発光装置
【課題】Ａｇ反射膜を用いて光の取り出し効率を良好に維持したまま、Ａｇ反射膜と透光性基板との剥がれを抑制し、信頼性の高い発光装置を提供する
【解決手段】第１の主面と第２の主面とを有する透光性基板１２の第１の主面上に半導体層１４が形成されてなる発光素子１０と、
前記第２の主面上に形成されたＡｇ又はＡｇ合金の反射層１６と、
前記反射層１６側が共晶合金２２により接合されるリードフレーム２４と、を有し、
前記リードフレーム２４は、Ｆｅを含む合金からなる第１の金属部材２６と、前記第１の金属部材と異なる金属からなる第２の金属部材２８とが接合されてなるクラッド材からなることを特徴とする発光装置。
【解決手段】第１の主面と第２の主面とを有する透光性基板１２の第１の主面上に半導体層１４が形成されてなる発光素子１０と、
前記第２の主面上に形成されたＡｇ又はＡｇ合金の反射層１６と、
前記反射層１６側が共晶合金２２により接合されるリードフレーム２４と、を有し、
前記リードフレーム２４は、Ｆｅを含む合金からなる第１の金属部材２６と、前記第１の金属部材と異なる金属からなる第２の金属部材２８とが接合されてなるクラッド材からなることを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、照明器具、ディスプレイ、液晶ディスプレイのバックライト光源等に利用可能な発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な電子部品が提案され、また実用化されており、これらに求められる性能も高くなっている。特に、電子部品には、厳しい使用環境下でも長時間性能を維持することが求められている。発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）をはじめとする発光装置も同様で、一般照明分野、車載照明分野等で求められる性能は日増しに高まっており、更なる高出力（高輝度）化、高信頼性が要求されている。
【０００３】
従来から、サファイア等の基板上に半導体発光素子構造及び電極を形成し、得られた発光素子を、共晶半田などを介して、実装基板に実装することによって半導体装置が製造されている。このような半導体発光素子において、光の出力を増大させるために、例えば発光素子の基板側を実装基板に固定する場合、基板裏面に反射層を設け、素子構造側への光の反射率を向上させて、光の取り出し効率を上げるという方法がある。
【０００４】
具体的には、発光素子の基板裏面に、金属積層体を形成する（反射層としてＡｇ等、基板と反射層との間に密着層としてＴｉ等、Ａｕを含む共晶半田でダイボンドを行うときに共晶半田との密着性を向上させるためのＡｕ層、等を積層）及びダイボンド材料としてＡｕ−Ｓｎ系半田等を用いることが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−７２１４８号公報
【０００６】
現在、反射膜としてＡｌやＡｌを用いた合金が用いられることが多いが、照明用途等での使用のためにさらに高輝度・高出力の半導体発光素子が求められており、光取り出し効率の向上が必要とされている。そのため、さらに反射率に優れた膜が求められている。
一方、反射率の高いＡｇを用いて反射膜を形成する場合には、理論上光取り出し効率はよくなるが、基板、特に透光性基板とＡｇ反射膜との密着性が悪く、熱衝撃試験時に剥がれが生じるという問題があった。さらには、実装基板への放熱性が低下して電流−光出力特性が悪化し、高出力化が困難となってしまう。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、Ａｇ反射膜を用いて光の取り出し効率を良好に維持したまま、Ａｇ反射膜と透光性基板との剥がれを抑制し、信頼性の高い発光装置を提供することを目的とする。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明に係る発光装置は第１の主面と第２の主面とを有する透光性基板の第１の主面上に半導体層が形成されてなる発光素子と、前記第２の主面上に形成されたＡｇ又はＡｇ合金の反射層と、前記反射層側が共晶合金により接合されるリードフレームと、を有し、前記リードフレームは、Ｆｅを含む合金からなる第１の金属部材と、前記第１の金属部材と異なる金属からなる第２の金属部材とが接合されてなるクラッド材からなることを特徴とする。
【０００９】
また、前記発光装置は、さらに以下の構成を有していることが好ましい。
第２の金属部材が、Ｃｕを含んでなる。
リードフレームに樹脂パッケージが接合されてなる。
リードフレームが凹部を有し、前記凹部に前記発光素子が載置される。
第１の金属部材がＩｎｖｅｒ又はＳＰＣＣである。
リードフレーム内において、前記第１の金属部材は、前記第２の金属部材よりも前記反射層に近い位置に配置されている。
クラッド材の上面において、前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材が露出されてなる。
クラッド材の端部が電極端子とされており、前記電極端子の端面には前記第１の金属部材が露出されない。
リードフレームの板厚方向において、前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とが積層配置されてなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る発光装置によれば、Ａｇ反射膜を用いて光の取り出し効率を良好に維持したまま、Ａｇ反射膜と透光性基板との剥がれを抑制し、信頼性の高い発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る発光装置の一例を示す平面図である。
【図２】図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図３は、図１における発光素子の近傍を示す図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る発光装置の一例を示す概略断面図である。
【図５】図５は、本発明の第３実施形態に係る発光装置の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る発光装置の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については、原則として同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。
【００１３】
＜第１実施形態＞
図１に、本発明の第１実施形態に係る発光装置１００を平面図で示す。また、図２は図１のＡ−Ａ線断面図であり、図３は図１の発光素子１０の近傍を発光素子の側面側から見た図である。
発光装置１００は、リードフレーム２４に発光素子１０が載置されてなる。発光素子１０の周囲にリフレクタを形成するように、光反射性樹脂からなる樹脂パッケージ３６がリードフレーム２４に接合され、樹脂パッケージ３６によりリフレクタを内側面とする凹部４８が形成されている。この凹部４８の底面に露出して配置されたリードフレーム２４に発光素子１０が６個載置されており、リードフレーム２４の表面と導電ワイヤ４０により電気的に接続されている。
【００１４】
さらに、発光素子１０が載置されていない側のリードフレームには保護素子４２が載置され、発光素子１０が載置されている側のリードフレームと導電ワイヤにより電気的に接続されている。発光素子１０と保護素子４２が収納された凹部４８内には、封止樹脂３８が充填されている。リードフレーム２４は、その外形が略直方体の樹脂パッケージ３６の対向する側面からそれぞれ外部に突出されて、正負一対の電極端子とされている。
【００１５】
発光素子１０は、図３に示すように、第１の主面と第２の主面とを有する透光性基板１２の第１の主面上に半導体層１４が形成されており、第２の主面上にはＡｇ又はＡｇ合金からなる反射層１６を有している。半導体層１４には、導電ワイヤ４０等を接続するための正電極３２及び負電極３４が形成されている。
【００１６】
発光素子１０は、反射層１６側において共晶合金２２によりリードフレーム２４と接合されている。なお、反射層１６と共晶合金２２の間には、さらに別の金属膜を有していてもよい。例えば、リードフレーム２４との密着性を高めるための密着膜や、反射層の材料が拡散することを防ぐバリア層などである。これらの金属膜としては、例えば、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｕ等の金属又はこれらの合金が挙げられる。
図３では、反射層１６の下にＮｉ膜１８、Ｒｈ膜２０、Ａｕ膜２１がこの順に形成されており、Ａｕ膜２１と共晶合金２２が接合されている。
【００１７】
本実施形態において、リードフレーム２４は、Ｆｅを含む合金からなる第１の金属部材２６と、第１の金属部材２６と異なる金属からなる第２の金属部材２８とが接合されてなるクラッド材である。第１の金属部材２６と、第２の金属部材２８との接合界面は拡散結合されており、合金間での剥離が生じないように形成されている。第１の金属部材２６として、リードフレームとして通常用いられるＣｕよりも線膨張係数の低いＦｅを含有させることにより、リードフレームの線膨張係数を低下させて透光性基板１２の線膨張係数と近づけることができるため、Ａｇ反射膜と透光性基板との剥がれを抑制することができる。
【００１８】
第１の金属部材２６の具体例としては、Ｉｎｖｅｒ、ＳＰＣＣ、Ｋｏｖａｒ、ＳＵＳ等が挙げられる。なかでも、汎用性や加工性に優れたＳＰＣＣ又は常温付近での熱膨張率が小さいＩｎｖｅｒを用いることが好ましい。
【００１９】
第１の金属部材２６はＦｅを含むことにより磁性を有している。これにより、発光装置が実装される側に磁石を配置して、実装時の位置決めに用いることができる。
【００２０】
第２の金属部材２８の具体例としては、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ等の金属が挙げられる。なかでも、放熱性に優れるＣｕを用いることが好ましい。特に、無酸素銅であることが好ましい。無酸素銅は不純物が少なく、Ｃｕ系材料の中で最も熱伝導率が高いためである。
【００２１】
また、第１の金属部材２６を、線膨張係数を下げる目的で使用する一方で、第２の金属部材２８の材料は所望の目的により選択することができる。
例えば、電極端子として用いる部分にＣｕを用いることで、半田付けが容易かつ放熱性に優れた発光装置とすることができる。
また、パッケージ樹脂３６との接合部分には無酸素銅を用いることで、パッケージ樹脂３６とリードフレーム２４との密着性が向上し、これらの剥離を抑制することができる。これは、無酸素銅が、通常用いられるＣｕよりも柔らかいため、加工断面が粗くなり、パッケージ樹脂との密着性が向上するためと考えられる。
【００２２】
さらに、電極端子を実装基板等に実装する際に、実装基板と電極端子との線膨張係数の差が有りすぎると、半田クラックなどが生じてしまうため、実装基板との線膨張係数の差も考慮して第１の金属部材２６及び第２の金属部材２８の材料を選択することが好ましい。
【００２３】
本実施形態のクラッド材は、図２に示すようにリードフレーム２４の板厚方向において、第１の金属部材２６と第２の金属部材２８とが積層配置されてなる、いわゆるオーバーレイ型のクラッド材である。図２では、３層構造としたが、２層であっても良いし、４層以上であっても良い。
【００２４】
本実施形態のように、板厚方向において、第１の金属部材２６の両側が等しい厚みの第２の金属部材２８により挟まれるようにすることにより、熱によるリードフレームの変形を抑制することができる。なお、板厚方向に積層することにより、リードフレーム２４の端面においては、第１の金属部材２６が露出されている。
【００２５】
なお、積層された第１の金属部材の配置箇所は、図２の例に限定されない。例えば、リードフレームの板厚方向の最上面に第１の金属部材２６を配置してもよい。これにより、リードフレーム内において、第２の金属部材よりも第１の金属部材のほうが反射層１６に近い位置に配置されることとなるため、反射層１６近傍での熱膨張係数を下げ、Ａｇ反射膜と透光性基板との剥がれを効果的に抑制することができる。
【００２６】
以下、本発明に係る実施形態の各構成について、図１〜３を参照しながら詳述する。
（透光性基板１２）
透光性基板としては、特に限定されるものではなく、例えば窒化物半導体層を成長させる基板としてサファイア、スピネル、ＮＧＯ基板、ＬｉＡｌＯ２基板、ＬｉＧａＯ３基板、ＧａＮ等が挙げられ、好ましくは酸化物基板であり、更に好ましくはウルツ鉱型結晶である。なかでもサファイア基板が最も有効である。これは、比較的硬質な酸化物基板、さらにはウルツ鉱型結晶の基板とＡｇ又はＡｇ合金の反射層との密着性が低くなる傾向にあり、特に、サファイア基板とＡｇ又はＡｇ合金の反射層との密着性は極端に悪いため、Ａｇ又はＡｇ合金の反射層を透光性基板表面に形成すると接合強度が問題となるが、本発明の構成によって、接合強度が低くても剥がれを生じさせ難くすることができるからである。
【００２７】
（半導体層１４）
透光性基板の第１の主面上に形成される半導体層１４は、少なくとも発光構造を有する。透光性基板１２の第２の主面上に設けられるＡｇ又はＡｇ合金からなる反射層１６は、可視光域における反射率の波長依存性が比較的大きく、特に、近紫外域から長波長側において、反射率が急激に増大する。よって、発光素子の発光波長は、このような好適な反射率が利用できる波長とすることが好ましい。具体的には、３５０ｎｍ以上、好ましくは３８０ｎｍ以上、更に好ましくは４００ｎｍ以上の波長域（赤色まで）において、優れた発光効率の発光素子とすることができる。
【００２８】
（反射層１６）
透光性基板１２の第２の主面上に形成されるＡｇ又はＡｇ合金の反射層１６は、半導体層から発光された光を反射させて、光を効率的に取り出す層である。また、反射層としてＡｇ又はＡｇ合金を用いることにより、放熱性の良好な発光装置とすることができる。そのため、大電流を流したときの発熱を緩和することができ、素子を高出力することが可能となる。
【００２９】
反射層１６は、透光性基板１２に接触して形成されていることが好ましい。Ａｇ又はＡｇ合金層は、ここに照射された光を効率的に反射させること及び透光性基板１２との応力を考慮して、例えば２００Å〜１μｍ程度が適当である。
【００３０】
Ａｇ合金としては、Ａｇと、Ｐｔ、Ｃｏ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｒｈ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｉｒ、Ｇａ，Ｎｄ及びＲｅからなる群から選択される１種又は２種以上の合金が挙げられる。
【００３１】
（共晶合金２２）
好ましい共晶合金としては、ＡｕとＳｎを主成分とする合金、ＡｕとＳｉとを主成分とする合金、またはＡｕとＧｅとを主成分とする合金などが挙げられる。これらの中でも特にＡｕ−Ｓｎの共晶合金が好ましい。Ａｕ−Ｓｎの共晶合金膜を用いると、熱圧着によるＡｇ又はＡｇ合金の反射層１６の劣化が少なく、また、実装された際の強度も強いという利点がある。
【００３２】
（樹脂パッケージ３６）
樹脂パッケージ３６は、リードフレーム２４を固定する部材である。発光素子１０からの光を反射可能な反射面（凹部４８の側壁）を有するものが好ましい。好ましい材料としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などの樹脂を用いることができ、具体的にはエポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、シリコーン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂組成物、エポキシ変性シリコーン樹脂などの変性シリコーン樹脂組成物、ポリイミド樹脂組成物、変性ポリイミド樹脂組成物、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、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ＰＢＴ樹脂等の樹脂であり、これら樹脂中に酸化チタン、二酸化ケイ素、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライトなどを含有させることで、発光素子１０からの光を効率よく反射させることができる。発光素子１０からの光に対する反射率が６０％以上であるものが好ましく、より好ましくは９０％以上反射するものが好ましい。酸化チタン等の光反射性物質の充填量は、樹脂成形法や樹脂流動性などの成形条件によって、また反射率や機械強度などの特性よって適宜選択されるが、例えば、酸化チタンを用いる場合は、好ましくは２０〜４０ｗｔ％、より好ましくは２５〜３５ｗｔ％配合させるのが好ましい。
凹部４８の側壁は、効率よく光を反射するために、開口側に広がるように傾斜していることが好ましいが、これに限定されない。
【００３３】
（リードフレーム２４）
リードフレーム２４は、発光素子１０の電極３２、３４と電気的に接続されて電流を流す導電部材として用いられる。また、パッケージ樹脂３６の外部に引き出されて外部端子としても用いられる。
リードフレーム２４は、少なくとも正負の電極端子となる一対のリードフレームを有してなり、一対のリードフレームの間には、パッケージ樹脂３６が埋め込まれて絶縁されている。リードフレーム２４の形状は、上述の機能を持つものであれば、特に限定されないが、板状であることが好ましい。また、部分的に厚くなる又は薄くなっていてもよい。リードフレーム２４は、図２に示すように、板状のものを曲げずに用いても良いし、適宜折り曲げて形成されていてもよい。
【００３４】
また、リードフレーム２４と樹脂パッケージ３６の密着性を考慮して、リードフレーム２４にアンカー構造を持たせることが好ましい。つまり、リードフレーム２４の厚み方向に設けた貫通孔に段差を設けて樹脂とリードフレーム２４との密着面積を大きくすることが好ましい。図２に示す例では、リードフレーム２４の上側から中間部まで漸次小さくなるように孔を設け、下側では上側よりも大きい孔を設けることで段差を形成し、アンカー効果を持たせている。
【００３５】
クラッド材からなるリードフレーム２４の表面には、図３に示すように、発光素子１０からの光を効率よく取り出すために反射メッキ３０が施されていることが好ましい。メッキの材料としては、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ等が挙げられ、中でもＡｇメッキであることが好ましい。この反射メッキは、プレス加工等で、リードフレーム２４を打ち抜き形成した後に行うことが好ましく、これにより、切断面に露出した第１金属部材２６をメッキで被覆することができる。
【００３６】
＜第２実施形態＞
図４に、本発明の第２実施形態に係る発光装置２００〜４００を断面図で示す。第１実施形態と同一の要素については同じ符号を付して説明を省略する。
図４（ａ）は、リードフレーム２４として、オーバーレイ型ではなく、エッジレイ型のクラッド材を用いた発光装置２００であり、図４（ｂ）は、インレイ型のクラッド材を用いた発光装置３００であり、図４（ｃ）はサイドレイ型のクラッド材を用いた発光装置４００である。第２の金属部材２８に、半田付け性及び放熱性に優れた材料（例えば、Ｃｕ）を適用する例について以下に説明する。
【００３７】
図４（ａ）は、いわゆるエッジレイ型のクラッド材であり、リードフレーム２４の角部に第１の金属部材２６が配置され、第１の金属部材２６の下面及び側面の片側が、第２の金属２８と接合されている。リードフレームの上面においては、第１の金属部材２６及び第２の金属部材２８が露出されている。第１の金属部材２６の上部に、発光素子１０が接合されている。反射層１６に近い箇所に第１金属部材２６が配置されているため、Ａｇ反射膜と透光性基板との剥がれを抑制することができ、さらに、電極端子となる部分においては、第２の金属部材２８の単一部材により形成されており電極端子の端面においても、第１金属部材２６が露出されないため、容易に半田付けすることができ、電極端子での放熱性を向上させることができる。
【００３８】
なお、実装基板に半田等で実装した際の半田クラックが生じないように、実装基板とリードフレーム２４の実装面に位置する材料との線膨張係数差が小さくなるようにすることが好ましい。つまり、第１の金属部材２６と第２の金属部材２８のうち、より実装基板の線膨張係数に近い材料が実装面側に位置するように配置することが好ましい。
【００３９】
図４（ｂ）は、いわゆるインレイ型のクラッド材であり、リードフレーム２４の板面方向において、第１の金属部材２６が、第２の金属部材２８に挟まれて形成されている。第１の金属部材２６は、各発光素子１０に対応して複数個所上面に露出されており、そのそれぞれに発光素子１０が接合されている。図４（ａ）と同様に、反射層１６に近い箇所に第１金属部材２６が配置されているため、Ａｇ反射膜と透光性基板との剥がれを抑制することができ、さらに、電極端子となる部分においては、第２の金属部材２８の単一部材により形成されており電極端子の端面においても、第１金属部材２６が露出されないため、容易に半田付けすることができ、電極端子での放熱性を向上させることができる。
【００４０】
図４（ｃ）は、いわゆるサイドレイ型のクラッド材であり、リードフレーム２４の一方の端部であって発光素子１０が載置される箇所において、板厚方向に全て第１の金属部材２６が配置されるように形成されている。このように、発光素子１０の直下を第１の金属部材２６で形成することにより、Ａｇ反射膜と透光性基板との剥がれをより一層抑制することができる。
【００４１】
なお、リードフレーム２４は、プレス加工などで切断して所望の形状とされるが、切断面が第１の金属部材２６又は第２の金属部材２８の単一材料からなるように設定することにより、異種金属を重ねて切断する必要がなくなるため、プレス加工やエッチング加工でのリードフレーム２４の切断が容易となるため好ましい。
【００４２】
＜第３実施形態＞
図５に、本発明の第３実施形態に係る発光装置５００を断面図で示す。第１、第２実施形態と同一の要素については同じ符号を付して説明を省略する。
本実施形態では、第１実施形態と同様に、オーバーレイ型のクラッド材を用い、リードフレームに凹部４８を形成し、この凹部４８に発光素子１０が載置されている。図５では、厚みが均一な板状のリードフレーム２４を屈曲させて凹部４８を形成しているが、リードフレーム自体に厚みの差を設けることで凹部４８を形成してもよい。クラッド材（リードフレーム）の表面には、凹部４８の内面を被覆するように反射メッキ４６が施されている。
【００４３】
本実施形態の発光装置５００では、リードフレームの凹部４８の反射メッキ４６によって発光素子の光を反射させて外部に取り出す構成とされているため、樹脂パッケージ３６の部材は、光反射性である必要はない。
【００４４】
本実施形態においても、実施形態１と同様に、Ａｇ反射膜と透光性基板との剥がれを効果的に抑制することができる。また、本実施形態では、封止樹脂３８の上部に、樹脂パッケージ３６の端部までを覆うように、透光性材料からなるレンズ４４が形成されており、これにより光取り出し効率を向上させることができる。
【実施例】
【００４５】
本実施例では、図１及び図２に示す構造の発光装置を以下の仕様により作製した。
リードフレーム２４は、第１の金属部材２６としてＳＰＣＣを用い、第２の金属部材２８として無酸素銅を用い、Ｃｕ／ＳＰＣＣ／Ｃｕの積層からなるオーバーレイ型のクラッド材とした。Ｃｕ／ＳＰＣＣ／Ｃｕの厚みは、それぞれ０．１ｍｍ／０．３ｍｍ／０．１ｍｍである。なお、本実施例のリードフレームの線膨張係数は１３．８ｐｐｍ、熱伝導率は１０９Ｗ／ｍ・Ｋである
このようなリードフレームの表面にＡｇメッキを施し、発光素子１０を接合して発光装置を作製した。発光素子１０の透光性基板１２としてサファイア（線膨張係数５．３ｐｐｍ、熱伝導率４６Ｗ／ｍ・Ｋ）を用い、反射層１６としてＡｇを用い、共晶合金２２としてＡｕＳｎの共晶合金を用いた。
【００４６】
[比較例]
また、比較例として、リードフレーム２４の材料にＳＰＣＣではなく、Ｃｕ材（線膨張係数１７．６ｐｐｍ、熱伝導率２６２Ｗ／ｍ・Ｋ）を用い、それ以外は実施例と同じ材料からなる発光装置を作製した。
【００４７】
作製した実施例、比較例について−４０℃１分、１００℃１分で１００００サイクルの条件で熱衝撃試験を行った。比較例では熱衝撃試験後ダイシェア強度が初期値の３０％程度に低下するのに対して、実施例では８０％程度で維持しており、良好な結果となった。
【００４８】
また、リードフレームの線膨張が１７．０ｐｐｍ以上の場合にＡｇ反射層と透光性基板の剥がれが発生し、リードフレームの熱伝導率が１８Ｗ／ｍ・Ｋ以下の場合に発光装置としての熱抵抗が上がることがわかった。さらに、実施例のクラッド材において、ＳＰＣＣの厚みが両側それぞれのＣｕの厚みに対して３倍以下の厚みの場合にリードフレームの熱抵抗が比較例と同等に維持できることがわかった。
これらの実験結果より、リードフレームの線膨張は１７．０ｐｐｍより小さくすることが好ましく、熱伝導率が１８Ｗ／ｍ・Ｋ以上とすることが好ましいと考えられる。
【００４９】
以上に説明した実施形態以外にも、所謂サイドビュー型の発光装置など、本発明は、リードフレームを用いる全ての発光装置に適用可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係る発光装置は、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、センサー用光源、信号機等、種々の発光装置に使用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１００、２００、３００、４００、５００ 発光装置
１０ 発光素子
１２ 透光性基板
１４ 半導体層
１６ 反射層
１８ Ｎｉ膜
２０ Ｒｈ膜
２１ Ａｕ膜
２２ 共晶合金
２４ リードフレーム
２６ 第１の金属部材
２８ 第２の金属部材
３０ 反射メッキ
３２ 正電極
３４ 負電極
３６ 樹脂パッケージ
３８ 封止樹脂
４０ 導電性ワイヤ
４２ 保護素子
４４ レンズ
４６ 反射メッキ
４８ 凹部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、照明器具、ディスプレイ、液晶ディスプレイのバックライト光源等に利用可能な発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な電子部品が提案され、また実用化されており、これらに求められる性能も高くなっている。特に、電子部品には、厳しい使用環境下でも長時間性能を維持することが求められている。発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）をはじめとする発光装置も同様で、一般照明分野、車載照明分野等で求められる性能は日増しに高まっており、更なる高出力（高輝度）化、高信頼性が要求されている。
【０００３】
従来から、サファイア等の基板上に半導体発光素子構造及び電極を形成し、得られた発光素子を、共晶半田などを介して、実装基板に実装することによって半導体装置が製造されている。このような半導体発光素子において、光の出力を増大させるために、例えば発光素子の基板側を実装基板に固定する場合、基板裏面に反射層を設け、素子構造側への光の反射率を向上させて、光の取り出し効率を上げるという方法がある。
【０００４】
具体的には、発光素子の基板裏面に、金属積層体を形成する（反射層としてＡｇ等、基板と反射層との間に密着層としてＴｉ等、Ａｕを含む共晶半田でダイボンドを行うときに共晶半田との密着性を向上させるためのＡｕ層、等を積層）及びダイボンド材料としてＡｕ−Ｓｎ系半田等を用いることが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−７２１４８号公報
【０００６】
現在、反射膜としてＡｌやＡｌを用いた合金が用いられることが多いが、照明用途等での使用のためにさらに高輝度・高出力の半導体発光素子が求められており、光取り出し効率の向上が必要とされている。そのため、さらに反射率に優れた膜が求められている。
一方、反射率の高いＡｇを用いて反射膜を形成する場合には、理論上光取り出し効率はよくなるが、基板、特に透光性基板とＡｇ反射膜との密着性が悪く、熱衝撃試験時に剥がれが生じるという問題があった。さらには、実装基板への放熱性が低下して電流−光出力特性が悪化し、高出力化が困難となってしまう。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、Ａｇ反射膜を用いて光の取り出し効率を良好に維持したまま、Ａｇ反射膜と透光性基板との剥がれを抑制し、信頼性の高い発光装置を提供することを目的とする。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明に係る発光装置は第１の主面と第２の主面とを有する透光性基板の第１の主面上に半導体層が形成されてなる発光素子と、前記第２の主面上に形成されたＡｇ又はＡｇ合金の反射層と、前記反射層側が共晶合金により接合されるリードフレームと、を有し、前記リードフレームは、Ｆｅを含む合金からなる第１の金属部材と、前記第１の金属部材と異なる金属からなる第２の金属部材とが接合されてなるクラッド材からなることを特徴とする。
【０００９】
また、前記発光装置は、さらに以下の構成を有していることが好ましい。
第２の金属部材が、Ｃｕを含んでなる。
リードフレームに樹脂パッケージが接合されてなる。
リードフレームが凹部を有し、前記凹部に前記発光素子が載置される。
第１の金属部材がＩｎｖｅｒ又はＳＰＣＣである。
リードフレーム内において、前記第１の金属部材は、前記第２の金属部材よりも前記反射層に近い位置に配置されている。
クラッド材の上面において、前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材が露出されてなる。
クラッド材の端部が電極端子とされており、前記電極端子の端面には前記第１の金属部材が露出されない。
リードフレームの板厚方向において、前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とが積層配置されてなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る発光装置によれば、Ａｇ反射膜を用いて光の取り出し効率を良好に維持したまま、Ａｇ反射膜と透光性基板との剥がれを抑制し、信頼性の高い発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る発光装置の一例を示す平面図である。
【図２】図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図３は、図１における発光素子の近傍を示す図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る発光装置の一例を示す概略断面図である。
【図５】図５は、本発明の第３実施形態に係る発光装置の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る発光装置の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については、原則として同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。
【００１３】
＜第１実施形態＞
図１に、本発明の第１実施形態に係る発光装置１００を平面図で示す。また、図２は図１のＡ−Ａ線断面図であり、図３は図１の発光素子１０の近傍を発光素子の側面側から見た図である。
発光装置１００は、リードフレーム２４に発光素子１０が載置されてなる。発光素子１０の周囲にリフレクタを形成するように、光反射性樹脂からなる樹脂パッケージ３６がリードフレーム２４に接合され、樹脂パッケージ３６によりリフレクタを内側面とする凹部４８が形成されている。この凹部４８の底面に露出して配置されたリードフレーム２４に発光素子１０が６個載置されており、リードフレーム２４の表面と導電ワイヤ４０により電気的に接続されている。
【００１４】
さらに、発光素子１０が載置されていない側のリードフレームには保護素子４２が載置され、発光素子１０が載置されている側のリードフレームと導電ワイヤにより電気的に接続されている。発光素子１０と保護素子４２が収納された凹部４８内には、封止樹脂３８が充填されている。リードフレーム２４は、その外形が略直方体の樹脂パッケージ３６の対向する側面からそれぞれ外部に突出されて、正負一対の電極端子とされている。
【００１５】
発光素子１０は、図３に示すように、第１の主面と第２の主面とを有する透光性基板１２の第１の主面上に半導体層１４が形成されており、第２の主面上にはＡｇ又はＡｇ合金からなる反射層１６を有している。半導体層１４には、導電ワイヤ４０等を接続するための正電極３２及び負電極３４が形成されている。
【００１６】
発光素子１０は、反射層１６側において共晶合金２２によりリードフレーム２４と接合されている。なお、反射層１６と共晶合金２２の間には、さらに別の金属膜を有していてもよい。例えば、リードフレーム２４との密着性を高めるための密着膜や、反射層の材料が拡散することを防ぐバリア層などである。これらの金属膜としては、例えば、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｕ等の金属又はこれらの合金が挙げられる。
図３では、反射層１６の下にＮｉ膜１８、Ｒｈ膜２０、Ａｕ膜２１がこの順に形成されており、Ａｕ膜２１と共晶合金２２が接合されている。
【００１７】
本実施形態において、リードフレーム２４は、Ｆｅを含む合金からなる第１の金属部材２６と、第１の金属部材２６と異なる金属からなる第２の金属部材２８とが接合されてなるクラッド材である。第１の金属部材２６と、第２の金属部材２８との接合界面は拡散結合されており、合金間での剥離が生じないように形成されている。第１の金属部材２６として、リードフレームとして通常用いられるＣｕよりも線膨張係数の低いＦｅを含有させることにより、リードフレームの線膨張係数を低下させて透光性基板１２の線膨張係数と近づけることができるため、Ａｇ反射膜と透光性基板との剥がれを抑制することができる。
【００１８】
第１の金属部材２６の具体例としては、Ｉｎｖｅｒ、ＳＰＣＣ、Ｋｏｖａｒ、ＳＵＳ等が挙げられる。なかでも、汎用性や加工性に優れたＳＰＣＣ又は常温付近での熱膨張率が小さいＩｎｖｅｒを用いることが好ましい。
【００１９】
第１の金属部材２６はＦｅを含むことにより磁性を有している。これにより、発光装置が実装される側に磁石を配置して、実装時の位置決めに用いることができる。
【００２０】
第２の金属部材２８の具体例としては、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ等の金属が挙げられる。なかでも、放熱性に優れるＣｕを用いることが好ましい。特に、無酸素銅であることが好ましい。無酸素銅は不純物が少なく、Ｃｕ系材料の中で最も熱伝導率が高いためである。
【００２１】
また、第１の金属部材２６を、線膨張係数を下げる目的で使用する一方で、第２の金属部材２８の材料は所望の目的により選択することができる。
例えば、電極端子として用いる部分にＣｕを用いることで、半田付けが容易かつ放熱性に優れた発光装置とすることができる。
また、パッケージ樹脂３６との接合部分には無酸素銅を用いることで、パッケージ樹脂３６とリードフレーム２４との密着性が向上し、これらの剥離を抑制することができる。これは、無酸素銅が、通常用いられるＣｕよりも柔らかいため、加工断面が粗くなり、パッケージ樹脂との密着性が向上するためと考えられる。
【００２２】
さらに、電極端子を実装基板等に実装する際に、実装基板と電極端子との線膨張係数の差が有りすぎると、半田クラックなどが生じてしまうため、実装基板との線膨張係数の差も考慮して第１の金属部材２６及び第２の金属部材２８の材料を選択することが好ましい。
【００２３】
本実施形態のクラッド材は、図２に示すようにリードフレーム２４の板厚方向において、第１の金属部材２６と第２の金属部材２８とが積層配置されてなる、いわゆるオーバーレイ型のクラッド材である。図２では、３層構造としたが、２層であっても良いし、４層以上であっても良い。
【００２４】
本実施形態のように、板厚方向において、第１の金属部材２６の両側が等しい厚みの第２の金属部材２８により挟まれるようにすることにより、熱によるリードフレームの変形を抑制することができる。なお、板厚方向に積層することにより、リードフレーム２４の端面においては、第１の金属部材２６が露出されている。
【００２５】
なお、積層された第１の金属部材の配置箇所は、図２の例に限定されない。例えば、リードフレームの板厚方向の最上面に第１の金属部材２６を配置してもよい。これにより、リードフレーム内において、第２の金属部材よりも第１の金属部材のほうが反射層１６に近い位置に配置されることとなるため、反射層１６近傍での熱膨張係数を下げ、Ａｇ反射膜と透光性基板との剥がれを効果的に抑制することができる。
【００２６】
以下、本発明に係る実施形態の各構成について、図１〜３を参照しながら詳述する。
（透光性基板１２）
透光性基板としては、特に限定されるものではなく、例えば窒化物半導体層を成長させる基板としてサファイア、スピネル、ＮＧＯ基板、ＬｉＡｌＯ２基板、ＬｉＧａＯ３基板、ＧａＮ等が挙げられ、好ましくは酸化物基板であり、更に好ましくはウルツ鉱型結晶である。なかでもサファイア基板が最も有効である。これは、比較的硬質な酸化物基板、さらにはウルツ鉱型結晶の基板とＡｇ又はＡｇ合金の反射層との密着性が低くなる傾向にあり、特に、サファイア基板とＡｇ又はＡｇ合金の反射層との密着性は極端に悪いため、Ａｇ又はＡｇ合金の反射層を透光性基板表面に形成すると接合強度が問題となるが、本発明の構成によって、接合強度が低くても剥がれを生じさせ難くすることができるからである。
【００２７】
（半導体層１４）
透光性基板の第１の主面上に形成される半導体層１４は、少なくとも発光構造を有する。透光性基板１２の第２の主面上に設けられるＡｇ又はＡｇ合金からなる反射層１６は、可視光域における反射率の波長依存性が比較的大きく、特に、近紫外域から長波長側において、反射率が急激に増大する。よって、発光素子の発光波長は、このような好適な反射率が利用できる波長とすることが好ましい。具体的には、３５０ｎｍ以上、好ましくは３８０ｎｍ以上、更に好ましくは４００ｎｍ以上の波長域（赤色まで）において、優れた発光効率の発光素子とすることができる。
【００２８】
（反射層１６）
透光性基板１２の第２の主面上に形成されるＡｇ又はＡｇ合金の反射層１６は、半導体層から発光された光を反射させて、光を効率的に取り出す層である。また、反射層としてＡｇ又はＡｇ合金を用いることにより、放熱性の良好な発光装置とすることができる。そのため、大電流を流したときの発熱を緩和することができ、素子を高出力することが可能となる。
【００２９】
反射層１６は、透光性基板１２に接触して形成されていることが好ましい。Ａｇ又はＡｇ合金層は、ここに照射された光を効率的に反射させること及び透光性基板１２との応力を考慮して、例えば２００Å〜１μｍ程度が適当である。
【００３０】
Ａｇ合金としては、Ａｇと、Ｐｔ、Ｃｏ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｒｈ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｉｒ、Ｇａ，Ｎｄ及びＲｅからなる群から選択される１種又は２種以上の合金が挙げられる。
【００３１】
（共晶合金２２）
好ましい共晶合金としては、ＡｕとＳｎを主成分とする合金、ＡｕとＳｉとを主成分とする合金、またはＡｕとＧｅとを主成分とする合金などが挙げられる。これらの中でも特にＡｕ−Ｓｎの共晶合金が好ましい。Ａｕ−Ｓｎの共晶合金膜を用いると、熱圧着によるＡｇ又はＡｇ合金の反射層１６の劣化が少なく、また、実装された際の強度も強いという利点がある。
【００３２】
（樹脂パッケージ３６）
樹脂パッケージ３６は、リードフレーム２４を固定する部材である。発光素子１０からの光を反射可能な反射面（凹部４８の側壁）を有するものが好ましい。好ましい材料としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などの樹脂を用いることができ、具体的にはエポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、シリコーン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂組成物、エポキシ変性シリコーン樹脂などの変性シリコーン樹脂組成物、ポリイミド樹脂組成物、変性ポリイミド樹脂組成物、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、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ＰＢＴ樹脂等の樹脂であり、これら樹脂中に酸化チタン、二酸化ケイ素、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライトなどを含有させることで、発光素子１０からの光を効率よく反射させることができる。発光素子１０からの光に対する反射率が６０％以上であるものが好ましく、より好ましくは９０％以上反射するものが好ましい。酸化チタン等の光反射性物質の充填量は、樹脂成形法や樹脂流動性などの成形条件によって、また反射率や機械強度などの特性よって適宜選択されるが、例えば、酸化チタンを用いる場合は、好ましくは２０〜４０ｗｔ％、より好ましくは２５〜３５ｗｔ％配合させるのが好ましい。
凹部４８の側壁は、効率よく光を反射するために、開口側に広がるように傾斜していることが好ましいが、これに限定されない。
【００３３】
（リードフレーム２４）
リードフレーム２４は、発光素子１０の電極３２、３４と電気的に接続されて電流を流す導電部材として用いられる。また、パッケージ樹脂３６の外部に引き出されて外部端子としても用いられる。
リードフレーム２４は、少なくとも正負の電極端子となる一対のリードフレームを有してなり、一対のリードフレームの間には、パッケージ樹脂３６が埋め込まれて絶縁されている。リードフレーム２４の形状は、上述の機能を持つものであれば、特に限定されないが、板状であることが好ましい。また、部分的に厚くなる又は薄くなっていてもよい。リードフレーム２４は、図２に示すように、板状のものを曲げずに用いても良いし、適宜折り曲げて形成されていてもよい。
【００３４】
また、リードフレーム２４と樹脂パッケージ３６の密着性を考慮して、リードフレーム２４にアンカー構造を持たせることが好ましい。つまり、リードフレーム２４の厚み方向に設けた貫通孔に段差を設けて樹脂とリードフレーム２４との密着面積を大きくすることが好ましい。図２に示す例では、リードフレーム２４の上側から中間部まで漸次小さくなるように孔を設け、下側では上側よりも大きい孔を設けることで段差を形成し、アンカー効果を持たせている。
【００３５】
クラッド材からなるリードフレーム２４の表面には、図３に示すように、発光素子１０からの光を効率よく取り出すために反射メッキ３０が施されていることが好ましい。メッキの材料としては、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ等が挙げられ、中でもＡｇメッキであることが好ましい。この反射メッキは、プレス加工等で、リードフレーム２４を打ち抜き形成した後に行うことが好ましく、これにより、切断面に露出した第１金属部材２６をメッキで被覆することができる。
【００３６】
＜第２実施形態＞
図４に、本発明の第２実施形態に係る発光装置２００〜４００を断面図で示す。第１実施形態と同一の要素については同じ符号を付して説明を省略する。
図４（ａ）は、リードフレーム２４として、オーバーレイ型ではなく、エッジレイ型のクラッド材を用いた発光装置２００であり、図４（ｂ）は、インレイ型のクラッド材を用いた発光装置３００であり、図４（ｃ）はサイドレイ型のクラッド材を用いた発光装置４００である。第２の金属部材２８に、半田付け性及び放熱性に優れた材料（例えば、Ｃｕ）を適用する例について以下に説明する。
【００３７】
図４（ａ）は、いわゆるエッジレイ型のクラッド材であり、リードフレーム２４の角部に第１の金属部材２６が配置され、第１の金属部材２６の下面及び側面の片側が、第２の金属２８と接合されている。リードフレームの上面においては、第１の金属部材２６及び第２の金属部材２８が露出されている。第１の金属部材２６の上部に、発光素子１０が接合されている。反射層１６に近い箇所に第１金属部材２６が配置されているため、Ａｇ反射膜と透光性基板との剥がれを抑制することができ、さらに、電極端子となる部分においては、第２の金属部材２８の単一部材により形成されており電極端子の端面においても、第１金属部材２６が露出されないため、容易に半田付けすることができ、電極端子での放熱性を向上させることができる。
【００３８】
なお、実装基板に半田等で実装した際の半田クラックが生じないように、実装基板とリードフレーム２４の実装面に位置する材料との線膨張係数差が小さくなるようにすることが好ましい。つまり、第１の金属部材２６と第２の金属部材２８のうち、より実装基板の線膨張係数に近い材料が実装面側に位置するように配置することが好ましい。
【００３９】
図４（ｂ）は、いわゆるインレイ型のクラッド材であり、リードフレーム２４の板面方向において、第１の金属部材２６が、第２の金属部材２８に挟まれて形成されている。第１の金属部材２６は、各発光素子１０に対応して複数個所上面に露出されており、そのそれぞれに発光素子１０が接合されている。図４（ａ）と同様に、反射層１６に近い箇所に第１金属部材２６が配置されているため、Ａｇ反射膜と透光性基板との剥がれを抑制することができ、さらに、電極端子となる部分においては、第２の金属部材２８の単一部材により形成されており電極端子の端面においても、第１金属部材２６が露出されないため、容易に半田付けすることができ、電極端子での放熱性を向上させることができる。
【００４０】
図４（ｃ）は、いわゆるサイドレイ型のクラッド材であり、リードフレーム２４の一方の端部であって発光素子１０が載置される箇所において、板厚方向に全て第１の金属部材２６が配置されるように形成されている。このように、発光素子１０の直下を第１の金属部材２６で形成することにより、Ａｇ反射膜と透光性基板との剥がれをより一層抑制することができる。
【００４１】
なお、リードフレーム２４は、プレス加工などで切断して所望の形状とされるが、切断面が第１の金属部材２６又は第２の金属部材２８の単一材料からなるように設定することにより、異種金属を重ねて切断する必要がなくなるため、プレス加工やエッチング加工でのリードフレーム２４の切断が容易となるため好ましい。
【００４２】
＜第３実施形態＞
図５に、本発明の第３実施形態に係る発光装置５００を断面図で示す。第１、第２実施形態と同一の要素については同じ符号を付して説明を省略する。
本実施形態では、第１実施形態と同様に、オーバーレイ型のクラッド材を用い、リードフレームに凹部４８を形成し、この凹部４８に発光素子１０が載置されている。図５では、厚みが均一な板状のリードフレーム２４を屈曲させて凹部４８を形成しているが、リードフレーム自体に厚みの差を設けることで凹部４８を形成してもよい。クラッド材（リードフレーム）の表面には、凹部４８の内面を被覆するように反射メッキ４６が施されている。
【００４３】
本実施形態の発光装置５００では、リードフレームの凹部４８の反射メッキ４６によって発光素子の光を反射させて外部に取り出す構成とされているため、樹脂パッケージ３６の部材は、光反射性である必要はない。
【００４４】
本実施形態においても、実施形態１と同様に、Ａｇ反射膜と透光性基板との剥がれを効果的に抑制することができる。また、本実施形態では、封止樹脂３８の上部に、樹脂パッケージ３６の端部までを覆うように、透光性材料からなるレンズ４４が形成されており、これにより光取り出し効率を向上させることができる。
【実施例】
【００４５】
本実施例では、図１及び図２に示す構造の発光装置を以下の仕様により作製した。
リードフレーム２４は、第１の金属部材２６としてＳＰＣＣを用い、第２の金属部材２８として無酸素銅を用い、Ｃｕ／ＳＰＣＣ／Ｃｕの積層からなるオーバーレイ型のクラッド材とした。Ｃｕ／ＳＰＣＣ／Ｃｕの厚みは、それぞれ０．１ｍｍ／０．３ｍｍ／０．１ｍｍである。なお、本実施例のリードフレームの線膨張係数は１３．８ｐｐｍ、熱伝導率は１０９Ｗ／ｍ・Ｋである
このようなリードフレームの表面にＡｇメッキを施し、発光素子１０を接合して発光装置を作製した。発光素子１０の透光性基板１２としてサファイア（線膨張係数５．３ｐｐｍ、熱伝導率４６Ｗ／ｍ・Ｋ）を用い、反射層１６としてＡｇを用い、共晶合金２２としてＡｕＳｎの共晶合金を用いた。
【００４６】
[比較例]
また、比較例として、リードフレーム２４の材料にＳＰＣＣではなく、Ｃｕ材（線膨張係数１７．６ｐｐｍ、熱伝導率２６２Ｗ／ｍ・Ｋ）を用い、それ以外は実施例と同じ材料からなる発光装置を作製した。
【００４７】
作製した実施例、比較例について−４０℃１分、１００℃１分で１００００サイクルの条件で熱衝撃試験を行った。比較例では熱衝撃試験後ダイシェア強度が初期値の３０％程度に低下するのに対して、実施例では８０％程度で維持しており、良好な結果となった。
【００４８】
また、リードフレームの線膨張が１７．０ｐｐｍ以上の場合にＡｇ反射層と透光性基板の剥がれが発生し、リードフレームの熱伝導率が１８Ｗ／ｍ・Ｋ以下の場合に発光装置としての熱抵抗が上がることがわかった。さらに、実施例のクラッド材において、ＳＰＣＣの厚みが両側それぞれのＣｕの厚みに対して３倍以下の厚みの場合にリードフレームの熱抵抗が比較例と同等に維持できることがわかった。
これらの実験結果より、リードフレームの線膨張は１７．０ｐｐｍより小さくすることが好ましく、熱伝導率が１８Ｗ／ｍ・Ｋ以上とすることが好ましいと考えられる。
【００４９】
以上に説明した実施形態以外にも、所謂サイドビュー型の発光装置など、本発明は、リードフレームを用いる全ての発光装置に適用可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係る発光装置は、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、センサー用光源、信号機等、種々の発光装置に使用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１００、２００、３００、４００、５００ 発光装置
１０ 発光素子
１２ 透光性基板
１４ 半導体層
１６ 反射層
１８ Ｎｉ膜
２０ Ｒｈ膜
２１ Ａｕ膜
２２ 共晶合金
２４ リードフレーム
２６ 第１の金属部材
２８ 第２の金属部材
３０ 反射メッキ
３２ 正電極
３４ 負電極
３６ 樹脂パッケージ
３８ 封止樹脂
４０ 導電性ワイヤ
４２ 保護素子
４４ レンズ
４６ 反射メッキ
４８ 凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の主面と第２の主面とを有する透光性基板の第１の主面上に半導体層が形成されてなる発光素子と、
前記第２の主面上に形成されたＡｇ又はＡｇ合金の反射層と、
前記反射層側が共晶合金により接合されるリードフレームと、を有し、
前記リードフレームは、Ｆｅを含む合金からなる第１の金属部材と、前記第１の金属部材と異なる金属からなる第２の金属部材とが接合されてなるクラッド材からなることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記第２の金属部材が、Ｃｕを含んでなる請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記リードフレームに樹脂パッケージが接合されてなる請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記リードフレームが凹部を有し、前記凹部に前記発光素子が載置される請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記第１の金属部材がＩｎｖｅｒ又はＳＰＣＣである請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記リードフレーム内において、前記第１の金属部材は、前記第２の金属部材よりも前記反射層に近い位置に配置されている請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記クラッド材の上面において、前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材が露出されてなる請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記クラッド材の端部が電極端子とされており、前記電極端子の端面には前記第１の金属部材が露出されない請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
前記リードフレームの板厚方向において、前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とが積層配置されてなる請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１】
第１の主面と第２の主面とを有する透光性基板の第１の主面上に半導体層が形成されてなる発光素子と、
前記第２の主面上に形成されたＡｇ又はＡｇ合金の反射層と、
前記反射層側が共晶合金により接合されるリードフレームと、を有し、
前記リードフレームは、Ｆｅを含む合金からなる第１の金属部材と、前記第１の金属部材と異なる金属からなる第２の金属部材とが接合されてなるクラッド材からなることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記第２の金属部材が、Ｃｕを含んでなる請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記リードフレームに樹脂パッケージが接合されてなる請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記リードフレームが凹部を有し、前記凹部に前記発光素子が載置される請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記第１の金属部材がＩｎｖｅｒ又はＳＰＣＣである請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記リードフレーム内において、前記第１の金属部材は、前記第２の金属部材よりも前記反射層に近い位置に配置されている請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記クラッド材の上面において、前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材が露出されてなる請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記クラッド材の端部が電極端子とされており、前記電極端子の端面には前記第１の金属部材が露出されない請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
前記リードフレームの板厚方向において、前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とが積層配置されてなる請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−５８５７３（Ｐ２０１３−５８５７３Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９５４８３（Ｐ２０１１−１９５４８３）
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００２２６０５７）日亜化学工業株式会社 (993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００２２６０５７）日亜化学工業株式会社 (993)
【Ｆターム（参考）】
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