JP5527286B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
また、特許文献2に開示されるように、複数の発光素子と、発光素子を搭載する第1樹脂成形体と、発光素子を被覆する第2樹脂成形体とから構成された発光装置がある。
そのため、ケースに埋設されたリードフレームとケースとの剥離、ケース内に充填された封止用樹脂とケースとの剥離、リードフレームと封止用樹脂との剥離、発光素子を接続するボンデイングワイヤの断線、などの故障が起こり易いことから、信頼性が低いという問題がある。
さらに、中央に配置した基台に複数個の発光素子を搭載するため、熱伝達経路を分割できず、放熱性が阻害されるという問題がある。
第1の局面は、
少なくとも2個以上の発光素子と、
前記発光素子と電気的に接続される少なくとも2個以上のリードフレームと、
前記発光素子および前記リードフレームを収容する収容凹部を有する横長扁平箱状のケースと
を備え、
前記収容凹部の開口部から当該発光装置の側面方向に光を放出するサイドビュータイプの発光装置であって、
前記リードフレームは前記ケースの長手方向に並置して埋設され、前記リードフレームの表面は前記収容凹部の底面から表出し、前記リードフレームの表面と前記収容凹部の底面とは面一に形成され、前記リードフレームの表面は同一平面上に配置されており、
前記収容凹部の長手方向の両端部に配置された前記リードフレームに前記発光素子が搭載され、
当該発光装置を長手方向に二分する中心線に対して、前記複数個のリードフレームおよび前記ケースが、熱の偏在を生じないように、ほぼ線対称に配置形成されている発光装置である。
そして、複数個のリードフレームおよびケースが中心線に対して線対称であるため、発光装置内における熱の偏在が防止されて局所的な高温部分を生じるおそれが無く、ケースに印加された熱膨張による応力が均一となる。
そのため、ケースに埋設されたリードフレームとケースとの剥離、ケース内に充填された封止用樹脂とケースとの剥離、リードフレームと封止用樹脂との剥離、発光素子を接続するボンデイングワイヤの断線、などの故障が起こり難くなり、信頼性を高くできる。
その結果、ケースから外部に突出した放熱専用のリードフレームを設ける必要が無いことから、発光装置を薄型化・小型化することができる。
第2の局面は、第1の局面において、前記中心線に対して、前記複数個の発光素子が線対称に配置形成された発光装置である。
従って、第2の局面によれば、第1の局面よりも更に発光装置内の熱分布を均一化することが可能になり、第1の局面の作用・効果を確実に得られる。
第3の局面は、第1または第2の局面において、前記リードフレームは少なくとも3個以上並置され、前記複数個の発光素子の間にも前記リードフレームが配置されており、前記複数個の発光素子は、前記発光素子の間に配置された前記リードフレームを介して直列接続された発光装置である。
第4の局面は、第1〜第3の局面において、前記複数個の発光素子の間にて前記ケースの内側面に突設された柱状部を備えた発光装置である。
従って、第4の局面によれば、熱源である発光素子の間に挟まれ集中する応力を柱状部が緩和するため、第1の局面の作用・効果を確実に得られる。
第5の局面は、第4の局面において、前記柱状部は前記リードフレームの表面を被覆する発光装置である。
従って、第5の局面によれば、ケースからリードフレームが剥離するのを柱状部によって防止できる。
第6の局面は、第4または第5の局面において、前記発光素子と前記リードフレームとを接続するボンディングワイヤを備え、前記収容凹部および前記柱状部は、前記ボンディングワイヤに沿って囲むような形状に形成された発光装置である。
従って、第6の局面によれば、大電流が流れるボンディングワイヤを収容凹部および柱状部によって保護し、ボンディングワイヤの断線を防止可能になるため、信頼性を更に向上できる。
図1および図2に示すように、第1実施形態の発光装置10は、ケース20(開口部20a、底面20b、内側面20c,20d、収容凹部20e、柱状部20f)、リードフレーム31〜33、発光素子41,42、ボンディングワイヤ51〜54、封止用樹脂60などから構成され、側面方向に光を放出するサイドビュータイプの発光装置(側面発光装置)である。
発光装置10は、横長扁平状であり、長手方向を二分する中心線(基準線)Lに対して、ボンディングワイヤ51〜54を除く部材(ケース20、リードフレーム31〜33、発光素子41,42)が線対称に配置形成されている。
ケース20の収容凹部20eにおける短手方向の幅(内側面20c,20d間の距離)は、中央部が僅かに狭く、両端部がそれぞれ外側へ向かって狭くなるように形成されている。
ケース20の収容凹部20eには、リードフレーム31〜33と発光素子41,42とボンディングワイヤ51〜54とが収容されている。
リードフレーム31,32の寸法形状および配置は、中心線Lに対して線対称である。
リードフレーム33は、ケース20の長手方向の中央部にて中心線L上に配置され、発光素子41,42間に配置されている。
リードフレーム31〜33の表面は、収容凹部20eの底面(収容凹部20e内に露出したケース20の底面20b)から表出(露出)している。
そして、リードフレーム31〜33の表面と、収容凹部20eの底面とは面一に形成され、リードフレーム31〜33の表面は同一平面上に配置されている。
リードフレーム31,32の端子部31a,32aは、ケース20から外部へ引き出されて折り曲げられ、発光装置10の外部接続端子を構成している。
尚、リードフレーム33の一部33aは、ケース20から外部へ突出しているが、これは各リードフレーム31〜33を接続部材(図示略)によって接続した状態にてケース20にインサート成形した後で各リードフレーム31〜33を切り離した後に残った切離跡の残渣である。
発光素子41,42は、例えば、LEDのベアチップから構成されている。
発光素子41,42は、リードフレーム31〜33およびボンディングワイヤ51〜54を用いて直列接続されている。
すなわち、ワイヤボンディング法を用いることにより、発光素子41のプラス側電極とリードフレーム31の表面とはボンディングワイヤ51によって接続され、発光素子41のマイナス側電極とリードフレーム33の表面とはボンディングワイヤ52によって接続され、発光素子42のプラス側電極とリードフレーム33の表面とはボンディングワイヤ53によって接続され、発光素子42のマイナス側電極とリードフレーム32の表面とはボンディングワイヤ54によって接続されている。
つまり、発光素子41,42間は、リードフレーム33およびボンディングワイヤ52,53を介して接続されている。
ここで、ボンディングワイヤ51〜54は、リードフレーム31〜33に対してセキュリティボンドを備えて接合されている。
すなわち、ボンディングワイヤ51〜54とリードフレーム31〜33とを接続する際には、まず、ステッチボンドSBを形成して接合し、次に、ステッチボンドSB上にボールボンドBBを形成し、続いて、ボールボンドBBから引き出したボンディングワイヤの先端にステッチボンドSBを形成して接合している。
ケース20の柱状部20fの高さは、収容凹部20eの深さ(開口部20aと底面20bとの距離)よりも小さく形成されており、柱状部20fの先端側が開口部20aからケース20の外部へ突出しないようになっている。
つまり、ケース20の収容凹部20eにおける長手方向の両端部は、ボンディングワイヤ51,54に沿って囲むような形状に形成されている。
ボンディングワイヤ52,53は、ケース20の収容凹部20eの長手方向にて中央部で幅が狭くなる部分に配置され、柱状部20fの両側に収容されている。
つまり、ケース20の収容凹部20eにおける長手方向の中央部および柱状部20fは、ボンディングワイヤ52,53に沿って囲むような形状に形成されている。
ケース20の収容凹部20e内には透明な封止用樹脂60が充填されており、封止用樹脂60によって収容凹部20e内の収容物(リードフレーム31〜33、発光素子41,42、ボンディングワイヤ51〜54)が封止されている。
第1実施形態の発光装置10によれば、以下の作用・効果を得ることができる。
また、ケース20の長手方向の両端部に配置されたリードフレーム31,32に発光素子41,42が搭載され、発光装置10を長手方向に二分する中心線Lに対して、リードフレーム31〜33とケース20と発光素子41,42とが線対称に配置形成されている。
換言すれば、発光装置10を構成するデバイスの各要素(ケース20、リードフレーム31〜33、発光素子41,42)を側面側(図2(A)に示す側)へ投影して得られた投影図を平面側(図2(A)に示すX−X矢示側)から見たとき、重心が中心線Lと一致する。
そして、リードフレーム31〜33とケース20と発光素子41,42とが中心線Lに対して線対称であるため、発光装置10内における熱の偏在が防止されて局所的な高温部分を生じるおそれが無く、ケース20に印加された熱膨張による応力が均一となる。
そのため、ケース20に埋設されたリードフレーム31〜33とケース20との剥離、ケース20内に充填された封止用樹脂60とケース20との剥離、リードフレーム31〜33と封止用樹脂60との剥離、発光素子41,42を接続するボンデイングワイヤ51〜54の断線、などの故障が起こり難くなり、信頼性を高くできる。
その結果、ケース20から外部に突出した放熱専用のリードフレームを設ける必要が無いことから、発光装置10を薄型化・小型化することができる。
尚、中心線Lに対して各部材(リードフレーム31〜33、ケース20、発光素子41,42)を完全に線対称に配置形成することに限らず、例えば、放熱・応力集中にほとんど寄与しないようなカソードマークを設けるなど、各部材をわずかに非対称に配置形成した場合でも、前記と略同一の効果が得られる。
換言すれば、前記効果を阻害しない範囲であれば、中心線Lに対して前記各部材を非対称に配置形成してもよい。
すなわち、中心線Lに対して、リードフレーム31〜33とケース20と発光素子41,42とを、熱の偏在を生じないように、ほぼ線対称に配置形成すればよい。
従って、リードフレーム33を介さずに発光素子41,42間を1本のボンディングワイヤによって直接接続した場合に比べて、ボンディングワイヤ52,53の長さを短くして断線を防止可能になるため、信頼性を更に向上できる。
従って、大電流が流れるボンディングワイヤ51〜54を収容凹部20eおよび柱状部20fによって保護し、ボンディングワイヤ51〜54の断線を防止可能になるため、信頼性を更に向上できる。
図3に示すように、第2実施形態の発光装置100は、ケース20(開口部20a、底面20b、内側面20c,20d、収容凹部20e、柱状部20f)、リードフレーム31〜33、発光素子41,42、ボンディングワイヤ51〜54、封止用樹脂60などから構成されたサイドビュータイプの発光装置である。
尚、第2実施形態のケース20は、第1実施形態のケース20と同一であるため、発光装置100の斜視図は図1に示した第1実施形態の発光装置10と略同一である。
つまり、第2実施形態において、発光素子41はケースの内側面20cに近い箇所に配置され、発光素子42はケースの内側面20cに近い箇所に配置されている。
そして、第2実施形態では、発光装置100を長手方向に見た際に、発光装置100の短手方向にて発光素子41,42が重なるように配置されている。
具体的には、発光素子41,42の中心間の距離tは、約100μmに設定されている。
また、第2実施形態においても、第1実施形態の前記[2]〜[5]と同じ作用・効果が得られる。
尚、第2実施形態は、発光素子41,42を意図的にズラして配置した場合だけでなく、発光素子41,42をリードフレーム31〜33上に配置して接着する際に位置ズレを起こした場合や、発光装置100を構成する各部材の寸法誤差によって発光素子41,42が位置ズレを起こした場合をも含むものである。
図4に示すように、第3実施形態の発光装置200は、ケース20(開口部20a、底面20b、内側面20c,20d、収容凹部20e)、リードフレーム31,32、発光素子41,42、ボンディングワイヤ51,54,201、封止用樹脂60などから構成されたサイドビュータイプの発光装置である。
尚、第3実施形態のケース20は、第1実施形態のケース20と同一であるため、発光装置200の斜視図は図1に示した第1実施形態の発光装置10と略同一である。
[ア]リードフレーム33およびボンディングワイヤ52,53が省かれている。
[イ]発光素子41,42がリードフレームを介すことなくボンディングワイヤ201によって直接接続されている。
[ウ]柱状部20fが省かれている。
従って、第3実施形態においても、第1実施形態の前記[1]と同じ作用・効果が得られる。
図5に示すように、第4実施形態の発光装置300は、ケース20(開口部20a、底面20b、内側面20c,20d、収容凹部20e、柱状部20f)、リードフレーム31〜33、発光素子41,42、ボンディングワイヤ51〜54、封止用樹脂60などから構成され、側面方向に光を放出するサイドビュータイプの発光装置である。
尚、第4実施形態のケース20は、第1実施形態のケース20と同一であるため、発光装置300の斜視図は図1に示した第1実施形態の発光装置10と略同一である。
[エ]ボンディングワイヤ51〜54がセキュリティボンドを備えてリードフレーム31〜33に接合されておらず、ボンディングワイヤ51〜54がステッチボンドSBのみでリードフレーム31〜33に接合されている。
[オ]中心線Lに対して、ボンディングワイヤ51〜54を含む全ての部材(ケース20、リードフレーム31〜33、発光素子41,42)が線対称に配置形成されている。
[6]発光装置300内の熱分布と、封止用樹脂60への応力とが、中心線Lに対して線対称となるから、ボンディングワイヤ51〜54に負荷がかからず、セキュリティボンドを備えなくても断線しにくくなる。
[7]セキュリティボンドを備えないことから、第1実施形態に比べて、第1ボンディングワイヤ51〜54のワイヤ長を抑えられるため、コストを低減できることに加え、リードタイムも抑制できる。
本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、前記各実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
また、ケース20の内側面20cの柱状部20fを残した上で、ケース20の内側面20dにも柱状部20fと類似の柱状部を突設してもよく、その場合には第1実施形態の前記[3]〜[5]の作用・効果を更に確実に得られる。
また、ケース20の内側面20c,20d間をつなぐような柱状部を突設してもよく、その場合には第1実施形態の前記[3]〜[5]の作用・効果を更に確実に得られる。
20…ケース
20a…ケース20の開口部
20b…ケース20の底面
20c,20d…ケース20の内側面
20e…ケース20の収容凹部
20f…ケース20の柱状部
31〜33…リードフレーム
41,42…発光素子
51〜54,201…ボンディングワイヤ
60…封止用樹脂
L…中心線
Claims (4)
- 少なくとも2個以上の発光素子と、
前記発光素子と電気的に接続される少なくとも2個以上のリードフレームと、
前記発光素子および前記リードフレームを収容する収容凹部を有する横長扁平箱状のケースと
を備え、
前記収容凹部の開口部から当該発光装置の側面方向に光を放出するサイドビュータイプの発光装置であって、
前記リードフレームは前記ケースの長手方向に並置して埋設され、前記リードフレームの表面は前記収容凹部の底面から表出し、前記リードフレームの表面と前記収容凹部の底面とは面一に形成され、前記リードフレームの表面は同一平面上に配置されており、
前記収容凹部の長手方向の両端部に配置された前記リードフレームに前記発光素子が搭載され、
当該発光装置を長手方向に二分する中心線に対して、前記複数個のリードフレームおよび前記ケースが、熱の偏在を生じないように、ほぼ線対称に配置形成され、前記複数個の発光素子の間にて前記ケースの内側面に突設され前記リードフレームの表面を被覆する柱状部を備えた発光装置。 - 請求項1に記載の発光装置において、
前記中心線に対して、前記複数個の発光素子が線対称に配置形成されている発光装置。 - 請求項1または請求項2に記載の発光装置において、
前記リードフレームは少なくとも3個以上並置され、前記複数個の発光素子の間にも前記リードフレームが配置されており、
前記複数個の発光素子は、前記発光素子の間に配置された前記リードフレームを介して直列接続されている発光装置。 - 請求項1に記載の発光装置において、
前記発光素子と前記リードフレームとを接続する複数のボンディングワイヤを備え、
前記収容凹部は長手方向の両端部において幅が狭くなり、この両端部に前記ボンディングワイヤの内の一対が収容され、かつ
前記収容凹部は長手方向の中央部において幅が狭くなり、この中央部に前記ボンディングワイヤの内の他の一対が配置されてかつ前記柱状部の両側に収容される、発光装置。
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