(57)【要約】【課題】放熱性、高生産性に優れたＬＥＤ及びそのパッケージ構造。【解決手段】ＳＭＤ型ＬＥＤ１のパッケージ２は、隙間２ａを隔てて対称な立体形状に一体形成され、光沢銀メッキされた一対のリードフレーム３を樹脂成形部４でインサート成形してある。その上面２ｃに開口した斜面２ｂと平坦な底面２ｄを有する凹部２ｅを有する。反射面３ａ上端から側面に沿って屈曲して連続したリーフドフレーム３は、下面２ｆで一部が露出して端子電極３ｃとなり、反射面３ａ下端に接触する一対の接続電極３ｂとなっている。また、他の側面には端子電極３ｃと導通する一対の側面電極３ｄが露出している。ＬＥＤ素子５をフリップチップボンディングして透明な封止樹脂６で封止されたサブマウント基板７は、クリーム半田８で接続電極３ａに接合されている。凹部２ｅは段部２ｇにカシメられたシリコーン平板より成る蓋部材９により封止されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面に発光ダイオード素子を収納する凹部を設けた略立方体形状の樹脂に一対のリードフレームを埋設して形成したパッケージの、前記凹部底面に前記リードフレームにより形成された接続電極を露出させ、他の一面に該接続電極と導通する端子電極を露出させたパッケージの前記接続電極に発光ダイオード素子を搭載し封止して成る発光ダイオードにおいて、前記凹部表面に隙間を隔てて対向するように露出させた両反射面は前記一対のリードフレームと一体形成されていることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項２】
前記凹部上面にシリコーン板を被せてカシメにより固定したことを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード。
【請求項３】
前記シリコーン板に蛍光体または着色剤を含有させて色度補正したことを特徴とする請求項２記載の発光ダイオード。
【請求項４】
前記発光ダイオード素子はサブマウント基板を介して搭載されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の発光ダイオード。
【請求項５】
前記リードフレームは光沢銀メッキにより表面処理されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発光ダイオード。
【請求項６】
一面に発光ダイオード素子を収納する凹部を設けた略立方体形状の樹脂にリードフレームを埋設して形成したパッケージであって、前記凹部底面に前記リードフレームにより形成された発光ダイオード素子を接続する接続電極を露出させ、他の一面に該接続電極と導通する端子電極を露出させた発光ダイオードのパッケージ構造において、前記凹部内面は前記リードフレームと一体形成されていることを特徴とする発光ダイオードのパッケージ構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオード（以下ＬＥＤと略記する）及びそのパッケージ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＥＤはＡｌＩｎＧａＰやＧａＮ等の化合物半導体ウエハ上にＰＮ接合を形成し、これに順方向電流を通じて可視光又は近赤外光の発光を得るものであり、近年、表示をはじめ、通信、計測、制御等に広く応用されている。一方、近年の電子機器は、高性能化・多機能化と共に、小型化・軽量化を追求している。更に、特に放熱性・信頼性が重視される分野にも適用範囲が拡大している。そのために電子機器に使用される電子部品は、プリント配線基板上に表面実装できる部品（ＳＭＤ）としたものが多い。そしてこのような電子部品は、一般的に略立方体形状をしており、プリント配線基板上の配線パターンにリフロー半田付け等の固着手段で実装される。ＬＥＤにもこうした要求に応えるものが開発されている（例えば特許文献１を参照）。
【０００３】
このような従来のＬＥＤについて、図面に基づいてその概要を説明する。図１２は従来のＳＭＤ型ＬＥＤの縦断面図である。図１２において、７０は略立方体形状のＳＭＤ型ＬＥＤである。７１は、予めプレス成形されたリン青銅から成るリードフレームにＡｇ等のメッキを施し、白色成形樹脂によって光反射面７１ａを含むように立体形状にインサート成形して成るパッケージである。
【０００４】
７２は、上面電極７２ａから側面電極７２ｂを経由して下面の端子電極７２ｃに至るリードフレームである一方の電極パターンであり、７３は同じく上面電極７３ａから側面電極７３ｂを経由して下面の端子電極７３ｃに至る他方の電極パターンである。７４は、上面電極７２ａに一方の電極を導電性樹脂によりダイボンディングしたＬＥＤ素子である。７５はＡｕ線等より成るワイヤであり、ワイヤ７５を用いてＬＥＤ素子７４の他方の電極と上面電極７３ａとがワイヤボンディング接続されている。７６は、ＬＥＤ素子７４、ＬＥＤ素子７４の接続部及びワイヤ７５等の保護と、ＬＥＤ素子７４の発光を効果的にすることのために封止している、透光性のエポキシ樹脂等から成る封止樹脂である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２４２５２６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＳＭＤ型ＬＥＤ７０ではＬＥＤ素子７４から放出される熱をワイヤを介してリードフレームでしか受け取ってないので放熱性が不十分である。また、樹脂封止による影響で屈折率が変化し、ＬＥＤ素子７４から放たれる光の反射効率がうまく活用されていないという問題があった。
【０００７】
上記発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、放熱性に優れたリードフレームから成るＬＥＤ及びそのパッケージ構造を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための本発明の手段は、一面に発光ダイオード素子を収納する凹部を設けた略立方体形状の樹脂に一対のリードフレームを埋設して形成したパッケージの、前記凹部底面に前記リードフレームにより形成された接続電極を露出させ、他の一面に該接続電極と導通する端子電極を露出させたパッケージの前記接続電極に発光ダイオード素子を搭載し封止して成る発光ダイオードにおいて、前記凹部表面に隙間を隔てて対向するように露出させた両反射面は前記一対のリードフレームと一体形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、前記凹部上面にシリコーン板を被せてカシメにより固定したことを特徴とする。
【００１０】
また、前記シリコーン板に蛍光体または着色剤を含有させて色度補正することを特徴とする。
【００１１】
また、前記発光ダイオード素子はサブマウント基板を介して搭載されていることを特徴とする。
【００１２】
また、前記リードフレームは光沢銀メッキにより表面処理されていることを特徴とする。
【００１３】
前述した目的を達成するための本発明の他の手段は、一面に発光ダイオード素子を収納する凹部を設けた略立方体形状の樹脂にリードフレームを埋設して形成したパッケージであって、前記凹部底面に前記リードフレームにより形成された発光ダイオード素子を接続する接続電極を露出させ、他の一面に該接続電極と導通する端子電極を露出させた発光ダイオードのパッケージ構造において、前記凹部内面は前記リードフレームと一体形成されていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の第一の実施の形態であるＳＭＤ型ＬＥＤの縦断面図である。図２はこのＬＥＤ用のパッケージを斜め上方から見た斜視図、図３は同じく斜め下方から見た斜視図である。
【００１５】
図１〜図３において、１は外形が略立方体形状のＳＭＤ型ＬＥＤであり、２はＬＥＤ１のパッケージである。３、３は銅板またはアルミ板から対称な立体形状に一体形成され、光沢銀メッキにより表面処理された一対のリードフレームである。４は樹脂成形部であり、リードフレーム３、３を隙間２ａを隔てて対向するようにインサート成形により埋設してある。パッケージ２の一面である上面２ｃには、斜面２ｂと平坦な底面２ｄを有する上方に開口した略すり鉢状の凹部２ｅが形成されている。
【００１６】
リードフレーム３、３は、凹部２ｅ表面に露出する反射面３ａ上端からパッケージ２の対向する両側面に向かって延伸し、更に両側面からパッケージ２の他の一面である下面２ｆにかけて表面に露出して屈曲し、下面２ｆに露出したところが端子電極３ｃ、３ｃとなっている。端子電極３ｃ、３ｃは引き続き屈曲延伸して、反射面３ａ下端に接触して凹部２ｅの底面２ｄに露出し、ＬＥＤ素子の搭載面である一対の接続電極３ｂ、３ｂとなっている。従って、端子電極３ｃは接続電極３ｂと導通している。また、側面のリードフレーム３、３からは隣接する両側面にも延伸しており、各々一対の側面電極３ｄ、３ｄを露出させてある。
【００１７】
５はＬＥＤ素子であり、６はＬＥＤ素子５を封止している透明な封止樹脂である。７はＬＥＤ素子５をフリップチップボンディングしたサブマウント基板であり、８はサブマウント基板７を接続電極３ｂに接合しているクリーム半田である。ＬＥＤ素子５はサブマウント基板８を介して、接続電極３ｂに搭載されている。９はシリコーン円板より成る蓋部材であり、パッケージ２の凹部２ｅ上面の段部２ｇに被せてカシメによって固定されている。蓋部材９には必要に応じて色度補正のための蛍光体や着色剤を含有させて、ＬＥＤ１に所望の発光色を得ることができる。
【００１８】
次に、このＬＥＤ１の製造方法について説明する。図４は第一の実施の形態であるＬＥＤ１の製造方法を示す工程図である。図４（ａ）の工程において、１０は帯材であり、帯材１０に１個取り順送型で抜き曲げを行う。まず反射面３ａを絞り、次に隙間２ａ及び外形を抜き落とし、平面的なリードフレーム３を形成する。次に、曲げ加工で立体形状のリードフレーム３を形成する。なお、この工程は例えば５個などの多数個取り順送型を用いて行うこともできる。最後に、リードフレーム３にメッキを施す。
【００１９】
次に、図４（ｂ）のインサート成形工程に移行する。ここでは帯材１０ごと成形型に挿入して、反射面３ａ、接続電極３ｂ、端子電極３ｃを表面に露出するように凹部２ｅを有する樹脂成形部４を成形する。次に、図４（ｃ）のＬＥＤ素子搭載工程へ移行する。ＬＥＤ素子５の電極を帯材１０上の接続電極３ｂへ搭載しクリーム半田８により接合する。次に、図４（ｄ）の封止工程に移行する。ここでは、凹部２ｅの上面に蓋部材９をカシメにて固定する。
【００２０】
最後に、図４（ｅ）の単体化工程に移行する。帯材１０からリードフレーム３のタブを切断することによって単体の完成ＬＥＤ１を取り出す。
【００２１】
次に、本発明の第一の実施の形態であるＬＥＤ１の作用効果について説明する。まず、ＬＥＤ素子５の搭載面である接続電極３ｂと端子電極３ｃが連続しており、その距離が近いので、ＬＥＤ素子５から放出される熱がマザーボードへ伝導し易く、放熱性に優れている。また、ＬＥＤ１の製造は帯材１０を用いて多数個取りで連続的に行えるので、生産性が向上し製造コストを削減できる。反射面３ａを光沢メッキを施したリードフレーム３で形成することにより、光の反射効率を向上させることができる。また、パッケージ２の側面にも側面電極３ｄを設けてあるので、ＬＥＤ５をマザーボードに実装する場合に上向きにも横向きにも実装することができる。
【００２２】
次に、本発明の第二の実施の形態の構成について説明する。図５は本発明の第二の実施の形態であるＬＥＤの縦断面図であり、図６はこのＬＥＤ用パッケージを斜め上方から見た斜視図であり、図７は同じく斜め下方から見た斜視図である。図８はこのパッケージのリードフレームを斜め下方から見た斜視図である。
【００２３】
図５において、２１はＬＥＤであり、２２はＬＥＤ２１用のパッケージであり、２３は第一の実施の形態と同様に形成されたリードフレームである。但し、このリードフレーム２３が第一の実施の形態のリードフレーム３に対して異なるところは、二つの端子電極２３ｃに新たに四つの端子電極２３ｅが加わっているところである。四つの端子電極２３ｅは図８に示すように、片側の二つは片側の接続電極２３ｂの両端に接続している。従って、片側の電極に三つの端子電極２３ｃ、２３ｅ、２３ｅの何れか一つ、または同時に二つか、三つを用いることができる。
【００２４】
その他の構成は第一の実施の形態のパッケージと同様であるから、同じ構成要素には同じ符号と名称とを用いて詳細な説明を省略する。また、ＬＥＤ２１の製造方法は第一の実施の形態で説明したものと同様であり、説明を省略する。次に、本発明の第二の実施の形態の作用効果について説明する。四つの端子電極を増設したので、接続電極２３ｂに連続するリードフレーム２３の面積が増加して、ＬＥＤ素子５の放熱性が向上する。また、ＬＥＤ２１をマザーボードに実装する際に、配線パターンの配設の自由度が大きくなる。その他、第一の実施の形態の場合と同様の効果がある。
【００２５】
次に、本発明の第三の実施の形態の構成について説明する。図９は本発明の第三の実施の形態であるＬＥＤの縦断面図である。図１０はこのＬＥＤのパッケージを斜め上方から見た斜視図であり、図１１は同じく斜め下方から見た斜視図である。図９において、３１はＬＥＤであり、３２はＬＥＤ３１用のパッケージであり、３３は第一の実施の形態と同様に形成されたリードフレームである。
【００２６】
このリードフレーム３３が第一の実施の形態のリードフレーム３に対して異なるところは、接続電極３３ｂが反射面３３ａ下端と一体に形成されており、しかも接続電極３３ｂの下面がパッケージ３２下面３２ｆに露出しているところである。二つの端子電極３３ｃは、反射面３３ａの上端を介して接続電極３３ｂと接続している。その他の構成は第一の実施の形態のパッケージと同様であるから、同じ構成要素には同じ符号と名称とを用いて詳細な説明を省略する。また、ＬＥＤ３１の製造方法は第一の実施の形態で説明したものと同様であり、説明を省略する。
【００２７】
次に、本発明の第三の実施の形態の作用効果について説明する。接続電極３３ｂ下面が直接マザーボードに接触する構造なので、より一層ＬＥＤ素子５の放熱性に優れている。その他、第一の実施の形態の場合と同様の効果がある。
【００２８】
なお、本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、例えば、光反射面３ａ、２３ａ、３３ａとなる凹部２ｅ、２２ｅ、３２ｅの内面を略円錐形状、略球面形状、若しくは略放物面形状等に形成してもよい。これらの形状を採用することで、ＬＥＤの出射光の直行性がより向上する。ＬＥＤ素子５はサブマウント基板７を介すことなく直接接続電極３ｂ、２３ｂ、３３ｂに接合される場合もある。また、ＬＥＤ素子５の実装はワイヤボンディングであってもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、一面に発光ダイオード素子を収納する凹部を設けた略立方体形状の樹脂に一対のリードフレームを埋設して形成したパッケージの、前記凹部底面に前記リードフレームにより形成された接続電極を露出させ、他の一面に該接続電極と導通する端子電極を露出させたパッケージの前記接続電極に発光ダイオード素子を搭載し封止して成る発光ダイオードにおいて、前記凹部表面に隙間を隔てて対向するように露出させた両反射面は前記一対のリードフレームと一体形成したので、光の利用効率、放熱性に優れ、生産効率の高いＬＥＤ及びそのパッケージ構造を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態であるＬＥＤの縦断面図である。
【図２】本発明の第一の実施の形態であるＬＥＤ用パッケージを斜め上方から見た斜視図である。
【図３】本発明の第一の実施の形態であるＬＥＤ用パッケージを斜め下方から見た斜視図である。
【図４】本発明の第一の実施の形態であるＬＥＤの製造方法を示す工程図である。
【図５】本発明の第二の実施の形態であるＬＥＤの縦断面図である。
【図６】本発明の第二の実施の形態であるＬＥＤ用パッケージを斜め上方から見た斜視図である。
【図７】本発明の第二の実施の形態であるＬＥＤ用パッケージを斜め下方から見た斜視図である。
【図８】本発明の第二の実施の形態であるＬＥＤ用パッケージのリードフレームを斜め下方から見た斜視図である。
【図９】本発明の第三の実施の形態であるＬＥＤの縦断面図である。
【図１０】本発明の第三の実施の形態であるＬＥＤ用パッケージを斜め上方から見た斜視図である。
【図１１】本発明の第三の実施の形態であるＬＥＤ用パッケージを斜め下方から見た斜視である。
【図１２】従来のＬＥＤの縦断面図である。
【符号の説明】
１、２１、３１  発光ダイオード
２、２２、３２  パッケージ
２ａ、２２ａ、３２ａ  隙間
２ｃ、２２ｃ、３２ｃ  上面
２ｄ、２２ｄ、３２ｄ  底面
２ｅ、２２ｅ、３２ｅ  凹部
３、２３、３３  リードフレーム
３ａ、２３ａ、３３ａ  反射面
３ｂ、２３ｂ、３３ｂ  接続電極
３ｃ、２３ｃ、３３ｃ  端子電極
４  樹脂成形部
５    発光ダイオード素子
７  サブマウント基板
９  蓋部材
【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】
2004335740.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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