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CN109786536A - 发光装置 - Google Patents

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CN109786536A
CN109786536A CN201811571005.4A CN201811571005A CN109786536A CN 109786536 A CN109786536 A CN 109786536A CN 201811571005 A CN201811571005 A CN 201811571005A CN 109786536 A CN109786536 A CN 109786536A
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resin
cutting
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Nichia Chemical Industries Ltd
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Abstract

本发明的目的在于提供一种发光装置，能抑制切割分割后的Pkg树脂中发生裂纹。该发光装置(1)中，引线框(3)上安装有进行发光的发光元件(2)，并使用由构成对应于发光元件(2)的电极的引线框(3，4)与树脂一体成形而成的树脂空腔成形封装(5)，当利用刀片(7)切断时因引线框(3，4)的保持部(吊线3a，4a)而导致应力集中到树脂，从而引起裂纹的产生，因此在引起裂纹产生的保持部(吊线3a，4a)的截面角部分的一部分或全部设有圆弧。

Description

发光装置
本申请是发明名称为“发光装置”、国际申请日为2012年5月31日、申请号为201280032684.2(国际申请号为PCT/JP2012/003594)的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及将与各电极相对应的引线框与树脂一体成形的LED装置等发光装置。
背景技术
作为这种现有的发光装置，专利文献1中揭示了将与各电极相对应的引线框与树脂一体成形的发光装置。
图6是表示专利文献1所揭示的现有发光装置的主要部分的结构例的剖视图。
在图6的现有发光装置100中，封装101的切断侧面与引线框102的切断面形成在同一面上。封装101的凹部内的侧面作为反射壁起作用，同时在该凹部内的底面的引线框102上配置发光元件103，分别与构成阳极/阴极的各电极的引线框102引线键合。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2007－329219号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在如上述现有结构那样，将与各电极相对应的引线框102与树脂一体成形的发光装置中，尽管采用了使引线框102的切断面与树脂材料的封装101的切断侧面相一致的结构，但是完全没有记载任何关于本发明的课题的内容，即，在发光装置的分割工序中在切断面上因引线框102而导致封装101中产生裂纹、以及用于抑制该现象的引线框102的截面形状。
另一方面，在上述发光装置中，采用具有保持部(也称为吊线、悬挂引线)的引线框结构，该保持部用于连接并保持多个成为发光装置的LED芯片安装面的引线框，在保持部的位置上与由树脂材料形成的封装一起在同一个面上切断，从而使发光装置形成为单片。
图7是表示在具有上述引线框结构的现有发光装置中，吊线的切断面形状为四边形形状的情况下的发光装置的切断侧视图。通过下述方式形成吊线，即：使其从引线框的LED芯片安装面部朝由树脂材料形成的封装侧面贯通延伸，且封装侧面与吊线的切断面成为同一个平面。在使用热固性树脂作为上述发光装置的封装的树脂材料的情况下，由于大部分树脂材料的机械强度较弱，因此，如图8所示，在实施切割时，会在各引线框的吊线202的四边形形状的截面的四个角部中、以下侧的两个角部的切断位置作为起点产生裂纹203。
本发明用于解决上述现有的问题，其目的在于提供一种能抑制在切割分割后、产生于由树脂材料形成的封装中的裂纹的发光装置，以及用于构成该发光装置的引线框。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的发光装置是安装有进行发光的一个或多个发光元件，使用树脂空腔成形封装的发光装置，其中，树脂空腔成形封装是由构成对应于该一个或多个发光元件的电极的引线框与树脂一体成形而成，该引线框的保持部的截面角部分的一部分或全部设有圆弧，由此能实现上述目的。
另外，优选在本发明的发光装置中，引线框的保持部的切断面的四边形形状的四个角部中的、在切断时引起裂纹产生的一个角部或两个角部设有防止裂纹用的圆弧。
而且，优选在本发明的发光装置中，在上述封装的切断侧面露出的上述引线框的保持部的切断面的四边形形状的四个角部中的、装置安装面侧或装置背面侧的一个角部或两个角部设有圆弧。
而且，优选在本发明的发光装置中，在封装的切断侧面露出的上述引线框的保持部的切断面的四边形形状的四个角部中的、与上述树脂较薄的一侧相对的两个角部中的至少一个角部设有圆弧。
而且，优选在本发明的发光装置中，在切断时由切断用刀片施加到上述树脂的切断负载所在一侧的一个角部或两个角部设有圆弧。
而且，优选在本发明的发光装置中，在封装的切断侧面露出的该引线框的保持部的切断面的四边形形状的四个角部全部都设有圆弧或全周面上设有圆弧。
此外，优选本发明的发光装置中所设的圆弧是利用圆角加工或倒角加工来形成的。
此外，优选在本发明的发光装置中，上述树脂的切断面与上述引线框的保持部的切断面为同一平面。
此外，优选在本发明的发光装置中，树脂使用热固性树脂。
此外，优选在本发明的发光装置中，在树脂空腔成形封装中凹部以朝上方开放的方式形成，在该凹部内的引线框上安装有上述一个或多个发光元件，并且，将该凹部内的侧面作为反射壁，并以朝外侧打开的方式形成为梯形形状。
接着，基于上述结构来说明本发明的作用。
在本发明的发光装置中，安装有进行发光的发光元件，并使用由构成发光元件的电极的引线框与树脂一体成形而成的树脂空腔成形封装，在切断时因引线框的保持部而导致应力集中到树脂，从而引起裂纹的产生，因而在引起裂纹产生的保持部的截面角部分的一部分或全部上设有圆弧。
由此，由于在引线框的保持部的截面角部分的一部分或全部上设有圆弧，因此，能缓和切断时所产生的从引线框的保持部施加到树脂的应力的集中，从而能抑制由引线框的保持部所引起的切割分割后树脂裂纹。
发明效果
如上所述，根据本发明，由于在引线框的保持部的截面角部分的一部分或全部上设有圆弧，因此，能缓和在切断时所产生的从引线框的保持部施加到由树脂材料构成的封装的应力的集中，从而能抑制在切割分割后在由树脂材料构成的封装中产生裂纹。
附图说明
图1是示意性表示本发明的实施方式1的发光装置的外观结构例的立体图。
图2是表示在图1的发光装置中、安装LED元件等发光元件前的状态下的引线框的透视图。
图3是表示在图1的发光装置中、在引线框上安装了LED元件等发光元件后的状态下的引线框及发光元件的透视图。
图4是表示进行单片化以获得图1的发光装置的切断示意图。
图5(a)是表示在图1的发光装置中，吊线的切断面形状为在四边形的四个角部中的下侧的两个角部具有圆弧的情况下的切断侧视图，图5(b)是表示图5(a)的吊线的切断面形状的放大图，图5(c)是表示对两个角部进行倒角加工来代替图5(b)的圆角加工的情况下的吊线的切断面图，图5(d)是表示吊线的切断面形状为半圆或半椭圆形状的情况下的吊线的切断面图，图5(e)是表示图5(a)的吊线的切断面形状为在四个角部中、仅下侧的一个角部具有圆弧的情况下的切断面图。
图6是表示专利文献1所揭示的现有发光装置的主要部分结构例的剖视图。
图7是表示产品中现有发光装置的吊线的切断面形状为四边形形状的情况下的切断侧视图。
图8是表示进行切断时、图7所示的现有发光装置的吊线产生裂纹的状态下的切断侧视图。
附图标记
1 发光装置
2 光学元件
2a 线材
3、4 引线框
3a、4a 吊线
5 白色树脂空腔成形的封装
5a 凹部内构成反射壁的侧面
5b 引线框的表面及发光元件的安装面的位置
6 内侧树脂(密封树脂)
7 刀片(旋转切断刀刃)
8 板体
R 圆角加工半径
C 倒角部
具体实施方式
下文中参照附图详细说明本发明的发光装置的实施方式1。另外，各图中结构构件的各自的厚度、长度等是根据制图上的观点而定的，并不限定于图示的结构。
(实施方式1)
图1是示意性表示本发明的实施方式1的发光装置的外观结构例的立体图。图2是表示在图1的发光装置中、安装LED元件等发光元件前的状态下的引线框的透视图。图3是表示在图1的发光装置中、在引线框上安装了LED元件等发光元件后的状态下的引线框及发光元件的透视图。图4是表示进行单片化以获得图1的发光装置的切断示意图。
在图1～图3中，本实施方式1的LED装置等发光装置1包括：进行发光的LED元件等光学元件2；构成一侧电极并配置有光学元件2的金属制的引线框3；构成另一侧电极的金属制的引线框4；以及与这一对引线框3、4一体树脂成形的、使用白色树脂的白色树脂空腔成形的封装5。
白色树脂是热固性树脂，使用向硅基(作为硅类(硬且脆)以外的其他树脂材料，也可以是环氧类、PPA(聚邻苯二甲酰胺))的树脂材料中添加氧化钛等光扩散材料而获得的树脂。在封装5中，在周围具有侧壁的凹部以向上方开放的方式形成，在该凹部内，发射壁的侧面5a以沿四个方向朝外侧打开的方式来形成为梯形形状。
发光装置1中安装有发光元件2，并具有一对引线框3、4，该一对引线框3、4构成通过线材2a与发光元件2的端子引线键合的各电极。该多对引线框排列配置成矩阵状，且设置有用于分别连接相邻的引线框3，3之间，及相邻的引线框4，4之间的保持部。一般将该保持部称为“悬挂部”。此处，将该相邻引线框间的保持部分称为吊线(也称为悬挂引线)。
对实施方式1的发光装置1的制造方法进行说明。
首先，在图2的白色树脂空腔成形工序中，将引线框3、4作为一对，沿行方向及列方向将多对引线框配置成矩阵状，在行方向上及列方向上相邻的各引线框彼此之间利用吊线3a或4a来进行连接。对于上述多对引线框3、4，使其与以白色树脂作为材料的封装5一体成形。在一体成形后的由白色树脂构成的封装5中，凹部以朝上方开放的方式形成，该凹部内的侧面5a以朝外侧打开的方式形成为梯形形状。
接着，在图3的光学元件安装工序中，在一体成形后的由白色树脂构成的封装5的凹部内的底面中央部分安装光学元件2。换言之，在封装5的凹部内露出的引线框3上的规定位置上利用粘接剂等来固定并安装光学元件2，从光学元件2分别向引线框3、4进行引线键合。
接着，在图1的内侧树脂填充工序中，利用密封用的内侧树脂6连同光学元件2一起埋入由该白色树脂构成的封装5的凹部内。在密封用的内侧树脂6(也称为密封树脂)中混入光散射材料或荧光材料等。例如可以采用以下结构：即，若光学元件2是蓝色LED，则将发出红色光和绿色光的荧光材料混入内侧树脂6内，从而使得基于蓝色光而射出白色光。
之后，在图4所示的单片化工序中，在形成有矩阵状的多个发光装置1的板体8的背面上粘贴有切断用胶布的状态下，利用刀片7(旋转切断刀刃)按照各发光装置1间的栅格状来切断板体8，从而对各发光装置1进行单片化。在这种情况下，引线框3、4的吊线3a、4a的切断面与白色树脂(Pkg树脂)的封装5的切断侧面相一致。另外，利用未图示的切断用胶布，切断后的各发光装置1不会四处散乱。此外，在最后工序中去除切断用胶布。
此处，使用图5(a)～图5(e)来说明在切断安装有光学元件2并构成一侧电极的引线框3的吊线3a、及构成另一侧电极的引线框4的吊线4a时的，本发明的特征结构即各截面形状。
在切断时，由于作为引线框3、4的各保持部的吊线3a、4a会导致应力集中施加到白色树脂(Pkg树脂)并引起裂纹的产生，因此将引起裂纹产生的角部分去除并设置圆弧。在刀片7的旋转方向为向右旋转时，向下方旋转而引起的力作用于白色树脂，而在刀片7的旋转方向为向左旋转时，向上方旋转而引起的力作用于白色树脂。通常，刀片7的旋转方向为向右旋转时，切断较为稳定。
图5(a)是表示图1的发光装置1的吊线3a、4a的切断面形状为在四边形的四个角部中的下侧的两个角部具有圆弧的情况下的切断侧视图，图5(b)是表示图5(a)的吊线3a、4a的切断面形状的放大图，图5(c)是表示对下侧的两个角部进行倒角C加工来代替图5(b)的圆角R加工的情况下的吊线的切断面图，图5(d)是表示吊线的切断面形状为半圆或半椭圆形状的情况下的吊线的切断面图，图5(e)是表示图5(a)的吊线的切断面形状为在四个角部中仅下侧的一个角部具有圆弧的情况下的切断面图。
如图5(a)及图5(b)所示，在吊线3a、4a的正方形截面或长方形截面这样的四边形的四个角部中，在发光装置1的背面侧或发光装置1的安装面侧(下侧)的两个角部设有用于防止切断时的裂纹的圆弧(称为圆角加工部(R加工部))。换言之，对于吊线3a、4a的切断面中具有圆弧的曲面部，将其设置在封装5的侧面(切断面)上，与从吊线3a、4a的切断面位置开始到发光装置1的安装面(下侧)位置为止的白色树脂(Pkg树脂)的厚度，即，吊线3a、4a的周围的白色树脂的厚度相比，白色树脂的厚度较薄的一侧，或者形成为在切断时由刀片施加到白色树脂的封装5上的切断负载所在的白色树脂一侧(下侧)的两个角部具有圆弧(也称为圆角加工(R加工))。由于只要能抑制切断时的裂纹即可，因此，吊线3a、4a的正方形截面或长方形截面这样的四边形的四个角部可以都为曲面或者全周面都为曲面(例如圆形截面或椭圆形截面)。例如如图5(d)所示的那样，吊线3a、4a的切断面形状也可以是半圆或半椭圆形状。
另外，对于引线框3、4的引线框本体(除悬挂引线的曲面部之外)的形成，不仅可以利用酸、碱溶液等来进行刻蚀(下文中将使引线框基材的厚度大约降至一半的刻蚀称为半刻蚀)，还可以利用冲压成形来形成。
接下来，说明形成的一个例子。
在成为引线框3、4的框本体的金属板基材的背面(成为发光装置的安装面的背面侧的面，发光元件2(例如LED芯片)的安装面(发光面侧)的相反侧的背面)，在成为发光装置1的安装面的位置上形成掩膜，对其周围进行半刻蚀。接着，在金属板基材的表面(LED芯片的安装面侧的面)上，在相当于吊线3a、4a及LED芯片的安装面部、引线键合部的位置上形成掩膜，对其周围进行半刻蚀。此时，在金属板基材的背面侧的整个面上形成掩膜，以使其不被刻蚀。
在该工序中，对金属板基材的引线框3、4间的部分进行全厚度刻蚀，以确保引线框3、4间的电绝缘性。另外，引线框3、4与其他引线框对3、4之间，利用吊线3a、4a进行保持。
另外，在该金属板基材的表面上形成掩膜时，为了提高上述白色树脂或/和内侧树脂的密接性，也可以不在相当于成为固定部的凹部的位置上形成掩膜。这在金属板基材的背面侧的半刻蚀工序中也是一样。
另外，可以按照表面侧、背面侧的顺序来依次实施半刻蚀，也可以在表面和背面同时实施。
此外，掩膜材料可以使用抗蚀剂等常用的众所周知的材料。
在上述引线框形成工序之后，为了使吊线3a、4a的截面形状成为所希望的曲面形状(例如图5(b)所示的圆角加工)，在去除掩膜之后，进行软刻蚀(短时间内利用酸或碱溶液等进行处理)。除此之外，如图5(c)所示的那样，也可以利用倒角加工(也称为C加工)来代替图5(b)的圆角加工，以去除其角部的方式对四个角部中的下侧的两个角部进行加工。
此外，如图5(e)所示，也可以仅在吊线3a、4a的正方形截面或长方形截面这样的四边形的四个角部中的、发光装置1的背面侧(下侧)的左侧或右侧的任一个角部设置用于防止切断时的裂纹的圆弧(圆角加工或倒角加工)。换言之，在利用刀片切断各发光装置1时，在吊线3a、4a的首先被切断的一侧的左侧或右侧中的任一个角部设置用于防止切断时的裂纹的圆弧(圆角加工或倒角加工)，从而使得集中应力被分散。
在将引线框3、4的吊线3a、4a的截面尺寸设为例如长方形截面的长边(宽度)为150μm×短边(厚度)120μm的情况下，将吊线3a、4a的切断面中具有圆弧(圆角加工或倒角加工(倒角部C))的曲面部的半径(r)设为r＝30～90μm(或40～60μm)。若半径(r)小于30μm，则分散集中应力的效果变差。从制造工序上的一致性的角度而言，优选将半径(r)设为短边(厚度)120μm的一半，即60μm。此外，在图5(b)、图5(d)、及图5(e)中，半径(r)等于表示圆角加工半径的R。另外，图5(a)所示的虚线是引线框3、4的表面及发光元件2的安装面的位置5b，表示凹部的底面位置。
换言之，如上文所述，在切断时因引线框3、4的保持部(吊线3a、4a)而导致应力集中到白色树脂，从而引起裂纹的产生，因此在引起裂纹产生的保持部(吊线3a、4a)的截面角部分的一部分或全部中设置圆弧。
具体而言，例如，也可以在引线框3、4的保持部(吊线3a、4a)的切断面的四边形形状的四个角部中的、在切断时引起裂纹产生的一个角部或两个角部设置防止裂纹用的圆弧。另外，也可以在封装5的切断侧面露出的引线框3、4的保持部(吊线3a、4a)的切断面的四边形形状的四个角部中的、装置安装面侧或装置背面侧的一个角部或两个角部设置圆弧。另外，也可以在封装5的切断侧面露出的引线框3、4的保持部(吊线3a、4a)的切断面的四边形形状的四个角部中的、与白色树脂较薄的一侧相对的两个角部中的至少一个角部设置圆弧。而且，也可以在切断时、由切断用刀片施加到封装5的白色树脂上的切断负载所在一侧的一个角部或两个角部设置圆弧。另外，也可以在封装5的切断侧面露出的引线框3、4的保持部(吊线3a、4a)的切断面的四边形形状的四个角部的全部或全周面设置圆弧。而且，该圆弧加工能利用圆角加工或倒角加工来形成。
此外，在上述实施方式1中，能将本发明的特征结构即保持部(吊线3a、4a)的设有圆弧的截面应用到下述发光装置1中，即：在该发光装置1中安装有进行发光的一个发光元件2，并使用构成与这一个发光元件2相对应的电极的引线框3、4，以及由白色树脂构成的封装5，但本发明并不限于此，也能将本发明的特征结构即保持部(吊线3a、4a)的设有圆弧的截面应用到下述发光装置中，即，在该发光装置中安装有多个(例如2个或3个)进行发光的发光元件，并使用构成与该多个发光元件相对应的电极的引线框，以及由白色树脂构成的封装。
如上所述，在将吊线切断面和发光装置分割面(切断)面形成在同一个面上的发光装置中，由于上述吊线结构对裂纹的抑制效果，能稳定地使用耐候性、耐光性优异但较硬且较脆的热固性树脂作为Pkg用树脂。
换言之，利用本发明的结构(吊线结构)，能减轻引线框对Pkg树脂的负担，而且由于还能使用耐候性、耐光性优异热固性树脂作为Pkg用树脂，因此能提高发光装置的可靠性。另外，由于能采用将吊线切断面和发光装置分割面(切断)面形成在同一个面上的发光装置结构，因此，不会形成Pkg树脂向外部突出的外部引线结构，从而能使发光装置小型化，与此同时，由于能增加可配置在引线框上的pkg数量，因此，具有降低成本的效果。
如上所述，使用本发明的优选实施方式1来举例示出了本发明，但并非将本发明解释为限定在该实施方式1的范围内。可以理解为本发明的范围应仅由其权利要求的范围来进行解释。可以理解为本领域相关技术人员能根据本发明的具体的优选实施方式1的记载，在基于本发明的记载及公知常识的等价的范围内进行实施。可以理解为本说明书中所引用的专利、专利申请及专利文献的内容，与将该内容本身具体记载于本说明书中一样，应作为本说明书的参考而被引用。
工业上的实用性
本发明在将与各电极相对应的引线框与树脂一体成形的LED装置等发光装置领域中，由于在引线框的保持部的截面角部分的一部分或全部设有圆弧，因而能缓和在切断时产生的从引线框的保持部施加到白色树脂的应力的集中，从而能抑制切割分割后的白色树脂裂纹。

Claims (10)

1.一种发光装置，该发光装置中安装有进行发光的一个或多个发光元件，并使用由构成对应于该一个或多个发光元件的电极的引线框与树脂一体成形而成的树脂空腔成形封装，其特征在于，
该引线框的保持部的截面角部分的一部分或全部设有圆弧。
2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
在所述引线框的保持部的切断面的四边形形状的四个角部中的、在切断时会引起裂纹产生的一个角部或两个角部设有防止裂纹用的圆弧。
3.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
在所述封装的切断侧面露出的所述引线框的保持部的切断面的四边形形状的四个角部中的、装置安装面侧或装置背面侧的一个角部或两个角部设有圆弧。
4.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
在所述封装的切断侧面露出的所述引线框的保持部的切断面的四边形形状的四个角部中的、与所述树脂较薄的一侧相对的两个角部中的至少一个角部设有圆弧。
5.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
在切断时由切断用刀片施加到所述树脂上的切断负载所在一侧的一个角部或两个角部设有圆弧。
6.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
在所述封装的切断侧面露出的所述引线框的保持部的切断面的四边形形状的四个角部全部都设有圆弧，或全周面上设有圆弧。
7.如权利要求1至6的任一项所述的发光装置，其特征在于，
利用圆角加工或倒角加工来形成所述圆弧。
8.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
所述树脂的切断面与所述引线框的保持部的切断面为同一个面。
9.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
所述树脂为热固性树脂。
10.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
在所述树脂空腔成形封装中凹部以朝上方开放的方式形成，在该凹部内的引线框上安装有所述一个或多个发光元件，并且，将该凹部内的侧面作为反射壁，并以朝外侧打开的方式形成为梯形形状。
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