以下、発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。但し、以下に説明する発光装置用パッケージ及び発光装置、並びに照明装置は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。なお、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。
<実施の形態1>
図1(a)及び(c)は其々、実施の形態1に係る発光装置の概略上面図及び概略下面図であり、図1(b)は、図1(a)におけるA−A断面を示す概略断面図である。図1に示すように、実施の形態1に係る発光装置200は、主として、発光装置用パッケージ100に、発光素子30が搭載され、封止部材50により封止されて構成されている。本例の封止部材50は、蛍光体60を含有しているが、省略することもできる。
図1に示すように、パッケージ100は、上面視において一方向に長尺な形状を有している。すなわち、パッケージ100は、上面視において、長手方向と、該長手方向に直交する短手方向と、を有する。より厳密に定義すると、長手方向は、上面視において、リードフレームのパッケージ長手方向に延びる端面つまり短手方向に面する端面に平行な方向である。図1中では、パッケージの長手方向がx方向、短手方向がy方向であり、上下方向がz方向である。また、x方向を横方向、y方向を縦方向、z方向を厚さ(高さ)方向とする。なお、このような方向の定義は、以下に示す他の実施の形態に係る発光装置用パッケージ及び発光装置についても適用される。
図1に示すように、パッケージ100は、2つのリードフレーム11,12と、この2つのリードフレームと一体に成形された樹脂成形体20と、を備えている。なお、より詳細には、パッケージ100は、2つのリードフレーム11,12の間にもう1つ別のリードフレーム13を備えており、樹脂成形体20はこれら3つのリードフレーム11,12,13と一体に成形されている。2つのリードフレーム11,12は、パッケージ100の長手方向xに並べられている。リードフレーム11,12,13は其々、パッケージ100と同様に、パッケージの長手方向xに長尺な形状を有している。リードフレーム11,12,13は、板状であって、折り曲げ加工は実質的にされていない。2つのリードフレーム11,12、より詳細には3つのリードフレーム11,12,13は、互いを離間する離間領域を樹脂成形体20に埋められて、この離間領域を電気的絶縁領域として、樹脂成形体20に一体的に保持されている。3つのリードフレーム11,12,13の下面は、その少なくとも一部が樹脂成形体20から露出されており、樹脂成形体20と共にパッケージ100の下面を構成している。これにより、導電性ペーストによる実装性に優れ、また放熱性に優れるパッケージとすることができる。なお、発光素子が載置されるのは、パッケージ100の上面側である。以下、パッケージ100において、右側のリードフレームを第1のリードフレーム11、左側のリードフレームを第2のリードフレーム12、その間のリードフレームを第3のリードフレーム13とする。
樹脂成形体20は、上面視においてパッケージの長手方向xに長い長方形状を有している。また、樹脂成形体20は、2つのリードフレーム11,12(より詳細には3つのリードフレーム11,12,13)の端面(吊りリード部104を除いて)を被覆している。また、樹脂成形体20は、2つのリードフレーム11,12(より詳細には3つのリードフレーム11,12,13)の上面の一部(特に周縁部)を被覆している。さらに、樹脂成形体20は、2つのリードフレーム11,12(より詳細には3つのリードフレーム11,12,13)と共に、発光素子を収容する凹部を形成している。具体的には、凹部の底面は、リードフレーム11,12,13の上面と、樹脂成形体20の表面と、により構成されている。凹部の側壁面(凹部側壁23の内面)は、樹脂成形体20の表面により構成されている。凹部の側壁面は、垂直であってもよいが、発光素子から出射される光を効率良く取り出すために、凹部底面に近づくにつれて開口が幅狭となるように傾斜していることが好ましい。なお、ここでは、凹部を有するパッケージについて例示しているが、凹部つまり凹部側壁23は省略することもでき、例えば平板状のパッケージとすることもできる(以下に示す他の実施の形態においても同様である)。
そして、第1のリードフレーム11は、本体部101と、この本体部101から第2のリードフレーム12側に幅狭になって延伸する延伸部102と、を有している。第1のリードフレーム11の下面、本例では延伸部102の下面には、窪み103が設けられている。また、その窪み103は、樹脂成形体20で埋められている。これにより、延伸部102の下面の露出領域107の少なくとも一部は、窪み103を埋める樹脂成形体20により、本体部101の下面の露出領域105と分離されている。
ここで、本体部101は、発光素子が載置される上面領域を含む、リードフレームの主要部と見なすことができる。延伸部102は、下面の露出領域の好適な形状を得るために、略一定の幅(短手方向yの幅)で延伸していることが好ましいが、変化していてもよい。本体部101と延伸部102の境界は、例えば、幅の変化点を通る短手方向yに平行な直線で考えることができる。なお、窪み103の深さは、樹脂の充填やリードフレームの強度の観点から、例えば0.1mm以上、リードフレームの最大厚の半分以下程度にすると良い。
以上のように構成されたパッケージ100は、第1のリードフレーム11の本体部の下面の露出領域105と延伸部の下面の露出領域107の少なくとも一部が互いに離間した島状に形成され、リードフレームの下面の露出領域の対称性や面積の均等性を高めることができる。これにより、パッケージ100を導電性ペーストにより実装部材に実装する際、導電性ペーストの偏りを抑制することができ、パッケージ100が傾いて実装されるのを抑制することができる。また、パッケージ100のセルフアライメント性を高めることができる。
また、第1のリードフレーム11の延伸部102が第2のリードフレーム12側に延伸しているので、この延伸部102の上面に、発光素子30や保護素子70用のワイヤ40を接続したり、保護素子70を設置したり、することができ、ワイヤ40を比較的短く形成することができる。これにより、ワイヤ40による光吸収を軽減でき、光の取り出し効率を高めることができる。
なお、2つのリードフレーム11,12は、最大幅(短手方向yの最大幅;例えばリードフレームの本体部の幅)が異なっていてもよいが、その最大幅が略同じであることが好ましい。また、2つのリードフレーム11,12は、上面視において互いに斜めの関係に配置されていてもよいが、略平行に配置されていることが好ましい。更には、2つのリードフレーム11,12は、上面視において長手方向xに平行な中心軸が短手方向yに互いに変位した関係に配置されていてもよいが、上面視において長手方向xに平行な中心軸が略一致するように配置されていることが好ましい。
以下、発光装置用パッケージ100及び発光装置200の好ましい形態について説明する。
図1に示すように、延伸部102の下面の露出領域107の略全部が、窪み103を埋める樹脂成形体20により、本体部101の下面の露出領域105と分離されていることが好ましい。このような形態は、窪み103が、図示するように延伸部102の下面において本体部101に密接して設けられるか、本体部101の下面において延伸部102に密接して設けられるか、本体部101と延伸部102の境界上に設けられるか、のいずれかによって実現することができる。このように、窪み103が本体部101と延伸部102の境界の近傍に設けられることで、本体部101の下面の露出領域105と、延伸部102の下面の露出領域107と、を明確に分離することができる。これにより、本体部101及び延伸部102の下面の露出領域105,107を好適に整形し、リードフレームの下面の露出領域の対称性や面積の均等性をより高めることができる。また、パッケージのセルフアライメント性をより高めることができる。
図1に示すように、パッケージ100は、第1のリードフレーム11のみが延伸部102を有している。パッケージ100は、短手方向yにおいて、第1のリードフレームの延伸部102に対向するように配置された第3のリードフレーム13を備えている。第3のリードフレーム13の下面の少なくとも一部は、樹脂成形体20から露出されている。このような構成によれば、第3のリードフレームの下面の露出領域109が、第1のリードフレームの延伸部の下面の露出領域107に対向するように設けられるので、リードフレームの下面の露出領域の対称性や面積の均等性の向上を図ることができる。
図1に示すように、第1のリードフレームの延伸部の下面の露出領域107は、略矩形状に設けられている。これにより、リードフレームの下面の露出領域の対称性や面積の均等性を高めやすい。また、パッケージ100のセルフアライメント性を高めやすい。また、第3のリードフレーム13の下面の露出領域109もまた、略矩形状に設けられている。これにより、第1のリードフレームの延伸部の下面の露出領域107との均整を図り、リードフレームの下面の露出領域の対称性や面積の均等性の向上を図ることができる。また、パッケージのセルフアライメント性の向上を図ることができる。更には図示するように、第3のリードフレーム13の下面の露出領域109が、第1のリードフレームの延伸部の下面の露出領域107と略同じ形状に設けられていると、なお良い。さらに、第1のリードフレームの本体部の下面の露出領域105や、第2のリードフレーム12の(本体部とも見なせる部位の)下面の露出領域106もまた、略矩形状に設けられている。これにより、リードフレームの下面の露出領域の対称性や面積の均等性、パッケージのセルフアライメント性、の更なる向上を図ることができる。また、パッケージ100の下面側において、リードフレームの下面の露出領域は、全体的なパターンとして見ると、パッケージの中心軸に対して短手方向y(縦方向)に略線対称に設けられている。これにより、リードフレームの下面の露出領域の対称性や面積の均等性をよりいっそう高めることができる。また、パッケージのセルフアライメント性をよりいっそう高めることができる。さらには、パッケージ100の下面側において、リードフレームの下面の露出領域は、全体的なパターンとして見ると、パッケージの中心軸に対して長手方向x(横方向)に略線対称に設けられている。これにより、リードフレームの下面の露出領域の対称性や面積の均等性をよりいっそう高めることができる。また、パッケージ100のセルフアライメント性をよりいっそう高めることができる。なお、リードフレームの下面の各露出領域は、リードフレームの面取り加工等により、角部が丸みを帯びたり、切り欠かれたり、していてもよい。
図1に示すように、第1のリードフレームの延伸部102は、当該パッケージ100の略中央に位置している。このように、延伸部102がパッケージ100の略中央に位置していることにより、2つのリードフレーム11,12の其々に発光素子を載置しやすく、配光特性を制御しやすい。また、パッケージ100では、短手方向yにおいて延伸部102に対向するように第3のリードフレーム13が配置されている。よって、発光素子30を第1及び第2のリードフレーム11,12の其々に載置しても、第3のリードフレームに接続するワイヤ40を比較的短く形成できるので、ワイヤ40による光吸収を軽減でき、光の取り出し効率を高めやすい。また、保護素子70を備える発光装置の場合に、保護素子70が第1リードフレームの延伸部102の上面に設けられることで、発光素子30と保護素子70の間隔を大きくしやすく、保護素子70による光吸収を軽減して、光の取り出し効率を高めやすい。また、保護素子70と第2のリードフレーム12を接続するワイヤ40を比較的短く形成できるため、ワイヤ40による光吸収を軽減して、光の取り出し効率を更に高めやすい。
図1に示すように、発光装置200は、発光装置用パッケージ100と、第1及び第2のリードフレーム11,12の上面に各々載置された発光素子30,30と、を備えている。このように、発光素子30が第1及び第2のリードフレーム11,12の其々に載置されることで、2つの発光素子30の間隔を比較的大きく取ることができ、好ましい配光特性を得ることができる。
図1に示すように、発光装置200において、第3のリードフレーム13の上面は、第1のリードフレーム11に載置されている発光素子30とワイヤ40により接続され、さらに第2のリードフレーム12に載置されている発光素子30とワイヤ40により接続されている。このように、第3のリードフレーム13は、第1及び第2のリードフレーム11,12の其々に載置される発光素子30をワイヤ40により直列接続するのに好適に利用することができ、ワイヤ40を比較的短く形成することができる。
図1に示すように、発光装置200は、第1のリードフレームの延伸部102の上面に載置された保護素子70を備えている。この保護素子70は、第2のリードフレーム12の上面とワイヤ40により接続されている。このように、第1のリードフレームの延伸部102は、保護素子70を載置するのに好適に利用することができる。保護素子70が第1リードフレームの延伸部102の上面に設けられることで、発光素子30と保護素子70の間隔を大きくしやすく、保護素子70による光吸収を軽減して、光の取り出し効率を高めやすい。また、保護素子70と第2のリードフレーム12を接続するワイヤ40を比較的短く形成できるため、ワイヤ40による光吸収を軽減して、光の取り出し効率を更に高めやすい。
<実施の形態2>
図2(a)及び(c)は其々、実施の形態2に係る発光装置の概略上面図及び概略下面図であり、図2(b)は、図2(a)におけるB−B断面を示す概略断面図である。図2に示すように、実施の形態2に係る発光装置220は、主として、発光装置用パッケージ120に、発光素子30が搭載され、封止部材50により封止されて構成されている。本例の封止部材50は、蛍光体60を含有しているが、省略することもできる。
図2に示すように、パッケージ120は、5つのリードフレーム11,12,13,14,15と、この5つのリードフレームと一体に成形された樹脂成形体20と、を備えている。5つのリードフレーム11,12,13,14,15は、パッケージ120の長手方向xに並べられている。5つのリードフレーム11,12,13,14,15は其々、パッケージ120と同様に、パッケージの長手方向xに長尺な形状を有している。リードフレーム11,12,13,14,15は、板状であって、折り曲げ加工は実質的にされていない。5つのリードフレーム11,12,13,14,15は、互いを離間する離間領域を樹脂成形体20に埋められて、この離間領域を電気的絶縁領域として、樹脂成形体20に一体的に保持されている。5つのリードフレーム11,12,13,14,15の下面は、その少なくとも一部が樹脂成形体20から露出されており、樹脂成形体20と共にパッケージ120の下面を構成している。これにより、導電性ペーストによる実装性に優れ、また放熱性に優れるパッケージとすることができる。なお、発光素子が載置されるのは、パッケージ120の上面側である。以下、パッケージ120において、中央のリードフレームを第1のリードフレーム11、最も左側のリードフレームを第2のリードフレーム12、第1のリードフレーム11と第2のリードフレーム12の間にあるリードフレームを第3のリードフレーム13、最も右側のリードフレームを第4のリードフレーム14、第1のリードフレーム11と第4のリードフレーム14の間にあるリードフレームを第5のリードフレーム15とする。
樹脂成形体20は、上面視においてパッケージの長手方向xに長い長方形状を有している。また、樹脂成形体20は、5つのリードフレーム11,12,13,14,15の端面(吊りリード部104を除いて)を被覆している。また、樹脂成形体20は、5つのリードフレーム11,12,13,14,15の上面の一部(特に周縁部)を被覆している。さらに、樹脂成形体20は、5つのリードフレーム11,12,13,14,15と共に、発光素子を収容する凹部を形成している。具体的には、凹部の底面は、リードフレーム11,12,13,14,15の上面と、樹脂成形体20の表面と、により構成されている。凹部の側壁面(凹部側壁23の内面)は、樹脂成形体20の表面により構成されている。凹部の側壁面は、垂直であってもよいが、発光素子から出射される光を効率良く取り出すために、凹部底面に近づくにつれて開口が幅狭となるように傾斜していることが好ましい。
そして、第1のリードフレーム11は、本体部101と、この本体部101から第2のリードフレーム12側に幅狭になって延伸する第1の延伸部102と、を有している。また、第1のリードフレーム11は、本体部101から第4のリードフレーム14側に幅狭になって延伸する第2の延伸部102を有している。第1のリードフレーム11の下面に、本例では第1及び第2の延伸部102の下面に其々、窪み103が設けられている。また、その窪み103は、樹脂成形体20で埋められている。これにより、第1及び第2の延伸部102の下面の露出領域107の少なくとも一部は其々、窪み103を埋める樹脂成形体20により、本体部101の下面の露出領域105と分離されている。
以上のように構成されたパッケージ120は、第1のリードフレーム11の本体部の下面の露出領域105と第1及び第2の延伸部の下面の露出領域107の少なくとも一部が其々互いに離間した島状に形成され、リードフレームの下面の露出領域の対称性や面積の均等性を高めることができる。これにより、パッケージ120を導電性ペーストにより実装部材に実装する際、導電性ペーストの偏りを抑制することができ、パッケージ120が傾いて実装されるのを抑制することができる。また、パッケージ120のセルフアライメント性を高めることができる。
また、第1のリードフレーム11の第1及び第2の延伸部102が第2及び第4のリードフレーム12,14側に各々延伸しているので、この各延伸部102の上面に、発光素子30や保護素子70用のワイヤ40を接続したり、保護素子70を設置したり、することができ、ワイヤ40を比較的短く形成することができる。これにより、ワイヤ40による光吸収を軽減でき、光の取り出し効率を高めることができる。
なお、第1、第2及び第4のリードフレーム11,12,14は、最大幅(短手方向yの最大幅;例えばリードフレームの本体部の幅)が異なっていてもよいが、その最大幅が略同じであることが好ましい。また、第1、第2及び第4のリードフレーム11,12,14は、上面視において互いに斜めの関係に配置されていてもよいが、略平行に配置されていることが好ましい。更には、第1、第2及び第4のリードフレーム11,12,14は、上面視において長手方向xに平行な中心軸が短手方向に互いに変位した関係に配置されていてもよいが、上面視において長手方向xに平行な中心軸が略一致するように配置されていることが好ましい。
以下、発光装置用パッケージ120及び発光装置220の好ましい形態について説明する。
図2に示すように、パッケージ120は、第1のリードフレーム11のみが延伸部102を有している。また、パッケージ120において、第3及び第5のリードフレームは其々、短手方向yにおいて、第1のリードフレームの第1及び第2の延伸部102に対向するように配置されている。このような構成によれば、第3及び第5のリードフレームの下面の露出領域109が其々、第1のリードフレームの第1及び第2の延伸部の下面の露出領域107に対向するように設けられるので、リードフレームの下面の露出領域の対称性や面積の均等性の向上を図ることができる。
図2に示すように、パッケージ120において、第1のリードフレームの第1及び第2の延伸部の下面の露出領域107は、略矩形状に設けられている。また、第3及び第5のリードフレーム13,15の下面の露出領域109もまた、略矩形状に設けられている。さらに、第1のリードフレームの本体部の下面の露出領域105や、第2及び第4のリードフレーム12,14の(本体部と見なせる部位の)下面の露出領域106もまた、略矩形状に設けられている。またさらに、パッケージ120の下面側において、リードフレームの下面の露出領域は、全体的なパターンとして見ると、パッケージの中心軸に対して短手方向y(縦方向)にも長手方向x(横方向)にも略線対称に設けられている。このような構成により、実施の形態1と同様に、リードフレームの下面の露出領域の対称性や面積の均等性を高めやすく、パッケージ120のセルフアライメント性を高めやすい。なお、リードフレームの下面の各露出領域は、リードフレームの面取り加工等により、角部が丸みを帯びたり、切り欠かれたり、していてもよい。
図2に示すように、発光装置220において、第3のリードフレーム13の上面は、第1のリードフレーム11に載置されている発光素子30とワイヤ40により接続され、さらに第2のリードフレーム12に載置されている発光素子30とワイヤ40により接続されている。第5のリードフレーム15の上面は、第1のリードフレーム11に載置されている発光素子30とワイヤ40により接続され、第4のリードフレーム14に載置されている発光素子30とワイヤ40により接続されている。これにより、3つの発光素子30は、直列接続されている。このように、第3及び第5のリードフレーム13,15は、第1、第2及び第4のリードフレーム11,12,14の其々に載置される発光素子30をワイヤ40により直列接続するのに好適に利用することができ、ワイヤ40を比較的短く形成することができる。
図2に示すように、発光装置220において、第1のリードフレームの第1の延伸部102の上面には、保護素子70が載置されており、第2のリードフレーム12とワイヤ40により接続されている。これにより、保護素子70とリードフレームを接続するワイヤ40を比較的短く形成でき、ワイヤ40による光吸収を軽減して、光の取り出し効率を更に高めやすい。また、第1のリードフレームの第2の延伸部102の上面と第4のリードフレームの上面は、ワイヤ40により接続されている。これにより、発光素子30に対して、保護素子70を並列に接続することができる。なお、パッケージ120において、第1のリードフレームの第2の延伸部102と、第4のリードフレーム14と、が連結されて、第1のリードフレーム11と、第4のリードフレーム14と、が一体に設けられてもよい。
<実施の形態3>
図3(a)及び(c)は其々、実施の形態3に係る発光装置の概略上面図及び概略下面図であり、図3(b)は、図3(a)におけるC−C断面を示す概略断面図である。図3に示すように、実施の形態3に係る発光装置230は、主として、発光装置用パッケージ130に、発光素子30が搭載され、封止部材50により封止されて構成されている。本例の封止部材50は、蛍光体60を含有しているが、省略することもできる。
図3に示すように、パッケージ130は、2つのリードフレーム11,12と、この2つのリードフレームと一体に成形された樹脂成形体20と、を備えている。2つのリードフレーム11,12は、パッケージ130の長手方向xに並べられている。リードフレーム11,12は其々、パッケージ130と同様に、パッケージの長手方向xに長尺な形状を有している。リードフレーム11,12は、板状であって、折り曲げ加工は実質的にされていない。2つのリードフレーム11,12は、互いを離間する離間領域を樹脂成形体20に埋められて、この離間領域を電気的絶縁領域として、樹脂成形体20に一体的に保持されている。2つのリードフレーム11,12の下面は、その少なくとも一部が樹脂成形体20から露出されており、樹脂成形体20と共にパッケージ130の下面を構成している。これにより、導電性ペーストによる実装性に優れ、また放熱性に優れるパッケージとすることができる。なお、発光素子が載置されるのは、パッケージ130の上面側である。以下、パッケージ130において、右側のリードフレームを第1のリードフレーム11、左側のリードフレームを第2のリードフレーム12とする。
樹脂成形体20は、上面視においてパッケージの長手方向xに長い長方形状を有している。また、樹脂成形体20は、2つのリードフレーム11,12の端面(吊りリード部104を除いて)を被覆している。また、樹脂成形体20は、2つのリードフレーム11,12の上面の一部(特に周縁部)を被覆している。さらに、樹脂成形体20は、2つのリードフレーム11,12と共に、発光素子を収容する凹部を形成している。具体的には、凹部の底面は、リードフレーム11,12の上面と、樹脂成形体20の表面と、により構成されている。凹部の側壁面(凹部側壁23の内面)は、樹脂成形体20の表面により構成されている。凹部の側壁面は、垂直であってもよいが、発光素子から出射される光を効率良く取り出すために、凹部底面に近づくにつれて開口が幅狭となるように傾斜していることが好ましい。
そして、第1のリードフレーム11は、本体部101と、この本体部101から第2のリードフレーム12側に幅狭になって延伸する延伸部102と、を有している。延伸部102の下面には窪み103が設けられている。また、その窪み103は、樹脂成形体20で埋められている。これにより、延伸部102の下面の露出領域107の少なくとも一部は、窪み103を埋める樹脂成形体20により、本体部101の下面の露出領域105と分離されている。
以上のように構成されたパッケージ130は、第1のリードフレーム11の本体部101の下面の露出領域105と延伸部102の下面の露出領域107の少なくとも一部が互いに離間した島状に形成され、リードフレームの下面の露出領域の対称性や面積の均等性を高めることができる。これにより、パッケージ130を導電性ペーストにより実装部材に実装する際、導電性ペーストの偏りを抑制することができ、パッケージ130が傾いて実装されるのを抑制することができる。また、パッケージ130のセルフアライメント性を高めることができる。
また、第1のリードフレーム11の延伸部102が第2のリードフレーム12側に延伸しているので、この延伸部102の上面に、発光素子30や保護素子70用のワイヤ40を接続したり、保護素子70を設置したり、することができ、ワイヤ40を比較的短く形成することができる。これにより、ワイヤ40による光吸収を軽減でき、光の取り出し効率を高めることができる。
なお、2つのリードフレーム11,12は、最大幅(短手方向yの最大幅;例えばリードフレームの本体部の幅)が異なっていてもよいが、その最大幅が略同じであることが好ましい。また、2つのリードフレーム11,12は、上面視において互いに斜めの関係に配置されていてもよいが、略平行に配置されていることが好ましい。更には、2つのリードフレーム11,12は、上面視において長手方向xに平行な中心軸が短手方向に互いに変位した関係に配置されていてもよいが、上面視において長手方向xに平行な中心軸が略一致するように配置されていることが好ましい。
以下、発光装置用パッケージ130及び発光装置230の好ましい形態について説明する。
図3に示すように、パッケージ130において、第2のリードフレーム12は、本体部101と、本体部101から第1のリードフレーム11側に幅狭になって延伸する延伸部102と、を有している。第2のリードフレーム12の下面には窪み103が設けられている。また、その窪み103は、樹脂成形体20で埋められている。これにより、第2のリードフレーム12の延伸部102の下面の露出領域107の少なくとも一部は、第2のリードフレーム12の窪み103を埋める樹脂成形体20により、第2のリードフレーム12の本体部101の下面の露出領域105と分離されている。そして、第1及び第2のリードフレーム11,12の延伸部102が短手方向yにおいて互いに対向するように配置されている。
このような構成によれば、第1のリードフレーム11に加え、第2のリードフレーム12の本体部の下面の露出領域105と延伸部の下面の露出領域107の少なくとも一部もまた互いに離間した島状に形成され、リードフレームの下面の露出領域の対称性や面積の均等性を高めやすい。これにより、パッケージ130を導電性ペーストにより実装部材に実装する際、導電性ペーストの偏りを抑制することができ、パッケージ130が傾いて実装されるのを抑制しやすい。また、パッケージ130のセルフアライメント性を高めやすい。さらに、第1のリードフレーム11の延伸部102の下面の露出領域107と、第2のリードフレーム12の延伸部102の下面の露出領域107が、互いに対向するように設けられるので、リードフレームの下面の露出領域の対称性や面積の均等性の向上を図ることができる。また図示するように、第1のリードフレーム11の延伸部の下面の露出領域107が、第2のリードフレーム12の延伸部の下面の露出領域107と略同じ形状に設けられていると、なお良い。
図3に示すように、パッケージ130において、第1及び第2のリードフレーム11,12の延伸部の下面の露出領域107は、略矩形状に設けられている。また、第1及び第2のリードフレーム11,12の本体部の下面の露出領域105もまた、略矩形状に設けられている。またさらに、パッケージ130の下面側において、リードフレームの下面の露出領域は、全体的なパターンとして見ると、パッケージの中心軸に対して短手方向y(縦方向)にも長手方向x(横方向)にも略線対称に設けられている。このような構成により、実施の形態1と同様に、リードフレームの下面の露出領域の対称性や面積の均等性を高めやすく、パッケージ130のセルフアライメント性を高めやすい。なお、リードフレームの下面の各露出領域は、リードフレームの面取り加工等により、角部が丸みを帯びたり、切り欠かれたり、していてもよい。
また、発光装置230において、第1のリードフレーム11の延伸部102は、第2のリードフレーム12に載置されている発光素子30とワイヤ40により接続され、第2のリードフレーム12の延伸部102は、第1のリードフレーム11に載置されている発光素子30とワイヤ40により接続されている。このように、第1及び第2のリードフレーム11,12の延伸部102は、第1及び第2のリードフレーム11,12の其々に載置される発光素子30をワイヤ40により並列接続するのに好適に利用することができ、ワイヤ40を比較的短く形成することができる。
さらに、発光装置230において、第1のリードフレームの延伸部102の上面には、保護素子70が載置されている。この保護素子70は、第2のリードフレーム12の延伸部102の上面とワイヤ40により接続されている。このように、第1及び第2のリードフレームの延伸部102は、保護素子70を載置するのに好適に利用することができる。これにより、発光素子30と保護素子70の間隔を大きくしやすく、保護素子70による光吸収を軽減して、光の取り出し効率を高めやすい。また、保護素子70とリードフレーム(ここでは第2のリードフレーム12)を接続するワイヤ40を比較的短く形成できるため、ワイヤ40による光吸収を軽減して、光の取り出し効率を更に高めやすい。
図3に示すように、パッケージ130の上面側において、樹脂成形体20は、第1のリードフレーム11の本体部101の少なくとも一部と、第1のリードフレーム11の延伸部102の上面の第2のリードフレーム12側の少なくとも一部と、を露出させて、短手方向yに延伸して設けられた中間壁部25を有する。したがって、延伸部102の上面の機能を維持しながら、第1のリードフレーム11の本体部101と、第2のリードフレーム11の本体部101と、を、中間壁部25で区切ることができる。これにより、中間壁部25により発光素子30から出射される光を上方に反射させ、中間壁部25を挟んで載置される発光素子30や保護素子70及びそれらに接続されるワイヤ40などによる光吸収を軽減して、光の取り出し効率を高めることができる。また、中間壁部25は、樹脂成形体20の凹部側壁23に連続して形成されている。これにより、中間壁部25は、第1のリードフレーム11など、リードフレームの上面を押さえ付けるように作用し、リードフレーム11の樹脂成形体20からの剥離を抑制することできる。なお、中間壁部25は、第1のリードフレーム11側、及び第2のリードフレーム12側の少なくとも一方に設けることができる。
図3に示すように、中間壁部25は、第1のリードフレーム11の延伸部102上に設けられていることが好ましい。延伸部102は、パッケージの中央側や2つのリードフレームの離間領域の近くに設けられるため、中間壁部25により、例えば凹部内などパッケージの素子載置領域を均等に区切りやすく、それにより、好ましい配光特性が得られる。また、中間壁部25が延伸部102を押さえ付けるように作用することで、リードフレームの樹脂成形体20からの剥離を効果的に抑制することができる。
図3に示す例では、中間壁部25は、第1及び第2のリードフレーム11,12の延伸部102上に跨って設けられた、第1壁部と、第2壁部と、を含んでいる。そして、第1及び第2のリードフレーム11,12の延伸部102の上面が其々、第1壁部と第2壁部により、3つの露出領域に区切られている。また、凹部内が長手方向xに左側領域、中央領域、右側領域からなる3つの領域に区切られている。したがって、第1及び第2のリードフレーム11,12の延伸部102の延伸先端部が左側領域と右側領域に各々露出されている。そして、その各延伸部102の延伸先端部に、発光素子30と接続するワイヤ40が接続されている。これにより、ワイヤ40が中間壁部25上を跨ぐのを回避しながら、比較的短いワイヤ40で発光素子30を並列接続することができる。また、凹部内の中央領域には、保護素子70が設けられている。このように、中間壁部25つまり第1壁部及び第2壁部が保護素子70を挟むように設けられることにより、保護素子70やそれに接続されるワイヤ40による光吸収を軽減して、光の取り出し効率を高めることができる。中間壁部25は、その上をワイヤ40が跨ぐ場合には、その高さが凹部の深さより小さいことが好ましいが、その上をワイヤ40が跨ぐのを回避できる場合には、樹脂成形体20の上面(凹部側壁23の上面)と略同じ高さであることが好ましい。
なお、他の実施の形態の発光装置用パッケージにおいても、中間壁部25を適用することができる。例えば、実施の形態1のパッケージ100では、パッケージの略中央に中間壁部25が設けられてもよい。また例えば、実施の形態2のパッケージ120では、第3のリードフレーム13の略中央(第1のリードフレームの第1の延伸部102の略中央でもある)及び/又は第5のリードフレーム15の略中央(第1のリードフレームの第2の延伸部102の略中央でもある)に中間壁部25が設けられてもよい。また、中間壁部25は、保護素子70やそれに接続するワイヤ40を埋めてもよい。
<実施の形態4>
図4(a)及び(b)は、実施の形態4に係る照明装置における発光装置の配置形態の一例を示す概略上面図である。図4に示す照明装置は、複数の発光装置と、それらの発光装置が実装される実装部材と、を備えている。なお、発光装置は、導電性ペーストを用いて実装部材に実装される。
図4(a)に示す例の照明装置300は、複数の発光装置201〜203が実装部材80上に一次元的に並置されたものである。より詳細には、照明装置300では、発光装置201,202,203がパッケージの長手方向に3つ略等間隔に並べられている。また、図4(b)に示す例の照明装置320は、複数の発光装置201〜208が実装部材80上に二次元的に並置されたものである。より詳細には、照明装置320では、発光装置201〜208がパッケージの長手方向に2つ、短手方向に4つ、略等間隔に並べられている。これらの照明装置300,320に使用される発光装置201〜208には、任意の(例えば公知の)発光装置を適用することができるが、本発明の発光装置(例えば実施の形態1〜3の発光装置200,220,230)が適用されることが好ましい。なお、ここで示す、1つの照明装置における発光装置の搭載個数、及び1つの発光装置における発光素子の搭載個数は、一例に過ぎない。
図4(a)及び(b)に示すように、パッケージの長手方向において、第1の発光装置201における第2の発光装置202に最も近く配置されている第1の発光素子30−2と、第2の発光装置202における第1の発光装置201に最も近く配置されている第2の発光素子30−3と、の間隔d1は、第1の発光装置201における、第1の発光素子30−2と、第1の発光素子30−2の隣に配置されている第3の発光素子30−1と、の間隔p1と略等しい。これにより、隣り合う発光装置間における輝度分布の均一化を図ることができる。また、図4(b)に示す例では、さらにパッケージの短手方向においても、第1の発光装置201における第1の発光素子30−2(第3の発光素子30−1でもよい)と、第3の発光装置203における第5の発光素子30−5(第6の発光素子30−6でもよい)と、の間隔s1は、間隔d1と略等しくなっている。また、その隣及び更にその隣の発光装置に関する間隔s2、間隔s3についても同様である。
さらには、図4(a)及び(b)に示すように、パッケージの長手方向において、第1の発光装置201が備える発光素子30−1,30−2同士の間隔p1は、第2の発光装置202が備える発光素子30−3,30−4同士の間隔p2と略等しい。これにより、複数の発光素子が異なる発光装置(パッケージ)に各々載置されていながら、それらの発光装置に含まれる発光素子が略等間隔に配置されているように見なすことができる。したがって、照明装置の輝度分布の更なる均一化を図ることができる。
このように、異なる発光装置に載置された発光素子を、実装部材上において略等間隔と見なせるように配置するためには、1つの発光装置に搭載される発光素子同士の間隔を比較的大きく取っておくことが好ましい。ただ、発光素子同士の間隔が大きくなると、発光素子や保護素子に接続されるワイヤが長く形成されやすくなる。しかしながら、本発明の発光装置(パッケージ)は、発光素子や保護素子に接続されるワイヤを比較的短く形成することができるので、このような照明装置に好適に使用することができる。またさらに、導電性ペーストの偏りの抑制や、高いセルフアライメント性によって、パッケージの回転や傾きを抑え、好ましい姿勢にて実装部材に実装することができ、それにより、発光装置ひいては発光素子の配置精度に優れ、高精度の配光特性が得られやすい。
以下、本発明の発光装置用パッケージ、発光装置、及び照明装置の各構成要素について説明する。
(リードフレーム11,12,13,14,15)
リードフレームは、発光素子や保護素子に接続されて導電可能な金属部材を用いることができる。具体的には、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル、コバルト、モリブデン、又はこれらの合金、燐青銅、鉄入り銅などの金属板に、プレスやエッチング、圧延など各種の加工を施したものが挙げられる。また、その表層に、銀、アルミニウム、ロジウム、金、銅、又はこれらの合金などの鍍金や光反射膜が設けられていてもよく、なかでも光反射性に最も優れる銀が好ましい。リードフレームの厚さは、任意に選択できるが、例えば0.1mm以上1mm以下であり、好ましくは0.2mm以上0.4mm以下である。なお、リードフレームの上面や下面の周縁における樹脂成形体と接触する部位には、例えば図1〜3に示すように、溝や窪みが設けられることで、導電性ペースト中に含まれるフラックスや外気中の水分がリードフレームの下面側から浸入するのを抑制したり、樹脂成形体との密着性を高めたり、することができる。
(樹脂成形体20)
樹脂成形体の母材は、ポリビスマレイミドトリアジン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、シリコーン変成樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、などの熱硬化性樹脂、脂肪族ポリアミド樹脂、半芳香族ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンテレフタレート、液晶ポリマー、ポリカーボネート樹脂、シンジオタクチックポリスチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリアリレート樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。また、これらの母材中に、充填剤又は着色顔料として、ガラス、シリカ、酸化チタン、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、ワラストナイト、マイカ、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、炭化ケイ素、酸化アンチモン、スズ酸亜鉛、ホウ酸亜鉛、酸化鉄、酸化クロム、酸化マンガン、カーボンブラックなどの粒子又は繊維を混入させることができる。
(発光素子30)
発光素子は、発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)素子や半導体レーザ(Laser Diode:LD)素子などの半導体発光素子を用いることができる。発光素子は、種々の半導体で構成される素子構造に正負一対の電極が設けられているものであればよい。特に、蛍光体を効率良く励起可能な窒化物半導体(InxAlyGa1−x−yN、0≦x、0≦y、x+y≦1)の発光素子が好ましい。このほか、緑色〜赤色発光のガリウム砒素系、ガリウム燐系半導体の発光素子でもよい。正負一対の電極が同一面側に設けられている発光素子の場合、各電極をワイヤでリードフレームと接続してフェイスアップ実装される。正負一対の電極が互いに反対の面に各々設けられている対向電極構造の発光素子の場合、下面電極が導電性接着剤でリードフレームに接着され、上面電極がワイヤでリードフレームと接続される。後述の保護素子の実装形態も同様である。また、発光素子の実装面側に、銀やアルミニウムなどの金属層や誘電体反射膜が設けられることで、光の取り出し効率を高めることができる。1つの発光装置用パッケージに搭載される発光素子の個数は1つでも複数でもよく、その大きさや形状、発光波長も任意に選べばよい。複数の発光素子は、リードフレームやワイヤにより直列又は並列に接続することができる。また、1つの発光装置用パッケージに、例えば青色発光と赤色発光の2つ、青色発光と緑色発光の2つ、青色・緑色・赤色発光の3つなどの組み合わせの発光素子が搭載されてもよい。
(ワイヤ40)
ワイヤは、発光素子の電極又は保護素子の電極と、リードフレームと、を接続する導線である。具体的には、金、銅、銀、白金、アルミニウム又はこれらの合金の金属線を用いることができる。特に、封止部材からの応力による破断が生じにくく、熱抵抗などに優れる金線が好ましい。また、光反射性を高めるために、少なくとも表面が銀で構成されているものでもよい。
(封止部材50)
封止部材は、発光素子や保護素子、ワイヤなどを封止して、埃や水分、外力などから保護する部材である。封止部材の母材は、電気的絶縁性を有し、発光素子から出射される光を透過可能(好ましくは透過率70%以上)であればよい。具体的には、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、TPX樹脂、ポリノルボルネン樹脂、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が挙げられる。ガラスでもよい。なかでも、シリコーン樹脂は、耐熱性や耐光性に優れ、固化後の体積収縮が少ないため、好ましい。また、封止部材は、その母材中に、充填剤や蛍光体など、種々の機能を持つ粒子が添加されてもよい。充填剤は、拡散剤や着色剤などを用いることができる。具体的には、シリカ、酸化チタン、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化クロム、酸化マンガン、ガラス、カーボンブラックなどが挙げられる。充填剤の粒子の形状は、破砕状でも球状でもよい。また、中空又は多孔質のものでもよい。
(蛍光体60)
蛍光体は、発光素子から出射される一次光の少なくとも一部を吸収して、一次光とは異なる波長の二次光を出射する。蛍光体は、例えば、ユーロピウム、セリウム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、より具体的には、ユーロピウムで賦活されたα又はβサイアロン型蛍光体、各種アルカリ土類金属窒化シリケート蛍光体、ユーロピウム等のランタノイド系元素、マンガン等の遷移金属系元素により主に賦活されるアルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類のハロシリケート蛍光体、アルカリ土類金属シリケート蛍光体、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、アルカリ土類金属ケイ酸塩、アルカリ土類金属硫化物、アルカリ土類金属チオガレート、アルカリ土類金属窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、セリウム等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩又はユーロピウム等のランタノイド系元素で主に賦活される有機物及び有機錯体等が挙げられる。また、上記以外でも同様の性能、効果を有する蛍光体を使用することができる。これにより、可視波長の一次光及び二次光の混色光(例えば白色系)を出射する発光装置や、紫外光の一次光に励起されて可視波長の二次光を出射する発光装置とすることができる。なお、蛍光体は、パッケージの凹部底面側に沈降していてもよいし、凹部内において分散していてもよい。
(保護素子70)
保護素子は、静電気や高電圧サージから発光素子を保護するための素子である。具体的には、ツェナーダイオードが挙げられる。保護素子は、光吸収を抑えるために、白色樹脂などの光反射部材により被覆されていてもよい。
(実装部材80)
実装部材は、発光装置(発光装置用パッケージ)が実装される部材である。具体的には、実装部材は、各種の配線基板が挙げられる。配線基板の母材は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどのセラミックス、銅、アルミニウムなどの金属、ガラスエポキシ、BTレジン、ポリイミドなどの樹脂(繊維強化樹脂を含む)が挙げられる。配線の材料としては、銅、鉄、ニッケル、タングステン、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン又はそれらの合金が挙げられる。実装部材の配線は、発光装置を導電性ペーストにより実装可能な装置実装部(「ランド」などと呼ばれる)を有する。この装置実装部は、導電性ペーストの偏りを抑制したり、発光装置のセルフアライメント性を高めたり、するために、発光装置のリードフレームの下面の露出領域と略同じ形状(パターン)を有することが好ましい。
(導電性ペースト)
導電性ペーストは、発光装置を実装部材に実装するペースト状の部材である。具体的には、錫-ビスマス系、錫-銅系、錫-銀系、金-錫系などの半田や、銀、金、パラジウムなどの金属ペーストなどを用いることができる。
以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。
<実施例1>
実施例1の発光装置は、図1に示す例の発光装置200の構造を有する、トップビュー式のSMD型LEDである。
パッケージ100は、大きさが横7.0mm、縦2.0mm、厚さ0.6mmの直方体状であり、正極・負極を構成する第1及び第2のリードフレーム11,12とその間にある第3のリードフレーム13に、樹脂成形体20が一体に成形されて構成されている。なお、このパッケージ100は、複数組のリードフレーム11,12,13が吊りリード(個片化後に吊りリード部104になる)を介して縦横に連なって成る加工金属板を、金型内に設置して、流動性を有する状態の樹脂成形体20の構成材料を注入して固化、離型させた後、各パッケージに分離(個片化)することで作製される。
3つのリードフレーム11,12,13は其々、表面に銀の鍍金が施された最大厚0.3mmの銅合金の板状小片である。第1のリードフレーム11は、主として、横(長さ)2.0mm、縦(幅)1.5mm(吊りリード部104は除く)の上面視矩形状の本体部101と、この本体部101から第2のリードフレーム12側に延伸する横(長さ)2.0mm、縦(幅)0.6mm(吊りリード部104は除く)の上面視矩形状の延伸部102と、により構成されている。この延伸部102は、本体部101の短手方向の一端に寄って設けられており、第1のリードフレーム11は、上面視L字状になっている。第2のリードフレーム12は、横(長さ)2.0mm、縦(幅)1.5mm(吊りリード部104は除く)の上面視矩形状に形成されている。第3のリードフレーム13は、短手方向において第1のリードフレームの延伸部102に対向するように配置されており、横(長さ)1.8mm、縦(幅)0.6mm(吊りリード部104は除く)の上面視矩形状に形成されている。第1のリードフレームの延伸部102と第2のリードフレーム12の間の離間領域の幅(長手方向)は、0.5mmである。また、第1のリードフレームの本体部101と第3のリードフレーム13の間の離間領域の幅(長手方向)は、0.5mmである。さらに、第1のリードフレームの延伸部102と第3のリードフレーム13の間の離間領域の幅(短手方向)は、0.4mmである。なお、これらの離間領域は、プレスによる打ち抜きで形成される。第1のリードフレームの延伸部102の下面には、本体部101に密接する横(長さ)0.5mm、縦(幅)0.6mm、深さ0.15mmの窪み13が設けられている。この窪み13は、樹脂成形体20により埋められている。これにより、延伸部の下面の露出領域107の略全部は、窪み13を埋める樹脂成形体20により、第1のリードフレームの本体部の下面の露出領域105と分離されている。また、第1及び第2のリードフレーム11,12の下面の周縁の一部、及び第3のリードフレーム13の下面の周縁の全部は、幅0.12mm、深さ0.09mmの窪みが形成されており、この窪みもまた樹脂成形体20により埋められている。これらの窪みは、エッチングにより形成される。3つのリードフレームの下面の露出領域は、樹脂成形体20の下面と実質的に同一面であって、パッケージ100の下面を構成している。また、3つのリードフレームの下面の各露出領域は、略矩形状(四隅は丸みを帯びている)である。なお、第1及び第2のリードフレーム11,12は其々、パッケージ100の長手方向に面する端面において、その一部(吊りリード部104の1つでもある)が露出している。この露出部には、キャスタレーションとして機能する凹みが下面に連続して形成されている。
樹脂成形体20は、上面視の外形が横7.0mm、縦2.0mmの長方形状であり、最大厚0.45mmであって、酸化チタンを含有するエポキシ樹脂製の成形体である。樹脂成形体20の上面側の略中央には、横1.4mm、縦6.4mm、深さ0.35mmの上面視長方形状(四隅は丸みを帯びている)の凹部が形成されている。凹部の側壁面の傾斜角度は、凹部底面から5〜30°である。なお、3つのリードフレーム11,12,13の上面における、凹部底面と側壁面の境界に相当する部位の一部に、幅0.12mm、深さ0.09mmの窪みが形成されており、この窪みもまた樹脂成形体20により埋められている。
パッケージ100の凹部底面を構成する第1及び第2リードフレーム11,12の上面には其々、発光素子30が1つずつ、シリコーン樹脂である絶縁性接着剤で接着されている。この発光素子30は、サファイア基板上に、窒化物半導体のn型層、活性層、p型層が順次積層された、青色(中心波長約460nm)発光可能な、縦650μm、横650μm、厚さ150μmのLED素子である。2つの発光素子30の中心間距離は4.0mmである。また、各発光素子30は、p,n電極の一方がその素子が載置されているリードフレームにワイヤ40で接続され、p,n電極の他方が第3のリードフレーム13の上面にワイヤ40で接続されている。これにより、2つの発光素子30は、直列接続されている。ワイヤ40は、線径25μmの金線である。
また、第1のリードフレームの延伸部102の上面には、縦150μm、横150μm、厚さ85μmの対向電極構造のツェナーダイオードである保護素子70が、銀ペーストである導電性接着剤で接着されている。また、保護素子70は、その上面電極がワイヤ40で第2のリードフレーム12の上面に接続されている。
上記2つの発光素子30と保護素子70が収容されたパッケージ100の凹部には、封止部材50が充填され、各素子を被覆している。封止部材50は、シリコーン樹脂を母材とし、その中にセリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG:Ce)の蛍光体60と、シリカの充填剤と、を含有している。封止部材50の上面は、樹脂成形体の凹部側壁23の上面と略同一面であり、ほぼ平坦面になっている。この封止部材50は、流動性を有する状態において、ディスペンサを用いてパッケージ100の凹部内に充填され、加熱などにより固化させることで形成される。なお、蛍光体60は、凹部底面側に沈降している。
以上のように構成された実施例1のパッケージ及び発光装置は、実施の形態1のパッケージ100及び発光装置200と同様の効果を奏することができる。