(57)【要約】【課題】高輝度タイプや大電流タイプの発光装置であっても、十分な放熱を確保でき、加工性を損なうことなく、実装性に優れる発光装置を提供する。【解決手段】各リードフレーム２Ａ〜３Ｃにおけるパッケージ６の外部へ突き出た端子部（アウターリード）２ａの厚みを、パッケージ６に収容された部分（インナーリード）の厚みよりも厚くした。さらに、端子部２ａ，３ａの下面Ｐ１，下面Ｐ３は、パッケージ６の下面Ｐ２の延長平面に一致する厚さに形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧の印加に基づいて発光する発光素子と、
前記発光素子をインナーリードに搭載し、前記インナーリードに連続して設けられて前記インナーリードより放熱性を大にしたアウターリードを有するリードフレームと、
前記アウターリードを露出させた状態で前記発光素子と前記インナーリードとを樹脂材料で一体的に封止する封止部とを有することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記リードフレームは、前記アウターリードの表面積を大にしたことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記リードフレームは、前記アウターリードが前記インナーリードより大なる厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記リードフレームは、前記アウターリードの上面に放熱面積を拡大させる溝を有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
前記リードフレームは、前記アウターリードの上面および基板実装面に放熱面積を拡大させる溝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６】
前記アウターリードは、前記インナーリードに連続して一線状に伸びた部分が基板実装面と面接合可能な厚さを有していることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明や、車載用、アミューズメント用および白色ＬＥＤなどの光源に適用される発光装置に関し、特に、高輝度や大電流のＬＥＤ光源に対応可能な発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来の半導体装置の断面図を示す。この半導体装置１０は、アイランド１４上に載置されたＩＣチップ１５と、一端がＩＣチップ１５とボンディングワイヤ１６，１７により接続され、他端がはんだ１９によりプリント基板２０と接続されるリードフレーム１２，１３と、ＩＣチップ１５およびボンディングワイヤ１６，１７で接続されたリードフレーム１２，１３の一部を封止するモールド樹脂（例えば、耐熱性を有する液晶ポリマー）によるパッケージ１８とを備えている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
図７に示すように、リードフレーム１２，１３は、プリント基板２０上に半導体装置１０を安定して実装するために折り曲げ加工される。パッケージ１８の外側に突き出たリードフレーム１２は屈曲点１２ａ、１２ｂで、リードフレーム１３は屈曲点１３ａ、１３ｂでそれぞれ曲げられ、クランク状を呈している。先端部は、端子部１２ｃ、１３ｃを形成し、プリント基板２０にはんだ１９により接続している。
【０００４】
半導体装置１０において、ＩＣチップ１５からの発熱は、図７に示すようにパッケージ１８中の熱伝導によりリードフレーム１２，１３に伝導し、このリードフレーム１２，１３からプリント基板２０に矢印２１で示すように伝わる。また、ＩＣチップ１５からの発熱は、パッケージ１８の表面から矢印２２で示すように大気中に放熱され、またアイランド１４を介してパッケージ１８中を伝達し大気中に放熱される。同様に、リードフレーム１２，１３およびプリント基板２０の表面から大気中に放熱される。
【０００５】
また、このようなリードフレームを用いるものとしてＬＥＤ等の発光装置がある。このような発光装置によると、上記した半導体装置技術を応用できることから、高精度で小型化を図れる。
【０００６】
図８は、従来の発光装置のリードフレームの断面図を示し、（ａ）は薄型のリードフレーム、（ｂ）は厚型のリードフレームを示す。リードフレーム１２Ａ，１３Ａは、打ち抜きまたはエッチング加工によって形成される。一般に、双方のリードフレーム１２Ａ，１３Ａの間隙幅ｔ４は、打ち抜き対象である金属板の厚み、即ちリードフレーム１２Ａ，１３Ａの厚みｔ５以上の寸法が必要である。
【０００７】
また、図８（ｂ）に示すように、リードフレーム１２Ａ，１３Ａの厚みをｔ６で示すように厚くすることによって、リードフレーム１２Ａ，１３Ａが大電流タイプのものに対応可能とすると共に、その表面積の増加により放熱性を向上させている。この厚みｔ６のリードフレーム１２Ａ，１３Ａを打ち抜き加工で形成する場合、上記同様にリードフレーム１２Ａ，１３Ａの厚みｔ６以上の間隙幅ｔ７が必要である。
【０００８】
【非特許文献１】
菊池正典著、「やさしくわかる半導体」、初版、株式会社日本実業出版社、２０００年６月３０日、ｐ．２４６−２４７
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の発光装置によると、以下の問題がある。
（１）リードフレーム１２Ａ，１３Ａは、ＩＣチップの発熱を逃がす役目を有しているが、近年の高輝度化、大電流化に対して、放熱が不十分であるという問題がある。
（２）リードフレーム１２Ａ，１３Ａは、打ち抜き後の曲げ加工により得られ、放熱を良くしようとするとリードフレームの厚みを厚くするのが好ましいが、厚くすると曲げ加工が困難となり、実装性が劣るという問題がある。
【００１０】
従って、本発明の目的は、高輝度タイプや大電流タイプの発光装置であっても、十分な放熱性を確保でき、加工性を損なうことなく、実装性に優れる発光装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、電圧の印加に基づいて発光する発光素子と、前記発光素子をインナーリードに搭載し、前記インナーリードに連続して設けられて前記インナーリードより放熱性を大にしたアウターリードを有するリードフレームと、前記アウターリードを露出させた状態で前記発光素子と前記インナーリードとを樹脂材料で一体的に封止する封止部とを有することを特徴とする発光装置を提供する。
【００１２】
上記した構成によれば、アウターリードの放熱性をインナーリードの放熱性よりも大としたので、発光素子が搭載されたインナーリードの熱はアウターリードに向かって伝導され、アウターリードにおいて放熱される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の平面図を示し、図１（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。この発光装置１は、３対のリードフレーム２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ（以下、「２Ａ〜３Ｃ」という。）と、リードフレーム２Ａ，２Ｂ，２Ｃの先端部分（インナーリード）の上に載置されたＬＥＤ素子４Ａ，４Ｂ，４Ｃと、ＬＥＤ素子４Ａとリードフレーム３Ａとを電気的に接続するボンディングワイヤ５Ａと、ＬＥＤ素子４Ｂとリードフレーム３Ｂとを電気的に接続するボンディングワイヤ５Ｂと、ＬＥＤ素子４Ｃとリードフレーム３Ｃとを電気的に接続するボンディングワイヤ５Ｃと、各リードフレーム２Ａ〜３Ｃを支持するモールド樹脂によるパッケージ６と、パッケージ６の内面に形成される反射面６Ａと、パッケージ６に注入されて反射面６Ａ、ＬＥＤ素子４Ａ，４Ｂ，４Ｃを封止するモールド樹脂７とを備えている。
【００１４】
リードフレーム２Ａ〜３Ｃは、銅合金製で、パッケージ６から外部へ水平に所定の長さで突き出た部分（アウターリード）が基板実装用の端子部２ａ，３ａとなっている。
【００１５】
端子部２ａ，３ａの厚さｔ３は、図１（ｂ）に示すように、パッケージ６に収容される部分の厚みｔ２よりも厚くしてあり、第１の実施の形態では厚みｔ２の約２倍としている。
【００１６】
パッケージ６は、耐熱樹脂で矩形板状に成形して前述のようにリードフレーム２Ａ〜３Ｃを支持する。パッケージ６の内面には、ＬＥＤ素子４Ａ，４Ｂ，４Ｃとボンディングワイヤ５Ａ，５Ｂ，５Ｃそしてリードフレーム２Ａ，２Ｂ，２Ｃの先端部分が配置されており、パッケージ６の内面の周辺に反射壁６Ａが形成されている。
【００１７】
反射壁６Ａは、蒸着法によりアルミニウム膜で製膜する場合もあり、ＬＥＤ素子４Ａ，４Ｂ，４Ｃにより発光した光を前面側に集光するようになっている。
【００１８】
モールド樹脂７は、透光性を有するシリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂を用いる。
【００１９】
端子部２ａの下面Ｐ１、および端子部３ａの下面Ｐ３は、図１（ｂ）に示すように、パッケージ６の下面Ｐ２の延長平面に一致する厚さに形成されている。つまり、プリント基板２０に双方の下面Ｐ１，Ｐ３が当接するようになされている。また、双方のリードフレーム２Ａ，３Ａの間隙幅ｔ１は、従来例で説明したように打ち抜き加工時の制限によって、パッケージ６に収容される薄い部分の厚みｔ２以上の寸法となっている。
【００２０】
上記した第１の実施の形態の発光装置１によれば、各リードフレーム２Ａ〜３Ｃにおけるパッケージ６の外部へ突き出た端子部２ａ，３ａの厚みｔ３を、パッケージ６に収容される部分の厚みｔ２よりも厚くしたので、リードフレームの表面積を増やすことができ、放熱性を良くすることができる。
【００２１】
また、端子部２ａ，３ａは、発光素子４Ａ，４Ｂ，４Ｃを搭載した部位より厚みが大であるので、端子部２ａ，３ａの熱容量は、発光素子４Ａ，４Ｂ，４Ｃを搭載した部位の熱容量より大となる。そのため、端子部２ａ，３ａは、発光素子４Ａ，４Ｂ，４Ｃなどを搭載した部位より温まり難くなるため、発光素子４Ａ，４Ｂ，４Ｃを搭載した部位より温度上昇が緩慢となって温度勾配が生じ、発光素子４Ａ，４Ｂ，４Ｃを搭載した部位から端子部２ａ，３ａに向かって熱伝導が行われる。そして、端子部２ａ，３ａにおいて放熱することができる。
【００２２】
また、端子部２ａ，３ａは、従来のように曲げ加工を不要にできるので、ＬＥＤ素子４Ａ〜４Ｃやボンディングワイヤ５Ａ〜５Ｃに曲げ加工に伴う負荷がかかってＬＥＤ素子４Ａ〜４Ｃやボンディングワイヤ５Ａ〜５Ｃがリードフレーム２Ａ〜３Ｃから外れるということがなくなり、実装性を向上させることができる。
【００２３】
また、曲げ加工を必要としないので、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）タイプのパッケージ６とすることが容易であり、生産性を向上させることができる。
【００２４】
また、各リードフレーム２Ａ〜３Ｃにおけるパッケージ６に収容される部分の厚みｔ２を薄くすることができるので、打ち抜き加工時に、その厚みｔ２に応じて制限される１対毎のリードフレーム間隙幅ｔ１を狭くすることができる。これによって、その間隙幅ｔ１に応じたサイズとなるパッケージ６の小型化を維持することができる。
【００２５】
また、従来のように間隙幅が広くならないので、ボンディング装置の配線スペック等を超え、ワイヤボンディングが不可能となることが無くなる。
【００２６】
従って、発光装置１が高輝度タイプや大電流タイプのものであっても、パッケージ６の小型化を維持することができ、製造時にＬＥＤ素子４Ａ〜４Ｃやボンディングワイヤ５Ａ〜５Ｃのリードフレーム２Ａ〜３Ｃからの外れが生じないようにすることができる。また、放熱性を向上させることができる。
【００２７】
（第２の実施の形態）
図２（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置１の平面図を示し、図２（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ断面図を示す。この発光装置１が、第１の実施の形態に係る発光装置１と異なるところは、銅合金製のリードフレーム２Ａ〜３Ｃの端子部２ｂ，３ｂである。端子部２ｂ，３ｂは、パッケージ６に収容される部分の厚みｔ２よりも厚くし、プリント基板２０に実装される面（基板実装面）に対向する上面に複数の溝２ｇ、３ｇを等間隔で形成し、ヒートシンク構造としてある。
【００２８】
上記した第２の実施の形態に係る発光装置１によれば、複数の溝２ｇ、３ｇを上面に設けることによって、リードフレーム２Ａ〜３Ｃの表面積がより増加するので、より放熱性を向上させることができる。なお、溝２ｇ，３ｇの本数、間隔については発光装置に応じて最適な値に設定することが好ましい。また、溝２ｇ，３ｇを不等間隔としてもよい。他の効果は、第１の実施の形態の項に記載した効果と同様であるので、記載を省略する。
【００２９】
（第３の実施の形態）
図３（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る発光装置の平面図を示し、図３（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ断面図を示す。この発光装置１が、第１の実施の形態の発光装置１と異なるところは、銅合金製のリードフレーム２Ａ〜３Ｃの端子部２ｃ，３ｃである。端子部２ｃ，３ｃは、パッケージ６の外部へ突き出た端子部２ｃ，３ｃの厚みｔ３を、パッケージ６に収容される部分の厚みｔ２よりも厚くしてある。厚みｔ３は、ここでは、厚みｔ２の約３倍の厚さであり、厚みｔ２分、上下方向に厚くなっている。
【００３０】
上記した第３の実施の形態の発光装置１によれば、各リードフレーム２Ａ〜３Ｃにおけるパッケージ６の外部へ突き出た端子部２ｃ，３ｃの厚みｔ３を、パッケージ６に収容される部分の厚みｔ２よりも３倍程度厚くしたので、フレーム面積を増やすことができ、放熱性を向上させることができる。なお、図３（ｂ）に示すように端子部２ｃ，３ｃを基板実装面側およびその反対側に厚くする他に、基板実装面側に３倍程度厚くするようにしてもよい。他の効果は、第１の実施の形態の項に記載した効果と同様であるので、記載を省略する。
【００３１】
（第４の実施の形態）
図４（ａ）は、本発明の第４の実施の形態に係る発光装置の平面図を示し、図４（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ断面図を示す。この発光装置１が、第１の実施の形態の発光装置１と異なるところは、銅合金製のリードフレーム２Ａ〜３Ｃの端子部２ｄ，３ｄである。端子部２ｄ，３ｄは、パッケージ６の外部へ突き出た端子部２ｄ，３ｄの厚みｔ３を、パッケージ６に収容される部分の厚みｔ２よりも厚くしてある。端子部２ｄ，３ｄは、基板実装面およびその面に対向する上面に複数の溝２ｇ、３ｇを形成し、ヒートシンク構造としたことにある。厚みｔ３は、ここでは、厚みｔ２の約３倍の厚さであり、厚みｔ２分、上下方向に厚くなっている。
【００３２】
上記した第４の実施の形態の発光装置１によれば、各リードフレーム２Ａ〜３Ｃにおけるパッケージ６の外部へ突き出た端子部２ｄ，３ｄの厚みｔ３を、パッケージ６に収容される部分の厚みｔ２よりも３倍程度厚くし、かつ溝２ｇ、３ｇを形成したので、リードフレーム面積を大きく増やすことができ、放熱性をさらに向上させることができる。なお、溝２ｇ，３ｇの本数、間隔については発光装置に応じて最適な値に設定することが好ましい。また、溝２ｇ，３ｇを不等間隔としてもよい。他の効果は、第１の実施の形態の項に記載した効果と同様であるので、記載を省略する。
【００３３】
（第５の実施の形態）
図５は、本発明の第５の実施の形態に係る発光装置の断面図を示す。この発光装置１が、第４の実施の形態の発光装置１と異なるところは、銅合金製のリードフレーム２Ａ〜３Ｃの端子部２ｅ，３ｅである。端子部２ｅ，３ｅは、基板実装面およびその面に対向する上面に複数の溝２ｈ、３ｈを形成し、ヒートシンク構造としてある。複数の溝２ｈ、３ｈおよび外周面２ｉ、３ｉは、ブラスト処理を施して表面を粗くしてある。
【００３４】
上記した第５の実施の形態の発光装置１によれば、端子部２ｅ，３ｅに形成した溝部をブラスト処理によって粗面化したので表面積を飛躍的に増やすことができ、放熱性を向上させることができる。なお、ブラスト処理以外の他の粗面化処理によって表面積を拡大させるようにしてもよい。また、溝２ｈ，３ｈの本数、間隔については発光装置に応じて最適な値に設定することが好ましい。また、溝２ｈ，３ｈを不等間隔としてもよい。他の効果は、第１の実施の形態の項に記載した効果と同様であるので、記載を省略する。
【００３５】
（第６の実施の形態）
図６（ａ）は、本発明の第６の実施の形態に係る発光装置の平面図を示し、図６（ｂ）は、（ａ）のＥ−Ｅ断面図を示す。この発光装置１が、第３の実施の形態の発光装置１と異なるところは、銅合金製のリードフレーム２Ａ〜３Ｃの端子部２ｆ，３ｆである。端子部２ｆ，３ｆの大きさは、第３の実施の形態の発光装置１の端子部２ｃ，３ｃと同じであるが、端子部２ｆ，３ｆは、基板実装面に向かう穴２ｊ、３ｊおよび端子部の表面に縦溝２ｋ，３ｋを形成し、ヒートシンク構造としたことにある。
【００３６】
上記した第６の実施の形態の発光装置１によれば、端子部２ｆ，３ｆに基板実装面に向かう穴２ｊ、３ｊおよび端子部の表面に縦溝２ｋ，３ｋを形成したため、リードフレーム２Ａ〜３Ｃの面積を増やすことができ、放熱性を向上させることができる。なお、端子部２ｆ，３ｆの表面にブラスト処理等の粗面化処理を施してもよい。他の効果は、第１の実施の形態の項に記載した効果と同様であるので、記載を省略する。
【００３７】
なお、本発明は、発光装置について説明したが、発光装置に限定されることなく、リードフレームを有する種々の半導体装置に適用することが可能である。また、端子部の厚さｔ３は、パッケージ６に収容される部分の厚みｔ２の２倍または３倍の厚さとして説明しているが、厚さに関してそれらの値に限定されない。さらに、リードフレームの材質は、銅合金に限らず、電気および熱を伝えやすい材質のものであれば、アルミニウム合金等の他の材質のものでよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、アウターリードの放熱性をインナーリードの放熱性よりも大としたので、発光素子が搭載されたインナーリードの熱はアウターリードに向かって伝導され、アウターリードにおいて放熱されるため、高輝度タイプや大電流タイプの発光装置であっても、十分な放熱を確保できる、また、加工性を損なうことなく、実装性に優れる発光装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示す発光装置のＡ−Ａ断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る発光装置の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示す発光装置のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る発光装置の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示す発光装置のＣ−Ｃ断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る発光装置の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示す発光装置のＤ−Ｄ断面図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る発光装置の構成を示す発光装置の断面図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態に係る発光装置の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示す発光装置のＥ−Ｅ断面図である。
【図７】従来の半導体装置の構成を示す断面図である。
【図８】従来の発光装置のリードフレームの断面図を示し、（ａ）は薄型のリードフレーム、（ｂ）は厚型のリードフレームを示す。
【符号の説明】
１  発光装置
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ  リードフレーム
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ  端子部
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ  端子部
２ｇ，２ｈ  溝
２ｉ，３ｉ  外周面
２ｊ，３ｊ  穴
２ｋ，３ｋ  縦溝
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ  ＬＥＤ素子
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ  ボンディングワイヤ
６  パッケージ
６Ａ  反射壁
７  モールド樹脂
１０  半導体装置
１２，１３，１２Ａ，１３Ａ  リードフレーム
１２ｃ  端子部
１４  アイランド
１５  ＩＣチップ
１６，１７  ボンディングワイヤ
１８  パッケージ
２０  プリント基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004228387.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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