JP2005136101A - Semiconductor light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体発光装置に関するものであり、詳しくは発光ダイオード(LED)チップを封止する柔軟性のある第一の光透過性樹脂と、それを覆う堅硬な第二の光透明樹脂とを備えた半導体発光装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor light-emitting device, and more specifically, includes a flexible first light-transmitting resin that seals a light-emitting diode (LED) chip and a hard second light-transparent resin that covers the first light-transmitting resin. The present invention relates to a provided semiconductor light emitting device.
発光ダイオード(LED)は半導体を材料とする発光素子であり、p型半導体とn型半導体を接合させて順方向にバイアス電圧を印加することにより接合部(活性層)で電気エネルギーが光エネルギーに変換されて光を発するという原理のものである。LEDのピーク発光波長は半導体材料によって異なるが、近紫外〜可視光〜近赤外の領域にあり、発光スペクトルは急峻な特性を有している。 A light-emitting diode (LED) is a light-emitting element made of a semiconductor. By applying a bias voltage in the forward direction by bonding a p-type semiconductor and an n-type semiconductor, electrical energy is converted into light energy at the junction (active layer). It is based on the principle that it is converted to emit light. The peak emission wavelength of the LED varies depending on the semiconductor material, but is in the near ultraviolet to visible light to near infrared region, and the emission spectrum has a steep characteristic.
また、LEDの発光体(LEDチップ)は、一辺の長さが0.5mm程度の6面体(サイコロ状)の形状をしており、小さくて発光光量が少なく、点光源に近い光学特性を有している。したがって、このような特性のLEDチップを光源にしたLEDを設計・製作するに当たっては、LEDチップの活性層で発光された光の量に対するLEDチップから出射される光の量の割合(外部量子効率)を高め、且つLEDチップから出射されてLEDの外部に放出される光を一方向に集めてLEDの軸上光度を上げるような手法が施されている。 In addition, the LED light emitter (LED chip) has a hexahedral shape (dice shape) with a side length of about 0.5 mm, and has small optical characteristics such as a point light source. doing. Therefore, in designing and manufacturing an LED using such an LED chip as a light source, the ratio of the amount of light emitted from the LED chip to the amount of light emitted from the active layer of the LED chip (external quantum efficiency). ) And the light emitted from the LED chip and emitted to the outside of the LED is collected in one direction to increase the on-axis luminous intensity of the LED.
LEDチップの電極構造はLEDチップを構成する半導体材料によって、LEDチップの同一面側にアノード電極とカソード電極とを設けたものと、LEDチップの対向する面の夫々にアノード電極とカソード電極とを設けたものとの二種類に大別される。また、LEDチップを光源とする半導体発光装置は構造によって、一列に並設された複数のリードフレームの一端にLEDチップを載設し、LEDチップを光透過性樹脂で封止してレンズ効果を持たせた砲弾型と称するものと、表面に電極パターンが形成されたプリント基板にLEDチップを載設し、LEDチップを光透過性樹脂で封止した表面実装型と称するものとの二種類に大別される。 The electrode structure of the LED chip is that the anode and cathode electrodes are provided on the same surface side of the LED chip, and the anode and cathode electrodes on the opposite surface of the LED chip, depending on the semiconductor material constituting the LED chip. It is roughly divided into two types. Also, a semiconductor light emitting device using an LED chip as a light source has a lens effect by mounting the LED chip on one end of a plurality of lead frames arranged in a row and sealing the LED chip with a light transmissive resin. There are two types: a so-called cannonball type and a surface-mounted type in which an LED chip is mounted on a printed circuit board with an electrode pattern formed on the surface and the LED chip is sealed with a light-transmitting resin. Broadly divided.
このような二種類のLEDチップと二種類の構造との組合わせによって構成されるLEDは、LEDチップに設けられた電極とLEDチップに外部から電圧を印加するために外部に導出するように設けられた電極とを接続する手段の一つとしてボンディングワイヤを介した接続方法が採られ、電気的導通が図られる。 The LED constituted by the combination of the two kinds of LED chips and the two kinds of structures is provided so as to be led out to apply an external voltage to the electrodes provided on the LED chip and the LED chip. As one of the means for connecting the formed electrodes, a connection method through a bonding wire is adopted to achieve electrical conduction.
LEDチップを光透過性樹脂で封止する目的は、上述したような働きを有するボンディングワイヤに直接接触することによって加わる力および間接的に加わる振動、衝撃によって電極からボンディングワイヤが剥離したり、ボンディングワイヤが切断したり、ボンディングワイヤの変形によって短絡したりすることによって生じる電気的な不具合を防止するためであり、また同時に、LEDチップを湿気、塵埃などの外部環境から保護し、長期間に亘って信頼性を維持するためのものでもある。 The purpose of sealing the LED chip with a light-transmitting resin is to peel off the bonding wire from the electrode due to the force applied by direct contact with the bonding wire having the above-mentioned function and indirectly applied vibration or impact, or bonding. This is to prevent an electrical failure caused by the wire being cut or being short-circuited due to deformation of the bonding wire. At the same time, the LED chip is protected from the external environment such as moisture, dust, etc. It is also for maintaining reliability.
ところが、LEDチップの線膨張率とLEDチップを封止する光透過性樹脂の線膨張率とに差がある場合、回路基板に実装するときに加えられる熱や、点灯時の自己発熱などに起因する樹脂応力が原因で電極からボンディングワイヤが剥離したり、ボンディングワイヤが切断したり、甚だしい場合はLEDチップが破損したりする不具合が発生することがある。 However, when there is a difference between the linear expansion coefficient of the LED chip and the linear expansion coefficient of the light-transmitting resin that seals the LED chip, it is caused by heat applied when mounting on the circuit board, self-heating during lighting, etc. Due to the stress of the resin, the bonding wire may be peeled off from the electrode, the bonding wire may be cut, or the LED chip may be damaged if it is severe.
通常、このような問題を解決する方法として、光透過性樹脂の膨張収縮によってLEDチップに加わる応力を緩和するために、LEDチップを透明シリコーン樹脂のような柔軟性のある光透過性樹脂で封止し、更にそれを堅硬な光透過性樹脂で覆うことが行なわれる。 Usually, as a method for solving such a problem, the LED chip is sealed with a flexible light-transmitting resin such as a transparent silicone resin in order to relieve stress applied to the LED chip due to expansion and contraction of the light-transmitting resin. It is stopped and further covered with a hard light-transmitting resin.
このような構成のLEDの従来例としては図10に示すような、非常に硬い性質を有する窒化物半導体からなるLEDチップを光源とするものがある。ここで使用されるLEDチップは、LEDチップを構成するサファイヤ基板20とその上に形成された窒化物半導体層21との格子不整合、線膨張率の差およびLEDチップの電極構造がLEDチップを封止する樹脂の応力に敏感に影響され、外部からの加熱、LEDチップの自己発熱などによって生じる封止樹脂の膨張収縮が与える応力によってLEDチップが反ったり、曲がったり、電極が剥がれたりする不具合を生じる。このような問題を回避するために、LEDチップに加わる応力の緩和材としてLEDチップを封止する樹脂に柔軟性のある透明シリコーン樹脂22を用い、更にそれを堅硬な透明エポキシ樹脂23で覆ったものがある(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、上述した従来のLEDは、LEDチップを封止する透明シリコーン樹脂の線膨張率と更にそれを覆う透明エポキシ樹脂の線膨張率とが異なるために、シリコーン樹脂を加熱硬化した後の冷却時の収縮や、LEDチップの点灯時の発熱、消灯時の冷却が両樹脂を加熱、冷却し、その繰り返しによって両樹脂の界面が剥離し隙間24が生じる。その結果、隙間24部分で光の導光効率が低下して外部に放出される光量が減少し、また、隙間24部分での光の反射および屈折によって光の集中傾向が強くなり、配光特性の半値角が小さくなって所望するような設計に沿った配光が得られないことになる。
However, in the conventional LED described above, the linear expansion coefficient of the transparent silicone resin that seals the LED chip and the linear expansion coefficient of the transparent epoxy resin that covers the LED chip are different. Shrinkage, heat generation when the LED chip is turned on, and cooling when the LED is turned off heats and cools both resins, and the interface between the two resins peels off due to repetition of the two, and a
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、高輝度で且つ所望する配光特性が得られる半導体発光装置を提供するものである。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and provides a semiconductor light-emitting device capable of obtaining high luminance and desired light distribution characteristics.
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に記載された発明は、絶縁体に複数の金属部を設けたランプハウスの少なくとも1ヶ所の金属部にLEDチップを載設し、第一の光透過性樹脂からなり開口部を有する形状のレンズを前記開口部が対向するように前記ランプハウスに取付け、該ランプハウスと前記レンズとで形成された空間に第二の光透過性樹脂を充填した半導体発光装置であって、前記レンズの前記第二の光透過性樹脂と接触する面に表面処理が施され、且つ、前記第二の光透過性樹脂と前記絶縁体とが接触する面の少なくとも一部を応力緩和部とすることを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
また、本発明の請求項2に記載された発明は、請求項1において、前記応力緩和部は、前記絶縁体の前記第二の光透過性樹脂側に形成された窪みであることを特徴とするものである。
The invention described in
また、本発明の請求項3に記載された発明は、請求項1または2の何れか1項において、前記レンズと前記第二の光透過性樹脂との接着強度が、前記絶縁体と前記第二の光透過性樹脂との接着強度よりも大きいことを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in any one of the first or second aspect, the adhesive strength between the lens and the second light-transmitting resin is such that the insulator and the second It is characterized by being larger than the adhesive strength with the second light transmissive resin.
以下、この発明の好適な実施形態を図1から図9を参照しながら、詳細に説明する(同一部分については同じ符号を付す)。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 9 (the same reference numerals are used for the same parts). The embodiments described below are preferable specific examples of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention particularly limits the present invention in the following description. As long as there is no description of the effect, it is not restricted to these aspects.
図1は本発明の半導体発光装置の実施形態の構造を示す平面図、図2は図1のA−A断面図、図3および図4は図2のB部詳細図である。PPA(ポリフタルアミド)等からなる絶縁体1の2ヶ所に金属部材からなる第一電極2および第二電極3を外部に導出させてランプハウス4を形成する。
FIG. 1 is a plan view showing the structure of an embodiment of a semiconductor light emitting device of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and FIGS. The
次に、第一電極2の上面に半田、Cu、Ag等を含有した導電性ペースト5を介してLEDチップ6を載設し、LEDチップ6の下部電極と第一電極2との電気的導通を図る。一方、LEDチップ6の上部電極はAu、Al等のボンディングワイヤ7を介して第二電極3に接続し、LEDチップ6の上部電極と第二電極3との電気的導通を図る。
Next, the
更に、堅硬で透明なポリカーボネート樹脂からなり、開口部を有するレンズ8を開口部が対向するようにランプハウス4に取付け、ランプハウス4とレンズ8とで形成される空間に柔軟性のある透明なシリコーン樹脂9を充填して加熱硬化する。
Further, the
このような工程を経て作製された半導体発光装置は、LEDチップ6の2つの電極の夫々に接続された第一の電極2と第二の電極3との間に順方向電圧を印加することによって、LEDチップ6を形成するp型半導体とn型半導体の接合部(活性層)で電気エネルギーが光エネルギーに変換され、変換された光がLEDチップ6から外部に放出されるものである。
The semiconductor light emitting device manufactured through such processes is applied by applying a forward voltage between the
ところが、LEDチップ6に供給された電気エネルギーがすべて光エネルギーに変換されるわけではなく、LEDチップ6に供給された電気エネルギーの内、光エネルギーの変換に寄与しない分があり、その場合は熱エネルギーとなってLEDチップ6自身の温度を上昇させると同時に、LEDチップ6を封止した樹脂が加熱されて樹脂表面から熱が外部に放出され、半導体発光装置が自己発熱によって温度上昇することになる。しかも、LEDチップ6は、温度が上昇するにつれて電気エネルギーを光エネルギーに変換する効率が低下するため、熱エネルギーに変換される割合が多くなる。従って、LEDチップ6に供給される電気エネルギーが増加するにつれてLEDチップ6の自己発熱の増加と光エネルギーへの変換効率の低下との悪循環が生じ、半導体発光装置の温度が益々上昇することになる。
However, not all of the electrical energy supplied to the
さらに、多数の半導体発光装置を密に実装して同時に点灯する場合、夫々の半導体発光装置間の熱の相互作用によって、単体あるいは粗に実装して点灯する場合よりも半導体発光装置の温度上昇が大きくなり、ファン等の冷却装置を使用して強制的に冷却する必要が生じるほどに温度上昇することがある。また、特に表面実装型の半導体発光装置を回路部品としてプリント基板等に実装するには半田リフローなどが採用されるが、その時に半導体発光装置にかなりの熱が加わることになる。 In addition, when a large number of semiconductor light emitting devices are closely mounted and lit simultaneously, the temperature of the semiconductor light emitting device increases due to the thermal interaction between the semiconductor light emitting devices, compared to when the light is mounted alone or roughly. The temperature may increase so that it becomes necessary to forcibly cool using a cooling device such as a fan. In particular, solder reflow or the like is employed to mount a surface-mount type semiconductor light emitting device on a printed circuit board or the like as a circuit component. At that time, a considerable amount of heat is applied to the semiconductor light emitting device.
このように、LEDチップの自己発熱および外部からの加熱によって半導体発光装置の温度が上昇すると、当然、半導体発光装置を構成する絶縁体からなるランプハウス4とシリコーン樹脂9とポリカーボネート樹脂からなるレンズ8も温度上昇する。
Thus, when the temperature of the semiconductor light emitting device rises due to self-heating of the LED chip and external heating, naturally, the
すると、絶縁体を形成するPPAとシリコーン樹脂9とレンズ8を形成するポリカーボネート樹脂の線膨張率の違いによって不具合が発生する。つまり、夫々の線膨張率は、PPAの線膨張率がα×10−5/K、シリコーン樹脂の線膨張率がβ×10−4/K、ポリカーボネート樹脂の線膨張率がγ×10−5/Kであり(α、βおよびγは何れも一桁の整数値で種類によって異なる)、特に、シリコーン樹脂とPPAおよびシリコーン樹脂とポリカーボネート樹脂の夫々の間に約一桁の線膨張率の差があるために夫々の界面でかなりのストレスが発生する。言い換えると、シリコーン樹脂9とランプハウス4およびシリコーン樹脂9とレンズ8の夫々の界面に強いストレスが加わることになる。ただし、ランプハウス4、シリコーン樹脂9およびレンズ8は加熱冷却によって一体となって相似的に膨張収縮するのではなく、シリコーン樹脂9は外周部材のランプハウス4およびレンズ8よりも顕著に膨張収縮するため、シリコーン樹脂9がランプハウス4およびレンズ8に与えるストレスの影響が最も大きい。
Then, a malfunction occurs due to the difference in the linear expansion coefficient among the PPA forming the insulator, the
従って、シリコーン樹脂9が加熱硬化されて冷却するときの収縮によって、シリコーン樹脂9とランプハウス4の界面およびシリコーン樹脂9とレンズ8との界面でのストレスで剥離が生じることになる。
Therefore, due to the shrinkage when the
また、LEDチップに供給されていた電気エネルギーが断たれると、半導体発光装置は消灯し、冷却されて上述した界面でのストレスは緩和される。このように、半導体発光装置が点灯と消灯を繰返すことによって加熱と冷却が繰返されてシリコーン樹脂9とランプハウス4およびシリコーン樹脂9とレンズ8の夫々の界面でストレスの発生と緩和が繰返され、その結果、界面が剥離して界面を構成する二種類の部材の間に隙間が生じることになる。そこで、本発明では、シリコーン樹脂9と接するレンズ8の内表面に表面処理を施すことによって、シリコーン樹脂9とレンズ8との界面での接着強度を強くして剥離を生じ難くした。
Further, when the electric energy supplied to the LED chip is cut off, the semiconductor light emitting device is turned off and cooled to relieve the stress at the interface described above. In this way, the semiconductor light emitting device is repeatedly turned on and off, whereby heating and cooling are repeated, and generation and relaxation of stress are repeated at the interfaces of the
ここで、ポリカーボネート樹脂からなるレンズ8のシリコーン樹脂9と接する内表面に施す表面処理の方法の一つは、レンズ面に紫外光を5分間照射して表面を酸化させて表面改質し、シリコーン樹脂との間で働く水素結合によって接着強度を強めるものである。
Here, one of the surface treatment methods applied to the inner surface of the
また、表面処理の他の方法は、プラズマ照射によって表面改質を行なうもので、ArやHeなどの不活性ガスとO2やN2などの反応性ガスとの混合ガスのプラズマを使用し、プラズマの作用によってポリカーボネート樹脂の表面ではスパッタエッチングなどの物理反応あるいは極性基の形成や架橋反応による不飽和結合の形成などの化学反応が起こる。これにより、表面の濡れ性や接着性を向上させることができる。本発明の具体的なプラズマ照射条件は、ArとO2の混合ガスを使用して各40cc、合計80cc/minの割合で1.5minの照射を行なった。なお、レンズ8の表面に紫外線照射或いはプラズマ照射を行なって表面改質層11を形成し、シリコーン樹脂9との接着強度を向上させた状態を図3で示している。
Another method of surface treatment is to perform surface modification by plasma irradiation, using a plasma of a mixed gas of an inert gas such as Ar or He and a reactive gas such as O 2 or N 2 , By the action of plasma, a physical reaction such as sputter etching or a chemical reaction such as formation of an unsaturated bond due to formation of a polar group or crosslinking reaction occurs on the surface of the polycarbonate resin. Thereby, the wettability and adhesiveness of the surface can be improved. As specific plasma irradiation conditions of the present invention, irradiation was performed for 1.5 min at a rate of 40 cc each using a mixed gas of Ar and O 2 at a total rate of 80 cc / min. FIG. 3 shows a state in which the
さらに、表面処理の他の方法は、ブラスト処理によって表面を凸凹に荒らすもので、アルミナ粉末を30min吹付けた後に水で洗浄し、空気で乾燥させる方法である。この方法によって、図4に示すようにポリカーボネートからなるレンズ8の表面に形成された凸凹面10の凹部にシリコーン樹脂9が入り込むと同時にシリコーン樹脂9との接触面積が大きくなるため、レンズ8とシリコーン樹脂9との接着強度が増すことになる。
Furthermore, another method of surface treatment is a method in which the surface is roughened by blasting, and after spraying alumina powder for 30 minutes, it is washed with water and dried with air. By this method, as shown in FIG. 4, the
また、ランプハウスを構成する絶縁体1とシリコーン樹脂9との界面においても両樹脂の加熱冷却によってストレスが生じるが、本発明ではここで発生するストレスを有効に利用した。つまり、図5に示すように、絶縁体1の外周部とレンズ8のシリコーン樹脂9と接触する面の端部とで囲まれた部分を断面形状を凹形状にしてリング状に形成し、シリコーン樹脂9とレンズ8との界面で生じるストレスを、シリコーン樹脂9とレンズ8との接着強度よりも弱いシリコーン樹脂9とランプハウス4を構成する絶縁体1との界面で緩和させ、シリコーン樹脂9とレンズ8との界面でのストレスを低減させたものである。その結果、シリコーン樹脂9とランプハウス4を構成する絶縁体1との界面での剥離で隙間12が生じることが考えられるが、この部分での隙間12は光学的な特性に悪影響を与える部分ではないため、光学特性を確保することを最重点にしてこのような施策を施すことにより、レンズ8とシリコーン樹脂9との界面の剥離を極力防止するようにしたものである。つまり、界面の剥離で生じた間隔12が応力緩和部として働いている。
In addition, although stress occurs at the interface between the
また、図6に示すように、応力緩和部としてランプハウス4のシリコーン樹脂9側の一部に窪み13を設けた形状とし、予めシリコーン樹脂9との非接着部14を設けることにより、応力緩和部を一定の位置に設けることも可能である。シリコーン樹脂9との非接着部14が応力緩和部として働き、レンズ8とシリコーン樹脂9との界面の剥離防止が可能となる。
Further, as shown in FIG. 6, the stress relief portion has a shape in which a
シリコーン樹脂9とランプハウス4との界面での剥離による隙間を応力緩和部とした場合の半導体発光装置の物理的、光学的な結果を図7から図9に示す。図7はレンズの内表面の処理方法に対する物理的、光学的な結果を数値によって表したものであり、図8はレンズに表面処理を施さない場合の半導体発光装置の指向特性、図9はレンズに表面処理を施した場合の半導体発光装置の指向特性である。
7 to 9 show physical and optical results of the semiconductor light-emitting device in the case where a gap formed by peeling at the interface between the
図7から分かることは、シリコーン樹脂と接するレンズの内表面を紫外線照射あるいはプラズマ照射のいずれかの方法で表面処理しても、レンズとシリコーン樹脂との界面のせん断接着強さが増加していることが分かる。また、光学特性については、レンズの内表面に表面処理を施さない場合の光量が44mWであったのに対し、紫外線照射あるいはプラズマ照射のいずれかの方法で表面処理を施すことによって光量が47〜49mWに増加した。なお、表面処理の違いによる光量の差は、各表面処理方法で形成された固有の表面状態が光学特性に直接的に影響を及ぼしたためと考えられる。さらに、図8および図9で示した指向特性に関しては、半値角の設計値が22°であったのに対してレンズに表面処理を施さない場合は約20°で設計値よりも半値角が狭く、表面処理した場合は設計値の22°を満足する値となっている。 It can be seen from FIG. 7 that the shear bond strength at the interface between the lens and the silicone resin is increased even if the inner surface of the lens in contact with the silicone resin is surface-treated by either ultraviolet irradiation or plasma irradiation. I understand that. As for the optical characteristics, the light amount when the surface treatment was not performed on the inner surface of the lens was 44 mW, whereas the light amount was 47 to 47 by performing the surface treatment by either ultraviolet irradiation or plasma irradiation. Increased to 49mW. The difference in the amount of light due to the difference in the surface treatment is considered to be due to the fact that the unique surface state formed by each surface treatment method directly affected the optical characteristics. Further, regarding the directivity shown in FIG. 8 and FIG. 9, the half-value angle is about 20 ° when the lens is not subjected to surface treatment, whereas the half-value angle is about 20 ° when the lens is not surface-treated. When the surface treatment is narrow, the value satisfies the design value of 22 °.
また、設計仕様として目論んだ指向特性と製品を実測した指向特性との関係を図8と図9で比較すると、図9に示したようにレンズに表面処理を施した半導体発光装置の方が目論みの配光特性と製品を実測した特性特性との差が小さくなっており、レンズに表面処理を施すことによって目論みに近い指向特性を実現することが可能であることを示している。 Further, comparing the relationship between the directional characteristics intended as the design specification and the directional characteristics obtained by actually measuring the product in FIG. 8 and FIG. 9, the semiconductor light emitting device in which the lens is surface-treated as shown in FIG. The difference between this light distribution characteristic and the characteristic characteristic obtained by actually measuring the product is small, indicating that it is possible to realize a directivity characteristic close to the target by applying a surface treatment to the lens.
上述した結果より、いずれの表面処理によっても十分な接着強度を得ることができ、外部に放出される光量が増したことが検証できた。つまり、シリコーン樹脂とランプハウスを構成する絶縁体との接着強度よりもシリコーン樹脂とレンズとの接着強度のほうが大きかったことによる効果を示している。 From the results described above, it was verified that sufficient surface strength could be obtained by any surface treatment, and the amount of light emitted to the outside increased. That is, the effect is shown that the adhesive strength between the silicone resin and the lens is greater than the adhesive strength between the silicone resin and the insulator constituting the lamp house.
以上のように、絶縁体に複数の金属部を設けたランプハウスの少なくとも1ヶ所の金属部にLEDチップを載設し、ポリカーボネート樹脂等の光透過性部材からなり、開口部を有するレンズを開口部が対向するようにランプハウスに取付け、ランプハウスとレンズとで形成される空間に透明シリコーン樹脂が充填された半導体発光装置において、ポリカーボネート樹脂からなるレンズとシリコーン樹脂の両部材の線膨張率の違いがもとで加熱冷却時の膨張収縮で発生する界面の剥離を、シリコーン樹脂と接するレンズ面を表面処理することにより、両部材の界面の接着強度を増加させることによって生じ難くした。また、ランプハウスを構成する絶縁体とシリコーン樹脂の界面に剥離による隙間を発生させることにより、レンズとシリコーン樹脂との界面でのストレスを緩和させ、レンズとシリコーン樹脂との界面の剥離を防止して光学特性を確保するようにした。その結果、加熱冷却といった温度変化のある環境下にあっても、長期間に亘ってLEDチップから出射された光の取り出し効率を高め、且つ、指向特性の最適化が実現できる。また、レンズを形成する材料にシリコーン樹脂との接着性が特別優れたものを使用する必要がなく、安価な材料で機能を果たすことができるので製品コストが低減できる、などの優れた効果を奏するものである。 As described above, an LED chip is mounted on at least one metal part of a lamp house in which a plurality of metal parts are provided on an insulator, and a lens having an opening is made of a light transmitting member such as polycarbonate resin. In a semiconductor light emitting device in which a transparent silicone resin is filled in the space formed by the lamp house and the lens so that the parts face each other, the linear expansion coefficient of both the lens and the silicone resin member made of polycarbonate resin Due to the difference, peeling of the interface caused by expansion and contraction during heating and cooling was made difficult to occur by increasing the adhesive strength at the interface between both members by surface-treating the lens surface in contact with the silicone resin. In addition, by generating a gap due to peeling at the interface between the insulator and the silicone resin that make up the lamp house, the stress at the interface between the lens and the silicone resin is alleviated, and peeling at the interface between the lens and the silicone resin is prevented. So as to ensure optical characteristics. As a result, it is possible to improve the extraction efficiency of light emitted from the LED chip over a long period of time and to optimize the directivity even in an environment with temperature changes such as heating and cooling. In addition, it is not necessary to use a material excellent in adhesiveness with a silicone resin as a material for forming a lens, and an excellent effect such as reduction in product cost can be achieved because the function can be achieved with an inexpensive material. Is.
1 絶縁体
2 第一電極
3 第二電極
4 ランプハウス
5 導電性ペースト
6 LEDチップ
7 ボンディングワイヤ
8 レンズ
9 シリコーン樹脂
10 凹凸面
11 表面改質層11
12 隙間
13 窪み
14 非接着部
DESCRIPTION OF
12
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