(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光装置用パッケージが絶縁性基板を共有して切り離し可能に複数個連設されてなるパッケージ集合体を有し、
前記発光装置用パッケージが、
上面に第１電極部が配設され、前記第１電極部と電気的に接続された第２電極部が設けられた絶縁性基板と、前記絶縁性基板の下面に装着された放熱部材と、前記第２電極部に接続された少なくとも一対のリード端子と、を備え、
前記パッケージ集合体を構成する各発光装置用パッケージのリード端子が、リードフレームの枠体に接続して支持されており、
前記パッケージ集合体は、両端に、前記発光装置用パッケージの絶縁性基板と連設された絶縁性基板であって、前記第１電極部を有さず、前記放熱部材が装着されない捨て基板を有し、
前記捨て基板は、捨てリードによって前記リードフレームの枠体に接続して支持され、
前記捨てリードは、前記放熱部材と前記発光装置用パッケージ及び前記捨て基板が共有する絶縁性基板内の導電性部材を介して電気的に接続されるとともに、前記リード端子と前記リードフレームを介して電気的に接続されることを特徴とする発光装置用パッケージの集合構造体。
【請求項２】
前記発光装置用パッケージにおいて、前記放熱部材と前記絶縁性基板との接合面積が、前記絶縁性基板の下面の面積より小さいことを特徴とする請求項１に記載の発光装置用パッケージの集合構造体。
【請求項３】
絶縁性基板を画成して両端に捨て基板を有するようにパッケージ領域を形成し、各パッケージ領域の上面に第１電極部を形成するとともに、前記第１電極部と電気的に接続された第２電極部を各パッケージ領域に形成して基板集合体を製造する第１工程と、
枠体と、前記枠体に内側に向けて突出するように配列された複数対のリード端子と、前記リード端子の配列の両端に捨てリードとを備えるリードフレームを製造する第２工程と、
前記リードフレームのリード端子を前記基板集合体を構成する各パッケージ領域の前記第２電極部に接続し、前記各パッケージ領域の下面に放熱部材を装着する第３工程と、
を含む製造方法により請求項１又は請求項２に記載の発光装置用パッケージの集合構造体を製造する工程と、
前記リード端子及び前記捨てリードが前記リードフレームと電気的に接続され、前記捨てリードが前記放熱部材と電気的に接続された状態で、前記リードフレームを電極として電解メッキを施す第４工程と、
前記リード端子が前記リードフレームと電気的に接続され、前記捨てリードが前記放熱部材と電気的に接続されていない状態で、前記リードフレームを電極として電解メッキを施す第５工程と、
を含むことを特徴とする発光装置用パッケージの集合構造体の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の発光装置用パッケージの集合構造体の製造方法により発光装置用パッケージの集合構造体を製造する工程と、
前記各パッケージ領域の第１電極部の上に発光素子を含む発光部を載置し、前記発光素子と第１電極部とを電気的に接続する工程と、
前記リード端子を前記リードフレームの枠体から切り離す工程と、
前記パッケージ集合体から各発光装置パッケージを切り離す工程と、
を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置用パッケージの集合構造体およびその製造方法、ならびに発光装置の製造方法に関し、特に、照明器具、車載用ヘッドライト、広告用看板照明、携帯電話のバックライト用照明や、各種デ−タを表示可能なディスプレイ、ラインセンサ−など各種センサーの光源やインジケータなどに利用される発光装置に用いられる発光装置用パッケージの集合構造体およびその製造方法、ならびに発光装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードや半導体レーザ等の発光素子を利用した発光装置は、各種の光源として利用されている。特に、１０００ｍｃｄ以上にも及ぶ超高輝度に発光可能な発光ダイオードが開発されており、携帯電話の液晶バックライト用の照明やフルカラー大型映像装置など屋内外で使用される文字表示板等に利用されつつある。そして、ＪＩＳ第２水準漢字のような複雑な文字を表示するためには、特に高精細な表示器が求められる。
【０００３】
前記発光素子は、発光時に発熱する。そのため、高精細な表示器を得るために発光素子が搭載された発光装置を単に回路基板等に高密度に実装すると、発光素子の発熱により発光装置の各部材の特性が劣化したり故障したりすることがある。そこで、発光素子で発生する熱を放熱するために、発光素子を搭載する基板の下部に放熱部材を設けることが知られている（特許文献１等参照）。
【０００４】
こうした発光装置を効率良くかつ低コストで製造するためには、発光装置または発光素子を搭載するパッケージ、部品等を、不要な部位が発生せず、少ない工数で可能な限り一括して製造できることが望ましい。
【０００５】
ところで、特許文献２には、発光装置に関するものではないが、複数の半導体素子を実装した半導体装置を、搭載する半導体素子の個数に影響されず、同じ製造ラインで製造するために、共通基板に分離部を介して複数に区分された素子領域を設け、各素子領域に、搭載する半導体素子が備える電極に電気的に接続される配線部を設けた構造を形成し、この素子領域に所要個数の半導体素子を実装した後、半導体素子を実装していない素子領域を余剰領域として分離部を介して切断除去することが記載されている。
【特許文献１】特開２００６−５４２０９号公報（段落００６４〜００６９、図５）
【特許文献２】特開２０００−１８３２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来、発光装置の製造においては、個々の部品、部材等を個別に製造し、それらの部品、部材等を、発光装置毎に組み立て、その後の工程でも、個別に加工、処理が施される。そのため、部品や部材の製造に際して不要な部位が発生し、また、大量の発光装置を安定して効率よく生産することが困難であった。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、製造工程において発生する不要な部位が少なく、少ない工数で安定的に生産できるため、コスト削減を図ることができる発光装置用パッケージの集合構造体およびその製造方法、ならびに発光装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明の発光装置用パッケージの集合構造体は、発光装置用パッケージが絶縁性基板を共有して切り離し可能に複数個連設されてなるパッケージ集合体を有し、前記発光装置用パッケージが、上面に第１電極部が配設され、前記第１電極部と電気的に接続された第２電極部が設けられた絶縁性基板と、前記絶縁性基板の下面に装着された放熱部材と、前記第２電極部に接続された少なくとも一対のリード端子と、を備え、前記パッケージ集合体を構成する各発光装置用パッケージのリード端子が、リードフレームの枠体に接続・支持されており、前記パッケージ集合体は、両端に、前記発光装置用パッケージの絶縁性基板と連設された絶縁性基板であって、前記第１電極部を有さず、前記放熱部材が装着されない捨て基板を有し、前記捨て基板は、捨てリードによって前記リードフレームの枠体に接続して支持され、前記捨てリードは、前記放熱部材と前記発光装置用パッケージ及び前記捨て基板が共有する絶縁性基板内の導電性部材を介して電気的に接続されるとともに、前記リード端子と前記リードフレームを介して電気的に接続されることを特徴とする。
【０００９】
このような構成を有する発光装置用パッケージの集合構造体によって、複数の発光装置用パッケージを、一括して加工および処理して効率的に製造することができる。
この発光装置用パッケージの集合構造体では、パッケージ集合体は、両端に有する捨て基板のみを切り離すことによって、複数の発光装置用パッケージを効率的に製造することができ、不要な部位の発生を少なくすることができる。
また、絶縁性基板の内部に配設した導電性部材を利用して、パッケージ集合体を構成する発光装置用パッケージの全てに、一括して電解めっき処理を施すことができる。
【００１０】
また、本発明の発光装置用パッケージの集合構造体は、前記発光装置用パッケージにおいて、前記放熱部材と前記絶縁性基板部との接合面積が、前記絶縁性基板部の下面の面積より小さいことが好ましい。
【００１１】
この発光装置用パッケージの集合構造体では、発光装置用パッケージにおいて、放熱部材と絶縁性基板との接合面積が、絶縁性基板の下面の面積より小さいことによって、放熱部材を絶縁性基板の下面に装着し易い。
【００１４】
また、本発明の発光装置用パッケージの集合構造体の製造方法は、絶縁性基板を画成して両端に捨て基板を有するようにパッケージ領域を形成し、各パッケージ領域の上面に第１電極部を形成するとともに、前記第１電極部と電気的に接続された第２電極部を各パッケージ領域に形成して基板集合体を製造する第１工程と、前記第１工程の前または後あるいは同時に行われ、枠体と、前記枠体に内側に向けて突出するように配列された複数対のリード端子と、前記リード端子の配列の両端に捨てリードとを備えるリードフレームを製造する第２工程と、前記リードフレームのリード端子を前記基板集合体を構成する各パッケージ領域の前記第２電極部に接続し、前記各パッケージ領域の下面に放熱部材を装着する第３工程と、を含む製造方法により前記発光装置用パッケージの集合構造体を製造する工程と、前記リード端子及び前記捨てリードが前記リードフレームと電気的に接続され、前記捨てリードが前記放熱部材と電気的に接続された状態で、前記リードフレームを電極として電解メッキを施す第４工程と、前記リード端子が前記リードフレームと電気的に接続され、前記捨てリードが前記放熱部材と電気的に接続されていない状態で、前記リードフレームを電極として電解メッキを施す第５工程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
この製造方法では、前記の第１工程、第２工程、第３工程、第４工程および第５工程によって、複数の発光装置用パッケージを、一括して加工および処理することができる発光装置用パッケージの集合構造体を得ることができる。
【００１６】
また、本発明の発光装置の製造方法は、前記発光装置用パッケージの集合構造体の製造方法により発光装置用パッケージの集合構造体を製造する工程と、前記各パッケージ領域の第１電極部の上に発光素子を含む発光部を載置し、前記発光素子と第１電極部とを電気的に接続する工程と、前記リード端子を前記リードフレームの枠体から切り離す工程と、前記パッケージ集合体から各発光装置パッケージを切り離す工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
この製造方法では、前記発光装置用パッケージの集合構造体の製造に続けて、複数の発光装置用パッケージを、効率的に製造することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の発光装置用パッケージの集合構造体は、発光装置用パッケージを効率的に生産でき、その発光装置用パッケージの生産時間の短縮、生産安定化、工数の減少によるコスト削減を達成することができる。
【００１９】
また、本発明の製造方法によれば、捨て基板等の不要な部材の発生が極力低減されるとともに、少ない工数で、効率よく、大量の発光装置用パッケージを、低コストで安定的に、短い時間で製造することができる。
【００２０】
また、本発明の発光装置の製造方法によれば、前記発光装置用パッケージの集合構造体の製造に続けて、複数の発光装置用パッケージを、効率的に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る発光装置用パッケージおよびその製造方法、ならびに発光装置の製造方法について、図面を用いて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の発光装置用パッケージの集合構造体（以下、「集合構造体」という）の構成を示す斜視図、図２は、発光装置用パッケージの集合構造体の平面図、図３は、発光装置用パッケージを示す斜視図、図４は、ヒートシンク（放熱部材）を示す斜視図、図５（ａ）および（ｂ）は、基板集合体の製造工程を説明する図、図６（ａ）および（ｂ）は、リードフレームの製造工程を説明する図、図７は、発光装置用パッケージの集合構造体の組立方法を説明する図、図８は、発光装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【００２３】
図１および図２に示す集合構造体２００は、５個の発光装置用パッケージ１００が連設された３列のパッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃと、パッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃを支持するリードフレーム７０とを備える。
【００２４】
パッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃのそれぞれは、絶縁性基板２０を共有して、分離部６１を介して切り離し可能に発光装置用パッケージ１００が連設されているものである。そして、パッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃの両端には、捨て基板６２ａ，６２ｂが、分離部６１を介して切り離し可能に連設されている。この捨て基板６２ａ，６２ｂは、捨てリード６３ａ，６３ｂによって、リードフレーム７０に接続・支持されている。絶縁性基板２０は、分離部６１を切断することによって、独立した発光装置用パッケージ１００として形成することができるものであり、切り離し後は、図３に示すように、各発光装置用パッケージ１００の絶縁性基板２０ａとなるものである。また、分離部６１は、絶縁性基板２０にスクライブラインを刻設して形成することができる。
【００２５】
発光装置用パッケージ１００は、図３に示すように、図１に示す絶縁性基板２０を分離部６１を介して切り離して形成される絶縁性基板２０ａと、絶縁性基板２０ａの下面に装着されたヒートシンク（放熱部材）３０と、一対のリード端子４０ａ，４０ｂとを備えるものである。なお、以下の説明において、絶縁性基板２０ａの素子載置面（上面）２１の側を主面側、ヒートシンク（放熱部材）３０が装着されている側を裏面側という。
【００２６】
絶縁性基板２０ａは、平面視で略矩形形状をしており、主面側および裏面側にそれぞれ配線パターン（図示せず）が形成されている。そして、絶縁性基板２０ａは、図３に示すように、主面側に、素子載置面（上面）２１と、端子接続面２２ａ，２２ｂと、隔壁２３と、キャビティ２４とを備えている。素子載置面２１は、絶縁性基板２０ａの最上面であり、この素子載置面２１には、第１電極部２５が設けられ、この第１電極部２５には、発光装置用パッケージ１００に搭載される発光素子（図示せず）と電気的に接続される電極がパターン形成されている。端子接続面２２ａ，２２ｂは、絶縁性基板２０ａの一端側（図３中の左側）に、素子載置面２１より低い位置に形成された段差部の上面であり、この端子接続面２２ａ，２２ｂには、絶縁性基板２０ａの内部に配設される導電性部材（図示せず）によって第１電極部２５に電気的に接続された第２電極部２６ａ，２６ｂが形成されている。この第２電極部２６ａ，２６ｂには、リード端子４０ａ，４０ｂの接合端子部４１ａ，４１ｂが接続される。端子接続面２２ａ，２２ｂと素子載置面２１との段差は、端子接続面２２ａ，２２ｂに接続されたリード端子４０ａ，４０ｂの上面が素子載置面２１よりも低くなるかまたは同程度となるように形成されている。２つの端子接続面２２ａ，２２ｂは、隔壁２３によって仕切られている。
【００２７】
キャビティ２４は、素子載置面２１において、絶縁性基板２０ａの端子接続面２２ａ，２２ｂと同じ側の一端（図３中の右側）に穿設されている。また、キャビティ２４の底面には、保護素子５０と電気的に接続される導電性部材がパターン形成されている。保護素子５０は、例えば、ツェナーダイオードとＡｕワイヤもしくはＡｌワイヤから構成され、配線パターンを介して発光素子１１と接続されている。さらに、キャビティ２４内には、保護素子５０を被覆するモールド樹脂が充填される。モールド樹脂は、例えば、熱硬化性樹脂から構成される。
【００２８】
この絶縁性基板２０ａは、例えば、ＬＴＣＣ（Low Temperature Cofired Ceramics）等の２層以上の金属／セラミック複合配線基板で構成されている。この絶縁性基板２０ａの材料として、樹脂基板や、有機物に無機物が含有されてなるガラスエポキシ基板などのハイブリッド基板、セラミック基板などの無機物基板などを用いることができる。特に、高耐熱性、高耐候性が望まれる場合、ハイブリッド基板や無機物基板を用いることが好ましい。また、高いコントラストが要求される発光装置を形成する場合は、絶縁性基板の母材自体にＣｒ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３などを含有させることにより、暗色系の絶縁性基板とすることが好ましい。
【００２９】
セラミック基板の主材料は、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト、炭化ケイ素などが好ましい。これらの主材料に焼結助剤などを加えて、焼結することでセラミック基板が得られる。例えば、原料粉末の９０〜９６重量％がアルミナであり、焼結助剤として粘土、タルク、マグネシア、カルシア及びシリカ等が４〜１０重量％添加され、１５００〜１７００℃の温度範囲で焼結させたセラミックスや原料粉末の４０〜６０重量％がアルミナで焼結助剤として６０〜４０重量％の硼珪酸ガラス、コージュライト、フォルステライト、ムライトなどが添加され、８００〜１２００℃の温度範囲で焼結させたセラミックス等が挙げられる。
【００３０】
このようなセラミック基板は、焼成前のグリーンシート段階で種々の形状をとることができる。まず、焼成前の母材であるグリーンシートに所望とする貫通孔が得られるように加工を施し、場合によっては多層に張り合わせる。次に、スクリーン印刷などの方法により所望とする場所にタングステンやモリブデンなど高融点金属を樹脂バインダーに含有させたペースト状の材料を用いて、導電性部材を所望とする場所にパターン形成する。このように加工された母材を焼結することにより、貫通孔および導電性部材が形成された金属／セラミック複合配線基板で構成される絶縁性基板２０ａとすることができる。
【００３１】
導電性部材は、絶縁性基板の上面から下面まで連続的に形成されている。この導電性部材の配線パターンは、発光装置用パッケージ１００に搭載する発光素子の個数、種類、大きさなどにより、適宜変更することができる。導電性部材の材料は、導電性を有していれば特に限定されず、高い熱伝導性を有していることが好ましい。このような材料として、タングステン、クロム、チタン、コバルト、モリブデンやこれらの合金などが挙げられる。また、導電性部材の最表面は、搭載する発光素子からの光に対して高い反射率を有する部材にて被覆されていることが好ましい。絶縁性基板２０ａの上面に形成された導電性部材の大部分は、透光性部材にて被覆されていることが好ましく、これにより発光装置の劣化を抑制することができる。また、表面に露出している導電性部材には、酸化防止膜が形成されていることが好ましい。
【００３２】
絶縁性基板２０ａにセラミック基板を用いる場合、耐熱性に優れることから、高強度の接着が可能な硬ロウ接合や共晶接合にて、絶縁性基板２０ａとヒートシンク３０とを固着することができる。例えば、銀と銅の合金を主原料とする銀ロウや、銅と亜鉛の合金が主材料である真鍮ロウ、アルミニウムが主原料であるアルミニウムロウ、ニッケルロウなどを用いることができる。これによりヒートシンク３０と絶縁性基板２０ａとの熱膨張係数差による残留応力を緩和することができる。
【００３３】
絶縁性基板２０ａは、その表面に設けた配線パターンの上から金属膜を有することが好ましく、金属膜を設けることによりさらに信頼性を高めることができる。発光側に形成される金属膜は、少なくとも最表面がクロムや銀などの高光反射性金属で構成されていることが好ましく、これにより、発光素子１１の発光した光の取り出し効率を高めることができるという効果を奏することができる。また、金属膜の表面を、銀色または白色にする表面処理等によって鏡面状態に仕上げることによっても同様の効果を得ることができる。さらに、実装側に形成される金属膜は、少なくとも最表面が金やステンレスなどの酸化防止性金属で構成されていることが好ましい。
【００３４】
ヒートシンク（放熱部材）３０は、用いられる材料が、熱伝導性に優れた金属を主原料とする金属材であれば特に限定されず、銅やアルミニウム、マグネシウムまたはそれらの合金などを好適に用いることができる。例えば、無酸素銅等を材料として構成されることが特に好ましい。ヒートシンク３０は、図４に示すように、大別して、絶縁性基板２０ａよりわずかに狭い大きさの上段のブロック３０ａと、絶縁性基板２０ａよりも幅広な下段のブロック３０ｂとから形成されている。ヒートシンク３０は、下段のブロック３０ｂにおいて、絶縁性基板２０ａから離間した位置に固定部３１を備えると共に、上段のブロック３０ａにおいて、絶縁性基板２０ａと接合する基板接合面３２を備えている。
【００３５】
固定部３１は、発光装置３００を実装する実装用基板等の平面に固定するための構造を有しており、ヒートシンク３０の一端側（図３中の右側）に設けられている。図３に示す固定部３１は、ネジ止めをすることのできるＵ字形状の溝を有している。このＵ字形状の溝に固定用ネジを嵌入して、発光装置３００を溝に沿ってスライドさせて実装基板等の所定の箇所に配置して、ネジ止めすることができ、ネジ固定における作業性が良好となる利点がある。また、ヒートシンク３０の上面の基板接合面３２は、図５に示すとおり、絶縁性基板２０ａとの接合面積が、絶縁性基板２０ａの底面の面積よりも小さく形成されている。これによって、ヒートシンク３０を絶縁性基板２０ａの下面に装着し易い利点がある。さらに、パッケージ集合体から各発光装置パッケージに切り離す際、ヒートシンク３０が干渉することなく切断することができる。また、絶縁性基板とヒートシンク３０との熱膨張係数差による応力を吸収することもできる。ヒートシンク３０は、例えば、銀ロウ等の接着部材を介して絶縁性基板２０ａの底面に設けられた配線パターンに接合される。
【００３６】
リード端子４０ａ，４０ｂは、ヒートシンク（放熱部材）３０の上段のブロック３０ａの直上に配置され、前記導電性部材に接合される接合端子部４１ａ，４１ｂと、外部配線回路（図示せず）と接続されるリード先端部４２ａ，４２ｂと、接合端子部４１ａ，４１ｂとリード先端部４２ａ，４２ｂの間を折曲して連絡する折曲部４３ａ，４３ｂとで構成されている。
【００３７】
このリード端子４０ａ，４０ｂは、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等を配合した合金で構成される。このような合金としては、例えば、コバールや４２アロイ等を用いることができる。特に、リード端子４０ａ，４０ｂは、絶縁性基板２０ａを構成材料との熱膨張率の差が５０％以下であることが好ましい。また、熱膨張係数を一致させるために、接合端子部４１ａ，４１ｂと絶縁性基板２０ａの接合面積は、１０ｍｍ２以下とすることが好ましい。リード端子４０は、絶縁性基板２０ａの水平方向の他端側（図３中の左側）の中央の２つの端子接続面２２に設けられた第２電極部２６ａ，２６ｂに形成された電極に、例えば、銀ロウ等の接着部材を介して接合されている。
【００３８】
また、リードフレーム７０は、枠体７１と、その枠体７１に設けた３つの収容開口部７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃとを有する。このリードフレーム７０の枠体７１の収容開口部７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃの側辺７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃに、パッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃを構成する各発光装置用パッケージ１００のリード端子４０ａ，４０ｂが、直列に接続されている。これによって、パッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃは、リードフレーム７０に支持されている。そして、リード端子４０ａ，４０ｂと、側辺７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃとを切り離すことによって、パッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃおよび各発光装置用パッケージ１００をリードフレーム７０から分離することができる。また、パッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃの両端に設けられた捨て基板６２ａ，６２ｂは、捨てリード６３ａ，６３ｂによって、リードフレーム７０に接続して支持されている。この捨て基板６２ａ，６２ｂは、パッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃをリードフレーム７０から分離した後にも、捨てリード６３ａ，６３ｂによってリードフレーム７０に支持される。
【００３９】
図１および図２に示す発光装置用パッケージ用の集合構造体２００は、複数の発光装置用パッケージ１００を、リードフレーム７０に支持された状態で、一括して効率的に加工および処理を行うことができるため、生産性の向上を得ることができる。例えば、各パッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃは、一枚の絶縁性基板２０を共通の基板として、複数の発光装置用パッケージ１００が形成され、絶縁性基板２０の内部に配設した導電性部材を利用して、パッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃを構成する発光装置用パッケージ１００の全てに、一括して電解めっき処理を施すことができる。これによって、生産時間の短縮、工数の減少によるコスト削減を達成することができる。
【００４０】
具体的には、各パッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃの両端部には、捨て基板６２ａ，６２ｂを有する。捨て基板６２ａ，６２ｂに設けられた捨てリード６３ａ，６３ｂは、一枚の絶縁性基板内の導電性部材を介して、発光装置用パッケージに設けられた各ヒートシンク３０と電気的に接続されている。また、発光装置用パッケージに設けられた各リード端子４０ａ，４０ｂは、絶縁性基板上面の第１電極部２５（発光素子が接続される部分）と電気的に接続されている。また、発光装置用パッケージに設けられた各リード端子４０ａ，４０ｂと捨てリード６３ａ，６３ｂとは、リードフレーム７０にて電気的に接続されている。
【００４１】
この電解めっき処理は、まず、捨てリード６３ａ，６３ｂを付けた状態で、Ｎｉめっき等の電解めっきを行って、パッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ、ヒートシンク３０、リードフレーム７０にＮｉめっき被膜を被覆させることができる。つまり、リードフレーム７０に通電することにより、リードフレーム７０と電気的に接続された捨てリード６３ａ，６３ｂ、ヒートシンク３０、第１電極部２５、各リード端子４０ａ，４０ｂを被覆することができる。次に、捨てリード６３ａ，６３ｂを、パッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃから切り離した状態（特にヒートシンク３０と電気的に接続されていない状態）で、例えば、Ａｕめっき等の電解めっきを行うことによって、パッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃおよびリードフレーム７０のみ（ヒートシンク３０以外の電気的導通部分）にＡｕめっきを施すことができる。
【００４２】
また、パッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃの両端にのみ捨て基板６２ａ，６２ｂおよび捨てリード６３ａ，６３ｂがある構造のため、無駄な部位（捨て基板）の量を少なくすることができ、コスト削減に有効である。また、捨て基板６２ａ，６２ｂが捨てリード６３ａ，６３ｂによってリードフレーム７０に支持されている。そのため、パッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃをリードフレーム７０から切り離し、発光装置用パッケージ１００を個品化するときに、製品である発光装置用パッケージ１００以外のゴミ（捨て基板６２ａ，６２ｂ、捨てリード６３ａ，６３ｂ）が、製品に混入するのを防止することができる。これによって、生産安定化、工数減少を達成し、コスト削減を図ることができる。
【００４３】
さらに、この発光装置用パッケージの集合構造体２００は、複数の発光装置用パッケージ１００が、絶縁性基板２０を共通にして、１列のパッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃに連設されているため、各発光装置用パッケージ１００の絶縁性基板２０ａの上面（素子載置面２１）が面一となる。そのため、リードフレーム４０ａ，４０ｂやリードフレームとセラミック接合部の公差によるばらつきがあっても、上面におけるワイヤボンディング、ダイボンディング、樹脂モールド等が容易となり、生産安定化に有効である。
【００４４】
この集合構造体２００は、パッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃの各発光装置用パッケージ１００を、分離部６１を介して切り離し、さらにリード端子４０ａ，４０ｂをリードフレーム７０の枠体７１から切り離すことによって、各発光装置用パッケージ１００を個品化することができる。これによって、多数の発光装置用パッケージ１００を得ることができる。このとき、パッケージ集合体を複数個製造し、それらのパッケージ集合体を、そのパッケージ集合体の個数に応じて収容開口部を有するリードフレーム７０にリード端子４０ａ，４０ｂを介して接続して集合構造体を構成すれば、複数列のパッケージ集合体および多数の発光装置用パッケージ１００を製造することが可能となる。これによって、発光装置用パッケージ１００の大量生産が可能となり、コスト削減に有効である。
【００４５】
次に、図１に示す発光装置用パッケージの集合構造体２００の製造方法について説明する。
この製造方法においては、まず、前記発光装置用パッケージ１００の絶縁性基板２０ａが連設された構成を有する基板集合体を形成する第１工程と、リードフレーム７０を製造する第２工程を並行して、または順次行う。また、ヒートシンク３０を用意する。
【００４６】
第１工程においては、まず、図６（ａ）に示すように、５個のパッケージ領域８０が、横分離部６１ａおよび縦分離部６１ｂを介して連続的に画成された絶縁性基板２０の原板２０Ｂを形成する。この原板２０Ｂの各パッケージ領域８０には、素子載置面（上面）２１と、端子接続面２２ａ，２２ｂと、２つの端子接続面２２ａ，２２ｂを仕切る隔壁２３と、キャビティ２４とが形成され、横分離部６１ａの方向に沿った両端部に捨て基板６２ａ，６２ｂが形成されている。そして、素子載置面２１には、第１電極部２５が形成され、この第１電極部２５には、発光装置用パッケージ１００に搭載される発光素子（図示せず）と電気的に接続される電極が形成されている。また、端子接続面２２ａ，２２ｂは、絶縁性基板２０ａの一端側（図３中の左側）に、素子載置面２１より低い位置に段差部として形成され、この端子接続面２２ａ，２２ｂには、絶縁性基板２０ａの内部に配設された導電性部材（図示せず）によって第１電極部２５に電気的に接続された第２電極部２６ａ，２６ｂを形成する。
【００４７】
この複数のパッケージ領域８０を有する絶縁性基板２０の原板２０Ｂは、まず、焼成前の母材であるグリーンシートに所望とする貫通孔が得られるように加工を施し、場合によっては多層に張り合わせる。次に、スクリーン印刷などの方法により所望とする場所にタングステンやモリブデンなど高融点金属を樹脂バインダーに含有させたペースト状の材料を用いて、導電性部材を所望とする場所にパターン形成する。このように加工された母材を焼結することにより、貫通孔および導電性部材が形成された原板２０Ｂを得ることができる。
【００４８】
次に、横分離部６１ａを切り離して、図６（ｂ）に示すように、発光装置用パッケージ１００の絶縁性基板２０ａが連設された構成を有する基板集合体９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃを製造する。この基板集合体９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃは、５個のパッケージ領域８０が、縦分離部６１ｂを介して連設され、両端に捨て基板６２ａ，６２ｂが形成されている。横分離部６１ａの切り離しは、トムソン式などによるブレイク、もしくはダイシングにより行うことができる。
【００４９】
また、第２工程においては、先ず、図７（ａ）に示すように、３つの収容開口部７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃが設けられ、その収容開口部７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃの側辺７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃに、リード端子４０ａ，４０ｂが、直列に接続されている枠体７１からなるリードフレーム７０を、プレス加工等によって打ち抜き成形する。リード端子４０ａ，４０ｂは、収容開口部７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃに収容する基板集合体９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃの各パッケージ領域８０の端子接続面２２ａ，２２ｂに設けられた第２電極部２６ａ，２６ｂに対応して形成される。また、配列されたリード端子４０ａ，４０ｂの列の両端には、基板集合体９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃの両端に設けられた捨て基板６２ａ，６２ｂに接続される捨てリード６３ａ，６３ｂが形成されている。
【００５０】
次に、図７（ｂ）に示すように、配列されたリード端子４０ａ，４０ｂと、捨てリード６３ａ，６３ｂとを折り曲げて、各収容開口部７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃに収容する基板集合体９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃの各パッケージ領域８０の端子接続面２２ａ，２２ｂに設けられた第２電極部２６ａ，２６ｂに接続されるように成形する。このリード端子４０ａ，４０ｂと、捨てリード６３ａ，６３ｂの折り曲げは、フォーミングによって行うことができる。
【００５１】
また、第１工程および第２工程と独立して、予めまたは第１工程および第２工程と並行して、所望の金型を用いて、図４に示す形状のヒートシンク３０を作製する。
【００５２】
次に、第３工程において、図８に示すように、第１工程で製造された基板集合体９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃと、第２工程で製造されたリードフレーム７０と、ヒートシンク３０を用いて、パッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃがリードフレーム７０に接続・支持された、図１および図２に示す発光装置用パッケージ１００の集合構造体２００を製造する。
【００５３】
この第３工程においては、下記の（Ａ）および（Ｂ）の工程を行う。このとき、工程（Ａ）および工程（Ｂ）を行う順番は、特に制限されず、いずれの順番で行ってもよい（同時に行うこともできる）。
（Ａ）リードフレーム７０の各収容開口部７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃに基板集合体９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃを収容するとともに、各パッケージ領域８０の端子接続面２２ａ，２２ｂに設けられた第２電極部２６ａ，２６ｂにリードフレーム４０ａ，４０ｂの接合端子部４１ａ，４１ｂを、例えば、銀ロウ等の接着部材を介して接合する。
（Ｂ）基板集合体９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃの各パッケージ領域８０の下面にヒートシンク３０を装着する。
【００５４】
そして、以上のようにして製造された集合構造体２００は、複数の発光装置用パッケージ１００を、リードフレーム７０に支持された状態で、一括して効率的に加工および処理を行うことができる。例えば、絶縁性基板２０の内部に配設した導電性部材を利用して、パッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃを構成する発光装置用パッケージ１００の全てに、一括して電解めっき処理を施すことができる。
【００５５】
この電解めっき処理は、まず、捨てリード６３ａ，６３ｂを付けた状態で、まず、Ｎｉめっき等の電解めっきを行って、パッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ、ヒートシンク３０、リードフレーム７０にＮｉめっき被膜等を被覆させる。次に、捨てリード６３ａ，６３ｂを、パッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃから切り離した状態で、例えば、Ａｕめっき等の電解めっきを行うことによって、パッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃおよびリードフレーム７０のみにＡｕめっきを施すことができる。
【００５６】
最後に、下記の工程（Ｃ）および工程（Ｄ）によって、図３に示す発光装置用パッケージ１００を個品化することができる。このとき、工程（Ｃ）および工程（Ｄ）を行う順番は、特に制限されず、いずれの順番で行ってもよい。
（Ｃ）パッケージ集合体６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃの各発光装置用パッケージ１００を、分離部６１を介して切り離す。
（Ｄ）リード端子４０ａ，４０ｂをリードフレーム７０の枠体７１から切り離す。
【００５７】
次に、図９に示すように、得られた発光装置用パッケージ１００の第１電極部２５に、発光素子１１を含む発光部１０を搭載することによって、発光装置３００を製造することができる。また、複数の発光装置用パッケージ１００を、リードフレーム７０に支持された状態で、各発光装置用パッケージ１００の素子載置面２１の第１電極部２５に発光素子を含む発光部を配設することによって、複数の発光装置を連設した状態で製造し、工程（Ｃ）および工程（Ｄ）によって、発光装置３００を個品化してもよい。
【００５８】
この発光装置３００において、発光部１０は、絶縁性基板２０ａの上面に形成された配線パターンにダイボンド部材にて固定された発光素子１１と、この発光素子１１を被覆する封止部材１２とを備えている。発光素子１１は、例えば、窒化ガリウム系化合物半導体から成るＬＥＤ等から構成される。封止部材１２は、例えば、蛍光物質を含有した熱硬化性樹脂ベースの複合材料で構成されており、発光装置３００の色調調整を行うものである。また、封止部材１２は、発光素子１１を、外力や埃、水分などから保護すると共に、発光素子１１の耐熱性、耐候性、耐光性を良好なものとする。また、封止部材１２には、所望外の波長をカットする目的で有機や無機の着色染料や着色顔料を含有させたり、配光や色ムラを制御する目的で拡散材やフィラーを含有させたりすることができる。
【００５９】
発光素子１１は、基板上に、例えば、ＧａＡｌＮ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等の半導体を発光層として形成させたものが用いられる。半導体の構造としては、例えば、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やＰＮ接合を有したホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を紫外光から赤外光まで種々選択することができる。発光層は、量子効果が生ずる薄膜とした単一量子井戸構造や多重量子井戸構造としてもよい。
【００６０】
屋外などの使用を考慮する場合、高輝度な発光素子を形成可能な半導体材料として窒化ガリウム系化合物半導体を用いることが好ましく、また、赤色ではガリウム・アルミニウム・砒素系の半導体やアルミニウム・インジュウム・ガリウム・燐系の半導体を用いることが好ましいが、用途によって種々利用することもできる。
【００６１】
窒化ガリウム系化合物半導体を使用した場合、半導体基板にはサファイヤ、スピネル、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯやＧａＮ単結晶等の材料が用いられる。結晶性の良い窒化ガリウムを量産性良く形成させるためにはサファイヤ基板を用いることが好ましい。窒化物系化合物半導体を用いた発光素子１１の例を示す。サファイヤ基板上にＧａＮ、ＡｌＮ等のバッファー層を形成する。その上にＮ或いはＰ型のＧａＮである第１のコンタクト層、量子効果を有するＩｎＧａＮ薄膜である活性層、Ｐ或いはＮ型のＡｌＧａＮであるクラッド層、Ｐ或いはＮ型のＧａＮである第２のコンタクト層を順に形成した構成とすることができる。窒化ガリウム系化合物半導体は、不純物をドープしない状態でＮ型導電性を示す。なお、発光効率を向上させる等所望のＮ型窒化ガリウム半導体を形成させる場合は、Ｎ型ドーパントとしてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を適宜導入することが好ましい。
【００６２】
一方、Ｐ型窒化ガリウム半導体を形成させる場合は、Ｐ型ドーパンドであるＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等をドープさせる。窒化ガリウム系半導体は、Ｐ型ドーパントをドープしただけではＰ型化しにくいためＰ型ドーパント導入後に、炉による加熱、低電子線照射やプラズマ照射等によりアニールすることでＰ型化させる必要がある。こうして形成された半導体ウエハーに、部分的にエッチングなどを行って正負の各電極を形成させる。その後半導体ウエハーを所望の大きさに切断することによって発光素子を形成させることができる。
【００６３】
こうした発光素子１１は、所望に応じて適宜複数個用いることができ、その色の組み合わせや配列状態によって様々な形態の発光装置を形成することができる。例えば、ドットマトリックスや直線状など種々選択させることもでき、これにより、実装密度が極めて高く熱引きに優れた発光装置が得られる。また、表示装置用のフルカラー発光装置として利用するためには、発光波長が６１０ｎｍ〜７００ｎｍである赤色系発光素子と、発光波長が４９５ｎｍ〜５６５ｎｍである緑色系発光素子と、発光波長が４３０ｎｍ〜４９０ｎｍである青色系発光素子とを組み合わせることが好ましい。また、本実施形態の発光装置３００において、蛍光物質を用いて白色系などの混色光を発光させる場合は、蛍光物質からの発光波長との補色関係や透光性樹脂の劣化等を考慮して、発光素子１１の発光波長は４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下が好ましく、４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下がより好ましい。発光素子と蛍光物質との励起、発光効率をそれぞれより向上させるためには、４５０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下がさらに好ましい。なお、比較的紫外線により劣化されにくい部材との組み合わせにより４００ｎｍより短い紫外線領域或いは可視光の短波長領域を主発光波長とする発光素子１１を用いることもできる。
【００６４】
ダイボンド部材は、発光素子１１と、絶縁性基板２０ａの表面に設けられた配線パターンとを固定させるための部材であり、これらを接着可能な部材であれば特に限定されない。特に、熱引きを考慮すると、ダイボンド部材は、Ａｇペースト、カーボンペースト、ＩＴＯペーストあるいは金属バンプ等を用いることが好ましい。特に、発熱量の多いパワー系発光装置の場合、融点が高いことから高温下にて組織的構造が変化することが少なく力学特性の低下が少ないＡｕ−Ｓｎ系の共晶はんだを用いることが好ましい。
【００６５】
封止部材１２に用いられる透光性部材を構成する具体的材料としては、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、シリコーン、変性エポキシ樹脂、変性シリコーン樹脂、ポリアミドなどの耐候性に優れた透明樹脂やガラスなどが好適に用いられる。高密度に発光素子１１を配置させた場合は、熱衝撃による各部材間の接合破壊を抑制するために、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂やそれらを組み合わせたものなどを使用することがより好ましい。また、透光性部材中には、視野角をさらに増やすために拡散剤を含有させても良い。具体的な拡散剤としては、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素等が好適に用いられる。さらに、発光素子１１からの光の少なくとも一部を波長変換させる蛍光物質を含有させることもできる。
【００６６】
封止部材１２は、紫外線を含む短波長の高エネルギー光に曝されても着色劣化しにくいシリコーン樹脂や変性シリコーン樹脂であることが好ましく、これにより色ズレや色ムラの発生が抑制される。本形態に利用することができる蛍光物質は、発光素子１１の光を変換させるものであり、発光素子１１からの光をより長波長に変換させるものの方が効率がよい。発光素子１１からの光がエネルギーの高い短波長の可視光の場合、アルミニウム酸化物系蛍光体の一種であるＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体やＣａ２Ｓｉ５Ｎ８蛍光体が好適に用いられる。特に、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体は、その含有量によってＬＥＤチップからの青色系の光を一部吸収して補色となる黄色系の光を発するため、白色系の混色光を発する高出力な発光ダイオードを、比較的簡単に形成することができる。
【００６７】
本発明の発光装置用パッケージおよびその製造方法は、前記の実施形態に限定されず、各種の構成を含むことができる。例えば、リード端子４０ａ，４０ｂの個数、リード端子４０ａ，４０ｂの端子接合部４１ａ，４１ｂ、リード先端部４２ａ，４２ｂ、絶縁性基板２０ａの素子載置面２１と、端子接続面２２ａ，２２ｂと、隔壁２３と、キャビティ２４の形状、配置場所、さらには、パッケージ集合体の個数、リードフレーム７０の収容開口部の開口数、１列のパッケージ集合体における発光装置用パッケージ１００の配列数、ヒートシンク（放熱部材）３０の上段のブロックおよび下段のブロックの形状などを種々変形した構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の発光装置用パッケージの集合構造体の一例を示す斜視図である。
【図２】発光装置用パッケージの集合構造体の組立状態を示す平面図である。
【図３】発光装置用パッケージを示す斜視図である。
【図４】発光装置用パッケージにおけるヒートシンクの基板接合面と、絶縁性基板との接合面積を示す底面図である。
【図５】ヒートシンク（放熱部材）を示す斜視図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、基板集合体の製造工程を説明する図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、リードフレームの製造工程を説明する図である。
【図８】発光装置用パッケージの集合構造体の組立方法を説明する図である。
【図９】発光装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６９】
１００    発光装置用パッケージ
２００    発光装置用パッケージの集合構造体
３００    発光装置
１０      発光部
１１      発光素子
１２      封止部材
２０，２０ａ      絶縁性基板
２１      素子載置面（上面）
２２ａ，２２ｂ    端子接続面
２３      隔壁
２４      キャビティ
２５      第１電極部
２６ａ，２６ｂ    第２電極部
３０      ヒートシンク（放熱部材）
３０ａ    上段のブロック
３０ｂ    下段のブロック
３１      固定部
３２      基板接合面
４０ａ，４０ｂ    リード端子
４１ａ，４１ｂ    接合端子部
４２ａ，４２ｂ    リード先端部
４３ａ，４３ｂ    折曲部
５０      保護素子
６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ      パッケージ集合体
６１      分離部
６１ａ    横分離部
６１ｂ    縦分離部
６２ａ，６２ｂ    捨て基板
６３ａ，６３ｂ    捨てリード
７０      リードフレーム
７１      枠体
７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ    収容開口部
７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ    側辺
８０      パッケージ領域
９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ    基板集合体
【図１】
0005157357.tif 000002
【図２】
0005157357.tif 000003
【図３】
0005157357.tif 000004
【図４】
0005157357.tif 000005
【図５】
0005157357.tif 000006
【図６】
0005157357.tif 000007
【図７】
0005157357.tif 000008
【図８】
0005157357.tif 000009
【図９】
0005157357.tif 000010