JP2002314138A - 発光装置 - Google Patents

発光装置

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JP2002314138A
JP2002314138A JP2001110674A JP2001110674A JP2002314138A JP 2002314138 A JP2002314138 A JP 2002314138A JP 2001110674 A JP2001110674 A JP 2001110674A JP 2001110674 A JP2001110674 A JP 2001110674A JP 2002314138 A JP2002314138 A JP 2002314138A
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Hiroaki Oshio
博明 押尾
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 限られたスペースに複数のチップを紺率良く
配置し、ワイアボンディングの不良を解消することを目
的とする。 【解決手段】 開口部を略楕円形状あるいは略偏平円形
状とすることにより限られたスペースに複数のチップを
効率良く配置することができる。また、ワイアをボンデ
ィングする場所とチップをマウントする場所との間に切
り欠きを設けることにより、接着剤のはみ出しを防ぎ、
ボンディング不良を解消することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は発光装置に関し、特
に、２つ以上のチップ、例えば、２つの半導体発光素
子、あるいは半導体発光素子と保護用のダイオードなど
を組み込んだ発光装置に関する。
【従来の技術】ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダ
イオード）などの半導体発光素子を搭載した発光装置
は、安価で長寿命な発光装置として注目され、各種のイ
ンジケータ、光源、平面型表示装置、あるいは液晶ディ
スプレイのバックライトなどとして広く用いられてい
る。
【０００２】このような発光装置の典型例として、半導
体発光素子を樹脂ステムにマウントしたものがある。
【０００３】図１４は、従来の発光装置の典型例を表す
概念図である。すなわち、同図（ａ）はその要部構成を
表す平面図であり、同図（ｂ）はその断面図である。
【０００４】同図に例示した発光装置は、「表面実装
型」などと称されるものであり、パッケージ（樹脂ステ
ム）８００と、半導体発光素子８０２と、樹脂からなる
封止体８０４とを有する。
【０００５】樹脂ステム８００は、リードフレームから
成形した一対のリード８０５、８０６を熱可塑性樹脂か
らなる樹脂部８０３によりモールドした構造を有する。
そして、樹脂部８０３には開口部８０１が形成されてお
り、その中に半導体発光素子８０２が載置されている。
そして、半導体発光素子８０２を包含するようにエポキ
シ樹脂８０４により封止されている。
【０００６】半導体発光素子８０２は、リード８０６の
上にマウントされている。そして、半導体発光素子８０
２の電極（図示せず）とリード８０５とが、ワイア８０
９により接続されている。２本のリード８０５、８０６
を通して半導体発光素子８０２に電力を供給すると発光
が生じ、その発光がエポキシ樹脂８０４を通して光取り
出し面８１２から取り出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図１４に例
示したような発光装置において、開口部８０１の中に２
つ以上のチップを搭載したい場合がある。
【０００８】例えば、同一の発光波長の２つ以上の半導
体発光素子を搭載すれば、出力を増強することができ
る。
【０００９】また、互いに異なる発光波長の２つ以上の
半導体発光素子を搭載すれば、それらの混合色が得ら
れ、色表現が多様化できる。この場合には、例えば、補
色関係にある２色を用いて白色発光も可能である。
【００１０】また、半導体発光素子と、この発光素子を
保護するための素子を同一パッケージに搭載したい場合
がある。具体的には、窒化物半導体を用いた発光素子の
場合、静電気（ＥＳＤ）などから保護するために、ツェ
ナー・ダイオードを並列逆方向に接続することが必要と
される場合が多い。
【００１１】しかし、図１４に例示したような発光装置
の場合、チップをマウントする十分なスペースがなく、
また、ワイアをボンディングするスペースも十分でなか
った。さらに、狭い開口部に２つのチップを無理に詰め
込んだ場合、発光素子の光軸がが開口部の中心から大幅
にずれてしまい、放出される光の強度分布すなわち配光
特性が非対称状となってしまう。すると、例えば、液晶
ディスプレイのバックライトなどの用途において要求さ
れる均一な発光パターンを満たすことができない。
【００１２】図１５は、本発明者が本発明に至る過程で
試作した発光装置の平面構成を表す概念図である。
【００１３】すなわち、同図に例示した発光装置は、樹
脂部９０３に略長方形状の開口９０１を設け、その底面
において対向するリード９０５、９０６にそれぞれ、チ
ップ９０２Ａ、９０２Ｂをマウントしている。そして、
これらチップ９０２Ａ、９０２Ｂから、対向するリード
９０６、９０５にワイア９０９Ａ、９０９Ｂがそれぞれ
接続される。
【００１４】しかし、この発光装置を試作評価した結
果、以下の問題があることが判明した。
【００１５】第１の問題は、チップ９０２Ａ、９０２Ｂ
をマウントする際にはみ出した接着剤が原因となって、
ワイア９０９Ａ、９０９Ｂのボンディングが不十分とな
ることである。すなわち、チップ９０２Ａ、９０２Ｂを
リードにマウントする際には、通常、銀（Ａｇ）ペース
トなどのペースト類や、金スズ（ＡｕＳｎ）や金ゲルマ
ニウム（ＡｕＧｅ）などの半田などが用いられる場合が
多い。
【００１６】しかし、マウントの際には、これらの接着
剤がリード９０５、９０６の上ではみ出すことが多い。
この「はみ出し」がワイアのボンディング領域に達する
と、ワイア９０９Ａ、９０９Ｂを熱圧着、あるいは超音
波熱圧着することが困難となる。例えば、銀ペーストが
付着していると、いわゆる「ブリーディング」が生じて
ワイアのボンディングが困難にする。また、一旦ボンデ
ィングできてもワイアの付着強度が大幅に低下する場合
が多い。
【００１７】これを防ぐために、ワイアをボンディング
する場所をチップから離そうとすると開口部９０１を大
きくする必要があり、寸法上の制限と相反する。
【００１８】第２の問題は、図示した如く開口部９０１
を略長方形とすると、樹脂部９０３の側壁の厚みが一様
に薄くなり、機械的な強度が不足することである。この
問題は、特に、開口部の中に充填する封止体が柔らかい
樹脂の場合に深刻となる。例えば、充填する封止体とし
てシリコーン樹脂などを用いると、エポキシ樹脂を用い
た場合と比較して残留ストレスが低減し、封止体のクラ
ックやワイアの断線などを大幅に低減できる。しかし、
シリコーン樹脂は比較的柔らかいため、樹脂部９０３の
側壁が肉薄になると、横方向からの外力がチップやワイ
アまで影響を及ぼす場合がある。例えば、アセンブリや
テストなどのために、発光装置を側面から挟み込んでピ
ックアップすると、その力がチップやワイアにまで及ん
でワイアの変形などが生ずる場合があった。
【００１９】第３の問題は、図示した如く開口部９０１
を略長方形とすると、その中に充填する樹脂の量が増え
て、樹脂ストレスが増大することである。すなわち、開
口部９０１に充填される樹脂は、その硬化の際、あるい
はその後の昇温や冷却などにより、ストレスを生ずる。
このストレスは、充填される樹脂の量に応じて変化し、
充填量が多いと、樹脂ストレスも大きくなる傾向があ
る。その結果として、図示した如く略長方形の開口部９
０１に封止樹脂を充填すると、樹脂ストレスが大きくな
り、チップ９０２Ａ、９０２Ｂの剥離や、ワイア９０９
Ａ、９０９Ｂの変形あるいは断線が生じやすくなるとい
う問題があることが判明した。
【００２０】以上説明したように、発光装置に２つ以上
のチップを搭載しようとすると、装置の外法の要請と相
反する問題が生ずる。
【００２１】本発明は、かかる課題の認識に基づいてな
されたものである。すなわち、その目的は、２以上の半
導体発光素子、あるいは半導体発光素子と保護用ダイオ
ードなどをコンパクトに組み合わせた量産性及び再現性
の高い発光装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の発光装置は、リードと、前記リードの少な
くとも一部を埋め込んだ樹脂部と、前記樹脂部に設けら
れた開口部において、前記リードにマウントされた第１
の半導体発光素子と、前記開口部において、前記リード
にマウントされた半導体素子と、前記第１の半導体発光
素子と前記リードとを接続したワイアと、を備え、前記
リードにおいて、前記第１の半導体発光素子がマウント
された部分と前記ワイアが接続された部分との間に切り
欠きが設けられたことを特徴とする。
【００２３】このように切り欠きを設けることより、発
光素子や半導体素子のマウントの接着剤のはみ出しを防
いで確実なワイアボンディングが確保できる。
【００２４】または、本発明の発光装置は、第１のリー
ドと、第２のリードと、前記第１及び第２のリードの少
なくとも一部を埋め込んだ樹脂部と、前記樹脂部に設け
られた開口部において、前記第１のリードにマウントさ
れた第１の半導体発光素子と、前記開口部において、前
記第２のリードにマウントされた半導体素子と、前記第
１の半導体発光素子と前記第２のリードとを接続した第
１のワイアと、前記半導体素子と前記第１のリードとを
接続した第２のワイアと、を備え、前記第１のリードに
おいて、前記第１の半導体発光素子がマウントされた部
分と前記第２のワイアが接続された部分との間に第１の
切り欠きが設けられ、前記第２のリードにおいて、前記
半導体素子がマウントされた部分と前記第１のワイアが
接続された部分との間に第２の切り欠きが設けられたこ
とを特徴とする。
【００２５】２つの素子を別々のリードにマウントし
て、それぞれのリードにワイアを接続する際に、確実且
つ容易にワイアボンディングが可能となる。
【００２６】ここで、前記第１の半導体発光素子を、前
記開口部の中央に配置すれば、光の配光特性や輝度を上
げることができる。ここで、「中央に配置」とは、半導
体発光素子のどこかの部分が、開口部の中心軸上にあれ
ば良い。
【００２７】また、前記開口部の開口形状を、略楕円形
または略偏平円形とすれば、複数のチップを効率良く配
置でき、充填樹脂量の増大による樹脂ストレスも抑制で
き、樹脂部の横方向からの応力に対する機械的強度も確
保できる。
【００２８】ここで、略偏平円形とは、一対の曲線部が
一対の略直線部により接続された形状をいい、曲線部
は、円弧状であっても良く完全な円弧状ではなくてもよ
い。
【００２９】一方、本発明の第３の発光装置は、第１の
リードと、第２のリードと、前記第１及び第２のリード
の少なくとも一部を埋め込んだ樹脂部と、前記樹脂部に
設けられた開口部において、前記第１のリードにマウン
トされた第１の半導体発光素子と、前記開口部におい
て、前記第１のリードにマウントされた半導体素子と、
前記第１の半導体発光素子と前記第２のリードとを接続
した第１のワイアと、前記半導体素子と前記第２のリー
ドとを接続した第２のワイアと、を備え、前記開口部の
開口形状は、略楕円形または略偏平円形であり、前記第
１の半導体発光素子と前記半導体素子とは、前記略楕円
形または略偏平円形の長軸方向に沿って配置されてなる
ことを特徴とする。
【００３０】同一のリードに複数のチップをマウントし
た構成においても、効率的な配置が可能となる。
【００３１】また、本発明の第４の発光装置は、第１の
リードと、第２のリードと、前記第１及び第２のリード
の少なくとも一部を埋め込んだ樹脂部と、前記樹脂部に
設けられた開口部において、前記第１のリードにマウン
トされた第１の半導体発光素子と、前記開口部におい
て、前記第１のリードにマウントされた半導体素子と、
前記第１の半導体発光素子と前記第２のリードとを接続
した第１のワイアと、前記半導体素子と前記第２のリー
ドとを接続した第２のワイアと、を備え、前記開口部の
開口形状は、略楕円形または略偏平円形であり、前記第
１の半導体発光素子と前記半導体素子とは、前記略楕円
形または略偏平円形の短軸方向に沿って配置されてなる
ことを特徴とする。
【００３２】このような構成によっても、同一のリード
に複数のチップをマウントして効率的な配置が可能とな
る。
【００３３】ここで、上記第３及び第４の発光装置にお
いて、 前記第１の半導体発光素子と前記第１のリード
とを接続した第３のワイアをさらに備え、前記第１のリ
ードにおいて、前記第１の半導体発光素子がマウントさ
れた部分と前記第３のワイアが接続された部分との間に
切り欠きが設けられたものとすれば、窒化物半導体から
なる発光素子のように、絶縁性基板に形成した発光素子
を確実かつ容易に搭載できる。
【００３４】また、前記半導体素子として、第２の半導
体発光素子を用いれば、光出力の増強、あるいは混合色
を得ることができる。
【００３５】ここで、前記第１の半導体素子と前記第２
の半導体素子は、互いに異なるピーク波長の光を放出す
るものとすれば、混合色が得られる。
【００３６】また、前記第１の半導体発光素子は、窒化
物半導体からなる発光層を有し、前記半導体素子は、前
記保護用ダイオードであるものとすれば、静電気などに
対する信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【００３７】また、前記第１の半導体発光素子から放出
される光を吸収してそれとは異なる波長の光を放出する
蛍光体をさらに備えたものとすれば、任意の発光色を確
実且つ容易に実現できる。
【００３８】また、前記開口部に充填された封止体をさ
らに備え、前記蛍光体は、前記封止体に混合されてなる
ものとすれば、蛍光体変換型の発光装置を容易に実現す
ることができる。
【００３９】なお、本願において「蛍光体」とは、波長
変換作用を有するものを包含し、例えば、無機蛍光体の
みならず、有機蛍光体あるいは波長変換作用を有する有
機色素も含むものとする。
【００４０】また、本願において、「窒化物半導体」と
は、ＢｘＩｎｙＡｌｚＧａ（１−ｘ −ｙ−ｚ）Ｎ（０≦
ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦
１）のIII−Ｖ族化合物半導体を含み、さらに、Ｖ族元
素としては、Ｎ（窒素）に加えてリン（Ｐ）や砒素（Ａ
ｓ）などを含有する混晶も含むものとする。
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形
態にかかる発光装置の要部構成を表す模式図である。す
なわち、同図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）はそのＡ
−Ａ線断面図である。
【００４１】本実施形態の発光装置１Ａは、樹脂ステム
１００と、その上にマウントされた半導体発光素子１０
６Ａと、保護用ツェナー・ダイオード１０６Ｂと、これ
らを覆うように設けられた封止体１１１と、を有する。
【００４２】封止樹脂ステム１００は、リードフレーム
から形成したリード１０１、１０２と、これと一体的に
成形されてなる樹脂部１０３と、を有する。リード１０
１、１０２は、それぞれの一端が近接対向するように配
置されている。リード１０１、１０２の他端は、互いに
反対方向に延在し、樹脂部１０３から外部に導出されて
いる。
【００４３】樹脂部１０３には開口部１０５が設けら
れ、半導体発光素子１０６Ａ及びダイオード１０６Ｂ
は、その底面にマウントされている。開口部１０５の平
面形状は、図示した如く略楕円形あるいは略偏平円形で
ある。そして、素子１０６Ａ、１０６Ｂを取り囲む樹脂
部１０３の内壁面は光取り出し方向に向けて傾斜し、光
を反射する反射面１０４として作用する。
【００４４】本実施形態においては、リード１０１とリ
ード１０２とは分離されており、また、分離されたリー
ド１０１の先端付近に切り欠き１０１Ｇが設けられ、領
域１０１Ａと１０１Ｂとに分割されている。同様に、分
離されたリード１０２の先端付近には１０２Ｇが設けら
れ、領域１０２Ａと１０２Ｂとに分割されている。
【００４５】そして、発光素子１０６Ａは、銀（Ａｇ）
ペーストなどの接着剤１０７によって、領域１０１Ａに
マウントされ、ダイオード１０６Ｂも、同様に銀（Ａ
ｇ）ペーストなどの接着剤１０７によって領域１０２Ｂ
にマウントされている。
【００４６】さらに、発光素子１０６Ａに設けられた電
極（図示せず）から対向する領域１０２Ａにワイア１０
９Ａが接続され、ダイオード１０６Ｂに設けられた電極
（図示せず）から対向する領域１０１Ｂにワイア１０９
Ｂが接続されている。
【００４７】以上説明した構成により、以下の作用効果
が得られる。
【００４８】まず、本発明によれば、リード１０１、１
０２の先端付近に切り込み１０１Ｇ、１０２Ｇを設ける
こにとより、チップ１０６Ａ及び１０６Ｂをマウントす
る部分（１０１Ａ、１０２Ｂ）と、ワイア１０９Ａ及び
１０９Ｂをボンディングする部分（１０１Ｂ、１０２
Ａ）と、を分離した。こうすることにより、チップをマ
ウントする際に銀ペーストなどがはみ出しても、ワイア
をボンディングする部分は清浄に保たれ、ワイアのボン
ディング不良を解消することができる。
【００４９】また、本発明によれば、図１（ａ）に点線
Ｐで例示したように従来は略円形であった開口部の形状
を、長軸方向の長さが短軸方向の長さよりも長い形状、
例えば略楕円形あるいは略偏平円形とすることにより、
開口部の面積を効果的に増やして、２以上のチップをマ
ウントし且つそれらからワイアをボンディングするスペ
ースも確保することができる。
【００５０】さらに、本発明によれば、開口部をこのよ
うに略楕円形あるいは略偏平円形とすることにより、発
光素子をできるだけ開口部の中心付近に配置することが
容易となる。
【００５１】さらに、本発明によれば、開口部をこのよ
うに略楕円形あるいは略偏平円形とすることにより、樹
脂部１０３の側壁のうちで、角（コーナー）の部分１０
３Ｃを肉厚にすることができる。その結果として、発光
装置の機械的強度が維持され、アセンブリやテストの際
に横方向から力を加えてもワイアの変形などの損傷を抑
制することができる。
【００５２】またさらに、本発明によれば、開口部をこ
のように略楕円形あるいは略偏平円形とすることによ
り、内部に充填する樹脂の量の増大を抑制し、樹脂スト
レスを抑制することができる。すなわち、図１５に関し
て前述したように、充填する樹脂の量が増えると樹脂ス
トレスが増大する。しかし、本発明によれば、樹脂量の
増大を最小限に抑えつつ、複数のチップを配置するスペ
ースを確保できる。その結果として、樹脂ストレスの増
大による、チップの剥離や、ワイアの変形あるいは断線
という問題を抑制することができる。
【００５３】また、本発明によれば、発光装置の外法を
コンパクトに維持しつつ、複数のチップを搭載すること
が可能となるため、例えば、保護用のダイオード１０６
Ｂを発光素子１０６Ａと並列逆方向に接続することによ
り、信頼性を向上させることができる。また、異なる発
光波長の発光素子を組み合わせることにより、従来は困
難であった白色発光やその他多様な色の発光を実現でき
る。
【００５４】さらに、本発明によれば、リード１０１、
１０２に切り込み１０１Ｇ、１０２Ｇを設けることによ
り、チップのマウント工程やワイアのボンディング工程
の際にに、開口部の内部においてリードのパターンの角
部を認識しやすくなる。その結果として、チップのマウ
ント位置精度、ワイアのボンディング位置精度を従来よ
りも向上させることができる。
【００５５】次に、本実施形態の変型例のいくつかを紹
介する。
【００５６】図２は、本実施形態の第１の変型例を表す
平面図である。同図については、図１に関して前述した
ものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は
省略する。
【００５７】本変型例の発光装置は、２つの半導体発光
素子１０６Ａ、１０６Ｃを搭載している。同図の配置パ
ターンにより、２つの素子を並列に接続する際には、素
子１０６Ａおよび１０６Ｃの導電型を反転させたものを
用いれば良い。すなわち、いずれか一方をｎサイドダウ
ン構成とし、他方をｐサイドダウン構成とすればよい。
【００５８】本変型例においては、２つの発光素子１０
６Ａ、１０６Ｃとして発光波長が同一のものを用いた場
合には、光出力を倍増できる。また、互いに異なる発光
波長とした場合には、混合色の発光が得られる。この際
に、例えば、互いに補色関係にある青色の発光素子と、
黄色の発光素子とを組み合わせると、白色の発光が得ら
れる。また、赤色の発光素子と青緑色の発光素子とを組
み合わせても白色の発光が得られる。
【００５９】図３は、紫外線乃至緑色の波長範囲におい
て強い発光が可能な窒化物半導体を用いた半導体発光素
子の構造を模式的に表す断面図である。この構造につい
て簡単に説明すると、同図に例示した発光素子１０６Ａ
（あるいは１０６Ｃ）は、導電性基板１２１上にＡｌＮ
からなるバッファ層１２２、ｎ型ＧａＮコンタクト層１
２３、発光層１２４、ｐ型ＧａＡｌＮクラッド層１２
５、ｐ型ＧａＮコンタクト層１２６が順次形成されてい
る。
【００６０】発光層１２４は、ＧａＮバリア層とＩｎＧ
ａＮウエル層とを交互に積層した量子井戸（Quantum We
ll：ＱＷ）構造を有する。
【００６１】また、導電性基板１２１は、例えば、ｎ型
ＧａＮやＳｉＣなどからなるものとすることができる。
【００６２】基板１２１の裏面側には、ｎ側電極１２７
が設けられている。一方、ｐ型ＧａＮコンタクト層１２
６上には、厚さ数１０ｎｍのＮｉ／Ａｕ薄膜からなる透
光性のｐ側電極１２８、及びこれに接続された金（Ａ
ｕ）からなるボンディングパッド１２９が設けられてい
る。さらに、素子の表面は、ＳｉＯ２からなる保護膜１
３０により覆われている。
【００６３】このような発光素子１０６Ａ（１０６Ｃ）
のｎ側電極１２７とｐ側電極１２８に電圧を印加する
と、発光層１２４において発生した光が表面１３１から
放出される。
【００６４】本発明においては、このような窒化物半導
体からなる半導体発光素子を用いて様々な発光色を実現
することができる。
【００６５】図４は、本実施形態の第２の変型例を表す
平面図である。同図についても、図１乃至図３に関して
前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細
な説明は省略する。
【００６６】本変型例の発光装置は、保護用ダイオード
１０６Ｂと、半導体発光素子１０６Ｄとを有する。発光
素子１０６Ｄは、絶縁性基板の上に形成した構造を有
し、その表面側にｐ側及びｎ側電極（図示せず）を有す
る。そして、これら電極からワイア１０９Ｂ及び１０９
Ｃによって、リード１０１Ｂと１０２Ａにそれぞれ接続
されている。保護用ダイオード１０６Ｂと発光素子１０
６Ｄとは逆方向並列に接続されている。
【００６７】図５は、半導体発光素子１０６Ｄの構造の
一例を表す断面図である。すなわち、同図に例示したも
のは、サファイア基板１３３の上に窒化物半導体層を形
成したものであり、サファイア基板１３３上にＡｌＮか
らなるバッファ層１２２、ｎ型ＧａＮコンタクト層１２
３、発光層１２４、ｐ型ＧａＡｌＮクラッド層１２５、
ｐ型ＧａＮコンタクト層１２６が順次形成されている。
発光層１２４は、ＧａＮバリア層とＩｎＧａＡｌＮウエ
ル層とを交互に積層した量子井戸（Quantum Well：Ｑ
Ｗ）構造を有する。
【００６８】この積層構造体を表面からエッチング除去
して露出したｎ型ＧａＮコンタクト層１２３上に、例え
ばＴｉ／Ａｌからなるｎ側電極１２７が設けられてい
る。一方、ｐ型ＧａＮコンタクト層１２６上には、例え
ば厚さ数１０ｎｍのＮｉ／Ａｕ薄膜からなる透光性のｐ
側電極１２８、及びこれに接続された金（Ａｕ）からな
るボンディングパッド１２９が設けられている。さら
に、素子の表面は、ＳｉＯ ２からなる保護膜１３０によ
り覆われている。
【００６９】このような発光素子１０６Ｄのｎ側電極１
２７とｐ側電極１２８に電圧を印加すると、発光層１２
４の組成や構造に応じて紫外線乃至緑色の範囲において
強い発光が得られる。
【００７０】図４に例示した変型例によれば、このよう
な窒化物半導体からなる半導体発光素子１０６Ｄと保護
用のダイオード１０６Ｂとを限られたスペースの中にコ
ンパクトに収容し、所定のワイア１０９Ａ〜１０９Ｃを
ボンディングすることも確実且つ容易となる。しかも、
これらチップとワイアのボンディング部分とは、切り欠
き１０１Ｇ、１０２Ｇにより分離されているので、接着
剤の「しみ出し」によるボンディング不良も解消するこ
とができる。
【００７１】図６は、本実施形態の第３の変型例を表す
平面図である。同図についても、図１乃至図４に関して
前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細
な説明は省略する。
【００７２】本変型例の発光装置も、保護用ダイオード
１０６Ｂと、半導体発光素子１０６Ｄとを有する。但
し、本変型例においては、開口部１０５が楕円形ではな
く略偏平円形とされている。つまり、開口部１０５は、
左右に設けられた略円弧状の曲線部が上下の略直線部に
より接続された形状を有する。
【００７３】樹脂部１０３に開口部１０５を形成する際
に、このような略偏平円形とすると加工が容易となる場
合があり、この点で有利である。しかも、四隅の角部
（コーナー）１０３Ｃは、肉厚であるので、横方向から
の応力や衝撃に対しても十分な機械的強度を確保でき
る。
【００７４】また、本変型例においては、一対のリード
１０１、１０２の先端形状が互いに非対称である。すな
わち、発光素子１０６Ｄがマウントされる部分１０２Ｂ
が開口部１０５の中心に向けてせり出すように形成され
ている。このようにすれば、発光素子１０６Ｄを、開口
部１０５の中央に配置することができ、放出光の強度分
布すなわち配光特性を均一ないし対称に近づけることが
できる。また、輝度を高めることもできる。ここで、
「中央に配置」とは、発光素子１０６Ｄのどこかの部分
が開口部１０５の中心軸上にあることとする。
【００７５】なお、本変型例において発光素子１０６Ｄ
の代わりに、導電性基板を用いた発光素子１０６Ａ（あ
るいは１０６Ｃ）を用いても良いことはもちろんであ
る。
【００７６】図７は、本実施形態の第４の変型例を表す
平面図である。同図についても、図１乃至図６に関して
前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細
な説明は省略する。
【００７７】本変型例の発光装置も、保護用ダイオード
１０６Ｂと、半導体発光素子１０６Ｄとを有する。但
し、本変型例においては、一対のリード１０１、１０２
の対向する先端部が「互い違い状」ではなく、直線状に
揃っている。そして、ダイオード１０６Ｂと発光素子１
０６Ｄは、それぞれ対角の位置にマウントされている。
【００７８】さらに、発光素子１０６Ｄがダイオード１
０６Ｂよりも開口部１０５の中心に接近するように形成
されている。つまり、光軸を開口部１０５の中心に接近
させることにより、より均一な配光特性を得ることがで
きる。
【００７９】図８は、本実施形態の第５の変型例を表す
平面図である。同図についても、図１乃至図７に関して
前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細
な説明は省略する。
【００８０】本変型例の発光装置も、保護用ダイオード
１０６Ｂと、半導体発光素子１０６Ｄとを有する。そし
て、一対のリード１０１、１０２の対向する先端部が
「互い違い状」ではなく、直線状に揃っている。但し、
本変型例においては、切り欠き１０１Ｇと１０２Ｇが
「互い違い状」にずれて形成されている。このようにし
て、発光素子１０６Ｄを開口部１０５の中心に近づける
こともできる。
【００８１】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態について説明する。
【００８２】図９は、本実施形態にかかる発光装置の要
部構成を模式的に表す平面図である。同図についも、図
１乃至図８に関して前述したものと同様の要素には同一
の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８３】本実施形態においては、２つのチップが同
一のリードにマウントされている。さらに、これら２つ
のチップは略楕円形あるいは略偏平円形の開口部１０５
において、開口の長手方向に沿って配列される。
【００８４】図９に表した具体例の場合、半導体発光素
子１０６Ａと１０６Ｃが、リード１０１の上に横方向に
並んでマウントされている。そして、開口部１０５の短
軸方向に対向配置されたリード１０２にそれぞれのワイ
ア１０９Ａ、１０９Ｂが接続されている。
【００８５】略楕円形あるいは略偏平円形の開口部１０
５において、複数のチップをこのように長軸すなわち長
手方向に沿って配置すると、限られたスペースを有効に
利用することが可能となる。
【００８６】図１０は、本実施形態の変型例を表す平面
図である。
【００８７】同図に表した具体例の場合、発光素子１０
６Ｄからの第２のワイア１０９Ｃをリード１０１に接続
する必要がある。そこで、リード１０１に切り欠き１０
１Ｇを設け、この切り欠き１０１Ｇを跨いでワイア１０
９Ｃを接続する。このようにすれば、発光素子１０６Ｄ
やダイオード１０６Ｂのマウントの際の接着剤の「はみ
出し」から、ボンディング領域を分離することができ
る。
【００８８】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態について説明する。
【００８９】図１１は、本実施形態にかかる発光装置の
要部構成を模式的に表す平面図である。同図についも、
図１乃至図１０に関して前述したものと同様の要素には
同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９０】本実施形態においても、２つのチップが同
一のリードにマウントされている。但し、これら２つの
チップは、略楕円形あるいは略偏平円形の開口部１０５
において、開口の短軸方向に沿って配列されている。そ
して、開口部１０５の長軸方向に対向配置されたリード
１０２にそれぞれのワイア１０９Ａ、１０９Ｂが接続さ
れている。
【００９１】略楕円形あるいは略偏平円形の開口部１０
５において、複数のチップをこのように短軸方向に沿っ
て配置しても、限られたスペースを有効に利用すること
が可能となる。
【００９２】図１２は、本実施形態の変型例を表す平面
図である。
【００９３】同図に表した具体例の場合、発光素子１０
６Ｄからの第２のワイア１０９Ｃをリード１０１に接続
する必要がある。そこで、リード１０１に切り欠き１０
１Ｇを設け、この切り欠き１０１Ｇを跨いでワイア１０
９Ｃを接続する。このようにすれば、ダイオード１０６
Ｂや発光素子１０６Ｄのマウントの際の接着剤の「はみ
出し」から、ボンディング領域を分離することができ
る。
【００９４】（第４の実施の形態）次に、本発明の第４
の実施の形態について説明する。
【００９５】図１３は、本実施形態にかかる発光装置の
要部構成を模式的に表す断面図である。同図についも、
図１乃至図１２に関して前述したものと同様の要素には
同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９６】本実施形態においては、図１乃至図１２に
例示したように複数のチップを有する発光装置におい
て、発光素子１０６から放出された光を蛍光体により波
長変換して取り出す。
【００９７】図１３に表した具体例について説明する
と、発光素子１０６は、図示しない保護用ダイオードと
並列に接続されている。これらチップ及びリード１０
１、１０２の配置パターンは、図１乃至図１２に関して
前述したもののいずれでもよい。
【００９８】そして、樹脂部１０３に設けられた略楕円
形あるいは略偏平円形の開口部１０５は、蛍光体１１０
を含有する封止体１１１により充填されている。但し、
図示したもの以外にも、封止体１１１は開口部１０５の
一部のみを埋めるものであっても良い。
【００９９】封止体１１１に含有される蛍光体１１０
は、発光素子１０６から放出される１次光を吸収して所
定の波長の光を放出する。
【０１００】例えば、発光素子１０６として、紫外線、
具体的には、ピーク波長が４００ｎｍ未満の光が放出さ
れるものを用い、蛍光体として、この短波長光を吸収し
て所定の波長の光を放出するものを組み合わせる。発光
素子１０６からの１次光を吸収して赤色の光を放出する
第１の蛍光体１１０Ａと、緑色の光を放出する第２の蛍
光体１１０Ｂと、青色の光を放出する第３の蛍光体１１
０Ｃとを組み合わせれば、これらの混合色として、白色
光が得られる。
【０１０１】、発光素子１０６から放出される光が紫外
線のような短波長の光である場合、封止体１１１の材料
としては、従来のエポキシ樹脂よりもシリコーン樹脂を
用いることが望ましい。エポキシ樹脂は、短波長の光に
対して劣化を生じ、当初は透明であったものが、黄色、
茶色、茶褐色と変色して最終的に黒色となり、光透過率
が大幅に低下するからである。シリコーン樹脂を用いた
場合には、このような劣化はほとんど生じない。
【０１０２】なお、本願において「シリコーン樹脂」と
は、アルキル基やアリール基などの有機基をもつケイ素
原子が酸素原子と交互に結合した構造を骨格として有す
る樹脂をいう。もちろん、この骨格に他の添加元素が付
与されたものも「シリコーン樹脂」に含むものとする。
【０１０３】蛍光体を励起させるためには、短波長の光
源が望ましい。このような光源としては、図３及び図５
に関して前述したような窒化物半導体を用いたものがあ
る。しかし、窒化物半導体を用いた発光素子を用いる場
合には、静電気などに対する保護用のダイオード（ツェ
ナー・ダイオードなど）を組み合わせることが望まし
い。しかも、これら２つのチップを限られたスペースに
収容し、ワイアボンディングも確実に行う必要がある。
【０１０４】本発明によれば、この要求に対して確実に
応ずることができる。つまり、本発明によれば、第１乃
至第３実施形態に関して前述したように、複数のチップ
を紺率良く配置し、しかもワイアボンディングの領域を
うまく分離して、ボンディング不良を解消することがで
きる。その結果として、図１３に例示したような窒化物
半導体を用いた半導体発光素子１０６と蛍光体１１０と
を組み合わせた高性能の発光装置を実現することができ
る。
【０１０５】以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の
形態について説明した。しかし、本発明のこれらの具体
例に限定されるものではない。
【０１０６】例えば、発光装置に搭載するチップの組み
合わせは、図示したものに限定されず、発光素子１０Ａ
（あるいは１０６Ｃ）とダイオード１０６Ｂ、発光素子
１０６Ａ（あるいは１０６Ｃ）同士、あるいは発光素子
１０６Ａ（あるいは１０６Ｃ）と発光素子１０６Ｄのい
ずれの組み合わせであっても良い。
【０１０７】また、開口部に搭載するチップの数は２個
には限定されず、３個以上のチップを搭載することもで
きる。
【０１０８】一方、開口部１０５の形状についても、略
楕円形でも略偏平円形でも良い。
【０１０９】さらに、リードの具体的な形状や寸法関係
についても、個別に適宜決定されたものは本発明の範囲
に属する。
【０１１０】また、本発明において用いる発光素子１０
６Ａ、１０６Ｃ、１０６Ｄは、窒化物半導体を用いたも
のに限定されず、その他、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系、
ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｌＰ系、ＺｎＳｅ
系、ＺｎＳ系、をはじめとして各種の材料を採用したも
のを同様に用いることができる。ダイオード１０６Ｂに
ついても同様である。
【０１１１】その他、蛍光体の材質、発光素子の具体的
な構造、リードや封止体１１１の形状、各要素の寸法関
係などに関しては、当業者が適宜設計変更したものも本
発明の範囲に含まれる。
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
限られたスペースに複数のチップを紺率良く配置し、し
かもワイアボンディングの領域をうまく分離して、ボン
ディング不良を解消することもできる。その結果とし
て、複数の発光素子を組みあわせ、あるいは発光素子と
他の素子とを組み合わせた高性能且つ高信頼性を有する
発光装置を実現することが可能となり、産業上のメリッ
トは多大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる発光装置の
要部構成を表す模式図である。すなわち、同図（ａ）は
その平面図、同図（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。
【図２】第１実施形態の第１の変型例を表す平面図であ
る。
【図３】紫外線乃至緑色の波長範囲において強い発光が
可能な窒化物半導体を用いた半導体発光素子の構造を模
式的に表す断面図である。
【図４】第１実施形態の第２の変型例を表す平面図であ
る。
【図５】半導体発光素子１０６Ｄの構造の一例を表す断
面図である。
【図６】第１実施形態の第３の変型例を表す平面図であ
る。
【図７】第１実施形態の第４の変型例を表す平面図であ
る。
【図８】第１実施形態の第５の変型例を表す平面図であ
る。
【図９】本発明の第２の実施の形態にかかる発光装置の
要部構成を模式的に表す平面図である。
【図１０】第２実施形態の変型例を表す平面図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態にかかる発光装置
の要部構成を模式的に表す平面図である。
【図１２】第３実施形態の変型例を表す平面図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態にかかる発光装置
の要部構成を模式的に表す断面図である。
【図１４】従来の発光装置の典型例を表す概念図であ
り、同図（ａ）はその要部構成を表す平面図であり、同
図（ｂ）はその断面図である。
【図１５】本発明者が本発明に至る過程で試作した発光
装置の平面構成を表す概念図である。
【符号の説明】
１００ 樹脂ステム １０１、１０２ リード １０１Ｇ、１０２Ｇ 切り欠き １０３ 樹脂部 １０４ 反射面 １０５ 開口部 １０６Ａ、１０６Ｃ、１０６Ｄ 半導体発光素子 １０６Ｂ 保護用ダイオード １０７ 接着剤 １０９ ボンディングワイヤ １１０、１１０Ａ〜１１０Ｃ 螢光体 １１１ 封止体（シリコーン樹脂） １２１ 光取り出し面 １２０ 発光素子 １２１ 導電性基板 １２２ バッファ層 １２３ コンタクト層 １２４ 発光層 １２５ クラッド層 １２６ コンタクト層 １２７ ｎ側電極 １２８ ｐ側電極 １２９ ボンディングパッド １３０ 保護膜 １３１ 光取り出し面 １３３ 絶縁性基板

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】リードと、 前記リードの少なくとも一部を埋め込んだ樹脂部と、 前記樹脂部に設けられた開口部において、前記リードに
    マウントされた第１の半導体発光素子と、 前記開口部において、前記リードにマウントされた半導
    体素子と、 前記第１の半導体発光素子と前記リードとを接続したワ
    イアと、 を備え、 前記リードにおいて、前記第１の半導体発光素子がマウ
    ントされた部分と前記ワイアが接続された部分との間に
    切り欠きが設けられたことを特徴とする発光装置。
  2. 【請求項２】第１のリードと、 第２のリードと、 前記第１及び第２のリードの少なくとも一部を埋め込ん
    だ樹脂部と、 前記樹脂部に設けられた開口部において、前記第１のリ
    ードにマウントされた第１の半導体発光素子と、 前記開口部において、前記第２のリードにマウントされ
    た半導体素子と、 前記第１の半導体発光素子と前記第２のリードとを接続
    した第１のワイアと、 前記半導体素子と前記第１のリードとを接続した第２の
    ワイアと、 を備え、 前記第１のリードにおいて、前記第１の半導体発光素子
    がマウントされた部分と前記第２のワイアが接続された
    部分との間に第１の切り欠きが設けられ、 前記第２のリードにおいて、前記半導体素子がマウント
    された部分と前記第１のワイアが接続された部分との間
    に第２の切り欠きが設けられたことを特徴とする発光装
    置。
  3. 【請求項３】前記第１の半導体発光素子は、前記開口部
    の中央に配置されたことを特徴とする請求項１または２
    に記載の発光装置。
  4. 【請求項４】前記開口部の開口形状は、略楕円形または
    略偏平円形であることを特徴とする請求項１〜３のいず
    れか１つに記載の発光装置。
  5. 【請求項５】第１のリードと、 第２のリードと、 前記第１及び第２のリードの少なくとも一部を埋め込ん
    だ樹脂部と、 前記樹脂部に設けられた開口部において、前記第１のリ
    ードにマウントされた第１の半導体発光素子と、 前記開口部において、前記第１のリードにマウントされ
    た半導体素子と、 前記第１の半導体発光素子と前記第２のリードとを接続
    した第１のワイアと、 前記半導体素子と前記第２のリードとを接続した第２の
    ワイアと、 を備え、 前記開口部の開口形状は、略楕円形または略偏平円形で
    あり、 前記第１の半導体発光素子と前記半導体素子とは、前記
    略楕円形または略偏平円形の長軸方向に沿って配置され
    てなることを特徴とする発光装置。
  6. 【請求項６】第１のリードと、 第２のリードと、 前記第１及び第２のリードの少なくとも一部を埋め込ん
    だ樹脂部と、 前記樹脂部に設けられた開口部において、前記第１のリ
    ードにマウントされた第１の半導体発光素子と、 前記開口部において、前記第１のリードにマウントされ
    た半導体素子と、 前記第１の半導体発光素子と前記第２のリードとを接続
    した第１のワイアと、 前記半導体素子と前記第２のリードとを接続した第２の
    ワイアと、 を備え、 前記開口部の開口形状は、略楕円形または略偏平円形で
    あり、 前記第１の半導体発光素子と前記半導体素子とは、前記
    略楕円形または略偏平円形の短軸方向に沿って配置され
    てなることを特徴とする発光装置。
  7. 【請求項７】前記第１の半導体発光素子と前記第１のリ
    ードとを接続した第３のワイアをさらに備え、 前記第１のリードにおいて、前記第１の半導体発光素子
    がマウントされた部分と前記第３のワイアが接続された
    部分との間に切り欠きが設けられたことを特徴とする請
    求項５または６に記載の発光装置。
  8. 【請求項８】前記半導体素子は、第２の半導体発光素子
    であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに
    記載の発光装置。
  9. 【請求項９】前記第１の半導体素子と前記第２の半導体
    素子は、互いに異なるピーク波長の光を放出することを
    特徴とする請求項８記載の発光装置。
  10. 【請求項１０】前記第１の半導体発光素子は、窒化物半
    導体からなる発光層を有し、 前記半導体素子は、保護用ダイオードであることを特徴
    とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の発光装置。
  11. 【請求項１１】前記第１の半導体発光素子から放出され
    る光を吸収してそれとは異なる波長の光を放出する蛍光
    体をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１０のい
    ずれか１つに記載の発光装置。
  12. 【請求項１２】前記開口部に充填された封止体をさらに
    備え、 前記蛍光体は、前記封止体に混合されてなることを特徴
    とする請求項１１記載の発光装置。
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