JP2009188187A - 電子部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子を搭載する電子部品であって、放熱性が良く、単純な構成で、製造しやすい電子部品を提供する。
【解決手段】本発明の電子部品は、発光素子１１と、発光素子１１を搭載する放熱部と外部回路から発光素子１１に給電するための電極部とを有する金属リードフレーム１２と、前記放熱部に熱伝導可能に接触し、発光素子１１が開口１３ａ内に位置するように金属リードフレーム１２に搭載される放熱用の枠体１３と、開口１３ａ内に充填されて発光素子１１を封止するとともに、枠体１３を金属リードフレーム１２に固定する封止体１４と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子が搭載される電子部品に関し、特に、放熱性を高めるために放熱用の枠体が設けられる電子部品の構造に関する。また、本発明は、そのような電子部品の製造方法に関する。

従来、発光素子で発生する熱を効率良く放熱できる電子部品が知られている。このような電子部品として、例えば特許文献１に開示される半導体発光装置が挙げられる。図１０は、従来の半導体発光装置１００の構成を示す概略断面図である。

半導体発光装置１００は、１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）素子１０１と、プリント基板１０２と、金属リフレクター１０３（放熱用の枠体）と、を備える。ＬＥＤ素子１０１は、プリント基板１０２上に装着される。ＬＥＤ素子１０１と、プリント基板１０２上に形成される２つの金属電極１０４ａ、１０４ｂとは、ワイヤ１０５にて接続される。プリント基板１０２と、金属リフレクター１０３とは、接着層１０６を介して接着される。

金属リフレクター１０３は、ＬＥＤ素子１０１実装用の凹所１０７を有し、この凹所１０７の周面は逆円錐台形状を呈する反射面１０７ａとされている。凹所１０７内には、封止樹脂１０８が封入され、ＬＥＤ素子１０１がパッケージされる。また、金属リフレクター１０３は、脚部１０９を有し、半導体発光装置１００を実装基板に実装する際に、この脚部１０９は実装基板に形成される放熱用金属プレートに接着される。これにより、ＬＥＤ素子１０１で発生する熱を、脚部１０９を介して容易に実装基板に放熱できる。

ところで、このような半導体発光装置に用いられるプリント基板は、通常、ガラスエポキシやＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer；液晶ポリマー）等の絶縁材に導電体で配線パターンが施された構成とされる。そして、その両面にパターンが形成される２層基板構造とされる場合が多い。このために、プリント基板にスルーホール等を形成する必要があり、電子部品の製造工程が複雑となりやすい。

また、ガラスエポキシやＬＣＰ等の絶縁材を用いて形成されるプリント基板は、発光素子からの光によって、変色し易く、その結果、発光装置から出射される光の光量が低下するといった問題を有する。近年、発光素子から出射される光の強度が増加する傾向にあり、このような問題は顕著となってきている。

更に、ガラスエポキシやＬＣＰ等の絶縁材を用いて形成されるプリント基板は、水分を吸収しやすい。この場合、封止樹脂とプリント基板との間の接着性が低下し、封止樹脂が剥がれやすくなるといった問題もある。また、プリント基板が水分を含むと、例えば電子部品を回路基板に実装する際に、水蒸気が発生し、故障の原因となることがあった。
特開２００５−２２９００３号公報

以上の点を鑑みて、本発明の目的は、発光素子を搭載する電子部品であって、放熱性が良く、単純な構成で、製造しやすい電子部品を提供することである。また、本発明の他の目的は、先の目的に加えて、長時間の使用による光量低下を起こしにくい電子部品を提供することである。更に、本発明の他の目的は、そのような電子部品を簡単なプロセスで製造する方法を提供することである。

上記目的を達成するために本発明の電子部品は、発光素子と、前記発光素子を搭載する放熱部と外部回路から前記発光素子に給電するための電極部とを有する金属リードフレームと、前記放熱部に熱伝導可能に接触し、前記発光素子が開口内に位置するように前記金属リードフレームに搭載される放熱用の枠体と、前記開口内に充填されて前記発光素子を封止するとともに、前記枠体を前記金属リードフレームに固定する封止体と、を備えることを特徴としている。

これによれば、金属リードフレームに発光素子を搭載する放熱部と給電用の電極部とを設ける構成となっている。このために、ガラスエポキシやＬＣＰ等の絶縁材を用いて形成されるプリント基板を使用する必要がない。したがって、スルーホールを形成する工程等が必要なく、単純な構成で製造しやすい。また、ガラスエポキシやＬＣＰ等の絶縁材を用いて形成されるプリント基板を使用しない構成であるために、水分の発生を抑制できて製造しやすい。更に、金属リードフレームは、長時間使用した場合でも、ガラスエポキシやＬＣＰ等の絶縁材を用いて形成されるプリント基板のように変色せず、長時間使用時の光量低下を抑制できる。

また、本発明は、上記構成の電子部品において、前記金属リードフレームの前記枠体と向かい合う面、及び、前記枠体の前記金属リードフレームと向かい合う面、のうちの少なくとも一方には凹凸が形成され、前記凹凸を利用して、前記電極部と前記枠体との間の絶縁を確保することとしてもよい。

これによれば、凹凸の形成によって、電極部と枠体との間に隙間を形成することが可能である。このために、電極部と枠体との間の絶縁を確保し易い。

また、本発明は、上記構成の電子部品において、前記金属リードフレームの隙間部分には、前記封止体が充填されることとしてもよい。

これによれば、封止体の存在のよって、金属リードフレーム内の絶縁を更に確実なものとできる。そして、絶縁を確保するために、開口内に充填する封止体を使用する構成のために、製造し易いという利点も有する。

また、本発明は、上記構成の電子部品において、前記封止体には、白色粉末が含有されることとしてもよい。

これによれば、ＬＥＤ素子で発光された光を白色粉末によって反射することができる。このために、金属リードフレームの隙間から漏れる光の量を抑制することが可能となる。なお、白色粉末は、光漏れが生じないように前記金属リードフレームの隙間部分を含む特定の領域に集中して存在させるのが好ましい。

また、本発明は、上記構成の電子部品において、前記枠体は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、表面がアルマイト処理されることとしてもよい。これにより、枠体の表面に酸化被膜を形成して、枠体の絶縁性を高めることも可能である。前記枠体は、ＬＥＤ素子の放熱が少ない場合などのように放熱性よりも枠としての機能が重視される場合は、金属に比べて放熱性が劣る樹脂やセラミックなどの一般的な枠体を利用することも可能である。

また、本発明は、上記構成の電子部品において、前記封止体は、シリコーン樹脂からなることとしてもよい。これによれば、長時間使用時の変色が少なく、光量低下を抑制できる。

また、本発明は、上記構成の電子部品において、前記枠体の開口は、外部に向かって放射状に拡がる形状であることとしてもよい。これによれば、発光素子から出射される光を効率良く取り出し易い。

また、本発明は、上記構成の電子部品において前記発光素子は、発光ダイオード素子であることとしてもよい。

上記目的を達成するために本発明の電子部品の製造方法は、金属リードフレームに発光素子を接合する工程と、前記金属リードフレームの前記発光素子が接合される面に放熱用の枠体を搭載する工程と、前記金属リードフレームの前記発光素子が接合される面の裏面に、樹脂流れ防止用のシートを配置する工程と、前記枠体に形成される開口に、前記発光素子を封止するとともに前記枠体を前記金属リードフレームに固定する封止体を充填する工程と、前記封止体の充填後に前記シートを取り除く工程と、を具備することを特徴としている。

これによれば、スルーホールの形成等を行う必要がなく、発光素子を搭載する電子部品を簡単なプロセスで製造できる。また、発光素子を封止するために用いる封止体を、放熱用として使用される枠体を金属リードフレームに固定するために使用する構成である。このために、接着工程の簡略化を図って枠体を設けることができ、簡単なプロセスで放熱用の枠体と発光素子とを搭載する電子部品を製造できる。

上記目的を達成するために本発明の電子部品の製造方法は、発光素子を搭載するための金属リードフレームが複数集合した金属リードフレーム集合体を形成する工程と、放熱用の枠体が複数集合した枠体集合体を形成する工程と、前記金属リードフレーム集合体に前記発光素子を接合する工程と、前記金属リードフレーム集合体の前記発光素子が接合される面に、前記枠体集合体を搭載する工程と、前記金属リードフレーム集合体の前記発光素子が接合される面の裏面に、樹脂流れ防止用のシートを配置する工程と、前記枠体集合体に形成される開口に、前記発光素子を封止するとともに前記枠体集合体を前記金属リードフレーム集合体に固定する封止体を充填する工程と、前記封止体の充填後に前記金属リードフレーム集合体及び前記枠体集合体を切断して複数の電子部品に分ける工程と、切断によって前記電子部品を複数に分けた後に前記シートを取り除く工程と、を具備することを特徴としている。

これによれば、放熱用の枠体と発光素子とを搭載する電子部品を、簡単なプロセスで量産できる。

本発明によれば、発光素子を搭載する電子部品であって、放熱性が良く、単純な構成で、製造しやすい電子部品を提供することが可能となる。また、本発明によれば、先の効果に加えて、長時間の使用による光量低下を起こしにくい電子部品を提供することが可能となる。更に本発明によれば、以上のような電子部品を簡単なプロセスで製造する方法を提供できる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、ここでは、表面実装型ＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）に、本発明を適用した場合を一例として説明する。

まず、図１から図８を参照して、本実施形態の表面実装型ＬＥＤの構成を説明する。なお、図１は、本実施形態の表面実装型ＬＥＤの構成を示す概略斜視図である。図２は、本実施形態の表面実装型ＬＥＤを上から見た場合の概略平面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ位置の概略断面図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ位置の概略断面図である。図５は、本実施形態の表面実装型ＬＥＤが備える金属リードフレームの構成を示す概略平面図である。図６は、本実施形態の表面実装型ＬＥＤが備える枠体の構成を示す概略平面図で、枠体を底面側から見た場合の図である。図７は、図６のＡ方向の概略側面図である。図８は、図６のＢ方向の概略側面図である。

本実施形態の表面実装型ＬＥＤ１は、図１に示すように、３つの発光ダイオード素子（ＬＥＤ素子）１１と、金属リードフレーム１２と、放熱用の枠体１３と、封止体１４と、を備える。

本実施形態の表面実装型ＬＥＤ１においては、赤色を発光するＬＥＤ素子１１Ｒ、緑色を発光するＬＥＤ素子１１Ｇ、青色を発光するＬＥＤ素子１１Ｂが搭載される。すなわち、表面実装型ＬＥＤ１は、光の３原色である赤、緑、青の各色の光を発光するＬＥＤ素子を備えている。

図５に示すように、金属リードフレーム１２は、放熱用として利用される放熱部１２１と、ＬＥＤ素子１１に対して外部回路（図示せず）から給電するために使用される給電用電極部１２２、１２３と、を有する。なお、図５においては、放熱部１２１と給電用電極部１２２、１２３とに該当する部分についてクロスハッチングを施して示している。また、図５に示す破線のサークルは、枠体１３の底面側の開口位置を示すもので、金属リードフレーム１２と枠体１３との関係を理解し易くするためのものである。

放熱部１２１は、金属リードフレーム１２の中心部分を通って左右に略帯状に延びた形状となっており、両端部側は、中央部に比べて幅が広くなるように形成されている。このように両端部側を広くするのは、枠体１３との接触面積を大きくすることを狙うものである。この放熱部１２１には、図１〜図４に示すように、３つのＬＥＤ素子１１が搭載される。

なお、ＬＥＤ素子１１と放熱部１２１とは接着剤１６により接合される。接着剤１６としては、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、それらのハイブリッド樹脂等が挙げられる。ただし、後述のように、ＬＥＤ素子１１から発せられる光によって変色しにくい材料として封止体１４にシリコーン樹脂を使用することと関係して、接着剤１６についてもシリコーン樹脂を使用するのが好ましい。

給電用電極部１２２は正負の一方の極性を有し、給電用電極部１２３は他方の極性を有する。給電用電極部１２２は、３つのＬＥＤ素子１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂに対応して３つの電極１２２Ｒ、１２２Ｇ、１２２Ｂを有する。また、給電用電極部１２３も、３つのＬＥＤ素子１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂに対応して３つの電極１２３Ｒ、１２３Ｇ、１２３Ｂを有する。各給電用電極１２２Ｒ、１２２Ｇ、１２２Ｂ、１２３Ｒ、１２３Ｇ、１２３Ｂは、いずれも、ＬＥＤ素子１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの配置に対応すべく、一方の端部が金属リードフレーム１２の中心部側に向かって延びた状態となっている。ＬＥＤ素子１１と給電用電極部１２２、１２３との間の接続は、例えばＡｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属細線１５を用いてワイヤボンディング方式によって行う。

図５に示すように、金属リードフレーム１２を構成する各部（放熱部１２１、給電用電極１２２Ｒ、１２２Ｇ、１２２Ｂ、１２３Ｒ、１２３Ｇ、１２３Ｂ）間には、隙間１２４が設けられている。これにより、金属リードフレーム１２を構成する各部は互いに接触せず、電気的に非接続な状態となっている。

なお、金属リードフレーム１２には、例えばＣｕ、Ｆｅ、Ａｌ、それらの合金等、導電性、放熱性の良い金属が使用される。また、金属リードフレーム１２の表面には、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｓｎメッキやこれらを複数積層させたメッキを行ってもよい。

枠体１３は、熱伝導性の良い材料であるＡｌ（アルミニウム）によって、一体的に形成されている。なお、本実施形態では、枠体１３を一体的に形成しているが、これに限らず、複数のブロックからなる構成等としても構わない。また、本実施形態においては、枠体１３の表面は、腐食防止効果等を狙ってアルマイト処理が施されている。

枠体１３には、図１から図４、及び図６に示すように、平面視略円形状の開口１３ａが形成されている。この開口１３ａは、枠体１３の底面から上面に向かって（すなわち、外部に向かって）放射状に拡がる形状となっている。このために、開口１３ａ内に位置し、金属リードフレーム１２の放熱部１２１に搭載される３つのＬＥＤ素子１１から出射された光を反射して、ＬＥＤ素子１１における発光を効率良く外部に取り出すことができる。

また、本実施形態の枠体１３は、図６から図８に示すように、その底面（金属リードフレーム１２と向かい合う面）に凹凸が形成されている。具体的には、枠体１３の底面の放熱部１２１と向かい合う部分１３ｂが、他の部分に対して突出して凸部を形成している。このため、枠体１３を金属リードフレーム１２上に搭載する場合、枠体１３は放熱部１２１と接触するが、給電用電極部１２２、１２３とは接触しない状態となる（図３及び図４参照）。すなわち、枠体１３と給電用電極部１２２、１２３との間には隙間１９が形成され、枠体１３は給電用電極部１２２、１２３に対して絶縁された状態となる。一方、枠体１３と放熱部１２１とは直接接触した状態（熱伝導可能に接触した状態の一形態である）となっており、放熱部１２１から枠体１３へと放熱を行い易い状態となっている。

なお、本実施形態においては、放熱部１２１と枠体１３とが直接接触する構成としているが、これに限定される趣旨ではない。例えば、放熱部１２１と枠体１３との間に何らかの層（例えば、接着層など）が介在する構成（このような場合も、熱伝導可能に接触した状態に含まれる）であっても構わない。ただし、放熱部１２１から枠体１３へと熱が効率良く拡散するように、介在層が存在する場合であっても、その介在層は熱伝導性の良い材料で構成されるのが好ましい。

また、枠体１３を構成する熱伝導性の良い材料としては、本実施形態においてはＡｌを用いる構成としたが、この構成に限定される趣旨ではない。すなわち、例えば、Ａｌ以外の金属材料を用いてもよく、Ａｌ合金、Ｍｇ等を用いることもできる。また、金属材料以外でもよく、例えば、樹脂表面やセラミック材料表面を金属材料で被覆した部材や、複数の金属材料やセラミック材料を樹脂や金属などの接着材料で連結した部材、樹脂に金属を分散させた部材なども用いることができる。

枠体１３の開口１３ａ内、枠体１３と金属リードフレーム１２との間に形成される隙間１９、及び金属リードフレーム１２の隙間１２４には、封止体１４が充填されている。この封止体１４は、放熱部１２１に搭載される３つのＬＥＤ素子１１と、ＬＥＤ素子１１と給電用電極部１２２、１２３とを電気的に接続する金属細線１５と、が空気や水分等と接触しないように封止する機能を有する。また、封止体１４は、枠体１３を金属リードフレーム１２に固定する機能も有する。

封止体１４は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、それらのハイブリッド樹脂等の透明樹脂材料で形成すればよい。ただし、長時間の使用に対して光量低下を起こし難くすること等を考慮するとシリコーン樹脂を用いるのが好ましい。

なお、本実施形態においては、封止体１４は、枠体１３の開口１３ａ内、枠体１３と金属リードフレーム１２との間に形成される隙間１９、及び金属リードフレーム１２の隙間１２４に充填される構成とした。しかし、この構成に限定される趣旨ではない。すなわち、封止体１４は、ＬＥＤ素子１１等を封止する機能と、枠体１３を金属リードフレーム１２に固定する機能と、を発揮すればよく、例えば、開口１３ａ内にのみ充填される構成等でもよい。ただし、本実施形態のように構成すると、封止体１４は絶縁層としても機能するので好ましい。

次に、図９を参照しながら、このように形成される本実施形態の表面実装型ＬＥＤ１の製造方法の一例について説明する。図９は、本実施形態の表面実装型ＬＥＤ１の製造方法を示す工程図である。なお、図９は、図４の場合と同様の断面を示している。また、図９は、複数の表面実装型ＬＥＤ１を製造する場合の製造例である。

図９（ａ）の工程について説明する。所望のパターン（放熱部１２１、給電用電極部１２２、１２３）が複数形成された金属リードフレーム集合体１２ＧＲが準備される。なお、金属リードフレーム集合体１２ＧＲへのパターンの形成は、例えばプレス加工やエッチングによって行われる。そして、複数の表面実装型ＬＥＤ１が形成できるように、金属リードフレーム集合体１２ＧＲの所定の位置に、ＬＥＤ素子１１が搭載される。ＬＥＤ素子１１は、接着剤１６（例えばシリコーン樹脂）によって金属リードフレーム集合体１２ＧＲに接合される。金属リードフレーム集合体１２ＧＲに接合されたＬＥＤ素子１１は、ワイヤボンディング方式によって、給電用電極部１２２、１２３に接続される。

なお、ＬＥＤ素子１１と金属リードフレーム集合体１２ＧＲとの接合には、シリコーン樹脂以外に、例えばエポキシ樹脂やエポキシ樹脂とシリコーン樹脂とのハイブリッド樹脂等を用いることも可能である。ただし、上述のように長時間使用時の光量低下を防止することを考慮すると、封止体１４にシリコーン樹脂を用いるのが好ましい。そして、ＬＥＤ素子１１と金属リードフレーム集合体１２ＧＲとの接合に、エポキシ樹脂を用いた場合には、封止体１４に用いられるシリコーン樹脂と、前記接合に用いられるエポキシ樹脂との相性に起因する硬化阻害が発生しやすい。このために、ＬＥＤ素子１１と金属リードフレーム集合体１２ＧＲとの接合には、シリコーン樹脂を用いるのが好ましい。

図９（ｂ）の工程について説明する。アルミニウム製の薄板に上下に貫通した複数のすり鉢状の開口１３ａが形成される。なお、開口１３ａはエッチング、ドリル加工、プレス加工等によって形成される。また、金属リードフレーム集合体１２ＧＲと向かい合う面に、上述の凹凸が形成される。凹凸の形成は、エッチングやプレスマシンを用いた機械加工によって行われる。

複数の開口１３ａ及び凹凸が形成された枠体集合体１３ＧＲは、アルマイト処理が行われる。その後、枠体集合体１３ＧＲは、３つの発光素子１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂが開口１３ａの所定の位置となるように位置合わせされて、金属リードフレーム集合体１２ＧＲ上に搭載される。この際、治具を用いて、金属リードフレーム集合体１２ＧＲと枠体集合体１３ＧＲとの密着性や平坦性を確保する。

なお、治具を用いる代わりに、作業性を確保したり、熱的接続を高精度に確保したりする狙いで、金属リードフレーム集合体１２ＧＲと枠体集合体１３ＧＲとをシリコーン樹脂等の接着剤で固定してもよい。この際の接着剤としてエポキシ樹脂等を用いてよいが、上述のように封止体１４に用いる樹脂との関係で、ここでもシリコーン樹脂を用いるのが好ましい。また、接着剤で固定する代わりに、溶接や機械的な方法で金属リードフレーム集合体１２ＧＲと枠体集合体１３ＧＲとを接続固定してもよい。

図９（ｃ）の工程について説明する。金属リードフレーム集合体１２ＧＲの底面側に、シート部材１８が配置される。これは、次工程における樹脂流れ防止のためである。シート部材１８の材質は特に限定されるものではないが、例えばテフロン（登録商標）等が使用される。また、シート部材１８は金属リードフレーム集合体１２ＧＲに接着剤で貼り付けても良いが、上述の硬化阻害の原因等となる場合があるので、接着剤で貼り付けないのが好ましい。

図９（ｄ）の工程について説明する。この工程では、例えばシリコーン樹脂等の透明樹脂からなる封止体１４が、枠体集合体１３ＧＲの開口１３ａに充填される。この封止体１４は、金属リードフレーム集合体１２ＧＲの隙間、及び、金属リードフレーム集合体１２ＧＲと枠体集合体１３ＧＲとの間の隙間にも充填される。なお、充填された封止体１４は硬化される。

図９（ｅ）の工程について説明する。この工程は、個々の表面実装型ＬＥＤ１に分割する工程である。所定サイズの表面実装型ＬＥＤ１となるように、例えばダイシングソーを用いて金属リードフレーム集合体１２ＧＲ、枠体集合体１３ＧＲ及びシート部材１８の表面の一部を切断する。ダイシングソーによる切断の後、シート部材１８と表面実装型ＬＥＤ１とが分離される。

以上のように製造される表面実装型ＬＥＤ１は、図示しない実装基板に実装して使用する。この際、実装基板に形成される端子部分に、給電用電極部１２２、１２３の端子部分を、半田等の導電性材料で接合して実装することになる。なお、この際に端子部分を折り曲げて使用する構成としてもよい。また、放熱部１２１は、実装基板に形成されるヒートシンク部に半田等によって接合される。

なお、本実施形態の表面実装型ＬＥＤ１の構成の場合、金属リードフレーム１２の隙間１２４（図５参照）には、透明樹脂（例えばシリコーン樹脂）が充填された状態である。このために、ＬＥＤ素子１１で発光された光が、この部分から漏れる。これに対しては、表面実装型ＬＥＤ１を実装する実装基板側に、予め白色のレジスト材料等を用いて光を反射する反射部を形成しておけばよい。これにより、ＬＥＤ素子１１で発光された光のロスを低減可能である。また、金属リードフレーム１２の隙間１２４を、絶縁を確保できる必要最低限の幅として、光のロスを低減するのも有効である。その他の方法として、封止体１４となる樹脂に、例えば、酸化チタン等からなる白色粉末を少量混ぜる構成としてもよい。この場合にも、ＬＥＤ素子１１で発光された光のロスを低減可能である。また、白色粉末を封止体１４に含有させる場合の好ましい別形態として、光漏れが生じて都合が悪い領域（本実施形態の場合には、金属リードフレーム１２の隙間１２４や、枠体１３と金属リードフレーム１２との間に形成される隙間１９が該当）に白色粉末が集中して存在する構成としても良い。このような構成は、例えば、白色粉末として比重が大きいものを使用して、白色粉末を樹脂中で沈降させることによって実現できる。また、白色粉末を所定領域に設置した後に、樹脂を注入することによっても実現できる。

本実施形態の表面実装型ＬＥＤ１は、ＬＥＤ素子１１が搭載される放熱部１２１は金属である。このために、ＬＥＤ素子１１における発熱を放熱部１２１から効率良く放熱できる。また、放熱部１２１は、熱伝導性の良い枠体１３と熱伝導可能に接触している。このために、ＬＥＤ素子１１における発熱を更に効率良く放熱できる。

そして、表面実装型ＬＥＤ１は、ガラスエポキシやＬＣＰ等の絶縁材を用いて形成されるプリント基板を使用する代わりに、金属リードフレーム１２を用いる構成となっている。このために、スルーホール等を形成する必要がなく、本実施形態の表面実装型ＬＥＤ１は製造しやすい。また、製造時に発生する水分を抑制することもできる点でも、製造しやすい。更には、長時間使用時における変色を避けられるので、光量低下の防止も可能である。

また、上述のような放熱性の良い表面実装型ＬＥＤ１の最も簡単な構成として、ＬＥＤ素子１１と、金属リードフレーム１２と、枠体１３と、封止体１４と、金属細線１５と、ＬＥＤ素子１１と金属リードフレーム１２とを接合する接着剤１６と、のみからなる構成とすることも可能である。このように、本実施形態の表面実装型ＬＥＤ１は非常に単純な構成であり、製造しやすい。

また、表面実装型ＬＥＤ１の封止体１４として、例えばシリコーン樹脂を選択することにより、長時間使用時の変色を低減して、光量低下を更に防止できる。この際に、ＬＥＤ素子１１と金属リードフレーム１２とを接合する接着剤１６等、接着箇所の接着剤をシリコーン樹脂とすることで、封止体１４の硬化阻害を防止できる。

すなわち、本実施形態の表面実装型ＬＥＤ１は、放熱性が良く、単純な構成で製造し易く、長時間使用時の光量低下を起こしにくい構成とできる。

以上に示した実施形態は本発明の例示にすぎず、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態においては、枠体１３の金属リードフレーム１２と向かい合う面に凹凸を形成して、給電用電極部１２２、１２３と枠体１３との間の絶縁を確保する構成とした。しかし、この構成に限定される趣旨ではなく、種々の変更が可能である。例えば、同様の効果を得るために、枠体１３ではなく、金属リードフレーム１２側に凹凸を形成する構成としてもよいし、金属リードフレーム１２と枠体１３との両方に凹凸を形成する構成としてもよい。

また、金属リードフレーム１２と枠体１３とのいずれにも凹凸を形成することなく、前述の効果を得ることも可能である。すなわち、例えば枠体１３をアルマイト処理することによって形成される酸化被膜の厚みを調整する（例えば１〜１０μｍ程度）ことで、絶縁性を確保することも可能である。他の方法として、レジスト等の絶縁層を適宜必要な領域に形成する構成等としてもよい。なお、枠体１３が絶縁性の材料からなる場合には、上述の絶縁を確保するための構成は勿論不要である。

また、本実施形態においては、表面実装型ＬＥＤ１は３つのＬＥＤ素子１１を有する構成とした。しかし、この構成に限定される趣旨ではなく、ＬＥＤ素子の数は１つでも、２つでも、更には４つ以上でも本発明は適用可能である。また、ＬＥＤ素子が発光する色についても適宜変更可能である。更に、例えば、ＬＥＤ素子について青色を発光するものとし、封止体に蛍光体（例えばＹＡＧ）を含有させることによって、白色を発光するような構成とする場合にも、勿論本発明は適用可能である。

また、本実施形態においては、ＬＥＤ素子と給電用電極部とを電気的に接続する際に、金属細線を用いてワイヤボンディング方式よって接続する構成とした。しかし、これに限定されず、例えば、ＬＥＤ素子と給電用電極部との電気的な接続を、フリップチップ等のワイヤレスボンディング方式による構成としても構わない。

また、本実施形態においては、発光素子がＬＥＤ素子である場合を示したが、これに限定される趣旨ではなく、他の発光素子の場合も本発明は適用可能である。

その他、金属リードフレームや枠体の形状について、以上に示した実施形態に限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であるのは当然である。

本発明は、発光素子を搭載する電子部品であって、放熱性が良く、単純な構成で、製造しやすい電子部品を提供する。また、本発明は、先の効果に加え、長時間使用した場合でも、光量低下を起こしにくい電子部品を提供する。本発明は、例えば、スイッチ内照明、ＬＥＤディスプレイ、バックライト光源、光プリンターヘッド、カメラフラッシュ等の光源として用いられる表面実装型ＬＥＤに好適に利用できる。

は、本実施形態の表面実装型ＬＥＤの構成を示す概略斜視図である。 は、本実施形態の表面実装型ＬＥＤを上から見た場合の概略平面図である。 は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ位置の概略断面図である。 は、図２のＩＶ−ＩＶ位置の概略断面図である。 は、本実施形態の表面実装型ＬＥＤが備える金属リードフレームの構成を示す概略平面図である。 は、本実施形態の表面実装型ＬＥＤが備える枠体の構成を示す概略平面図で、枠体を底面側から見た場合の図である。 は、図６のＡ方向の概略側面図である。 は、図６のＢ方向の概略側面図である。 は、本実施形態の表面実装型ＬＥＤの製造方法を示す工程図である。 は、発光素子を搭載する従来の電子部品の構成を示す概略断面図である。

符号の説明

１ 表面実装型ＬＥＤ（電子部品）
１１ ＬＥＤ素子（発光素子）
１２ 金属リードフレーム
１３ 枠体
１３ａ 開口
１４ 封止体
１８ シート部材
１９ 金属リードフレームと枠体との間の隙間
１２１ 放熱部
１２２ 給電用電極部
１２３ 給電用電極部
１２４ 金属リードフレームの隙間

Claims (11)

1. 発光素子と、
   前記発光素子を搭載する放熱部と外部回路から前記発光素子に給電するための電極部とを有する金属リードフレームと、
   前記放熱部に熱伝導可能に接触し、前記発光素子が開口内に位置するように前記金属リードフレームに搭載される放熱用の枠体と、
   前記開口内に充填されて前記発光素子を封止するとともに、前記枠体を前記金属リードフレームに固定する封止体と、
   を備えることを特徴とする電子部品。
2. 前記金属リードフレームの前記枠体と向かい合う面、及び、前記枠体の前記金属リードフレームと向かい合う面、のうちの少なくとも一方には凹凸が形成され、前記凹凸を利用して、前記電極部と前記枠体との間の絶縁を確保することを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
3. 前記金属リードフレームの隙間部分には、前記封止体が充填されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品。
4. 前記封止体には、白色粉末が含有されることを特徴とする請求項３に記載の電子部品。
5. 前記白色粉末は、光漏れが生じないように前記金属リードフレームの隙間部分を含む特定の領域に集中して存在することを特徴とする請求項４に記載の電子部品。
6. 前記枠体は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、表面がアルマイト処理されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電子部品。
7. 前記封止体は、シリコーン樹脂からなることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電子部品。
8. 前記枠体の開口は、外部に向かって放射状に拡がる形状であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の電子部品。
9. 前記発光素子は、発光ダイオード素子であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の電子部品。
10. 金属リードフレームに発光素子を接合する工程と、
    前記金属リードフレームの前記発光素子が接合される面に放熱用の枠体を搭載する工程と、
    前記金属リードフレームの前記発光素子が接合される面の裏面に、樹脂流れ防止用のシートを配置する工程と、
    前記枠体に形成される開口に、前記発光素子を封止するとともに前記枠体を前記金属リードフレームに固定する封止体を充填する工程と、
    前記封止体の充填後に前記シートを取り除く工程と、
    を具備することを特徴とする電子部品の製造方法。
11. 発光素子を搭載するための金属リードフレームが複数集合した金属リードフレーム集合体を形成する工程と、
    放熱用の枠体が複数集合した枠体集合体を形成する工程と、
    前記金属リードフレーム集合体に前記発光素子を接合する工程と、
    前記金属リードフレーム集合体の前記発光素子が接合される面に、前記枠体集合体を搭載する工程と、
    前記金属リードフレーム集合体の前記発光素子が接合される面の裏面に、樹脂流れ防止用のシートを配置する工程と、
    前記枠体集合体に形成される開口に、前記発光素子を封止するとともに前記枠体集合体を前記金属リードフレーム集合体に固定する封止体を充填する工程と、
    前記封止体の充填後に前記金属リードフレーム集合体及び前記枠体集合体を切断して複数の電子部品に分ける工程と、
    切断によって前記電子部品を複数に分けた後に前記シートを取り除く工程と、
    を具備することを特徴とする電子部品の製造方法。

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