JP2006237190A - 半導体発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 広い温度範囲で安定的な動作が可能な構造を有する半導体発光装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 上面に凹部を有する埋め込み樹脂と、一端が前記凹部内に露出し、他端が前記埋め込み樹脂の第１の側面から突出した第１のリードと、一端が前記凹部内に露出し、他端が前記埋め込み樹脂の前記第１の側面に対向する第２の側面から突出した第２のリードと、前記凹部の中において前記第１のリードにマウントされた半導体発光素子と、前記凹部の中において前記半導体発光素子と前記第２のリードとを接続するワイヤと、前記半導体発光素子及び前記ワイヤを封止する封止樹脂と、を備え、前記凹部の底面から前記埋め込み樹脂の裏面に至る貫通孔が設けられ、前記貫通孔は前記封止樹脂により充填されてなることを特徴とする半導体発光装置を提供する。
【選択図】 図１
【解決手段】 上面に凹部を有する埋め込み樹脂と、一端が前記凹部内に露出し、他端が前記埋め込み樹脂の第１の側面から突出した第１のリードと、一端が前記凹部内に露出し、他端が前記埋め込み樹脂の前記第１の側面に対向する第２の側面から突出した第２のリードと、前記凹部の中において前記第１のリードにマウントされた半導体発光素子と、前記凹部の中において前記半導体発光素子と前記第２のリードとを接続するワイヤと、前記半導体発光素子及び前記ワイヤを封止する封止樹脂と、を備え、前記凹部の底面から前記埋め込み樹脂の裏面に至る貫通孔が設けられ、前記貫通孔は前記封止樹脂により充填されてなることを特徴とする半導体発光装置を提供する。
【選択図】 図１
Description
本発明は、半導体発光装置に関し、例えば、広い温度範囲において安定な構造を保持できる半導体装置に関する。
窒化ガリウム（ＧａＮ）系半導体発光素子の出現によって、白色光や青色光を放射する半導体発光装置が実現できた。この結果、半導体発光装置の応用分野が大幅に広がった。例えば、自動車メータのパネル照明・各種イルミネーション・携帯電話のキー照明などへの応用が飛躍的に拡大している。これらの用途においては、高密度または薄型化が要求されるので、従来のいわゆる砲弾型よりも、基板へ表面実装可能な表面実装型（ＳＭＤ：Surface Mount Device）やサイド発光型が適している。
このような応用分野の拡大に伴い、新たな問題が発生している。そのうちのひとつに、使用可能な温度範囲がある。例えば、車載用途においては、半導体発光装置に対して、少なくとも摂氏マイナス４０〜プラス８５度の温度範囲での動作保証が求められる。ところが、表面発光型パッケージは、埋め込み樹脂、封止樹脂、金属製リードなどにより構成され、それぞれの熱膨張係数やヤング率は異なっている。また、半導体発光素子を構成する半導体材料（例えば、ＧａＡｓ系、ＧａＮ系、ＩｎＰ系など）の熱膨張係数およびヤング率も、表面発光型パッケージ材料とは異なっている（例えば、特許文献１）。
特に、半導体発光素子およびボンディングワイヤを封止する封止樹脂は、金属製リード、埋め込み樹脂、半導体発光素子と異なる熱膨張率を有する。このために、摂氏マイナス４０〜プラス８５度の温度範囲での温度サイクルを繰り返すことによって、封止樹脂の膨張と収縮が繰り返されると、上述した各種の部材と封止樹脂との間で剥離が生じる。樹脂の剥離は、徐々に進行する場合が多く、最終的には半導体発光素子の剥離やクラックを生じる。これらの致命的ダメージを生じる前でも、微小ダメージにより、発光特性の変化を生じる。また、ボンディングワイヤの断線を生じることもある。
特開２００２−１９８５７０号公報
本発明は、広い温度範囲で安定的な動作が可能な構造を有する半導体発光装置を提供する。
本発明の一態様によれば、
上面に凹部を有する埋め込み樹脂と、
一端が前記凹部内に露出し、他端が前記埋め込み樹脂の第１の側面から突出した第１のリードと、
一端が前記凹部内に露出し、他端が前記埋め込み樹脂の前記第１の側面に対向する第２の側面から突出した第２のリードと、
前記凹部の中において前記第１のリードにマウントされた半導体発光素子と、
前記凹部の中において前記半導体発光素子と前記第２のリードとを接続するワイヤと、
前記半導体発光素子及び前記ワイヤを封止する封止樹脂と、
を備え、
前記凹部の底面から前記埋め込み樹脂の裏面に至る貫通孔が設けられ、前記貫通孔は前記封止樹脂により充填されてなることを特徴とする半導体発光装置が提供される。
上面に凹部を有する埋め込み樹脂と、
一端が前記凹部内に露出し、他端が前記埋め込み樹脂の第１の側面から突出した第１のリードと、
一端が前記凹部内に露出し、他端が前記埋め込み樹脂の前記第１の側面に対向する第２の側面から突出した第２のリードと、
前記凹部の中において前記第１のリードにマウントされた半導体発光素子と、
前記凹部の中において前記半導体発光素子と前記第２のリードとを接続するワイヤと、
前記半導体発光素子及び前記ワイヤを封止する封止樹脂と、
を備え、
前記凹部の底面から前記埋め込み樹脂の裏面に至る貫通孔が設けられ、前記貫通孔は前記封止樹脂により充填されてなることを特徴とする半導体発光装置が提供される。
また、本発明の他の一態様によれば、
上面に凹部を有する埋め込み樹脂と、
一端が前記凹部内に露出し、他端が前記埋め込み樹脂の第１の側面から突出した第１のリードと、
一端が前記凹部内に露出し、他端が前記埋め込み樹脂の前記第１の側面に対向する第２の側面から突出した第２のリードと、
前記凹部の中において前記第１のリードにマウントされた半導体発光素子と、
前記凹部の中において前記半導体発光素子と前記第２のリードとを接続するワイヤと、
前記半導体発光素子及び前記ワイヤを封止する封止樹脂と、
を備え、
前記凹部から前記埋め込み樹脂のいずれかの側面に至る第１の溝と、前記凹部から前記埋め込み樹脂の前記いずれかの側面に対向する側面に至る第２の溝と、が設けられ、前記第１及び第２の溝は前記封止樹脂により充填されてなることを特徴とする半導体発光装置が提供される。
上面に凹部を有する埋め込み樹脂と、
一端が前記凹部内に露出し、他端が前記埋め込み樹脂の第１の側面から突出した第１のリードと、
一端が前記凹部内に露出し、他端が前記埋め込み樹脂の前記第１の側面に対向する第２の側面から突出した第２のリードと、
前記凹部の中において前記第１のリードにマウントされた半導体発光素子と、
前記凹部の中において前記半導体発光素子と前記第２のリードとを接続するワイヤと、
前記半導体発光素子及び前記ワイヤを封止する封止樹脂と、
を備え、
前記凹部から前記埋め込み樹脂のいずれかの側面に至る第１の溝と、前記凹部から前記埋め込み樹脂の前記いずれかの側面に対向する側面に至る第２の溝と、が設けられ、前記第１及び第２の溝は前記封止樹脂により充填されてなることを特徴とする半導体発光装置が提供される。
また、本発明のさらに他の一態様によれば、
上面から裏面に至る貫通孔を有する埋め込み樹脂と、
前記埋め込み樹脂の第１の側面から突出した第１アウターリード部と、前記貫通孔の中に突出し厚みが前記第１アウターリード部より大なる第１インナーリード部と、を有する第１のリードと、
前記埋め込み樹脂の前記第１の側面に対向する第２の側面から突出した第２アウターリード部と、前記貫通孔の中に突出した第２インナーリード部と、を有する第２のリードと、
前記第１のリードの前記第１インナーリード部にマウントされた半導体発光素子と、
前記半導体発光素子と前記第２のリードの前記第２インナーリード部とを接続するワイヤと、
前記貫通孔に充填され前記半導体発光素子及び前記ワイヤを封止する封止樹脂と、
を備え、
前記第１インナーリード部の裏面と、前記封止樹脂の裏面と、前記埋め込み樹脂の裏面と、が同一平面上にあることを特徴とする半導体発光装置が提供される。
上面から裏面に至る貫通孔を有する埋め込み樹脂と、
前記埋め込み樹脂の第１の側面から突出した第１アウターリード部と、前記貫通孔の中に突出し厚みが前記第１アウターリード部より大なる第１インナーリード部と、を有する第１のリードと、
前記埋め込み樹脂の前記第１の側面に対向する第２の側面から突出した第２アウターリード部と、前記貫通孔の中に突出した第２インナーリード部と、を有する第２のリードと、
前記第１のリードの前記第１インナーリード部にマウントされた半導体発光素子と、
前記半導体発光素子と前記第２のリードの前記第２インナーリード部とを接続するワイヤと、
前記貫通孔に充填され前記半導体発光素子及び前記ワイヤを封止する封止樹脂と、
を備え、
前記第１インナーリード部の裏面と、前記封止樹脂の裏面と、前記埋め込み樹脂の裏面と、が同一平面上にあることを特徴とする半導体発光装置が提供される。
本発明によれば、広い温度範囲で安定な構造を保持できる半導体発光装置が提供できる。
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。
図１は、本発明の第１の具体例にかかる半導体発光装置を表す模式平面図である。
また、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った模式断面図である。
また、図３は、図１のＢ−Ｂ線に沿った模式断面図である。
図１は、本発明の第１の具体例にかかる半導体発光装置を表す模式平面図である。
また、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った模式断面図である。
また、図３は、図１のＢ−Ｂ線に沿った模式断面図である。
本具体例においては、半導体発光素子１５が、第１のリード１３の上に銀ペーストや半田などの接着剤でマウントされている。半導体発光素子１５の表面に設けられた第１の電極（図示せず）は、第２のリード１４とボンディングワイヤ１６によって接続されている。
第１のリード１３及び第２のリード１４は、埋め込み樹脂１１により、例えばインジェクション成型されている。埋め込み樹脂１１の材料としては、例えば耐熱性樹脂などを用いることが好ましい。この埋め込み樹脂１１の上部には、半導体発光素子１５がマウントされるリード１３の表面及びワイヤボンディングされるリード１４の表面が露出するように、凹部１２が設けられる。
第１のリード１３及び第２のリード１４は、埋め込み樹脂１１により、例えばインジェクション成型されている。埋め込み樹脂１１の材料としては、例えば耐熱性樹脂などを用いることが好ましい。この埋め込み樹脂１１の上部には、半導体発光素子１５がマウントされるリード１３の表面及びワイヤボンディングされるリード１４の表面が露出するように、凹部１２が設けられる。
そして、埋め込み樹脂１１には、上下に貫通する貫通孔１９（垂直方向の開口部）が設けられている。この貫通孔１９は、例えば、埋め込み樹脂１１をインジェクション成型する際に形成することができる。そして、貫通孔１９には、封止樹脂１７が充填されている。すなわち、半導体発光素子１５及びボンディングワイヤ１６を封止する際に、この貫通孔１９内にも封止樹脂１７が導入される。例えば、封止樹脂１７として、液状透明樹脂を注入し、熱硬化させる。後に詳述するように、貫通孔１９（垂直方向の開口部）を設けて封止樹脂１７を充填することにより、封止樹脂１７の膨張・収縮の繰り返しがあっても、半導体発光素子１５の剥離やクラックなどを抑制できる。
また、半導体発光素子１５の直下に配置される埋め込み樹脂１１は、封止樹脂１７に比べて、放熱性が良い材料を選ぶことができるので、高温においても安定動作が可能である。つまり、半導体発光素子１５の直下には、リード１３を介して埋め込み樹脂１１を配置することにより、半導体発光素子１５において発生した熱がリード１３、埋め込み樹脂１１を介してその下方に放出されやすくなる。その結果として、例えば、半導体発光素子１５の直下にも封止樹脂１７を配置した場合よりも高出力動作が可能となり、使用可能な温度の上限も上げることができる。
ここで、半導体発光素子１５について説明をする。
半導体発光素子１５としては、例えば、可視光を放射するＩｎＧａＡｌＰ系発光素子や、青色光あるいは紫外光を放射するＧａＮ系発光素子などを用いることができる。適正な蛍光体を封止樹脂１７中に分散配置することにより、半導体発光素子１５から放射された光を波長変換し、白色光などの所定の色の２次光が得られる。
半導体発光素子１５としては、例えば、可視光を放射するＩｎＧａＡｌＰ系発光素子や、青色光あるいは紫外光を放射するＧａＮ系発光素子などを用いることができる。適正な蛍光体を封止樹脂１７中に分散配置することにより、半導体発光素子１５から放射された光を波長変換し、白色光などの所定の色の２次光が得られる。
次に、貫通孔１９の作用について説明する。
図４及び図５は、温度変化に伴う封止樹脂１７の膨張及び収縮の状態を例示する模式図である。
一般に、リード材として使われる銅板の場合は、約１６．７×１０−６／℃、鉄板の場合は１１．８×１０−６／℃の熱膨張率を持つ。これに対して、封止樹脂１７（エポキシの場合）は、６．３×１０−５／℃と大きい熱膨張率を有する。このため、高温下においては、半導体発光素子１５・第１のリード１３・第２のリード１４・ボンディングワイヤ１６・埋め込み樹脂１１の表面などが膨張の大きい封止樹脂１７に引っ張られる。これに対して、本具体例においては、図４に例示したように、封止樹脂１７の膨張に起因する引っ張り応力Ｔは、凹部１２の上方及び貫通孔１９の下方に逃げ道がある。この結果として、半導体発光素子１５・ボンディングワイヤ１６・第１のリード１３・第２のリード１４への引っ張り応力は大幅に緩和される。
図４及び図５は、温度変化に伴う封止樹脂１７の膨張及び収縮の状態を例示する模式図である。
一般に、リード材として使われる銅板の場合は、約１６．７×１０−６／℃、鉄板の場合は１１．８×１０−６／℃の熱膨張率を持つ。これに対して、封止樹脂１７（エポキシの場合）は、６．３×１０−５／℃と大きい熱膨張率を有する。このため、高温下においては、半導体発光素子１５・第１のリード１３・第２のリード１４・ボンディングワイヤ１６・埋め込み樹脂１１の表面などが膨張の大きい封止樹脂１７に引っ張られる。これに対して、本具体例においては、図４に例示したように、封止樹脂１７の膨張に起因する引っ張り応力Ｔは、凹部１２の上方及び貫通孔１９の下方に逃げ道がある。この結果として、半導体発光素子１５・ボンディングワイヤ１６・第１のリード１３・第２のリード１４への引っ張り応力は大幅に緩和される。
一方、低温下においては、各部材は、封止樹脂１７により圧縮される。これに対して、本具体例によれば、図５に例示したように、封止樹脂１７の収縮に起因する圧縮応力Ｃは、凹部１２の下方及び貫通孔１９の上方に向かう逃げ道がある。この結果として、半導体発光素子１５．ボンディングワイヤ１６・第１のリード１３・第２のリード１４への圧縮応力は大幅に緩和される。
以上説明した作用により、半導体発光素子１５やボンディングワイヤ１６に対する引っ張り応力Ｔ及び圧縮応力Ｃが緩和できるので、熱サイクルに伴う封止樹脂１７の膨張・収縮の繰り返しがあっても、半導体発光素子１５の剥離やクラックが防止できるとともに、ボンディングワイヤ１６の断線が防止できる。この結果、要求される動作温度範囲が摂氏マイナス４０〜プラス８５度のように広い場合においても、安定的に動作できる構造を提供できる。つまり、温度変化に対して致命不良を排除できて、高信頼性が確保できる。
ここで、本発明者が本発明に至る過程で検討した比較例について説明する。
図６は、本比較例の模式平面図である。
また、図７は、図６のＥ−Ｅ線に沿った模式断面図であり、高温時の状態を表す。
また、図８も、図６のＥ−Ｅ線に沿った模式断面図であり、低温時の状態を表す。
これらの図面については、図１乃至図５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。
図６は、本比較例の模式平面図である。
また、図７は、図６のＥ−Ｅ線に沿った模式断面図であり、高温時の状態を表す。
また、図８も、図６のＥ−Ｅ線に沿った模式断面図であり、低温時の状態を表す。
これらの図面については、図１乃至図５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。
本比較例の場合、図１乃至図５に関して前述したような貫通孔１９は設けられていない。その結果として、高温下においては、図７に表したように、封止樹脂１７が膨張するので、凹部１２内で膨張した封止樹脂１７は、凹部上方に向けてはみ出すことになる。凹部底面では、封止樹脂１７の膨張により、膨張率の低いリード表面や半導体発光素子１５の表面には矢印で表したように引っ張り応力Ｔが働く。
一方、低温下においては、図８に表したように、封止樹脂１７が収縮するので、凹部１２内で収縮した封止樹脂１７が凹部底面から剥離が促進されるよう圧縮応力Ｃが働く。
このような膨張・収縮を繰り返すことで、封止樹脂１７は、凹部１２の底面から剥離が促進される。このサイクルの繰り返しの結果、半導体発光素子１５に加わる応力歪みが蓄積され、半導体発光素子１５の内部クラック発生やリードとの銀ペースト接着面の劣化を引き起こすことがある。また、封止樹脂１７の膨張・収縮の繰り返しによりボンディングワイヤ１６の断線も生じやすい。特に、ワイヤボンディングにおいては、第２ボンディング箇所においていわゆる「ネック切れ」を引き起こしやすい。
このような膨張・収縮を繰り返すことで、封止樹脂１７は、凹部１２の底面から剥離が促進される。このサイクルの繰り返しの結果、半導体発光素子１５に加わる応力歪みが蓄積され、半導体発光素子１５の内部クラック発生やリードとの銀ペースト接着面の劣化を引き起こすことがある。また、封止樹脂１７の膨張・収縮の繰り返しによりボンディングワイヤ１６の断線も生じやすい。特に、ワイヤボンディングにおいては、第２ボンディング箇所においていわゆる「ネック切れ」を引き起こしやすい。
これに対して、本発明の第１の具体例によれば、埋め込み樹脂１１の底面に貫通孔１９を設け、封止樹脂１７を裏面側に連通させることによって、熱膨張や収縮にともなう応力を裏面側に開放し緩和できる。その結果として、車載用途などの幅広い温度範囲で温度サイクルが負荷された場合でも、封止樹脂１７の剥離や、半導体発光素子１５のダメージなどを防ぐことができる。
次に、本発明の第２の具体例について説明する。
図９は、本具体例の半導体発光装置の模式平面図である。
また、図１０は、図９におけるＣ−Ｃ線に沿った模式断面図である。
また、図１１は、本具体例の半導体発光装置を左側から見た模式側面図である。
これらの図面については、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。
図９は、本具体例の半導体発光装置の模式平面図である。
また、図１０は、図９におけるＣ−Ｃ線に沿った模式断面図である。
また、図１１は、本具体例の半導体発光装置を左側から見た模式側面図である。
これらの図面については、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。
本具体例においては、リード１３、１４の延伸方向に沿って、埋め込み樹脂１１に溝部２０（水平開口部）が設けられている。この溝部２０は、半導体発光素子１５がマウントされている平面と平行な水平軸に沿って互いに反対方向に延在している。すなわち、溝部２０は、第１のリード１３及び第２のリード１４上に設けられており、封止樹脂１７が充填されている。本具体例における溝部２０も、図１乃至図５に関して前述した貫通孔１９と同様に、封止樹脂１７に生ずる引っ張り応力Ｔや圧縮応力Ｃを開放する逃げ道であり、応力を逃がす作用を有する。半導体発光素子１５がマウントされている平面と、封止樹脂１７と、の間に生じる水平方向の応力は、この溝部２０に沿って緩和される。その結果として、封止樹脂１７の剥離や、半導体発光素子１５の剥離・クラック、ボンディングワイヤ１６の断線などを防止できる。
次に、本発明の第３の具体例について説明する。
図１２は、本具体例の半導体発光装置の模式平面図である。
また、図１３は、図１２のＤ−Ｄ線に沿う模式断面図である。これらの図面についても、図１乃至図１１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。
図１２は、本具体例の半導体発光装置の模式平面図である。
また、図１３は、図１２のＤ−Ｄ線に沿う模式断面図である。これらの図面についても、図１乃至図１１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。
本具体例においては、半導体発光素子１５がマウントされている平面上で、溝部２０とはほぼ直角をなす水平軸に沿って互いに逆方向に向かってそれぞれ溝部２１（水平開口部）がさらに設けられている。この結果、半導体発光素子１５に対する引っ張り応力Ｔ及び圧縮応力Ｃはより一層緩和される。さらに、本具体例においては、第１具体例に関して前述した貫通孔１９も設けられている。
つまり、本具体例においては、貫通孔１９を設けて封止樹脂１７を充填することにより、封止樹脂１７に生ずる引っ張り応力や圧縮応力を上下方向に開放させ逃がすことができる。そしてさらに、水平方向に見て互いに略直交する溝２０、２１を設けることにより、封止樹脂１７に生ずる引っ張り応力や圧縮応力を水平面内で略直交する４方向に開放させ逃がすことができる。その結果として、封止樹脂１７の剥離や、半導体発光素子の剥離・クラック、ボンディングワイヤの断線などを防止できる。
次に、本発明の第４の具体例について説明する。
図１４は、本具体例の半導体発光装置の模式平面図である。
また、図１５は、図１４のＦ−Ｆ線に沿った断面図である。
また、図１６は、図１４のＧ−Ｇ線に沿った断面図である。
さらに、図１７は、封止樹脂１７を注入する前の状態でのＧ−Ｇ線における断面図である。これらの図面についても、図１乃至図１３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。
図１４は、本具体例の半導体発光装置の模式平面図である。
また、図１５は、図１４のＦ−Ｆ線に沿った断面図である。
また、図１６は、図１４のＧ−Ｇ線に沿った断面図である。
さらに、図１７は、封止樹脂１７を注入する前の状態でのＧ−Ｇ線における断面図である。これらの図面についても、図１乃至図１３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。
本具体例は、高輝度（すなわち、高出力）型の半導体発光装置に適用して好適なものである。すなわち、第１のリード３３は、高熱伝導金属からなり、第１のアウターリード４２より厚みの大きい第１のインナーリード部３７にカップ部３６が設けられている。半導体発光素子１５は、このカップ部３６の底面に、例えば金すず（ＡｕＳｎ）のような共晶半田（図示せず）を用いて接着される。半導体発光素子１５は、大電流駆動も可能であり、リード部３３及び３４は放熱性が良い金属で構成されている。さらに、図示しない外部ヒートシンクへ直接接続できるように、リード部３３及び３４の底面が金属面を露出させた構造となっているため、安定して高出力が得られる。なお、カップ部３６は必ずしも必要ではないが、カップ部３６側面での反射による光出力増加や埋め込み樹脂成型工程における半導体発光素子保護が可能となるなどのメリットがある。
第１のリード３３及び第２のリード３４は、熱可塑性の埋め込み樹脂３１でインジェクション成型される。第１のリードのアウターリード部４２及び第２のリードのアウターリード部４４は、互いに逆方向に向かって埋め込み樹脂から外側に突出している。また、埋め込み樹脂３１には、凹部１２が設けられている。さらに、貫通孔３９が第１のリード３３の両側に設けられており、この部分は、封止樹脂１７により上下に充填される。なお、第１リード３３と第２のリード３４との間の領域４０は、本具体例においては埋め込み樹脂３１と同じ材料により充填されているが、封止樹脂１７により充填しても良い。
高温時の封止樹脂１７の膨張に起因する引っ張り応力Ｔ及び低温時の封止樹脂１７の収縮に起因する圧縮応力Ｃは、上下軸に沿った凹部１２（上方に向かう開口部）及び貫通孔３９（下方に向かう開口部）を逃げ道として、緩和される。この結果、半導体発光素子１５のクラック・剥離を防止できて、かつボンディングワイヤの断線が防止できる。この結果、高信頼性を有する高輝度半導体発光装置が実現できる。
また、本具体例においては、半導体発光素子１５の直下はインナーリード部３７であり、封止樹脂１７は介在しないので、放熱性に極めて優れる。すなわち、放熱性の良好な材料により形成されたインナーリード部３７の裏面は、半導体発光装置の裏面に露出している。こうすることにより、半導体発光素子１５において発生した熱がインナーリード部３７をを介してその下方に高効率に放出されやすくなる。その結果として、例えば、半導体発光素子１５の直下にも封止樹脂１７を配置した場合よりもはるかに高出力動作が可能となり、使用可能な温度の上限も上げることができる。
なお、本具体例においても、図１２及び図１３に関して前述した第３具体例のように、半導体発光素子１５のマウント面と平行な軸方向に沿って、互いに逆方向に向かう開口を有する溝部を設けると、応力をより一層緩和できる。
以上、第１から第４の具体例を参照して説明したように、一軸方向（垂直方向でも水平方向でも斜め方向でも良い）に沿って互いに逆方向に向かう開口部（貫通孔１９や、溝部２０、２１など）を設けることによって、封止樹脂の熱膨張・収縮に起因する半導体発光素子１５やボンディングワイヤ１６に対する引っ張り応力Ｔ及び圧縮応力Ｃを緩和できる。その結果として、熱サイクルに伴う封止樹脂１７の膨張・収縮の繰り返しがあっても、半導体発光素子１５の剥離やクラックが防止できるとともに、ボンディングワイヤ１６の断線が防止できる。すなわち、要求される動作温度範囲が摂氏マイナス４０〜プラス８５度のように広い場合においても、安定して動作可能な構造を提供できる。つまり、広い温度範囲にわたって高い信頼性を確保できる。
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、本発明はこれら具体例に限定されるものではない。
例えば、半導体発光素子１５として用いることができるものは、ＩｎＧａＡｌＰ系やＧａＮ系に限定されず、その他、ＧａＡｌＡｓ系、ＩｎＰ系をはじめとする各種のIII−Ｖ族化合物半導体や、その他、II−VI族化合物半導体あるいはそれ以外の各種の半導体を用いたものであっても良い。
また、半導体発光素子からの放射光を蛍光体に照射することにより、波長変換を行い例えば白色光を得るものも含まれる。これは、蛍光体を封止樹脂に分散配置することで実現できる。
その他、半導体発光装置を構成する半導体発光素子、リード、埋め込み樹脂、封止樹脂などの各要素の形状、サイズ、材質、配置関係などに関して、当業者が各種の設計変更を加えたものであっても、本発明の要旨を有する限りにおいて本発明の範囲に包含される。
また、半導体発光素子からの放射光を蛍光体に照射することにより、波長変換を行い例えば白色光を得るものも含まれる。これは、蛍光体を封止樹脂に分散配置することで実現できる。
その他、半導体発光装置を構成する半導体発光素子、リード、埋め込み樹脂、封止樹脂などの各要素の形状、サイズ、材質、配置関係などに関して、当業者が各種の設計変更を加えたものであっても、本発明の要旨を有する限りにおいて本発明の範囲に包含される。
１１ 埋め込み樹脂
１２ 凹部
１３ 第１のリード
１４ 第２のリード
１５ 半導体発光素子（LEDチップ）
１６ ボンディングワイヤ
１７ 封止樹脂
１９ 貫通孔（垂直開口部）
２０ 溝部（水平開口部）
２１ 溝部（水平開口部）
３１ 埋め込み樹脂
３３ 第１のリード
３４ 第２のリード
３６ カップ部
３７ 第１のリードのインナーリード部
３８ 第２のリードのインナーリード部
３９ 貫通孔（垂直開口部）
４０ インナーリード間の領域
４２ 第１のリードのアウターリード部
４４ 第２のリードのアウターリード部
１２ 凹部
１３ 第１のリード
１４ 第２のリード
１５ 半導体発光素子（LEDチップ）
１６ ボンディングワイヤ
１７ 封止樹脂
１９ 貫通孔（垂直開口部）
２０ 溝部（水平開口部）
２１ 溝部（水平開口部）
３１ 埋め込み樹脂
３３ 第１のリード
３４ 第２のリード
３６ カップ部
３７ 第１のリードのインナーリード部
３８ 第２のリードのインナーリード部
３９ 貫通孔（垂直開口部）
４０ インナーリード間の領域
４２ 第１のリードのアウターリード部
４４ 第２のリードのアウターリード部
Claims (5)
- 上面に凹部を有する埋め込み樹脂と、
一端が前記凹部内に露出し、他端が前記埋め込み樹脂の第１の側面から突出した第１のリードと、
一端が前記凹部内に露出し、他端が前記埋め込み樹脂の前記第１の側面に対向する第２の側面から突出した第２のリードと、
前記凹部の中において前記第１のリードにマウントされた半導体発光素子と、
前記凹部の中において前記半導体発光素子と前記第２のリードとを接続するワイヤと、
前記半導体発光素子及び前記ワイヤを封止する封止樹脂と、
を備え、
前記凹部の底面から前記埋め込み樹脂の裏面に至る貫通孔が設けられ、前記貫通孔は前記封止樹脂により充填されてなることを特徴とする半導体発光装置。 - 上面に凹部を有する埋め込み樹脂と、
一端が前記凹部内に露出し、他端が前記埋め込み樹脂の第１の側面から突出した第１のリードと、
一端が前記凹部内に露出し、他端が前記埋め込み樹脂の前記第１の側面に対向する第２の側面から突出した第２のリードと、
前記凹部の中において前記第１のリードにマウントされた半導体発光素子と、
前記凹部の中において前記半導体発光素子と前記第２のリードとを接続するワイヤと、
前記半導体発光素子及び前記ワイヤを封止する封止樹脂と、
を備え、
前記凹部から前記埋め込み樹脂のいずれかの側面に至る第１の溝と、前記凹部から前記埋め込み樹脂の前記いずれかの側面に対向する側面に至る第２の溝と、が設けられ、前記第１及び第２の溝は前記封止樹脂により充填されてなることを特徴とする半導体発光装置。 - 前記第１及び第２の溝の底面と、前記半導体発光素子のマウント面と、が同一平面上にあることを特徴とする請求項２記載の半導体発光装置。
- 上面から裏面に至る貫通孔を有する埋め込み樹脂と、
前記埋め込み樹脂の第１の側面から突出した第１アウターリード部と、前記貫通孔の中に突出し厚みが前記第１アウターリード部より大なる第１インナーリード部と、を有する第１のリードと、
前記埋め込み樹脂の前記第１の側面に対向する第２の側面から突出した第２アウターリード部と、前記貫通孔の中に突出した第２インナーリード部と、を有する第２のリードと、
前記第１のリードの前記第１インナーリード部にマウントされた半導体発光素子と、
前記半導体発光素子と前記第２のリードの前記第２インナーリード部とを接続するワイヤと、
前記貫通孔に充填され前記半導体発光素子及び前記ワイヤを封止する封止樹脂と、
を備え、
前記第１インナーリード部の裏面と、前記封止樹脂の裏面と、前記埋め込み樹脂の裏面と、が同一平面上にあることを特徴とする半導体発光装置。 - 前記第１リードの前記インナーリード部には凹部が設けられ、前記半導体発光素子は前記凹部の中にマウントされてなることを特徴とする請求項４記載の半導体発光装置。
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