KR101131259B1 - 발광 장치의 제조방법 및 발광 장치 - Google Patents

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에이지 오노
쇼이치 다카하시
미키요시 가와무라
미노루 야마무라
타다시 다마키
하야토 오바
마사타카 가기와다
히로유키 다카야마
케이 데라무라
아츠시 오타카
토시아키 모리카와
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스탄레 덴끼 가부시키가이샤
히타치 케이블 프레시전 가부시키가이샤
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Abstract

반도체기판(소자기판)의 1주면에 발광층을 통해서 설치된 제1전극과 리드 프레임의 제1리드를 마주하여 전기적으로 접속하는 공정과, 상기 소자기판의 발광층이 설치된 면의 이면에 설치된 제2전극과 상기 리드 프레임의 제2리드를 전기적으로 접속하는 공정과, 상기 제1전극과 상기 제1리드의 접속부 및 상기)제2전극과 제2리드의 접속부를 투명한 수지로 밀봉하는 공정과, 상기 제1리드 및 제2리드를 상기 리드 프레임으로부터 절단해서 개변화하는 공정을 갖추는 발광 장치의 제조방법에 있어서, 상기 발광 소자의 제1전극과 상기 제1리드를 전기적으로 접속하는 공정 전에, 상기 발광 소자의 제1전극상에 합금 또는 단일금속으로 된 접합재료의 막(접합재막)을 형성해 두고, 상기 제1리드의 소자탑재부에, 상기 접합재료의 확대(넓이)를 저감하는 패턴을 형성해 두는 것에 의해, 상기 제1전극과 겹치는 접합 영역의 외측으로 유출되는 접합재료의 양을 저감한다.
접합재막, 리드 프레임

Description

발광 장치의 제조방법 및 발광 장치{LIGHT-EMITTING DEVICE MANUFACTURING METHOD AND LIGHT-EMITTING DEVICE}
본 발명은, 발광 장치의 제조방법 및 발광 장치에 관한 것이고, 특히, 반도체기판(소자기판)위로 설치된 발광층 측을 리드 프레임과 마주하여 탑재(접합)하는 발광 장치에 적용할 때 유효한 기술에 관한 것이다.
종래, LED(Light Emitting Diode)이나 LD(Laser Diode)과 같이 반도체기판의 1주면상에 발광층이 설치된 발광 소자를 이용한 발광 장치가 있다. 상기 발광 장치를 제조할 때에는, 상기 발광 소자의 한 쪽의 전극과 전기적으로 접속되는 제1리드 및 다른 방면의 전극과 전기적으로 접속되는 제2리드가 돌출한 개구부를 갖는 리드 프레임을 이용할 수 있다.
또 이때, 예컨대, 상기 리드 프레임의 제1리드에, 상기 발광 소자를 탑재하는 소자탑재부가 설치되어 있다. 그리고, 상기 발광 소자의 한 쪽의 전극과 상기 소자탑재부를 마주보게 하여 은 페이스트 등의 도전성접착제로 접착하고, 상기 다른 방면의 전극을 본딩와이어 등으로 상기 제2리드와 접속한다.
이때, 상기 발광 소자의 한 쪽의 전극과 상기 소자탑재부(리드)를 접착할 때에, 상기 발광 소자의 전극과 겹치는 접착 영역의 외측에 유출된 도전성접착제에 의한 소자의 단락이나 빛의 차단을 막는 방법으로서, 예컨대, 특개평5-63242호공보 (이하, 문헌1이라 한다)에 기재되어 있는 것과 같이 상기 발광 소자를 접착하는 부분에, 상기 발광 소자의 접착면과 동등하거나 혹은 그것보다 작은 면적의 상면을 가지는 철(凸)형상의 칩 장착부를 설치하는 방법이 있다. 이 방법에서는, 예컨대, 상기 문헌1에 나타나 있는 것 같이, 상기 장착부 위로 도전성접착제를 적하(適下)하고, 다음에 발광 다이오드 칩(발광 소자)을 적하된 도전성접착제 위로 재치(載置)하여 압착시킨다. 이 압착시에, 과도한 도전성접착제가 발광 다이오드 칩과 발광 다이오드 칩 장착부와의 사이로부터 압출되지만, 장착부를 철상부(凸狀部)로 하고 있기 때문에, 밀려 나온 도전성접착제는, 장착부의 주위의 낮은 부분으로 흐르고, 장착부 위로 불거져 나오거나, 발광 다이오드 칩의 단면에 접촉하거나 하는 것을 방지 할 수가 있다.
또한, 상기 접착 영역의 외측에 유출된 도전성접착제에 의한 소자의 단락이나 빛의 차단을 막는 방법으로서는, 상기 문헌1에 기재된 것 같은 방법의 이외에, 예컨대, 특개2001-352100호공보 (이하, 문헌2이라 한다)에 기재되어 있는 것 같이, 상기 발광 소자를 접착하는 부분에, 적어도 동일방향에 2개 이상의 오목한 홈을 설치하고, 상기 오목한 홈내에 상기 도전성접착제를 보유하는 방법이 있다. 이 방법에서는, 예컨대, 상기 문헌2의 도 1(a) 및 도 1(b)에 나타나 있는 것 같이, 제1의 리드의 선단에 형성된 컵 모양 요부의 저면에 스트라이프 모양의 요구가 복수 본형성되고 있어, 상기 오목한 홈 내에 본딩제가 보유되어 있다. 이때, 상기 LED칩(발광 소자)의 본딩을 확실하게 할 목적에서, 본딩제를 충분히 도포해도, 그 본딩제의 대부분은 오목한 홈으로 수용되어, 표면상에는 간신히 부착되는 정도로, 대폭 불거져 나오는 것은 거의 없어진다. 그 때문에, LED칩을 그 위에 탑재해도, 본딩제가 LED칩의 기판측면상에 대폭 기어서 올라가는 것은 거의 없어진다.
상기 발광 소자가 고휘도 LED등의 경우, 발광 특성의 열화를 막기 위해서, 발광층에서 발산한 열을 효율적으로 장치외부에 방산시킬 필요가 있다. 이때, 상기 발광층 측을 리드와 마주 대한 것으로써 발광층의 열을 효율적으로 리드에 전도하고, 장치 외부로 방산할 수 있다.
또한, 상기 발광 소자의 전극과 리드를 본딩와이어로 접속할 때에는, 하중이나 진동을 가할 필요가 있다. 그 때문에, 상기 본딩와이어로 접속되는 전극의 바로 아래에 발광층이 있으면, 상기 하중이나 진동에 의해 발광층이 데미지를 입고, 발광 효율이 저하하는 경우가 있다.
또한, 투광성의 소자기판을 이용할 경우에는, 발광층 측의 전극을 리드와 마주하여 상기 도전성접착제로 접착하는 것에 의해, 발광층과 기판위로 형성되는 전극이나 본딩와이어의 거리가 멀어진다. 그 때문에, 발광층으로부터 발생하는 빛 중, 상기 전극이나 본딩 와이어 등에 의해 차단되는 빛의 비율을 감할 수 있고, 발광 효율을 보다 향상시킬 수가 있다.
이러한 이유로부터, 최근, 상기 발광 소자의 발광층 측의 전극을 상기 리드와 마주하게 하여 상기 도전성접착제로 접착하게 되어 있다.
그러나, 상기 문헌1에 기재된 발광 소자의 장착 방법에 있어서는, 은 페이스트 등의 페이스트상으로 유동성이 있는 도전성접착제를 이용하고 있다. 그 때문에, 상기 장착부에 도전성접착제를 적하할 때에, 상기 장착부상에만 적절한 양의 상기 도전성접착제를 적하하는 것은 어렵고, 상기 도전성접착제가 상기 장착부의 주위에 흘러 내리거나, 상기 장착부 위로 크게 불거져 나오거나 한다. 이 경우에, 상기 발광 소자의 발광층 측의 전극을 접착하면, 상기 도전성접착제의 상기 장착부의 주위에 흘러 내리고 있는 분량 및 상기 장착부 상에서 불거져 나온 분량이, 상기 발광층의 측면을 거슬러 올라가서, 상기 발광층이 발산한 빛을 가리는 문제를 발생시킬 가능성이 있는 것을 발명자는 독자적으로 검토했다.
또, 상기 문헌2에 기재된 발광 소자의 다이 본딩(die bonding) 방법에 있어서도, 상기 페이스트상(狀)이며 유동성이 있는 본딩제를 이용하고 있다.
그 때문에 상기 본딩제를 도포한 시점에서, 상기 발광 소자의 전극과 겹치는 접착 영역의 외측에 상기 본딩제 (도전성접착제)가 퍼져 나가는 경우가 있다. 또한, 홈의 깊이(용적)가 충분하지 않으면, 상기 리드의 표면에 남는 도전성접착제가 두꺼워진다. 이 경우도, 상기 발광 소자의 발광층 측의 전극을 접착하면, 상기 접착 영역의 외측으로 퍼져 나와 있는 분량이, 상기 발광층의 측면을 거슬러 올라가서, 상기 발광층이 발산한 빛을 가려버리는 문제를 발생시킬 가능성이 있는 것을 발명자는 독자적으로 검토했다.
또한, 상기 발광 소자는, 상기 발광층의 두께가 수 μm정도이기 때문에, 상기 발광층의 측면을 거슬러 올라간 도전성접착제가 상기 발광층을 넘어서, 다른 방면의 전극이 설치된 소자기판의 측면까지 도달하여, 단락하는 문제를 발생시킬 가능성이 있는 것도 발명자는 독자적으로 검토했다.
이렇게, 상기 은 페이스트 등의 상온에서 유동성이 있는 페이스트상의 도전성접착제를 이용해서 발광 소자의 전극과 상기 제1리드를 접착할 경우, 도포 혹은 적하할 때의 두께 및 도포 영역의 제어가 어렵다. 그 때문에, 종래의 발광 장치의 제조방법에서는, 상기 발광 소자를 접착할 때에, 이미 상기 발광 소자와 겹치는 접착 영역의 외측에 있는 분량과, 하중을 거는 것에 의해 외측에 유출된 분량이 상기 발광 소자의 측면을 거슬러 올라가서, 단락이나 발광층에서 발산한 빛이 차단된다는 문제가 있다. 또한, 상기 은 페이스트와 같이 상온에서 유동성이 있는 도전성접착제의 경우, 도포량의 불균일이 많으므로, 도포량이 불충분해서 접착 불량이 일어난다는 문제가 발생할 가능성도 있다.
또한, 종래의 발광 장치의 제조방법에서는, 상기 발광 소자의 전극과 상기 리드는, 은 페이스트 등의 도전성접착제를 이용해서 접착하는 동시에 전기적으로 접속하고 있다. 상기 은 페이스트는, 예컨대, 에폭시 수지에 은 입자를 확산시킨 접착제이며, 상기 전극이나 리드와 완전금속 결합(오믹 컨텐트(ohmic contact))을 얻을 수 없다. 그 때문에, 큰 전류를 흘릴 수 없고, 발광 장치의 휘도를 높이는 것이 어렵다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 발광 소자의 발광층 측의 전극을 리드 프레임의 리드와 마주하여 전기적으로 접속할 때에, 접속 재료가 상기 발광 소자의 측면을 거슬러 올라서 단락하는 것을 막는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 발광 장치의 휘도를 용이하게 높이는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 그 밖의 목적 및 신규한 특징은, 본명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 밝혀질 것이다.
본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해서, 반도체기판(소자기판)의 1주면에 발광층을 통해서 설치된 제1전극과 리드 프레임의 제1리드를 마주하게 하여 전기적으로 접속하는 공정과, 상기 소자기판의 발광층이 설치된 면의 이면에 설치된 제2전극과 상기 리드 프레임의 제2리드를 전기적으로 접속하는 공정과, 상기 제1전극과 상기 제1리드의 접속부 및 상기 제2전극과 제2리드의 접속부를 투명한 수지로 밀봉하는 공정과, 상기 제1리드 및 제2리드를 상기 리드 프레임으로부터 절단해서 개편화(個片化)하는 공정을 갖추는 발광 장치의 제조방법에 있어서, 상기 발광 소자의 제1전극과 상기 제1리드를 전기적으로 접속하는 공정 전에, 상기 발광 소자의 제1전극상에 합금 또는 단일금속으로 된 접합재료의 막(접합재막)을 형성해 두고, 상기 제1리드의 소자탑재부에, 상기 접합재료의 확대(넓이)를 저감하는 패턴을 형성해 둔다.
이때, 상기 접합재막은, 상기 발광 장치를 제조할 때에 형성해도 좋고, 상기 제1전극과 제1리드를 전기적으로 접속하는 공정 직전에 형성해도 좋다. 그와 동일하게, 상기 리드 프레임 패턴은, 상기 리드 프레임을 제조할 때에 형성해도 좋고, 상기 제1전극과 제1리드를 전기적으로 접속하는 공정의 직전에 형성해도 좋다.
또, 상기 접합재막은, 예컨대, 증착, 스퍼터링, 도금 등의 성막기술을 이용해서 형성해 두어도 좋고, 미리 형성해 둔 박막을 상기 제1전극상에 붙여도 좋다. 이러한 방법으로 상기 접합재막을 형성할 경우, 막두께의 제어가 용이하기 때문에, 상기 접합재막의 두께의 격차가 저감한다. 또한, 상기 접합재료에는, 상기 발광 장치를 프린트배선판 등에 설치할 때에 사용하는 땜납 접합재보다 융점이 높은 금속재료를 이용하는 것이 바람직하다. 그러한 접합재료로서는, 예컨대, 금 주석(AuSn)합금이 있다.
또한, 상기 접합재료를 이용해서 상기 제1전극과 제1리드를 접합할 때에는, 상기 접합재료를 용융 혹은 연화되게 한 상태에서 하중을 걸거나, 미소진동을 가하거나 하므로, 상기 제1리드의 접합면이 평탄하다면, 상기 용융 혹은 연화된 접합재료가, 상기 제1전극과 겹치는 접합영역의 외측으로 퍼져 나가버린다. 그 때문에, 상기 제1리드의 소자탑재부에는, 상기 접합재료의 확대(넓이)를 저감하는 패턴으로서, 예컨대, 복수의 교차점이 있는 홈, 또는 복수의 섬(島)형태의 돌기를 갖는 요부(凹部) 등의 패턴을 형성해 둔다. 이렇게 하면, 상기 접합 영역의 외측으로 퍼져 나가려고 하는 접합재료는, 상기 홈 또는 요부에 유입되므로, 상기 접합영역의 외측으로 퍼져 나가는 접합재의 양을 저감할 수가 있다.
또한, 상기 제1리드의 소자탑재부에 상기 홈을 형성할 때에는, 상기 제1전극과 겹치는 접합 영역의 내측으로부터 외측에 연장되는 홈을 형성한다.
이렇게 하면, 상기 용융 혹은 연화된 접합재료가 상기 홈에 유입되어 왔을 때에, 상기 홈에 있는 공기나 가스를 효율적으로 배기할 수가 있고, 상기 접합 영역내의 홈에 거품이나 공동(空洞)이 남는 것을 막을 수 있다. 그 때문에, 접합 강도의 저하나, 열전도성, 전기 전도성의 저하를 막을 수 있다. 또한, 복수개의 홈이 교차하도록 해 두면, 상기 접합 영역내에서 각 홈에 유입된 접합재료가 외측으로 퍼져 나가려고 할 때에 상기 교차점에서 서로 충돌하므로, 외측으로 유출되기 어려워진다. 이러한 홈으로서는, 예컨대, 격자모양의 홈, 방사상의 홈과 고리모양의 홈을 조합시킨 패턴 등을 들 수 있다.
또한, 상기 제1리드의 소자탑재부에 상기 섬 형태의 돌기를 갖는 요부를 형성할 때에는 외주의 전부 또는 일부가 상기 제1전극의 외주(접합 영역)보다도 외측이 되는 것과 같은 요부(凹部)를 형성한다. 이렇게 하면, 상기 용융 혹은 연화된 접합재료가 상기 요부에 유입되어 왔을 때에, 상기 홈에 있는 공기나 가스를 효율적으로 배기할 수가 있고, 상기 접합 영역 내의 홈에 거품이나 공동이 남는 것을 막을 수 있다. 그 때문에, 접합 강도의 저하나, 열전도성, 전기 전도성의 저하를 막을 수 있다. 또한, 상기 돌기는, 상면이 평탄한 돌기로 하면, 상기 제1전극에 가까운 면이 커지므로, 상기 발광 소자를 탑재할 때의 안정성이 좋고, 소자의 경사를 막을 수 있다. 또한, 상기 발광 소자로부터 상기 제1리드로의 열전도가 효율적으로 된다. 이러한 요부로서는, 예컨대, 상기 각 돌기가 물떼새 격자모양(千鳥格子狀)으로 배치되어 있는 요부, 복수의 요부가 폭의 좁은 벤트 홈으로 연결되어 있는 것과 같은 요부를 들 수 있다.
또한, 상기 제1리드의 소자탑재부에 홈 혹은 복수의 돌기를 갖는 요부를 설치하는 것에 의해, 접합시의 가열에서 생기는 열응력을 분산되는 것이 가능하다. 그 때문에, 상기 소자기판으로서, 예컨대, GaAs등의 화합물반도체를 이용한 발광 소자 등에서 생기는 크랙을 저감할 수가 있다.
또한, 이러한 방법에서 제조한 발광 장치는, 상기 제1전극과 상기 접합재료, 상기 접합재료와 상기 제1리드는 각각 완전금속 결합(오믹 콘택트)을 얻을 수 있다. 그 때문에, 종래의 은 페이스트 등의 도전성접착제를 이용할 경우에 비교해서 큰 전류를 흘릴 수 있고, 상기 발광 장치의 휘도를 높게 할 수가 있다. 또한, 상기 발광 장치에 큰 전류를 흘릴 경우, 전기 특성면이나 방열성 때문에, 상기 리드 프레임은, 동(銅)재료를 이용하는 것이 바람직하다.
도 1(a) 및 도 1(b)은 본 발명에 관계되는 발광 소자의 개략구성을 나타내는 모식도이며, 도 1(a)는 발광 소자를 발광층 측에서 본 평면도, 도 1(b)는 도 1(a)의 A-A선단면도이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 본 발명에 관계되는 발광 소자의 개략구성을 나타내는 모식도이며, 도 2(a)는 도 1(b)의 발광층의 구성예를 나타내는 도면, 도 2(b)는 도 1(b)의 발광층의 다른 구성예를 나타내는 도면이다.
도 3(a) 내지 도 3(c)는, 본 발명에 의한 1실시형태의 발광 장치의 개략구성을 나타내는 모식도이며, 도 3(a)는 빛의 출사 방향으로부터 본 발광 장치의 평면도, 도 3(b)는 도 3(a)의 B-B선단면도, 도 3(c)는 발광 소자의 제1전극과 제1리드의 접합부의 확대 단면도이다.
도 4(a) 내지 도 4(c)는, 본 발명에 의한 1실시형태의 발광 장치의 개략구성을 나타내는 모식도이며, 도 4(a)는 제1리드의 소자탑재부의 구성을 나타내는 평면도, 도 4(b)는 도 4(a)의 C-C선단면도, 도 4(c)는 도 3(a)의 D-D선단면도이다.
도 5(a) 및 도 5(b)는, 본 실시형태의 발광 장치의 제조방법을 설명하기 위한 모식도이며, 도 5(a)는 리드 프레임의 구성을 나타내는 평면도, 도 5(b)는 발광 소자의 제1전극과 제1리드를 전기적으로 접속하는 공정의 단면도이다.
도 6(a) 및 도 6(b)는, 본 실시형태의 발광 장치의 제조방법을 설명하기 위한 모식도이며, 도 6(a) 및 도 6(b)는 각각 본 실시형태의 작용 효과를 설명하는 도면이다.
도 7은, 본 실시형태의 발광 장치의 제조방법을 설명하기 위한 모식도이며, 효과적인 홈의 구성을 설명하는 도면이다.
도 8(a) 및 도 8(b)는, 본 실시형태의 발광 장치의 제조방법을 설명하기 위한 모식도이며, 도 8(a)는 발광 소자의 제2전극과 제2리드를 전기적으로 접속하는 공정의 단면도, 도 8(b)는 투명수지로 밀봉하는 공정의 도면이다.
도 9(a）내지 도 9(C)는, 본 실시형태의 발광 장치의 특징을 설명하기 위한 모식도이며 도 9(a)는 동작에 대해서 설명하는 도면, 도 9(b)는 프린트배선판으로의 설치 방법을 설명하는 도면, 도 9(C)는 투명수지의 외형의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 10(a) 내지 도 10(C)는, 본 실시형태의 발광 장치를 제조할 때에 이용하는 리드 프레임의 제조방법을 설명하기 위한 모식도이며, 도 10(a)는 도체판을 개구하는 공정의 평면도, 도 10(b)는 도 10(a)의 E-E선단면도, 도 10(C)는 소자탑재부를 컵 모양으로 성형하는 공정의 단면도이다.
도 11(a) 내지 도 11(C)는, 본 실시형태의 발광 장치를 제조할 때에 이용하 는 리드 프레임의 제조방법을 설명하기 위한 모식도이며, 도 11(a)는 돌출부를 절곡가공의 단면도, 도 11(b) 및 도 11(C)는 소자탑재부의 내부저면에 홈을 형성하는 공정의 단면도 및 평면도이다.
도 12(a) 및 도 12(b)는, 본 실시형태의 발광 장치를 제조할 때에 이용하는 리드 프레임의 변형예를 설명하기 위한 모식도이며, 각각 격자 패턴의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 13은, 본 실시형태의 발광 장치를 제조할 때에 이용하는 리드 프레임의 변형예를 설명하기 위한 모식도이며, 격자 패턴의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 14(a) 및 도 14(b)는, 본 실시형태의 발광 장치를 제조할 때에 이용하는 리드 프레임의 변형예를 설명하기 위한 모식도이며, 각각 격자모양 이외의 패턴의 예를 나타내는 도면이다.
도 15(a) 및 도 15(b)는, 본 실시형태의 발광 장치를 제조할 때에 이용하는 리드 프레임의 다른 변형예를 설명하기 위한 모식도이며 도 15(a)는 섬(島)형태의 돌기가 설치된 요부의 구성을 나타내는 평면도, 도 15(b)는 도 15(a)의 F-F선단면도다.
도 16(a) 및 도 16(b)는, 본 실시형태의 발광 장치를 제조할 때에 이용하는 리드 프레임의 다른 변형예를 설명하기 위한 모식도이며, 각각 요부의 형성 방법을 설명하는 도면이다.
도 17(a) 및 도 17(b)은, 본 실시형태의 발광 장치를 제조할 때에 이용하는 리드 프레임의 다른 변형예를 설명하기 위한 모식도이며, 각각 요부의 변형예를 설 명하는 도면이다.
도 18(a) 내지 도 18(C)는, 본 실시형태의 발광 장치의 제조방법의 응용예를 설명하기 위한 모식도이며, 각각 투명수지의 측면에 리드를 설치할 경우의 1 예를 나타내는 도면이다.
도 19(a) 내지 도 19(C)는, 본 실시형태의 발광 장치의 제조방법의 응용예를 설명하기 위한 모식도이며, 각각 도 18(c)에 나타낸 발광 장치의 설치예를 나타내는 도면이다.
도 20은, 본 실시형태의 발광 장치의 제조방법의 응용예를 설명하기 위한 모식도이며, 소자탑재부의 형상의 응용예를 나타내는 도면이다.
도 21(a) 및 도 21(b)는, 본 실시형태의 발광 장치의 제조방법의 응용예를 설명하기 위한 모식도이며, 각각 소자탑재부가 평탄할 경우의 1 예를 나타내는 도면이다.도 22는, 본 실시예의 형태의 발광 장치의 제조방법의 응용예를 설명하기 위한 모식도이며, 삽입 설치형의 발광 장치의 구성예를 나타내는 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)
본 발명의 발광 장치의 제조방법에서는, 반도체기판(소자기판)의 1주면상에 발광층이 설치된 발광 소자의 상기 발광층상의 전극과 리드 프레임의 리드를 마주하여 전기적으로 접속할 때에, 상기 발광층상의 전극측에, 합금 또는 단일금속으로 이루어지는 접합재료의 막(접합재막)을 형성해 둔다. 또한 이때, 상기 발광층상의 전극과 접속되는 리드의 소자탑재부에는, 상기 발광층상의 전극의 외주(外周)보다 외측으로 퍼져 나가는 접합재료의 양을 저감하는 패턴을 형성해 둔다.
도 1(a) 내지 도 2(b)는, 본 발명에 관계되는 발광 소자의 개략구성을 나타내는 모식도이며, 도 1(a)는 발광 소자를 발광층 측에서 본 평면도, 도 1(b)은 도 1(a)의 A-A선단면도, 도 2(a)는 발광층의 구성예를 나타내는 도면, 도 2(b)는 발광층의 다른 구성예를 나타내는 도면이다.
도 1(a) 및 도 1(b)의 각 도면에 있어서, (1)은 발광 소자, (101)은 반도체기판(소자기판), (102)은 발광층, (103)은 절연체막, (103A)는 콘택트 홀, (104)은 제1전극, (105)은 제2전극이다.
또한, 도 2(a) 및 도 2(b)의 각 도면에 있어서, (102A)는 n형 반도체층, (102B)은 p형 반도체층이다. 또한, 도 2(b)에 있어서, (102C)은 활성층이다.
본 발명에 관계되는 발광소자(1)는, 예컨대, LED나 LD등의 발광 소자이며, 도 1(a) 및 도 1(b)에 나타낸 바와 같이, 반도체기판(소자기판)(101)의 1주면상에 발광층(102)이 설치되어 있다. 또한, 상기 발광층(102)상에는, 개구부(콘택트 홀)(103A)를 갖는 절연체막(103)을 통해서 상기 발광층(102)과 전기적으로 접속된 제1전극(104)이 설치되어 있다. 또한, 상기 소자기판(101)의 상기 발광층(102)이 설치된 면의 이면에는 제2전극(105)이 설치되어 있다. 이때, 상기 소자기판(101)은, 예컨대, GaAs, GaN, 사파이어(Al203), SiC 등의 재료로 이루어진다. 특히, 높은 투광성을 갖는 소자기판을 이용하는 것에 의해, 상기 발광층(102)이 출발하는 빛의 일부가 상기 투광성의 소자기판을 통해서 외부로 출사되기 때문에, 발광 효율을 보 다 향상할 수가 있다. 또한 이때, 상기 발광소자(1)는, 예컨대, 칩 외형(소자기판(101))의 평면형상이 정방형 또는 직사각형에서 1변의 길이 L1이 100μm부터 1000μm이다. 또한, 상기 발광소자(1)의 두께T1은, 예컨대, 20μm부터 400μm이다.
또한, 상기 발광소자(1)가 LED인 경우, 상기 발광층(102)은 일반적으로 호모 접합이며, 예컨대, 도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 상기 소자기판(101)측으로부터, n형 반도체층(102A), p형 반도체층(102B)이 적층되어 있다. 이때, 상기 발광층(102)은, 측면으로부터도 빛을 발산하므로, 측면이 노출되어 있다. 또한 이때, 상기 발광소자(1)가 적색발광의 LED라고 하면, 예컨대, 상기 소자기판(101)은 GaAs로 이루어지고, 상기 n형 반도체층(102A) 및 상기 p형 반도체층(102B)은 각각, 예컨대, n형 AlGaAs 및 p형 AlGaAs로 이루어진다. 또한, 상기 절연체막(103)은, 예컨데, SiO2로 이루어지고, 상기 제1전극(104)및 제2전극(105)은, 니켈(Ni)로 이루어진다. 또한 이때, 상기 발광층(102)의 두께T2는, 상기 소자기판(101)의 두께와 비교해서 대단히 엷고, 예컨데, 1μm 정도이다. 또한, 상기 절연체막(103)의 두께T3 및 상기 절연체막(103)상의 제1전극(104)의 두께T4도, 상기 소자기판(101)의 두께와 비교해서 대단히 엷고, 각각 예컨대, 1μm 및 0.5μm 정도이다.
또한, 상기 발광소자(1)가 고휘도 LED나 LD인 경우, 상기 발광층(102)은 더블 헤테로 구조를 가지고, 예컨대, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 밴드갭의 큰 n형 반도체층(102A)과 p형 반도체층(102B)의 사이에, 밴드갭의 작은 활성층(102C)이 설치되어 있다. 이때도, 상기 발광층(102)은 측면이 노출되어 있다. 이러한 발광소 자(1)의 경우, 예컨데, 상기 소자기판(101)은 GaAs로 이루어지고, 상기 n형 반도체층10202A 및 p형 반도체층(102B) 및 활성층(102C)은 각각, n형AlGaAs, p형 AlGaAs, GaAs로 이루어진다. 또한, 상기 절연체막(103)은, 예컨대, SiO2로 이루어지고, 상기 제1전극(104)및 제2전극(105)은, 니켈(Ni)로 이루어진다. 또한 이때, 상기 발광층(102)의 두께T2은, 상기 소자기판(101)의 두께와 비교해서 대단히 얇고, 예컨대, 1μm 정도이다. 또한, 상기 절연체막(103)의 두께T3 및 상기 절연체막(103)상의 제1전극(104)의 두께T4도, 상기 소자기판(101)의 두께와 비교해서 대단히 얇고, 각각 예컨대, 1μm 및 0.5μm 정도이다.
또, 이것들의 구성은 상기 발광소자(1)의 구성의 1개의 예이며, 본 발명은 이것들의 구성이 의해서 제한되는 것은 아니다.
(실시형태)
도 3(a) 내지 도 4(C)는, 본 발명에 의한 1실시형태의 발광 장치의 개략구성을 나타내는 모식도이며, 도 3(a)는 빛의 출사 방향으로부터 본 발광 장치의 평면도, 도 3(b)는 도 3(a)의 B-B선단면도, 도 3(c)는 발광 소자의 제1전극과 제1리드의 접합부의 확대 단면도, 도 4는 제1리드의 소자탑재부의 구성을 나타내는 평면도, 도 4(b)는 도 4(a)의 C-C선단면도, 도 4(C)는 도 3(a)의 D-D선단면도이다.
도 3(a) 내지 도 4(c)의 각 도면에 있어서, (201)은 제1리드, (201A)는 소자탑재부, (201B 및 201C)은 홈, (201D)는 탈락 방지용의 돌기부, (202)은 제2리드, (202A)는 탈락 방지용의 돌기부, (3)은 본딩와이어, (4)은 투명수지, (5)은 접합재 료이다.
본 실시형태의 발광 장치는, 도 3(a) 및 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, 상기 발광소자(1)와, 상기 발광소자(1)를 탑재하는 소자탑재부(201A)를 갖는 제1리드(201)와, 상기 발광소자(1)의 제2전극(105)과 본딩와이어(3)로 전기적으로 접속된 제2리드(202)와, 상기 발광소자(1)의 주위를 밀봉하는 투명수지(4)에 의해 구성된다.
또, 상기 제1리드(201)는, 상기 소자탑재부(201A)가 평탄한 저면을 갖는 컵 모양으로 성형되고 있으며, 상기 발광소자(1)는 상기 컵 내에 탑재되어 있다. 또한 이때, 상기 발광소자(1)는, 예컨대, 도 3(c)에 나타낸 바와 같이, 상기 제1전극(104), 즉 상기 발광층(102)측을 상기 소자탑재부(201A)와 마주하여 탑재하고 있으며, 상기 제1전극(104)과 상기 소자탑재부(201A)는, 합금 또는 단일금속으로 이루어지는 접합재료(5)로 전기적으로 접속되어 있다. 본 실시형태에서는, 상기 접합재료(5)는, 예컨대, 금 주석(AuSn)합금으로 한다. 또 이때 상기 소자탑재부(201A)에는, 도 3(c)및 도 4(a)에 나타낸 바와 같이 상기 발광소자(1)의 제1전극(104)과 겹치는 접합 영역(AR1)의 내부로부터 외부로 연장되는 격자모양의 홈(201B, 201C)이 설치되어 있다. 또, 상기 격자모양의 홈(201B, 201C)은, 상기 접합영역(AR1)의 내부에 교차점이 복수개 존재하는 것 같은 간격으로 설치되어 있다.
또한 상기 제1리드(201)는, 예컨대, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 상기 컵 모양의 소자탑재부(201A)의 평탄한 저면의 두께T5가, 본래의 리드의 두께T6보다도 얇아져 있다고 한다. 이때, 본래의 리드의 두께T6은, 예컨대, 100μm정도이며, 상 기 소자탑재부(201A)의 저면의 두께T(5)은 80μm 정도라고 한다. 또한, 상기 소자탑재부(201A)를 컵 모양으로 성형할 때에는, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 상기 소자탑재부(201A)의 외부저면과, 소자탑재부 외에서의 소자탑재면의 이면이 동일평면 위에 올라오도록 성형하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 상기 투명수지(4)로 밀봉했을 때에, 도 3(b)에 나타낸 것 같이, 상기 소자탑재부(201A)의 외부저면이 노출하므로, 상기 발광소자(1)에서 생긴 열을 효율적으로 외부에 방열할 수가 있다. 또한, 상기 제1리드(201) 및 제2리드(202)에 동(銅)재료를 이용하는 것으로써 열방산성이 더욱 좋아진다.
또, 상기 컵 모양의 소자탑재부(201A)의 내부측면은, 도 3(b)에 나타낸 것 같이, 상기 발광층(102)으로부터 지면수평방향에 발생한 빛을 반사해서 지면상 방향으로 출사하는 반사판으로서 이용할 수 있다. 그 때문에, 상기 내부측면에는 상기 홈이 설치되지 않고 있다. 또한, 상기 내부측면을 반사판으로서 이용할 경우, 상기 내부측면은, 예컨대, 상기 내부저면과 비교해서 거친 면이 작은 면, 바꿔 말하면 보다 매끈매끈한 평면 혹은 곡면으로 하는 것으로써 빛의 산란을 적게 할 수가 있고, 빛의 집광율을 향상할 수가 있다. 또한 이때, 빛의 집광율을 높게 하기 위해서는, 도 4(b)에 나타낸 것 같은 상기 내부저면과 내부측면이 하는 각θ을, 예컨대, 135도 정도로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시형태의 발광 장치와 같이 , 상기 소자탑재부(201A)의 외부저면이 노출되도록 투명수지(4)로 밀봉할 경우, 상기 제1리드(201) 및 제2리드(202)에는, 예컨대, 도 3(b) 및 도 4(c)에 나타낸 바와 같이, 상기 소자탑재부(201A)의 개 구단측, 바꿔 말하면 상기 투명수지(4)에 파고드는 것과 같은 방향으로 구부러진 탈락 방지용의 돌기부(201D, 202A)를 설치하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 예컨대, 상기 제2리드(202)는, 도 4(c)에 나타낸 바와 같이, 상기 돌기부(202A)의, 제2리드(202)의 노출면과 연속하고 있는 면이 상기 투명수지(4)의 내부에 존재하므로, 상기 제2리드(202A)가 상기 투명수지(4)로부터 벗겨져서 탈락하는 것을 막을 수 있다.
도 5(a) 내지 도 8(b)은, 본 실시형태의 발광 장치의 제조방법을 설명하기 위한 모식도이며, 도 5(a)는 리드 프레임의 구성을 나타내는 평면도, 도 5(b)는 발광 소자의 제1전극과 제1리드를 전기적으로 접속하는 공정의 단면도, 도 6(a) 및 도 6(b)는 각각 본 실시형태의 작용 효과를 설명하는 도면, 도 7은 효과적인 홈의 구성을 설명하는 도면, 도 8(a)는 발광 소자의 제2전극과 제2리드를 전기적으로 접속하는 공정의 단면도, 도 8(b)은 투명수지로 밀봉하는 공정의 도면이다.
본 실시형태의 발광 장치를 제조할 때에는, 예컨대, 도 5(a)에 나타낸 바와 같이, 도체판을 개구하여 상기 제1리드(201) 및 제2리드(202)가 돌출한 개구부(2A)를 형성한 리드 프레임(2)을 이용한다.
이때, 상기 리드 프레임(도체판)(2)은, 예컨대, 두께가 100μm정도인 동판을 이용한다. 또한 이때, 상기 리드 프레임(2)은, 한 쪽에 긴 자 같은 테이프 모양 또는 직사각형이며, 도 5(a)에 나타낸 것 같은 개구부(2A)가 X방향으로 복수개소 연속적으로 형성되어 있어도 좋고, 1장의 도체판에 상기 개구부(2A)가 1개만 형성되어 있어도 좋다. 또, 상기 리드 프레임(2)의 제조방법에 대해서는, 나중에 설명하 기로 하고 여기에서는, 상기 제1리드(201)의 소자탑재부(201A)는 컵 모양으로 성형되며, 또한, 내부저면에 격자모양의 홈(201B, 201C)이 형성되어 있는 것으로 한다. 또한, 상기 제1리드(201) 및 제2리드(202)의 탈락방지용의 돌기부(201D, 202A)도 상기 소자탑재부(201A)의 개구단측으로 구부려져 있는 것으로 한다.
이러한 리드 프레임(2)을 이용해서 발광 장치를 제조할 때에는, 우선, 상기 제1리드(201)의 소자탑재부(201A)의 내부저면과 상기 발광소자(1)의 제1전극(104)을 마주하게 하여 전기적으로 접속한다. 이때, 상기 발광소자(1)의 제1전극(104)에는, 도 5(b)에 나타낸 바와 같이, 예컨대, 금 주석 합금으로 이루어진 접합재막(5)을 미리 형성해 둔다. 상기 금 주석 합금막은, 예컨대, 증착법을 이용해서 형성한다. 또한 이때, 상기 접합재막(금 주석 합금막)(5)의 두께T7은, 예컨대, 1.5μm로 한다. 또, 상기 접합재막(5)은, 상기 금 주석 합금막에 한하지 않고, 다른 합금 혹은 단일금속으로 된 접합재료를 이용해서 형성해도 좋다. 또한, 상기 접합재막(금 주석 합금막)(5)은, 증착법에 한하지 않고, 스퍼터법, 도금법을 이용해서 형성해도 좋다. 또한 그 밖에도, 예컨대, 미리 박막모양으로 가공한 접합재막을 상기 제1전극(104)에 붙여도 좋다. 본 실시형태에 있어서는, 상기와 같이 , 접합재로서 저융점의 금속으로 이루어지는 납 재(brazing filler)를, 미리 박막모양으로 형성된 것을 이용했다. 종래의 대표적인 도전성접착제인 은 페이스트는, 도전 입자인 은입자와 매체가 되는 에폭시 수지 등의 유기수지 페이스트와의 혼합물이다. 이렇게 이종재료의 혼합물이며, 또한 상온에서 페이스트상의 특성을 가지는 도전성접착제는, 공급량이나, 공급 후의 형상의 고도한 제어가 곤란했다. 본실시의 형태에 있어서 는, 발광소자(1)의 발광층(102)이, 소자기판(101)과 소자탑재부(201A)와의 사이에 배치되기 때문에, 소자탑재부(201A)와 발광층(102)의 거리가 짧고, 접합제에 의한 단락의 위험이 크다. 이러한 소자구조에 대하여 제어성이 나쁜 은 페이스트 등의 접착제를 사용해서 단락을 막는 것은 곤란하다. 거기에서, 본 실시형태에 있어서는, 형상제어성이 높은 납재가 박막모양으로 형성된 것을 접합재료(5)로서 이용하는 것에 의해, 발광층(102)이 소자기판(101)과 소자탑재부(201A)의 사이에 배치되는 발광 장치를 제조할 경우에 있어서, 접합재료(5)에 의한 발광층(102)의 단락의 위험을 작게 할 수가 있었다.
본 실시형태의 발광 장치의 제조방법에서는, 도 6(a)에 나타낸 바와 같이, 상기 접합재막(5)을 상기 제1리드(201)의 소자탑재부(201A)와 접촉시킨 상태에서 상기 접합재막(5)을 가열하면, 상기 접합재막(5)이 용융 혹은 연화되어서 상기 제1전극(104)과 상기 소자탑재부(201A)가 접합된다.
또한 이때, 상기 소자탑재부(201A)의 온도를, 미리 상기 접합재막(5)의 융점이상으로 가열해 두고, 또한, 상기 발광 소자(2)의 온도는 상기 접합재막(5)의 융점이하로 유지한 상태에서, 상기 접합재막(5)과 상기 소자탑재부(201A)를 접촉시키면, 접합 공정을 단시간에 완료시킬 수 있다. 그 때문에, 접합시의 가열이 상기 발광소자(1)에 미치는 소자특성의 열화를 작게 할 수가 있다. 또한, 상기 접합재막(5)을 이용해서 상기 발광소자(1)의 제1전극(104)과 상기 제1리드(소자탑재부(201A))를 접합할 때에, 표면에 산화막이 있으면, 잘 접합할 수 없다. 그 때문에, 이 접합 공정은, 예컨대, 질소 가스나 아르곤 가스 등의 불활성 가스분위기, 혹은 고진공하(高眞空下) 등, 상기 각 재료가 산화되지 않는 분위기 중에서 하는 것이 바람직하다.
상기 접합재막(5)이 금 주석 합금막인 경우, 공정(共晶) 온도(280℃) 이상의 온도, 예컨대, 300℃이상의 온도에서 상기 금 주석 공정을 연화되게 해서 접합한다. 이때, 상기 발광소자(1)에는, 도 6(a)에 나타낸 것 같이, 제2전극(105)측으로부터 하중을 걸거나, 스크럽으로 불리는 미소진동을 가하거나 하므로, 상기 연화된 금 주석 공정의 일부가, 상기 소자탑재부(201A)의 홈(201B, 201C)에 유입되어 오는 동시에, 상기 제1전극과 겹치는 접합 영역(AR1)의 외측으로 퍼져 나간다. 그 때문에, 상기 접합 영역(AR1)의 외측으로 퍼져 나가는 접합재료(5)의 양을 저감할 수가 있다. 또한 이때, 상기 소자탑재부(201A)의 홈(201B, 201C)을, 상기 접합 영역(AR1)의 외측까지 연장시켜 두면, 상기 접합재료(5)가 홈(201B, 201C)에 유입되어 왔을 때에, 원래 상기 홈(201B, 201C)에 존재하는 공기나, 상기 접합재료(5)를 용융시키는 것으로 발생해서 상기 홈(201B, 201C)에 말려든 가스를 효율적으로 배출시킬 수 있다.
그 때문에, 상기 홈(201B, 201C)에 유입된 접합재(5)에 의해 가둬진 공기나 가스로 이루어진 거품의 발생을 막을 수 있고, 접합 강도의 저하, 전기 전도성 및 열전도성의 저하를 막을 수 있다. 또한, 상기 가스나 공기를 상기 홈(201B, 201C)으로부터 효율적으로 배출시킬 수 있으므로, 상기 홈(201B, 201C)에 존재하는 공기나 가스의 이동시, 혹은 상기 홈(201B, 201C)에 유입된 접합재료에 의해 가둬진 가스나 공기가 압축되어 터질 때에 발생하는 상기 접합재료(5)의 비산을 막을 수도 있다.
또한, 상기 발광소자(1)에 하중을 걸었을 경우, 초기의 단계에서는, 상기 접합재료(5)가 상기 홈(201B, 201C)에 유입되고, 상기 홈(201B, 201C)에 존재한 가스나 공기를 배출하지만, 상기 홈(201B, 201C)이 상기 접합재료(5)로 채워지면, 이번은, 상기 홈(201B, 201C)에 유입된 접합재료(5) 자체가, 도 6(b)에 나타낸 바와 같이, 상기 홈(201B, 201C)을 통하여 상기 접합 영역(AR1)의 외측으로 유출되려고 한다. 이때, 상기 홈(201B, 201C)에 유입된 접합재료(5)의 이동이 용이하다면, 상기 접합 영역(AR1)의 외측으로 넓어지기 쉬워진다. 거기에서, 예컨대, 본 실시형태에서 이용하는 리드 프레임(2)과 같이 , 상기 제1전극(104)과 겹치는 접합 영역(AR1)내에 복수의 교차점을 가지는 격자모양의 홈(201B, 201C)을 형성해 두면, 홈(201B, 201C)에 따라 이동하려고 하는 접합재료(5)끼리 상기 교차점(AR2, AR3)등에서 충돌하고, 이동하기 어려워진다. 그 때문에, 상기 접합 영역(AR1)의 외측으로 퍼져 나가는 접합재료(5)의 양을 최소한으로 할 수가 있다.
그 결과, 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 제1전극(104)과 겹치는 접합 영역의 접합재료(5)의 두께T8을, 충분한 접합 강도를 확보할 수 있는 두께로 제어하는 것이 용이해지는 동시에, 상기 접합 영역(AR1)의 외측으로 퍼져 나가는 접합재료(5)의 양을 적게 할 수가 있다. 그 때문에, 상기 접합 영역(AR1)의 외측으로 유출된 접합재료(5)가 발광소자(1)의 측면을 거슬러 오르는 것을 막을 수 있다. 또한, 상기 접합재료(5)의 거슬러 오름을 막을 수 있으므로, 거슬러 올라간 접합재료(5)에 의한 단락, 혹은 발광층(102)으로부터 발산된 빛의 차단에 의한 광량(휘 도)의 저하를 막을 수 있다.
또한 이때, 상기 접합재료(5)의 두께 중, 접합후의 상기 제1전극(104)과 겹치는 영역의 가장 얇은 부분의 두께T8은, 재질, 접합시의 온도, 접합시의 하중, 상기 제1전극 및 소자탑재부의 표면의 상기 접합재에 대한 친화성 등의 요인으로서 결정된다. 일례로서, 상기 접합 후의 상기 접합재료(5)의 가장 희미해지는 부분의 두께T8은 0.5μm이다. 본 실시형태에서는, 접합 전의 상기 접합재막 T7의 두께를 1.5μm로 했으므로, 상기 제1전극(104)상에 형성한 상기 접합재막(5)의 전용적(全容積) 중, 약3분의 2가 과잉으로에 공급된 접합재료로서, 상기 홈(201B, 201C)에 유입되거나, 상기 접합 영역(AR1)의 외측으로 퍼져 나가게 된다. 이때, 상기 접합 영역의 외측으로 퍼져 나가는 접합재료(5)의 양을 최소한으로 하기 위해서는, 상기 접합 영역(AR1)의 내측에서의 홈(201B, 201C)의 용적이, 상기 과잉으로 공급한 분량의 용적과 거의 같은 정도인 것이 바람직하다.
또, 상기 홈(201B, 201C)의 용적에 관해서, 상술한 바와 같은 바람직한 조건을 채우고 있어도, 상기 홈(201B, 201C)의 깊이가 얕고, 폭이 넓을 경우, 상기 홈(201B, 201C)에 유입된 접합재료(5)에 대한 유동 저항이 작아져, 상기 홈(201B, 201C)에 유입된 접합재료(5)가 상기 접합 영역(AR1)의 외측으로 퍼져 나가기 쉬워진다. 또한, 상기 홈(201B, 201C)의 폭이 넓어지면, 상기 홈(201B, 201C)에 의해 분할된 각 철부(凸部)의 상면의 면적이 작아져, 열전도성이 저하하거나, 혹은 접합시에 발광 소자가 기운다는 문제가 생긴다. 그 때문에, 상기 홈(201B, 201C)의 폭W나 간격G은, 상기 접합 영역에 있어서 상기 홈(201B, 201C)을 형성하고 있는 영역 의 면적이, 상기 접합 영역전체의 면적의 반 이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 홈(201B, 201C)의 용적에 관해서 상술한 바와 같은 바람직한 조건을 만족하기 위해서는, 상기 홈(201B, 201C)의 깊이D를, 적어도 상기 발광소자(1)의 제1전극(104)상에 형성한 접합재막(5)의 두께T7보다도 깊게 하는 것이 바람직하다. 단지, 상기 홈(201B, 201C)의 깊이D를 깊게지나치게 하면, 상기 용융 혹은 연화된 접합재료(5)를 상기 홈에 충만시키는 것이 어렵게 되어, 상기 홈(201B, 201C)에 거품이나 공동이 생기기 쉬워진다.
본 실시형태와 같이 , 상기 접합재막(5)의 두께가 1.5μm인 경우, 상기 홈(201B, 201C)의 깊이D는, 3μm으로부터 13μm정도로 하는 것이 바람직하고, 특히, 6μm으로부터 8μm정도가 가장 바람직하다. 또한, 상기 홈(201B, 201C)의 폭W는 5μm부터 30μm정도가 바람직하고, 간격G은 60μm정도가 바람직하다.
이렇게 하여, 상기 발광소자(1)의 제1전극(104)과 상기 제1리드(201)(소자탑재부(201A))를 접합한 후에는, 종래의 제조방법과 동일하며, 우선, 도 8(a)에 나타낸 바와 같이, 상기 발광소자(1)의 제2전극(105)과 상기 제2리드(201)를 본딩와이어(3)로 전기적으로 접속한다. 다음에, 도 8(b)에 나타낸 바와 같이, 상기 발광소자(1) 및 상기 발광 소자의 제1전극(104)과 소자탑재부(201A)의 접합 부분 및 상기 발광소자(1)의 제2전극(105)과 제2리드(201)의 접속 부분을 투명수지(4)로 밀봉한다. 이때, 상기 투명수지(4)를, 도 8(b)에 나타낸 것 같이, 상기 리드 프레임의 상기 발광소자(1)가 탑재된 면측에만 형성하면, 상기 소자탑재부(201A)의 외부저면이 상기 투명수지(4)의 표면에 노출되도록 밀봉할 수 있고, 열방산성이 향상한다. 또한, 상기 투명수지(4)로 밀봉하기 전에, 예컨대, 상기 컵 모양의 소자탑재부(201)에, 형광안료나 형광염료 등을 포함하는 파장변환 재료를 충전해 두면, 상기 발광소자(1)가 발산한 빛의 파장을 임의로 변환하여, 임의의 색의 빛을 출사하게 하는 것이 가능하다. 그 후, 상기 제1리드(201) 및 제2리드(202)를 상기 리드 프레임(2)으로부터 절단해서 개편화하면, 도 3(b)에 나타낸 것과 같은 발광 장치를 얻을 수 있다.
도 9(a) 내지 도 9(C)는, 본 실시형태의 발광 장치의 특징을 설명하기 위한 모식도이며, 도 9(a)는 동작에 대해서 설명하는 도면, 도 109(b)는 프린트배선판으로의 설치 방법을 설명하는 도면, 도 9(C)는 투명수지의 외형의 변형예를 설명하는 도면이다.
본 실시형태의 발광 장치는, 도 9(a)에 나타낸 바와 같이, 컵 모양으로 성형된 소자탑재부(201A)의 내부에 상기 발광소자(1)가 탑재되어 있다. 이때, 상기 제1리드(201) 및 제2리드(202)를 통해서 상기 발광소자(1)에 전력을 공급하면, 상기 발광층(102)으로부터 빛을 발산한다.
또한 이때, 상기 발광층(102)의 측면으로부터 상기 소자기판(101)의 주면 방향(지면수평방향)에 발생한 빛은, 도 9(a)에 나타낸 바와 같이, 상기 소자탑재부(201A)의 내부측면에서 반사하여, 지면상 방향으로 진로를 바꾸어서 상기 발광 장치로부터 출사된다. 또한, 상기 소자기판(101)이 투명한 기판인 경우, 상기 발광층(102)으로부터 상기 소자기판(101)의 방향으로 발산한 빛도, 상기 소자기판(101)을 투과해서 지면상 방향으로 출사된다. 또한, 상기 제1리드(소자탑재부(201A))와 상기 발광소자(1)의 제1전극(104)은, 금 주석 합금 등의 금속으로 된 접합재료(5)로 접합되고 있어, 오믹컨택트를 얻는 것이 가능하다. 그 때문에, 큰 전류가 흐를 수 있다. 그 때문에, 예컨대, 스트로보나 액정 모니터의 백라이트와 같은 고휘도의 빛이 요구되는 발광 장치로서 이용할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 발광 장치는, 상기 제1리드(201)의 소자탑재면(201A)의 이면, 즉 상기 빛이 출사하는 면의 이면측에 상기 제1리드(201) 및 제2리드(202)가 노출되어 있다. 그 때문에, 상기 발광 장치를 프린트배선판(6)에 실장할 때에는, 도 9(b)에 나타내는 것과 같이, 상기 제1리드(201A) 및 제2리드(202A)가 노출된 면을 상기 프린트배선판(6)과 마주하여 설치한다. 이때, 상기 제1리드(201) 및 제2리드(202)과 상기 프린트배선판의 배선(601, 602)은 각각, 예컨대, 주석 연(SnPb)합금, 주석 은(SnAg)합금 등이 땜납 접합재(7)를 이용해서 전기적으로 접속한다. 또, 전기 땜납 접합재(7)를 이용해서 상기 제1리드(201) 및 제2리드(202)와 상기 프린트배선판(6)의 배선(601, 602)을 접합할 때에는, 상기 땜납 접합재(7)를 가열해서 용융 혹은 연화되게 한다. 그 때문에, 상기 발광소자(1)의 제1전극(104)과 상기 소자탑재부(201A)를 접합하는 접합재료(5)는, 융점이 상기 땜납 접합재(7)의 융점보다 높은 금속재료를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시예의 발광 장치로는, 예컨대, 도 9(c)에 나타낸 바와 같이, 상기 투명수지(4)의 광출사면에 상기 철상(凸狀)의 렌즈부(4A)를 설치해도 좋다.
상기 투명수지(4)의 빛의 출사면이, 예컨대, 도 9(a)에 나타낸 것과 같이 평탄하다면, 상기 발광층(102)이 발산한 빛이 상기 소자탑재부(201A)의 내부측면에서 반사했을 때에, 반사하는 위치에 의해 출사 방향이 다르다. 그 때문에, 상기 발광 장치로부터 출사되는 광은 퍼져버린다. 한편, 도 9(c)에 나타낸 것 같이, 철상의 렌즈부(4A)가 있으면, 상기 렌즈부(4)를 이용해서 빛의 출사 방향을 갖추고, 집광성을 높게 할 수가 있다.
다음에서, 본 실시형태의 발광 장치를 제조할 때에 이용하는 리드 프레임의 제조방법에 대해서 설명한다.
도 10(a) 내지 도 11(C)는, 본 실시형태의 발광 장치를 제조할 때에 이용하는 리드 프레임의 제조방법을 설명하기 위한 모식도이며, 도 10(a)는 도체판을 개구하는 공정의 평면도, 도 10(b)는 도 10(a)의 E-E선 단면도, 도 10(C)는 소자탑재부를 컵 모양으로 성형하는 공정의 단면도, 도 11(a)는 돌출부를 절곡가공의 단면도, 도 11(b) 및 도 11(C)는 소자탑재부의 내부저면에 홈을 형성하는 공정의 단면도 및 평면도이다.
본 실시형태의 발광 장치를 제조할 때에 이용하는 리드 프레임(2)은, 예컨대, 1쪽에 긴 자 형태의 테이프 모양 또는 직사각형의 도체판 (동판)을 이용해서 제조한다. 이때, 우선, 도 10(a)에 나타낸 바와 같이, 상기 도체판(2)에, 상기 제1리드(201) 및 제2리드(202)가 돌출한 개구부(2A)를 연속적으로 형성한다. 상기 개구부(2A)는, 예컨대, 금형을 이용한 타발가공(打拔加工) 또는 에칭으로 형성한다. 또한 이때, 상기 제1리드(201) 및 제2리드(202)는 도 10(b)에 나타낸 것 같이 평탄하며, 예컨대, 타발 가공에 의해 파탄면에 휘어짐이 생길 경우는, 평탄화 처리를 한다.
다음으로, 예컨대, 도 10(c)에 나타낸 바와 같이, 금형(8A, 8B)을 이용한 프레스 가공에서 상기 소자탑재부(201A)를 컵 모양으로 성형한다. 그리고 계속하여, 도 11(a)에 나타낸 바와 같이, 상기 제1리드(201) 및 제2리드(202)의 탈락 방지용 돌기부(201D, 202A)의 구부리기 가공을 한다.
다음으로, 예컨대, 도 11(b)에 나타낸 바와 같이, 상기 컵 모양의 소자탑재부(201A)를 하형(下型)(8D)으로 지지한 상태에서, 산형(山型)의 가공도(加工刀)(801D)가 Y방향에 나란한 상형(上型)(8D)을 상기 소자탑재부(201A)의 내부저면으로 밀어 붙인다. 이렇게 하면, 도 11(c)에 나타낸 바와 같이, 상기 소자탑재부(201A)의 내부저면에, 상기 X방향으로 평행한 복수개의 홈(201B)을 형성하는 것이 가능하다. 그 후에, 도시는 생략하지만, 계속해서 상기 산(山)형태의 가공도가 X방향에 나란한 상형을 상기 소자탑재부(201A)의 내부저면으로 밀어 붙이면, Y방향으로 평행한 복수개의 홈(201C)을 형성할 수가 있고, 그 결과, 도 4(a)에 나타낸 것과 같은, 격자모양의 홈(201B, 201C)을 형성할 수가 있다. 또한, 상기 홈(201B, 201C)을 형성할 때에는, 이러한 방법에 한하지 않고, 예컨대, 상기 소자탑재부(201A)를 컵 모양으로 성형하는 공정에서 사용하는 금형 (상형 8A)의, 상기 소자탑재부(201A)의 내부저면과 접촉하는 면에, 격자모양의 가공도를 설치해 두어도 좋다.
이렇게 하면, 상기 소자탑재부(201A)를 컵 모양으로 성형하는 것과 동시에, 상기 소자탑재부(201A)의 내부저면에 격자모양의 홈(201B, 201C)이 형성되므로, 도 11(b)에 나타낸 것 같은 금형(8D)을 이용한 홈의 형성을 하지 않아도 좋다.
이상에서 설명한 것 같이, 본 실시형태의 발광 장치의 제조방법에 의하면, 상기 발광소자(1)의 제1전극(104)상에 설치한 접합재료(5)를 이용해서 상기 리드 프레임의 제1리드(201)(소자탑재부(201A))를 접합하는 것으로써 제1전극(104)과 겹치는 접합 영역(AR1)의 외측으로 퍼져 나가는 접합재료(5)의 양을 저감하고, 상기 발광소자(1)의 측면으로 거슬러 오름를 막는 것이 가능하다. 그 때문에, 두께가 수 μm의 발광층(102)측을 상기 소자탑재부(201A)와 마주하여 접합했을 때의 단락이나 빛의 차단을 막을 수 있다. 또한, 단락이나 빛의 차단에 의한 불량품이 저감하므로, 상기 발광 장치의 제조 제품 비율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 발광소자(1)의 제1전극(104)과 상기 제1리드(201)(소자탑재부(201A))를 합금 또는 단일금속으로 이루어지는 접합재료(5)로 접합하므로, 오믹 컨텐트(ohmic contact)가 얻어지고, 큰 전류를 흐르게 할 수 있게 된다. 그 때문에, 상기 발광 장치의 고휘도화가 용이해진다.
또한, 상기 발광소자(1)의 제1전극(104)과 상기 제1리드(201)(소자탑재부(201A))를 합금 또는 단일금속으로 이루어지는 접합재료(5)로 접합하므로, 상기 발광소자(1)로부터 상기 제1리드(201)에의 열전도성이 향상한다. 또한, 상기 제1리드(201)이 동(銅)재료이면, 열방산성이 더욱 높아진다.
또한, 동재료으로 이루어진 제1리드(201)(소자탑재부(201A))에, 예를 들면, 소자기판(101)이 GaAs 등의 화합물반도체로 이루어진 발광소자(1)를 탑재할 경우, 접합시의 열응력으로 파탄하는 경우가 있지만, 본 실시형태에서 설명한 것 같이, 상기 소자탑재부(201A)에 홈(201B, 201C)을 형성해 두는 것으로써 상기 열응력을 분산되게 할 수 있다. 그 때문에, 열응력에 의한 상기 소자기판(101)의 파탄을 막을 수 있다.
또한, 본 실시형태에서 설명한 것 같이, 상기 제1리드(201)의 소자탑재부(201A)가 컵 모양으로 성형되어 있으면, 별도 반사판을 설치하지 않아도, 상기 발광소자(1)가 발산한 빛의 집광율을 높게 해서 출사하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시형태에서는, 상기 제1리드(201)의 소자탑재부(201A)에 형성한 홈(201B, 201C)은, 도 4(a)에 나타낸 것 같이, X방향으로 평행한 복수개의 홈(201B)과 Y방향에 평행한 복수개의 홈으로 이루어지는 격자모양의 홈(201C)이었지만, 상기 홈의 용적, 교차점등에 대해서 상기와 같은 바람직한 조건을 만족하고 있으면, 다른 패턴이어도 좋다.
도 12(a) 내지 도 14(b)는, 본 실시형태의 발광 장치를 제조할 때에 이용하는 리드 프레임의 변형예를 설명하기 위한 모식도이며, 도 12(a) 및 도 12(b) 및 도 13은 격자 패턴의 변형예를 설명하는 도면, 도 14(a) 및 도 14(b)는 격자모양이외의 패턴의 예를 나타내는 도면이다.
본 실시형태의 발광 장치를 제조할 때에 이용하는 리드 프레임(2)에 있어서, 상기 소자탑재부(201A)에 홈을 형성할 때에는, 우선, 홈의 용적에 관해서, 상기와 같이 , 상기 발광소자(1)의 제1전극(104)과 중첩되는 접합 영역(AR1)내의 홈의 용량이, 상기 제1전극(104)상에 형성한 접합재료(5)의 전체 용량으로부터 접합후의 상기 접합 영역(AR1)의 면적과 두께T8의 곱에 상당하는 용량을 감한 값과 같은 정도로 되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 홈에 유입된 접합재료(5)가 상기 접합 영역(AR2)의 외측으로 퍼져 나가는 양을 저감하기 위해서는, 상기 접합 영역(AR2)내에, 복수의 교차점이 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 홈에 상기 접합재료(5)가 유입될 때에, 상기 홈에 존재하는 가스나 공기를 효율적으로 배출하기 위해서는, 형성되어 있는 모든 홈이 직접 혹은 교차하는 다른 홈을 통해서 상기 접합 영역(AR2)의 외측의 홈과 연속하고 있는 것이 바람직하다. 즉, 이러한 바람직한 조건을 만족하고 있으면, 상기 소자탑재부(201A)에 형성한 홈의 패턴은, 예컨대, 도 12(a)에 나타낸 바와 같이, 상기 X방향에 대하여 45도 기운 방향과 평행한 복수의 홈(201B)과 상기 X방향에 대하여 -45도 기운 방향과 평행한 복수개의 홈(201C)으로 이루어지는 격자모양에서도 좋다. 또한, 그 밖에도, 예컨대, 도 12(b)에 나타낸 바와 같이, X방향과 평행한 복수개의 홈(201B) 및 상기 X방향에 대하여 60도 기운 방향과 평행한 복수개의 홈(201C) 및 상기 X방향에 대하여 -60도 기운 방향과 평행한 복수개의 홈(201E)으로 이루어지고, 상기 소자탑재부(201A)의 표면을 삼각형으로 분할하는 격자 패턴의 홈이어도 좋다. 또한 더욱이, 이것들과 같은 평행한 복수개의 홈의 조합에 의한 격자 패턴에 한하지 않고, 예컨대, 도 13에 나타낸 바와 같이, 상기 소자탑재부(201A)의 저면을 6각형으로 분할하는 것 같은 격자 패턴의 홈(201F)이어도 좋다.
또, 상기 소자탑재부(201A)의 내부저면에 형성한 홈은, 상기 홈의 용적 및 교차점에 관한 조건을 만족하고 있으면, 지금까지 설명한 것 같은 격자모양의 패턴, 즉 상기 소자탑재부(201)의 저면을 같은 형상의 반복 패턴에 분할하는 것 같은 홈이 아니어도 좋다. 그러한 홈의 예로서는, 예컨대, 도 14(a)에 나타낸 바와 같 이, 상기 접합영역(AR2)의 중심으로부터 방사상으로 연장되는 홈(201G)과, 상기 접합 영역(AR2)의 중심을 중심으로 한 반경이 다른 복수의 고리모양의 홈(201H)을 조합시킨 패턴이 생각된다. 이러한 패턴의 경우, 상기 고리모양의 홈(201H)에 유입된 접합재료(5)는, 방사상으로 연장되는 홈(201G)과의 교차점에서 충돌하므로, 상기 접합 영역(AR2)의 외측으로 유출되기 어렵게 할 수가 있다. 또한, 상기 고리모양의 홈은, 도 14(a)에 나타낸 것과 같은 원형의 홈(201H)에 한하지 않고, 예컨대, 도 14(b)에 나타낸 바와 같이, 다각형(65개의 모양)의 홈(201)이어도 좋다.
또한, 여기까지의 설명에서는, 상기 소자탑재부(201)의 내부저면에, 상기 홈의 용적 및 패턴에 관해서 바람직한 조건을 채우는 홈을 형성하는 예에 대해서 설명했지만, 상기 바람직한 조건을 만족하고 있으면, 홈에 한하지 않고, 상기 접합 영역(AR2)의 외측에 외주가 있는 요부에 복수의 섬(島)형태의 돌기를 설치한 것 과 같은 패턴이어도 좋다.
도 15(a) 내지 도 17(b)는, 본 실시형태의 발광 장치를 제조할 때에 이용하는 리드 프레임의 다른 변형예를 설명하기 위한 모식도이며, 도 15(a)는 섬(島)형태의 돌기가 설치된 요부의 구성을 나타내는 평면도, 도 15(b)은 도 15(a)의 F-F선단면도, 도 16(a) 및 도 16(b)는 요부의 형성 방법을 설명하는 도면, 도 17(a) 및 도 17(b)는 요부의 변형예를 설명하는 도면이다.
상기 소자탑재부(201A)의 내부저면에, 상기 홈의 대신에, 상기 복수의 섬(島)형태의 돌기를 갖는 요부를 형성할 때에는, 예컨대, 도 15(a) 및 도 15(b)에 나타낸 바와 같이, 상면이 4각형의 돌기(201K)가 물떼새격자모양으로 배치된 요 부(201L)를 형성한다. 이때, 상기 홈의 용적에 관한 바람직한 조건에 상당하는 조건으로서, 예컨대, 상기 접합 영역(AR2)내의 상기 요부의 용적이, 상기 제1전극(104)상에 형성한 접합재료(5)의 전체 내용량으로부터 접합후의 상기 접합 영역(AR2)의 면적과 두께T8의 곱에 상당하는 용량을 감(減)한 값과 같은 정도로 하는 것이 바람직하다. 이러한 조건을 만족하기 위해서는, 상기 요부(201L)에 설치한 돌기(201K)l의 높이H1을, 예컨대, 6μm정도로 하는 것이 바람직하다. 또한 이 정도의 높이의 돌기(201K), 바꿔 말하면, 6μm정도의 깊이의 요부(201L)이면, 금형을 이용한 압인가공(壓印加工)으로 형성할 수가 있다.
상기 압인가공을 할 때에는, 예컨대, 도 16(a) 및 도 16(b)에 나타낸 바와 같이, 상기 소자탑재부(201A)의 내부저면으로 접하는 면(801E) 중, 돌기(201K)를 형성하는 부분에 요부(802E)가 설치된 금형 (상형)(8E)을, 상기 소자탑재부(201A)의 내부저면으로 밀어 붙여서 가압하고, 상기 내부저면의 표면을 소성변형시키면 좋다. 또한, 이 압인가공은, 상기 소자탑재부(201A)를 컵 모양으로 성형하는 공정과 동시에 행해도 좋고, 상기 소자탑재부(201A)를 컵 모양으로 성형한 뒤에 행해도 좋다.
또, 상기 소자탑재부(201A)의 요부(201L)를 형성할 때에는, 도 15(a)에 나타낸 것 같이, 저면이 정방형 혹은 직사각형의 요부(201L)에 복수개의 돌기(201K)를 설치한 것과 같은 패턴에 한하지 않고, 예컨대, 도 17(a)에 나타낸 바와 같이, 격자점모양으로 나란한 복수개의 정방형의 요부(201M)끼리, 폭이 좁은 벤트 홈(201N)으로 연결되어 있는 것과 같은 요부(凹部)라도 좋다. 이 경우, 상기 정방 형의 요부(201M)와 상기 벤트 홈(201N)으로 둘러싸인 영역이 섬(島)형태의 돌기(201P)가 된다. 이러한 요부의 경우, 예컨대, 도 17(b)에 나타낸 영역(AR4)의 요부(201M)에 유입된 접합재료는, 가는 벤트 홈(201N)을 지나지 않으면 다른 요부(201M)에 유출될 수 없다. 또한, 상기 영역(AR4)의 요부(201M)와 벤트 홈(201N)으로 연결된 주위의 요부(201M)에도 상기 접합재료(5)가 유입되고 있으면, 상기 영역(AR4)의 요부(201M)의 접합재료(5)는 상기 주위의 요부(201M)로 유출되기 어렵다. 그 때문에, 상기와 같은 바람직한 조건을 만족할 수 있다.
또한, 여기까지는, 도 3(a) 및 도 3(b)에 나타낸 것 같은 발광장치를 예로 들어서 설명했지만, 이러한 구성의 발광 장치에 한하지 않고, 여러가지의 발광 장치를 제조할 때에, 본 실시 형태의 제조방법을 적용 할 수가 있다.
도 18(a) 내지 도 22는, 본 실시형태의 발광 장치의 제조방법의 응용예를 설명하기 위한 모식도이며, 도 18(a), 도 18(b) 및 도 18(C)는 투명수지의 측면에 리드를 설치할 경우의 1예를 나타내는 도면, 도 19(a), 도 19(b) 및 도 19(C)는 도 18(c)에 나타낸 발광 장치의 설치예를 나타내는 도면, 도 20은 소자탑재부의 형상의 응용예를 나타내는 도면, 도 21(a) 및 도 21(b)은 소자탑재부가 평탄할 경우의 1예를 나타내는 도면, 도 22는 삽입 설치형의 발광 장치의 구성예를 나타내는 도면이다.
본 실시형태에서 나타낸 발광 장치는, 예컨대, 도 9(a)에 나타낸 것과 같이, 상기 투명수지(4)의 빛이 출사하는 면의 이면에 제1리드(201) 및 제2리드(202)가 노출되어 있다. 그 때문에, 프린트배선판(6)에 설치했을 때에는, 도 9(b)에 나타낸 것 같이, 빛의 출사 방향이 설치면의 법선방향으로 한정되어 버린다.
본 실시형태의 발광 장치의 제조방법에서는, 상기 소자탑재부(201A)에 형성하는 패턴이 상기 바람직한 조건을 만족하고 있으면 좋다. 거기에서, 예컨대, 도 18(a)에 나타낸 바와 같이, 상기 리드 프레임(2)의 상기 제1리드(201) 및 제2리드(202)에, 밀봉하는 투명수지(4)의 폭과 같은 정도의 폭을 가지는 구부림부(201Q, 202B)를 설치해 두고, 개편화할 때에, 상기 구부림부(201Q, 202B)가 상기 제1리드(201) 및 제2리드(202)측에 남도록 절단한다. 그리고, 개편화한 후, 도 18(b) 및 도 18(c)에 나타낸 바와 같이, 상기 제1리드(201) 및 제2리드(202)의 각 구부림부(201Q, 202B)를 상기 투명수지(4)의 측면(4B, 4C)측으로 구부린다. 이때, 본 실시형태에서 설명한 발광 장치와 같이 빛이 출사하는 면의 이면에 노출한 제1리드(201) 및 제2리드(202)를 이용해서 프린트배선판(6)에 설치하면, 도 19(a)에 나타낸 바와 같이, 상기 프린트배선판(6)의 설치면의 법선방향으로 빛을 출사하게 할 수 있다. 또한, 상기 투명수지(4)의 측면으로 구부린 상기 각 구부림부(201Q, 202B)는, 상기 투명수지(4)의 폭과 거의 같은 폭이므로, 도 19(b) 및 도 19(c)에 나타낸 바와 같이, 소자탑재부(201A)의 저면이 프린트배선판(6)의 설치면에 대하여 수직하도록 세워서 설치할 수도 있다. 이렇게 하면, 상기 프린트배선판(6)의 실장면과 평행한 방향으로 빛을 출사할 수가 있다. 그 때문에, 예컨대, 전기신호의 대신에 광신호를 이용하는 광회로의 신호전달 수단으로서 상기 발광 장치를 이용할 수도 있다.
또한, 본 실시형태의 발광 장치를 제조할 때에 이용하는 리드 프레임(2)에서 는, 상기 컵 모양으로 성형된 소자탑재부(201A)의 측면은, 반경방향에서 보았을 때에, 도 4(b)에 나타낸 것 같이 평탄한 측면으로 성형되어 있다. 그렇지만, 상기 측면은, 평탄할 경우에 한하지 않고, 도 20에 나타낸 바와 같이, 만곡한 측면이어도 좋다.
또한, 본 실시형태의 발광 장치를 제조할 때에 이용하는 리드 프레임에서는, 상기 소자탑재부(201A)를 컵 모양으로 성형하고 있었지만, 이것에 한하지 않고, 도 21(a) 및 도 21(b)에 나타낸 바와 같이, 상기 소자탑재부(201A)가 평탄한 리드 프레임(2)을 이용해도 좋다. 본 실시형태에서 설명한 발광 장치와 같이 , 상기 소자탑재부(201A)를 컵 모양으로 성형해 두면, 빛의 집광율이 높아진다. 그 때문에, 스트로보나 액정 모니터의 백라이트라는 용도로 이용할 경우는, 상기 소자탑재부(201A)를 컵 모양으로 성형해 두는 것이 바람직하다. 한편, 소자탑재부(201A)가 평탄할 경우, 도 21(b)에 나타낸 바와 같이, 상기 발광층(102)의 측면으로부터 소자탑재부(201A)의 접합면으로 평행한 방향으로 출사된 빛은, 그대로 상기 투명수지(4)의 측면으로부터 출사된다. 상기 발광 장치를, 예컨대, 램프나 일루미네이션과 같은 용도로 이용할 경우는, 상기 소자탑재부(201A)를 컵 모양으로 성형해 둘 필요는 없다. 그 때문에, 도 21(a)에 나타낸 것 같은 리드 프레임을 이용하고, 도 21(b)에 나타낸 것 같은 발광 장치를 제조할 때에, 본 실시형태에서 설명한 것 같은 방법을 적용하는 것으로 본 실시형태에서 설명한 발광 장치와 같은 효과를 얻을 수 있다.
또한, 여기까지는 표면설치형의 발광 장치를 예로 들어서 설명해 왔지만, 본 발명의 발광 장치의 제조방법은, 상기 표면설치형의 발광 장치에 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 도 22에 나타낸 바와 같이, 상기 제1리드(201) 및 제2리드(202)가, 포탄형으로 성형된 투명수지(4)의 하면(4D)으로부터 돌출한 것 같은 삽입 설치형의 발광 장치를 제조할 때에도 적용할 수 있다.
이상, 본 발명을, 상기 실시형태에 근거해 구체적으로 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 여러가지 변경가능한 것은 물론이다.
이상과 같이, 본 발명의 발광 장치는, 반도체기판(소자기판)의 1주면에 설치된 얇은 발광층상의 전극을 리드 프레임의 리드와 접합할 때에, 접합 영역의 외측으로 유출되는 접합재료의 양을 저감하고, 유출된 접합재료가 소자의 측면을 거슬러 오르는 것을 막는다. 상기 발광층은, n형 반도체층 및 p형 반도체층을 포함하는 층이다. 그 때문에, 상기 발광 소자에 한하지 않고, 같은 구성의 반도체소자를 이용해서 반도체장치를 제조할 때에도 본 발명을 적용할 수가 있다고 생각된다.

Claims (19)

  1. 반도체기판(소자기판)의 1주면에 발광층이 설치된 발광 소자의 상기 발광층 상에 설치된 제1전극과 리드 프레임의 제1리드를 마주하게 하여 전기적으로 접속하는 공정과,
    상기 소자기판의 발광층이 설치된 면의 이면에 설치된 제2전극과 상기 리드 프레임의 제2리드를 전기적으로 접속하는 공정과,
    상기 제1전극과 상기 제1리드의 접속부 및 상기 제2전극과 제2리드의 접속부를 투광성이 있는 수지로 밀봉하는 공정과,
    상기 제1리드 및 제2리드를 상기 리드 프레임으로부터 절단해서 개편화(個片化)하는 공정을 갖추는 발광 장치의 제조 방법이며, 상기 발광 소자의 제1전극과 상기 제1리드를 전기적으로 접속하는 공정 전에, 상기 발광 소자의 제1전극위로 합금 또는 단일금속으로 이루어지는 접합 재료의 막(접합재막)을 형성해 두고, 상기 제1리드의 소자탑재부에, 상기 접합 재료의 확대를 저감(低減)하는 패턴을 형성해 두는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 접합재막은, 도금으로 형성해 두는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제 조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 접합재막은, 박막모양으로 성형한 접합재료를 상기 제1전극상에, 형성해 두는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 접합재막은, 융점이 상기 발광 장치를 설치할 때에 사용하는 접합재료의 융점보다 높은 접합재료로 형성해 두는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 접합재막은, 금 주석 합금으로 형성해 두는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 발광 소자의 발광층의 두께는 상기 소자기판의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 리드 프레임 패턴은, 복수개의 홈이 상기 발광 소자의 제1전극과 겹치는 접합 영역의 내부에서 교차한 패턴으로 되는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 복수개의 홈은, 상기 접합 영역의 외측까지 연장되고 있거나, 혹은 상기 접합 영역의 외측까지 연장되고 있는 다른 홈과 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 리드 프레임 패턴은, 상기 접합 영역의 외측에 외주(外周)의 전부 또는 일부가 있는 요부(凹部)내에, 복수개의 섬(島)형태의 철부(凸部)가 설치된 패턴으로 되는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 섬 형태의 철부는, 정상이 평탄한 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조방법.
  12. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 홈의 깊이는, 상기 발광 소자의 제1전극상에 형성된 접합재막의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조방법.
  13. 반도체기판의 1주면에 발광층을 통해서 제1전극이 설치되며, 상기 발광층이 설치된 면의 이면에 제2전극이 설치된 발광 소자와, 상기 발광 소자의 제1전극과 마주 보는 소자탑재부를 갖고, 상기 제1전극과 전기적으로 접속된 제1리드와, 상기 발광 소자의 제2전극과 전기적으로 접속된 제2리드와, 상기 발광 소자의 주위를 밀봉하는 투광성의 수지를 갖추는 발광 장치이며,
    상기 발광 소자의 제1전극과 상기 제1리드의 소자탑재부는, 합금 또는 단일금속으로 이루어지는 접합 재료로 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제1리드의 소자탑재부의 소자탑재면에, 상기 발광 소자의 제1전극과 겹치는 접합 영역내에서 교차하는 복수개의 홈이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 복수개의 홈은, 상기 접합 영역의 외측까지 연장되고 있거나, 혹은 상기 접합 영역의 외측까지 연장되고 있는 다른 홈과 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 제1리드의 소자탑재부의 소자탑재면에, 복수의 섬(島)형태의 철부를 갖는 요부가 설치되며, 또한, 상기 요부의 외주의 전부 또는 일부가 상기 접합 영역의 외측에 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 섬 형태의 철부는, 정상이 평탄한 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  18. 제 13항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접합재료는, 금 주석 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  19. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 철부의 높이는, 상기 발광 소자의 제1전극상에 형성된 접합재막의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조방법.
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