JP2010045167A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造面および品質保証面において車載用途に適した高信頼性を有する半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体素子１０が搭載されている搭載面と搭載面と対向する裏面とを有するベース部２０と、半導体素子１０に電気的に接続された一対のリード端子２２と、を有する半導体装置１であって、ベース部２０は実装面から突出している突出部２０ｂを有し、突出部２０ｂの下面は実装部の各々の下面と同一面又は実装部の各々の下面がなす面よりも突出し、実装基板と当接し得る接合面を構成する。ベース部２０は半導体素子１０を挟む両側に搭載面から裏面に達する一対の貫通孔２３を有し、一対のリード端子２２の各々は一対の貫通孔２３の各々の内部において硬質ガラス２１を介してベース部２０に固定されており、貫通孔２３の伸張方向からベース部２０の裏面に沿って互いに離間する方向に曲げられ、その下面が実装基板との接合面を構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体装置に関し、特に半導体発光素子を搭載した表面実装型の半導体装置に関する。

高輝度、高出力の発光ダイオード（ＬＥＤ）を搭載した半導体発光装置は、従来の白熱電球と比較して小型であり長寿命且つ低消費電力であるといった特徴を有することから、各種照明装置や表示装置等の分野において広く利用されている。一方、半導体発光装置のパッケージとしては、機器の小型化、薄型化の要求から表面実装タイプの需要が拡大しつつある。

表面実装タイプの半導体発光装置の構成として例えば特許文献１には、発光素子と、発光素子を載置する基台と、発光素子にボンディングワイヤーを介して電気的に接続されたリード端子と、発光素子および基台全体を覆うとともにリード端子を固定する封止樹脂と、からなり、基台の下面が封止樹脂の下面において露出し、且つリード端子の下面と同じ面に位置している半導体発光装置が示されている。
特開２００２−２５２３７３号公報

半導体発光装置は、上記した如き利点を有することから、自動車のヘッドライトやブレーキランプ、車内の表示パネル等車載用途にも採用されつつある。しかしながら、自動車車内での使用環境は、外気温の変動等によって例えば−２０℃〜８０℃まで変動する場合もあり、また、走行時においては常に振動が加わることとなる。このように、半導体発光装置が車載用途に使用される場合は、使用環境が一般品と比較して厳しいため、複数回且つ長時間に亘る熱衝撃や機械的振動等にも耐え得る高信頼性が要求されこととなる。また、表面実装タイプの半導体発光装置においては、半導体発光装置自体の信頼性のみならず、実装基板との接合部における耐久性も重要である。

しかしながら、上記特許文献１に記載の如き構造の半導体発光装置を実装基板にリフロー方式で半田付けする場合、半導体発光装置は急激な温度変動に曝されるため、リード端子や、基台の近傍において封止樹脂にクラックが生じるおそれがある。封止樹脂にクラックが入ると、そこから水分等が浸入し、封止樹脂内部の発光素子やボンディングワイヤー等の腐食が進行するといった懸念がある。

また、基台下面の露出部分と実装基板とを直接半田付けすることにより、発光素子が生ずる熱を実装基板に効率的に放熱することが可能となるが、接合部における半田のぬれが悪く、接合不良が生じている場合には十分な放熱性を得ることができず、発光素子の定格温度を超えた状態で使用が継続されると発光輝度の経時劣化を招く結果となる。一般的に、半田接合部の良否判定を行うために半田接合部のフィレット形状を観察することが行われるが、特許文献１に記載の如き、基台の露出部分が封止樹脂と同一面内に存在する構造では、接合部において半田フィレットを形成することができず、接合強度の確保および接合状態の確認が困難である。すなわち、上記特許文献１に記載の半導体発光装置は、構造面および品質保証面で問題があり、高信頼性が要求される車載用途に適した構造とはなっていなかった。

本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、構造面および品質保証面において車載用途に適した高信頼性を有する半導体装置を提供することを目的とする。

本発明の半導体装置は、半導体素子が搭載される搭載面と前記搭載面と対向する裏面とを有するベース部と、前記ベース部と電気的に絶縁された一対のリード端子と、を有する半導体装置であって、前記ベース部は、前記裏面側に突出部を有し、前記一対のリード端子の各々は、前記ベース部を貫通する貫通部と、前記貫通部の前記裏面側の端部から前記ベース部の裏面に沿って互いに離間方向に曲げられて形成された実装部と、を有し、前記突出部の下面は、前記一対のリード端子の前記実装部の各々の下面と同一面又は、前記実装部の各々の下面よりも突出していることを特徴としている。

前記突出部は、前記実装部の伸張方向と交差する方向に伸張しており、その伸張方向における長さは前記一対のリード端子の幅よりも長い。

前記ベース部は前記半導体素子を挟む両側に前記搭載面から前記裏面に達する一対の貫通孔を有し、前記一対のリード端子の各々は前記一対の貫通孔の各々の内部において硬質ガラスを介して前記ベース部に固定されている。

前記一対のリード端子の前記実装部の一部は、前記実装部の上面と前記ベース部裏面との間に設けられた硬質ガラスを介して前記ベース部に固定されている。

発明を実施するための形態

以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。図１（ａ）は、本発明の実施例である半導体発光装置１を上面（素子搭載面）側から眺めた平面図、図１（ｂ）は、半導体装置１を下面（実装面）側から眺めた平面図である。図２（ａ）は図１（ａ）における２ａ―２ａ線に沿った断面図、図２（ｂ）は図１（ａ）における２ｂ−２ｂ線に沿った断面図である。

半導体発光装置１は、主に発光素子としてのＬＥＤチップ１０が搭載される素子搭載面と、素子搭載面に対向する裏面とを有する基台としてのベース部２０と、ベース部２０の素子搭載面の中央に搭載されるＬＥＤチップ１０と、図示しない実装基板との接合部を構成し、実装基板から供給される電力をＬＥＤチップ１０に中継する１対のリード端子２０と、ベース部２０の素子搭載面においてその外縁に沿って設けられたリング状の光反射面を有する反射枠４０と、反射枠４０の内側においてＬＥＤチップ１０を包埋するように充填された光透過性樹脂５０と、により構成される。

ベース部２０は、発光素子としてのＬＥＤチップ１０を搭載する基台であり、放熱性を確保する観点から高熱伝導率且つ低熱抵抗を有する材料が好ましく、例えば無酸素銅（OFC:Oxygen-Free Copper）やＣｕ合金を含むＣｕ材が使用される。また、ベース部２０の表面全体には例えばバレルめっき法によるＡｇ合金のめっき処理が施されている。ベース部２０に光沢を持つ金属めっき処理が施されることにより、ベース部２０の素子搭載面は光反射面として機能する。尚、ベース部２０の構成材料としては、Ｃｕ材以外にもＡｌやＦｅ等も使用することが可能である。また、めっき材としては、Ａｇ合金以外にもＡｇ、Ａｕ等を使用することが可能である。ベース部２０は、半導体発光装置１の外形形状を画定するため実装基板へ実装する際の取り扱いの便宜を考慮して多角形形状をなしていることが好ましい。ベース部２０の外形は、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、例えばＬＥＤチップ１０のチップサイズが１ｍｍ角程度である場合には、４ｍｍ×４ｍｍの矩形状とすることができる。

ベース部２０は、約１ｍｍ程度の板厚を有し、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、素子搭載面中央部において、上面の高さ位置が周縁部よりも突出している断面台形形状の***部２０ａを有している。***部２０ａの上面は平坦面となっており、この***部２０ａの上面に半田や導電性接着剤等の接合材を介してＬＥＤチップ１０が搭載される。***部２０ａの上面の形状および寸法は、ＬＥＤチップ１０の形状および寸法と略同一となっており、これにより、ＬＥＤチップ１０の側面および表面への接合材の這い上がりを防止している。

また、ベース部２０は、実装面側中央部において、その下面が周縁部よりも突出した位置にある突出部２０ｂを有している。突出部２０ｂの下面はベース部２０の裏面の突出部の周縁部および素子搭載面と平行な平坦面となっており、かかる突出部２０ｂの下面は、実装基板と当接し得る実装基板との接合面を構成している。ベース部２０は、半田付けによってこの突出部２０ｂを介して実装基板に直接接合されるので、素子搭載面に搭載されているＬＥＤチップ１０が発する熱は、実装基板に効率よく放熱される。突出部２０ｂは、図１（ｂ）に示すように、ベース部２０の裏面中央部を一端から他端に亘って横断するように伸張している。このように、突出部２０ｂの形成領域を伸張させることにより実装基板との接合面積が確保されるので、放熱効率が向上し、実装安定性も向上させることが可能となる。

また、突出部２０ｂは、ＬＥＤチップ１０の搭載部である***部２０ａの直下部を含んで延在していることが好ましい。すなわち、半導体発光装置１を水平面上に延在する実装基板に実装した場合にＬＥＤチップ１０の鉛直方向下方に突出部２０ｂが延在していることが好ましい。これにより、半導体発光装置１が実装基板に実装された場合に、発熱源であるＬＥＤチップ１０から実装基板までの放熱経路が短くなり、その結果、熱抵抗が小さくなるため放熱効率を向上させることが可能となる。

ベース部２０には、***部２０ａを挟む両側位置に素子搭載面からベース部の裏面に達する１対の貫通孔２３が設けられている。１対のリード端子２２はそれぞれ、貫通孔２３内部において例えば、硬質ガラスからなる絶縁材２１に埋設されてベース部２０に固着される。より具体的には、ベース部２０には、リード端子２２の先端部分に形成されている結線部２２ａの上端面の面積よりも大きい開口面積を有する貫通孔２３が設けられている。リード端子２２は、後述する所定の曲げ加工がなされた後、貫通孔２３に挿入された状態で支持される。続いて、貫通孔２３の開口面の一方を塞いだ状態で貫通孔２３内へ略直方体の硼珪酸ガラスを入れる。その後、これを加熱して硼珪酸ガラスを溶融させ、硬化させることによりリード端子２２を貫通孔２３内部に固定する。このように、絶縁材２１は、ベース部２０とは別体として設けられるリード端子２２を貫通孔２３内部において絶縁性および気密性を確保しつつ固定する。絶縁材２１には、硬質ガラスが用いられるため経年劣化が少なく、熱衝撃にも強いので高信頼性を有する半導体発光装置を構成することができる。

リード端子２２は、実装基板との接合部を構成するとともに素子搭載面に搭載されたＬＥＤチップ１０に実装基板からの発光駆動電力を供給する。リード端子２２は、板厚約０．１ｍｍ程度、リード幅１．２ｍｍ程度の平板状のリード材が使用される。リード端子２２の構成材料としては、例えばＦｅにＮｉおよびＣｏを配合してなるコバールが好適である。コバールは、常温付近での線膨張係数が約５．０×１０^−６／Ｋと他の金属と比較して低く、絶縁材２１を構成する硼珪酸ガラスと同等である。従って、半導体発光装置１を実装基板へ実装する際に行われるリフロー処理や周囲温度が変動する環境に長期間曝された場合であっても、リード端子２２と絶縁材２１の体積膨張収縮率が同程度となり、絶縁材２１に加わる応力を低減することができるので、絶縁材２１にクラックが発生するのを防止することができる。

また、リード端子２２は、表面全体に例えばＡｇ合金のめっき処理が施されている。リード端子２２にめっき処理が施されることにより、後述するリード端子２２の結線部２２ａが光反射面としての機能を発揮する。尚、リード端子２２のめっき材としてはＡｇ合金以外にもＡｇやＡｕを使用することも可能であり、また、これらのめっき材を複合的に使用することとしてもよい。

リード端子２２は、平板状のリード材に曲げ加工が施され、図２（ａ）に示す如きクランク状のフォーミング形状を有する。かかる、曲げ加工がなされたリード端子２２の各辺によって、結線部２２ａ、貫通部２２ｂ、実装部２２ｃ、およびフィレット形成部２２ｄが構成される。このようにリード端子２２は、平板状のリード材にクランク状の曲げ加工がなされて構成され、絶縁材２１によって強固に固定されるので、例えば円柱状のリード材と比較してリード抜けが生じにくい構造となっている。

貫通部２２ｂは、ベース部２０の貫通孔２３を充たす絶縁材２１内部を貫通し、絶縁材２１の上端面から突出部２０ｂの下面と同一面上にまで伸張している。つまり、貫通部２２ｂの伸張方向はベース部２０の厚み方向である。貫通部２２ｂは、ベース部裏面側から供給される発光駆動電力をＬＥＤチップ１０が搭載されている素子搭載面側に導出する。貫通部２２ｂが絶縁材２１内部を貫通している位置は、貫通孔２３のＬＥＤチップ１０からの近接離間方向における中心位置よりも離間距離がより大となる方に変位している。つまり、貫通部２１ｂは、貫通孔２３の上記中心位置よりも外側位置において絶縁材２１を貫通している。

一対のリード端子２２の結線部２２ａの各々は、貫通部２２ｂの伸張方向から互いに近接する方向に向けて、その上端面が発光面と略平行となるように約９０度の曲げ加工がなされることにより形成される。すなわち、結線部２２ａの各々は、貫通部２２ｂの素子搭載面側の端部からＬＥＤチップ１０に向けて曲げ加工がなされて形成される。このように、結線部２２ａは、素子搭載面上におけるＬＥＤチップ１０を挟む両側位置においてその主面が水平方向に延在する平坦面を構成する。図１（ａ）に示すように、ベース部２０の貫通孔２３内部を充たし、ベース部２０の素子搭載面上に延在している絶縁材２１の上端面は、結線部２２ａによって覆われる。結線部２２ａの上面とＬＥＤチップ１０表面の電極パッド（図示せず）とをボンディングワイヤー３０で結線することにより、各リード端子２２はＬＥＤチップ１０と電気的に接続される。結線部２２ａの上面はボンディングワイヤー径に対して十分に大きい面積を有しているため、ボンディングワイヤーの打ち損じを防止することが可能となる。

更に、結線部２２ａの上端面の高さ位置は、ＬＥＤチップ１０搭載面である***部２０ａの上面よりも低くなるように構成され、また、リード端子２２には全面にＡｇ合金のめっき処理が施されているので、結線部２２ａは、光反射面としても機能する。すなわち、めっき処理された結線部２２ａの上面は高い反射率を有し、ＬＥＤチップ１０に対して投光方向における後方に位置しているので、結線部２２ａはＬＥＤチップ１０から出射され光反射枠４０で反射された光や、光透過性樹脂５０内部で散乱された光を投光方向に向けて反射させる。ベース部２０の素子搭載面上に延在している絶縁材２１は、上記の如く、硬質ガラスが用いられるためその反射率は低く、ベース部２０の素子搭載面において絶縁材２１を露出させた状態にしておくと光の取り出し効率は低下する。そこで、本実施例では反射率の高い金属でめっき処理が施されたリード端子の結線部２２ａによって絶縁材２１の表面を覆うことにより、これを光反射面として機能させて投光方向に向かう光の光量を増大させ、実質的な発光輝度を向上させている。

一対のリード端子２２の実装部２２ｃの各々は、実装面側において、貫通部２２ｂの伸張方向からベース部２０の裏面に沿って互いに離間する方向に曲げ加工がなされることにより形成される。すなわち、実装部２２ｃの各々は、ベース部２０の互いに対向する外縁部に向けて伸張し、上記外縁部を超える位置で終端している。また、実装部２２ｃの下面とベース部２０の素子搭載面および実装面は平行となるように曲げ加工がなされる。実装部２２ｃの下面は、実装基板との接合面を構成する。実装部２２ｂの伸張方向における長さをある程度確保することにより、実装部２２ｃと実装基板との接合面積が増加するため実装安定性が向上する。

しかしながら、実装部２２ｃの長さをある程度確保しても半導体発光装置１の外形寸法に対してリード幅１．２ｍｍ程度では、リード幅方向における実装安定性は十分なものとはいえない。そこで、本実施例ではベース部２０の裏面に形成された突出部２０ｂがこれを補完する。すなわち、実装部２２ｃ同様、実装基板との接合面を構成する突出部２０ｂは、互いに離間している一対の実装部２２ｃの中央部において実装部２０ｃの離間方向と直交する方向に伸張しており、その長手方向における長さは、例えば３ｍｍ程度とリード幅に対して十分に長い。従って、リード端子２２のリード幅方向における実装安定性が突出部２０ｂによって補完されることとなる。このように、本実施例の半導体発光装置１は、実装部２２ｃおよび突出部２０ｂの双方からなる下面構造によって実装安定性が確保されている。

実装部２２ｃ下面と突出部２０ｂ下面は、ともに実装基板との接合面を構成するため、実装部２２ｃの下面と突出部２０の下面とは同一平面上に位置していることが好ましい。しかしながら、リード端子２２の曲げ加工の加工精度等を考慮すると、実際にはこれらを完全に同一平面上に形成するのは困難である。かかる製造ばらつきを考慮して、本実施例の半導体発光装置１では、所定範囲内において突出部２０ｂの下面が実装部２２ｃの下面がなす面よりも突出していても、すなわち、実装時において実装部２２ｃの下面が突出部２０ｂの下面よりも上方に位置していても問題なく実装基板に実装できる構造となっている。つまり、実装部２２ｃの下面が突出部２０ｂの下面よりも上方に位置している場合には実装部２２ｃの下面が実装基板に当接し得ない状態となるが、かかる位置ずれが許容範囲内であれば、リフロー処理において溶融した半田が固化するときに実装部２２ｃが実装基板に吸着され、これによって実装部２２ｃが下方すなわち下方にたわむので、実装部２２ｃは、実装基板に問題なく接合されることとなる。このように、本実施例の半導体発光装置においては実装部２２ｃが変形し得る構造となっているため、実装部２２ｃの下面と突出部２０ｂの下面の位置ずれが生じてもかかる位置ずれがリード端子２２の変形によって吸収されるようになっている。

また、図２（ａ）に示すように、リード端子２２の貫通部２２ｂと実装部２２ｃとの連結部である屈曲部および実装部２２ｃの上面の一部は、絶縁材２１で覆われる。すなわち、実装部２２ｃの上面とベース部２０の下面との間の空隙には、硬質ガラスからなる絶縁材２１が充填され、リード端子２２の貫通部２２ｂのみならず、実装部２２ｃもベース部２０に対して固定されている。これにより、外力が加わってリード端子２２のフォーミング形状が変形してしまうのを防止することができる。例えば、実装部２２ｃの先端部に外力が加わって、リード端子２２の曲げ角度が変化すると、実装部２２ｂの水平性が確保できなくなり、実装安定性が害されるだけでなく、投光方向にもずれが生じるおそれがある。そこで、本実施例のように、リード端子２２の貫通部２２ｂと実装部２２ｃの連結部である屈曲部および実装部２２ｃの上面の一部を絶縁材２１で覆い、実装部２２ｃベース部２０に対して固定することにより、リード端子２２に外力が加わった場合でも、容易に変形しない構造としている。

さらに、実装部２２ｃはベース部２０に対して部分的に固定されていること、つまり実装部２２ｃの上面とベース部２０の裏面との間に設けられる絶縁材２１は、実装部２２ｃの伸張方向における両端部の間で終端していることが好ましい。これにより、上記したように実装部２２ｃのたわみを利用して実装基板との接合を確保することが可能となり、好適に実装安定性を高めることができる。

尚、本実施例においては、貫通孔内部に充填された絶縁材と、実装部２２ｃの上面とベース部２０の裏面との間に設けられた絶縁材とは、連続して一体的に形成されており、いずれも硬質ガラスにて形成されている。

一対のリード端子２２のフィレット形成部２２ｄの各々は、実装部２２ｃの端部において実装部２２ｃ伸張方向から上方に向けて曲げ加工することにより形成される。すなわち、フィレット形成部２２ｄは、実装基板に対して略垂直方向上方に向けて伸張している。リード端子２２の板厚のみでは実装部２２ｃの端部に良好なフィレット形状を形成することが困難であると考えられる。このため、実装部２２ｃの端部においてフィレット形成部２２ｄを設けることにより、半田がこのフィレット形成部２２ｄに沿って這い上がり、良好なフィレット形状が形成され、実装基板との接合強度および実装安定性を確保することが可能となる。尚、フィレット形成部２２ｄの高さ寸法を約０．４ｍｍ程度とすることにより、良好なフィレット形状を形成することができる。

図３は、半田付けによって実装基板に実装された半導体発光装置１の断面図である。上記の如く、ベース部２０の突出部２０ｂ下面およびリード部２２の実装部２２ｃ下面が実装基板との接合面となる。実装部２２ｃの各々は、上記の如く実装基板表面に沿って半導体発光装置１の外側方向に向けてベース部２０の端部を越える位置まで伸張しており、これによって接合面積を確保して実装安定性を向上させている。また、実装部２２ｃ端部に設けられているフィレット形成部２２ｄに沿って半田が這い上がるようにぬれるので、同図に示す如く、この部分において良好な半田フィレットを形成することが可能できる。

また、突出部２０ｂは、表面の高さ位置が周囲よりも突出しているため、実装基板に実装されると突出部２０ｂの側面と各リード端子２２との間には空隙が形成される。これにより、この空隙内部において突出部２０ｂの側面に沿って半田が這い上がるようにぬれるので、突出部２０ｂの側面にも半田フィレットが形成される。従って、実装安定性を確保するとともに放熱経路をも形成するベース部２０と実装基板との接合部における接合強度および熱衝撃や機械的振動に対する耐久性が確保され、車載品にも適用可能な高信頼性を有する半導体発光装置を構成することができる。また、一般的に半田フィレット形状を観察することにより半田接合部の良否判定が行われているところ、本実施例の構造によれば、実装基板に実装した後に突出部２０ｂの側面に形成されたフィレット形状を容易に視認することができるので、ベース部２０と実装基板との接合状態を確認することが可能となる。従って、半田のぬれが悪く、接合不良となったものは確実に排除できるので品質保証面においても車載品に適した構造であるといえる。

ここで、突出部２０ｂとリード端子２２との間の距離が短いと、空隙内部で半田ショートを生ずる可能性があるため、これらの距離をある程度確保する必要がある。かかる点に鑑みて、本実施例では一対のリード端子２２の貫通部２２ｂの各々は、ベース部２０に設けられた貫通孔２３の中心位置よりも外側に配置することにより、リード端子２２と突出部２０ｂとの離間距離を確保している。

一方、ベース部２０の素子搭載面には、ベース部２０の外縁に沿ってリング状の光反射枠４０が形成されている。すなわち、ベース部２０に搭載されたＬＥＤチップ１０と光反射面として機能するリード端子２２の結線部２２ａは、この光反射枠４０の内部に収容される。光反射枠４０は、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等のファインセラミックスからなり、シリコン樹脂系接着剤によってベース部２０表面に接着される。アルミナ自体は、白色であり光反射性を有するため、光反射枠４０内で照射され、散乱した光は光反射枠４０の内壁で反射され、ＬＥＤチップ１０から出射された光が広範囲に発散して実質的な輝度が低下してしまうのを防止する。また、アルミナは耐熱性、化学的安定性に優れるため、金属と比較して経年劣化の少ない材料であり、長期間に亘って使用してもその反射率は殆ど変化しない。従って、光反射枠４０の構成材料としてアルミナを使用することにより実質的な発光輝度の経年劣化を抑制することが可能となり、高信頼性を有する半導体発光装置を構成することができる。尚、高信頼性が要求されない用途に使用される場合には、光反射枠４０をめっき処理が施された金属によって構成することとしてもよい。

リング状の光反射枠４０内部には、シリコン樹脂等からなる光透過性樹脂５０が充填される。これにより、反射枠４０内のＬＥＤチップ１０、ボンディングワイヤー等は、機密性が保たれた状態で光透過性樹脂５０内部に埋め込まれ、これらの構成部分は、塵埃、水分および振動等から保護される。光透過性樹脂５０の上面は、平面となっておりレンズ形状を有していないため、素子搭載面全体から光を取り出すようなっている。かかる構造とすることにより、広範囲に亘って均一な発光を得ることができるので、照明や表示装置等に好適である。尚、光透過性樹脂５０には、その用途や発光色に応じて適宜蛍光体を添加することとしてもよい。

以上の説明から明らかなように、本実施例の半導体発光装置によれば、リード端子のみならずベース部下面に設けられた突出部において実装基板に接合されるので、ベース部に搭載されたＬＥＤチップが発する熱を効率よく実装基板に放熱することができる。また、実装基板に実装された状態においてこの突出部の側面には空間が形成されるので突出部側面に半田フィレットを形成することができる。これにより、実装基板とベース部との接合強度が確保され、熱衝撃や機械的振動に対する耐久性を向上させることができるので、車載品にも適用し得る高信頼性を実現できる。さらに、この突出部に形成された半田フィレットの形状は、目視観察することができるので、半田ぬれ不足等の接合不良品を確実に排除することができ、品質保証面においても車載用途に適合し得る。また、突出部はリード端子実装部の伸張方向と直交する方向に伸張しているので実装基板との接合面積が拡大され、実装安定性が確保されるとともに放熱効率を高めることが可能となる。

また、リード端子は線膨張係数が同程度である硬質ガラスによってベース部に対して固定されるので、経年劣化が少なくまた、実装基板へ実装する際に行われるリフロー処理における急激な温度変動にも耐え得る構造となっており、高信頼性を実現することができる。また、リード端子の実装部がベース部裏面に硬質ガラスを介して部分的に固定されることにより、リード端子の変形を防ぐとともに、実装部のたわみを利用して実装安定性を高めることができる。

尚、上記実施例では、単一のＬＥＤチップを搭載した半導体発光装置の構成を示したが、搭載されるＬＥＤチップは２つ又は３つ以上であってもよい。図４（ａ）には、ＬＥＤチップ１０を２つ搭載した半導体発光装置の構成が示されている。ＬＥＤチップを２つ搭載する場合には、同図に示すように、ＬＥＤチップ１０ａおよび１０ｂはベース部２０の素子搭載面中央部に並置された２つの***部２０ａの上面に搭載される。各ＬＥＤチップと一対のリード端子の結線部２２ａの各々はボンディングワイヤー３０によって結線される。各リード端子に接続されるワイヤー本数が増加しても、結線部２２ａは十分広い面積を有しているので問題はない。

図４（ｂ）に実装面側から眺めた平面図を示す。同図に示すように実装面側の構造は、単一のＬＥＤチップを搭載する場合と同一である。ベース部２０の実装面側表面中央に形成されている突出部２０ｂは上記の如く長手形状を有しており、２つのＬＥＤチップ１０ａおよび１０ｂの直下には、突出部２０ｂが延在する構造となっているので、ＬＥＤチップを２つ有する構成であっても各ＬＥＤチップが発する熱を実装基板に効率よく放熱することが可能である。

図１（ａ）は、本発明の実施例である半導体発光装置を発光面側から眺めた平面図、図１（ｂ）は、実装面側から眺めた平面図である。 図２（ａ）は、図１（ａ）における２ａ―２ａ線に沿った断面図、図２（ｂ）は、図１（ａ）における２ｂ―２ｂ線に沿った断面図である。 実装基板に実装された本発明の実施例である半導体発光装置の断面図である。 図４（ａ）は、本発明の他の実施例である半導体発光装置を発光面側から眺めた平面図、図４（ｂ）は、実装面側から眺めた平面図である。

符号の説明

１０ ＬＥＤチップ
２０ ベース部
２０ａ ***部
２０ｂ 突出部
２１ 絶縁材
２２ リード端子
２２ａ 結線部
２２ｂ 貫通部
２２ｃ 実装部
２２ｄ フィレット形成部
３０ ボンディングワイヤー

Claims (9)

1. 半導体素子が搭載される搭載面と前記搭載面と対向する裏面とを有するベース部と、前記ベース部と電気的に絶縁された一対のリード端子と、を有する半導体装置であって、
   前記ベース部は、前記裏面側に突出部を有し、
   前記一対のリード端子の各々は、前記ベース部を貫通する貫通部と、前記貫通部の前記裏面側の端部から前記ベース部の裏面に沿って互いに離間方向に曲げられて形成された実装部と、を有し、
   前記突出部の下面は、前記一対のリード端子の前記実装部の各々の下面と同一面又は、前記実装部の各々の下面よりも突出していることを特徴とする半導体装置。
2. 前記突出部は、前記離間方向と交差する方向に伸張していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記一対のリード端子の各々は平板状であり、
   前記突出部の伸張方向における長さは前記一対のリード端子の幅よりも長いことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
4. 前記ベース部は、前記半導体素子を挟む両側に前記搭載面から前記裏面に達する一対の貫通孔を有し、
   前記一対のリード端子の各々は前記一対の貫通孔の各々の内部に充填された硬質ガラスに埋設されて前記ベース部に固定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の半導体装置。
5. 前記一対のリード端子の前記実装部の一部は、前記実装部の上面と前記ベース部裏面との間に設けられた硬質ガラスを介して前記ベース部に固定されていることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
6. 前記一対のリード端子の前記実装部の各々は、前記ベース部の外縁部を超える位置で終端していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載の半導体装置。
7. 前記一対のリード端子の前記実装部の各々の先端部には、前記搭載面側に向けて曲げられて形成されたフィレット形成部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の半導体装置。
8. 前記半導体素子は前記ベース部の前記搭載面の中央部に搭載され、
   前記突出部は前記半導体素子の直下部を含んで延在していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１に記載の半導体装置。
9. 前記ベース部は、銅を含む金属からなり、
   前記一対のリード端子の各々はコバールからなることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の半導体装置。

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