JP2010118543A - 発光装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発光装置において、発光素子10は、半導体チップの同一面側においてp電極11の一部を挟むように一対のn電極12を有する。支持基板20は、発光素子のp,n電極と対向するように正電極21,負電極22が絶縁性基板上に形成されている。導電性材料からなる接合部材20は、発光素子のp,n電極および支持基板の正,負電極をそれぞれ接続する。そして、発光素子のp電極と支持基板の正電極とは対向しており、支持基板の正電極は、発光素子の一対のn電極を横切る断面において発光素子のp電極の幅内でp電極の幅よりも小さく形成されている。発光素子のn電極と支持基板の負電極とは対向して形成され、支持基板の負電極は発光素子のn電極とほぼ全面的に対向する、または、n電極に対して外側寄りにずれるように配置されている。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る発光装置の一例を概略的に示す部分断面側面図であり、図1中の発光素子・支持基板対向間隔部を拡大して図2に示す。10は発光素子(例えばLEDチップ)、20は支持基板(パッケージ基板)、30は導電性材料からなる接合部材である。なお、必要に応じて、発光素子10を外部環境からの外力、塵芥や水分などから保護するために被覆する透光性の封止部材(図示せず)が形成される。
図6は、図1中の発光素子の電極形成面側におけるパターン配置の他の例を示す平面図である。このパターン配置では、発光素子10の一対のn電極12からそれぞれp電極領域の内側に向かって円弧状に拡張用の3本のn電極12aを延設しており、この拡張用のn電極12aの外周部ではp電極が存在しない。この場合、発光素子10のp,n電極形成面はp,n電極以外の領域は絶縁保護膜で覆われていることが好ましい。このような構成によれば、前述した第1の実施形態よりも発光素子のn電極が多いので、発光出力効率をさらに高めることができる。
図7は、本発明の第2の実施形態に係る発光装置の一例を概略的に示す部分断面側面図である。第2の実施形態においては、前述した第1の実施形態と比べて、支持基板の負電極22は、発光素子のn電極12よりも小さな面積を有し、発光素子の一対のn電極とp電極とを横切る断面においてn電極に対して外側寄りにずれた配置で形成されている点が異なる。これにより、支持基板の負電極22と接合部材30との接合面積は、発光素子のn電極12と接合部材30との接合面積より小さくなっている。このような構成によれば、前述した第1の実施形態と同様の効果が得られるが、支持基板の正電極21・負電極22間の離間距離が大きくなる。しかも、発光素子の一対のn電極とp電極とを横切る断面において発光素子のn電極12・支持基板の負電極22間の接合部材30の側面も逆テーパ状になるので、電気的接続が不要な電極間の短絡防止効果が大きくなる。また、支持基板20の正,負電極形成面は、正,負電極以外の領域が絶縁保護膜(図示せず)で覆われている、もしくは絶縁性基板が露出していることが好ましい。これにより、発光素子・支持基板の半田接合に際して、支持基板面における正,負電極以外の領域に半田が広がり難くなり、電気的接続が不要な電極間の短絡防止効果がさらに向上する。
図8は、本発明の第3の実施形態に係る発光装置の一例を概略的に示す部分断面側面図である。図9は図8中の発光素子10aの電極形成面側における電極パターン配置の一例を示す平面図である。図10は、図8中の支持基板20aの電極形成面側における電極パターン配置の一例を示す平面図である。ここで、図9中のn電極と一対のp電極とを横切る直線Y−Yに沿って矢印方向にみた断面図が図8に相当する。
第3の実施形態において、発光素子10aの電極形成面中央部のn電極12から両側のp電極領域内に向かって放射状に拡張用のn電極12aを3本以上延設するように変形実施してもよい。この拡張用のn電極12aの外周部ではp電極11が存在せず、発光素子10aのp,n電極形成面はp,n電極以外の領域が絶縁保護膜で覆われている。
Claims (13)
- 半導体チップの同一面側においてp電極を挟むように一対のn電極が配置され、あるいは、n電極を挟むように一対のp電極が配置されて形成された発光素子と、前記発光素子のp電極およびn電極と対向するように第1の導電部材および第2の導電部材が互いに電気的に分離されて絶縁性基板上に形成された支持基板と、前記発光素子のp電極およびn電極と前記支持基板の第1の導電部材および第2の導電部材とを各対応して接続する接合部材とを有する発光装置の製造方法において、
前記支持基板の第1の導電部および第2の導電部材を含む領域上にペースト状の接合部材を供給する工程と、
前記接合部材に前記発光素子のp電極およびn電極が接するように前記発光素子を載置する工程と、
前記接合部材を加熱溶融させることによって、前記発光素子のp電極およびn電極と前記支持基板の第1の導電部および第2の導電部材とを接合する工程と、を有することを特徴とする発光装置の製造方法。 - 前記発光素子のp電極は、前記発光素子の電極形成面の四隅まで延在して配置されていることを特徴とする請求項1に記載の発光装置の製造方法。
- 前記支持基板の第1の導電部材は、前記発光素子のp電極およびn電極を横切る横断面からみて前記発光素子のp電極の幅よりも狭く形成されていることを特徴とする請求項1に記載の発光装置の製造方法。
- 前記接合部材は、AuSnを含む共晶材料を用いていることを特徴とする請求項1に記載の発光装置の製造方法。
- 半導体チップの同一面側においてp電極および当該p電極を挟むように一対のn電極が配置されて形成された発光素子と、前記発光素子を支持するための絶縁性基板上に前記発光素子のp電極およびn電極と対向するように第1の導電部材および第2の導電部材が互いに電気的に分離されて形成された支持基板と、前記発光素子のp電極およびn電極と前記支持基板の第1の導電部材および第2の導電部材とを各対応して接続する接合部材と、を備える発光装置であって、
前記発光素子のp電極は、当該発光素子の電極形成面の四隅まで延在して配置され、かつ前記支持基板の第1の導電部材に共晶接合されており、
前記支持基板の第1の導電部材は、前記発光素子の一対のn電極を横切る横断面からみて前記発光素子のp電極の幅内で当該幅よりも狭く形成されており、
前記支持基板の第2の導電部材は、前記横断面からみて、前記発光素子のn電極に対して同一幅で対向する、あるいは、外側寄りにずれて配置されていることを特徴とする発光装置。 - 半導体チップの同一面側においてn電極および当該n電極を挟むように一対のp電極が配置されて形成された発光素子と、前記発光素子を支持するための絶縁性基板上に前記発光素子のp電極およびn電極と対向するように第1の導電部材および第2の導電部材が互いに電気的に分離されて形成された支持基板と、前記発光素子のp電極およびn電極と前記支持基板の第1の導電部材および第2の導電部材とを各対応して接続する接合部材と、を備える発光装置であって、
前記発光素子のp電極は、当該発光素子の電極形成面の四隅まで延在して配置され、かつ前記支持基板の第1の導電部材に共晶接合されており、
前記支持基板の第1の導電部材は、前記発光素子の一対のp電極を横切る横断面からみて前記p電極に対して外側寄りにずれて配置されており、
前記支持基板の第2の導電部材は、前記横断面からみて、前記発光素子のn電極に対して同一幅で対向する、あるいは、狭い幅で対向するように配置されていることを特徴とする発光装置。 - 前記接合部材は、前記発光素子のp電極と前記支持基板の第1の導電部材との間を接続する部分を前記横断面からみた側面が逆テーパー形状を有することを特徴とする請求項5又は6に記載の発光装置。
- 前記発光素子の電極形成面の外縁を前記支持基板の第1の導電部材の外縁に対して少なくとも四辺でほぼ一致させていることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか一つに記載の発光装置。
- 前記発光素子のn電極は、前記発光素子の外縁の中央部付近に配置されていることを特徴とする請求項5に記載の発光装置。
- 前記発光素子の電極形成面の平面形状は四角形であり、前記発光素子のp電極および前記支持基板の第1の導電部材はそれぞれほぼ四角形の一部が変形された形状であり、前記発光素子の電極形成面の四角形の各辺が前記支持基板の第1の導電部材の四角形の各辺に対してほぼ一致するように配置されていることを特徴とする請求項5に記載の発光装置。
- 前記支持基板の第1の導電部材と前記接合部材との接合面積は、前記発光素子のp電極と前記接合部材との接合面積の85%以上100%以下であることを特徴とする請求項5乃至10のいずれか一つに記載の発光装置。
- 前記支持基板の各導電部材と前記発光素子の各電極との間の対向距離が10μm以上40μm以下の範囲内であることを特徴とする請求項5乃至11のいずれか一つに記載の発光装置。
- 前記支持基板は、Co−Fireにより形成されたセラミック基板であって、前記支持基板の第1の導電部材・第2の導電部材間の距離が50μm以上150μm以下の範囲内であり、前記発光素子のp電極・n電極間の距離が20μm以上40μm以下の範囲内であることを特徴とする請求項5乃至12のいずれか一つに記載の発光装置。
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