CN105990495A - 发光单元及半导体发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方式提供一种能以简单的构造将多芯片封装体中的多个发光元件间连接的发光单元及半导体发光装置。根据实施方式，半导体发光装置具有：多个发光元件，分别具有两个外部端子；及树脂层，一体地支持多个发光元件。多个发光元件包含沿第一方向排列的n个发光元件。n个发光元件的(2×n)个外部端子沿第一方向排列。(2×n)个外部端子中，第一方向的一端的外部端子与第一垫接合，第一方向的另一端的外部端子与第二垫接合，一端的外部端子与另一端的外部端子之间的外部端子与第三垫接合。

Description

发光单元及半导体发光装置
[相关申请案]
本申请案享有将日本专利申请案2014-187250号(申请日：2014年9月16日)作为基础申请案的优先权。本申请案通过参照该基础申请案而包含基础申请案的全部内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及一种发光单元及半导体发光装置。
背景技术
提出有一种在包含发光层的芯片的一面侧设置着荧光体层、在另一面侧设置着电极、配线层及树脂层的芯片尺寸封装体构造的半导体发光装置。另外，也提出有在多芯片封装体中利用封装体内的配线层将多个芯片间电连接的构造。
发明内容
本发明的实施方式提供一种能以简单的构造将多芯片封装体中的多个发光元件间连接的发光单元及半导体发光装置。
根据实施方式，发光单元包括安装衬底及半导体发光装置。所述安装衬底具有第一垫、第二垫、及设置在所述第一垫与所述第二垫之间的第三垫。所述半导体发光装置具有：多个发光元件，分别具有两个外部端子；及树脂层，一体地支持所述多个发光元件。所述多个发光元件包含沿第一方向排列的n(n为2以上的整数)个发光元件。所述n个发光元件的(2×n)个所述外部端子沿所述第一方向排列。所述(2×n)个外部端子中，所述第一方向的一端的外部端子与所述第一垫接合，所述第一方向的另一端的外部端子与所述第二垫接合，所述一端的外部端子与所述另一端的外部端子之间的外部端子与所述第三垫接合。
附图说明
图1是实施方式的发光单元的示意俯视图。
图2(a)是实施方式的安装衬底的示意俯视图，(b)是实施方式的半导体发光装置的示意俯视图。
图3是实施方式的半导体发光装置的示意剖视图。
图4是表示实施方式的半导体发光装置的电极布局的示意俯视图。
图5是实施方式的半导体发光装置的局部示意剖视图。
图6是实施方式的安装衬底的示意俯视图。
图7是实施方式的发光单元的示意俯视图。
图8(a)是实施方式的安装衬底的示意俯视图，(b)是实施方式的半导体发光装置的示意俯视图。
图9是实施方式的发光单元的示意俯视图。
图10(a)是实施方式的安装衬底的示意俯视图，(b)是实施方式的半导体发光装置的示意俯视图。
图11是实施方式的半导体发光装置的示意剖视图。
图12是实施方式的半导体发光装置的示意俯视图。
图13是实施方式的半导体发光装置的示意剖视图。
图14是实施方式的半导体发光装置的示意剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式进行说明。此外，在各附图中，对相同要素标注相同符号。
图1是实施方式的发光单元的示意俯视图。
图2(a)是实施方式的安装衬底70的示意俯视图。
图2(b)是实施方式的半导体发光装置1的示意俯视图。
图3是实施方式的半导体发光装置1的示意剖视图。
图2(b)表示半导体发光装置1的安装面，与图3所示的半导体发光装置1的仰视图对应。
图1表示以图2(b)所示的半导体发光装置1的安装面朝向图2(a)所示的安装衬底70的垫81～83的方式将半导体发光装置1安装在安装衬底70的状态。图1是在将半导体发光装置1安装在安装衬底70的状态下从半导体发光装置1的上表面侧(安装面的相反侧)观察的示意俯视图。
半导体发光装置1具有多个发光元件10。在图1、图2(b)及图3所示的示例中，半导体发光装置1具有例如两个发光元件10。多个发光元件10以晶片级由树脂层25予以封装，树脂层25一体地支持着多个发光元件10。
从上表面或上表面的相反侧的安装面侧观察半导体发光装置1的外形形状例如为矩形。在该矩形的长边方向(第一方向X)排列着例如两个发光元件10。各个发光元件10具有相同的构成。
如图3所示，发光元件10具备包含发光层13的半导体层15。半导体层15具有厚度方向的一侧(第一侧)15a及该第一侧15a的相反侧的第二侧15b(图4)。
图4是一个发光元件10中的半导体层15的第二侧15b的示意俯视图，且表示p侧电极16与n侧电极17的平面布局的一例。
半导体层15的第二侧15b具有包含发光层13的部分(发光区域)15e及不含发光层13的部分15f。包含发光层13的部分15e是半导体层15中积层着发光层13的部分。不含发光层13的部分15f是半导体层15中未积层发光层13的部分。包含发光层13的部分15e表示成为能够将发光层13所发出的光提取至外部的积层构造的区域。
在第二侧15b，在包含发光层13的部分15e上设置着p侧电极16作为第一电极，在不含发光层的部分15f上设置着n侧电极17作为第二电极。
在图4所示的示例中，不含发光层13的部分15f包围着包含发光层13的部分15e，n侧电极17包围着p侧电极16。
电流通过p侧电极16及n侧电极17而供给到发光层13，从而发光层13发光。而且，从发光层13放射的光从第一侧15a出射到半导体发光装置1的外部。
如图3所示，在半导体层15的第二侧设置着支持体100。包含半导体层15、p侧电极16及n侧电极17的发光元件10由设置在第二侧的支持体100支持。
在半导体层15的第一侧15a，设置着荧光体层30作为对半导体发光装置1的发射光赋予所需的光学特性的光学层。荧光体层30包含多个粒子状的荧光体31。荧光体31被发光层13的放射光激发，而放射与该放射光不同波长的光。
多个荧光体31通过结合材料32而一体化。结合材料32使发光层13的放射光及荧光体31的放射光透过。此处，所谓「透过」，并不限于透过率为100％的情况，也包含吸收光的一部分的情况。
半导体层15具有第一半导体层11、第二半导体层12、及发光层13。发光层13设置在第一半导体层11与第二半导体层12之间。第一半导体层11及第二半导体层12包含例如氮化镓。
第一半导体层11包含例如基底缓冲层、n型GaN层。第二半导体层12包含例如p型GaN层。发光层13包含发出蓝、紫、蓝紫、紫外光等的材料。发光层13的发光峰值波长例如为430～470nm。
半导体层15的第二侧被加工成凹凸形状。该凸部是包含发光层13的部分15e，凹部是不含发光层13的部分15f。包含发光层13的部分15e的表面是第二半导体层12的表面，在第二半导体层12的表面设置着p侧电极16。不含发光层13的部分15f的表面是第一半导体层11的表面，在第一半导体层11的表面设置着n侧电极17。
在半导体层15的第二侧，包含发光层13的部分15e的面积大于不含发光层13的部分15f的面积。另外，设置在包含发光层13的部分15e的表面的p侧电极16的面积大于设置在不含发光层13的部分15f的表面的n侧电极17的面积。由此，可获得较广的发光面，从而可提高光输出。
如图4所示，n侧电极17具有例如四条直线部，在其中的一条直线部设置着在该直线部的宽度方向上突出的接触部17c。如图3所示，在该接触部17c的表面连接n侧配线层22的通孔22a。
如图3所示，半导体层15的第二侧、p侧电极16及n侧电极17由绝缘膜(第一绝缘膜)18覆盖。绝缘膜18例如为氧化硅膜等无机绝缘膜。绝缘膜18还设置在发光层13的侧面及第二半导体层12的侧面，并覆盖这些侧面。
另外，绝缘膜18还设置在半导体层15中的从第一侧15a连续的侧面(第一半导体层11的侧面)15c，并覆盖该侧面15c。
进而，绝缘膜18还设置在半导体层15的侧面15c周围的芯片外周部。设置在芯片外周部的绝缘膜18在第一侧15a向远离侧面15c的方向延伸。
在第二侧的绝缘膜18上，相互分离地设置着作为第一配线层的p侧配线层21与作为第二配线层的n侧配线层22。在绝缘膜18形成通向p侧电极16的多个第一开口、及通向n侧电极17的接触部17c的第二开口。
p侧配线层21设置在绝缘膜18上及第一开口的内部。p侧配线层21经由设置在第一开口内的通孔21a而与p侧电极16电连接。
n侧配线层22设置在绝缘膜18上及第二开口的内部。n侧配线层22经由设置在第二开口内的通孔22a而与n侧电极17的接触部17c电连接。
p侧配线层21及n侧配线层22占据第二侧的区域的大部分而在绝缘膜18上扩展。p侧配线层21经由多个通孔21a与p侧电极16连接。
另外，反射膜51介隔绝缘膜18而覆盖着半导体层15的侧面15c。反射膜51不与侧面15c接触，而不与半导体层15电连接。反射膜51相对于p侧配线层21及n侧配线层22分离。反射膜51对发光层13的放射光及荧光体31的放射光具有反射性。
反射膜51、p侧配线层21及n侧配线层22包含例如铜膜。反射膜51、p侧配线层21及n侧配线层22通过例如镀敷法而同时形成在图5所示的共用金属膜60上。反射膜51、p侧配线层21及n侧配线层22各自的厚度比金属膜60的厚度厚。
金属膜60具有从绝缘膜18侧起依序积层的基底金属膜61、密接层62、及籽晶层63。
基底金属膜61是对发光层13的放射光具有较高的反射性的例如铝膜。
籽晶层63是用来通过镀敷使铜析出的铜膜。密接层62是相对于铝及铜两者的润湿性优异的例如钛膜。
此外，在与半导体层15的侧面15c邻接的芯片外周部，也可以不在金属膜60上形成镀敷膜(铜膜)，而由金属膜60形成反射膜51。反射膜51至少包含铝膜61，由此对发光层13的放射光及荧光体31的放射光具有较高的反射率。
另外，因为在p侧配线层21及n侧配线层22下也残留基底金属膜(铝膜)61，所以铝膜61扩展形成在第二侧的大部分区域。由此，可增大朝向荧光体层30侧的光量。
在p侧配线层21的与半导体层15为相反侧的面设置着p侧金属柱23作为第一金属柱。p侧配线层21及p侧金属柱23形成p侧配线部(第一配线部)41。
在n侧配线层22的与半导体层15为相反侧的面设置着n侧金属柱24作为第二金属柱。n侧配线层22及n侧金属柱24形成n侧配线部(第二配线部)43。
在p侧配线部41与n侧配线部43之间设置着树脂层25作为第二绝缘膜。树脂层25以与p侧金属柱23的侧面及n侧金属柱24的侧面接触的方式设置在p侧金属柱23与n侧金属柱24之间。即，在p侧金属柱23与n侧金属柱24之间填充着树脂层25。
另外，树脂层25设置在p侧配线层21与n侧配线层22之间、p侧配线层21与反射膜51之间、及n侧配线层22与反射膜51之间。
树脂层25设置在p侧金属柱23的周围及n侧金属柱24的周围，覆盖着p侧金属柱23的侧面及n侧金属柱24的侧面。
另外，树脂层25还设置在与半导体层15的侧面15c邻接的芯片外周部、及相互分离的多个半导体层15之间，覆盖着反射膜51。
p侧金属柱23的与p侧配线层21为相反侧的端部(面)从树脂层25露出，作为可与外部电路连接的p侧外部端子23a发挥功能。n侧金属柱24的与n侧配线层22为相反侧的端部(面)从树脂层25露出，作为可与外部电路连接的n侧外部端子24a发挥功能。如下所述，p侧外部端子23a及n侧外部端子24a经由例如焊料或导电性的接合材料而与图2(a)所示的安装衬底70的垫81～83接合。
如图2(b)所示，p侧外部端子23a形成为例如矩形，n侧外部端子24a形成为将与p侧外部端子23a的矩形为相同尺寸的矩形中的两个角切除后的形状。由此，可辨别外部端子的极性。此外，也可以将n侧外部端子24a设为矩形，将p侧外部端子23a设为切除矩形的角所得的形状。
p侧外部端子23a与n侧外部端子24a的间隔比绝缘膜18上的p侧配线层21与n侧配线层22的间隔宽。p侧外部端子23a与n侧外部端子24a的间隔大于安装时的焊料的扩展宽度。由此，可防止通过焊料的p侧外部端子23a与n侧外部端子24a之间的短路。
相对于此，p侧配线层21与n侧配线层22的间隔可缩窄到处理上的极限。因此，可谋求p侧配线层21的面积、及p侧配线层21与p侧金属柱23的接触面积的扩大。由此，可促进发光层13的热的散出。
另外，p侧配线层21通过多个通孔21a与p侧电极16接触的面积大于n侧配线层22通过通孔22a与n侧电极17接触的面积。由此，可使在发光层13中流动的电流的分布均匀化。
在绝缘膜18上扩展的n侧配线层22的面积可大于n侧电极17的面积。而且，可使设置在n侧配线层22上的n侧金属柱24的面积(n侧外部端子24a的面积)大于n侧电极17。由此，可确保对安装来说充分的n侧外部端子24a的面积，并且可减小n侧电极17的面积。即，可缩小半导体层15中的不含发光层13的部分15f的面积，扩大包含发光层13的部分(发光区域)15e的面积，从而提高光输出。
第一半导体层11经由n侧电极17及n侧配线层22而与n侧金属柱24电连接。第二半导体层12经由p侧电极16及p侧配线层21而与p侧金属柱23电连接。
p侧金属柱23的厚度(连结p侧配线层21与p侧外部端子23a的方向的厚度)比p侧配线层21的厚度厚。n侧金属柱24的厚度(连结n侧配线层22与n侧外部端子24a的方向的厚度)比n侧配线层22的厚度厚。p侧金属柱23、n侧金属柱24及树脂层25各自的厚度比半导体层15厚。
金属柱23、24的纵横比(厚度相对于平面尺寸的比)既可为1以上，也可以小于1。即，金属柱23、24既可比其平面尺寸厚，也可以比其平面尺寸薄。
包含p侧配线层21、n侧配线层22、p侧金属柱23、n侧金属柱24及树脂层25的支持体100的厚度比包含半导体层15、p侧电极16及n侧电极17的发光元件(LED(LightEmitting Diode，发光二极管)芯片)10的厚度厚。
半导体层15通过外延生长(epitaxial growth)法而形成在未图示的衬底上。该衬底在形成支持体100后被去除，半导体层15在第一侧15a不含衬底。半导体层15并非由刚直的板状衬底支持，而是由包含金属柱23、24与树脂层25的复合体的支持体100支持。
作为p侧配线部41及n侧配线部43的材料，可使用例如铜、金、镍、银等。如果使用这些材料中的铜，那么可使良好的导热性、较高的耐迁移性及对绝缘材料的密接性提高。
树脂层25补强p侧金属柱23及n侧金属柱24。树脂层25较理想的是使用热膨胀率与安装衬底70相同或接近的树脂层。作为这种树脂层25，例如可列举主要包含环氧树脂的树脂、主要包含硅酮树脂的树脂、主要包含氟树脂的树脂。
另外，树脂层25中的成为基底的树脂中包含遮光材料(光吸收剂、光反射剂、光散射剂等)，树脂层25对发光层13发出的光具有遮光性。由此，可抑制光从支持体100的侧面及安装面侧泄漏。
因将半导体发光装置1安装在安装衬底70时的热循环，而导致将使p侧外部端子23a及n侧外部端子24a与安装衬底70的垫81～83接合的焊料所引起的应力施加到半导体层15。p侧金属柱23、n侧金属柱24及树脂层25吸收并缓和该应力。尤其是通过将比半导体层15更柔软的树脂层25用作支持体100的一部分，可提高应力缓和效果。
反射膜51相对于p侧配线部41及n侧配线部43分离。因此，在安装时施加到p侧金属柱23及n侧金属柱24的应力不会传递给反射膜51。因此，可抑制反射膜51的剥离。另外，可抑制对半导体层15的侧面15c侧施加的应力。
用于形成半导体层15的衬底从半导体层15被去除。由此，使半导体发光装置1低背化。另外，通过去除衬底，可在半导体层15的第一侧15a形成微小凹凸，从而谋求光提取效率的提高。
例如，对第一侧15a进行使用碱系溶液的湿式蚀刻，而形成微小凹凸。由此，可减少第一侧15a的全反射成分，从而提高光提取效率。
去除衬底后，在第一侧15a上介隔绝缘膜19而形成荧光体层30。绝缘膜19提高半导体层15与荧光体层30的密接性，例如为氧化硅膜、氮化硅膜。
荧光体层30具有在结合材料32中分散着多个粒子状的荧光体31的构造。结合材料32可使用例如硅酮树脂。
荧光体层30还形成在半导体层15的侧面15c周围的芯片外周部上、及发光元件10与发光元件10之间的区域上。在芯片外周部及发光元件10间的区域，在绝缘膜(例如氧化硅膜)18上设置着荧光体层30。
在半导体层15与半导体层15之间的区域(芯片间区域)，绝缘膜18并不限于连续，也可以像图13所示那样分断。因树脂层25的热膨胀系数而可能有在绝缘膜18产生裂缝的情况，但通过像图13所示那样利用图案化将芯片间区域的绝缘膜18分断，可抑制裂缝。
荧光体层30被限定在比发光元件10更靠上的区域侧，不会回绕到半导体层15的第二侧、金属柱23、24的周围、及支持体100的侧面而形成。荧光体层30的侧面与支持体100的侧面(树脂层25的侧面)对齐。
在不将光提取到外部的安装面侧，不多余地形成荧光体层30，从而可谋求降低成本。另外，即便在第一侧15a不存在衬底，也能够经由在第二侧扩展的p侧配线层21及n侧配线层22使发光层13的热向安装衬底70侧散出，虽然小型，但散热性仍优异。
普通的倒装芯片安装是将LED芯片经由凸块等安装在安装衬底后，以覆盖芯片整体的方式形成荧光体层。或者，在凸块间底填充树脂。
相对于此，根据实施方式，在安装前的状态下，在p侧金属柱23的周围及n侧金属柱24的周围设置与荧光体层30不同的树脂层25，可对安装面侧赋予适于应力缓和的特性。另外，因为在安装面侧已设置着树脂层25，所以无需安装后的底填充。
在第一侧15a设置以光提取效率、色转换效率、配光特性等优先而设计的层，在安装面侧设置以安装时的应力缓和、或作为代替衬底的支持体的特性优先的层。例如，树脂层25具有在成为基底的树脂中高密度地填充着二氧化硅粒子等填料的构造，且被调整为作为支持体适当的硬度。
从发光层13向第一侧15a放射的光入射至荧光体层30，一部分光激发荧光体31，作为发光层13的光与荧光体31的光的混合光，可获得例如白光。
此处，如果在第一侧15a上存在衬底，那么会产生不入射至荧光体层30而从衬底的侧面向外部泄漏的光。即，发光层13的光的色彩较强的光从衬底的侧面泄漏，而可能导致在从上表面观察荧光体层30的情况下可在外缘侧看到蓝色光环的现象等色分离或色不均。
相对于此，根据实施方式，因为在第一侧15a与荧光体层30之间不存在用于半导体层15的生长的衬底，因此可防止因发光层13的光的色彩较强的光从衬底侧面泄漏而导致的色分离或色不均。
进而，根据实施方式，在半导体层15的侧面15c，介隔绝缘膜18而设置着反射膜51。从发光层13朝向半导体层15的侧面15c的光由反射膜51反射，而不会泄漏到外部。因此，与在第一侧15a无衬底的特征相辅相成，可防止因光从半导体发光装置的侧面侧泄漏而导致的色分离或色不均。
设置在反射膜51与半导体层15的侧面15c之间的绝缘膜18防止反射膜51中所含的金属向半导体层15扩散。由此，可防止半导体层15的例如GaN的金属污染，从而可防止半导体层15的劣化。
另外，设置在反射膜51与荧光体层30之间、及树脂层25与荧光体层30之间的绝缘膜18提高反射膜51与荧光体层30的密接性、及树脂层25与荧光体层30的密接性。
绝缘膜18例如为氧化硅膜、氮化硅膜等无机绝缘膜。即，半导体层15的第一侧15a、第二侧、第一半导体层11的侧面15c、第二半导体层12的侧面、发光层13的侧面由无机绝缘膜覆盖。无机绝缘膜包围半导体层15，将半导体层15封闭使其免受金属或水分等影响。
荧光体层30跨及多个发光元件10间而扩展。在荧光体层30上视需要设置透镜50。透镜50由例如透明树脂形成。在图3中例示凸透镜，但也可以是凹透镜。
多个发光元件10由共用的树脂层25予以封装。因此，能以盖住多个发光元件10的方式形成一体型的透镜。根据实施方式的多芯片封装体，可利用透镜形状进行配光特性控制，这对于在按每一个发光元件分离的个别封装体上形成透镜是无法实现的。
形成发光元件10、支持体100、荧光体层30及透镜50的步骤是以包含多个半导体层15的晶片状态进行。之后，晶片被分离为包含至少两个发光元件10(半导体层15)的多个半导体发光装置1。在半导体层15与半导体层15之间的区域(切割区域)进行切断。通过任意地选择切割区域，可选择一个半导体发光装置中所包含的发光元件10(半导体层15)的数量。
至切割为止的各步骤是以晶片状态总括地进行，因此无需针对分离后所得的各个半导体发光装置的每一个进行配线层的形成、柱的形成、利用树脂层的封装、及荧光体层的形成，可大幅地降低成本。
在以晶片状态形成支持体100及荧光体层30后，将它们切断，因此荧光体层30的侧面与支持体100的侧面(树脂层25的侧面)对齐，这些侧面形成分离后所得的半导体发光装置1的侧面。因此，也和无衬底的情况相辅相成，可提供小型的半导体发光装置。
根据实施方式，在半导体层15的第一侧15a设置着光学层。在光学层与安装面(设置着外部端子23a、24a的面)之间设置着包含半导体层15及电极16、17的发光元件10。
作为光学层，并不限于荧光体层，也可以是散射层。散射层包含使发光层13的放射光散射的多个粒子状的散射材料(例如钛化合物)、及将多个散射材料一体化且使发光层13的放射光透过的结合材料(例如树脂层)。
所述半导体发光装置1安装在图2(a)所示的安装衬底70。安装衬底70具有第一垫81、第二垫82、及第三垫83。第一垫81、第二垫82及第三垫83由金属(例如铜)形成。第一垫81、第二垫82及第三垫83形成在绝缘体上。第一垫81、第二垫82及第三垫83的周围分别由绝缘体包围。
第一垫81、第二垫82及第三垫83在第一方向X上相互隔开排列。在第一垫81与第二垫82之间设置着第三垫83。
第一垫81与半导体发光装置1的p侧外部端子23a处于全等图形的关系，第二垫82与半导体发光装置1的n侧外部端子24a处于全等图形的关系。
第一垫81形成为具有沿相对于第一方向X正交的第二方向Y延伸的长边的矩形。第二垫82形成为将与第一垫81的矩形为相同尺寸的矩形中的两个角切除后的形状。由此，可辨别垫的极性。
此外，在将半导体发光装置1的n侧外部端子24a设为矩形，将p侧外部端子23a设为切除矩形的角所得的形状的情况下，可将第二垫82设为矩形，将第一垫81设为切除矩形的角所得的形状。
第三垫83形成为例如四边形状。第三垫83的面积大于第一垫81的面积及第二垫82的面积。相对于将第三垫83在第一方向X上分成二等份的中心线C，第一垫81与第二垫82对称配置。
如图2(b)所示，在半导体发光装置1中，两个发光元件10沿第一方向X排列。各个发光元件10具有一个p侧外部端子23a与一个n侧外部端子24a。在一个发光元件10中，p侧外部端子23a与n侧外部端子24a沿第一方向X排列。
因此，两个发光元件10的四个外部端子23a、24a沿第一方向X排列。p侧外部端子23a与n侧外部端子24a交替地沿第一方向X排列。
在图2(b)中，左侧的发光元件10的p侧外部端子23a连接在左侧的发光元件10的p侧电极16，左侧的发光元件10的n侧外部端子24a连接在左侧的发光元件10的n侧电极17。
在图2(b)中，右侧的发光元件10的p侧外部端子23a连接在右侧的发光元件10的p侧电极16，右侧的发光元件10的n侧外部端子24a连接在右侧的发光元件10的n侧电极17。
沿第一方向X排列的四个外部端子23a、24a中，第一方向X的一端的p侧外部端子23a经由例如焊料而与安装衬底70的第一垫81接合。即，在图2(b)中，左侧的发光元件10的p侧外部端子23a与第一垫81接合。
四个外部端子23a、24a中，第一方向X的另一端的n侧外部端子24a经由例如焊料而与安装衬底70的第二垫82接合。即，在图2(b)中，右侧的发光元件10的n侧外部端子24a与第二垫82接合。
接合在第一垫81的左端的p侧外部端子23a与接合在第二垫82的右端的n侧外部端子24a之间的两个外部端子23a、24a经由焊料而与安装衬底70的第三垫83接合。这两个外部端子23a、24a与共用的第三垫83接合。
因此，在第一方向X上相邻的两个发光元件10中，其中一个(图2(b)中为左侧的)发光元件10的n侧外部端子24a、及另一个(图2(b)中为右侧的)发光元件10的p侧外部端子23a与共用的第三垫83接合。
对第一垫81，通过形成在安装衬底70的未图示的配线而赋予阳极电位。对第二垫82，通过形成在安装衬底70的未图示的配线而赋予比阳极电位低的阴极电位。
第三垫83不与任一处电连接，该第三垫83的电位浮动。其中一个(左侧)发光元件10的n侧外部端子24a与另一个(右侧)发光元件10的p侧外部端子23a经由第三垫83而电连接。
电流经由第一垫81、与该第一垫81接合的左端的p侧外部端子23a、左侧的发光元件10的p侧金属柱23、p侧配线层21、p侧电极16、及第二半导体层12被供给到发光层13，进而流经左侧的发光元件10的第一半导体层11、n侧电极17、n侧配线层22、n侧金属柱24、及n侧外部端子24a。
进而，电流经由第三垫83、右侧的发光元件10的p侧外部端子23a、p侧金属柱23、p侧配线层21、p侧电极16、及第二半导体层12被供给到右侧的发光元件10的发光层13，进而流经右侧的发光元件10的第一半导体层11、n侧电极17、n侧配线层22、n侧金属柱24、n侧外部端子24a、及接合着该n侧外部端子24a的第二垫82。
即，像图1中以二极管的电路记号示意性地表示那样，两个发光元件10在第一垫81与第二垫82之间串联连接。
两个发光元件10通过形成在安装衬底70的第三垫83而电连接。无需利用封装体内的配线层连接两个发光元件10便可简单地形成多芯片封装体的半导体发光装置1的构造。
第三垫83的面积大于第一垫81的面积及第二垫82的面积。另外，第三垫83的面积大于将第一垫81的面积与第二垫82的面积相加所得的面积。进而，第三垫83的面积大于将一个p侧外部端子23a的面积与一个n侧外部端子24a的面积相加所得的面积。通过这种较宽的第三垫83，可使半导体发光装置1的热高效率地逸散到安装衬底70侧。
为了不易引起经由焊料的短路，第一垫81与第三垫83之间的距离、即图2(b)中左侧的发光元件10的p侧外部端子23a与n侧外部端子24a之间的距离较理想的是200μm以上。同样地，为了不易引起经由焊料的短路，第二垫82与第三垫83之间的距离、即图2(b)中右侧的发光元件10的p侧外部端子23a与n侧外部端子24a之间的距离也较理想的是200μm以上。
相对于此，因为其中一个(左侧)发光元件10的n侧外部端子24a及另一个(右侧)发光元件10的p侧外部端子23a与共用的第三垫83接合，所以这些相邻的发光元件10的相邻的外部端子23a、24a间的距离不受制约，设计自由度较高。
在使一个封装体中包含一个发光元件的单芯片构造的两个半导体发光装置邻接而安装在安装衬底的情况下，在所安装的半导体发光装置间必须具有间隙，以使保持半导体发光装置的筒夹不与相邻的半导体发光装置发生碰撞。因此，即便使各个半导体发光装置的封装体尺寸小型化，安装空间仍受到筒夹尺寸的制约。
相对于此，根据实施方式，因为能够在一个封装体内使多个发光元件10接近，所以相比逐一地安装经单片化的多个发光元件，可缩小安装衬底上的安装空间。
图6是表示安装衬底的垫的另一例的示意俯视图。
根据图6，在第三垫83一体地设置第4垫84，从而散热面积比图2(a)所示的示例扩大。第4垫84以避开第一垫81及第二垫82的方式从第三垫83沿第二方向Y扩展。
图7是另一实施方式的发光单元的示意俯视图。
图8(a)是另一实施方式的安装衬底70的示意俯视图。
图8(b)是另一实施方式的半导体发光装置1的示意俯视图。
图7、图8(a)及图8(b)是分别与图1、图2(a)及图2(b)对应的图，对相同要素标注相同符号。
图8(b)所示的半导体发光装置1具有例如四个发光元件10。四个发光元件10是以晶片级由树脂层25予以封装，树脂层25一体地支持着四个发光元件10。
沿第一方向X排列的两个发光元件10的群组(列)在相对于第一方向X正交的第二方向Y上排成两列。
在沿第一方向X排列的两个发光元件10的群组(列)中，p侧外部端子23a与n侧外部端子24a交替地沿第一方向X排列。
在安装衬底70形成着一个第一垫81、一个第二垫82、及两个第三垫83。
两个第三垫83在第一垫81与第二垫82之间沿第二方向Y相互隔开排列。
沿第一方向X排成一列的四个外部端子23a、24a中，第一方向X的一端的p侧外部端子23a经由例如焊料而与安装衬底70的第一垫81接合。即，在图8(b)中，左侧的两个发光元件10的两个p侧外部端子23a与第一垫81接合。
沿第一方向X排成一列的四个外部端子23a、24a中，第一方向X的另一端的n侧外部端子24a经由例如焊料而与安装衬底70的第二垫82接合。即，在图8(b)中，右侧的两个发光元件10的两个n侧外部端子24a与第二垫82接合。
接合在第一垫81的左端的p侧外部端子23a与接合在第二垫82的右端的n侧外部端子24a之间的外部端子23a、24a经由焊料而与安装衬底70的第三垫83接合。
在图8(b)中，上侧列中在第一方向X上相邻的两个发光元件10中，其中一个(左侧)发光元件10的n侧外部端子24a、及另一个(右侧)发光元件10的p侧外部端子23a与两个第三垫83中的其中一个接合。
在图8(b)中，下侧列中在第一方向X上相邻的两个发光元件10中，其中一个(左侧)发光元件10的n侧外部端子24a、及另一个(右侧)发光元件10的p侧外部端子23a与两个第三垫83中的另一个接合。
对第一垫81，通过形成在安装衬底70的未图示的配线而赋予阳极电位。对第二垫82，通过形成在安装衬底70的未图示的配线而赋予比阳极电位低的阴极电位。
第三垫83不与任一处电连接，该第三垫83的电位浮动。在第一方向X上相邻的其中一个(左侧)发光元件10的n侧外部端子24a与另一个(右侧)发光元件10的p侧外部端子23a经由第三垫83而电连接。
因此，像图7中以二极管的电路记号示意性地表示那样，沿第一方向X排列的两个发光元件10在第一垫81与第二垫82之间串联连接。另外，上列与下列在第一垫81与第二垫82之间并联连接。
因为在第一方向X上相邻的其中一个(左侧)发光元件10的n侧外部端子24a、及另一个(右侧)发光元件10的p侧外部端子23a与共用的第三垫83接合，所以这些相邻的发光元件10的相邻的外部端子23a、24a间的距离不受制约，设计自由度较高。
另外，因为能够在一个封装体内使多个发光元件10接近，所以相比逐一地安装经单片化的多个发光元件，可缩小安装衬底上的安装空间。
图9是又一实施方式的发光单元的示意俯视图。
图10(a)是又一实施方式的安装衬底70的示意俯视图。
图10(b)是又一实施方式的半导体发光装置1的示意俯视图。
图9、图10(a)及图10(b)是分别与图7、图8(a)及图8(b)对应的图，对相同要素标注相同符号。
图10(b)所示的半导体发光装置1具有例如六个发光元件10。六个发光元件10是以晶片级由树脂层25予以封装，树脂层25一体地支持着六个发光元件10。
在第一方向X上排列着三个发光元件10。沿第一方向X排列的三个发光元件10的群组(列)在相对于第一方向X正交的第二方向Y上排成两列。
在沿第一方向X排列的三个发光元件10的群组(列)中，p侧外部端子23a与n侧外部端子24a交替地沿第一方向X排列。
在安装衬底70形成着两个第一垫81、两个第二垫82、及四个第三垫83。
两个第一垫81在第二方向Y上相互隔开排列。两个第二垫82在第二方向Y上相互隔开排列。或者，也可以像图8(a)所示的示例那样为沿第二方向Y连结的一个第一垫81与沿第二方向Y连结的一个第二垫82。在该情况下，垫面积增大，散热性提高。
在第一垫81与第二垫82之间，组合沿第一方向X排列的两个第三垫83及沿第二方向Y排列的两个第三垫83而设置着四个第三垫83。
沿第一方向X排成一列的三个发光元件10的六个外部端子23a、24a中，第一方向X的一端的p侧外部端子23a经由例如焊料而与安装衬底70的第一垫81接合。即，在图10(b)中，沿第二方向Y排列的左端的两个发光元件10的两个p侧外部端子23a与第一垫81接合。
沿第一方向X排成一列的六个外部端子23a、24a中，第一方向X的另一端的n侧外部端子24a经由例如焊料而与安装衬底70的第二垫82接合。即，在图10(b)中，沿第二方向Y排列的右端的两个发光元件10的两个n侧外部端子24a与第二垫82接合。
接合在第一垫81的左端的p侧外部端子23a与接合在第二垫82的右端的n侧外部端子24a之间的外部端子23a、24a经由焊料而与安装衬底70的第三垫83接合。
在图10(b)中，上侧列的左端及其右侧相邻的两个发光元件10中，其中一个(左侧)发光元件10的n侧外部端子24a、及另一个(右侧)发光元件10的p侧外部端子23a与图10(a)所示的第一垫81旁边的两个第三垫83中的其中一个接合。
在图10(b)中，下侧列的左端及其右侧相邻的两个发光元件10中，其中一个(左侧)发光元件10的n侧外部端子24a、及另一个(右侧)发光元件10的p侧外部端子23a与图10(a)所示的第一垫81旁边的两个第三垫83中的另一个接合。
在图10(b)中，上侧列的右端及其左侧相邻的两个发光元件10中，其中一个(左侧)发光元件10的n侧外部端子24a、及另一个(右侧)发光元件10的p侧外部端子23a与图10(a)所示的第二垫82旁边的两个第三垫83中的其中一个接合。
在图10(b)中，下侧列的右端及其左侧相邻的两个发光元件10中，其中一个(左侧)发光元件10的n侧外部端子24a、及另一个(右侧)发光元件10的p侧外部端子23a与图10(a)所示的第二垫82旁边的两个第三垫83中的另一个接合。
对第一垫81，通过形成在安装衬底70的未图示的配线而赋予阳极电位。对第二垫82，通过形成在安装衬底70的未图示的配线而赋予比阳极电位低的阴极电位。
第三垫83不与任一处电连接，该第三垫83的电位浮动。在第一方向X上相邻的两个发光元件10的其中一个发光元件10的n侧外部端子24a(p侧外部端子23a)与另一个发光元件10的p侧外部端子23a(n侧外部端子24a)经由第三垫83而电连接。
因此，像图9中以二极管的电路记号示意性地表示那样，沿第一方向X排列的三个发光元件10在第一垫81与第二垫82之间串联连接。
因为在第一方向X上相邻的其中一个发光元件10的n侧外部端子24a(p侧外部端子23a)、及另一个发光元件10的p侧外部端子23a(n侧外部端子24a)与共用的第三垫83接合，所以这些相邻的发光元件10的相邻的外部端子23a、24a间的距离不受制约，设计自由度较高。
另外，因为能够在一个封装体内使多个发光元件10接近，所以相比逐一地安装经单片化的多个发光元件，可缩小安装衬底上的安装空间。
图11是另一实施方式的半导体发光装置2的示意剖视图。
图12是半导体发光装置2的示意俯视图。图12表示半导体发光装置2的安装面，与图11所示的半导体发光装置2的仰视图对应。
半导体发光装置2在具有第三金属柱26及第三外部端子26a方面不同于所述实施方式的半导体发光装置1。在半导体发光装置2中，对与半导体发光装置1相同的要素标注相同符号，并省略该要素的详细说明。
半导体发光装置2具有多个发光元件10。在图11、图12所示的示例中，半导体发光装置2具有例如两个发光元件10。多个发光元件10是以晶片级由树脂层25予以封装，树脂层25一体地支持着多个发光元件10。
从上表面或上表面的相反侧的安装面侧观察半导体发光装置2的外形形状例如为矩形。在该矩形的长边方向(第一方向X)排列着例如两个发光元件10。
在第一方向X上相邻的两个发光元件10的其中一个发光元件10具有p侧金属柱23及p侧外部端子23a，不具有n侧金属柱24及n侧外部端子24a。另一个发光元件10相反，不具有p侧金属柱23及p侧外部端子23a，而具有n侧金属柱24及n侧外部端子24a。
在第一方向X上相邻的两个发光元件10共用地设置着第三金属柱26。第三金属柱26由与p侧金属柱23及n侧金属柱24相同的材料形成，且利用相同的方法(例如镀敷法)同时形成。
第三金属柱26将第一方向X上相邻的两个发光元件10的其中一个发光元件10的n侧配线层22与另一个发光元件10的p侧配线层21连接。
第三金属柱26的端部(图11中的下表面)从树脂层25露出，作为第三外部端子26a发挥功能。
如图12所示，两个发光元件10沿第一方向X排列。其中一个发光元件10的p侧外部端子23a设置在第一方向X的一端，另一个发光元件10的n侧外部端子24a设置在第一方向X的另一端。在这些第一方向X的两端的p侧外部端子23a与n侧外部端子24a之间设置着第三外部端子26a。
第三外部端子26a形成为例如四边形状。第三外部端子26a的面积大于p侧外部端子23a的面积及n侧外部端子24a的面积。相对于将第三外部端子26a在第一方向X上分成二等份的中心线C，p侧外部端子23a与n侧外部端子24a对称配置。
在图11、12中，左侧的发光元件10的p侧外部端子23a连接在左侧的发光元件10的p侧电极16，左侧的发光元件10的n侧电极17连接在第三外部端子26a。
在图11、12中，右侧的发光元件10的n侧外部端子24a连接在右侧的发光元件10的n侧电极17，右侧的发光元件10的p侧电极16连接在第三外部端子26a。
图11、12所示的半导体发光装置2可安装在例如图2(a)所示的安装衬底。
p侧外部端子23a经由例如焊料而与安装衬底70的第一垫81接合。n侧外部端子24a经由例如焊料而与安装衬底70的第二垫82接合。p侧外部端子23a与n侧外部端子24a之间的第三外部端子26a经由焊料而与安装衬底70的第三垫83接合。
对第一垫81，通过形成在安装衬底70的未图示的配线而赋予阳极电位。对第二垫82，通过形成在安装衬底70的未图示的配线而赋予比阳极电位低的阴极电位。
第三垫83不与任一处电连接，该第三垫83的电位浮动。其中一个(左侧)发光元件10的n侧电极17与另一个(右侧)发光元件10的p侧电极16经由第三金属柱26、第三外部端子26a、及第三垫83而电连接。
电流经由第一垫81、与该第一垫81接合的其中一个发光元件10的p侧外部端子23a、p侧金属柱23、p侧配线层21、p侧电极16、及第二半导体层12被供给到发光层13，进而流经该其中一个发光元件10的第一半导体层11、n侧电极17、n侧配线层22、第三金属柱26、及第三外部端子26a。
进而，电流经由第三垫83、另一个发光元件10的p侧配线层21、p侧电极16、及第二半导体层12被供给到另一个发光元件10的发光层13，进而流经另一个发光元件10的第一半导体层11、n侧电极17、n侧配线层22、n侧金属柱24、n侧外部端子24a、及第二垫82。
即，像图12中以二极管的电路记号示意性地表示那样，半导体发光装置2的两个发光元件10在第一垫81与第二垫82之间串联连接。
两个发光元件10通过包含第三外部端子26a的第三金属柱26而电连接。两个发光元件10在未安装于安装衬底70的状态下，不经由焊料而通过由导热率高于焊料的例如铜形成的第三金属柱26而电连接。进而，两个发光元件10通过比封装体内的配线层21、22厚的第三金属柱26而连接。
即，通过散热性比焊料或较薄的配线层优异的较厚的金属柱26而连接多个芯片。因此，可使多个芯片(半导体层15)间的温度特性差(发光特性差)较小。
另外，可通过比p侧外部端子23a及n侧外部端子24a大的第三外部端子26a及第三垫83将发光元件10的热向安装衬底70侧高效率地释放。
另外，因为能够在一个封装体内使多个发光元件10接近，所以相比逐一地安装经单片化的多个发光元件，可缩小安装衬底上的安装空间。
多芯片封装体构造的一个半导体发光装置中所包含的发光元件10(半导体层15)的数量并不限于所述实施方式中所示的数量，可通过选择切割区域而任意地选择。
在图11的构造中，在半导体层15与半导体层15之间的区域(芯片间区域)，绝缘膜18也并不限于连续，也可以像图14所示那样分断。通过利用图案化将芯片间区域的绝缘膜18分断，可抑制裂缝。
对本发明的若干个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为示例而提出的，并非意欲限定发明的范围。这些新颖的实施方式能以其他各种方式来实施，且能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式或其变化包含在发明的范围或主旨内，并且包含在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。
[符号的说明]
1、2 半导体发光装置
10 发光元件
13 发光层
15 半导体层
16 p侧电极
17 n侧电极
23a p侧外部端子
24a n侧外部端子
25 树脂层
26a 第三外部端子
30 荧光体层
70 安装衬底
81 第一垫
82 第二垫
83 第三垫

Claims (9)

1.一种发光单元，其特征在于包括：
安装衬底，具有第一垫、第二垫、及设置在所述第一垫与所述第二垫之间的第三垫；以及
半导体发光装置，包含分别具有两个外部端子的多个发光元件、及一体地支持所述多个发光元件的树脂层；且
所述多个发光元件包含在第一方向排列的n个发光元件，其中n为2以上的整数；
所述n个发光元件的2×n个所述外部端子在所述第一方向排列；
所述2×n个外部端子中，所述第一方向的一端的外部端子与所述第一垫接合，所述第一方向的另一端的外部端子与所述第二垫接合，所述一端的外部端子与所述另一端的外部端子之间的外部端子与所述第三垫接合。
2.根据权利要求1所述的发光单元，其特征在于：各个所述发光元件具有第一电极及第二电极；
所述n个发光元件的所述2×n个外部端子具有连接在所述第一电极的n个第一外部端子、及连接在所述第二电极的n个第二外部端子；
所述第一外部端子与所述第二外部端子在所述第一方向交替地排列。
3.根据权利要求2所述的发光单元，其特征在于：在所述第一方向相邻的两个发光元件中，一个发光元件的所述第一外部端子及另一个发光元件的所述第二外部端子与共用的所述第三垫接合。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发光单元，其特征在于：在所述第一方向排列的所述n个发光元件的群组在相对于所述第一方向正交的第二方向排列着多个。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的发光单元，其特征在于：所述第三垫的面积大于所述第一垫的面积及所述第二垫的面积。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的发光单元，其特征在于：
所述半导体发光装置包括：
荧光体层；以及
半导体层，设置在所述荧光体层与所述外部端子之间，且具有发光层。
7.一种半导体发光装置，其特征在于包括：
多个发光元件，分别具有第一电极及第二电极，且在第一方向排列；
树脂层，一体地支持所述多个发光元件；
第一外部端子，与所述多个发光元件中的所述第一方向的一端的发光元件的所述第一电极连接；
第二外部端子，与所述多个发光元件中的所述第一方向的另一端的发光元件的所述第二电极连接；以及
第三外部端子，设置在所述第一外部端子与所述第二外部端子之间，且共用地设置在所述第一方向相邻的多个发光元件。
8.根据权利要求7所述的半导体发光装置，其特征在于：所述第三外部端子的面积大于所述第一外部端子的面积及所述第二外部端子的面积。
9.根据权利要求7或8所述的半导体发光装置，其特征在于还包括：
荧光体层；以及
半导体层，设置在所述荧光体层与所述第一电极之间、及所述荧光体层与所述第二电极之间，且具有发光层。
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