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1. WO2010073950 - LIGHT-EMITTING DEVICE, LIGHT-EMITTING MODULE, AND METHOD FOR MANUFACTURING LIGHT-EMITTING DEVICE

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明 細 書

発明の名称 発光装置、発光モジュール、発光装置の製造方法

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004   0005  

発明の開示

発明が解決しようとする課題

0006   0007   0008  

課題を解決するための手段

0009   0010   0011   0012   0013   0014  

発明の効果

0015  

発明を実施するための最良の形態

0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055  

図面の簡単な説明

0056  

符号の説明

0057  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  

明 細 書

発明の名称 : 発光装置、発光モジュール、発光装置の製造方法

技術分野

[0001]
 本発明は、発光素子を用いた発光装置、発光モジュール、発光装置の製造方法に関する。

背景技術

[0002]
 近年、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)等の発光素子を用いた発光装置が種々実用化されてきている。この種の発光装置では、例えば樹脂からなる容器に設けられた凹部の内側に発光素子を取り付け、この凹部の内側を、発光素子から出力された光の反射面として利用している。ここで、凹部の底面には、通常、発光素子に対する給電を行うための金属リード部が露出した状態で形成される。
[0003]
 この種の発光装置では、発光ダイオードが高出力になるほど大きな熱が発生し、発生する熱が大きくなるほど温度が上昇するために、結果として発光ダイオードの明るさが低下してしまう。
[0004]
 公報記載の従来技術として、発光装置の容器を、リードフレームの発光ダイオードが搭載される側に第1の樹脂によって形成される第1樹脂部と、発光ダイオードが搭載されない側のリードフレームの面に第1の樹脂よりも熱伝導率の高い第2の樹脂によって形成される第2樹脂部とで構成したものが存在する(特許文献1参照。)。
[0005]
特許文献1 : 特開2008-108836号公報

発明の開示

発明が解決しようとする課題

[0006]
 ところで、熱伝導性の高い樹脂材料は、通常、基材となる樹脂に、熱伝導性を確保するためのフィラーを混入して構成される。一般に、熱伝導性の高い樹脂材料は、フィラーの影響によって光吸収が生じ、結果として反射率が低下する傾向にある。
[0007]
 このため、容器に設けられた凹部に第2樹脂部を露出させる構成を採用した場合には、発光ダイオードから出射された光の一部が第2樹脂部にて吸収されてしまうことにより、発光装置における光の取り出し効率が低下するおそれがあった。
[0008]
 本発明は、発光素子から出射される光の取り出し効率の低下を抑制するとともに発光に伴う発光素子の温度上昇を抑制することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0009]
 かかる目的のもと、本発明が適用される発光装置は、凹部を有する容器と、一端が容器の凹部に露出するとともに他端が容器の外側に露出するように設けられる金属導体部と、凹部の内側に露出する金属導体部の一方の面に取り付けられ、金属導体部と電気的に接続される発光素子とを含み、容器は、凹部において金属導体部が露出していない領域を覆うように設けられ、金属導体部とともに凹部を形成する第1容器部と、凹部に露出することなく金属導体部の他方の面に接触するとともに第1容器部を収容する第2容器部とを備え、第1容器部は第2容器部よりも発光素子から出力される光に対する光反射性が高く設定され、第2容器部は第1容器部よりも発光素子から伝達される熱に対する熱伝導性が高く設定されることを特徴としている。
[0010]
 このような発光装置において、第2容器部は金属導体部の発光素子の取り付け部位の裏側で金属導体部に接触することを特徴とすることができる。
 また、第1容器部が白色顔料を用いて白色化された樹脂材料で構成されることを特徴とすることができる。
 さらに、第2容器部が2W/m・K以上20W/m・K以下の熱伝導率を有する樹脂材料で構成されることを特徴とすることができる。
 さらにまた、第1容器部および第2容器部が、それぞれ絶縁性を有する樹脂材料で構成されることを特徴とすることができる。
 そして、第1容器部および第2容器部の体積抵抗率がそれぞれ10 15Ω・cm以上であることを特徴とすることができる。
[0011]
 また、他の観点から捉えると、本発明が適用される発光モジュールは、基板と、基板に取り付けられる複数の発光装置とを備え、発光装置は、凹部を有する容器と、一端が容器の凹部に露出するとともに他端が容器の外側に露出するように設けられる金属導体部と、凹部の内側に露出する金属導体部の一方の面に取り付けられ、金属導体部と電気的に接続される発光素子とを含み、容器は、凹部において金属導体部が露出していない領域を覆うように設けられ、金属導体部とともに凹部を形成する第1容器部と、凹部に露出することなく金属導体部の他方の面に接触するとともに第1容器部を収容する第2容器部とを備え、第1容器部は第2容器部よりも発光素子から出力される光に対する光反射性が高く設定され、第2容器部は第1容器部よりも発光素子から伝達される熱に対する熱伝導性が高く設定されることを特徴としている。
[0012]
 このような発光モジュールにおいて、第2容器部は金属導体部の発光素子の取り付け部位の裏側で金属導体部に接触することを特徴とすることができる。
 また、第1容器部が白色顔料を用いて白色化された樹脂材料で構成されることを特徴とすることができる。
 さらに、第2容器部が2W/m・K以上20W/m・K以下の熱伝導率を有する樹脂材料で構成されることを特徴とすることができる。
 さらにまた、第1容器部および第2容器部が、それぞれ絶縁性を有する樹脂材料で構成されることを特徴とすることができる。
 そして、第1容器部および第2容器部の体積抵抗率がそれぞれ10 15Ω・cm以上であることを特徴とすることができる。
[0013]
 さらに、他の観点から捉えると、本発明が適用される発光装置の製造方法は、表面および裏面を有するリードフレームに、リードフレームの表面の一部が露出する凹部とリードフレームの裏面の一部が露出する開口部とを備えた第1容器部を形成する工程と、第1容器部が形成されたリードフレームに、開口部を介してリードフレームの裏面に接触する突出部を備えるとともに凹部に露出しない第2容器部を形成する工程と、凹部に露出するリードフレームの表面に発光素子を実装する工程とを含み、第1容器部を形成する工程では、第2容器部よりも発光素子から出力される光に対する光反射性が高い第1容器部を形成し、第2容器部を形成する工程では、第1容器部よりも発光素子から伝達される熱に対する熱伝導性が高い第2容器部を形成することを特徴としている。
[0014]
 このような発光装置の製造方法において、第1容器部を形成する工程では、凹部に露出するリードフレームの発光素子の取り付け対象位置の裏側に開口部を形成することを特徴とすることができる。
 また、第1容器部を形成する工程では、白色顔料を用いて白色化された樹脂材料を用いて第1容器部を形成することを特徴とすることができる。
 さらに、第2容器部を形成する工程では、熱伝導フィラーを用いて熱伝導率が2W/m・K以上20W/m・K以下に設定された樹脂材料を用いて第2容器部を形成することを特徴とすることができる。
 さらにまた、第1容器部を形成する工程では、体積抵抗率が10 15Ω・cm以上の樹脂材料を用いて第1容器部を形成し、第2容器部を形成する工程では、体積抵抗率が10 15Ω・cm以上の樹脂材料を用いて第2容器部を形成することを特徴とすることができる。
 そして、発光素子が実装された凹部に発光素子を封止するための封止部を形成する工程をさらに含むことを特徴とすることができる。

発明の効果

[0015]
 本発明によれば、発光素子から出射される光の取り出し効率の低下を抑制するとともに発光に伴う発光素子の温度上昇を抑制することができる。

発明を実施するための最良の形態

[0016]
 以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
 図1は、本実施の形態が適用される照明装置10の構成の一例を説明するための図である。ここで、図1(a)は照明装置10を被照射側からみた正面図であり、図1(b)は照明装置10の側面図である。
[0017]
 この照明装置10は、配線やスルーホール等が形成された基板21と、基板21の表面に取り付けられた複数の発光チップ22とを備えた発光モジュール11と、凹字状の断面形状を有し、凹部内側の底部に発光モジュール11が取り付けられるように構成されたシェード12とを備えている。また、照明装置10は、発光モジュール11の基板21の裏面と、シェード12の凹部内側の底部との間に挟まれるように配置された放熱部材13をさらに備えている。そして、発光モジュール11および放熱部材13は、金属製のねじ14によってシェード12に取り付けられ、固定されている。このため、基板21には、ねじ14の取り付け位置に対応したねじ穴(図示せず)が形成されている。なお、照明装置10には、必要に応じて、発光チップ22から出射される光を均一にするための拡散レンズ等を設けるようにしてもよい。
[0018]
 基板21は、例えばガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板(ガラエポ基板)等で構成され、長方形状の形状を有している。そして、基板21の内部には複数の発光チップ22を電気的に接続するための配線が形成され、その表面には白色レジスト膜が塗布形成されている。また、基板21は表面、裏面ともに放熱性をよくするため、できる限り多くの面積の銅箔を残した配線となっており、表裏面はスルーホールで電気的・熱的な導通をとっている。なお、白色レジスト塗装膜に代えて、蒸着等により金属膜を形成するようにしてもよい。
[0019]
 また、発光装置の一例としての発光チップ22は、基板21の表面に、基板21の短手方向に3列且つ長手方向に14列の合計42個が取り付けられている。
[0020]
 さらに、シェード12は、例えば折り曲げ加工された金属板で構成されており、その凹部内側は白色に塗装されている。そして、シェード12は、照明装置10を構成した際に、電気的に接地される。なお、シェード12の凹部内側には、白色塗装膜に代えて、蒸着等により金属膜を形成するようにしてもよい。
[0021]
 図2および図3は、図1に示す発光チップ22の構成の一例を説明するための図である。ここで、図2は、発光チップ22を発光面側からみた上面図である。また、図3(a)は図2のIIIA-IIIA断面図であり、図3(b)は図2のIIIB-IIIB断面図である。
[0022]
 この発光チップ22は、一方の側に凹部31が形成された容器30と、容器30と一体化された金属導体部あるいは金属リード部の一例としての第1リード部61、第2リード部62、第3リード部63および第4リード部64と、凹部31の内側に取り付けられた発光素子の一例としての第1青色LED71、第2青色LED72、第3青色LED73および第4青色LED74と、凹部31を覆うように設けられた封止部80とを備えている。ここで、凹部31は、台形状の断面を有しており、第1青色LED71、第2青色LED72、第3青色LED73および第4青色LED74が取り付けられる底面32と、底面32の外縁部から上方に向かって拡開する壁面33とを備えている。なお、図2においては、封止部80の記載を省略している。また、発光チップ22は、容器30と一体化した4つのリード片65a、65b、66a、66bをさらに有している。
[0023]
 容器30は、第1リード部61、第2リード部62、第3リード部63および第4リード部64と、4つのリード片65a、65b、66a、66bとを一体化してなるリードフレーム60(後述する図5参照)に、熱可塑性樹脂を射出成型することによって形成されている。そして、容器30は、第1リード部61、第2リード部62、第3リード部63および第4リード部64とともに底面32を形成し、且つ、単独で壁面33を形成する第1容器部40と、凹部31の上面側を除いて第1容器部40の外側に形成される第2容器部50とを有している。
[0024]
 第1リード部61、第2リード部62、第3リード部63、第4リード部64および4つのリード片65a、65b、66a、66bは、0.1~0.5mm程度の厚みをもつ金属板にて形成されており、加工性、熱伝導性に優れた金属として例えば鉄/銅合金をベースとし、その上にめっき層としてニッケル、チタン、金、銀などを数μm積層して構成されている。ここで、発光チップ22からの光の取り出し効率を向上させるためには、可視領域において光の吸収が少ない銀を、金属板にメッキしたものを用いることが好ましい。なお、第1リード部61乃至第4リード部64および4つのリード片65a、65b、66a、66bは、後述するように、1枚の金属板を打ち抜いて作製されている。このため、第1リード部61乃至第4リード部64および4つのリード片65a、65b、66a、66bの各面は、ほぼ同じ高さに位置している。
[0025]
 そして、本実施の形態では、第1リード部61乃至第4リード部64の一部が、それぞれ凹部31の底面32に露出するようになっている。また、凹部31の底面32において、第1リード部61乃至第4リード部64が露出してない部位には、第1容器部40が露出するようになっている。そして、本実施の形態では、凹部31に露出する第1リード部61乃至第4リード部64の表面および第1容器部40の表面によって、反射面が構成されている。さらに、第1リード部61乃至第4リード部64の一端部側はそれぞれ容器30の外側の側壁から突出するように形成されており、容器30の外壁面から凹部31が形成される表面側とは反対の裏面側に折り曲げられている。
[0026]
 そして、底面32に露出する第1リード部61には第1青色LED71が、底面32に露出する第2リード部62には第2青色LED72が、底面32に露出する第3リード部63には第3青色LED73が、底面32に露出する第4リード部64には第4青色LED74が、それぞれ図示しないダイボンディングペーストによって固定されている。また、第1リード部61乃至第4リード部64および第1青色LED71乃至第4青色LED74は、図示しないボンディングワイヤによって直列あるいは並列に接続されている。なお、この例では、第4リード部64がカソード電極として用いられている。
 また、第1青色LED71乃至第4青色LED74の発光層はInGaN(窒化インジウムガリウム)を含む構成を有しており、青色光を出射するようになっている(なおInGaNとは、各元素組成比は任意の相対比率を含む総称である。)。
[0027]
 封止部80は、可視領域の波長において光透過率が高く、また屈折率が高い透明樹脂にて構成される。また、封止部80の表面側は平坦面、窪み面又は凸部面から選ばれる。封止部80を構成する樹脂としては、耐熱性、耐候性、及び機械的強度が高い特性を満たす樹脂であって、例えばエポキシ樹脂やシリコン樹脂を用いることができる。そして、本実施の形態では、封止部80を構成する透明樹脂に、第1青色LED71乃至第4青色LED74から出射される青色光の一部を、緑色光および赤色光に変換する蛍光体を含有させている。なお、このような蛍光体に代えて、青色光の一部を黄色光に変換する蛍光体、あるいは、青色光の一部を黄色光および赤色光に変換する蛍光体を含有させるようにしてもよい。また、もちろん蛍光体を含まない構成であってもかまわない。
[0028]
 次に、容器30の構成について、より具体的に説明する。
 上述したように、容器30は、第1リード部61乃至第4リード部64とともに凹部31を形成する第1容器部40と、第1容器部40の背面側すなわち凹部31とは反対側において第1容器部40を収容する第2容器部50とを備えている。ここで、図2に示すように上側からみたときに、第1容器部40は円形の外形を有しており、第2容器部50は長方形の外形を有している。なお、第1リード部61乃至第4リード部64は、第1容器部40および第2容器部50を貫通して容器30の側部外側へと突出し、第2容器部50の表面に沿って裏面側に折り曲げられている。また、4つのリード片65a、65b、66a、66bは、第2容器部50に挟み込まれている。
[0029]
 第1樹脂部材の一例としての第1容器部40は略凹字状の断面を有しており、その内側には底面32側から上部に向けて拡開する壁面33が形成されている。また、底面32の中央となる部位には円形状の凹みが設けられており、その裏側には円形状の突起が設けられている。
 また、図2および図3(a)に示すように、底面32のうち第1リード部61乃至第4のリード部64が存在しない領域には、第1容器部40が露出するようになっている。一方、図2および図3(b)に示すように、底面32のうち第1リード部61乃至第4リード部64が存在する領域において、第1青色LED71乃至第4青色LED74がダイボンドされる部位の裏面側には、第1容器部40が形成されておらず、開口部の一例としての第1開口部41、第2開口部42、第3開口部43および第4開口部44(後述する図7参照)が設けられている。なお、第1開口部41乃至第4開口部44はそれぞれ正方形状となっており、第1リード部61乃至第4リード部64から遠ざかるほど拡開するようになっている。
[0030]
 この第1容器部40は、例えば可視光の光反射率が85%以上であって98%以下となるように白色顔料の含有率、粒径等を調整した樹脂材料を用いることが好ましい。言い換えると、第1容器部40の可視光の光吸収率は15%未満とされている。白色顔料としては、チタニア(酸化チタン)を微粒子化したものを用いることが好ましい。チタニアは、他の白色顔料に比べて屈折率が高く、また、光吸収率が低いので、本実施形態の第1容器部40に好適に用いることができる。他の白色顔料、例えば酸化アルミニウム、酸化亜鉛等も使用することができる。
[0031]
 また、第1容器部40は、第1リード部61乃至第4リード部64の間の絶縁にも用いられる。このため、第1容器部40は、例えば10 15Ω・cm以上の体積抵抗率を有していることが好ましい。
[0032]
 さらに、製造工程でハンダリフローなどの温度がかかる工程が複数あるので、第1容器部40を構成する樹脂は、耐熱性を十分考慮した上で公知の材質を選定することが好ましい。ここで、第1容器部40の基材となる樹脂としては、ポリアミド、液晶ポリマー等を用いることができ、例えばジェネスタ(クラレ)やアモデル(Solvay Advanced Polymers)等を好適に使用することができる。
[0033]
 これに対し、第2樹脂部材の一例としての第2容器部50も略凹字状の断面を有しており、その内側に第1容器部40を、特に好ましくは完全に収容するようになっている。そして、第1容器部40の外側壁面および底面と第2容器部50の内側壁面および底面とが密着するようになっている。
 また、図2および図3(a)に示すように、底面32のうち第1リード部61乃至第4リード部64が存在しない領域には、第2容器部50が露出しないようになっている。一方、図2および図3(b)に示すように、底面32のうち第1リード部61乃至第4リード部64が存在する領域において、第1青色LED71乃至第4青色LED74がダイボンドされる部位の裏面側に形成された第1開口部41乃至第4開口部44には、これらをそれぞれ埋めるように第2容器部50による突出部の一例としての第1突出部51、第2突出部52、第3突出部53および第4突出部54が形成され、第1リード部61乃至第4リード部64の裏面側とそれぞれ接触するようになっている。
[0034]
 この第2容器部50は、第1容器部40よりも熱伝導性が高いものを用いることが好ましく、例えば室温において2W/m・K以上且つ20W/m・K以下の熱伝導率を有する樹脂材料を使用することが好ましい。
[0035]
 また、第2容器部50は、第1容器部40と同様に、第1リード部61乃至第4リード部64の間の絶縁にも用いられる。このため、第2容器部50は、例えば10 15Ω・cm以上の体積抵抗率を有していることが望ましい。
[0036]
 さらに、製造工程でハンダリフローなどの温度がかかる工程が複数あるので、第2容器部50を構成する樹脂は、第1容器部40を構成する樹脂と同様、耐熱性を十分考慮した上で材質を選定することが好ましい。ここで、第2容器部50の基材となる樹脂としては、ポリアミド、ナイロン、液晶ポリマー等を用いることができ、例えば絶縁性熱伝導フィラーを含有させたPPS樹脂、液晶ポリマー等を用いることができ、G142Z1、G141Z1、G131Z1(出光興産)等を好適に使用することができる。
[0037]
 また、容器30を構成する第1容器部40と第2容器部50との密着性を高めるためには、第1容器部40および第2容器部50の基材を、同一の樹脂とすることが望ましい。
 そして、第1青色LED71乃至第4青色LED74の発光波長の光に対する第1容器部40の光反射率は、同じ発光波長の光に対する第2容器部50の光反射率よりも高いことが好ましい。なお、第2容器部50を構成する樹脂は、熱伝導性を高めるために添加される熱伝導性フィラーの影響により、一般的に、第1容器部40よりも可視光の光反射率が低くなり、第1容器部40が白色を呈するのに対し、第2容器部50は灰色あるいは黒色を呈する傾向にある。
[0038]
 では、図1に示す照明装置10の動作を説明する。
 外部から照明装置10の発光モジュール11に電流が供給されると、42個の発光チップ22から白色光が出射される。各発光チップ22から出射された白色光は、直接あるいは基板21やシェード12で反射した後に、空間あるいは対象物に向けて照射される。
[0039]
 次に、図2および図3に示す発光チップ22の動作を説明する。
 発光チップ22に第1リード部61乃至第4リード部64を介して電流が供給されると、これらと電気的に接続される第1青色LED71乃至第4青色LED74には、それぞれ直流の順方向電流が流れる。その結果、発光チップ22に設けられた第1青色LED71乃至第4青色LED74は、それぞれ青色に発光する。第1青色LED71乃至第4青色LED74から出力された青色光は、封止部80内すなわち凹部31内を進行し、直接あるいは底面32や壁面33で反射した後に封止部80の上部側に設けられた出射面から外部に出射される。但し、出射面に向かう光の一部は、出射面で反射し、再び封止部80内を進行する。この間、封止部80内において、青色光の一部は蛍光体によって緑色光および赤色光に変換され、変換された緑色光および赤色光は、直接あるいは底面32や壁面33で反射した後、青色光と共に出射面から外部に出射される。したがって、封止部80からは、青色光、緑色光および赤色光を含む白色光が出射されることになる。
[0040]
 一方、発光に伴って第1青色LED71乃至第4青色LED74で発生した熱は、それぞれが取り付けられた第1リード部61乃至第4リード部64に伝達される。
 ここで、本実施の形態では、底面32に露出して表面側に第1青色LED71乃至第4青色LED74が実装される第1リード部61乃至第4リード部64の実装位置の裏面側に、第1容器部40よりも熱伝導性のよい第2容器部50の第1突出部51乃至第4突出部54を接触させている。これにより、第1青色LED71乃至第4青色LED74から第1リード部61乃至第4リード部64の表面側に伝達された熱は、その真裏から第1突出部51乃至第4突出部54を介して第2容器部50へと伝達される。そして、伝達された熱は、第2容器部50の外表面から大気中へと放出される。また、第1リード部61乃至第4リード部64の一部は、容器30の外側に露出する部位へと伝達され、第1リード部61乃至第4リード部64の外表面から大気中へと放出される。
[0041]
 本実施の形態では、底面32を、金属光沢を呈する第1リード部61乃至第4リード部64と白色を呈する第1容器部40とで構成し、且つ、壁面33を、第1容器部40で構成している。換言すれば、底面32および壁面33に、可視光に対し光吸収特性を有する第2容器部50を露出させないようにしている。このため、封止部80内を進行する光は、底面32および壁面33で吸収されにくくなることから、発光チップ22からの光の取り出し効率を向上させることができる。
[0042]
 また、本実施の形態では、第1リード部61乃至第4リード部64の裏面側であって第1青色LED71乃至第4青色LED74の実装位置の真裏となる部位に、第1容器部40よりも著しく熱伝導性の高い第2容器部50の第1突出部51乃至第4突出部54を接触配置している。このため、第1青色LED71乃至第4青色LED74で発生した熱が発光チップ22内に留まりにくくなり、第1青色LED71乃至第4青色LED74の温度上昇が鈍化する。一般に、LEDは、温度が高くなると発光効率の低下を招きやすく、その結果、発光光量の低下を生じやすい。したがって、本実施の形態の構成を採用することにより、発光チップ22における第1青色LED71乃至第4青色LED74の発光効率を高めることができる。
[0043]
 このように、本実施の形態の構成を採用することにより、第1青色LED71乃至第4青色LED74自体の発光効率と、第1青色LED71乃至第4青色LED74から出射された光を外部へ取り出す取り出し効率とが高まることから、発光チップ22全体としての発光効率を著しく向上させることができる。
[0044]
 図4は、図2および図3に示す発光チップ22の製造方法を説明するためのフローチャートである。また、図5乃至図11は、発光チップ22の製造工程を説明するための図である。
[0045]
 まず、第1リード部61乃至第4リード部64および4つのリード片65a、65b、66a、66bを、渡り部を介して一体化したリードフレームを準備する。なお、リードフレームは、1枚の金属板を打ち抜くことによって形成される。
 このようなリードフレームに対し、第1樹脂の射出成型を行って第1容器部40を形成し(ステップ101)、続いて第2樹脂の射出成型を行って第2容器部50を形成し(ステップ102)、容器30を得る。次に、底面32に露出する第1リード部61乃至第4リード部64上に、それぞれ、第1青色LED71乃至第4青色LED74を実装する(ステップ103)。なお、実装においては、第1リード部61乃至第4リード部64上への第1青色LED71乃至第4青色LED74のダイボンドと、第1リード部61乃至第4リード部64と第1青色LED71乃至第4青色LED74とのワイヤボンドとが行われる。その後、凹部31に封止樹脂を充填し、その後固化させて封止部80を形成する(ステップ104)。
[0046]
 次に、形成された容器30によって第1リード部61乃至第4リード部64それぞれの一端側が固定された状態で、リードフレームから第1リード部61乃至第4リード部64を切断し(ステップ105)、切断された第1リード部61乃至第4リード部64を容器30の裏面側に折り曲げる(ステップ106)。最後に、リードフレームから4つのリード片65a、65b、66a、66bを切断し(ステップ107)、リードフレームから発光チップ22を分離して発光チップ22を得る。
[0047]
 図5は、出発材料となるリードフレーム60の上面図を示している。
 このリードフレーム60は、1枚の金属板を打ち抜くことにより、第1リード部61乃至第4リード部64および4つのリード片65a、65b、66a、66bを、渡り部67を介して一体化したものである。ここで、リード片65a、65bは渡り部67から延びる第1支持部65の端部から突出形成されており、リード片66a、66bは渡り部67から延びる第2支持部66の端部からリード片65a、65bと対向する側に向けて突出形成されている。
[0048]
 図6は、ステップ101において第1容器部40が形成されたリードフレーム60を、凹部31が形成される側からみた上面図を示しており、図7はその背面図を示している。ここで、第1容器部40は、リードフレーム60のうち、第1リード部61乃至第4リード部64の自由端側を挟み込むように形成される。
[0049]
 図6に示すように、リードフレーム60の表面側には、第1リード部61乃至第4リード部64の表面側とこれらの間から露出する第1容器部40とによって底面32が形成され、且つ、第1容器部40によって壁面33が形成されることにより、凹部31が設けられる。
 他方、図7に示すように、リードフレーム60の裏面側には、第1容器部40によって4つの第1開口部41、第2開口部42、第3開口部43および第4開口部44が形成される。このとき、第1開口部41乃至第4開口部44の底部には、第1リード部61乃至第4リード部64のそれぞれの裏面側の一部が露出する。
[0050]
 図8は、ステップ102において第2容器部50が形成されたリードフレーム60を、凹部31が形成される側からみた上面図を示しており、図9はその背面図を示している。ここで、第2容器部50は、第1容器部40の外側において、第1リード部61乃至第4リード部64の一部に加え、第1支持部65に設けられた2つのリード片65a、65bと第2支持部66に設けられた2つのリード片66a、66bとを挟み込むように形成される。
[0051]
 図8に示すように、リードフレーム60の表面側には、第1容器部40の側部外側を囲うように第2容器部50が形成される。なお、このとき、凹部31の底面32および壁面33に、第2容器部50が露出することはない。
 他方、図9に示すように、リードフレーム60の裏面側には、第1容器部40により形成される第1開口部41乃至第4開口部44(図7参照)に第2容器部50が充填されて第1突出部51乃至第4突出部54が形成されるとともにその裏面側全域にわたって第2容器部50が露出する。
[0052]
 図10は、ステップ103において第1青色LED71乃至第4青色LED74の実装がなされたリードフレーム60を、凹部31が形成される側からみた上面図を示している。ここで、第1青色LED71は、凹部31の底面32のうち、第1リード部61の表面側であって第1リード部61を挟んで第1開口部41と対向する部位、すなわち、第1リード部61の裏面側に第2容器部50の第1突出部51が接する領域に取り付けられる。また、第2青色LED72は、凹部31の底面32のうち、第2リード部62の表面側であって第2リード部62を挟んで第2開口部42と対向する部位、すなわち、第2リード部62の裏面側に第2容器部50の第2突出部52が接する領域に取り付けられる。さらに、第3青色LED73は、凹部31の底面32のうち、第3リード部63の表面側であって第3リード部63を挟んで第3開口部43と対向する部位、すなわち、第3リード部63の裏面側に第2容器部50の第3突出部53が接する領域に取り付けられる。さらにまた、第4青色LED74は、凹部31の底面32のうち、第4リード部64の表面側であって第4リード部64を挟んで第4開口部44と対向する部位、すなわち、第4リード部64の裏面側に第2容器部50の第4突出部54が接する領域に取り付けられる。
 なお、これら第1青色LED71乃至第4青色LED74の実装が行われた後、ステップ104における封止部80の形成が行われる。
[0053]
 図11は、ステップ105およびステップ106において第1リード部61乃至第4リード部64の切断および折り曲げがなされたリードフレーム60を、凹部31が形成される側からみた上面図を示している。なお、図11においては、封止部80の記載を省略している。ここでは、まず、リードフレーム60の渡り部67から第1リード部61乃至第4リード部64の固定端側の切断を行う。このとき、容器30は、第1支持部65に設けられたリード片65a、65bと第2支持部66に設けられたリード片66a、66bを介して渡り部67と一体化しており、リードフレーム60を介して容器30を固定した状態で、第1リード部61乃至第4リード部64の容器30の背面側に対する折り曲げ処理がなされる。
 そして、第1リード部61乃至第4リード部64の折り曲げがなされた後、ステップ107において、第1支持部65を図11に示すA-Aで切断するとともに第2支持部66を図11に示すB-Bで切断することにより、リードフレーム60から発光チップ22を分離することができ、図1乃至図3に示す発光チップ22が得られる。
[0054]
 なお、本実施の形態では、発光素子として青色LEDを使用する場合を例に説明を行ったが、発光素子の発光色については適宜設計変更して差し支えない。この場合において、第1容器部40は、少なくとも発光素子が発光する波長の光に対する反射率を例えば65%以上、より好ましくは90%以上とすることが望ましい。
[0055]
 また、本実施の形態では、発光モジュール11を用いて照明装置10を構成する例について説明を行ったが、これに限られるものではなく、上述した発光モジュール11を例えば信号機、液晶表示装置等のバックライト装置、スキャナの光源装置、プリンタの露光装置、車載用の照明機器、LEDのドットマトリクスを用いたLEDディスプレイ装置等にも適用することができる。

図面の簡単な説明

[0056]
[図1] 本実施の形態が適用される照明装置の構成の一例を説明するための図である。
[図2] 発光チップを発光面側からみた上面図である。
[図3] (a)は図2のIIIA-IIIA断面図であり、(b)は図2のIIIB-IIIB断面図である。
[図4] 発光チップの製造方法を説明するためのフローチャートである。
[図5] リードフレームの上面図である。
[図6] 第1容器部が形成されたリードフレームの上面図である。
[図7] 第1容器部が形成されたリードフレームの背面図である。
[図8] 第2容器部が形成されたリードフレームの上面図である。
[図9] 第2容器部が形成されたリードフレームの背面図である。
[図10] 青色LEDが実装されたリードフレームの上面図である。
[図11] リード部の切断および折り曲げがなされたリードフレームの上面図である。

符号の説明

[0057]
10…照明装置、11…発光モジュール、12…シェード、21…基板、22…発光チップ、30…容器、31…凹部、32…底面、33…壁面、40…第1容器部、41…第1開口部、42…第2開口部、43…第3開口部、44…第4開口部、50…第2容器部、51…第1突出部、52…第2突出部、53…第3突出部、54…第4突出部、60…リードフレーム、61…第1リード部、62…第2リード部、63…第3リード部、64…第4リード部、71…第1青色LED、72…第2青色LED、73…第3青色LED、74…第4青色LED、80…封止部

請求の範囲

[請求項1]
 凹部を有する容器と、
 一端が前記容器の前記凹部に露出するとともに他端が当該容器の外側に露出するように設けられる金属導体部と、
 前記凹部の内側に露出する前記金属導体部の一方の面に取り付けられ、当該金属導体部と電気的に接続される発光素子と
を含み、
 前記容器は、
 前記凹部において前記金属導体部が露出していない領域を覆うように設けられ、当該金属導体部とともに当該凹部を形成する第1容器部と、
 前記凹部に露出することなく前記金属導体部の他方の面に接触するとともに前記第1容器部を収容する第2容器部とを備え、
 前記第1容器部は前記第2容器部よりも前記発光素子から出力される光に対する光反射性が高く設定され、
 前記第2容器部は前記第1容器部よりも前記発光素子から伝達される熱に対する熱伝導性が高く設定されること
を特徴とする発光装置。
[請求項2]
 前記第2容器部は前記金属導体部の前記発光素子の取り付け部位の裏側で当該金属導体部に接触することを特徴とする請求項1記載の発光装置。
[請求項3]
 前記第1容器部が白色顔料を用いて白色化された樹脂材料で構成されることを特徴とする請求項1記載の発光装置。
[請求項4]
 前記第2容器部が2W/m・K以上20W/m・K以下の熱伝導率を有する樹脂材料で構成されることを特徴とする請求項1記載の発光装置。
[請求項5]
 前記第1容器部および前記第2容器部が、それぞれ絶縁性を有する樹脂材料で構成されることを特徴とする請求項1記載の発光装置。
[請求項6]
 前記第1容器部および前記第2容器部の体積抵抗率がそれぞれ10 15Ω・cm以上であることを特徴とする請求項5記載の発光装置。
[請求項7]
 基板と、
 前記基板に取り付けられる複数の発光装置とを備え、
 前記発光装置は、
 凹部を有する容器と、
 一端が前記容器の前記凹部に露出するとともに他端が当該容器の外側に露出するように設けられる金属導体部と、
 前記凹部の内側に露出する前記金属導体部の一方の面に取り付けられ、当該金属導体部と電気的に接続される発光素子とを含み、
 前記容器は、
 前記凹部において前記金属導体部が露出していない領域を覆うように設けられ、当該金属導体部とともに当該凹部を形成する第1容器部と、
 前記凹部に露出することなく前記金属導体部の他方の面に接触するとともに前記第1容器部を収容する第2容器部とを備え、
 前記第1容器部は前記第2容器部よりも前記発光素子から出力される光に対する光反射性が高く設定され、
 前記第2容器部は前記第1容器部よりも前記発光素子から伝達される熱に対する熱伝導性が高く設定されること
を特徴とする発光モジュール。
[請求項8]
 前記第2容器部は前記金属導体部の前記発光素子の取り付け部位の裏側で当該金属導体部に接触することを特徴とする請求項7記載の発光モジュール。
[請求項9]
 前記第1容器部が白色顔料を用いて白色化された樹脂材料で構成されることを特徴とする請求項7記載の発光モジュール。
[請求項10]
 前記第2容器部が2W/m・K以上20W/m・K以下の熱伝導率を有する樹脂材料で構成されることを特徴とする請求項7記載の発光モジュール。
[請求項11]
 前記第1容器部および前記第2容器部が、それぞれ絶縁性を有する樹脂材料で構成されることを特徴とする請求項7記載の発光モジュール。
[請求項12]
 前記第1容器部および前記第2容器部の体積抵抗率がそれぞれ10 15Ω・cm以上であることを特徴とする請求項11記載の発光モジュール。
[請求項13]
 表面および裏面を有するリードフレームに、当該リードフレームの当該表面の一部が露出する凹部と当該リードフレームの当該裏面の一部が露出する開口部とを備えた第1容器部を形成する工程と、
 前記第1容器部が形成された前記リードフレームに、前記開口部を介して当該リードフレームの前記裏面に接触する突出部を備えるとともに前記凹部に露出しない第2容器部を形成する工程と、
 前記凹部に露出する前記リードフレームの前記表面に発光素子を実装する工程と
を含み、
 前記第1容器部を形成する工程では、前記第2容器部よりも前記発光素子から出力される光に対する光反射性が高い当該第1容器部を形成し、
 前記第2容器部を形成する工程では、前記第1容器部よりも前記発光素子から伝達される熱に対する熱伝導性が高い当該第2容器部を形成すること
を特徴とする発光装置の製造方法。
[請求項14]
 前記第1容器部を形成する工程では、前記凹部に露出する前記リードフレームの前記発光素子の取り付け対象位置の裏側に前記開口部を形成することを特徴とする請求項13記載の発光装置の製造方法。
[請求項15]
 前記第1容器部を形成する工程では、白色顔料を用いて白色化された樹脂材料を用いて当該第1容器部を形成することを特徴とする請求項13記載の発光装置の製造方法。
[請求項16]
 前記第2容器部を形成する工程では、熱伝導フィラーを用いて熱伝導率が2W/m・K以上20W/m・K以下に設定された樹脂材料を用いて当該第2容器部を形成することを特徴とする請求項13記載の発光装置の製造方法。
[請求項17]
 前記第1容器部を形成する工程では、体積抵抗率が10 15Ω・cm以上の樹脂材料を用いて当該第1容器部を形成し、
 前記第2容器部を形成する工程では、体積抵抗率が10 15Ω・cm以上の樹脂材料を用いて当該第2容器部を形成することを特徴とする請求項13記載の発光装置の製造方法。
[請求項18]
 前記発光素子が実装された前記凹部に当該発光素子を封止するための封止部を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項13記載の発光装置の製造方法。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]