(57)【要約】本発明は、発光ダイオードを取り付ける発光ダイオード用パッケージ、上下電極型発光ダイオードを前記発光ダイオード用パッケージに取り付けた発光装置、および前記発光装置を作製する作製方法に関するものである。  本発明の発光ダイオード用パッケージは、成形体と、前記成形体に嵌合された第１クリップ１２２および第２クリップ１２３とから少なくとも構成されている。前記成形体は、底部に少なくとも第１開口部１２１２および第２開口部１２１３が成形されている。また、前記成形体は、前記第１開口部１２１２および第２開口部１２１３の周囲に光を反射する反射部１２１４が成形されている。さらに、前記成形体は、前記反射部１２１４の開口部に蛍光膜体１１６を取り付ける蛍光膜体取付部１１１３が一体に成形されている。前記第１クリップ１２２は、ほぼ中央部に発光ダイオードを載置する発光ダイオード載置用凸部１２２１が成形され、両端部によって前記成形体に弾性的に係合されている。前記第１クリップ１２２は、前記両端部によって前記成形体に係合される。前記第２クリップ１２３は、接合用凸部が成形され、両端部によって前記成形体に弾性的に係合されている。
2009130957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射枠と、前記反射枠の内部に一体的に成形されている基板と、前記基板内に設けられた少なくとも２つの開口部と、前記開口部に連設し、下部側端部に連通する凹溝とから構成されているセラミック本体と、
前記それぞれ開口部および／または凹溝に嵌合されているリード状金属基板と、
からなることを特徴とする発光ダイオード用パッケージ。
【請求項２】
前記セラミック本体は、外側端部に前記リード状金属基板の外側に設けられた爪部が係合する凹部または凸部が成形されていることを特徴とする請求項１に記載された発光ダイオード用パッケージ。
【請求項３】
前記リード状金属基板は、前記開口部とセラミック本体の外側端部との間で弾性保持されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された発光ダイオード用パッケージ。
【請求項４】
反射枠と、前記反射枠の側部に設けられた第１の係合部および第２の係合部と、前記反射枠の内部に成形されている底部と、前記底部に設けられた第１の開口部および第２の開口部とが一体に構成されているセラミック成形体と、
一端が前記第１の係合部に係合された第１の係止部と、前記第１の開口部に嵌合される他端を断面凸状に成形された凸状部と、前記凸状部と前記第１の係止部の間を連設して前記セラミック成形体の下部に沿った水平部とから構成された第１の導電部材と、
前記第２の開口部に嵌合される一端を断面凸状に成形された凸状部と、他端が前記第２の係合部に係合された第２の係止部と、前記凸状部と前記第２の係止部の間を連設して前記セラミック成形体の下部に沿った水平部とから構成された第２の導電部材と、
から少なくとも構成されていることを特徴とする発光ダイオード用パッケージ。
【請求項５】
第１の開口部および第２の開口部が成形されているセラミック基板と、
一端が前記セラミック基板の側端部に係合された第１の係止部と、前記第１の開口部に嵌合される他端を断面凸状に成形された凸状部と、前記凸状部と前記第１の係止部の間を連設して前記セラミック基板の下部に沿った水平部とからなる第１の導電部材と、
前記第２の開口部に嵌合される一端を断面凸状に成形された凸状部と、他端が前記セラミック基板の側端部に係合された第２の係止部と、前記凸状部と前記第２の係止部の間を連設して前記セラミック基板の下部に沿った水平部とからなる第２の導電部材と、
から少なくとも構成されていることを特徴とする発光ダイオード用パッケージ。
【請求項６】
一対からなる開口部が少なくとも２組以上直列に成形されているセラミック基板または反射枠を備えたセラミック成形体と、
一端が前記セラミック基板またはセラミック成形体の一方に係合された第１の係止部と、第１の開口部に嵌合される他端を断面凸状に成形された凸状部と、前記凸状部と前記第１の係止部の間を連設して前記セラミック基板またはセラミック成形体の下部に沿った水平部とからなる第１の導電部材と、
前記第１の開口部に隣合った第２の開口部に嵌合され、一端を断面凸状に成形された凸状部と、前記第２の開口部に隣合った第３の開口部に嵌合される断面凸状に成形された凸状部と、前記凸状部どうしの間を連設して前記セラミック基板またはセラミック成形体の下部に沿った水平部とからなる第２の導電部材と、
開口部および導電部材が所望数接続された最後の導電部材の他端に前記セラミック基板またはセラミック成形体の他方に係合された第２の係止部と、
から少なくとも構成されていることを特徴とする発光ダイオード用パッケージ。
【請求項７】
一対からなる第１の開口部および第２の開口部が少なくとも２組以上並列に成形されているセラミック基板または反射枠を備えたセラミック成形体と、
一端が前記一方に係合された第１の係止部と、前記第１の開口部に嵌合される他端を断面凸状に成形された凸状部と、前記凸状部と前記第１の係止部の間を連設して前記セラミック基板またはセラミック成形体の下部に沿った水平部とからなる第１の導電部材と、
前記第２の開口部に嵌合される一端を断面凸状に成形された凸状部と、他端が他方に係合された第２の係止部と、前記凸状部と前記第２の係止部の間を連設して前記セラミック基板またはセラミック成形体の下部に沿っ水平部とからなる第２の導電部材と、
前記第１の係止部、第１の開口部、凸状部からなる第１の導電部材と、第２の開口部、凸状部からなる第２の導電部材と、前記第２の係止部とから構成される単位発光部が並列に設けられていることを特徴とする発光ダイオード用パッケージ。
【請求項８】
前記セラミック基板またはセラミック成形体は、開口部が成形されるとともに、断面凸状に成形した前記導電部材を、前記各開口部に嵌合させて面光源となるように形成することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載された発光ダイオード用パッケージ。
【請求項９】
前記導電部材の一端または他端には、係止用の爪状部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８のいずれか１項に記載された発光ダイオード用パッケージ。
【請求項１０】
前記導電部材は、板状部材が折り曲げられ、一端および他端が下方を向いた断面コ字型の凸状部が少なくとも一つ設けられていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載された発光ダイオード用パッケージ。
【請求項１１】
前記導電部材における断面コ字型の凸状部は、前後および左右方向に垂下部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９のいずれか１項に記載された発光ダイオード用パッケージ。
【請求項１２】
前記導電部材は、前記セラミック成形体またはセラミック基板の開口部および外側端部との間で弾性保持されていることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載された発光ダイオード用パッケージ。
【請求項１３】
前記セラミック成形体およびセラミック基板の下面には、前記導電部材における水平部が嵌合する凹溝が成形されていることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載された発光ダイオード用パッケージ。
【請求項１４】
少なくとも第１開口部および第２開口部が形成された底部、光を反射する反射部、蛍光膜体を取り付ける蛍光膜体取付部が一体に成形されている成形体と、
前記第１開口部に発光ダイオード載置用凸部が嵌合され、両端部によって前記成形体に弾性的に係合する第１クリップと、
前記第２開口部に接合用凸部が嵌合され、両端部によって前記成形体に弾性的に係合する第２クリップと、
から少なくとも構成されていることを特徴とする発光ダイオード用パッケージ。
【請求項１５】
前記成形体の底部は、前記第１クリップおよび第２クリップ、または第１の導電部材および第２の導電部材が嵌合される凹状溝部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１４に記載された発光ダイオード用パッケージ。
【請求項１６】
前記成形体の側部は、前記第１クリップおよび第２クリップ、または第１の導電部材および第２の導電部材の先端部を係合する凹状溝部が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項１５に記載された発光ダイオード用パッケージ。
【請求項１７】
前記第１クリップおよび第２クリップ、または第１の導電部材および第２の導電部材は、両端部において、折り返されて内側に傾斜した凸部が成形されていることを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載された発光ダイオード用パッケージ。
【請求項１８】
前記第１クリップおよび第２クリップ、または第１の導電部材および第２の導電部材は、両端部に電源端子を備えていることを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載された発光ダイオード用パッケージ。
【請求項１９】
前記電源端子は、前記底部の両端部において、互いに異なった方向に突出していることを特徴とする請求項１４から請求項１８のいずれか１項に記載された発光ダイオード用パッケージ。
【請求項２０】
前記成形体は、セラミック製、ポーラスセラミック製または耐熱性合成樹脂製のいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載された発光ダイオード用パッケージ。
【請求項２１】
前記第１クリップおよび第２クリップ、または第１の導電部材および第２の導電部材は、両端部において、折り返されて内側に傾斜した凸部が成形されていることを特徴とする請求項１から請求項２０のいずれか１項に記載された発光ダイオード用パッケージ。
【請求項２２】
前記第１クリップおよび第２クリップ、または第１の導電部材および第２の導電部材は、発光ダイオード載置用凸部および接合用凸部を中心にして互いに衝突しない３方向に成形されているとともに、前記成形体に弾性的に係合される係合部を備えていることを特徴とする請求項１から請求項２１のいずれか１項に記載された発光ダイオード用パッケージ。
【請求項２３】
前記係合部の一部は、平面からなる電源接続部が成形されていることを特徴とする請求項２２に記載された発光ダイオード用パッケージ。
【請求項２４】
反射枠と、前記反射枠の内部に一体的に成形されている基板と、前記基板内に設けられた少なくとも２つの開口部と、前記開口部に連設し、外側端部に連通する凹溝とから構成されているセラミック本体と、
前記一方の開口部および／または凹溝に嵌合されているリード状載置金属基板と、
前記他方の開口部および／または凹溝に嵌合されているリード状接続金属基板と、
前記リード状載置金属基板に下部電極が接合されている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部分電極と前記リード状接続金属基板とを接続する金属部材と、
前記リード状載置金属基板と上下電極型発光ダイオードの下部電極との接合、前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と金属部材との接合、および前記金属部材と前記リード状接続金属基板との接合に用いられているハンダと、
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２５】
前記リード状載置金属基板およびリード状接続金属基板は、前記セラミック本体の端部近傍において、下部に達していることを特徴とする請求項２４に記載されている発光装置。
【請求項２６】
前記セラミック本体は、内部に面積の広い開口部と、前記面積の広い開口部の近傍に設けられた面積の狭い開口部と、前記面積の狭い開口部に連設され、反射枠の下部に成形された凹溝と、前記面積の広い開口部に連設された外側端部に至る面積の広い凹溝とから構成されていることを特徴とする請求項２５に記載されている発光装置。
【請求項２７】
前記リード状載置金属基板およびリード状接続金属基板における前記上下電極型発光ダイオードを載置する載置領域および前記金属部材を接続する接続領域は、前記セラミック本体の内部に成形された面積が広い開口部に、前記リード状載置金属基板およびリード状接続金属基板の端部は、前記セラミック本体の外側端部にそれぞれの弾性によって嵌合されていることを特徴とする請求項２５または請求項２６のいずれか１項に記載されている発光装置。
【請求項２８】
反射枠と、前記反射枠の側部に設けられた第１の係合部および第２の係合部と、前記反射枠の内部に成形されている底部と、前記底部に設けられた第１の開口部および第２の開口部とが一体に構成されているセラミック成形体と、
一端が前記第１の係合部に係合された第１の係止部と、前記第１の開口部に嵌合される他端を断面凸状に成形された凸状部と、前記凸状部と前記第１の係止部の間を連設して前記セラミック成形体の下部に沿った水平部とから構成された第１の導電部材と、
前記第２の開口部に嵌合される一端を断面凸状に成形された凸状部と、他端が前記第２の係合部に係合された第２の係止部と、前記凸状部と前記第２の係止部の間を連設して前記セラミック成形体の下部に沿った水平部とから構成された第２の導電部材と、
前記第１の導電部材に設けられた凸状部上に下部電極が接合されている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部分電極と前記第２の導電部材に設けられた凸状部とを接続する金属部材と、
前記第１の導電部材に設けられた凸状部と上下電極型発光ダイオードの下部電極との接合、前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と前記金属部材と、前記金属部材と前記第２の導電部材に設けられた凸状部との接合に用いられているハンダと、
前記反射枠の上部開口部に設けられた蛍光体含有膜体と、
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２９】
第１の開口部および第２の開口部が成形されているセラミック基板と、
一端が前記セラミック基板の側部に係合された第１の係止部と、前記第１の開口部に嵌合される他端を断面凸状に成形された凸状部と、前記凸状部と前記第１の係止部の間を連設して前記セラミック基板の下部に沿った水平部とからなる第１の導電部材と、
前記第２の開口部に嵌合される一端を断面凸状に成形された凸状部と、他端が前記セラミック基板の側部に係合された第２の係止部と、前記凸状部と前記第２の係止部の間を連設して前記セラミック基板の下部に沿った水平部とからなる第２の導電部材と、
前記第１の導電部材に設けられた凸状部上に下部電極が接合され、発光面に微細な凹凸が形成されている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部分電極と前記第２の導電部材に設けられた凸状部とが接続される金属部材と、
前記第１の導電部材に設けられた凸状部と上下電極型発光ダイオードの下部電極との接合、前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と前記金属部材と、前記金属部材と前記第２の導電部材に設けられた凸状部との接合に用いられているハンダと、
前記上下電極型発光ダイオードを空間を介して覆うとともに、蛍光体含有膜体が全面に形成されているカバー体と、
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３０】
前記カバー体は、全ての上下電極型発光ダイオードを覆っているとともに、蛍光体含有膜体が全面に形成されていることを特徴とする請求項２９に記載されている発光装置。
【請求項３１】
前記セラミック成形体およびセラミック基板は、前記導電部材と接着剤により接着されていることを特徴とする請求項２８または請求項２９に記載されている発光装置。
【請求項３２】
前記セラミック本体は、前記リード状載置金属基板およびリード状接続金属基板と接着剤により接着されていることを特徴とする請求項２８から請求項３１のいずれか１項に記載されている発光装置。
【請求項３３】
前記金属部材は、リボン状に成形された金線からなることを特徴とする請求項２４から請求項３２のいずれか１項に記載されている発光装置。
【請求項３４】
前記金属部材は、リボン状に成形された銅に、ニッケルメッキ、金および／または銀がメッキされていることを特徴とする請求項２４から請求項３２のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項３５】
前記金属部材は、厚さが１５μｍから３５μｍ、好ましくは、２０μｍから３０μｍ、幅が１００μｍ以上から前記上下電極型発光ダイオードの電極幅以下からなることを特徴とする請求項２４から請求項３４のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項３６】
前記セラミックは、ポーラスセラミックから構成されていることを特徴とする請求項２４から請求項３５のいずれか１項に記載されている発光装置。
【請求項３７】
少なくとも第１開口部および第２開口部が形成された底部、光を反射する反射部、蛍光膜体を取り付ける蛍光膜体取付部が一体に成形されている成形体と、
前記第１開口部に発光ダイオード載置用凸部が嵌合され、両端部によって前記成形体に弾性的に係合する第１クリップと、
前記第２開口部に接合用凸部が嵌合され、両端部によって前記成形体に弾性的に係合する第２クリップと、
前記発光ダイオード載置用凸部と下部電極が接合されている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部分電極と前記接合用凸部とを接続する金属製リボンと、
前記成形体の開口部に設けられた蛍光膜体と、
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３８】
前記発光ダイオード載置用凸部と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部分電極と金属製リボン、前記金属製リボンと前記接合用凸部との接合は、ハンダであることを特徴とする請求項３７に記載された発光装置。
【請求項３９】
少なくとも第１開口部および第２開口部が形成された底部、光を反射する反射部、蛍光膜体を取り付ける蛍光膜体取付部が一体に成形されている成形体と、
前記第１開口部に発光ダイオード載置用凸部が嵌合され、両端部によって前記成形体に弾性的に係合する第１クリップと、
前記第２開口部に接合用凸部が嵌合され、両端部によって前記成形体に弾性的に係合する第２クリップと、
前記発光ダイオード載置用凸部と下部電極が接合されている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部分電極と前記接合用凸部とを接続する金属製リボンと、
前記成形体の開口部に設けられた蛍光膜体と、
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４０】
前記発光ダイオード載置用凸部と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部分電極と金属製リボン、前記金属製リボンと前記接合用凸部との接合は、ハンダであることを特徴とする請求項３９に記載された発光装置。
【請求項４１】
前記上下電極型発光ダイオードと前記蛍光膜体との間は、空気層であることを特徴とする請求項３５または請求項４０に記載された発光装置。
【請求項４２】
反射枠と、前記反射枠の内部に成形されている基板と、前記基板内に設けられた少なくとも２つの開口部と、前記開口部に連設し、外側端部に連通する凹溝とをセラミック本体に一体的に成形し、
弾性を有するリード状載置金属基板およびリード状接続金属基板を前記それぞれの開口部、凹溝、および外側端部に嵌合するパッケージ作製工程と；
上下電極型発光ダイオードの下部電極と前記リード状載置金属基板との間、前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極および前記リード状接続金属基板と金属部材との間にハンダを載置した後、前記セラミック本体、リード状載置金属基板、リード状接続金属基板、上下電極型発光ダイオード、金属部材を加熱する発光部品作製工程と；
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の作製方法。
【請求項４３】
前記パッケージ作製工程および発光部品作製工程が終了後、反射枠に蛍光体含有膜体を設けることを特徴とする請求項４２に記載されている発光装置の作製方法。
【請求項４４】
反射枠が成形されているセラミック成形体またはセラミック基板に少なくとも２つの開口部を成形し、断面凸状部と係合爪部を備えた導電部材を前記開口部および係合部に嵌合するパッケージ作製工程と；
発光面に微細な凹凸が形成されている上下電極型発光ダイオードの下部電極と前記導電部材に設けられた断面凸状部との間、前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と金属部材との間、前記金属部材と他の導電部材の断面凸状部との間、にハンダを載置した後、前記セラミック成形体またはセラミック基板、前記導電部材、金属部材、上下電極型発光ダイオードを加熱し、ハンダを溶融した後、冷却することによりハンダで接合する発光部品作製工程と；
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の作製方法。
【請求項４５】
前記パッケージ作製工程および発光部品作製工程が終了後、反射枠に蛍光体含有膜体が空間部を介して形成されたカバー体を設けることを特徴とする請求項４４に記載されている発光装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一つの発光ダイオードを取り付ける発光ダイオード用パッケージ、発光装置、および発光装置の製造方法に関するものである。本発明は、前記発光ダイオードに大きな電流を供給することができる構造の発光ダイオード用パッケージ、発光装置、発光装置の製造方法に関するものである。
本発明は、反射枠の内部に一体的に成形された基板と、前記基板に成形された開口部と、前記開口部に嵌合したリード状導電性部材とから少なくとも構成されている発光ダイオード用パッケージ、発光装置、および発光装置の製造方法に関するものである。
本発明は、上下電極型発光ダイオードの一方の電極と他方の電極とを金属部材を介してリード状導電性部材とハンダ接合することにより、大電流を流すことができ、放熱性が優れているとともに信頼性の高い発光ダイオード用パッケージ、発光装置、および発光装置の作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光ダイオード用パッケージ、発光装置、および発光装置の作製方法は、たとえば、特開２００８−１０３４０１号公報に記載されている。
従来例として、前記公報について説明する。
図１３（ａ）はパッケージに上下電極型発光ダイオードを取り付けた状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の拡大図、（ｃ）はパッケージおよび上下電極型発光ダイオードの平面図である。
図１３（ａ）から（ｃ）において、本実施例における上下電極型発光ダイオード用パッケージは、金属基板１３２、１３４と、前記金属基板１３２と１３４との間に設けられているスリットまたは絶縁部材１３３と、前記金属基板１３２、１３４に取り付けられ、反射膜１３６１が形成されている傾斜した反射面を有するとともに、上部に向かってより広がるように成形された筒状の反射体１３６とから少なくとも構成されている。前記金属基板１３２は、スリットまたは絶縁部材１３３によって金属基板１３４と電気的に分離されている。
金属基板１３２、１３４は、銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、鉄または鉄合金とすることができる。前記金属基板１３２、１３４は、たとえば、銅である場合、亜鉛を微量含有させ、強度を上げている。
前記金属基板１３２、１３４が銅基板の場合、前記銅基板は、ニッケルメッキが形成された後、銀メッキが形成され、マスクをして前記上下電極型発光ダイオードが載置される位置に金メッキ層が形成される。
前記反射体１３６は、少なくとも一方の幅が前記スリットまたは絶縁部材１３３の長さより短く、それぞれの前記スリットまたは絶縁部材１３３に対応して前記金属基板に取り付けられる。
前記絶縁部材１３３は、たとえば、セラミック材料、あるいは１液性または２液性のエポキシ系樹脂を主成分とした熱硬化性樹脂、あるいはシリコン系樹脂からなる樹脂を充填できるが、単なる空間として絶縁性を持たせることもできる。前記上部に向かって広がった筒状の反射体１３６は、前記金属基板１３２、１３４と接着剤により接合しているため、前記スリットを備えた金属基板１３２、１３４の強度を維持することができる。
また、上下電極型発光ダイオード１３１を設置した反射体１３６の内部に充填する透明封止樹脂は、エラストマータイプとすることができる。
図１３（ａ）および（ｂ）において、前記金属基板１３２には、上下電極型発光ダイオード１３１が収納できる収納凹部１３２１が形成されている。前記上下電極型発光ダイオード１３１は、上部部分電極１３１１と下部電極１３１２が設けられている。
前記金属基板１３２は、前記上下電極型発光ダイオード１３１の下部電極１３１２と、たとえば、共晶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１３１の上部部分電極１３１１は、接続金属板１３５により、前記金属基板１３４と、たとえば、共晶ハンダにより接続される。前記上下電極型発光ダイオード１３１および接続金属板１３５が存在していない金属基板１３２、１３４の表面には、後述する反射体の内部に相当する領域に銀メッキ１３６２、１３６３が施され、上下電極型発光ダイオード１３１の発光を効率良く反射させる。
図１３（ｃ）において、上下電極型発光ダイオード１３１の上部部分電極１３１１は、目の字状に開口部１３１３を有し、この部分から光を効率良く外部に照射する。前記開口部１３１３は、目の字状以外に、日の字状、ロの字状、コの字状等がある。
また、接続金属板１３５は、たとえば、２本の接続部１３５１を有し、前記上下電極型発光ダイオード１３１の上部部分電極１３１１の一部に接続されている。前記接続部１３５１は、その太さを変えたり、あるいは本数を変えることができる。また、前記接続金属板１３５の金属基板１３４側は、広い面積を有し、前記金属基板１３４と接続される。
前記上下電極型発光ダイオード１３１の側部１３１４から出る光は、前記接続金属板１３５の開口部を通して外部に照射される。前記接続金属板１３５は、前記上部部分電極１３１１および前記金属基板１３４と、たとえば、共晶ハンダにより接続される。前記共晶ハンダによる接続は、互いに金メッキを施すことにより、接合強度を強くすることができる。
また、従来における特開２００７−３１７８９６号公報に記載されている発光装置は、側面と底面を有するとともに、上面に開口部を備えたパッケージと、前記底面に載置された発光ダイオードから構成されている。また、前記発光装置は、前記パッケージの側面は、ガラス層からなり、前記ガラス層に顔料が添加され、前記発光ダイオードの発光色の色純度を向上させている。
前記特開２００７−３１７８９６号公報に記載されている発光装置は、発光ダイオードの電極とパッケージ電極とをワイヤーボンディングにより接合されている。前記ワイヤーボンディングは、ワイヤーを発光ダイオードの電極に接合する際に、超音波振動が加わり、発光層が損傷する恐れがあった。
また、ワイヤーの接合部は、大電流を流すことにより、熱を発生して接合部の断線の恐れがあった。さらに、前記発光装置は、発光ダイオードの発光層およびワイヤーの接合部を保護するために、パッケージに絶縁部材を充填しているが、前記絶縁部材により発光ダイオードの発光効率を低下する原因になっていた。
特開２００８−１０３４０１号公報に記載されている発光装置は、金属基板と金属基板との間に絶縁部材を介在させる必要があった。また、前記金属基板と絶縁部材の接着は、強度的な問題があった。
【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、発光ダイオードの電極とパッケージ電極との接合を金属製リボンとハンダを使用することで、超音波振動および熱応力に耐え、高い強度で保持されるとともに、作製が容易である発光ダイオード用パッケージ、発光装置、および発光装置の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、開口部を有する成形体と、前記開口部に嵌合するリード状導電性部材とを組み立てるだけで発光ダイオード用パッケージ、および発光装置ができるため、量産性に優れた発光ダイオード用パッケージを提供することを目的とする。
本発明は、組み立てが容易で放熱性に優れた発光ダイオード用パッケージを提供することを目的とする。また、本発明は、封止材料を充填することなく、組立および量産性と、放熱性に優れ、大電流を流すことができ、熱応力に耐えるとともに、高い強度で保持される発光ダイオード用パッケージ、発光装置、および発光装置の作製方法を提供することを目的とする。
本発明の発光ダイオード用パッケージ、発光装置、発光装置の製造方法は、ワイヤーボンダーを用いないため、前記発光装置の発光層に振動が伝達されて、前記発光層に損傷を与えるおそれがなく、また、前記発光装置の電極と金線との接合は、輸送中または使用中の振動により、断線するおそれがないため、封止材料を充填する必要がなくなった。
本発明によれば、成形体およびクリップの成形加工が金型により、容易かつ迅速にできるため、量産性に優れているだけでなく、安価になる。
本発明によれば、ワイヤーボンディング等を使用せずに、発光ダイオードの電極と金属製リボンとの接合をハンダにより行っているため、接合部が長期間に渡り、信頼性が高いだけでなく、上下電極型発光ダイオードを充填材により封止する必要がないため、安価で量産性に優れた発光装置を得ることができる。
本発明によれば、成形体に嵌合された一方のクリップに接続された上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と他方のクリップとの接続が、たとえば、板状あるいはリボン状の金属製リボンによって接続されているため、大電流を流すことができるだけでなく、放熱性に優れ、熱応力が発生しても緩和することができる。特に、本発明は、各接続部をワイヤーボンディングを使用せずに、ハンダで接合するため、接合部および／または発光層に振動が加わることがなく、性能の優れた発光装置を得ることができるようになった。
本発明によれば、上下電極型発光ダイオードの周囲を充填材で囲むことなく、空気層が存在するため、放熱性に優れ、照射される光を遮ることがないため、発光効率も優れている。
本発明によれば、パッケージ、第１および第２クリップ、上下電極型発光ダイオード、金属製リボン、ハンダ等を自動ロボットにより、載置するだけで組み立てが容易、かつ迅速にできる。また、本発明によれば、前記パッケージ、第１および第２クリップは、プレス加工をした後に嵌合するだけあるため、発光ダイオード用パッケージの工程が少なく、安価、作製が容易で迅速にできる。
本発明によれば、反射枠と反射枠の内部に成形した開口部とを一体的に成形したセラミック成形体またはセラミック基板と、前記開口部に嵌合する導電部材とから構成されているため、組み立てが容易で、安価な発光ダイオード用パッケージ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の上部部分電極と、セラミック成形体またはセラミック基板の開口部に嵌合された導電部材との接合が金属部材によって行なわれるため、組み立てが容易であり、大電流を流すことができるとともに、光を効率良く反射することができる。
本発明によれば、前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と導電部材とが金属部材により接続されているため、接合面積が大きくなり、ハンダによる接合が可能となり、放熱性がよく、大きな電流を流すことができる。
本発明によれば、前記発光面に微細な凹凸が形成されている上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と導電部材との接続にワイヤボンディングによる接合を用いないため、接合部および／または発光層に振動が加わることがなく、不良品の少ない発光装置を得ることができる。前記発光面に微細な凹凸が形成されている上下電極型発光ダイオードは、光の反射を効率良くするだけでなく、封止樹脂が不要であるため、強い光を放射することができる。
本発明によれば、パッケージとなるセラミック成形体またはセラミック基板がポーラスセラミックにより成形されているため、特別な反射面を形成することなく、表面における反射および乱反射を有効に利用でき、高い反射率とすることができる。
本発明によれば、少なくとも２つの開口部を有するセラミック成形体またはセラミック基板に導電部材を嵌合するだけで、発光ダイオード用パッケージができるため、部品が少なく組み立てが容易で、工数が少なくなる。
本発明によれば、反射枠と反射枠の内部に成形した開口部とを一体的に成形セラミック本体と、前記開口部に嵌合するリード状金属基板とから構成しているため、組み立てが容易で安価な発光ダイオード用パッケージを得ることができるようになった。
本発明によれば、前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極とリード状接続基板との接続をリボン状金属部材により、接合面積を大きくしたため、ハンダによる接合が可能であり、放熱性がよく、大きな電流を流すことができる。
本発明によれば、反射枠と少なくとも２つの開口部を有するセラミック本体にリード状載置金属基板、リード状接続金属基板、および金属部材を接合するといった部品が少なく組み立てが容易で、工数が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１（ａ）から（ｃ）は本発明の第１実施例で、（ａ）は発光装置の平面図、（ｂ）は発光装置の断面図、（ｃ）は発光装置の底面図である。
図２は本発明の第１実施例における発光ダイオード用パッケージを説明するための組み立て斜視図である。
図３（ａ）から（ｃ）は本発明の第２実施例で、（ａ）は発光装置の平面図、（ｂ）は発光装置の断面図、（ｃ）は発光装置の底面図である。
図４（ａ）および（ｂ）は本発明の第３実施例で、（ａ）は上下電極型発光ダイオードが複数個直列に接続されている発光装置の平面図、（ｂ）は発光装置の断面図である。
図５は本発明の第４実施例で、導電部材の凸状部を説明するための斜視図である。
図６（ａ）は本発明の第５実施例で、パッケージの成形体およびクリップを説明するための組立斜視図、（ｂ）は成形体にクリップを嵌合したパッケージの平面図である。
図７（ａ）は本発明の第５実施例で、成形体の平面図、（ｂ）は平面におけるＡ−Ａ断面図、（ｃ）は平面図におけるＢ−Ｂ断面図、（ｄ）は（ａ）の側面図、（ｅ）は（ａ）の底面図である。
図８はパッケージに上下電極型発光ダイオードを組み込んだ第５実施例の発光装置を説明するための図で、（ａ）は底面図、（ｂ）はＣ−Ｃ断面図である。
図９（ａ）から（ｄ）は本発明の第６実施例で、（ａ）は反射枠が一体に成形されたセラミック本体の平面図、（ｂ）はセラミック本体の断面図、（ｃ）は発光ダイオード用パッケージを説明する正面図、（ｄ）発光ダイオード用パッケージの底面図である。
図１０は本発明の第６実施例における発光ダイオード用パッケージを説明するための組立斜視図である。
図１１は本発明の第７実施例で、セラミック本体の開口部にリード状載置金属基板およびリード状接続金属基板が嵌合されている他の例を説明するための概略図である。
図１２（ａ）および（ｂ）は本発明の第８実施例で、セラミック本体の開口部にリード状載置金属基板およびリード状接続金属基板が嵌合されている別の例を説明するための概略図である。
図１３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】
発光ダイオード用パッケージは、反射枠と基板が一体成形されたセラミック本体と、リード状金属基板とから構成されている。前記セラミック本板は、反射枠と、前記反射枠の内部に一体的に成形されている基板とからなる。前記基板は、前記反射枠の内部に、少なくとも２つの開口部が設けられている。前記２つの開口部は、互いに対向した位置に配置されているとともに、前記反射枠の下面から下部側端部に連通する凹溝が成形されている。
前記リード状金属基板は、前記それぞれの開口部、凹溝、および下部側端部に嵌合されている。前記発光ダイオード用パッケージは、一体成形からなるセラミック本体と、前記セラミック本体に嵌合するリード状金属基板だけであるため、作製工数が少なく、金型により、安価な大量生産が可能である。前記セラミック本体は、合成樹脂製とすることも可能である。前記開口部の数は、３個以上にすることができる。また、前記開口部の形状は、任意であるが、リード状金属基板と嵌合する際に形状を考慮することが必要である。
発光ダイオード用パッケージは、セラミック本体の外側端部に係合部が成形されている。前記係合部は、凹部または凸部からなり、前記リード状金属基板の外側端部に設けられた爪部が係合する。前記爪の向きは、内側または外側にすることができる。また、前記リード状金属基板は、弾性を持たせ、自身の弾性と係合部とで嵌合させることができる。
発光ダイオード用パッケージは、セラミック本体の外側端部と開口部に弾性を有するリード状金属基板が嵌合されている。前記リード状金属基板は、端部に爪部が成形されていないため、セラミック本体に嵌合する際に、接着剤を介することが望ましい。
発光ダイオード用パッケージは、反射枠、底部、第１の開口部、および第２の開口部が一体に成形されているセラミック成形体と、前記第１の開口部および第２の開口部に嵌合された第１の導電部材および第２の導電部材とから少なくとも構成されている。前記セラミック成形体は、前記反射枠の側端部に第１の係合部および第２の係合部が設けられている。また、前記反射枠は、一体的に底部が成形されており、発光ダイオードが前記底部に取り付けられる状態に成形されている。
前記第１の導電部材は、一端の係止部が前記第１の係合部に係合され、他端が断面凸状に成形された凸状部を前記第１の開口部に嵌合している。前記第２の導電部材は、同様に、一端が断面凸状に成形された凸状部を前記第２の開口部に嵌合し、他端が前記第２の係合部に係合されている。前記第１の導電部材および第２の導電部材は、凸状部と係合部の間に前記セラミック成形の下部に沿った水平部が連設されている。
前記発光ダイオード用パッケージは、所定の形状に成形されたセラミック成形体に、所定形状に成形された第１の導電部材および第２の導電部材を嵌合および係合するのみで、生産性が高く、工数が少なく、安価なものを得ることができる。前記嵌合部および係合部は、取り付け後に接着剤等により、外れないようにすることができる。
発光ダイオード用パッケージは、前記セラミック成形体がセラミック基板から構成されている点で異なっている。前記セラミック基板は、前記セラミック成形体より、成形が容易であり、任意の形状をした反射カバーまたは反射枠を設けることができる。
発光ダイオード用パッケージは、前記セラミック成形体および前記セラミック基板に対して、一対の開口部が少なくとも２組以上直列に成形されている点で、異なっている。前記発光ダイオード用パッケージは、発光ダイオードの数を増加することで、光の強度を向上することができるだけでなく、光の放射を直線状にすることができる。
発光ダイオード用パッケージは、セラミック成形体およびセラミック基板に対して、一対の開口部が少なくとも２組以上並列に成形されている点で、異なっている。前記発光ダイオード用パッケージは、発光ダイオードの数を増加することで、隣り合う方向の距離を短くして、より光の強度を向上した直線状の光を放射することができる。
発光ダイオード用パッケージは、一対からなる第１の開口部および第２の開口部の複数組が直列および並列に成形されることにより、面光源が形成されるようになっている。
発光ダイオード用パッケージは、前記導電部材の他端に係止用の爪状部が設けられている。前記爪状部は、セラミック成形体の凹部またはセラミック基板の上部等に係合することにより、組み立てが容易で、堅固なパッケージとなる。
発光ダイオード用パッケージは、前記導電部材が板状部材からなり、折り曲げられ、一端および／または他端が下方を向いた断面コ字型の凸状部が少なくとも一つ設けられている。前記導電部材は、バネ性を有する素材からなり、折り曲げられる際の弾性によって、前記開口部に嵌合される。
発光ダイオード用パッケージは、前記導電部材における断面コ字型の凸状部が前後および左右方向に垂下部が設けられている。前記垂下部は、セラミック成形体またはセラミック基板の開口部に対して、４方に沿って垂下部が設けられているため、前記垂下部による弾性で、前記開口部に強固に取り付けられる。
発光ダイオード用パッケージは、前記導電部材が自身の弾性により、前記セラミック成形体またはセラミック基板の開口部において、外側に広がる方向に、外側端部において、内側に狭められるように力が働き、互いに強固に保持される。
発光ダイオード用パッケージは、前記セラミック成形体およびセラミック基板の下面に凹溝が成形されており、前記導電部材における水平部が前記凹溝に嵌合するようになっている。前記凹溝は、前記導電部材の弾性または接着剤をより有効に使用して、前記セラミック成形体およびセラミック基板と前記導電部材の接着をより堅固に固着することができる。
発光ダイオード用パッケージは、成形体と、前記成形体に嵌合された第１クリップおよび第２クリップとから少なくとも構成されている。前記成形体は、底部に少なくとも第１開口部および第２開口部が成形されている。また、前記成形体は、前記第１開口部および第２開口部の周囲に光を反射する反射部が成形されている。さらに、前記成形体は、前記反射部の開口部に蛍光膜体を取り付ける蛍光膜体取付部が一体に成形されている。
前記第１クリップは、ほぼ中央部に発光ダイオードを載置する発光ダイオード載置用凸部が成形され、両端部によって前記成形体に弾性的に係合されている。前記第１クリップは、前記両端部によって前記成形体に係合される。前記第２クリップは、接合用凸部が成形され、両端部によって前記成形体に弾性的に係合されている。第１開口部および第２開口部と第１クリップおよび第２クリップとの嵌合は、ぴったりの嵌合または遊嵌のいずれでもよい。前記第１クリップおよび第２クリップは、前記発光ダイオード載置用凸部および接合用凸部を中心にして互いに衝突しない３方向に成形するとともに、前記成形体に弾性的に係合される係合部を備えている。また、前記係合部は、一部のみにしな、平面からなる電源接続部を成形することもできる。
発光ダイオード用パッケージは、成形体の底部に二つの凹状溝部が設けられている。前記第１クリップおよび第２クリップは、前記各凹状溝部に嵌合されて移動しないようになっている。また、前記第１クリップおよび第２クリップは、導電性部材から構成され、前記発光ダイオード用パッケージに取り付けられた発光ダイオードに電力を供給する。
発光ダイオード用パッケージは、成形体の側部に、二つの凹状溝部が設けられている。前記第１クリップおよび第２クリップは、その先端部が前記凹状溝部に係合されて移動しないようになっている。前記底部および側部に設けられた凹状溝部は、底部のみ、側部のみ、あるいは、底部および側部に設けることができる。
発光ダイオード用パッケージは、成形体がセラミック製、ポーラスセラミック製、または耐熱性合成樹脂製のいずれかから構成されている。前記ポーラスセラミックから構成される成形体は、内面で発光ダイオードからの光を反射することができる。通常のセラミック製および耐熱性合成樹脂製成形体は、内面に反射する反射膜等を設ける必要がある。また、前記耐熱性合成樹脂は、各種エンジニアリングプラスチックが使用できる。
発光ダイオード用パッケージは、第１クリップおよび第２クリップの両端部が内側に折り返されて、傾斜した凸部が成形されている。前記内側に折り返されて傾斜した凸部は、バネ性を有し、前記成形体に堅固に嵌合する。本発明の発光ダイオード用パッケージは、成形体に第１クリップおよび第２クリップを嵌合するだけで、容易かつ迅速な組み立てが可能である。前記第１クリップおよび第２クリップは、材料そのものに弾性をもたせることが望ましい。
前記第１クリップおよび第２クリップは、両端部を電源端子としている。前記電源端子の両方または一方のいずれでも電力供給用の電線に接続することができ、電気配線を容易にしている。
発光ダイオード用パッケージは、第１クリップおよび第２クリップにおける底部の両端部を電源端子として、大電流が偏ることなく発光ダイオードに供給することができるようになっている。また、前記第１クリップおよび第２クリップの両端部に設けられた電源端子は、互いに接触しないように、互いに異なった方向に突出するように設けられている。
発光ダイオード用パッケージにおいて、第１クリップおよび第２クリップにおける発光ダイオード載置用凸部および接合用凸部は、前記成形体に弾性的に係合される係合部が両端部に設けられている。また、前記発光ダイオード載置用凸部および接合用凸部は、前記両端部と直角方向で、互いに異なる方向に前記成形体に弾性的に係合される係合部が設けられている。前記係合部は、内側に向かって折り返すように成形され、前記成形体に弾性的に係合する。すなわち、前記発光ダイオード載置用凸部および接合用凸部は、３箇所によって、前記成形体に係合できるようになっているため、取り付けが堅固で、かつ、安定している。
さらに、前記発光ダイオード載置用凸部および接合用凸部において、前記両端部と直角方向で互いに異なる方向に成形されている係合部は、たとえば、中央部に折り変えられた係合片を設け、その両端部を平らな電源接続端子とすることができる。また、前記発光ダイオード載置用凸部および接合用凸部は、３箇所に前記係合片と電源接続端子を設けておき、発光装置に組み込む時に、取り付けを安定せせるとともに、いずれの方向へも配線を最短距離で行えるようになる。
発光装置は、リード状載置金属基板およびリード状接続金属基板が前記セラミック本体の端部から下部に達するようになっている。前記発光装置は、印刷配線基板上の配線に載せるだけで、前記端部と導通するため、特別の配線が不要であるだけでなく、配線が容易にできる。
発光装置において、セラミック本体は、反射枠と、前記反射枠の内部に一体的に成形されている基板とからなる。前記基板は、前記反射枠の内部に、少なくとも２つの開口部を互いに対向した位置に配置されているとともに、前記反射枠の下面から外側端部に連通する凹溝が成形されている。前記リード状金属基板は、前記それぞれ開口部、凹溝、および外側端部に嵌合されている。
前記開口部は、たとえば、一方が大きく他方が小さく、構成することができるとともに、前記セラミック本体の外側端部に至るように凹溝によって連通されている。前記セラミック本体と前記リード状金属基板とは、嵌合により組み立てられるだけでなく、接着剤等を介することにより、発光部品を取り付ける際に外れないようにすることができる。
前記リード状金属基板は、リード状載置金属基板およびリード状接続金属基板とから構成されている。前記リード状載置金属基板は、上下電極型発光ダイオードを載置する載置部と、前記載置部から前記セラミック本体の外側端部に至る凹溝に嵌合する幅の狭いリード部とから少なくとも構成されている。前記リード状接続金属基板は、前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と金属部材を介して接続する面積の広い接続部と、前記セラミック本体の外側端部に至る凹溝に嵌合する幅の狭いリード部とから少なくとも構成されている。
前記上下電極型発光ダイオードは、下部電極が前記リード状載置金属基板にハンダにより接合されている。前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極は、金属部材により前記リード状接続金属基板とハンダにより接続されている。前記金属部材は、導電性のよい板状部材であることが望ましい。前記ハンダ付けは、たとえば、共晶ハンダにより同時に接合される。
なお、開口部は、３個以上にすることができる。たとえば、２個の開口部には、それぞれリード状載置金属基板を、前記開口部に対向する位置に配置された１個の開口部には、リード状接続金属基板を嵌合する。２個の上下電極型発光ダイオードは、それぞれのリード状載置金属基板に載置され、前記リード状接続金属基板を共通にすることにより、並列接続ができる。また、前記２個の上下電極型発光ダイオードは、直列接続することも可能である。
発光装置において、セラミック本体内部の基板に成形された開口部は、内部に面積の広い領域と、前記面積の広い領域に連設された面積の狭い領域と、前記面積の狭い領域に連設され、前記反射枠の下部に成形され、外側端部に至る凹溝とから構成されている。前記リード状載置金属基板およびリード状接続金属基板は、面積の広い領域が前記開口部に、前記面積の狭い領域が前記凹溝に、端部がセラミック本体の外側端部に嵌合する。前記反射枠とリード状金属基板は、組み立てが簡単、安価、かつ、離れ難い形状になっている。
発光装置において、前記リード状載置金属基板の載置部およびリード状接続金属基板の接続部は、前記セラミック本体の内部に成形された面積が広い領域に嵌合されている。また、前記リード状載置金属基板およびリード状接続金属基板の他端部は、前記セラミック本体の外側端部にそれぞれ嵌合されている。前記リード状載置金属基板およびリード状接続金属基板のリード部は、前記セラミック本体の下部に成形された凹溝に嵌合されている。
また、前記リード状載置金属基板およびリード状接続金属基板における外側の端部は、前記セラミック本体の外壁部に設けられた凹部または凸部に係合することができる。前記リード状載置金属基板およびリード状接続金属基板における外側の端部と、外壁部の凹部または凸部の形状は、前記嵌合が外れないようになっていれば良い。
発光装置において、前記リード状載置金属基板およびリード状接続金属基板は、前記開口部および凹溝による嵌合だけでは外れ安いため、両者の間に接着剤を介することで、脱落することを防止している。
発光装置は、金属部材がリボン状に成形された金線から構成されている。前記リボン状金線は、短冊状で薄い板状に成形されているため、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の上部部分電極とリード状接続金属基板とを接続する際に、長さを変え（吸収し）たり、接合面積を大きくすることができ、取り付けが容易で、かつ、放熱性および信頼性の高い接合が可能である。また、金属部材は、短冊状であるため、線状のものと比較して高い放熱性を有している。さらに、前記リボン状に成形された金線は、面積の大きい部分にハンダ付けが容易にでき、ワイヤボンディングの際に発生する振動がないため、発光ダイオードを損傷させることなく、接合部の強度を向上させることができた。
発光装置における金属部材は、リボン状に成形された銅に、ニッケルメッキを施したもの、あるいは銅に、金および／または銀がメッキされている。前記金属部材は、金線リボンの代わりとして、接合性および／または柔軟性の点で充分に使用することができる。
発光装置における金属部材は、銅および銅合金に金および／または銀がメッキされ、光の反射効率、放熱性、ハンダ、特に、共晶ハンダとの濡れ性の改善を同時に達成できるようになっている。また、前記金属部材は、厚さが１５μｍから３５μｍ、好ましくは、２０μｍから３０μｍ、幅が１００μｍ以上から前記上下電極型発光ダイオードの電極幅以下とすることで、大電流を流すことができるとともに、放熱性を向上させるだけでなく、組立体とした場合の強度も向上させている。
発光装置は、反射枠がポーラスセラミックからなり、前記反射枠自体が反射部となっている。前記ポーラスセラミックは、アルミナ系セラミックであり、たとえば、気孔の直径が０．１０μｍから１．２５μｍ、あるいは、気孔率が１０％以上のものを使用した。
発光装置は、蛍光体含有膜体が前記反射枠に設けられ、上下電極型発光ダイオードから放射された光が前記蛍光体含有膜体によって所望の色の光となって出力される。前記蛍光体含有膜体は、前記上下電極型発光ダイオードから発する光をほぼ可視光に変換する少なくとも一つの蛍光体が含有されている。前記上下電極型発光ダイオードは、たとえば、青色ないし紫外線の波長の光を発光する発光ダイオードであり、青色ないし紫外光の波長を吸収して、他の可視光に変換している。
発光装置は、セラミック成形体と、第１の導電部材および第２の導電部材と、上下電極型発光ダイオードと、金属部材と、前記各部を接続するハンダと、蛍光体含有膜体とから少なくとも構成されている。前記セラミック成形体は、上下電極型発光ダイオードからの光を照射する反射枠と、前記反射枠の両側端部に設けられた第１の係合部および第２の係合部と、前記反射枠の内部に一体的に成形されている前記上下電極型発光ダイオードおよび金属部材を設ける底部と、前記底部に設けられ、前記第１の導電部材および第２の導電部材を嵌合する第１の開口部および第２の開口部とが一体に成形されている。
第１の導電部材および第２の導電部材は、一端または他端を断面凸状に成形された凸状部が前記第１の開口部および第２の開口部に嵌合され、他端または一端が前記第１の係合部および第２の係合部に係合されている。前記上下電極型発光ダイオードは、下部電極が前記第１の導電部材に設けられた凸状部上に接合される。前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極は、前記金属部材を介して、前記第２の導電部材に設けられた凸状部と接続される。
前記第１の導電部材に設けられた凸状部と上下電極型発光ダイオードの下部電極との接合、前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と前記金属部材との接合、前記金属部材と前記第２の導電部材に設けられた凸状部との接合は、ハンダが用いられる。前記反射枠の上部開口部には、蛍光体含有膜体が設けられている。前記発光装置は、セラミック成形体、上下電極型発光ダイオード、第１および第２の導電部材、金属部材をハンダにより接合するだけであるため、組み立てが迅速で容易にでき、生産性を向上することができ、安価なものとなる。
発光装置は、前記セラミック成形体がセラミック基板になっている点、発光面に微細な凹凸が形成されている上下電極型発光ダイオードである点、および前記上下電極型発光ダイオードを蛍光体含有膜体により全面を覆うカバー体が形成されている点で異なっている。
発光装置は、前記セラミック成形体および／またはセラミック基板に上下電極型発光ダイオードを直列および／または並列に設け、直線状または面状光源としている。また、前記発光装置は、前記導電部材の開口部を直列にした場合、光源が比較的開いた直線状になり、前記開口部を並列にした場合、光源の距離が短い直線状になる。
発光装置は、上下電極型発光ダイオード毎にカバーで覆うのではなく、全ての上下電極型発光ダイオードを一つのカバーによって覆っているとともに、蛍光体含有膜体が前記カバーの全面に形成されている。前記発光装置は、蛍光灯のような線光源または面光源を容易に作製することができる。
発光装置は、前記セラミック成形体およびセラミック基板と、導電部材とが接着剤により接着されている。前記導電部材は、自身の弾性以外に接着剤を用いることで、より堅固に組み立てられる。
発光装置は、前記発光ダイオード用パッケージに少なくとも一つの上下電極型発光ダイオードが取り付けられている。前記上下電極型発光ダイオードは、複数個を前記パッケージに並列に取り付けることもできる。上下電極型発光ダイオードは、下部電極が第１クリップに設けられている発光ダイオード載置用凸部に接合されている。また、前記上下電極型発光ダイオードは、上部部分電極と前記第２クリップの接合用凸部とが金属製リボンによって接続されている。
さらに、前記発光ダイオード用パッケージを構成する成形体の開口部には、蛍光膜体が設けられている。前記蛍光膜体は、上下電極型発光ダイオードの光を所定の波長に変換して、所望の色にするものである。前記上下電極型発光ダイオードは、前記第１クリップおよび第２クリップと幅が広い前記金属製リボンによって接続されているため、大電流を供給することができるとともに、表面積を広くしているため、電気抵抗が少なく、光の反射性および放熱性も優れている。
発光装置は、前記発光ダイオード載置用凸部と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部分電極と金属製リボン、前記金属製リボンと前記接合用凸部とをハンダによって接合している。前記ハンダによる接合は、ワイヤーボンディングによるものより、接合強度が高く、大電流を流すことができ、超音波振動による発光部の損傷あるいは接合部の断線がない。
発光装置は、ワイヤーボンディングによる接合が行なわれていないため、各部の接合強度が高く、前記パッケージ内に絶縁部材を充填する必要がないため、前記上下電極型発光ダイオードと前記蛍光膜体との間が空気層となっている。また、前記発光装置は、パッケージ内に絶縁部材が充填されていないため、放熱性に優れ、前記上下電極型発光ダイオードに大電流を供給することができる。本発明は、パッケージの構造と、金属製リボンとハンダの採用とが相まって、大電流を流すことができ、高輝度の発光装置を得ることができる。
発光装置の作製方法は、パッケージ作製工程と発光部品作製工程とから構成されている。前記パッケージ作製工程は、グリーンシートに、反射枠と、前記反射枠の内部に一体的に成形されている基板と、前記基板内に設けられた少なくとも２つの開口部と、前記開口部に連設し、下部側端部に連通する凹溝とが一体的に成形される。前記成形後のグリーンシートは、焼成してセラミック本体とする。前記セラミック本体の開口部、凹溝、外側端部には、リード状載置金属基板およびリード状接続金属基板が嵌合される。
前記リード状載置金属基板における載置部上には、ハンダが載置された後、上下電極型発光ダイオードの下部電極を置く。前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極および前記リード状接続金属基板の上には、ハンダが載置された後、金属部材が載置される。
前記セラミック本体、リード状載置金属基板、リード状接続金属基板、上下電極型発光ダイオード、金属部材は、たとえば、リフロー炉を通過させることにより、加熱され、前記各部材が接合される。必要に応じて、蛍光体含有膜体が前記反射枠に取り付けられる。また、前記金属部材は、チタン銅、リン青銅とうバネ性を有する部材であり、厚みが１００μｍから１０００μｍ、好ましくは、２００μｍから６００μｍである。
発光装置の製造方法は、パッケージ作製工程と、発光部品作製工程とから構成されている。前記パッケージ作製工程は、反射枠が成形されているセラミック成形体またはセラミック基板に少なくとも２つの開口部、および係合部が成形される。前記セラミックの開口部および係合部は、グリーンシートを成形した後、焼成することによりセラミックとなる。断面凸状部と係合爪部を備えた導電部材は、前記開口部および係合部に係合できる形状に成形される。
前記発光部品は、上部発光面に微細な凹凸が形成された上下電極型発光ダイオードと、金属部材と、ハンダから構成される。まず、前記発光部品作製工程は、前記上下電極型発光ダイオードの下部電極と、前記導電部材に設けられた断面凸状部との間、前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と金属部材との間、前記金属部材と他の導電部材の断面凸状部との間に、ハンダが載置される。
その後、前記セラミック成形体またはセラミック基板、前記導電部材、金属部材、上下電極型発光ダイオードは、たとえば、リフロー炉を通過することで、加熱され、ハンダが溶融した後、冷却することで各部品が接合される。金属部材を介して導電部材および上下電極型発光ダイオードの電極は、ハンダにより接合されているため、振動等が加わらないので、歩留りを向上させることができる。
発光装置の作製方法は、前記パッケージ作製工程および発光部品作製工程が終了後、空間を介して反射枠に蛍光体含有膜体が形成されたカバー体を設けることにより、各種形状の発光装置を作製することができる。すなわち、本発明は、上下電極型発光ダイオードの発光面上に封止樹脂が存在しないため、前記微細な凹凸が形成されている前記発光面の間に前記封止樹脂が無く、輝度を向上させることができる。
本発明の発光ダイオード用パッケージは、開口部が設けられた底部、光を反射する反射部、蛍光膜体を取り付ける蛍光膜体取付部が一体に成形され、前記開口部にクリップを嵌合するだけで、容易に組み立てができるため量産性に優れている。
本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【０００６】
（実施例１）
図１（ａ）から（ｃ）は本発明の第１実施例で、（ａ）は発光装置の平面図、（ｂ）は発光装置の断面図、（ｃ）は発光装置の底面図である。図２は本発明の第１実施例における発光ダイオード用パッケージを説明するための組立斜視図である。図１（ａ）から（ｃ）および図２において、発光ダイオード用パッケージは、セラミック成形体１１と、第１の導電部材１２および第２の導電部材１３とから少なくとも構成されている。
前記セラミック成形体１１は、凹部からなる空間１１１と、前記空間の底部である内部底部１１２と、前記内部底部１１２の周囲に成形されている反射面１１３と、前記内部底部１１２に成形された第１の開口部１１６および第２の開口部１１７と、側部に成形された第１の係合部１１４および第２の係合部１１５と、底面に成形された凹溝１１９、１２０（図２参照）とから構成されている。
前記第１の導電部材１２は、一端の係止部１２２が前記セラミック成形体１１における第１の係合部１１４に係合され、他端が断面凸状に成形された凸状部１２１を前記第１の開口部１１６に嵌合されている。前記第２の導電部材１３は、同様に、一端が断面凸状に成形された凸状部１３１を前記第２の開口部１１７に嵌合し、他端が前記第２の係合部１１５に係合されている。
前記第１の導電部材１２および第２の導電部材１３は、凸状部１２１、１３１と第１の係合部１１４および第２の係合部１１５の間に前記セラミック成形の下部に沿った水平部１２４、１３４が連設されている。前記セラミック成形体１１の裏面は、図２に示すように、凹溝１１９、１２０が設けられ、前記第１の導電部材１２および第２の導電部材を嵌合した際に、図１（ｂ）に示すような平面となる。なお、前記第１の導電部材１２および第２の導電部材１３は、セラミック成形体１１の一部により、互いに電気的に絶縁されている。
前記導電部材１２は、前記第１の係止部１２２、垂下部１２５、水平部１２４、垂直部１２３、凸状部１２１、垂下部１２６とが図１（ｂ）および図２に示すように一体成形されている。また、同様に、前記導電部材１３は、前記第２の係止部１３２、垂下部１３３、水平部１３４、垂直部、凸状部１３１、垂下部１３５とが図１（ｂ）および図２に示すように一体成形されている。なお、前記第１の係合部１１４および第２の係合部１１５は、図において、凹部が成形されているが、突部として、前記第１の係止部１２２、第２の係止部１３２と係合することもできる。
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、上下電極型発光ダイオード１４は、下部電極が第１の導電部材１２の凸状部１２１上にハンダ（図示されていない）を介して載置される。前記上下電極型発光ダイオード１４の上部部分電極と第２の導電部材１３の凸状部１３１とは、ハンダを介して金属部材１５が載置される。その後、ハンダは、加熱されて、前記各部が接合される。前記上下電極型発光ダイオード１４から発する青色または紫外光は、前記セラミック成形体１１の開口部に設けられた蛍光体含有膜体１６を介して白色光に変換され、カバー１７から外部に照射される。なお、前記上下電極型発光ダイオード１４は、発光面に微細な凹凸が形成されて、多くの光を照射することができる。
前記発光ダイオード用パッケージは、所定の形状に成形されたセラミック成形体１１、および第１の導電部材１２および第２の導電部材１３を取り付けるだけで組み立てられ、生産性の高く、工数が少なく、安価なものを得ることができる。前記発光ダイオード用パッケージにより組み立てられた発光装置は、リボン状または短冊状の板部材からなる金属部材１５により、大電流を流すことができるだけでなく、ハンダ付けが可能であるため、内部に樹脂材を充填する必要がなく、小型化しても、発光効率、放熱性、耐振性を向上させることができる。また、前記上下電極型発光ダイオード１４は、上部に封止樹脂が存在しないため、発光面に形成された微細な凹凸による光の照射が劣化することがない。
（実施例２）
図３（ａ）から（ｃ）は本発明の第２実施例で、（ａ）は発光装置の平面図、（ｂ）は発光装置の断面図、（ｃ）は発光装置の底面図である。図３（ａ）から（ｃ）において、第２実施例の発光装置は、セラミック基板３１と、前記セラミック基板３１の上に、内面に蛍光体含有膜体３３が形成された半球状のカバー３２が設けられている点で、第１実施例と異なっている。セラミック基板３１には、第１の開口部３１６および第２の開口部３１７が成形されているとともに、両側部に第１の係合部３１４および第２の係合部３１５が成形されている。
前記第１の導電部材１２および第２の導電部材１３、第１の開口部３１６および第２開口部３１７、上下電極型発光ダイオード１４、金属部材１５は、第１実施例と同じである。前記セラミック基板３１は、内側底部３１１に段差を設け、前記カバー３２を取り付け易くすることができる。
（実施例３）
図４（ａ）および（ｂ）は本発明の第３実施例で、（ａ）は上下電極型発光ダイオードが複数個直列に接続されている発光装置の平面図、（ｂ）は発光装置の断面図である。図４（ａ）および（ｂ）において、第３実施例の発光装置は、第２実施例の発光装置を複数個、一つのセラミック基板４１上に直列接続したものである。実施例３における第１の導電部材１２および第４の導電部材１３は、第２実施例のものと同じである。第２の導電部材４５および第３の導電部材４６は、両端部に凸状部が設けられ、開口部にそれぞれが嵌合されている。
上下電極型発光ダイオード１４−１、１４−２、１４−３は、前記導電部材の凸状部に載置され、金属部材１５−１、１５−２、１５−３とハンダにより、他方の凸状部に接合される。前記上下電極型発光ダイオードは、任意の数とすることができる。前記発光ダイオード用パッケージは、上下電極型発光ダイオードの数を増加することで、光の強度を向上することができるだけでなく、光の放射を直線状にすることができる。また、前記上下電極型発光ダイオードを直列に接続した発光装置は、前記導電部材の長さを調整することで、光の量を調整することができる。
（実施例４）
図５は本発明の第４実施例で、導電部材の凸状部を説明するための斜視図である。図５において、第４実施例の導電部材４５は、第１実施例から第３実施例の導電部材における凸状部から垂下する２片から構成されていたものを、４片の垂下部が設けられ、これらが開口部に嵌合する際に弾性を有するように働く構造になっている。
すなわち、前記導電部材４５は、セラミック成形体またはセラミック基板の下部に成形された凹溝に嵌合する水平部４６１と、前記水平部４６１から上方に立ち上がる立ち上がり部４５４、４５５と、前記立ち上がり部４５４、４５５に連設された凸状部４５１、４５２と、前記凸状部４５１、４５２から下方に垂下する垂下部４５３、４５６と、前記凸状部４５１、４５２から下方に垂下するとともに、前記水平部４６１および垂下部４５３、４５６と異なる方向に垂下する垂下部４５７、４５８、４５９、４６０とから構成されている。
前記４方に設けられた垂下部は、導電部材に弾性を持たせることにより、前記開口部に強固に取り付けられる。前記導電部材は、バネ性および／または接着剤により固定することができる。前記導電部材は、開口部に嵌合するだけであるため、組み立てが容易で、かつ迅速に行うことができる。
前記実施例３は、上下電極型発光ダイオードを直列に接続した直線状光源であるが、前記上下電極型発光ダイオードを並列にして直線状にして、前記上下電極型発光ダイオードどうしの間隔を狭くすることもできる。さらに、前記上下電極型発光ダイオードは、直列および／または並列に接続して、面光源とすることもできる。
（実施例５）
図６（ａ）は本発明の第５実施例で、パッケージの成形体およびクリップを説明するための組立斜視図、（ｂ）は成形体にクリップを嵌合したパッケージの平面図である。図６（ａ）において、パッケージは、成形体６１と、前記成形体６１に嵌合される第１クリップ６２および第２クリップ６３とから構成されている。前記成形体６１は、ほぼ中央部の底部６１１に、前記第１クリップ６２および第２クリップ６３が嵌合する第１開口部６１２および第２開口部６１３が設けられている。前記第１開口部６１２は、前記成形体６１の中心部に設けられている。
前記成形体６１は、底部６１１の裏側に前記第１クリップ６２および第２クリップ６３を嵌合する底部用凹溝６１６、６１７が成形されている。また、前記成形体６１は、前記底部６１１および前記底部６１１に連設された側部に上下電極型発光ダイオードからの光を反射する反射部６１４および蛍光膜体（図示されていない）を取り付ける蛍光膜体取付部６１５が設けられている。さらに、前記成形体６１の側部上部には、第１クリップ６２および第２クリップ６３の端部を係合する側部用凹溝６１８、６１８′、６１９、６１９′が設けられている。
図６（ａ）において、第１クリップ６２は、中央部に上下電極型発光ダイオード載置凸部６２１が成形され、両端部が上方に立ち上げられた後、折り返されて、前記成形体６１の側部用凹溝６１８、６１８′に係合する第１係合部６２２、６２３が成形されている。また、前記第１係合部６２２、６２３は、前記側部用凹溝６１８、６１８′の下部に係合する第１係合端部６２４、６２５が形成されている。前記第１係合部６２２、６２３、第１係合端部６２４、６２５は、前記パッケージに対して、内側に傾斜させることにより、弾性をもたせている。
同様に、図６（ａ）において、第２クリップ６３は、中央部に金属製リボン接合部６３１が成形され、両端部が上方に立ち上げられた後、両端部が折り返されて、前記成形体６１の側部用凹溝６１９、６１９′に係合する第２係合部６３２、６３３が成形されている。また、前記第２係合部６３２、６３３は、前記側部用凹溝６１９、６１９′の下部に係合する第２係合端部６３４、６３５が成形されている。前記第２係合部６３２、６３３、第２係合端部６３４、６３５は、前記パッケージに対して、内側に傾斜させることにより、弾性をもたせている。また、前記第１クリップ６２および第２クリップ６３は、下方端部において、互いに反対方向に突出する第１電源端子６２６、６２７、第２電源端子６３６、６３７を備えている。
前記成形体６１は、たとえば、セラミック、ポーラスセラミックまたは耐熱性合成樹脂からなり、金型により成形される。セラミックは、セラミック粉末またはグリーシートが金型等で成形された後、焼成される。また、前記第１クリップ６２、第２クリップ６３は、燐青銅等の導電性部材を金型でプレス加工により作製される。前記第１クリップ６２は、上下電極型発光ダイオード載置凸部６２１を前記成形体６１の中央部に開口されている第１開口部６１２に嵌合されるとともに、両端の第１係合端部６２４、６２５を成形体６１の前記側部用凹溝６１８、６１８′の下部に係合される。
前記第２クリップ６３は、中央部に成形されている金属製リボン接合部６３１を前記成形体６１の底部に開口されている第２開口部６１３に嵌合されるとともに、両端の第２係合部６３４、６３５を成形体６１の前記側部用凹溝６１９、６１９′の下部に係合される。
図６（ｂ）は、成形体６１と第１クリップ６２および第２クリップ６３を組み立てた際の平面図である。前記第１クリップ６２および第２クリップ６３は、第１電源端子６２６、６２７、第２電源端子６３６、６３７を互いに異なる方向に突出するように設けられている。前記成形体６１、前記第１開口部６１２および第２開口部６１３、前記上下電極型発光ダイオード載置凸部６２１、金属製リボン接合部６３１、第１係合部６２２、６２３、第１係合端部６２４、６４５、第１係合端部６２４、６２５、前記第２係合部６３２、６３３、第２係合端部６３４、６３５、前記第１電源端子６２６、６２７、第２電源端子６３６、６３７等の大きさおよび形状は、任意である。
（実施例５）
図７（ａ）は本発明の第５実施例で、成形体の平面図、（ｂ）は平面におけるＡ−Ａ断面図、（ｃ）は平面図におけるＢ−Ｂ断面図、（ｄ）は（ａ）の側面図、（ｅ）は（ａ）の底面図である。前記成形体１１は、シリコーン樹脂系、エポキシ樹脂系、アルミナ系、アルミナおよびガラスの複合系のセラミック、あるいはポーラスセラミック等の部材とすることができる。
図８はパッケージに上下電極型発光ダイオードを組み込んだ第５実施例の発光装置を説明するための図で、（ａ）は底面図、（ｂ）はＣ−Ｃ断面図である。成形体６１は、前記第１クリップ６２および第２クリップ６３が組み立てられた後、前記第１クリップ６２の発光ダイオード載置凸部６２１に上下電極型発光ダイオード８１の下部電極を接合する。次に、前記上下電極型発光ダイオード８１の上部部分電極と金属製リボン８２を接合する。前記金属製リボン８２の他端部は、第２クリップ６３における金属製リボン接合部６１３に接合される。前記成形体６１の開口部に設けられた蛍光膜体取付部６１５には、前記上下電極型発光ダイオード８１の波長を変換して、所望の色にする蛍光膜体８３が取り付けられている。前記接合部は、当該場所の間にハンダを載置し、加熱することで、同時に接合することができる。
金属製リボンは、たとえば、厚さが２５μｍ、幅が１５０μｍから２００μｍであり、前記長さを中心にして増減できる。前記金属製リボンは、短冊状の金からなるため、熱伝導が良く、大電流を流すことができる。また、前記金属製リボンは、光を良く反射するため、影を作らずに光を効率良く外部に放射することができる。
上下電極型発光ダイオード８１は、ｐ型窒化ガリウム半導体層とｎ型窒化ガリウム半導体層との間に少なくとも活性層を有する。前記窒化ガリウム系窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオード８１は、前記一方の半導体層の上部に上面発光部と上部部分電極を有し、他方の半導体層の最下層に前記第１クリップ６２の発光ダイオード載置凸部６２１と接合する下部電極を有する。本発明の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードにおける電極の上部表面は、微細な凹凸が形成されており、大電流を流すことにより、高い輝度を得ることができる。
前記パッケージの大きさは、たとえば、正方形の１０ｍｍ×１０ｍｍで、前記上下電極型発光ダイオード８１の大きさは、たとえば、１．０ｍｍ×１．０ｍｍで、厚さ０．１４ｍｍである。
（実施例６）
図９（ａ）から（ｄ）は本発明の第６実施例で、（ａ）は反射枠が一体に成形されたセラミック本体の平面図、（ｂ）はセラミック本体の断面図、（ｃ）は発光ダイオード用パッケージを説明する正面図、（ｄ）発光ダイオード用パッケージの底面図である。図１０は本発明の第６実施例における発光ダイオード用パッケージを説明するための組立斜視図である。図９（ａ）から（ｄ）および図１０において、セラミック本体９１は、第１の開口部９１１と、前記第１の開口部９１１に連設され、より幅が狭い細長い第１のリード開口部９１２と、前記第１のリード開口部９１２に連設され、反射枠９３の下部に成形された凹溝９１２′と、前記凹溝９１２′に連設された前記セラミック本体９１の一方の外側端部に前記凹溝９１２′より広い第１の開放凹部９１３が互いに連設されるように成形されている。
一方、前記セラミック本体９１は、第１の開口部９１１と対向する位置に接続部９１４を介して、第２の開口部９２１と、前記第２の開口部９２１より幅が狭く、細長い第２のリード開口部および凹溝９２２と、前記セラミック本体９１の他方の外側端部に前記第２のリード開口部９２２より広い第２の開放凹部９２３が互いに連設されるように成形されている。また、前記セラミック本体９１は、反射枠９３が予め一体に成形されており、高い強度としている。また、前記セラミック本体９１は、グリーンシートの状態で、反射枠および前記各開口部を設けた後、焼成してセラミックにしている。
反射枠９３は、前記セラミック本体９１に一体的に成形されている。前記第１の開口部９１１は、前記セラミック本体９１の中央に来るように配置される。前記セラミック本体９１は、外側端部の側面にリード状載置基板９４およびリード状接続基板９５の係合部９４４、９５４を係合する係合凹部９１３が設けられている。前記リード状載置基板９４およびリード状接続基板９５の他端部は、爪状に折り曲げられた係合部９４４、９５４以外に、電源接続電極９４３、９５３が図示のように設けられている。
前記反射枠９３を含む前記セラミック本体９１は、絶縁樹脂を成形したもの以外に、アルミナ系セラミックとすることができる。前記アルミナ系セラミックは、セラミック本体９１の内部に、たとえば、気孔の直径が０．１０μｍから１．２５μｍ、あるいは、気孔率が１０％以上のものが使用された。前記ポーラスセラミックよりなる反射枠９３は、反射膜を形成する必要がないだけでなく、内部表面で乱反射することにより、反射率を向上させることができる。
図９（ｃ）および（ｄ）および図１０において、第１の開口部９１１、凹溝９１２、９１３には、リード状載置基板９４が嵌合される。前記リード状載置基板９４は、前記第１の開口部９１１、９１２、、９１３に嵌合する形状をしている。前記リード状載置基板９４において、上下電極型発光ダイオード載置部９４１は、幅の狭いリード部９４２と、前記リード部９４２より幅の広い電源接続電極９４３と、前記電源接続電極９４３に２本の切り溝を設けて中央部を立ち上げ、折り曲げて爪状にした係合部９４４とが一体に連設されている。前記係合部９４４の折り曲げ方、長さ、および形状は、前記セラミック本体９１における外側端部に係合できるものである。
第２の開口部９２１、凹溝９２２、９２３には、リード状接続基板９５が嵌合される。前記リード状接続基板９５は、前記第２の開口部９２１、凹溝９２２、９２３に嵌合する形状をしている。前記リード状接続基板９５において、後述する金属部材接続部９５１は、幅の狭いリード部９５２と、前記リード部９５２より幅の広い電源接続電極９５３と、前記電源接続電極９５３に２本の切り溝を設けて中央部を立ち上げ、折り曲げて爪状にした係合部９５４とが連設されている。前記係合部９５４の形状等は、前記係合部９４４とほほ対照形にする。
前記リード状載置基板９４およびリード状接続基板９５は、図９（ｃ）および図１０に示されているように、第１の開口部９１１、凹溝９１２等の嵌合と、セラミック本体９１の裏面から前記係合凹部９３１に係合部９４４、９５４を係合させることにより取り付けられる。前記リード状載置基板９４における上下電極型発光ダイオード載置部９４１には、上下電極型発光ダイオードの下部電極が（図示されていない）ハンダを介して載置される。前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極（図示されていない）と、前記リード状接続基板９５の金属部材接続部９５１とは、上部にハンダが載置され、図示されていない金属部材によって接続される。その後、前記セラミック基板９１は、リフロー炉を通過させることにより、ハンダが加熱されてそれぞれの部品が互いに接合される。
前記図示されていない金属部材は、たとえば、短冊状をした金製リボン、あるいは金および／または銀メッキが施されたリボン状になっている。前記金属部材は、電気抵抗が少なく、大電流を流すことができるとともに、放熱性が優れているだけでなく、形状を容易に変えることができるため、各電極の接合が容易にできる。また、前記金属部材は、接合面積を大きくすることができるため、ワイヤボンディングの代わりにハンダによる接合が可能になった。
また、前記短冊状の金属部材は、厚さを１５μｍから３５μｍ、好ましくは、２０μｍから３０μｍとし、幅を１００μｍ以上で前記上下電極型発光ダイオードの電極の幅以下とすることで、大電流を流すことができるとともに、放熱性を向上させるだけでなく、組立体とした場合の強度も向上させている。本出願人は、前記金属部材の厚さを１５μｍより薄くした場合、流す電流の量が少なく、放熱効果も少なく、前記厚さを電流容量および放熱効果を考慮した際に、３５μｍより厚くしても、材料が無駄であり、曲がり難いため接合不良を発生する恐れがあることが判った。また、前記短冊状の金属部材は、幅を広くすることで、大電流を流すことができるだけでなく、放熱効果を発揮することができる。
前記金属部材は、ニッケル、アルミニウムまたは銅、あるいはこれらの合金からなり、必要に応じて、金および／または銀メッキが施される。前記メッキは、接合以外に、光を効率良く照射することができるだけでなく、共晶ハンダ処理に適しており、信頼性の高い発光装置を得ることができる。前記接合部における金および／または銀メッキは、共晶ハンダの濡れ性を向上させるだけでなく、電流の導電性向上、光反射性の３つを同時に達成することができる。また、前記金属部材は、ニッケル、アルミニウムまたは銅、これらの合金と、金および／または銀の積層基板とすることもできる。
前記反射枠９３は、必要に応じて、上部に蛍光体含有膜体（図示されていない）が設けられる。前記蛍光体含有膜体は、上下電極型発光ダイオードから放射される紫外線を白色光に変換することがきるものであるが、所望の色の光を得たい場合、蛍光体を任意に選択することができる。
前記リード状載置基板９４、リード状接続基板９５、上下電極型発光ダイオードの各電極、金属部材とは、ハンダ、たとえば、共晶ハンダにより接合される。前記各部の接合は、通常、共晶ハンダが所定の接合部におかれ、リフロー炉を通過させることにより、同時に行われる。前記ハンダによる各部の接合は、強度が高いため、これらを封止する封止材料を充填する必要がなくなった。
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、前記発光素子は、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。
（実施例７）
図１１は本発明の第７実施例で、セラミック本体の開口部にリード状載置金属基板およびリード状接続金属基板が嵌合されている他の例を説明するための概略図である。
発光ダイオード用パッケージにおいて、第１クリップ１１２および第２クリップ１１３における発光ダイオード載置用凸部１１２１および接合用凸部１１３１は、前記成形体１１１に弾性的に係合される係合部１１１４、１１１４′が両端部に設けられている。また、前記発光ダイオード載置用凸部１１２１および接合用凸部１１３１は、前記両端部と直角方向で、互いに異なる方向に前記成形体１１１に弾性的に係合される係合部１１４１、１１４２、１１４３、１１４４が設けられている。前記係合部１１４１、１１４２、１１４３、１１４４は、内側に向かって折り返すように成形され、前記成形体１１１に弾性的に係合する。すなわち、前記発光ダイオード載置用凸部１１２１および接合用凸部１１３１は、３箇所によって、前記成形体１１１に係合できるようになっているため、取り付けが堅固で、かつ、安定している。
（実施例８）
図１２（ａ）および（ｂ）は本発明の第８実施例で、セラミック本体の開口部にリード状載置金属基板およびリード状接続金属基板が嵌合されている別の例を説明するための概略図である。
図１２（ａ）および（ｂ）において、セラミック本体１２１１は、開口部１２１２、および開口部１２１３が成形されているとともに、反射枠１２１４が一体に成形されている。前記開口部１２１２、１２１３は、幅の広い部分と幅の狭い部分から構成されている。また、前記開口部１２１２、１２１３は、前記開口部と連設され、下部に設けられた凹溝１２１６、１２１７になっている。さらに、前記反射枠１２１４の側部は、リード状載置金属基板１２２およびリード状接続金属基板１２３の係合突部１２２４、１２２５、１２３４、１２３５を係合する係合凹部１２１８、１２１８′、１２１９、１２１９′が設けられている。
一方、前記リード状載置金属基板１２２は、中央部に発光ダイオードを載置する載置用凸部１２２１を有し、水平に延在する水平部を介して、両端に係合凸片１２２２、１２２３が備えられている。前記係合凸片１２２２、１２２３は、先端部が折り返された係合突部１２２４、１２２５が成形されている。前記リード状接続金属基板１２３は、ほぼ中央部に前記発光ダイオードの上部部分電極と接続する金属部材を接合する接続用凸部１２３１を有し、水平に延在する水平部を介して、両端に係合凸片１２３２、１２３３が備えられている。前記係合凸片１２３２、１２３３は、先端部が折り返された係合突部１２３４、１２３５が成形されている。
さらに、前記発光ダイオード載置用凸部１２２１の面積は、前記接合用凸１２３１の面積より大きくなっている。前記発光ダイオード載置用凸部１２２１および前記接合用凸１２３１は、前記係合凸片１２２２、１２２３、１２３２、１２３３に延在されている方向と直角方向で、互いに異なる方向に水平部１２４１、１２４３が成形されている。前記は、水平部１２４１、１２４３は、一部を電源接続端子１２４２、１２４５とし、たとえば、中央部に折り変えられた係合片１２４３、１２４６が成形されている。
前記リード状載置金属基板１２２およびリード状接続金属基板１２３は、両端部を平らな電源接続端子１２４２、１２４５および係合片１２４３、１２４６が設けられているため、前記係合凸片１２２２、１２２３、１２３２、１２３３とともに、３箇所で係合されるとともに、電源接の接続を最短距離で行えるようになる。
比較例
従来例の金線と本発明の金線リボンとの引っ張り強度を比較する。前記試験は、金線または金線リボンの中央を引っ張り、徐々に力を増加した。従来の径が３０μｍの金線１本の引っ張り試験は、１１グラムの力の時、金線の接合部近傍で切れた。従来の接合方法は、ハンダ付けでないために、接合部近傍に弱点があることが判った。同じく径が２５μｍの引っ張り試験は、７グラムの力の時、金線の接合部近傍で切れた。本発明の金線リボンは、幅が２００μｍ、厚さ２５μｍのものを使用した場合、１００グラムから１５０グラムの力の時に引っ張った部分で切断された。
前記金属部材１５は、たとえば、短冊状にした金製リボン、あるいは銅に金および／または銀メッキが施されたリボン状、薄板状になっている。前記金属部材は、電気抵抗が少なく、大電流を流すことができるとともに、放熱性が優れているだけでなく、形状を容易に変えることができるため、各電極の接合が容易にできる。また、前記金属部材は、接合面積を大きくすることができるため、ワイヤボンディングの代わりにハンダによる接合が可能となり、振動による発光素子および接合部の損傷を防止できる。
また、前記短冊状の金属部材は、厚さを１５μｍから３５μｍ、好ましくは、２０μｍから３０μｍとし、幅が８０μｍから１０００μｍ、好ましくは１００μｍから５００μｍとすることで、上下電極型発光ダイオードに大電流を流すことができるとともに、放熱性を向上させるだけでなく、組立体とした場合の強度も向上させている。本出願人は、前記金属部材の厚さを１５μｍより薄くした場合、流す電流の量が少なく、放熱効果も少なく、前記厚さを電流容量および放熱効果を考慮した際に、３５μｍより厚くしても、材料が無駄であり、曲がり難いため接合不良を発生する恐れがあることが判った。また、前記短冊状の金属部材は、幅を広くすることで、大電流を流すことができるだけでなく、放熱効果を発揮することができる。
前記金属部材は、ニッケル、アルミニウムまたは銅、あるいはこれらの合金からなり、必要に応じて、金および／または銀メッキが施される。前記メッキは、接合以外に、光を効率良く照射することができるだけでなく、ハンダ処理に適しており、信頼性の高い発光装置を得ることができる。前記接合部における金および／または銀メッキは、ハンダの濡れ性を向上させるだけでなく、電流の導電性向上、光反射性の３つを同時に達成することができる。また、前記金属部材は、ニッケル、アルミニウムまたは銅、これらの合金と、金および／または銀の積層基板とすることもできる。
前記上下電極型発光ダイオードは、セラミック成形体またはセラミック基板上にｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層、上部部分電極が設けられている。前記上下電極型発光ダイオードの大きさは、たとえば、１．０ｍｍ×１．０ｍｍ、０．７ｍｍ×０．７ｍｍ、０．５ｍｍ×０．５ｍｍ、あるいは０．３ｍｍ×０．３ｍｍで、厚さ０．１５ｍｍである。
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、前記発光素子１２は、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。
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。本実施例は、パッケージ内の上下電極型発光ダイオードの数を増加して、第１クリップおよび第２クリップの間並列接続し、または、第３クリップ等を設けることにより上下電極型発光ダイオードを直列に接続することもできる。本発明に使用した蛍光体層、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、公知または周知のものを使用することができる。本発明の成形体は、セラミック系および耐熱性合成樹脂系の公知または周知のものを使用することができる。本発明のクリップは、プレス加工およびバネ性を有する導電性部材であれば、特に限定されない。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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