JP2000049384A - チップ型発光装置 - Google Patents
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Abstract
く薄型化が図れ信頼性の高いチップ型の発光装置を提供
すること。 【解決手段】 絶縁性基板1に設ける第1の電極配線2
に発光素子5を導通固定し、発光素子5の表面側電極5
2をワイヤ7によって第2の電極配線3との間をボンデ
ィングし、更に樹脂封止部4によって封止するチップ型
の発光装置において、ワイヤ7の一端を発光素子5の表
面側電極52にウェッジボンディングで接続し、ワイヤ
7の他端を第2の電極配線3にボールボンディングで接
続し、ボールボンディングによって形成されるワイヤ7
のボール部71の中心を、樹脂封止部4の外郭面から5
0μm以上離れた領域に含ませて配置する。
Description
オードを用いた発光装置に係り、特に絶縁性基板の電極
配線層の上に発光素子を直接載置したチップ型の発光装
置に関する。
帯電話等の表示パネルの光源として使用される発光装置
の分野においては、表面実装に対応できるように、一層
の小型化及び薄型化が一つの大きな課題である。発光装
置の代表例は、発光ダイオード(以下、「LED」と記
す)であるが、近年このLEDも表面実装に対応できる
ような小型で薄型のチップLEDが利用されるようにな
った。
て、同図の(a)は平面図、同図の(b)は縦断面図で
ある。
板1にはその表裏両面に跨がる一対の電極配線2,3を
備え、これらの電極配線2,3の上面側を覆う樹脂封止
部4によって封止された発光素子5がマウントされてい
る。この発光素子5はたとえば銀ペースト等の導電性接
着剤6により、その裏面側電極51を一方の電極配線2
に形成された電極パッド部21に導通させて固定された
ものである。そして、発光素子5の表面側電極52は、
たとえばAu等を利用したワイヤ7によって他方の電極
配線3の電極パッド部31との間でボンディングされて
いる。このワイヤ7のボンディングは、表面側電極52
に対してはボールボンディングであり電極パッド部31
に対してはウェッジボンディングされる。
では、ネック切れと呼ばれるワイヤ7の断線による接続
不良を避けるために、ボールボンディングの接着面すな
わち表面側電極52からワイヤ7を垂直に立ち上げたア
センブリとすることが多い。このため、図4の(b)に
示すように発光素子5の高さとワイヤ7の立ち上げ部の
高さが加わり、チップLEDが厚くなる傾向にある。
では、装置の薄型化のためにワイヤのボンディングに改
良を加えたものが数多く見られる。たとえば、特開平7
−147427号公報や実公平6−51001号公報に
は、発光素子側に対してはワイヤをウェッジボンディン
グし、2個の発光素子を配置する光結合素子の薄型化を
図る構成が開示されている。
も、図4の従来例で示したワイヤ7を発光素子5の表面
側電極52に対してウェッジボンディングすれば、発光
素子5とワイヤ7との組み合わせによる高さ方向の嵩を
抑えることは無論可能である。
るには、電極配線3の電極パッド部31に対してはワイ
ヤ7をボールボンディングしなければならない。この場
合、ボールボンディング部が樹脂封止部4の外郭面の近
くに位置するものでは、この樹脂封止部4を成形型で型
締めするときの絶縁性基板1の変形によって、ボールボ
ンディング部と電極パッド部31の表面との間に樹脂が
入り込みやすい。そして、樹脂封止後のチップLEDの
製品をディスプレイパネル等の基板に半田付けによって
実装するとき、熱の影響によってボールボンディング部
と電極パッド部31との間の樹脂が膨張する。したがっ
て、ボールボンディング部は電極パッド部31から引き
剥がされ、断線不良を発生し、製品の歩留りに大きく影
響する。
等の金属細線の断線不良を伴うことなく薄型化が図れ信
頼性の高いチップ型の発光装置を提供することにある。
と、この絶縁性基板の少なくとも表面側に設けた第1の
電極及び第2の電極と、前記第1の電極に裏面側電極を
介して導通搭載された発光素子と、前記発光素子の表面
側電極と前記第2の電極との間を導通させる金属細線
と、少なくとも前記発光素子及び金属細線を内包して封
止する樹脂封止部とを備えるチップ型の発光装置であっ
て、前記金属細線の一端を前記発光素子の表面側電極に
ウェッジボンディングで接続し、前記金属細線の他端を
前記第2の電極にボールボンディングで接続し、前記第
2の電極の表面にボールボンディングによって形成され
るボールの中心を、前記樹脂封止部の外郭面から50μ
m以上離れた領域に含ませてなることを特徴とする。
表面側電極にはウェッジボンディングによって金属細線
を接続するので、発光素子と金属細線の組み合わせの高
さ方向の嵩が低く抑えられる。また、第2の電極に対し
てボールボンディングされる金属細線のボールは、樹脂
封止部の外郭面から50μm以上離すことによって、樹
脂封止部の製作時に型締めの負荷を受けても剥離が防止
される。
基板と、この絶縁性基板の少なくとも表面側に設けた第
1の電極及び第2の電極と、前記第1の電極に裏面側電
極を介して導通搭載された発光素子と、前記発光素子の
表面側電極と前記第2の電極との間を導通させる金属細
線と、少なくとも前記発光素子及び金属細線を内包して
封止する樹脂封止部とを備えるチップ型の発光装置であ
って、前記金属細線の一端を前記発光素子の表面側電極
にウェッジボンディングで接続し、前記金属細線の他端
を前記第2の電極にボールボンディングで接続し、前記
第2の電極の表面にボールボンディングによって形成さ
れるボールの中心を、前記樹脂封止部の外郭面から50
μm以上離れた領域に含ませてなるものであり、発光素
子と金属細線の組み合わせの高さ方向の嵩を低く抑え、
金属細線のボールが第2の電極の表面から剥離する断線
不良の発生を防止するという作用を有する。
は、白色または白色系の反射率の高い樹脂含有材である
請求項1記載のチップ型発光装置であり、絶縁性基板に
よる反射を利用して発光輝度を上げることができるとい
う作用を有する。
型の発光装置であって、同図の(a)は平面図、同図の
(b)は縦断面図である。
例と比較してワイヤのボンディング態様だけが異なり、
その他の構成は同じである。図においては、従来例のも
のと同じ部材については、共通の符号で指示しその詳細
な説明は省略する。
52にウェッジボンディングにより接続され、他端は電
極パッド部31にボールボンディングにより接続されて
いる。すなわち、図4の従来例におけるワイヤ7のボン
ディング態様とは逆の関係としてそれぞれ電極配線2,
3に対して導通接続されている。
ば、電極配線3側へボールボンディングされたワイヤ7
は電極パッド部31からほぼ垂直に立ち上がり、発光素
子5側へ屈曲し始める部分までの直線部の高さは発光素
子5の高さにほぼ等しい程度の弓なり状となる。そし
て、発光素子5の表面側電極52からワイヤ7が最も高
い部分までの高さは約50μm程度とすることができ
る。すなわち、ワイヤ7は表面側電極52に対してウェ
ッジボンディングされるので、この表面側電極52の面
に漸近するような配線とすればよく、そしてネック切れ
を防止できる程度に上に膨らむプロフィルであればよ
い。そして、ネック切れ防止のために上に弓なりに膨ら
ませる大きさは先に述べた50μm程度で十分であり、
したがって表面側電極52からワイヤ7の最も高い部分
までの高さをこの値に設定することができる。
ールボンディング後のワイヤ7の立ち上がり高さが発光
素子5に上積みされるので、表面側電極52からのワイ
ヤ7の上端までの高さは約120μmとなる。したがっ
て、本発明では、発光素子5とワイヤ7とによる高さ方
向の嵩を約70μm程度小さくすることができ、発光装
置の薄型化に大きく貢献できる。
ミドとトリアジンを基本的な成分とする高耐熱性で白色
系の反射率の高いものを使用することによって発光素子
5から下に向かう光の成分を発光方向に反射させること
ができ、発光輝度を上げることができる。
位置が樹脂封止部4の外郭表面に近くなると、樹脂封止
部4の樹脂封止する時の成形型の型締め圧の影響によ
り、ワイヤ7のボールボンディング部が外れて断線を引
き起こす恐れがある。このことを図2を用いて説明す
る。
拡大断面図であって、同図の(a)は樹脂封止前の位置
決め時及び同図の(b)は成形型による加圧及び樹脂封
止後を示す。
ッド部31とは水平姿勢となるように位置決めされ、こ
のときワイヤ7のボール部71が電極パッド部31にボ
ールボンディングされる。このボンディングの後の樹脂
封止の工程では、図示のように成形型8が電極配線3及
び絶縁性基板1の表面に突き当てた状態にセットされ
る。そして、この成形型8によって絶縁性基板1を型締
めすると、絶縁性基板1のうち型締め圧が負荷される部
分が変形し、これに伴って絶縁性基板1の表面に設けた
電極配線3も同様に変形する。
部31の表面のボール部71と樹脂封止部4の外郭面と
の間にできる楔形部9には、電極パッド部31とボール
部71とを引き離す方向に力が加わる。この力によって
ボール部71と電極パッド部31の接着面積が少なくな
り、ボール部71の接着強度が低下する。このため、楔
形部9は次第に拡がっていき、ボール部71の下方には
樹脂封止部4の樹脂が入り込んだ状態で樹脂封止される
ことになる。そして、ボール部71の下方に入り込んだ
樹脂封止部4の樹脂は、チップLEDを基板に導通固定
するアセンブリの際の半田付け作業による熱によって膨
張し、ボール部71には電極パッド部31から引き離す
方向に力が加わる。したがって、この力によってボール
部71は電極パッド部31から引き離されてしまい、断
線を招くことになる。
部の位置を変えた製品の半田付け後の断線不良の発生数
を示す。この(表1)において、「ボールボンディング
位置」は、図2で示したボール部71の中心と樹脂封止
部4の下端の外郭面までの距離として表したものであ
り、「不良数 2/100」は100個のサンプルのう
ち2個が不良であることを示す。
度を変えた製品の半田付け後の断線不良の発生数を示
す。この(表2)においても凡例は(表1)の場合と同
様である。
ディング位置が50μm以上であれば、ボール部接着強
度の大きさは断線不良には顕著な相関がないことであ
る。すなわち、ボール部71の断線不良は、ボール部接
着強度よりもボールボンディング位置に大きく支配され
るものであって、このボールボンディング位置を適正な
条件に設定すれば断線不良を回避することが可能とな
る。
樹脂端面より0〜50μmの位置にボールボンディング
した製品の成形型で型締め前後のボールボンディングの
接着強度のデータである。この図から、型締め後にボー
ルボンディングの接着強度が弱くなることが判る。
位置が樹脂端面より50〜100μmの位置にボールボ
ンディングした製品の成形型で型締め前後のボールボン
ディングの接着強度のデータである。このデータから
は、型締め前後においてボールボンディングの接着強度
の低下は確認されない。
後のボールボンディングの接着強度に差があり、成形型
で型締めされる位置からボールボンディングの距離は少
なくとも50μm必要であることが判る。
締め圧によって変形しやすい絶縁性基板を用いたチップ
型発光装置においても、ボールボンディングの位置を樹
脂端面より少なくとも50μm離間することにより、成
形型の型締め圧によってボール部の接着強度の低下のな
い高信頼性を確保できるとともに、装置全体を薄型化で
き、ディスプレイパネル等の装置の小型化に対応でき
る。
光反射面として利用するので、発光輝度を向上させるこ
とができる。
て、(a)は平面図 (b)は縦断面図
(a)は成形型の加圧前の状態を示す図 (b)は樹脂封止時の加圧状態を示す図
mのときの接着強度の測定データを示す図 (b)はボールボンディング位置が50〜100μmの
ときの接着強度の測定データを示す図
Claims (2)
- 【請求項1】 絶縁性基板と、この絶縁性基板の少なく
とも表面側に設けた第1の電極及び第2の電極と、前記
第1の電極に裏面側電極を介して導通搭載された発光素
子と、前記発光素子の表面側電極と前記第2の電極との
間を導通させる金属細線と、少なくとも前記発光素子及
び金属細線を内包して封止する樹脂封止部とを備えるチ
ップ型の発光装置であって、前記金属細線の一端を前記
発光素子の表面側電極にウェッジボンディングで接続
し、前記金属細線の他端を前記第2の電極にボールボン
ディングで接続し、前記第2の電極の表面にボールボン
ディングによって形成されるボールの中心を、前記樹脂
封止部の外郭面から50μm以上離れた領域に含ませて
なるチップ型発光装置。 - 【請求項2】 前記絶縁性基板は、白色または白色系の
反射率の高い樹脂含有材である請求項1記載のチップ型
発光装置。
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---|---|---|---|
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