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JP2018101708A - パッケージ、発光装置、発光装置の製造方法 - Google Patents

パッケージ、発光装置、発光装置の製造方法 Download PDF

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JP2018101708A JP2016247318A JP2016247318A JP2018101708A JP 2018101708 A JP2018101708 A JP 2018101708A JP 2016247318 A JP2016247318 A JP 2016247318A JP 2016247318 A JP2016247318 A JP 2016247318A JP 2018101708 A JP2018101708 A JP 2018101708A
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Abstract

【課題】放熱性に優れたパッケージ、発光装置を提供することを目的とする。【解決手段】リードと成形樹脂とを備え、凹部を有するパッケージであって、リードは、第1及び第2リードを有し、第1及び第2リードは、それぞれ、薄肉部と厚肉部とを備えた金属製の基材と、基材の表面に設けられたメッキ層と、を有し、凹部は、基材の薄肉部を含む第1リードと、基材の薄肉部を含む第2リードと、これらの間の成形樹脂と、を備える底面と、基材の厚肉部を含む第1リードと、基材の厚肉部を含む第2リードと、これらの間の成形樹脂と、を備える側壁と、を有し、側壁は、パッケージの外側面を構成し、それぞれ異なる方向に面するように配置された第1〜第4外側面を有し、第1外側面の全面は、第1リードからなり、かつ、第1リードの基材の厚肉部に設けられたメッキ層及び基材であるパッケージ。【選択図】図1A

Description

本発明は、パッケージ、発光装置、発光装置の製造方法に関する。
半導体発光素子(以下、「発光素子」とも称する)を用いたLED(Light Emitting Diode)などの発光装置のパッケージとして、金属基板を用いたパッケージが用いられている。金属基板の母材がむき出しであると腐食しやすいため、セラミックや樹脂などの保護膜で被覆することが知られている(例えば、特許文献1、2)。
特開2006−332382号公報 特開2012−28422号公報
しかしながら、外面となる金属基板の表面を保護膜で被覆することにより放熱性が低下し易い。また、保護膜を形成する工程が増えるためコストアップにつながり易い。
本開示は、以下の構成を含む。
リードと成形樹脂とを備え、凹部を有するパッケージであって、リードは、第1及び第2リードを有し、第1及び第2リードは、それぞれ、薄肉部と厚肉部とを備えた金属製の基材と、基材の表面に設けられたメッキ層と、を有し、凹部は、基材の薄肉部を含む第1リードと、基材の薄肉部を含む第2リードと、これらの間の成形樹脂と、を備える底面と、基材の厚肉部を含む第1リードと、基材の厚肉部を含む第2リードと、これらの間の成形樹脂と、を備える側壁と、を有し、側壁は、パッケージの外側面を構成し、それぞれ異なる方向に面するように配置された第1〜第4外側面を有し、第1外側面の全面は、第1リードからなり、かつ、第1リードの基材の厚肉部に設けられたメッキ層及び基材であるパッケージ。
以上により、放熱性に優れたパッケージ、発光装置とすることができる。
図1Aは、実施形態に係るパッケージを示す概略斜視図である。 図1Bは、実施形態に係るパッケージを示す概略上面図である。 図1Aは、図1Aの1C−1C線における概略断面図である。 図1Dは、実施形態に係るパッケージを示す概略側面図である。 図1Eは、実施形態に係るパッケージを示す概略側面図である。 図1Fは、実施形態に係るパッケージを示す概略側面図である。 図1Gは、実施形態に係るパッケージを示す概略側面図である。 図1Hは、実施形態に係るパッケージを示す概略下面図である。 図2Aは、実施形態に係るパッケージの変形例を示す上面図である。 図2Bは、実施形態に係るパッケージの変形例を示す上面図である。 図3は、実施形態に係る発光装置を示す概略斜視図である。 図4Aは、実施形態に係るリードフレームを示す概略上面図である。 図4Bは、実施形態に係るリードフレームを示す概略断面図である。 図5は、実施形態に係るパッケージ集合体を示す概略上面図である。 図6Aは、実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略上面図である。 図6Bは、実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略断面図である。
本発明を実施するための形態を、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パッケージ及び発光装置を例示するものであって、本発明は、パッケージ及び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。特に、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、特定的な記載がない限りは、本開示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、詳細説明を適宜省略する。また、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、「右」、「左」および、それらの用語を含む別の用語)を用いる。それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。
<実施形態1>パッケージ
実施形態1に係るパッケージ10の一例を図1A〜図1Hに示す。パッケージ10は、一対のリード20と成形樹脂30とを備えており、上面14側に開口する凹部11を備える。凹部11は、底面12と側壁13とを備えている。凹部11の底面12は、発光素子等の電子部品が載置される面である。
パッケージ10の上面視の形状は矩形とすることができる。詳細には、パッケージ10の上面視の形状は長辺及び短辺を備えた長方形である。パッケージ10の上面視形状は、これに限られず、それぞれ異なる方向に面するように配置された少なくとも4つの外側面を備える形状であればよい。例えば、正方形、六角形等の多角形、さらにこれらを組み合わせた形状や一部を切欠いた形状等とすることができる。尚、「異なる方向に面する外側面」とは、例えば、四角形の4つの側面のように上面視において異なる方向に面する外側面を指す。
また、凹部11の開口部の形状は、丸みを帯びた角部を備えた矩形とすることができる。凹部11の開口部の形状は、これに限らず、トラック形、楕円、多角形、さらにこれらを組み合わせた形状や一部を切欠いた形状、又は、丸みを帯びた形状等とすることができる。凹部11の底面12の形状は、開口部と同じように丸みを帯びた角部を備えた矩形とすることができる。凹部11の底面12の形状は、これに限らず、トラック形、楕円、多角形、さらにこれらを組み合わせた形状や一部を切欠いた形状、又は、丸みを帯びた形状等とすることができる。
パッケージ10は、1つの凹部11を備えることができる。また、1つのパッケージに、複数の凹部を備えていてもよい。凹部11は、1つの底面12と、4つの側壁13を備える。4つの側壁13は、第1側壁131と、第1側壁131と対向する第2側壁132と、第1側壁131と第2側壁132の間の第3側壁133と、第3側壁133と対向する第4側壁134と、を備える。第1側壁131及び第2側壁132はパッケージ10の短辺を構成し、第3側壁133及び第4側壁134はパッケージ10の長辺を構成する。凹部11の内側面17は、発光素子からの光が照射される面として機能することができる。そのため、内側面17は傾斜面とすることが好ましい。また、段差を備えた内側面17としてもよい。凹部11の外側面16は、パッケージ10の外表面であり、発光装置100の外表面でもある。凹部11の側壁上面18は、パッケージ10の上面であり、発光装置100の上面の一部である。
リード20は金属製である。リード20は、第1リード21と第2リード22とを備える。第1リード21と第2リード22は、パッケージ10に載置される発光素子などの半導体素子に給電するための一対の電極として機能する。第1リード21と第2リード22とは、絶縁性の成形樹脂30で絶縁されている。
図1Cは、図1Aの1C−1C線における概略断面図である。ここでは、リード20のうちの、第2リード22の概略断面図であるが、第1リード21も同様の構成であるため、第2リード22に限定せず、リード20として説明をする。リード20は、基材24と、その表面に備えられるメッキ層27とを備えている。また、リード20は、高さ方向の厚みが薄い薄肉部26と、高さ方向の厚みが厚い厚肉部25とを備えている。詳細には、基材24は薄肉部26と厚肉部25とを備える。薄肉部26と厚肉部25は、基材24の厚みが異なっており、厚肉部25は薄肉部26より厚みが厚い部分を指す。厚肉部25は凹部11の側壁13の一部を構成する。薄肉部26は、凹部11の底面12の一部を構成する。
メッキ層27は、基材24の表面に設けられている。詳細には基材24の薄肉部26及び厚肉部25の、表面(上面、側面、下面)に設けられている。メッキ層27は、薄肉部26と厚肉部25において、略同じ厚みである。
凹部11の4つの側壁13のうち、第1側壁131は、その全てが金属である第1リード21からなる。詳細には、第1側壁131の第1外側面161、第1内側面171、第1側壁上面181、下面15は、金属からなる。
図1Dに示すように、第1外側面161は、メッキ層27と、基材24Aと、で構成される。基材24Aは、第1側壁上面181及び下面15から離間する位置にある。換言すると、基材24Aは第1外側面161の上端及び下端から離間する位置にある。さらに基材24Aは、第3外側面163及び第4外側面164から離間する位置にある。換言すると、基材24Aは第1外側面161の右端及び左端から離間する位置にある。つまり、第1外側面161において、基材24Aはメッキ層27に囲まれている。これにより、第1外側面161は全面が金属面となり、放熱性に優れたパッケージとすることができる。また、基材が露出される部分が、面積の小さい基材24Aのみとなり、腐食しにくいパッケージとすることができる。
第2側壁132は、第1側壁131と同様に、その全てが金属である第2リード22からなる。詳細には、第2側壁132の第2外側面162、第2内側面172、第2側壁上面182は、金属からなる。
図1Eに示すように、第2外側面162は、メッキ層27と、基材24Aと、で構成される。基材24Aは、第2側壁上面182及び下面15から離間する位置にある。換言すると、基材24Aは第2外側面162の上端及び下端から離間する位置にある。さらに基材24Aは、第3外側面163及び第4外側面164から離間する位置にある。換言すると、基材24Aは第2外側面162の右端及び左端から離間する位置にある。つまり、第2外側面162において、基材24Aはメッキ層27に囲まれている。これにより、第2外側面162は全面が金属面となり、放熱性に優れたパッケージとすることができる。また、基材が露出される部分が、面積の小さい基材24Aのみとなり、腐食しにくいパッケージとすることができる。
第3側壁133は、第1リード21と第2リード22と、その間の第3樹脂側壁部323と、からなる。詳細には、第3外側面163、第3内側面173、第3側壁上面183は、第1リード21と第2リード22と、その間の第3樹脂側壁部323とからなる。同様に、第4側壁134は、第1リード21と第2リード22と、その間の第4樹脂側壁部324とからなる。詳細には、第4外側面164、第4内側面174、第4側壁上面184は、第1リード21と第2リード22と、その間の第4樹脂側壁部324とからなる。
第3側壁133及び第4側壁134は、第1リード21と第2リード22とを絶縁させるために側面樹脂部32を備えているが、大部分は金属材料からなるリード20で構成されている。そのため、放熱性に優れたパッケージ10とすることができる。第3外側面163及び第4外側面164を構成する第1リード21及び第2リード22は、メッキ層27と、基材24Aで構成される。尚、図1Aにおいては、第3外側面163において、第1リード21はメッキ層27のみからなり、第2リード22は、メッキ層27と基材24Aとから構成される例を示している。これに限らず、第3外側面163の第1リード21にも基材24Aを備えていてもよい。また、第3外側面163において、2つの基材24Aが配置されており、それぞれメッキ層27で周囲を囲まれている。これに限らず、1又は複数の基材24Aが配置されていてもよい。
第3側壁133における第3樹脂側壁部323と、第4側壁134における第4樹脂側壁部324は、第1リード21と第2リード22とを電気的に絶縁させるための部材である。第3樹脂側壁部323と第4樹脂側壁部324とは、それぞれ第3側壁133と第4側壁134において、上端から下端まで達する厚みである。換言すると、第1リード21と第2リードの高さと、第3樹脂側壁部323と第4樹脂側壁部324とは同じ高さである。また、ここでは、第3樹脂側壁部323と第4樹脂側壁部324とは、第1側壁131からの距離が異なる位置に配置されている。換言すると、第3樹脂側壁部323と第4樹脂側壁部324とは、対向しないように配置されている。このような位置に成形樹脂を配置させることで、パッケージ10の強度を向上させることができる。尚、これに限らず、第3樹脂側壁部323と第4樹脂側壁部324とは対向する位置に配置されていてもよい。
また、第3樹脂側壁部323と第4樹脂側壁部324は、それぞれ同じ幅で形成されている。これに限らず、第3樹脂側壁部323と第4樹脂側壁部324を異なる幅としてもよい。第3樹脂側壁部323と第4樹脂側壁部324とは、マイグレーションを抑制するために、例えば、200μm以上の幅とすることが好ましい。
凹部11の底面12は、第1リード21の第1薄肉部212と、第2リード22の第2薄肉部222と、これらの間に挟まれる樹脂底面部31と、を備える。凹部11の底面12において、第1リード21は、第1本体部212aと、第1本体部212aから第2リード22側に延伸する第1延伸部212bと、第1延伸部212bから連続する第1先端部212cと、を備える。同様に、第2リード22は、第2本体部222aと、第2本体部222aから第1リード21側に延伸する第2延伸部222bと、第2延伸部222bから連続する第2先端部222cと、を備える。
第1先端部212cは、第1リード21のなかで第2本体部222aに最も近い位置に配置される。同様に、第2先端部222cは、第2リード22のなかで第1本体部212aに最も近い位置に配置される。このような位置に配置される第1先端部212c及び第2先端部222cには、後述の発光装置においてワイヤ等を接続する領域とすることができる。また、パッケージ10の短手方向において、第1先端部212cの幅は、第1本体部212aの幅よりも狭く、第1延伸部212bの幅よりも広い。第2先端部222cの幅は、第2本体部222aの幅よりも狭く、第2延伸部222bの幅よりも広い。
パッケージ10の長手方向において、第1本体部212aと第1先端部212cとの間に、第2先端部222cが位置する。パッケージ10の長手方向において、第2本体部222aと第2先端部222cの間に、第1先端部212cが位置する。
第1先端部212cと第2先端部222cは、パッケージ10の長辺に平行な方向において、同じ直線上に配置されるような幅で形成される。例えば、図1Bに示す中央線L1上に、第1先端部212cと第2先端部222cとの両方が位置している。パッケージ10は、第1リード21と第2リード22とを一体的に保持する成形樹脂30が、第1リード21と第2リード22の間に配置されるのみである。そのため、このような先端部を備えた第1リード21と第2リード22にすることで、互いの接合強度を向上させることができる。
凹部11の底面12において、第1リード21と第2リード22とを上述のような形状とすることで、パッケージ10の短辺又は長辺に平行な任意の仮想直線上において、成形樹脂30のみからなる領域を無くしている。換言すると、パッケージ10の短辺又は長辺に平行な任意の仮想直線上において、必ず、第1リード21又は第2リード22が存在する。これにより、パッケージ10にかかる応力等によって成形樹脂30が破損することを抑制することができる。
凹部11の底面12において、第1リード21と第2リード22の間の樹脂底面部31は、第3側壁133から第4側壁134にかけて、S字状になるように屈曲して配置される。つまり、樹脂底面部31は、1つの直線部の長さが、パッケージ10の凹部11の底面の幅よりも短い長さである。
上面視において、第1本体部212aの幅は、凹部11の底面12の幅と同じである。第1本体部212aと第2本体部222aとは、それぞれ発光素子又は保護素子などの素子を載置することができる。載置される発光素子等の数や大きさに応じて、第1本体部212aと第2本体部222aの大きさを調整することができる。
第1先端部212cと第2本体部222aとの間の距離、第1先端部212cと第2延伸部222bとの間の距離、第1延伸部212bと第2先端部222cとの間の距離、第1本体部212aと第2先端部222cとの間の距離は、それぞれ略同じ距離である例を示している。樹脂底面部31の幅は、前述の各部位において、その少なくとも一部の距離、又は全ての距離が異なっていてもよい。
図1Hはパッケージ10の下面15を示す概略下面図である。下面15において、第1リード21と第2リード22と樹脂底面部31とは面一である。第1リード21の第1本体部212a、第1延伸部212b、第1先端部212cの形状は凹部11の底面12と略同じ形状である。同様に、第2リード22の第2本体部222a、第2延伸部222b、第2先端部222cの形状は凹部11の底面12と略同じ形状である。下面15の大部分が金属であるリードで構成されるため、放熱性に優れたパッケージとすることができる。
図2Aは、変形例に係るパッケージ10Aを示す。パッケージ10Aの第1リード21Aの第1薄肉部212Aは、第1本体部212Aaと、第1先端部212Acとを備える。第1本体部212Aaと第1先端部212Acとは、第1厚肉部211Aによって繋がっている。同様に、第2リード22Aの第2薄肉部222Aは、第2本体部222Aaと、第2先端部222Acとを備える。第2本体部222Aaと第2先端部222Acとは、第2厚肉部221Aによって繋がっている。図1Bに示すパッケージ10の第1先端部212c及び第2先端部222cの幅よりも、図2Aに示すパッケージ10Aの第1先端部212Ac及び第2先端部222Acの幅の方が広い。そのため、図2Aに示すパッケージ10Aの中央線L2を超えて延伸する長さが長くなっている。このように、薄肉部において延伸部を備えない先端部を備えてもよい。
図2Bは、変形例に係るパッケージ10Bを示す。パッケージ10Bは、上面視が正方形である。第1リード21Bの第1薄肉部212Bは、第1本体部212Baと、第1延伸部212Bbと、第1先端部212Bcと、を備える。第1延伸部212Bbは、パッケージ10Bの中央線L3に配置されている。そして、この第1延伸部212Bbから、上下方向に2つの第1先端部212Bcが配置されている。2つの第1先端部212Bcは、中央線L3と平行な仮想直線L4、L5上にそれぞれ配置されている。
第2リード22Bの第2薄肉部222Bは、第2本体部222Baと、第2延伸部222Bbと、第2先端部222Bcと、を備える。第2延伸部222Bbは、第1延伸部212Bbを挟むように2つ配置されている。そして、2つの第2延伸部222Bbから連続する第2先端部222Bcが、第1延伸部212Bbに向かって延伸するように配置あされている。第1先端部212Acと第2先端部222Bcは、それぞれ仮想直線L4上、及びL5上に位置する。
以下、各部材について詳説する。
(リード)
リードは、主として発光装置の電極として機能するものであり、少なくとも正極用リードと負極用リードの2つのリードを備える。リードは所定の形状のパターニングされた板状の金属部材であり、母材となる基材と、その表面に形成されたメッキ層とを有する。また、リードは、電極としては機能しない部材として、例えば、放熱部材を有していてもよい。
基材の材料としては、例えば、Cu、Al、Ag、Au、Zn、Cr、W、Co、No、Rh、Ruの金属又はこれらの合金が挙げられる。これらは単層であってもよいし、積層構造(例えば、クラッド材)であってもよい。主成分としてCuを90%以上含む金属板が好ましい。また、微量含有元素としてSiやPなどの非金属が含まれていてもよい。
基材の薄肉部の厚みは、例えば、100μm〜300μm程度が好ましく、更に、150μm〜250μm程度が好ましい。基材の厚肉部の厚みは、例えば、200μm〜800μm程度が好ましく、更に、300μm〜600μm程度が好ましい。基材の連結部の厚みは、例えば、50μm〜90μm程度が好ましく、更に、60μm〜80μm程度が好ましい。
基材の表面には、メッキ層が設けられる。メッキ層としては、基材よりも反射率が高い材料が好ましい。例えば、メッキ層は、Ni、Ag(銀)、Au(金)、Pt、Pd、Al、W、Mo、Ru、Rh等が挙げられる。積層構造としては、例えば、Ni/Pd/Au、Ni/Pt/Au、Ni/Au/Ag、等が挙げられ、なかでもNi/Pd/Auが好ましい。最表面をAu等の腐食しにくい金属とすることで、発光装置を2次基板等に実装する際に半田の濡れ性が低下することを抑制することができる。尚、外側面のメッキ層と内側面とのメッキ層とを異なる構成としてもよい。例えば、内側面は最表面をAgとし、外側面は最表面をAuとするなどとすることができる。
メッキ層の厚みは、1〜10μm程度が好ましく、更に、1.5〜6μmが好ましい。
(成形樹脂)
成形樹脂は、パッケージ及び発光装置において、少なくとも2つのリードを一体的に保持する保持部材として機能し、さらに、光反射性や遮光性など、光学特性を制御する部材として機能する。成形樹脂は、一対のリードの間に設けられ、正負用のリードが互いに接触しないようにする絶縁部材としても機能する。
成形樹脂に用いられる樹脂材料としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などの樹脂が挙げられる。具体的には、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂組成物、変成エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、変成シリコーン樹脂組成物、シリコーン変成エポキシ樹脂、エポキシ変成シリコーン樹脂組成物、ポリイミド樹脂組成物、変成ポリイミド樹脂組成物、不飽和ポリエステル等の樹脂が挙げられ、熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリフタルアミド(PPA)、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ABS樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、PBT樹脂等の樹脂が挙げられ、これらの中から少なくとも1つを含む樹脂とすることができる。特に、熱硬化性樹脂が好ましい。なかでも、発光装置とする場合、成形樹脂は、発光素子からの光に対する反射率が60%以上であるものが好ましく、より好ましくは70%、80%又は90%以上であるものが好ましい。
また、成形樹脂には、酸化チタン、二酸化ケイ素、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化ホウ素、ムライトなどの光反射材が含有されていてもよい。これにより、発光素子からの光を効率よく反射させることができる。また、カーボンブラック等の黒色材料が含有されてもよい。光反射材又は黒色材料は、樹脂成形法や樹脂流動性などの成形条件によって、また反射率や機械強度などの特性等によって適宜調整することができる。例えば、酸化チタンを用いる場合は、成形樹脂の全重量に対して、10〜60重量%、さらに15〜50重量%含有させることが好ましい。
<実施形態2>発光装置
実施形態2に係る発光装置100の一例を図3に示す。発光装置100は、実施形態1に係るパッケージ10と、パッケージ10の凹部11内に載置される発光素子40と、凹部11内に配置され、発光素子40を覆う封止部材50と、を備える。発光装置100は、上面14側を発光面とする。この場合、発光装置100の下面15を実装面とする場合はいわゆるトップビュー型の発光装置100とすることができる。また、第3外側面163又は第4外側面164を実装面としてもよく、その場合はいわゆるサイドビュー型の発光装置100とすることができる。
以下、発光装置を構成する各部材について詳説する。尚、パッケージ10の詳細については、実施形態1と重複するため省略する。
(発光素子)
発光素子40は、凹部11の底面12に配置された第2リード22の上面に接合部材を介して載置されている。ここでは、2つの発光素子40を載置した例を示している。2つの発光素子40は、ワイヤ60を用いて直列接続されている。発光素子40は、1つでもよく、また3つ以上用いてもよい。
発光素子としては、素子基板上に積層された、発光層を含む半導体層から構成される。あるいは、素子基板上に発光層を含む半導体層を積層した後に基板を除去することにより得られる半導体層から構成されていてもよい。
素子基板としては、特に限定されるものではなく、例えば、窒化物半導体層を成長させるために通常用いられるものが挙げられる。なかでも、透光性の基板が好ましい。ここでの透過性とは、発光素子から出射される光の60%、65%、70%又は80%程度以上を透過し得る性質を指す。素子基板としては、サファイア、GaN等が挙げられる。
半導体層を構成する第1半導体層、発光層及び第2半導体層としては、特に限定されるものではない。例えば、青色発光素子、緑色発光素子、赤色発光素子などの可視光を発する発光素子や、紫外光を発光する発光素子を用いることができ、目的や用途に応じて選択することができる。青色発光素子、緑色発光素子、紫外発光素子としては、例えば、InAlGa1−X−YN(0≦X、0≦Y、X+Y≦1)等の窒化物系化合物半導体が好適に用いられる。赤色発光素子としては、例えば、GaAs等が好適に用いられる。
発光素子が有する一対の電極は、半導体層の同一面側、又は異なる面側に配置されている。これらの一対の電極は、上述した第1半導体層及び第2半導体層と、それぞれ、電流−電圧特性が直線又は略直線となるようなオーミック接続されるものであれば、単層構造でもよいし、積層構造でもよい。このような電極は、当該分野で公知の材料及び構成で、任意の厚みで形成することができる。例えば、十数μm〜300μmが好ましい。
また、発光素子として、あらかじめ蛍光体層を形成した白色発光素子、発光素子の側面を樹脂又は金属などの反射層で被覆して上面に蛍光体層を形成した白色発光素子を用いてもよい。さらに、発光素子から実装面に配置される電極の厚みを厚くして、その周囲に樹脂(白色樹脂)などの応力緩和層を備えた発光素子を用いることもできる。
(接合部材)
接合部材は、発光素子をパッケージ上に固定させるための部材である。接合部材としては、例えば、絶縁性接合部材又は導電性接合部材を用いることができる。絶縁性接合部材としては、樹脂が挙げられ、透明樹脂、もしくは白色樹脂などが挙げられる。導電性接合部材としては、共晶材料又ははんだが挙げられる。好ましい共晶材料としては、AuとSnを主成分とする合金、AuとSiとを主成分とする合金、AuとGeとを主成分とする合金などが挙げられる。はんだとしては、AgとCuとSnとを主成分とする合金、CuとSnとを主成分とする合金、BiとSnとを主成分とする合金などが挙げられる。これらの中でもAu−Snの共晶合金が好ましい。Au−Snの共晶合金を用いると、発光素子の電極に対する熱圧着による劣化を低減させることができ、リードに対して強固に接合させることができる。
(ワイヤ)
発光素子に給電するためのワイヤとしては、金、銀、銅、白金、アルミニウム等の金属及び少なくともそれらの金属を含有する合金を用いた導電性ワイヤが挙げられる。特に、熱抵抗等に優れた金を含有するワイヤを用いるのが好ましい。
図3において、第2リード22の本体部に発光素子40が2つ載置されるとともに、ワイヤ60が接続されている。また、発光素子40は、第1リード21の先端部に接続されている。
(封止部材)
封止部材は、発光素子、保護素子、ワイヤなど、パッケージに実装される電子部品を、塵芥、水分、外力などから保護する部材である。封止部材の材料としては、発光素子からの光を透過可能な透光性を有し、且つ、それらによって劣化しにくい耐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の、発光素子からの光を透過可能な透光性を有する絶縁樹脂組成物を挙げることができる。また、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等も用いることができる。さらにまた、これらの有機物に限られず、ガラス、シリカゾル等の無機物も用いることができる。このような材料に加え、所望に応じて着色剤、光拡散剤、光反射材、各種フィラー、波長変換部材(蛍光部材)などを含有させることもできる。封止部材の充填量は、上記電子部品が被覆される量であればよい。
封止部材の外表面の形状は、配光特性などに応じて種々選択することができる。例えば、上面を凸状レンズ形状、凹状レンズ形状、フレネルレンズ形状などとすることで、指向特性を調整することができる。また、封止部材に加えて、レンズ部材を設けてもよい。さらに、蛍光体入り成形体(例えば蛍光体入り板状成形体、蛍光体入りドーム状成形体等)を用いる場合には、封止部材として蛍光体入り成形体への密着性に優れた材料を選択することが好ましい。蛍光体入り成形体としては、樹脂組成物の他、ガラス等の無機物を用いることが出来る。
蛍光体としては、例えば、酸化物系、硫化物系、窒化物系の蛍光体などが挙げられる。例えば、発光素子として青色発光する窒化ガリウム系発光素子を用いる場合、青色光を吸収して黄色〜緑色系発光するYAG系、LAG系、緑色発光するSiAlON系(βサイアロン)、赤色発光するSCASN、CASN系、KSF系蛍光体(KSiF:Mn)、硫化物系蛍光体等の蛍光体の単独又は組み合わせが挙げられる。
なお、発光装置には、ツェナーダイオード、ブリッジダイオードなどの保護素子等を有してもよい。図3では、ツェナーダイオード70が、第1リード21上に載置された例を示している。ツェナーダイオード70は、第1リード21の第1本体部上に導電性の接合部材を介して載置されている。ツェナーダイオード70は、第2リード22の第2先端部とワイヤ60を介して電気的に接続されている。
<実施形態3>発光装置の製造方法
発光装置の製造方法は、以下の工程を備える。樹脂付リードフレームを準備する工程と、樹脂付リードフレームに発光素子を載置する工程と、発光素子を封止する工程と、切断して発光装置を得る工程と、を備える。
(樹脂付リードフレームを準備する工程)
樹脂付リードフレームは、金属板から基体を形成する工程、基体にメッキを形成してリードフレームを形成する工程、リードフレームに成形樹脂を成型して樹脂付リードフレームを形成する工程、のいずれか、若しくは全ての工程を経て準備してもよく、あるいは、樹脂付リードフレームを購入して準備してもよい。
図4Aは、リードフレーム200の概略上面図を示す。1つのパッケージとなる部分を、ユニットUと称する。1つのユニットUは、図4の破線で囲まれた領域にある1つの第1リード21と1つの第2リード22とからなる。ここでは4つのユニットU1〜U4が2列×2行に配置された部分を抜粋して例示するものであり、1枚のリードフレーム200に配置されるユニットUの個数はこれに限られない。
ユニットU1の第2リード22とユニットU2の第2リード22とは、隣接しており、2つの連結部23によって繋がっている。ユニットU1の第1リード21とユニットU3の第2リード22は1つの連結部23によって繋がっている。ユニットU2の第1リード21とユニットU4の第2リード22とは、1つの連結部によって繋がっている。ユニットU3の第2リード22とユニットU4の第2リード22は、2つの連結部23によって繋がっている。ユニットU3の第1リード21とユニットU4の第1リード21とは、1つの連結部23によって繋がっている。なお、ここでは、各ユニットは連結部のみで繋がっている例を示しているが、例えば、連結部同士を繋ぐ支柱などを備えていてもよい。
各ユニット及び連結部は、金属製の基材24と基材24の表面に設けられるメッキ層27と、を備えている。各ユニットは、薄肉部26と厚肉部25を備えている。連結部23は、厚肉部25よりも厚みが小さい。
連結部23は、リードフレーム200の下面及び上面から離間した位置で、ユニット同市を連結するように配置されている。連結部23の数や位置、大きさ等については、発光装置の大きさ等に応じて適宜選択することができる。
このようなリードフレームは、金属板をエッチング、プレス、パンチ、ブラスト等の加工方法で所望の形状にパターニングして厚肉部と薄肉部とを備えた基材にメッキ層を形成することで得ることができる。
図5は、図4Aに示すリードフレーム200と成形樹脂30、30Aとを備えた樹脂付リードフレーム(パッケージ集合体)300を示す概略上面図である。成形樹脂30は、各ユニットの間と、1つのユニットを構成する第1リード21と第2リード22の間にも設けられる。第1リード21と第2リード22の間に設けられる成形樹脂30は、パッケージの一部を構成し、最終的に発光装置の一部を構成する部材となる。ユニット間に形成される成形樹脂30は、連結部23を埋設するように形成されている。
(発光素子を載置する工程、封止部材を形成する工程)
図6A及び図6Bは、図5に示すパッケージ集合体300に発光素子を載置した後、封止部材50を形成した発光装置集合体400を示す概略上面図及び概略断面図である。発光素子40は、接合部材を介してパッケージ集合体300の凹部内の第1リード21上に各2個ずつ載置する。第1リード21上には、保護素子70を載置する。
発光素子40と第1リード21、発光素子40と発光素子40、発光素子40と第2リード22、第2リード22と保護素子70、をそれぞれワイヤ60で接続する。その後、凹部内に封止部材50を供給する。
(連結部を切断し発光装置を得る工程)
連結部23を切断する工程は、図6Bに示すように、切断刃80によってユニット間の成形樹脂30を除去するように行う。切断刃80は、例えば、回転刃などが挙げられる。切断する際に、凹部の側的の外側面のメッキ層が露出するようにする。これにより、メッキ層を外表面に配置させることができる。尚、メッキ層の一部を除去してもよい。その場合は、外側面のメッキ層が他の部分よりも厚み薄いメッキ層となる。
連結部23も切断刃80によって除去される。これにより基材24が露出することになる。最終的に得られる発光装置は、連結部23の切断面である基材24とメッキ層27とを外側面として備える。
本開示に係るリード、パッケージ、発光装置は、照明用光源、各種インジケーター用光源、車載用光源、ディスプレイ用光源、液晶のバックライト用光源、センサー用光源、信号機等、種々の発光装置に使用することができる。また、所謂サイドビュー型の発光装置など、リードを用いる全ての発光装置に適用可能である。
100…発光装置
10、10A、10B…パッケージ
11…凹部
12…底面
13…側壁(131…第1側壁、132…第2側壁、133…第3側壁、134…第4側壁)
14…上面
15…下面
16…外側面(161…第1外側面、162…第2外側面、163…第3外側面、164…第4外側面)
17…内側面(171…第1内側面、172…第2内側面、173…第3内側面、174…第4内側面)
18…側壁上面(181…第1側壁上面、182…第2側壁上面、183…第3側壁上面、184…第4側壁上面)
20、20A…リード
21、21A…第1リード(211、211A…第1厚肉部、212、212A…第1薄肉部、212a、212Aa…第1本体部、212b、212Ab…第1延伸部、212c、212Ac、212Bc…第1先端部)
22、22A…第2リード(221、221A…第2厚肉部、222、222A…第2薄肉部、222a、222Aa…第2本体部、222b、222Bb…第2延伸部、222c、222Ac、222Bc…第2先端部)
23…連結部
24…基材
24A…基材の露出部
25…厚肉部
26…薄肉部
27…メッキ層
30、30A…成形樹脂
31…樹脂底面部
32…樹脂側壁部(323…第3樹脂側壁部、324…第4樹脂側壁部)
40…発光素子
50…封止部材
60…ワイヤ
70…保護素子(ツェナーダイオード)
200…リードフレーム
300…樹脂付リードフレーム(パッケージ集合体)
400…発光装置集合体
80…切断刃
U、U1、U2、U3、U4…ユニット

Claims (7)

  1. リードと成形樹脂とを備え、凹部を有するパッケージであって、
    前記リードは、第1及び第2リードを有し、前記第1及び第2リードは、それぞれ、薄肉部と厚肉部とを備えた金属製の基材と、前記基材の表面に設けられたメッキ層と、を有し、
    前記凹部は、前記基材の前記薄肉部を含む前記第1リードと、前記基材の前記薄肉部を含む第2リードと、これらの間の前記成形樹脂と、を備える底面と、前記基材の前記厚肉部を含む前記第1リードと、前記基材の前記厚肉部を含む前記第2リードと、これらの間の前記成形樹脂と、を備える側壁と、を有し、
    前記側壁は、前記パッケージの外側面を構成し、それぞれ異なる方向に面するように配置された第1〜第4外側面を有し、
    前記第1外側面の全面は、前記第1リードからなり、かつ、前記第1リードの前記基材の前記厚肉部に設けられた前記メッキ層及び前記基材であるパッケージ。
  2. 前記第2外側面の全面は、前記第2リードからなり、かつ、前記第2リードの前記基材の前記厚肉部に設けられた前記メッキ層及び前記基材である、請求項1記載のパッケージ。
  3. 前記メッキ層はAgを含む、請求項1又は請求項2記載のパッケージ。
  4. 前記第1リードの前記薄肉部は、第1本体部と、前記第1本体部から前記第2リード側に延伸する第1延伸部と、前記第1延伸部から連続する第1先端部と、を備える、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のパッケージ。
  5. 前記第2リードの薄肉部は、第2本体部と、前記第2本体部から前記第1リード側に延伸する第2延伸部と、前記第2延伸部から連続する第2先端部と、を備える、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のパッケージ。
  6. リードと成形樹脂とを備え、凹部を有するパッケージと、
    前記凹部の底面に載置される発光素子と、
    前記凹部に配置され、前記発光素子を覆う封止部材と、
    を備える発光装置であって、
    前記リードは、第1及び第2リードを有し、前記第1及び第2リードは、それぞれ、薄肉部と厚肉部とを備えた金属製の基材と、前記基材の表面に設けられたメッキ層と、を有し、
    前記凹部は、前記第1リードの基材の薄肉部と、前記第2リードの基材の薄肉部と、これらの間の前記成形樹脂と、を備える底面と、前記第1リードの基材の厚肉部と、前記第2リードの基材の厚肉部と、これらの間の前記成形樹脂と、を備える側壁と、を有し、
    前記側壁は、前記パッケージの外側面を構成し、それぞれ異なる方向に面するように配置された第1〜第4外側面を有し、前記第1外側面は、前記第1リードからなり、かつ、前記第1リードの基材の厚肉部に設けられた前記メッキ層及び前記基材である発光装置。
  7. 薄肉部と厚肉部とを備えた金属製の基材と、前記基材の表面に設けられるメッキ層と、をそれぞれ備えた第1リード及び第2リードを備えた複数のユニットと、隣接する前記ユニット同士を連結し、前記厚肉部よりも厚みの小さい連結部と、を備えたリードフレームと、少なくとも前記連結部を埋設し、かつ、前記第1リードと前記第2リードの間に配置される成形樹脂と、を備え、前記第1リード及び前記第2リードと、それらの間に配置される前記成形樹脂と、によって構成され前記厚肉部を側壁の一部とする凹部を複数備えた樹脂付リードフレームを準備する工程と、
    前記凹部の底面に発光素子を載置する工程と、
    前記発光素子を封止する封止部材を形成する工程と、
    前記側壁の外側面の前記メッキ層が露出するように前記連結部を切断し、露出された前記メッキ層と前記連結部の切断面とを外側面とする発光装置を得る工程と、
    を備えた発光装置の製造方法。
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