JPH11103097A - 半導体発光素子 - Google Patents
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- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 樹脂パッケージにより発光素子チップが被覆
される半導体発光素子において、その樹脂パッケージと
リードとの密着性を向上させ、樹脂パッケージ内のリー
ドやＬＥＤチップの腐食を防止して信頼性を向上させた
半導体発光素子を提供する。 【解決手段】 第１のリード１と、該第１のリードにボ
ンディングされる発光素子チップ３と、該発光素子チッ
プの一方の電極と電気的に接続される第２のリード２
と、前記発光素子チップおよび第２のリードの先端部と
を覆い前記発光素子チップからの光を透過させる樹脂パ
ッケージ６とを有し、該樹脂パッケージの発光面と反対
側である底部側の前記第１および第２のリードの所定の
長さが耐熱性被覆材７により被覆されている。
される半導体発光素子において、その樹脂パッケージと
リードとの密着性を向上させ、樹脂パッケージ内のリー
ドやＬＥＤチップの腐食を防止して信頼性を向上させた
半導体発光素子を提供する。 【解決手段】 第１のリード１と、該第１のリードにボ
ンディングされる発光素子チップ３と、該発光素子チッ
プの一方の電極と電気的に接続される第２のリード２
と、前記発光素子チップおよび第２のリードの先端部と
を覆い前記発光素子チップからの光を透過させる樹脂パ
ッケージ６とを有し、該樹脂パッケージの発光面と反対
側である底部側の前記第１および第２のリードの所定の
長さが耐熱性被覆材７により被覆されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光素子チップの
周囲が樹脂でモールドされるランプ型の半導体発光素子
に関する。さらに詳しくは、樹脂製のパッケージとリー
ドとの間からハンダ付け時のワックスや水分の浸入の防
止が図られる半導体発光素子に関する。
周囲が樹脂でモールドされるランプ型の半導体発光素子
に関する。さらに詳しくは、樹脂製のパッケージとリー
ドとの間からハンダ付け時のワックスや水分の浸入の防
止が図られる半導体発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体発光素子は、たとえば図９
に示されるように、半導体の積層体からなる発光素子チ
ップ（以下、ＬＥＤチップという）３がアルミニウムな
どからなる第１のリード１の先端にボンディングされ、
一方の電極が第１のリード１と接続され、他方の電極が
第２のリード２と金線４などにより接続されてその周囲
がＬＥＤチップの光に対して透明な樹脂製のパッケージ
６により覆われることにより形成されている。この樹脂
製のパッケージ６は、通常ドーム状の容器内に充填され
た樹脂の中に組立体を浸漬するキャスティングにより形
成されており、光を集光することができるように、頂部
がドーム状に形成されている。そのため、パッケージ６
の全体の表面は凹凸が形成されないように、また不純物
を混入しないで滑らかに形成されている。
に示されるように、半導体の積層体からなる発光素子チ
ップ（以下、ＬＥＤチップという）３がアルミニウムな
どからなる第１のリード１の先端にボンディングされ、
一方の電極が第１のリード１と接続され、他方の電極が
第２のリード２と金線４などにより接続されてその周囲
がＬＥＤチップの光に対して透明な樹脂製のパッケージ
６により覆われることにより形成されている。この樹脂
製のパッケージ６は、通常ドーム状の容器内に充填され
た樹脂の中に組立体を浸漬するキャスティングにより形
成されており、光を集光することができるように、頂部
がドーム状に形成されている。そのため、パッケージ６
の全体の表面は凹凸が形成されないように、また不純物
を混入しないで滑らかに形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のこの種の半導体
発光素子の樹脂製のパッケージは、前述のように光を透
過しやすくするため、樹脂に耐熱性のフィラーなどを混
入することができず、大部分がエポキシ樹脂により形成
されている。そのため、耐熱性が低く１００〜１４０℃
程度しか耐えられない。その結果、発光素子をハンダ付
けする際に、リードに伝導した熱により、図９に示され
るように、とくにハンダ付けに近いパッケージ６の底部
側でリード１、２と接触する部分のパッケージ６が劣化
してリード１、２と樹脂パッケージ６との間に隙間９が
生じる。この隙間を介してハンダ付け時にフラックスな
どが内部に浸入してリード１、２を腐食させたり、ＬＥ
Ｄチップ３などを腐食させるという問題がある。また、
ハンダ付け時に生じたリード１、２とパッケージ６との
隙間９はハンダ付け後も修復されることがなく、その後
の使用時に水分が浸入して同様にリード１、２やＬＥＤ
チップ３などを腐食させ、信頼性が低下するという問題
がある。
発光素子の樹脂製のパッケージは、前述のように光を透
過しやすくするため、樹脂に耐熱性のフィラーなどを混
入することができず、大部分がエポキシ樹脂により形成
されている。そのため、耐熱性が低く１００〜１４０℃
程度しか耐えられない。その結果、発光素子をハンダ付
けする際に、リードに伝導した熱により、図９に示され
るように、とくにハンダ付けに近いパッケージ６の底部
側でリード１、２と接触する部分のパッケージ６が劣化
してリード１、２と樹脂パッケージ６との間に隙間９が
生じる。この隙間を介してハンダ付け時にフラックスな
どが内部に浸入してリード１、２を腐食させたり、ＬＥ
Ｄチップ３などを腐食させるという問題がある。また、
ハンダ付け時に生じたリード１、２とパッケージ６との
隙間９はハンダ付け後も修復されることがなく、その後
の使用時に水分が浸入して同様にリード１、２やＬＥＤ
チップ３などを腐食させ、信頼性が低下するという問題
がある。
【０００４】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、樹脂製のパッケージにより発光素子チ
ップが被覆される半導体発光素子において、そのパッケ
ージとリードとの密着性を向上させ、パッケージ内のリ
ードやＬＥＤチップの腐食を防止して信頼性を向上させ
た半導体発光素子を提供することを目的とする。
なされたもので、樹脂製のパッケージにより発光素子チ
ップが被覆される半導体発光素子において、そのパッケ
ージとリードとの密着性を向上させ、パッケージ内のリ
ードやＬＥＤチップの腐食を防止して信頼性を向上させ
た半導体発光素子を提供することを目的とする。
【０００５】本発明の他の目的は、前述のＬＥＤチップ
などを保護する被覆材を利用してリードフレームのタイ
バーの代用をしたり、ＬＥＤチップ部分の集光のための
カップ（湾曲状の凹部）を形成し、リードフレームのタ
イバーカットの工程や、リードフレームの状態でのカッ
プ形成の工程を省略することができる構造の半導体発光
素子を提供することを目的とする。
などを保護する被覆材を利用してリードフレームのタイ
バーの代用をしたり、ＬＥＤチップ部分の集光のための
カップ（湾曲状の凹部）を形成し、リードフレームのタ
イバーカットの工程や、リードフレームの状態でのカッ
プ形成の工程を省略することができる構造の半導体発光
素子を提供することを目的とする。
【０００６】本発明のさらに他の目的は、パッケージを
キャスティングにより形成する場合にも、前述のＬＥＤ
チップなどを保護する被覆材によりパッケージ内に気泡
が生じないような構造の半導体発光素子を提供すること
にある。
キャスティングにより形成する場合にも、前述のＬＥＤ
チップなどを保護する被覆材によりパッケージ内に気泡
が生じないような構造の半導体発光素子を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体発光
素子は、第１のリードと、該第１のリードのダイパッド
部にボンディングされる発光素子チップと、該発光素子
チップの一方の電極と電気的に接続される第２のリード
と、前記発光素子チップおよび第２のリードの先端部と
を覆い前記発光素子チップからの光を透過させる樹脂パ
ッケージとを有し、前記第１および第２のリードの少な
くとも一部が耐熱性被覆材により被覆されている。
素子は、第１のリードと、該第１のリードのダイパッド
部にボンディングされる発光素子チップと、該発光素子
チップの一方の電極と電気的に接続される第２のリード
と、前記発光素子チップおよび第２のリードの先端部と
を覆い前記発光素子チップからの光を透過させる樹脂パ
ッケージとを有し、前記第１および第２のリードの少な
くとも一部が耐熱性被覆材により被覆されている。
【０００８】ここに、耐熱性被覆材とは、樹脂パッケー
ジより耐熱性があり、リードと密着性を有する材料によ
りリードを被覆し得るものを意味し、たとえばＰＰＳ
（ポリフェニレン サルファイド）、液晶ポリマー、耐
熱性物質含有の熱硬化性樹脂などを使用することができ
る。
ジより耐熱性があり、リードと密着性を有する材料によ
りリードを被覆し得るものを意味し、たとえばＰＰＳ
（ポリフェニレン サルファイド）、液晶ポリマー、耐
熱性物質含有の熱硬化性樹脂などを使用することができ
る。
【０００９】この構造にすることにより、樹脂パッケー
ジの底部で、ハンダ付け時に温度が上昇するリードと接
触するパッケージ部分が剥離しても耐熱性の樹脂などか
らなる被覆材により被覆されている部分は剥離せず、不
純物や水分などの浸入を防止することができる。
ジの底部で、ハンダ付け時に温度が上昇するリードと接
触するパッケージ部分が剥離しても耐熱性の樹脂などか
らなる被覆材により被覆されている部分は剥離せず、不
純物や水分などの浸入を防止することができる。
【００１０】前記耐熱性被覆材が前記第１および第２の
リードを横切る方向に前記第１および第２のリードの間
に連続して設けられ、該耐熱性被覆材が組立ての際のリ
ードを連結するタイバーの代用となり得るように構成さ
れておれば、パッケージを形成した後にリードフレーム
のタイバーカットをする必要がなくなる。
リードを横切る方向に前記第１および第２のリードの間
に連続して設けられ、該耐熱性被覆材が組立ての際のリ
ードを連結するタイバーの代用となり得るように構成さ
れておれば、パッケージを形成した後にリードフレーム
のタイバーカットをする必要がなくなる。
【００１１】前記耐熱性被覆材の一部により前記第１の
リードのダイパッド部を囲む湾曲面が形成されることに
より、リードフレームの状態でカップ（湾曲状凹部）を
形成する必要がないため、リードフレームの複雑な湾曲
状凹部の形成工程が不要となり、大幅に工数削減をする
ことができる。
リードのダイパッド部を囲む湾曲面が形成されることに
より、リードフレームの状態でカップ（湾曲状凹部）を
形成する必要がないため、リードフレームの複雑な湾曲
状凹部の形成工程が不要となり、大幅に工数削減をする
ことができる。
【００１２】前記耐熱性被覆材が、前記発光素子チップ
側で薄く前記パッケージの底部側で厚くなる傾斜面を有
する構造にすることにより、キャスティングによりパッ
ケージを形成する場合に気泡が耐熱性被覆材により阻止
されないで逃げやすいため、パッケージ内に気泡が生じ
にくい。
側で薄く前記パッケージの底部側で厚くなる傾斜面を有
する構造にすることにより、キャスティングによりパッ
ケージを形成する場合に気泡が耐熱性被覆材により阻止
されないで逃げやすいため、パッケージ内に気泡が生じ
にくい。
【００１３】前記耐熱性被覆材の外周に凹凸部が設けら
れ、該凹凸部に食い込んで前記パッケージが設けられる
ことにより、耐熱性被覆材とパッケージとの密着性が向
上するため好ましい。
れ、該凹凸部に食い込んで前記パッケージが設けられる
ことにより、耐熱性被覆材とパッケージとの密着性が向
上するため好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明の半導体発光素子について説明をする。
明の半導体発光素子について説明をする。
【００１５】本発明の半導体発光素子は、図１に示され
るように、第１のリード１の先端部にＬＥＤチップ３が
ボンディングされ、一方の電極は第１のリード１と電気
的に接続され、他方の電極が第２のリード２と金線４に
より電気的に接続されて、その周囲がＬＥＤチップ３か
らの光を透過させる樹脂製のパッケージ６により覆われ
ている。さらに、第１および第２のリードの少なくとも
一部に、好ましくはパッケージ６の発光面（ＬＥＤチッ
プ３がボンディングされる側で、パッケージ６がドーム
状に形成されている方向）と反対側である底部側の第１
および第２のリード１、２の所定の長さが耐熱性被覆材
７により被覆されている。図１に示される例では、ＬＥ
Ｄチップ３に逆方向の電圧が印加されたり、順方向でも
所定の電圧以上の高電圧が印加される場合にＬＥＤチッ
プ３を保護する保護素子、たとえばツェナーダイオード
チップ５が第１および第２のリード１、２間にＬＥＤチ
ップ３と極性が逆方向になるように接続されている。
るように、第１のリード１の先端部にＬＥＤチップ３が
ボンディングされ、一方の電極は第１のリード１と電気
的に接続され、他方の電極が第２のリード２と金線４に
より電気的に接続されて、その周囲がＬＥＤチップ３か
らの光を透過させる樹脂製のパッケージ６により覆われ
ている。さらに、第１および第２のリードの少なくとも
一部に、好ましくはパッケージ６の発光面（ＬＥＤチッ
プ３がボンディングされる側で、パッケージ６がドーム
状に形成されている方向）と反対側である底部側の第１
および第２のリード１、２の所定の長さが耐熱性被覆材
７により被覆されている。図１に示される例では、ＬＥ
Ｄチップ３に逆方向の電圧が印加されたり、順方向でも
所定の電圧以上の高電圧が印加される場合にＬＥＤチッ
プ３を保護する保護素子、たとえばツェナーダイオード
チップ５が第１および第２のリード１、２間にＬＥＤチ
ップ３と極性が逆方向になるように接続されている。
【００１６】第１および第２のリード１、２は、鉄材ま
たは銅材からなる厚さが０.４〜０.５ｍｍ程度の板状体
をパンチングにより成形し、第１のリード１の上部から
円錐状のポンチによりスタンピングすることにより、そ
の先端部に椀状の凹部１１が形成されている。スタンピ
ングにより凹部１１が形成されているため、第１のリー
ド１の先端部ではその外周部も円筒状に広がるが、凹部
１１より下側では最初の板状体のままの平坦部で、断面
は矩形状になっている。なお、製造段階では第１および
第２のリード１、２の下端部はリードフレームの枠部で
連結されている。
たは銅材からなる厚さが０.４〜０.５ｍｍ程度の板状体
をパンチングにより成形し、第１のリード１の上部から
円錐状のポンチによりスタンピングすることにより、そ
の先端部に椀状の凹部１１が形成されている。スタンピ
ングにより凹部１１が形成されているため、第１のリー
ド１の先端部ではその外周部も円筒状に広がるが、凹部
１１より下側では最初の板状体のままの平坦部で、断面
は矩形状になっている。なお、製造段階では第１および
第２のリード１、２の下端部はリードフレームの枠部で
連結されている。
【００１７】耐熱性被覆材７は、たとえばＰＰＳからな
り、第１および第２のリード１、２が連結されたリード
フレームの状態で、後に形成される樹脂製のパッケージ
６の底部に位置するところに、たとえば耐熱性被覆材７
の所望の外形が模られたインジェクションモールドの金
型にセッティングして熱可塑性のＰＰＳ樹脂を注入して
形成される。この耐熱性被覆材７の形状は金型の形状に
より自由に設定することができ、たとえば図１に示され
るように、リード１、２のそれぞれを別々に被覆する断
面形状が円形状、楕円形状や矩形状などに形成される。
り、第１および第２のリード１、２が連結されたリード
フレームの状態で、後に形成される樹脂製のパッケージ
６の底部に位置するところに、たとえば耐熱性被覆材７
の所望の外形が模られたインジェクションモールドの金
型にセッティングして熱可塑性のＰＰＳ樹脂を注入して
形成される。この耐熱性被覆材７の形状は金型の形状に
より自由に設定することができ、たとえば図１に示され
るように、リード１、２のそれぞれを別々に被覆する断
面形状が円形状、楕円形状や矩形状などに形成される。
【００１８】ＬＥＤチップ３は、たとえば青色系（紫外
線から黄色）の発光色を有するチップの一例の断面図が
図７に示されるように形成される。すなわち、たとえば
サファイア（Ａｌ2 Ｏ3 単結晶）などからなる基板３１
の表面に、ＧａＮからなる低温バッファ層３２が０.０
１〜０.２μｍ程度、クラッド層となるｎ形層３３が１
〜５μｍ程度、ＩｎＧａＮ系（ＩｎとＧａの比率が種々
変わり得ることを意味する、以下同じ）化合物半導体か
らなる活性層３４が０.０５〜０.３μｍ程度、ｐ形のＡ
ｌＧａＮ系（ＡｌとＧａの比率が種々変わり得ることを
意味する、以下同じ）化合物半導体層３５ａおよびＧａ
Ｎ層３５ｂからなるｐ形層（クラッド層）３５が０.２
〜１μｍ程度、それぞれ順次積層されて、その表面に電
流拡散層３７を介してｐ側電極３８が形成されている。
また、積層された半導体層３３〜３５の一部が除去され
て露出するｎ形層３３にｎ側電極３９が設けられること
により形成されている。
線から黄色）の発光色を有するチップの一例の断面図が
図７に示されるように形成される。すなわち、たとえば
サファイア（Ａｌ2 Ｏ3 単結晶）などからなる基板３１
の表面に、ＧａＮからなる低温バッファ層３２が０.０
１〜０.２μｍ程度、クラッド層となるｎ形層３３が１
〜５μｍ程度、ＩｎＧａＮ系（ＩｎとＧａの比率が種々
変わり得ることを意味する、以下同じ）化合物半導体か
らなる活性層３４が０.０５〜０.３μｍ程度、ｐ形のＡ
ｌＧａＮ系（ＡｌとＧａの比率が種々変わり得ることを
意味する、以下同じ）化合物半導体層３５ａおよびＧａ
Ｎ層３５ｂからなるｐ形層（クラッド層）３５が０.２
〜１μｍ程度、それぞれ順次積層されて、その表面に電
流拡散層３７を介してｐ側電極３８が形成されている。
また、積層された半導体層３３〜３５の一部が除去され
て露出するｎ形層３３にｎ側電極３９が設けられること
により形成されている。
【００１９】ツェナーダイオードチップ５は、通常のシ
リコン半導体などからなり、不純物濃度の高い半導体の
ｐｎ接合に大きい逆方向電圧を印加すると電子がトンネ
ル効果によってｐｎ接合を通って流れる現象を利用した
ものである。この逆方向の電流が流れ始める電圧（ツェ
ナー電圧）はその不純物濃度により設定される。したが
って、このツェナー電圧をＬＥＤチップ３の動作電圧よ
り高い所定の電圧に設定しておき、ＬＥＤチップ３とツ
ェナーダイオードチップ５とが並列で逆方向になるよう
に第１および第２のリード１、２に接続することによ
り、ＬＥＤチップ３の動作に支障を来すことはない。
リコン半導体などからなり、不純物濃度の高い半導体の
ｐｎ接合に大きい逆方向電圧を印加すると電子がトンネ
ル効果によってｐｎ接合を通って流れる現象を利用した
ものである。この逆方向の電流が流れ始める電圧（ツェ
ナー電圧）はその不純物濃度により設定される。したが
って、このツェナー電圧をＬＥＤチップ３の動作電圧よ
り高い所定の電圧に設定しておき、ＬＥＤチップ３とツ
ェナーダイオードチップ５とが並列で逆方向になるよう
に第１および第２のリード１、２に接続することによ
り、ＬＥＤチップ３の動作に支障を来すことはない。
【００２０】前述の耐熱性被覆材７が設けられる第１の
リード１の凹部１１およびダイパッド部１２に、このＬ
ＥＤチップ３およびツェナーダイオードチップ５を、そ
れぞれ銀ペーストなどの接着剤によりボンディングす
る。そして、ＬＥＤチップ３のｎ側電極３９とｐ側電極
３８（図７参照）がそれぞれ第１のリード１および第２
のリード２と、ツェナーダイオードチップ５の負電極
（ｎ形層に接続される電極を意味する）が第２のリード
２とそれぞれ金線４により連結して各電極とリードとを
電気的に接続する。製造工程としては、リードフレーム
を立ててＬＥＤチップ３のダイボンディングおよびワイ
ヤボンディングをし、ついでリードフレームを横にして
ツェナーダイオードチップ５のダイボンディングとワイ
ヤボンディングを行う。なお、ツェナーダイオードチッ
プ５の正電極（ｐ形層に接続される電極を意味する）は
導電性接着剤により直接第１のリード１と電気的に接続
されている。その後、ＬＥＤチップ３により発光する光
を透過する透明または乳白色のエポキシ樹脂によりモー
ルドしてパッケージ６を形成することにより、図１に示
される本発明の半導体発光素子が得られる。パッケージ
６は、図１に示されるように、発光面側が凸レンズにな
るようにドーム形状に形成されることにより、ランプタ
イプの発光素子が得られる。
リード１の凹部１１およびダイパッド部１２に、このＬ
ＥＤチップ３およびツェナーダイオードチップ５を、そ
れぞれ銀ペーストなどの接着剤によりボンディングす
る。そして、ＬＥＤチップ３のｎ側電極３９とｐ側電極
３８（図７参照）がそれぞれ第１のリード１および第２
のリード２と、ツェナーダイオードチップ５の負電極
（ｎ形層に接続される電極を意味する）が第２のリード
２とそれぞれ金線４により連結して各電極とリードとを
電気的に接続する。製造工程としては、リードフレーム
を立ててＬＥＤチップ３のダイボンディングおよびワイ
ヤボンディングをし、ついでリードフレームを横にして
ツェナーダイオードチップ５のダイボンディングとワイ
ヤボンディングを行う。なお、ツェナーダイオードチッ
プ５の正電極（ｐ形層に接続される電極を意味する）は
導電性接着剤により直接第１のリード１と電気的に接続
されている。その後、ＬＥＤチップ３により発光する光
を透過する透明または乳白色のエポキシ樹脂によりモー
ルドしてパッケージ６を形成することにより、図１に示
される本発明の半導体発光素子が得られる。パッケージ
６は、図１に示されるように、発光面側が凸レンズにな
るようにドーム形状に形成されることにより、ランプタ
イプの発光素子が得られる。
【００２１】本発明の半導体発光素子によれば、第１お
よび第２のリードの少なくとも一部に、好ましくは樹脂
パッケージの底部である第１および第２のリードの根元
部が耐熱性被覆材により被覆されている。そのため、発
光素子をプリント基板などにハンダ付けする場合や、リ
ードにハンダメッキをする場合などにリードの温度が上
昇しても、リードと耐熱性被覆材との間が熱により剥離
する虞れがない。その結果、ハンダ付け時のフラックス
や、その後の水分などが浸入してリードやＬＥＤチッ
プ、保護素子などを腐食したりショートさせる虞れがな
くなり、非常に信頼性が向上する。
よび第２のリードの少なくとも一部に、好ましくは樹脂
パッケージの底部である第１および第２のリードの根元
部が耐熱性被覆材により被覆されている。そのため、発
光素子をプリント基板などにハンダ付けする場合や、リ
ードにハンダメッキをする場合などにリードの温度が上
昇しても、リードと耐熱性被覆材との間が熱により剥離
する虞れがない。その結果、ハンダ付け時のフラックス
や、その後の水分などが浸入してリードやＬＥＤチッ
プ、保護素子などを腐食したりショートさせる虞れがな
くなり、非常に信頼性が向上する。
【００２２】さらに、ＬＥＤチップと並列で、逆向きに
ツェナーダイオードが設けられることにより、逆方向電
圧の印加や、順方向でもツェナー電圧より高いサージ電
圧などの印加に対して、ツェナーダイオードがバイパス
となってＬＥＤチップを保護する。そのため、とくに逆
方向電圧や高電圧の印加に対して弱いチッ化ガリウム系
化合物半導体を用いた青色系のＬＥＤチップの場合に効
果が大きい。ここにチッ化ガリウム系化合物半導体と
は、III 族元素のＧａとＶ族元素のＮとの化合物または
III 族元素のＧａの一部がＡｌ、Ｉｎなどの他のIII 族
元素と置換したものおよび／またはＶ族元素のＮの一部
がＰ、Ａｓなどの他のＶ族元素と置換した化合物からな
る半導体をいう。
ツェナーダイオードが設けられることにより、逆方向電
圧の印加や、順方向でもツェナー電圧より高いサージ電
圧などの印加に対して、ツェナーダイオードがバイパス
となってＬＥＤチップを保護する。そのため、とくに逆
方向電圧や高電圧の印加に対して弱いチッ化ガリウム系
化合物半導体を用いた青色系のＬＥＤチップの場合に効
果が大きい。ここにチッ化ガリウム系化合物半導体と
は、III 族元素のＧａとＶ族元素のＮとの化合物または
III 族元素のＧａの一部がＡｌ、Ｉｎなどの他のIII 族
元素と置換したものおよび／またはＶ族元素のＮの一部
がＰ、Ａｓなどの他のＶ族元素と置換した化合物からな
る半導体をいう。
【００２３】図２は、本発明の半導体発光素子の他の実
施形態を示す説明図である。この例は、耐熱性被覆材７
が樹脂製のパッケージ６の外径よりも若干小さくなるよ
うな長さで、しかもパッケージ６の底部の位置で、第１
および第２のリード１、２を連結するように形成されて
いる。この耐熱性被覆材７は、図２の紙面裏側に向かう
厚さ（リード１、２を挟む厚さ）は板状体のリード１、
２の表面から０.２ｍｍ程度の厚さでリード１、２の表
裏両面を被覆するように直方体形状（実際には断面が多
角形状）に形成されている。この耐熱性被覆材７の形成
も、前述と同様に、インジェクションモールドなどによ
りリードフレームの状態で形成される。このような２本
のリードを連結し、かつ、リードフレームの厚さとそれ
程差のない厚さで形成されることにより、従来リードフ
レームでリードの先端部の間隔の変動や樹脂パッケージ
のモールドの際にモールド用樹脂の漏れを防止するた
め、リードフレームの枠部８よりリードの先端側で各リ
ードを連結するタイバーが設けられていたが、そのタイ
バーの代りをすることができる。その結果、パッケージ
６の形成後にタイバーカットなどの作業をなくすること
ができる。
施形態を示す説明図である。この例は、耐熱性被覆材７
が樹脂製のパッケージ６の外径よりも若干小さくなるよ
うな長さで、しかもパッケージ６の底部の位置で、第１
および第２のリード１、２を連結するように形成されて
いる。この耐熱性被覆材７は、図２の紙面裏側に向かう
厚さ（リード１、２を挟む厚さ）は板状体のリード１、
２の表面から０.２ｍｍ程度の厚さでリード１、２の表
裏両面を被覆するように直方体形状（実際には断面が多
角形状）に形成されている。この耐熱性被覆材７の形成
も、前述と同様に、インジェクションモールドなどによ
りリードフレームの状態で形成される。このような２本
のリードを連結し、かつ、リードフレームの厚さとそれ
程差のない厚さで形成されることにより、従来リードフ
レームでリードの先端部の間隔の変動や樹脂パッケージ
のモールドの際にモールド用樹脂の漏れを防止するた
め、リードフレームの枠部８よりリードの先端側で各リ
ードを連結するタイバーが設けられていたが、そのタイ
バーの代りをすることができる。その結果、パッケージ
６の形成後にタイバーカットなどの作業をなくすること
ができる。
【００２４】この例では耐熱性被覆材７がパッケージ６
の外径より若干小さくなるように形成されたが、若干小
さく形成されれば、パッケージ６をキャスティング成形
により形成する際に空気抜きができて好ましい。しか
し、トランスファモールド成形をする場合など、パッケ
ージの外径と同じ長さになるように形成してもよい。
の外径より若干小さくなるように形成されたが、若干小
さく形成されれば、パッケージ６をキャスティング成形
により形成する際に空気抜きができて好ましい。しか
し、トランスファモールド成形をする場合など、パッケ
ージの外径と同じ長さになるように形成してもよい。
【００２５】図３は、本発明の半導体発光素子のさらに
他の実施形態を示す図である。キャスティングによりパ
ッケージ６を形成する場合、図８（ａ）に示されるよう
に、リードフレームに図示しないＬＥＤチップや保護素
子などが組み立てられた組立体２０を形成し、その組立
体２０を図８（ｂ）に示されるように、樹脂２２が充填
された容器２１内に逆さにして突っ込んで硬化させるた
め、組立体２０が樹脂２２内に突っ込まれる際に発生す
る気泡２３が耐熱性被覆材７により遮られて残留する。
この気泡２３は外観的にも、また光の均一化にも悪影響
をするため、充分に逃がす必要がある。この問題を解決
するために、耐熱性被覆材の上部側（ＬＥＤチップ側）
の幅を狭くし、底部側の幅を広くして傾斜面を形成し、
耐熱性被覆材７に達した気泡をさらに上に逃がしやすく
（キャスティングの際は逆さにされている）形成されて
いる。この傾斜面は、気泡２３を容器２１の上方に逃げ
やすくすればよいため、平面の傾斜面でなくても凸面や
凹面の傾斜面でもよい。
他の実施形態を示す図である。キャスティングによりパ
ッケージ６を形成する場合、図８（ａ）に示されるよう
に、リードフレームに図示しないＬＥＤチップや保護素
子などが組み立てられた組立体２０を形成し、その組立
体２０を図８（ｂ）に示されるように、樹脂２２が充填
された容器２１内に逆さにして突っ込んで硬化させるた
め、組立体２０が樹脂２２内に突っ込まれる際に発生す
る気泡２３が耐熱性被覆材７により遮られて残留する。
この気泡２３は外観的にも、また光の均一化にも悪影響
をするため、充分に逃がす必要がある。この問題を解決
するために、耐熱性被覆材の上部側（ＬＥＤチップ側）
の幅を狭くし、底部側の幅を広くして傾斜面を形成し、
耐熱性被覆材７に達した気泡をさらに上に逃がしやすく
（キャスティングの際は逆さにされている）形成されて
いる。この傾斜面は、気泡２３を容器２１の上方に逃げ
やすくすればよいため、平面の傾斜面でなくても凸面や
凹面の傾斜面でもよい。
【００２６】図４に示される例は、同様にキャスティン
グの際に気泡の生成を防止する例で、耐熱性被覆材７に
傾斜面は形成されていないが、凹部７ｂが形成されるこ
とにより、その垂直面の面積をできるだけ小さくして気
泡が止まり得る面積を小さくすると共に、気泡を逃げや
すくしているものである。すなわち、このような凹部７
ｂが多数形成されることにより、組立体がキャスティン
グのために樹脂内に突っ込まれる際に、この凹部７ｂに
沿って樹脂が流れ、気泡もこの凹部７ｂを介して逃げや
すくなる。
グの際に気泡の生成を防止する例で、耐熱性被覆材７に
傾斜面は形成されていないが、凹部７ｂが形成されるこ
とにより、その垂直面の面積をできるだけ小さくして気
泡が止まり得る面積を小さくすると共に、気泡を逃げや
すくしているものである。すなわち、このような凹部７
ｂが多数形成されることにより、組立体がキャスティン
グのために樹脂内に突っ込まれる際に、この凹部７ｂに
沿って樹脂が流れ、気泡もこの凹部７ｂを介して逃げや
すくなる。
【００２７】図５は、本発明の半導体発光素子のさらに
他の実施形態を示す図である。この例は、図５（ａ）に
斜視図、（ｂ）に断面説明図がそれぞれ示されるよう
に、耐熱性被覆材７の形成の際に、ＬＥＤチップ３をダ
イボンディングするダイパッド部を囲む湾曲面７１を耐
熱性被覆材７により形成するようにしたものである。す
なわち、耐熱性被覆材７は、前述のようにインジェクシ
ョンモールドなどのモールド成形により形成されるた
め、そのモールド成形の際の金型に湾曲面を形成してお
くだけで、椀型の湾曲面７１を耐熱性被覆材７により一
体に形成することができる。この湾曲面７１を作り込ん
だ耐熱性被覆材７を形成した後のＬＥＤチップ３などの
ボンディングや他の製造工程は図１に示される例と同じ
である。
他の実施形態を示す図である。この例は、図５（ａ）に
斜視図、（ｂ）に断面説明図がそれぞれ示されるよう
に、耐熱性被覆材７の形成の際に、ＬＥＤチップ３をダ
イボンディングするダイパッド部を囲む湾曲面７１を耐
熱性被覆材７により形成するようにしたものである。す
なわち、耐熱性被覆材７は、前述のようにインジェクシ
ョンモールドなどのモールド成形により形成されるた
め、そのモールド成形の際の金型に湾曲面を形成してお
くだけで、椀型の湾曲面７１を耐熱性被覆材７により一
体に形成することができる。この湾曲面７１を作り込ん
だ耐熱性被覆材７を形成した後のＬＥＤチップ３などの
ボンディングや他の製造工程は図１に示される例と同じ
である。
【００２８】その結果、リード１、２のタイバーの切断
工程およびリード１の先端の湾曲状の凹部の形成工程の
必要がなく、とくにフレームの状態でリード１の先端に
凹部を形成する複雑な工程を省略することができるメリ
ットが大きい。この場合、リード１、２の先端に耐熱性
被覆材が付着しないようにすれば、ＬＥＤチップ３の一
方の電極が基板の裏面から取り出すことができる場合
に、そのまま導電性接着剤によりＬＥＤチップ３をボン
ディングすることにより電気的に接続することができ
る。また、耐熱性被覆材としては白色に形成されるよう
に白色のフィラーを混入することが湾曲面７１での光の
反射率を向上させることができて好ましい。たとえば白
色での反射率を１とすると、銀では０.６〜０.７程度
で、白色にすることにより大幅に反射率が向上する。さ
らに、従来のタイバーより先端の位置で第１および第２
のリード１、２が固定されるため、ワイヤボンディング
の際の超音波洗浄などに対しても先端部がしっかりと固
定され、ダイボンディングやワイヤボンディングなどの
作業効率が大幅に向上する。
工程およびリード１の先端の湾曲状の凹部の形成工程の
必要がなく、とくにフレームの状態でリード１の先端に
凹部を形成する複雑な工程を省略することができるメリ
ットが大きい。この場合、リード１、２の先端に耐熱性
被覆材が付着しないようにすれば、ＬＥＤチップ３の一
方の電極が基板の裏面から取り出すことができる場合
に、そのまま導電性接着剤によりＬＥＤチップ３をボン
ディングすることにより電気的に接続することができ
る。また、耐熱性被覆材としては白色に形成されるよう
に白色のフィラーを混入することが湾曲面７１での光の
反射率を向上させることができて好ましい。たとえば白
色での反射率を１とすると、銀では０.６〜０.７程度
で、白色にすることにより大幅に反射率が向上する。さ
らに、従来のタイバーより先端の位置で第１および第２
のリード１、２が固定されるため、ワイヤボンディング
の際の超音波洗浄などに対しても先端部がしっかりと固
定され、ダイボンディングやワイヤボンディングなどの
作業効率が大幅に向上する。
【００２９】図６に示される例は、耐熱性被覆材７の表
面に凹凸部７ａを形成したもので、このような凹凸部７
ａが形成されることにより、この周囲に被覆されるパッ
ケージ６との密着性が非常に向上し、パッケージ６と耐
熱性被覆材７との境界を経てハンダ付け時のフラックス
や水分などの浸入を防止することができる。
面に凹凸部７ａを形成したもので、このような凹凸部７
ａが形成されることにより、この周囲に被覆されるパッ
ケージ６との密着性が非常に向上し、パッケージ６と耐
熱性被覆材７との境界を経てハンダ付け時のフラックス
や水分などの浸入を防止することができる。
【００３０】前述の各例では、耐熱性被覆材としてＰＰ
Ｓを用いたが、それに限られるものではなく、液晶ポリ
マーなどの耐熱性のある熱可塑性樹脂類や、エポキシ樹
脂などに耐熱性のフィラーなどを混入して耐熱性をもた
せた樹脂などを使用することができる。耐熱性として
は、ハンダ付け時の温度に耐えられればよく、２２０℃
以上の耐熱性があれば好ましい。また、熱硬化性樹脂で
あれば、前述のように、金型を用いた射出成形でなくて
もポッティングなどにより形成することもできる。ま
た、樹脂製のパッケージ６の底面のほぼ全面（断面形状
が円形）に亘って耐熱性被覆材７を形成することもでき
る。この場合白色などの光を反射しやすい色にすること
により、底面側に向かった光も上方に反射して有効に利
用することができる。
Ｓを用いたが、それに限られるものではなく、液晶ポリ
マーなどの耐熱性のある熱可塑性樹脂類や、エポキシ樹
脂などに耐熱性のフィラーなどを混入して耐熱性をもた
せた樹脂などを使用することができる。耐熱性として
は、ハンダ付け時の温度に耐えられればよく、２２０℃
以上の耐熱性があれば好ましい。また、熱硬化性樹脂で
あれば、前述のように、金型を用いた射出成形でなくて
もポッティングなどにより形成することもできる。ま
た、樹脂製のパッケージ６の底面のほぼ全面（断面形状
が円形）に亘って耐熱性被覆材７を形成することもでき
る。この場合白色などの光を反射しやすい色にすること
により、底面側に向かった光も上方に反射して有効に利
用することができる。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、リードとパッケージと
の接合部の耐熱性が向上し、ハンダ付け時などの温度上
昇に対しても剥離が生じることがなく、ハンダ付け時の
フラックスや水分などの浸入を防止することができる。
その結果、信頼性の高い半導体発光素子が得られる。
の接合部の耐熱性が向上し、ハンダ付け時などの温度上
昇に対しても剥離が生じることがなく、ハンダ付け時の
フラックスや水分などの浸入を防止することができる。
その結果、信頼性の高い半導体発光素子が得られる。
【００３２】さらに、耐熱性被覆材をリードフレームの
タイバーの代りに使用することにより、タイバーカット
などの工程を省略することができる。耐熱性被覆材の外
周に凹凸部が設けられることにより、パッケージの密着
性が向上し一層信頼性が向上する。
タイバーの代りに使用することにより、タイバーカット
などの工程を省略することができる。耐熱性被覆材の外
周に凹凸部が設けられることにより、パッケージの密着
性が向上し一層信頼性が向上する。
【００３３】また、耐熱性被覆材によりＬＥＤチップの
周囲の湾曲面を形成することにより、リードフレームで
の複雑な湾曲部の形成工程を省略することができて、工
数削減になり、コストダウンにつながる。さらに、リー
ドの先端のブレを防止することができ、ダイボンディン
グやワイヤボンディングの作業性が向上する。
周囲の湾曲面を形成することにより、リードフレームで
の複雑な湾曲部の形成工程を省略することができて、工
数削減になり、コストダウンにつながる。さらに、リー
ドの先端のブレを防止することができ、ダイボンディン
グやワイヤボンディングの作業性が向上する。
【図１】本発明の半導体発光素子の一実施形態の一部断
面説明図である。
面説明図である。
【図２】本発明の半導体発光素子の他の実施形態の側面
説明図である。
説明図である。
【図３】本発明の半導体発光素子のさらに他の実施形態
の説明図である。
の説明図である。
【図４】本発明の半導体発光素子のさらに他の実施形態
の説明図である。
の説明図である。
【図５】本発明の半導体発光素子のさらに他の実施形態
の説明図である。
の説明図である。
【図６】本発明の半導体発光素子のさらに他の実施形態
の説明図である。
の説明図である。
【図７】図１のＬＥＤチップの一例の断面説明図であ
る。
る。
【図８】リードフレームの組立体をキャスティングモー
ルドする場合の説明図である。
ルドする場合の説明図である。
【図９】従来の半導体発光素子の熱によりリードとパッ
ケージとが剥離する例の説明図である。
ケージとが剥離する例の説明図である。
１ 第１のリード ２ 第２のリード ３ ＬＥＤチップ ６ パッケージ ７ 耐熱性被覆材 ７ａ 凹凸部
Claims (5)
- 【請求項１】 第１のリードと、該第１のリードのダイ
パッド部にボンディングされる発光素子チップと、該発
光素子チップの一方の電極と電気的に接続される第２の
リードと、前記発光素子チップおよび第２のリードの先
端部とを覆い前記発光素子チップからの光を透過させる
パッケージとを有し、前記第１および第２のリードの少
なくとも一部が耐熱性被覆材により被覆されてなる半導
体発光素子。 - 【請求項２】 前記耐熱性被覆材が前記第１および第２
のリードを横切る方向に前記第１および第２のリードの
間に連続して設けられ、該耐熱性被覆材が組立ての際の
リードを連結するタイバーの代用となり得る請求項１記
載の半導体発光素子。 - 【請求項３】 前記耐熱性被覆材の一部により前記第１
のリードのダイパッド部を囲む湾曲面が形成されてなる
請求項１または２記載の半導体発光素子。 - 【請求項４】 前記耐熱性被覆材が、前記発光素子チッ
プ側で薄く前記パッケージの底部側で厚くなる傾斜面を
有する請求項１または２記載の半導体発光素子。 - 【請求項５】 前記耐熱性被覆材の外周に凹凸部が設け
られ、該凹凸部に食い込んで前記パッケージが設けられ
てなる請求項１、２、３または４記載の半導体発光素
子。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27103997A JPH11103097A (ja) | 1997-07-30 | 1997-10-03 | 半導体発光素子 |
| KR1019980027419A KR19990013680A (ko) | 1997-07-30 | 1998-07-08 | 반도체 발광소자 |
| US09/113,302 US6084252A (en) | 1997-03-10 | 1998-07-10 | Semiconductor light emitting device |
| DE19833245A DE19833245B4 (de) | 1997-07-30 | 1998-07-23 | Halbleiterlichtemissionseinrichtung mit blasenfreiem Gehäuse |
| TW087112116A TW412873B (en) | 1997-07-30 | 1998-07-24 | Semiconductor light emitting device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20468097 | 1997-07-30 | ||
| JP9-204680 | 1997-07-30 | ||
| JP27103997A JPH11103097A (ja) | 1997-07-30 | 1997-10-03 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11103097A true JPH11103097A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=26514589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27103997A Pending JPH11103097A (ja) | 1997-03-10 | 1997-10-03 | 半導体発光素子 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6084252A (ja) |
| JP (1) | JPH11103097A (ja) |
| KR (1) | KR19990013680A (ja) |
| DE (1) | DE19833245B4 (ja) |
| TW (1) | TW412873B (ja) |
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| KR100459347B1 (ko) * | 1998-04-16 | 2004-12-03 | 산요덴키가부시키가이샤 | 광 반도체 장치 및 이것을 실장한 광 반도체 모듈 |
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| JP2017216368A (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2004524681A (ja) * | 2001-01-31 | 2004-08-12 | ジェンテクス・コーポレーション | 放射線エミッタ装置及びその製造方法 |
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