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JP5256591B2 - Light emitting device - Google Patents

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JP5256591B2
JP5256591B2 JP2006222093A JP2006222093A JP5256591B2 JP 5256591 B2 JP5256591 B2 JP 5256591B2 JP 2006222093 A JP2006222093 A JP 2006222093A JP 2006222093 A JP2006222093 A JP 2006222093A JP 5256591 B2 JP5256591 B2 JP 5256591B2
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啓祐 徳田
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Nichia Corp
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Description

本発明は、発光装置に関し、より詳細には、保護素子が設けられた発光装置に関する。   The present invention relates to a light emitting device, and more particularly to a light emitting device provided with a protection element.

近年、半導体を利用した発光装置については、その用途の広がりとともに、高出力化と信頼性向上が課題となっている。いわゆるランプタイプの発光装置においても、信号機、車載部品、看板用チャンネルレターなど、高信頼性や高出力が求められる発光装置に、静電気や過電圧、過電流、逆電圧等への耐性の要求が高まっている。   2. Description of the Related Art In recent years, with respect to light emitting devices that use semiconductors, higher output and improved reliability have become issues as the application spreads. Even in so-called lamp-type light emitting devices, demands for resistance to static electricity, overvoltage, overcurrent, reverse voltage, etc. are increasing for light emitting devices that require high reliability and high output, such as traffic lights, in-vehicle components, and channel letters for signboards. ing.

発光装置の、異常電流、異常電圧に対する耐性を高めるためには、一般に、ツェナーダイオード等の保護素子を、発光素子とともにパッケージ内に設ける方法がとられる。ランプタイプの発光装置は、パッケージの内部に発光素子が備えられ、発光素子の正負の電極がそれぞれ接続される正及び負の電極としてリード端子が一体成形されて構成されている。このように、スペースが限られている発光装置に保護素子を設けるにあたっては、配光などの光学特性や製造工程上、制約が多いが、一方のリード端子に凹部を設け、その凹部底面に発光素子を載置し、凹部を取り囲む鍔部に保護素子を載置している発光装置や、発光素子を載置したリード端子と対になるリード端子に保護素子を載置している発光装置が提案されている(例えば、特許文献1)。   In order to increase the resistance of the light emitting device to abnormal current and abnormal voltage, a method of providing a protective element such as a Zener diode in the package together with the light emitting element is generally used. A lamp type light emitting device includes a light emitting element in a package, and lead terminals are integrally formed as positive and negative electrodes to which positive and negative electrodes of the light emitting element are connected, respectively. As described above, when providing a protective element in a light-emitting device with limited space, there are many restrictions in terms of optical characteristics such as light distribution and the manufacturing process, but there is a recess in one lead terminal and light is emitted from the bottom of the recess. A light-emitting device in which a protective element is placed on a flange that surrounds the recess, and a light-emitting device in which a protective element is placed on a lead terminal that is paired with a lead terminal on which the light-emitting element is placed It has been proposed (for example, Patent Document 1).

このような構成は、保護素子の設置が配光に及ぼす悪影響が少なく、製造工程が容易である。
特開平10−256610号公報
Such a configuration has less adverse effect on the light distribution due to the installation of the protective element, and the manufacturing process is easy.
JP-A-10-256610

発光装置は、発光素子の発熱に伴い、熱膨張に起因して、金属部材と発光装置を構成する他の部材との密着性が低下したり、パッケージにクラックが生じたり、ワイヤの断線が発生したりして、発光装置の信頼性に影響を与えるなどの問題が生じることがある。
しかし、特許文献1では、リード、鍔部等の形状及び位置が、パッケージ等発光装置の他の構成部材に与える影響について、言及されていない。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、保護素子を発光素子に併用することにより、より耐圧強度を確保しながら、クラックや構成部材同士の密着性の低下やワイヤの断線を防止して、その特性を向上させ、信頼性の高い発光装置を提供することを目的とする。
In the light emitting device, due to the heat generation of the light emitting element, due to thermal expansion, the adhesion between the metal member and the other members constituting the light emitting device is reduced, the package is cracked, or the wire is broken As a result, problems such as affecting the reliability of the light emitting device may occur.
However, Patent Document 1 does not mention the influence of the shapes and positions of leads, collars, and the like on other components of the light emitting device such as a package.
The present invention has been made in view of the above problems, and by using a protective element in combination with a light-emitting element, it can prevent cracks and lowering of adhesion between constituent members and disconnection of wires while securing a higher pressure resistance. Thus, it is an object to provide a highly reliable light-emitting device with improved characteristics.

発光素子と、保護素子と、これら発光素子及び保護素子と電気的に接続された第1及び第2の金属部材と、少なくともこれら第1及び第2の金属部材の一部を埋め込むパッケージとから構成された発光装置であって、
前記第1の金属部材は、前記発光素子を載置する凹部と、該凹部を取り囲む鍔部とを有し、これら凹部及び鍔部は、前記第2の金属部材に対向するとともに、前記鍔部は、前記第2の金属部材に対向する側と前記第2の金属部材の対向側と反対の側との間に前記凹部の外周から一定幅で形成された領域と、前記第2の金属部材に対向する側において第2の金属部材に近づくにつれて前記一定幅よりも徐々に幅広となる領域と、前記第2の金属部材の対向側と反対の側において前記幅広となる領域よりも幅狭の領域とを有することを特徴とする。
A light emitting element; a protective element; a first and second metal member electrically connected to the light emitting element and the protective element; and a package in which at least part of the first and second metal members is embedded. A light emitting device,
The first metal member has a recess for placing the light emitting element and a flange that surrounds the recess, and the recess and the flange are opposed to the second metal member, and the flange A region formed with a constant width from the outer periphery of the recess between a side facing the second metal member and a side opposite to the facing side of the second metal member, and the second metal member A region that gradually becomes wider than the constant width as it approaches the second metal member on the side opposite to the second metal member, and a region that is narrower than the region that becomes wider on the side opposite to the opposite side of the second metal member. And a region .

この発光装置においては、第1の金属部材の鍔部に保護素子が載置されていることが好ましく、さらに、第1の金属部材の鍔部の幅広領域に保護素子が載置されていることが好ましい。   In this light emitting device, it is preferable that the protective element is placed on the flange portion of the first metal member, and further, the protective element is placed on the wide region of the flange portion of the first metal member. Is preferred.

また、第1の金属部材の凹部及び鍔部が、平面視において線対称に形成されていることが好ましい。
さらに、第2の金属部材は、第1の金属部材に対向する領域の一部において、該第1の金属部材に向かって徐々に幅広となり、前記第2の金属部材が、平面視において線対称に形成されており、前記幅広領域に保護素子が載置されていることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the recessed part and collar part of a 1st metal member are formed in line symmetry in planar view.
Further, the second metal member gradually increases in width toward the first metal member in a part of the region facing the first metal member, and the second metal member is line symmetric in plan view. It is preferable that the protective element is placed in the wide region.

この発光装置においては、第2の金属部材における幅広領域は、徐々に幅広となる領域であることが好ましい。
上述したこれら発光装置においては、少なくとも該凹部内に透光性被覆材が埋め込まれていることが好ましく、透光性被覆材は、蛍光物質を含むことが好ましい。また、発光素子の光射出方向にさらにレンズを備えることが好ましい。
In this light-emitting device, it is preferable that the wide region in the second metal member is a region that gradually becomes wider.
In these light-emitting devices described above, it is preferable that a light-transmitting coating material is embedded at least in the recess, and the light-transmitting coating material preferably contains a fluorescent substance. It is preferable that a lens is further provided in the light emitting direction of the light emitting element.

第1の金属部材の平面視における対称中心線の延長線上に第2の金属部材の平面視における対称中心線が配置されて構成されていることが好ましい。
また、これら上述した発光装置においては、少なくとも該凹部内に透光性被覆材が埋め込まれていることが好ましく、透光性被覆材は、蛍光物質を含むことが好ましい。また、発光素子の光射出方向にさらにレンズを備えることが好ましい。
It is preferable that the symmetrical center line in the plan view of the second metal member is arranged on the extended line of the symmetrical center line in the plan view of the first metal member.
In these light-emitting devices described above, it is preferable that a light-transmitting coating material is embedded at least in the recess, and the light-transmitting coating material preferably contains a fluorescent substance. It is preferable that a lens is further provided in the light emitting direction of the light emitting element.

本発明によれば、保護素子を発光素子に併用することにより、より耐圧強度を確保することができる。また、第1の金属部材が、発光素子を載置する凹部と鍔部とを有しており、これら凹部及び鍔部とが、第2の金属部材に対向し、鍔部が、前記第2の金属部材に対向する側において第2の金属部材に近づくにつれて徐々に幅広となっていることにより、信頼性への影響を最小限にとどめながら、保護素子を載置する領域を適切に確保することができる。   According to the present invention, the pressure resistance can be further ensured by using the protective element in combination with the light emitting element. Further, the first metal member has a concave portion and a flange portion on which the light emitting element is placed, the concave portion and the flange portion are opposed to the second metal member, and the flange portion is the second portion. By gradually increasing the width toward the second metal member on the side facing the metal member, an area for placing the protection element is appropriately secured while minimizing the influence on reliability. be able to.

また、本発明の別の発光装置によれば、第1の金属部材が、第2の金属部材に対向し、発光素子を載置する凹部と、この凹部を取り囲む鍔部とを有し、第2の金属部材が、第1の金属部材に対向する領域の一部において、第1の金属部材に向かって幅広となっていることにより、保護素子を載置する領域を確保しつつ、パッケージと第2の金属部材との密着性を向上させることができる。さらに、第1の金属部材および鍔部に近接している幅広部を、保護素子の載置またはワイヤボンディングに利用することで、ワイヤ長を短くすることができるため、ワイヤの断線を防止することができる。
従って、発光装置自体の特性を向上させることができ、長寿命化を図ることが可能となる。
According to another light emitting device of the present invention, the first metal member has a recess facing the second metal member and mounting the light emitting element, and a flange surrounding the recess, The metal member of 2 is wide toward the first metal member in a part of the region facing the first metal member, so that a region for placing the protection element is secured, and the package and Adhesion with the second metal member can be improved. Furthermore, since the wire length can be shortened by using the first metal member and the wide portion adjacent to the collar portion for mounting the protective element or wire bonding, preventing the wire from being disconnected. Can do.
Therefore, the characteristics of the light emitting device itself can be improved, and the life can be extended.

本発明の発光装置は、主として、発光素子と、保護素子と、これら発光素子及び保護素子と電気的に接続される第1及び第2の金属部材と、パッケージとから構成される。
(発光素子)
発光素子は、半導体発光素子であればよく、いわゆる発光ダイオードと呼ばれる素子であればどのようなものでもよい。例えば、基板上に、InN、AlN、GaN、InGaN、AlGaN、InGaAlN等の窒化物半導体、III−V族化合物半導体、II−VI族化合物半導体等、種々の半導体によって、活性層を含む積層構造が形成されたものが挙げられる。基板としては、C面、A面、R面のいずれかを主面とするサファイアやスピネル(MgA124)のような絶縁性基板、また炭化珪素(6H、4H、3C)、シリコン、ZnS、ZnO、GaAs、ダイヤモンド;ニオブ酸リチウム、ガリウム酸ネオジウム等の酸化物基板、窒化物半導体基板(GaN、AlN等)等が挙げられる。半導体の構造としては、MIS接合、PIN接合、PN接合などのホモ構造、ヘテロ結合あるいはダブルヘテロ結合のものが挙げられる。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造、多重量子井戸構造としてもよい。活性層には、Si、Ge等のドナー不純物及び/又はZn、Mg等のアクセプター不純物がドープされる場合もある。得られる発光素子の発光波長は、半導体の材料、混晶比、活性層のInGaNのIn含有量、活性層にドープする不純物の種類を変化させるなどによって、紫外領域から赤色まで変化させることができる。
The light emitting device of the present invention mainly includes a light emitting element, a protective element, first and second metal members electrically connected to the light emitting element and the protective element, and a package.
(Light emitting element)
The light emitting element may be a semiconductor light emitting element, and any element may be used as long as it is an element called a light emitting diode. For example, a laminated structure including an active layer is formed on a substrate by various semiconductors such as a nitride semiconductor such as InN, AlN, GaN, InGaN, AlGaN, InGaAlN, a III-V compound semiconductor, and a II-VI compound semiconductor. What was formed is mentioned. As a substrate, an insulating substrate such as sapphire or spinel (MgA1 2 O 4 ) whose main surface is any one of C-plane, A-plane and R-plane, silicon carbide (6H, 4H, 3C), silicon, ZnS ZnO, GaAs, diamond; oxide substrates such as lithium niobate and neodymium gallate, nitride semiconductor substrates (GaN, AlN, etc.), and the like. Examples of the semiconductor structure include a homostructure such as a MIS junction, a PIN junction, and a PN junction, a hetero bond, and a double hetero bond. Alternatively, the semiconductor active layer may have a single quantum well structure or a multiple quantum well structure in which a thin film in which a quantum effect is generated is formed. The active layer may be doped with donor impurities such as Si and Ge and / or acceptor impurities such as Zn and Mg. The emission wavelength of the resulting light-emitting element can be changed from the ultraviolet region to red by changing the semiconductor material, the mixed crystal ratio, the In content of InGaN in the active layer, the type of impurities doped in the active layer, etc. .

このような発光素子は、後述する金属部材に載置される。発光素子を金属部材に載置するためには、接合部材が用いられる。例えば、青及び緑発光を有し、サファイア基板上に窒化物半導体を成長させた発光素子の場合には、エポキシ樹脂、シリコーン等を用いることができる。また、発光素子からの光や熱による劣化を考慮して、発光素子裏面にAlメッキをしてもよいし、樹脂を使用せず、Au−Sn共晶などの半田、低融点金属等のろう材を用いてもよい。さらに、GaAs等からなり、赤色発光を有する発光素子のように、両面に電極が形成された発光素子の場合には、銀、金、パラジウムなどの導電性ペースト等によってダイボンディングしてもよい。
本発明の発光装置では、発光素子は1つのみ搭載されていてもよいが、2つ以上搭載されていてもよい。
Such a light emitting element is mounted on a metal member to be described later. In order to place the light emitting element on the metal member, a joining member is used. For example, in the case of a light emitting element having blue and green light emission and having a nitride semiconductor grown on a sapphire substrate, epoxy resin, silicone, or the like can be used. In consideration of deterioration from light and heat from the light emitting element, the back surface of the light emitting element may be plated with Al, without using resin, solder such as Au—Sn eutectic, low melting point metal, etc. A material may be used. Furthermore, in the case of a light emitting element made of GaAs or the like and having electrodes formed on both sides thereof, such as a light emitting element that emits red light, die bonding may be performed using a conductive paste such as silver, gold, or palladium.
In the light emitting device of the present invention, only one light emitting element may be mounted, but two or more light emitting elements may be mounted.

(第1及び第2金属部材)
金属部材は、通常、発光素子及び保護素子等と電気的に接続され、一般にリード電極としての機能、ならびに/又は発光素子及び保護素子等とを載置する機能を果たす。金属部材は、通常、その一部がパッケージ内に埋設されているため、パッケージ内で、発光素子等の載置台及び/又はリード電極として機能する部分を内部端子、パッケージ外にまで延設され、外部端子との電気的な接続をとる機能を有する部分を外部端子ともいう。従って、これらの機能を果たすことができるものであれば、その材料は特に限定されないが、熱伝導率の比較的大きな材料で形成することが好ましい。このような材料で形成することにより、発光素子で発生する熱を効率的に逃がすことができる。例えば、200W/(m・K)程度以上の熱伝導率を有しているもの、比較的大きい機械的強度を有するもの、あるいは打ち抜きプレス加工又はエッチング加工等が容易な材料が好ましい。例えば、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル等の金属又は鉄−ニッケル合金、燐青銅、鉄入り銅等あるいはこれらの表面に銀、アルミニウム、銅、金等の金属メッキ膜が施こされたもの等が挙げられる。金属部材の表面は反射率を向上させるために平滑であることが好ましい。金属部材は、通常、均一な膜厚で形成されているが、部分的に厚膜又は薄膜であってもよい。
(First and second metal members)
The metal member is usually electrically connected to the light emitting element, the protective element, and the like, and generally functions as a lead electrode and / or a function of placing the light emitting element, the protective element, and the like. Since a part of the metal member is normally embedded in the package, the part that functions as a mounting table such as a light emitting element and / or a lead electrode in the package is extended to the internal terminal and the package, A portion having a function of establishing electrical connection with an external terminal is also referred to as an external terminal. Accordingly, the material is not particularly limited as long as it can perform these functions, but it is preferably formed of a material having a relatively large thermal conductivity. By forming with such a material, heat generated in the light emitting element can be efficiently released. For example, a material having a thermal conductivity of about 200 W / (m · K) or more, a material having a relatively large mechanical strength, or a material that can be easily punched or etched is preferable. For example, metal such as copper, aluminum, gold, silver, tungsten, iron, nickel or iron-nickel alloy, phosphor bronze, iron-containing copper, etc. or a metal plating film such as silver, aluminum, copper, gold, etc. is applied to the surface. Examples include rubbed ones. The surface of the metal member is preferably smooth in order to improve the reflectance. The metal member is usually formed with a uniform film thickness, but may be partially thick or thin.

金属部材の形状は、特に限定されず、発光素子の個数、配列、配置可能なスペース等を考慮して適宜決定することができる。例えば、内部端子として発光素子を載置する第1の金属部材は、発光素子を載置する凹部と、この凹部を取り囲む鍔部とを有する。これら凹部及び鍔部は、第2の金属部材に対向するとともに、鍔部は、第2の金属部材に対向する側において第2の金属部材に近づくにつれて徐々に幅広となっていることが適している。ここで、鍔部の第2の金属部材に対向する側とは、厳密に第1の金属部材に面している部位のみならず、例えば、凹部の第2の金属部材側半分を取り囲む鍔部、具体的には、図2(a)における破線B−B’の第2の金属部材側を指す。このような形状を有することにより、保護素子を載置する領域を適切に確保しつつ、パッケージのクラックを有効に防止することができる。また、後述する凹部内に埋め込む透光性被覆材の凹部及び鍔部からの樹脂だれを、有効に防止することができる。   The shape of the metal member is not particularly limited, and can be appropriately determined in consideration of the number of light emitting elements, the arrangement, the space in which the light emitting elements can be arranged, and the like. For example, the first metal member on which the light emitting element is placed as an internal terminal has a recess for placing the light emitting element and a flange that surrounds the recess. It is suitable that the recess and the collar face the second metal member, and that the collar gradually becomes wider as it approaches the second metal member on the side facing the second metal member. Yes. Here, the side facing the second metal member of the buttocks is not only the portion that strictly faces the first metal member, but, for example, the buttocks that surround the second metal member side half of the recess Specifically, it refers to the second metal member side of broken line BB ′ in FIG. By having such a shape, it is possible to effectively prevent cracking of the package while appropriately securing a region on which the protective element is placed. In addition, it is possible to effectively prevent the resin dripping from the concave portion and the collar portion of the translucent coating material embedded in the concave portion described later.

また、第1の金属部材は、凹部及び鍔部が、平面視(図2(a)参照)において、線対称の形状で形成されていることが好ましい。これにより、発光素子の発熱による第1の金属部材の熱膨張に起因する熱応力を、偏在させることなく、均等に分散することができ、パッケージに生じるクラック等を防止し、パッケージ等の材料の密着性の低下を防止して、剥離等を有効に防止することができる。また、内部端子を構成する金属部材の大きさ及び形状等は、放熱性を高め、配置される発光素子の温度上昇を効果的に抑制し、発光素子により多くの電流を投入することができ、ワイヤボンディングの作業性を容易とすることができるように調節することが好ましい。   Moreover, as for the 1st metal member, it is preferable that the recessed part and the collar part are formed in the shape of line symmetry in planar view (refer Fig.2 (a)). Thereby, the thermal stress resulting from the thermal expansion of the first metal member due to the heat generation of the light emitting element can be evenly distributed without being unevenly distributed, cracks generated in the package can be prevented, and the material such as the package can be prevented. Decrease in adhesion can be prevented and peeling and the like can be effectively prevented. In addition, the size and shape of the metal member constituting the internal terminal enhances heat dissipation, effectively suppresses the temperature rise of the arranged light emitting element, and can supply more current to the light emitting element. It is preferable to adjust so that the workability of wire bonding can be facilitated.

凹部は、少なくとも発光素子が載置できる底面積を有していればよく、例えば、円形、楕円形、多角形形状の角を丸めた形状又はこれらの形を元に変形した形状とすることができる。その深さは、例えば、発光素子の高さ以上、さらに、100μm程度以上であればよく、0.5mm程度以下が適している。また、側面は、垂直であってもよいが、底面に向かって狭くなるように傾斜していることが好ましい。例えば、底面に対する法線方向に0〜45°程度、20〜40°程度で傾斜していることが適している。これにより、発光素子からの光を効率的に上面に導くことができる。   The concave portion only needs to have at least a bottom area on which the light emitting element can be placed. For example, the concave portion may have a circular shape, an elliptical shape, a polygonal shape with rounded corners, or a shape deformed based on these shapes. it can. The depth may be, for example, not less than the height of the light emitting element, and more than about 100 μm, and about 0.5 mm or less is suitable. The side surface may be vertical, but is preferably inclined so as to become narrower toward the bottom surface. For example, it is suitable to incline at about 0 to 45 ° or about 20 to 40 ° in the normal direction with respect to the bottom surface. Thereby, the light from a light emitting element can be efficiently guide | induced to an upper surface.

鍔部は、凹部の外周を取り囲み、凹部の底面とは異なる高さに配置されている。なお、凹部から鍔部にかけて、その表面が丸みを帯びていることが好ましい(図2(b)中、X参照)。このように丸みをつけることにより、凹部の開口部縁上の透光性被覆部材及びパッケージにクラックが入りにくくなり、透光性被覆材及びパッケージの剥がれを防止することができる。鍔部は、凹部の形状に対応して、通常、2〜5mm程度の直径を有する円形、楕円形、多角形形状の角を丸めた形状又はこれらの形を元に変形した形状とすることができ、その幅は、凹部の外周から、例えば、0.3〜1.5mm程度の一定幅で形成されている領域を備える。つまり、この一定幅の領域で形成されている鍔部は、実質的に凹部の外周形状と相似又はほぼ相似な形状であることが適している。また、鍔部は、一定幅の領域に加えて、第2の金属部材に近づくにつれて徐々に幅広となる領域を有している。ここで、徐々に幅広となるとは、急激な変化で幅広部分(突出部分)が形づくられているのではなく、例えば、鍔部の外周1mm当り、0.3mm以内、0.25mm以内、さらに0.2mm以内の幅の増減を意味する。このように鍔部が徐々に変化することにより、凹部内の発光素子上から鍔部にわたって、例えば、ポッティングにより透光性被覆材を被覆する際に、透光性被覆材の表面張力が適切に働き、所望の部位を適切に被覆することができる。これは、鍔部に急峻な変化で突出部分が形成されている場合には、その突出部分の両脇(角の部分)から透光性被覆材が流れ出し、表面張力を良好に働かせることができなくなるという現象を回避するものである。   The collar portion surrounds the outer periphery of the recess and is disposed at a height different from the bottom surface of the recess. In addition, it is preferable that the surface is rounded from a recessed part to a collar part (refer X in FIG.2 (b)). By rounding in this way, the light-transmitting covering member and the package on the edge of the opening of the recess are less likely to crack, and the light-transmitting covering material and the package can be prevented from peeling off. Corresponding to the shape of the recess, the collar portion is usually a round shape, an elliptical shape having a diameter of about 2 to 5 mm, a shape with rounded corners of a polygonal shape, or a shape deformed based on these shapes. The width includes a region formed with a constant width of about 0.3 to 1.5 mm, for example, from the outer periphery of the recess. That is, it is suitable that the collar portion formed in the region having the constant width is substantially similar to or substantially similar to the outer peripheral shape of the recess. Moreover, the collar part has the area | region which becomes wide gradually as it approaches the 2nd metal member in addition to the area | region of a fixed width | variety. Here, gradually widening does not mean that the wide portion (protruding portion) is formed by an abrupt change, for example, within 0.3 mm, within 0.25 mm, or even 0 per 1 mm of the outer periphery of the collar. .Increase or decrease in width within 2 mm. Thus, the surface tension of the translucent coating material is appropriately adjusted when the translucent coating material is coated, for example, by potting, from the light emitting element in the recess to the eaves portion by gradually changing the eaves portion. Working and can properly coat the desired site. This is because when a protruding part is formed in the collar part with a sharp change, the translucent coating material flows out from both sides (corner part) of the protruding part, and the surface tension can work well. This is to avoid the phenomenon of disappearing.

また、鍔部及び幅広部の外周が、第2の金属部材に対向する付近(例えば、図2(a)の13c付近)において、丸みを帯びていることにより、第1の金属部材と第2の金属部材との間のパッケージのクラックを有効に防止することができる。   In addition, the outer periphery of the flange portion and the wide portion is rounded in the vicinity facing the second metal member (for example, in the vicinity of 13c in FIG. 2A). The crack of the package between the metal members can be effectively prevented.

鍔部の幅広領域の位置は、特に限定されるものではないが、通常、凹部に載置された発光素子から第2の金属部材にわたって、ワイヤボンディングが行われ、かつ、保護素子から第2の金属部材にわたってもワイヤボンディングが行われるため、これらのワイヤボンディングに支障をきたす又は阻害することとならないように決定することが好ましい。通常、発光素子が載置される凹部及び鍔部は、第2の金属部材に対向するように配置されている。従って、鍔部の幅広領域は、第2の金属部材に対向する側に配置されており、第1の金属部材の後述する対称中心線上から偏って配置されていることが好ましい。また、幅広となる領域は、第2の金属部材に対向する側のみ(例えば、図2(a)におけるB−B’線の第2の金属部材側)に配置されることが好ましく、第1の金属部材の外部端子側には、幅広となる領域は配置されていないことが好ましい。第1の金属部材の外部端子側に幅広となる領域があると、第1の金属部材とにおける外部端子側において、外部端子と鍔部とのつなぎ目、つまり外部端子から鍔部にかけての湾曲部分の形状が急激に変化(幅が急激に変化する)こととなり、その周辺部、特に、湾曲部分のパッケージにクラックが入りやすくなることがあるからである。   The position of the wide region of the buttocks is not particularly limited, but usually, wire bonding is performed from the light emitting element placed in the recess to the second metal member, and from the protective element to the second element. Since wire bonding is also performed over the metal member, it is preferable to determine so as not to hinder or hinder these wire bonding. Usually, the recessed part and the collar part in which a light emitting element is mounted are arrange | positioned so as to oppose the 2nd metal member. Therefore, it is preferable that the wide area | region of a collar part is arrange | positioned on the side facing a 2nd metal member, and is biased from the symmetrical centerline mentioned later of a 1st metal member. Further, the widened region is preferably arranged only on the side facing the second metal member (for example, on the second metal member side of the line BB ′ in FIG. 2A). It is preferable that a wide region is not disposed on the external terminal side of the metal member. If there is a wide area on the external terminal side of the first metal member, on the external terminal side of the first metal member, the joint between the external terminal and the collar part, that is, the curved part from the external terminal to the collar part This is because the shape changes abruptly (the width changes abruptly), and cracks are likely to occur in the package around the periphery, particularly the curved portion.

この幅広領域は、保護素子を載置する領域として適している。特に、この幅広領域が第1の金属部材の対称中心線上から偏って配置され、かつ幅広領域に保護素子を載置することにより、保護素子の載置領域を十分確保することができるとともに、第1の金属部材の対称中心線上における最短距離よりも、第1の金属部材及び第2の金属部材との距離を大きくとることができるため、発光素子に対して近接しすぎず、十分な距離をとることができ、光の取り出しに悪影響を与えることがない。しかも、鍔部の幅広領域は、鍔部の他の領域よりも第2の金属部材と近接しているため、この幅広となる領域に第2の金属部材からのワイヤをボンディングする場合、発光素子のワイヤボンディングに支障をきたさず、かつ、鍔部の他の領域にボンディングするよりも、ワイヤの長さをより短くでき、ワイヤ切れを有効に防止することができる。   This wide area is suitable as an area for placing the protection element. In particular, the wide region is disposed offset from the symmetry center line of the first metal member, and the protective element is placed on the wide region, so that a sufficient placement region for the protective element can be secured. Since the distance between the first metal member and the second metal member can be made larger than the shortest distance on the symmetry center line of the one metal member, it is not too close to the light emitting element, and a sufficient distance is provided. Can be taken and does not adversely affect the light extraction. In addition, since the wide region of the collar portion is closer to the second metal member than the other regions of the collar portion, when the wire from the second metal member is bonded to the wide region, the light emitting element Therefore, the wire length can be shortened and wire breakage can be effectively prevented as compared with bonding to other regions of the buttock.

第2の金属部材は、必ずしも発光素子等が載置されるものではないため、凹部及び鍔部に対応する領域が形成されていなくてもよいが、第2の金属部材は、第1の金属部材に対向する領域の一部において、第1の金属部材に向かって幅広となる領域を有していてもよい。これにより、第2の金属部材に、保護素子を載置するための領域を確保することができる。幅広となる領域は、第2の金属部材よりも第1の金属部材と近接しているため、この幅広となる領域に発光素子、または保護素子のワイヤをボンディングする場合、第2の金属部材にボンディングするよりも、ワイヤの長さを短くでき、ワイヤ切れを有効に防止することができる。この幅広となる領域は、第1の金属部材に向かって突出した形状であってもよいが、徐々に幅広となる領域であることが好ましい。ここで徐々に幅広となるとは、上述したとおりである。   Since the second metal member is not necessarily mounted with a light emitting element or the like, the region corresponding to the concave portion and the collar portion may not be formed. However, the second metal member is the first metal member. You may have the area | region which becomes wide toward the 1st metal member in a part of area | region which opposes a member. Thereby, the area | region for mounting a protection element on the 2nd metal member is securable. Since the widened region is closer to the first metal member than the second metal member, when the light emitting element or the wire of the protective element is bonded to the widened region, the second metal member Compared to bonding, the length of the wire can be shortened, and wire breakage can be effectively prevented. The widened region may have a shape protruding toward the first metal member, but is preferably a gradually widened region. Here, the width gradually increases as described above.

さらに、第2の金属部材は(好ましくは、第1の金属部材の平面視における対称中心線の延長線に対して)、平面視において線対称に形成されていることが好ましい。これにより、発光装置のパッケージ内での金属部材の熱膨張に起因する応力の偏在をより均一にすることができ、クラックやパッケージ等の剥離をより防止することができる。つまり、応力の偏在及びリードのねじれが発生しにくくなり、パッケージのクラック及びワイヤ切れを有効に防止することができる。   Furthermore, the second metal member (preferably with respect to an extension line of the symmetrical center line in the plan view of the first metal member) is preferably formed in line symmetry in the plan view. Thereby, the uneven distribution of the stress caused by the thermal expansion of the metal member in the package of the light emitting device can be made more uniform, and cracks and packages can be further prevented from being peeled off. That is, uneven distribution of stress and twisting of the lead are less likely to occur, and cracks in the package and wire breakage can be effectively prevented.

また、この幅広領域に保護素子が載置されてなることが好ましい。これにより、第1の金属部材と保護素子との最適な距離を確保することができ、電気的な接続をより安定化することができるとともに、配光への影響を最小限に止めることができる。また、幅広領域は第1の金属部材に対向して配置されているため、第1の金属部材にボンディングするワイヤ長を短くすることができ、ワイヤ切れを有効に防止することができる。   Moreover, it is preferable that a protective element is placed in this wide region. Thereby, the optimal distance between the first metal member and the protection element can be secured, the electrical connection can be further stabilized, and the influence on the light distribution can be minimized. . Moreover, since the wide area | region is arrange | positioned facing the 1st metal member, the length of the wire bonded to a 1st metal member can be shortened, and wire breakage can be prevented effectively.

さらに、第2の金属部材は、その一部領域において、孔が形成されていることが好ましい(図2(a)参照)。これにより、パッケージ等との接触面積を増大させ、密着性を向上させることができる。また、孔を形成するのみならず、第2の金属部材のパッケージ内に配置される部分において、上述したような幅広領域を形成することにより、接触面積を増大させるとともに、パッケージ等と複雑に係合させることができるため、より密着性を向上させることができる。なかでも、幅広領域を、図4(b)に示すように、より複雑な形状とすることにより、この効果をより発揮させることができる。   Furthermore, it is preferable that the second metal member has a hole formed in a partial region thereof (see FIG. 2A). Thereby, a contact area with a package etc. can be increased and adhesiveness can be improved. In addition to forming the hole, the wide area as described above is formed in the portion of the second metal member disposed in the package, thereby increasing the contact area and complicatedly relating to the package. Therefore, the adhesion can be further improved. Especially, this effect can be exhibited more by making a wide area | region into a more complicated shape as shown in FIG.4 (b).

なお、発光装置においては、第1の金属部材における幅広領域と、第2の金属部材における幅広領域との双方が同時に存在していてもよいし、いずれか一方に幅広領域が存在していればよい。これにより、保護素子等を載置する領域またはワイヤボンディングする領域を適切な位置に確保することができる。なお、双方が同時に存在している場合、鍔部の幅広になった領域と第2の金属部材の幅広部はごく近接しているため、この幅広となる領域及び幅広部に、保護素子を載置するまたはワイヤをボンディングする場合、通常よりも、ワイヤの長さをより短くすることができ、より有効にワイヤの断線が防止できる。   In the light emitting device, both the wide region in the first metal member and the wide region in the second metal member may be present at the same time, as long as there is a wide region in one of them. Good. Thereby, the area | region which mounts a protection element etc. or the area | region which wire-bonds can be ensured in an appropriate position. If both are present at the same time, the widened region of the collar and the widened portion of the second metal member are very close to each other, so that the protective element is mounted on the widened region and the widened portion. When placing or bonding wires, the length of the wire can be made shorter than usual, and wire breakage can be prevented more effectively.

第1の金属部材は、外部端子として、凹部及び鍔部からそれらとは異なる方向に延長する形状であることが好ましい。また、第2の金属部材は、外部端子として、所定の方向に延長する形状であることが好ましい。金属部材の延長方向は、特に限定されるものではなく、実装のタイプ(例えば、スルーホールドタイプ、スナップ実装タイプ等)を考慮して、適宜調整することができる。これらの金属部材は、必ずしもパッケージの同一面から外部に突出させる必要はなく、異なる複数の面から外部に突出させてもよいし、全ての金属部材を、発光装置の背面方向に突出させてもよいし、背面方向、側面方向に向かって折り曲げることにより、表面実装タイプのいずれの(好ましくは、類似の)発光装置としてもよい。   It is preferable that a 1st metal member is a shape extended in a direction different from those from a recessed part and a collar part as an external terminal. Moreover, it is preferable that a 2nd metal member is a shape extended in a predetermined direction as an external terminal. The extending direction of the metal member is not particularly limited, and can be appropriately adjusted in consideration of the mounting type (for example, a through-hold type, a snap mounting type, etc.). These metal members do not necessarily have to be protruded to the outside from the same surface of the package, and may be protruded to the outside from a plurality of different surfaces, or all the metal members may be protruded in the back direction of the light emitting device. Alternatively, any (preferably similar) light-emitting device of the surface-mounting type may be used by bending toward the back direction or the side direction.

金属部材は、1つの発光装置において、上述した第1及び第2の少なくとも2本備えていればよいが、金属部材に搭載する発光素子の数+1本以上、あるいは、金属部材に搭載する発光素子の数の2倍本以上を備えていてもよい。例えば、発光素子が1つのみ搭載される場合には、金属部材の一方に発光素子を載置するとともに、発光素子の一方の電極と電気的な接続をとり、他の金属部材が発光素子の別の電極との電気的接続をとることができる。   The metal member only needs to include at least two of the first and second light emitting devices described above in one light emitting device. However, the number of light emitting elements mounted on the metal member is +1 or more, or the light emitting elements mounted on the metal member. You may have more than twice this number. For example, when only one light emitting element is mounted, the light emitting element is placed on one of the metal members, and is electrically connected to one electrode of the light emitting element, and the other metal member is the light emitting element. An electrical connection with another electrode can be made.

発光素子が2つ以上搭載される場合には、発光素子の全て又は数個を1つの金属部材に載置し、電気的な接続をとり、さらに別の金属部材が各発光素子に対応してそれぞれ別の電気的な接続をとってもよい。また、発光素子それぞれを別個の金属部材に載置するとともに、電気的な接続をとり、さらに別の金属部材が各発光素子に対応してそれぞれ別の電気的な接続をとるように構成してもよい。このように、発光素子が複数搭載され、それぞれについて、独立して金属部材と電気的に接続されるような独立配線をすることによって、発光装置の実装面において、直列又は並列等、種々の配線パターンを選択することが可能となり、自由な回路設計ができる。また、独立配線の場合、載置される発光素子の発光強度を調整することが容易となるため、特に、フルカラーLED等の異なった発光色を有する複数の発光素子を使用する際に有利である。加えて、各発光素子の放熱経路を重複させることなく形成できるため、各発光素子から発生した熱を均等に放熱でき、より放熱性が良好となる。   When two or more light-emitting elements are mounted, all or several of the light-emitting elements are placed on one metal member for electrical connection, and another metal member corresponds to each light-emitting element. Different electrical connections may be made. Further, each light emitting element is mounted on a separate metal member, and electrical connection is made. Further, another metal member is configured to take another electrical connection corresponding to each light emitting element. Also good. In this way, a plurality of light emitting elements are mounted, and for each of them, independent wiring that is electrically connected to a metal member independently, various wirings such as series or parallel on the mounting surface of the light emitting device. It is possible to select a pattern and design a free circuit. In addition, in the case of the independent wiring, it is easy to adjust the light emission intensity of the light emitting element to be mounted, which is particularly advantageous when using a plurality of light emitting elements having different light emission colors such as full color LEDs. . In addition, since the heat dissipation paths of the light emitting elements can be formed without overlapping, the heat generated from the light emitting elements can be evenly dissipated, and the heat dissipation becomes better.

金属部材は、発光素子と電気的に接続されず、発光素子を載置するのみ又は発光素子を載置しないものが備えられていてもよい。このような金属部材は、パッケージ内において、発光素子から生じた熱を外部に導く放熱経路として、また、過電圧対策として機能し得る。   The metal member may not be electrically connected to the light-emitting element, and may be provided with only the light-emitting element placed or the light-emitting element not placed. Such a metal member can function as a heat dissipation path for guiding heat generated from the light emitting element to the outside in the package and as a countermeasure against overvoltage.

金属部材は、通常、ワイヤを用いたワイヤボンディングによって、発光素子及び保護素子と電気的な接続を有している。ワイヤとしては、発光素子の電極とのオーミック性が良好であるか、機械的接続性が良好であるか、電気伝導性及び熱伝導性が良好なものであることが好ましい。熱伝導率としては、0.01cal/S・cm2・℃/cm程度以上が好ましく、さらに0.5cal/S・cm2・℃/cm程度以上がより好ましい。作業性などを考慮すると、ワイヤの直径は、10μm〜45μm程度であることが好ましい。このようなワイヤとしては、例えば、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれらの合金が挙げられる。ワイヤは、発光素子とワイヤボンディング用の金属部材と、ワイヤボンディング機器によって容易に接続することができる。 The metal member is usually electrically connected to the light emitting element and the protection element by wire bonding using a wire. The wire preferably has good ohmic properties with the electrode of the light emitting element, good mechanical connectivity, or good electrical and thermal conductivity. The thermal conductivity, preferably 0.01cal / S · cm 2 · ℃ / than about cm further 0.5cal / S · cm 2 · ℃ / cm or higher order is more preferable. Considering workability and the like, the diameter of the wire is preferably about 10 μm to 45 μm. Examples of such wires include metals such as gold, copper, platinum, and aluminum, and alloys thereof. The wire can be easily connected to the light emitting element, the metal member for wire bonding, and the wire bonding apparatus.

(パッケージ)
パッケージは、上述した金属部材の一部を埋め込み、好ましくは一体的に又は塊状に封止し、発光素子、保護素子及び金属部材に対して、絶縁性を確保することができるものであれば、どのような材料によって形成されていてもよい。例えば、ポリフタルアミド(PPA)、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ABS樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、PBT樹脂等の樹脂、セラミック等が挙げられる。なかでも、透光性の樹脂であることが好ましい。これらの材料には、着色剤として、種々の染料又は顔料等を混合して用いてもよい。例えば、Cr23、MnO2、Fe23、カーボンブラック等が挙げられる。なお、透光性とは、発光素子から出射された光を70%程度以上、80%程度以上、90%程度以上、95%程度以上透過させる性質を意味する。
(package)
As long as the package can embed a part of the above-described metal member, preferably integrally or in a lump shape, and can insulate the light emitting element, the protective element, and the metal member, It may be formed of any material. Examples thereof include polyphthalamide (PPA), polycarbonate resin, polyphenylene sulfide (PPS), liquid crystal polymer (LCP), ABS resin, epoxy resin, phenol resin, acrylic resin, resin such as PBT resin, ceramic, and the like. Among these, a translucent resin is preferable. In these materials, various dyes or pigments may be mixed and used as a colorant. For example, Cr 2 O 3, MnO 2 , Fe 2 O 3, carbon black and the like. Note that the light-transmitting property means a property of transmitting light emitted from the light emitting element to about 70% or more, about 80% or more, about 90% or more, or about 95% or more.

パッケージの大きさ及び形状は特に限定されるものではなく、例えば、円柱、楕円柱、球、卵形、三角柱、四角柱、多角柱又はこれらに近似する形状等どのような形状でもよく、集光のためのレンズが一体形成されていてもよい。
本発明の発光装置は、通常、まず、第1の金属部材に発光素子及び保護素子を搭載した後、第1及び第2の金属部材を、パッケージ部材が充填された樹脂製のキャスティングケースに挿入し、硬化させることにより、それ自体を一体的に形成することができる。
The size and shape of the package are not particularly limited, and may be any shape such as a cylinder, an elliptical column, a sphere, an oval, a triangular column, a quadrangular column, a polygonal column, or a shape similar to these. The lens for may be integrally formed.
In the light-emitting device of the present invention, usually, first, a light-emitting element and a protective element are mounted on a first metal member, and then the first and second metal members are inserted into a resin casting case filled with a package member. Then, it can be integrally formed by curing.

(透光性被覆材)
透光性被覆材は、発光素子が第1の金属部材の凹部に載置され、上述したように、ワイヤ等によって発光素子又は保護素子と第1及び第2金属部材との電気的な接続を得た後、第1の金属部材の凹部内に任意に埋め込まれるものである。透光性被覆材は、外力、水分等から発光素子を保護することができるとともに、ワイヤを保護することもできる。また、第1の金属部材の凹部内に透光性被覆材が埋め込まれることにより、パッケージの光及び熱による劣化を防止することができるとともに、透光性被覆部材を利用することにより、高輝度かつ種々の色調の光の取り出しを実現することができる。透光性被覆材は、外力、水分等から発光素子を保護することができるとともに、ワイヤを保護することもできる。透光性被覆材としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂またはこれらの組み合わせ等の耐候性に優れた透明樹脂又は硝子等が挙げられる。透光性被覆材は、パッケージ材料と同一のものでもよいが、異なる材料、異なる組成等であることが好ましい。特に、透明樹脂は、工程中あるいは保管中に透光性被覆材内に水分が含まれてしまった場合においても、100℃で14時間以上のベーキングを行うことによって、樹脂内に含有された水分を外気へ逃がすことができる。従って、水蒸気爆発、発光素子と上述したパッケージ材料との剥がれを防止することができる。また、透光性被覆材は、発光素子等から生じた熱の影響を受けた場合のパッケージ材料と透光性被覆材との密着性等を考慮して、これらの熱膨張係数の差が小さくなるものを選択することが好ましい。
(Translucent coating material)
In the translucent covering material, the light emitting element is placed in the recess of the first metal member, and as described above, the light emitting element or the protective element and the first and second metal members are electrically connected by a wire or the like. After being obtained, it is arbitrarily embedded in the recess of the first metal member. The translucent coating material can protect the light emitting element from external force, moisture, and the like, and can also protect the wire. In addition, since the light-transmitting coating material is embedded in the concave portion of the first metal member, deterioration of the package due to light and heat can be prevented, and high luminance can be achieved by using the light-transmitting coating member. In addition, it is possible to extract light of various color tones. The translucent coating material can protect the light emitting element from external force, moisture, and the like, and can also protect the wire. Examples of the translucent coating material include transparent resins or glass having excellent weather resistance such as epoxy resins, silicone resins, acrylic resins, urea resins, or combinations thereof. The translucent coating material may be the same as the package material, but is preferably a different material, a different composition, or the like. In particular, the transparent resin contains moisture contained in the resin by baking at 100 ° C. for 14 hours or more even when moisture is contained in the translucent coating material during the process or during storage. Can escape to the open air. Therefore, it is possible to prevent water vapor explosion and peeling of the light emitting element and the above-described package material. In addition, the translucent coating material has a small difference in thermal expansion coefficient in consideration of the adhesion between the package material and the translucent coating material when affected by the heat generated from the light emitting element or the like. It is preferable to select

透光性被覆材には、拡散剤又は蛍光物質を含有させてもよい。拡散剤は、光を拡散させるものであり、発光素子からの指向性を緩和させ、視野角を増大させることができる。蛍光物質は、発光素子からの光を変換させるものであり、発光素子からパッケージの外部へ出射される光の波長を変換することができる。発光素子からの光がエネルギーの高い短波長の可視光の場合、有機蛍光物質であるペリレン系誘導体、ZnCdS:Cu、YAG:Ce、Eu及び/又はCrで賦活された窒素含有CaO−Al23−SiO2などの無機蛍光物質など、種々好適に用いられる。本発明において、白色光を得る場合、特にYAG:Ce蛍光物質を利用すると、その含有量によって青色発光素子からの光と、その光を一部吸収して補色となる黄色系が発光可能となり白色系が比較的簡単に信頼性良く形成できる。同様に、Eu及び/又はCrで賦活された窒素含有CaO−Al23−SiO2蛍光物質を利用した場合は、その含有量によって青色発光素子からの光と、その光を一部吸収して補色となる赤色系が発光可能であり白色系が比較的簡単に信頼性よく形成できる。これらの蛍光物質の他に、例えば、特開2005−19646号公報、特開2005−8844号公報等に記載の公知の蛍光物質のいずれをも用いることができる。 The translucent coating material may contain a diffusing agent or a fluorescent material. The diffusing agent diffuses light and can reduce the directivity from the light emitting element and increase the viewing angle. The fluorescent substance converts light from the light emitting element, and can convert the wavelength of light emitted from the light emitting element to the outside of the package. When the light from the light-emitting element is high-energy short-wavelength visible light, nitrogen-containing CaO—Al 2 O activated with a perylene derivative, ZnCdS: Cu, YAG: Ce, Eu and / or Cr, which is an organic fluorescent material Various inorganic phosphors such as 3- SiO 2 are suitably used. In the present invention, when white light is obtained, in particular, when a YAG: Ce fluorescent material is used, light from the blue light emitting element and a yellow color which is a complementary color by partially absorbing the light can be emitted depending on the content. The system can be formed relatively easily and reliably. Similarly, when a nitrogen-containing CaO—Al 2 O 3 —SiO 2 fluorescent material activated by Eu and / or Cr is used, the light from the blue light emitting element and a part of the light are absorbed depending on the content. Thus, a red color which is a complementary color can emit light, and a white color can be formed relatively easily and with high reliability. In addition to these fluorescent materials, any of the known fluorescent materials described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2005-19646 and 2005-8844 can be used.

(保護素子)
保護素子は、特に限定されるものではなく、発光装置に搭載される公知のもののいずれでもよい。例えば、発光素子に印加される逆方向の電圧を短絡したり、発光素子の動作電圧より高い所定の電圧以上の順方向電圧を短絡したりさせることができる素子、つまり、過熱、過電圧、過電流、保護回路、静電保護素子等が挙げられる。具体的には、ツェナーダイオード、トランジスタのダイオード等が利用できる。
(Protective element)
The protective element is not particularly limited, and may be any known element mounted on the light emitting device. For example, an element capable of short-circuiting a reverse voltage applied to the light-emitting element or short-circuiting a forward voltage higher than a predetermined voltage higher than the operating voltage of the light-emitting element, that is, overheating, overvoltage, overcurrent , Protection circuits, electrostatic protection elements and the like. Specifically, a Zener diode, a transistor diode, or the like can be used.

本発明の発光装置では、保護素子は、通常、1つのみが搭載されていているが、2つ以上搭載されていてもよい。また、保護素子は、第1の金属部材(発光素子が載置されている金属部材)に載置されることが好ましいが、第2の金属部材に載置されていてもよい。   In the light emitting device of the present invention, usually only one protective element is mounted, but two or more protective elements may be mounted. In addition, the protective element is preferably placed on the first metal member (metal member on which the light emitting element is placed), but may be placed on the second metal member.

(その他の部品)
本発明の発光装置は、パッケージ内の一部として又はパッケージ表面に付属するように、例えば、発光素子の光の出射部(例えば、発光素子の上方のパッケージ部分)に、プラスチック又は硝子からなるレンズ等が備えられていてもよい。また、発光素子からの光の取り出しを効率的に行うために、反射部材、反射防止部材、光拡散部材等、種々の部品が備えられていてもよい。
(Other parts)
The light-emitting device of the present invention is a lens made of plastic or glass, for example, at the light emitting part of the light-emitting element (for example, the package part above the light-emitting element) as part of the package or attached to the package surface. Etc. may be provided. In order to efficiently extract light from the light emitting element, various components such as a reflection member, an antireflection member, and a light diffusion member may be provided.

以下に、本発明の発光装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
実施例1
この実施例の発光装置10は、図1に示したように、ランプタイプの発光装置であって、発光素子11と、保護素子12と、第1の金属部材13及び第2の金属部材14の一部とが、エポキシ樹脂からなるパッケージ15に一体的に封止されて構成されている。
Embodiments of the light emitting device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
Example 1
As shown in FIG. 1, the light emitting device 10 of this embodiment is a lamp type light emitting device, and includes a light emitting element 11, a protective element 12, a first metal member 13, and a second metal member 14. A part is integrally sealed with a package 15 made of epoxy resin.

発光素子11は、サファイア基板上にn型GaNよりなるn型コンタクト層と、n型AlGaNよりなるn型クラッド層と、InN、AlN、GaN、InGaN、AlGaN、InGaAlN等の窒化物半導体からなる発光層と、p型AlGaN又はInGaNよりなるp型クラッド層と、p型GaNよりなるp型コンタクト層とが順次に積層されて、主波長が約470nmの青色発光を有するInGaN半導体が形成されている。
発光素子11のダイボンデイングは、例えば、銀ペースト又はエポキシ樹脂を用いて行われている。また、直径30μmの金線からなるワイヤによって、発光素子11に形成された電極(図示せず)と第1の金属部材13との接続が行われている。
The light emitting element 11 is a light emitting element made of an n-type contact layer made of n-type GaN, an n-type clad layer made of n-type AlGaN, and a nitride semiconductor such as InN, AlN, GaN, InGaN, AlGaN, InGaAlN on a sapphire substrate. A p-type cladding layer made of p-type AlGaN or InGaN and a p-type contact layer made of p-type GaN are sequentially stacked to form an InGaN semiconductor that emits blue light having a dominant wavelength of about 470 nm. .
The die bonding of the light emitting element 11 is performed using, for example, a silver paste or an epoxy resin. Further, an electrode (not shown) formed on the light emitting element 11 and the first metal member 13 are connected by a wire made of a gold wire having a diameter of 30 μm.

第1及び第2の金属部材13、14は、図1及び図2(a)、(b)に示すように、
パッケージ内で屈曲して、その端部が、パッケージ15の一面から突出し、外部端子として機能するように構成されている。これら第1及び第2の金属部材13、14は、例えば、0.4mm厚の銀メッキ銅板をプレスを用いた打ち抜き加工により形成されている。
As shown in FIG. 1 and FIGS. 2 (a) and 2 (b), the first and second metal members 13, 14 are
It is configured such that it is bent in the package and its end protrudes from one surface of the package 15 and functions as an external terminal. These first and second metal members 13 and 14 are formed, for example, by punching a silver-plated copper plate having a thickness of 0.4 mm using a press.

第1の金属部材13は、図2(a)における平面視において、線対称の凹部13a及びその凹部13aを取り囲む鍔部13bを備えている。鍔部13bは、第2の金属部材14に対向していない側(つまり、B−B’線の第1の金属部材13の外部端子側)では、例えば、0.75mm程度の幅であり、第2の金属部材14に対向する側に向かって徐々に変化して、最も幅広領域13cでは、1.25mm程度の幅を有している。この場合の変化は、鍔部の外周1mmあたり0.25mm程度の幅の増大である。幅広領域13cは、第1の金属部材13と第2の金属部材14との最短距離となる対向領域の両側に配置されている。
また、第2の金属部材14は、第1の金属部材13の対称中心線の延長線に対して、平面視で、線対称に形成されている。
The first metal member 13 includes a line-symmetric concave portion 13a and a flange portion 13b surrounding the concave portion 13a in a plan view in FIG. The flange 13b has a width of, for example, about 0.75 mm on the side that does not face the second metal member 14 (that is, the external terminal side of the first metal member 13 along the line BB ′). It gradually changes toward the side facing the second metal member 14, and the widest region 13c has a width of about 1.25 mm. The change in this case is an increase in the width of about 0.25 mm per 1 mm of the outer periphery of the collar. The wide region 13 c is disposed on both sides of the opposing region that is the shortest distance between the first metal member 13 and the second metal member 14.
Further, the second metal member 14 is formed in line symmetry with respect to an extension of the symmetry center line of the first metal member 13 in plan view.

第1の金属部材13は、鍔部に、保護素子としてツェナーダイオードを搭載している。
さらに、第1の金属部材13の凹部13aから鍔部13b及び幅広領域13cの一部にわたって、蛍光物質(例えば、YAG:Ce)及び拡散剤(例えば、酸化チタン)を含有するシリコーン樹脂による透光性被覆材がポッティングにより埋め込まれている。
また、パッケージ15上面の中央部であって、凹部13aの上方に、発光素子11からの光を集光するためのレンズ18が設けられている。
The first metal member 13 has a Zener diode mounted as a protective element on the collar portion.
Further, light transmission by a silicone resin containing a fluorescent material (for example, YAG: Ce) and a diffusing agent (for example, titanium oxide) extends from the recess 13a of the first metal member 13 to a part of the flange portion 13b and the wide region 13c. The covering material is embedded by potting.
In addition, a lens 18 for condensing light from the light emitting element 11 is provided at the center of the upper surface of the package 15 and above the recess 13a.

このような構成の発光装置によれば、保護素子を備えることから、より静電耐圧強度を確保することができる。また、第1の金属部材の凹部と鍔部とが対称に形成されていることにより、発光素子の発熱による第1の金属部材の熱膨張に起因する熱応力を、偏在させることなく、均等に分散することができるため、パッケージのクラック等を防止し、パッケージ等の材料の密着性の低下を防止して、剥離等を有効に防止することができる。   According to the light emitting device having such a configuration, since the protective element is provided, the electrostatic withstand voltage strength can be further ensured. Further, since the concave portion and the flange portion of the first metal member are formed symmetrically, the thermal stress caused by the thermal expansion of the first metal member due to the heat generation of the light emitting element is evenly distributed without being unevenly distributed. Since it can be dispersed, it is possible to prevent cracking of the package and the like, prevent deterioration of the adhesion of the material such as the package, and effectively prevent peeling.

さらに、凹部内に透光性被覆材が埋め込まれていることにより、パッケージ材を、発光素子の熱及び光による直接的な劣化から防止することができるとともに、透光性被覆部材に含有される蛍光物質により、高輝度かつ任意の色調の光を取り出すことが可能となる。
加えて、第1の金属部材の鍔部が、徐々に幅広となる領域を有していることにより、凹部内の発光素子上から鍔部にわたって、例えば、ポッティングにより透光性被覆材を被覆する際に、透光性被覆材の表面張力が適切に働き、透光性被覆材が第1の金属部材上から流れ出す現象を回避し、所望の部位を適切に被覆することができる。
Furthermore, since the light-transmitting coating material is embedded in the recess, the package material can be prevented from being directly deteriorated by heat and light of the light emitting element, and is contained in the light-transmitting coating member. The fluorescent material makes it possible to extract light with high luminance and arbitrary color tone.
In addition, since the collar portion of the first metal member has a gradually widened region, the translucent coating material is covered by, for example, potting from the light emitting element in the recess to the collar portion. In this case, the surface tension of the light-transmitting coating material works appropriately, and the phenomenon that the light-transmitting coating material flows out from the first metal member can be avoided, and a desired portion can be appropriately covered.

また、レンズを備えることにより、発光素子から照射される光を集光することができ、指向性及び輝度を向上させることができる。
さらに、第2の金属部材に近接している鍔部を、保護素子の載置またはワイヤボンディングに利用することで、ワイヤ長を短くすることができるため、ワイヤの断線を防止することができる。
従って、発光装置自体の特性を向上させることができ、信頼性の高い状態で、長寿命化を図ることが可能となる。
Moreover, by providing a lens, the light irradiated from a light emitting element can be condensed, and directivity and a brightness | luminance can be improved.
Furthermore, since the wire length can be shortened by using the flange part close to the second metal member for mounting the protective element or wire bonding, it is possible to prevent the wire from being disconnected.
Accordingly, the characteristics of the light emitting device itself can be improved, and the lifetime can be extended in a highly reliable state.

実施例2
この実施例の発光装置は、図3に示したように、第2の金属部材24の第1の金属部材13に対向する領域の一部に、なだらかに幅広となる領域24cが形成されており(この場合の変化は、幅広部の外周1mmあたり0.25mm程度の幅の増大である)、その幅広領域24cの上に保護素子12が載置されている以外、実質的に実施例1の発光装置と同様の構成である。
Example 2
In the light emitting device of this embodiment, as shown in FIG. 3, a region 24 c that is gently wide is formed in a part of the region of the second metal member 24 that faces the first metal member 13. (The change in this case is an increase in the width of about 0.25 mm per 1 mm of the outer periphery of the wide portion), except that the protective element 12 is placed on the wide region 24c. The configuration is the same as that of the light emitting device.

この発光装置では、実施例1と同様の効果を有するほか、第2の金属部材24においても幅広領域24cを形成することにより、第1及び第2の金属部材13、24の距離がより近接することとなり、ワイヤ16での発光素子11及び保護素子12と、第1及び第2金属部材13、24との接続をより安定して行うことができる。   In this light emitting device, the same effect as that of the first embodiment is obtained, and the wide region 24c is formed in the second metal member 24 so that the distance between the first and second metal members 13 and 24 is closer. Thus, the connection between the light emitting element 11 and the protection element 12 and the first and second metal members 13 and 24 by the wire 16 can be performed more stably.

実施例3
この実施例の発光装置は、図4(a)に示したように、第2の金属部材34の第1の金属部材13に対向する領域の一部に、第1の金属部材13方向に向かって突出した幅広領域34cが形成されており(この場合の変化は、幅広部の外周1mmあたり0.5mm程度の幅の増大である)、その幅広領域14cの上に保護素子12が載置されている以外、実質的に実施例1の発光装置と同様の構成である。
この発光装置においても、実施例2と同様の効果を有することができる。
Example 3
In the light emitting device of this embodiment, as shown in FIG. 4A, a part of the region of the second metal member 34 facing the first metal member 13 is directed toward the first metal member 13. A wide region 34c protruding in this manner is formed (in this case, the change is an increase in width of about 0.5 mm per 1 mm of the outer periphery of the wide portion), and the protective element 12 is placed on the wide region 14c. Except for this, the configuration is substantially the same as that of the light-emitting device of Example 1.
This light emitting device can have the same effect as that of the second embodiment.

実施例4
この実施例の発光装置は、図4(b)に示したように、第2の金属部材44の第1の金属部材13に対向する領域の一部に、徐々に幅広となる領域44cが形成されており(この場合の変化は、幅広部の外周1mmあたり0.29mm程度の幅の増大である)、その幅広領域44cの上に保護素子12が載置されている。また、第1の金属部材13は、略円形の凹部13a、それを取り囲み、幅広領域を有さない鍔部13bが形成されている以外、ほぼ実施例1の発光装置と同様の構成である。
この発光装置においても、実施例2と同様の効果を有することができる。
Example 4
In the light emitting device of this embodiment, as shown in FIG. 4B, a region 44 c that gradually increases in width is formed in a part of the region of the second metal member 44 that faces the first metal member 13. (The change in this case is an increase in the width of about 0.29 mm per 1 mm of the outer periphery of the wide portion), and the protective element 12 is placed on the wide region 44c. The first metal member 13 has substantially the same configuration as that of the light emitting device of Example 1 except that a substantially circular recess 13a and a flange 13b that surrounds the recess 13a and does not have a wide region are formed.
This light emitting device can have the same effect as that of the second embodiment.

照明用光源、各種インジケーター用光源、車載用光源、ディスプレイ用光源、液晶のバックライト用光源、信号機、車載部品、看板用チャンネルレターなど、種々の光源に使用することができる。   It can be used for various light sources such as illumination light sources, various indicator light sources, in-vehicle light sources, display light sources, liquid crystal backlight light sources, traffic lights, in-vehicle components, and signboard channel letters.

本発明の発光装置の一実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one Embodiment of the light-emitting device of this invention. 図1の発光装置の金属部材の平面図及びA−A’線断面である。It is the top view and A-A 'line cross section of the metal member of the light-emitting device of FIG. 本発明の発光装置の別の実施形態における金属部材の平面図である。It is a top view of the metal member in another embodiment of the light-emitting device of this invention. 本発明の発光装置のさらに別の実施形態における金属部材の平面図である。It is a top view of the metal member in another embodiment of the light-emitting device of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 発光装置
11 発光素子、
12 保護素子
13 第1の金属部材
13a 凹部
13b 鍔部
13c 幅広領域
14、24、34、44 第2の金属部材
14c、24c、34c、44c 幅広領域
15 パッケージ
16 ワイヤ
17 透光性被覆材
18 レンズ


10 light emitting device 11 light emitting element,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Protective element 13 1st metal member 13a Concave part 13b Eaves part 13c Wide area | region 14, 24, 34, 44 2nd metal member 14c, 24c, 34c, 44c Wide area | region 15 Package 16 Wire 17 Translucent coating | covering material 18 Lens


Claims (8)

発光素子と、保護素子と、これら発光素子及び保護素子と電気的に接続された第1及び第2の金属部材と、少なくともこれら第1及び第2の金属部材の一部を埋め込むパッケージとから構成された発光装置であって、
前記第1の金属部材は、前記発光素子を載置する凹部と、該凹部を取り囲む鍔部とを有し、これら凹部及び鍔部は、前記第2の金属部材に対向するとともに、前記鍔部は、前記第2の金属部材に対向する側と前記第2の金属部材の対向側と反対の側との間に前記凹部の外周から一定幅で形成された領域と、前記第2の金属部材に対向する側において第2の金属部材に近づくにつれて前記一定幅よりも徐々に幅広となる領域と、前記第2の金属部材の対向側と反対の側において前記幅広となる領域よりも幅狭の領域とを有し、
前記第1の金属部材の鍔部の前記幅広となる領域に保護素子が載置され、
少なくとも前記凹部内に透光性被覆材が埋め込まれていることを特徴とする発光装置。
A light emitting element; a protective element; a first and second metal member electrically connected to the light emitting element and the protective element; and a package in which at least part of the first and second metal members is embedded. A light emitting device,
The first metal member has a recess for placing the light emitting element and a flange that surrounds the recess, and the recess and the flange are opposed to the second metal member, and the flange A region formed with a constant width from the outer periphery of the recess between a side facing the second metal member and a side opposite to the facing side of the second metal member, and the second metal member A region that gradually becomes wider than the constant width as it approaches the second metal member on the side opposite to the second metal member, and a region that is narrower than the region that becomes wider on the side opposite to the opposite side of the second metal member. possess the area,
A protective element is placed on the widened region of the flange of the first metal member,
The light emitting device characterized that you have translucent covering material is embedded in at least the recess.
第1の金属部材の凹部及び鍔部が、平面視において線対称に形成されてなる請求項1に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein the concave portion and the flange portion of the first metal member are formed in line symmetry in a plan view. 第2の金属部材は、第1の金属部材に対向する領域の一部において、該第1の金属部材に向かって徐々に幅広となり、前記第2の金属部材が、平面視において線対称に形成されてなる請求項1又は2に記載の発光装置。 The second metal member gradually increases in width toward the first metal member in a part of the region facing the first metal member, and the second metal member is formed in line symmetry in plan view. The light-emitting device according to claim 1 or 2 . 第2の金属部材の幅広領域に保護素子が載置されてなる請求項に記載の発光装置。 The light-emitting device according to claim 3 , wherein a protective element is placed in a wide region of the second metal member. 第1の金属部材の平面視における対称中心線の延長線上に第2の金属部材の平面視における対称中心線が配置されて構成される請求項1〜のいずれか1つに記載の発光装置。 The light emitting device according to any one of claims 1 to 4, wherein a symmetric center line in plan view of the second metal member is arranged on an extension of the symmetric center line in plan view of the first metal member. . 第2の金属部材における幅広領域は、徐々に幅広となる領域である請求項に1つに記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 5 , wherein the wide region in the second metal member is a region that gradually becomes wider. 発光素子の光射出方向にさらにレンズを備える請求項1〜のいずれか1つに記載の発光装置。 The light emitting device according to any one of claims 1-6 comprising a further lens in the light exit direction of the light emitting element. 透光性被覆材は、蛍光物質を含む請求項1〜のいずれか1つに記載の発光装置。 Translucent covering material, light-emitting device according to any one of claims 1 to 7 comprising a fluorescent substance.
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