(57)【要約】【課題】実装工程における温度変化に対して電気的及び光学的特性が安定した発光装置を提供する。【解決手段】台座と、前記台座の上にマウントされた発光素子と、前記台座から離間して設けられ、前記発光素子と電気的に接続されたリードと、前記発光素子と、前記台座と、前記リードの一方の端部と、を覆い、前記発光素子から放出された光を集光し外部に放射する凸部を前記発光素子の上方に有する透明樹脂成型体と、を備え、前記台座と、前記一方の端部と、は、絶縁性フィルムにより接続され、前記絶縁性フィルムは、前記透明樹脂成型体により覆われていることを特徴とする発光装置が提供される。【選択図】図１
2008192882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
台座と、
前記台座の上にマウントされた発光素子と、
前記台座から離間して設けられ、前記発光素子と電気的に接続されたリードと、
前記発光素子と、前記台座と、前記リードの一方の端部と、を覆い、前記発光素子から放出された光を集光し外部に放射する凸部を前記発光素子の上方に有する透明樹脂成型体と、
を備え、
前記台座と、前記一方の端部と、は、絶縁性フィルムにより接続され、
前記絶縁性フィルムは、前記透明樹脂成型体により覆われていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
台座と、
前記台座の上にマウントされた発光素子と、
前記台座から離間して設けられ、前記発光素子と電気的に接続されたリードと、
前記発光素子と、前記台座と、前記リードの一方の端部と、を覆い、前記発光素子から放出された光を集光し外部に放射する凸部を前記発光素子の上方に有する透明樹脂成型体と、
を備え、
前記リードの他方の端部は、前記透明樹脂成型体の外側に突出していることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
前記絶縁性フィルムは、前記透明樹脂成型体と略同じ線膨張係数を有することを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項４】
前記台座と、前記一方の端部と、は、樹脂成型体により接続され、
前記樹脂成型体は、前記透明樹脂成型体により覆われていることを特徴とする請求項２記載の発光装置。
【請求項５】
前記透明樹脂成型体の重心は、前記凸部の中に設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
赤外光を用いたオートフォーカス手段を備えたカメラは広く使用されている。従来カメラ本体に内蔵されたフラッシュの到達距離は３ｍ前後であり、オートフォーカス補助光はこのフラッシュ到達距離においてカメラ光軸を中心に被写体を照射するように設計されている。
近年、ディジタルスチールカメラなどにおいてより遠くの被写体を撮影したいとの要求が強まって来た。このために、例えば発光素子からの放射光をレンズにより狭角化し、オートフォーカス補助光の照射距離を長くする。放射光を狭角化するにはレンズ頂点と発光素子との距離を長くするが、これにより発光素子のチップがマウントされる台座上部の透明樹脂成型体の容積が大きくなる。
他方、発光装置を実装する工程において、鉛フリー化要求から半田付け温度は２６０℃以上と高くなる。この場合、透明樹脂成型体の容積が大きいと透明樹脂成型体とリードとの間、透明樹脂成型体とチップとの間において、膨張及び収縮により剥離を生じやすくなる。なお、放射光の狭角化により高輝度とすることはオートフォーカス以外の照明用途においても重要である。
耐温度変化性のある発光ダイオードに関する技術開示例がある（特許文献１）。この開示例では、電気的接続部分を光透過性弾性材料で覆い、高温環境下において熱応力を緩和し、電気的接続部分にかかる引っ張り力を抑制している。
【特許文献１】特開２００２−１９８５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、実装工程における温度変化に対して電気的及び光学的特性が安定した発光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様によれば、台座と、前記台座の上にマウントされた発光素子と、前記台座から離間して設けられ、前記発光素子と電気的に接続されたリードと、前記発光素子と、前記台座と、前記リードの一方の端部と、を覆い、前記発光素子から放出された光を集光し外部に放射する凸部を前記発光素子の上方に有する透明樹脂成型体と、を備え、前記台座と、前記一方の端部と、は、絶縁性フィルムにより接続され、前記絶縁性フィルムは、前記透明樹脂成型体により覆われていることを特徴とする発光装置が提供される。
【０００５】
また、本発明の他の一態様によれば、台座と、前記台座の上にマウントされた発光素子と、前記台座から離間して設けられ、前記発光素子と電気的に接続されたリードと、前記発光素子と、前記台座と、前記リードの一方の端部と、を覆い、前記発光素子から放出された光を集光し外部に放射する凸部を前記発光素子の上方に有する透明樹脂成型体と、を備え、前記リードの他方の端部は、前記透明樹脂成型体の外側に突出していることを特徴とする発光装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、実装工程における温度変化に対して電気的及び光学的特性が安定した発光装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態にかかる発光装置を表し、図１（ａ）は模式平面図、図１（ｂ）はＡ―Ａ線に沿った模式断面図である。例えばＩｎＧａＡｌＰ系材料である発光素子１６は、台座１４にＡｇペースト、半田材などで接着される。
【０００８】
台座１４は、互いに逆方向に延在する第１のリード１０及び第２のリード１２の間に離間して位置する。発光素子１６の一方の電極（図示せず）はボンディングワイヤ１８により第１のリード１０と、他方の電極（図示せず）はボンディングワイヤ１９により第２のリード１２とそれぞれ接続される。
【０００９】
第１のリード１０、第２のリード１２、台座１４、発光素子１６、絶縁性フィルム３０，ボンディングワイヤ１８、１９を覆うようにトランスファーモールド法により透明樹脂成型体２０が形成されている。この透明樹脂成型体２０の上部は凸部２２とされ、発光素子１６の放射光を集光し外部に放出するレンズ作用を有する。また、本実施形態において樹脂成型体の材料としては透明樹脂のみが用いられ、遮光性または反射性を有する白樹脂などは用いられない。また、第１及び第２のリード１０、１２は透明樹脂成型体２０の外部に突出し、下方に向かって折り曲げられ基板に実装しやすい構造とする。また、透明樹脂成型体２０には基準面２３を設け、ＡＦ補助光の光軸合わせを容易にする。
【００１０】
図２は、絶縁性フィルムに貼り付けられたリードフレーム及び台座を表し、図２（ａ）は模式平面図、図２（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿った模式断面図である。リードフレーム８及び台座１４は、例えば厚さ０．１５ｍｍの無酸素銅にＡｇメッキが施されており、絶縁性フィルム３０に接続されている。
【００１１】
絶縁性フィルム３０は透明樹脂と略同じ線膨張係数とすると両者の密着性を良好にでき、剥離を抑制できる。また、エポキシ樹脂などの同一材料とするとさらに好ましい。放射光は凸部２２から外部に放射されるので、絶縁性フィルム３０は、必ずしも透光性でなくともよい。
【００１２】
図２のリードフレーム８は、通常は多数個取りのため連続したパターンであり、発光素子１６をマウント及びワイヤボンディングした後、トランスファーモールド法により、図１のように樹脂フィルム３０を内部に包んだ状態で透明樹脂成型体２０が形成され、最後に分離される。
【００１３】
発光装置６は、実装基板へリフロー工程などを経て半田により固定される。この場合、環境保全のためにＡｇＳｎ系など鉛フリー半田を使用するので、少なくとも２６０℃前後のリフロー工程が必要である。従って発光装置６は、２６０℃前後への昇温、半田が十分なじむ高温保持（例えば５〜１０秒間）、室温への急冷の温度変化に対して電気的及び光学的特性が変化しないことが要求される。
【００１４】
この場合、２６０℃からの急冷時の応力が特に問題である。図３は、これを説明するための比較例を表し、図３（ａ）は模式平面図、図３（ｂ）はＣ−Ｃに沿った模式断面図である。比較例においては、台座は独立しておらず第１のリード１１０に発光素子１６が接着されている。リフロー温度である２６０℃近傍から急冷されると図３（ｂ）のように透明樹脂成型体１２０の重心１２４に向かって収縮応力１２２が作用する。
【００１５】
この収縮応力１２２は発光素子１６及びこれが接着された第１のリード１１０を上方に引き上げる方向に作用するが、リード１１０は透明樹脂成型体１２０の外部にまで連続しており、弾性率が高いために変位量は小さい。他方、透明樹脂の線膨張率は大きく、収縮応力１２２による透明樹脂の変位量は重心１２４から離れる程大きくなる。この収縮応力１２２が透明樹脂成型体１２０と発光素子１６との間の密着力より大きくなり、透明樹脂成型体１２０と発光素子１６との界面に剥離を生じやすくなる。この剥離のために光取り出し効率が低下し、光度が低下する。
【００１６】
これに対して、本実施形態においては、台座１４が第１及び第２のリード１０、１２から独立しており、またこれらを接続する樹脂フィルム３０は柔軟であるので、収縮応力に応じて台座１４が透明樹脂成型体２０とともに透明樹脂体２０の重心２４に向かって変位する。このために透明樹脂成型体２０の容積が大きくても発光素子１６との間での剥離を抑制しつつ、光度が最大値の５０％となる半値全角（２θ１／２）を例えば約６度のように狭角化でき、高輝度とできる。すなわち、鉛フリー半田を用いた実装工程における急激な温度変化に対しても電気的及び光学的特性の劣化が抑制される。
【００１７】
図４は、第１の実施形態の変形例に用いるリードフレーム、台座、樹脂成型体を表す模式図である。図４（ａ）は模式平面図、図４（ｂ）はＤ−Ｄ線に沿った模式断面図である。リードフレーム８及び台座１４は、樹脂を用いたトランスファーモールド法により図４のように樹脂成型体３１と一体化される。
【００１８】
この樹脂成型体３１は透明樹脂と略同じ線膨張係数を有することが好ましい。もちろん同じ材質でよいが、透光性でなくともよい。台座１４に発光素子１６が接着され、ワイヤボンディングにより電気的接続がなされた後、２回目のトランスファーモールド工程により透明樹脂成型体２０を形成する。この構造においても、透明樹脂の剥離を抑制し、光度の低下を抑制できる。
【００１９】
次に、発光装置の使用例について説明する。図５は、オートフォーカス（ＡＦ）補助光として発光装置６をカメラ筐体７４に取り付けた状態を表す部分模式断面図である。実装基板７２に搭載された発光装置６にはホルダー７０がはめ込まれる。この場合、発光装置６の基準面２３をホルダー７０の内部の面と合致させる。発光装置６の放射光は調整レンズ６８により集光されて所定の照射距離とできる。
【００２０】
図６は、ＡＦ補助光の作用を説明する模式図である。図５における調整レンズ６８との光軸合わせが行われ、ＡＦ補助光５８がカメラ５０の光軸５６と正確に交差し測距が可能となる。液晶モニタ６２で被写体６６を撮影フレーム内におさめシャッター６０を半押しすると、発光装置６に２０〜４０ｍＡの電流が供給されＡＦ補助光５８が被写体６６を照射する。
【００２１】
被写体６６のコントラスト情報がカメラ光軸５６上の撮像素子６４により検出され、コントラストが最大となるようにカメラレンズ５４が前後に移動する。合焦点でカメラレンズ５４は停止し、液晶モニタ６２にジャストフォーカスのサインが表示され、シャッター６０をさらに押し込んで映像が記録される。
【００２２】
本実施形態及びその変形例にかかる発光装置は鉛フリー半田を用いる実装工程においても特性変動を生じない。このために安定した高輝度ＡＦ補助光をより遠くまで放射でき、より離れた被写体のフォーカシングが可能となり、かつ暗所低コントラストであっても高いフォーカス精度を得ることができる。このような高輝度発光装置はＡＦ補助光に限定されることはなく、スポット照明、ヘッドランプなどを含む広い照明へも適用することができる。
【００２３】
図７は、本発明の第２の実施形態にかかる発光装置を表し、図７（ａ）は模式平面図、図７（ｂ）はＥ−Ｅ線に沿った模式断面図、図７（ｃ）はリードフレームの模式平面図である。台座１４は２方向に延びる吊りピン１５により図７（ｃ）のようにリードフレーム８と接続されている。トランスファーモールド法により透明樹脂成型体２０を形成した後、吊りピン１５、第１のリード１０、第２のリード１２などはリードフレーム８から切り離される。
【００２４】
吊りピン１５の幅は、例えば０．１５ｍｍであり、発光素子１６のチップを接着する第１及び第２のリード１０、１２より狭く設計されており、収縮応力があっても透明樹脂成型体２０とともに変位することが容易である。
【００２５】
また、台座１４は第１及び第２のリード１０、１２とは独立しており、収縮応力があっても透明樹脂成型体２０とともに透明樹脂成型体２０の重心２４に向かって変位をすることが容易である。このために透明樹脂成型体２０と発光素子１６との間の剥離を抑制でき、光度の低下も抑制できる。すなわち、鉛フリー半田を用いた実装工程における急激な温度変化に対しても電気的及び光学的特性の劣化が抑制される。
【００２６】
以上、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらに限定されない。発光装置を構成する発光素子、リードフレーム、台座、樹脂、成型体、樹脂フィルムなどの形状、材質、サイズ、配置などに関して当業者が設計変更を行ったものであっても、本発明の主旨を逸脱しない限り本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１の実施形態にかかる発光装置の模式図。
【図２】第１の実施形態に用いるリードフレーム及び絶縁性フィルムの模式図。
【図３】比較例にかかる発光装置の模式図。
【図４】第１の実施形態の変形例に用いるリードフレーム及び樹脂成型体の模式図。
【図５】発光装置のカメラへの取り付け状態を表す模式断面図。
【図６】ＡＦ補助光の作用を説明する模式図。
【図７】第２の実施形態にかかる発光装置の模式図。
【符号の説明】
【００２８】
６  発光装置、８  リードフレーム、１０  第１のリード、１２  第２のリード、１４  台座、１５  吊りピン、１６  発光素子、２０  透明樹脂成型体、２２  凸部、２４  重心、３０  絶縁性フィルム、３１  樹脂成型体
【図１】
2008192882.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008192882.tif 000006
【図５】
2008192882.tif 000007
【図６】
2008192882.tif 000008
【図７】
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