WO2013027568A1 - 発光装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a light emitting device including a light emitting element and a support that is a package substrate on which the light emitting element is placed.
- LEDs have come to be used more widely as energy-saving light sources than light bulbs and fluorescent lamps with the recent improvement in efficiency.
- blue LEDs have been developed, and white LEDs in which blue LEDs and phosphors are combined have been put into practical use.
- White LEDs are used as light sources for small liquid crystal backlight devices such as portable terminals.
- a liquid crystal backlight device using a side light emitting device has been developed.
- a side light-emitting light-emitting device applied to a liquid crystal backlight device is disposed to face an end surface of a light guide plate disposed on the back surface of a liquid crystal panel, and is configured to introduce light from the end surface to the light guide plate.
- a planar light source for a liquid crystal backlight device is configured by the side light emitting type light emitting device, the light guide plate, and the mounting substrate on which the light emitting device is mounted.
- the above-described side light emitting device has an advantage that the liquid crystal backlight device can be thinned. For this reason, it has recently been used for medium-sized liquid crystal backlight devices such as notebook personal computers and large liquid crystal backlight devices such as liquid crystal televisions. As the liquid crystal backlight device becomes larger, a light source with higher brightness is required. Furthermore, it is also necessary to satisfy the demand for cost reduction compared to current light sources such as fluorescent tubes. In order to realize replacement of the light source from the fluorescent tube, it is necessary to mount a large number of LEDs on the mounting substrate.
- FIG. 7 shows an example of a conventional side light emitting device.
- the light emitting element mounting substrate 110 includes a recess 130 that is open to the front surface for mounting the light emitting element 120.
- the recess 130 includes lead electrodes 131a and 131b.
- the light emitting element mounting substrate 110 has groove portions 112a and 112b formed by cutting out a part of each of the opposite sides in the width direction on the bottom surface so that a region near the center in the width direction remains on the bottom surface. .
- the lead electrodes 131a and 131b are a pair of inner leads for connecting to the light emitting element 120, and are formed of a metal film. These metal films (lead electrodes) 131a and 131b are formed so that the end faces are exposed on the outer surface on the bottom surface side. The end surfaces of the metal films 131a and 131b are exposed on the inner surfaces of the groove portions 112a and 112b. Further, the inner surfaces of the grooves 112a and 112b are covered with metal films 132a and 132b, respectively. The metal films 131a-132a and the metal films 131b-132b are electrically connected (continuous).
- the positions of the groove portions 112a and 112b are soldered to a mounting board (not shown), so that the metal film (lead electrode) 131a in the recess 130 from the mounting board through the metal films 132a and 132b of the groove portions 112a and 112b.
- 131b is formed as a side light-emitting type light emitting device 100.
- the metal films 132a and 132b are portions to which solder is applied when the light emitting device 100 is soldered to the mounting substrate.
- the metal films 132a and 132b are formed so that the solder wet state can be confirmed from the outside in the mounted state.
- the light-emitting element mounting substrate 110 is provided with a reflector layer having a cavity hole (first support 2 in FIG. 3 of Patent Document 1) and metal films 132a and 132b.
- first support 2 in FIG. 3 of Patent Document 1 the first support 2 in FIG. 3 of Patent Document 1
- metal films 132a and 132b the film forming layer (the first support 1 in FIG. 3 of Patent Document 1) is bonded together, and as shown in FIG. .
- Patent Document 1 The conduction method by forming a metal film as disclosed in Patent Document 1 has the following various problems.
- the corner portion of the light emitting element mounting substrate 110 becomes thin, and the metal film may be divided at the corner portion. Therefore, the metal film is in a state of being connected (continuous) only at a certain portion, and it is difficult to electrically connect the inner lead metal films 131a and 131b and the outer lead metal films 132a and 132b by contact. There is a possibility.
- the metal film may be in a disconnected state due to thermal expansion / contraction of the metal film or the substrate constituent material, or erosion, expansion / contraction, etc. that occur during soldering. For this reason, the metal film is disconnected and it becomes difficult to supply power to the light emitting element, which causes a problem that the light emitting element is unlit.
- the metal film is not continuously formed at the corners. Therefore, when soldering is performed in this state, the metal is eroded by the solder. Disconnection may occur.
- the metal film in the groove may be pulled to the light emitting device mounting surface side of the mounting substrate by solder, and disconnection may occur at the corner.
- the present invention has been made in view of various problems mainly occurring at corners of a light-emitting element mounting substrate as described above.
- the object of the present invention is to provide an inner lead (internal lead terminal) and an outer lead (
- An object of the present invention is to provide a light emitting device which prevents disconnection between external lead terminals) and prevents disconnection of a metal film at a corner of a substrate.
- a light-emitting device of the present invention is a light-emitting device including a light-emitting element and a support body on which the light-emitting element is placed, and the support body has the light-emitting element placed thereon.
- a mounting surface, an internal terminal provided on the mounting surface, a back surface facing the mounting surface, a mounting surface provided on a surface between the mounting surface and the back surface, and the mounting External terminals provided on the surface, and the internal terminals are connected to the external terminals through at least one internal via.
- the internal terminal includes an internal anode terminal and an internal cathode terminal connected to the light emitting element
- the external terminal includes an external anode terminal and an external cathode terminal
- the internal anode terminal is used for the anode terminal.
- the internal anode terminal is connected to the external cathode terminal via the internal via
- the internal cathode terminal is connected to the external cathode terminal via the internal via for a cathode terminal.
- the back surface is provided with a back surface terminal connected to the external terminal, and the internal terminal is connected to the back surface terminal through at least one internal via.
- the internal terminal includes an internal anode terminal and an internal cathode terminal connected to the light emitting element
- the external terminal includes an external anode terminal and an external cathode terminal
- the back terminal includes a back anode terminal and a back cathode terminal.
- the internal anode terminal is connected to the backside anode terminal via the internal via for an anode terminal
- the internal cathode terminal is connected to the backside cathode terminal via the internal via for a cathode terminal.
- a back surface terminal connected to the external terminal is formed on the back surface, and the internal terminal, the back surface terminal, and the external terminal are partially at the end surfaces than the end surfaces. It is good also as a structure contained inside. With such a configuration, when the plurality of light emitting devices formed on the base substrate are separated into individual light emitting devices by cutting, the metal film of the back terminal, the internal terminal, and the external terminal is peeled off. , Burr, or floating can be suppressed as much as possible.
- a side light emitting type light emitting device by mounting the light emitting surface of the light emitting element perpendicular to the mounting substrate, a side light emitting type light emitting device can be manufactured, and the light emitting surface of the light emitting element is used as the mounting substrate. By mounting in parallel, a top emission type light emitting device can be manufactured.
- the support is preferably formed of a ceramic material. By forming the support with a ceramic material, the heat resistance and reliability of the light emitting device can be improved.
- the internal terminal and the back terminal connected to the external terminal are connected via the internal via, the disconnection between the internal terminal and the external terminal can be prevented, and the light emitting device is not turned on. It is possible to prevent or reduce the occurrence of defects due to.
- FIG. 1 is a perspective view conceptually showing the light-emitting device according to Embodiment 1 with the light-emitting surface facing upward.
- FIG. 2 is a perspective view conceptually showing the light emitting device according to the first embodiment in a state where the light emitting surface is mounted on the mounting substrate with the light emitting surface facing the back side of the drawing.
- FIG. 3 is a perspective view conceptually showing the light emitting device according to the first embodiment in a state where the light emitting surface is mounted on the mounting substrate with the light emitting surface facing upward.
- FIG. 4 is a perspective view conceptually showing the light emitting device according to Embodiment 2 with the light emitting surface facing upward.
- FIG. 5 is a perspective view conceptually showing the light emitting device according to the second embodiment in a state where the light emitting surface is mounted on the mounting substrate with the light emitting surface facing the back side of the drawing.
- FIG. 6 is a perspective view conceptually showing the light emitting device according to the second embodiment in a state where the light emitting surface is mounted on the mounting substrate with the light emitting surface facing upward.
- FIG. 7 is a schematic view of a conventional light emitting device.
- FIGS. 1 and 2 are perspective views of the light-emitting device according to Embodiment 1, and FIG. 2 is a perspective view showing a part of a mounting substrate on which the light-emitting device is mounted.
- the light emitting device 10A according to Embodiment 1 includes an LED chip 12 and a ceramic support 14 on which the LED chip 12 is placed.
- the ceramic support 14 is a support formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and a chip recess 32 in which the LED chip 12 is disposed is formed on one surface (upper surface in FIG. 1).
- the ceramic support 14 includes an opening surface 14a having the opening 15 of the chip recess 32, a mounting surface 14b disposed adjacent to the opening surface 14a and facing the mounting substrate 36 (see FIG. 2), and an opening.
- a back surface 14c provided on the opposite side to the surface 14a. Both the opening surface 14a and the back surface 14c are formed perpendicular to the mounting surface 14b.
- the opening 15 of the chip recess 32 is formed in, for example, an oval shape.
- a mounting heat conductive member 30 is provided on the mounting surface 14 d which is also the bottom surface of the chip recess 32, and the LED chip 12 is mounted on the mounting heat conductive member 30.
- the mounting heat conducting member 30 is exposed to the outside on the mounting surface 14b side, and the exposed portion is formed in a recess 20 that is recessed by one step from the mounting surface 14b.
- an internal terminal (internal anode terminal) 22a and an internal terminal (internal cathode terminal) 22b are mounted on the mounting surface 14d.
- the internal anode terminal 22a, the internal cathode terminal 22b, and the mounting heat conducting member 30 are arranged separately (electrically insulated) from each other.
- the inside of the chip recess 32 is filled with a phosphor-containing resin 33. Therefore, the LED chip 12 is covered with the phosphor-containing resin 33.
- a phosphor-containing resin 33 for example, a resin in which a phosphor is dispersed in a silicone resin is used.
- BOSE Ba, O, Sr, Si, Eu
- SOSE Sr, Ba, Si, O, Eu
- YAG Ce activated yttrium, aluminum, garnet
- ⁇ sialon (Ca), Si, Al, O, N, Eu)
- Si, Al, O, N, Eu ⁇ sialon
- Si, Al, O, N, Eu ⁇ sialon
- a P-side electrode and an N-side electrode that are a pair of pad electrodes are formed on the surface of the LED chip 12.
- the P-side electrode is wire-bonded with the internal anode terminal 22 a and the wire 16
- the N-side electrode is wire-bonded with the internal cathode terminal 22 b and the wire 16.
- the LED chip 12 for example, a gallium nitride based semiconductor light emitting element capable of emitting blue light is used.
- a back electrode (back surface anode electrode) 26a is placed at a position facing the internal anode terminal 22a, and at a position facing the internal cathode terminal 22b.
- a back electrode (back cathode terminal) 26b is placed.
- an external terminal (external anode terminal) 28a is placed on one corner (the right end in FIG. 1) of the mounting surface 14b, and an external terminal (the left end in FIG. 1) is placed on the other corner (the left end in FIG. 1).
- An external cathode terminal) 28b is placed.
- the external anode terminal 28a and the external cathode terminal 28b are provided on the surfaces of arcuate recesses 18a and 18b formed at the corners of the mounting surface 14b.
- the recesses 18a and 18b extend from the end on the opening surface 14a side to the end on the back surface 14c side.
- the external anode terminal 28a and the external cathode terminal 28b are provided from the end on the placement surface 14d side to the end on the back surface 14c side in the recesses 18a and 18b. That is, the external anode terminal 28a and the external cathode terminal 28b are formed up to a height position where they are connected to the internal anode terminal 22a and the internal cathode terminal 22b.
- the internal anode terminal 22a is a thin metal layer and is formed as a wiring pattern.
- the internal anode terminal 22a is connected to an external anode terminal 28a provided on the mounting surface 14b of the ceramic support 14. More specifically, the internal anode terminal 22a extends laterally inside the ceramic support 14 along the mounting surface 14d, and extends to the concave portion 18a of the corner portion. 22a and the external anode terminal 28a are connected.
- the back surface anode terminal 26a extends in the lateral direction along the back surface 14c and extends to the concave portion 18a at the corner portion, and the back surface anode terminal 26a and the external anode terminal 28a are connected at the corner portion. That is, the internal anode terminal 22a, the external anode terminal 28a, and the back surface anode terminal 26a are connected in a vertical U-shape.
- an internal via 24a for the anode terminal is further formed so as to electrically connect the internal anode terminal 22a and the back surface anode terminal 26a.
- the internal cathode terminal 22b is a thin metal layer and is formed as a wiring pattern.
- the internal cathode terminal 22b is connected to an external cathode terminal 28b provided on the mounting surface 14b of the ceramic support 14. More specifically, the internal cathode terminal 22b extends laterally inside the ceramic support 14 along the mounting surface 14d, and extends to the concave portion 18b of the corner portion.
- the terminal 22b and the external cathode terminal 28b are connected.
- the back surface cathode terminal 26b extends in the lateral direction along the back surface 14c and extends to the concave portion 18b of the corner portion, and the back surface cathode terminal 26b and the external cathode terminal 28b are connected at the corner portion. That is, the internal cathode terminal 22b, the external cathode terminal 28b, and the back surface cathode terminal 26b are connected in a U-shaped longitudinal section.
- an internal via 24b for the cathode terminal is further formed so as to electrically connect the internal cathode terminal 22b and the back surface cathode terminal 26b.
- the internal vias 24a and 24b are via holes formed in the ceramic support 14 so as to penetrate from the mounting surface 14d to the back surface 14c, and the vias (holes) are formed so as not to be disconnected from the mounting surface 14d to the back surface 14c.
- the inside is filled with a conductive material.
- the internal vias 24a and 24b are formed so as to be embedded in the ceramic support 14, but may be formed directly below the mounting surface 14d.
- the external anode terminal 28a and the external cathode terminal 28b are formed on the land patterns 38a and 38b for the electrodes formed on the mounting substrate 36, respectively.
- the mounting heat conducting member 30 is also connected to a land pattern 38c formed on the mounting substrate 36 via a brazing material 40c. That is, in the mounted state, the brazing members 40a, 40b, and 40c that fix the ceramic support 14 to the mounting substrate 36 are filled into the recesses 18a and 18b and the recess 20, respectively.
- the LED chip 12 is electrically connected to a wiring (not shown) of the mounting board 36 via the internal anode terminal 22a, the internal via 24a, the back surface anode terminal 26a, the external anode terminal 28a, and the brazing material 40a.
- the terminal 22b, the internal via 24b, the back cathode terminal 26b, the external cathode terminal 28b, and the brazing material 40b are electrically connected to other wiring (not shown) of the mounting substrate 36. That is, power is reliably supplied to the LED chip 12 via the brazing materials 40a and 40b. Thereby, the problem of non-lighting of the light emitting device 10A is reduced. Furthermore, the characteristics of the light emitting device 10A can be easily examined by bringing the inspection terminal into contact with the back anode terminal 26a and the back cathode terminal 26b in the inspection process.
- the light emitting device 10A when the light emitting device 10A is manufactured, illustration is omitted, but a large number of light emitting devices 10A are manufactured on a ceramic base material at a time using a single ceramic base material, and are cut individually.
- the light emitting device 10A is separated.
- the back surface anode terminal 26a and the back surface cathode terminal 26b are provided with recesses 34a and 34b as cut margins, that is, a notch portion recessed by one step from the surface of the ceramic support 14 to the inside. .
- the inner anode terminal 22a and the inner cathode terminal 22b are provided with recesses 35a and 35b as cutting margins, that is, a notch portion that is recessed by one step from the surface of the ceramic support 14 to the inner side.
- the light emitting device 10A can have a structure that is not affected by cutting.
- the metal of the back terminal back anode terminal 26a, back cathode terminal 26b
- internal terminal internal anode terminal 22a, internal cathode terminal 22b
- external terminal external anode terminal 28a, external cathode terminal 28b
- the mechanical strength and adhesion strength of the back surface anode terminal 26a and the back surface cathode terminal 26b on the back surface 14c are increased by bonding between the internal via 24a and the back surface anode terminal 26a and between the internal via 24b and the back surface cathode terminal 26b. Thereby, peeling and floating of the back anode terminal 26a or the back cathode terminal 26b at the time of cutting can be further reduced.
- the internal cathode terminal 22a is connected to the external anode terminal 28a through the back surface anode terminal 26a by the internal via 24a, and the internal cathode terminal 22b is connected to the external cathode terminal 28b through the back surface cathode terminal 26b by the internal via 24b. Therefore, it is possible to reliably connect to the wiring of the mounting substrate 36. That is, the reliability of electrical connection can be ensured by the internal vias 24a and 24b.
- FIG. 3 is a perspective view of a light emitting device 10B according to Embodiment 2 of the present invention.
- the difference between the light emitting device 10B according to the second embodiment and the light emitting device 10A according to the first embodiment is that a Zener diode 45 that protects the LED chip 12 is mounted on the mounting surface 14d of the ceramic support 14 together with the LED chip 12. It is in the point.
- FIGS. 5 and 6 show a part of the mounting substrate on which the light-emitting device is mounted for convenience.
- a light emitting device 10C according to Embodiment 3 will be described with reference to FIGS.
- the difference between the light emitting device 10C according to the third embodiment and the light emitting device 10A according to the first embodiment is that two LED chips 12 are connected in series on the mounting surface 14d of the ceramic support 14. In the point.
- the external anode terminal 48a and the external cathode terminal 48b are also integrally formed over the entire length from the end on the opening surface 14a side to the end on the back surface 14c side of the recesses 18a and 18b.
- FIG. 5 shows a configuration in which the light emitting device 10C according to the third embodiment is mounted on the mounting substrate 36, and it is mounted as a side light emitting type light emitting device as in FIG.
- the external anode terminal 48a and the external cathode terminal 48b are formed over the entire length from the end on the opening surface 14a side to the end on the back surface 14c side in the recesses 18a and 18b.
- the area connected to the mounting substrate 36 specifically, the land patterns 38a, 38b for electrodes
- the brazing materials 42a, 42b increases, and the light emitting device 10C is stably mounted on the mounting substrate 36. It becomes possible.
- FIG. 6 shows another configuration in which the light emitting device 10C according to the third embodiment is mounted on the mounting substrate 36.
- the ceramic support 14 is mounted as a top emission type light emitting device in which the back surface 14c of the ceramic support 14 is disposed so as to face the mounting substrate 36 and the opening surface (light emitting surface) 14a of the ceramic support 14 faces upward.
- one internal via 42a for the anode terminal and one internal via 42b for the cathode terminal are provided.
- two internal vias are provided for each of the anode terminal and the cathode terminal. You may provide above.
- the external terminal is formed so that only one of the internal terminal and the back terminal is electrically connected. It may be configured. The reason why the external terminal is configured to be electrically connected to only one of the internal terminal and the back terminal is to minimize the number of processes when these terminals are formed by electrolytic plating.
- LED chip (light-emitting element) 14 Ceramic support (support) 14a Opening surface (light emitting surface) 14b Mounting surface 14c Back surface 14d Mounting surface 15 Opening 16 Wire 18a, 18b Recessed portion 22a Internal terminal (internal anode terminal) 22b Internal terminal (internal cathode terminal) 24a, 24b, 42a, 42b Internal via 26a Back terminal (back anode terminal) 26b Back terminal (back cathode terminal) 28a, 48a External terminal (external anode terminal) 28b, 48b External terminal (external cathode terminal) 30 Mounting heat conduction member 32 Chip recess 33 Phosphor-containing resin 34a, 34b, 35a, 35b Indentation (notch) 36 Mounting board 38a, 38b, 38c Land pattern 40a, 40b, 40c, 42a, 42b, 42c Brazing material
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
発光装置(10A)は、LEDチップ(12)と、LEDチップ(12)が載置されるセラミック支持体(14)とを備える。セラミック支持体(14)は、LEDチップ(12)が載置される載置面(14d)と、載置面(14d)に設けられた内部端子(22a,22b)と、載置面(14d)に対向する裏面(14c)と、載置面(14d)と裏面(14c)との間の実装面(14b)と、実装面(14b)に設けられた外部端子(28a,28a)とを備える。内部端子(22a,22b)は、少なくとも一つの内部ビア(24a,24b)を介して外部端子(28a,28b)と接続されている。
Description
本発明は、発光素子と、発光素子が載置されるパッケージ基板である支持体とを備えた発光装置に関する。
LEDは、近年の効率向上にともない、電球や蛍光灯よりも省エネルギーの光源として広く使用されるようになってきている。近年では、青色LEDの開発が進み、青色LEDと蛍光体とを組み合わせた白色LEDも実用化されている。白色LEDは、携帯端末などの小型の液晶バックライト装置の光源として使用されている。特に、携帯端末などの薄型化を図るため、サイド発光型の発光装置を用いた液晶バックライト装置が開発されている。液晶バックライト装置に適用されるサイド発光型の発光装置は、液晶パネルの裏面に配置される導光板の端面に対向して配置され、端面から導光板に光を導入する構成とされている。この場合、サイド発光型の発光装置と、導光板と、発光装置が実装される実装基板とによって、液晶バックライト装置用の平面光源が構成される。
上述のサイド発光型の発光装置は、液晶バックライト装置を薄型化できるという利点を有する。このため、最近では、ノートパソコンなどの中型の液晶バックライト装置や、液晶テレビなどの大型の液晶バックライト装置などにも利用されている。液晶バックライト装置の大型化にともない、より高輝度の光源が必要となる。さらに、蛍光管などの現状の光源と比べて低コスト化の要請を満たすことも必要となる。光源を前記蛍光管から置き換えるのを実現するため、実装基板には、多数個のLEDを実装する必要がある。
従来のサイド発光型の発光装置の例を図7に示す。
図7に示す発光装置100は、その底面を実装面とし、発光素子120が放射する光を正面から出射する。発光素子搭載用基板110は、発光素子120を載置するため、正面に開口した凹部130を備える。この凹部130には、リード電極131a,131bを備えている。発光素子搭載用基板110は、底面における幅方向に対向する両辺のそれぞれの一部を切り欠いて、底面に幅方向中心近傍の領域が残るように形成された溝部112a,112bを有している。
リード電極131a,131bは、発光素子120に接続するための一対のインナーリードであり、金属膜によって形成されている。これら金属膜(リード電極)131a,131bは、底面側の外側表面に端面が露出するように形成されている。金属膜131a,131bの端面は、溝部112a,112bの内側表面に露出している。さらに、溝部112a、112bの内側表面にはそれぞれ金属膜132a,132bが被覆されている。金属膜131a-132a間、及び、金属膜131b-132b間は、それぞれ導通(連続)されている。
これにより、溝部112a,112bの位置を、図示しない実装基板に、はんだ付けすることで、実装基板から溝部112a,112bの金属膜132a,132bを介して凹部130内の金属膜(リード電極)131a、131bに導通するサイド発光型の発光装置100が形成されている。
なお、金属膜132a,132bは、発光装置100を実装基板へはんだ付けする際に、はんだが塗布される部分である。金属膜132a,132bは、実装状態で外部からはんだ濡れ状態が確認できるように形成されている。
ここで、図示は省略しているが、発光素子搭載用基板110は、キャビティ孔を設けたリフレクター層(特許文献1の図3では第1支持体2)と、金属膜132a,132bを設けた膜形成層(特許文献1の図3では第1支持体1)とを貼り合わせて形成されており、パッケージがセラミック材料である場合には、図7に示すように、焼成後に一体物となる。
上記特許文献1に開示されているような金属膜の形成による導通方法では、以下に示す種々の問題がある。
リフレクター層と膜形成層とを貼り合わせる際に、発光素子搭載用基板110の角の部分が薄くなり、さらには、この角部で金属膜が分断されてしまう可能性がある。そのため、金属膜は、ある一部分でしか接続(連続)していない状態となり、インナーリードの金属膜131a,131bとアウターリードの金属膜132a,132bとを接触により電気的に導通させることが困難になる可能性がある。
金属膜や基板構成材料の熱的な膨張・収縮、又は、はんだの際に発生する、食われ、膨張・収縮などによって、金属膜は断線状態となる可能性がある。そのため、金属膜が断線状態となって発光素子に給電が困難となり、発光素子の不灯という問題が発生する。
特許文献1の図3の金属膜31a,31b,32等のように、金属膜は、角部で連続的に形成されていないため、この状態ではんだ付けを行うと、はんだにより金属が食われ、断線が発生する可能性がある。
また、溝部の金属膜は、はんだによって実装基板の発光装置搭載面側に引っ張られ、角部で断線が発生する可能性がある。
本発明は、上記したように発光素子搭載用基板の主に角部で起きる種々の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、インナーリード(内部リード端子)とアウターリード(外部リード端子)間の断線防止、及び基板角部の金属膜の断線防止を図った発光装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明の発光装置は、発光素子と、前記発光素子が載置される支持体とを備えた発光装置であって、前記支持体は、前記発光素子が載置される載置面と、前記載置面に設けられた内部端子と、前記載置面に対向する裏面と、前記載置面と前記裏面との間の表面に設けられた実装面と、前記実装面に設けられた外部端子とを備え、前記内部端子は、少なくとも一つの内部ビアを介して前記外部端子と接続されている構成としている。また、前記内部端子は、前記発光素子に接続された内部アノード端子及び内部カソード端子を備え、前記外部端子は、外部アノード端子及び外部カソード端子を備え、前記内部アノード端子は、アノード端子用の前記内部ビアを介して前記外部アノード端子と接続され、前記内部カソード端子は、カソード端子用の前記内部ビアを介して前記外部カソード端子と接続されている。
上記構成によれば、内部端子と外部端子とは、内部ビアを介して接続されていることから、内部端子と外部端子との断線を防止することができ、発光装置の不灯という問題が解消される。
また、本発明によれば、前記裏面には、前記外部端子と接続された裏面端子が設けられ、前記内部端子は、少なくとも一つの内部ビアを介して前記裏面端子と接続されている構成としている。また、前記内部端子は、前記発光素子に接続された内部アノード端子及び内部カソード端子を備え、前記外部端子は、外部アノード端子及び外部カソード端子を備え、前記裏面端子は裏面アノード端子及び裏面カソード端子を備え、前記内部アノード端子は、アノード端子用の前記内部ビアを介して前記裏面アノード端子と接続され、前記内部カソード端子は、カソード端子用の前記内部ビアを介して前記裏面カソード端子と接続されている。
上記構成によれば、内部端子と外部端子とは、内部ビア及び裏面端子を介して接続されていることから、内部端子と裏面端子及び外部端子との断線を防止することができ、発光装置の不灯という問題が解消される。
また、本発明によれば、前記裏面には、前記外部端子と接続された裏面端子が形成され、前記内部端子、前記裏面端子、及び前記外部端子は、それぞれの端面において一部が前記端面より内側に入っている構成としてもよい。このような構成とすれば、ベース基板上に形成された複数個の発光装置を、切断することで個々の発光装置に分離する際、裏面端子、内部端子、並びに外部端子の金属膜の、剥がれ、バリ、又は浮きなどの発生を極力抑えることができる。
また、本発明によれば、前記発光素子の発光面を実装基板に対して垂直に搭載することで、サイド発光型の発光装置を作製することができ、前記発光素子の発光面を実装基板に対して平行に搭載することで、上面発光型の発光装置を作製することができる。
なお、前記支持体は、セラミック材料で形成されていることが好ましい。支持体をセラミック材料で形成することで、発光装置としての耐熱性及び信頼性を向上させることができる。
本発明によれば、内部端子と、外部端子に接続されている裏面端子とを内部ビアを介して接続したので、内部端子と外部端子との断線を防止することができ、発光装置の不灯による不良の発生を防止もしくは低減することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
<実施形態1>
実施形態1に係る発光装置10Aについて、図1及び図2を参照して説明する。図1及び図2は、実施形態1に係る発光装置の斜視図であり、図2は、発光装置を実装する実装基板の一部を示す斜視図である。
実施形態1に係る発光装置10Aについて、図1及び図2を参照して説明する。図1及び図2は、実施形態1に係る発光装置の斜視図であり、図2は、発光装置を実装する実装基板の一部を示す斜視図である。
実施形態1に係る発光装置10Aは、LEDチップ12と、LEDチップ12が載置されるセラミック支持体14とを備えている。
セラミック支持体14は、略直方体状に形成された支持体であり、その一面(図1では上面)に、LEDチップ12が配置されるチップ用凹部32が形成されている。また、セラミック支持体14は、チップ用凹部32の開口15を有する開口面14aと、開口面14aに隣接し且つ実装基板36(図2参照)に対向させて配置される実装面14bと、開口面14aと反対側に設けられた裏面14cとを備えている。開口面14aと裏面14cとは、ともに実装面14bに対し垂直に形成されている。
チップ用凹部32の開口15は、例えば長円形に形成されている。また、チップ用凹部32の底面でもある載置面14dには、載置用熱伝導部材30が設けられており、載置用熱伝導部材30上にLEDチップ12が載置されている。載置用熱伝導部材30は、実装面14b側で外部に露出しており、その露出部分は、実装面14bから1段凹んだ凹部20に形成されている。
また、載置面14dには、内部端子(内部アノード端子)22a及び内部端子(内部カソード端子)22bが載置されている。内部アノード端子22aと内部カソード端子22bと載置用熱伝導部材30とは、それぞれ離間して(電気的に絶縁されて)配置されている。
チップ用凹部32内には、蛍光体含有樹脂33が充填されている。従って、LEDチップ12は、蛍光体含有樹脂33により被覆されている。蛍光体含有樹脂33としては、例えばシリコーン樹脂中に蛍光体を分散したものが用いられる。
なお、蛍光体としては、例えばBOSE(Ba、O、Sr、Si、Eu)などを好適に用いることができる。また、BOSEの他、SOSE(Sr、Ba、Si、O、Eu)、YAG(Ce賦活イットリウム・アルミニウム・ガーネット)、αサイアロン((Ca)、Si、Al、O、N、Eu)、βサイアロン(Si、Al、O、N、Eu)等を好適に用いることができる。
一方、LEDチップ12の表面には、図示は省略しているが、一対のパッド電極であるP側電極及びN側電極が形成されている。P側電極は、内部アノード端子22aとワイヤ16によりワイヤボンディングされており、N側電極は、内部カソード端子22bとワイヤ16によりワイヤボンディングされている。
LEDチップ12としては、例えば青色系の発光が可能な窒化ガリウム系の半導体発光素子が用いられる。
また、セラミック支持体14の載置面14dに対向する裏面14cには、内部アノード端子22aと対向する位置に裏面電極(裏面アノード電極)26aが載置され、内部カソード端子22bと対向する位置に裏面電極(裏面カソード端子)26bが載置されている。さらに、実装面14bの一方のコーナー部(図1では右側端部)には外部端子(外部アノード端子)28aが載置され、他方のコーナー部(図1では左側端部)には外部端子(外部カソード端子)28bが載置されている。
外部アノード端子28a及び外部カソード端子28bは、実装面14bの各コーナー部に形成された円弧状の凹部18a,18bの表面に設けられている。凹部18a,18bは、開口面14a側の端から裏面14c側の端まで延びている。外部アノード端子28a及び外部カソード端子28bは、その凹部18a,18b内において、載置面14d側の端から裏面14c側の端まで設けられている。すなわち、外部アノード端子28a及び外部カソード端子28bは、内部アノード端子22a及び内部カソード端子22bと連結する高さ位置まで形成されている。
内部アノード端子22aは、薄い金属層であり、配線パターンとして形成される。内部アノード端子22aは、セラミック支持体14の実装面14bに設けられた外部アノード端子28aに接続されている。より具体的には、内部アノード端子22aは、載置面14dに沿ってセラミック支持体14の内部を横方向に延設され、コーナー部の凹部18aまで延びており、このコーナー部において内部アノード端子22aと外部アノード端子28aとが連結されている。
一方、裏面アノード端子26aは、裏面14cに沿って横方向に延設され、コーナー部の凹部18aまで延びており、このコーナー部において裏面アノード端子26aと外部アノード端子28aとが連結されている。すなわち、内部アノード端子22aと外部アノード端子28aと裏面アノード端子26aとは、縦断面コ字状に連結されている。
このような連結構造において、本実施形態ではさらに、内部アノード端子22aと裏面アノード端子26aとを電気的に接続するようにアノード端子用の内部ビア24aが形成されている。
内部カソード端子22bは、薄い金属層であり、配線パターンとして形成される。内部カソード端子22bは、セラミック支持体14の実装面14bに設けられた外部カソード端子28bに接続されている。より具体的に説明すると、内部カソード端子22bは、載置面14dに沿ってセラミック支持体14の内部を横方向に延設され、コーナー部の凹部18bまで延びており、このコーナー部において内部カソード端子22bと外部カソード端子28bとが連結されている。
一方、裏面カソード端子26bは、裏面14cに沿って横方向に延設され、コーナー部の凹部18bまで延びており、このコーナー部において裏面カソード端子26bと外部カソード端子28bとが連結されている。すなわち、内部カソード端子22bと外部カソード端子28bと裏面カソード端子26bとは、縦断面コ字状に連結されている。
このような連結構造において、本実施形態ではさらに、内部カソード端子22bと裏面カソード端子26bとを電気的に接続するようにカソード端子用の内部ビア24bが形成されている。
内部ビア24a,24bは、セラミック支持体14で、載置面14dから裏面14cにかけて貫通するように形成されたバイアホールであり、載置面14dから裏面14cで断線しないようにビア(ホール)の内部を導電材料で充填されて形成されたものである。このことは、以下の実施形態でも同様である。また、本実施形態1では、内部ビア24a,24bがセラミック支持体14内に埋まるように形成されているが、載置面14dの直下に形成されていてもよい。
このような構成の発光装置10Aは、図2に示すように、外部アノード端子28a及び外部カソード端子28bが、実装基板36に形成された電極用のランドパターン38a,38bにそれぞれろう材40a,40bを介して接続される。また、載置用熱伝導部材30も、実装基板36に形成されたランドパターン38cにろう材40cを介して接続される。すなわち、実装状態では、セラミック支持体14を実装基板36に固定するろう材40a,40b,40cが、凹部18a,18b、及び凹部20内に、それぞれ充填される。
これにより、LEDチップ12は、内部アノード端子22a、内部ビア24a、裏面アノード端子26a、外部アノード端子28a、及びろう材40aを介して実装基板36の図示しない配線に電気的に接続され、内部カソード端子22b、内部ビア24b、裏面カソード端子26b、外部カソード端子28b、及びろう材40bを介して実装基板36の図示しない他の配線に電気的に接続される。つまり、ろう材40a,40bを介してLEDチップ12に確実に給電されることになる。これにより、発光装置10Aの不灯という問題が低減される。さらに、検査工程で検査端子を裏面アノード端子26a及び裏面カソード端子26bに接触させることで、発光装置10Aの特性を容易に調べることが可能になる。
ところで、発光装置10Aを製造する場合、図示は省略しているが、単一のセラミック母材を用いて多数の発光装置10Aをセラミック母材上に一度に製造し、これを切断することで個々の発光装置10Aに分離する。その際、図1に示すように、裏面アノード端子26a及び裏面カソード端子26bに、切りしろとしてのくぼみ34a,34b、すなわちセラミック支持体14の表面から内部側に1段凹んだ切欠き部を設ける。また、内部アノード端子22a及び内部カソード端子22bに、切りしろとしてのくぼみ35a,35b、すなわちセラミック支持体14の表面から内部側に1段凹んだ切欠き部を設ける。これにより、発光装置10Aを切断による影響を受けない構造とすることができる。
したがって、切断の際の裏面端子(裏面アノード端子26a、裏面カソード端子26b)、内部端子(内部アノード端子22a、内部カソード端子22b)、及び外部端子(外部アノード端子28a、外部カソード端子28b)の金属膜の剥がれ、バリ、又は浮きなどの発生を極力抑えることができる。
さらに、内部ビア24aと裏面アノード端子26a間、内部ビア24bと裏面カソード端子26b間の接合によって、裏面アノード端子26a、及び裏面カソード端子26bの、裏面14cでの機械的強度並びに密着強度が増す。これにより、切断時の裏面アノード端子26a又は裏面カソード端子26bの剥がれや浮きを、さらに低減することができる。
したがって、電気的接続から生じる発光装置10Aの不灯不良を低減することが可能となる。
また、内部カソード端子22aは、内部ビア24aにより、裏面アノード端子26aを介して外部アノード端子28aと接続され、内部カソード端子22bは、内部ビア24bにより、裏面カソード端子26bを介して外部カソード端子28bと接続されているので、実装基板36の配線に確実に接続することができる。すなわち、内部ビア24a,24bにより電気的接続の信頼性を確保することができる。
<実施形態2>
図3は、本発明の実施形態2に係る発光装置10Bの斜視図である。
図3は、本発明の実施形態2に係る発光装置10Bの斜視図である。
実施形態2に係る発光装置10Bと実施形態1に係る発光装置10Aとの違いは、セラミック支持体14の載置面14d上に、LEDチップ12とともに、LEDチップ12を保護するツェナーダイオード45を搭載している点にある。
実施形態2に係る発光装置10Bのその他の構成は、図1に示した実施形態1に係る発光装置10Aと同様である。そのため、ここでは図中の同部材に同符号を付して詳細な説明を省略することとする。
<実施形態3>
図4~図6は、実施形態3に係る発光装置の斜視図であり、図5及び図6は、発光装置を実装する実装基板の一部を便宜上示している。以下、図4ないし図6を参照して、実施形態3に係る発光装置10Cについて説明する。
図4~図6は、実施形態3に係る発光装置の斜視図であり、図5及び図6は、発光装置を実装する実装基板の一部を便宜上示している。以下、図4ないし図6を参照して、実施形態3に係る発光装置10Cについて説明する。
実施形態3に係る発光装置10Cと実施形態1に係る発光装置10Aとの違いは、セラミック支持体14の載置面14dに、2個のLEDチップ12を直列に接続して載置している点にある。また、外部アノード端子48a及び外部カソード端子48bを、凹部18a,18bの開口面14a側の端から裏面14c側の端までの全長にわたって一体に形成している点にもある。
実施形態3に係る発光装置10Cのその他の構成は、図1に示した実施形態1に係る発光装置10Aと同様である。そのため、ここでは図中の同部材に同符号を付して詳細な説明を省略することとする。
図5は、実施形態3に係る発光装置10Cを実装基板36に搭載した構成を示しており、図2と同様、サイド発光型の発光装置として搭載されている。この場合、発光装置10Cは、外部アノード端子48a及び外部カソード端子48bが、凹部18a,18b内の開口面14a側の端から裏面14c側の端まで全長にわたって形成されている。このため、ろう材42a,42bを介して実装基板36(具体的には電極用のランドパターン38a,38b)に接続される面積が増大し、発光装置10Cを実装基板36に安定して搭載することが可能となる。
なお、このような外部アノード端子48a及び外部カソード端子48bの形状は、実施形態1及び実施形態2の外部アノード端子28a及び外部カソード端子28bにも適用可能である。
図6は、実施形態3に係る発光装置10Cを実装基板36に搭載した他の構成を示している。この例では、セラミック支持体14の裏面14cを実装基板36に対向配置し、セラミック支持体14の開口面(発光面)14aを上に向けた上面発光型の発光装置として搭載されている。
上記実施形態1~3では、アノード端子用の内部ビア42a及びカソード端子用の内部ビア42bをそれぞれ1個設けた構成としているが、内部ビアについては、アノード端子用及びカソード端子用にそれぞれ2個以上設けても良い。
また、内部端子と裏面端子とは、内部ビアによって電気的に導通するように形成されているので、外部端子は、内部端子、裏面端子のどちらか一方のみ電気的に導通するように形成される構成でもよい。外部端子を内部端子、裏面端子のどちらか一方のみと電気的に導通する構成とするのは、これらの端子を電解めっきにより形成する際に工程数を最小限にするためである。
なお、今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
10A~10C 発光装置
12 LEDチップ(発光素子)
14 セラミック支持体(支持体)
14a 開口面(発光面)
14b 実装面
14c 裏面
14d 載置面
15 開口
16 ワイヤ
18a,18b 凹部
22a 内部端子(内部アノード端子)
22b 内部端子(内部カソード端子)
24a,24b,42a,42b 内部ビア
26a 裏面端子(裏面アノード端子)
26b 裏面端子(裏面カソード端子)
28a,48a 外部端子(外部アノード端子)
28b,48b 外部端子(外部カソード端子)
30 載置用熱伝導部材
32 チップ用凹部
33 蛍光体含有樹脂
34a,34b,35a,35b くぼみ(切欠き部)
36 実装基板
38a,38b,38c ランドパターン
40a,40b,40c,42a,42b,42c ろう材
12 LEDチップ(発光素子)
14 セラミック支持体(支持体)
14a 開口面(発光面)
14b 実装面
14c 裏面
14d 載置面
15 開口
16 ワイヤ
18a,18b 凹部
22a 内部端子(内部アノード端子)
22b 内部端子(内部カソード端子)
24a,24b,42a,42b 内部ビア
26a 裏面端子(裏面アノード端子)
26b 裏面端子(裏面カソード端子)
28a,48a 外部端子(外部アノード端子)
28b,48b 外部端子(外部カソード端子)
30 載置用熱伝導部材
32 チップ用凹部
33 蛍光体含有樹脂
34a,34b,35a,35b くぼみ(切欠き部)
36 実装基板
38a,38b,38c ランドパターン
40a,40b,40c,42a,42b,42c ろう材
Claims (10)
- 発光素子と、前記発光素子が載置される支持体とを備えた発光装置であって、
前記支持体は、前記発光素子が載置される載置面と、前記載置面に対向する裏面と、該支持体の表面にあって前記載置面と前記裏面との間に設けられる実装面とを有し、
前記載置面には内部端子が設けられ、前記実装面には外部端子が設けられ、
前記内部端子は、少なくとも一つの内部ビアを介して前記外部端子と接続されていることを特徴とする発光装置。 - 請求項1に記載の発光装置であって、
前記内部端子は、前記発光素子に接続された内部アノード端子及び内部カソード端子を備え、
前記外部端子は、外部アノード端子及び外部カソード端子を備え、
前記内部アノード端子は、アノード端子用の前記内部ビアを介して前記外部アノード端子と接続され、
前記内部カソード端子は、カソード端子用の前記内部ビアを介して前記外部カソード端子と接続されていることを特徴とする発光装置。 - 請求項1に記載の発光装置であって、
前記裏面には、前記外部端子と接続された裏面端子が設けられ、
前記内部端子は、少なくとも一つの内部ビアを介して前記裏面端子と接続されていることを特徴とする発光装置。 - 請求項3に記載の発光装置であって、
前記内部端子は、前記発光素子に接続された内部アノード端子及び内部カソード端子を備え、
前記外部端子は、外部アノード端子及び外部カソード端子を備え、
前記裏面端子は裏面アノード端子及び裏面カソード端子を備え、
前記内部アノード端子は、アノード端子用の前記内部ビアを介して前記裏面アノード端子と接続され、
前記内部カソード端子は、カソード端子用の前記内部ビアを介して前記裏面カソード端子と接続されていることを特徴とする発光装置。 - 請求項3に記載の発光装置であって、
前記内部端子、前記裏面端子、及び前記外部端子は、それぞれの端面において一部が前記端面より内側に入っていることを特徴とする発光装置。 - 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の発光装置であって、
前記発光素子の発光面が実装基板に対して垂直に搭載されていることを特徴とする発光装置。 - 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の発光装置であって、
前記発光素子の発光面が実装基板に対して平行に搭載されていることを特徴とする発光装置。 - 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の発光装置であって、
前記支持体は、セラミック材料で形成されていることを特徴とする発光装置。 - 請求項6に記載の発光装置であって、
前記支持体は、セラミック材料で形成されていることを特徴とする発光装置。 - 請求項7に記載の発光装置であって、
前記支持体は、セラミック材料で形成されていることを特徴とする発光装置。
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