JP2005217308A - 半導体発光装置及びその製法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 小型化され且つ信頼性の高い半導体発光装置を提供する。
【解決手段】 半導体発光装置の支持体(1)は、間隙(4)を介して互いに分離して配置され且つ導電性材料により形成された第１の支持片(1a)及び第２の支持片(1b)と、間隙(4)内に配置され且つ第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とを接着して支持体(1)を形成する電気絶縁性の接合部材(2)と、第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)との組合わせにより形成される凹部(24)とを有し、半導体発光素子(3)の電極(16,17)を凹部(24)内で第１の支持片(1a)及び第２の支持片(1b)にそれぞれ電気的に接続する。配線を容易に且つ配線距離を短縮できる。また、第１及び第２の支持片(1a,1b)がリフレクタとして機能すると共に外部端子に接続する配線導体としても機能する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体発光装置、特に二分割した一対の支持片を絶縁材料により接着して形成される支持板を有する半導体発光装置に関する。
例えば、下記特許文献１の半導体発光装置は、中央部で二分割された樹脂製支持体と、樹脂製支持体の上面、側面及び底面を被覆するメッキ層と、樹脂製支持体の一方に下部電極が電気的に接続された半導体発光素子とを備え、半導体発光素子の上部電極は、リード細線により樹脂製支持体の他方に電気的に接続される。また、下記特許文献２の半導体発光装置は、絶縁性支持体と、絶縁性支持体の中央部で上面から底面まで貫通して形成されたスルーホール部と、スルーホール部、絶縁性支持体の上面及び底面を被覆する金属層と、スルーホール部により分割された絶縁性支持体上の一方の金属層に下部電極が電気的に接続された半導体発光素子とを備え、半導体発光素子の上部電極は、リード細線により絶縁性支持体上の他方の金属層に電気的に接続される。特許文献１及び特許文献２の半導体発光装置の構造によれば、絶縁性支持体を被覆する金属層により半導体発光素子と外部端子とを電気的に接続する配線導体を省略することができる。
これに対し、下記特許文献３は、金属製の第１及び第２のリードと、第１のリードと第２のリードとの組合せによりリードの上端に形成される皿状の凹部と、凹部に固着されて第１のリードに下部電極が電気的に接続された半導体発光素子とを備え、半導体発光素子の上部電極はリード細線により第２のリードに電気的に接続され、第１のリードと第２のリードとの間を含むリードの上部及び半導体発光素子が光透過性樹脂により封止される砲弾型の半導体発光装置を示す。下記特許文献４は、光反射面を有するリフレクタが一体に形成された金属製の支持板と、リフレクタ外で支持板を分割してリフレクタを有する第１部分と第２部分とを形成する分割溝と、リフレクタ内で支持板の第１部分に固着されて下部電極が第１部分に電気的に接続された半導体発光素子とを備え、半導体発光素子の上部電極はリード細線により支持板の第２部分に電気的に接続される半導体発光装置を示す。明細書中では、必要に応じて分割溝に接着剤を充填すると述べられている。特許文献４の半導体発光装置によれば、リフレクタにより半導体発光装置の光指向性及び正面輝度を向上できる。また、支持板を放熱性に優れる金属により形成するので、半導体発光素子に比較的大きな電流を流したときに発生する熱を外部に放出して、半導体発光装置を高輝度で長時間点灯できる。
特公平７−１２０８１９号公報（図１） 特許第２,８２５,３８７号公報（図６） 特開平８−２２２７６６号公報（図１及び図２） 特開２０００−７７７２５公報（図１）
しかしながら、特許文献１及び特許文献２の半導体発光装置では、電気伝導性のない樹脂により支持体が形成されるため、例えばエポキシ樹脂の熱伝導率は、０.１９W/m・K程度であり、金属やセラミックに比べて熱伝導率が２〜３桁小さく放熱性が低い。従って、樹脂から形成された支持体は、半導体発光素子に比較的大きな電流を流したときに発生する熱を十分に外部に放出できず、熱による支持体及び樹脂封止体の劣化並びに半導体発光素子の電気的特性の劣化が生じる問題により半導体発光装置を高輝度に長時間点灯できなかった。また、一般的に電気伝導性のない樹脂材料により支持体を形成すると、半導体発光素子に電力を供給する配線導体を別途設けなければならない。更に、電気伝導性のない樹脂材料の熱伝導性を向上するには、樹脂よりも熱伝導率が２桁程度高いアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）又はシリカ（ＳｉＯ2）等の無機セラミックのフィラ粉末を添加する方法が採用されているが、製造時の作業性が悪く、また、無機フィラの添加量が制限され、十分な熱伝導性が得られないのが実情であった。特許文献１及び特許文献２の半導体発光装置の構造では、半導体発光素子の電極を外部端子に接続するために、メッキ又は蒸着から成る金属層を絶縁性基板に別途形成する必要があり、生産性を効果的に向上できない。これに対し、特許文献３に示される半導体発光装置は、第１及び第２のリードが金属により形成されると共に半導体発光素子を接続する幅広の上端を備えるため、比較的高い放熱性を有するが、表面実装型の半導体発光装置に対して砲弾型の半導体発光装置では十分な放熱性を得られる支持体を構成できない。また、特許文献３の半導体発光装置は、不透明樹脂に比較して耐熱性に劣る光透過性樹脂がリードの上部及び半導体発光素子を直接被覆するため、特許文献１及び特許文献２の半導体発光装置と同様に高輝度に長時間点灯できなかった。
特許文献４に示される半導体発光装置は、支持体を構成する第１部分及び第２部分を外部端子に接続できるので、配線導体又は金属層を省略できるが、第１部分に形成されたリフレクタ内に半導体発光素子を固着し、半導体発光素子の上部電極と第２部分とをリフレクタの上部を通して配線するため、電気的短絡が生じる不具合が発生した。短絡の発生を抑制するためにリフレクタの上部に絶縁被膜を形成するが、半導体発光装置の部品点数が増加し、生産性の点でも問題があった。また、リード細線をリフレクタの上部を通じて配線する半導体発光装置の構造では、リフレクタの凹部の直径が大きく形成され、装置の小型化又は薄型化の妨げとなった。更に、リフレクタ外で支持体を分割する構造では、特許文献４の図４（Ｃ）に示されるように、半導体発光装置の中央にリフレクタの光反射面を形成できないため、半導体発光装置の小型化が妨げられると共に、半導体発光装置が大型化する分だけ大きな熱歪が発生して大きな機械的応力が発生し易く信頼性が低下した。また、特許文献４では、ダイシングソーにより分割溝を形成するため、電極の異なる第１部分と第２部分とが隣接して形成される。よって、第１部分及び第２部分の底面を外部端子に接続する半田に電気的短絡事故が生じる危険がある。
そこで、本発明の目的は、大きな電流により高輝度で点灯する半導体発光装置及びその製法を提供する。また、配線導体を設けずに支持体を通じて半導体発光素子に電力を供給できる半導体発光装置及びその製法を提供する。支持体を半田により外部端子に接続する際に、半導体発光装置の電極間の電気的短絡事故を防止できる半導体発光装置及びその製法を提供する。更に、半導体発光素子と支持体との配線を容易にして半導体発光装置の信頼性を向上できる半導体発光装置及びその製法を提供する。光反射面を半導体発光装置の略中央側に形成して、小型化を図り且つ大きな機械的応力の発生を抑制できる半導体発光装置及びその製法を提供する。
本発明による半導体発光装置は、光反射面(10)を形成する凹部(24)を有する支持体(1)と、支持体(1)の凹部(24)の底面(12)に固着された半導体発光素子(3)とを備えている。支持体(1)は、間隙(4)を介して互いに分離して配置され且つ導電性材料により形成された第１の支持片(1a)及び第２の支持片(1b)と、間隙(4)内に配置され且つ第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とを接着して支持体(1)を形成する電気絶縁性の接合部材(2)とを有する。凹部(24)は、接合部材(2)により第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とを接着するとき、第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)との組合わせにより形成される。半導体発光素子(3)の一方及び他方の電極(16,17)は、凹部(24)内で第１の支持片(1a)及び第２の支持片(1b)にそれぞれ電気的に接続される。
熱容量の大きい導電性材料から成る第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とを接合部材(2)により接着して一体の支持体(1)に保持するので、半導体発光素子(3)に比較的大きな電流を流すとき半導体発光素子(3)の点灯時に支持体(1)は十分な放熱作用を発揮でき、半導体発光素子(3)を高輝度で長時間発光させることができる。第１の支持片(1a)及び第２の支持片(1b)がリフレクタとして機能すると共に、外部端子に接続する配線導体としても機能するため、支持体(1)上に別途配線導体を形成する必要がなく、半導体発光装置の小型化及び低コスト化を促進すると共に生産性を向上できる。凹部(24)内で半導体発光素子(3)の電極(16,17)と第１の支持片(1a)及び第２の支持片(1b)とをそれぞれ電気的に接続できるので、配線が容易になると共に、配線距離を短縮し、半導体発光装置の信頼性を向上することができる。２つの支持片(1a,1b)を組合わせてリフレクタを形成するので、リフレクタの光反射面(10)を半導体発光装置の略中央側に形成でき、装置の小型化を更に図れると共に、装置に機械的応力が加わるのを抑制できる。
また、本発明による別の半導体発光装置は、支持体(1)と、支持体(1)の一方の主面に固着された半導体発光素子(3)とを備え、支持体(1)は、間隙(4)を介して互いに分離して配置され且つ導電性材料により形成された第１の支持片(1a)及び第２の支持片(1b)と、間隙(4)内に配置され且つ第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とを接着して支持体(1)を形成する電気絶縁性の接合部材(2)とを有し、半導体発光素子(3)の一方及び他方の電極(16,17)は、第１の支持片(1a)及び第２の支持片(1b)にそれぞれ電気的に接続され、第１の支持片(1a)及び第２の支持片(1b)は、接合部材(2)に接着される接合面(11a,11b)と、支持体(1)の他方の主面に凹状の窪み(19)を形成する脚部(5a,5b)とを有する。第１の支持片(1a)及び第２の支持片(1b)の脚部(5a,5b)は、外部端子に接続する配線導体として機能し、窪み(19)により半導体発光装置の電極間の沿面距離を長くして、脚部(5a,5b)を外部端子に接続する際に半田により電気的短絡が生じるのを防止できる。
前記のように、高輝度で長時間発光する半導体発光装置を信頼性が高く小型に製造することができる。
以下、表面実装型発光ダイオードに適用した本発明による半導体発光装置及びその製法の一実施の形態を図１〜図７について説明する。
図１に示すように、本実施の形態による半導体発光装置は、光反射面(10)を形成する凹部(24)を有する支持体(1)と、支持体(1)の凹部(24)の底面(12)に固着された半導体発光素子としてのダイオードチップ(3)とを備えている。支持体(1)は、図２に示すように、直線状に形成された間隙(4)を介して互いに分離して配置され且つ導電性材料により形成された第１の支持片(1a)及び第２の支持片(1b)と、間隙(4)内に配置されて熱容量の大きい第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とを接着する電気絶縁性の接合部材(2)とを備えている。第１及び第２の支持片(1a,1b)は、アルミニウム、銅若しくはこれらの合金等の金属又は導電性セラミック等の金属以外の導電性材料により形成され、比較的高い導電性及び熱伝導率を有する。互いに接近して配置する第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とを接合部材(2)により互いに完全に電気的に絶縁するので、電気的短絡を防止することができる。
第１及び第２の支持片(1a,1b)の各々は、接合部材(2)に接着される接合面(11a,11b)と、支持体(1)の他方の主面に凹状の窪み(19)を形成する脚部(5a,5b)とを有し、半導体発光装置を基板に実装する際に脚部(5a,5b)の底面(15a,15b)が半田により図示しない外部端子に接続される。第１及び第２の支持片(1a,1b)は、支持体(1)の一方の主面に半導体発光素子(3)を包囲する光反射面(10)を形成する反射面片(10a,10b)を一体に有し、凹部(24)は、接合部材(2)により第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とを接着するとき、第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)との組合わせにより形成される。第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)との組合わせにより光反射面(10)を有する凹部(24)を形成できるため、別途リフレクタを設ける必要なく、所望の光指向性及び発光強度が得られる。
接合部材(2)は、第１及び第２の支持片(1a,1b)の光反射面(10)に隣接して面一に形成され且つ少なくとも光反射性の表面(2a)を有する。接合部材(2)は、シリカ等のコンパウンド（充填材）の含有率が相対的に大きく、高軟化点を有する不透明又は半透明の樹脂により形成される。例えば、光透過性樹脂に比較してコンパウンドの含有量が多く且つ耐熱性に優れる熱硬化型のエポキシ系黒色樹脂を使用して接合部材(2)を形成すると、ダイオードチップ(3)からの熱が接合部材(2)に連続的に加わっても、接合部材(2)の密着性はさほど低下しない。このため、接合部材(2)と第１及び第２の支持片(1a,1b)との間に亀裂又はクラック等の剥離又は破断が発生せず、接合部材(2)の第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とは長期間確実に固着され、信頼性の高い高光出力発光ダイオードが得られる。また、不透明の樹脂又は反射性のある表面を有する樹脂により接合部材(2)を密着性よく第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)との間に形成することにより、漏光なく支持体(1)の一方の主面側から良好にダイオードチップ(3)の光を取り出すことができる。
ダイオードチップ(3)は、支持体(1)の一方の主面に形成された凹部(24)内の底面(12)に固着される。ダイオードチップ(3)の上部電極（一方の電極）(16)は、リード細線(7)により第１の支持片(1a)の表面に電気的に直接接続され、下部電極（他方の電極）(17)は、半田又はろう材から成る導電性接着剤(6)により第２の支持片(1b)の表面に電気的に直接接続される。図１に示すように、第１の支持片(1a)は、反射面片(10a)の一部に平坦部(18)を有し、リード細線(7)の一端を平坦部(18)に接続し、リード細線(7)の他端をダイオードチップ(3)の上部電極(16)に接続する。ダイオードチップ(3)の電極(16,17)は、凹部(24)内で第１及び第２の支持片(1a,1b)にそれぞれ電気的に接続される。凹部(24)内でダイオードチップ(3)の電極(16,17)と第１及び第２の支持片(1a,1b)とをそれぞれ電気的に接続できるので、配線が容易になると共に、配線距離を短縮し、半導体発光装置の信頼性を向上することができる。
第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とを組合わせたときにダイオードチップ(3)が支持体(1)の凹部(24)内の略中央となるように、ダイオードチップ(3)を固着する第２の支持片(1b)は、第１の支持片(1a)に比べて幅広に形成される。２つの支持片(1a,1b)を組合わせて光反射面（リフレクタ）(10)を形成するので、光反射面(10)を支持体(1)の中央側に形成でき、支持体(1)の小型化を図れると共に、大きな支持体(1)により機械的応力が発生するのを抑制してダイオードチップ(3)の割れ及び特性劣化を防止できる。
第１及び第２の支持片(1a,1b)の脚部(5a,5b)は、外部端子に接続する配線導体として機能させることができ、図１に示すように、一対の脚部(5a,5b)の間に窪み(19)が形成されるため、半導体発光装置の電極間の沿面距離を長くして、脚部(5a,5b)を外部端子に接続する際に半田により電気的短絡が生じるのを防止できる。接合部材(2)は、第１及び第２の支持片(1a,1b)の接合面(11a,11b)の間並びに脚部(5a,5b)の間の窪み(19)に形成され、第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とを強固に固定する。また、第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とを基板の外部端子上に直接接着させて電気的に接続できるので、強固な機械的構造と信頼性のある通電経路を形成することができる。第１の支持片(1a)及び第２の支持片(1b)がリフレクタとして機能すると共に、外部端子に接続する配線導体としても機能するため、小型の半導体発光装置が得られる。
本実施の形態では、光透過性を有するエポキシ樹脂等の材料から成るレンズ(8)を支持体(1)の凹部(24)内に形成する。レンズ(8)は、ダイオードチップ(3)の光を集光すると共に、ダイオードチップ(3)、リード細線(7)及び導電性接着剤(6)を封止して水分等の外部物質からダイオードチップ(3)を保護する働きを有する。凹部(24)内でダイオードチップ(3)の電極(16,17)と第１及び第２の支持片(1a,1b)とを接続できるので、レンズ(8)を凹部(24)内に配置して半導体発光装置をより薄型に形成できる。図示しないが、コンパウンドの含有率が相対的に小さい光透過性の樹脂から成るレンズを支持体(1)の上面(14a,14b)に設けてもよい。この場合、レンズがダイオードチップ(3)から離間して配置されて直接熱的な影響を受け難いので、接合部材(2)とは異なる耐熱性の低い樹脂で形成できる。しかしながら、外部に放出する光が光反射面(10)により十分に指向性を持てばレンズを必要としない。更に、支持体(1)の凹部(24)内は、光透過性の耐熱性シリコーン樹脂等の屈折率及び光透過性の高い樹脂を充填してダイオードチップ(3)及びリード細線(7)を保護してもよい。更に、支持体(1)の凹部(24)内には、光透過性を有するポリメタロキサン又はセラミック等から成るコーティング材を充填してもよい。
本実施の形態の半導体発光装置では、第１及び第２の支持片(1a,1b)の底面(15a,15b)を図示しない基板に固着する表面実装構造により、ダイオードチップ(3)に電流を流して半導体発光装置を点灯することができる。この際、第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とを接合部材(2)により熱容量の大きい略四角柱状に形成して一体の支持体(1)に保持するので、ダイオードチップ(3)の点灯時に支持体(1)は十分な量の熱をダイオードチップ(3)から吸収し、ダイオードチップ(3)に比較的大きな電流を流して高輝度で長時間発光させることができる。支持板(1)を例えば熱伝導率２２０W/m・K以上の銅、アルミニウム、銅合金又はアルミニウム合金等の金属により形成すると、第１及び第２の支持片(1a,1b)を通じてダイオードチップ(3)に大電流を流して点灯させるときに発生する熱を支持板(1)を通じて外部に良好に放出することができ、大電流により作動されて高輝度に発光する半導体発光装置を得ることができる。前記特許文献１及び特許文献２に開示される従来の半導体発光装置の構造では、熱抵抗が高いため、２０mA程度の小電流により作動されるが、本発明では、熱伝導率が高い支持板(1)を備えることにより、３５０mAを超える大電流により発光させることも可能である。また、互いに接近して配置される第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とは、接合部材(2)により互いに完全に電気的に絶縁され、電気的短絡事故を防止することができる。また、導電性材料により形成される第１の支持片(1a)と第２の支持片(１b)とを通じてダイオードチップ(3)に電力を供給できるため、支持体(1)上に別途配線導体を形成する必要がなく、半導体発光装置の小型化及び低コスト化を促進すると共に生産性を向上できる。
半導体発光装置を製造する際に、例えばアルミニウム、銅又はこれらの合金から成る板状金属をプレス成形して、導電性の第１の支持片(1a)及び第２の支持片(1b)を形成する。この場合に、支持体(1)の一方の主面上でダイオードチップ(3)を包囲する光反射面(10)を形成する反射面片(10a,10b)を第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とにそれぞれ一体に同時又は個別にプレス成形により形成して、第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)との組合わせにより支持体(1)の一方の主面にダイオードチップ(3)を包囲する光反射面(10)を形成できる。
次に、第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とをそれぞれ相対的に移動不能に且つ間隙(4)をもって互いに分離して図示しない成形型内に配置し、成形型を型締めして成形型内に形成したキャビティを通じて流動性の樹脂を間隙(4)内に注入する。続いて、間隙(4)内の樹脂を硬化させて形成される接合部材(2)により第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)との間を接着し、第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とを一体の支持体(1)にモールド成形する。その後、成形型を離型して、モールド形成した支持体(1)を成形型から取り出す。別法として、成形型を使用せずに第１の支持片(1a)若しくは第２の支持片(1b)の一方又は両方の接合面(11a,11b)に接合部材(2)を固着し、第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とを接着してもよい。これにより、電気絶縁性の接合部材(2)により第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とを支持体(1)の一体構造に接着して、熱容量の大きい略柱状の支持体(1)を形成することができる。
続いて、ダイボンディングによりダイオードチップ(3)を第２の支持片(1b)に形成された凹部(24)内の底面(12)上に固着して、ダイオードチップ(3)の下部電極(17)を第２の支持片(1b)に電気的に接続する。その後、ダイオードチップ(3)の上部電極(16)と一方の電極(16)の平坦部(18)との間にリード細線(7)をワイヤボンディングにより電気的に接続する。その後、支持体(1)の凹部(24)内に例えばポッティング法により光透過性の樹脂から成るレンズ(8)を形成し、半導体発光装置が完成する。
本発明は、図１及び図２に示す実施の形態に限定されず、図３〜図７に例示する他の形態による実施も可能である。図３に示すように、底面(15a,15b)を除く支持体(1)の側面(22)、上面(14a,14b)並びに凹部(24)内の光反射面(10)及び底面(12)を一体の光透過性の封止樹脂(9)により被覆し、底面(12)に固着されたダイオードチップ(3)の上方に位置する封止樹脂(9)の頂部を凸レンズ形状に形成してもよい。封止樹脂(9)により支持体(1)及びダイオードチップ(3)を保護できると共に、支持体(1)を構成する第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とをより強固に固定できる。図示しないが、支持体(1)の側面(22)のみ又は支持体(1)の側面(22)及び上面(14a,14b)のみを不透明又は半透明の封止樹脂(9)により被覆してもよい。本実施の形態では、接合部材(2)を前記エポキシ系黒色樹脂等の不透明の樹脂により形成するが、光透過性の透明又は半透明樹脂により形成してもよい。また、接合部材(2)とレンズ(8)又は封止樹脂(9)とを同一の材料により一体又は個別に形成してもよい。
図３の半導体発光装置を製造する際に、例えばアルミニウム、銅又はこれらの合金から成る板状金属をプレス成形して、導電性の第１の支持片(1a)及び第２の支持片(1b)を形成する。この場合に、支持体(1)の一方の主面上でダイオードチップ(3)を包囲する光反射面(10)を形成する反射面片(10a,10b)を第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とにそれぞれ一体に同時又は個別にプレス成形により形成して、第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)との組合わせにより支持体(1)の一方の主面にダイオードチップ(3)を包囲する光反射面(10)を形成できる。次に、接合部材(2)により第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)との間を接着し、第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とを一体の支持体(1)に形成する。続いて、ダイボンディングによりダイオードチップ(3)を第２の支持片(1b)に形成された凹部(24)内の底面(12)上に固着して、ダイオードチップ(3)の下部電極(17)を第２の支持片(1b)に電気的に接続する。その後、ダイオードチップ(3)の上部電極(16)と一方の電極(16)の平坦部(18)との間にリード細線(7)をワイヤボンディングにより電気的に接続する。次に、支持体(1)を図示しない成形型内に配置し、成形型を型締めして成形型内に形成したキャビティを通じて流動性の樹脂を支持体(1)の凹部(24)内に注入する。これにより、ダイオードチップ(3)を保護すると共に、支持体(1)を構成する第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とをより強固に固定する封止樹脂(9)を形成し、半導体発光装置が完成する。
図４の半導体発光装置では、第１及び第２の支持片(1a,1b)の接合面(11a,11b)は、断面において、第１及び第２の支持片(1a,1b)から互いの方向に突出する凸断面部(23a,23b)により形成され、接合部材(2)を介して凸断面部(23a,23b)が重なる状態に配置される。図４に示す実施例では、第１の支持片(1a)の凸断面部(23a)の上面と第２の支持片(1b)の凸断面部(23b)の下面とが接合部材(2)により固着され、第１の支持片(1a)の凸断面部(23a)の下面は窪み(19)の一部を形成し、第２の支持片(1b)の凸断面部(23b)の上面はダイオードチップ(3)を固着する凹部(24)内の底面(12)を形成する。図示しないが、第１の支持片(1a)の凸断面部(23a)及び第２の支持片(1b)の凸断面部(23b)の一方又は両方を複数設け、凸断面部(23a,23b)を積層状態に固着してもよい。接合部材(2)は、接合面(11a,11b)の間に折曲する状態に形成され、第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とを絶縁する。図４の形態によれば、接合部材(2)により固着される接合面(11a,11b)の面積が広がるため、第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とをより強固に固定できる。また、接合部材(2)が形成された支持体(1)の中央部に応力が集中するのを緩和できる。
図５は、一方及び他方の電極(16,17)をダイオードチップ(3)の上面に構成して２本のリード細線(7)により第１の支持片(1a)及び第２の支持片(1b)にそれぞれ接続する半導体発光装置を示す。この場合、第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)との両方の反射面片(10a,10b)の一部に平坦部(18)を設ける。また、導電性接着剤に限定されずに、絶縁性接着剤(13)によりダイオードチップ(3)の下面を第２の支持片(1b)に固着できる。図６は、一方及び他方の電極(16,17)をダイオードチップ(3)の下面にバンプ電極として構成して第１の支持片(1a)及び第２の支持片(1b)に接続する半導体発光装置を示す。
第１の支持片(1a)、第２の支持片(1b)、接合部材(2)及びこれらにより形成される支持体(1)の形状は適宜変更してよい。図示の例では、支持体(1)を四角柱即ち直方体に形成する例を示したが、立方体、多角柱又は円柱状の基本形状に形成してもよい。脚部(5a,5b)及び底面(15a,15b)は、接着する配線導体の形状に合致させて種々の形状に形成することができる。図示する半導体発光装置では、支持体(1)の反射面片(10a,10b)により形成される光反射面(10)が上方に向かい拡径する傾斜状に形成されるが、凹部(24)内の底面(12)から略垂直に形成してもよい。
図７は、第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とを組合わせることにより光反射面(10)が形成される前記図１〜図６の半導体発光装置とは異なり、支持体(1)の他方の主面には凹状の窪み(19)を形成する脚部(5a,5b)を備えるが、支持体(1)の一方の主面に光反射面(10)を構成しない半導体発光装置を示す。光反射面(10)を有するリフレクタを別途支持体(1)に接着してもよい。また、本発明には、支持体(1)の他方の主面に凹状の窪み(19)を形成する脚部(5a,5b)を備えれば、図示しないが、支持体(1)の一方の主面に形成された凹部(24)内のダイオードチップ(3)と反射面片(10a,10b)の上面(14a,14b)とをリード細線(7)により接続する半導体発光装置も含まれる。リード細線(7)を支持体(1)の凹部(24)外に配線することにより半導体発光装置の小型化又は薄型化効果が低減されるが、第１の支持片(1a)及び第２の支持片(1b)を配線導体としても機能させることによる小型化効果と、窪み(19)による電気的短絡の防止効果を得ることができる。第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とにより窪み(19)の全周囲を包囲せず、窪み(19)の一部を外部に開放する形状に形成してもよい。本発明の半導体発光装置は、特許請求の範囲に該当する全ての変更を包含する。
本実施の形態の半導体発光装置及びその製法によれば、下記の作用効果が得られる。
［１］ 熱容量の大きい導電性材料から成る第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とを組合わせて十分な放熱性を有する一体の支持体(1)を形成するので、半導体発光素子(3)を高輝度で長時間発光できる。
［２］ 支持体(1)を形成する第１及び第２の支持片(1a,1b)がリフレクタ及び配線導体として機能するため、半導体発光装置の小型化及び低コスト化を促進すると共に生産性を向上できる。
［３］ リード細線(7)を凹部(24)内に配線するため、配線を容易に且つ配線距離を短縮し、半導体発光装置の信頼性を向上できる。
［４］ レンズ(8)を凹部(24)内に配置して半導体発光装置をより薄型に形成できる。
［５］ 第１の支持片(1a)と第２の支持片(1b)とを組合わせて光反射面(10)を形成するので、光反射面(10)を支持体(1)の中央側に形成でき、支持体(1)を小型化して機械的応力の発生を抑制できる。
［６］ 脚部(5a,5b)から成る窪み(19)により半導体発光装置の電極間の沿面距離を長くして、半導体発光装置を実装するときに電気的短絡が生じるのを防止できる。
本発明は、表面実装型の発光ダイオードに良好に適用できる。
本発明による半導体発光装置の第１の実施の形態を示す断面図 図１の平面図 支持体の周面を封止樹脂により被覆した半導体発光装置を示す断面図 接合部材との接着面積が拡張された接合面を有する半導体発光装置を示す断面図 ワイヤボンディングによりダイオードチップの電極と第１の支持片及び第２の支持片とを接続した半導体発光装置を示す断面図 ワイヤレスボンディングによりダイオードチップの電極と第１の支持片及び第２の支持片とを接続した半導体発光装置を示す断面図 支持体にリフレクタを構成しない半導体発光装置を示す断面図
符号の説明
(1)・・支持体、 (1a)・・第１の支持片、 (1b)・・第２の支持片、 (2)・・接合部材、 (3)・・半導体発光素子(ダイオードチップ)、 (4)・・間隙、 (5a,5b)・・脚部、 (10)・・光反射面、 (11a,11b)・・接合面、 (12)・・底面、 (16)・・一方の電極（上部電極）、 (17)・・他方の電極（下部電極）、 (19)・・窪み、 (24)・・凹部、

Claims (6)

  1. 光反射面を形成する凹部を有する支持体と、該支持体の凹部の底面に固着された半導体発光素子とを備えた半導体発光装置において、
    前記支持体は、間隙を介して互いに分離して配置され且つ導電性材料により形成された第１の支持片及び第２の支持片と、前記間隙内に配置され且つ前記第１の支持片と第２の支持片とを接着して前記支持体を形成する電気絶縁性の接合部材とを備え、
    前記凹部は、前記接合部材により前記第１の支持片と第２の支持片とを接着したとき、前記第１の支持片と第２の支持片との組合わせにより形成され、
    前記半導体発光素子の一方及び他方の電極は、前記凹部内で前記第１の支持片及び第２の支持片にそれぞれ電気的に接続されたことを特徴とする半導体発光装置。
  2. 前記第１の支持片及び第２の支持片は、前記接合部材に接着される接合面と、前記支持体の他方の主面に窪みを形成する脚部とを有する請求項１に記載の半導体発光装置。
  3. 前記接合部材は、前記第１の支持片及び第２の支持片の光反射面に隣接して面一に形成され且つ少なくとも光反射性の表面を有する請求項１又は２に記載の半導体発光装置。
  4. 支持体と、該支持体の一方の主面に固着された半導体発光素子とを備えた半導体発光装置において、
    前記支持体は、間隙を介して互いに分離して配置され且つ導電性材料により形成された第１の支持片及び第２の支持片と、前記間隙内に配置され且つ前記第１の支持片と第２の支持片とを接着して前記支持体を形成する電気絶縁性の接合部材とを備え、
    前記半導体発光素子の一方及び他方の電極は、前記第１の支持片及び第２の支持片にそれぞれ電気的に接続され、
    前記第１の支持片及び第２の支持片は、前記接合部材に接着される接合面と、前記支持体の他方の主面に窪みを形成する脚部とを有することを特徴とする半導体発光装置。
  5. 光反射面を形成する凹部を有する支持体と、該支持体の凹部の底面に固着された半導体発光素子とを備えた半導体発光装置の製法において、
    前記支持体を形成する第１の支持片と第２の支持片の少なくとも一方に半導体発光素子を固着する工程と、
    前記第１の支持片と第２の支持片とを互いに電気的に分離して成形型内に配置する工程と、
    前記成形型を型締めして前記成形型内に形成したキャビティを通じて流動性の樹脂を前記第１の支持片と第２の支持片との組合わせにより形成された凹部内に注入し、該樹脂を硬化させて前記第１の支持片と第２の支持片を被覆する封止樹脂を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体発光装置の製法。
  6. 光反射面を形成する凹部を有する支持体と、該支持体の凹部の底面に固着された半導体発光素子とを備えた半導体発光装置の製法において、
    第１の支持片と第２の支持片とを間隙を保つように互いに分離して成形型内に配置する工程と、
    前記成形型を型締めして前記成形型内に形成したキャビティを通じて流動性の樹脂を前記間隙内に注入し、該間隙内の樹脂を硬化させて形成される接合部材により前記第１の支持片と第２の支持片との間を接着し、前記第１の支持片と第２の支持片とを一体の前記支持体に形成する工程と、
    前記支持体を形成する第１の支持片と第２の支持片の少なくとも一方に半導体発光素子を固着する工程とを含むことを特徴とする半導体発光装置の製法。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010278246A (ja) * 2009-05-28 2010-12-09 Toshiba Lighting & Technology Corp 発光モジュール及びその製造方法
JP2011077188A (ja) * 2009-09-29 2011-04-14 Toyoda Gosei Co Ltd 照明装置
CN102201528A (zh) * 2011-04-20 2011-09-28 深圳市瑞丰光电子股份有限公司 一种led支架结构、led发光体及照明灯具
KR101138709B1 (ko) * 2009-06-08 2012-04-24 산켄덴키 가부시키가이샤 발광장치 및 그 제조방법
KR101173800B1 (ko) 2009-06-08 2012-08-16 주식회사 두산 Ｌｅｄ용 인쇄회로기판 및 그 제조방법
WO2012124836A1 (ko) * 2011-03-14 2012-09-20 주식회사 포인트 엔지니어링 광소자 디바이스 및 그 제조 방법
US11955466B2 (en) 2020-08-25 2024-04-09 Nichia Corporation Light emitting device
US12002909B2 (en) 2020-08-25 2024-06-04 Nichia Corporation Surface-mounted multi-colored light emitting device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010278246A (ja) * 2009-05-28 2010-12-09 Toshiba Lighting & Technology Corp 発光モジュール及びその製造方法
KR101138709B1 (ko) * 2009-06-08 2012-04-24 산켄덴키 가부시키가이샤 발광장치 및 그 제조방법
KR101173800B1 (ko) 2009-06-08 2012-08-16 주식회사 두산 Ｌｅｄ용 인쇄회로기판 및 그 제조방법
JP2011077188A (ja) * 2009-09-29 2011-04-14 Toyoda Gosei Co Ltd 照明装置
WO2012124836A1 (ko) * 2011-03-14 2012-09-20 주식회사 포인트 엔지니어링 광소자 디바이스 및 그 제조 방법
CN102201528A (zh) * 2011-04-20 2011-09-28 深圳市瑞丰光电子股份有限公司 一种led支架结构、led发光体及照明灯具
US11955466B2 (en) 2020-08-25 2024-04-09 Nichia Corporation Light emitting device
US12002909B2 (en) 2020-08-25 2024-06-04 Nichia Corporation Surface-mounted multi-colored light emitting device

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