(57)【要約】【課題】熱放散特性を向上させた発光デバイス用パッケージを提供する。【解決手段】発光デバイス用のモジュールパッケージは、上面を有し、中心領域を含むリードフレームを含み、中心領域は、下面と、リードフレームの上面と中心領域の下面との間の第１の厚さとを有する。リードフレームはさらに、中心領域から遠ざかるように延びる電気リードを含むことができる。電気リードは、下面と、リードフレームの上面から、電気リードの下面までの第２の厚さとを有する。第２の厚さは第１の厚さよりも薄くすることができる。このパッケージはさらに、中心領域を取り囲み、中心領域の下面を露出させたパッケージ本体をリードフレーム上に含む。パッケージ本体は、少なくとも部分的に、リードの下面の下に、中心領域の下面に隣接して提供することができる。モジュールパッケージおよびリードフレームを形成する方法も開示される。【選択図】図３Ｂ
2011233928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光デバイス用のモジュールパッケージであって、
上面を有し、中心領域を含むリードフレームであって、前記中心領域が、下面と、前記リードフレームの前記上面と前記中心領域の前記下面との間の第１の厚さとを有し、前記リードフレームがさらに、前記中心領域から横方向に遠ざかるように延びる電気リードを含み、前記電気リードが、下面と、前記リードフレームの前記上面から、前記中心領域に隣接した前記電気リードの前記下面までの第２の厚さとを有し、前記第２の厚さが前記第１の厚さよりも薄い前記リードフレームと、
前記中心領域を取り囲み、前記中心領域の前記下面を露出させた前記リードフレーム上のパッケージ本体とを含み、
前記パッケージ本体は、少なくとも部分的に、前記電気リードの前記下面の下に、前記中心領域の前記下面に隣接して提供されることを特徴とするモジュールパッケージ。
【請求項２】
前記中心領域は、ダイ取付け領域を含み、前記電気リードは、前記ダイ取付け領域から分離されており、前記パッケージ本体は、前記ダイ取付け領域の上方に光学キャビティを画定する上部側壁を含むことを特徴とする請求項１に記載のモジュールパッケージ。
【請求項３】
前記上部側壁は、前記ダイ取付け領域を取り囲む反射カップを画定する斜めの内側表面を含むことを特徴とする請求項２に記載のモジュールパッケージ。
【請求項４】
前記反射カップの上方にカプセル封入材をさらに含み、前記カプセル封入材は、前記反射カップの上方にレンズを画定することを特徴とする請求項２に記載のモジュールパッケージ。
【請求項５】
前記ダイ取付け領域を取り囲む円周リムと、前記円周リム上のレンズとをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のモジュールパッケージ。
【請求項６】
前記円周リムを取り囲む円周モートをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のモジュールパッケージ。
【請求項７】
前記パッケージ本体は、前記ダイ取付け領域の上面の上方に光学キャビティを画定し、前記パッケージ本体の少なくとも一部分は、前記リードフレームを貫いて延びることを特徴とする請求項２に記載のモジュールパッケージ。
【請求項８】
前記中心領域は、その中に反射カップを含み、前記反射カップは、前記反射カップの上隅から前記反射カップの底まで延びる斜めの側壁を含み、前記反射カップの前記底と前記中心領域の前記下面との間の第３の厚さは前記第２の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１に記載のモジュールパッケージ。
【請求項９】
前記中心領域の幅は、前記反射カップの前記底の幅よりも大きいことを特徴とする請求項８に記載のモジュールパッケージ。
【請求項１０】
前記中心領域の幅は、前記反射カップの前記上隅での前記反射カップの幅以上であることを特徴とする請求項８に記載のモジュールパッケージ。
【請求項１１】
前記反射カップの前記底の上のサブマウントと、前記サブマウント上の固体発光デバイスと、前記固体発光デバイスから前記電気リードへのワイヤボンド接続とをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のモジュールパッケージ。
【請求項１２】
前記パッケージ本体は、前記反射カップの上方に光学キャビティを画定する上部側壁を含むことを特徴とする請求項８に記載のモジュールパッケージ。
【請求項１３】
前記反射カップは、第１の反射カップを含み、前記上部側壁は、前記第１の反射カップを取り囲む第２の反射カップを画定する斜めの内側表面を含むことを特徴とする請求項１２に記載のモジュールパッケージ。
【請求項１４】
前記反射カップの上方にカプセル封入材をさらに含み、前記カプセル封入材は、前記反射カップの上方にレンズを形成することを特徴とする請求項１２に記載のモジュールパッケージ。
【請求項１５】
前記反射カップを取り囲む円周リムと、前記円周リム上のレンズとをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のモジュールパッケージ。
【請求項１６】
前記円周リムを取り囲む円周モートをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載のモジュールパッケージ。
【請求項１７】
前記パッケージ本体は、前記リードフレームの前記中心領域の前記下面と実質的に同一平面上にある下面を有することを特徴とする請求項１に記載のモジュールパッケージ。
【請求項１８】
複数の電気リードをさらに含み、前記中心領域は、それぞれが前記複数の電気リードの１つに電気的に接続され、発光デバイスを受けとめるように構成された複数のダイ取付け領域を含むことを特徴とする請求項１に記載のモジュールパッケージ。
【請求項１９】
前記リードフレームは、３０ミル（０．７６２ｍｍ）未満の厚さを有することを特徴とする請求項１に記載のモジュールパッケージ。
【請求項２０】
前記リードフレームは、約１５ミル（０．３８１ｍｍ）の厚さを有することを特徴とする請求項１９に記載のモジュールパッケージ。
【請求項２１】
発光デバイス用のパッケージ向けのリードフレームであって、
上面と、
下面を有する中心領域であって、前記リードフレームの前記上面と前記中心領域の前記下面との間の第１の厚さを有する前記中心領域と、
前記中心領域から横方向に遠ざかるように延びる電気リードであって、下面と、前記リードフレームの前記上面から、前記中心領域に隣接した前記電気リードの前記下面までの第２の厚さとを有し、前記第２の厚さが前記第１の厚さよりも薄い前記電気リードと
を含むことを特徴とするリードフレーム。
【請求項２２】
前記中心領域は、その中に反射カップを含み、前記反射カップは、前記反射カップの上隅から前記反射カップの底まで延びる斜めの側壁を含み、
前記反射カップの前記底と前記中心領域の前記下面との間の第３の厚さは、前記第２の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項２１に記載のリードフレーム。
【請求項２３】
前記中心領域の幅は、前記反射カップの前記底の幅よりも大きいことを特徴とする請求項２２に記載のリードフレーム。
【請求項２４】
前記中心領域の幅は、前記反射カップの前記上隅での前記反射カップの幅以上であることを特徴とする請求項２２に記載のリードフレーム。
【請求項２５】
固体発光デバイス用のパッケージを形成する方法であって、
上面を有し、中心領域を含むリードフレームを提供するステップであって、前記中心領域が、下面と、前記リードフレームの前記上面と前記中心領域の前記下面との間の第１の厚さとを有し、前記リードフレームが、前記中心領域から横方向に遠ざかるように延びる電気リードを含み、前記電気リードが、下面と、前記リードフレームの前記上面から、前記中心領域に隣接した前記電気リードの前記下面までの第２の厚さとを有し、前記第２の厚さが、前記第１の厚さよりも薄いステップと、
前記中心領域を取り囲み、前記中心領域の前記下面を露出させたパッケージ本体を、前記リードフレーム上に形成するステップとを含み、
前記パッケージ本体は、少なくとも部分的に、前記電気リードの前記下面の下に、前記中心領域の前記下面に隣接して形成されることを特徴とする方法。
【請求項２６】
前記中心領域は、ダイ取付け領域を含み、前記パッケージ本体は、上部側壁を含み、前記上部側壁は、前記ダイ取付け領域の上方に光学キャビティを画定し、前記ダイ取付け領域を取り囲む反射カップを画定する斜めの内側表面を含み、前記方法は、前記反射カップの中にカプセル封入材を注入するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記カプセル封入材は、前記反射カップの上方にレンズを形成することを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記反射カップの上方にレンズを配置するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記パッケージ本体は、前記ダイ取付け領域を取り囲む円周リムをさらに含み、前記反射カップの上方に前記レンズを配置する前記ステップは、前記レンズを前記円周リムと接触させるステップを含むことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記中心領域は、その中に反射カップを含み、前記反射カップは、前記反射カップの上隅から前記反射カップの底まで延びる斜めの側壁を含み、前記反射カップの前記底と前記中心領域の前記下面との間の第３の厚さは前記第２の厚さよりも厚く、前記方法は、前記反射カップの前記底の上にサブマウントを配置するステップと、前記サブマウント上に固体発光デバイスを配置するステップと、前記固体発光デバイスから前記電気リードへのワイヤボンド接続を形成するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項３１】
前記パッケージ本体を形成する前記ステップは、前記リードフレームの前記中心領域の下面を露出させるように前記パッケージ本体を形成するステップを含むことを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記反射カップの中にカプセル封入材を注入するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記カプセル封入材は、前記反射カップの上方にレンズを形成することを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記パッケージ本体は、前記ダイ取付け領域を取り囲む円周リムをさらに含み、前記方法は、レンズを前記円周リムと接触させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
固体発光パッケージ用のリードフレームを形成する方法であって、
リードフレームブランクを提供するステップであって、前記リードフレームブランクが、上面と、中心領域と、前記中心領域から横方向に遠ざかるように延びる部分とを有し、前記中心領域は、下面と、前記リードフレームブランクの前記上面と前記中心領域の前記下面との間の第１の厚さとを有し、前記中心領域から横方向に遠ざかるように延びる前記部分は、下面と、前記リードフレームの前記上面から、前記中心領域から横方向に遠ざかるように延びる前記部分の前記下面までの、前記中心領域に隣接した第２の厚さとを有し、前記第２の厚さが前記第１の厚さよりも薄いステップと、
前記中心領域に反射カップを型押しするステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３６】
前記中心領域に前記反射カップを型押しする前記ステップは、
前記反射カップの所望の形状を画定する形状を有する突出部を含むスタンプを、前記中心領域の上で、前記リードフレームブランクの前記上面と接触させるステップと、
前記リードフレームブランクの前記中心領域に前記突出部の像を打刻するのに十分なエネルギーを前記スタンプに加えるステップと
を含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記反射カップを型押ししている間に押し出された過剰な材料を、前記リードフレームブランクから切り取るステップをさらに含むことを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記反射カップは、前記反射カップの上隅から前記反射カップの底まで延びる斜めの側壁を含み、前記反射カップの前記底と前記中心領域の前記下面との間の第３の厚さは、前記第２の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記中心領域の幅は、前記反射カップの前記底の幅よりも大きいことを特徴とする請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記中心領域の幅は、前記反射カップの前記上隅での前記反射カップの幅以上であることを特徴とする請求項３８に記載のリードフレーム。
【請求項４１】
固体発光パッケージ用のリードフレームを形成する方法であって、
上面と下面とを有するリードフレームブランクを提供するステップと、
下面を有する第１の領域であって、前記リードフレームブランクの前記上面と前記第１の領域の前記下面との間の第１の厚さを有する前記第１の領域と、下面を有する第２の領域であって、前記リードフレームブランクの前記上面から前記第２の領域の前記下面までの第２の厚さを有する前記第２の領域とを提供するために、前記リードフレームブランクを選択的にエッチングするステップであって、前記第２の厚さが前記第１の厚さよりも薄いステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項４２】
前記第１の厚さは、３０ミル（０．７６２ｍｍ）未満であることを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記第１の厚さは、約１５ミル（０．３８１ｍｍ）であることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記リードフレームブランクを選択的にエッチングする前記ステップは、前記リードフレームに深さ約１０ミル（０．２５４ｍｍ）の凹みを形成するために、前記リードフレームブランクを選択的にエッチングするステップを含むことを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、固体発光デバイス（solid state light emitting device）に関し、より詳細には、固体発光デバイス用のパッケージ（package）、および固体発光デバイス用のパッケージを形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光デバイスなどの固体光源を、それによって放射された光の保護、色選択、集束（focusing）などを提供することができるパッケージの中に取り付けることが知られている。固体発光デバイスは、例えば、有機または無機発光ダイオード（ＬＥＤ）でありうる。発光ダイオード用のいくつかのパッケージが、本発明の譲受人に譲渡され、その全体が本明細書中に参照により組み込まれる特許文献１、２、および３に記載されている。
【０００３】
上記特許文献に記載されたパッケージは、ハイパワー（high power）固体照明応用向けに適したものとすることができる。しかし、これらの文献に記載された進歩にもかかわらず、複数のＬＥＤをその中に取り付けることができる改良されたパッケージが、依然として求められている。具体的には、一部の一般的な照明応用（lighting applications）では、１つのＬＥＤパッケージが、異なる可視スペクトル領域で発光する複数のＬＥＤを含むことが望ましいことがある。これらのＬＥＤによって放射された光を組み合わせて、白色光または他の所望の色など、所望の強度および／または色の光を生み出すことができる。その場合、そのパッケージ内のＬＥＤは、互いに比較的近くに取り付けられていることが望ましいことがある。
【０００４】
リードフレーム（leadframe）ベースの典型的なＬＥＤパッケージは、ＬＥＤパッケージを外部回路に電気的に接続するための、電気リード（lead）、コンタクト（contact）またはトレース（trace）を含む。図１Ａに示された典型的なＬＥＤパッケージ１０では、はんだボンドまたは導電性エポキシによって、反射カップ（cup）１３上にＬＥＤチップ１２が取り付けられている。１つまたは複数のワイヤボンド１１が、反射カップ１３に取り付けられ、または反射カップ１３と一体とすることができるリード１５Ａおよび／または１５Ｂに、ＬＥＤチップ１２のオーミックコンタクト（ohmic contact）を接続する。反射カップ１３には、蛍光体（phosphor）などの波長変換材料を含むカプセル封入材１６を充填することができる。この蛍光体によって、ＬＥＤによって放射された第１の波長の光を吸収することができ、蛍光体は、それに反応して、第２の波長の光を放射することができる。次いで、このアセンブリは、その全体が、透明な保護樹脂１４の中にカプセル封入され、樹脂１４は、ＬＥＤチップ１２から放射された光を平行にするために、レンズの形状に成形することができる。しかし、リード１５Ａ、１５Ｂを通して熱を抽出することは困難であることがあるため、図１Ａに示されたパッケージ１０などのパッケージでは、熱の保持（heat retention）が問題となることがある。
【０００５】
表面実装が可能なリードフレームベースの従来のパッケージ２０が、図１Ｂに示されている。パッケージ２０は、反射カップ２３上に取り付けられたＬＥＤチップ２２を含む。１つまたは複数のワイヤボンド２１が、反射カップ２３に取り付けられ、または反射カップ２３と一体とすることができるリード２５Ａおよび／または２５Ｂに、ＬＥＤチップ２２のオーミックコンタクトを接続する。このアセンブリの周囲に透明な保護樹脂２４が注型される。反射カップ２３は、リードフレームを形成するときに薄い金属シートに型押しすることによって形成することができる。反射カップ２３を型押しした結果、カップ２３の底および／または側壁が薄くなる可能性がある。しかし、リード２５Ａ、２５Ｂを通して熱を抽出することができるので、カップ２３の厚さは、パッケージ２０の熱性能を限定しない可能性がある。パッケージ２３は、図１Ａのパッケージ１０に比べて、より多くの、および／またはより大きなリード２５Ａ、２５Ｂを有することができる。しかし、熱はリード２５Ａ、２５Ｂを通してパッケージから抽出されるため、このパッケージは依然として、デバイスの性能を限定する熱抵抗を有する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／００７９９５７号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／０１２６９１３号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００５／０２６９５８７号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００５／０２１８４２１号明細書
【特許文献５】米国特許出願第１１／１９７０９６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、従来の発光デバイス用パッケージには、その熱放散特性に問題があった。本発明は、このような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、熱放散特性を向上させた発光デバイス用パッケージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のいくつかの実施形態による発光デバイス用のモジュールパッケージは、上面を有し、中心領域を含むリードフレームを含み、中心領域は、下面と、リードフレームの上面と中心領域の下面との間の第１の厚さとを有する。リードフレームはさらに、中心領域から横方向に遠ざかるように延びる電気リードを含むことができる。電気リードは、下面と、リードフレームの上面から、中心領域に隣接した電気リードの下面までの第２の厚さとを有する。第２の厚さは第１の厚さよりも薄くすることができる。このパッケージはさらに、中心領域を取り囲み、中心領域の下面を露出させるパッケージ本体をリードフレーム上に含む。パッケージ本体は、少なくとも部分的に、リードの下面の下に、中心領域の下面に隣接して提供することができる。
【０００９】
中心領域はダイ取付け領域を含むことができ、電気リードは、ダイ取付け領域から分離することができる。パッケージ本体は、ダイ取付け領域の上方に光学キャビティを画定する上部側壁を含むことができる。
【００１０】
上部側壁は、ダイ取付け領域を取り囲む反射カップを画定する斜めの内側表面を含むことができる。
【００１１】
このモジュールパッケージはさらに、反射カップの上方にカプセル封入材を含むことができ、カプセル封入材は、反射カップの上方にレンズを画定することができる。
【００１２】
いくつかの実施形態では、このモジュールパッケージがさらに、ダイ取付け領域を取り囲む円周リム（circumferential rim）と、円周リム上のレンズとを含む。このモジュールパッケージはさらに、円周リムを取り囲む円周モート（circumferential moat）を含むことができる。
【００１３】
パッケージ本体は、ダイ取付け領域の上面の上方に光学キャビティを画定することができ、パッケージ本体の少なくとも一部分は、リードフレームを貫いて延びることができる。
【００１４】
中心領域はその中に反射カップを含むことができ、反射カップは、反射カップの上隅から反射カップの底まで延びる斜めの側壁を含む。反射カップの底と中心領域の下面との間の第３の厚さは、第２の厚さよりも厚くすることができる。中心領域の幅は、反射カップの底の幅よりも大きくすることができる。さらに、中心領域の幅は、反射カップの上隅での反射カップの幅以上とすることができる。
【００１５】
このモジュールパッケージはさらに、反射カップの底のサブマウントと、サブマウント上の固体発光デバイスと、固体発光デバイスから電気リードへのワイヤボンド接続とを含むことができる。
【００１６】
パッケージ本体は、反射カップの上方に光学キャビティを画定する上部側壁を含むことができる。反射カップは第１の反射カップを含むことができ、上部側壁は、第１の反射カップを取り囲む第２の反射カップを画定する斜めの内側表面を含む。このモジュールパッケージはさらに、反射カップの上方にカプセル封入材を含むことができ、カプセル封入材は、反射カップの上方にレンズを形成する。このモジュールパッケージはさらに、反射カップを取り囲む円周リムと、円周リム上のレンズとを含むことができる。このモジュールパッケージはさらに、円周リムを取り囲む円周モートを含むことができる。
【００１７】
パッケージ本体は、リードフレームの中心領域の下面と実質的に同一平面上に置くことができる下面を有する。
【００１８】
このモジュールパッケージはさらに、複数の電気リードを含むことができ、中心領域は、それぞれが複数の電気リードの１つに電気的に接続され、発光デバイスを受けとめるように構成された複数のダイ取付け領域を含むことができる。
【００１９】
リードフレームは３０ミル（０．７６２ｍｍ）未満の厚さを有することができる。いくつかの実施形態では、リードフレームが約１５ミル（０．３８１ｍｍ）の厚さを有することができる。
【００２０】
本発明のいくつかの実施形態による発光デバイス用のパッケージ向けのリードフレームは、上面と中心領域とを含み、該中心領域は、下面と、リードフレームの上面と中心領域の下面との間の第１の厚さとを有する。このリードフレームはさらに、中心領域から横方向に遠ざかるように延びる電気リードを含む。電気リードは、下面と、リードフレームの上面から、中心領域に隣接した電気リードの下面までの第２の厚さとを有する。第２の厚さは、第１の厚さよりも薄くすることができる。
【００２１】
中心領域は、その中に反射カップを含むことができ、反射カップは、反射カップの上隅から反射カップの底まで延びる斜めの側壁を含む。反射カップの底と中心領域の下面との間の第３の厚さは、第２の厚さよりも厚くすることができる。中心領域の幅は、反射カップの底の幅よりも大きくすることができる。中心領域の幅は、反射カップの上隅での反射カップの幅以上とすることができる。
【００２２】
本発明のいくつかの実施形態は、固体発光デバイス用のパッケージを形成する方法を提供する。これらの方法は、上面を有し、中心領域を含むリードフレームを提供するステップであって、中心領域が、下面と、リードフレームの上面と中心領域の下面との間の第１の厚さとを有し、リードフレームが、中心領域から横方向に遠ざかるように延びる電気リードを含み、電気リードが、下面と、リードフレームの上面から、中心領域に隣接した電気リードの下面までの第２の厚さとを有するステップを含む。第２の厚さは第１の厚さよりも薄くすることができる。これらの方法はさらに、中心領域を取り囲み、中心領域の下面を露出させるパッケージ本体をリードフレーム上に形成するステップを含む。パッケージ本体は、少なくとも部分的に、リードの下面の下に、中心領域の下面に隣接して形成することができる。
【００２３】
中心領域は、ダイ取付け領域を含むことができ、パッケージ本体は、上部側壁を含むことができ、上部側壁は、ダイ取付け領域の上方に光学キャビティを画定し、ダイ取付け領域を取り囲む反射カップを画定する斜めの内側表面を含む。これらの方法はさらに、反射カップの中にカプセル封入材を注入するステップを含む。カプセル封入材は、反射カップの上方にレンズを形成することができる。これらの方法はさらに、反射カップの上方にレンズを配置するステップを含むことができる。
【００２４】
パッケージ本体はさらに、ダイ取付け領域を取り囲む円周リムを含むことができ、反射カップの上方にレンズを配置するステップは、レンズを円周リムと接触させるステップを含むことができる。
【００２５】
中心領域は、その中に反射カップを含むことができ、反射カップは、反射カップの上隅から反射カップの底まで延びる斜めの側壁を含む。反射カップの底と中心領域の下面との間の第３の厚さは、第２の厚さよりも厚くすることができる。これらの方法はさらに、反射カップの底にサブマウントを配置するステップと、サブマウント上に固体発光デバイスを配置するステップと、固体発光デバイスから電気リードへのワイヤボンド接続を形成するステップとを含むことができる。
【００２６】
パッケージ本体を形成するステップは、リードフレームの中心領域の下面を露出させるようにパッケージ本体を形成するステップを含むことができる。
【００２７】
これらの方法はさらに、反射カップの中にカプセル封入材を注入するステップを含むことができる。カプセル封入材は、反射カップの上方にレンズを形成することができる。
【００２８】
パッケージ本体はさらに、ダイ取付け領域を取り囲む円周リムを含むことができ、これらの方法はさらに、レンズを円周リムと接触させるステップを含むことができる。
【００２９】
本発明のいくつかの実施形態による固体発光パッケージ用のリードフレームを形成する方法は、リードフレームブランク（leadframe blank）を提供するステップであって、該リードフレームブランクが、上面と、中心領域と、中心領域から横方向に遠ざかるように延びる部分とを有し、中心領域は、下面と、該リードフレームブランクの上面と中心領域の下面との間の第１の厚さとを有し、中心領域から遠ざかるように延びる部分は、下面と、リードフレームの上面から、中心領域から横方向に遠ざかるように延びる部分の下面までの中心領域に隣接した第２の厚さとを有するステップと、中心領域に反射カップを型押しする（stamping）ステップとを含む。第２の厚さは、第１の厚さよりも薄くすることができる。
【００３０】
中心領域に反射カップを型押しするステップは、反射カップの所望の形状を画定する形状を有する突出部（protrusion）を含むスタンプを、中心領域の上で、リードフレームブランクの上面と接触させるステップと、リードフレームブランクの中心領域に突出部の像を打刻するのに十分なエネルギーをスタンプに加えるステップとを含むことができる。
【００３１】
これらの方法はさらに、反射カップを型押ししている間に押し出された過剰な材料を、リードフレームブランクから切り取るステップを含むことができる。
【００３２】
反射カップは、反射カップの上隅から反射カップの底まで延びる斜めの側壁を含むことができ、反射カップの底と中心領域の下面との間の第３の厚さは、第２の厚さよりも厚くすることができる。中心領域の幅は、反射カップの底の幅よりも大きくすることができる。中心領域の幅は、反射カップの上隅での反射カップの幅以上とすることができる。
【００３３】
本発明の他の実施形態による固体発光パッケージ用のリードフレームを形成する方法は、上面と下面とを有するリードフレームブランクを提供するステップと、下面を有する第１の領域であって、リードフレームブランクの上面とこの第１の領域の下面との間の第１の厚さを有する第１の領域と、下面を有する第２の領域であって、リードフレームブランクの上面からこの第２の領域の下面までの第２の厚さを有する第２の領域とを提供するために、リードフレームブランクを選択的にエッチングするステップとを含む。第２の厚さは、第１の厚さよりも薄くすることができる。第１の厚さは３０ミル（０．７６２ｍｍ）未満とすることができる。第１の厚さは約１５ミル（０．３８１ｍｍ）とすることができる。リードフレームブランクを選択的にエッチングするステップは、リードフレームに深さ約１０ミル（０．２５４ｍｍ）の凹みを形成するために、リードフレームブランクを選択的にエッチングするステップを含むことができる。
本発明のさらなる理解を提供するために添付され、本出願の一部を構成する添付図面は、本発明のある種の実施形態（１つまたは複数）を例示する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１Ａ】発光デバイス用の従来のパッケージを示す側断面図である。
【図１Ｂ】発光デバイス用の従来のパッケージを示す側断面図である。
【図２Ａ】本発明のいくつかの実施形態による、１つまたは複数の発光デバイス用のリードフレームを示す上面図である。
【図２Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による、１つまたは複数の発光デバイス用のリードフレームを示す側断面図である。
【図２Ｃ】本発明のいくつかの実施形態による、１つまたは複数の発光デバイス用のリードフレームを示す側断面図である。
【図３Ａ】本発明のいくつかの実施形態による、１つまたは複数の発光デバイス用のパッケージの側面図である。
【図３Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による、１つまたは複数の発光デバイス用のパッケージの側断面図である。
【図４Ａ】本発明のいくつかの実施形態による、リードフレームの形成を示す概略図である。
【図４Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による、リードフレームの形成を示す概略図である。
【図５】本発明の他の実施形態による、１つまたは複数の発光デバイス用のパッケージの側断面図である。
【図６】本発明の実施形態による、パッケージの中で使用されるように構成されたリードフレームの上面図である。
【図７】本発明の実施形態による、１つまたは複数の発光デバイス用のパッケージの破断図である。
【図８】本発明の他の実施形態による、１つまたは複数の発光デバイス用のパッケージの側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
次に、本発明の実施形態が示された添付図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。しかし、本発明は、多くの異なる形態で具体化することができ、本発明を、本明細書に記載された実施形態に限定されるものと解釈してはならない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が網羅的かつ完全なものとなるように提供され、これらの実施形態は、本発明の範囲を当業者に十分に伝達する。分かりやすくするため、添付図面中では、層および領域のサイズおよび相対サイズが誇張されていることがある。全体を通じて同様の符号は、同様の要素を指す。
【００３６】
層、領域、基板などの要素が、別の要素「上に」位置し、または他の要素「上に」延びていると記載されるとき、その要素は、その別の要素上に直接に位置し、またはその別の要素上に直接に延びているか、あるいは、介在要素が存在する可能性があることを理解されたい。対照的に、ある要素が、別の要素「上に直接に」位置し、または他の要素「上に直接に」延びていると記載されるときは、介在要素は存在しない。また、ある要素が、別の要素に「接続」または「結合」されていると記載されるとき、その要素は、その別の要素に直接に接続または結合されているか、あるいは、介在要素が存在する可能性があることを理解されたい。対照的に、ある要素が、別の要素に「直接に接続」または「直接に結合」されていると記載されるときは、介在要素は存在しない。
【００３７】
本明細書では、「下方」、「上方」、「上部」、「下部」、「水平」、「横」、「垂直」などの相対的な用語が、添付図面に示されているある要素、層または領域と、他の要素、層または領域との関係を記述するために使用されることがある。これらの用語は、図に示された方向の他に、デバイスのさまざまな方向を包含するように意図されていることを理解されたい。
【００３８】
本明細書では、第１、第２などの用語が、さまざまな要素、構成要素、領域、層および／または部分を記述するために使用されることがあるが、これらの要素、構成要素、領域、層および／または部分は、これらの用語によって限定されないことを理解されたい。これらの用語は、ある要素、構成要素、領域、層または部分を、他の領域、層または部分から区別するためだけに使用される。したがって、以下で論じられる第１の要素、構成要素、領域、層または部分は、本発明の教示から逸脱することなく、第２の要素、構成要素、領域、層または部分と称することができる。
【００３９】
特に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語（技術および科学用語を含む）は、本発明が属する技術分野の技術者によって共通に理解される意味と同じ意味を有する。また、本明細書で使用される用語は、本明細書および関連技術の文脈におけるそれらの用語の意味と矛盾しない意味を有するものと解釈すべきであり、本明細書において特に定義されない限り、理想化された意味またはあまりに形式的な意味に解釈すべきでないことを理解されたい。
【００４０】
本明細書では、本発明の理想化された実施形態（および中間構造物）の概略図である断面図を参照して、本発明の実施形態を説明する。分かりやすくするため、図面中の層および領域の厚さが誇張されていることがある。さらに、例えば製造技法および／または許容差の結果として、図の形状からの変異も予想される。したがって、本発明の実施形態を、本明細書に示された領域の特定の形状に限定されると解釈してはならず、本発明の実施形態は、例えば製造に起因する形状の変化を包含する。
【００４１】
本明細書で使用されるとき、半導体発光デバイスという用語は、発光ダイオード、レーザダイオードおよび／または他の半導体デバイスを含むことができ、この他の半導体デバイスは、シリコン、炭化ケイ素、窒化ガリウムおよび／または他の半導体材料を含むことができる１つまたは複数の半導体層と、サファイア、シリコン、炭化ケイ素および／または他のマイクロエレクトロニクス基板を含むことができる基板と、金属および／または他の導電層を含むことができる１つまたは複数のコンタクト層とを含む。いくつかの実施形態では、紫外、青色および／または緑色発光ダイオード（ＬＥＤ）が提供される。赤色および／または琥珀色ＬＥＤを提供することもできる。半導体発光デバイスの設計および製造は、当業者にはよく知られており、本明細書においてそれらを詳細に説明する必要はない。
【００４２】
例えば、本発明の実施形態に従ってパッケージ化される半導体発光デバイスは、本件特許出願人によって製造、販売されているものなどの、炭化ケイ素基板上に製造された窒化ガリウムベースのＬＥＤまたはレーザとすることができる。これらのＬＥＤおよび／またはレーザは、発光が、いわゆる「フリップチップ（flip chip）」実装された基板を介して起こるように動作するよう構成することができる。
【００４３】
次に、図２Ａ〜２Ｃを参照すると、本発明のいくつかの実施形態によるリードフレーム１００が示されている。図２Ａは、リードフレーム１００の上面図、図２Ｂおよび２Ｃは、図２Ａの線Ａ−Ａに沿って切られた断面図である。リードフレーム１００は、中心領域１０２と、中心領域１０２から遠ざかるように延びる複数のリード１０４、１０６とを含む。電気リード１０４、１０６は、互いに電気的に分離されていてもよく、かつ／またはリードフレーム１００の中心領域１０２から電気的に分離されていてもよい。これらのリードは、リードフレーム１００の反対側に、極性が反対のリード（例えば、アノードまたはカソード）が提供されるように配置することができ、これによって、リードフレーム１００を使用してパッケージを直列に接続することを容易にすることができる。
【００４４】
図２Ｂに示されているように、リードフレーム１００はさらに上面１００ａを有する。リードフレーム１００の中心領域１０２は、リード１０４、１０６の下面１０４ｂ、１０６ｂから側壁１０２ｃによって離隔された、実質的に平らな下面１０２ｂを有する。中心領域１０２は、第１の厚さ（すなわち、リードフレーム１００の上面１００ａと中心領域１０２の下面１０２ｂとの間の距離）を有し、電気リード１０４、１０６は、第１の厚さよりも薄い第２の厚さ（すなわち、リードフレーム１００の上面１００ａとそれぞれリード１０４、１０６の下面１０４ｂ、１０６ｂとの間の距離）を有する。
【００４５】
中心領域１０２には、反射カップ１２４が形成されている。反射カップ１２４は、リードフレーム１００の上面１００ａから中心領域１０２内に位置する底１２４ｂまで延びる斜めの側壁を含む。反射カップ１２４は、任意の周囲形状を有することができる。しかし、図２Ａ〜２Ｃに示された実施形態では、反射カップ１２４は、全体に円形の周囲形状を有する。したがって、反射カップ１２４の斜めの側壁は、反射カップ１２４がリードフレーム１００の上面１００ａと交わる全体に、円形の上部リップ（upper lip）１２４ａを形成することができる。図２Ａ〜Ｃに示された反射カップ１２４の側壁は、錐体切断体（例えば、錐台）の形状を有する。しかし、反射カップ１２４の側壁は、他の形状、例えば立体放物体切断体の形状をなすことができる。
【００４６】
反射カップ１２４の底１２４ｂは、中心領域１０２の幅（すなわち、中心領域１０２の側壁１０２ｃ間の距離）よりも小さい直径を有する。さらに、反射カップ１２４の上部リップ１２４ａは、中心領域１０２の幅以下とすることができる直径を有する。さらに、反射カップ１２４の底１２４ｂと中心領域１０２の下面１０２ｂとの間の中心領域１０２の厚さは、電気リード１０４、１０６よりも厚くすることができる。後により詳細に説明されるように、固体発光デバイス用のパッケージは、リード１０４、１０６を通してではなく、リードフレーム１００の中心領域１０２を通して熱を放散させることができる。したがって、中心領域１０２の相対的な物理寸法（physical dimension）は、パッケージの熱抵抗を低減させることにより、パッケージの熱放散特性を向上させることができる。
【００４７】
熱抵抗は、熱が伝導される表面積に反比例する。すなわち、熱抵抗は下式によって定義される。
【００４８】
ＲTH＝Ｌ／ｋＡ  （１）
上式において、ｋは熱伝導率、Ｌは、熱が放散される材料の長さであり、Ａは、熱が放散される面積を表す。したがって、中心領域１０２の下面１０２ｂなどの大きな表面を通して熱を放散させると、パッケージの熱抵抗を低下させることができる。さらに、式（１）によれば、より厚い中心領域１０２は、パッケージの熱抵抗をいくぶんか増大させるが、熱がパッケージから抽出される前に、熱をより拡散させることができる。ＬＥＤパッケージ内の熱は、比較的小さな領域（すなわち、発光デバイス１１４の領域）で生じるので、中心領域１０２の表面積が相対的に大きい利点をより活用するために、中心領域１０２の厚さを増大させたほうが望ましい場合がある。
【００４９】
図２Ｃを参照すると、反射カップ１２４の中、反射カップ１２４の底１２４ｂ上に、複数の固体発光デバイス１１４を含むサブマウント（submount）１１６が取り付けられている。サブマウント１１６は、その上に複数の電気トレース（図示せず）を形成することができる、窒化アルミニウム、炭化ケイ素および／または化学蒸着（ＣＶＤ）ダイヤモンドなどの非導電材料を含むことができる。窒化アルミニウムおよび炭化ケイ素の熱伝導率は約４００Ｗ／ＭＫであり、ＣＶＤダイヤモンドの熱伝導率は約８００Ｗ／ＭＫである。サブマウント１１６の厚さは約３００から約６００μｍとすることができるが、他の厚さを使用してもよい。一方でサブマウント１１６とデバイス１１４の間に、他方でサブマウント１１６とそれぞれの電気リード１０４、１０６との間に、複数のワイヤボンド接続１１２が形成されている。
【００５０】
リードフレーム１００を含むパッケージ１６０が、図３Ａおよび３Ｂに示されている。図３Ａおよび３Ｂはそれぞれ、１つまたは複数の発光デバイス用のパッケージ１６０の側面図および側断面図である。図３Ａおよび３Ｂを参照すると、パッケージ１６０は、リードフレーム１００を取り囲む成形されたパッケージ本体１３０と、リードフレーム１００の中心領域１０２の上に取り付けられたレンズ１４０とを含む。パッケージ本体１３０の側面からは電気リード１０４、１０６が延びている。レンズ１４０の代わりに、またはレンズ１４０に加えて、反射器、拡散器などの他の光学的な機能を提供することができる。
【００５１】
パッケージ本体１３０は、リードフレーム１００の周囲に、トランスファ成形または射出成形によって、例えば熱可塑性樹脂で形成することができる。熱可塑性樹脂は、Ｔｉｃｏｎａ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社から入手可能なＶｅｃｔｒａ（登録商標）シリーズのポリマーＡ１３０および／またはＳ１３５などの液晶ポリマーを含むことができる。他の適当な液晶ポリマーは、Ｓｏｌｖａｙ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社から入手可能である。ＧＥ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社のポリカーボネートＬｅｘａｎ（登録商標）および／またはポリフタルアミドを、パッケージ本体１３０の熱可塑性樹脂として使用してもよい。パッケージ本体１３０は、リードフレーム１００の中心領域１０２の下面１０２ｂを露出させることができる。パッケージ本体１３０は、リード１０４、１０６の下面１０４ｂ、１０６ｂとリードフレーム１００の中心領域１０２の下面１０２ｂとの間に少なくとも部分的に延び、中心領域１０２の下面１０２ｂの少なくとも一部分を露出させてもよい。さらに、パッケージ本体１３０は、リードフレーム１００の中心領域１０２の下面１０２ｂと同一平面にある下面１３０ｂを有することができる。しかし、いくつかの実施形態では、リードフレーム１００の中心領域１０２の下面１０２ｂとパッケージ本体１３０の下面１３０ｂとが同一平面にない。例えば、パッケージ本体１３０の下面１３０ｂが、リードフレーム１００の中心領域１０２の下面１０２ｂから遠ざかるように延びる。他の実施形態では、中心領域１０２が、パッケージ本体１３０から遠ざかるように延びる。パッケージ１６０を取り付けるときに、リードフレーム１００の露出した表面１０２ｂを、例えば外部ヒートシンク（図示せず）と熱接触させて配置することができる。
【００５２】
図３Ｂに示されているように、パッケージ本体１３０は、反射カップ１２４を含むリードフレーム１００の中心領域１０２の上面が露出するように形成することができる。パッケージ本体１３０は、反射カップ１２４およびサブマウント１１６の上に光学キャビティ（cavity）１５０を画定する対向した上部側壁１３４を含むことができる。上部側壁１３４は、第１の反射カップ１２４の上方に、第１の反射カップ１２４を取り囲む第２の反射カップ１３８を画定する、斜めの内側表面を含むことができる。レンズ１４０は、少なくとも部分的に、反射カップ１２４の上方の光学キャビティ１５０内に配置することができる。反射カップ１２４、およびパッケージ本体１３０によって画定された光学キャビティ１５０に、例えば、液体シリコーンおよび／またはエポキシなどの液体カプセル封入材を充填することができ、その液体カプセル封入材は、その中に蛍光体などの波長変換材料を含むことができる。
【００５３】
レンズ１４０は、円周リム（rim）１３６と接触させて配置することができる。円周リム１３６は、図３Ｂに示されているように側壁１３４の内側に画定することができ、かつ／または本体１３０の別個のフィーチャ（feature）とすることができる。円周リム１３６は、反射カップ１２４の中の固体発光デバイス１１４に対するレンズ１４０の垂直位置を決定することができる。側壁１３４はさらに、円周リム１３６の外側に円周モート（moat）１３２を含むことができる。後に説明されるように、円周モート１３２は、シリコーンなどの液体カプセル封入材がパッケージ１６０のカプセル封入材として使用されるときに特に有用である。
【００５４】
本発明のいくつかの実施形態によるパッケージを組み立てるプロセスでは、パッケージ本体１３０によって画定されたキャビティ１５０の中に、液体カプセル封入材が注入される。次いで、キャビティ１５０の中にレンズ１４０が下ろされ、そこで、レンズ１４０は液体カプセル封入材と接触することができる。液体カプセル封入材は、硬化すると、パッケージ１６０内の所定の位置にレンズ１４０を保持する接着剤の働きをすることができる。液体カプセル封入材と接触してレンズ１４０が配置されたときに、カプセル封入材の一部が、レンズ１４０の周囲に押し出されることがあり、このことは、パッケージ１６０の光学／機械特性を潜在的に害する。円周リム１３６を取り囲む円周モート１３２を含む本発明の実施形態では、円周リム１３６と接触するまで、レンズ１４０がキャビティ１５０の中に挿入される。したがって、円周リム１３６の高さは、レンズ１４０と固体発光デバイス１１４の間の間隔を正確に決定することができ、これによって、パッケージ間の光学的均一性を向上させることができる。過剰な液体カプセル封入材は、レンズ１４０の上および周囲に流れる代わりに、円周モート１３２の中へ優先的に流入することができる。カプセル封入材およびレンズ配置を制御する円周エッジ（edge）およびモートの使用は、その開示が参照により本明細書に組み込まれ、本発明の譲受人に譲渡された特許文献４に詳細に記載されている。
【００５５】
本発明の実施形態によるリードフレーム１００の形成（formation）が、図４Ａおよび４Ｂに示されている。これらの図に示されているように、リードフレームブランク１００’は、中心領域１０２’と、中心領域１０２’から遠ざかるように延びるリード１０４、１０６とを含む。このリードフレームブランクは、例えば銅、アルミニウムまたは高い熱伝導率を有する他の金属から形成することができる。中心領域１０２’の厚さは約５５０μｍとすることができ、リード１０４、１０６の厚さは約２５０μｍとすることができる。中心領域１０２’の厚さはリード１０４、１０６の厚さよりも大きい。リードフレームブランク１００’を、リードフレームブランク１００’を受けとめるように成形された支持部材３２０の中に配置する。突出部３１５を含むスタンプ（stamp）３１０をブランク１００’と接触させ、突出部３１５の像（image）を中心領域１０２’に打刻するのに十分なエネルギー（例えば、力および／または熱）を加える。突出部３１５は斜めの側壁を有することができ、突出部３１５が中心領域１０２’の範囲内に反射カップ１２４を形成するように、突出部３１５は中心領域１０２’の幅よりも小さい幅を有することができる。反射カップ１２４が形成されるときに押し出された過剰な材料（図示せず）は、完成したリードフレーム１００から切り取ることができる。
【００５６】
本発明の他の実施形態による固体照明パッケージ２６０が、図５に示されている。パッケージ２６０は、リードフレーム２００の中心領域に位置する複数のダイ取付け領域２０２と、ダイ取付け領域から遠ざかるように延びる複数の電気リード２０４、２０６とを含むリードフレーム２００を含む。ダイ取付け領域２０２の上面と下面の両方が露出している。図５に示された実施形態では、第１の電気リード２０６がそれぞれ、対応する１つのダイ取付け領域２０２と一体に形成されており、第２の電気リード２０４は、ダイ取付け領域２０２から電気的に分離されている。
【００５７】
リードフレームブランク２００’の上面図が、図６に示されている。リードフレームブランク２００’は、対応する４つのリード２０６ａ〜ｄと一体に形成された４つのダイ取付け領域２０２ａ〜ｄを含む。リードフレームブランク２００’はさらに、ダイ取付け領域２０２ａ〜ｄから分離された４つの電気リード２０４ａ〜ｄを含む。ダイ取付け領域２０２ａ〜ｄおよびリード２０４ａ〜ｄ、２０６ａ〜ｄは、外フレーム２０１によって所定の位置に保持されており、外フレーム２０１は、リードフレームブランク２００’の上にパッケージ本体が成形された後、切り取ることができる。リードフレームブランク２００’は、熱抵抗の小さい銅などの金属から形成することができ、約３０ミル（０．７６２ｍｍ）未満の厚さを有することができる。いくつかの実施形態では、リードフレームの厚さが約１５ミル（０．３８１ｍｍ）未満である。後に説明されるように、リードフレーム２００は、外部ヒートシンク上に直接に取り付けることができ、そのため、リードフレーム２００のダイ取付け領域２０２ａ〜ｄの、その上に発光デバイス２１４が取り付けられた表面とは反対側の大きな表面積を通してリードフレームから熱が抽出されるため、リードフレーム２００は、一般的なリードフレームよりも大幅に薄くすることができる。
【００５８】
図５に戻ると、リードフレーム２００はさらに、リードフレーム２００の凹み２２６を画定する厚さの小さい領域２２４を含む。厚さの小さい領域２２４、２２６は例えば、リードフレーム２００の部分を選択的にエッチングすることによって形成することができる。リードフレームの表面／周囲に、例えばトランスファ成形または射出成形によって、パッケージ本体２３０が形成される。
【００５９】
パッケージ本体２３０は、リードフレーム２００のダイ取付け領域２０２の下面２０２ｂおよびリードフレーム２００の他の部分の下面を露出させることができる。さらに、パッケージ本体２３０は、リードフレーム２００の下面２００ｂと同一平面上にある下面２３０ｂを有することができる。しかし、いくつかの実施形態では、リードフレーム２００のダイ取付け領域２０２の下面２０２ｂとパッケージ本体２３０の下面２３０ｂとが同一平面にない。例えば、パッケージ本体２３０の下面２３０ｂが、リードフレーム２００のダイ取付け領域２０２の下面２０２ｂよりも延出する。他の実施形態では、ダイ取付け領域２０２が、パッケージ本体２３０よりも延出する。パッケージ２６０が取り付けられるときに、リードフレーム２００の露出した表面２００ｂを、例えば外部ヒートシンク（図示せず）と熱接触させて配置することができる。
【００６０】
パッケージ本体２３０はさらに、リードフレーム２００の厚さの小さい領域２２４によって画定された凹み２２６を埋めるように形成することができる。したがって、パッケージ本体２３０は、少なくとも部分的に、厚さの小さい領域２２４の下面からリードフレーム２００の下面２００ｂまで延びることができる。パッケージ本体２３０で凹み２２６を埋めることによって、パッケージ本体２３０は、接着剤を必要とすることなく、リードフレーム２００と強い機械的接続を形成することができる。しかし、パッケージ本体のプラスチック材料とリードフレーム２００の間の継目または空間を通して光学キャビティ２５０から液体カプセル封入材が流出することを防ぎ、またはこれを低減させるために、パッケージ本体２３０を形成するために使用されるプラスチックに接着剤を添加してもよい。
【００６１】
パッケージ本体２３０は、リードフレーム２００のダイ取付け領域２０２の上面が露出するように形成することができる。パッケージ本体２３０は、ダイ取付け領域２０２の上方に光学キャビティ２５０を画定する対向した上部側壁２３４を含むことができる。上部側壁２３４は、ダイ取付け領域２０２の上方に、ダイ取付け領域２０２を取り囲む反射カップを画定する、斜めの内側表面２３８を含むことができる。ダイ取付け領域２０２の上方の光学キャビティ２５０の中に、少なくとも部分的に、レンズ２４０を配置することができる。パッケージ本体２３０によって画定された光学キャビティ２５０に、例えば、液体シリコーンおよび／またはエポキシなどの液体カプセル封入材を充填することができ、その液体カプセル封入材は、その中に蛍光体などの波長変換材料を含むことができる。
【００６２】
レンズ２４０は、円周リム２３６と接触させて配置することができる。円周リム２３６は、図５に示されているように側壁２３４の内側に画定することができ、かつ／または本体２３０の別個のフィーチャとすることができる。側壁２３４はさらに、円周リム２３６の外側に円周モート２３２を含むことができる。後に説明されるように、円周モート２３２は、シリコーンなどの液体カプセル封入材がパッケージ２６０のカプセル封入材として使用されるときに、パッケージの組立て中または組立て後に、カプセル封入材が押し出されることを防ぎ、またはそれを低減させるのに特に有用である。
【００６３】
第１の電気リード２０６に電気的に接続されたダイ取付け領域２０２のそれぞれに、複数の固体発光デバイス２１４が取り付けられている。発光デバイス２１４と、それぞれの第２の電気リード２０４との間にワイヤボンド接続２１６が形成されている。
【００６４】
図７は、リードフレーム２００上に成形されたパッケージ本体２３０を示す、本発明の実施形態によるパッケージ２６０の透視破断図である。パッケージ本体２３０の側壁２３４によって画定された光学キャビティ２５０内のリードフレーム２００上に、４つの固体発光デバイス２１４が取り付けられている。これらの固体発光デバイスはそれぞれ、このパッケージの第１の電気リード２０６とは反対の側から延びる第２の電気リード２０４の１つに、ワイヤボンド２１６によって接続されている。光学キャビティ２５０の上方にレンズ２４０が配置されている。
【００６５】
図８は、本発明の他の実施形態による固体発光デバイス用のパッケージ３６０の断面図である。図５に示されたフィーチャと同じ参照符号を有するパッケージ３６０のフィーチャは、図５に示されたパッケージ２６０の対応するフィーチャと同様のフィーチャである。パッケージ３６０では、パッケージに別個のレンズ部品を挿入する代わりに、側壁２３０によって形成されたキャビティに液体カプセル封入材を注入し、液体カプセル封入材を硬化させることによって、レンズ３４０が形成される。注入レンズは、その開示が参照により本明細書に組み込まれる、本発明の譲受人に譲渡された２００５年８月４日出願の特許文献５で論じられている。
【００６６】
具体的には、ダイ取付け領域２０２上に発光デバイス２１４が取り付けた後、カプセル封入材３３０の第１の注入を実行して、デバイス２１４を覆うことができる。第１の注入の材料は、蛍光体などの波長変換材料を含むことができる。第１のカプセル封入材３３０は、側壁部分２３４の円周リム２３６によって画定された、凸形の、平らなまたは凹形のメニスカス（meniscus）を形成することができ、円周リム２３６は、メニスカスの形成を容易にするために鋭いエッジを備えることができる。カプセル封入材３３０が少なくとも部分的に硬化した後、カプセル封入材３３５の第２の注入を実行することができる。第２のカプセル封入材３３５は、注入される材料の量に応じて、側壁部分２３４の上縁３４４によって画定された、凹形の、平らなまたは凸形のメニスカスを有するように形成することができる。次いで、第２のカプセル封入材３３５を硬化させて、光学キャビティ２５０の上方にレンズ３４０を形成することができる。
【００６７】
本発明の実施形態は、複数のハイパワーデバイスがごく近接して配置され、それによってより高い光学品質の発光を与え、より良好な色混合を有する固体発光デバイス用のパッケージの形成を可能にすることができる。さらに、パッケージ本体を射出成形技法によって形成することができるため、本発明の実施形態によるパッケージの組立てを単純化することができる。
【００６８】
本発明のいくつかの実施形態によれば、リードフレームの片面に発光デバイスが取り付けられ、リードフレームの反対面が、外部ヒートシンクと接触するために使用されるため、１つまたは複数の固体発光デバイス用のリードフレームベースのパッケージは、固体発光デバイスと外部ヒートシンクとの間の短い熱経路を提供することができる。さらに、熱が抽出されるリードフレームの表面積をダイ取付け領域よりも大きくすることができるため、熱抽出を向上させることができる。
【００６９】
以上の説明は本発明を例示したものであり、本発明を限定するものと解釈してはならない。本発明の例示的ないくつかの実施形態を説明したが、本発明の新規の教示および利点から大幅に逸脱することなくこれらの例示的な実施形態に多くの変更を加えることができることを当業者は容易に理解しよう。したがって、そのような変更は全て、特許請求の範囲に定義された本発明の範囲に含まれることが意図されている。したがって、以上の説明は本発明を例示するものであって、本発明が開示された特定の実施形態に限定されると解釈すべきでないこと、ならびに、開示の実施形態および他の実施形態に対する変更は、添付の特許請求の範囲に含まれることが意図されていることが理解される。本発明は、特許請求の範囲によって定義され、特許請求の範囲の等価物はその中に含まれる。
【図１Ａ】
2011233928.tif 000003
【図１Ｂ】
2011233928.tif 000004
【図２Ａ】
2011233928.tif 000005
【図２Ｂ】
2011233928.tif 000006
【図２Ｃ】
2011233928.tif 000007
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2011233928.tif 000009
【図４Ａ】
2011233928.tif 000010
【図４Ｂ】
2011233928.tif 000011
【図５】
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【図６】
2011233928.tif 000013
【図７】
2011233928.tif 000014
【図８】
2011233928.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月23日(2011.8.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光デバイス用のパッケージ向けのリードフレームであって、
上面と、
下面を有する中心領域であって、前記リードフレームの前記上面と前記中心領域の前記下面との間の第１の厚さを有する前記中心領域と、
前記中心領域から横方向に遠ざかるように延びる電気リードであって、下面と、前記リードフレームの前記上面から、前記中心領域に隣接した前記電気リードの前記下面までの第２の厚さとを有し、前記第２の厚さが前記第１の厚さよりも薄い前記電気リードと
を含むことを特徴とするリードフレーム。
【請求項２】
前記中心領域は、その中に反射カップを含み、前記反射カップは、前記反射カップの上隅から前記反射カップの底まで延びる斜めの側壁を含み、
前記反射カップの前記底と前記中心領域の前記下面との間の第３の厚さは、前記第２の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。
【請求項３】
前記中心領域の幅は、前記反射カップの前記底の幅よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載のリードフレーム。
【請求項４】
前記中心領域の幅は、前記反射カップの前記上隅での前記反射カップの幅以上であることを特徴とする請求項２に記載のリードフレーム。
【請求項５】
固体発光デバイス用のパッケージを形成する方法であって、
上面を有し、中心領域を含むリードフレームを提供するステップであって、前記中心領域が、下面と、前記リードフレームの前記上面と前記中心領域の前記下面との間の第１の厚さとを有し、前記リードフレームが、前記中心領域から横方向に遠ざかるように延びる電気リードを含み、前記電気リードが、下面と、前記リードフレームの前記上面から、前記中心領域に隣接した前記電気リードの前記下面までの第２の厚さとを有し、前記第２の厚さが、前記第１の厚さよりも薄いステップと、
前記中心領域を取り囲み、前記中心領域の前記下面を露出させたパッケージ本体を、前記リードフレーム上に形成するステップとを含み、
前記パッケージ本体は、少なくとも部分的に、前記電気リードの前記下面の下に、前記中心領域の前記下面に隣接して形成されることを特徴とする方法。
【請求項６】
前記中心領域は、ダイ取付け領域を含み、前記パッケージ本体は、上部側壁を含み、前記上部側壁は、前記ダイ取付け領域の上方に光学キャビティを画定し、前記ダイ取付け領域を取り囲む反射カップを画定する斜めの内側表面を含み、前記方法は、前記反射カップの中にカプセル封入材を注入するステップをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記カプセル封入材は、前記反射カップの上方にレンズを形成することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記反射カップの上方にレンズを配置するステップをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記パッケージ本体は、前記ダイ取付け領域を取り囲む円周リムをさらに含み、前記反射カップの上方に前記レンズを配置する前記ステップは、前記レンズを前記円周リムと接触させるステップを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記中心領域は、その中に反射カップを含み、前記反射カップは、前記反射カップの上隅から前記反射カップの底まで延びる斜めの側壁を含み、前記反射カップの前記底と前記中心領域の前記下面との間の第３の厚さは前記第２の厚さよりも厚く、前記方法は、前記反射カップの前記底の上にサブマウントを配置するステップと、前記サブマウント上に固体発光デバイスを配置するステップと、前記固体発光デバイスから前記電気リードへのワイヤボンド接続を形成するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記パッケージ本体を形成する前記ステップは、前記リードフレームの前記中心領域の下面を露出させるように前記パッケージ本体を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記反射カップの中にカプセル封入材を注入するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記カプセル封入材は、前記反射カップの上方にレンズを形成することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記パッケージ本体は、前記ダイ取付け領域を取り囲む円周リムをさらに含み、前記方法は、レンズを前記円周リムと接触させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
固体発光パッケージ用のリードフレームを形成する方法であって、
リードフレームブランクを提供するステップであって、前記リードフレームブランクが、上面と、中心領域と、前記中心領域から横方向に遠ざかるように延びる部分とを有し、前記中心領域は、下面と、前記リードフレームブランクの前記上面と前記中心領域の前記下面との間の第１の厚さとを有し、前記中心領域から横方向に遠ざかるように延びる前記部分は、下面と、前記リードフレームの前記上面から、前記中心領域から横方向に遠ざかるように延びる前記部分の前記下面までの、前記中心領域に隣接した第２の厚さとを有し、前記第２の厚さが前記第１の厚さよりも薄いステップと、
前記中心領域に反射カップを型押しするステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記中心領域に前記反射カップを型押しする前記ステップは、
前記反射カップの所望の形状を画定する形状を有する突出部を含むスタンプを、前記中心領域の上で、前記リードフレームブランクの前記上面と接触させるステップと、
前記リードフレームブランクの前記中心領域に前記突出部の像を打刻するのに十分なエネルギーを前記スタンプに加えるステップと
を含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記反射カップを型押ししている間に押し出された過剰な材料を、前記リードフレームブランクから切り取るステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記反射カップは、前記反射カップの上隅から前記反射カップの底まで延びる斜めの側壁を含み、前記反射カップの前記底と前記中心領域の前記下面との間の第３の厚さは、前記第２の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記中心領域の幅は、前記反射カップの前記底の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記中心領域の幅は、前記反射カップの前記上隅での前記反射カップの幅以上であることを特徴とする請求項１８に記載のリードフレーム。
【請求項２１】
固体発光パッケージ用のリードフレームを形成する方法であって、
上面と下面とを有するリードフレームブランクを提供するステップと、
下面を有する第１の領域であって、前記リードフレームブランクの前記上面と前記第１の領域の前記下面との間の第１の厚さを有する前記第１の領域と、下面を有する第２の領域であって、前記リードフレームブランクの前記上面から前記第２の領域の前記下面までの第２の厚さを有する前記第２の領域とを提供するために、前記リードフレームブランクを選択的にエッチングするステップであって、前記第２の厚さが前記第１の厚さよりも薄いステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記第１の厚さは、３０ミル（０．７６２ｍｍ）未満であることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１の厚さは、約１５ミル（０．３８１ｍｍ）であることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記リードフレームブランクを選択的にエッチングする前記ステップは、前記リードフレームに深さ約１０ミル（０．２５４ｍｍ）の凹みを形成するために、前記リードフレームブランクを選択的にエッチングするステップを含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【外国語明細書】
2011233928000001.pdf