JP2000150966A - 半導体発光装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体発光装置及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光輝度の低下がなくしかもボンディング用
のワイヤの断線を伴うことなくたとえば白色発光に変換
できる半導体発光装置の提供。 【解決手段】 発光素子２を、その搭載面と反対側の面
を主光取出し面としてリードフレーム１のマウント部１
ｃに搭載してこのマウント部１ｃとともに封止用の樹脂
ヘッド６によって封止する半導体発光装置において、発
光素子２の表面からマウント部１ｃの表面にかけて蛍光
物質の沈降によって形成される蛍光膜層７で被覆する。
のワイヤの断線を伴うことなくたとえば白色発光に変換
できる半導体発光装置の提供。 【解決手段】 発光素子２を、その搭載面と反対側の面
を主光取出し面としてリードフレーム１のマウント部１
ｃに搭載してこのマウント部１ｃとともに封止用の樹脂
ヘッド６によって封止する半導体発光装置において、発
光素子２の表面からマウント部１ｃの表面にかけて蛍光
物質の沈降によって形成される蛍光膜層７で被覆する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば発光輝度
が大幅に改善されたＧａＮ系化合物半導体による青色発
光の発光ダイオードに係り、特に蛍光物質等を利用して
白色等の発光に変えて使えるようにした半導体発光装置
及びその製造方法に関する。
が大幅に改善されたＧａＮ系化合物半導体による青色発
光の発光ダイオードに係り、特に蛍光物質等を利用して
白色等の発光に変えて使えるようにした半導体発光装置
及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】青色発光の発光ダイオード（以下、「Ｌ
ＥＤ」と記す）は、近来になって、ＧａＮ，ＧａＡｌ
Ｎ，ＩｎＧａＮ及びＩｎＡｌＧａＮ等のＧａＮ系化合物
半導体を利用することによって、発光輝度の向上に大き
な進展をみせた。そして、旧来からの赤（Ｒ），緑
（Ｇ）発光のＬＥＤとの組合せによって、これらのＬＥ
Ｄの３個を１ドットとする高画質のフルカラー画像の形
成が可能となった。
ＥＤ」と記す）は、近来になって、ＧａＮ，ＧａＡｌ
Ｎ，ＩｎＧａＮ及びＩｎＡｌＧａＮ等のＧａＮ系化合物
半導体を利用することによって、発光輝度の向上に大き
な進展をみせた。そして、旧来からの赤（Ｒ），緑
（Ｇ）発光のＬＥＤとの組合せによって、これらのＬＥ
Ｄの３個を１ドットとする高画質のフルカラー画像の形
成が可能となった。
【０００３】ＬＥＤの分野では、フルカラー対応には光
の三原色のＲ，Ｇ，Ｂ（青）が必要であるから、これら
の発光色のＬＥＤのより一層の開発と改良が主である。
その一方で、たとえばＲ，Ｇ，Ｂの合成によってしか得
られない白色発光を単一のＬＥＤで達成しようとする試
みも既になされている。このような試みの一つとして、
たとえば特開平７−９９３４５号公報に開示されたもの
がある。
の三原色のＲ，Ｇ，Ｂ（青）が必要であるから、これら
の発光色のＬＥＤのより一層の開発と改良が主である。
その一方で、たとえばＲ，Ｇ，Ｂの合成によってしか得
られない白色発光を単一のＬＥＤで達成しようとする試
みも既になされている。このような試みの一つとして、
たとえば特開平７−９９３４５号公報に開示されたもの
がある。
【０００４】この公報に記載のＬＥＤは、発光チップを
搭載するリードフレームのマウント部を含めて樹脂によ
って封止するいわゆるＬＥＤランプのタイプとしたもの
である。そして、発光チップの発光波長を変えて異なっ
た発光色とするために、発光チップの周りのマウント部
に蛍光物質を含んだ内皮樹脂（公報においては、「第１
の樹脂」と記載）によって充填し、この内皮樹脂の硬化
後に外皮樹脂（公報においては、「第２の樹脂」と記
載）で封止した構成を持つ。また、内皮及び外皮の樹脂
はそれぞれエポキシ樹脂が利用され、内皮樹脂に含ませ
る蛍光物質としては蛍光染料，蛍光顔料，蛍光体が用い
られている。
搭載するリードフレームのマウント部を含めて樹脂によ
って封止するいわゆるＬＥＤランプのタイプとしたもの
である。そして、発光チップの発光波長を変えて異なっ
た発光色とするために、発光チップの周りのマウント部
に蛍光物質を含んだ内皮樹脂（公報においては、「第１
の樹脂」と記載）によって充填し、この内皮樹脂の硬化
後に外皮樹脂（公報においては、「第２の樹脂」と記
載）で封止した構成を持つ。また、内皮及び外皮の樹脂
はそれぞれエポキシ樹脂が利用され、内皮樹脂に含ませ
る蛍光物質としては蛍光染料，蛍光顔料，蛍光体が用い
られている。
【０００５】このような蛍光物質を含む内皮樹脂によっ
て発光チップの周りとマウント部の内面にかけてを封止
することで、発光チップからの発光の波長が蛍光物質に
よって変えられる。したがって、外皮樹脂から放出され
る発光は発光チップが本来持つ色と異なる色となり、た
とえば高輝度のＧａＮ系化合物半導体を利用した青色の
発光チップを白色発光のデバイスとして使えるようにな
る。
て発光チップの周りとマウント部の内面にかけてを封止
することで、発光チップからの発光の波長が蛍光物質に
よって変えられる。したがって、外皮樹脂から放出され
る発光は発光チップが本来持つ色と異なる色となり、た
とえば高輝度のＧａＮ系化合物半導体を利用した青色の
発光チップを白色発光のデバイスとして使えるようにな
る。
【０００６】ここで、蛍光物質を含む内皮樹脂とこれを
覆ってＬＥＤランプの外郭を形成する外皮樹脂の二重皮
膜とするのは、色変換のための蛍光物質を発光チップに
近い周りに集めておくためである。
覆ってＬＥＤランプの外郭を形成する外皮樹脂の二重皮
膜とするのは、色変換のための蛍光物質を発光チップに
近い周りに集めておくためである。
【０００７】すなわち、ＬＥＤランプの樹脂の全体に蛍
光物質を含ませることによっても色変換は可能である
が、外部からの光や隣接配置のＬＥＤからの光が入り込
むと、この入射光によって蛍光物質が励起される。した
がって、点灯モードにないＬＥＤが発光しているように
見え、多数のＬＥＤを配列したディスプレイの場合では
混色を生じて画質を低下させる。このことから、先の公
報に記載のＬＥＤは、内皮と外皮の樹脂の皮膜層に分
け、内皮樹脂だけに蛍光物質を含ませることによって、
外部からの光に蛍光物質が晒されるのを抑えて励起によ
る発光を阻止しようとしたのである。
光物質を含ませることによっても色変換は可能である
が、外部からの光や隣接配置のＬＥＤからの光が入り込
むと、この入射光によって蛍光物質が励起される。した
がって、点灯モードにないＬＥＤが発光しているように
見え、多数のＬＥＤを配列したディスプレイの場合では
混色を生じて画質を低下させる。このことから、先の公
報に記載のＬＥＤは、内皮と外皮の樹脂の皮膜層に分
け、内皮樹脂だけに蛍光物質を含ませることによって、
外部からの光に蛍光物質が晒されるのを抑えて励起によ
る発光を阻止しようとしたのである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、先の公報に
記載のＬＥＤの製造では、発光チップをマウントに搭載
した後に内皮樹脂によってその周りを封止し、この内皮
樹脂が硬化した後に外皮樹脂によって封止するという工
程を踏む。この場合、低温の内皮樹脂の表面に高温の外
皮樹脂が接触することや、外皮樹脂が硬化後常温に戻る
際に三次元の向きの収縮があることから、たとえ内皮及
び外皮の樹脂を共通のエポキシ樹脂としていても、これ
らの樹脂の界面に剥離や光学的な歪みの発生を伴いやす
い。
記載のＬＥＤの製造では、発光チップをマウントに搭載
した後に内皮樹脂によってその周りを封止し、この内皮
樹脂が硬化した後に外皮樹脂によって封止するという工
程を踏む。この場合、低温の内皮樹脂の表面に高温の外
皮樹脂が接触することや、外皮樹脂が硬化後常温に戻る
際に三次元の向きの収縮があることから、たとえ内皮及
び外皮の樹脂を共通のエポキシ樹脂としていても、これ
らの樹脂の界面に剥離や光学的な歪みの発生を伴いやす
い。
【０００９】また、内皮と外皮の樹脂の両方をエポキシ
樹脂とした場合でも、内皮樹脂には蛍光顔料や染料等の
蛍光物質が含まれているので、生地としてのエポキシ樹
脂は共通ではあるが、実際の成分は蛍光物質があるかな
いかでの相違がある。これは、先のような界面の剥離が
一層起こりやすくなる一つの要因ともなる。
樹脂とした場合でも、内皮樹脂には蛍光顔料や染料等の
蛍光物質が含まれているので、生地としてのエポキシ樹
脂は共通ではあるが、実際の成分は蛍光物質があるかな
いかでの相違がある。これは、先のような界面の剥離が
一層起こりやすくなる一つの要因ともなる。
【００１０】このように内皮樹脂と外皮樹脂の界面との
間の剥離や光学的な歪みは、発光チップからの発光に少
なからず影響を及ぼし、発光輝度の低下を招く。
間の剥離や光学的な歪みは、発光チップからの発光に少
なからず影響を及ぼし、発光輝度の低下を招く。
【００１１】一方、先に述べたように発光輝度が大幅に
改善されたＧａＮ系化合物半導体を利用した青色発光の
ＬＥＤでは、現在のところ基板の好適材料としてサファ
イアが一般に用いられている。この場合、サファイアが
絶縁性であるため、ｐ側及びｎ側の電極は基板と反対側
の半導体積層膜の表面に設けるしかない。したがって、
基板をマウント部に載せて電極を形成した面を主光取出
し面とするアセンブリでは、ｐ側とｎ側の電極とリード
フレームとの間をＡｕ等のワイヤでボンディングする必
要がある。
改善されたＧａＮ系化合物半導体を利用した青色発光の
ＬＥＤでは、現在のところ基板の好適材料としてサファ
イアが一般に用いられている。この場合、サファイアが
絶縁性であるため、ｐ側及びｎ側の電極は基板と反対側
の半導体積層膜の表面に設けるしかない。したがって、
基板をマウント部に載せて電極を形成した面を主光取出
し面とするアセンブリでは、ｐ側とｎ側の電極とリード
フレームとの間をＡｕ等のワイヤでボンディングする必
要がある。
【００１２】ところが、ワイヤをボンディングした後に
内皮樹脂の充填とその硬化後の外皮樹脂の封止があると
き、内皮樹脂を発光チップの周りに寄せて蛍光物質を集
約させるのであれば、電極とリードフレームとの間のワ
イヤは内皮と外皮の樹脂の境界を突っ切るボンディング
となる。なお、このことは、先の公報には何らの記載も
なされていないが、一対のリードフレームを含むＬＥＤ
ランプであれば、発光チップを搭載していない側のリー
ドとの間は少なくともワイヤによるボンディングが必要
であることは明らかである。
内皮樹脂の充填とその硬化後の外皮樹脂の封止があると
き、内皮樹脂を発光チップの周りに寄せて蛍光物質を集
約させるのであれば、電極とリードフレームとの間のワ
イヤは内皮と外皮の樹脂の境界を突っ切るボンディング
となる。なお、このことは、先の公報には何らの記載も
なされていないが、一対のリードフレームを含むＬＥＤ
ランプであれば、発光チップを搭載していない側のリー
ドとの間は少なくともワイヤによるボンディングが必要
であることは明らかである。
【００１３】このようにボンディング用のワイヤが内皮
と外皮の樹脂の境界を突っ切るアセンブリであると、外
皮樹脂の封止以後に内皮との界面で発生する樹脂の剥離
や歪みがワイヤに外力を作用させる。したがって、ワイ
ヤには界面部分に相当して応力が集中するようになり、
剥離や歪みの程度が僅かであっても、ワイヤが破断して
しまう可能性もある。
と外皮の樹脂の境界を突っ切るアセンブリであると、外
皮樹脂の封止以後に内皮との界面で発生する樹脂の剥離
や歪みがワイヤに外力を作用させる。したがって、ワイ
ヤには界面部分に相当して応力が集中するようになり、
剥離や歪みの程度が僅かであっても、ワイヤが破断して
しまう可能性もある。
【００１４】以上のように、内皮と外皮の樹脂に分けて
内皮樹脂のみに蛍光物質を含ませることで外部光による
無用な蛍光物質の励起は避けられるものの、内皮と外皮
の樹脂の界面で発生する剥離現象等によって、発光輝度
の低下やボンディング用のワイヤの断線という二つの新
たな問題が派生することになる。
内皮樹脂のみに蛍光物質を含ませることで外部光による
無用な蛍光物質の励起は避けられるものの、内皮と外皮
の樹脂の界面で発生する剥離現象等によって、発光輝度
の低下やボンディング用のワイヤの断線という二つの新
たな問題が派生することになる。
【００１５】本発明において解決すべき課題は、発光輝
度の低下がなくしかもボンディング用のワイヤの断線を
伴うことなくたとえば白色発光に変換できる半導体発光
装置を提供することにある。
度の低下がなくしかもボンディング用のワイヤの断線を
伴うことなくたとえば白色発光に変換できる半導体発光
装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、発光素子を、
その搭載面と反対側の面を主光取出し面としてリードフ
レームや基板等の基材のマウント部に搭載し、前記発光
素子をマウント部とともに封止用の樹脂によって封止す
る半導体発光装置において、前記発光素子の表面から前
記マウント部の表面にかけて、溶剤中に混合した蛍光物
質の沈降によって形成される蛍光膜層で被覆し、前記封
止用の樹脂を前記蛍光膜層に積層してなることを特徴と
する。
その搭載面と反対側の面を主光取出し面としてリードフ
レームや基板等の基材のマウント部に搭載し、前記発光
素子をマウント部とともに封止用の樹脂によって封止す
る半導体発光装置において、前記発光素子の表面から前
記マウント部の表面にかけて、溶剤中に混合した蛍光物
質の沈降によって形成される蛍光膜層で被覆し、前記封
止用の樹脂を前記蛍光膜層に積層してなることを特徴と
する。
【００１７】このような構成では、沈降法によって形成
される蛍光膜層は樹脂層である場合よりも熱変化が格段
に小さいので、それぞれの境界面を密に接合でき、封止
用の樹脂の硬化後の界面の剥離や光学的な歪みの発生が
防止される。
される蛍光膜層は樹脂層である場合よりも熱変化が格段
に小さいので、それぞれの境界面を密に接合でき、封止
用の樹脂の硬化後の界面の剥離や光学的な歪みの発生が
防止される。
【００１８】
【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、発光素
子を、その搭載面と反対側の面を主光取出し面としてリ
ードフレームや基板等の基材のマウント部に搭載し、前
記発光素子をマウント部とともに封止用の樹脂によって
封止する半導体発光装置において、前記発光素子の表面
から前記マウント部の表面にかけて溶剤中に溶解させた
蛍光物質の沈降によって形成される蛍光膜層で被覆し、
前記封止用の樹脂を前記蛍光膜層に積層してなるもので
あり、蛍光膜層と封止用の樹脂のそれぞれの境界面を密
に接合でき、封止用の樹脂の硬化後の界面の剥離や光学
的な歪みの発生を防止するという作用を有する。
子を、その搭載面と反対側の面を主光取出し面としてリ
ードフレームや基板等の基材のマウント部に搭載し、前
記発光素子をマウント部とともに封止用の樹脂によって
封止する半導体発光装置において、前記発光素子の表面
から前記マウント部の表面にかけて溶剤中に溶解させた
蛍光物質の沈降によって形成される蛍光膜層で被覆し、
前記封止用の樹脂を前記蛍光膜層に積層してなるもので
あり、蛍光膜層と封止用の樹脂のそれぞれの境界面を密
に接合でき、封止用の樹脂の硬化後の界面の剥離や光学
的な歪みの発生を防止するという作用を有する。
【００１９】請求項２に記載の発明は、前記マウント部
は、前記発光素子を搭載する搭載面とその周囲を立ち上
げた凹状であって、その内部表面の全体を前記蛍光膜層
で被覆してなる請求項１記載の半導体発光装置であり、
発光素子から放出された光によってマウント部の内周の
蛍光膜層が励起されるので、更に発光輝度を向上させる
という作用を有する。
は、前記発光素子を搭載する搭載面とその周囲を立ち上
げた凹状であって、その内部表面の全体を前記蛍光膜層
で被覆してなる請求項１記載の半導体発光装置であり、
発光素子から放出された光によってマウント部の内周の
蛍光膜層が励起されるので、更に発光輝度を向上させる
という作用を有する。
【００２０】請求項３に記載の発明は、前記発光素子
は、前記主光取出し面側に少なくともｐ側またはｎ側の
いずれか一方の電極を備え、前記電極と前記基材との間
にボンディングするワイヤの線径と前記蛍光層膜の厚さ
との大きさの比を１：１〜３：１の範囲としてなる請求
項１または２記載の半導体発光装置であり、ワイヤが電
極に固定されていて剛性が高くなっている部分にのみ蛍
光層膜が干渉するようにすることで、ワイヤの断線を防
止できるという作用を有する。
は、前記主光取出し面側に少なくともｐ側またはｎ側の
いずれか一方の電極を備え、前記電極と前記基材との間
にボンディングするワイヤの線径と前記蛍光層膜の厚さ
との大きさの比を１：１〜３：１の範囲としてなる請求
項１または２記載の半導体発光装置であり、ワイヤが電
極に固定されていて剛性が高くなっている部分にのみ蛍
光層膜が干渉するようにすることで、ワイヤの断線を防
止できるという作用を有する。
【００２１】請求項４に記載の発明は、請求項１または
２記載の半導体発光装置の製造方法であって、前記マウ
ント部に前記発光素子を搭載する工程と、少なくとも前
記マウント部と発光素子を蛍光物質含有の溶剤で被膜し
且つ沈降法によって前記蛍光物質を沈降させるとともに
前記溶剤を蒸発させて前記発光素子及びマウント部の表
面に成膜する工程と、前記封止用の樹脂によって封止す
る工程とからなる半導体発光装置の製造方法であり、蛍
光膜層と封止用の樹脂のそれぞれの境界面を密に接合で
き、封止用の樹脂の硬化後の界面の剥離や光学的な歪み
の発生を防止できる発光装置が得られるという作用を有
する。
２記載の半導体発光装置の製造方法であって、前記マウ
ント部に前記発光素子を搭載する工程と、少なくとも前
記マウント部と発光素子を蛍光物質含有の溶剤で被膜し
且つ沈降法によって前記蛍光物質を沈降させるとともに
前記溶剤を蒸発させて前記発光素子及びマウント部の表
面に成膜する工程と、前記封止用の樹脂によって封止す
る工程とからなる半導体発光装置の製造方法であり、蛍
光膜層と封止用の樹脂のそれぞれの境界面を密に接合で
き、封止用の樹脂の硬化後の界面の剥離や光学的な歪み
の発生を防止できる発光装置が得られるという作用を有
する。
【００２２】請求項５に記載の発明は、請求項３記載の
半導体発光装置の製造方法であって、前記マウント部に
前記発光素子を搭載する工程と、前記電極と基材とを前
記ワイヤでボンディングする工程と、少なくとも前記マ
ウント部と発光素子を蛍光物質含有の溶剤で被覆し且つ
沈降法によって前記蛍光物質を沈降させるとともに前記
溶剤を蒸発させて前記発光素子及びマウント部の表面に
成膜する工程と、前記封止用の樹脂によって封止する工
程とからなる半導体発光装置の製造方法であり、ワイヤ
をボンディングするものでもその断線がない発光装置が
得られるという作用を有する。
半導体発光装置の製造方法であって、前記マウント部に
前記発光素子を搭載する工程と、前記電極と基材とを前
記ワイヤでボンディングする工程と、少なくとも前記マ
ウント部と発光素子を蛍光物質含有の溶剤で被覆し且つ
沈降法によって前記蛍光物質を沈降させるとともに前記
溶剤を蒸発させて前記発光素子及びマウント部の表面に
成膜する工程と、前記封止用の樹脂によって封止する工
程とからなる半導体発光装置の製造方法であり、ワイヤ
をボンディングするものでもその断線がない発光装置が
得られるという作用を有する。
【００２３】図１は本発明の一実施の形態による半導体
発光装置の概略縦断面図である。図１において、配線基
板（図示せず）に接続されたリードフレーム１がボンデ
ィング用のリード１ａと発光素子搭載用のリード１ｂの
対として形成され、一方のリード１ｂにはすり鉢状とし
たマウント部１ｃを設けている。
発光装置の概略縦断面図である。図１において、配線基
板（図示せず）に接続されたリードフレーム１がボンデ
ィング用のリード１ａと発光素子搭載用のリード１ｂの
対として形成され、一方のリード１ｂにはすり鉢状とし
たマウント部１ｃを設けている。
【００２４】マウント部１ｃに搭載される発光素子２
は、従来技術の項で述べたＧａＮ系化合物半導体を利用
した高輝度の青色発光のＬＥＤである。この発光素子２
は、サファイアを素材とした基板２ａの表面に、たとえ
ばＧａＮのｎ型層，ＩｎＧａＮの活性層及びＧａＮのｐ
型層を積層したものであり、基板２ａの底面をマウント
部１ｃの表面に載せて絶縁性または導電性の接着剤３に
より固定されている。
は、従来技術の項で述べたＧａＮ系化合物半導体を利用
した高輝度の青色発光のＬＥＤである。この発光素子２
は、サファイアを素材とした基板２ａの表面に、たとえ
ばＧａＮのｎ型層，ＩｎＧａＮの活性層及びＧａＮのｐ
型層を積層したものであり、基板２ａの底面をマウント
部１ｃの表面に載せて絶縁性または導電性の接着剤３に
より固定されている。
【００２５】発光素子２のｐ型層はその一部がエッチン
グされてｎ型層を露出させ、この露出したｎ型層の表面
にｎ側電極４を形成し、ｐ型層の表面にはｐ側電極５を
形成している。これらのｎ側及びｐ側の電極４，５はＡ
ｕまたはＡｌ等の金属を蒸着法によって積層したもので
ある。ｎ側電極４とリード１ｂとの間にＡｕを利用した
ワイヤ４ａ及びｐ側電極５と他方のリード１ａとの間に
同様にＡｕを利用したワイヤ５ａがそれぞれボンディン
グされている。そして、これらのワイヤ４ａ，５ａを含
んでレンズ機能を兼ねる樹脂ヘッド６によって封止し、
ＬＥＤランプが構成される。なお、樹脂ヘッド６はＬＥ
Ｄランプの封止樹脂用として一般的に利用されているエ
ポキシ樹脂を素材としたものである。
グされてｎ型層を露出させ、この露出したｎ型層の表面
にｎ側電極４を形成し、ｐ型層の表面にはｐ側電極５を
形成している。これらのｎ側及びｐ側の電極４，５はＡ
ｕまたはＡｌ等の金属を蒸着法によって積層したもので
ある。ｎ側電極４とリード１ｂとの間にＡｕを利用した
ワイヤ４ａ及びｐ側電極５と他方のリード１ａとの間に
同様にＡｕを利用したワイヤ５ａがそれぞれボンディン
グされている。そして、これらのワイヤ４ａ，５ａを含
んでレンズ機能を兼ねる樹脂ヘッド６によって封止し、
ＬＥＤランプが構成される。なお、樹脂ヘッド６はＬＥ
Ｄランプの封止樹脂用として一般的に利用されているエ
ポキシ樹脂を素材としたものである。
【００２６】ここまでのＬＥＤランプの構成は従来の
Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの半導体発光装置のそれと全く同
様であるが、本発明においては発光素子２の青色発光を
白色に変えるための構成を持たせる。
Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの半導体発光装置のそれと全く同
様であるが、本発明においては発光素子２の青色発光を
白色に変えるための構成を持たせる。
【００２７】すなわち、マウント部１ｃの内周面から発
光素子２のほぼ全体を被覆する蛍光膜層７を形成する。
この蛍光膜層７は、発光素子２の発光色である青色と補
色の関係にある蛍光色を呈する蛍光物質である。なお、
蛍光物質としては、蛍光染料，蛍光顔料，蛍光体などの
いずれでもよく、たとえば（Ｙ，Ｇｄ）3 （Ａｌ，Ｇ
ａ）5 Ｏ12：Ｃｅ等が利用できる。
光素子２のほぼ全体を被覆する蛍光膜層７を形成する。
この蛍光膜層７は、発光素子２の発光色である青色と補
色の関係にある蛍光色を呈する蛍光物質である。なお、
蛍光物質としては、蛍光染料，蛍光顔料，蛍光体などの
いずれでもよく、たとえば（Ｙ，Ｇｄ）3 （Ａｌ，Ｇ
ａ）5 Ｏ12：Ｃｅ等が利用できる。
【００２８】蛍光膜層７は沈降法によって成膜されるも
ので、発光素子２の搭載から樹脂ヘッド６による封止ま
での製造工程の概略は図２に示すとおりで、次の（１）
〜（４）の工程による。
ので、発光素子２の搭載から樹脂ヘッド６による封止ま
での製造工程の概略は図２に示すとおりで、次の（１）
〜（４）の工程による。
【００２９】（１） ウエハー状態からダイシングされ
た発光素子２をバキュームノズル（図示せず）によって
吸着し、予め接着剤３が塗布されているマウント部１ｃ
上に搭載して発光素子２を固定する（同図（ａ））。
た発光素子２をバキュームノズル（図示せず）によって
吸着し、予め接着剤３が塗布されているマウント部１ｃ
上に搭載して発光素子２を固定する（同図（ａ））。
【００３０】（２） ｎ側電極４とリード１ｂとの間に
ワイヤ４ａをボンディングし、同様にｐ側電極５とリー
ド１ａとの間をワイヤ５ａによってボンディングする
（同図（ｂ））。
ワイヤ４ａをボンディングし、同様にｐ側電極５とリー
ド１ａとの間をワイヤ５ａによってボンディングする
（同図（ｂ））。
【００３１】（３） リードフレーム１の少なくともマ
ウント部１ｃの全体を、溶剤に混ぜた蛍光物質を沈降法
によって蛍光膜層７をマウント部１ｃの内周面及び発光
素子２の表面の全体に形成させる（同図（ｃ））。
ウント部１ｃの全体を、溶剤に混ぜた蛍光物質を沈降法
によって蛍光膜層７をマウント部１ｃの内周面及び発光
素子２の表面の全体に形成させる（同図（ｃ））。
【００３２】（４） 形成された蛍光膜層７が安定した
後、エポキシ樹脂によって封止して樹脂ヘッド６を形成
する（同図（ｄ））。
後、エポキシ樹脂によって封止して樹脂ヘッド６を形成
する（同図（ｄ））。
【００３３】ここで、工程（３）における蛍光膜層７の
沈降法による形成は、次の要領による。
沈降法による形成は、次の要領による。
【００３４】発光素子２の搭載からワイヤ４ａ，５ａま
でのアセンブリを終えたリードフレーム１の表面に蛍光
膜層７を形成するために、蛍光物質を混合した溶剤を準
備する。この溶剤はメチルアルコールやその他の蒸発性
の高い有機溶剤であり、蛍光物質を０．０５％〜０．１
％の体積割合で混合したものである。そして、発光素子
２を搭載しワイヤ４ａ，５ａをボンディングしたリード
フレーム１をそのマウント部１ｃが真上を向く姿勢と
し、このマウント部１ｃに蛍光物質を混ぜた溶剤を注入
する。この注入の後に１０分間以上静置しておくと、溶
剤中の蛍光物質は沈降してリードフレーム１のマウント
部１ｃの表面に堆積していく。この蛍光物質の沈降の後
には、リードフレーム１の全体を６０〜１００℃の炉内
温度の乾燥炉に装入し、マウント部１ｃの中の溶剤を加
熱乾燥させる。
でのアセンブリを終えたリードフレーム１の表面に蛍光
膜層７を形成するために、蛍光物質を混合した溶剤を準
備する。この溶剤はメチルアルコールやその他の蒸発性
の高い有機溶剤であり、蛍光物質を０．０５％〜０．１
％の体積割合で混合したものである。そして、発光素子
２を搭載しワイヤ４ａ，５ａをボンディングしたリード
フレーム１をそのマウント部１ｃが真上を向く姿勢と
し、このマウント部１ｃに蛍光物質を混ぜた溶剤を注入
する。この注入の後に１０分間以上静置しておくと、溶
剤中の蛍光物質は沈降してリードフレーム１のマウント
部１ｃの表面に堆積していく。この蛍光物質の沈降の後
には、リードフレーム１の全体を６０〜１００℃の炉内
温度の乾燥炉に装入し、マウント部１ｃの中の溶剤を加
熱乾燥させる。
【００３５】以上の加熱乾燥工程を経てリードフレーム
１を乾燥炉から取り出すと、蛍光物質を含んだ蛍光膜層
７が図１に示すようにマウント部１ｃの内周面と発光素
子２の表面に薄膜状に形成される。
１を乾燥炉から取り出すと、蛍光物質を含んだ蛍光膜層
７が図１に示すようにマウント部１ｃの内周面と発光素
子２の表面に薄膜状に形成される。
【００３６】このように、蛍光膜層７は蛍光物質の薄膜
層として形成され樹脂成分を一切含まない。したがっ
て、工程（４）において高温のエポキシ樹脂よる樹脂ヘ
ッド６の封止工程では、蛍光膜層７は樹脂層である場合
よりも熱変化が格段に小さくそれぞれの境界面を密に接
合することができ、樹脂ヘッド６の硬化後における剥離
等を生じることはなく、光学的な歪みも引き起こさな
い。これにより、発光素子２からの発光に影響を及ぼす
ことはなく、その発光輝度を高く維持できる。
層として形成され樹脂成分を一切含まない。したがっ
て、工程（４）において高温のエポキシ樹脂よる樹脂ヘ
ッド６の封止工程では、蛍光膜層７は樹脂層である場合
よりも熱変化が格段に小さくそれぞれの境界面を密に接
合することができ、樹脂ヘッド６の硬化後における剥離
等を生じることはなく、光学的な歪みも引き起こさな
い。これにより、発光素子２からの発光に影響を及ぼす
ことはなく、その発光輝度を高く維持できる。
【００３７】また、蛍光膜層７は溶剤中の蛍光物質の沈
降によって形成されるので、この蛍光膜層７の厚さを７
〜３０μｍ程度にきわめて薄く成膜できるので、ワイヤ
４ａ，５ａをｎ側及びｐ側の電極４，５の表面からほぼ
垂直に立ち上がるようなボンディングとしておけば、線
径が２０〜３０μｍ程度のワイヤ４ａ，５ａが蛍光膜層
７に入り込む長さもきわめて短い。そして、ワイヤ４
ａ，５ａがｎ側及びｐ側の電極４，５の表面にボンディ
ングされている部分は、固定端となっているために他の
部分よりも剛性が高い。したがって、蛍光膜層７と樹脂
ヘッド６のエポキシ樹脂の境界をワイヤ４ａ，５ａが突
っ切ってもその破断方向への応力に対する強度を高く維
持でき、断線が効果的に防止される。
降によって形成されるので、この蛍光膜層７の厚さを７
〜３０μｍ程度にきわめて薄く成膜できるので、ワイヤ
４ａ，５ａをｎ側及びｐ側の電極４，５の表面からほぼ
垂直に立ち上がるようなボンディングとしておけば、線
径が２０〜３０μｍ程度のワイヤ４ａ，５ａが蛍光膜層
７に入り込む長さもきわめて短い。そして、ワイヤ４
ａ，５ａがｎ側及びｐ側の電極４，５の表面にボンディ
ングされている部分は、固定端となっているために他の
部分よりも剛性が高い。したがって、蛍光膜層７と樹脂
ヘッド６のエポキシ樹脂の境界をワイヤ４ａ，５ａが突
っ切ってもその破断方向への応力に対する強度を高く維
持でき、断線が効果的に防止される。
【００３８】更に、発光色に関しては、発光素子２の基
板２ａ底面を除くほぼ全体が蛍光膜層７によって被覆さ
れるので、発光素子２の主光取出し面及び側方から抜け
る光は全て蛍光膜層７を通過する。したがって、蛍光膜
層７の蛍光体が励起されて白色の発光に変換することが
できる。
板２ａ底面を除くほぼ全体が蛍光膜層７によって被覆さ
れるので、発光素子２の主光取出し面及び側方から抜け
る光は全て蛍光膜層７を通過する。したがって、蛍光膜
層７の蛍光体が励起されて白色の発光に変換することが
できる。
【００３９】そして、蛍光膜層７はマウント部１ｃの底
面及び内周面にかけて形成されているので、発光素子２
を被覆している部分の蛍光膜層７からの白色光は、マウ
ント部１ｃの表面の蛍光膜層７へも達する。したがっ
て、マウント部１ｃの表面の蛍光膜層７内の蛍光体も励
起され、発光方向への発光強度を更に向上させることが
できる。
面及び内周面にかけて形成されているので、発光素子２
を被覆している部分の蛍光膜層７からの白色光は、マウ
ント部１ｃの表面の蛍光膜層７へも達する。したがっ
て、マウント部１ｃの表面の蛍光膜層７内の蛍光体も励
起され、発光方向への発光強度を更に向上させることが
できる。
【００４０】図３は本発明の別の実施の形態による半導
体発光装置の概略縦断面図であり、反射ケースを用いた
例として示す。なお、図１の実施の形態と比較して同一
の構成部材については同じ符号で指示する。
体発光装置の概略縦断面図であり、反射ケースを用いた
例として示す。なお、図１の実施の形態と比較して同一
の構成部材については同じ符号で指示する。
【００４１】図３において、有底状であって絶縁性の反
射ケース８に一対のリード９ａ，９ｂが組み込まれ、フ
リップチップ型の発光素子１０がリード９ａ，９ｂを跨
ぐように搭載されている。リード９ａ，９ｂは反射ケー
ス８の底部の上面に展開されるとともに反射ケース８の
内部から下面側に沿う断面形状を持ち、リード９ａ，９
ｂの下面側の部分が配線基板（図示せず）の上に形成さ
れた配線パターンに導通搭載される。
射ケース８に一対のリード９ａ，９ｂが組み込まれ、フ
リップチップ型の発光素子１０がリード９ａ，９ｂを跨
ぐように搭載されている。リード９ａ，９ｂは反射ケー
ス８の底部の上面に展開されるとともに反射ケース８の
内部から下面側に沿う断面形状を持ち、リード９ａ，９
ｂの下面側の部分が配線基板（図示せず）の上に形成さ
れた配線パターンに導通搭載される。
【００４２】発光素子１０はＧａＮ系化合物半導体を利
用した高輝度の青色発光のＬＥＤである。この発光素子
１０は絶縁性であって光透過性のサファイアを素材とし
た基板１０ａの表面に、たとえばＧａＮのｎ型層，Ｉｎ
ＧａＮの活性層及びＧａＮのｐ型層を積層したものであ
り、ｐ型層の一部がエッチングされてｎ型層を露出さ
せ、この露出したｎ型層の表面にｎ側電極を形成し、ｐ
型層の表面にはｐ側電極を形成し、これらのｎ側及びｐ
側の電極にバンプ電極１１ａ，１１ｂを形成したもので
ある。
用した高輝度の青色発光のＬＥＤである。この発光素子
１０は絶縁性であって光透過性のサファイアを素材とし
た基板１０ａの表面に、たとえばＧａＮのｎ型層，Ｉｎ
ＧａＮの活性層及びＧａＮのｐ型層を積層したものであ
り、ｐ型層の一部がエッチングされてｎ型層を露出さ
せ、この露出したｎ型層の表面にｎ側電極を形成し、ｐ
型層の表面にはｐ側電極を形成し、これらのｎ側及びｐ
側の電極にバンプ電極１１ａ，１１ｂを形成したもので
ある。
【００４３】発光素子１０はバンプ電極１１ａ，１１ｂ
をマウント部９ｃ，９ｄの上に載せて超音波圧着と加熱
圧着を加えることで接合され、リード９ａ，９ｂにそれ
ぞれ導通固定される。そして、活性層からの光は基板１
０ａを抜けて図３において上向きに発光され、この基板
１０ａの上端面を主光取出し面とする。そして発光素子
１０の表面からマウント部の表面にかけて蛍光膜層７を
形成する。蛍光膜層７は図２に示した製造工程と同じよ
うにして形成する。その後、エポキシ樹脂を注入し硬化
させ封止樹脂層１２を形成する。
をマウント部９ｃ，９ｄの上に載せて超音波圧着と加熱
圧着を加えることで接合され、リード９ａ，９ｂにそれ
ぞれ導通固定される。そして、活性層からの光は基板１
０ａを抜けて図３において上向きに発光され、この基板
１０ａの上端面を主光取出し面とする。そして発光素子
１０の表面からマウント部の表面にかけて蛍光膜層７を
形成する。蛍光膜層７は図２に示した製造工程と同じよ
うにして形成する。その後、エポキシ樹脂を注入し硬化
させ封止樹脂層１２を形成する。
【００４４】この図３の例でも、発光素子１０からの発
光に影響を及ぼすことはなく、その発光輝度を高く維持
できる。なお、以上の説明では、青色発光の発光素子を
白色発光に変える例としたが、赤や緑の発光素子のそれ
ぞれの発光を蛍光物質の特性によって様々な発光色に変
える構成とすることもできる。
光に影響を及ぼすことはなく、その発光輝度を高く維持
できる。なお、以上の説明では、青色発光の発光素子を
白色発光に変える例としたが、赤や緑の発光素子のそれ
ぞれの発光を蛍光物質の特性によって様々な発光色に変
える構成とすることもできる。
【００４５】
【発明の効果】本発明では、発光素子の発光色を他の色
に変えるための蛍光物質を含む蛍光膜層を沈降法によっ
て発光素子の表面及びマウント部に形成するので、従来
の樹脂中に蛍光物質を封入して封止用の樹脂で更に皮膜
するのに比べると、樹脂の剥離や光学歪みの発生が抑え
られ、発光輝度の向上が可能となる。また、ボンディン
グ用のワイヤを用いる場合でも、樹脂の剥離抑えられる
ので、その破断が防止される。
に変えるための蛍光物質を含む蛍光膜層を沈降法によっ
て発光素子の表面及びマウント部に形成するので、従来
の樹脂中に蛍光物質を封入して封止用の樹脂で更に皮膜
するのに比べると、樹脂の剥離や光学歪みの発生が抑え
られ、発光輝度の向上が可能となる。また、ボンディン
グ用のワイヤを用いる場合でも、樹脂の剥離抑えられる
ので、その破断が防止される。
【図１】本発明の一実施の形態におけるＧａＮ系化合物
半導体発光素子を備えた発光装置の概略縦断面図
半導体発光素子を備えた発光装置の概略縦断面図
【図２】本発明の製造方法における工程を示す概略図
【図３】本発明の別の実施の形態におけるＧａＮ系化合
物半導体発光素子を備えた発光装置の概略縦断面図
物半導体発光素子を備えた発光装置の概略縦断面図
１ リードフレーム １ａ，１ｂ リード １ｃ マウント部 ２ 発光素子 ２ａ 基板 ４ ｎ側電極 ４ａ ワイヤ ５ ｐ側電極 ５ａ ワイヤ ６ 樹脂ヘッド ７ 蛍光膜層 ８ 反射ケース ９ａ，９ｂ リード ９ｃ，９ｄ マウント部 １０ 発光素子 １０ａ 基板 １１ａ，１１ｂ バンプ電極 １２ 封止樹脂層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲真▼田 研一 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内 Ｆターム(参考） 5F041 AA11 AA12 AA25 CA34 CA40 CB27 DA07 DA21 DA25 DA29 DA44 FF01
Claims (5)
- 【請求項１】 発光素子を、その搭載面と反対側の面を
主光取出し面としてリードフレームや基板等の基材のマ
ウント部に搭載し、前記発光素子をマウント部とともに
封止用の樹脂によって封止する半導体発光装置におい
て、前記発光素子の表面から前記マウント部の表面にか
けて、溶剤中に混合した蛍光物質の沈降によって形成さ
れる蛍光膜層で被覆し、前記封止用の樹脂を前記蛍光膜
層に積層してなる半導体発光装置。 - 【請求項２】 前記マウント部は、前記発光素子を搭載
する搭載面とその周囲を立ち上げた凹状であって、その
内部表面の全体を前記蛍光膜層で被覆してなる請求項１
記載の半導体発光装置。 - 【請求項３】 前記発光素子は、前記主光取出し面側に
少なくともｐ側またはｎ側のいずれか一方の電極を備
え、前記電極と前記基材との間にボンディングするワイ
ヤの線径と前記蛍光層膜の厚さとの大きさの比を１：１
〜３：１の範囲としてなる請求項１または２記載の半導
体発光装置。 - 【請求項４】 請求項１または２記載の半導体発光装置
の製造方法であって、前記マウント部に前記発光素子を
搭載する工程と、少なくとも前記マウント部と発光素子
を蛍光物質含有の溶剤で被膜し且つ沈降法によって前記
蛍光物質を沈降させるとともに前記溶剤を蒸発させて前
記発光素子及びマウント部の表面に成膜する工程と、前
記封止用の樹脂によって封止する工程とからなる半導体
発光装置の製造方法。 - 【請求項５】 請求項３記載の半導体発光装置の製造方
法であって、前記マウント部に前記発光素子を搭載する
工程と、前記電極と基材とを前記ワイヤでボンディング
する工程と、少なくとも前記マウント部と発光素子を蛍
光物質含有の溶剤で被覆し且つ沈降法によって前記蛍光
物質を沈降させるとともに前記溶剤を蒸発させて前記発
光素子及びマウント部の表面に成膜する工程と、前記封
止用の樹脂によって封止する工程とからなる半導体発光
装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32469098A JP2000150966A (ja) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | 半導体発光装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32469098A JP2000150966A (ja) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | 半導体発光装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000150966A true JP2000150966A (ja) | 2000-05-30 |
Family
ID=18168645
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|---|---|---|---|
| JP32469098A Pending JP2000150966A (ja) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | 半導体発光装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2000150966A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP1246265A2 (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Light emitting device |
| WO2003001612A1 (en) * | 2001-06-20 | 2003-01-03 | Nichia Corporation | Semiconductor device and its fabriction method |
| WO2003021691A1 (en) * | 2001-09-03 | 2003-03-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device, light emitting apparatus and production method for semiconductor light emitting device |
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| KR100635631B1 (ko) | 2005-09-01 | 2006-10-17 | 학교법인 원광학원 | 나노사이즈 형광물질을 이용한 백색 ｌｅｄ |
| JP2006313829A (ja) * | 2005-05-09 | 2006-11-16 | Konica Minolta Opto Inc | 白色発光ダイオード及びその製造方法 |
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