JPH11214754A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JPH11214754A JPH11214754A JP5409498A JP5409498A JPH11214754A JP H11214754 A JPH11214754 A JP H11214754A JP 5409498 A JP5409498 A JP 5409498A JP 5409498 A JP5409498 A JP 5409498A JP H11214754 A JPH11214754 A JP H11214754A
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- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/85—Packages
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- H10H20/853—Encapsulations characterised by their shape
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W74/00—Encapsulations, e.g. protective coatings
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/721—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors
- H10W90/726—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体発光素子を封止する封止樹脂材の劣化
を抑制して、光度低下を防止した半導体発光装置を提供
すること。 【解決手段】 電気絶縁材料からなる矩形状絶縁基体１
に、その底面から側面を介して表面に導出される一対の
メタライズ配線層２、３を被着し、ＬＥＤ素子６はｐ側
及びｎ側電極を形成した片面６ａで導電材４、５を接合
材料としてダイボンデングする。強化材として例えばア
ルミナ、カーボン、シリカ等のフィラを混入した非透過
性封止樹脂材８にてＬＥＤ素子の発光部６ｄを露出させ
て全周を封止する。
を抑制して、光度低下を防止した半導体発光装置を提供
すること。 【解決手段】 電気絶縁材料からなる矩形状絶縁基体１
に、その底面から側面を介して表面に導出される一対の
メタライズ配線層２、３を被着し、ＬＥＤ素子６はｐ側
及びｎ側電極を形成した片面６ａで導電材４、５を接合
材料としてダイボンデングする。強化材として例えばア
ルミナ、カーボン、シリカ等のフィラを混入した非透過
性封止樹脂材８にてＬＥＤ素子の発光部６ｄを露出させ
て全周を封止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子を
封止する封止樹脂材の劣化を防止した半導体発光装置に
関する。
封止する封止樹脂材の劣化を防止した半導体発光装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体発光素子を用いた表面実装形の半
導体発光装置が各種の産業機器、民生機器等に使用され
ている。このような半導体発光装置の従来例について、
図７により説明する。図７は、半導体発光素子として発
光ダイオード素子（以下、ＬＥＤ素子と略称する）６を
用いた半導体発光装置２０の断面図である。
導体発光装置が各種の産業機器、民生機器等に使用され
ている。このような半導体発光装置の従来例について、
図７により説明する。図７は、半導体発光素子として発
光ダイオード素子（以下、ＬＥＤ素子と略称する）６を
用いた半導体発光装置２０の断面図である。
【０００３】図７において、１は電気絶縁材料からなる
矩形状絶縁基体で、矩形状絶縁基体１の底面から側面を
介して表面に導出される一対のメタライズ配線層２、３
を被着する。ＬＥＤ素子６は、その片面の６ａ側にｐ側
及びｎ側電極を設けている。各メタライズ配線層２、３
の表面には導電材４、５を接着し、ＬＥＤ素子６に設け
たｐ側及びｎ側電極が一対のメタライズ配線層２、３と
電気的に接続されるように、導電材４、５を接合材料と
してダイボンデングする。
矩形状絶縁基体で、矩形状絶縁基体１の底面から側面を
介して表面に導出される一対のメタライズ配線層２、３
を被着する。ＬＥＤ素子６は、その片面の６ａ側にｐ側
及びｎ側電極を設けている。各メタライズ配線層２、３
の表面には導電材４、５を接着し、ＬＥＤ素子６に設け
たｐ側及びｎ側電極が一対のメタライズ配線層２、３と
電気的に接続されるように、導電材４、５を接合材料と
してダイボンデングする。
【０００４】ダイボンデングされたＬＥＤ素子６は、透
明合成樹脂または半透明合成樹脂製の封止樹脂材７によ
りパッケージされる。このようにして形成された半導体
発光装置２０を回路基板に表面実装し、メタライズ配線
層２、３を回路基板に形成されている配線導体に接続す
る。
明合成樹脂または半透明合成樹脂製の封止樹脂材７によ
りパッケージされる。このようにして形成された半導体
発光装置２０を回路基板に表面実装し、メタライズ配線
層２、３を回路基板に形成されている配線導体に接続す
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体発光装置
の封止樹脂材は、上記のように半導体発光素子の発光面
も被覆している。このため、発光面に光路が形成される
ためには封止樹脂材は光透過性の透明合成樹脂または半
透明合成樹脂製とする必要があった。このような光透過
性の封止樹脂材は、耐リフロー性が劣るためにパッケー
ジにクラックが生じる場合があり、また、耐熱性や耐湿
性も十分ではないので使用環境によっては封止樹脂材に
劣化が発生する場合がある。
の封止樹脂材は、上記のように半導体発光素子の発光面
も被覆している。このため、発光面に光路が形成される
ためには封止樹脂材は光透過性の透明合成樹脂または半
透明合成樹脂製とする必要があった。このような光透過
性の封止樹脂材は、耐リフロー性が劣るためにパッケー
ジにクラックが生じる場合があり、また、耐熱性や耐湿
性も十分ではないので使用環境によっては封止樹脂材に
劣化が発生する場合がある。
【０００６】すなわち、高熱や紫外線にさらされる環境
で半導体発光装置が使用されると、前記光透過性の透明
合成樹脂または半透明合成樹脂製の封止樹脂材が、高熱
や紫外線の影響により黄変して光透過率が低下する。こ
の結果、半導体発光素子から発射される出力光のうち、
相当程度の割合が封止樹脂材で損失となり外部に放射さ
れる出力光の割合が低下する。このように、従来の半導
体発光装置においては、光透過性の透明合成樹脂または
半透明合成樹脂製の封止樹脂材の劣化により光度が低下
するという問題があった。
で半導体発光装置が使用されると、前記光透過性の透明
合成樹脂または半透明合成樹脂製の封止樹脂材が、高熱
や紫外線の影響により黄変して光透過率が低下する。こ
の結果、半導体発光素子から発射される出力光のうち、
相当程度の割合が封止樹脂材で損失となり外部に放射さ
れる出力光の割合が低下する。このように、従来の半導
体発光装置においては、光透過性の透明合成樹脂または
半透明合成樹脂製の封止樹脂材の劣化により光度が低下
するという問題があった。
【０００７】本発明はこのような問題に鑑み、半導体発
光素子を封止する封止樹脂材の劣化を抑制して、光度低
下を防止した半導体発光装置の提供を目的とする。
光素子を封止する封止樹脂材の劣化を抑制して、光度低
下を防止した半導体発光装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は請求
項１に係る発明において、半導体発光装置を、絶縁基体
又はリードフレーム上に、ｐ側電極及びｎ側電極が形成
された片面側でダイボンデングされる半導体発光素子を
備え、該半導体発光素子の発光部を露出させて全周を強
化材を混入した非透過性封止樹脂材にて封止する構成と
することによって達成される。
項１に係る発明において、半導体発光装置を、絶縁基体
又はリードフレーム上に、ｐ側電極及びｎ側電極が形成
された片面側でダイボンデングされる半導体発光素子を
備え、該半導体発光素子の発光部を露出させて全周を強
化材を混入した非透過性封止樹脂材にて封止する構成と
することによって達成される。
【０００９】また、請求項２に係る発明においては、請
求項１に係る発明において前記絶縁基体又はリードフレ
ームに半導体発光素子を収納する段部を形成した構成と
している。
求項１に係る発明において前記絶縁基体又はリードフレ
ームに半導体発光素子を収納する段部を形成した構成と
している。
【００１０】また、請求項３に係る発明においては、請
求項１に係る発明において前記発光部の形状を種々の形
状に設定可能な構成としている。
求項１に係る発明において前記発光部の形状を種々の形
状に設定可能な構成としている。
【００１１】本発明の上記請求項１に係る発明の特徴に
よれば、半導体発光素子の発光部を露出させて全周を強
化材を混入した非透過性封止樹脂材にて封止する構成と
しているので、耐リフロー性が向上してパッケージクラ
ック等の損傷を防止することができる。また、このよう
な非透過性封止樹脂材は耐熱性が向上し紫外線を遮断す
るので、半導体発光装置が高熱や紫外線にさらされる環
境で使用される場合であっても、封止樹脂材が黄変する
劣化現象を抑制し、封止樹脂材の劣化に起因する光度の
低下を防止することができる。
よれば、半導体発光素子の発光部を露出させて全周を強
化材を混入した非透過性封止樹脂材にて封止する構成と
しているので、耐リフロー性が向上してパッケージクラ
ック等の損傷を防止することができる。また、このよう
な非透過性封止樹脂材は耐熱性が向上し紫外線を遮断す
るので、半導体発光装置が高熱や紫外線にさらされる環
境で使用される場合であっても、封止樹脂材が黄変する
劣化現象を抑制し、封止樹脂材の劣化に起因する光度の
低下を防止することができる。
【００１２】また請求項２に係る発明においては、前記
絶縁基体又はリードフレームを一部削除して半導体発光
素子を収納する段部を形成しているので、半導体発光装
置を薄形に形成することができ、小型、軽量化が図れ
る。
絶縁基体又はリードフレームを一部削除して半導体発光
素子を収納する段部を形成しているので、半導体発光装
置を薄形に形成することができ、小型、軽量化が図れ
る。
【００１３】また請求項３に係る発明においては、前記
発光部の形状を種々の形状に設定可能としているので、
半導体発光装置から放射される出力光の形状を任意の形
状に変えることができる。
発光部の形状を種々の形状に設定可能としているので、
半導体発光装置から放射される出力光の形状を任意の形
状に変えることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図１を参照して説明する。図１は半導体発光装置２１
の断面図である。図２と同一の部分または対応するとこ
ろは同一の符号を付しており詳細な説明は省略する。本
発明の半導体発光装置２１においては半導体発光素子と
して、例えばサファイア等の硬度の大きな光透過性絶縁
素材の基板６ｂ上にＧａＮ等の窒素化合物を気相成長さ
せて発光層を形成し、当該基板６ｂ側を発光面とする構
成のＬＥＤ素子６を使用している。
て図１を参照して説明する。図１は半導体発光装置２１
の断面図である。図２と同一の部分または対応するとこ
ろは同一の符号を付しており詳細な説明は省略する。本
発明の半導体発光装置２１においては半導体発光素子と
して、例えばサファイア等の硬度の大きな光透過性絶縁
素材の基板６ｂ上にＧａＮ等の窒素化合物を気相成長さ
せて発光層を形成し、当該基板６ｂ側を発光面とする構
成のＬＥＤ素子６を使用している。
【００１５】図１において、８は、強化材として例えば
アルミナ、カーボン、シリカ等のフィラを混入した光の
非透過性封止樹脂材である。この非透過性封止樹脂材８
は、ＬＥＤ素子６の側面と、絶縁素材の基板６ｂとは反
対側のｐ側及びｎ側電極が形成されている片面６ａを被
覆する。また図４の平面図に示すように、基板６ｂの発
光面６ｃの中で発光部６ｄのみを露出させ、発光部６ｄ
を除いた発光面６ｃを非透過性封止樹脂材８で被覆す
る。すなわち、ＬＥＤ素子の発光部６ｄを露出させて全
周を非透過性封止樹脂材８にて封止する。
アルミナ、カーボン、シリカ等のフィラを混入した光の
非透過性封止樹脂材である。この非透過性封止樹脂材８
は、ＬＥＤ素子６の側面と、絶縁素材の基板６ｂとは反
対側のｐ側及びｎ側電極が形成されている片面６ａを被
覆する。また図４の平面図に示すように、基板６ｂの発
光面６ｃの中で発光部６ｄのみを露出させ、発光部６ｄ
を除いた発光面６ｃを非透過性封止樹脂材８で被覆す
る。すなわち、ＬＥＤ素子の発光部６ｄを露出させて全
周を非透過性封止樹脂材８にて封止する。
【００１６】本発明の半導体発光装置２１は、ＬＥＤ素
子６の発光部６ｄのみを露出させ、ＬＥＤ素子６の全周
を封止樹脂材で封止する構成としているので、封止樹脂
材として光の非透過性封止樹脂材を使用することができ
る。このため、例えばアルミナ、カーボン、シリカ等の
フィラを強化材として混入した非透過性封止樹脂材８に
てＬＥＤ素子６を封止することが可能となる。
子６の発光部６ｄのみを露出させ、ＬＥＤ素子６の全周
を封止樹脂材で封止する構成としているので、封止樹脂
材として光の非透過性封止樹脂材を使用することができ
る。このため、例えばアルミナ、カーボン、シリカ等の
フィラを強化材として混入した非透過性封止樹脂材８に
てＬＥＤ素子６を封止することが可能となる。
【００１７】このような非透過性封止樹脂材８は、吸湿
量が少なく、耐熱性が向上するので耐リフロー性が向上
してパッケージクラック等の損傷を防止することができ
る。また、半導体発光装置２１が高熱や紫外線にさらさ
れる環境で使用される場合であっても、封止樹脂材が黄
変する劣化現象を抑制し、封止樹脂材の劣化に起因する
光度の低下を防止した半導体発光装置２１が得られる。
量が少なく、耐熱性が向上するので耐リフロー性が向上
してパッケージクラック等の損傷を防止することができ
る。また、半導体発光装置２１が高熱や紫外線にさらさ
れる環境で使用される場合であっても、封止樹脂材が黄
変する劣化現象を抑制し、封止樹脂材の劣化に起因する
光度の低下を防止した半導体発光装置２１が得られる。
【００１８】図２は、本発明の他の実施の形態の半導体
発光装置の断面図である。この例においては、ＬＥＤ素
子６は、導電材４、５を接合材料としてリードフレーム
９、１０にダイボンデングされる。このような構成の半
導体発光装置２２においても、図１の例と同様にアルミ
ナ、カーボン、シリカ等のフィラを強化材として混入し
た非透過性封止樹脂材８を使用することができる。
発光装置の断面図である。この例においては、ＬＥＤ素
子６は、導電材４、５を接合材料としてリードフレーム
９、１０にダイボンデングされる。このような構成の半
導体発光装置２２においても、図１の例と同様にアルミ
ナ、カーボン、シリカ等のフィラを強化材として混入し
た非透過性封止樹脂材８を使用することができる。
【００１９】図３は、本発明の更に他の実施の形態に係
る半導体発光装置の断面図である。図３の半導体発光装
置２３の例は、図２の構成においてリードフレーム９、
１０の表面を一部削除して段部１１、１２を形成する。
この段部１１、１２の内部にＬＥＤ素子６を収納し、Ｌ
ＥＤ素子６は導電材４、５を接合材料としてリードフレ
ーム９、１０にダイボンデングされる。
る半導体発光装置の断面図である。図３の半導体発光装
置２３の例は、図２の構成においてリードフレーム９、
１０の表面を一部削除して段部１１、１２を形成する。
この段部１１、１２の内部にＬＥＤ素子６を収納し、Ｌ
ＥＤ素子６は導電材４、５を接合材料としてリードフレ
ーム９、１０にダイボンデングされる。
【００２０】図３のようにリードフレーム９、１０に段
部１１、１２を形成し、この段部１１、１２の内部にＬ
ＥＤ素子６を収納してダイボンデングすることにより、
半導体発光装置２３の高さ方向の寸法Ｔ２を、図２の構
成の半導体発光装置２２の高さ方向の寸法Ｔ１よりも小
さくすることができる。このため、半導体発光装置２３
を薄形に形成することができると共に、リードフレーム
９、１０を一部削除しているので小型、軽量化も図れ
る。
部１１、１２を形成し、この段部１１、１２の内部にＬ
ＥＤ素子６を収納してダイボンデングすることにより、
半導体発光装置２３の高さ方向の寸法Ｔ２を、図２の構
成の半導体発光装置２２の高さ方向の寸法Ｔ１よりも小
さくすることができる。このため、半導体発光装置２３
を薄形に形成することができると共に、リードフレーム
９、１０を一部削除しているので小型、軽量化も図れ
る。
【００２１】図３の例で説明したようなＬＥＤ素子６を
収納する段部は、図１の構成の矩形状絶縁基体１上にＬ
ＥＤ素子６をダイボンデングする場合にも形成すること
が可能である。矩形状絶縁基体１に図３と同様に段部を
形成することにより、図１の構成の矩形状絶縁基体１を
用いた半導体発光装置２１の高さ方向の寸法を小さくし
て、小型、軽量化を図ることができる。
収納する段部は、図１の構成の矩形状絶縁基体１上にＬ
ＥＤ素子６をダイボンデングする場合にも形成すること
が可能である。矩形状絶縁基体１に図３と同様に段部を
形成することにより、図１の構成の矩形状絶縁基体１を
用いた半導体発光装置２１の高さ方向の寸法を小さくし
て、小型、軽量化を図ることができる。
【００２２】ところで本発明においては、非透過性封止
樹脂材８は金型を用いて成型されＬＥＤ素子６を封止し
ているので、金型形状を変えることにより発光部６ｄの
形状を種々の形状に設定することができる。このため、
半導体発光装置から放射される出力光の形状を矩形状以
外の任意の形状に変えることができる。図５、図６は出
力光の形状を変えた例の半導体発光装置の平面図であ
り、図５は円形の発光部６ｄを設けた例であり、図６は
三角形の発光部６ｄを設けた例である。
樹脂材８は金型を用いて成型されＬＥＤ素子６を封止し
ているので、金型形状を変えることにより発光部６ｄの
形状を種々の形状に設定することができる。このため、
半導体発光装置から放射される出力光の形状を矩形状以
外の任意の形状に変えることができる。図５、図６は出
力光の形状を変えた例の半導体発光装置の平面図であ
り、図５は円形の発光部６ｄを設けた例であり、図６は
三角形の発光部６ｄを設けた例である。
【００２３】上記の例では、半導体発光素子としてサフ
ァイア等の硬度の大きな光透過性絶縁素材の基板６ｂ上
にＧａＮ等の窒素化合物を気相成長させて発光層を形成
し、当該基板６ｂ側を発光面とする構成のＬＥＤ素子６
を使用している。しかしながら、本発明の半導体発光装
置に適用される半導体発光素子はこのような構成のＬＥ
Ｄ素子には限定されない。片面にｐ側電極及びｎ側電極
が形成された構成の半導体発光素子に一般的に適用され
る。
ァイア等の硬度の大きな光透過性絶縁素材の基板６ｂ上
にＧａＮ等の窒素化合物を気相成長させて発光層を形成
し、当該基板６ｂ側を発光面とする構成のＬＥＤ素子６
を使用している。しかしながら、本発明の半導体発光装
置に適用される半導体発光素子はこのような構成のＬＥ
Ｄ素子には限定されない。片面にｐ側電極及びｎ側電極
が形成された構成の半導体発光素子に一般的に適用され
る。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
係る発明においては、半導体発光素子の発光部を露出さ
せて全周を強化材を混入した非透過性封止樹脂材にて封
止する構成としているので、耐リフロー性が向上してパ
ッケージクラック等の損傷を防止することができる。ま
た、このような非透過性封止樹脂材は耐熱性が向上し紫
外線を遮断するので、半導体発光装置が高熱や紫外線に
さらされる環境で使用される場合であっても、封止樹脂
材が黄変する劣化現象を抑制し、封止樹脂材の劣化に起
因する光度の低下を防止することができる。
係る発明においては、半導体発光素子の発光部を露出さ
せて全周を強化材を混入した非透過性封止樹脂材にて封
止する構成としているので、耐リフロー性が向上してパ
ッケージクラック等の損傷を防止することができる。ま
た、このような非透過性封止樹脂材は耐熱性が向上し紫
外線を遮断するので、半導体発光装置が高熱や紫外線に
さらされる環境で使用される場合であっても、封止樹脂
材が黄変する劣化現象を抑制し、封止樹脂材の劣化に起
因する光度の低下を防止することができる。
【００２５】また請求項２に係る発明においては、絶縁
基体又はリードフレームを一部削除して半導体発光素子
を収納する段部を形成しているので、半導体発光装置を
薄形に形成することができ、小型、軽量化が図れる。
基体又はリードフレームを一部削除して半導体発光素子
を収納する段部を形成しているので、半導体発光装置を
薄形に形成することができ、小型、軽量化が図れる。
【００２６】また請求項３に係る発明においては、発光
部の形状を種々の形状に設定可能としているので、半導
体発光装置から放射される出力光の形状を任意の形状に
変えることができる。
部の形状を種々の形状に設定可能としているので、半導
体発光装置から放射される出力光の形状を任意の形状に
変えることができる。
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体発光装置の断
面図である。
面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態に係る半導体発光装置
の断面図である。
の断面図である。
【図３】本発明の更に他の実施の形態に係る半導体発光
装置の断面図である。
装置の断面図である。
【図４】図１の半導体発光装置の平面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る半導体発光装置
の平面図である。
の平面図である。
【図６】本発明の更に他の実施の形態に係る半導体発光
装置の平面図である。
装置の平面図である。
【図７】従来例の半導体発光装置の断面図である。
１ 絶縁基体 ２、３ メタライズ配線層 ４、５ 導電材 ６ ＬＥＤ素子 ６ｂ サファイア基板 ７ 封止樹脂材 ８ 非透過性封止樹脂材
Claims (3)
- 【請求項１】 絶縁基体又はリードフレーム上に、ｐ側
電極及びｎ側電極が形成された片面側でダイボンデング
される半導体発光素子を備え、該半導体発光素子の発光
部を露出させて全周を強化材を混入した非透過性封止樹
脂材にて封止したことを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項２】 前記絶縁基体又はリードフレームに、半
導体発光素子を収納する段部を形成したことを特徴とす
る請求項１に記載の半導体発光装置。 - 【請求項３】前記発光部の形状を種々の形状に設定可能
としたことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5409498A JPH11214754A (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 半導体発光装置 |
| DE19901918A DE19901918A1 (de) | 1998-01-28 | 1999-01-19 | Halbleitende lichtemittierende Vorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
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