JP2002237620A - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents

発光装置及びその製造方法

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JP2002237620A JP2001034235A JP2001034235A JP2002237620A JP 2002237620 A JP2002237620 A JP 2002237620A JP 2001034235 A JP2001034235 A JP 2001034235A JP 2001034235 A JP2001034235 A JP 2001034235A JP 2002237620 A JP2002237620 A JP 2002237620A
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原 耕太郎 福
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光出力特性の劣化を防止する。 【解決手段】 発光素子１の表面部分において、発光面
８を囲むように溝部３が形成されている。これにより、
発光面８を囲むようにドーム形状のエンキャプ樹脂９を
容易に形成することができる。よって、この後発光素子
１を覆うように外囲器を形成した際にも、外囲器の温度
変化による膨張又は収縮応力が発光面８に作用せず、光
出力特性の劣化が防止される。また、エンキャップ樹脂
９の量を削減することができ、さらにエンキャップ樹脂
９がリードフレームに直接接触しないことから、リード
フレームに含まれる銅イオンが樹脂内部に滲みだして発
光層３に悪影響を及ぼすことが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光装置及びその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の発光装置で用いられている半導体
発光素子の構成を、平面図としての図９、及び図９のＣ
−Ｃ線に沿う縦断面を示す図１０とにより示す。この発
光素子４１は図示されたような直方体または六面体形状
を有し、半導体基板４１の表面部分に、発光層４３と、
電流拡散層４４とを有し、下面側と上面側とにそれぞれ
下部電極４５及び上部電極４６を有する。
【０００３】そして、このような発光素子４１が、図１
１に示されたように、リードフレーム３１上に搭載さ
れ、発光素子４１の上部電極４６とリードフレーム３１
との間がボンディングワイヤ３２により接続され、さら
に透光性を有する樹脂から成る外囲器３３により封止さ
れている。
【０００４】しかし、このような構成を有する発光装置
には、温度変化により外囲器３３に膨張又は収縮が発生
して応力が発光素子４１の活性層４３に作用し、光の出
力特性が劣化するという問題があった。
【０００５】また従来の装置には、図１２に示されたよ
うに、リードフレーム３１上に発光素子４１を搭載した
状態で、発光素子４１をエンキャップ樹脂４７にて覆っ
た後、外囲器３３で封止したものもあった。このように
エンキャップ樹脂４７により発光素子４１を覆っておく
ことにより、発光素子４１の活性層４３に作用する外囲
器３３の応力が緩和されるので、発光素子４１の光出力
の劣化がある程度抑制される。
【０００６】しかし、平坦なリードフレーム３１上で、
発光素子４１全体を覆うようにドーム形状のエンキャッ
プ樹脂４７を形成することは困難であった。このため、
エンキャップ樹脂４７が水平方向に流れて、発光素子４
１のエッジ４９が露出し、この部分に外囲器３３に発生
した膨張又は収縮応力が作用して特性劣化を招くことが
あった。
【０００７】また、リードフレーム３１の材料に銅が含
まれている場合、あるいはリードフレーム３１に銅を用
いて鍍金処理が施されている場合には、エンキャップ樹
脂４７の内部に銅イオンが凄み出して、やはり発光素子
４１の光出力特性の劣化を招くことがあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
発光装置には、発光素子に外囲器の温度変化による膨張
又は収縮応力が作用して光出力特性が劣化し、また応力
緩和のために発光素子をエンキャップ樹脂で覆う場合に
は、平坦なリードフレーム上でドーム形状のエンキャッ
プ樹脂を形成することが困難であり、さらにリードフレ
ームに含まれる銅がエンキャップ樹脂内部に滲み出して
光出力特性を劣化させるという問題があった。
【０００９】本発明は上記事情に鑑み、光出力特性の劣
化を防止することが可能な発光装置及びその製造方法を
提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の発光装置は、一
表面部分において、周囲を溝部で囲まれ、凸状に形成さ
れた発光面を有する発光素子と、前記発光素子の一表面
部分に、前記溝部で囲まれた前記発光面を覆うように形
成された透光性を有するキャップ状樹脂と、前記発光素
子を搭載し、前記発光素子と電気的に接続されたリード
フレームと、前記リードフレームに搭載された前記発光
素子を覆うように形成された透光性を有する外囲器とを
備えることを特徴とする。
【００１１】ここで前記発光素子は、一表面部分に形成
された電流拡散層と、前記電流拡散層の下方に形成され
た発光層とを有し、前記溝部は、前記発光層より深く形
成されていることが望ましい。
【００１２】前記溝部で囲まれた前記発光面は、前記溝
部の外周領域より高さが低く形成されていてよい。
【００１３】また本発明の発光装置は、一表面部分にお
いて、周囲を溝部で囲まれ、凸状に形成された発光面を
有する発光素子と、前記発光素子を搭載し、前記発光素
子と電気的に接続されたリードフレームと、前記リード
フレームに搭載された前記発光素子を覆うように形成さ
れた透光性を有する外囲器とを備え、前記溝部で囲まれ
た前記発光面は、前記溝部の外周領域より高さが低く形
成されていることを特徴とする。
【００１４】ここで前記発光素子の一表面部分におい
て、前記発光面上に電極が形成されており、この電極の
表面上にボンディングワイヤが接続されていてよい。
【００１５】あるいは、前記発光素子の一表面部分にお
いて、前記発光面と、ボンディングワイヤを接続するワ
イヤ接続領域とが隣接するように配置されており、前記
発光面上と前記ワイヤ接続領域上とに連続的に電極が形
成されており、前記電極が形成された領域を除いて、前
記発光面の周囲と、前記発光面と前記ワイヤ接続領域と
の境界領域とに前記溝が形成されていてもよい。
【００１６】本発明の発光装置の製造方法は、発光素子
の一表面部分において、凸状の発光面を形成するよう
に、この発光面の周囲に溝部を形成する工程と、前記発
光素子を、リードフレーム上に搭載し、前記発光素子と
前記リードフレームとを電気的に接続する工程と、前記
発光素子の一表面部分において、前記溝部で囲まれた前
記発光面を覆うように透光性を有するキャップ状樹脂を
形成する工程と、前記リードフレームに搭載された前記
発光素子を覆うように、透光性を有する外囲器を形成す
る工程とを備えることを特徴とする。
【００１７】ここで、前記発光素子は、一表面部分に形
成された電流拡散層と、前記電流拡散層の下方に形成さ
れた発光層とを有し、前記溝部を形成する工程では、こ
の溝部を前記発光層より深く形成することが望ましい。
【００１８】前記溝部で囲まれた前記発光面が、前記溝
部の外周領域より高さが低く成るように加工する工程を
さらに備えることもできる。
【００１９】また本発明の発光装置は、発光素子の一表
面部分において、凸状の発光面を形成するように、この
発光面の周囲に溝部を形成する工程と、前記溝部で囲ま
れた前記発光面が、前記溝の外周部よりも高さが低く成
るように加工する工程と、前記発光素子を、リードフレ
ーム上に搭載し、前記発光素子と前記リードフレームと
を電気的に接続する工程と、前記リードフレームに搭載
された前記発光素子を覆うように、透光性を有する外囲
器を形成する工程とを備えることを特徴としている。
【００２０】ここで、前記発光素子における前記発光面
上に電極を形成する工程をさらに備え、前記発光素子と
前記リードフレームとを電気的に接続する工程では、前
記電極の表面上にボンディングワイヤが接続されるもの
であってもよい。
【００２１】あるいは、前記発光素子の表面において、
前記発光面と、ボンディングワイヤを接続するワイヤ接
続領域とが隣接するように配置されており、前記発光面
上と前記ワイヤ接続領域上とに連続的に電極を形成する
工程をさらに備え、前記溝を形成する工程では、前記電
極が形成された領域を除いて、前記発光面の周囲と、前
記発光面と前記ワイヤ接続領域との境界領域とに前記溝
を形成することもできる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
【００２３】本発明の第１の実施の形態による発光装置
は、平面図としての図１及び図１のＡ−Ａ線に沿う縦断
面を示す図２に示されたように、発光素子１の発光面８
を囲むようにその外周に溝部７を形成する。これによ
り、凸状の発光面８が形成される。
【００２４】この凸状の発光面８には上部電極６が形成
されており、この上部電極６にボンディングワイヤが接
続され、図示されていないリードフレームとの間で電気
的に接続される。
【００２５】この状態で、図３に示されたように、凸状
の発光面８を覆うように、ポッティング等を行ってエン
キャップ樹脂９を形成する。さらに、図４に示されたよ
うに、リードフレーム３１に搭載された発光素子１、エ
ンキャップ樹脂９、ボンディングワイヤ３２を覆うよう
に、透光性を有する樹脂を成形して外囲器３３で封止す
る。
【００２６】本実施の形態では、溝部７を形成したこと
により、エンキャップ樹脂９を容易にドーム形状に形成
することができる。よって、図１２に示された従来の装
置のように、エンキャップ樹脂９が水平方向に流れて発
光素子４１のエッジ４９が露出することがなく、外囲器
３３に生じた温度変化による膨張又は収縮応力が発光面
８まで作用することが防止される。
【００２７】また、従来のように、図１２に示されたリ
ードフレーム３１上に搭載された発光素子４１を覆うよ
うにエンキャップ樹脂４７を形成すると、リードフレー
ム３１が平坦であるためエンキャップ樹脂４７が水平方
向に流れて樹脂を無駄に消費することになる。しかし、
本実施の形態では溝部７が存在することにより、樹脂が
水平方向に流れることがなく、樹脂の量を削減すること
ができる。
【００２８】また、本実施の形態ではエンキャップ樹脂
９が直接リードフレーム３１に接触しないことにより、
リードフレーム３１に銅が含まれる場合であっても、銅
イオンがエンキャップ樹脂９の内部に滲み出して発光素
子１の光出力特性を劣化させることが防止できる。
【００２９】ここで、溝部７を形成する際には、発光素
子１の活性層３より深くすることにより、活性層３がエ
ンキャップ樹脂９にて覆われた状態になる。このため、
この後に発光素子１全体を覆うように外囲器３３を形成
した際にも、外囲器３３を構成する樹脂の温度変化によ
り膨張又は収縮応力が作用することをより緩和し、光出
力特性が劣化することを確実に防止できる。
【００３０】本発明の第２の実施の形態による発光装置
について説明する。本実施の形態は、平面図としての図
５及び図５のＢ−Ｂ線に沿う縦断面を示す図６に示され
たように、溝部１７ａで囲まれた発光面１８の高さが、
溝部１７ａの外周領域よりも低くなるように形成されて
いる。
【００３１】また、図５に示されたように、凸状の発光
面１８に隣接した位置にワイヤ接続領域２０が配置され
ている。このワイヤ接続領域２０は、発光面１８上に形
成された上部電極１６が延在していることにより、電気
的に発光面１８と接続された状態にある。このワイヤ接
続領域２０上の上部電極にボンディングワイヤが接続さ
れ、図示されていないリードフレームと電気的に接続さ
れる。
【００３２】さらに本実施の形態では、凸状の発光面１
８の周囲に溝部１７ａが形成され、発光面１８とワイヤ
接続領域２０との境界領域に溝部１７ｂが形成されてい
る。
【００３３】そして、図７に示されたように、溝部１７
ａで囲まれた凸状の発光面１８を埋め込むようにエンキ
ャップ樹脂１９を注入する。ここで、溝部１７ｂが形成
されていることにより、ワイヤ接続領域２０まで樹脂が
流れ出ることが防止される。
【００３４】図８に示されたように、リードフレーム３
１に搭載された発光素子１１、エンキャップ樹脂１９、
ボンディングワイヤ３２を覆うように、透光性を有する
樹脂を成形して外囲器３３で封止する。
【００３５】本実施の形態では、発光面１８が溝部１７
ａの外周領域よりも低いことから、溝部１７ａのみなら
ず凸状の発光面１８までがエンキャップ樹脂１９の液溜
まりとして作用し、図示されたように周囲に流れ出すこ
となく確実に発光面１８を覆うことができる。
【００３６】よって、従来の装置のように、エンキャッ
プ樹脂が水平方向に流れて発光素子４１のエッジが露出
することをより確実に防止し、外囲器３３に生じた応力
が発光面１８における発光層１３に作用することが防止
され、またエンキャップ樹脂の量も削減できる。
【００３７】また、上記第１の実施の形態と同様に、エ
ンキャップ樹脂１９が直接リードフレーム３３に接触し
ないことにより、リードフレーム３３に銅が含まれる場
合であっても銅イオンがエンキャップ樹脂１９の内部に
滲み出して発光素子１の光出力特性を劣化させることを
防止することができる。
【００３８】上述した実施の形態はいずれも一例であ
り、本発明を限定するものではない。例えば、上記第１
の実施の形態では、図１に示されたように凸状の発光面
８上に上部電極６が形成され、この部分にボンディング
ワイヤ３２が接続される。そして、凸状の発光面８の高
さは、図２に示されたように溝部７の外周領域と同じ高
さである。
【００３９】しかし、図１のＡ−Ａ線に沿う縦断面が図
６に示されるように、凸状の発光面の高さが溝部の外周
領域より低く形成されていてもよい。
【００４０】また、上記第２の実施の形態では、図５に
示されたように凸状の発光面１８上の上部電極１６にボ
ンディングワイヤ３２を直接接続するのでなく、発光面
１に隣接して設けられたワイヤ接続領域２０上に上部電
極１６が延在しており、この面上にボンディングワイヤ
３２が接続される。この場合のＢ−Ｂ線に沿う縦断面
は、図２に示されるように、凸状の発光面の高さが溝部
の外周領域と同じ高さであってもよい。
【００４１】さらには、上記第２の実施の形態におい
て、溝部１７ａで囲まれた凸状の発光面１６を覆うよう
にエンキャップ樹脂１９を注入している。しかし、エン
キャップ樹脂１９を注入することなく、その後発光素子
１１全体を覆うように透光性を有する樹脂を射出成形し
て外囲器を形成することにより、凸状の発光面１６の周
囲を空洞状態にしてもよい。この場合、より粘性の高い
樹脂を用いて外囲器を形成することにより、空洞化が実
現される。この空洞の存在により、外囲器の熱膨張又は
収縮による応力が発光面１６に作用することが緩和さ
れ、光出力特性の劣化が防止される。このようにするこ
とで、エンキャップ樹脂も不要となり、よりコスト低減
が実現される。
【００４２】外囲器の材料としては、比較的硬度が高い
エポキシ樹脂等を用いてもよい。一方、エンキャップ樹
脂の材料としては、例えばシリコン樹脂のように、比較
的硬度が低く弾力性を有する材料を採用することで、発
光層に応力が作用することをより有効に緩和することが
できる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の発光素子
及びその製造方法によれば、発光素子の表面部分におい
て、発光面を囲むように溝部を形成し、発光面を覆うよ
うにキャップ状樹脂を形成したことにより、キャップ状
樹脂を容易にドーム形状に形成することができるので、
発光素子のエッジが露出することがなく応力の作用を防
止することができると共に、樹脂の量を削減することが
可能であり、またキャップ状樹脂が直接リードフレーム
に接触しないため、リードフレームに銅が含まれる場合
であっても銅イオンがキャップ状樹脂の内部に滲み出し
て発光素子の光出力特性を劣化させることを防止でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による発光装置にお
ける発光素子を示した平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う縦断面を示した断面図。
【図３】図２に示された発光素子にエンキャップ樹脂が
形成された状態を示した断面図。
【図４】同第１の実施の形態による発光装置の縦断面を
示した断面図。
【図５】本発明の第２の実施の形態による発光装置にお
ける発光素子を示した平面図。
【図６】図５のＢ−Ｂ線に沿う縦断面を示した断面図。
【図７】図６に示された発光素子にエンキャップ樹脂が
形成された状態を示した断面図。
【図８】同第２の実施の形態による発光装置の縦断面を
示した断面図。
【図９】従来の発光装置における発光素子を示した平面
図。
【図１０】図９のＣ−Ｃ線に沿う縦断面を示した断面
図。
【図１１】図１０に示された発光素子にエンキャップ樹
脂が形成された一例を示した断面図。
【図１２】図１０に示された発光素子にエンキャップ樹
脂が形成された他の例を示した断面図。
【符号の説明】
１、１１ 発光素子 ２、１２ 半導体基板 ３、１３ 活性層 ４、１４ 電流拡散層 ５、１５ 下部電極 ６、１６ 上部電極 ７、１７ａ、１７ｂ 溝部 ８、１８ 発光面 ９、１９ エンキャップ樹脂 ３１ リードフレーム ３２ ボンディングワイヤ ３３ 外囲器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福 原 耕太郎 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン ター内 Ｆターム(参考） 5F041 AA44 DA07 DA17 DA44 DA45 DA55

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】一表面部分において、周囲を溝部で囲ま
    れ、凸状に形成された発光面を有する発光素子と、 前記発光素子の一表面部分に、前記溝部で囲まれた前記
    発光面を覆うように形成された透光性を有するキャップ
    状樹脂と、 前記発光素子を搭載し、前記発光素子と電気的に接続さ
    れたリードフレームと、 前記リードフレームに搭載された前記発光素子を覆うよ
    うに形成された透光性を有する外囲器と、 を備えることを特徴とする発光装置。
  2. 【請求項２】前記発光素子は、一表面部分に形成された
    電流拡散層と、前記電流拡散層の下方に形成された発光
    層とを有し、 前記溝部は、前記発光層より深く形成されていることを
    特徴とする請求項１記載の発光装置。
  3. 【請求項３】前記溝部で囲まれた前記発光面は、前記溝
    部の外周領域より高さが低く形成されていることを特徴
    とする請求項１又は２記載の発光装置。
  4. 【請求項４】一表面部分において、周囲を溝部で囲ま
    れ、凸状に形成された発光面を有する発光素子と、 前記発光素子を搭載し、前記発光素子と電気的に接続さ
    れたリードフレームと、 前記リードフレームに搭載された前記発光素子を覆うよ
    うに形成された透光性を有する外囲器と、 を備え、 前記溝部で囲まれた前記発光面は、前記溝部の外周領域
    より高さが低く形成されていることを特徴とする発光装
    置。
  5. 【請求項５】前記発光素子の一表面部分において、前記
    発光面上に電極が形成されており、この電極の表面上に
    ボンディングワイヤが接続されることを特徴とする請求
    項１乃至４のいずれかに記載の発光装置。
  6. 【請求項６】前記発光素子の一表面部分において、前記
    発光面と、ボンディングワイヤを接続するワイヤ接続領
    域とが隣接するように配置されており、前記発光面上と
    前記ワイヤ接続領域上とに連続的に電極が形成されてお
    り、 前記電極が形成された領域を除いて、前記発光面の周囲
    と、前記発光面と前記ワイヤ接続領域との境界領域とに
    前記溝が形成されていることを特徴とする請求項１乃至
    ４のいずれかに記載の発光装置。
  7. 【請求項７】発光素子の一表面部分において、凸状の発
    光面を形成するように、この発光面の周囲に溝部を形成
    する工程と、 前記発光素子を、リードフレーム上に搭載し、前記発光
    素子と前記リードフレームとを電気的に接続する工程
    と、 前記発光素子の一表面部分において、前記溝部で囲まれ
    た前記発光面を覆うように透光性を有するキャップ状樹
    脂を形成する工程と、 前記リードフレームに搭載された前記発光素子を覆うよ
    うに、透光性を有する外囲器を形成する工程と、 を備えることを特徴とする発光装置の製造方法。
  8. 【請求項８】前記発光素子は、一表面部分に形成された
    電流拡散層と、前記電流拡散層の下方に形成された発光
    層とを有し、 前記溝部を形成する工程では、この溝部を前記発光層よ
    り深く形成することを特徴とする請求項７記載の発光装
    置の製造方法。
  9. 【請求項９】前記溝部で囲まれた前記発光面が、前記溝
    部の外周領域より高さが低く成るように加工する工程を
    さらに備えることを特徴とする請求項７又は８記載の発
    光装置の製造方法。
  10. 【請求項１０】発光素子の一表面部分において、凸状の
    発光面を形成するように、この発光面の周囲に溝部を形
    成する工程と、 前記溝部で囲まれた前記発光面が、前記溝の外周部より
    も高さが低く成るように加工する工程と、 前記発光素子を、リードフレーム上に搭載し、前記発光
    素子と前記リードフレームとを電気的に接続する工程
    と、 前記リードフレームに搭載された前記発光素子を覆うよ
    うに、透光性を有する外囲器を形成する工程と、 を備えることを特徴とする発光装置の製造方法。
  11. 【請求項１１】前記発光素子における前記発光面上に電
    極を形成する工程をさらに備え、 前記発光素子と前記リードフレームとを電気的に接続す
    る工程では、前記電極の表面上にボンディングワイヤが
    接続されることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれ
    かに記載の発光装置の製造方法。
  12. 【請求項１２】前記発光素子の表面において、前記発光
    面と、ボンディングワイヤを接続するワイヤ接続領域と
    が隣接するように配置されており、前記発光面上と前記
    ワイヤ接続領域上とに連続的に電極を形成する工程をさ
    らに備え、 前記溝を形成する工程では、前記電極が形成された領域
    を除いて、前記発光面の周囲と、前記発光面と前記ワイ
    ヤ接続領域との境界領域とに前記溝を形成することを特
    徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の発光装置
    の製造方法。
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