、酸化チタン、酸化亜鉛等の白色のものが好ましい。充填剤としては、シリカ、アルミナ等が挙げられる。強化繊維としては、ガラス、珪酸カルシウム、チタン酸カリウム等が挙げられる。
被覆部材5は、発光素子2を覆う部材である。
被覆部材5は、パッケージ1の枠体4内に発光素子2を覆うように設けられている。被覆部材5は、発光素子2を、外力、埃、水分などから保護すると共に、発光素子2の耐熱性、耐候性、耐光性を良好なものとするために設けられている。被覆部材5の材質としては、熱硬化性樹脂、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂等の透明な材料を挙げることができる。このような材料に加えて、所定の機能を持たせるために、蛍光体や光反射率が高い物質等のフィラーを含有させることもできる。
次に、パッケージ1の製造方法について説明する。
図5Aは、第1実施形態に係るパッケージの製造方法において、第1リードに第1成形体を形成する工程を示す断面図である。図5Bは、第1実施形態に係るパッケージの製造方法において、第2リードに第2成形体を形成する工程を示す断面図である。なお、図5A、図5Bは、複数のパッケージを同時に製造するときの1つのパッケージを模式的に示している。
第1リードおよび第2リードを準備する工程は、第1リード10に第1成形体61を設けたもの上に第2リード20を配置する工程と、第1リード10と第2リード20とを接合する工程である。
さらに、接合する工程は、熱引き用端子13とP側端子分岐部23とが、また、熱引き用端子13とN側端子分岐部24とが、第3凹部13aによって離間するように第1リード10と第2リード20とを接合している。
第2成形体を充填する工程は、第2リード20を保持する第2成形体62を形成すると共に、第1貫通孔14および第2凹部21a、22aに第2成形体62の一部を第1リード10に連続するように充填し、第2成形体62でも第1リード10を保持する工程である。
次に、発光装置100の製造方法について説明する。
発光素子を載置する工程は、前記の製造方法で製造されたパッケージ1に、発光素子2を載置する工程である。
この工程では、発光素子2のP側電極72を第2リード20のP側端子分岐部23に接合し、発光素子2のN側電極71を第2リード20のN側端子分岐部24に接合する(図1B、図3B参照)。接合は、例えば半田ペーストなどを用いればよい。
アンダーフィルを形成する工程は、パッケージ1と、発光素子2との隙間にアンダーフィル3を形成する工程である。
アンダーフィル3の形成は、まず、アンダーフィル3の材料をパッケージ1と発光素子2との間に注入し、パッケージ1と発光素子2との間に生じた隙間を埋める。次に、注入したアンダーフィル3の材料を熱硬化させる。これにより、パッケージ1と発光素子2との間にアンダーフィル3を形成する。なお、アンダーフィル3の形成は、アンダーフィル3の材料を発光素子2の実装前にパッケージ1上に設け、発光素子2の実装後に熱硬化することで行ってもよい。
枠体を形成する工程は、発光素子2を取り囲むように枠体4を形成する工程である。
枠体4の形成は、例えば、固定された第2リード20の上側において、第2リード20に対して上下方向あるいは水平方向などに移動(可動)させることができる吐出装置(ディスペンサー)を用いて行うことができる。
被覆部材を形成する工程は、枠体4内に被覆部材5を形成する工程である。
被覆部材5の形成は、枠体4内に被覆部材5を塗布することで行うことができる。被覆部材5の形成は、例えば、射出、圧縮や押出などを用いることもできる。
個片化する工程は、発光装置100の集合体を切断し、個片化する工程である。
集合体の個片化は、ブレードで切断するダイシング方法など、従来公知の方法により行うことができる。
図7Aは、第2実施形態に係るパッケージおよび発光装置の構成を模式的に示す断面図であり、図1BのIIA-IIA線に相当する断面図である。図7Bは、第2実施形態に係るパッケージおよび発光装置の構成を模式的に示す断面図であり、図1BのIIB-IIB線に相当する断面図である。図7Cは、第2実施形態に係るパッケージおよび発光装置の構成を模式的に示す断面図であり、図1BのIIC-IIC線に相当する断面図である。
まず、パッケージ1Aおよび発光装置100Aについて説明する。
パッケージ1Aは、第1リード10と、第2リード20と、成形体6と、を有する。
パッケージ1Aは、第1部分に第1貫通孔14を有する第1リード10と、第1リード10と対面して接合する面側で、第1リード10の第1部分と重なる第2部分に第1貫通孔14と連通する第2凹部21a,22aを有する第2リード20と、第1リード10及び第2リード20を保持する成形体6と、を有する。
第1リード10の第1部分及び第2リード20の第2部分は電極端子であって、第1貫通孔14と第1貫通孔14に連通する第2凹部21a,22aに成形体6の一部が連続して充填されている。
発光装置100Aは、パッケージ1Aと、発光素子2と、アンダーフィル3と、枠体4と、被覆部材5と、を有している。
次に、パッケージ1Aの製造方法について説明する。
図8Aは、第2実施形態に係るパッケージの製造方法において、第1リード上に第2リードを配置した状態を示す断面図である。図8Bは、第2実施形態に係るパッケージの製造方法において、第1リードおよび第2リードに成形体を形成する工程を示す断面図である。なお、図8A、図8Bは、複数のパッケージを同時に製造するときの1つのパッケージを模式的に示している。
第1実施形態に係るパッケージの製造方法では、図5Aに示すように第1リード10に第1成形体61を形成したが、第2実施形態に係るパッケージの製造方法では、図8Aに示すように第1リード10に第1成形体61を形成しない。それ以外の事項については、第1実施形態に係るパッケージの製造方法と同様である。
成形体を充填する工程は、第1リード10と第2リード20とを接合した後、第1リード10と第2リード20とを保持する成形体6を形成する工程である。
この工程では、第1リード10および第2リード20を上金型81と下金型82で挟み込んだ状態で、第1リード10および第2リード20に樹脂を注入する。これによって、貫通孔14に、第2凹部21a,22aを介して、樹脂が注入される。次に、金型に注入された樹脂を硬化して成形体6を形成する。その後、バリ取りを行い、形状を整える。
次に、発光装置100Aの製造方法について説明する。
発光装置100Aの製造方法は、第1リード10の成形体6と第2リード20の成形体6が、一体となったパッケージ1Aを用いること以外は、第1実施形態に係る発光装置100の製造方法と同様である。
まず、パッケージ1Bおよびその製造方法について説明する。
図9Aは、他の実施形態に係る第1リードの構成を模式的に示す平面図である。図9Bは、他の実施形態に係る第2リードの構成を模式的に示す平面図である。図9Cは、他の実施形態に係るパッケージの構成を模式的に示す断面図であり、図1BのIIB-IIB線に相当する断面図である。
図10は、他の実施形態に係るパッケージの構成を模式的に示す断面図であり、図1BのIIB-IIB線に相当する断面図である。
パッケージ1Cは、第1リードを、第1P側電極端子11および第1N側電極端子12に第1凹部11a,12aを有する第1リード10A(図9A参照)とし、第2リードを、第2P側電極端子21および第2N側電極端子22に第2凹部21a,22aを有する第2リード20(図3B参照)としてもよい。そして、パッケージ1Cは、第1凹部11a,12aおよび第2凹部21a,22aに第2成形体62の一部が連続して充填されている。また、第1成形体61と第2成形体62とが一体となった成形体であってもよい。第1凹部11a,12aおよび第2凹部21a,22aの形状、個数等は、第1実施形態の第2凹部21a,22aと同様である。
図11Aは、他の実施形態に係る第1リードの構成を模式的に示す平面図である。図11Bは、他の実施形態に係る第2リードの構成を模式的に示す平面図である。図11Cは、他の実施形態に係るパッケージの構成を模式的に示す断面図であり、図1BのIIB-IIB線に相当する断面図である。
図12は、他の実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す平面図である。図12に示す発光装置100Bのように、発光素子は、平面視において六角形の発光素子2Bであってもよい。平面視において六角形の発光素子2Bを用いることで、発光素子2Bの側面から枠体4までの距離が近くなり、光の取り出し効率が向上する。また、発光素子は、平面視においてその他の多角形であってもよい。また、発光装置100Bの製造方法は、前記した発光装置100,100Aと同様である。
図13Aは、他の実施形態に係る第1リードの構成を模式的に示す平面図である。図13Bは、他の実施形態に係る第2リードの構成を模式的に示す平面図である。図13Cは、他の実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す平面図である。
図14は、他の実施形態に係る第1リードの断面図であり、図3AのXIV-XIV線に相当する断面図である。
パッケージ1は、第1リード10の第1P側電極端子11が有する貫通孔14が、内径の異なる2つの孔からなり、裏面側の孔14bの内径が、表面側の孔14aの内径よりも大きいことが好ましい。これにより、貫通孔14に充填される第2成形体の樹脂が裏面側から抜け落ちることが防止でき、第1リード10の接合力がさらに向上する。また、第1リード10が有する他の貫通孔14についても、2つの孔14a,14bからなることが好ましい。さらに、図7A、図7Bに示すパッケージ1A、図11Cに示すパッケージ1D、図13A、図13Cに示すパッケージ1Eの貫通孔14についても、2つの孔14a,14bからなることが好ましい。
図2B、図7B、図9C、図10、図11C、図13A、図13Cに示すようなパッケージ1、1A~1Eは、第1リード10、10A~10Cが熱引き用端子13は設けないものであってもよい。
また、パッケージ1、1A~1Eは、熱引き用端子13、P側端子分岐部23およびN側端子分岐部24のいずれにもハーフエッチングによる凹部を有さず、熱引き用端子13とP側端子分岐部23およびN側端子分岐部24との間には、第1成形体61、第2成形体62または成形体6の一部が充填されていないものであってもよい。
図15Aは、他の実施形態に係る発光装置の製造方法において、シート部材を形成する工程を示す断面図である。図15Bは、他の実施形態に係る発光装置の製造方法において、側壁部材を形成する工程を示す断面図である。
シート部材7の材料としては、被覆部材と同様のものを用いることができる。シート部材7は、蛍光体や光反射率が高い物質等のフィラーを含有させることもできる。側壁部材の材料としては、枠体と同様のものを用いることができる。
まず、図15Aに示すように、所定の大きさのシート部材7を、発光素子2の上面に接着樹脂などにより貼り付ける(シート部材を形成する工程)。次に、図15Bに示すように、側壁部材8を発光素子2などの周囲に塗布する(側壁部材を形成する工程)。その後、発光装置100Dの集合体を切断し、個片化する。その他の事項については、第1実施形態に係る発光装置100の製造方法と同様である。
2,2A,2B 発光素子
3 アンダーフィル
4 枠体
5 被覆部材
6 成形体
7 シート部材
8 側壁部材
10,10A,10B,10C 第1リード
11 第1P側電極端子(第1部分)
11a 第1凹部
12 第1N側電極端子(第1部分)
12a 第1凹部
13 熱引き用端子(第3部分)
13a 第3凹部
14 第1貫通孔
15 第2貫通孔
20,20A,20B,20C,20D 第2リード
21 第2P側電極端子(第2部分)
21a 第2凹部
22 第2N側電極端子(第2部分)
22a 第2凹部
23 P側端子分岐部(第4部分)
23a 第4凹部
24 N側端子分岐部(第4部分)
24a 第4凹部
61 第1成形体
62 第2成形体
71 N側電極
72 P側電極
81 上金型
82 下金型
100,100A,100B,100C,100D 発光装置
Claims (15)
- 第1部分に第1凹部を有する第1リードと、
前記第1リードを保持する第1成形体と、
前記第1リードと対面して接合する面側で、前記第1リードの前記第1部分と重なる第2部分に前記第1凹部に連通する第2凹部を有する第2リードと、
前記第2リードを保持する第2成形体と、を有し、
前記第1リードと前記第2リードとは直接接合、又は、接合部材を用いて接合されており、
前記第1凹部と前記第1凹部に連通する前記第2凹部に、前記第2成形体の一部が連続して充填されているパッケージ。 - 前記第1リード及び前記第2リードの側面に、段差又は凹みが形成されている、請求項1に記載のパッケージ。
- 前記直接接合は、拡散接合である、請求項1又は請求項2に記載のパッケージ。
- 前記第1成形体は前記第1リードと同じ厚みを有する請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のパッケージ。
- 前記第2成形体は、前記第2リードと同じ厚みを有する請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のパッケージ。
- 前記第1凹部には、前記第1成形体が充填されていない請求項1に記載のパッケージ。
- 前記第1凹部を有する際には、前記第1凹部は前記第1リードの側面まで連続する溝部であって、前記第2凹部を有する際には、前記第2凹部は前記第2リードの側面まで連続する溝部である請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載のパッケージ。
- 前記第1リードは、前記第1部分と離間し前記第2リードと重なる第3部分に第3凹部を有し、
前記第1リードの前記第3部分は前記第1部分と電気的に独立した端子であり、前記第3部分と重なる前記第2リードの第4部分は前記第2部分に連続する端子分岐部であり、前記第3凹部が前記第1リードの側面まで連続する溝部であって、前記第3凹部と前記第4部分との間には、前記第1成形体の一部が連続して充填されている請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載のパッケージ。 - 前記第2リードは、前記第2部分と連続し前記第1リードと重なる第4部分に第4凹部を有し、
前記第2リードの前記第4部分は前記第2部分に連続する端子分岐部であり、前記第4部分と重なる前記第1リードの第3部分は前記第1部分と電気的に独立した端子であり、
前記第4凹部が前記第2リードの側面まで連続する溝部であって、前記第4凹部と前記第3部分との間には、前記第2成形体の一部が連続して充填されている請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載のパッケージ。 - 第1部分に第1貫通孔又は第1凹部を有する第1リードと、
前記第1リードを保持する第1成形体と、
前記第1リードと対面して接合する面側で、前記第1リードの前記第1部分と重なる第2部分に前記第1貫通孔に連通する第2凹部、又は、前記第1凹部に連通する第2貫通孔を有する第2リードと、
前記第2リードを保持する第2成形体と、を有し、
前記第1リードと前記第2リードとは直接接合、又は、接合部材を用いて接合されており、
前記第1貫通孔と前記第1貫通孔に連通する前記第2凹部、又は、前記第1凹部と前記第1凹部に連通する前記第2貫通孔に、前記第2成形体の一部が連続して充填されており、
前記第1リードは、前記第1部分と離間し前記第2リードと重なる第3部分に第3凹部を有し、
前記第1リードの前記第3部分は前記第1部分と電気的に独立した端子であり、前記第3部分と重なる前記第2リードの第4部分は前記第2部分に連続する端子分岐部であり、前記第3凹部が前記第1リードの側面まで連続する溝部であって、前記第3凹部と前記第4部分との間には、前記第1成形体の一部が連続して充填されている、パッケージ。 - 第1部分に第1貫通孔又は第1凹部を有する第1リードと、
前記第1リードを保持する第1成形体と、
前記第1リードと対面して接合する面側で、前記第1リードの前記第1部分と重なる第2部分に前記第1貫通孔に連通する第2凹部、又は、前記第1凹部に連通する第2貫通孔を有する第2リードと、
前記第2リードを保持する第2成形体と、を有し、
前記第1リードと前記第2リードとは直接接合、又は、接合部材を用いて接合されており、
前記第1貫通孔と前記第1貫通孔に連通する前記第2凹部、又は、前記第1凹部と前記第1凹部に連通する前記第2貫通孔に、前記第2成形体の一部が連続して充填されており、
前記第2リードは、前記第2部分と連続し前記第1リードと重なる第4部分に第4凹部を有し、
前記第2リードの前記第4部分は前記第2部分に連続する端子分岐部であり、前記第4部分と重なる前記第1リードの第3部分は前記第1部分と電気的に独立した端子であり、
前記第4凹部が前記第2リードの側面まで連続する溝部であって、前記第4凹部と前記第3部分との間には、前記第2成形体の一部が連続して充填されている、パッケージ。 - 前記第1貫通孔は、筒状、錐台状、又は凹凸の内面を持つ、請求項10又は請求項11に記載のパッケージ。
- 請求項1乃至請求項12のいずれか一項に記載のパッケージと、
前記パッケージに載置される発光素子と、を有する発光装置。 - 前記発光素子を取り囲むように形成される枠体と、前記枠体内に前記発光素子を覆うように形成される被覆部材と、を有する請求項13に記載の発光装置。
- 前記発光素子は、平面視において多角形である請求項13又は請求項14に記載の発光装置。
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