(57)【要約】【課題】実装しようとする基板に対して、サイド発光型の搭載またはトップ発光型の搭載を、同一部品で選択することが可能な半導体発光装置を提供する。【解決手段】アウターリード１ａ〜１ｈを発光ダイオード３の発光面に垂直な成形樹脂部２の外壁に沿って配すると共に、発光面と平行で発光面と対向する成形樹脂部２の外壁にもアウターリードを配し、アウターリードが配置された成形樹脂部２の外壁を実装面２ａとし、実装面となった成型樹脂部２の各外壁には、アノード用およびカソード用のアウターリードをそれぞれ少なくとも１つ以上含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子と、
前記半導体発光素子を搭載する搭載面及び引き出し電極部を有する複数のインナーリードおよび電極用の複数のアウターリードを有するリードフレームと、
前記リードフレームを固定するための成形樹脂部とを備える半導体発光装置であって、
前記アウターリードは、前記半導体発光素子の発光面に垂直な成形樹脂部の外壁、および、前記発光面と平行で前記発光面と対向する成形樹脂部の外壁に沿って配され、
前記アウターリードが配された前記成形樹脂部の前記外壁を実装面とし、この実装面となった各前記成形樹脂部の前記外壁には、半導体発光素子のアノード、カソード電極と電気的に接続されたアノード用およびカソード用のアウターリードをそれぞれ少なくとも１つ以上含む、半導体発光装置。
【請求項２】
前記アウターリードは、実装面とする各成形樹脂部の外壁の二つの面に渡って配置され
、かつ各面で、各半導体発光素子のアノード、カソードと電気的に接続されたアノード端子、カソード端子の端子対の全てが配置された、請求項１に記載の半導体発光装置
【請求項３】
前記アウターリードは、実装面とする各成形樹脂部の外壁の二つの面に渡って配置され、かつ搭載面で短手方向で対抗して配置されたインナーリードとつながる複数のアウターリードは、互いに対向して配置されている、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記アウターリードの表面は成形樹脂部の壁の面に平行かつ平坦である、請求項１〜３のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記アウターリードは８端子を持ち、そのうちの４端子を各成形樹脂部の外壁の二つの面に併用して配置し、残り４端子のうち２端子ずつを各成形樹脂部の外壁の二つの面に配置し、それぞれサイド発光搭載時、トップ発光搭載時に使用するようにした、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記リードフレームの内部で共通のリードから分岐させて２端子とし、このうち１端子をサイド発光端子用にフォーミングし、他の１端子をトップ発光用にフォーミングした、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記半導体発光素子が複数搭載され、複数の前記半導体発光素子のアノード、とカソードとがそれぞれアウターリードの端子を持ち、複数の前記半導体発光素子の独立駆動および独立電流調整が可能な、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記半導体発光素子が３原色（赤、緑、青）のチップであり、各チップの電流調整が可能である、請求項１または７に記載の半導体発光装置。
【請求項９】
前記アウターリードは、半田濡れ性の悪い本体に半田濡れ性の良い金属をメッキしたものである、請求項１〜８のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項１０】
前記アウターリードは、Ｃｕにより構成される本体にＳｎ、ＡｕまたはＡｇをメッキしたものである、請求項９に記載の半導体発光装置。
【請求項１１】
前記半導体発光素子を透明樹脂で封止する、請求項１〜１０のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項１２】
前記透明樹脂が、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂である、請求項１１に記載の半導体発光装置。
【請求項１３】
前記透明樹脂は、拡散剤を添加した乳白樹脂である、請求項１１に記載の半導体発光装置。
【請求項１４】
前記成形樹脂部を成形樹脂に替えてセラミックを使用する、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項１５】
前記成形樹脂部の発光面側の一角を他角と異なる形状とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項１６】
前記半導体発光素子が搭載されたリードフレームのアウターリードを、半導体発光素子が搭載されていないアウターリードより広い面積とする、請求項１〜１５のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項１７】
前記半導体発光素子が１ワイヤチップまたは２ワイヤチップのいずれのタイプのチップにも搭載可能な、請求項１〜１６のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項１８】
前記リードフレームを固定する成型樹脂部は、発光面側の開口面でインナーリード表面の一部を覆うことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項１９】
前記リードフレームを固定する成型樹脂部は、発光面側で開口面でインナーリード表面を覆わないことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードなどを用いた半導体発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と記す）を用いた表面実装型半導体発光装置は、従来、図１２から図１４に代表されるような構造を有している（たとえば、特許文献１および２参照）。図１２は、従来の表面実装型半導体発光装置の正面図、図１３は同半導体発光装置の底面図、図１４は、同半導体発光装置の側面図である。従来の表面実装型半導体発光装置では、リードフレーム１０１を固定する形で、樹脂部１０２がインサート成形等で形成される。リードフレーム１０１上には、ＬＥＤチップ１０３が、銀（Ａｇ）ペースト１０４および金線１０５によって、電気的および機械的に接続されており、ＬＥＤチップ１０３の周囲は、エポキシ樹脂１０６で保護、封止されている。
【０００３】
リードフレーム１０１は、指定パターン形状に形成され、ボンディングあるいは銀メッキを施された状態で、樹脂１０２内にインサート成形される。その後、リードフレーム１０１上に、ＬＥＤチップ１０３を、銀（Ａｇ）ペースト１０４および金線１０５によって、電気的および機械的に接続し、エポキシ樹脂１０６で封止する。その後さらに、不要部分のリードをカットし、コの字型に折り曲げ、駆動回路などの電気回路を備えた実装基板に接合するための端子部１０７が形成される。図１２に示す従来品は、実装面に対し発光面１０８が平行であり、トップ発光型の表面実装型ＬＥＤ発光素子である。
【特許文献１】特開２００４−７１６７５号公報
【特許文献２】特開２００６−２２２３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上のような従来の表面実装型のＬＥＤ発光素子においては、駆動回路などの電気回路を備えた実装基板に実装する際、発光面に平行に実装するトップ発光型、あるいは発光面に垂直に実装するサイド発光型にするかは、ＬＥＤ発光素子の端子部の配置により決まるものであった。したがって、基板に対して、サイド発光型、トップ発光型のいずれの搭載をするかは、同一部品においては選択の余地はなかった。
【０００５】
本発明は、このような欠点を解消し、照射対象体の状況等により、実装しようとする基板に対して、サイド発光型、トップ発光型のいずれの搭載をも、同一部品において選択することが可能な半導体発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明の半導体発光装置は、半導体発光素子と、この半導体発光素子を搭載する搭載面及び引き出し電極部を有する複数のインナーリードおよび電極用の複数のアウターリードを有するリードフレームと、リードフレームを固定するための成形樹脂部とを備える。アウターリードは、半導体発光素子の発光面に垂直な成形樹脂部の外壁、および、前記発光面と平行で発光面と対向する成形樹脂部の外壁に沿って配され、アウターリードが配された成形樹脂部の外壁を実装面とし、この実装面となった各成形樹脂部の外壁には、半導体発光素子のアノード、カソード電極と電気的に接続されたアノード用およびカソード用のアウターリードをそれぞれ少なくとも１つ以上含む。
前記アウターリードは、実装面とする各成形樹脂部の外壁の二つの面に渡って配置され
、かつ各面で、各半導体発光素子のアノード、カソードと電気的に接続されたアノード端子、カソード端子の端子対の全てが配置されている。
【０００７】
アウターリードは、実装面とする各成形樹脂部の外壁の二つの面に渡って配置され、かつ搭載面で短手方向で対抗して配置されたインナーリードとつながる複数のアウターリードと、互いに対向して配置されていることが好ましい。また、アウターリードの表面は、成形樹脂部の壁の面に平行かつ平坦であることが好ましい。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態においては、アウターリードは８端子を持ち、そのうちの４端子を各成形樹脂部の外壁の二つの面に併用して配置し、残り４端子のうち２端子ずつを各成形樹脂部の外壁の二つの面に配置し、それぞれサイド発光搭載時、トップ発光搭載時に使用するようにしている。
【０００９】
また、リードフレームの内部で共通のリードから分岐させて２端子とし、このうち１端子をサイド発光端子用にフォーミングし、他の１端子をトップ発光用にフォーミングしてもよい。さらに、半導体発光素子が複数搭載され、複数の半導体発光素子のアノードとカソードとが、それぞれアウターリードの端子を有し、複数の半導体発光素子の独立駆動および独立電流調整が可能になるように構成してもよい。
【００１０】
また、半導体発光素子を３原色（赤、緑、青）のチップで構成し、各チップの電流調整を可能にすることができる。さらに、アウターリードは、たとえばＣｕなどの半田濡れ性の悪い本体に、Ｓｎ、ＡｕまたはＡｇのような半田濡れ性の良い金属をメッキしたもので構成してもよい。
また、前記リードフレームを固定する成型樹脂部は、発光面側の開口面でインナーリード表面の一部を覆う構成としてもよく、
逆に、前記リードフレームを固定する成型樹脂部は、発光面側で開口面でインナーリード表面を覆わない構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
サイド発光型の搭載、若しくはトップ発光型の搭載を同一部品で選択することが可能となり、１つの部品で幅広く半導体発光装置が活用可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１を、図１〜図８に基づいて説明する。実施の形態１は、発光素子としてＬＥＤを用いた、表面実装型の半導体発光装置であり、図１、図２はそれぞれ別の方向からみた斜視図である。図１または２において、アウターリードである端子１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈを備えたリードフレーム１は、たとえばポリフタルアミド（ＰＰＡ），ポリカーボネート樹脂，エポキシ樹脂等の公知の半導体素子の封止材料の樹脂成形部２内にインサート成形され保護されている。リードフレーム１上には，ＬＥＤ３が搭載され、このＬＥＤ３は、銀（Ａｇ）ペースト４および金線５によって、機械的および電気的にリードフレーム１に接続されている。また、リードフレーム１を保持固定するために、ＬＥＤ３の搭載面１ｘの周囲を囲み、搭載面１ｘでリードフレームの隙間を埋め、裏面全体を覆うように、白色の樹脂による成形樹脂部２が形成されている。
【００１３】
さらに、ＬＥＤ３を保護するため、ＬＥＤ３の周りは封止樹脂６により封止されている。封止樹脂６は、主にポッティング方式で注型された、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂からなる、透明または拡散剤を混入させた乳白色の樹脂である。トランスファー成形、インジェクション成形等でも形成は可能であり、ＬＥＤ３からの光が出る正面部分である発光部７を、レンズ形状等の任意の形状にすることも可能である。
【００１４】
リードフレーム１の内部では、共通のリードから分岐させて２端子とし、このうち１端子をサイド発光端子用にフォーミングしており、端子１ｇと端子１ａまた、端子１ｈと端子１ｆは同一電極であり内部で二股に分岐しており、サイド発光用の実装面２ａと、トップ発光用の実装面２ｂとのそれぞれに使用できるようにレイアウトしている。
【００１５】
次に、本実施の形態の半導体発光装置の構造について、図３から図８に基づいてさらに詳細に説明する。リードフレーム１は、これを保持し保護し固定するための樹脂成形部２と一体化されており、ＬＥＤ３を搭載する搭載面１ｘを有する複数のインナーリード１ｙおよび電極用の複数のアウターリードである端子１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈを有する。アウターリードの端子のうち、ＬＥＤ３の発光部がある発光面７に垂直な成形樹脂部２の外壁であるサイド発光用の実装面２ａに沿って、端子１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆが配されている。また、発光面７と平行に形成された、発光面７と対向する成形樹脂部２の外壁であるトップ発光用の実装面２ｂには、端子１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｇ，１ｈが配されている。これらのアウターリードの端子は、端子１a、1ｇおよび端子1ｈ、1ｆは、その端子対ごとに一番近い位置にある前記搭載面を有するインナーリードから伸びて分岐された端子対でカソード用であり、端子１ｂ、１e、１ｃは、それぞれ一番近い位置にあるワイヤー引き出し用のインナーリードから伸びてつながるアノード用の端子である。前記搭載面のうち、真ん中に配置されたインナーリードは、のびて端子１ｄとつながっているカソード端子となっている。すなわち、実装面２ａおよび実装面２ｂにおいて、各ＬＥＤ３のアノード、カソード電極に対応するアノード用端子とカソード用端子が、各1対ずつ配置され、どちらの実装面でも複雑な実装構造とならずに一面で、平坦な搭載基板上に容易に実装することが可能である。
【００１６】
また、アウターリードの端子１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅと端子１a,１ｆ、また、端子１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅと端子１ｇ，１ｈとは、実装面２a、２ｂでそれぞれ互いに対向するように、配置されている。各端子の表面は、成形樹脂部２の外壁の面に平行かつ平坦である。そのため、実装面２a、２ｂどちらを実装面とした場合でも傾くなど、固定が不安定な状態とならずに実装することができる。
【００１７】
なお、本実施の形態では、ＬＥＤ３が３個搭載され、各ＬＥＤ３のアノードとカソードとが、それぞれ電気的に接続されたアウターリードの端子１ａ，１ｇと端子１ｆ，１ｈを持ち、ＬＥＤ３の独立駆動および独立電流調整が可能な構成（図示略）となっており、３原色（赤、緑、青）のＬＥＤ構成となっている。ここで、端子を８個設けているのは、まず、最大３チップを搭載することが可能となるよう構成し、３原色を搭載しそれぞれ独立に電流を制御することでフルカラー表示を実現するためである。また、８個の端子のうちの４端子をサイド発光用、トップ発光用に共用し、残りの４端子のうち２端子ずつをサイド発光用、トップ発光用に用いることにより、サイド発光およびトップ発光を併用することを可能にするためである。
【００１８】
また、アウターリードの各端子は半田濡れ性の悪い本体に半田濡れ性の良い金属をメッキしたものとすることが有利であり、本体を銅（Ｃｕ）、メッキする金属を錫（Ｓｎ）、金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）、あるいはＳｎＢｉとする。また、配線パターンが形成された平坦なプリント基板に傾斜しないように実装するため、成形樹脂の実装面とする外壁に配置された各端子表面は外壁に平行かつ同一平面になるような厚みに形成している。
【００１９】
本実施の形態では発光ダイオード３を搭載するインナーリード１ｙに繋がるアウターリードを、発光ダイオード３が搭載されない他のリードより広い面積となるようにしている。ＬＥＤ３を搭載するリードの体積をできるだけ大きく取ることで、ＬＥＤ３が発光時に発熱することによる温度上昇に対して、効率よくこれを放熱させることができ、ＬＥＤ３を搭載する装置全体パッケージの熱による変色劣化などを防ぐことができる。また、ＬＥＤ３を搭載するリードを太くすることにより、複数あるリードのどのリードにＬＥＤ３を搭載しているのかを容易に判別することができる。図５あるいは図７のリード１ａ，１ｇ，１ｆ，１ｈ，１ｄが、体積あるいは面積をＬＥＤ３を搭載しないインナーリードに繋がるアウターリード１ｂ，１ｃ，１ｅより大きくした端子（アウターリード）に相当する。
【００２０】
また、封止樹脂６を用いる替わりにセラミックでリードと一体化してもよい。セラミックを使用することにより、発光素子の放熱性を向上させることが可能となる。
【００２１】
（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２について、図９に基づいて説明する。本実施の形態ではＬＥＤ３を搭載する搭載面１ｘと平行な成形樹脂部２の発光面側の一角または、搭載面１ｘと垂直な面の一角を他の角と異なる形状である面取り面２ｘにしている。異なる形状として、本実施の形態では、一角を面取り面２ｘとすることにより、全体製品であるＬＥＤ発光装置のパッケージの方向性を示すことができる。これにより外形認識装置等によりＬＥＤ発光素子の方向を確認することが容易となる。
【００２２】
（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３について、図１０に基づいて説明する。本実施の形態では、図１０に示すように、ＬＥＤ３を搭載しているインナーリード１ｙの成形樹脂部２からの露出面積を、ＬＥＤ３のチップ搭載に必要かつワイヤボンドに必要な最小面積としている。インナーリード１ｙの露出を少なくし、成形樹脂部２で覆う面積を広くすることで、成型樹脂が可視光の反射率の高い白色の樹脂の場合、ＬＥＤ３から放射される光の取り出し効率を向上させることができる。また、成形樹脂部２と封止樹脂６との接合面積が広くなり、成形樹脂部２と封止樹脂６との密着性を上げることができる。
【００２３】
（実施の形態４）
次に本発明の実施の形態４について、図１１により説明する。図１１に示す本実施の形態の半導体発光装置は、図１０に示す実施の形態３の装置が１ワイヤ発光ダイオードのチップであるのに対して、２ワイヤ発光ダイオードのチップに適用した実施形態である。ここで、１ワイヤ発光ダイオードのチップとは、図１０に示すように、発光ダイオードチップの天面と底面に電極が設けられている。底面側の電極は、インナーリードのフレームに銀ペースト等で接合することにより、電気的接合を得、天面側の電極は、金線をワイヤボンディングすることにより、電気的接合を取る構造のものである。
【００２４】
また、２ワイヤ発光ダイオードチップとは、図１１のようにＬＥＤチップの天面にアノードとカソードの電極を持つ構造で、金線ワイヤを２本配し、天面のみから必要な接続が行われ、ＬＥＤチップの天面のアノードとアノード用のインナーリード８とが金線５で接続され、ＬＥＤチップの天面のカソードとカソード用のインナーリード９とが金線５で接続され構成されものである。
【００２５】
以上のように、本実施の形態では、図１０に示すような、インナーリードとＬＥＤ３との接続が１ワイヤで行う１ワイヤチップ、あるいは、図１１に示すような２ワイヤチップのいずれにも適用可能なフレームレイアウト構造を有する半導体発光装置を構成することができる。
【００２６】
今回開示された実施の形態はすべて例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特急請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明によれば、発光素子が必要な装置を製造するに際し、回路基板等への実装を行う場合にサイド発光型の搭載方法とトップ発光型の搭載方法とが、同一の部品を用いて選択的に行うことが可能となり、ＬＥＤ発光素子を用いるディスプレイ装置などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１における半導体発光装置の概要を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１における半導体発光装置の別の方向からみた斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１における半導体発光装置の正面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における半導体発光装置の平面図である。
【図５】本発明の実施の形態１における半導体発光装置の底面図である。
【図６】本発明の実施の形態１における半導体発光装置の側面図である。
【図７】本発明の実施の形態１における半導体発光装置の背面図である。
【図８】本発明の実施の形態１における半導体発光装置の断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２における半導体発光装置の正面図である。
【図１０】本発明の実施の形態３における半導体発光装置の正面図である。
【図１１】本発明の実施の形態４における半導体発光装置の正面図である。
【図１２】従来の半導体発光装置の正面図である。
【図１３】従来の半導体発光装置の底面図である。
【図１４】従来の半導体発光装置の側面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  リードフレーム、１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ  端子（アウターリード）、１ｙ  インナーリード、２  成形樹脂部、２ｘ  面取り面、２３  ＬＥＤ、４  銀ペースト、５  金線、６  封止樹脂。
【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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【図１４】
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