表面実装の発光チップパッケージ
表面実装発光パッケージは、上部及び下部の主表面を有するチップキャリアを含む。少なくとも１つの発光チップは、チップキャリアの上部主表面に取付けられる。リードフレームは、チップキャリアの上部主表面に取付けられる。付随する支持体に表面実装されるときに、チップキャリアの下部主表面はリードフレームが間に介在することなく付随する支持体と熱接触する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００３年１２月９日に出願された米国仮出願シリアル番号６０／５２７，９６９号の恩恵を主張する。
【０００２】
以下は発光技術に関する。特にこれは、表示灯、照明用途、及び同様のもの向けの表面実装発光ダイオードに関し、これを具体的に参照しながら説明する。しかしながら以下のものはまた、表面実装可能な発光デバイスを有利に利用することができる他の分野での用途も見出される。
【背景技術】
【０００３】
表面実装発光パッケージは通常、発光ダイオードチップ、垂直キャビティ面発光レーザ、又は同様のもの等の発光チップを利用している。幾つかの構成では、チップは熱伝導性サブマウントに接合されており、このサブマウントは更にリードフレームに接合される。サブマウントは、電気相互接続部の製造の改善、熱接触及び熱伝導の改善、及び同様のもの等の様々な恩恵をもたらす。リードフレームは、プリント基板又は他の支持体にハンダ付けによって表面実装されるように適合されている。
【０００４】
このような構成は幾つかの欠点を有する。熱伝達経路は、２つの介在要素、すなわちサブマウントとリードフレームとを含む。更にリードフレームへの電気接続は通常、場合によっては傷つき易いワイヤボンディングを含む。サブマウントとリードフレームとの間の機械的接続は通常、エポキシ又は他の種類のカプセル化オーバーモールド材料によってある程度達成される。このような材料は比較的高い熱膨張係数を有する可能性があり、これらはワイヤボンディング又は機械的接続に応力を加える可能性がある。
【０００５】
本発明は、上述の制約及びその他を克服する装置及び方法の改善を企図するものである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの態様に従って発光パッケージが開示される。チップキャリアは、上部及び下部の主表面を含む。少なくとも１つの発光チップは、チップキャリアの上部主表面に取付けられる。リードフレームは、チップキャリアの上部主表面に取付けられる。
【０００７】
別の態様に従って発光素子が開示される。チップキャリアは、上部及び下部の主表面を有する。少なくとも１つの発光チップは、チップキャリアの上部主表面に取付けられる。リードフレームは、少なくとも１つの発光チップの電極と電気的に接触する。プリント回路を含む支持体が設けられる。リードフレームは、プリント回路と電気的に接触する。チップキャリアは、リードフレームが間に介在することなく支持体に固定される。
【０００８】
更に別の態様によれば、発光パッケージは、チップキャリア及び該チップキャリアに取付けられた発光チップを含む。
【０００９】
更に別の態様によれば、発光パッケージは、発光チップ及び該発光チップの電極に電気的に接続されているリードフレームを含む。
【００１０】
本発明の多くの利点及び利益は、本明細書を読み理解することによって当業者には明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、様々な構成要素及び構成要素の構成、並びに様々な処理操作及び処理操作の構成において具体化することができる。図面は好ましい実施形態を例示する目的のものに過ぎず、本発明を制限するものと解釈されるべきものではない。発光パッケージの図面は縮尺通りではない。
【００１２】
図１を参照すると、表面実装発光パッケージ１０は、電気絶縁チップキャリア１４に接合された、発光ダイオード、共振キャビティ発光ダイオード、垂直キャビティ面発光レーザ、又は同様のもの等の発光チップ１２を含む。図１ではフリップチップ接合の構成が示されており、ここでは発光チップ１２の表側電極は、チップキャリア１４の上部主表面２６上に配置された導電層２０、２２に接合されている。絶縁ギャップ２８は、エアギャップとすることができ、或いはエポキシ又は他の誘電体等の電気絶縁材料で充填してもよい。導電層２０、２２は、反対の電気極性の第１及び第２の端子を形成する。フリップチップ電極接合３２、３４は、熱超音波接合、導電エポキシ接合、ハンダ接合、又は同様のものとすることができる。
【００１３】
チップキャリア１４は、好ましくは実質的に熱伝導性を有する。チップキャリア１４の少なくとも上部主表面２６は、実質的に電気絶縁性を有する。チップキャリア１４は、半絶縁性シリコン、セラミック、又は熱伝導性で電気絶縁性のプラスチック等の電気絶縁材料で形成することができる。或いはチップキャリア１４は、少なくとも上部主表面２６に絶縁層又は絶縁被覆が施工されている導電性材料で形成することができる。例えば、チップキャリア１４は、上部主表面２６上に二酸化シリコンが配置された導電性シリコンで形成することができ、或いはチップキャリア１４は、上部主表面２６上に絶縁体が配置された金属で形成することができる、などである。
【００１４】
導電層２０、２２は、発光チップ１２がフリップチップ接合されているダイ取付領域から離れて延びている。リードフレーム要素４０、４２は、導電性を有し且つ互いに電気的に絶縁されており、ダイ取付領域から遠位にある導電層２０、２２の一部に固定され、これと電気的に接触している。リードフレーム４０、４２は、チップキャリア１４の上部主表面２６に取付けられている。リードフレーム要素４０は、チップキャリア１４から遠位にある電気リード部４６と、該リード部４６がチップキャリア１４の下部主表面５０とほぼ同一平面上にあるようにする曲げ部４８とを含む。同様にリードフレーム要素４２は、チップキャリア１４から遠位にある電気リード部５２と、該リード部５２がチップキャリア１４の下部主表面５０とほぼ同一平面上にあるようにする曲げ部５４とを含む。リードフレーム要素４０、４２のチップキャリア１４の上部主表面２６への電気的及び物理的接合は、ハンダ接合５４、５６によって適切に行われる。リードフレーム４０、４２は、銅又は別の高導電性材料から適切に形成される。
【００１５】
オーバーモールド又はカプセル化材料６０は、発光チップ１２及びチップキャリア１４の上部主表面２６上に配置され、チップキャリア１４に近隣するリードフレーム要素４０、４２の一部も同様にカプセル化する。リードフレーム４０、４２のリード部４６、５２並びにチップキャリア１４の下部主表面５０は、カプセル化材料６０の外側に延びている。任意選択的に、波長変換蛍光体層６２は、カプセル化材料６０を被覆し、発光チップ１２が放出する光を別の波長又は波長範囲或いは複数の波長に蛍光的又は燐光的に変換する。
【００１６】
チップキャリア１４、チップキャリア１４の上部主表面２６に接合された発光チップ１２とリードフレーム４０、４２、並びに任意選択のカプセル化材料６０及び蛍光体層６２は、プリント基板７０上に表面実装される表面実装可能ユニットを集合的に形成する。図１の例示的な実施形態では、プリント基板７０は、銅又はアルミニウム板等の金属板７２を含み、金属板７２の上に絶縁被覆７４が配置された。プリントトレースは、絶縁被覆７４上に配置され、電気端子、接合バンプ、又は接合パッド８０、８２を含む、選択された１つ又は複数の電気回路を形成する。リードフレーム要素４０のリード部４６は、プリント回路の電気端子８０にハンダ付けされ、リードフレーム要素４２のリード部５２は、プリント回路の電気端子８２にハンダ付けされている。プリントトレースはまた、任意選択的に電気回路に接続されていない熱端子８４を含む。好ましくは、チップキャリア１４の下部主表面５０は、熱端子８４にハンダ付け又は他の方法で接合されて、これらの間に実質的に熱伝導性経路を形成し、発光チップ１２内で発生した熱が、実質的に熱伝導性のチップキャリア１４を通って熱端子８４に、更にそこからプリント基板７０に伝導することができるようになる。任意選択的であるが、チップキャリア１４の下部主表面５０は、熱接触及び熱伝達を促進するために基板又は他の被覆へのハンダ取付のための金属層を含む。
【００１７】
１つの実施形態では、リード部４６、５２を端子８０、８２に接合する取付部と、チップキャリア１４の下部主表面５０を熱端子８４に接合する取付部とは同一である。例えば、これらの取付部は、単一の接合プロセスでハンダ接合によって全て形成することができる。或いは、リード部４６、５２を端子８０、８２に接合するのに用いられる取付部の種類と比べて、チップキャリア１４を下部主表面５０の熱端子８４に接合するのに異なる種類の取付部が用いられる。この方法では、チップキャリア１４の熱的取付部、及びリード部４６、５２の電気的取付部は、熱伝導及び電気伝導それぞれについて別個に最適化することができる。
【００１８】
図２Ａ及び２Ｂは、発光パッケージ１１０の平面図と側面図を示している。パッケージ１１０は、図１のパッケージ１０と同様のものである。パッケージ１０の要素に対応する発光パッケージ１１０の要素は、１００だけオフセットした参照符号で表記されている。パッケージ１１０は、チップキャリア１１４の上部主表面１２６上に配置された導電層１２０、１２２にフリップチップ接合された発光チップ１１２を含む。ギャップ１２８は、導電層１２０、１２２を電気的に絶縁する。リードフレーム要素１４０、１４２は、チップキャリア１１４の上部主表面１２６上に配置された導電層１２０、１２２とハンダ付けされ、或いは電気的に接触し機械的に接合される。リードフレーム要素１４０、１４２は各々、チップキャリア１１４から遠位にある電気リード部１４６、１５２がチップキャリア１１４の下部主表面１５０とほぼ同一平面上にあるようにする曲げ部１４８、１５４を含む。
【００１９】
パッケージ１０において見られるように、チップキャリア１１４の少なくとも上部主表面１２６は電気絶縁性であるが、チップキャリア１１４は電気絶縁性であるか、又は導電性であり、且つ絶縁層が電気絶縁性の上部主表面１２６をもたらすものとすることができる。チップキャリア１１４はまた、好ましくは実質的に熱伝導性である。リードフレーム１４０、１４２は導電性であり、銅又は別の金属で適切に形成される。図示のようにパッケージ１１０は、カプセル化材料又は蛍光体を含まないが、これらの構成要素は任意選択的に追加される。カプセル化材料が追加される場合には、チップキャリア１１４の下部主表面１５０及びリードのリード部１４６、１５２は、カプセル化材料の外側に延びる必要がある。
【００２０】
有利には、発光パッケージ１１０はワイヤボンディングを含まない。より正確に言えば、リードフレーム１４０、１４２と発光チップ１１２との間の電気接続は、導電層１２０、１２２を介するものである。図２Ａで最も良く分かるように、導電層１２０、１２２は広域の層であり、導電層１２０、１２２の厚さが限定されている場合でも良好な導電性を与える。更に、導電層１２０、１２２は、反射による光取出しを高める反射層とすることができる。発光パッケージ１１０は、プリント基板又は他の基板上への表面実装に適している。表面実装を行うために、リード部１４６、１５２は、プリント回路の接合バンプ、接合パッド、又は他の電気端子にハンダ付け或いは電気的に接合され、他方、チップキャリア１１４の下部主表面１５０は、プリント基板又は他の基板に好ましくはハンダ付けされ、或いは熱的に接合される。
【００２１】
図３を参照すると、発光パッケージ２１０が記載されている。パッケージ２１０は、図１のパッケージ１０と同様である。パッケージ１０の要素に対応する発光パッケージ２１０の要素は、２００だけオフセットした参照符号によって表記されている。パッケージ２１０は、チップキャリア２１４の上部主表面上に配置された導電層２２０に接合されている発光チップ２１２を含む。しかしながらパッケージ１０とは異なり、パッケージ２１０では発光チップ２１２はフリップチップ接合されていない。より正確に言えば、発光チップ２１２は、非反転構成で接合され、熱超音波接合、導電性エポキシ、ハンダ又は同様のものを用いて導電層２２０に電気的に接合されている電極として機能する導電性裏面を含む。発光チップ２１２の表側電極は、ギャップ２２８によって導電層２２０と隔てられた別の導電層２２２にワイヤボンディングされている。ワイヤボンディング２９０は、発光チップ２１２の表側電極２９２を導電層２２２と電気接続するために、ギャップ２２８を跨いで延びている。
【００２２】
リードフレーム要素２４０、２４２は、チップキャリア２１４の上部主表面上に配置された導電層２２０、２２２とハンダ付けされ、或いは電気的に接触し機械的に接合される。パッケージ１０、１１０の対応するリードフレーム要素と同様に、リードフレーム要素２４０、２４２は各々、電気リード部２４６、２５２がチップキャリア２１４の下部主表面とほぼ同一平面上になるようにする曲げ部２４８、２５４を含む。パッケージ１０と同様に、カプセル化材料２６０は、発光チップ２１２、ワイヤボンディング２９０、チップキャリア２１４の上部主表面、及びリードフレーム要素２４０、２４２の一部をカプセル化しているのに対し、リード部２４６、２５２及びチップキャリア２１４の下部主表面は、カプセル化材料２６０の外側に延びている。更に発光パッケージ２１０は、蛍光体被覆２６２を含む。
【００２３】
蛍光体被覆のカプセル化材料が図１及び図３に示されているが、蛍光体を伴わないカプセル化を代わりに利用することができ、又はカプセル化材料に蛍光体を分散させてもよく、或いは蛍光体を発光チップによって生成された光と相互作用するように配置することができることは理解されるであろう。更に、カプセル化材料の無い蛍光体層を含むこと、或いは図２に示すようにカプセル化材料も蛍光体もどちらも含まないことも企図される。
【００２４】
図４Ａ、４Ｂ、及び４Ｃを参照すると、発光パッケージ３１０が記載されている。パッケージ３１０は、図１のパッケージ１０と同様である。パッケージ１０の要素に対応する発光パッケージ３１０の要素は、３００だけオフセットした参照符号によって表記されている。パッケージ３１０は、チップキャリア３１４の上部主表面上に配置された導電層３２０、３２２、３２４にフリップチップ接合されている４つの発光チップ３１２Ａ、３１２Ｂ、３１２Ｃ、３１２Ｄを含む。導電層３２０、３２２、３２４は、層３２４が層３２０、３２２の間に配置されて直列相互接続端子として機能するように構成されている。導電層３２０、３２４はギャップ３２８によって隔てられ、他方、導電層３２２、３２４はギャップ３３０によって隔てられている。発光チップ３１２Ａ、３１２Ｂは、ギャップ３２８を跨いでフリップチップ接合されて電極を導電層３２０、３２４に接合し、他方、発光チップ３１２Ｃ、３１２Ｄは、ギャップ３３０を跨いでフリップチップ接合されて電極を導電層３２２、３２４に接合している。すなわち、発光チップ３１２Ａ、３１２Ｂは、互いに電気的に並列接続され、同様に発光チップ３１２Ｃ、３１２Ｄは、互いに電気的に並列接続されている。チップ３１２Ａ、３１２Ｂの並列組合せは、直列相互接続端子導電層３２４を介してチップ３１２Ｃ、３１２Ｄの並列組合せに電気的に直列接続されている。
【００２５】
リードフレーム要素３４０、３４２は、チップキャリア３１４の上部主表面上に配置された導電層３２０、３２２とハンダ付けされ、或いは電気的に接触し機械的に接合される。パッケージ１０、１１０の対応するリードフレーム要素と同様に、リードフレーム要素３４０、３４２は各々、電気リード部３４６、３５２がチップキャリア３１４の下部主表面とほぼ同一平面上にあるようにする曲げ部３４８、３５４を含み、その結果、発光チップパッケージ３１０が、リードフレーム要素３４０、３４２のリード部３４６、３５２をプリント基板又は他の支持体にハンダ付け又は接続することで表面実装可能となる。好ましくは、表面実装はまた、チップキャリア３１４の下部主表面とプリント基板又は他の支持体との間にハンダ接合部又は他の熱接触部を形成する段階を含む。発光パッケージ３１０にはカプセル化材料又は蛍光体は含まれていないが、カプセル化材料、蛍光体、光学構成要素、又は同様のものが任意選択的に含まれることは理解されるであろう。
【００２６】
別の実施形態では、発光チップ３１２Ｂ、３１２Ｄは、ギャップ３２８、３３０をそれぞれ跨いで接続されるツェナーダイオードで置換えられる。ツェナーダイオードは、発光チップ３１２Ａ、３１２Ｃに静電放電保護を可能にする。更に、他の電子構成要素を、チップキャリア３１４の上部主表面上の導電区域で形成される相互接続回路と共に同様に追加できることは明らかであろう。このような他の電子構成要素は、例えば入力電圧調整、電流制限、又は同様のことを行うことによって発光チップの動作を調節することができる。
【００２７】
図５Ａ、５Ｂ、及び５Ｃを参照すると、発光パッケージ４１０が記載されている。パッケージ４１０は、図４Ａ、４Ｂ、及び４Ｃのパッケージ３１０と同様である。パッケージ３１０の要素に対応する発光パッケージ４１０の要素は、１００だけオフセットした参照符号によって表記されている。パッケージ４１０は、チップキャリア４１４の上部主表面上に配置された導電層４２０、４２２、４２４に電気的に接続されている４つの発光チップ４１２Ａ、４１２Ｂ、４１２Ｃ、４１２Ｄを含む。導電層４２０、４２２、４２４は、層４２４が層４２０、４２２の間に配置されて直列相互接続端子として機能するように構成されている。導電層４２０、４２４は、ギャップ４２８によって隔てられ、他方、導電層４２２、４２４はギャップ４３０によって隔てられている。発光チップ４１２Ａ、４１２Ｂは非反転方向で構成され、各チップの導電性裏面は、導電層４２０に接合される電極としての役割を果たす。発光チップ４１２Ｃ、４１２Ｄは同様に非反転方向で構成され、各チップの導電性裏面は、導電層４２４に接合される電極としての役割を果たす。発光チップ４１２Ａの表側電極は、ワイヤボンディング４９０Ａによってギャップ４２８を跨いで導電層４２４にワイヤボンディングされる。同様に発光チップ４１２Ｂの表側電極は、ワイヤボンディング４９０Ｂによってギャップ４２８を跨いで導電層４２４にワイヤボンディングされる。発光チップ４１２Ｃの表側電極は、ワイヤボンディング４９０Ｃによってギャップ４３０を跨いで導電層４２２にワイヤボンディングされる。発光チップ４１２Ｄの表側電極は、ワイヤボンディング４９０Ｄによってギャップ４３０を跨いで導電層４２２にワイヤボンディングされる。このように、発光チップ４１２Ａ、４１２Ｂは互いに電気的に並列接続され、同様に発光チップ４１２Ｃ、４１２Ｄは互いに電気的に並列接続されている。チップ４１２Ａ、４１２Ｂの並列組合せは、直列相互接続端子導電層４２４を介してチップ４１２Ｃ、４１２Ｄの並列組合せに電気的に直列接続されている。
【００２８】
リードフレーム要素４４０、４４２は、チップキャリア４１４の上部主表面上に配置された導電層４２０、４２２とハンダ付けされ、或いは電気的に接触し接合される。パッケージ１０、１１０の対応するリードフレーム要素と同様に、リードフレーム要素４４０、４４２は各々、電気リード部４４６、４５２がチップキャリア４１４の下部主表面とほぼ同一平面上にあるようにする曲げ部４４８、４５４を含み、その結果、発光チップパッケージ４１０が、リード部４４６、４５２をプリント基板又は他の支持体にハンダ付け又は接続することで表面実装可能となる。好ましくは表面実装はまた、チップキャリア４１４の下部主表面とプリント基板又は他の支持体との間にハンダ接合部又は他の熱接触部を形成する段階を含む。カプセル化材料又は蛍光体は発光パッケージ４１０に含まれていないが、カプセル化材料、蛍光体、光学構成要素、又は同様のものが任意選択的に含まれることは理解されるであろう。
【００２９】
図３及び図５において、各チップの表側電極を電気接続するために単一のワイヤボンディングが用いられ、各チップの第２の電極は、チップの導電性裏面に対応する。しかしながら、絶縁性裏面と、チップキャリアの表側主表面上に配置された導電フィルムの１つに各々ワイヤボンディングされている２つの表側コンタクトとを利用することも企図される。
【００３０】
本明細書で説明される発光パッケージは、電子パッケージ化処理を用いて適切に組立てられる。１つの例示的なプロセスは以下の通りである。プロセスは、好ましくは多数の発光パッケージを生成するためにダイスされることになるチップキャリアウェーハで始まり、これらの発光パッケージは、各々がチップキャリアウェーハからダイスされたチップキャリアを含む。チップキャリアが導電性である場合には、少なくとも上部主表面上に電気絶縁層を形成するように被覆、酸化、或いは他の方法で処理されるのが好ましい。導電層間に電気隔離ギャップを形成するリソグラフィ技術に関連する金属蒸着、電気メッキ、又は同様のものを用いてチップキャリアの上部主表面上に２つ又はそれ以上のパターン化導電層が形成される。これらのパターン化導電層は、図１のパッケージの層２０、２２のように電気端子導電層である。任意選択的にチップキャリアの下部主表面もまた金属被覆され、下部主表面を通って熱伝導性を改善するためハンダ取付を可能にする。発光チップは、フリップチップ接合、ワイヤボンディング、又は同様のものによってチップキャリアに機械的及び電気的に取付けられる。次いで、チップキャリアウェーハはダイスされ、取付けられた発光チップを有する複数のチップキャリアを生成する。
【００３１】
ダイシングによって生成された各チップキャリアは、以下のような例示的なプロセスで処理される。チップキャリアの上部主表面は、リードフレームにハンダ付けされる。好ましくは、２つのリードフレーム要素はこのハンダ付け中にタブ又は他の固定具によって共に固定され、１つの実施形態では、幾つかのこのようなリードフレームが自動的処理を容易にするために線形又は二次元アレイで共に固定される。発光チップ、チップキャリアの上部主表面、及びリードフレームの一部を覆ってカプセル化材料を形成するためにトランスファー成形プロセスが用いられる。成形ダイは、リード部及びチップキャリアの下部主表面が、成形されたカプセル化材料の外側に延びるように設計される。次いで、リードフレームのタブがカット又はトリミングされ、リードフレーム要素を電気的に隔て、ハンダ付け又は同様のものによる表面実装に好適な最終の発光パッケージが生成される。
【００３２】
本発明を好ましい実施形態を参照しながら説明してきた。明らかなこととして、前述の詳細な説明を読み理解すると、当業者には修正及び変更が想起されることになる。このような修正及び変更が添付の請求項又はその均等物の範囲内にある限り、本発明は全てのこのような修正及び変更を含むものと解釈すべきであるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】プリント基板に表面実装されている発光パッケージの側面図である。
【図２Ａ】別の発光パッケージの平面図である。
【図２Ｂ】別の発光パッケージの側面図である。
【図３】更に別の発光パッケージの平面図である。
【図４Ａ】４つの発光チップがフリップチップ接合されているチップキャリアの平面図である。
【図４Ｂ】リードフレームの平面図である。
【図４Ｃ】図４Ａ及び４Ｂの構成要素から構成される発光パッケージの側面図である。
【図５Ａ】４つの発光チップが接合され、各チップの表側電極がワイヤボンディングされているチップキャリアの平面図である。
【図５Ｂ】リードフレームの平面図である。
【図５Ｃ】図５Ａ及び５Ｂの構成要素から構成される発光パッケージの側面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０ 表面実装発光パッケージ
１２ 発光チップ
１４ チップキャリア
４０、４２ リードフレーム要素
６０ カプセル化材料
７０ プリント基板
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００３年１２月９日に出願された米国仮出願シリアル番号６０／５２７，９６９号の恩恵を主張する。
【０００２】
以下は発光技術に関する。特にこれは、表示灯、照明用途、及び同様のもの向けの表面実装発光ダイオードに関し、これを具体的に参照しながら説明する。しかしながら以下のものはまた、表面実装可能な発光デバイスを有利に利用することができる他の分野での用途も見出される。
【背景技術】
【０００３】
表面実装発光パッケージは通常、発光ダイオードチップ、垂直キャビティ面発光レーザ、又は同様のもの等の発光チップを利用している。幾つかの構成では、チップは熱伝導性サブマウントに接合されており、このサブマウントは更にリードフレームに接合される。サブマウントは、電気相互接続部の製造の改善、熱接触及び熱伝導の改善、及び同様のもの等の様々な恩恵をもたらす。リードフレームは、プリント基板又は他の支持体にハンダ付けによって表面実装されるように適合されている。
【０００４】
このような構成は幾つかの欠点を有する。熱伝達経路は、２つの介在要素、すなわちサブマウントとリードフレームとを含む。更にリードフレームへの電気接続は通常、場合によっては傷つき易いワイヤボンディングを含む。サブマウントとリードフレームとの間の機械的接続は通常、エポキシ又は他の種類のカプセル化オーバーモールド材料によってある程度達成される。このような材料は比較的高い熱膨張係数を有する可能性があり、これらはワイヤボンディング又は機械的接続に応力を加える可能性がある。
【０００５】
本発明は、上述の制約及びその他を克服する装置及び方法の改善を企図するものである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの態様に従って発光パッケージが開示される。チップキャリアは、上部及び下部の主表面を含む。少なくとも１つの発光チップは、チップキャリアの上部主表面に取付けられる。リードフレームは、チップキャリアの上部主表面に取付けられる。
【０００７】
別の態様に従って発光素子が開示される。チップキャリアは、上部及び下部の主表面を有する。少なくとも１つの発光チップは、チップキャリアの上部主表面に取付けられる。リードフレームは、少なくとも１つの発光チップの電極と電気的に接触する。プリント回路を含む支持体が設けられる。リードフレームは、プリント回路と電気的に接触する。チップキャリアは、リードフレームが間に介在することなく支持体に固定される。
【０００８】
更に別の態様によれば、発光パッケージは、チップキャリア及び該チップキャリアに取付けられた発光チップを含む。
【０００９】
更に別の態様によれば、発光パッケージは、発光チップ及び該発光チップの電極に電気的に接続されているリードフレームを含む。
【００１０】
本発明の多くの利点及び利益は、本明細書を読み理解することによって当業者には明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、様々な構成要素及び構成要素の構成、並びに様々な処理操作及び処理操作の構成において具体化することができる。図面は好ましい実施形態を例示する目的のものに過ぎず、本発明を制限するものと解釈されるべきものではない。発光パッケージの図面は縮尺通りではない。
【００１２】
図１を参照すると、表面実装発光パッケージ１０は、電気絶縁チップキャリア１４に接合された、発光ダイオード、共振キャビティ発光ダイオード、垂直キャビティ面発光レーザ、又は同様のもの等の発光チップ１２を含む。図１ではフリップチップ接合の構成が示されており、ここでは発光チップ１２の表側電極は、チップキャリア１４の上部主表面２６上に配置された導電層２０、２２に接合されている。絶縁ギャップ２８は、エアギャップとすることができ、或いはエポキシ又は他の誘電体等の電気絶縁材料で充填してもよい。導電層２０、２２は、反対の電気極性の第１及び第２の端子を形成する。フリップチップ電極接合３２、３４は、熱超音波接合、導電エポキシ接合、ハンダ接合、又は同様のものとすることができる。
【００１３】
チップキャリア１４は、好ましくは実質的に熱伝導性を有する。チップキャリア１４の少なくとも上部主表面２６は、実質的に電気絶縁性を有する。チップキャリア１４は、半絶縁性シリコン、セラミック、又は熱伝導性で電気絶縁性のプラスチック等の電気絶縁材料で形成することができる。或いはチップキャリア１４は、少なくとも上部主表面２６に絶縁層又は絶縁被覆が施工されている導電性材料で形成することができる。例えば、チップキャリア１４は、上部主表面２６上に二酸化シリコンが配置された導電性シリコンで形成することができ、或いはチップキャリア１４は、上部主表面２６上に絶縁体が配置された金属で形成することができる、などである。
【００１４】
導電層２０、２２は、発光チップ１２がフリップチップ接合されているダイ取付領域から離れて延びている。リードフレーム要素４０、４２は、導電性を有し且つ互いに電気的に絶縁されており、ダイ取付領域から遠位にある導電層２０、２２の一部に固定され、これと電気的に接触している。リードフレーム４０、４２は、チップキャリア１４の上部主表面２６に取付けられている。リードフレーム要素４０は、チップキャリア１４から遠位にある電気リード部４６と、該リード部４６がチップキャリア１４の下部主表面５０とほぼ同一平面上にあるようにする曲げ部４８とを含む。同様にリードフレーム要素４２は、チップキャリア１４から遠位にある電気リード部５２と、該リード部５２がチップキャリア１４の下部主表面５０とほぼ同一平面上にあるようにする曲げ部５４とを含む。リードフレーム要素４０、４２のチップキャリア１４の上部主表面２６への電気的及び物理的接合は、ハンダ接合５４、５６によって適切に行われる。リードフレーム４０、４２は、銅又は別の高導電性材料から適切に形成される。
【００１５】
オーバーモールド又はカプセル化材料６０は、発光チップ１２及びチップキャリア１４の上部主表面２６上に配置され、チップキャリア１４に近隣するリードフレーム要素４０、４２の一部も同様にカプセル化する。リードフレーム４０、４２のリード部４６、５２並びにチップキャリア１４の下部主表面５０は、カプセル化材料６０の外側に延びている。任意選択的に、波長変換蛍光体層６２は、カプセル化材料６０を被覆し、発光チップ１２が放出する光を別の波長又は波長範囲或いは複数の波長に蛍光的又は燐光的に変換する。
【００１６】
チップキャリア１４、チップキャリア１４の上部主表面２６に接合された発光チップ１２とリードフレーム４０、４２、並びに任意選択のカプセル化材料６０及び蛍光体層６２は、プリント基板７０上に表面実装される表面実装可能ユニットを集合的に形成する。図１の例示的な実施形態では、プリント基板７０は、銅又はアルミニウム板等の金属板７２を含み、金属板７２の上に絶縁被覆７４が配置された。プリントトレースは、絶縁被覆７４上に配置され、電気端子、接合バンプ、又は接合パッド８０、８２を含む、選択された１つ又は複数の電気回路を形成する。リードフレーム要素４０のリード部４６は、プリント回路の電気端子８０にハンダ付けされ、リードフレーム要素４２のリード部５２は、プリント回路の電気端子８２にハンダ付けされている。プリントトレースはまた、任意選択的に電気回路に接続されていない熱端子８４を含む。好ましくは、チップキャリア１４の下部主表面５０は、熱端子８４にハンダ付け又は他の方法で接合されて、これらの間に実質的に熱伝導性経路を形成し、発光チップ１２内で発生した熱が、実質的に熱伝導性のチップキャリア１４を通って熱端子８４に、更にそこからプリント基板７０に伝導することができるようになる。任意選択的であるが、チップキャリア１４の下部主表面５０は、熱接触及び熱伝達を促進するために基板又は他の被覆へのハンダ取付のための金属層を含む。
【００１７】
１つの実施形態では、リード部４６、５２を端子８０、８２に接合する取付部と、チップキャリア１４の下部主表面５０を熱端子８４に接合する取付部とは同一である。例えば、これらの取付部は、単一の接合プロセスでハンダ接合によって全て形成することができる。或いは、リード部４６、５２を端子８０、８２に接合するのに用いられる取付部の種類と比べて、チップキャリア１４を下部主表面５０の熱端子８４に接合するのに異なる種類の取付部が用いられる。この方法では、チップキャリア１４の熱的取付部、及びリード部４６、５２の電気的取付部は、熱伝導及び電気伝導それぞれについて別個に最適化することができる。
【００１８】
図２Ａ及び２Ｂは、発光パッケージ１１０の平面図と側面図を示している。パッケージ１１０は、図１のパッケージ１０と同様のものである。パッケージ１０の要素に対応する発光パッケージ１１０の要素は、１００だけオフセットした参照符号で表記されている。パッケージ１１０は、チップキャリア１１４の上部主表面１２６上に配置された導電層１２０、１２２にフリップチップ接合された発光チップ１１２を含む。ギャップ１２８は、導電層１２０、１２２を電気的に絶縁する。リードフレーム要素１４０、１４２は、チップキャリア１１４の上部主表面１２６上に配置された導電層１２０、１２２とハンダ付けされ、或いは電気的に接触し機械的に接合される。リードフレーム要素１４０、１４２は各々、チップキャリア１１４から遠位にある電気リード部１４６、１５２がチップキャリア１１４の下部主表面１５０とほぼ同一平面上にあるようにする曲げ部１４８、１５４を含む。
【００１９】
パッケージ１０において見られるように、チップキャリア１１４の少なくとも上部主表面１２６は電気絶縁性であるが、チップキャリア１１４は電気絶縁性であるか、又は導電性であり、且つ絶縁層が電気絶縁性の上部主表面１２６をもたらすものとすることができる。チップキャリア１１４はまた、好ましくは実質的に熱伝導性である。リードフレーム１４０、１４２は導電性であり、銅又は別の金属で適切に形成される。図示のようにパッケージ１１０は、カプセル化材料又は蛍光体を含まないが、これらの構成要素は任意選択的に追加される。カプセル化材料が追加される場合には、チップキャリア１１４の下部主表面１５０及びリードのリード部１４６、１５２は、カプセル化材料の外側に延びる必要がある。
【００２０】
有利には、発光パッケージ１１０はワイヤボンディングを含まない。より正確に言えば、リードフレーム１４０、１４２と発光チップ１１２との間の電気接続は、導電層１２０、１２２を介するものである。図２Ａで最も良く分かるように、導電層１２０、１２２は広域の層であり、導電層１２０、１２２の厚さが限定されている場合でも良好な導電性を与える。更に、導電層１２０、１２２は、反射による光取出しを高める反射層とすることができる。発光パッケージ１１０は、プリント基板又は他の基板上への表面実装に適している。表面実装を行うために、リード部１４６、１５２は、プリント回路の接合バンプ、接合パッド、又は他の電気端子にハンダ付け或いは電気的に接合され、他方、チップキャリア１１４の下部主表面１５０は、プリント基板又は他の基板に好ましくはハンダ付けされ、或いは熱的に接合される。
【００２１】
図３を参照すると、発光パッケージ２１０が記載されている。パッケージ２１０は、図１のパッケージ１０と同様である。パッケージ１０の要素に対応する発光パッケージ２１０の要素は、２００だけオフセットした参照符号によって表記されている。パッケージ２１０は、チップキャリア２１４の上部主表面上に配置された導電層２２０に接合されている発光チップ２１２を含む。しかしながらパッケージ１０とは異なり、パッケージ２１０では発光チップ２１２はフリップチップ接合されていない。より正確に言えば、発光チップ２１２は、非反転構成で接合され、熱超音波接合、導電性エポキシ、ハンダ又は同様のものを用いて導電層２２０に電気的に接合されている電極として機能する導電性裏面を含む。発光チップ２１２の表側電極は、ギャップ２２８によって導電層２２０と隔てられた別の導電層２２２にワイヤボンディングされている。ワイヤボンディング２９０は、発光チップ２１２の表側電極２９２を導電層２２２と電気接続するために、ギャップ２２８を跨いで延びている。
【００２２】
リードフレーム要素２４０、２４２は、チップキャリア２１４の上部主表面上に配置された導電層２２０、２２２とハンダ付けされ、或いは電気的に接触し機械的に接合される。パッケージ１０、１１０の対応するリードフレーム要素と同様に、リードフレーム要素２４０、２４２は各々、電気リード部２４６、２５２がチップキャリア２１４の下部主表面とほぼ同一平面上になるようにする曲げ部２４８、２５４を含む。パッケージ１０と同様に、カプセル化材料２６０は、発光チップ２１２、ワイヤボンディング２９０、チップキャリア２１４の上部主表面、及びリードフレーム要素２４０、２４２の一部をカプセル化しているのに対し、リード部２４６、２５２及びチップキャリア２１４の下部主表面は、カプセル化材料２６０の外側に延びている。更に発光パッケージ２１０は、蛍光体被覆２６２を含む。
【００２３】
蛍光体被覆のカプセル化材料が図１及び図３に示されているが、蛍光体を伴わないカプセル化を代わりに利用することができ、又はカプセル化材料に蛍光体を分散させてもよく、或いは蛍光体を発光チップによって生成された光と相互作用するように配置することができることは理解されるであろう。更に、カプセル化材料の無い蛍光体層を含むこと、或いは図２に示すようにカプセル化材料も蛍光体もどちらも含まないことも企図される。
【００２４】
図４Ａ、４Ｂ、及び４Ｃを参照すると、発光パッケージ３１０が記載されている。パッケージ３１０は、図１のパッケージ１０と同様である。パッケージ１０の要素に対応する発光パッケージ３１０の要素は、３００だけオフセットした参照符号によって表記されている。パッケージ３１０は、チップキャリア３１４の上部主表面上に配置された導電層３２０、３２２、３２４にフリップチップ接合されている４つの発光チップ３１２Ａ、３１２Ｂ、３１２Ｃ、３１２Ｄを含む。導電層３２０、３２２、３２４は、層３２４が層３２０、３２２の間に配置されて直列相互接続端子として機能するように構成されている。導電層３２０、３２４はギャップ３２８によって隔てられ、他方、導電層３２２、３２４はギャップ３３０によって隔てられている。発光チップ３１２Ａ、３１２Ｂは、ギャップ３２８を跨いでフリップチップ接合されて電極を導電層３２０、３２４に接合し、他方、発光チップ３１２Ｃ、３１２Ｄは、ギャップ３３０を跨いでフリップチップ接合されて電極を導電層３２２、３２４に接合している。すなわち、発光チップ３１２Ａ、３１２Ｂは、互いに電気的に並列接続され、同様に発光チップ３１２Ｃ、３１２Ｄは、互いに電気的に並列接続されている。チップ３１２Ａ、３１２Ｂの並列組合せは、直列相互接続端子導電層３２４を介してチップ３１２Ｃ、３１２Ｄの並列組合せに電気的に直列接続されている。
【００２５】
リードフレーム要素３４０、３４２は、チップキャリア３１４の上部主表面上に配置された導電層３２０、３２２とハンダ付けされ、或いは電気的に接触し機械的に接合される。パッケージ１０、１１０の対応するリードフレーム要素と同様に、リードフレーム要素３４０、３４２は各々、電気リード部３４６、３５２がチップキャリア３１４の下部主表面とほぼ同一平面上にあるようにする曲げ部３４８、３５４を含み、その結果、発光チップパッケージ３１０が、リードフレーム要素３４０、３４２のリード部３４６、３５２をプリント基板又は他の支持体にハンダ付け又は接続することで表面実装可能となる。好ましくは、表面実装はまた、チップキャリア３１４の下部主表面とプリント基板又は他の支持体との間にハンダ接合部又は他の熱接触部を形成する段階を含む。発光パッケージ３１０にはカプセル化材料又は蛍光体は含まれていないが、カプセル化材料、蛍光体、光学構成要素、又は同様のものが任意選択的に含まれることは理解されるであろう。
【００２６】
別の実施形態では、発光チップ３１２Ｂ、３１２Ｄは、ギャップ３２８、３３０をそれぞれ跨いで接続されるツェナーダイオードで置換えられる。ツェナーダイオードは、発光チップ３１２Ａ、３１２Ｃに静電放電保護を可能にする。更に、他の電子構成要素を、チップキャリア３１４の上部主表面上の導電区域で形成される相互接続回路と共に同様に追加できることは明らかであろう。このような他の電子構成要素は、例えば入力電圧調整、電流制限、又は同様のことを行うことによって発光チップの動作を調節することができる。
【００２７】
図５Ａ、５Ｂ、及び５Ｃを参照すると、発光パッケージ４１０が記載されている。パッケージ４１０は、図４Ａ、４Ｂ、及び４Ｃのパッケージ３１０と同様である。パッケージ３１０の要素に対応する発光パッケージ４１０の要素は、１００だけオフセットした参照符号によって表記されている。パッケージ４１０は、チップキャリア４１４の上部主表面上に配置された導電層４２０、４２２、４２４に電気的に接続されている４つの発光チップ４１２Ａ、４１２Ｂ、４１２Ｃ、４１２Ｄを含む。導電層４２０、４２２、４２４は、層４２４が層４２０、４２２の間に配置されて直列相互接続端子として機能するように構成されている。導電層４２０、４２４は、ギャップ４２８によって隔てられ、他方、導電層４２２、４２４はギャップ４３０によって隔てられている。発光チップ４１２Ａ、４１２Ｂは非反転方向で構成され、各チップの導電性裏面は、導電層４２０に接合される電極としての役割を果たす。発光チップ４１２Ｃ、４１２Ｄは同様に非反転方向で構成され、各チップの導電性裏面は、導電層４２４に接合される電極としての役割を果たす。発光チップ４１２Ａの表側電極は、ワイヤボンディング４９０Ａによってギャップ４２８を跨いで導電層４２４にワイヤボンディングされる。同様に発光チップ４１２Ｂの表側電極は、ワイヤボンディング４９０Ｂによってギャップ４２８を跨いで導電層４２４にワイヤボンディングされる。発光チップ４１２Ｃの表側電極は、ワイヤボンディング４９０Ｃによってギャップ４３０を跨いで導電層４２２にワイヤボンディングされる。発光チップ４１２Ｄの表側電極は、ワイヤボンディング４９０Ｄによってギャップ４３０を跨いで導電層４２２にワイヤボンディングされる。このように、発光チップ４１２Ａ、４１２Ｂは互いに電気的に並列接続され、同様に発光チップ４１２Ｃ、４１２Ｄは互いに電気的に並列接続されている。チップ４１２Ａ、４１２Ｂの並列組合せは、直列相互接続端子導電層４２４を介してチップ４１２Ｃ、４１２Ｄの並列組合せに電気的に直列接続されている。
【００２８】
リードフレーム要素４４０、４４２は、チップキャリア４１４の上部主表面上に配置された導電層４２０、４２２とハンダ付けされ、或いは電気的に接触し接合される。パッケージ１０、１１０の対応するリードフレーム要素と同様に、リードフレーム要素４４０、４４２は各々、電気リード部４４６、４５２がチップキャリア４１４の下部主表面とほぼ同一平面上にあるようにする曲げ部４４８、４５４を含み、その結果、発光チップパッケージ４１０が、リード部４４６、４５２をプリント基板又は他の支持体にハンダ付け又は接続することで表面実装可能となる。好ましくは表面実装はまた、チップキャリア４１４の下部主表面とプリント基板又は他の支持体との間にハンダ接合部又は他の熱接触部を形成する段階を含む。カプセル化材料又は蛍光体は発光パッケージ４１０に含まれていないが、カプセル化材料、蛍光体、光学構成要素、又は同様のものが任意選択的に含まれることは理解されるであろう。
【００２９】
図３及び図５において、各チップの表側電極を電気接続するために単一のワイヤボンディングが用いられ、各チップの第２の電極は、チップの導電性裏面に対応する。しかしながら、絶縁性裏面と、チップキャリアの表側主表面上に配置された導電フィルムの１つに各々ワイヤボンディングされている２つの表側コンタクトとを利用することも企図される。
【００３０】
本明細書で説明される発光パッケージは、電子パッケージ化処理を用いて適切に組立てられる。１つの例示的なプロセスは以下の通りである。プロセスは、好ましくは多数の発光パッケージを生成するためにダイスされることになるチップキャリアウェーハで始まり、これらの発光パッケージは、各々がチップキャリアウェーハからダイスされたチップキャリアを含む。チップキャリアが導電性である場合には、少なくとも上部主表面上に電気絶縁層を形成するように被覆、酸化、或いは他の方法で処理されるのが好ましい。導電層間に電気隔離ギャップを形成するリソグラフィ技術に関連する金属蒸着、電気メッキ、又は同様のものを用いてチップキャリアの上部主表面上に２つ又はそれ以上のパターン化導電層が形成される。これらのパターン化導電層は、図１のパッケージの層２０、２２のように電気端子導電層である。任意選択的にチップキャリアの下部主表面もまた金属被覆され、下部主表面を通って熱伝導性を改善するためハンダ取付を可能にする。発光チップは、フリップチップ接合、ワイヤボンディング、又は同様のものによってチップキャリアに機械的及び電気的に取付けられる。次いで、チップキャリアウェーハはダイスされ、取付けられた発光チップを有する複数のチップキャリアを生成する。
【００３１】
ダイシングによって生成された各チップキャリアは、以下のような例示的なプロセスで処理される。チップキャリアの上部主表面は、リードフレームにハンダ付けされる。好ましくは、２つのリードフレーム要素はこのハンダ付け中にタブ又は他の固定具によって共に固定され、１つの実施形態では、幾つかのこのようなリードフレームが自動的処理を容易にするために線形又は二次元アレイで共に固定される。発光チップ、チップキャリアの上部主表面、及びリードフレームの一部を覆ってカプセル化材料を形成するためにトランスファー成形プロセスが用いられる。成形ダイは、リード部及びチップキャリアの下部主表面が、成形されたカプセル化材料の外側に延びるように設計される。次いで、リードフレームのタブがカット又はトリミングされ、リードフレーム要素を電気的に隔て、ハンダ付け又は同様のものによる表面実装に好適な最終の発光パッケージが生成される。
【００３２】
本発明を好ましい実施形態を参照しながら説明してきた。明らかなこととして、前述の詳細な説明を読み理解すると、当業者には修正及び変更が想起されることになる。このような修正及び変更が添付の請求項又はその均等物の範囲内にある限り、本発明は全てのこのような修正及び変更を含むものと解釈すべきであるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】プリント基板に表面実装されている発光パッケージの側面図である。
【図２Ａ】別の発光パッケージの平面図である。
【図２Ｂ】別の発光パッケージの側面図である。
【図３】更に別の発光パッケージの平面図である。
【図４Ａ】４つの発光チップがフリップチップ接合されているチップキャリアの平面図である。
【図４Ｂ】リードフレームの平面図である。
【図４Ｃ】図４Ａ及び４Ｂの構成要素から構成される発光パッケージの側面図である。
【図５Ａ】４つの発光チップが接合され、各チップの表側電極がワイヤボンディングされているチップキャリアの平面図である。
【図５Ｂ】リードフレームの平面図である。
【図５Ｃ】図５Ａ及び５Ｂの構成要素から構成される発光パッケージの側面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０ 表面実装発光パッケージ
１２ 発光チップ
１４ チップキャリア
４０、４２ リードフレーム要素
６０ カプセル化材料
７０ プリント基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部及び下部の主表面を有するチップキャリアと、
前記チップキャリアの上部主表面に取付けられた少なくとも１つの発光チップと、
前記チップキャリアの上部主表面に取付けられたリードフレームと、
を備える発光パッケージ。
【請求項２】
少なくとも前記発光チップ及び前記チップキャリアの上部主表面をカプセル化するカプセル化材料を更に備え、前記チップキャリアの下部主表面及び前記リードフレームのリード部が前記カプセル化材料の外側に延びていることを特徴とする請求項１に記載の発光パッケージ。
【請求項３】
前記チップキャリアの上部主表面上に配置され、該上部主表面への前記リードフレームの取付部が電気的に接触する導電性材料の１つ又はそれ以上の区域を更に含む請求項１に記載の発光パッケージ。
【請求項４】
前記導電性材料の１つ又はそれ以上の区域が、
第１の電気端子を形成する導電性材料の第１の区域と、
前記第１の区域から電気的に絶縁され、前記第１の電気端子と反対の電気極性の第２の電気端子を形成する導電性材料の第２の区域と、
を含み、
前記発光チップの電極が前記第１及び第２の電気端子と電気的に接続され、前記リードフレームが前記第１及び第２の電気端子に取付けられていることを特徴とする請求項３に記載の発光パッケージ。
【請求項５】
前記発光チップは、前記第１及び第２の電気端子にフリップチップ接合されていることを特徴とする請求項４に記載の発光パッケージ。
【請求項６】
前記発光チップは、熱超音波接合、ハンダ、及び導電エポキシの１つを用いて前記第１及び第２の電気端子にフリップチップ接合されていることを特徴とする請求項４に記載の発光パッケージ。
【請求項７】
前記発光チップの少なくとも１つの電極は、前記第１及び第２の電気端子のうちの一方にワイヤボンディングされていることを特徴とする請求項４に記載の発光パッケージ。
【請求項８】
前記発光チップの別の電極が、前記第１及び第２の電気端子のうちの他方とワイヤボンディングされていることを特徴とする請求項７に記載の発光パッケージ。
【請求項９】
前記導電性材料の１つ又はそれ以上の区域が、
第１の電気端子を形成する導電性材料の第１の区域と、
前記第１の区域から電気的に絶縁され、前記第１の電気端子と反対の電気極性の第２の電気端子を形成する導電性材料の第２の区域と、
前記導電性材料の第１及び第２の区域から電気的に絶縁され、直列相互接続端子を形成する導電性材料の第３の区域と、
を含み、
前記発光チップが、第１及び第２の発光チップを含み、前記第１の発光チップの電極が前記第１の電気端子及び直列相互接続電気端子と電気的に接続され、前記第２の発光チップの電極が前記第２の電気端子及び直列相互接続電気端子と電気的に接続されており、前記リードフレームが前記第１及び第２の電気端子に取付けられていることを特徴とする請求項３に記載の発光パッケージ。
【請求項１０】
前記発光パッケージが更に第３の発光チップを含み、該第３の発光チップの電極が、前記第１の電気端子及び直列相互接続電気端子と電気的に接続されていることを特徴とする請求項９に記載の発光パッケージ。
【請求項１１】
前記発光チップが更に第４の発光チップを含み、該第４の発光チップの電極が、前記第２の電気端子及び直列相互接続電気端子と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１０に記載の発光パッケージ。
【請求項１２】
前記第１電気端子及び直列相互接続電気端子と、前記第２電気端子及び直列相互接続電気端子とのうちの少なくとも一方と電気的に接続された少なくとも１つのツェナーダイオードを更に含む請求項９に記載の発光パッケージ。
【請求項１３】
前記導電性材料の１つ又はそれ以上の区域に電気的に接触する少なくとも１つの電子構成要素を更に含み、該少なくとも１つの電子構成要素が、前記少なくとも１つの発光チップの動作を調節することを特徴とする請求項３に記載の発光パッケージ。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの電子構成要素が、静電放電保護を可能にするために前記発光チップと電気的に並列接続されるツェナーダイオードを含むことを特徴とする請求項１３に記載の発光パッケージ。
【請求項１５】
前記発光チップは、前記リードフレームを通じて電力を受取り、前記チップキャリアの前記下部主表面を通じては電力を受取らないことを特徴とする請求項１に記載の発光パッケージ。
【請求項１６】
前記チップキャリアの下部主表面は、前記リードフレームから電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１に記載の発光パッケージ。
【請求項１７】
前記リードフレームは、前記チップキャリアの上部主表面に取付けられた前記リードフレームの一部から延びる電気リード部を有し、該電気リード部は、前記チップキャリアの下部主表面とほぼ同一平面上にあるリード部分を含むように成形されていることを特徴とする請求項１に記載の発光パッケージ。
【請求項１８】
前記チップキャリアの下部主表面は、実質的に非導電性と前記リードフレームから電気的に絶縁性のうちの少なくとも一方であることを特徴とする請求項１７に記載の発光パッケージ。
【請求項１９】
前記チップキャリア、発光チップ、及びリードフレームは、表面実装可能ユニットを形成し、前記発光パッケージは更にプリント回路を備え、前記表面実装可能ユニットが前記プリント回路上に実装されており、前記チップキャリアの下部主表面とほぼ同一平面上にある前記リード部分が、該プリント回路と電気的に接触していることを特徴とする請求項１８に記載の発光パッケージ。
【請求項２０】
前記プリント回路を含むプリント基板を更に備え、前記チップキャリアの下部主表面が、前記プリント基板と熱接触していることを特徴とする請求項１９に記載の発光パッケージ。
【請求項２１】
前記プリント回路が配置されたプリント基板を更に備え、前記チップキャリアの下部主表面が該プリント基板と直接接触していることを特徴とする請求項１９に記載の発光パッケージ。
【請求項２２】
前記チップキャリアが、前記プリント基板にハンダ付けされていることを特徴とする請求項２１に記載の発光パッケージ。
【請求項２３】
前記チップキャリアが、前記プリント基板にハンダ付けされており、前記ハンダ付け接続部が、熱伝導性であるが前記発光チップの動作時に電流は導通しないことを特徴とする請求項２１に記載の発光パッケージ。
【請求項２４】
前記プリント回路に接触している前記リード部分間の取付部が、該プリント基板に接触している前記チップキャリアの下部主表面の取付部とは異なることを特徴とする請求項２１に記載の発光パッケージ。
【請求項２５】
少なくとも前記発光チップと前記チップキャリアの上部主表面とをカプセル化するカプセル化材料を更に備え、前記チップキャリアの下部主表面と、前記チップキャリアの下部主表面とほぼ同一平面上にある少なくともリード部分とが、前記カプセル化材料の外側に延びていることを特徴とするカプセル化材料更に含む請求項２１に記載の発光パッケージ。
【請求項２６】
前記チップキャリアが半絶縁シリコンウェーハを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光パッケージ。
【請求項２７】
前記チップキャリアが、少なくとも前記上部主表面が絶縁層によって被覆された導電性シリコンを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光パッケージ。
【請求項２８】
前記チップキャリアは、少なくとも前記上部主表面が絶縁層によって被覆された金属を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光パッケージ。
【請求項２９】
前記チップキャリアが、熱伝導プラスチックを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光パッケージ。
【請求項３０】
前記チップキャリアがセラミックを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光パッケージ。
【請求項３１】
前記チップキャリアが電気絶縁性であり、前記リードフレームが導電性であることを特徴とする請求項１に記載の発光パッケージ。
【請求項３２】
上部及び下部の主表面を有するチップキャリアと、
前記チップキャリアの上部主表面に取付けられた少なくとも１つの発光チップと、
前記少なくとも１つの発光チップの電極に電気的に接触しているリードフレームと、
プリント回路を含む支持体と、
を備え、
前記リードフレームが前記プリント回路に電気的に接触しており、前記チップキャリアが、間に前記リードフレームが介在せずに前記支持体に固定されていることを特徴とする発光素子。
【請求項３３】
前記リードフレームが、
前記チップキャリアの上部主表面から前記プリント回路の第１の端子に延びる第１のリードフレーム要素と、
前記チップキャリアの上部主表面から前記プリント回路の第２の端子に延びる第２のリードフレーム要素と、
を含むことを特徴とする請求項３２に記載の発光素子。
【請求項３４】
前記チップキャリアは更に、
前記上部主表面上に配置され、前記第１のリードフレーム要素に電気的に接触している第１の導電層と、
前記上部主表面上に配置され、前記第２のリードフレーム要素に電気的に接触している第２の導電層と、
を備えることを特徴とする請求項３３に記載の発光素子。
【請求項３５】
前記発光チップの電極は、前記第１及び第２の導電層と電気的に接続されていることを特徴とする請求項３４に記載の発光素子。
【請求項３６】
前記第１及び第２のリードフレーム要素は、前記チップキャリアの上部主表面に機械的に接合されていることを特徴とする請求項３４に記載の発光素子。
【請求項３７】
前記少なくとも１つの発光チップは、少なくとも２つの発光チップを含み、前記チップキャリアが更に、前記上部主表面上に配置された第３の導電層を備え、前記２つの発光チップの電極が、前記第３の導電層に接触していることを特徴とする請求項３４に記載の発光素子。
【請求項１】
上部及び下部の主表面を有するチップキャリアと、
前記チップキャリアの上部主表面に取付けられた少なくとも１つの発光チップと、
前記チップキャリアの上部主表面に取付けられたリードフレームと、
を備える発光パッケージ。
【請求項２】
少なくとも前記発光チップ及び前記チップキャリアの上部主表面をカプセル化するカプセル化材料を更に備え、前記チップキャリアの下部主表面及び前記リードフレームのリード部が前記カプセル化材料の外側に延びていることを特徴とする請求項１に記載の発光パッケージ。
【請求項３】
前記チップキャリアの上部主表面上に配置され、該上部主表面への前記リードフレームの取付部が電気的に接触する導電性材料の１つ又はそれ以上の区域を更に含む請求項１に記載の発光パッケージ。
【請求項４】
前記導電性材料の１つ又はそれ以上の区域が、
第１の電気端子を形成する導電性材料の第１の区域と、
前記第１の区域から電気的に絶縁され、前記第１の電気端子と反対の電気極性の第２の電気端子を形成する導電性材料の第２の区域と、
を含み、
前記発光チップの電極が前記第１及び第２の電気端子と電気的に接続され、前記リードフレームが前記第１及び第２の電気端子に取付けられていることを特徴とする請求項３に記載の発光パッケージ。
【請求項５】
前記発光チップは、前記第１及び第２の電気端子にフリップチップ接合されていることを特徴とする請求項４に記載の発光パッケージ。
【請求項６】
前記発光チップは、熱超音波接合、ハンダ、及び導電エポキシの１つを用いて前記第１及び第２の電気端子にフリップチップ接合されていることを特徴とする請求項４に記載の発光パッケージ。
【請求項７】
前記発光チップの少なくとも１つの電極は、前記第１及び第２の電気端子のうちの一方にワイヤボンディングされていることを特徴とする請求項４に記載の発光パッケージ。
【請求項８】
前記発光チップの別の電極が、前記第１及び第２の電気端子のうちの他方とワイヤボンディングされていることを特徴とする請求項７に記載の発光パッケージ。
【請求項９】
前記導電性材料の１つ又はそれ以上の区域が、
第１の電気端子を形成する導電性材料の第１の区域と、
前記第１の区域から電気的に絶縁され、前記第１の電気端子と反対の電気極性の第２の電気端子を形成する導電性材料の第２の区域と、
前記導電性材料の第１及び第２の区域から電気的に絶縁され、直列相互接続端子を形成する導電性材料の第３の区域と、
を含み、
前記発光チップが、第１及び第２の発光チップを含み、前記第１の発光チップの電極が前記第１の電気端子及び直列相互接続電気端子と電気的に接続され、前記第２の発光チップの電極が前記第２の電気端子及び直列相互接続電気端子と電気的に接続されており、前記リードフレームが前記第１及び第２の電気端子に取付けられていることを特徴とする請求項３に記載の発光パッケージ。
【請求項１０】
前記発光パッケージが更に第３の発光チップを含み、該第３の発光チップの電極が、前記第１の電気端子及び直列相互接続電気端子と電気的に接続されていることを特徴とする請求項９に記載の発光パッケージ。
【請求項１１】
前記発光チップが更に第４の発光チップを含み、該第４の発光チップの電極が、前記第２の電気端子及び直列相互接続電気端子と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１０に記載の発光パッケージ。
【請求項１２】
前記第１電気端子及び直列相互接続電気端子と、前記第２電気端子及び直列相互接続電気端子とのうちの少なくとも一方と電気的に接続された少なくとも１つのツェナーダイオードを更に含む請求項９に記載の発光パッケージ。
【請求項１３】
前記導電性材料の１つ又はそれ以上の区域に電気的に接触する少なくとも１つの電子構成要素を更に含み、該少なくとも１つの電子構成要素が、前記少なくとも１つの発光チップの動作を調節することを特徴とする請求項３に記載の発光パッケージ。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの電子構成要素が、静電放電保護を可能にするために前記発光チップと電気的に並列接続されるツェナーダイオードを含むことを特徴とする請求項１３に記載の発光パッケージ。
【請求項１５】
前記発光チップは、前記リードフレームを通じて電力を受取り、前記チップキャリアの前記下部主表面を通じては電力を受取らないことを特徴とする請求項１に記載の発光パッケージ。
【請求項１６】
前記チップキャリアの下部主表面は、前記リードフレームから電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１に記載の発光パッケージ。
【請求項１７】
前記リードフレームは、前記チップキャリアの上部主表面に取付けられた前記リードフレームの一部から延びる電気リード部を有し、該電気リード部は、前記チップキャリアの下部主表面とほぼ同一平面上にあるリード部分を含むように成形されていることを特徴とする請求項１に記載の発光パッケージ。
【請求項１８】
前記チップキャリアの下部主表面は、実質的に非導電性と前記リードフレームから電気的に絶縁性のうちの少なくとも一方であることを特徴とする請求項１７に記載の発光パッケージ。
【請求項１９】
前記チップキャリア、発光チップ、及びリードフレームは、表面実装可能ユニットを形成し、前記発光パッケージは更にプリント回路を備え、前記表面実装可能ユニットが前記プリント回路上に実装されており、前記チップキャリアの下部主表面とほぼ同一平面上にある前記リード部分が、該プリント回路と電気的に接触していることを特徴とする請求項１８に記載の発光パッケージ。
【請求項２０】
前記プリント回路を含むプリント基板を更に備え、前記チップキャリアの下部主表面が、前記プリント基板と熱接触していることを特徴とする請求項１９に記載の発光パッケージ。
【請求項２１】
前記プリント回路が配置されたプリント基板を更に備え、前記チップキャリアの下部主表面が該プリント基板と直接接触していることを特徴とする請求項１９に記載の発光パッケージ。
【請求項２２】
前記チップキャリアが、前記プリント基板にハンダ付けされていることを特徴とする請求項２１に記載の発光パッケージ。
【請求項２３】
前記チップキャリアが、前記プリント基板にハンダ付けされており、前記ハンダ付け接続部が、熱伝導性であるが前記発光チップの動作時に電流は導通しないことを特徴とする請求項２１に記載の発光パッケージ。
【請求項２４】
前記プリント回路に接触している前記リード部分間の取付部が、該プリント基板に接触している前記チップキャリアの下部主表面の取付部とは異なることを特徴とする請求項２１に記載の発光パッケージ。
【請求項２５】
少なくとも前記発光チップと前記チップキャリアの上部主表面とをカプセル化するカプセル化材料を更に備え、前記チップキャリアの下部主表面と、前記チップキャリアの下部主表面とほぼ同一平面上にある少なくともリード部分とが、前記カプセル化材料の外側に延びていることを特徴とするカプセル化材料更に含む請求項２１に記載の発光パッケージ。
【請求項２６】
前記チップキャリアが半絶縁シリコンウェーハを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光パッケージ。
【請求項２７】
前記チップキャリアが、少なくとも前記上部主表面が絶縁層によって被覆された導電性シリコンを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光パッケージ。
【請求項２８】
前記チップキャリアは、少なくとも前記上部主表面が絶縁層によって被覆された金属を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光パッケージ。
【請求項２９】
前記チップキャリアが、熱伝導プラスチックを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光パッケージ。
【請求項３０】
前記チップキャリアがセラミックを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光パッケージ。
【請求項３１】
前記チップキャリアが電気絶縁性であり、前記リードフレームが導電性であることを特徴とする請求項１に記載の発光パッケージ。
【請求項３２】
上部及び下部の主表面を有するチップキャリアと、
前記チップキャリアの上部主表面に取付けられた少なくとも１つの発光チップと、
前記少なくとも１つの発光チップの電極に電気的に接触しているリードフレームと、
プリント回路を含む支持体と、
を備え、
前記リードフレームが前記プリント回路に電気的に接触しており、前記チップキャリアが、間に前記リードフレームが介在せずに前記支持体に固定されていることを特徴とする発光素子。
【請求項３３】
前記リードフレームが、
前記チップキャリアの上部主表面から前記プリント回路の第１の端子に延びる第１のリードフレーム要素と、
前記チップキャリアの上部主表面から前記プリント回路の第２の端子に延びる第２のリードフレーム要素と、
を含むことを特徴とする請求項３２に記載の発光素子。
【請求項３４】
前記チップキャリアは更に、
前記上部主表面上に配置され、前記第１のリードフレーム要素に電気的に接触している第１の導電層と、
前記上部主表面上に配置され、前記第２のリードフレーム要素に電気的に接触している第２の導電層と、
を備えることを特徴とする請求項３３に記載の発光素子。
【請求項３５】
前記発光チップの電極は、前記第１及び第２の導電層と電気的に接続されていることを特徴とする請求項３４に記載の発光素子。
【請求項３６】
前記第１及び第２のリードフレーム要素は、前記チップキャリアの上部主表面に機械的に接合されていることを特徴とする請求項３４に記載の発光素子。
【請求項３７】
前記少なくとも１つの発光チップは、少なくとも２つの発光チップを含み、前記チップキャリアが更に、前記上部主表面上に配置された第３の導電層を備え、前記２つの発光チップの電極が、前記第３の導電層に接触していることを特徴とする請求項３４に記載の発光素子。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【公表番号】特表２００７−５１４３２０（Ｐ２００７−５１４３２０Ａ）
【公表日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５４４０１４（Ｐ２００６−５４４０１４）
【出願日】平成１６年１２月９日（２００４．１２．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０４１３９２
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５７６７２
【国際公開日】平成１７年６月２３日（２００５．６．２３）
【出願人】（５０３３９９９６４）ゲルコアー リミテッド ライアビリティ カンパニー (32)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月９日（２００４．１２．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０４１３９２
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５７６７２
【国際公開日】平成１７年６月２３日（２００５．６．２３）
【出願人】（５０３３９９９６４）ゲルコアー リミテッド ライアビリティ カンパニー (32)
【Ｆターム（参考）】
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