JP2000323755A - 半導体発光装置 - Google Patents
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Abstract
フレームへの導通搭載のためのアセンブリ構造の提供。 【解決手段】 合成樹脂製のマウントカップ4に一対の
電極5,6を一体に形成してこれらの電極5,6に導通
させて半導体発光素子1を搭載し、更に電極5,6と導
通させてリードフレーム3のリード3a,3bにマウン
トカップ4を搭載し、マウントカップ4に設ける電極
5,6どうしの間隔を短く設定して小型の半導体発光素
子1の導通搭載に対応できるようにする。
Description
の半導体発光素子を備える半導体発光装置に係り、特に
半導体発光素子の小型化に対応できるリードフレームと
のアセンブリを可能とした半導体発光装置に関する。
nAlGaN等のGaN系化合物半導体を利用した青色
発光の発光素子は、結晶成長のための基板として現在で
はサファイアが最も一般的なものとして利用されてい
る。この絶縁性のサファイアを基板とする発光素子で
は、p側及びn側の両方の電極は基板と反対側の面であ
って半導体の積層膜の表面に形成される。このようにp
側及びn側の電極が同一面にあることを利用して、これ
らの電極のそれぞれにバンプ電極を形成し、基板側が発
光方向を向く姿勢としたフリップチップ型のアセンブリ
とするものが従来から知られている。
導体発光素子をフリップチップ型としてリードフレーム
に搭載したLEDランプの概略図であって、同図の
(a)は縦断面図、同図の(b)は横断面図である。
ず)に導通固定されるリードフレーム51の一対のリー
ド51a,51bのそれぞれの上端にマウント部51
c,51dが形成され、これらのマウント部51c,5
1dに半導体発光素子1を跨がせて搭載するとともに、
全体をエポキシ樹脂を用いた樹脂ヘッド52によって封
止している。
絶縁性であって光透過性のサファイアを利用した基板1
aにGaNのn型層1b及びp型層1cを順に積層して
これらの層の間を活性層とし、n型層1bの表面にはn
側電極パッド1d及びp型層1cの表面にはp側電極パ
ッド1eを金属蒸着法によって形成したものである。そ
して、n側及びp側の電極パッド1d,1eにはバンプ
電極2a,2bがそれぞれ形成されている。
bをマウント部51d,51cの上に載せて超音波圧着
と加熱圧着を加えることで接合され、リード51b,5
1aにそれぞれ導通固定される。そして、活性層からの
光は基板1aを抜けて図6において上向きに発光され、
この基板1aの上端面を主光取出し面とする。
素子1も含めて、素子の一般的な製造は、基板材料にG
aNのn型層やp型層をウエハー状態で積層するととも
にn側及びp側の電極パッドを蒸着形成し、ダイサーに
よってダイシングすることでチップ状の発光素子を得る
というものである。そして、近来ではダイシング技術の
進歩や電極形成のためのパターニングの精度の向上等に
よって、発光素子のより一層の小型化が可能となった。
このような発光素子の小型化は、小型で薄型化が最も重
要な設計課題となっている電子機器への対応の面で非常
に有効とされている。
リードフレーム51の製造では、p側とn側との導通の
ためにマウント部51c,51dを分断する加工が必要
である。すなわちリードフレーム51の先端側すなわち
マウント部51c,51dが最終的に形成される部分を
一体にしてリード51a,51bが延びた二股状の部品
として製作しておき、一体となっている部分の中央を切
開してマウント部51c,51dに分離する工程によっ
て加工される。
c,51dとの間のギャップ51eの切開幅は、リード
フレーム51の肉厚にも関係するが、従来では最小で
0.4mm程度である。そして、加工誤差等を含むと
0.4mm以上となってしまうことが殆どである。
から、マウント部51c,51dとの間のギャップ51
eの幅には下限がある。その一方で半導体発光素子1は
小型化が更に進み、バンプ電極2a,2bどうしの間隔
もより短くなる傾向にある。したがって、バンプ電極2
a,2bの間隔がギャップ51eの幅よりも短くなる
と、これらのバンプ電極2a,2bのいずれか一方しか
マウント部51c,51dに接合できず、アセンブリで
きないことになる。
が進んでいる一方で、リードフレーム51についてはそ
の製造上の制約からマウント部51c,51dの間のギ
ャップ51eを狭めることができない状況にある。この
ため、二つに分離されたマウント部51c,51dに搭
載してLEDランプ型とする場合では、半導体発光素子
1とリードフレーム51とのマッチングが採れず、装置
の小型化の大きな障害となっている。
発光素子の小型化に対応できるリードフレームへの導通
搭載のためのアセンブリ構造を提供することにある。
板の上に半導体薄膜層を積層するとともにこの積層膜の
表面側にp側及びn側の電極をそれぞれ形成し且つ前記
基板側を主光取出し面とする半導体発光素子と、前記p
側及びn側の電極にそれぞれ導通する一対の電極のパタ
ーンを一体に形成するとともに前記半導体発光素子を搭
載する合成樹脂製のマウントカップと、一対のリードの
それぞれの先端に前記マウントカップを搭載し且つ前記
一対の電極パターンにそれぞれ導通するステーを形成し
たリードフレームとを含み、前記マウントカップに形成
する一対の電極の間の間隔を前記リードフレームのステ
ーどうしの間隔より短くしたことを特徴とする。
リードフレームの製造上から或る値以上としなければな
らなくても、合成樹脂製のマウントカップに備える電極
どうしの間の間隔を狭くすることによって、小型化され
てp側及びn側の電極間の距離が短い半導体発光素子で
も導通搭載が可能となる。
性の基板の上に半導体薄膜層を積層するとともにこの積
層膜の表面側にp側及びn側の電極をそれぞれ形成し且
つ前記基板側を主光取出し面とする半導体発光素子と、
前記p側及びn側の電極にそれぞれ導通する一対の電極
のパターンを一体に形成するとともに前記半導体発光素
子を搭載する合成樹脂製のマウントカップと、一対のリ
ードのそれぞれの先端に前記マウントカップを搭載し且
つ前記一対の電極パターンにそれぞれ導通するステーを
形成したリードフレームとを含み、前記マウントカップ
に形成する一対の電極の間の間隔を前記リードフレーム
のステーどうしの間隔より短くしたことを特徴とする半
導体発光装置であり、リードフレームの形状や大きさの
態様に関係なくp側及びn側の電極間の距離が短い半導
体発光素子でも導通搭載できるという作用を有する。
は、その素材の合成樹脂の中に光反射性のフィラーを混
入したことを特徴とする請求項1記載の半導体発光装置
であり、樹脂製のマウントカップであってもフィラーに
よる光反射が利用できるという作用を有する。
面を参照しながら説明する。
発光装置の要部を示す縦断面図、図2及び図3は図1の
平面図及び底面図である。なお、半導体発光素子は図6
に示したものと同様であり、同じ構成部材については共
通の符号で指示する。
ず)等に基端を導通固定されるリードフレーム3の一対
のリード3a,3bのそれぞれの上端には直角に曲げた
ステー3a−1,3b−1をそれぞれ形成し、これらの
ステー3a−1,3b−1の上面に半導体発光素子1を
導通固定したマウントカップ4を固定している。
すなわちステー3a−1,3b−1部分を一体として二
股状に形成していき、この一体部分を分断してステー3
a−1,3b−1に分離してその間をギャップ3cとし
たものである。そして、このギャップ3cの開口幅W
は、現在の製造技術では0.4mm程度である。
ポリマー(LCP)を素材とし、半導発光素子1の周り
を囲むすり鉢状に型製作されたものである。そして、半
導体発光素子1から下方及び側方から抜ける光を発光方
向に反射させるために、光反射性のたとえばTiO2等
の化合物をフィラーとして混入している。
光素子1とリードフレーム3とを導通させるための一対
の電極5,6を設ける。これらの電極5,6は、フィラ
ーを混入したマウントカップ4とともに型製作するとき
に一体に封止されるもので、図2及び図3に示すよう
に、長方形の平面形状を持つ。すなわち、電極5,6は
底部4aの中心部分にこの底部4aよりも上に突き出る
素子側導通部5a,6aを形成するとともに、底部4a
の下面と同じ面内で露出するリード側導通部5b,6b
を備えている。
樹脂によって型成形するときに一体に封止するので、製
造用の型に対するこれらの電極5,6の位置を正しく設
定することで、互いの間の距離を小さくできる。すなわ
ち、図1に示すように、電極5,6の素子側導通部5
a,6aどうしの間の間隔をリードフレーム3のギャッ
プ3cの開口幅Wよりも短くした成形が可能である。し
たがって、半導体発光素子1のn側及びp側のバンプ電
極2a,2bどうしの距離がたとえばギャップ3cの開
口幅Wより短くても、素子側導通部5a,6aにマウン
トできる。
4は、リード3a,3bのステー3a−1,3b−1に
図1及び図3の位置関係となるように搭載する。そし
て、ステー3a−1,3b−1よりもリード側導通部5
b,6bの平面形状を大きくしておくことによって、図
3に示すようにこれらのステー3a−1,3b−1とリ
ード側導通部5b,6bとを半田7付けでき、これによ
ってリードフレーム3にマウントカップ4が固定される
と同時に、電極5,6とリード3a,3bとの導通が得
られる。
ーム3に一体とすることで、マウントカップ4に予め設
けた電極5,6はリード3a,3bに導通する。したが
って、素子側導通部5a,6aの上にバンプ電極2a,
2bを載せて超音波圧着及び加熱圧着すれば、これらが
接合して半導体発光素子1が実装される。この実装に際
しては、先に述べたように素子側導通部5a,6aの間
の間隔がリードフレーム3のギャップ3cよりも短いの
で、半導体発光素子1が小型であってバンプ電極2a,
2bの間隔が狭いものでも対応できる。
光反射性の高いフィラーを混入しているので、半導体発
光素子1から底部4a及び内周面4b側に抜ける光を図
1において基板1aの上面の主光取出し面からの発光方
向へ反射させて回収できる。したがって、マウントカッ
プ4を合成樹脂製としていても、反射光による発光輝度
の向上も可能となる。
6の形成パターンの別の例を示す要部の平面図である。
1d,1eは半導体発光素子1の平面外郭の中で対角線
方向に離れて位置しているので、電極5,6の素子側導
通部5a,6aにはこれらの電極パッド1d,1eに接
合するバンプ電極2a,2bを含めるように展開させた
形状を持たせている。このように、半導体発光素子1の
p側及びn側の電極の配置や位置関係が変わっても、電
極5,6のマウントカップ4内でのパターンを変更する
だけの対応で済み、各種の半導体発光素子の搭載にも対
応できる。
ントカップに電極を形成するときにはそのパターン形成
が自在なので電極どうしの間の間隔を短くでき、p側及
びn側の電極の間の距離が短い小型の半導体発光素子で
も支障なくアセンブリでき、装置の小型化が更に促進さ
れる。
反射性のフィラーを混入することで、光反射機能を持た
せることができるので、マウントカップを合成樹脂製と
していても発光輝度の低下を招くことがない。
要部の縦断面図
体発光素子との位置関係を示すための概略平面図
とリードとの位置関係を示す概略底面図
を示す概略平面図
えたLEDランプの例であって、(a)はその縦断面図 (b)はその横断面図
ムへの導通搭載構造を示す要部の縦断面図
Claims (2)
- 【請求項1】 光透過性の基板の上に半導体薄膜層を積
層するとともに、この積層膜の表面側にp側及びn側の
電極をそれぞれ形成し、且つ前記基板側を主光取出し面
とする半導体発光素子と、 前記p側及びn側の電極にそれぞれ導通する一対の電極
のパターンを一体に形成するとともに、前記半導体発光
素子を搭載する合成樹脂製のマウントカップと、 一対のリードのそれぞれの先端に前記マウントカップを
搭載し且つ前記一対の電極パターンにそれぞれ導通する
ステーを形成したリードフレームとを含み、 前記マウントカップに形成する一対の電極の間の間隔を
前記リードフレームのステーどうしの間隔より短くした
ことを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項2】 前記マウントカップは、その素材の合成
樹脂の中に光反射性のフィラーを混入したことを特徴と
する請求項1記載の半導体発光装置。
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