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Title:
LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE AND LEAD GROUP STRUCTURE FOR LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/087868
Kind Code:
A1
Abstract:
A light emitting diode package (1) is provided with a diode group (2D) wherein a plurality of light emitting diode chips (2) are connected in series, and a lead group (3) connected to the diode group (2D). The lead group (3) is provided with a pair of external leads (31, 32) to be terminals of the diode group (2D), and auxiliary leads (33) of a number one less than that of the light emitting diode chips (2). On the outer lead (31) of the pair of external leads (31, 32), a plurality of light emitting diode chips (2) are arranged in a row, and one side or on the both sides of the row composed of the light emitting diode chips (2), the auxiliary leads (33) are arranged. Among the light emitting diode chips (2), the adjacent light emitting diode chips (2) are connected in series through the auxiliary leads (33).

Inventors:
YASUDA, Takaki (5-1 Yawata Kaigan dori, Ichihara-sh, Chiba 67, 2900067, JP)
Application Number:
JP2008/050031
Publication Date:
July 24, 2008
Filing Date:
January 07, 2008
Export Citation:
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Assignee:
SHOWA DENKO K.K. (13-9, Shibadaimon 1-chome Minato-k, Tokyo 18, 1058518, JP)
昭和電工株式会社 (〒18 東京都港区芝大門一丁目13番9号 Tokyo, 1058518, JP)
International Classes:
H01L33/54; H01L33/56; H01L33/60; H01L33/62
Attorney, Agent or Firm:
SHIGA, Masatake et al. (1-9-2, MarunouchiChiyoda-k, Tokyo 20, 1006620, JP)
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Claims:
 複数の発光ダイオードチップが直列接続されてなるダイオード群と、前記ダイオード群に接続されるリード群とを具備してなり、
 前記リード群には、前記ダイオード群の端子となる一対の外部リードと、前記発光ダイオードチップの数よりも1つ少ない数の補助リードとが備えられ、
 前記一対の外部リードのうち一方の外部リード上に、前記複数の発光ダイオードチップが一列に配置され、
 前記複数の発光ダイオードチップからなる列の片側または両側に、前記補助リードが配置され、
 前記複数の発光ダイオードチップの内、相互に隣接する発光ダイオードチップ同士が、前記補助リードを介して直列に接続されることを特徴とする発光ダイオードパッケージ。
 前記一方の外部リードに、前記発光ダイオードチップを載置する素子載置部が形成され、前記発光ダイオードチップのp電極およびn電極が前記素子載置部側とは反対側に向けられ、前記p電極およびn電極と前記補助リードとがボンディングワイヤを介して接続されていることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオードパッケージ。
 前記素子載置部の先端が、他方の外部リード寄りに配置されていることを特徴とする請求項2に記載の発光ダイオードパッケージ。
 前記素子載置部の先端と、他方の外部リードとの間に、ツェナーダイオードが取り付けられていることを特徴とする請求項2に記載の発光ダイオードパッケージ。
 前記ダイオード群が接続される前記リード群を保持する絶縁構造体が備えられ、前記絶縁構造体に形成された凹部から前記ダイオード群が露出されていることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオードパッケージ。
 前記凹部の平面視形状が、前記複数の発光ダイオードチップの配列方向に長軸が沿う略楕円形状であり、かつ前記凹部の内面が放物面形状からなる反射面であることを特徴とする請求項5に記載の発光ダイオードパッケージ。
 複数の発光ダイオードチップが接続されてなるダイオード群と、前記ダイオード群に接続されるリード群とを具備してなる発光ダイオードパッケージ用のリード群構造であり、
 前記リード群構造は、前記ダイオード群の端子となる一対の外部リードと、前記発光ダイオードチップの数よりも1つ少ない数の補助リードとが備えられ、
 前記一対の外部リードのうち一方の外部リード上に、前記複数の発光ダイオードチップが一列に配置される載置部が設けられ、
 前記載置部の片側または両側に、前記補助リードが配置されていることを特徴とする発光ダイオードパッケージ用のリード群構造。
Description:
発光ダイオードパッケージ及び 光ダイオードパッケージ用のリード群構造

 本発明は複数の発光ダイオードチップを備 た発光ダイオードパッケージ及び発光ダイ ードパッケージ用のリード群構造に関する のである。
 本願は、2007年1月15日に、日本に出願された 特願2007-006003号に基づき優先権を主張し、そ 内容をここに援用する。

 最近になって、発光ダイオードチップを光 とする照明装置の開発が盛んになって来て る。例えば、自動車等の車両用の照明装置 分野においては、低消費電力、低発熱、デ インの自由度等が重視されており、これら 要望を満たすものとして、発光ダイオード ップを備えた発光ダイオードパッケージか なる照明装置が注目を集めている。
 従来の発光ダイオードパッケージは、光源 しての発光ダイオードチップと、リードと リードを保持する絶縁構造体とから概略構 されている。絶縁構造体には凹部が設けら 、この凹部内に発光ダイオードチップが配 され、この凹部内面が、発光ダイオードチ プからの光を集光して効率良く出射させる 射面になっている。ところで発光ダイオー チップは、従来の電球型の光源と比べて小 で占有体積が小さいことから、1つの凹部内 に複数の発光ダイオードチップを配設させる ことが可能とされている。そこで、照明装置 の出力向上を目的として、1つの凹部内に複 の発光ダイオードチップを配設させた照明 置が検討されている。

 また、上記のパッケージタイプとは別に、 ードタイプの照明装置も知られている。ボ ドタイプの照明装置は、実装基板と、実装 板上に実装された発光ダイオードチップと 実装基板上に取り付けられたリフレクタと ら構成されている。リフレクタには凹部が 成されており、この凹部内に発光ダイオー チップが配置されている。また、凹部の内 は反射面とされている。更に、実装基板と フレクタとの間には、接着用のエポキシ樹 層が備えられている。

特開2005-327577号公報

 ところで、上述の発光ダイオードパッケ ジまたはボードタイプからなる照明装置に ける反射面として、回転放物面形状からな ものが知られているが、この回転放物面か なる反射面はただ1つの焦点を有しているの で、複数の発光ダイオードチップの全部を焦 点に配置することは不可能であり、通常は焦 点を中心としてその周囲に複数の発光ダイオ ードチップを配設させる構成になっている。 このように構成された照明装置を発光させた 場合、平行光線を出射させることが困難であ った。

 また、発光ダイオードパッケージの絶縁 造体に設けられた凹部には、蛍光体入りの 明樹脂が充填されるが、封止樹脂の屈折率 空気の屈折率との比で決まる全反射角より 浅い光線は外部に放射されないため、光取 出し効率が低くなるという問題があった。 かしながら、封止樹脂表面に対し垂直に入 できれば、光取り出し効率は100%に近づける ことができる。

 一方、上述のボードタイプの照明装置で 、発光ダイオードチップから出射された光 一部が、銅パターン絶縁用のエポキシ樹脂 板層に吸収されてしまい、これにより更に 光効率が低下するという問題があった。

 マルチチップ用の放物リフレクタに関し は、複数の発光ダイオードチップを一列に 置し、リフレクタ形状を最適化することで 平行光線の創出を極大化できる(例えば特願 2006-189206)。複数の発光ダイオードチップを並 列接続する場合は、入出力用リードと各発光 ダイオードチップの電極とを個別にボンディ ングワイヤで結線すればよいので、比較的容 易に発光ダイオードチップを一列に配列でき る。しかし、発光ダイオードチップを直列に 接続しようとすると、発光ダイオードチップ 同士をボンディングワイヤで直接結線するこ とは難しいので、発光ダイオードチップ同士 の間に補助リードを設け、この補助リードを 介してボンディングワイヤで結線する必要が ある。そうなると、入出力用リードの他に補 助リードを配置する必要があり、リードの形 状が極めて複雑化し、また、発光ダイオード チップ同士の間隔を小さくできず、かえって 集光性が低下するおそれがあった。

 本発明は、上記事情に鑑みてなされたも であって、発光効率に優れ、光量が大きく しかも各発光ダイオードチップからそれぞ 出射された光を平行光にして効率良く集光 ることが可能な発光ダイオードパッケージ び発光ダイオードパッケージ用のリード群 造を提供することを目的とする。

 上記の目的を達成するために、本発明は以 のものを採用した。
[1]複数の発光ダイオードチップが直列接続さ れてなるダイオード群と、前記ダイオード群 に接続されるリード群とを具備してなり、前 記リード群には、前記ダイオード群の端子と なる一対の外部リードと、前記発光ダイオー ドチップの数よりも1つ少ない数の補助リー とが備えられ、前記一対の外部リードのう 一方の外部リード上に、前記複数の発光ダ オードチップが一列に配置され、前記複数 発光ダイオードチップからなる列の片側ま は両側に、前記補助リードが配置され、前 複数の発光ダイオードチップの内、相互に 接する発光ダイオードチップ同士が、前記 助リードを介して直列に接続されることを 徴とする発光ダイオードパッケージ。
 また、本発明は以下のとおりのものである とが好ましい。
[2]前記一方の外部リードに、前記発光ダイオ ードチップを載置する素子載置部が形成され 、前記発光ダイオードチップのp電極およびn 極が前記素子載置部側とは反対側に向けら 、前記p電極およびn電極と前記補助リード がボンディングワイヤを介して接続されて ることを特徴とする前項1に記載の発光ダイ ードパッケージ。
[3]前記素子載置部の先端が、他方の外部リー ド寄りに配置されていることを特徴とする前 項2に記載の発光ダイオードパッケージ。
[4]前記素子載置部の先端と、他方の外部リー ドとの間に、ツェナーダイオードが取り付け られていることを特徴とする前項2または前 3に記載の発光ダイオードパッケージ。
[5]前記ダイオード群が接続される前記リード 群を保持する絶縁構造体が備えられ、前記絶 縁構造体に形成された凹部から前記ダイオー ド群が露出されていることを特徴とする前項 1ないし前項4のいずれかに記載の発光ダイオ ドパッケージ。
[6]前記凹部の平面視形状が、前記複数の発光 ダイオードチップの配列方向に長軸が沿う略 楕円形状であり、かつ前記凹部の内面が放物 面形状からなる反射面であることを特徴とす る前項5に記載の発光ダイオードパッケージ
 さらに、本発明は以下のとおりのものであ 。
[7]複数の発光ダイオードチップが接続されて なるダイオード群と、前記ダイオード群に接 続されるリード群とを具備してなる発光ダイ オードパッケージ用のリード群構造であり、 前記リード群構造は、前記ダイオード群の端 子となる一対の外部リードと、前記発光ダイ オードチップの数よりも1つ少ない数の補助 ードとが備えられ、前記一対の外部リード うち一方の外部リード上に、前記複数の発 ダイオードチップが一列に配置される載置 が設けられ、前記載置部の片側または両側 、前記補助リードが配置されていることを 徴とする発光ダイオードパッケージ用のリ ド群構造。

 本発明によれば、光量が大きく、しかも 発光ダイオードチップからそれぞれ出射さ た光を平行光にして効率良く集光すること 可能な発光ダイオードパッケージ及び発光 イオードパッケージ用のリード群構造を提 できる。

図1は、本実施形態の発光ダイオードパ ッケージの一例を示す斜視図である。 図2は、図1に示す発光ダイオードパッ ージの平面模式図である。 図3は、図2のA-A’線に対応する断面模 図である。 図4は、図2のB-B’線に対応する断面模 図である。 図5は、図1に示す発光ダイオードパッ ージの製造方法を説明するための図であっ 、リードフレームの基本単位形状のみ拡大 て示した拡大平面図である。 図6は、図1に示す発光ダイオードパッ ージの製造方法を説明するための図であっ 、リードフレームの全体を示した平面図で る。 図7は、図1に示す発光ダイオードパッ ージの製造方法を説明するための図であっ 、モールドリードフレームの基本単位形状 み拡大して示した拡大平面図である。 図8は、図1に示す発光ダイオードパッ ージの製造方法を説明するための図であっ 、モールドリードフレームの全体を示した 面図である。 図9は、本実施形態の発光ダイオードパ ッケージの別の例を示す平面模式図である。 図10は、本実施形態の発光ダイオード ッケージの更に別の例を示す平面模式図で る。

符号の説明

 1、101、201…発光ダイオードパッケージ、 2、2A~2C、102、102A~102D、202…発光ダイオードチ ップ、2b、102b…p電極、2c、102c…n電極、2D、10 2E…ダイオード群、3、103…リード群、4…絶 構造体、8…ツェナーダイオード、31、131、23 1…一方の外部リード(外部リード)、31b、131b 素子載置部、32、132、232…他方の外部リード (外部リード)、33、33A、33B、133、133A~133C、233 補助リード、41…凹部、46…反射面、51a~51f、 151a~151h…ボンディングワイヤ

「発光ダイオードパッケージの一例」
 以下、本発明の実施の形態の発光ダイオー パッケージの一例について図面を参照して 明する。尚、以下の説明で参照する図は、 実施形態の発光ダイオードパッケージの構 を説明するためのものであり、図示される 部の大きさや厚さや寸法等は、実際の発光 イオードパッケージの寸法関係とは異なる 合がある。図1には、本実施形態の発光ダイ オードパッケージの一例を斜視図で示し、図 2には図1に示す発光ダイオードパッケージの 面模式図を示す。また、図3には図2のA-A’ に対応する断面模式図を示し、図4には図2の B-B’線に対応する拡大断面模式図を示す。

 図1~図4に示す発光ダイオードパッケージ1 は、例えば照明装置として用いられるもので あり、複数の発光ダイオードチップ2と、発 ダイオードチップ2が接続されるリード群3( ード群構造)と、リード群3を一体に保持する 絶縁構造体4とから概略構成されている。絶 構造体4には凹部41が設けられており、この 部41内に発光ダイオードチップ2が封止され 透明封止樹脂41aで保護されている。これに り、凹部41を通じて発光ダイオードチップ2 らの光を取り出せるようになっている。

 発光ダイオードチップ2は、半導体発光層 と、半導体発光層の上に配置されたp電極2bと 、p電極2bと平面的に離間して配置されたn電 2cとを備えている。p電極2bは、後述するp型 導体層に接続されており、一方、n電極2cは n型半導体層に接続されている。発光ダイオ ドチップ2のサイズは特に限定されないが、 0.1mm~30mm角の大きさが好ましい。

 半導体発光層は、基板上にn型半導体層と発 光層とp型半導体層とを備えたものである。 発明における基板材料としては、サファイ 単結晶、スピネル単結晶、ZnO単結晶、LiAlO 2 単結晶、LiGaO 2 単結晶、MgO単結晶などの酸化物単結晶、Si単 晶、SiC単結晶、GaAs単結晶、GaP結晶、AlN単結 晶、GaN単結晶およびZrB 2 などのホウ化物単結晶などの導電性材料を用 いることができる。また、ガラスなどの別基 板に半導体発光素子を載せた形態も用いるこ とができる。

 n型半導体層、発光層、p型半導体層は、例 ば、As系、P系、窒化物系の半導体を用いる とができる。窒化物系半導体としては、例 ば、一般式Al x Ga y In z N 1-a M a (0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1で且つ、x+y+z=1。記 Mは窒素(N)とは別の第V族元素を表し、0≦a< ;1である。)で表わされる窒化物系半導体を用 いることができる。窒化物系半導体は、Al、G aおよびIn以外に他のIII族元素を含有すること ができ、必要に応じてGe、Si、Mg、Ca、Zn、Be、 PおよびAsなどの元素を含有することもできる 。さらに、意識的に添加した元素に限らず、 成膜条件等に依存して必然的に含まれる不純 物、並びに原料、反応管材質に含まれる微量 不純物を含む場合もある。

 n型半導体層は、通常、下地層、nコンタク 層およびnクラッド層から構成される。
 nコンタクト層は下地層および/またはnクラ ド層を兼ねることができる。下地層はAl x Ga 1-x N層(0≦x≦1、好ましくは0≦x≦0.5、さらに好 しくは0≦x≦0.1)から構成されることが好ま い。nコンタクト層としては、下地層と同様 Al x Ga 1-x N層(0≦x≦1、好ましくは0≦x≦0.5、さらに好 しくは0≦x≦0.1)から構成されることが好ま い。また、nコンタクト層を構成する窒化物 半導体は、下地層と同一組成であることが ましい。
 nコンタクト層と発光層との間には、nクラ ド層を設けることが好ましい。nクラッド層 AlGaN、GaN、GaInNなどで形成することが可能で ある。また、これらの構造のヘテロ接合や複 数回積層した超格子構造としてもよい。

 発光層としては、好ましくはGa 1-s In s N(0<s<1)の窒化物系半導体からなる発光層 用いられる。発光層は、単一量子井戸(SQW) 造の他に、上記Ga 1-s In s Nを井戸層として、この井戸層よりバンドギ ップエネルギーが大きいAl c Ga 1-c N(0≦c≦1)障壁層とからなる多重量子井戸(MQW) 造としてもよい。

 p型半導体層は、通常、pクラッド層およびp ンタクト層から構成される。pクラッド層は 、Al d Ga 1-d N(0<d≦1、好ましくは0.1≦d≦0.3)から構成さ ることが好ましい。pコンタクト層は、少な くともAl e Ga 1-e N(0≦e<1、好ましくは0≦e≦0.2、より好まし は0≦e≦0.1)を含んでなる窒化物系半導体層 ら構成される。

 発光ダイオードチップ2におけるp電極2bおよ びn電極2cの配置は、特に限定されず、例えば 、図2に示すように、p電極2bおよびn電極2cが 発光ダイオードチップ2の対向する二辺の中 線上に配置されていても良いし、発光ダイ ードチップ2の対角線上に配置されていても よい。また、p電極2bおよびn電極2cの平面形状 は、ワイヤボンディングが可能な面積を有し ていればいかなる形状であってもよく、図2 示すように、円形状とすることができる。
 p電極2bおよびn電極2cとしては、Au,Al,Niおよ Cu等の材料を用いることができる。

 次に、リード群3は、一方の外部リード31と 他方の外部リード32と、2つの補助リード33 から構成されている。各リード31~33は、略立 方体状の絶縁構造体4によって相互に絶縁さ た状態で一体化されている。また、各リー 31~33は、例えば、厚み0.1~0.2μm程度のCuやCu系 金、Fe系合金、あるいはNiなどの素地金属の 上にAu或いはAg等の貴金属メッキを施した金 材からなる薄板を所定の形状に打ち抜いて 成される。
 一方の外部リード31は、一部が絶縁構造体4 一方の側壁面42から突き出された端子部31a 、端子部31aから絶縁構造体4の内部に向けて 出形成された帯状の素子載置部31bとから構 されている。この帯状の素子載置部31bには その長手方向に沿って3つの発光ダイオード チップ2が一列に並んで載置されている。発 ダイオードチップ2は、p電極2bおよびn電極2c 上にして素子載置部31bに載置されている。
換言すると、発光ダイオードチップ2は、半 体発光層を構成する絶縁性の基板を素子載 部31bに接触させた状態で素子載置部31bに載 されている。なお、素子載置部31bの厚みを 端子部31aの厚みより大きくすることで、素 載置部31bにヒートシンク機能を付与しても い。
 次に、他方の外部リード32は、絶縁構造体4 他方の側壁面43から突き出された端子部32a 、端子部32aから絶縁構造体4の内部に向けて 出形成された帯状の内部端子部32bとから構 されている。内部端子部32bは、先の素子載 部31bの長手方向の延長上に配置されており 内部端子部32bおよび素子載置部31bの各先端 相互に近接した状態になっている。そして 内部端子部32bと素子載置部31bとの間には、 電破壊防止用のツェナーダイオード8が取り 付けられている。
 また、各外部リード31、32の各端子部31a、32a は、側壁面42、43から突き出された部分を除 、絶縁構造体4に埋め込まれた状態になって る。また、各端子部31a、32aのうち、側壁面4 2、43から突き出された部分は、絶縁構造体4 底面に向けてそれぞれ折り曲げられている

 次に、補助リード33は、素子載置部31bの 手方向両側に配置されている。この補助リ ド33は、図2に示すように帯状の部材であり 素子載置部31bの長手方向と交差する方向に って延在しており、一端33a側が絶縁構造体4 よって埋め込まれ、他端33b側が素子載置部3 1bを側方から臨む位置に配置されている。ま 、補助リード33の数は、発光ダイオードチ プ2の数よりも1つ少ない数であればよい。発 光ダイオードチップ2が3つであれば、補助リ ド33は2つあればよい。

 次に、素子載置部31b上に載置された発光ダ オードチップ2と、各リード31~33との接続状 ついて説明する。
 まず、一列に配列された3つの発光ダイオー ドチップ2のうち、一方の外部リード31の端子 部31a寄りに配置された発光ダイオードチップ 2Aのp電極2bは、ボンディングワイヤ51aを介し 素子載置部31bに導電接続されている。また 発光ダイオードチップ2Aのn電極2cは、ボン ィングワイヤ51bを介して一方の補助リード33 Aに導電接続されている。
 また、中央に配置された発光ダイオードチ プ2Bのp電極2bは、ボンディングワイヤ51cを して補助リード33Aに導電接続されている。 た、発光ダイオードチップ2Bのn電極2cは、ボ ンディングワイヤ51dを介して他方の補助リー ド33Bに導電接続されている。
 更に、他方の外部リード32寄りに配置され 発光ダイオードチップ2Cのp電極2bは、ボンデ ィングワイヤ51eを介して他方の補助リード33B に導電接続されている。
 また、発光ダイオードチップ2Cのn電極2cは ボンディングワイヤ51fを介して他方の外部 ード32の内部端子部32bに導電接続されている 。

 以上のように、発光ダイオードチップ2A~2C 、リード群3を構成する各リード31~33とは、 ンディングワイヤ51a~51fを介して、外部リー 31、発光ダイオードチップ2A、補助リード33A 、発光ダイオードチップ2B、補助リード33B、 光ダイオードチップ2C、外部リード32、の順 に直列に導電接続されている。
 すなわち、発光ダイオードチップ2A~2Cが直 接続されてダイオード群2Dが構成され、この ダイオード群2Dの両端に外部リード31、32が導 電接続され、ダイオード群2Dを構成する各発 ダイオードチップ2A~2Cの間に、補助リード33 A、33Bが導電接続される関係になっている。 光ダイオードチップ2A~2Cの間に導電接続され る補助リード33A、33Bは、帯状の素子載置部31b の幅方向両側に配置されており、これにより 、発光ダイオードチップ2A~2C同士を近接して 置することが可能になっている。補助リー 33A、33Bは、素子載置部31bの幅方向片側に配 してもよいが、この場合、発光ダイオード ップ2のp電極2bおよびn電極2cから引き出され るボンディングワイヤ51b~51eの引出方向が同 向きになり、隣接するボンディングワイヤ 士が接触して短絡するおそれがあることか 、好ましくは素子載置部31bの幅方向両側に 助リード33A、33Bを配置するのがよい。

 次に、絶縁構造体4は、リード群3をその み方向両側から挟む上部封止部44および下部 封止部45とから構成されている。上部封止部4 4および下部封止部45は、リード群3を構成す 各リード31~33を挟み、かつ、各リード31~33の において相互に接合されている。上部封止 44および下部封止部45は、モールド形成やイ ンサート成形された絶縁性樹脂、例えば、ポ リフタルアミドなどのアミド樹脂、イミド樹 脂、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 、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリ 樹脂、PBT樹脂、ガラスエポキシ等からなる のとすることができる。

 上部封止部44には、凹部41が形成されており 、この凹部41を区画する壁面が反射面46とさ ている。反射面46は、白色の拡散反射面、望 ましくは光沢反射面、更に好ましくは鏡面反 射面である。凹部41の平面視形状は、発光ダ オードチップ2の配列方向に長軸が沿う略楕 円形状とされている。また、上部封止部44が ード群3の上側、すなわち発光ダイオードチ ップ2側に配置されることによって、発光ダ オードチップ2が凹部41の内部に配置され、 れにより発光ダイオードチップ2が反射面46 よって囲まれた状態になっている。また、 部41には、透明の封止樹脂41aが充填されてい る。
封止樹脂41aには蛍光体を含有させてもよい。 例えば、発光ダイオードチップ2が青色発光 イオードチップの場合は、封止樹脂41aに黄 蛍光体を含有させることで、白色光を得る とができる。

 反射面46は、図1~図4に示すように、一対の 回転放物面46aと、半回転放物面46a同士の間 配置された放物柱面46bとから構成されてい 。図1および図2においては、半回転放物面46a と放物柱面46bとの境界線を一点鎖線によって 表示しており、この境界線において半回転放 物面46aと放物柱面46bとが相互に連続している 。
 ここで半回転放物面46aとは、いわゆる回転 物面が、その回転中心軸を含む平面によっ 二分割されてなる面である。また図3に示す ように、この半回転放物面46aは、y=ax 2 の式(ただしaは1/10~1の範囲であり、より好ま くは1/3である)で表される放物曲線L 1 に沿って形成された面である。
 また図4に示すように、放物柱面46bは、y=bx 2 の式(ただしbはaと同じ値であって1/10~1の範囲 であり、より好ましくは1/3である)で表され 放物曲線L 2 に沿って形成された略帯状の面である。放物 柱面46bの幅wは、発光ダイオードチップ2のサ ズ及び発光ダイオードチップ2同士の間隔に よって適宜設定されるが、例えば1mm角のサイ ズの発光ダイオードチップを使用した場合は 1.0mm~2.5mmの範囲に設定することが好ましい。

 また、上部封止部44の厚みは、換言する 光の出射方向に沿う反射面46の高さは、発光 ダイオードチップ2のサイズ及び発光ダイオ ドチップ2同士の間隔によって適宜設定され が、例えば5.0mm~20.0mmの範囲に設定すること 好ましい。

 次に、反射面46の焦点と発光ダイオードチ プ2との配置関係について説明する。本実施 態における反射面46には3つの焦点F 1 ~F 3 が存在し、各焦点F 1 ~F 3 に発光ダイオードチップ2が配置されている 本実施形態における反射面46は、上述のよう に一対の半回転放物面46aと放物柱面46bとから 構成されるが、各半回転放物面46aにそれぞれ 一カ所づつ、合計で2カ所に焦点F 1 、F 2 が存在する。この2カ所の焦点F 1 、F 2 は、半回転放物面46aの基礎になる回転放物面 の焦点に対応するものである。すなわち、回 転放物面の焦点は元来、その頂点から回転中 心軸に沿って所定の間隔をあけて離れた箇所 に位置しているところ、この回転中心軸を含 む平面に沿って二分割することによって半回 転放物面46a、46aが構成されることで、回転放 物面における焦点がそれぞれ焦点F 1 、F 2 に対応したものになる。
 次に、放物柱面46bに対応する焦点F 3 は、2つの焦点F 1 、F 2 を結ぶ線分の間に位置している。この各焦点 に設置される発光ダイオードチップは、発光 層をこの線上に一致させることが好ましい。
 以上のように、各発光ダイオードチップ2は 、一対の半回転放物面46aの焦点F 1 、F 2 同士を結ぶ直線上に等間隔に配置されており 、3つのうち2つの発光ダイオードチップ2A、2C が半回転放物面46aの各焦点F 1 、F 2 に配置され、残りの発光ダイオードチップ2B 焦点F 1 、F 2 の間にある焦点F 3 に配置される。
 各発光ダイオードチップ2の間隔は、発光ダ イオードチップ2のサイズによって適宜設定 れるが、例えば1mm角のサイズの発光ダイオ ドチップを使用した場合の各ダイオードの 隔は0.5mm~1.5mmの範囲に設定することが好まし い。

 上記の発光ダイオードパッケージ1において 、反射面46の各焦点F 1 ~F 3 に配置された発光ダイオードチップ2を発光 せると、光が反射面46を構成する半回転放物 面46a及び放物柱面46bによって反射され、ほぼ 平行光となって効率良く封止樹脂から出射さ れる。出射光からなる光束の光量は、その照 射面全面においてほぼ均一であり、しかも光 源となる発光ダイオードチップの数が3つの あるので、光量自体も大きくなる。

「発光ダイオードパッケージの製造方法」
 本実施形態の発光ダイオードパッケージ1は 、例えば、以下のようにして製造することが できる。
 まず、発光ダイオードチップ2を製造する。 すなわち、基板上に、n型半導体層と発光層 p型半導体層とを、スパッタリング法、MOCVD( 機金属化学気相成長法)、HVPE(ハイドライド 相成長法)、MBE(分子線エピタキシー法)など 用いて形成することにより半導体発光層を 成し、得られた半導体発光層の上に、フォ リソグラフィー技術及びリフトオフ技術を いて、p電極2bとn電極2cとを形成することに り発光ダイオードチップ2とする。

 次に、リードフレームの製造方法について 明する。金属板を打ち抜くことにより、一 の外部リード31、他方の外部リード32、補助 リード33A、33Bとなる複数の図5に示す基本単 形状34を有する図6に示すリードフレーム35を 形成する。図5において、符号35aは一方の外 リード31となる部分であり、符号35bは他方の 外部リード32となる部分であり、符号35cは補 リード33Aとなる部分であり、符号35dは補助 ード33Bとなる部分である。
 次に、図5に示すリードフレーム35に絶縁構 体4の上部封止部44および下部封止部45とな 樹脂材料をモールド形成して、凹部41を有す る絶縁構造体4、一方の外部リード31、他方の 外部リード32、補助リード33A、33Bの形成され 複数の図7に示す基本単位形状36を有する図8 に示すモールドリードフレーム37を形成する

 次に、モールドリードフレーム37の凹部41か ら露出する一方の外部リード31の素子載置部3 1bに、3つの発光ダイオードチップ2を素子載 部31bの長手方向に沿って一列に実装する。
 次に、ワイヤボンディングにより、一方の 部リード31の端子部31a寄りに配置された発 ダイオードチップ2Aのp電極2bと、素子載置部 31bとを、ボンディングワイヤ51aによって導電 接続するとともに、発光ダイオードチップ2A n電極2cと、補助リード33Aとを、ボンディン ワイヤ51bによって導電接続する。
 続いて、中央に配置された発光ダイオード ップ2Bのp電極2bと、補助リード33Aとを、ボ ディングワイヤ51cによって導電接続すると もに、発光ダイオードチップ2Bのn電極2cと、 補助リード33Bとを、ボンディングワイヤ51dに よって導電接続する。
 続いて、他方の外部リード32寄りに配置さ た発光ダイオードチップ2Cのp電極2bと、補助 リード33Bとを、ボンディングワイヤ51eによっ て導電接続するとともに、発光ダイオードチ ップ2Cのn電極2cと、他方の外部リード32の内 端子部32bとを、ボンディングワイヤ51fによ て導電接続する。
 その後、凹部41内に、封止樹脂41aを充填し モールドリードフレーム37を切断して個々の 発光ダイオードパッケージとすることで、本 実施形態の発光ダイオードパッケージが得ら れる。

 以上説明したように、上記の発光ダイオー パッケージ1によれば、発光ダイオードチッ プ2同士を接続する補助リード33が、発光ダイ オードチップ2からなる列の片側または両側 配置されているので、発光ダイオードチッ 2同士の間隔を狭くすることができ、これに り、発光ダイオードパッケージ1において平 行光を創出しやすくなり、光取り出し効率や 集光効率を向上できると共に、発光ダイオー ドパッケージ1を小型化できる。
また、発光ダイオードチップ2が一列に配列 れているので、発光ダイオードパッケージ1 おける平行光の創出能がより向上し、集光 率を更に高めることができる。
 更に、ダイオード群2Dの外部端子となる一 の外部リード31上に発光ダイオードチップ2 載置されているので、発光ダイオードチッ 2を載置する部材を別個に設ける必要がなく 部品点数が削減され、発光ダイオードパッ ージ1を更に小型化できる。
 また、発光ダイオードチップ2のp電極2bおよ びn電極2cが素子載置部31b側とは反対側に向け られ、かつp電極2bおよびn電極2cがボンディン グワイヤ51b~51eで補助リード33A、33Bに接続さ るので、pおよびn電極2b、2cが素子載置部31b 絶縁され、かつ補助リード33A、33Bとは導通 れた状態になり、これにより各発光ダイオ ドチップ2を同時に点灯させることができる
 更に、素子載置部31bの先端が、他方の外部 ード32寄りに配置されているので、素子載 部31bを含む一方の外部リード31と他方の外部 リード32との間に、保護回路等を容易に取り けることができる。
 更にまた、素子載置部31bの先端と他方の外 リード32との間に、ツェナーダイオード8が り付けられているので、静電破壊を防止す ことができる。
 また、リード群3を保持する絶縁構造体4が えられ、この絶縁構造体4にはダイオード群2 Dを露出させる凹部41が設けられているので、 一対の外部リード31、32および補助リード33,33 を絶縁状態で一体化するとともに、凹部41を じて光を取り出すことができる。
 更に、本発明の発光ダイオードパッケージ1 によれば、凹部41の平面視形状が発光ダイオ ドチップ2の配列方向に長軸が沿う略楕円形 状であり、かつ内面が放物面形状なので、発 光ダイオードパッケージ1を発光させて所定 照射対象面に光を照射した場合に、出射光 平行光となり、光照射面には高輝度部が1つ け形成され、集光効率を高めることができ 。

「発光ダイオードパッケージの別の例」
 次に、本実施形態の発光ダイオードパッケ ジの別の例について図面を参照して説明す 。図9には、発光ダイオードパッケージの別 の例を平面模式図で示す。なお、図9に示す 成要素のうち、図1~4に示す構成要素と同一 構成要素には、図1~4と同一の符号を付して る。発光ダイオードチップ102の構成は、先 発光ダイオードチップ2と同様であり、p電極 102bおよびn電極102cが備えられている。

 リード群103は、一方の外部リード131と、他 の外部リード132と、3つの補助リード133とか ら構成されている。各リード131~133は、絶縁 造体4によって相互に絶縁された状態で一体 されている。また、各リード131~133は、先の リード群3の場合と同様に、各種の金属材か なる薄板を所定の形状に打ち抜いて形成さ る。
 一方の外部リード131は、一部が絶縁構造体4 の一方の側壁面42から突き出された端子部131a と、端子部131aから絶縁構造体4の内部に向け 延出形成された帯状の素子載置部131bとから 構成されている。この帯状の素子載置部131b は、その長手方向に沿って4つの発光ダイオ ドチップ102が一列に並んで載置されている
 次に、他方の外部リード132は、絶縁構造体4 の他方の側壁面43から突き出された端子部132a と、端子部132aから絶縁構造体4の内部に向け 延出形成された帯状の内部端子部132bとから 構成されている。内部端子部132bは、先の内 端子部32bと同様に、素子載置部131bの長手方 の延長上に配置されており、内部端子部132b および素子載置部131bの各先端が相互に近接 た状態になっている。
 また、各外部リード131、132の各端子部131a、 132aは、側壁面42、43から突き出された部分を き、絶縁構造体4に埋め込まれた状態になっ ている。

 次に、補助リード133は、素子載置部131bの 長手方向片側に2つ、反対側に1つ、合計で3つ 配置されている。各補助リード133の位置は、 素子載置部131bを挟んでオフセットされてい 。この補助リード133は、図9に示すように帯 の部材であり、素子載置部131bの長手方向と 交差する方向に沿って延在し、一端133a側が 縁構造体4によって埋め込まれ、他端133b側が 素子載置部131bを側方から臨む位置に配置さ ている。

 次に、素子載置部131b上に載置された発光ダ イオードチップ102と、各リード131~133との接 状態ついて説明する。
 まず、一列に配列された4つの発光ダイオー ドチップ102のうち、一方の外部リード131の端 子部131a寄りに配置された発光ダイオードチ プ102Aのp電極102bは、ボンディングワイヤ151a 介して素子載置部131bに導電接続されている 。
また、発光ダイオードチップ102Aのn電極102cは 、ボンディングワイヤ151bを介して補助リー 133Aに導電接続されている。
 また、発光ダイオードチップ102Aの隣に配置 された発光ダイオードチップ102Bのp電極102bは 、ボンディングワイヤ151cを介して補助リー 133Aに導電接続されている。また、発光ダイ ードチップ102Bのn電極102cは、ボンディング イヤ151dを介して、補助リード133Aの反対側 配置された別の補助リード133Bに導電接続さ ている。
 更に、発光ダイオードチップ102Bの隣に配置 された発光ダイオードチップ102Cのp電極102bは 、ボンディングワイヤ151eを介して補助リー 133Bに導電接続されている。また、発光ダイ ードチップ102Cのn電極102cは、ボンディング イヤ151fを介して、補助リード133Aと同じ側 配置された他の補助リード133Cに導電接続さ ている。
 そして、他方の外部リード132寄りに配置さ た発光ダイオードチップ102Dのp電極102bは、 ンディングワイヤ151gを介して他の補助リー ド133Cに導電接続されている。また、発光ダ オードチップ102Dのn電極102cは、ボンディン ワイヤ151hを介して他方の外部リード132の内 端子部132bに導電接続されている。

 以上のように、発光ダイオードチップ102A~10 2Dと、リード群103を構成する各リード131~133と は、ボンディングワイヤ151a~151hを介して、外 部リード131、発光ダイオードチップ102A、補 リード133A、発光ダイオードチップ102B、補助 リード133B、発光ダイオードチップ102C、補助 ード133C、発光ダイオードチップ102D、外部 ード132、の順に直列に導電接続されている
 すなわち、発光ダイオードチップ102A~102Dが 列接続されてダイオード群102Eが構成され、 このダイオード群102Eの両端に外部リード131 132が導電接続され、ダイオード群102Eを構成 る各発光ダイオードチップ102A~102Dの間に、 助リード133A~133Cが導電接続される関係にな ている。補助リード133A~133Cは、素子載置部1 31bの幅方向両側に配置されており、これによ り、発光ダイオードチップ102A~102D同士を近接 して配置することが可能になる。
補助リード133A~133Cは、素子載置部131bの幅方 片側に配置してもよいが、先の発光ダイオ ドパッケージ1と同様に理由により、好まし は素子載置部131bの幅方向両側に補助リード 33A~133Cを配置するのがよい。

 上記の発光ダイオードパッケージ101によ ば、発光ダイオードチップ102の数が先の発 ダイオードパッケージ1の発光ダイオードチ ップ数よりも多いので、光量をより増大する ことができる。

「発光ダイオードパッケージの更に別の例」
 図10には、3つの発光ダイオードチップ202を れぞれ並列に接続した発光ダイオードパッ ージ201の平面模式図を示す。この発光ダイ ードパッケージ201は、8つの発光ダイオード チップを直列に接続する際に用いるリード群 を備えている。このリード群は、一対の外部 リード231、232と、7つの補助リード233とから 成されている。そして、7つの補助リードの ち、6つの補助リードが発光ダイオードチッ プ202の端子として用いられている。従って、 発光ダイオードチップ202を駆動する際には、 この6つの補助リードを電源に接続して電流 流せばよい。
 このように、本発明のリード群構造によれ 、発光ダイオードを直列に接続できるのは ちろん、発光ダイオードを並列に接続する ともできる。
 また、リードフレームとパッケージ形状を 通化できるので、コスト低減にも好適であ 。

 本発明によれば、光量が大きく、しかも 発光ダイオードチップからそれぞれ出射さ た光を平行光にして効率良く集光すること 可能な発光ダイオードパッケージ及び発光 イオードパッケージ用のリード群構造を提 でき、産業上大きな意義がある。