JP6669217B2 - Package and light emitting device using the same - Google Patents
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Description
本発明は、パッケージ及びそれを用いた発光装置に関する。 The present invention relates to a package and a light emitting device using the package.
従来、発光ダイオード(LED)用のパッケージとして、例えば特許文献1,2に記載されたパッケージ構造が提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a package for a light emitting diode (LED), for example, package structures described in
しかしながら、上記従来のパッケージは、内面で光反射が多く繰り返され、発光素子の光を効率良く取り出せないという問題があった。 However, the above-mentioned conventional package has a problem that light is repeatedly reflected on the inner surface and light from the light emitting element cannot be efficiently extracted.
そこで、本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、光の取り出し効率に優れるパッケージ、及び/又はそれを用いた発光装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a package excellent in light extraction efficiency and / or a light emitting device using the same.
上記課題を解決するために、本発明は、第1のリード電極と、第2のリード電極と、前記第1及び第2のリード電極と一体に成形された樹脂成形体と、を備え、発光素子が収容される凹部を有するパッケージであって、前記凹部は、基底部と、側壁部と、により構成され、前記基底部は、前記第1のリード電極の上面が前記樹脂成形体から露出された素子載置領域と、前記第2のリード電極の上面が前記樹脂成形体から露出されたワイヤ接続領域と、を含み、前記素子載置領域は、前記発光素子の外形に略沿った上面視形状であり、前記ワイヤ接続領域は、前記素子載置領域に隣接しており該素子載置領域より小型であり、前記側壁部の表面は、前記素子載置領域及び前記ワイヤ接続領域から上方に向かって該
凹部の開口径が大きくなるように傾斜又は湾曲していることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention includes a first lead electrode, a second lead electrode, and a resin molded body formed integrally with the first and second lead electrodes, and emits light. A package having a concave portion in which an element is housed, wherein the concave portion includes a base portion and a side wall portion, and the base portion has an upper surface of the first lead electrode exposed from the resin molded body. An element mounting area, and a wire connection area in which an upper surface of the second lead electrode is exposed from the resin molded body, wherein the element mounting area is a top view substantially along the outer shape of the light emitting element. Shape, the wire connection area is adjacent to the element mounting area and smaller than the element mounting area, and the surface of the side wall portion is upward from the element mounting area and the wire connection area. So that the opening diameter of the concave portion increases toward Wherein the inclined or curved.
本発明によれば、パッケージの内面での光反射の繰り返しを軽減して、発光素子の光を効率良く取り出すことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light of a light emitting element can be efficiently taken out by reducing the repetition of light reflection on the inner surface of a package.
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、以下に説明するパッケージ及び発光装置は、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。また、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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. However, the package and the light emitting device described below are for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited to the following unless otherwise specified. Further, what is described in one embodiment or example can be applied to other embodiments or examples. In addition, the size, positional relationship, and the like of members illustrated in each drawing may be exaggerated for clarity of description.
<実施の形態1>
図1Aは、実施の形態1に係るパッケージの概略斜視図である。図1Bは、実施の形態1に係る発光装置の概略上面図であり、図1Cは、図1BにおけるA−A断面を示す概略断面図である。
<First Embodiment>
FIG. 1A is a schematic perspective view of the package according to the first embodiment. FIG. 1B is a schematic top view of the light emitting device according to
図1Aに示すように、実施の形態1に係るパッケージ100は、外形が上面視正方形状のLED用のパッケージである。パッケージ100は、第1のリード電極10と、第2のリード電極20と、樹脂成形体30と、を備えている。樹脂成形体30は、第1のリード電極10及び第2のリード電極20と一体に成形されている。パッケージ100は、発光素子が収容される凹部110を有している。
As shown in FIG. 1A, the package 100 according to Embodiment 1 is a package for an LED having an outer shape of a square shape in a top view. The package 100 includes a
凹部110は、基底部111と、側壁部119と、により構成されている。基底部111は、素子載置領域113と、ワイヤ接続領域(第1のワイヤ接続領域)117と、を含んでいる。素子載置領域113は、第1のリード電極10の上面が樹脂成形体30から露出された領域である。ワイヤ接続領域117は、第2のリード電極20の上面が樹脂成形体30から露出された領域である。素子載置領域113は、発光素子の外形に略沿った上面視形状である。ワイヤ接続領域117は、素子載置領域113に隣接しており、素子載置領域113より小型である。そして、側壁部119の表面は、素子載置領域113及びワイヤ接続領域117から上方に向かって凹部110の開口径が大きくなるように傾斜している。
The recess 110 includes a
このような構成を有するパッケージ100は、側壁部119の終端(つまり側壁部119の基底部111との境界)が発光素子に近接して設けられるため、発光素子から出射される光を直接的に側壁部119の表面で反射させて凹部110開口側に偏向させやすい。したがって、パッケージの内面での光反射の繰り返しを軽減して、発光素子の光を効率良く取り出すことができる。
In the package 100 having such a configuration, since the end of the side wall portion 119 (that is, the boundary between the
図1B、図1Cに示すように、実施の形態1に係る発光装置150は、パッケージ100と、発光素子40と、ワイヤ50と、封止部材60と、を備えている。発光素子40は、パッケージの素子載置領域113に載置されている。ワイヤ50は、パッケージのワイヤ接続領域117と発光素子40を接続している。封止部材60は、パッケージの凹部110内に充填され、発光素子40を封止している。
As shown in FIGS. 1B and 1C, the
このような構成を有する発光装置150は、上記パッケージ100の機能を発揮させ、発光素子40の光を効率良く取り出すことができる。
The
以下、パッケージ100及び発光装置150の好ましい形態について説明する。
Hereinafter, preferred modes of the package 100 and the
図1A〜1Cに示すように、素子載置領域113とワイヤ接続領域117は、連続する1つの平面領域を成していることが好ましい。これにより、樹脂成形体30の成形時にバリの発生を抑え、素子載置領域113とワイヤ接続領域117を精度良く形成しやすい。また、ワイヤ接続領域117にワイヤ50を接続しやすい。
As shown in FIGS. 1A to 1C, it is preferable that the element mounting region 113 and the wire connection region 117 form one continuous planar region. Accordingly, the occurrence of burrs during molding of the resin molded
図1A,1Bに示すように、素子載置領域113の上面視形状は、角が丸みを帯びている正方形状である。多くの発光素子40の上面視形状は矩形状であるため、素子載置領域113の上面視形状は、矩形状、又は角が丸みを帯びている矩形状であることが好ましい。これにより、側壁部119の終端が発光素子40に近接して設けられやすく、発光素子40から出射される光を直接的に側壁部119の表面で反射させやすい。なお、この素子載置領域113は、上面視において、樹脂成形体30の外形及び凹部110の開口に対して略平行である。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the top surface shape of the element mounting region 113 is a square shape with rounded corners. Since the top-view shape of many light-emitting
図1A,1Bに示すように、ワイヤ接続領域117は、上面視において、その周縁を構成する一辺が素子載置領域113の周縁を構成する一辺と略同一直線上に位置することが好ましい。これにより、樹脂成形体30の成形の観点において、素子載置領域113とワイヤ接続領域117を形成しやすい。また、上面視矩形状の発光素子40は、正負一対の電極(パッド電極)の少なくとも一方が角近傍に配置されている場合が多々あり、それに対応してワイヤ50を形成しやすい。
As shown in FIGS. 1A and 1B, it is preferable that one side forming the periphery of the wire connection region 117 be located on substantially the same straight line as one side forming the periphery of the element mounting region 113 in a top view. Thereby, from the viewpoint of molding the resin molded
図1A,1Bに示すように、凹部110の開口形状は、上面視において、樹脂成形体30の外形に略沿った、角が丸みを帯びている矩形状である。多くのパッケージの外形の上面視形状は矩形状であるため、凹部110の開口形状は、上面視において、樹脂成形体30の外形に略沿った、矩形状又は角が丸みを帯びている矩形状であることが好ましい。これにより、凹部110の開口が大きく設けられやすく、発光素子から出射される光を効率良く取り出しやすい。なお、極性識別用の切り欠き(図1Bのパッケージ左下部分参照)は、凹部110の開口形状として考慮しないものとする。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the opening shape of the concave portion 110 is a rectangular shape with a rounded corner substantially along the outer shape of the resin molded
図1A,1Bに示すように、(上面視において、)素子載置領域113の面積は、設計値上、発光素子40の面積の1.67倍(一辺の長さでは約1.3倍)である。このように、素子載置領域113の面積は、発光素子40の面積の2倍以下であることが好ましく、発光素子40の面積の1.5倍以下であることがより好ましく、発光素子40の面積の1.2倍以下であることがよりいっそう好ましい。このような大きさの素子載置領域113であれば、側壁部119の終端が発光素子40に近接して設けられやすく、発光素子40から出射される光を直接的に側壁部119の表面で反射させやすい。素子載置領域113の面積の下限は、発光素子40を素子載置領域113に固定できれば特に限定されないが、発光素子40の面積(の1倍)より大きいことが好ましい。また、発光素子40を接着する接着剤は、側壁部119から離間していることが好ましいが、透光性であれば側壁部119の表面の一部を被覆していてもよい。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the area of the element mounting region 113 (in a top view) is 1.67 times the area of the light emitting element 40 (about 1.3 times the length of one side) according to design values. It is. As described above, the area of the element mounting region 113 is preferably equal to or less than twice the area of the
図1A,1Cに示すように、側壁部119の表面の傾斜角度θ(リード電極の上面を基準とし樹脂成形体30内側の角度とする)は、基底部111の構成(形状、配置)に依存して変化する。このため、側壁部119の表面は、傾斜角度θの異なる複数の面で構成されている。側壁部119の表面の傾斜角度θは、特に限定されないが、光の取り出し効率の観点からは小さいほど好ましい(但し、凹部110の所定深さを確保できる程度とする)。具体的には、傾斜角度θは、例えば0°より大きく45°以下であり、5°以上40°以下であることが好ましく、5°以上35°以下であることがより好ましい。なお、後述する実施の形態2のように側壁部119の表面が湾曲している場合は、接平面又は断面における接線で考えるものとする。
As shown in FIGS. 1A and 1C, the inclination angle θ of the surface of the side wall portion 119 (the angle inside the resin molded
図1Cに示すように、封止部材60は、蛍光体を実質的に含んでいないことが好ましい。これにより、側壁部119の表面を蛍光体による被覆無しに反射面として最も活用しやすく、発光素子40から出射される光を直接的に側壁部119の表面で反射させやすい。
As shown in FIG. 1C, the sealing
図1Bに示すように、パッケージ100は、保護素子70を備えていてもよい。この保護素子70は、樹脂成形体30、詳細には側壁部119を構成する樹脂成形体30内に埋められている。これにより、保護素子70への光入射及びそれによる光吸収を抑制又は回避することができる。パッケージ100では、側壁部119の表面の傾斜角度θが比較的小さく、それにより凹部110内の側壁部119の占める割合が比較的大きいため、保護素子70を樹脂成形体30内に埋めやすい。
As shown in FIG. 1B, the package 100 may include a
なお、図1A,1Bに示すように、パッケージ100において、基底部111は、第2のワイヤ接続領域115を含んでいる。第2のワイヤ接続領域115は、素子載置領域113とは異なる、第1のリード電極10の上面が樹脂成形体30から露出された領域である。すなわち、パッケージ100の基底部111は、素子載置領域113、第1のワイヤ接続領域117、第1のリード電極10と第2のリード電極20の離間領域、及び第2のワイヤ接続領域115を含んで構成されている。そして、本実施の形態では、これらの領域が連続して1つの平面領域を成している。第2のワイヤ接続領域115は、例えば素子載置領域113に対して第1のワイヤ接続領域117と略対称な位置にあると良い。
In addition, as shown in FIGS. 1A and 1B, in the package 100, the
また、ワイヤ接続領域117(第2のワイヤ接続領域115も同様)に関する「素子載置領域113より小型である」とは、上面視において素子載置領域113より面積が小さいことを意味し、程度は特に限定されない。但し、上面視において、第1のリード電極10と第2のリード電極20が並べられている方向を横方向、それに直交する方向を縦方向とした場合、ワイヤ接続領域117の少なくとも縦方向の長さ(幅)が素子載置領域113のそれより小さくなっていることが好ましい。さらに、ワイヤ接続領域117の横方向の長さ(幅)も素子載置領域113のそれより小さくなっているとなお良い。
Further, “smaller than the element mounting area 113” with respect to the wire connection area 117 (also the second wire connection area 115) means that the area is smaller than the element mounting area 113 in a top view. Is not particularly limited. However, when the direction in which the
<実施の形態2>
図2Aは、実施の形態2に係る発光装置の概略上面図であり、図2Bは、図2AにおけるB−B断面を示す概略断面図である。
<Embodiment 2>
2A is a schematic top view of the light emitting device according to Embodiment 2, and FIG. 2B is a schematic sectional view showing a BB section in FIG. 2A.
図2A、図2Bに示すように、実施の形態2に係るパッケージ200は、外形が上面視で横方向に長い矩形状のLED用のパッケージである。パッケージ200は、第1のリード電極10と、第2のリード電極20と、樹脂成形体30と、を備えている。樹脂成形体30は、第1のリード電極10及び第2のリード電極20と一体に成形されている。パッケージ200は、発光素子が収容される凹部210を有している。凹部210は、基底部211と、側壁部219と、により構成されている。基底部211は、素子載置領域213と、ワイヤ接続領域217と、を含んでいる。素子載置領域213は、第1のリード電極10の上面が樹脂成形体230から露出された領域である。ワイヤ接続領域217は、第2のリード電極20の上面が樹脂成形体30から露出された領域である。素子載置領域213は、発光素子の外形(本例では正方形状)に略沿った上面視形状である。ワイヤ接続領域217は、素子載置領域213に隣接しており、素子載置領域213より小型である。そして、側壁部219の表面は、素子載置領域213及びワイヤ接続領域217から上方に向かって凹部210の開口径が大きくなるように湾曲している。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
実施の形態2に係る発光装置250は、パッケージ200と、発光素子41と、ワイヤ50と、封止部材60と、を備えている。発光素子41は、パッケージの素子載置領域213に載置されている。ワイヤ50は、パッケージのワイヤ接続領域217と発光素子41を接続している。封止部材60は、パッケージの凹部210内に充填され、発光素子41を封止している。
このような構成を有するパッケージ200及び発光装置250もまた、パッケージの内面での光反射の繰り返しを軽減して、発光素子の光を効率良く取り出すことができる。
The
以下、パッケージ200及び発光装置250の好ましい形態について説明する。
Hereinafter, preferred modes of the
図2A,2Bに示すように、素子載置領域213とワイヤ接続領域217は、樹脂成形体30の突起により隔てられていることが好ましい。これにより、発光素子41から出射される光をこの樹脂成形体30の突起で反射させ、ワイヤ50(特にワイヤ接続領域217との接続部近傍)への光入射及びそれによる光吸収を軽減することができる。なお、この樹脂成形体30の突起は、本例では第1のリード電極10と第2のリード電極20の離間領域上に設けられているが、第1のリード電極10又は第2のリード電極20上に偏って設けられてもよい。
As shown in FIGS. 2A and 2B, it is preferable that the
図2Aに示すように、ワイヤ接続領域217は、上面視において、素子載置領域213の対角線の延長線上であって、該素子載置領域213の角に隣接していることが好ましい。これにより、素子載置領域213の縁に側壁部219の終端が位置する割合を比較的多くでき、発光素子41から出射される光を直接的に側壁部219の表面で反射させやすい。また、正負一対の電極(パッド電極)の少なくとも一方が角近傍に配置されている上面視矩形状の発光素子である場合、それに対応してワイヤを形成しやすい。なお、素子載置領域213は、上面視において、樹脂成形体30の外形及び凹部210の開口に対して斜めになって(本例では約45°回転して)いる。
As shown in FIG. 2A, the
図2Bに示すように、発光素子41は、上面(基板側)が下面(素子構造側)より小さく、側面が傾斜している。このため、発光素子41の発光光度は、直上方向よりも斜め方向において高くなっている。そして、発光装置250は、そのような発光素子41から斜め方向に出射される光を直接的に側壁部119の表面で反射させて取り出しやすい構成となっている。
As shown in FIG. 2B, the upper surface (substrate side) of the
図2Bに示すように、封止部材60は、蛍光体80を含んでいる。そして、蛍光体80は、封止部材60内の略全域に分散している。これにより、側壁部119の表面の蛍光体80による被覆を軽減し、側壁部119の表面を反射面として比較的活用しやすい。したがって、封止部材60内に蛍光体80を含む場合でも、発光素子41から出射される光を直接的に側壁部119の表面で比較的反射させやすい。
As shown in FIG. 2B, the sealing
なお、このほか、蛍光体を封止部材内の発光素子近傍に偏在させたり、蛍光体を発光素子自体に保持させたりしても、側壁部119の表面の蛍光体による被覆を軽減し、側壁部119の表面を反射面として活用しやすくすることができる。
In addition, even if the phosphor is unevenly distributed near the light emitting element in the sealing member, or the phosphor is held by the light emitting element itself, the coating of the surface of the
以上、実施の形態として、トップビュー(上面発光)式のパッケージについて示したが、第1及び第2のリード電極と樹脂成形体を備え、発光素子が収容される凹部を有するパッケージであれば、サイドビュー(側面発光)式のパッケージでもよく、外部接続端子の構造を特に限定しない。 As described above, a top-view (top emission) type package has been described as an embodiment. However, any package that includes first and second lead electrodes and a resin molded body and has a concave portion in which a light emitting element is accommodated can be used. A side view (side emission) type package may be used, and the structure of the external connection terminal is not particularly limited.
以下、本発明のパッケージ及び発光装置における各構成要素について説明する。 Hereinafter, each component of the package and the light emitting device of the present invention will be described.
(第1のリード電極10,第2のリード電極20)
リード電極は、発光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、鉄入り銅などが挙げられる。リード電極の諸形状は、上記金属の板材に、プレス、圧延、エッチングなどの加工を施すことで形成することができる。また、リード電極の表層には、銀、アルミニウム、ロジウム、金、銅、又はこれらの合金などの光反射膜が鍍金などにより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。
(First
As the lead electrode, a conductive metal member connected to the light emitting element can be used. Specific examples include copper, aluminum, gold, silver, tungsten, iron, nickel, cobalt, molybdenum, and alloys thereof, phosphor bronze, and iron-containing copper. Various shapes of the lead electrode can be formed by subjecting the metal plate material to processing such as pressing, rolling, and etching. Further, on the surface layer of the lead electrode, a light reflecting film such as silver, aluminum, rhodium, gold, copper, or an alloy thereof may be provided by plating or the like, and among them, silver having the highest light reflectivity is preferable. .
(樹脂成形体30)
樹脂成形体の母材は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を用いることができる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、エポキシ変性樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、ポリビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、などが挙げられる。なかでも、エポキシ樹脂、エポキシ変性樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂のいずれか1つが好ましい。熱可塑性樹脂としては、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が挙げられる。なかでも、脂肪族ポリアミド樹脂、又は
ポリシクロヘキサンテレフタレートが好ましい。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。なかでも、充填剤としてシリカを、着色顔料(反射材)として酸化チタン又は酸化亜鉛を用いることが好ましい。
(Resin molded body 30)
As a base material of the resin molded body, a thermosetting resin or a thermoplastic resin can be used. Examples of the thermosetting resin include an epoxy resin, an epoxy-modified resin, a silicone resin, a silicone-modified resin, a polybismaleimide triazine resin, a polyimide resin, and a polyurethane resin. Among them, any one of an epoxy resin, an epoxy-modified resin, a silicone resin, and a silicone-modified resin is preferable. As the thermoplastic resin, aliphatic polyamide resin, semi-aromatic polyamide resin, polyethylene terephthalate, polycyclohexane terephthalate, liquid crystal polymer, polycarbonate resin, syndiotactic polystyrene, polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, polyether sulfone resin, polyether ketone resin And polyarylate resins. Among them, an aliphatic polyamide resin or polycyclohexane terephthalate is preferred. In these base materials, as a filler or a coloring pigment, glass, silica, titanium oxide, magnesium oxide, magnesium carbonate, magnesium hydroxide, calcium carbonate, calcium hydroxide, calcium silicate, magnesium silicate, wollastonite, Mica, zinc oxide, barium titanate, potassium titanate, aluminum borate, aluminum oxide, zinc oxide, silicon carbide, antimony oxide, zinc stannate, zinc borate, iron oxide, chromium oxide, manganese oxide, carbon black, etc. Particles or fibers can be incorporated. Among them, it is preferable to use silica as a filler and titanium oxide or zinc oxide as a coloring pigment (reflecting material).
(発光素子40,41)
発光素子は、発光ダイオード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と、正負一対の電極と、を有するものであればよい。特に、紫外〜可視域の発光が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。多くの発光素子は、基板を有する。基板は、透光性であることが好ましいが、これに限定されない。基板の母材としては、サファイア、スピネル、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、シリコン、炭化珪素、ガリウム砒素、ガリウム燐、インジウム燐、硫化亜鉛、酸化亜鉛、セレン化亜鉛などが挙げられる。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電極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電極に接着され、上面電極がワイヤでリード電極と接続される。1つのパッケージに搭載される発光素子の個数は1つでも複数でもよい。複数の発光素子は、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つのパッケージに、例えば青色・緑色・赤色発光の3つの発光素子が搭載されてもよい。
(
As the light emitting element, a semiconductor light emitting element such as a light emitting diode element can be used. The light-emitting element may have any element structure including various semiconductors and a pair of positive and negative electrodes. In particular, the light emitting element capable of light emission by a nitride semiconductor of ultraviolet to visible range (In x Al y Ga 1- x-y N, 0 ≦ x, 0 ≦ y, x + y ≦ 1) are preferred. In addition, a gallium arsenide-based or gallium-phosphorus-based semiconductor light emitting element that emits green to red light may be used. Many light-emitting elements have a substrate. The substrate is preferably light-transmitting, but is not limited to this. Examples of the base material of the substrate include sapphire, spinel, gallium nitride, aluminum nitride, silicon, silicon carbide, gallium arsenide, gallium phosphorus, indium phosphorus, zinc sulfide, zinc oxide, zinc selenide, and the like. In the case of a light-emitting element in which a pair of positive and negative electrodes are provided on the same surface side, each electrode is connected to a lead electrode by a wire and mounted face-up. In the case of a light emitting element having a counter electrode structure in which a pair of positive and negative electrodes are provided on opposite surfaces, a lower electrode is bonded to a lead electrode with a conductive adhesive, and an upper electrode is connected to the lead electrode with a wire. The number of light emitting elements mounted on one package may be one or more. The plurality of light emitting elements can be connected in series or in parallel by a wire. Further, for example, three light emitting elements of blue, green, and red light emission may be mounted in one package.
(ワイヤ50)
ワイヤは、発光素子の電極と、リード電極と、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てもよい。
(Wire 50)
The wire is a conducting wire connecting the electrode of the light emitting element and the lead electrode. Specifically, a metal wire of gold, copper, silver, platinum, aluminum, or an alloy thereof can be used. In particular, a gold wire that is less likely to break due to stress from the sealing member and has excellent heat resistance and the like is preferable. In addition, at least the surface may be made of silver in order to enhance light reflectivity.
(封止部材60)
封止部材は、発光素子、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、発光素子及び/又は蛍光体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。なかでも、シリコーン樹脂又はその変性樹脂は、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混入されてもよい。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。
(Sealing member 60)
The sealing member is a member that seals a light emitting element, a wire, and the like, and protects the element from dust, moisture, external force, and the like. The base material of the sealing member may be any material as long as it has electrical insulation and can transmit light emitted from the light emitting element and / or the phosphor (preferably, transmittance is 70% or more). Specific examples include a silicone resin, an epoxy resin, a phenol resin, a polycarbonate resin, an acrylic resin, a TPX resin, a polynorbornene resin, a modified resin thereof, or a hybrid resin containing at least one of these resins. Among them, a silicone resin or a modified resin thereof is preferable because it has excellent heat resistance and light resistance and has a small volume shrinkage after solidification. Further, particles having various functions such as a filler and a phosphor may be mixed in a base material of the sealing member. As the filler, a diffusing agent, a coloring agent, or the like can be used. Specifically, silica, titanium oxide, magnesium oxide, magnesium carbonate, magnesium hydroxide, calcium carbonate, calcium hydroxide, calcium silicate, zinc oxide, barium titanate, aluminum oxide, iron oxide, chromium oxide, manganese oxide, glass And carbon black.
(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。
(Protective element 70)
The protection element is an element for protecting the light emitting element from static electricity and high voltage surge. Specifically, a Zener diode is used.
(蛍光体80)
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。具体的には、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、ユウロピウム及び/又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム、ユウロピウムで賦活されたサイアロン、ユウロピウムで賦活されたシリケート、マンガンで賦活されたフッ化珪酸カリウムなどが挙げられる。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。
(Phosphor 80)
The phosphor absorbs at least a part of the primary light emitted from the light emitting element and emits secondary light having a different wavelength from the primary light. Specifically, yttrium aluminum garnet activated with cerium, nitrogen-containing calcium aluminosilicate activated with europium and / or chromium, sialon activated with europium, silicate activated with europium, activated with manganese And potassium fluorosilicate. Thereby, a light emitting device that emits a mixed color light (for example, white light) of primary light and secondary light of visible wavelength or a light emitting device that emits secondary light of visible wavelength when excited by primary light of ultraviolet light is used. Can be.
(接着剤)
接着剤は、発光素子をリード電極に接着する部材である。絶縁性接着剤は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、又はこれらの変性樹脂やハイブリッド樹脂などを用いることができる。導電性接着剤としては、銀、金、パラジウムなどの導電性ペーストや、錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系の半田などを用いることができる。
(adhesive)
The adhesive is a member for bonding the light emitting element to the lead electrode. As the insulating adhesive, an epoxy resin, a silicone resin, a polyimide resin, a modified resin thereof, a hybrid resin, or the like can be used. As the conductive adhesive, a conductive paste of silver, gold, palladium, or the like, a tin-bismuth-based, tin-copper-based, tin-silver-based, or gold-tin-based solder can be used.
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1B,1Cに示す例の発光装置150の構造(保護素子70は除く)を有する、略直方体状のトップビュー式のSMD型LEDである。以下、図1Bに示すパッケージ及び発光装置の向きで縦(上下)、横(左右)を特定して説明する。
Hereinafter, examples according to the present invention will be described in detail. It is needless to say that the present invention is not limited to only the examples described below.
<Example 1>
The light emitting device of the first embodiment is a substantially rectangular parallelepiped top-view type SMD LED having the structure of the
パッケージは、大きさが縦3.0mm、横3.0mm、厚さ0.52mmであり、正負一対(第1及び第2)のリード電極に、樹脂成形体が一体に成形されて構成されている。このパッケージは、複数組のリード電極が吊りリードを介して縦横に連なって成る加工金属板(リードフレーム)を、金型内に設置して、液状の樹脂成形体の構成材料を注入して固化、離型させた後、切断(個片化)することで作製される。 The package has a length of 3.0 mm, a width of 3.0 mm, and a thickness of 0.52 mm, and is formed by integrally forming a resin molded body on a pair of positive and negative (first and second) lead electrodes. I have. In this package, a processed metal plate (lead frame) in which a plurality of sets of lead electrodes are connected vertically and horizontally via suspension leads is placed in a mold, and the constituent material of a liquid resin molded body is injected and solidified. After being released from the mold, it is manufactured by cutting (singulation).
第1及び第2のリード電極は其々、表面に銀の鍍金が施された最大厚0.2mmの銅合金の板状小片である。第1及び第2のリード電極の下面の露出領域は、樹脂成形体の下面と実質的に同一面であって、パッケージの下面を構成している。第1及び第2のリード電極は其々、パッケージ(樹脂成形体)の端面において、切断された吊りリード部が露出している。 Each of the first and second lead electrodes is a plate-like small piece of a copper alloy having a maximum thickness of 0.2 mm and having a surface plated with silver. The exposed areas on the lower surfaces of the first and second lead electrodes are substantially flush with the lower surface of the resin molded body, and constitute the lower surface of the package. In each of the first and second lead electrodes, a cut suspension lead portion is exposed at an end surface of a package (resin molded body).
樹脂成形体は、上面視の外形が縦3.0mm、横3.0mmの正方形状であり、最大厚0.52mmであって、シリカと酸化チタンを含有するエポキシ樹脂製である。樹脂成形体の上面すなわちパッケージの上面の略中央には、上面視で角が丸みを帯びた縦2.6mm、横2.6mmの正方形状(極性識別用の切り欠きは除く)の開口で、深さ0.32mmの凹部が形成されている。 The resin molded body is a square shape having an outer shape in a top view of 3.0 mm in length and 3.0 mm in width, a maximum thickness of 0.52 mm, and is made of an epoxy resin containing silica and titanium oxide. At the upper surface of the resin molded body, that is, substantially at the center of the upper surface of the package, a square opening (excluding a notch for polarity identification) having a rounded corner of 2.6 mm in length and 2.6 mm in width when viewed from the top, A recess having a depth of 0.32 mm is formed.
凹部は、基底部と側壁部で構成されている。基底部(角は丸みを帯びている)の素子載置領域は、第1のリード電極の上面の露出領域(縦方向の位置は中央、横方向の位置は右端)であって、縦840μm、横840μmの略正方形状の領域である。第2のワイヤ接続領域は、第1のリード電極の上面の露出領域(素子載置領域の左側に連続し下辺が同一直線上に位置する)であって、縦420μm、横310μmの略矩形状の領域である。第1のワイヤ接続領域は、第2のリード電極の上面の露出領域(縦方向は上辺が素子載置領域の上辺と同一直線上に位置し、横方向の位置は左端)であって、縦420μm、横230μmの略矩形状の領域である。基底部の素子載置領域と第1のワイヤ接続領域の間には
、樹脂成形体の表面で構成される、第1のリード電極と第2のリード電極の離間領域がある。側壁部の表面は、樹脂成形体で構成されており、基底部の周縁をほぼ起点(終端)として傾斜している。側壁部の表面の傾斜角度θは、18〜33°である。
The recess is composed of a base and a side wall. The element mounting area at the base (rounded corners) is an exposed area on the upper surface of the first lead electrode (the center in the vertical direction, the right end in the horizontal direction), and has a length of 840 μm. This is a substantially square area having a width of 840 μm. The second wire connection region is an exposed region on the upper surface of the first lead electrode (contiguous to the left side of the element mounting region and the lower side is located on the same straight line), and has a substantially rectangular shape with a length of 420 μm and a width of 310 μm. Area. The first wire connection region is an exposed region on the upper surface of the second lead electrode (the upper side is located on the same straight line as the upper side of the element mounting region in the vertical direction, and the horizontal position is the left end). This is a substantially rectangular area having a length of 420 μm and a width of 230 μm. Between the element mounting region at the base and the first wire connection region, there is a space between the first lead electrode and the second lead electrode, which is formed on the surface of the resin molded body. The surface of the side wall portion is formed of a resin molded body, and is inclined with the periphery of the base portion substantially as a starting point (end). The inclination angle θ of the surface of the side wall is 18 to 33 °.
パッケージの素子載置領域には、発光素子が1つ、ジメチルシリコーン樹脂である接着剤で接着されている。この発光素子は、サファイア基板上に窒化物半導体の素子構造が積層された、青色(中心波長約453nm)発光可能な、縦650μm、横650μm、厚さ150μmのLED素子である。また、発光素子は、n電極が第2のワイヤ接続領域にワイヤで接続され、p電極が第1のワイヤ接続領域にワイヤで接続されている。ワイヤは、線径25μmの金線である。 One light emitting element is bonded to the element mounting area of the package with an adhesive, which is dimethyl silicone resin. This light-emitting element is a 650-μm-long, 650-μm-wide, and 150-μm-thick LED element capable of emitting blue light (center wavelength: about 453 nm), in which a nitride semiconductor element structure is stacked on a sapphire substrate. In the light emitting element, the n-electrode is connected to the second wire connection region by a wire, and the p-electrode is connected to the first wire connection region by a wire. The wire is a gold wire having a wire diameter of 25 μm.
パッケージの凹部には、封止部材が充填され、発光素子を被覆している。封止部材は、フェニルシリコーン樹脂を母材とし、その中にシリカの充填剤を含有している。封止部材の上面は、パッケージの上面と略同一面であり、ほぼ平坦面(厳密には硬化収縮により若干の凹面)になっている。この封止部材は、液状の構成材料がディスペンサ等によりパッケージの凹部内に滴下され、加熱により固化させることで形成される。 The recess of the package is filled with a sealing member to cover the light emitting element. The sealing member is made of a phenyl silicone resin as a base material, and contains a filler of silica therein. The upper surface of the sealing member is substantially flush with the upper surface of the package, and is substantially flat (strictly, a slightly concave surface due to curing shrinkage). The sealing member is formed by dropping a liquid constituent material into a concave portion of a package with a dispenser or the like and solidifying the material by heating.
以上のように構成された実施例1の発光装置は、電流65mAにおいて、放射束Φe=117.1mWで発光することができる。これは、上面視同一形状の開口であり傾斜角度θ=63°で一様に傾斜する側壁部表面を有する凹部とする以外は同様に作製された発光装置の放射束Φe=107.8mWに対して、8.7%も高い値である。 The light emitting device of Example 1 configured as described above can emit light with a radiant flux Φe of 117.1 mW at a current of 65 mA. This is for a radiant flux Φe of 107.8 mW of a light emitting device manufactured in the same manner except that the opening has the same shape when viewed from above and has a recess having a side wall surface which is uniformly inclined at an inclination angle θ = 63 °. Therefore, the value is as high as 8.7%.
本発明に係る発光装置は、液晶ディスプレイのバックライト装置、各種照明器具、大型ディスプレイ、広告や行き先案内等の各種表示装置、プロジェクタ装置、さらには、デジタルビデオカメラ、ファクシミリ、コピー機、スキャナ等における画像読取装置などに利用することができる。 The light-emitting device according to the present invention is used in a backlight device of a liquid crystal display, various lighting fixtures, a large display, various display devices such as advertisements and destination guidance, a projector device, and further, a digital video camera, a facsimile, a copier, a scanner and the like. It can be used for an image reading device and the like.
100,200…パッケージ
110,210…凹部
111,211…基底部(113,213…素子載置領域、115…第2のワイヤ接続
領域、117,217…ワイヤ接続領域(第1のワイヤ接続領域))
119,219…側壁部
10…第1のリード電極
20…第2のリード電極
30…樹脂成形体
150,250…発光装置
40,41…発光素子
50…ワイヤ
60…封止部材
70…保護素子
80…蛍光体
100, 200: Package 110, 210:
119, 219
Claims (6)
凹部と、前記凹部の底面において前記第1のリード電極の上面が前記樹脂成形体から露出された素子載置領域と、前記凹部の底面において前記第2のリード電極の上面が前記樹脂成形体から露出されたワイヤ接続領域と、を有し、
前記素子載置領域と前記ワイヤ接続領域は、前記樹脂成形体により隔てられており、
前記素子載置領域の縁に前記凹部の側壁部の終端が位置し、
前記側壁部の表面は、前記側壁部の終端から前記側壁部の始端に至るまで傾斜又は湾曲しており、
前記ワイヤ接続領域は、上面視において、前記素子載置領域より小型であり、且つ、前記素子載置領域の対角線の延長線上であって、前記素子載置領域の角に隣接しているパッケージ。 A package comprising: a first lead electrode; a second lead electrode; and a resin molded body formed integrally with the first and second lead electrodes,
A concave portion, an element mounting region in which the upper surface of the first lead electrode is exposed from the resin molded body on the bottom surface of the concave portion, and an upper surface of the second lead electrode on the bottom surface of the concave portion, wherein An exposed wire connection area;
The element mounting area and the wire connection area are separated by the resin molded body,
The end of the side wall of the recess is located at the edge of the element mounting area,
The surface of the side wall is inclined or curved from the end of the side wall to the start of the side wall,
The package in which the wire connection region is smaller than the element mounting region in a top view, and is on an extension of a diagonal line of the element mounting region and is adjacent to a corner of the element mounting region.
前記凹部に収容され、前記素子載置領域に載置された発光素子と、
を備える発光装置。 A package according to claim 1 or 2,
A light-emitting element housed in the recess, and mounted on the element mounting area,
A light emitting device comprising:
基板と、前記基板に形成されている素子構造と、を有し、
前記素子構造側の面を前記素子載置領域に向けて前記素子載置領域に載置され、
前記基板側の面が前記素子構造側の面よりも小さく、
側面が傾斜している請求項3または4に記載の発光装置。 The light emitting element,
Having a substrate and an element structure formed on the substrate,
The surface on the element structure side is mounted on the element mounting area with the element mounting area facing the element mounting area,
The surface on the substrate side is smaller than the surface on the element structure side,
The light emitting device according to claim 3, wherein the side surface is inclined.
前記封止部材は、前記封止部材内において分散している蛍光体を含んでいる、
請求項3から5のいずれか1項に記載の発光装置。
A sealing member that is filled in the concave portion and seals the light emitting element,
The sealing member includes a phosphor dispersed in the sealing member,
The light emitting device according to claim 3.
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