JP6387973B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
本開示は発光装置に関する。
ＬＥＤ等の発光素子を用いた発光装置は高い発光効率を容易に得られるため、ディスプレイ等のバックライトおよび照明用灯具を含む多くの機器で用いられている。
特許文献１には、正負一対のリードを有する樹脂パッケージと、樹脂パッケージに搭載される発光素子や保護素子等の電子部品とを備える発光装置が開示されている。さらに、特許文献１には、正負一対のリードの上に同一面側に正電極と負電極とを有する発光素子をフリップチップ実装することが開示されている。
特許文献１には、正負一対のリードを有する樹脂パッケージと、樹脂パッケージに搭載される発光素子や保護素子等の電子部品とを備える発光装置が開示されている。さらに、特許文献１には、正負一対のリードの上に同一面側に正電極と負電極とを有する発光素子をフリップチップ実装することが開示されている。
しかしながら、樹脂パッケージは、比較的熱によって変形しやすい。そのため、リードと発光素子（特に、発光素子の基板）の線膨張係数の差に起因して、発光素子がリードから剥離してしまうおそれがある。
そこで、本開示に係る実施形態は、発光素子がリードから剥離することを抑制し、信頼性の高い発光装置を提供することを目的とする。
本開示の発光装置は、第１リード及び第２リードと、前記第１リード及び第２リードと一体に形成された成形体とを備える樹脂パッケージと、ポスト電極をそれぞれが備える第１電極及び第２電極を有し、前記第１電極及び第２電極は前記第１リード及び前記第２リードに対向するように配置され、かつ、前記第１リード及び前記第２リードに跨って載置される発光素子と、前記第１電極のポスト電極と前記第１リード、及び、前記第２電極のポスト電極と前記第２リード、のそれぞれを電気的に接続する導電性の接合部材と、を備え、平面視において、前記第１電極が前記接合部材を介して前記第１リードと接合する面積と、前記第２電極が前記接合部材を介して前記第２リードと接合する面積とが異なり、 前記第１リードに接合する前記第１電極と前記第２リードに接合する前記第２電極のうち、前記接合部材を介して接合する面積の小さな方が、前記接合部材と接する縁部の長さが大きい。
本開示に係る実施形態によれば、発光素子がリードから剥離することを抑制し、信頼性の高い発光装置を提供することができる。
以下、本開示に係る実施形態について図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、本開示の技術思想を具体化するためのものであり、本開示の技術的範囲を限定することを意図したものではないことに留意されたい。１つの実施形態において説明する構成は、特段の断りがない限り、他の実施形態にも適用可能である。以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本開示の技術的範囲が制限されるものではない。
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点も留意されたい。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一の部分又は部材を示す。
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点も留意されたい。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一の部分又は部材を示す。
本開示に係る発光装置は、第１リード及び第２リードと成形体が一体に形成された樹脂パッケージと、樹脂パッケージに載置された発光素子と、発光素子と第１リード及び第２リードを電気的に接続させる導電性の接合部材とを備える。そして、発光素子は第１電極と第２電極を備え、第１電極及び第２電極のそれぞれは厚さ５０μｍ〜１５０μｍのポスト電極を有する。さらに、発光素子の第１電極及び第２電極は、第１リード及び第２リードに対向するように配置され、かつ、第１リードと第２リードに跨って載置される。
このような構成を有する発光装置は、封止部材等の樹脂材料を硬化する際の熱や発光素子を接合する接合材料を硬化する際の熱によってリードが膨張又は収縮したとしても、ポスト電極を有する発光素子の電極によって発光素子とリードの接合部位にかかる応力を効果的に緩和することができる。その結果、発光素子がリードから剥離することを抑制することができる。また、発光素子を正負一対のリードの上にフリップチップ実装することにより、ワイヤを用いて発光素子を電気的に接続する発光装置と比べて、ワイヤを配置する領域を省略することができ、発光装置の小型化を図ることができる。さらに、ワイヤを用いないことで発光装置の開口（発光面積）を小さくすることが可能なので、２次レンズでの光学制御が容易になる。
以下に本発明の実施形態に係る発光装置の詳細を説明する。
以下に本発明の実施形態に係る発光装置の詳細を説明する。
１．実施形態１
図１Ａは発光装置１００を示す模式斜視図であり、図１Ｂは発光装置１００を示す模式斜視透視図であり、図１Ｃは発光装置１００を示す模式上面透視図であり、図１Ｄは図１ＣのI-I線における模式断面図である。
図１Ａは発光装置１００を示す模式斜視図であり、図１Ｂは発光装置１００を示す模式斜視透視図であり、図１Ｃは発光装置１００を示す模式上面透視図であり、図１Ｄは図１ＣのI-I線における模式断面図である。
発光装置１００は、第１リード８１及び第２リード８２と成形体７が一体に形成された樹脂パッケージ１と、樹脂パッケージ１に載置された発光素子３と、発光素子３と第１リード８１及び第２リード８２を電気的に接続させる導電性の接合部材とを備える。
（樹脂パッケージ）
図１Ｂ及び図１Ｃで示すように、樹脂パッケージ１は、第１リード８１及び第２リード８２と、第１リード８１及び第２リード８２と一体に形成された成形体７を備えている。図１Ｄで示す発光装置１００では、樹脂パッケージ１は発光素子３を取り囲む側壁４を有し、側壁４の内側面と第１リード８１及び第２リード８２の一部を含む底面によって凹部２が形成されている。
図１Ｂ及び図１Ｃで示すように、樹脂パッケージ１は、第１リード８１及び第２リード８２と、第１リード８１及び第２リード８２と一体に形成された成形体７を備えている。図１Ｄで示す発光装置１００では、樹脂パッケージ１は発光素子３を取り囲む側壁４を有し、側壁４の内側面と第１リード８１及び第２リード８２の一部を含む底面によって凹部２が形成されている。
樹脂パッケージ１の外形は、図１Ａで示すような略直方体の形状に限定されず、略立方体、略六角柱又は他の多面体形状としてもよい。また、上面視において、樹脂パッケージ１は略三角形、略四角形、略五角形、略六角形又は他の多角形形状としてよい。
凹部２の形状は上面視において略円形形状、略楕円形形状、略多角形形状などの形状としてよい。また、凹部２の側面は、凹部２の底面から凹部２の開口に向かって外向きに傾斜していることが好ましいが、凹部２の底面から開口に向かって垂直であってもよい。特に、凹部２の側面が凹部２の底面から凹部２の開口に向かって外向きに傾斜している場合は、発光素子３からの光を効率的に開口方向に取り出すことができる。
凹部２の形状は上面視において略円形形状、略楕円形形状、略多角形形状などの形状としてよい。また、凹部２の側面は、凹部２の底面から凹部２の開口に向かって外向きに傾斜していることが好ましいが、凹部２の底面から開口に向かって垂直であってもよい。特に、凹部２の側面が凹部２の底面から凹部２の開口に向かって外向きに傾斜している場合は、発光素子３からの光を効率的に開口方向に取り出すことができる。
樹脂パッケージ１の側壁４の幅は、特に限定されるものではないが、１００μｍ〜１０００μｍであることが好ましく、６００μｍ〜８００μｍであることがより好ましい。また、側壁４と発光素子３の側面までの距離は５０μｍ〜１００μｍとすることが好ましい。樹脂パッケージ１の側壁４の幅とは、側壁４の上面の幅のことを指し、具体的には、図１Ｄにおける側壁の外側面から凹部２の開口までの距離となる。側壁４と発光素子３の側面までの距離とは、発光素子３の側面から側壁４の内側面までの最短距離のことを指す。また、上面視における樹脂パッケージ１の外形の面積と、上面視における側壁４が形成されている領域の面積との比は１：０．６〜１：０．８であることが好ましい。
樹脂パッケージ１の高さは、特に限定されるものではないが、５００μｍ〜６００μｍとすることが好ましい。また、樹脂パッケージ１の高さと、第１リード８１及び第２リード８２の厚みと、の比は１：０．３〜１：０．４であることが好ましい。第１リード８１及び第２リード８２の厚みとは、第１リード８１及び第２リード８２の上面から下面までの距離であり、具体的には、第１リード８１及び第２リード８２の最も厚みが厚い部分の厚みを指す。
樹脂パッケージ１の高さは、特に限定されるものではないが、５００μｍ〜６００μｍとすることが好ましい。また、樹脂パッケージ１の高さと、第１リード８１及び第２リード８２の厚みと、の比は１：０．３〜１：０．４であることが好ましい。第１リード８１及び第２リード８２の厚みとは、第１リード８１及び第２リード８２の上面から下面までの距離であり、具体的には、第１リード８１及び第２リード８２の最も厚みが厚い部分の厚みを指す。
（第１リード、第２リード）
第１リード８１及び第２リード８２は導電性材料によって形成される。第１リード８１及び第２リード８２は、通常、発光素子や保護素子等に給電するための電極として機能させるが、必ずしも電極としての機能を有していなくてもよい。つまり、第１リード８１又は第２リード８２は通電に寄与しない部材であってもよく、例えば第１リード８１又は第２リード８２は放熱部材であってもよい。また、発光装置１００は３つ以上のリードを有していてもよく、例えば発光装置１００は第１リード８１及び第２リード８２以外に第３リードを備えていてもよい。
第１リード８１及び第２リード８２は導電性材料によって形成される。第１リード８１及び第２リード８２は、通常、発光素子や保護素子等に給電するための電極として機能させるが、必ずしも電極としての機能を有していなくてもよい。つまり、第１リード８１又は第２リード８２は通電に寄与しない部材であってもよく、例えば第１リード８１又は第２リード８２は放熱部材であってもよい。また、発光装置１００は３つ以上のリードを有していてもよく、例えば発光装置１００は第１リード８１及び第２リード８２以外に第３リードを備えていてもよい。
第１リード８１及び第２リード８２は、上面と、上面と対面する下面を有し、図１Ｂ及び図１Ｃで示す発光装置１００では、第１リード８１の側面と第２リード８２の側面は対向して配置されている。第１リード８１と第２リード８２が対向するとは、第１リード８１の一の側面と第２リード８２の一の側面が完全に対向している場合だけでなく、第１リード８１の少なくとも一部の面が第２リード８２の少なくとも一部の面が対向している場合も含む。そして、第１リード８１及び第２リード８２の上面の一部は凹部２の底面に含まれており、第１リード８１及び第２リード８２の下面は成形体７から露出している。これにより、製造の過程で樹脂パッケージ１に熱が加えられたとしても、その熱を第１リード８１及び第２リード８２の下面から外部へと逃がすことが出来る。その結果、第１リード８１及び第２リード８２の熱による変形をより緩和することができる。特に、第１リード８１及び第２リード８２の上面のうち発光素子３が載置される領域と対面する下面の領域が成形体７から露出していることが好ましい。これにより、発光素子３からの熱を効率的に外部に逃がすことができる。その結果、例えば、発光素子３が点灯、消灯を繰り返す場合に、第１リード８１及び第２リード８２の熱による膨張をより抑制しやすくなる。
第１リード８１及び第２リード８２は、その上面の側壁９で被覆されている領域に溝部６を有していることが好ましい。このような溝部６を形成することで、実装基板に発光装置１００を実装する際に、リフローによって溶融した半田フラックスが樹脂パッケージ１の裏面に露出した第１リード８１及び第２リード８２と成形体７との境界に侵入したとしても、半田フラックスが凹部内に到達するまでの経路を長くすることができる。その結果、半田フラックスが侵入することによって発光素子３からの光を半田フラックスが吸収することを抑制することができる。
第１リード８１及び第２リード８２は母材と、母材を被覆するメッキ層とを有する。
母材の材料として、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。これらは単層であってもよいし、積層構造（例えば、クラッド材）であってもよい。特に第１リード８１及び第２リード８２の母材の材料として銅を用いることが好ましい。
また、メッキ層の材料としては、銀、アルミニウム、ニッケル、パラジウム、ロジウム、金、銅、又はこれらの合金などを用いることができる。
母材の材料として、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。これらは単層であってもよいし、積層構造（例えば、クラッド材）であってもよい。特に第１リード８１及び第２リード８２の母材の材料として銅を用いることが好ましい。
また、メッキ層の材料としては、銀、アルミニウム、ニッケル、パラジウム、ロジウム、金、銅、又はこれらの合金などを用いることができる。
（成形体）
成形体７は第１リード８１及び第２リード８２を固定する部材である。側壁４は成形体７の一部であり、成形体７及び側壁４は同一の部材で一体に形成されている。ただし、側壁４は、成形体７と第１リード８１及び第２リード８２を有する樹脂パッケージ１の上面に、樹脂を描画して形成したり、樹脂を金型で圧縮成型等をすることにより形成したり、又は、金属、セラミックス又はガラエポ等からなる枠体部を貼り付けて形成してもよい。成形体７の母体となる樹脂として、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。具体的には、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、シリコーン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂組成物、エポキシ変性シリコーン樹脂などの変性シリコーン樹脂組成物、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂組成物、変性ポリイミド樹脂組成物、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ＡＢＳ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ＰＢＴ樹脂等の樹脂が挙げられる。特に、熱硬化樹脂が好ましい。
成形体７は第１リード８１及び第２リード８２を固定する部材である。側壁４は成形体７の一部であり、成形体７及び側壁４は同一の部材で一体に形成されている。ただし、側壁４は、成形体７と第１リード８１及び第２リード８２を有する樹脂パッケージ１の上面に、樹脂を描画して形成したり、樹脂を金型で圧縮成型等をすることにより形成したり、又は、金属、セラミックス又はガラエポ等からなる枠体部を貼り付けて形成してもよい。成形体７の母体となる樹脂として、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。具体的には、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、シリコーン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂組成物、エポキシ変性シリコーン樹脂などの変性シリコーン樹脂組成物、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂組成物、変性ポリイミド樹脂組成物、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ＡＢＳ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ＰＢＴ樹脂等の樹脂が挙げられる。特に、熱硬化樹脂が好ましい。
成形体７には、光反射性物質が含有されていることが好ましく、このような光反射性物質として酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライトなどを用いることができる。これにより、発光素子３からの光を効率よく反射させることができる。例えば、酸化チタンを用いる場合は、樹脂部材の全重量に対して、２０〜６０重量％含有されることが好ましく、２５〜５５重量％含有させることがさらに好ましい。成形体７は、発光素子３からの光に対する反射率が６０％以上であるものが好ましく、より好ましくは９０％以上であるものが好ましい。
このような樹脂パッケージ１を用いることで、第１リード８１及び第２リード８２に熱による変形が生じても、その変形量を相対的に小さく抑えることができる。
このような樹脂パッケージ１を用いることで、第１リード８１及び第２リード８２に熱による変形が生じても、その変形量を相対的に小さく抑えることができる。
（発光素子）
発光素子３は第１電極１０１と第２電極１０２を有し、第１電極１０１と第２電極１０２のそれぞれは、少なくとも厚さ５０μｍ以上〜１５０μｍのポスト電極５を備える。具体的には、発光素子３は、図２Ｂで示すように、絶縁性基板１０４と、半導体積層体１０５と、全面電極１０６と、カバー電極１０７と、絶縁膜１０８と、ｎ側電極１０９と、ｐ側電極１１０と、ポスト電極５と、を備えている。半導体積層体１０５は絶縁性基板１０４の側から、ｎ型半導体層と、活性層と、ｐ型半導体層と、をこの順に備えている。全面電極１０６はｐ型半導体層の上面の略全面を覆うように設けられる。全面電極１０６は、ｐ側電極１１０を介して供給される電流を、ｐ型半導体層の全面に拡散するための層である。カバー電極１０７は全面電極１０６の上面の一部及び側面を被覆するように設けられている。カバー電極１０７は全面電極１０６を構成する金属材料のマイグレーションを防止するために形成される。絶縁膜１０８は、半導体積層体１０５上に設けられ、発光素子３の保護膜及び帯電防止膜として機能する層間絶縁膜である。ｎ側電極１０９及びｐ側電極１１０は発光素子３のパッド電極である。ポスト電極５は、ｎ側電極１０９及びｐ側電極１１０上に設けられ、ｎ側電極１０９及びｐ側電極１１０と導通している。ポスト電極５は発光素子３が発した熱を放熱するための熱伝達経路としても機能する。図２Ｂは、図中の部材の説明を明確にするために一部省略して図示している。ポスト電極５の平面視における形状は、直線及び／又は曲線を組み合わせた種々の形状とすることができる。また、ポスト電極５は、厚み方向に対して略同じ形状を有する形状であることが好ましい。ポスト電極５がこのような形状であることで、発光素子３が発する熱をポスト電極５からリード側に均一に放熱することができる。このようなポスト５の形状として、円柱形状、直方体、六角柱形状等の形状を例示することができる。
発光素子３は第１電極１０１と第２電極１０２を有し、第１電極１０１と第２電極１０２のそれぞれは、少なくとも厚さ５０μｍ以上〜１５０μｍのポスト電極５を備える。具体的には、発光素子３は、図２Ｂで示すように、絶縁性基板１０４と、半導体積層体１０５と、全面電極１０６と、カバー電極１０７と、絶縁膜１０８と、ｎ側電極１０９と、ｐ側電極１１０と、ポスト電極５と、を備えている。半導体積層体１０５は絶縁性基板１０４の側から、ｎ型半導体層と、活性層と、ｐ型半導体層と、をこの順に備えている。全面電極１０６はｐ型半導体層の上面の略全面を覆うように設けられる。全面電極１０６は、ｐ側電極１１０を介して供給される電流を、ｐ型半導体層の全面に拡散するための層である。カバー電極１０７は全面電極１０６の上面の一部及び側面を被覆するように設けられている。カバー電極１０７は全面電極１０６を構成する金属材料のマイグレーションを防止するために形成される。絶縁膜１０８は、半導体積層体１０５上に設けられ、発光素子３の保護膜及び帯電防止膜として機能する層間絶縁膜である。ｎ側電極１０９及びｐ側電極１１０は発光素子３のパッド電極である。ポスト電極５は、ｎ側電極１０９及びｐ側電極１１０上に設けられ、ｎ側電極１０９及びｐ側電極１１０と導通している。ポスト電極５は発光素子３が発した熱を放熱するための熱伝達経路としても機能する。図２Ｂは、図中の部材の説明を明確にするために一部省略して図示している。ポスト電極５の平面視における形状は、直線及び／又は曲線を組み合わせた種々の形状とすることができる。また、ポスト電極５は、厚み方向に対して略同じ形状を有する形状であることが好ましい。ポスト電極５がこのような形状であることで、発光素子３が発する熱をポスト電極５からリード側に均一に放熱することができる。このようなポスト５の形状として、円柱形状、直方体、六角柱形状等の形状を例示することができる。
発光素子３のポスト電極５の材料としては、銅、銀、金、プラチナ等の材料を用いることができる。特に、第１電極１０１及び第２電極１０２のポスト電極５の材料として銅を用いることが好ましい。ポスト電極５の材料として銅を用いることで、金等の材料を用いる場合と比べて放熱性を向上させることができる。
ポスト電極５は、印刷バンプ、スタッドバンプ、電解又は無電解メッキにより生成可能なめっきバンプ等を用いることができる。中でも、電解メッキにより生成しためっきバンプを用いることが好ましい。例えば、ポスト電極５は、電解銅メッキにて５０μｍ以上１５０μｍの厚みで形成することができる。このようなメッキで形成された銅めっきバンプを用いることで、放熱性が優れ低コストな発光素子とすることができる。ポスト電極ポスト電極ポスト電極また、ポスト電極５の厚みは、第１リード及び第２リードの厚みの１／４以上であることが好ましい。このような厚みのポスト電極５を用いることで、熱による応力をポスト電極５で効果的に緩和させることができる。
発光素子３の第１電極１０１及び第２電極１０２は、第１リード８１及び前記第２リード８２に対向するように配置される。そして、発光素子３は、第１リード８１及び第２リード８２に跨るように載置される。図１Ｄ示す発光装置１００では、第１電極１０１は第１リード８１側に載置され、第２電極１０２は第２リード８２側に載置される。これにより、ワイヤを用いて発光素子を接続する発光装置と比べて、ワイヤを配置する領域を省略することができ、発光装置の小型化を図ることができる。
発光素子３は、図２Ａで示すように、平面視における第１電極１０１の面積と第２電極１０２の面積とが異なることが好ましい。換言すると、後述する接合部材を介して、第１リード８１と第１電極１０１が接合する面積と、第２リード８２と第２電極１０２が接合する面積とが異なっていることが好ましい。これにより、樹脂パッケージ１に熱が加わった際に、電極とリードの接合面積が大きい一方の側にかかる応力を、電極とリードの接合面積が小さい他方の側に逃がし緩和することができる。
第１電極１０１の面積と第２電極１０２の面積を異ならせる方法として、例えば、図２Ａで示すように第２電極１０２に内側に凹む凹み部１０３を形成することを例示することができる。図２Ａでは、第１電極１０１と対向する第２電極１０２の縁部に凹み部１０３が形成されている。これにより、第１電極１０１の第２電極１０２と対向する側の縁部の長さと、第２電極１０２の第１電極１０１と対向する側の縁部の長さが異なっている。第２電極１０２は、第１電極１０１と比べて、接合部材と接する縁部の長さが大きくなっている。第２電極１０２は、第１電極１０１と比べてリードと接合する接合面積が小さいので放熱性が低くなる虞があるが、接合部材と接する縁部の長さを大きくすることで第２電極１０２にかかる熱を接合部材を介して外に逃がすことができる。
発光素子３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３は、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。また、１つの発光装置に、例えば青色、緑色、赤色発光の３つの発光素子３が搭載されていてもよいし、青色、緑色発光の２つの発光素子３が搭載されていてもよい。
（接合部材）
接合部材は、発光素子３を第１リード８１及び第２リード８２に接合する部材である。接合部材は、第１リード８１及び第２リード８２の上面に、発光素子３を接合させるために、少なくとも発光素子３の第１電極１０１及び第２電極１０２と第１リード８１及び第２リード８２との間に介在するように配置される。接合部材としては、発光素子３と第１リード８１及び第２リード８２とを電気的に導通させることができる材料を用いる。例えば錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系などの半田、銀、金、パラジウムなどの導電性ペースト、バンプ、異方性導電材、低融点金属などのろう材等を用いることができる。
中でも、接合部材として、共晶合金を用いることが好ましく、金と錫を主成分とする合金を用いることが特に好ましい。例えば、ポスト電極５をメッキで形成された銅めっきバンプを用い、接合部材を金と錫を主成分とする合金を用いることで、両部材の線膨張係数の差を小さくすることができる。これにより、ポスト電極５と接合部材との接合性を向上させることができるので、発光素子３の剥がれをより抑制することができる。
接合部材は、発光素子３を第１リード８１及び第２リード８２に接合する部材である。接合部材は、第１リード８１及び第２リード８２の上面に、発光素子３を接合させるために、少なくとも発光素子３の第１電極１０１及び第２電極１０２と第１リード８１及び第２リード８２との間に介在するように配置される。接合部材としては、発光素子３と第１リード８１及び第２リード８２とを電気的に導通させることができる材料を用いる。例えば錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系などの半田、銀、金、パラジウムなどの導電性ペースト、バンプ、異方性導電材、低融点金属などのろう材等を用いることができる。
中でも、接合部材として、共晶合金を用いることが好ましく、金と錫を主成分とする合金を用いることが特に好ましい。例えば、ポスト電極５をメッキで形成された銅めっきバンプを用い、接合部材を金と錫を主成分とする合金を用いることで、両部材の線膨張係数の差を小さくすることができる。これにより、ポスト電極５と接合部材との接合性を向上させることができるので、発光素子３の剥がれをより抑制することができる。
（封止部材）
発光装置１００は封止部材８を備えることが好ましい。封止部材８は、発光素子３を被覆するように凹部２に形成される。封止部材８は発光素子を外力や埃、水分などから保護すると共に、発光素子の耐熱性、耐候性、耐光性を良好なものにする。
発光装置１００は封止部材８を備えることが好ましい。封止部材８は、発光素子３を被覆するように凹部２に形成される。封止部材８は発光素子を外力や埃、水分などから保護すると共に、発光素子の耐熱性、耐候性、耐光性を良好なものにする。
封止部材８は、封止部材８の一部が第１リード８１及び第２リード８２と発光素子３の下面の間に配置されるように形成されることが好ましい。より好ましくは、封止部材８の一部が第１リード８１及び第２リード８２と発光素子の３の下面の間の全てに充填される。これにより、封止部材８が、発光素子３と第１リード８１及び第２リード８２とを接着することができるので、発光素子３と第１リード８１及び第２リード８２の剥がれを効果的に抑制することができる。封止部材８は、発光素子３と第１リード８１及び第２リード８２の間に充填しやすいように、封止部材８の硬化前の樹脂材料として粘度の低い樹脂を用いることが好ましい。また、封止部材８は、熱によって膨張しにくい部材であることが好ましく、線膨張係数が小さい部材であることが好ましい。
封止部材８は、発光素子３から出射される光の６０％以上を透過するもの、さらに、７０％、８０％又は９０％以上を透過するものが好ましい。封止部材８の材料としては、成形体７で用いられる樹脂の材料を用いることができ、例えば、母体となる樹脂にシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはこれらを１つ以上含む樹脂を用いることができる。封止部材８は単一層から形成することもできるが、複数層から構成することもできる。また、封止部材８には、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムなどの光散乱粒子を分散させてもよい。
封止部材８は、発光素子３からの発光の波長を変換する材料（蛍光体等）の粒子が分散されていてもよい。蛍光体としては、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、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット、ユウロピウム及び／若しく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（カルシウムの一部をストロンチウムで置換可）、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、ユウロピウムで賦活されたアルミン酸ストロンチウム、マンガンで賦活されたフッ化珪酸カリウムなどを用いることができる。
光散乱粒子及び／又は蛍光体の含有量は、例えば、封止部材８の全重量に対して１０〜１００重量％程度であることが好ましい。
光散乱粒子及び／又は蛍光体の含有量は、例えば、封止部材８の全重量に対して１０〜１００重量％程度であることが好ましい。
（保護素子）
発光装置１００は、静電耐圧を向上させるために保護素子１０を備えることが好ましい。保護素子１０としては、特に限定されるものではなく、発光装置に搭載される公知のもののいずれでもよい。例えば、保護素子１０としてツェナーダイオードを用いることができる。
発光装置１００は、静電耐圧を向上させるために保護素子１０を備えることが好ましい。保護素子１０としては、特に限定されるものではなく、発光装置に搭載される公知のもののいずれでもよい。例えば、保護素子１０としてツェナーダイオードを用いることができる。
保護素子１０は側壁４に内包されていることが好ましい。これにより、保護素子１０の載置領域や、保護素子１０を電気的に接続させるワイヤのワイヤボンディングするための充分な領域を確保する必要がなく、これにより樹脂パッケージ１を大きくする必要がない。また、保護素子１０に発光素子３の光が吸収されることもなく、小型で光取り出し効率の高い発光装置とすることができる。
保護素子１０は、側壁４を形成する前に、予め側壁４が形成される領域の第１リード８１又は第２リード８２の上面に搭載される。保護素子１０はワイヤボンディングもしくはバンプ等を介してフリップチップ実装をして電気的に導通させることができる。
（保護膜）
発光装置１００は第１リード８１及び第２リード８２の表面に酸化ケイ素等の保護膜を備えていてもよい。第１リード８１及び第２リード８２の表面に銀のメッキ層が配置される場合、銀のメッキ層の表面を保護膜で保護することで、銀のメッキ層が大気中の硫黄成分等により変色することを抑制することができる。保護膜の成膜方法は、例えばスパッタ等の真空プロセスによる成膜法やその他の既知の方法を用いることができる。
発光装置１００は第１リード８１及び第２リード８２の表面に酸化ケイ素等の保護膜を備えていてもよい。第１リード８１及び第２リード８２の表面に銀のメッキ層が配置される場合、銀のメッキ層の表面を保護膜で保護することで、銀のメッキ層が大気中の硫黄成分等により変色することを抑制することができる。保護膜の成膜方法は、例えばスパッタ等の真空プロセスによる成膜法やその他の既知の方法を用いることができる。
２．実施形態２
図３は発光装置２００を示す模式断面図である。
図３は発光装置２００を示す模式断面図である。
発光装置２００は、第１リード８１及び第２リード８２と成形体７が一体に形成された樹脂パッケージ１と、樹脂パッケージ１に実装された発光素子３と、発光素子３の側面を覆う光反射性部材９と、発光素子３と第１リード８１及び第２リード８２を電気的に接続させる導電性の接合部材とを備える。
発光装置２００は、発光素子３の側面を覆う光反射性部材９をさらに備える点で、発光装置１００と異なる。光反射性部材９は発光素子３の側面を少なくとも被覆し、図３で示す発光装置２００では、発光素子３の下面、第１電極１０１及び第２電極１０２の側面、凹部２の底面に配置された第１リード８１及び第２リード８２の上面、及び側壁４の内側面を被覆している。これにより、発光素子３から出射される光の全てを光反射性部材９で反射させることができるので、発光装置の光取り出し効率を向上させることができる。また、発光素子３の側面を被覆することで、発光素子３からの光が意図しない方向に出ていかないように制御できるという効果を有する。また、光反射性部材９が発光素子３と第１リード８１及び第２リード８２の間に充填されることにより、発光素子３と第１リード８１及び第２リード８２との接合性が向上し、発光装置２００に熱が加わったとしても発光素子３の剥がれをより抑制することができる。
光反射性部材９は成形体７や側壁４よりも光の反射率が高いことが好ましい。言い換えると、光反射性部材９に含有される光反射性物質（例えば酸化チタン）は、成形体７や側壁４に含有される光反射性物質よりも多いことが好ましい。例えば、光反射性部材９に含有される光反射性物質は、成形体７や側壁４に含有される光反射性物質の１．５倍以上であることが好ましく、２倍以上であることが好ましく、２．５倍以上であることがより好ましい。例えば、光反射性部材９には酸化チタンが４０％重量含有されている。
光反射性部材９は、第１リード８１及び第２リード８２に形成されているメッキ層（例えば銀メッキ）よりも光反射率が高いことが好ましい。この場合の「光反射率が高い」とは、発光素子３から出射される全ての波長に対する光反射率の平均のことを指し、光反射性部材９の全ての波長に対する光反射率の平均値がメッキ層のそれよりも高いことをいう。
発光装置２００が保護素子１０を備える場合は、実施形態１の発光装置１００と同様に保護素子１０は側壁４に内包されていてもよいが、その他に保護素子１０は凹部２の底面に実装され、光反射性部材９で被覆されていてもよい。このようにすることで、側壁４等を成形する際に保護素子に外力が加わり保護素子が機能しなくなる虞を回避することができる。さらに、光反射性部材９で保護素子１０を被覆することで、保護素子１０に発光素子３の光が吸収されることを抑制することができるので、光取り出し効率の高い発光装置とすることができる。
光反射性部材９は発光素子３からの光や外光などが透過や吸収しにくい部材が好ましい。例えば、光反射性部材９の母体となる樹脂として、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができ、より具体的には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ＢＴレジンや、ＰＰＡやシリコーン樹脂などが挙げられる。これら母体となる樹脂に、発光素子３からの光を吸収しにくくかつ母体となる樹脂に対して屈折率差の大きい反射部材（例えば、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム）などの光散乱粒子を分散することで、効率よく光を反射させることができる。
光反射性部材９は成形体７や側壁４よりも光や熱による変色がしにくい耐変色性に優れた樹脂を用いることが好ましい。発光素子３からの光や熱が直接触れる部位は特に変色が起きやすいので、例えばエポキシ系樹脂の成形体７や側壁４の表面を、成形体７や側壁４よりも耐変色性に優れたシリコーン系樹脂等の光反射性部材９で被覆することが好ましい。
光反射性部材９は成形体７や側壁４よりも光や熱による変色がしにくい耐変色性に優れた樹脂を用いることが好ましい。発光素子３からの光や熱が直接触れる部位は特に変色が起きやすいので、例えばエポキシ系樹脂の成形体７や側壁４の表面を、成形体７や側壁４よりも耐変色性に優れたシリコーン系樹脂等の光反射性部材９で被覆することが好ましい。
以上、実施形態について説明したが、これらの説明は特許請求の範囲に記載された構成を何ら限定するものではない。
１００、２００ 発光装置
１ 樹脂パッケージ
２ 凹部
３ 発光素子
４ 側壁
５ ポスト電極
６ 溝部
７ 成形体
８ 封止部材
９ 光反射性部材
１０ 保護素子
８１ 第１リード
８２ 第２リード
１０１ 第１電極
１０２ 第２電極
１０３ 凹み部
１０４ 絶縁性基板
１０５ 半導体積層体
１０６ 全面電極
１０７ カバー電極
１０８ 絶縁膜
１０９ ｎ側電極
１１０ ｐ側電極
１ 樹脂パッケージ
２ 凹部
３ 発光素子
４ 側壁
５ ポスト電極
６ 溝部
７ 成形体
８ 封止部材
９ 光反射性部材
１０ 保護素子
８１ 第１リード
８２ 第２リード
１０１ 第１電極
１０２ 第２電極
１０３ 凹み部
１０４ 絶縁性基板
１０５ 半導体積層体
１０６ 全面電極
１０７ カバー電極
１０８ 絶縁膜
１０９ ｎ側電極
１１０ ｐ側電極
Claims (13)
- 第１リード及び第２リードと、前記第１リード及び第２リードと一体に形成された成形体とを備える樹脂パッケージと、
ポスト電極をそれぞれが備える第１電極及び第２電極を有し、前記第１電極及び第２電極は前記第１リード及び前記第２リードに対向するように配置され、かつ、前記第１リード及び前記第２リードに跨って載置される発光素子と、
前記第１電極のポスト電極と前記第１リード、及び、前記第２電極のポスト電極と前記第２リード、のそれぞれを電気的に接続する導電性の接合部材と、を備え、
平面視において、前記第１電極が前記接合部材を介して前記第１リードと接合する面積と、前記第２電極が前記接合部材を介して前記第２リードと接合する面積とが異なり、
前記第１リードに接合する前記第１電極と前記第２リードに接合する前記第２電極のうち、前記接合部材を介して接合する面積の小さな方が、前記接合部材と接する縁部の長さが大きい
発光装置。 - 前記第１電極及び第２電極のそれぞれは、パッド電極を有し、
前記ポスト電極は、前記パッド電極の上に設けられ、
前記パッド電極と前記接合部材との間に介在する前記第１電極のポスト電極の厚さは、５０μｍ以上〜１５０μｍである請求項１に記載の発光装置。 - 前記ポスト電極の厚みは前記第１リード及び第２リードの厚みの１／４以上である請求項２に記載の発光装置。
- 前記第２電極は縁部に内側に凹む凹み部を有する請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記凹み部は、前記第２電極が前記接合部材を介して前記第２リードと接合する面積を前記第１電極が前記接合部材を介して前記第１リードと接合する面積よりも小さくし、かつ、前記第２電極が前記接合部材と接する縁部の長さを前記第１電極が前記接合部材と接する縁部の長さよりも大きくする請求項４に記載の発光装置。
- 前記ポスト電極はメッキにより形成される請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第１リード及び前記第２リードは上面と、前記上面と対面する下面を有し、前記上面のうち前記発光素子が載置される領域と対面する前記下面の領域は前記成形体から露出する請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記ポスト電極は銅である請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第１リード及び第２リードは母材が銅である請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記接合部材は共晶合金である請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記発光装置はさらに封止部材を有し、前記封止部材は前記第１リード及び前記第２リードと前記発光素子の下面の間に配置される請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記樹脂パッケージは前記発光素子を取り囲む側壁を有し、
前記側壁と前記発光素子の側面までの距離が５０μｍ〜１００μｍである請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記側壁の幅は６００μｍ〜８００μｍである請求項１２に記載の発光装置。
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