(57)【要約】本発明は、金属基板と前記金属基板に当接されたセラミック基板からなる基板上に上下電極型発光ダイオードを設けた発光装置および発光装置を作製する基板用リードフレームに関するものである。  本発明の発光装置は、金属基板１１とセラミック基板１２が一辺で互いに当接された基板上に発光部等が設けられている。また、前記セラミック基板１２は、上部に導電性膜１７が形成されている。前記金属基板１１とセラミック基板１２は、開口部を有する絶縁性部材からなる反射枠１６が跨がるようにして熱硬化性樹脂等の接着剤によって接着されている。少なくとも一つの上下電極型発光ダイオード１３は、前記反射枠１６の内部の金属基板１１に下部電極が取り付けられている。少なくとも一つの導電性接続部材１４は、前記上下電極型発光ダイオード１３の上部電極１３１と前記セラミック基板１２上の導電性膜１７とを接続している。
2008139981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属基板と少なくとも上部に導電性膜が形成されているセラミック基板とが互いに当接された基板と、
前記金属基板とセラミック基板に跨がるように底部が前記基板に接着された開口部を有する絶縁性部材からなる反射枠と、
前記反射枠の内部の金属基板に下部電極が取り付けられている少なくとも一つの上下電極型発光ダイオードと、
前記上下電極型発光ダイオードの上部電極と前記セラミック基板上の導電性膜とを接続する少なくとも一つの導電性接続部材と、
前記金属基板と前記上下電極型発光ダイオードの下部電極、前記上下電極型発光ダイオードの上部電極と前記導電性接続部材、および前記導電性接続部材と前記導電性膜とを接合するハンダと、
から少なくとも構成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記基板、反射枠、少なくとも一つの上下電極型発光ダイオード、少なくとも一つの導電性接続部材、ハンダからなる発光部が複数個から構成されていることを特徴とする請求項１に記載された発光装置。
【請求項３】
前記導電性接続部材は、少なくとも一つの金線リボンから構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された発光装置。
【請求項４】
前記金属基板は、ヒートシンク付き金属基板で、セラミック基板との厚さがほぼ等しいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項５】
前記発光部は、直列、並列、あるいは直並列に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項６】
前記反射枠内には、前記上下電極型発光ダイオードを封止する材料が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項７】
前記反射枠内または前記反射枠の上面には、前記上下電極型発光ダイオードから発する光をほぼ白色光に変換する少なくとも一つの蛍光体を含有する蛍光膜が取り付けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項８】
接続部により接続された多数の金属基板と、前記金属基板の一方にセラミック基板の嵌合部が設けられた金属基板集合体と、
前記各嵌合部に設けられ、少なくとも上部に導電性膜が形成されたセラミック基板と、
各一対の前記金属基板と前記セラミック基板に跨がるように底部が接着された開口部を有する絶縁性部材からなる反射枠と、
から少なくとも構成されている発光装置用パッケージ集合体。
【請求項９】
前記接続部は、リード状接続部からなり、金属基板の三方にリード状接続部が設けられていることを特徴とする請求項８に記載された発光装置用パッケージ集合体。
【請求項１０】
前記リード接続部は、脆弱部が設けられ、容易に分離できることを特徴とする請求項８または請求項９に記載された発光装置用パッケージ集合体。
【請求項１１】
前記リード接続部には、下死点制御により制御された深さの溝からなる切断部が設けられていることを特徴とする請求項８または請求項９に記載された発光装置用パッケージ集合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属基板と前記金属基板に当接されたセラミック基板からなる基板上に上下電極型発光ダイオードを設けた発光装置に関するものである。本発明は、前記金属基板と、前記金属基板に当接するセラミック基板を嵌合するセラミック基板嵌合孔を有する発光装置用パッケージ集合体に関するものである。本発明は、前記上下電極型発光ダイオードの上部電極とセラミック基板に設けられた導電性膜とを接続する導電性接続部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
第６図（ａ）から（ｃ）は従来例を説明するためのものであり、上下電極型発光ダイオードを反射枠の内部に設けた発光装置である。第６図において、上下電極型発光ダイオード６３は、下部電極が一方の金属基板６１上に接合されている。前記上下電極型発光ダイオード６３の上部電極は、導電性接続部材６４により、他方の金属基板６２に接合されている。前記一方の金属基板６１は、他方の金属基板６２と絶縁部材または空間６７により分離されている。前記分離された金属基板６１、６２は、反射枠６６により一体に保持されている。
前記上下電極型発光ダイオード６３は、封止材料６８により、前記反射枠６６内に封止されている。前記封止材料６８は、前記反射枠６６の上面まで充填され、その上に、蛍光膜６９が形成されている。
特開２００７−２７５８５号公報に記載されている発光装置は、前記上下電極型発光ダイオードの上部電極と他方の金属基板とを接続する際に、超音波等によるワイヤーボンディングを用いている。前記発光装置は、前記ワイヤーボンディングが振動により切断等の事故を発生しないように、封止材料で前記上下電極型発光ダイオードを封止し、その後、前記封止材料の上に蛍光体層が設けられている。
前記従来例および特許公開公報に記載されている封止材料は、熱等により収縮した場合、蛍光膜との間に空間部６８１が形成される。前記空間部６８１にある空気は、発光ダイオードから発生する熱により膨張した場合、逃げ道がなく、前記蛍光膜の亀裂またはめくれ等が発生する。また、前記発光ダイオードは、前記封止材料を反射枠全体に充填するのではなく、上部のみを封止した場合、異なる色の蛍光体を通過する光の距離が違うため、色むらが発生し、所望の色で発光しない。
図６に示した、スリットを備えた金属基板に取り付けられた発光ダイオードは、透明樹脂で封止され、前記透明樹脂で強度を持たせるために、硬度の高いものが使用されている。しかし、前記硬度の高い封止材料は、発光ダイオードから発生する熱応力が大きいという問題があった。前記熱応力は、発光ダイオードに電力を供給する配線を断線させる恐れがあった。
また、図６に示された発光装置は、封止材料と蛍光膜、前記蛍光膜と透明保護膜がそれぞれ半硬化状態で互いに接着される。前記発光装置は、封止材料、蛍光膜、透明保護膜がそれぞれ良好に接着されるが、硬化状態になる際に、収縮に基づく応力がかかる。すなわち、前記封止材料は、前記収縮に際し、湾曲される。前記蛍光膜は、前記封止材料の湾曲に伴い、引っ張られるため、亀裂の発生、めくれ、あるいは破裂する場合がある。
前記発光装置は、金属基板６１、６２の間に透明な絶縁部材６７により分離されている。前記絶縁部材６７は、前記上下電極型発光ダイオード６３から放射した光が逃げるため、効率を低下させている。
複数の発光ダイオードを大量に作製する方法は、リードフレームを用い、所定の箇所に所定の部材を取り付けた後、リードフレームを切断することにより、所望する数の発光ダイオードが取り付けられた発光装置としていた。しかし、前記発光装置は、基板と発光ダイオード、発光ダイオードの電極とリード線、反射枠と基板等異なる部材の取り付けがある。前記各種取り付けを最適とするためには、温度管理を厳密に行う必要があった。前記温度管理は、十分でない場合、発光ダイオードに悪影響を与える場合が多い。
【発明の開示】
【０００３】
以上のような課題を解決するために、本発明は、前記応力により、あるいは封止材料と蛍光体含有膜との間にできた空間部に溜まる空気の膨張によって、蛍光体含有膜が亀裂またはめくれ等が起きない発光効率の優れた発光装置を提供することを目的とする。本発明は、量産性に優れ、大電流および熱応力に耐えるとともに、高い強度で保持される発光装置を提供することを目的とする。本発明は、金属基板およびセラミック基板を嵌合する嵌合孔を有する量産に向いた発光装置用パッケージ集合体を提供することを目的とする。
本発明の発光装置は、金属基板と少なくとも上部に導電性膜が形成されているセラミック基板とが互いに当接された基板と、前記金属基板とセラミック基板に跨がるように底部が前記基板に接着された開口部を有する絶縁性部材からなる反射枠と、前記反射枠の内部の金属基板に下部電極が取り付けられている少なくとも一つの上下電極型発光ダイオードと、前記上下電極型発光ダイオードの上部電極と前記セラミック基板上の導電性膜とを接続する少なくとも一つの導電性接続部材と、前記金属基板と前記上下電極型発光ダイオードの下部電極、前記上下電極型発光ダイオードの上部電極と前記導電性接続部材、および前記導電性接続部材と前記導電性膜とを接合するハンダとから少なくとも構成されていることを特徴とする。
本発明の発光装置は、前記基板、反射枠、少なくとも一つの上下電極型発光ダイオード、少なくとも一つの導電性接続部材、ハンダからなる発光部が複数個から構成されていることを特徴とする。
本発明の発光装置は、前記導電性接続部材が少なくとも一つの金線リボンから構成されていることを特徴とする。
本発明の発光装置は、前記金属基板がヒートシンク付き金属基板で、セラミック基板との厚さがほぼ等しいことを特徴とする。
本発明の発光装置は、前記発光部が直列、並列、あるいは直並列に接続されていることを特徴とする。
本発明の発光装置は、前記反射枠内に上下電極型発光ダイオードを封止する材料が設けられていることを特徴とする。
本発明の発光装置は、前記反射枠内または前記反射枠の上面に上下電極型発光ダイオードから発する光をほぼ白色光に変換する少なくとも一つの蛍光体を含有する蛍光膜が取り付けられていることを特徴とする。
本発明の発光装置用パッケージ集合体は、接続部により接続された多数の金属基板と、前記金属基板の一方にセラミック基板の嵌合部が設けられた金属基板集合体と、前記各嵌合部に設けられ、少なくとも上部に導電性膜が形成されたセラミック基板と、各一対の前記金属基板と前記セラミック基板に跨がるように底部が接着された開口部を有する絶縁性部材からなる反射枠とから少なくとも構成されていることを特徴とする。
本発明の発光装置用パッケージ集合体は、前記リード接続部がリード状接続部からなり、金属基板の三方にリード状接続部が設けられていることを特徴とする。
本発明の発光装置用パッケージ集合体は、前記リード接続部に脆弱部が設けられ、容易に分離できることを特徴とする。
本発明の発光装置用パッケージ集合体は、前記リード接続部に下死点制御により制御された深さの溝からなる切断部が設けられていることを特徴とする。
本発明の発光装置は、金属基板とセラミック基板が一辺で互いに当接された基板上に発光部等が設けられている。また、前記セラミック基板は、少なくとも上部に導電性膜が形成されている。開口部を有する絶縁性部材からなる反射枠の底部は、前記金属基板とセラミック基板とを跨ぐようにして、熱硬化性樹脂等の接着剤によって接着されている。前記金属基板、セラミック基板、反射枠の三者は、前記接着剤の接着により堅固に一体的に固定される。少なくとも一つの上下電極型発光ダイオードは、前記反射枠の内部の金属基板に下部電極が取り付けられている。少なくとも一つの板状導電性接続部材は、前記上下電極型発光ダイオードの上部電極と前記セラミック基板上の導電性膜とを接合する。本発明の発光装置は、金属基板とセラミック基板の間に分離部が無いため、この部分から光が前記発光装置の後部に照射されるといった光の無駄がなくなる。
前記金属基板と前記上下電極型発光ダイオードの下部電極、前記上下電極型発光ダイオードの上部電極と前記導電性接続部材、および前記導電性接続部材と前記導電性膜とは、ハンダによって同時に接合される。前記上下電極型発光ダイオードの上下電極、金属基板、導電性接続部材、導電性膜等の接続は、ハンダ、ハンダペースト、ハンダとフラックス、金−錫共晶ハンダペースト、インジウム系共晶ハンダ等、公知または周知のものを使用することができる。前記ハンダは、たとえば、金と錫（２０％）、金と錫（９０％）、金とシリカ（３．１５％）、金とゲルマニウム（１２％）、その他、錫−銅−ニッケル系、錫−銀系、錫−銀−銅系、錫−銀−ビスマス−インジウム系、錫−亜鉛系共晶ハンダがある。
本発明の発光装置は、金属基板とセラミック基板とを互いに当接されている基板を複数個設け、これらのそれぞれに対応した開口部を有する絶縁性部材からなる反射枠が前記金属基板とセラミック基板のそれぞれに跨がるように接着されている点で前記発明と異なっている。前記発光装置は、線状光源または面光源にすることが容易である。
本発明の発光装置は、導電性接続部材がほぼ矩形状の金線リボンから構成されている。前記金線リボンは、たとえば、二本の腕状接続部を有する代わりに、厚さの薄い短冊状とすることができる。前記金線リボンは、銅を金メッキするものと比較して、加工手間が少なく、曲げ易く、また、ハンダが付き易い。また、前記金線リボンは、ハンダ処理がし易い狭い幅であるため、上下電極型発光ダイオードから発する光の影を作らないだけでなく、大電流を確実に流すことができるという利点がある。なお、前記金線リボンは、たとえば、幅が０．１ｍｍから０．２ｍｍ、厚さが０．０２５ｍｍである。
本発明の発光装置は、金属基板にヒートシンクが付いており、セラミック基板と前記ヒートシンク付き金属基板の厚さがほぼ同じである。前記ヒートシンク付き金属基板上に設けられた発光装置は、放熱効果が高く、大電流を流すことができるため、高輝度を得ることができる。
前記一つの反射枠から構成される発光部は、複数個が直列、並列、あるいは直並列に接続される。前記発光部を電気的に直列、並列、あるいは直並列に接続することで、所望の明るさ、または所望の大きさの発光装置とすることが容易にできる。また、前記発光部は、複数組を行状および／または列状に取り付けることができ、線光源または面光源とすることができる。
本発明の発光装置は、反射枠内に上下電極型発光ダイオードを封止する材料が充填されている。本発明の発光装置は、板状導電性接続部材または金線リボンを使用することにより、封止材料を省略できるが、振動がある場所に使用できるように前記反射枠内に封止材料を充填して、前記上下電極型発光ダイオードを封止することにより、信頼性をより一層高いものにすることができる。
本発明の発光装置は、上下電極型発光ダイオードから発する光をほぼ白色光に変換する少なくとも一つの蛍光体を含有する蛍光膜が反射枠内または前記反射枠の上面に設けられている。前記蛍光膜を設けた発光装置は、前記上下電極型発光ダイオードの光を白色に変換するため、通常の照明装置として使用できる。前記上下電極型発光ダイオードは、青色発光ダイオードまたは紫外線発光ダイオードであり、青色発光ダイオードの場合、青色を吸収して黄色を発色する蛍光体を含む蛍光膜、または青色を吸収して緑色と赤色を発色する蛍光体を含む蛍光膜を用いることにより、青色発光ダイオードの青色と合わせてほぼ白色光が出るようになっている。また、紫外線発光ダイオードの場合、紫外線を吸収して青色、緑色、および赤色を発色する蛍光体を含む蛍光膜を用いてほぼ白色を出したり、あるいは紫外線を吸収して青色を発色する蛍光体と、紫外線および前記青色を吸収して緑色と赤色を発色する蛍光体を用いてもほぼ白色光を出すことができる。
本発明の発光装置用パッケージ集合体は、金属基板とセラミックを嵌合するセラミック基板嵌合孔が複数組設けられている金属基板集合体からなる。前記金属基板は、接続部により接続され、リードフレームまたは他の金属基板に接続されている。セラミック基板は、三辺がリードフレームまたは他の嵌合孔から突出するリード接続部と、他の一辺が前記金属基板の他の一辺とにより囲まれている。前記セラミック基板嵌合孔は、セラミック基板が嵌合された場合、一辺が前記金属基板の一辺と当接される大きさになっている。
前記セラミック基板は、導電性接続部材、たとえば、金線リボン等が接続できる導電性膜が形成された後、絶縁性部材からなる開口部を有する反射枠が熱硬化性樹脂接着剤により取り付けられる。前記反射枠は、前記金属基板と前記セラミック基板に跨がるように底部が接着剤により接着剤されている。
本発明の発光装置用パッケージ集合体は、リードフレームに対する金属基板およびセラミック基板嵌合孔の接続が不安定である場合、前記リード接続部の間に補強用リード部を設けることにより、強度を上げている。前記リードフレームは、セラミック基板嵌合孔および所定の空間部をプレス等で打ち抜かれる。その後、前記セラミック基板嵌合孔には、予め作製されたセラミック基板が嵌合される。前記リードフレームは、前記セラミック基板の嵌合に際し、板状部材の上に置かれる。前記リードフレームは、セラミック基板嵌合孔にセラミック基板が嵌合された後、金属基板とセラミック基板に跨がるように絶縁部材からなる開口部を有する反射枠を熱硬化性樹脂接着剤により固定する。前記リード接続部は、金属基板の三方にリード状接続部を設けることが望ましい。
本発明の発光装置用パッケージ集合体は、前記リード接続部が脆弱部から構成されている。前記脆弱部は、前記発光部を作製する際に、分離されずに、完成後に容易に分離できる強度を有している。
本発明の発光装置用パッケージ集合体は、前記金属基板およびセラミック基板嵌合孔を作製する際に、リード接続部に下死点制御により制御された深さの溝からなる切断部が設けられている。前記深さを制御された溝からなる切断部は、前記金属基板およびセラミック基板嵌合孔に上下電極型発光ダイオード等の部品が取り付けられた後、容易に分離することができる。
本発明によれば、金属基板とセラミック基板が当接しており、前記金属基板とセラミック基板の間から光が漏れないため、効率の高い発光装置となる。
本発明によれば、金属基板とセラミック基板が当接され、反射枠が前記金属基板とセラミック基板に跨がって接着剤によって取り付けられているため、リードフレームから分離された際に、一つのパッケージまたは発光装置として堅固に保持される。
本発明によれば、上下電極型発光ダイオードの上部電極とセラミック基板上の導電性膜を板状導電性接続部材または金線リボンにより接続しているため、放熱性が良く、大電流を流すことができるだけでなく、前記上下電極型発光ダイオードからの光の影になり難い。また、前記板状導電性接続部材または金線リボンは、ワイヤーボンディングと比較して、振動に強く、封止材料を省略しても、接続部が断線するようなことがない。
本発明によれば、各接合部に高融点のハンダを使用すれば、他の印刷配線基板等との接続が低融点のハンダを使用することができるとともに、接合に際し、接合部および／または発光層に振動が加わることがなく、不良品のない上下電極型発光ダイオードからなる発光装置を得ることができる。
本発明によれば、上下電極型発光ダイオードを直列および／または並列、あるいは、行状および／または列状に接続できるため、所望の明るさと大きさの発光装置を容易に得ることができる。
本発明によれば、上下電極型発光ダイオードは、蛍光体または蛍光体含有膜体の種類を変えるだけで、白色光以外に、所望の色の光を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
第１図（ａ）から（ｃ）は本発明の第１実施例であり、第１図（ａ）は発光装置の平面図、第１図（ｂ）は発光装置の断面図、第１図（ｃ）は発光装置の底面図である。
第２図は発光ダイオードパッケージ連結体が多数設けられているリードフレームを説明するための図である。
第３図（ａ）から（ｃ）は発光ダイオードパッケージ連結体が多数設けられているリードフレームおよび上下電極型発光ダイオードを取り付けた状態を説明するための図である。
第４図は発光ダイオードパッケージ連結体が多数設けられている他のリードフレームを説明するための図である。
第５図（ａ）から（ｄ）は本発明の第５実施例であり、第５図（ａ）は発光装置の平面図、第５図（ｂ）は第５図（ａ）のＡ−Ａ断面図、第５図（ｃ）は第５図（ａ）のＢ−Ｂ断面図、第５図（ｄ）は底面図である。
第６図は従来例を説明するためのものであり、上下電極型発光ダイオードを反射枠の内部に設けた発光装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【０００６】
第１図（ａ）から（ｃ）は本発明の第１実施例であり、第１図（ａ）は発光装置の平面図、第１図（ｂ）は発光装置の断面図、第１図（ｃ）は発光装置の底面図である。本発明の図は、説明を分かりやすくするために、大きさ関係が実際と必ずしも一致していない。第１図（ａ）から（ｃ）において、金属基板１１とセラミック基板１２は、互いに当接された一つの基板から構成されている。反射枠１６は、前記金属基板１１とセラミック基板１２に跨がって底部が、たとえば、熱硬化性樹脂接着剤等によって一体に固定されている。
前記金属基板１１は、たとえば、アルミニウム、銅、鉄、またはこれらの合金からなり、必要に応じて、ニッケルと銀により表面処理がされている。前記上下電極型発光ダイオード１３は、前記金属基板１１の上部に下部電極（図示されていない）が取り付けられている。また、前記上下電極型発光ダイオード１３は、上部電極１３１が上部の周囲に設けられ、後述の導電性接続部材１４の腕と接続される部分が広くなっている。前記導電性接続部材１４は、たとえば、二本の腕からなる腕状接続部１４１が設けられ、その先端部が前記上下電極型発光ダイオード１３の上部電極１３１と接続されている。
前記セラミック基板１２は、前記金属基板１１に一辺が当接されているとともに、少なくとも一部の上面に導電膜１７が形成されている。前記導電性接続部材１４の他端は、前記セラミック基板１２に設けられている導電膜１７に接合される。たとえば、前記発光装置は、金属基板１１とセラミック基板１２の導電膜１７に図示されていない電源を接続することにより、上下電極型発光ダイオード１３に電流が流れて発光する。
反射部１６１を備えた反射枠１６は、たとえば、２液性のエポキシ系樹脂を主成分とした熱硬化性樹脂接着剤、あるいは２液性のシリコーン系樹脂からなる熱硬化性樹脂接着剤によって前記金属基板１１およびセラミック基板１２と接合される。前記金属基板１１およびセラミック基板１２は、当接部分で接着されていないにもかかわらず、前記反射枠１６および接着剤１５により、互いに堅固に保持されている。
前記金属基板１１と上下電極型発光ダイオード１３の下部電極、上下電極型発光ダイオード１３の上部電極１３１と導電性接続部材１４との接合は、ハンダにより接合される。前記接合部は、濡れ性を向上させるために、予め金および／または銀メッキを施すことができる。前記金属基板１１には、上部全面に銀および／または金メッキを施し、電流の導電性向上、光反射性、接合部の濡れ性の３つを同時に達成することができる。
前記上下電極型発光ダイオード１３は、上部電極１３１に光を放射する開口部を有するとともに、前記導電性接続部材１４の腕状接続部１４１が接合し易い大面積部が形成されている。前記上下電極型発光ダイオード１３の側部から放射される光は、前記腕状接続部１４１の間に形成された開口部から外部に放射されるようになっており、前記光を効率良く外部に放射する。前記導電性接続部材１４は、腕状接続部１４１を二本設ける代わりに、一枚の短冊状板部材とし、前記上下電極型発光ダイオード１３の上部電極１３１の中央、両端の少なくとも一方に接続することができる。また、前記短冊状板部材は、金線リボンとすることで、大電流を流すことができ、曲げることも容易にできる。
また、前記反射枠１６の内部には、図示されていない、透明封止材料が、必要に応じて、充填される。前記透明封止材料は、エラストマータイプにすることができる。前記エラストマータイプの樹脂の硬度は、ショアＡ（ゴムの硬さ）で１５から８５、好ましくは２０から８０のものを使用することが望ましい。さらに、前記透明封止材料は、シリコン系樹脂からなるエラストマーであることが望ましい。前記硬度を有する透明封止材料は、前記金属基板１１、導電性接続部材１４等の熱膨張係数の違いによる熱応力がかかっても、前記熱応力を吸収することができる。
前記透明封止材料の表面、または反射枠１６の開口部には、図示されていない、蛍光体含有膜体が設けられる。前記蛍光体含有膜体は、使用する上下電極型発光ダイオード１３および所望する光の色により選択される。また、必要に応じて、前記透明封止材料と蛍光体含有膜体の間には、乱反射部材を配置することにより、上下電極型発光ダイオード１３の光が有効に所望方向に放射される。さらに、前記透明封止材料には、蛍光体を含有させることもできる。
【実施例２】
【０００７】
第２図は発光ダイオードパッケージ連結体が多数設けられているリードフレームを説明するための図である。第２図において、リードフレーム２１は、枠２２の中に一対の金属基板１１とセラミック基板嵌合孔１２′との多数組が多数の脆弱部からなるリード接続部２３によって前記枠２２、他の金属基板１１、あるいは、前記セラミック基板嵌合孔１２′に接続されて、パッケージ連結体を構成している。また、前記金属基板１１とセラミック基板嵌合孔１２′は、複数の空間部２４によって周囲が囲まれている。前記空間部２４は、少なくとも一つのリード接続部２３が設けられており、前記枠２２、他の金属基板１１、あるいは、セラミック基板嵌合孔１２′に接続されている。また、前記金属基板１１およびセラミック基板嵌合孔１２′は、リード接続部２３を介さずに前記枠２２（リードフレーム）に設けることもできる。
前記金属基板１１の周囲に設けられた空間部２４（セラミック基板嵌合孔１２′を除く）は、リードフレーム２１に対する開口率を２５％から５０％、好ましくは３０％から４５％としている。前記リードフレーム２１は、開口率を高くすることにより、金属板自体の熱容量を小さくすることができ、リフロー炉等の熱処理を行っても、放熱が速いため、上下電極型発光ダイオードに対する熱による悪影響をなくすことができる。なお、枠２２は、位置決め用の孔２２１が複数個周囲に設けられている。
【実施例３】
【０００８】
第３図（ａ）から（ｃ）は発光ダイオードパッケージ連結体が多数設けられているリードフレームおよび上下電極型発光ダイオードを取り付けた状態を説明するための図である。第３図（ａ）において、リードフレーム３１は、枠３２の中に一対の金属基板１１とセラミック基板嵌合孔１２′との多数組が多数のリード接続部３１１によって前記枠３２、他の金属基板１１、あるいは、前記セラミック基板嵌合孔１２′に接続されている。また、前記金属基板１１とセラミック基板嵌合孔１２′は、複数の空間部３１２によって周囲が囲まれている。前記空間部３１２は、少なくとも一つのリード接続部３１１が設けられており、前記枠３２、他の金属基板１１、あるいは、セラミック基板嵌合孔１２′に接続されている。また、前記金属基板１１およびセラミック基板嵌合孔１２′は、リード接続部３１１を介さずに前記枠３２（リードフレーム）に設けることもできる。
第３実施例は、リード接続部３１１の幅が第２実施例と比較して広く、切断部にプレスの下死点制御により制御されている溝３１４が設けられている点で、第２実施例と異なっている。前記切断部は、組み立てが終了した後、容易に切断が可能である。また、前記セラミック基板嵌合孔１２′は、前記リード接続部３１１と脆弱部３１５が設けられている点で、第２実施例と異なっている。前記溝３１４および脆弱部３１５は、反射枠１６および上下電極型発光ダイオード１３等を取り付けた後、第２実施例のリード接続部２３と同様、簡単に分離できるようになっている。図３（ロ）および（ハ）は、セラミック基板１２、反射枠１６、上下電極型発光ダイオード１３、導電性接続部材１４等を接合した状態が示されている。
【実施例４】
【０００９】
第４図は発光ダイオードパッケージ連結体が多数設けられている他のリードフレームを説明するための図である。第４図において、リードフレーム４１は、枠４２の中に一対の金属基板１１とセラミック基板嵌合孔１２′との多数組が多数のリード接続部４１１によって前記枠４２、他の金属基板１１、あるいは、前記セラミック基板嵌合孔１２′に接続されている。また、前記金属基板１１は、リード接続部４１１によって、枠４２、または補強リード接続部４１５と接続されている点で、実施例３と異なっている。前記補強リード接続部４１５は、空間部４１２を多くしても、強度的に耐えるようにしている。前記空間部４１２は、少なくとも一つのリード接続部４１１が設けられており、前記枠４２、他の金属基板１１、あるいは、セラミック基板嵌合孔１２′に接続されている。また、前記金属基板１１およびセラミック基板嵌合孔１２′は、リード接続部４１１を介さずに前記枠４２（リードフレーム）に設けることもできる。
【実施例５】
【００１０】
第５図（ａ）から（ｄ）は本発明の第５実施例であり、第５図（ａ）は発光装置の平面図、第５図（ｂ）は第５図（ａ）のＡ−Ａ断面図、第５図（ｃ）は（イ）のＢ−Ｂ断面図、第５図（ｄ）は底面図である。第５図（ａ）から（ｄ）において、金属基板５１とセラミック基板５２は、互いに当接された一つの基板から構成されている。前記セラミック基板５２は、少なくとも一部の上面に導電膜１７が形成されている。反射枠５６は、前記金属基板５１とセラミック基板５２に跨がって底部が、たとえば、熱硬化性樹脂接着剤等によって一体に固定されている。
前記金属基板５１は、たとえば、アルミニウム、銅、鉄、またはこれらの合金、好ましくは銅からなり、必要に応じて、ニッケルと銀により表面処理がされている。たとえば、前記上下電極型発光ダイオード５３−１、５３−２は、前記金属基板５１の上部に下部電極（図示されていない）がハンダにより取り付けられている。また、前記上下電極型発光ダイオード５３−１、５３−２は、それぞれの上部電極が金線リボン（または導電性金属箔）５４−１、５４−２によって、セラミック基板５２上に形成された導電膜５７に、たとえば、ハンダにより接合される。前記上下電極型発光ダイオード５３−１、５３−２は、前記反射枠５６のほぼ中央に設けられるとともに、その数を任意に増加させることができる。前記発光装置は、金属基板５１とセラミック基板５２の導電膜５７に図示されていない電源を接続することにより、上下電極型発光ダイオード５３−１、５３−２に電流が流れて発光する。
前記上下電極型発光ダイオードの電極は、開口部を有し、この部分から光を効率良く上部に照射する。前記開口部は、ロ字状以外に、目字状、日字状、コ字状等、各種変形が可能である。上下電極型発光ダイオードの大きさは、１．５ｍｍ×１．５ｍｍ、１．０ｍｍ×１．０ｍｍ、０．７ｍｍ×０．７ｍｍ、あるいは０．５ｍｍ×０．５ｍｍで、厚さ０．１ｍｍ程度である。本実施例の上下電極型発光ダイオードは、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードとすることができる。前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、下部電極、前記下部電極の上に形成された導電性基板、前記基板の上に形成されたｎ型窒化ガリウム半導体層、前記ｎ型窒化ガリウム半導体層の上に形成された量子井戸構造型活性層、前記量子井戸構造型活性層の上に形成されたｐ型窒化ガリウム半導体層、前記ｐ型窒化ガリウム半導体層の上に形成された上部部分電極とから構成されている。前記導電性基板の上に形成されたｐ型窒化ガリウム半導体層、前記ｐ型窒化ガリウム半導体層の上に形成された量子井戸構造型活性層、前記量子井戸構造型活性層の上に形成されたｎ型窒化ガリウム半導体層、前記ｎ型窒化ガリウム半導体層の上に形成された上部部分電極とから構成することもできる。
（比較例）
従来例の金線を超音波と熱圧着で接続した窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードと、ハンダと金属部材とによって接合した本発明の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードとを比較する。従来例は、径が３０μｍの金線２本を用い、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上部電極とパッケージ電極の他方を超音波ワイヤーボンディングで接続したワイヤーボンダの超音波振動により、発光不良の不良品が約１０％発生した。さらに、３５０ｍＡを通電した場合、約４％の通電異常による焼けが発生した。本発明の実施例では、接続工程および３５０ｍＡから５００ｍＡの通電においても、不良品の発生がなかった。
【産業上の利用可能性】
【００１１】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。そして、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。本発明の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上下電極、金属基板、金属部材等の接続は、ハンダ、ハンダペースト、ハンダとフラックス、金−錫共晶ハンダペースト、インジウム系共晶ハンダ等、公知または周知のものを使用することができる。本発明の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオード、金属基板ユニット、反射枠、熱硬化性樹脂接着剤、公知または周知のものを使用することができる。また、本発明は、各実施例の一部を互いに組み合わせて使用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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