JP2000133845A - 半導体発光素子 - Google Patents

半導体発光素子

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リフロ−処理時にモ−ルド部内に形成されて
いる電極に半田が侵入した場合にも、半田による部品の
破損を防止する半導体発光素子を提供すること。 【解決手段】 基板２の表面に形成される電極３、４と
その端子部３ａ、４ａの表面には金メッキ層が形成され
ている。半導体発光（ＬＥＤ）チップ５をパッド部４ｂ
に搭載し、表面側の電極５ｂは、電極３と金線６でワイ
ヤボンデングされて端子部３ａと電気的に接続される。
半導体発光チップ５と金線６は透光性の合成樹脂を用い
たモ−ルド部７で封止する。モ−ルド部７内の電極３、
４には、半透明のエポキシ樹脂等を用いたレジストによ
り部分的に金層の断線部９、１０を形成し、リフロ−処
理時にモ−ルド部７内に侵入する半田の流れを遮断し
て、金線やＬＥＤチップ等の部品の破損を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リフロ−処理時に
モ−ルド部内の電極に半田が侵入した場合にも、半田に
より部品が破損することを防止した半導体発光素子に関
する。
【０００２】
【従来の技術】チップ型の半導体発光素子として、図７
に示すような構成のものが知られている。図７は、チッ
プ型の半導体発光素子１を一部透視して示す斜視図であ
る。図７において、基板２に一対の電極３、４が形成さ
れており、電極４にはパッド部４ｂを設けている。３
ａ、４ａは、一対の電極３、４の端子部である。
【０００３】半導体発光チップ（以下ＬＥＤチップと略
称する）５の表面側の電極５ａは、電極３と金属線６で
ワイヤボンデングされて電気的に接続される。また、Ｌ
ＥＤチップ５は電極４のパッド部４ｂに導電性ペ−スト
により接着されており、ＬＥＤチップ５の裏面側の電極
は電極４と電気的に接続される。ＬＥＤチップ５と金属
線６は透光性の合成樹脂を用いたモ−ルド部７で封止さ
れる。また、各電極３、４は、端子部３ａ、４ａの部分
がモ−ルド部７の外部の基板上に延在し、基板２の側面
を通り裏面に至る経路に形成されている。
【０００４】このように図７の例では、各電極３、４の
端子部３ａ、４ａの位置にモ−ルド部７の端面の一部が
密着した状態で、ＬＥＤチップ５と金属線６が封止され
ている。チップ型の半導体発光素子１は、基板２の裏面
を回路基板の表面に重ねた状態で実装され、リフロ−処
理がなされて半田により電極３、４の端子部３ａ、４ａ
と回路基板の配線パタ−ンとが電気的に接続される。
【０００５】図８は、基板２に形成される前記一対の電
極と端子部の構成を部分的に拡大して示す断面図であ
る。基板２上に最初に銅（Ｃｕ）層を形成し、次に銅層
の上にニッケル（Ｎｉ）層および金（Ａｕ）層を電解メ
ッキにより形成して、基板２上にＣｕ層、Ｎｉ層および
Ａｕ層の三層の導電層を被着している。
【０００６】このように、一対の電極と端子部の表面に
Ａｕ層を形成することにより、端子部に半田が被着しや
すく、また、前記ワイヤボンデングされる金属線として
金線を用いる場合に、金線と電極との電気的接続が良好
に行なえ、半導体発光素子１の品質が向上する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】半導体発光素子１を回
路基板に実装し、リフロ−処理を繰り返して実施する
と、溶融する半田の量が多い場合には、半田が端子部３
ａ、４ａの表面に形成されているＡｕ層を伝わり、モ−
ルド部７の外部から端面を通過してモ−ルド部７の内部
に形成されている一対の電極３、４に侵入してしまう場
合がある。図９は、一方の端子部３ａから半田８が矢視
Ｘで示すようにモ−ルド部７の端面を通り、電極３に侵
入した状態を示す斜視図である。
【０００８】図８に示すように、半田８が端子部３ａ、
４ａの表面に形成されているＡｕ層を伝わりモ−ルド部
７の端面を通過して各電極３、４に侵入すると、この際
の半田８の衝撃力により電極３にワイヤボンデングされ
ている金属線６が断線したり、ＬＥＤチップ５が電極４
のパッド部４ｂから剥離してしまうことがある。このよ
うに、金属線６や半導体発光チップ５等の部品が半田８
の侵入により破損すると、半導体発光素子１が正常に動
作しないという問題があった。
【０００９】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、リフロ−処理時にモ−ルド部内に形成され
ている電極に半田が侵入した場合に、半田により部品が
破損することを防止した半導体発光素子の提供を目的と
する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、半
導体発光素子を、基板と、基板に形成される一対の電極
と、前記一対の電極に電気的に接続される半導体発光チ
ップと、透光性の合成樹脂で半導体発光チップを封止す
るモ−ルド部とを有し、前記一対の電極はモ−ルド部内
からモ−ルド部外の基板に延在して設けられ、その表面
が金層で形成される半導体発光素子において、前記モ−
ルド部内の電極に部分的な金層の断線部を設けることに
より達成される。
【００１１】本発明においては、モ−ルド部内の電極に
部分的に金層の断線部を設けているので、リフロ−処理
時に端子部の表面に形成されている金層を伝わり半田が
モ−ルド部内の電極に侵入しても、金層の断線部で半田
の流れが遮断されることになる。このため、半田による
半導体発光素子の部品の破損を防止し、半導体発光素子
を正常に動作させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の
一例を一部透視して示す半導体発光素子の斜視図、図２
は図１の平面図である。図７で説明した従来の半導体発
光素子と同じ部分、または対応するところには同一の符
号を付している。なお、本発明の半導体発光素子は、基
板２の縦横の長さが、例えば２．０ｍｍ×１．２５ｍ
ｍ、または１．６ｍｍ×０．８ｍｍ程度の小型のものに
特に有効に適用される。
【００１３】図１、図２において、基板２の上面には、
中央部において対向する一対の電極３、４が設けられ、
これら電極３、４はそれぞれ基板２の端部から下面へと
延在している。一方の電極４には、基板２の中央部より
端部側にＬＥＤチップ５がダイボンデングされており、
他方の電極３には、ＬＥＤチップ５と接続される金属線
６がワイヤボンデングされる。金属線６としては金（Ａ
ｕ）線を使用する。一対の電極３、４は、下からＣｕ層
−Ｎｉ層−Ａｕ層の三層からなり、表面に被着されてい
るＡｕ層の一部に断線部９、１０を形成する。
【００１４】このようなＡｕ層の断線部９、１０は、Ｌ
ＥＤチップ５とＡｕ線６を封止している透光性の合成樹
脂を用いたモ−ルド部７内で、モ−ルド部７の端面に近
接した位置、すなわち、基板２の上面におけるモ−ルド
部７の境界面と、Ａｕ線６またはＬＥＤチップ５の電極
３、４との接続個所との間に形成される。
【００１５】図３〜図５は、電極の表面に形成されてい
るＡｕ層に断線部を設ける具体例を示す断面図である。
図３〜図５においては、一対の電極の一方の電極３に形
成されるＡｕ層の断線部９を示しているが、他方の電極
４にも同様構成のＡｕ層の断線部が形成される。
【００１６】図３は、Ａｕ層の断線部９として半透明の
エポキシ樹脂等を用いたレジストを形成する例である。
基板２に電極３を形成する際に、前記のようにＣｕ層の
上にＮｉメッキを施した後に、Ａｕメッキの処理に先立
ってＮｉ層の上にレジストを形成する半透明のエポキシ
樹脂等を塗着する。
【００１７】レジストは、絶縁物である半透明のエポキ
シ樹脂等を用いており、Ｎｉ層の上にＡｕメッキの処理
を施してもレジスト上にはＡｕメッキ層は形成されな
い。このため、レジストの部分はＡｕ層の断線部が形成
されることになる。また、基板２にＣｕ層を形成した後
にＣｕ層上にレジストを塗着し、その後にＮｉ層とＡｕ
層を電解メッキにより形成しても良い。この場合にも同
様にレジスト上にはＮｉメッキ層及びＡｕメッキ層は形
成されず、レジストの部分にＡｕ層の断線部が得られ
る。
【００１８】このように、一対の電極３、４には半透明
のエポキシ樹脂等の絶縁材を用いたレジストによりＡｕ
層の断線部９、１０が設けられているので、リフロ−処
理時に端子部３ａ、４ａの表面に形成されているＡｕ層
を伝わり半田がモ−ルド部７内の電極３、４に侵入して
も、Ａｕ層の断線部９、１０で半田の流れが遮断される
ことになる。このため、電極３にワイヤボンデングされ
ている金属線６や、電極４のパッド部４ｂにダイボンデ
ングされている半導体発光チップ５等の半導体発光素子
１の部品は、モ−ルド部７内に侵入する半田で破損する
ことはない。
【００１９】また、本発明の他の実施の形態として、半
導体発光素子の極性を判別するために色分けして極性の
記号を表示するペイント（以下、シルクという）を、前
記レジストに代えてＡｕ層の断線部として一対の電極
３、４に塗着してもよい。このようなシルクも絶縁物を
用いているので、前記レジストと同様にＣｕ層またはＮ
ｉ層の上にシルクを塗着し、その後にＡｕ層を電解メッ
キで形成しても、シルクの上にはＡｕメッキ層は形成さ
れず、Ａｕ層の断線部が得られる。
【００２０】図４は、電極３に別の構成のＡｕ層の断線
部９を形成する例を示すものである。図４の例では、Ｎ
ｉ層の一部である図示Ｘの部分を部分的に酸化させて、
その表面に酸化ニッケル（ＮｉＯ）層を形成してＡｕ層
の断線部９としている。
【００２１】このようなＮｉＯ層は、例えばＮｉ層の前
記Ｘ部分のみを空中に露出し、他の部分はマスキングす
る処理を行なうことにより形成することができる。Ｎｉ
層の一部に部分的にＮｉＯ層を形成することにより、Ｎ
ｉ層の上にＡｕメッキ処理を施しても、ＮｉＯ層の部分
にはＡｕメッキ層は形成されず、Ａｕ層の断線部が得ら
れる。
【００２２】図５は、電極３に更に別の構成のＡｕ層の
断線部９を形成する例を示すものである。図５の例で
は、図８の例で説明したように、基板２上にＣｕ層を形
成し、Ｃｕ層の上にＮｉ層およびＡｕ層を電解メッキに
より形成する。次に、Ａｕ層の一部である図示Ｙの部分
を切削加工により機械的に削り取り、Ａｕ層の断線部９
としている。
【００２３】図４、図５の例においても、端子部３ａの
表面に形成されたＡｕ層を伝わってモ−ルド内に侵入し
た半田の流れは、Ａｕ層の断線部９で遮断される。ま
た、図４、図５に示した構成のＡｕ層の断線部は電極４
にも形成されているので、リフロ−処理時に、金属線６
やＬＥＤチップ５等の半導体発光素子の部品が半田の侵
入で破損することを防止できる。
【００２４】図１、図２の例は、ＬＥＤチップ５の一方
の電極を導電性ペ−ストによりパッド部４ｂに接着する
構成のチップ型の半導体発光素子の例であるが、本発明
は他の形式の半導体発光チップを用いたチップ型の半導
体発光素子にも適用される。図６は、本発明の更に別の
実施の形態の半導体発光素子１ａを一部透視して示す斜
視図である。
【００２５】図３において、５ｘは例えば青色系の光を
発光するチッ化ガリウム系化合物半導体からなる半導体
発光チップ（ＬＥＤチップ）で、サファイア基板上にｎ
形層（クラッド層）、活性層（発光層）、ｐ形層（クラ
ッド層）を積層している。これらの積層したｎ形層、活
性層、ｐ形層の一部をエッチングして露出させたｎ形層
の上に一方の電極（ｎ側電極）５ｙを設ける。また、ｐ
形層の上には他方の電極（ｐ側電極）５ｚを設ける。
【００２６】ＬＥＤチップ５ｘは、ダイボンデングによ
り基板２上に実装し、ｎ側電極５ｙは金属線６ａでワイ
ヤボンデングされて電極３に接続される。また、ｐ側電
極５ｚは金属線６ｂでワイヤボンデングされて電極４に
接続される。金属線６ａ、６ｂも金（Ａｕ）線を使用す
る。このように、図３の例ではＬＥＤチップ５ｘのｎ側
電極５ｙとｐ側電極５ｚは表面側の同一の面に形成され
ており、ｎ側電極５ｙおよびｐ側電極５ｚと一対の電極
３、４とは金属線６ａ、６ｂにより電気的に接続する構
成としている。
【００２７】図６の例において、図１で説明したような
Ａｕ層の断線部９、１０をモ−ルド部７内の一対の電極
３、４の一部に形成することにより、リフロ−処理時に
モ−ルド部７内に半田が侵入しても、半田の流れは断線
部９、１０で遮断される。このため、金属線６ａ、６ｂ
やＬＥＤチップ５ｘ等の部品の半田による破損を防止で
きる。
【００２８】図６の例においても、図３〜図５で説明し
たと同様にしてレジストやシルクを形成することや、Ｎ
ｉ層を部分的に酸化することにより、または、一旦Ｎｉ
層上に形成したＡｕ層の一部を機械的に切削することに
より、断線部９、１０を形成する。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
モ−ルド部内の電極に部分的に金層の断線部を設けてい
るので、リフロ−処理時に端子部の表面に形成されてい
る金層を伝わり半田がモ−ルド部内の電極に侵入して
も、金層の断線部で半田の流れが遮断されることにな
る。このため、半田による半導体発光素子の部品の破損
を防止して、半導体発光素子を正常に動作させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体発光素子を一
部透視して示す斜視図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】表面に形成される金層に断線部を設ける例を示
す電極の断面図である。
【図４】表面に形成される金層に断線部を形成する他の
例を示す電極の断面図である。
【図５】表面に形成される金層に断線部を形成する他の
例を示す電極の断面図である。
【図６】本発明の別の実施の形態の半導体発光素子を一
部透視して示す斜視図である。
【図７】従来例の半導体発光素子を一部透視して示す斜
視図である。
【図８】表面に金層が形成される例を示す電極の断面図
である。
【図９】半田がモ−ルド部内に侵入した状態を示す従来
例の半導体発光素子の斜視図である。
【符号の説明】
１、１ａ 半導体発光素子 ２ 基板 ３、４ 電極 ３ａ、４ａ 端子部 ４ｂ パッド部 ５、５ｘ 半導体発光チップ（ＬＥＤチップ） ６、６ａ、６ｂ 金属線（金線） ７ モ−ルド部 ８ 半田 ９、１０ 断線部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板と、基板に形成される一対の電極
    と、前記一対の電極に電気的に接続される半導体発光チ
    ップと、透光性の合成樹脂で半導体発光チップを封止す
    るモ−ルド部とを有し、前記一対の電極はモ−ルド部内
    からモ−ルド部外の基板に延在して設けられ、その表面
    が金層で形成される半導体発光素子において、前記モ−
    ルド部内の電極に部分的な金層の断線部を設けたことを
    特徴とする半導体発光素子。
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