JPH104216A - 光半導体装置及びそれを用いた発光装置 - Google Patents
光半導体装置及びそれを用いた発光装置Info
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- JPH104216A JPH104216A JP15709196A JP15709196A JPH104216A JP H104216 A JPH104216 A JP H104216A JP 15709196 A JP15709196 A JP 15709196A JP 15709196 A JP15709196 A JP 15709196A JP H104216 A JPH104216 A JP H104216A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本願発明は、リード・フレーム上に独立に駆動
可能な複数種の光半導体素子を有する光半導体装置に関
し、特に、使用環境下によらず電気的特性、光特性、信
頼性及び生産性に優れた光半導体装置を提供する。 【解決手段】本願発明は、複数の光半導体素子が配置さ
れるマウント・リードと、前記光半導体素子のそれぞれ
と導電性ワイヤーによって各々電気的に接続される複数
のインナー・リードと、を有する光半導体装置であっ
て、各光半導体素子からインナー・リードに接続される
導電性ワイヤーのループ形状及び進入角が実質的に等し
い光半導体装置である。
可能な複数種の光半導体素子を有する光半導体装置に関
し、特に、使用環境下によらず電気的特性、光特性、信
頼性及び生産性に優れた光半導体装置を提供する。 【解決手段】本願発明は、複数の光半導体素子が配置さ
れるマウント・リードと、前記光半導体素子のそれぞれ
と導電性ワイヤーによって各々電気的に接続される複数
のインナー・リードと、を有する光半導体装置であっ
て、各光半導体素子からインナー・リードに接続される
導電性ワイヤーのループ形状及び進入角が実質的に等し
い光半導体装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、リード・フレー
ム上に独立に駆動可能な複数種の光半導体素子を有する
光半導体装置に関し、特に、使用環境下によらず電気的
特性、光特性、信頼性及び生産性に優れた光半導体装置
に関する。
ム上に独立に駆動可能な複数種の光半導体素子を有する
光半導体装置に関し、特に、使用環境下によらず電気的
特性、光特性、信頼性及び生産性に優れた光半導体装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】今日、ＬＳＩ等のシリコン・テクノロジ
ー及び光通信等の発展により、大量の情報を処理及び伝
送することが可能となった。これに伴い、多量な情報を
送受する光半導体装置、具体的には光センサーや太陽電
池などの受光装置や発光ダイオードやＬＤなどの発光装
置さらには、それらを組み合わせた光プリンタ、フォト
インタラプタやＬＥＤディスプレイなどに対する社会の
要求が、ますます高まりを見せている。
ー及び光通信等の発展により、大量の情報を処理及び伝
送することが可能となった。これに伴い、多量な情報を
送受する光半導体装置、具体的には光センサーや太陽電
池などの受光装置や発光ダイオードやＬＤなどの発光装
置さらには、それらを組み合わせた光プリンタ、フォト
インタラプタやＬＥＤディスプレイなどに対する社会の
要求が、ますます高まりを見せている。
【０００３】このような光半導体装置の一つとして、リ
ード電極の先端部の端面上に配された半導体素子と、他
のリード電極先端部の端面上とをボンディングし所望に
応じて複数の発光色が発光可能なＬＥＤランプなどがあ
る。この光半導体装置は、複数の光半導体素子が配置さ
れたマウント・リードと、マウント・リードに近接して
設けられ光半導体素子とインナーリードを各々電気的に
接続させるボンディングワイヤーを有する。複数個の光
半導体素子は、混色性向上などの観点から互いに密接し
て配置されると共に独立に駆動させるため複数のボンデ
ィングワイヤーが張られている。このため光半導体素子
の電極からインナー・リードに延びているボンディング
ワイヤーは、製造工程やその後の外部環境変化（外部環
境からの加熱や光半導体素子の駆動に伴う昇温、光半導
体素子を保護するモールド部材の熱膨張、熱収縮）など
によって互いに近接、接触するなどし、光半導体装置と
しての機能低下や光半導体素子の破壊などが生ずる場合
がある。この様なボンディングワイヤーの接触を防ぐ半
導体装置としては、特開平３−５５８８８号、特開平４
−８２２７９号等が挙げられる。
ード電極の先端部の端面上に配された半導体素子と、他
のリード電極先端部の端面上とをボンディングし所望に
応じて複数の発光色が発光可能なＬＥＤランプなどがあ
る。この光半導体装置は、複数の光半導体素子が配置さ
れたマウント・リードと、マウント・リードに近接して
設けられ光半導体素子とインナーリードを各々電気的に
接続させるボンディングワイヤーを有する。複数個の光
半導体素子は、混色性向上などの観点から互いに密接し
て配置されると共に独立に駆動させるため複数のボンデ
ィングワイヤーが張られている。このため光半導体素子
の電極からインナー・リードに延びているボンディング
ワイヤーは、製造工程やその後の外部環境変化（外部環
境からの加熱や光半導体素子の駆動に伴う昇温、光半導
体素子を保護するモールド部材の熱膨張、熱収縮）など
によって互いに近接、接触するなどし、光半導体装置と
しての機能低下や光半導体素子の破壊などが生ずる場合
がある。この様なボンディングワイヤーの接触を防ぐ半
導体装置としては、特開平３−５５８８８号、特開平４
−８２２７９号等が挙げられる。
【０００４】特開平３−５５８８８号公報には、図４に
示す如く、複数の光半導体素子と、光半導体素子が配置
されたマウント・リードと、マウント・リードの光半導
体素子とインナーリードの先端部とを複数のワイヤーに
よって各々電気的に接続させると共に、インナー・リー
ドのうちマウント・リードに最も近いリードから最も離
れたリード方向へ順次インナー・リードの先端部が高く
なるよう或いは、マウント・リードの先端部の中心と複
数のインナー・リードの先端部のワイヤ接続部分とが同
一直線上にない構成とし、ワイヤー同士の接触を防止す
ることが開示されている。
示す如く、複数の光半導体素子と、光半導体素子が配置
されたマウント・リードと、マウント・リードの光半導
体素子とインナーリードの先端部とを複数のワイヤーに
よって各々電気的に接続させると共に、インナー・リー
ドのうちマウント・リードに最も近いリードから最も離
れたリード方向へ順次インナー・リードの先端部が高く
なるよう或いは、マウント・リードの先端部の中心と複
数のインナー・リードの先端部のワイヤ接続部分とが同
一直線上にない構成とし、ワイヤー同士の接触を防止す
ることが開示されている。
【０００５】また、特開平４−８２２７９号公報には、
図５の如く、先端部の端面上に複数個の半導体素子が配
される第１のリード電極と、各先端部端面には半導体素
子との間で電気的接続が図られるボンディングワイヤー
の接続部がそれぞれ設けられた第２のリード電極とを有
し、ボンディングワイヤーが接続される端面から見て複
数本の第２のリード電極接続部が一直線上に配列されな
いように構成することによって互いに非常に接近し又は
交差するボンディングワイヤーのボンディングを容易に
することが開示されている。
図５の如く、先端部の端面上に複数個の半導体素子が配
される第１のリード電極と、各先端部端面には半導体素
子との間で電気的接続が図られるボンディングワイヤー
の接続部がそれぞれ設けられた第２のリード電極とを有
し、ボンディングワイヤーが接続される端面から見て複
数本の第２のリード電極接続部が一直線上に配列されな
いように構成することによって互いに非常に接近し又は
交差するボンディングワイヤーのボンディングを容易に
することが開示されている。
【０００６】しかしながら、上記の各光半導体装置は、
ボンディングワイヤーの接触やボンディングの容易性を
向上させることはできるが、十分に半導体特性を向上さ
せるとはできない。すなわち、今日の光半導体素子は、
温湿度サイクルの厳しい様々な環境下において使用され
ている。そのような環境下においても半導体特性、光特
性及び信頼性の向上が求められる場合においては上記構
成の光半導体素子では十分ではなく更なる特性向上が求
められている。
ボンディングワイヤーの接触やボンディングの容易性を
向上させることはできるが、十分に半導体特性を向上さ
せるとはできない。すなわち、今日の光半導体素子は、
温湿度サイクルの厳しい様々な環境下において使用され
ている。そのような環境下においても半導体特性、光特
性及び信頼性の向上が求められる場合においては上記構
成の光半導体素子では十分ではなく更なる特性向上が求
められている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本願発明は、上記課題
に鑑みボンディングワイヤーの接触を防ぎボンディング
の容易性を向上させつつ、光特性及び信頼性が高い光半
導体装置及びそれを用いた表示装置を提供することにあ
る。
に鑑みボンディングワイヤーの接触を防ぎボンディング
の容易性を向上させつつ、光特性及び信頼性が高い光半
導体装置及びそれを用いた表示装置を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願発明は、複数の光半
導体素子が配置されるマウント・リードと、前記光半導
体素子のそれぞれと導電性ワイヤーによって各々電気的
に接続される複数のインナー・リードと、を有する光半
導体装置であって、前記光半導体素子からインナー・リ
ードに接続される各導電性ワイヤーのループ形状及び進
入角が実質的に等しい光半導体装置である。
導体素子が配置されるマウント・リードと、前記光半導
体素子のそれぞれと導電性ワイヤーによって各々電気的
に接続される複数のインナー・リードと、を有する光半
導体装置であって、前記光半導体素子からインナー・リ
ードに接続される各導電性ワイヤーのループ形状及び進
入角が実質的に等しい光半導体装置である。
【０００９】また、独立に駆動可能な複数の光半導体素
子が配置されるマウント・リードと、前記光半導体素子
のそれぞれと導電性ワイヤーによって各々電気的に接続
される複数のインナー・リードと、を有する光半導体装
置であって、前記インナー・リードのうち、マウント・
リードに近いインナー・リードからより離れたインナー
・リード方向に順次インナー・リードの先端部が大きく
なると共に前記インナーリードの先端部が低くなってい
る光半導体装置でもある。
子が配置されるマウント・リードと、前記光半導体素子
のそれぞれと導電性ワイヤーによって各々電気的に接続
される複数のインナー・リードと、を有する光半導体装
置であって、前記インナー・リードのうち、マウント・
リードに近いインナー・リードからより離れたインナー
・リード方向に順次インナー・リードの先端部が大きく
なると共に前記インナーリードの先端部が低くなってい
る光半導体装置でもある。
【００１０】さらに、光半導体装置をマトリクス状に配
置した表示パネルと、該表示パネルと電気的に接続され
た駆動回路と、を有する表示装置でもある。
置した表示パネルと、該表示パネルと電気的に接続され
た駆動回路と、を有する表示装置でもある。
【００１１】
【発明の実施の形態】本願発明者は、種々の実験の結
果、半導体の信頼性が各光半導体素子の電極からインナ
ー・リードに接続される導電性ワイヤーによって大きく
変わることを見いだし、これに基づいて発明するに至っ
た。
果、半導体の信頼性が各光半導体素子の電極からインナ
ー・リードに接続される導電性ワイヤーによって大きく
変わることを見いだし、これに基づいて発明するに至っ
た。
【００１２】本願発明の構成による特性向上の理由は定
かではないが、複数の光半導体素子を交差や接触なく配
置させるため種々に導電性ワイヤーの形状を変化させる
と、その個々の形状変化によって導電性ワイヤーの強度
及び接着強度が変化し光半導体装置の特性が劣化するも
のと考えられる。
かではないが、複数の光半導体素子を交差や接触なく配
置させるため種々に導電性ワイヤーの形状を変化させる
と、その個々の形状変化によって導電性ワイヤーの強度
及び接着強度が変化し光半導体装置の特性が劣化するも
のと考えられる。
【００１３】即ち、導電性ワイヤーは、熱伝導性、電気
伝導性を考慮して使用される硬度がある程度決まってお
り、また導電性ワイヤーは、極めて細いためインナー・
リードと導電性ワイヤーの曲率許容範囲が極めて少な
い。そのため、導電性ワイヤーの形状を変化させると接
続時にかかる応力などが保持される。各導電性ワイヤー
は、それぞれ強度が異なり外力に弱い導電性ワイヤーが
生ずる或いは、密着力が異なり接着性が低い導電性ワイ
ヤーが生ずることとなる。これに、外部応力やなどが加
わるとその部分が切断などされるものと考えられる。
伝導性を考慮して使用される硬度がある程度決まってお
り、また導電性ワイヤーは、極めて細いためインナー・
リードと導電性ワイヤーの曲率許容範囲が極めて少な
い。そのため、導電性ワイヤーの形状を変化させると接
続時にかかる応力などが保持される。各導電性ワイヤー
は、それぞれ強度が異なり外力に弱い導電性ワイヤーが
生ずる或いは、密着力が異なり接着性が低い導電性ワイ
ヤーが生ずることとなる。これに、外部応力やなどが加
わるとその部分が切断などされるものと考えられる。
【００１４】本願発明は、導電性ワイヤーのループ形状
及び進入角をそろえつつ導電性ワイヤーの交差及び接触
を無くすことにより光半導体装置の特性を向上させるこ
とができると考えられる。また、インナー・リード自体
の形状を各インナー・リードごとに変形させる必要がな
く直線状に配置できるため信頼性を向上させると共に簡
便に形成させることができる。さらに、インナー・リー
ドの高さを種々調整することにより光半導体素子の光特
性を向上させることができる。以下、図を用いて本願発
明を詳細に説明する。
及び進入角をそろえつつ導電性ワイヤーの交差及び接触
を無くすことにより光半導体装置の特性を向上させるこ
とができると考えられる。また、インナー・リード自体
の形状を各インナー・リードごとに変形させる必要がな
く直線状に配置できるため信頼性を向上させると共に簡
便に形成させることができる。さらに、インナー・リー
ドの高さを種々調整することにより光半導体素子の光特
性を向上させることができる。以下、図を用いて本願発
明を詳細に説明する。
【００１５】図１は、本願発明の概略断面図であり、図
２は、本願発明の概略模式図である。複数の光半導体素
子として緑色（発光波長５５５ｎｍ）を発光するＬＥＤ
チップ、赤色（発光波長６６０ｎｍ）を発光するＬＥＤ
チップ及び青色（発光波長４８０ｎｍ）を発光するＬＥ
Ｄチップが共通基板であるマウント・リード上に接着剤
を使用して固定してある。
２は、本願発明の概略模式図である。複数の光半導体素
子として緑色（発光波長５５５ｎｍ）を発光するＬＥＤ
チップ、赤色（発光波長６６０ｎｍ）を発光するＬＥＤ
チップ及び青色（発光波長４８０ｎｍ）を発光するＬＥ
Ｄチップが共通基板であるマウント・リード上に接着剤
を使用して固定してある。
【００１６】ここで、ＬＥＤチップは、視認性及び導電
性ワイヤーの自由度向上などを考慮してインナー・リー
ドと略垂直で直線状に配置する構成としてある。各ＬＥ
Ｄチップは、インナー・リード及びマウント・リードと
それぞれ電気的に接続されている。電気的接続としては
ワイヤーボンド機器を用いて金線などの導電性ワイヤー
をワイヤーボンディングしたり、樹脂中にＡｇなどを含
有させた導電性ペーストなどを硬化させたりして行うこ
とができる。各導電性ワイヤーのループ径及び２ｎｄ進
入角は略等しくされている。マウント・リード及び各イ
ンナー・リードなどは、樹脂モールドとしてエポキシ樹
脂などにより封入することによってＬＥＤチップなどを
保護している。以下各々の構成部品について説明する。
性ワイヤーの自由度向上などを考慮してインナー・リー
ドと略垂直で直線状に配置する構成としてある。各ＬＥ
Ｄチップは、インナー・リード及びマウント・リードと
それぞれ電気的に接続されている。電気的接続としては
ワイヤーボンド機器を用いて金線などの導電性ワイヤー
をワイヤーボンディングしたり、樹脂中にＡｇなどを含
有させた導電性ペーストなどを硬化させたりして行うこ
とができる。各導電性ワイヤーのループ径及び２ｎｄ進
入角は略等しくされている。マウント・リード及び各イ
ンナー・リードなどは、樹脂モールドとしてエポキシ樹
脂などにより封入することによってＬＥＤチップなどを
保護している。以下各々の構成部品について説明する。
【００１７】（光半導体素子１０１）本願発明に用いら
れる光半導体素子１０１としては、発光素子及び／又は
受光素子が挙げられる。発光素子としては、液相成長法
やＭＯＣＶＤ法等により基板上にＧａＡｌＮ、ＺｎＳ、
ＺｎＳｅ、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧ
ａＰ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等の半導体
を発光層として形成させた物が用いられる。半導体の構
造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やＰＮ接合などを
有するホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成
のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によ
って発光波長を紫外光から赤外光まで種々選択すること
ができる。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜
に形成させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とす
ることもできる。形成された半導体層上にスパッタリン
グ等により所望の形状の各電極を形成させる。
れる光半導体素子１０１としては、発光素子及び／又は
受光素子が挙げられる。発光素子としては、液相成長法
やＭＯＣＶＤ法等により基板上にＧａＡｌＮ、ＺｎＳ、
ＺｎＳｅ、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧ
ａＰ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等の半導体
を発光層として形成させた物が用いられる。半導体の構
造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やＰＮ接合などを
有するホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成
のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によ
って発光波長を紫外光から赤外光まで種々選択すること
ができる。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜
に形成させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とす
ることもできる。形成された半導体層上にスパッタリン
グ等により所望の形状の各電極を形成させる。
【００１８】次に、上記構成の半導体が形成された半導
体ウエハー等をダイヤモンド製の刃先を有するブレード
が回転するダイシングソーにより直接フルカットする
か、又は刃先幅よりも広い幅の溝を切り込んだ後（ハー
フカット）、外力によって半導体ウエハーを割る。ある
いは、先端のダイヤモンド針が往復直線運動するスクラ
イバーにより半導体ウエハーに極めて細いスクライブラ
イン（経線）を例えば碁盤目状に引いた後、外力によっ
てウエハーを割り半導体ウエハーからチップ状にカット
する。
体ウエハー等をダイヤモンド製の刃先を有するブレード
が回転するダイシングソーにより直接フルカットする
か、又は刃先幅よりも広い幅の溝を切り込んだ後（ハー
フカット）、外力によって半導体ウエハーを割る。ある
いは、先端のダイヤモンド針が往復直線運動するスクラ
イバーにより半導体ウエハーに極めて細いスクライブラ
イン（経線）を例えば碁盤目状に引いた後、外力によっ
てウエハーを割り半導体ウエハーからチップ状にカット
する。
【００１９】野外などの使用を考慮する場合、高輝度な
半導体材料として緑色及び青色を窒化ガリウム系化合物
半導体を用いることが好ましく、また、赤色ではガリウ
ム・アルミニウム・砒素系の半導体やアルミニウム・イ
ンジュウム・ガリウム・燐系の半導体を用いることが好
ましいが、用途によって種々利用できることは言うまで
もない。
半導体材料として緑色及び青色を窒化ガリウム系化合物
半導体を用いることが好ましく、また、赤色ではガリウ
ム・アルミニウム・砒素系の半導体やアルミニウム・イ
ンジュウム・ガリウム・燐系の半導体を用いることが好
ましいが、用途によって種々利用できることは言うまで
もない。
【００２０】なお、窒化ガリウム系化合物半導体を使用
した場合、半導体基板にはサファイヤ、スピネル、Ｓｉ
Ｃ、Ｓｉ、ＺｎＯ等の材料が用いられる。結晶性の良い
窒化ガリウムを形成させるためにはサファイヤ基板を用
いることが好ましい。このサファイヤ基板上にＧａＮ、
ＡｌＮ等のバッファー層を形成しその上にＰＮ接合を有
する窒化ガリウム半導体を形成させる。窒化ガリウム系
半導体は、不純物をドープしない状態でＮ型導電性を示
す。発光効率を向上させる等所望のＮ型窒化ガリウム半
導体を形成させる場合は、Ｎ型ドーパントとしてＳｉ、
Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を適宜導入することが好まし
い。一方、Ｐ型窒化ガリウム半導体を形成させる場合
は、Ｐ型ドーパンドであるＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ等をドープさせる。窒化ガリウム系化合物半導
体は、Ｐ型ドーパントをドープしただけではＰ型化しに
くいためＰ型ドーパント導入後に、低電子線照射させた
り、プラズマ照射等によりアニールすることでＰ型化さ
せることが好ましい。
した場合、半導体基板にはサファイヤ、スピネル、Ｓｉ
Ｃ、Ｓｉ、ＺｎＯ等の材料が用いられる。結晶性の良い
窒化ガリウムを形成させるためにはサファイヤ基板を用
いることが好ましい。このサファイヤ基板上にＧａＮ、
ＡｌＮ等のバッファー層を形成しその上にＰＮ接合を有
する窒化ガリウム半導体を形成させる。窒化ガリウム系
半導体は、不純物をドープしない状態でＮ型導電性を示
す。発光効率を向上させる等所望のＮ型窒化ガリウム半
導体を形成させる場合は、Ｎ型ドーパントとしてＳｉ、
Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を適宜導入することが好まし
い。一方、Ｐ型窒化ガリウム半導体を形成させる場合
は、Ｐ型ドーパンドであるＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ等をドープさせる。窒化ガリウム系化合物半導
体は、Ｐ型ドーパントをドープしただけではＰ型化しに
くいためＰ型ドーパント導入後に、低電子線照射させた
り、プラズマ照射等によりアニールすることでＰ型化さ
せることが好ましい。
【００２１】こうしてできた波長の異なるＬＥＤチップ
は、所望によって複数用いることができ、例えば青色を
２個、緑色及び赤色をそれぞれ１個ずつとすることがで
きる。また、発光波長は必ずしも青色、緑色、赤色に限
られる物ではなく、所望に応じて黄色などが発光できる
ように半導体のバンドギャプを調節することができる。
また、ＬＥＤチップの配置としては、混色性向上のため
に発光波長の長いＬＥＤチップほど中央側に配置するこ
とが好ましい。光学的には、それぞれの発光素子を直線
状に配置することが好ましい。具体的な例としては、青
緑色ＬＥＤチップに挟まれた黄色ＬＥＤチップを用いて
白色光を発光させることができる。なお、表示装置用の
多色光半導体装置として利用するためには赤色の発光波
長が６００ｎｍから７００ｎｍ、緑色が４９５ｎｍから
５６５ｎｍ、青色の発光波長が４３０ｎｍから４９０ｎ
ｍであることが好ましい。
は、所望によって複数用いることができ、例えば青色を
２個、緑色及び赤色をそれぞれ１個ずつとすることがで
きる。また、発光波長は必ずしも青色、緑色、赤色に限
られる物ではなく、所望に応じて黄色などが発光できる
ように半導体のバンドギャプを調節することができる。
また、ＬＥＤチップの配置としては、混色性向上のため
に発光波長の長いＬＥＤチップほど中央側に配置するこ
とが好ましい。光学的には、それぞれの発光素子を直線
状に配置することが好ましい。具体的な例としては、青
緑色ＬＥＤチップに挟まれた黄色ＬＥＤチップを用いて
白色光を発光させることができる。なお、表示装置用の
多色光半導体装置として利用するためには赤色の発光波
長が６００ｎｍから７００ｎｍ、緑色が４９５ｎｍから
５６５ｎｍ、青色の発光波長が４３０ｎｍから４９０ｎ
ｍであることが好ましい。
【００２２】一方、受光素子としては、液相成長法を利
用して形成させたＧｅ、Ｓｉ、ＩｎＡｓ、ＣｄＳ等の単
結晶半導体や多結晶半導体を用いたもの、プラズマ、
熱、光などのエネルギーを利用した微結晶、非晶質半導
体のＳｉ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ等の半導体を利用した光セ
ンサー、太陽電池などが挙げられる。半導体の構造とし
てはＰＮ接合やＰＩＮ接合を有したホモ構造、ヘテロ構
造のものが挙げられる。半導体の材料やその混晶度によ
って受光素子の受光波長を種々選択できる。ガラス、耐
熱性樹脂やアルミニウム、ステンレスなどの金属基板上
に上記構成の半導体を所望の大きさや形状に形成し、電
気的接続を取ることによって受光素子が形成できる。受
光素子の電極には、スパッタリングや真空蒸着により形
成させたＡｌ、Ａｇ、Ａｕ等の各種金属やＺｎＯ、ＩＴ
Ｏ、ＳｎＯ等の各種金属酸化物、ｎ +型の半導体などを
好適に利用することができる。受光素子を各波長ごとに
駆動させるためには各光半導体素子ごとにカラーフィル
ターを形成させる或いは、波長ごとに半導体を変えるな
どして行うことができる。
用して形成させたＧｅ、Ｓｉ、ＩｎＡｓ、ＣｄＳ等の単
結晶半導体や多結晶半導体を用いたもの、プラズマ、
熱、光などのエネルギーを利用した微結晶、非晶質半導
体のＳｉ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ等の半導体を利用した光セ
ンサー、太陽電池などが挙げられる。半導体の構造とし
てはＰＮ接合やＰＩＮ接合を有したホモ構造、ヘテロ構
造のものが挙げられる。半導体の材料やその混晶度によ
って受光素子の受光波長を種々選択できる。ガラス、耐
熱性樹脂やアルミニウム、ステンレスなどの金属基板上
に上記構成の半導体を所望の大きさや形状に形成し、電
気的接続を取ることによって受光素子が形成できる。受
光素子の電極には、スパッタリングや真空蒸着により形
成させたＡｌ、Ａｇ、Ａｕ等の各種金属やＺｎＯ、ＩＴ
Ｏ、ＳｎＯ等の各種金属酸化物、ｎ +型の半導体などを
好適に利用することができる。受光素子を各波長ごとに
駆動させるためには各光半導体素子ごとにカラーフィル
ターを形成させる或いは、波長ごとに半導体を変えるな
どして行うことができる。
【００２３】（導電性ワイヤー２０１）本願発明に用い
られる導電性ワイヤー２０１としては、各光半導体素子
１０１電極とのオーミック性、機械的接続性、電気伝導
性及び熱伝導性がよいものが求められる。熱伝導度とし
ては０．０１ｃａｌ／ｃｍ2／ｃｍ／℃以上が好まし
く、より好ましくは０．５ｃａｌ／ｃｍ2／ｃｍ／℃以
上である。また、作業性などを考慮して導電性ワイヤー
の直径は、好ましくは、Φ１０μｍ以上、Φ４５μｍ以
下である。このような導電性ワイヤーとして具体的に
は、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれらの
合金を用いた導電性ワイヤーが挙げられる。このような
導電性ワイヤーは、各光半導体素子の電極と、インナー
・リード及びマウント・リードと、をワイヤーボンディ
ング機器によって容易に接続させることができる。ワイ
ヤーボンディング機器で接続させるためには、先端が溶
融してボール状になった導電性ワイヤーが付着したもの
を光半導体素子の電極に超音波固着した後、ワイヤーを
延ばす。延ばされた導電性ワイヤーは、２ｎｄ（２度
目）の接続としてインナー・リードの先端部に押しつけ
超音波を掛け溶融固着すると共に切断される。こうして
電極とインナー・リードとを接続させた導電性ワイヤー
を得ることができる。ボールが付いている導電性ワイヤ
ーは、ボール自体が緩衝材として働くため光半導体素子
の電極に接続させることが好ましい。したがって、イン
ナー・リードなどへの接続は２ｎｄとなる。このように
溶融固着させた導電性ワイヤーの接続部近傍は、溶融さ
せていない部分と異なり金属の再結晶化を生じ結晶が大
きくなっているため脆くなると考えられる。
られる導電性ワイヤー２０１としては、各光半導体素子
１０１電極とのオーミック性、機械的接続性、電気伝導
性及び熱伝導性がよいものが求められる。熱伝導度とし
ては０．０１ｃａｌ／ｃｍ2／ｃｍ／℃以上が好まし
く、より好ましくは０．５ｃａｌ／ｃｍ2／ｃｍ／℃以
上である。また、作業性などを考慮して導電性ワイヤー
の直径は、好ましくは、Φ１０μｍ以上、Φ４５μｍ以
下である。このような導電性ワイヤーとして具体的に
は、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれらの
合金を用いた導電性ワイヤーが挙げられる。このような
導電性ワイヤーは、各光半導体素子の電極と、インナー
・リード及びマウント・リードと、をワイヤーボンディ
ング機器によって容易に接続させることができる。ワイ
ヤーボンディング機器で接続させるためには、先端が溶
融してボール状になった導電性ワイヤーが付着したもの
を光半導体素子の電極に超音波固着した後、ワイヤーを
延ばす。延ばされた導電性ワイヤーは、２ｎｄ（２度
目）の接続としてインナー・リードの先端部に押しつけ
超音波を掛け溶融固着すると共に切断される。こうして
電極とインナー・リードとを接続させた導電性ワイヤー
を得ることができる。ボールが付いている導電性ワイヤ
ーは、ボール自体が緩衝材として働くため光半導体素子
の電極に接続させることが好ましい。したがって、イン
ナー・リードなどへの接続は２ｎｄとなる。このように
溶融固着させた導電性ワイヤーの接続部近傍は、溶融さ
せていない部分と異なり金属の再結晶化を生じ結晶が大
きくなっているため脆くなると考えられる。
【００２４】本願発明でのループ形状とは、光半導体素
子の電極から延びた導電性ワイヤーがインナー・リード
へ向かうループの曲線形状のことをいう。また、本願発
明の進入角とは、インナー・リードの端面に接着される
導電性ワイヤーの２ｎｄ進入角を言う。
子の電極から延びた導電性ワイヤーがインナー・リード
へ向かうループの曲線形状のことをいう。また、本願発
明の進入角とは、インナー・リードの端面に接着される
導電性ワイヤーの２ｎｄ進入角を言う。
【００２５】導電性ワイヤーのループ形状（Ｒ）は、同
一種類の導電性ワイヤーごとに等しくすることが好まし
い。本願発明は、導電性ワイヤーでの最適なループ高
さ、及び２ｎｄ進入角に設定することができるため信頼
性を向上させることができる。
一種類の導電性ワイヤーごとに等しくすることが好まし
い。本願発明は、導電性ワイヤーでの最適なループ高
さ、及び２ｎｄ進入角に設定することができるため信頼
性を向上させることができる。
【００２６】また、光半導体素子が複数の場合は、イン
ナー・リード、マウント・リード及び導電性ワイヤーと
の配置を考慮する必要がある。光半導体素子をマウント
・リード上に複数配置させる場合は、光半導体素子を略
直線状に配置すると共にそれぞれ隣り合う光半導体素子
の電極から導出された導電性ワイヤーを、マウント・リ
ードから同一方向に配置されたインナー・リード上にそ
れぞれ順に接続させるのではなく、光半導体の配置と略
垂直であってマウント・リードを境にしてそれぞれ配置
されたインナー・リードに交互に接続させることが好ま
しい。同様に、光半導体素子の電極から導出される導電
性ワイヤーが複数の場合は、光半導体素子を略一直線上
に配置すると共にそれぞれ隣り合う導電性ワイヤーごと
にマウント・リードから同一方向に配置されたインナー
・リード上にそれぞれ順に接続させるのではなく、光半
導体素子の配置と略垂直であってマウント・リードを境
にしてそれぞれ配置されたインナー・リード上に交互に
接続させることが好ましい。これにより、インナー・リ
ードの先端部を有効に活用できると共に製造過程やその
後の外的要因に伴う導電性ワイヤー同士或いは導電性ワ
イヤーとインナー・リードとの接触をなくすことができ
る。この場合、さらにインナー・リードの先端部の面積
を小さくさせるのは、より外側のインナー・リードに接
続される導電性ワイヤーが通過する側と反対側にインナ
ー・リードの先端部が配置されることがより好ましい。
また、外側のインナー・リードの先端部が低くなってい
る場合には、特に有効となる。
ナー・リード、マウント・リード及び導電性ワイヤーと
の配置を考慮する必要がある。光半導体素子をマウント
・リード上に複数配置させる場合は、光半導体素子を略
直線状に配置すると共にそれぞれ隣り合う光半導体素子
の電極から導出された導電性ワイヤーを、マウント・リ
ードから同一方向に配置されたインナー・リード上にそ
れぞれ順に接続させるのではなく、光半導体の配置と略
垂直であってマウント・リードを境にしてそれぞれ配置
されたインナー・リードに交互に接続させることが好ま
しい。同様に、光半導体素子の電極から導出される導電
性ワイヤーが複数の場合は、光半導体素子を略一直線上
に配置すると共にそれぞれ隣り合う導電性ワイヤーごと
にマウント・リードから同一方向に配置されたインナー
・リード上にそれぞれ順に接続させるのではなく、光半
導体素子の配置と略垂直であってマウント・リードを境
にしてそれぞれ配置されたインナー・リード上に交互に
接続させることが好ましい。これにより、インナー・リ
ードの先端部を有効に活用できると共に製造過程やその
後の外的要因に伴う導電性ワイヤー同士或いは導電性ワ
イヤーとインナー・リードとの接触をなくすことができ
る。この場合、さらにインナー・リードの先端部の面積
を小さくさせるのは、より外側のインナー・リードに接
続される導電性ワイヤーが通過する側と反対側にインナ
ー・リードの先端部が配置されることがより好ましい。
また、外側のインナー・リードの先端部が低くなってい
る場合には、特に有効となる。
【００２７】なお、ループ形状及び進入角が実質的に等
しい導電性ワイヤーを用いることが半導体特性や信頼性
特性を向上させることができるが、導電性ワイヤーのル
ープ形状が異なる導電性ワイヤーを使用せざるを得ない
場合は、その導電性ワイヤーのループ形状及び進入角ご
とに導電性ワイヤーの材質、径及び接続条件などを種々
変更することが好ましい。
しい導電性ワイヤーを用いることが半導体特性や信頼性
特性を向上させることができるが、導電性ワイヤーのル
ープ形状が異なる導電性ワイヤーを使用せざるを得ない
場合は、その導電性ワイヤーのループ形状及び進入角ご
とに導電性ワイヤーの材質、径及び接続条件などを種々
変更することが好ましい。
【００２８】（モールド１０３）モールド１０３は、各
光半導体素子１０１及び導電性ワイヤー２０１などを外
部から保護するために設けることが好ましく、一般には
樹脂を用いて形成させることができる。また、光半導体
素子が発光素子の場合、樹脂モールドに拡散剤を含有さ
せることによって光半導体素子からの指向性を緩和させ
視野角を増やすことができる。更に、樹脂モールドを所
望の形状にすることによって光半導体素子からの発光を
集束させたり拡散させたりするレンズ効果を持たせるこ
とができる。従って、樹脂モールドは複数積層した構造
でもよい。具体的には、凸レンズ形状、凹レンズ形状さ
らには、楕円形状やそれらを複数組み合わせた物であ
る。さらに樹脂モールド自体に着色させ所望外の波長を
カットするフィルターの役目をもたすこともできる。上
記樹脂モールドの材料としては、エポキシ樹脂、ユリア
樹脂などの耐候性に優れた透明樹脂が好適に用いられ
る。また、拡散剤としては、チタン酸バリウム、酸化チ
タン、酸化アルミニウム、酸化珪素等が好適に用いられ
る。
光半導体素子１０１及び導電性ワイヤー２０１などを外
部から保護するために設けることが好ましく、一般には
樹脂を用いて形成させることができる。また、光半導体
素子が発光素子の場合、樹脂モールドに拡散剤を含有さ
せることによって光半導体素子からの指向性を緩和させ
視野角を増やすことができる。更に、樹脂モールドを所
望の形状にすることによって光半導体素子からの発光を
集束させたり拡散させたりするレンズ効果を持たせるこ
とができる。従って、樹脂モールドは複数積層した構造
でもよい。具体的には、凸レンズ形状、凹レンズ形状さ
らには、楕円形状やそれらを複数組み合わせた物であ
る。さらに樹脂モールド自体に着色させ所望外の波長を
カットするフィルターの役目をもたすこともできる。上
記樹脂モールドの材料としては、エポキシ樹脂、ユリア
樹脂などの耐候性に優れた透明樹脂が好適に用いられ
る。また、拡散剤としては、チタン酸バリウム、酸化チ
タン、酸化アルミニウム、酸化珪素等が好適に用いられ
る。
【００２９】（インナー・リード１０４）本願発明に用
いられるインナー・リード１０４としては、マウント・
リード１０５上に配置された複数の光半導体素子１０１
と接続された導電性ワイヤー２０１との接続を図るもの
であり各導電性ワイヤー同士が接触しないよう配置でき
る構成とする必要がある。具体的には、マウント・リー
ドから離れるに従って、インナー・リードのワイヤーボ
ンディングさせる端面の面積を大きくすることによって
マウント・リードからより離れたインナー・リードと接
続させる導電性ワイヤーの接触を防ぐことができる。ま
た、インナー・リード自体をマウント・リードと共に直
線状に形成させ曲変形させていないため簡便に形成でき
曲げに対する強度や振動に対して強いものとすることが
できる。インナー・リードの先端部の端面を小さくさせ
るためには、インナー・リードの外径全体を小さくする
こともできるし、先端部近傍だけ面積を小さくすること
もできる。先端部近傍の端面は、インナー・リードの一
部を削った長方形やワイヤーボンドによって形成させる
場合に生ずるボールの形状に沿って円形等種々の形状に
することができる。端面の粗さは、導電性ワイヤーとの
密着性を考慮して１．６Ｓ以上１０Ｓ以下が好ましい。
インナー・リードの先端部を種々の形状に形成させるた
めには、あらかじめリード線の形状を型枠で決めて打ち
抜き形成させてもよく、或いは全てのインナー・リード
を形成させた後にインナー・リード上部の一部を削るこ
とによって形成させても良い。
いられるインナー・リード１０４としては、マウント・
リード１０５上に配置された複数の光半導体素子１０１
と接続された導電性ワイヤー２０１との接続を図るもの
であり各導電性ワイヤー同士が接触しないよう配置でき
る構成とする必要がある。具体的には、マウント・リー
ドから離れるに従って、インナー・リードのワイヤーボ
ンディングさせる端面の面積を大きくすることによって
マウント・リードからより離れたインナー・リードと接
続させる導電性ワイヤーの接触を防ぐことができる。ま
た、インナー・リード自体をマウント・リードと共に直
線状に形成させ曲変形させていないため簡便に形成でき
曲げに対する強度や振動に対して強いものとすることが
できる。インナー・リードの先端部の端面を小さくさせ
るためには、インナー・リードの外径全体を小さくする
こともできるし、先端部近傍だけ面積を小さくすること
もできる。先端部近傍の端面は、インナー・リードの一
部を削った長方形やワイヤーボンドによって形成させる
場合に生ずるボールの形状に沿って円形等種々の形状に
することができる。端面の粗さは、導電性ワイヤーとの
密着性を考慮して１．６Ｓ以上１０Ｓ以下が好ましい。
インナー・リードの先端部を種々の形状に形成させるた
めには、あらかじめリード線の形状を型枠で決めて打ち
抜き形成させてもよく、或いは全てのインナー・リード
を形成させた後にインナー・リード上部の一部を削るこ
とによって形成させても良い。
【００３０】また、インナー・リードは、マウント・リ
ードから離れるに従って、低くなるよう設計することに
より、接続される各導電性ワイヤーのループ形状が等し
くすることができる。これにより、導電性ワイヤーの電
気的及び機械的特性を各導電性ワイヤーとも同様とする
ことができる。また、マウント・リードから離れるにし
たがって、インナー・リードの端面高さが低くなってい
ることに伴いマウント・リードに配置された光半導体素
子への光及び／又は光半導体素子からの光はインナー・
リードに遮られることが少ない。したがって、発光及び
／又は受光特性に悪影響を与えることなく光特性を向上
させることもできる。
ードから離れるに従って、低くなるよう設計することに
より、接続される各導電性ワイヤーのループ形状が等し
くすることができる。これにより、導電性ワイヤーの電
気的及び機械的特性を各導電性ワイヤーとも同様とする
ことができる。また、マウント・リードから離れるにし
たがって、インナー・リードの端面高さが低くなってい
ることに伴いマウント・リードに配置された光半導体素
子への光及び／又は光半導体素子からの光はインナー・
リードに遮られることが少ない。したがって、発光及び
／又は受光特性に悪影響を与えることなく光特性を向上
させることもできる。
【００３１】さらには、インナ・リードを打ち抜き形成
後、端面方向から加圧することにより所望の端面の面積
と端面高さを同時に形成させることもできる。
後、端面方向から加圧することにより所望の端面の面積
と端面高さを同時に形成させることもできる。
【００３２】インナー・リードは、導電性ワイヤーであ
るボンディングワイヤー等との接続性及び電気伝導性が
良いことが求められる。具体的な電気抵抗としては、３
００μΩ−ｃｍ以下が好ましく、より好ましくは３μΩ
−ｃｍ以下である。これらの条件を満たす材料として
は、鉄、銅、鉄入り銅、錫入り銅及び銅、金、銀をメッ
キしたアルミニウム、鉄、銅等が挙げられる。
るボンディングワイヤー等との接続性及び電気伝導性が
良いことが求められる。具体的な電気抵抗としては、３
００μΩ−ｃｍ以下が好ましく、より好ましくは３μΩ
−ｃｍ以下である。これらの条件を満たす材料として
は、鉄、銅、鉄入り銅、錫入り銅及び銅、金、銀をメッ
キしたアルミニウム、鉄、銅等が挙げられる。
【００３３】（マウント・リード１０５）本願発明のマ
ウント・リード１０５としては、複数の光半導体素子１
０１を配置ものであり、各光半導体素子をダイボンド等
の機器で積載するのに十分な大きさがあれば良い。従っ
て、光半導体素子１０１はマウント・リード１０５と絶
縁体を介して固定させてもよい。マウント・リード１０
５を各光半導体素子の共通電極として利用する場合にお
いては、十分な電気伝導性とボンディングワイヤー等と
の接続性が求められる。
ウント・リード１０５としては、複数の光半導体素子１
０１を配置ものであり、各光半導体素子をダイボンド等
の機器で積載するのに十分な大きさがあれば良い。従っ
て、光半導体素子１０１はマウント・リード１０５と絶
縁体を介して固定させてもよい。マウント・リード１０
５を各光半導体素子の共通電極として利用する場合にお
いては、十分な電気伝導性とボンディングワイヤー等と
の接続性が求められる。
【００３４】各光半導体素子１０１とマウント・リード
１０５のカップとの接着は熱硬化性樹脂などによって行
うことができる。具体的には、エポキシ樹脂、アクリル
樹脂やイミド樹脂などが挙げられる。また、光半導体素
子１０１とマウント・リード１０５とを接着させると共
に電気的に接続させるためにはＡｇペースト、カーボン
ペースト、金属バンプ等を用いることができる。さら
に、また、光半導体素子１０１の光利用効率を向上させ
るために光半導体素子が配置されるマウント・リード１
０５の表面を鏡面状とし、表面に反射機能を持たせても
良い。この場合の表面粗さは、０．１Ｓ以上０．８Ｓ以
下が好ましい。また、マウント・リード１０５の具体的
な電気抵抗としては３００μΩ−ｃｍ以下が好ましく、
より好ましくは、３μΩ−ｃｍ以下である。また、マウ
ント・リード１０５上に複数の光半導体素子１０１とし
てＬＥＤチップを積置する場合は、ＬＥＤチップからの
発熱量が多くなるため熱伝導度がよいことが求められ
る。具体的には、０．０１ｃａｌ／ｃｍ2／ｃｍ／℃以
上が好ましくより好ましくは ０．５ｃａｌ／ｃｍ2／ｃ
ｍ／℃以上である。これらの条件を満たす材料として
は、鉄、銅、鉄入り銅、錫入り銅、メタライズパターン
付きセラミック等が挙げられる。
１０５のカップとの接着は熱硬化性樹脂などによって行
うことができる。具体的には、エポキシ樹脂、アクリル
樹脂やイミド樹脂などが挙げられる。また、光半導体素
子１０１とマウント・リード１０５とを接着させると共
に電気的に接続させるためにはＡｇペースト、カーボン
ペースト、金属バンプ等を用いることができる。さら
に、また、光半導体素子１０１の光利用効率を向上させ
るために光半導体素子が配置されるマウント・リード１
０５の表面を鏡面状とし、表面に反射機能を持たせても
良い。この場合の表面粗さは、０．１Ｓ以上０．８Ｓ以
下が好ましい。また、マウント・リード１０５の具体的
な電気抵抗としては３００μΩ−ｃｍ以下が好ましく、
より好ましくは、３μΩ−ｃｍ以下である。また、マウ
ント・リード１０５上に複数の光半導体素子１０１とし
てＬＥＤチップを積置する場合は、ＬＥＤチップからの
発熱量が多くなるため熱伝導度がよいことが求められ
る。具体的には、０．０１ｃａｌ／ｃｍ2／ｃｍ／℃以
上が好ましくより好ましくは ０．５ｃａｌ／ｃｍ2／ｃ
ｍ／℃以上である。これらの条件を満たす材料として
は、鉄、銅、鉄入り銅、錫入り銅、メタライズパターン
付きセラミック等が挙げられる。
【００３５】（表示装置）表示装置としては、本願発明
の光半導体装置を複数個配置した表示パネルと駆動回路
である点灯回路など電気的に接続されたものが用いられ
る。具体的には、光半導体装置を任意形状に配置し標識
やマトリクス状など所望の形状に配置し駆動回路からの
出力パルスによって表示可能なデイスプレイ等を言う。
駆動回路としては、入力される表示データを一時的に記
憶させるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ、Ａｃｃｅｓｓ、Ｍｅｍ
ｏｒｙ）と、ＲＡＭに記憶されるデータから光半導体素
子であるＬＥＤチップを所定の明るさに点灯させるため
の階調信号を演算する階調制御回路と、階調制御回路の
出力信号でスイッチングされて、ＬＥＤチップを点灯さ
せるドライバーとを備える。階調制御回路は、ＲＡＭに
記憶されるデータからＬＥＤチップの点灯時間を演算し
てパルス信号を出力する。階調制御回路から出力される
パルス信号である階調信号は、ＬＥＤチップのドライバ
ーに入力されてドライバをスイッチングさせる。ドライ
バーがオンになるとＬＥＤチップが点灯され、オフにな
ると消灯される。以下、本願発明の実施例について説明
するが、本願発明は具体的実施例のみに限定されるもの
ではないことは言うまでもない。
の光半導体装置を複数個配置した表示パネルと駆動回路
である点灯回路など電気的に接続されたものが用いられ
る。具体的には、光半導体装置を任意形状に配置し標識
やマトリクス状など所望の形状に配置し駆動回路からの
出力パルスによって表示可能なデイスプレイ等を言う。
駆動回路としては、入力される表示データを一時的に記
憶させるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ、Ａｃｃｅｓｓ、Ｍｅｍ
ｏｒｙ）と、ＲＡＭに記憶されるデータから光半導体素
子であるＬＥＤチップを所定の明るさに点灯させるため
の階調信号を演算する階調制御回路と、階調制御回路の
出力信号でスイッチングされて、ＬＥＤチップを点灯さ
せるドライバーとを備える。階調制御回路は、ＲＡＭに
記憶されるデータからＬＥＤチップの点灯時間を演算し
てパルス信号を出力する。階調制御回路から出力される
パルス信号である階調信号は、ＬＥＤチップのドライバ
ーに入力されてドライバをスイッチングさせる。ドライ
バーがオンになるとＬＥＤチップが点灯され、オフにな
ると消灯される。以下、本願発明の実施例について説明
するが、本願発明は具体的実施例のみに限定されるもの
ではないことは言うまでもない。
【００３６】
［実施例１］各ＬＥＤチップ、緑色、青色及び赤色の発
光層の半導体としてそれぞれＧａＰ（発光波長５５５ｎ
ｍ）、ＳｉＣ（発光波長４７０ｎｍ）、ＧａＡｌＡｓ
（発光波長６６０ｎｍ）を使用してフルカラー表示可能
な光半導体装置を構成させた。
光層の半導体としてそれぞれＧａＰ（発光波長５５５ｎ
ｍ）、ＳｉＣ（発光波長４７０ｎｍ）、ＧａＡｌＡｓ
（発光波長６６０ｎｍ）を使用してフルカラー表示可能
な光半導体装置を構成させた。
【００３７】具体的には、赤色を発光するＬＥＤチップ
は温度差液相成長法で連続的にＰ型ガリウム・砒素基板
上にＰ型ＧａＡｌＡｓを成長させ、その上にＮ型ＧａＡ
ｌＡｓを形成させる。青色を発光するＬＥＤチップは、
Ｎ型基板上に液相エピタキシャル結晶成長法を用いてＳ
ｉＣを発光領域にしたＰＮ接合半導体を形成させる。緑
色を発光するＬＥＤチップは、液相成長法によりＮ型ガ
リウム・リン基板結晶上にＮ型及びＰ型エピタキシャル
成長法で連続して成長させることによりＰＮ接合を形成
する。この後、金を各半導体に真空蒸着させて各電極を
形成させる。
は温度差液相成長法で連続的にＰ型ガリウム・砒素基板
上にＰ型ＧａＡｌＡｓを成長させ、その上にＮ型ＧａＡ
ｌＡｓを形成させる。青色を発光するＬＥＤチップは、
Ｎ型基板上に液相エピタキシャル結晶成長法を用いてＳ
ｉＣを発光領域にしたＰＮ接合半導体を形成させる。緑
色を発光するＬＥＤチップは、液相成長法によりＮ型ガ
リウム・リン基板結晶上にＮ型及びＰ型エピタキシャル
成長法で連続して成長させることによりＰＮ接合を形成
する。この後、金を各半導体に真空蒸着させて各電極を
形成させる。
【００３８】こうしてできた各半導体ウエハーをＬＥＤ
チップとして使用するためにスクライバーによってスク
ライブラインを引いた後、外力によって３５０μｍ角の
大きさに切断した。
チップとして使用するためにスクライバーによってスク
ライブラインを引いた後、外力によって３５０μｍ角の
大きさに切断した。
【００３９】一方、各光半導体を固定させるマウント・
リードとして鉄入り銅を用いて打ち抜きにより形成させ
た。リード・フレームは、マウント・リードの両側にイ
ンナー・リードがマウント・リードと平行にして一方に
１本、他方に２本を設けてある。インナー・リードは、
マウント・リードから離れるにしたがってその端面高さ
が低く、且つ先端面の面積が大きくさせている。このマ
ウント・リードの表面反射性が良い銅製カップ上にダイ
ボンディング機器を用いてＡｇペーストも用い上述の各
ＬＥＤチップを図１の如く一直線上に配置した。
リードとして鉄入り銅を用いて打ち抜きにより形成させ
た。リード・フレームは、マウント・リードの両側にイ
ンナー・リードがマウント・リードと平行にして一方に
１本、他方に２本を設けてある。インナー・リードは、
マウント・リードから離れるにしたがってその端面高さ
が低く、且つ先端面の面積が大きくさせている。このマ
ウント・リードの表面反射性が良い銅製カップ上にダイ
ボンディング機器を用いてＡｇペーストも用い上述の各
ＬＥＤチップを図１の如く一直線上に配置した。
【００４０】発光波長の長い赤色（６６０ｎｍ）を発光
するＬＥＤチップがそれよりも発光波長が短い青色（４
８０ｎｍ）、緑色（５５５ｎｍ）のＬＥＤチップに挟ま
れて中心となるように固定されている。次にワイヤーボ
ンディング機器を用いて直径０．０３ｍｍのＡｕ線をＬ
ＥＤの表面電極、インナー・リードにそれぞれワイヤー
ボンディングした。各導電性ワイヤーの２ｎｄ進入角及
びループ径は略等しくなっている。これを無着色のエポ
キシ樹脂が充填されたカップ中に入れ１２０℃、５時間
で硬化させた。こうしてＬＥＤチップが封入された発光
ダイオードを１０００個形成した。このときの光半導体
装置におけるワイヤータッチを調べ不良率として実施例
１、比較例１及び比較例２で比較し表１に示した。ま
た、光半導体装置を温度−４０℃時間３０ｍｉｎ及び温
度１００℃時間３０ｍｉｎを１サイクルとする気相熱衝
撃試験として５０００サイクル行った。気相熱衝撃試験
後のオープン率を実施例１、比較例１及び比較例２で比
較し表２に示した。表１及び表２からわかるように本願
発明の光半導体装置は、信頼性の高いことがわかる。
するＬＥＤチップがそれよりも発光波長が短い青色（４
８０ｎｍ）、緑色（５５５ｎｍ）のＬＥＤチップに挟ま
れて中心となるように固定されている。次にワイヤーボ
ンディング機器を用いて直径０．０３ｍｍのＡｕ線をＬ
ＥＤの表面電極、インナー・リードにそれぞれワイヤー
ボンディングした。各導電性ワイヤーの２ｎｄ進入角及
びループ径は略等しくなっている。これを無着色のエポ
キシ樹脂が充填されたカップ中に入れ１２０℃、５時間
で硬化させた。こうしてＬＥＤチップが封入された発光
ダイオードを１０００個形成した。このときの光半導体
装置におけるワイヤータッチを調べ不良率として実施例
１、比較例１及び比較例２で比較し表１に示した。ま
た、光半導体装置を温度−４０℃時間３０ｍｉｎ及び温
度１００℃時間３０ｍｉｎを１サイクルとする気相熱衝
撃試験として５０００サイクル行った。気相熱衝撃試験
後のオープン率を実施例１、比較例１及び比較例２で比
較し表２に示した。表１及び表２からわかるように本願
発明の光半導体装置は、信頼性の高いことがわかる。
【００４１】［比較例１］インナー・リードの高さが、
マウント・リードから離れるにしたがって、順次高くな
っている以外は実施例１と同様にして光半導体装置を形
成させた。この光半導体装置は、各導電性ワイヤー及び
２ｎｄ進入角がそれぞれ異なるものとなっている。この
光半導体装置を１０００個形成し実施例１と同様にして
測定した。
マウント・リードから離れるにしたがって、順次高くな
っている以外は実施例１と同様にして光半導体装置を形
成させた。この光半導体装置は、各導電性ワイヤー及び
２ｎｄ進入角がそれぞれ異なるものとなっている。この
光半導体装置を１０００個形成し実施例１と同様にして
測定した。
【００４２】［比較例２］各インナー・リードの端面の
大きさを等しくした以外は実施例１と同様にして光半導
体装置を１０００個形成させた。この光半導体装置を実
施例１と同様にして測定した。
大きさを等しくした以外は実施例１と同様にして光半導
体装置を１０００個形成させた。この光半導体装置を実
施例１と同様にして測定した。
【００４３】［実施例２］光半導体素子に用いられる各
ＬＥＤチップ、緑色、青色及び赤色の発光層の半導体と
してそれぞれＩｎＧａＮ（発光波長５２５ｎｍ）、Ｉｎ
ＧａＮ（発光波長４７０ｎｍ）、ＧａＡｌＡｓ（発光波
長６６０ｎｍ）を使用して構成させた。具体的には、赤
色を発光するＬＥＤチップ用の半導体ウエハーは、温度
差液相成長法で連続的にＰ型ガリウム・砒素基板上にＰ
型ＧａＡｌＡｓを成長し、その上にＮ型ＧａＡｌＡｓを
形成させる。
ＬＥＤチップ、緑色、青色及び赤色の発光層の半導体と
してそれぞれＩｎＧａＮ（発光波長５２５ｎｍ）、Ｉｎ
ＧａＮ（発光波長４７０ｎｍ）、ＧａＡｌＡｓ（発光波
長６６０ｎｍ）を使用して構成させた。具体的には、赤
色を発光するＬＥＤチップ用の半導体ウエハーは、温度
差液相成長法で連続的にＰ型ガリウム・砒素基板上にＰ
型ＧａＡｌＡｓを成長し、その上にＮ型ＧａＡｌＡｓを
形成させる。
【００４４】赤色ＬＥＤチップは、表面電極として直径
０．１５ｍｍの円状の白金金属膜を真空蒸着によって形
成させた。また、裏面電極側であるＰ型ＧａＡｌＡｓ基
板上に金を電極層として真空蒸着によって形成させた。
０．１５ｍｍの円状の白金金属膜を真空蒸着によって形
成させた。また、裏面電極側であるＰ型ＧａＡｌＡｓ基
板上に金を電極層として真空蒸着によって形成させた。
【００４５】青色及び緑色を発光する半導体ウエハー
は、厚さ４００μｍのサファイヤ基板上にＮ型及びＰ型
窒化ガリウム化合物半導体をＭＯＣＶＤ成長法でそれぞ
れ５μｍ、１μｍ堆積させヘテロ構造のＰＮ接合を形成
したものである。なお、Ｐ型窒化ガリウム半導体は、Ｐ
型ドーパントであるＭｇをドープした後アニールし形成
させる。緑色及び青色のＬＥＤチップは、発光観測面側
に発光中心をずらして電気的接続が形成できるようＰ型
半導体及び／又はＮ型半導体を部分的にドライエッチン
グする。次に、Ｎ型電極としてＷ−Ａｌ合金を、Ｐ型電
極としてＡｕを各半導体にそれぞれスパッタリングして
電極を形成させた。
は、厚さ４００μｍのサファイヤ基板上にＮ型及びＰ型
窒化ガリウム化合物半導体をＭＯＣＶＤ成長法でそれぞ
れ５μｍ、１μｍ堆積させヘテロ構造のＰＮ接合を形成
したものである。なお、Ｐ型窒化ガリウム半導体は、Ｐ
型ドーパントであるＭｇをドープした後アニールし形成
させる。緑色及び青色のＬＥＤチップは、発光観測面側
に発光中心をずらして電気的接続が形成できるようＰ型
半導体及び／又はＮ型半導体を部分的にドライエッチン
グする。次に、Ｎ型電極としてＷ−Ａｌ合金を、Ｐ型電
極としてＡｕを各半導体にそれぞれスパッタリングして
電極を形成させた。
【００４６】その後、各半導体ウエハーをＬＥＤチップ
として使用するためにスクライバーによってスクライブ
ラインを引いた後、外力によって３５０μｍ角の大きさ
に切断した。
として使用するためにスクライバーによってスクライブ
ラインを引いた後、外力によって３５０μｍ角の大きさ
に切断した。
【００４７】このＬＥＤチップをマウント・リードから
離れるインナー・リードほど端面の面積が小さく、且つ
端面の高さが低くなるように打ち抜き形成させた銅製リ
ード端子のマウント・リード上にダイボンド機器を用い
て固定させた。なお、緑色ＬＥＤチップ、青色ＬＥＤチ
ップ及び赤色ＬＥＤチップは、共通の接着剤としてＡｇ
ペーストを用いて固定させる。赤色ＬＥＤチップはこれ
によりマウント・リードと電気的に接続もさせてある。
離れるインナー・リードほど端面の面積が小さく、且つ
端面の高さが低くなるように打ち抜き形成させた銅製リ
ード端子のマウント・リード上にダイボンド機器を用い
て固定させた。なお、緑色ＬＥＤチップ、青色ＬＥＤチ
ップ及び赤色ＬＥＤチップは、共通の接着剤としてＡｇ
ペーストを用いて固定させる。赤色ＬＥＤチップはこれ
によりマウント・リードと電気的に接続もさせてある。
【００４８】次に、ワイヤーボンディング機器を用いて
直径０．０３ｍｍのＡｕ線をＬＥＤチップの各電極、マ
ウント・リード及びインナー・リードにワイヤーボンド
した。緑色及び青色ＬＥＤチップのＮ型電極は、導電性
ワイヤーによりマウント・リードと接続させた。各ＬＥ
ＤチップのＰ型電極は、各々インナーチップの端面に接
続されている。各導電性ワイヤーのループ径及び２ｎｄ
進入角は、略同一である。これを無着色のエポキシ樹脂
が充填されたカップ中に入れ１２０℃５時間で硬化させ
た。
直径０．０３ｍｍのＡｕ線をＬＥＤチップの各電極、マ
ウント・リード及びインナー・リードにワイヤーボンド
した。緑色及び青色ＬＥＤチップのＮ型電極は、導電性
ワイヤーによりマウント・リードと接続させた。各ＬＥ
ＤチップのＰ型電極は、各々インナーチップの端面に接
続されている。各導電性ワイヤーのループ径及び２ｎｄ
進入角は、略同一である。これを無着色のエポキシ樹脂
が充填されたカップ中に入れ１２０℃５時間で硬化させ
た。
【００４９】次に、この発光ダイオードを基板上に７×
７個のマトリックス状に配置しそれぞれ駆動回路と電気
的に接続させ表示装置を１０個形成した。こうして形成
された光半導体装置は、実施例１の光半導体装置を用い
たものと同様優れた特性を有する表示装置とすることが
できる。なお、各実施例を発光装置において説明したが
受光装置においても優れた特性を示すことは明白であ
る。
７個のマトリックス状に配置しそれぞれ駆動回路と電気
的に接続させ表示装置を１０個形成した。こうして形成
された光半導体装置は、実施例１の光半導体装置を用い
たものと同様優れた特性を有する表示装置とすることが
できる。なお、各実施例を発光装置において説明したが
受光装置においても優れた特性を示すことは明白であ
る。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明の光半導
体素子及びそれを用いた表示装置は、半導体特性、光特
性及び信頼性が高くすることができる。
体素子及びそれを用いた表示装置は、半導体特性、光特
性及び信頼性が高くすることができる。
【００５１】本願発明の請求項１記載の構成とすること
によって、導電性ワイヤーの破断、断線、接続部の剥が
れなどを防止した光半導体装置とすることができる。
によって、導電性ワイヤーの破断、断線、接続部の剥が
れなどを防止した光半導体装置とすることができる。
【００５２】本願発明の請求項２の構成とすることによ
って、比較的簡単な構成によって、導電性ワイヤーの接
触を防ぎつつ各光半導体素子を近接させて配置すること
ができる。さらに、導電性ワイヤーの破断、断線、接続
部の剥がれなどを防止することができると共に、光の入
出力効率を向上させた光半導体装置とすることができ
る。
って、比較的簡単な構成によって、導電性ワイヤーの接
触を防ぎつつ各光半導体素子を近接させて配置すること
ができる。さらに、導電性ワイヤーの破断、断線、接続
部の剥がれなどを防止することができると共に、光の入
出力効率を向上させた光半導体装置とすることができ
る。
【００５３】本願発明の請求項３の構成とすることによ
って、温湿度サイクルの高い環境下においても信頼性が
高く、発光光率の優れた表示装置とすることができる。
って、温湿度サイクルの高い環境下においても信頼性が
高く、発光光率の優れた表示装置とすることができる。
【図１】本願発明の光半導体装置の概略正面図である。
【図２】本願発明の光半導体装置の概略縦断面図であ
る。
る。
【図３】本願発明の光半導体装置を説明するための模式
的拡大図である。
的拡大図である。
【図４】本願発明と比較のために示した光半導体装置の
概略模式図である。
概略模式図である。
【図５】本願発明と比較のために示した他の半導体装置
の概略模式図である。
の概略模式図である。
１０１ ＬＥＤチップ １０２ 端面が削られ、端面の高さが高いインナー・
リード １０３ モールド １０４ インナーリード １０５ マウント・リード ２０１ 導電性ワイヤー ３０１ 表示装置 ３０２ 表示パネル ３０３ 駆動回路 ３０４ ＬＥＤ ４０１ マウント・リード ４０２ 光半導体素子 ４０３ インナー・リード ４０４ リードフレーム ５０１ マウント用リード電極 ５０２ ボンディング用リード電極 ５０３ ＬＥＤチップ ５０４ ボンディングワイヤー ５０５ モールド樹脂
リード １０３ モールド １０４ インナーリード １０５ マウント・リード ２０１ 導電性ワイヤー ３０１ 表示装置 ３０２ 表示パネル ３０３ 駆動回路 ３０４ ＬＥＤ ４０１ マウント・リード ４０２ 光半導体素子 ４０３ インナー・リード ４０４ リードフレーム ５０１ マウント用リード電極 ５０２ ボンディング用リード電極 ５０３ ＬＥＤチップ ５０４ ボンディングワイヤー ５０５ モールド樹脂
【表１】
【表２】
Claims (3)
- 【請求項１】複数の光半導体素子が配置されるマウント
・リードと、前記光半導体素子のそれぞれと導電性ワイ
ヤーによって各々電気的に接続される複数のインナー・
リードと、を有する光半導体装置であって、 前記光半導体素子からインナー・リードに接続される各
導電性ワイヤーのループ形状及び進入角が実質的に等し
いことを特徴とする光半導体装置。 - 【請求項２】独立に駆動可能な複数の光半導体素子が配
置されるマウント・リードと、前記光半導体素子のそれ
ぞれと導電性ワイヤーによって各々電気的に接続される
複数のインナー・リードと、を有する光半導体装置であ
って、 前記インナー・リードのうち、マウント・リードに近い
インナー・リードからより離れたインナー・リード方向
に順次インナー・リードの先端部が大きくなると共に前
記インナー・リードの先端部が低くなっていることを特
徴とする光半導体装置。 - 【請求項３】請求項２記載の光半導体装置をマトリクス
状に配置した表示パネルと、該表示パネルと電気的に接
続された駆動回路と、を有する表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15709196A JP3235470B2 (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | 光半導体装置及びそれを用いた発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15709196A JP3235470B2 (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | 光半導体装置及びそれを用いた発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH104216A true JPH104216A (ja) | 1998-01-06 |
| JP3235470B2 JP3235470B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=15642057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15709196A Expired - Fee Related JP3235470B2 (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | 光半導体装置及びそれを用いた発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3235470B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006019677A (ja) * | 2004-07-02 | 2006-01-19 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 色混合性の向上されたｒｇｂ発光ダイオードパッケージ |
| WO2006115019A2 (ja) * | 2005-04-04 | 2006-11-02 | Syouji Kawabe | 少なくとも黄色の色彩発光素子を含む複数個の色彩発光素子を内蔵したled発光体およびこれを利用したカラー画像表示装置、およびこれらを利用した交通信号機用のライトおよび単ライト方向矢印入交通信号機 |
| JP2008010740A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Stanley Electric Co Ltd | 光半導体装置 |
| US7385574B1 (en) | 1995-12-29 | 2008-06-10 | Cree, Inc. | True color flat panel display module |
| JP2008172152A (ja) * | 2007-01-15 | 2008-07-24 | Showa Denko Kk | 発光ダイオードパッケージ及び発光ダイオードパッケージ用のリード群構造 |
| JP2008270444A (ja) * | 2007-04-19 | 2008-11-06 | Stanley Electric Co Ltd | 光半導体デバイスおよびその製造方法 |
| WO2012008600A1 (ja) * | 2010-07-14 | 2012-01-19 | 岩谷産業株式会社 | Ｌｅｄパッケージ装置 |
| JP2013033839A (ja) * | 2011-08-02 | 2013-02-14 | Iwasaki Electric Co Ltd | 紫外線センサ素子、および紫外線センサ |
| JP2016012734A (ja) * | 2015-09-18 | 2016-01-21 | 三菱電機株式会社 | Ｌｅｄパッケージ装置 |
-
1996
- 1996-06-18 JP JP15709196A patent/JP3235470B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2008124518A (ja) * | 2004-07-02 | 2008-05-29 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 色混合性の向上されたｒｇｂ発光ダイオードパッケージ |
| JP2006019677A (ja) * | 2004-07-02 | 2006-01-19 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 色混合性の向上されたｒｇｂ発光ダイオードパッケージ |
| JP4793880B2 (ja) * | 2005-04-04 | 2011-10-12 | 象司 川辺 | 単ライト方向矢印入り交通信号機 |
| WO2006115019A2 (ja) * | 2005-04-04 | 2006-11-02 | Syouji Kawabe | 少なくとも黄色の色彩発光素子を含む複数個の色彩発光素子を内蔵したled発光体およびこれを利用したカラー画像表示装置、およびこれらを利用した交通信号機用のライトおよび単ライト方向矢印入交通信号機 |
| WO2006115019A3 (ja) * | 2005-04-04 | 2007-03-01 | Syouji Kawabe | 少なくとも黄色の色彩発光素子を含む複数個の色彩発光素子を内蔵したled発光体およびこれを利用したカラー画像表示装置、およびこれらを利用した交通信号機用のライトおよび単ライト方向矢印入交通信号機 |
| JPWO2006115019A1 (ja) * | 2005-04-04 | 2008-12-18 | 象司 川辺 | 少なくとも黄色の色彩発光素子を含む複数個の色彩発光素子を内蔵したｌｅｄ発光体およびこれを利用したカラー画像表示装置、およびこれらを利用した交通信号機用のライトおよび単ライト方向矢印入交通信号機 |
| US7695158B2 (en) | 2005-04-04 | 2010-04-13 | Syouji Kawabe | LED device with plural color chips including at least a yellow chip, a color image display utilizing the LED device, light for traffic alarm utilizing the color image display, and traffic alarm utilizing the light and having arrow mark display |
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| JP2008172152A (ja) * | 2007-01-15 | 2008-07-24 | Showa Denko Kk | 発光ダイオードパッケージ及び発光ダイオードパッケージ用のリード群構造 |
| JP2008270444A (ja) * | 2007-04-19 | 2008-11-06 | Stanley Electric Co Ltd | 光半導体デバイスおよびその製造方法 |
| WO2012008600A1 (ja) * | 2010-07-14 | 2012-01-19 | 岩谷産業株式会社 | Ｌｅｄパッケージ装置 |
| JP2012023189A (ja) * | 2010-07-14 | 2012-02-02 | Iwatani Internatl Corp | Ｌｅｄパッケージ装置 |
| CN102986045A (zh) * | 2010-07-14 | 2013-03-20 | 岩谷产业株式会社 | Led封装装置 |
| JP2013033839A (ja) * | 2011-08-02 | 2013-02-14 | Iwasaki Electric Co Ltd | 紫外線センサ素子、および紫外線センサ |
| JP2016012734A (ja) * | 2015-09-18 | 2016-01-21 | 三菱電機株式会社 | Ｌｅｄパッケージ装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3235470B2 (ja) | 2001-12-04 |
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