JP6161745B2 - 半導体発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体素子を備える半導体発光装置に関する。

図６および図７は、従来の半導体発光装置の一例を示している（たとえば特許文献１参照）。これらの図に示された半導体発光装置Ｘは、リードフレーム９１、ＬＥＤチップ９２、ケース９３、および透光樹脂９４を備えている。リードフレーム９１は、略一定の幅とされた２つの帯状部分からなる。リードフレーム９１の裏面は、ケース９３から露出している。ＬＥＤチップ９２は、半導体発光装置Ｘの光源であり、リードフレーム９１の一方の帯状部分に含まれるボンディング部９１ａにボンディングされている。ＬＥＤチップ９２は、リードフレーム９１の他方の帯状部分に対して、ワイヤ９５によって接続されている。

半導体発光装置Ｘの高輝度化を図るには、ＬＥＤチップ９２への投入電力を大きくする必要がある。これに伴い、ＬＥＤチップ９２から発せられる熱量が増大する。この熱は、ボンディング部９１ａを介して、半導体発光装置Ｘが実装されるたとえば回路基板に逃がすことが好ましい。しかしながら、全体が比較的小型である長矩形状とされた半導体発光装置Ｘにおいて、ケース９３に対するボンディング部９１ａの大きさを大きくすると、リードフレーム９１がケース９３から抜け落ちてしまうという問題があった。

特開２００５−３５３９１４号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、適正に小型化を図ることが可能な半導体発光装置を提供することをその課題とする。

本発明によって提供される半導体発光装置は、ダイボンディング部を有するとともに、厚みが０．６ｍｍ以下とされた第１リードフレームと、上記第１リードフレームと離間配置され、上記第１リードフレームと同一の厚みを有する第２リードフレームと、上記第１リードフレームのダイボンディング部にボンディングされ、且つ上記第２リードフレームに導通する半導体発光素子と、上記第１リードフレームおよび上記第２リードフレームの一部ずつを覆うことにより上記第１リードフレームおよび上記第２リードフレームを支持するケースと、を備え、上記第１リードフレームは、平面視において、上記ダイボンディング部から外側に延びる延出部を有するとともに、平面視における形状が上記延出部と上記延出部以外の部分とからなる凹凸形状を含み、上記延出部は前記ダイボンディング部の略半分の厚みを有する第１薄肉延出部を含み、上記ケースは、上記ダイボンディング部の裏面を露出させつつ上記第１薄肉延出部の下面を覆う第１抱え込み部を有している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記凹凸形状は、上記延出部と、上記延出部に隣り合う上記延出部以外の部分とからなる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記凹凸形状は、１つの延出部とその両側に隣り合う２つの上記延出部以外の部分とからなる少なくとも１つの突出形状を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記凹凸形状は、複数の上記突出形状を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースは、上記半導体発光素子を環状に囲み、上記半導体発光素子の光を出射方向に反射させるための枠状部を有し、上記半導体発光素子、上記第１リードフレームの一部および上記第２リードフレームの一部が上記枠状部によって規定された開口を介して上記ケースから露出しており、上記第１薄肉延出部は、平面視において上記ダイボンディング部から上記枠状部と重なる領域まで延出する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１薄肉延出部は、複数形成されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１薄肉延出部は、延出する方向と直角である幅方向の寸法が上記ダイボンディング部の上記幅方向における寸法よりも小さい細幅薄肉延出部を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記細幅薄肉延出部は、延出する方向と直角である幅方向の寸法が上記半導体発光素子の上記幅方向の寸法よりも小さい。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１薄肉延出部は、複数の上記細幅薄肉延出部を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ダイボンディング部の裏面は上記ケースの裏面と面一である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１薄肉延出部の上面は、上記ダイボンディング部の上面と面一である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２リードフレームと上記半導体発光素子とを電気的に接続するためのワイヤをさらに備え、上記第２リードフレームは、上記ワイヤをボンディングするためのワイヤボンディング部と、上記ワイヤボンディング部と一体的に設けられ、その裏面が上記ケースから露出する露出部と、上記露出部の裏面より出射方向側に位置する第２薄肉延出部を具備しており、上記ケースは、上記半導体発光素子を環状に囲み、上記半導体発光素子の光を出射方向に反射させるための枠状部を有し、上記半導体発光素子、上記第１リードフレームの一部および上記第２リードフレームの一部が上記枠状部によって規定された開口を介して上記ケースから露出しており、上記ケースは、上記枠状部により上記第２薄肉延出部の上面を覆うと共に、上記第２リードフレームの上記露出部の裏面を露出させつつ上記第２薄肉延出部の下面を覆う第２抱え込み部を有している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２薄肉延出部は、平面視において上記ワイヤボンディング部から上記枠状部と重なる領域まで延出する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２リードフレームは、上記ワイヤボンディング部と一体的に設けられ、その下面が上記露出部の裏面より出射方向側に位置しており、上記第１リードフレーム側の端部において延出する第３薄肉延出部を具備しており、上記ケースは、上記第３薄肉延出部の上面を覆わずに露出させるとともに、上記第２リードフレームの上記裏面を露出させつつ上記第３薄肉延出部の下面を覆う第３抱え込み部を有している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第３薄肉延出部は、その上面が上記ワイヤボンディング部と面一である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第３薄肉延出部は、上記第２薄肉延出部と連続して形成されているとともに、上記第３抱え込み部は、上記第２抱え込み部と連続して形成されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記各薄肉延出部の先端部は、上記ケースの側面よりも内側に位置することにより平面視において上記ケースに内包されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記各薄肉延出部の上記下面は、上記各薄肉延出部の上記上面と平行な平面を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記半導体発光素子は、平面視においてその全体が、その裏面が上記ケースから露出された上記ダイボンディング部に重なっている。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明に係る半導体発光装置の一例を示す要部平面図である。 本発明に係る半導体発光装置の一例を示す底面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 図１のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 従来の半導体発光装置の一例を示す断面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図５は、本発明に係る半導体発光装置の一例を示している。本実施形態の半導体発光装置Ａは、リードフレーム１、ＬＥＤチップ２、ケース３、および透光樹脂４を備えている。半導体発光装置Ａは、長さが４ｍｍ程度、幅が１ｍｍ程度、高さが０．６ｍｍ程度の、ごく小型の長矩形状とされている。なお、図１においては、理解の便宜上、透光樹脂４を省略している。

リードフレーム１は、たとえばＣｕ、Ｎｉ、またはこれらの合金からなり、２つの部分に分割されている。図２に示すように、リードフレーム１は、裏面がケース３から露出している。このうち、比較的長手状とされた部分（第１リードフレーム）は、ボンディング部１１、複数の薄肉延出部１２、および複数の厚肉延出部１３を有している。

ボンディング部１１は、帯状とされており、表面にＬＥＤチップ２がボンディングされる部分である。薄肉延出部１２は、ボンディング部１１から延びており、本実施形態においては、その厚さがボンディング部１１の半分程度の厚さとされている。図４に示すように、薄肉延出部１２の表面は、ボンディング部１１の表面と面一とされている。薄肉延出部１２の裏面は、ボンディング部１１の裏面よりもケース３の内方に位置しており、ケース３によって覆われている。図５に示すように、厚肉延出部１３は、ボンディング部１１から延びており、その厚さがボンディング部１１と同じとされている。厚肉延出部１３の表面は、ボンディング部１１の表面と面一であり、厚肉延出部１３の裏面は、ケース３から露出している。本実施形態においては、複数の薄肉延出部１２と複数の厚肉延出部１３とがリードフレーム１の長手方向において交互に配置されている。

ＬＥＤチップ２は、半導体発光装置Ａの光源であり、所定の波長の光を発する半導体発光素子である。ＬＥＤチップ２は、たとえばＧａＮなどの半導体材料からなり、ｎ型半導体層とｐ型半導体層とに挟まれた活性層において電子と正孔とが再結合することにより青色光、緑色光、赤色光などを発する。ＬＥＤチップ２は、リードフレーム１のうち比較的短尺である部分（第２リードフレーム）に対して、ワイヤ５によって接続されている。

ケース３は、たとえば白色樹脂製であり、全体が長矩形枠状とされている。図３〜図５に示すように、ケース３の内面は、テーパ状のリフレクタ３ａとされている。リフレクタ３ａは、ＬＥＤチップ２から側方に発せられた光を上方に向けて反射するためのものである。図４に示すように、ケース３は、薄肉延出部１２を抱え込む格好となっている。また、図２に示すように、ケース３と複数の薄肉延出部１２および複数の厚肉延出部１３とは、互いに入り込みあう関係となっている。

透光樹脂４は、たとえば透明なエポキシ樹脂製であり、ケース３によって囲われた空間に充填されている。透光樹脂４は、ＬＥＤチップ２を覆っており、ＬＥＤチップ２を保護しつつ、ＬＥＤチップ２からの光を透過させる。

次に、半導体発光装置Ａの作用について説明する。

本実施形態によれば、薄肉延出部１２をケース３が抱え込む格好となっている。これにより、ケース３によるリードフレーム１の保持力を高めることが可能である。これにより、リードフレーム１がケース３から抜け出ることを防止することができる。この結果、半導体発光装置Ａは、図２に示すように、幅が１ｍｍ程度のごく狭幅であるにも関わらず、リードフレーム１のうちケース３から露出する部分の面積を大きくすることができる。したがって、ＬＥＤチップ２からの熱を適切に逃がすことが可能であり、半導体発光装置Ａの小型化と高輝度化とを図ることができる。

薄肉延出部１２と厚肉延出部１３とを交互に配置することにより、薄肉延出部１２をケース３に抱え込ませつつ、ケース３から露出した厚肉延出部１３の分だけ、リードフレーム１の露出面積を拡大することが可能である。これは、半導体発光装置Ａの小型化と高輝度化とを図るのに好適である。

本発明に係る半導体発光装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る半導体発光装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ 半導体発光装置
１ リードフレーム
２ ＬＥＤチップ（半導体発光素子）
３ ケース
４ 透光樹脂
５ ワイヤ
１１ ボンディング部
１２ 薄肉延出部
１３ 厚肉延出部

Claims (16)

1. ダイボンディング部を有するとともに、厚みが０．６ｍｍ以下とされた第１リードフレームと、
   上記第１リードフレームと離間配置され、上記第１リードフレームと同一の厚みを有する第２リードフレームと、
   上記第１リードフレームのダイボンディング部にボンディングされ、且つ上記第２リードフレームに導通する半導体発光素子と、
   上記第１リードフレームおよび上記第２リードフレームの一部ずつを覆うことにより上記第１リードフレームおよび上記第２リードフレームを支持するケースと、
   を備え、
   上記第１リードフレームは、平面視において、上記ダイボンディング部から外側に延びる延出部を有するとともに、平面視における形状が上記延出部と上記延出部以外の部分とからなる凹凸形状を含み、
   上記延出部は前記ダイボンディング部の略半分の厚みを有する第１薄肉延出部を含み、
   上記ケースは、上記ダイボンディング部の裏面を露出させつつ上記第１薄肉延出部の下面を覆う第１抱え込み部を有しており、
   上記第２リードフレームと上記半導体発光素子とを電気的に接続するためのワイヤをさらに備え、
   上記第２リードフレームは、上記ワイヤをボンディングするためのワイヤボンディング部と、上記ワイヤボンディング部と一体的に設けられ、その裏面が上記ケースから露出する露出部と、上記露出部の裏面より出射方向側に位置するとともに上記第１リードフレームと上記第２リードフレームとが離間する方向と直角である方向に延出する第２薄肉延出部と、上記ワイヤボンディング部と一体的に設けられ、その下面が上記露出部の裏面より出射方向側に位置しており、上記第１リードフレーム側の端部において延出し且つ上記ワイヤボンディング部の略半分の厚みを有する第３薄肉延出部と、を具備しており、
   上記ケースは、上記半導体発光素子を環状に囲み、上記半導体発光素子の光を出射方向に反射させるための枠状部を有し、上記半導体発光素子、上記第１リードフレームの一部および上記第２リードフレームの一部が上記枠状部によって規定された開口を介して上記ケースから露出しており、
   上記ケースは、上記枠状部により上記第２薄肉延出部の上面を覆うと共に、上記第３薄肉延出部の上面を覆わずに露出させ、且つ上記第２リードフレームの上記露出部の裏面を露出させつつ上記第２薄肉延出部の下面を覆う第２抱え込み部と、上記第３薄肉延出部の下面を覆う第３抱え込み部と、を有しており、
   上記第３薄肉延出部は、上記第２薄肉延出部と連続して形成されているとともに、上記第３抱え込み部は、上記第２抱え込み部と連続して形成されている、半導体発光装置。
2. 上記凹凸形状は、上記延出部と、上記延出部に隣り合う上記延出部以外の部分とからなる、請求項１に記載の半導体発光装置。
3. 上記凹凸形状は、１つの延出部とその両側に隣り合う２つの上記延出部以外の部分とからなる少なくとも１つの突出形状を含む、請求項２に記載の半導体発光装置。
4. 上記凹凸形状は、複数の上記突出形状を含む、請求項３に記載の半導体発光装置。
5. 上記ケースは、上記半導体発光素子を環状に囲み、上記半導体発光素子の光を出射方向に反射させるための枠状部を有し、上記半導体発光素子、上記第１リードフレームの一部および上記第２リードフレームの一部が上記枠状部によって規定された開口を介して上記ケースから露出しており、
   上記第１薄肉延出部は、平面視において上記ダイボンディング部から上記枠状部と重なる領域まで延出する、請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体発光装置。
6. 上記第１薄肉延出部は、複数形成されている、請求項１ないし５のいずれかに記載の半導体発光装置。
7. 上記第１薄肉延出部は、延出する方向と直角である幅方向の寸法が上記ダイボンディング部の上記幅方向における寸法よりも小さい細幅薄肉延出部を含む、請求項１ないし６のいずれかに記載の半導体発光装置。
8. 上記細幅薄肉延出部は、延出する方向と直角である幅方向の寸法が上記半導体発光素子の上記幅方向の寸法よりも小さい、請求項７に記載の半導体発光装置。
9. 上記第１薄肉延出部は、複数の上記細幅薄肉延出部を含む、請求項７または８に記載の半導体発光装置。
10. 上記ダイボンディング部の裏面は上記ケースの裏面と面一である、請求項１ないし９のいずれかに記載の半導体発光装置。
11. 上記第１薄肉延出部の上面は、上記ダイボンディング部の上面と面一である、請求項１ないし１０のいずれかに記載の半導体発光装置。
12. 上記第２薄肉延出部は、平面視において上記ワイヤボンディング部から上記枠状部と重なる領域まで延出する、請求項１ないし１１のいずれかに記載の半導体発光装置。
13. 上記第３薄肉延出部は、その上面が上記ワイヤボンディング部と面一である、請求項１ないし１２のいずれかに記載の半導体発光装置。
14. 上記各薄肉延出部の先端部は、上記ケースの側面よりも内側に位置することにより平面視において上記ケースに内包されている、請求項１ないし１３のいずれかに記載の半導体発光装置。
15. 上記各薄肉延出部の上記下面は、上記各薄肉延出部の上記上面と平行な平面を有する、請求項１ないし１４のいずれかに記載の半導体発光装置。
16. 上記半導体発光素子は、平面視においてその全体が、その裏面が上記ケースから露出された上記ダイボンディング部に重なっている、請求項１ないし１５のいずれかに記載の半導体発光装置。

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