(57)【要約】【課題】３ ｉｎ １パッケージやマルチチップパッケージにおける出力ロスを低減する低コストなＬＥＤパッケージを提供すること。【解決手段】側面と樹脂および／または導電性金属から形成された底面とを有する凹部に複数のＬＥＤチップが搭載され、該凹部が透光性樹脂で封止されているＬＥＤパッケージにおいて、該ＬＥＤチップ各々を隔てる障壁が該底面と同一の樹脂または同一の導電性金属で一体成型されていることを特徴とするＬＥＤパッケージ。【選択図】図５
2008041699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面と樹脂および／または導電性金属から形成された底面とを有する凹部に複数のＬＥＤチップが搭載され、該凹部が透光性樹脂で封止されているＬＥＤパッケージにおいて、該ＬＥＤチップ各々を隔てる障壁が該底面と同一の樹脂または同一の導電性金属で一体成型されていることを特徴とするＬＥＤパッケージ。
【請求項２】
複数のＬＥＤチップが発光波長の異なるＬＥＤチップを含んでいる請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項３】
ＬＥＤチップが青色、緑色および赤色である請求項２に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項４】
凹部の側面が底面と同一の金属材料または同一の樹脂材料で一体成型された請求項１〜３のいずれか一項に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項５】
樹脂材料が、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素からなる群から選ばれた少なくとも一種の添加物を含有している請求項１〜４のいずれか一項に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項６】
障壁の高さがＬＥＤチップの高さ以上である請求項１〜５のいずれか一項に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項７】
障壁の側面および／または凹部の側面が放物面である請求項１〜６のいずれか一項に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のＬＥＤパッケージを用いてなるディスプレイ。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のＬＥＤパッケージからなるバックライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬＥＤパッケージに関する。特に、複数個のＬＥＤチップを搭載したＬＥＤパッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは、小型で長寿命であり発光効率に優れていることから、照明、各種ディスプレイ、バックライトなどの用途に使用されている。またそれらの用途に応じて様々な構造のものが考案されている。例えば、配光指向性の高い砲弾タイプ、薄くて小型の面実装タイプ、放熱部を備える高出力タイプなどがある。また、１つのＬＥＤパッケージに３色のチップを並列回路として実装した通称３ ｉｎ １ パッケージと呼ばれるものは電流の配分によりフルカラーが出せるパッケージとしてカラーディスプレーに使われている。これらは、形状や特性に応じてさらに多くのタイプに細分化されている。更に、同一色のチップを複数個搭載し、光出力を高めたマルチチップパッケージがある。マルチチップパッケージに蛍光体を組合せて白色パッケージとしたものも存在する。
【０００３】
これらのうち、面実装タイプとして例えば平面図および断面図を図１および図３に示す３ ｉｎ １ ＬＥＤパッケージがある。４方向に分かれている金属リード部１、２、３、４上に凹部５が形成される様に熱可塑性樹脂からなる樹脂成型体６が一体成型されている。青色ＬＥＤチップ７、緑色ＬＥＤチップ８および赤色ＬＥＤチップ９がそれぞれ金属リード部２、３および４に透明ダイボンディングペーストを用いて接着し硬化固着されている。青色ＬＥＤチップ７、緑色ＬＥＤチップ８および赤色ＬＥＤチップ９はチップ表面に２つの電極を有する２ワイヤータイプであり、一方の電極からチップが載置されている金属リード部２、３および４へ、他方の電極から金属リード部１に、それぞれＡｕ線が接続されている。ＬＥＤチップ７、８、９および金線１２を被覆するように熱硬化性の透光性樹脂が凹部５の中に充填されている。これら３色のＬＥＤチップは並列回路となっており、それぞれ独立に電流を調整する事で、１パッケージにてフルカラーの発色が実現する。
また、図２に示すように同一のパッケージでもワイヤーによってチップ同士を直列回路に接続したタイプも存在する。
【０００４】
これらマルチチップパッケージにおいてはチップ間の相互光吸収による出力ロスの問題が指摘されている。この問題に対し、特開２００５−２７７３８０号公報においては、シリコン基板表面を部分的にエッチングする事でマルチチップをそれぞれ独立的に包囲する仕切り壁を形成した、シリコンを基材とするパッケージを提案している。
【０００５】
しかし、この特許公報に開示された手法ではシリコンの光吸収を抑えるミラー形成工程まで含めると工程が複雑かつ長く、コストが高い。また図１の様な一般的なパッケージ形態に適用するにはコスト高が否めない。さらに、仕切り壁をエッチングで形成するために、仕切り壁を光取り出し効率に優れた放物面にすることが困難である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２７７３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１の様な従来の３ ｉｎ １  パッケージに対し、緑色チップと赤色チップを除去した所、残った青色チップの発光出力が除去前に比べて増加する事を本発明者は確認した。同様に緑色チップを残した場合と赤色チップを残した場合を検証した所、緑色チップでも出力が上昇、赤色チップでは出力がほとんど変化しない事を確認した。３色のチップの出力に関して、平均値と標準偏差を±５％に揃えた１０個ずつの３グループについて、チップの除去前と除去後の出力の比較をした結果を表１に示す。
【０００８】
【表１】
2008041699.tif 000003
この結果によると、３ ｉｎ １パッケージにする事で青色チップは７１％に出力ダウン、緑色チップは８９％に出力ダウン、赤色チップは９８％に出力ダウンとなっている。トータルの出力は、３ ｉｎ １パッケージで１２．１ｍＷに対し、その他チップを除去した場合の合計が１４．２ｍＷであり、８５％に出力ダウンとなっている。
【０００９】
３ ｉｎ １  パッケージにおいて赤色チップ、緑色チップ、青色チップの順にロスが大きくなる主な原因は、チップ間の光吸収にある。一般的なＬＥＤは発光波長より長波長の光は吸収せず、発光波長より短波長の光を吸収する性質を有している。従って、青色ＬＥＤチップから発した光は緑色ＬＥＤチップや赤色ＬＥＤチップに吸収される。一方、緑色ＬＥＤチップから発した光は青色ＬＥＤチップには吸収されないが、赤色ＬＥＤチップには吸収される。また、赤色ＬＥＤチップから発した光は青色ＬＥＤチップや緑色ＬＥＤチップには吸収されない。こういった原理により３ ｉｎ １ パッケージにおいては赤色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、青色ＬＥＤチップの出力ロスが生じていた。
【００１０】
また、同色のチップ３個を直列に並べた場合と２個のチップを除去して１個を残した場合との比較を表２に示す。チップの配置とワイヤーの配置は図２に示す通りである。
【表２】
2008041699.tif 000004
この表から判るとおり、３個チップを搭載しても光出力は３倍になっていない。この原因は、３ ｉｎ １パッケージの場合と同様、あるチップから放出した光が別のチップに再吸収された為である。
【００１１】
以上述べた通り、３ ｉｎ １パッケージやマルチチップパッケージにおけるこれらトータルの出力ロスを低減する低コストなパッケージ、手法を提供する事が本発明の解決しようとする課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この出力ロスを低減するには、チップから発した光が他のＬＥＤチップに直接当たらない様にすれば良い。即ち、本発明は下記の発明を提供する。
【００１３】
（１）側面と樹脂および／または導電性金属から形成された底面とを有する凹部に複数のＬＥＤチップが搭載され、該凹部が透光性樹脂で封止されているＬＥＤパッケージにおいて、該ＬＥＤチップ各々を隔てる障壁が該底面と同一の樹脂または同一の導電性金属で一体成型されていることを特徴とするＬＥＤパッケージ。
【００１４】
（２）複数のＬＥＤチップが発光波長の異なるＬＥＤチップを含んでいる上記１項に記載のＬＥＤパッケージ。
【００１５】
（３）ＬＥＤチップが青色、緑色および赤色である上記２項に記載のＬＥＤパッケージ。
【００１６】
（４）凹部の側面が底面と同一の金属材料または同一の樹脂材料で一体成型された上記１〜３項のいずれか一項に記載のＬＥＤパッケージ。
【００１７】
（５）樹脂材料が、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素からなる群から選ばれた少なくとも一種の添加物を含有している上記１〜４項のいずれか一項に記載のＬＥＤパッケージ。
【００１８】
（６）障壁の高さがＬＥＤチップの高さ以上である上記１〜５項のいずれか一項に記載のＬＥＤパッケージ。
【００１９】
（７）障壁の側面および／または凹部の側面が放物面である上記１〜６項のいずれか一項に記載のＬＥＤパッケージ。
【００２０】
（８）上記１〜７のいずれか一項に記載のＬＥＤパッケージからなるディスプレイ。
（９）上記１〜７のいずれか一項に記載のＬＥＤパッケージからなるバックライト。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のＬＥＤパッケージは、発光素子（ＬＥＤチップ）を搭載する凹部の底面において、それぞれのチップが載置される金属リード部間に障壁を設ける事で、別のＬＥＤチップへの光吸収を抑制し、出力あるいは効率の高いＬＥＤパッケージが実現する。
さらに、その障壁を凹部の底面と同一材料で一体成型することにより、工程が簡略化され、コンパクトな低コストのＬＥＤパッケージとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図４および図５は、後述する実施例１で作製した本発明の面実装タイプのＬＥＤパッケージの平面模式図および断面模式図である。また、図８および図９は、後述する実施例３で作製した本発明の砲弾型ＬＥＤパッケージの平面模式図および断面模式図である。本発明のＬＥＤパッケージは、凹部５を有し、該凹部の底面に複数の半導体発光素子（ＬＥＤチップ）２０を搭載し、該凹部を透光性樹脂で封止したＬＥＤパッケージである。該底面に形成した各半導体発光素子を隔てる障壁１０の高さはチップの高さと同一あるいはそれ以上の高さに設定する事が望ましい。この障壁は凹部を構成する底面と同一の樹脂あるいは金属で構成され、底面と一体成型されていることが好ましい。底面と共に凹部を形成する側面も、底面および障壁と一体成型されていることが好ましいが、側面は、底面および障壁と別個の材料により形成されていてもよい。
【００２３】
障壁１０を凹部５の底面を形成する樹脂または金属と一体成型するには、凹部の製造工程において、図４および図５の様な樹脂注入成型においては樹脂型に、図８および図９の様なプレス成形においては金型に、それぞれ障壁を設けておけば良く、工程短縮および製造コスト上望ましい。なお、半導体発光素子は、凹部底面において金属リード部などの導電性材料の上に設置されていても、樹脂やセラミックなどの絶縁性材料に設置搭載されていても良い。
【００２４】
底面に形成した障壁の厚さはチップ間の光を遮光するに足る厚さに設定する事が望ましい。白色フィラー入りの樹脂の場合はフィラーの濃度に依存するが、光が透けない為に例えば５０μｍ程度以上に設計されている。図８および図９の様な金属反射面で障壁を形成する場合は、より薄くても良い。
【００２５】
本発明において障壁の形状は、チップの真横からの光がパッケージの光放出方向に方向を変換するべく、平坦面から構成される傾斜面、あるいは円錐面、放物面などを代表とする曲面である事が望ましい。特に、放物面が好ましい。また、障壁の表面は光のロスを抑制するべく、金属コーティング等による正反射面、あるいは白色フィラー等による拡散反射面である事が望ましい。
【００２６】
本発明は３ ｉｎ １ パッケージに止まらず、同一色のＬＥＤチップを複数個実装するマルチチップパッケージや、多数のＬＥＤチップを基板に直接実装するチップｏｎボード（ＣＯＢ）、チップｏｎフィルム（ＣＯＦ）などにも効果を発揮する。
本発明は、単色のマルチチップＬＥＤパッケージに止まらず、蛍光体と組み合わせたマルチチップＬＥＤパッケージ、チップｏｎボードなどにも効果を発揮する。
本発明において障壁内に搭載される素子としては、半導体発光素子に限らず、ツェナーダイオードやチップ抵抗などの発光素子の光を吸収・散乱する素子に対しても有効である。
【００２７】
以下本発明の実施の形態について一体成型された樹脂からなるＬＥＤパッケージを例にとり説明する。本発明のＬＥＤパッケージは、その平面図および断面図が図４および図５に示されるように、凹部５と障壁１０を形成する樹脂成型体６が、金属リード１〜４と一体化されており、凹部の底面にあるリード部にＬＥＤチップが搭載されている。ＬＥＤチップの底面はダイボンディングペーストによって固定されており、発光素子２０の上面の電極は金線１２により金属リード１と接続されている。これら発光素子及び金線は凹部５を封止する透光性の樹脂により覆われている。このＬＥＤパッケージは金属リードに通電させることによって発光させることができる。以下本発明の各構成部材について順次説明する。
【００２８】
ＬＥＤパッケージを構成する障壁を有する樹脂成型体は、金属リード（１〜４）上に熱可塑性樹脂を射出成型することにより形成する。障壁を有する樹脂成型体の形成は射出成型に使用する金型の設計により、様々な形状を実現することが可能である。
【００２９】
樹脂成型体の全体の大きさは例えば縦が１．５〜２０ｍｍ、横が１．５〜２０ｍｍおよび高さが０．３〜１０ｍｍ程度となるように成型し、発光素子の搭載部となる凹部の大きさは縦が１〜１９ｍｍ、横が１〜１９ｍｍおよび高さが０．２〜９ｍｍ程度である。但し、これらの大きさはこういった値に限定されるものではない。また形状については全体及び凹部共に直方体、円筒形および錐形などの形状を自由に選択することが可能である。凹部底面についても円形、楕円形または多角形とすることができる。
【００３０】
凹部の側面の断面角度は配光の指向角を制御するために自由に設計することが可能であり、かつその断面形状は図３の従来例のように直線から構成されていてもよいし、曲線から構成されていてもよい。光取りだし効率の観点からは凹部底面および側面の表面は段差がなく平滑であることが好ましいが、混色の都合により凹部底面および側面の表面を荒らした方が良い場合もある。
【００３１】
また、発光素子を搭載する凹部について、配光特性や側面の反射特性の制御をより自由に行うために側面部に銀などのめっきを施すことも可能である。また凹部の底面および側面は一体成型時に一度に成型してもよいが、側面部については一体成型せずに、異なる材料で構成されていてもよい。側面に銀めっきを施した樹脂製のリフレクタを配置することも可能である。この場合、発光素子を搭載後にリフレクタを接着することによって組み合わせることができる。
【００３２】
成型に使用する熱可塑性樹脂については、特に耐熱性、耐候性および機械的強度の優れたものを選ぶことが望ましい。樹脂の種類としては、ポリアミド、ポリフタルアミド、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミドおよびポリブチレンテレフタレートなどを使用できる。さらにまた、これらの樹脂中に光反射剤として、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素のうちいずれかを添加することによって、凹部の底面及び側面において、発光素子からの光の反射率を増大させ、パッケージ全体の光取り出し効率を増大させることが可能となる。
【００３３】
金属リード（１〜４）は、０．１〜０．５ｍｍ程度の厚みをもつ金属板であり、加工性および熱伝導性に優れた金属として鉄／銅合金をベースとし、その上にめっき層としてニッケル、チタン、金、銀などを数μｍ積層したリードフレームの一部である。めっきを施すのは耐食性及び光反射率向上のためであるが、特に最表面のめっき層としては反射率の高い銀などの金属を選択することがパッケージ外部への発光取り出し量を増大させる点から好ましい。ワイヤーボンディングの密着性の点で金属リードの最表面に金を選択する場合が多いが、発光素子の波長が６００ｎｍ以下の場合、金属リードの最表面を金より反射率の高い金属を選択する方が光取り出しの観点からは好ましい。
【００３４】
発光素子を搭載する凹部について、底面及び側面が一体成型された樹脂成型体については上述したが、底面及び側面を分離した構造とし、底面としてメタルベース基板を利用することも可能である。メタルベース基板は放熱性の高いアルミニウム又は銅基板上に絶縁薄膜として耐熱性のある樹脂を１〜１００μｍ積層し、その上に銅板を貼り合わせ、Ｎｉ等を介して金又は銀めっきが施されている。フォトリソグラフィーによりエッチングにて配線パターンを形成した後、ＬＥＤチップなどの半導体素子とワイヤーボンディングに必要なエリア以外の部分を保護するために絶縁薄膜を形成することによって作製できる。
【００３５】
また、絶縁薄膜とする樹脂層は反射率向上のために光反射剤として二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素のうちいずれかを添加することによって光取り出し効率を上げることができる。
【００３６】
また、凹部を形成する側面としてリフレクタを配置することによって配光特性や側面からの反射特性を向上させることが望ましい。リフレクタは金属または樹脂から形成され、縦横が２〜３０ｍｍ、高さが２〜１０ｍｍの大きさを自由にとることができるがこの大きさに限定されるものではない。形状は逆円錐形および逆角錐形などの形状を自由に選択できる。また光反射率を向上させるために側面に銀めっきを施してもよい。
【００３７】
本発明で用いられる化合物半導体発光素子（ＬＥＤチップ）は、発光層として例えばＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＩｎＧａＰおよびＩｎＧａＮなどの化合物半導体単結晶からなる材料を選ぶことによって、紫外光〜赤外光に渡る発光波長を選択することができる。化合物半導体エピタキシャルウェハは適当な基板上にＬＰＥ法、ＶＰＥ法、ＭＯＣＶＤ法などのエピタキシャル成長方法により、発光層を積層して作製できる。エピタキシャルウェハはラッパーや研削機により定厚加工を施した後、リソグラフィーによって電極を形成する。電極形成後、ダイサー又はブレーカーにより分割して素子を得ることができる。エピタキシャル成長において半導体基板を用いる場合は、電極を基板下面と、エピタキシャル成長層表面上面とに形成することができるので、発光素子の上面と下面にコンタクトを取ればよい。従ってＬＥＤパッケージ搭載時には発光素子下面を導電性のダイボンディングペーストにて接続できるので、ワイアボンディングは上面電極に少なくとも１回実施すればよい。一方でＩｎＧａＮを発光層とする発光素子の場合、特に絶縁性のサファイア基板上に発光層を成長させた場合、電極はエピタキシャル成長層をエッチング加工することによって同一面に設け、同一面からコンタクトをとる必要がある。この場合、ワイアボンディングを少なくとも２回行う必要がある。
【００３８】
発光素子の大きさは必要とする光学電気特性に応じて自由に設計可能であり、一辺が２００〜１０００μｍとする方形で、高さは５０〜３００μｍであるが、これに限定されるものではない。
【００３９】
なお、本発明のＬＥＤパッケージには同じ発光素子を複数搭載させてもよいし、異なる発光波長をもつ複数の発光素子を搭載させてもよい。
【００４０】
化合物半導体発光素子はダイボンディングペーストにより、凹部底面を構成する金属リード部又は樹脂成型体上に固定する。発光素子の構造が上下電極タイプの場合、底面でコンタクトをとる必要があるために、フィラーとして銀粒子を含む導電性の熱硬化性エポキシ樹脂を用いる。前記ダイボンディングペーストを塗布後に発光素子をダイボンディングし、オーブン中で１００〜１５０℃にて熱硬化させることによって接着する。一方、発光素子の構造が同一面に電極を形成するタイプの場合、底面でコンタクトをとる必要がないために、銀粒子を含まない絶縁性のダイボンディングペーストを使用可能である。特にエネルギーの大きい短波長の発光波長をもつ発光素子を搭載したＬＥＤパッケージの場合、通電発光時間の経過に伴いダイボンディングペーストの樹脂が劣化し、光の取り出し効率が低下しやすい。従って、耐光性のあるエポキシ樹脂やシリコーン樹脂からなるダイボンディングペーストを選択することが望ましい。
【００４１】
封止樹脂は、光の取り出し効率を向上させるために、ＬＥＤパッケージの発光波長において光透過率が高く、また屈折率が高い材料を選択するのが望ましい。従って耐熱性、耐候性、及び機械的強度が高い特性を満たす樹脂として、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂を選択する。主なエポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡグリシジルエーテルやビスフェノールＦグリシジルエーテルなどが挙げられ、特に高温での熱変形抑制、耐候性、変色防止の効果を高めるために脂環式エポキシを添加することが望ましい。しかしながらエポキシ樹脂は、５００ｎｍ以下の短波長の光や高熱に弱く、駆動時間の経過とともに劣化が進行し、光の透過率が著しく低下して、発光効率が減少する場合がある。一方、シリコーン樹脂は耐光性、耐熱性の点でエポキシ樹脂よりも優れているため短波長の発光素子の封止樹脂として適している。さらにまたシリコーン樹脂は硬化後の可塑性がエポキシ樹脂と比較して大きいため、加熱処理による封止樹脂の体積変化がＬＥＤパッケージを構成する樹脂成型体の外形変形を起こさせ難い点からも好ましい。しかしながら樹脂成型体への密着度が低い点やＬＥＤ動作温度付近で膨張係数が大きく変動する場合は好ましくない。従ってＬＥＤパッケージの動作条件に応じて適切な封止樹脂を選択する必要がある。
【００４２】
本発明のＬＥＤパッケージは、出力ロスが少なく、発光強度が高い特長を生かして、ディスプレイおよびバックライトなどの用途に特に有効である。また、各種照明およびインジケーターなどの用途にも広く用いることができる。
【実施例】
【００４３】
以下に本発明を実施例および比較例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００４４】
（実施例１）
図４は本実施例で作製したＬＥＤパッケージの平面模式図であり、図５は図４のＡ−Ａ’における断面模式図である。図中、１〜４は金属リード部、５は凹部、６は樹脂成型体、１０は障壁、１２は金線、２０はＬＥＤチップである。化合物半導体発光素子（ＬＥＤチップ）はサファイア基板上にＩｎＧａＮの発光層を含むエピタキシャル層を成長させた後にｎ側とｐ側の両電極を共に発光素子の上面から形成した、いわゆるフェイスアップ型の発光素子である。以下発光素子の作製方法について述べる。
【００４５】
発光素子は、サファイアからなる基板上に、ＡｌＮからなるバッファ層を介して、窒化ガリウム系化合物半導体層を積層した。窒化ガリウム系化合物半導体層は、厚さ１０μｍのＧｅドープｎ型ＧａＮコンタクト層および厚さ２０ｎｍのＳｉドープｎ型Ｉｎ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層、厚さ１６ｎｍのＳｉドープＧａＮ障壁層および厚さ２．５ｎｍのＩｎ0.06Ｇａ0.94Ｎ井戸層を５回積層し、最後に障壁層を設けた多重量子井戸構造の発光層、および厚さ１０ｎｍのＭｇドープｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層と厚さ１８０ｎｍのＭｇドープｐ型Ａｌ0.02Ｇａ0.98Ｎコンタクト層からなっている。ｐ型ＡｌＧａＮコンタクト層上に、厚さ２００ｎｍのＩＴＯからなる透明電極層および、Ａｕ／Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ５層構造（厚さはそれぞれ５０／２０／１０／１００／２００ｎｍ）のボンディングパッドよりなる正極を形成した。ｎ型ＧａＮコンタクト層には、Ｔｉ／Ａｕの二層構造の負極を形成した。光取り出し面はＩＴＯ電極側とした。基板を研削して、素子の厚さは８０μｍにした。素子サイズは３５０μｍ角となるような素子を作製した。この素子は発光面上に２つの電極を有しており、２本のワイヤーを用いて通電するタイプである。２０ｍＡを印加するとドミナント波長４７０ｎｍの青色で発光した。
【００４６】
また、ＩｎＧａＮ井戸層のＩｎ組成を増加させたエピ構造を形成することで、ドミナント波長５２５ｎｍの緑色発光の発光素子を作製した。
【００４７】
一方、ＧａＡｓ基板上にエピタキシャル成長させたＡｌＩｎＧａＰ系の発光素子構造をＧａＡｓ基板からＧａＰ基板へ貼り替えた発光素子を作製した。この素子は発光面上に２つの電極を有しており、２本のワイヤーを用いて通電するタイプである。２０ｍＡを印加するとドミナント波長６２５ｎｍの赤色に発光した。
【００４８】
樹脂成型体６は二酸化チタンを含むポリフタルアミド樹脂を金属リード部１、２、３、４と一体成型されるように成型した。図４および図５の様に成型したＬＥＤパッケージは縦３．２ｍｍ、横２．８ｍｍ、高さ１．８ｍｍの直方体とし、発光素子を搭載する凹部５の底面は直径約１．８ｍｍ、開口部は直径２．４ｍｍとなる円形とし、高さ０．８５ｍｍなるように成型した。また、凹部の側面は円錐形状となるようにした。その底面に金属リード部が露出している。底面には更にチップが個別に区分けされる障壁１０が形成されており、障壁の斜面の形状は平坦斜面となっている。障壁の高さは０．１５ｍｍであり、障壁の底面からの傾斜角は凹部の傾斜角と概ね同じとなっている。また、障壁の底面における幅は０．１６ｍｍである。
【００４９】
青、赤、緑の発光素子はこの順に透明エポキシ樹脂にて発光素子ボンディング側金属リード２、３、４上にダイボンディングした後、１５０℃にて９０分間硬化させ、その後上面の電極と各金属リード間を直径２５μｍの金線にてワイヤーボンディングした。その後、シリコーン樹脂を凹部内に注入し、発光素子及びワイヤーを封止した後、１５０℃にて１８０分間硬化させ、ＬＥＤパッケージを完成した。
【００５０】
本実施例にて製作された３ ｉｎ １  ＬＥＤパッケージの青色チップ（負荷５ｍＡ）、緑色チップ（負荷２０ｍＡ）、赤色チップ（負荷１０ｍＡ）にそれぞれ単独でそれぞれの負荷を印加した際の出力は４．０ｍＷ、６．０ｍＷ、４．１ｍＷであり、合計すると１４．１ｍＷであった。
【００５１】
（比較例１）
図１は本比較例で作製したＬＥＤパッケージの平面模式図であり、図３は図１のＡ−Ａ’における断面模式図である。図中番号は図４および図５と同一である。凹部底面における障壁が無い従来型にしたことを除いて、実施例１と同様にＬＥＤパッケージを作製した。
【００５２】
得られた３ ｉｎ １  ＬＥＤパッケージの青色チップ（負荷５ｍＡ）、緑色チップ（負荷２０ｍＡ）、赤色チップ（負荷１０ｍＡ）にそれぞれ単独でそれぞれの負荷を印加した際の出力は２．９ｍＷ、５．３ｍＷ、４．１ｍＷであり、合計すると１２．３ｍＷであった。
障壁を有する本発明の方がトータルの出力が高く、チップ相互間の吸収による出力ロスが低減された事が示された。
【００５３】
（実施例２）
図６は本実施例で作製したＬＥＤパッケージの平面模式図であり、図７は図６のＡ−Ａ’における断面模式図である。図中番号は図４および図５と同一である。樹脂成型体６を下記の如く作製したことを除いて、実施例１と同様にＬＥＤパッケージを作製した。
【００５４】
成型したＬＥＤパッケージは縦３．２ｍｍ、横２．８ｍｍ、高さ１．８ｍｍの直方体とし、発光素子を搭載する凹部５の底面は直径約１．８ｍｍ、開口部は直径２．４ｍｍとなる円形とし、高さ０．８５ｍｍなるように成型した。また、凹部の側面は断面形状が放物線から構成されるパラボラ形状となるようにした。底面には更にチップが個別に収納される個別凹部１５が形成されておりその底面に金属リード部が露出している。各個別凹部の側面が障壁１０の役割を果たしている。個別凹部開口部の直径は０．７ｍｍ、個別凹部底面の直径は０．６ｍｍ、個別凹部の深さ即ち障壁の高さは０．１５ｍｍであり、個別凹部側面の形状、即ち障壁の斜面の形状も断面形状が放物線から構成されるパラボラ形状となるようにした。
【００５５】
得られた３ ｉｎ  １ ＬＥＤパッケージの青色チップ（負荷５ｍＡ）、緑色チップ（負荷２０ｍＡ）、赤色チップ（負荷１０ｍＡ）にそれぞれ単独でそれぞれの負荷を印加した際の出力は４．２ｍＷ、６．３ｍＷ、４．３ｍＷであり、合計すると１４．８ｍＷであった。
【００５６】
（実施例３）
図８は本実施例で作製した砲弾型ＬＥＤパッケージの平面模式図であり、図９は図８のＡ−Ａ’における断面模式図である。図中番号は図４および図５と同一である。チップ、ワイヤー部の保護、光取りだし効率向上、配光角制御を目的とした樹脂製の砲弾レンズがマウントリード３０とアウターリード６４〜６６の周りを封止している。リードの材質は銅合金であり、表面に銀がコーティングされている。発光素子については実施例１と同じものを使用した。砲弾型ＬＥＤ用リードフレームはプレス機を用いて不要部分の打ち抜きと、たたき潰しでカップ部分を形成している。図８および図９に示したマウントリード３０のカップ部分はたたき潰す部分の金型を桃割れ状に形成しておくことで製造した。
【００５７】
また、図８および図９の様に成型した砲弾型ＬＥＤパッケージは砲弾レンズ部の直径が５ｍｍ、高さが９．０ｍｍである。発光素子を搭載するマウントリードの凹部の底面は直径０．７５ｍｍ、開口部は直径１．４ｍｍとなる円形とし、高さ０．３５ｍｍなるように成型した。また、凹部の側面は円錐面から構成されている。底面には更にチップが個別に収納される個別凹部６１〜６３が形成されており、その底面に金属リード部が露出している。図６および図７と同様、各個別凹部の側面が障壁１０の役割を果たしている。個別凹部は円形を３等分した扇形をしており、３つの個別凹部を併せた円形の直径は、開口部で０．７ｍｍ、底面で０．６ｍｍである。個別凹部の深さ、即ち障壁の高さは０．１５ｍｍである。個別凹部の側面、即ち障壁の斜面の形状も凹部の側面同様円錐面から構成されている。
【００５８】
実施例１と同じ青、赤、緑の発光素子をそれぞれ、個別凹部６１、６２、６３の底面に透明エポキシ樹脂を用いてダイボンディングした後、１５０℃にて９０分間硬化させ、その後、各チップの負電極パッドとチップがボンディングされているマウントリードとを直径２５μｍの金線１２にてワイヤーボンディングした。また、各チップの正電極パッドから各チップ用のアウターリード６４、６５、６６へ直径２５μｍの金線にてワイヤーボンディングした。その後、砲弾レンズ形成用のキャスティングケースに２液混合型のエポキシ樹脂を注入し、上述のワイヤーボンディング済みのリードフレームをキャスティングケースに挿入し、次いでオーブンにてエポキシ樹脂を加熱硬化させた。キャスティングケースから砲弾レンズが固着したリードフレームを取り外し、タイバーをカットする事で、個片の４端子の３ ｉｎ １砲弾型ＬＥＤパッケージを完成させた。
【００５９】
得られた３ ｉｎ  １ ＬＥＤパッケージの青色チップ（負荷５ｍＡ）、緑色チップ（負荷２０ｍＡ）、赤色チップ（負荷１０ｍＡ）にそれぞれ単独でそれぞれの負荷を印加した際の出力は４．５ｍＷ、６．５ｍＷ、４．４ｍＷであり、合計すると１５．４ｍＷであった。
【００６０】
（比較例２）
図１０は本比較例で作製したＬＥＤパッケージの平面模式図であり、図１１は図１０のＡ−Ａ’における断面模式図である。図中番号は図８および図９と同一である。個別凹部を設けない、即ち凹部底面における障壁が無い従来型であることを除いて、実施例１と同様にＬＥＤパッケージを作製した。
【００６１】
得られた３ ｉｎ  １ ＬＥＤパッケージの青色チップ（負荷５ｍＡ）、緑色チップ（負荷２０ｍＡ）、赤色チップ（負荷１０ｍＡ）にそれぞれ単独でそれぞれの負荷を印加した際の出力は３．３ｍＷ、５．６ｍＷ、４．３ｍＷであり、合計すると１３．２ｍＷであった。
実施例３の結果と比較すると、障壁を有する本発明の方がトータルの出力が高く、チップ相互間の吸収による出力ロスが低減された事が示された。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明のＬＥＤパッケージは、マルチチップ実装時のチップ間相互吸収を抑制することができるので、各種ディスプレイ、バックライト、インジケーターおよび照明などの効率向上に広く用いることができ、産業上の利用価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】比較例１で作製した従来の並列配置のマルチチップパッケージの平面模式図である。
【図２】従来の直列配置のマルチチップパッケージの平面模式図である。
【図３】図１のＡ−Ａ’における断面模式図である。
【図４】実施例１で作製した本発明の面実装タイプマルチチップパッケージの平面模式図である。
【図５】図４のＡ−Ａ’における断面模式図である。
【図６】実施例２で作製した本発明の面実装タイプマルチチップパッケージの平面模式図である。
【図７】図６のＡ−Ａ’における断面模式図である。
【図８】実施例３で作製した本発明の砲弾型マルチチップパッケージの平面模式図である。
【図９】図８のＡ−Ａ’における断面模式図である。
【図１０】比較例２で作製した従来の砲弾型マルチチップパッケージの平面模式図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ’における断面模式図である。
【符号の説明】
【００６４】
１〜４    金属リード
５    凹部
６    樹脂成型体
７    青色ＬＥＤチップ
８    緑色ＬＥＤチップ
９    赤色ＬＥＤチップ
１０    障壁
１２    金線
１５    個別凹部
２０    ＬＥＤチップ
３０    マウントリード
６１〜６３    個別凹部
６４〜６６    アウターリード
【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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