JP2007134602A - Surface mount semiconductor light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、実装するマザーボードに対して実装面と電極接続面とが同一面となる表面実装型半導体発光装置に関する。 The present invention relates to a surface mount semiconductor light emitting device in which a mounting surface and an electrode connection surface are the same surface with respect to a motherboard to be mounted.
リードフレームを樹脂によってインサート成形して得られたパッケージに半導体発光素子を実装するタイプの半導体発光装置には、例えば図12および図13に示すようなものがある。図12は平面図、図13は図12のA−A断面図である。それは、板状の一対のリードフレーム50a、50bを光反射性を有する樹脂によってインサート成形して半導体発光装置51のパッケージが形成され、パッケージのランプハウス52に開口53を有する擂鉢状の凹部54が設けられている。リードフレーム50a、50bはベース材料がCuであり、インサート成形された後にAgメッキが施されている。
For example, there are semiconductor light emitting devices of the type in which a semiconductor light emitting element is mounted on a package obtained by insert molding of a lead frame with a resin as shown in FIGS. 12 is a plan view, and FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. That is, a pair of plate-
凹部54の内底面にはリードフレーム50a、50bの夫々の一方の端部55a、55bが互いに対向するように露出しており、露出した一方のリードフレーム55a上に下側電極としてAuSnの共晶合金を設けたLEDチップ56が共晶接合によってダイボンディングされ、LEDチップ56の下側電極とリードフレーム55aとの電気的接続が図られている。一方、LEDチップ56の上側のAu電極はボンディングワイヤ57を介して凹部54の内底面に露出した他方のリードフレーム55bに接続され、LEDチップ56の上側電極とリードフレーム55bとの電気的接続が図られている。
One
更に、凹部内には透光性を有する封止樹脂58が充填され、LEDチップ56及びボンディングワイヤ57が樹脂封止されている。
Further, the recess is filled with a translucent sealing resin 58, and the
夫々の一方の端部55a、55bがランプハウス52の凹部内底面に露出したリードフレーム50a、50bの他方の端部59a、59b側は、ランプハウス52の対向する側面60から外部側方に突出して突出部近傍でランプハウス52の側面60に沿って略直角に曲げられ、側面60側を経て再度略直角に曲げられて底面61側に回り込んでいる(例えば、特許文献1参照。)。
The
この場合、LEDチップ56を封止する封止樹脂58に蛍光物質を混入し、LEDチップ56から出射された光の一部で蛍光物質を励起して波長変換し、LEDチップ56から出射された光とは異なる色調の光を放出するような半導体発光装置51を実現することができる。
In this case, the fluorescent material is mixed in the sealing resin 58 that seals the
例えば、LEDチップから出射される光が青色光の場合、青色光に励起されて青色の補色となる黄色光に波長変換する蛍光物質を混入することにより、LEDチップから出射された青色光の一部が蛍光物質を励起することによって波長変換された黄色光と、LEDチップから出射された青色光との加法混色によって白色光を作り出すことができる。 For example, when the light emitted from the LED chip is blue light, one of the blue light emitted from the LED chip is mixed by mixing a fluorescent material that is excited by the blue light and converts the wavelength into yellow light that is a complementary color of blue. White light can be produced by additive color mixing of yellow light wavelength-converted by exciting the fluorescent material and blue light emitted from the LED chip.
同様に、LEDチップから出射される光が青色光の場合、青色光に励起されて緑色光及び赤色光にそれぞれ波長変換する2種類の蛍光体物質を混入することにより、LEDチップから出射された青色光の一部が蛍光物質を励起することによって波長変換された緑色光及び赤色光と、LEDチップから出射された青色光との加法混色によって白色光を作り出すこともできる。 Similarly, when the light emitted from the LED chip is blue light, it is emitted from the LED chip by mixing two phosphor materials that are excited by the blue light and wavelength-converted into green light and red light, respectively. It is also possible to produce white light by additive color mixing of green light and red light that have been wavelength-converted by exciting a fluorescent material with part of the blue light, and blue light emitted from the LED chip.
また、LEDチップから出射される光が紫外光の場合、紫外光に励起されて青色光、緑色光及び赤色光にそれぞれ波長変換する3種類の蛍光物質を混入することにより、LEDチップから出射された紫外光の一部が蛍光物質を励起することによって波長変換された青色光、緑色光及び赤色光の加法混色によって白色光を作り出すこともできる。 In addition, when the light emitted from the LED chip is ultraviolet light, it is emitted from the LED chip by mixing three kinds of fluorescent materials that are excited by the ultraviolet light and respectively convert the wavelength into blue light, green light, and red light. It is also possible to produce white light by additive color mixing of blue light, green light, and red light, which is wavelength-converted by exciting a fluorescent material with a part of the ultraviolet light.
更に、LEDチップから出射される光の波長と、封止樹脂に混入される少なくとも1種類以上の蛍光物質とを適宜組み合わせることによって白色光以外の種々な色調の光を作り出すことができる。 Furthermore, light of various colors other than white light can be created by appropriately combining the wavelength of light emitted from the LED chip and at least one or more types of fluorescent materials mixed in the sealing resin.
また、このようなタイプの半導体発光装置の一般的な製造工程は、多数個取りリードフレームを樹脂によってインサート成形して得られた複数のランプハウスの夫々にLEDチップを載置してボンディングワイヤを架空配線し、それらを樹脂封止した後にリードフレームのタイバー部を切断して個々の半導体発光装置に分離し、ランプハウスから突出して半田接合端子部となるリードフレームを所望の形状にフォーミングすることによって完成する。
ところで、樹脂によりインサート成形されたリードフレーム上にLEDチップを載置する場合、LEDチップは該LEDチップの下側電極に設けられたAuSnの共晶合金が半田を介してリードフレームに共晶結合される。その際、半導体発光装置のパッケージには300℃以上の熱が加わることになり、パッケージのランプハウスを形成する樹脂はこのような高温環境下にあっても耐えうることが必要とされ、一般的な成形条件(例えば、成形温度や成形圧力など)に加えて特殊な実装温度環境に対する耐久性が要求される。 By the way, when an LED chip is mounted on a lead frame insert-molded with resin, the eutectic alloy of AuSn provided on the lower electrode of the LED chip is eutectic bonded to the lead frame via solder. Is done. At that time, heat of 300 ° C. or more is applied to the package of the semiconductor light emitting device, and the resin forming the lamp house of the package is required to be able to withstand even under such a high temperature environment. In addition to various molding conditions (for example, molding temperature and molding pressure), durability against a special mounting temperature environment is required.
このような特殊な実装温度環境に耐えうる樹脂には、LCP(液晶ポリマー)やPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)などのエンジニアリングプラスチックがあるが、LEDチップを実装するランプハウスに要求される可視光領域での高光反射率を満足するPPA(ポリフタルアミド)やナイロン9Tなどは、共晶結合温度が熱変形温度を超えるために使用することが困難である。 Resins that can withstand such special mounting temperature environments include engineering plastics such as LCP (liquid crystal polymer) and PEEK (polyether ether ketone), but the visible light region required for the lamp house where the LED chip is mounted. PPA (polyphthalamide), nylon 9T, and the like that satisfy the high light reflectivity at 1 are difficult to use because the eutectic bonding temperature exceeds the heat distortion temperature.
そこで、耐熱温度を上げるために樹脂にフィラーを混入することが考えられるが、フィラーを混入することによって光反射率が低下すると共に、流動性が低下する。そのため、成形温度、射出速度および射出圧力などの成形条件の調整が一般の樹脂よりも難しく、小型で薄肉成形が必要な表面実装型半導体装置に使用するには問題があった。 Therefore, it is conceivable that a filler is mixed into the resin in order to increase the heat-resistant temperature. However, mixing the filler decreases the light reflectivity and decreases the fluidity. Therefore, adjustment of molding conditions such as molding temperature, injection speed and injection pressure is more difficult than ordinary resins, and there is a problem in using it for a surface mount semiconductor device which is small and requires thin molding.
また、高温高湿環境下においては、フィラーを構成するTiO2の無機粒子の光酸化および熱酸化が加速される。そのため光反射率の低下が促進されて光取り出し効率が低くなり、半導体発光装置の光度低下が急速に進行する。 In a high-temperature and high-humidity environment, photooxidation and thermal oxidation of TiO 2 inorganic particles constituting the filler are accelerated. As a result, the decrease in light reflectance is promoted, the light extraction efficiency is lowered, and the light intensity of the semiconductor light emitting device rapidly decreases.
更に、半導体発光装置の小型・薄型化、半導体発光装置に実装されるLEDチップの高出力化および発光光の短波長化によって、ランプハウスを形成する樹脂が受ける放射照度およびフォトンエネルギーがこれまで以上に強力になり、ランプハウスの光劣化による光反射率の低下が益々大きくなる。 Furthermore, the irradiance and photon energy received by the resin that forms the lamp house are higher than ever, due to the reduction in size and thickness of semiconductor light-emitting devices, higher output of LED chips mounted on semiconductor light-emitting devices, and shorter wavelengths of emitted light. The light reflectance decreases due to the light deterioration of the lamp house.
すると、同一パッケージに短波長領域の光を発光するLEDチップを実装した半導体発光装置と、長波長領域の光を発光するLEDチップを実装した半導体発光装置とでは光度の経時変化の変化率が異なり、累積点灯時間が長くなるに伴って両者の間の光度差が次第に大きくなる。 Then, the rate of change of light intensity with time differs between a semiconductor light emitting device in which an LED chip that emits light in the short wavelength region is mounted in the same package and a semiconductor light emitting device in which an LED chip that emits light in the long wavelength region is mounted. As the cumulative lighting time becomes longer, the light intensity difference between the two gradually increases.
また、LEDチップおよびボンディングワイヤを封止する封止樹脂は、LEDチップを水分、塵埃及びガス等の外部環境から保護し、且つボンディングワイヤを振動及び衝撃等の機械的応力から保護する役割を有していると共に、LEDチップの光出射面とで界面を形成することによって、LEDチップの発光光をLEDチップの光出射面から封止樹脂内に効率良く出射させる機能も有している。 In addition, the sealing resin that seals the LED chip and the bonding wire has a role of protecting the LED chip from the external environment such as moisture, dust, and gas, and protecting the bonding wire from mechanical stress such as vibration and impact. In addition, by forming an interface with the light emitting surface of the LED chip, it also has a function of efficiently emitting light emitted from the LED chip from the light emitting surface of the LED chip into the sealing resin.
更に、紫外〜可視〜赤外の波長領域の光を発光するLEDチップを封止する封止樹脂には、導光損失を生じないように紫外〜可視〜赤外の波長領域に亘って透過率が高いこと、特にLEDチップの点灯時の自己発熱による熱や発光光に含まれる短波長領域の光による透過率の低下が生じないこと、太陽光や照明光など外部から照射される光に含まれる短波長領域の光による透過率の低下が生じないこと、などの要件が求められる。 Furthermore, the sealing resin that seals the LED chip that emits light in the ultraviolet to visible to infrared wavelength region has a transmittance over the ultraviolet to visible to infrared wavelength region so as not to cause light guiding loss. In particular, it is not included in the light irradiated from the outside such as sunlight and illumination light, especially due to the heat generated by self-heating when the LED chip is turned on and the light in the short wavelength region included in the emitted light. There is a requirement that the transmittance does not decrease due to light in the short wavelength region.
そこで、短波長領域の光に対して耐光性が良好なシリコーン樹脂や変性シリコーン−エポキシ樹脂を封止樹脂として使用すると、ランプハウスの劣化によってランプハウスと封止樹脂とで形成される界面に剥離を生じ、この界面剥離が半導体発光装置の外部(大気)との吸湿経路を形成してリードフレームに施されたAgメッキの酸化および硫化を齎す。リードフレームの酸化および硫化は反射率の低下を招き、LEDチップの発光光の反射率を低下させて光取り出し効率を下げ、半導体発光装置の光度低下を生じさせる。 Therefore, if silicone resin or modified silicone-epoxy resin with good light resistance to light in the short wavelength region is used as the sealing resin, it will peel off at the interface formed between the lamp house and the sealing resin due to deterioration of the lamp house. This interfacial delamination forms a moisture absorption path with the outside (atmosphere) of the semiconductor light emitting device, thereby causing oxidation and sulfurization of the Ag plating applied to the lead frame. Oxidation and sulfidation of the lead frame causes a decrease in reflectance, lowers the reflectance of light emitted from the LED chip, lowers light extraction efficiency, and causes a decrease in luminous intensity of the semiconductor light emitting device.
このことは、ランプハウスとリードフレームとの間の密着力を減少させることにもなり、半導体発光装置の耐湿性、半導体発光装置の実装時の耐リフロー性の問題も含んでいる。 This also reduces the adhesion between the lamp house and the lead frame, and includes the problems of moisture resistance of the semiconductor light emitting device and reflow resistance when the semiconductor light emitting device is mounted.
ところで、表面実装型半導体発光装置には、マザーボードに対する実装時に光軸を実装面に対して略垂直に向けて実装するタイプのトップビュータイプ表面実装型半導体発光装置と称されるものと、光軸を実装面に対して略平行に向けて実装するタイプのサイドビュータイプ表面実装型半導体発光装置と称されるものとがある。リードフレームを樹脂によってインサート成形して得られたパッケージに半導体発光素子を実装するタイプの半導体発光装置においては、リードフレームのフォーミング加工上、同一パッケージでトップビュータイプとサイドビュータイプの両タイプの実装方法を兼用することは不可能である。 By the way, the surface-mount type semiconductor light-emitting device includes a so-called top-view type surface-mount type semiconductor light-emitting device in which the optical axis is mounted substantially perpendicular to the mounting surface when mounted on the motherboard, and the optical axis. There is a type called a side-view type surface-mount type semiconductor light-emitting device that is mounted so as to be substantially parallel to the mounting surface. In a semiconductor light emitting device that mounts semiconductor light emitting elements on a package obtained by insert molding of the lead frame with resin, both top view and side view types are mounted in the same package for lead frame forming processing. It is impossible to combine methods.
リードフレームの替わりにリジッドな基板で構成したトップビュータイプ表面実装型半導体発光装置をサイドビュータイプの実装方法によってマザーボードに搭載したものがある。この場合トップビュータイプ表面実装型半導体発光装置の一般的な製造工程は、リジッドな多面取り基板上に所定の間隔で載置された複数のLEDチップと、夫々のLEDチップの上側電極に接続されて架空配線された複数のボンディングワイヤとを覆うように封止樹脂によって一体に樹脂封止し、所定の間隔でダイシングカットすることによって個々の半導体発光装置に分離するものである Some top-view type surface-mount semiconductor light-emitting devices configured with a rigid substrate instead of a lead frame are mounted on a motherboard by a side-view type mounting method. In this case, a general manufacturing process of a top-view type surface-mount semiconductor light-emitting device is connected to a plurality of LED chips placed at a predetermined interval on a rigid multi-sided substrate and an upper electrode of each LED chip. In order to cover a plurality of bonding wires wired overhead, the resin is integrally sealed with a sealing resin and separated into individual semiconductor light emitting devices by dicing cutting at predetermined intervals.
このような製造工程を経て作製されたトップビュータイプ表面実装型半導体発光装置をサイドビュータイプの実装方法によってマザーボードに搭載する場合、マザーボードに形成された回路パターンと半導体発光装置に形成された電極パターンの夫々の面が互いに略平行になることがない。そのため、半田接合時に半田の溶融と同時に半導体発光装置の一方がマザーボードから立ち上がった状態となるいわゆるマンハッタン現象(トゥームストーン現象)と言われる半田不良、半田の溶融と同時に半田が半導体発光装置の電極パターンに吸い上げられ、半導体発光装置の電極パターンとマザーボードの回路パターンとの接触部に半田が存在しないいわゆるウィッキング現象と言われる半田不良などが発生し、マザーボードの品質低下を招いていた。 When a top-view type surface-mount semiconductor light-emitting device manufactured through such a manufacturing process is mounted on a motherboard by a side-view type mounting method, a circuit pattern formed on the motherboard and an electrode pattern formed on the semiconductor light-emitting device Each of the surfaces does not become substantially parallel to each other. Therefore, at the time of solder joining, one of the semiconductor light emitting devices rises from the motherboard simultaneously with the melting of the solder, so-called Manhattan phenomenon (Tombstone phenomenon), the solder pattern is melted and the solder becomes the electrode pattern of the semiconductor light emitting device. As a result, solder defects such as a so-called wicking phenomenon in which solder does not exist at the contact portion between the electrode pattern of the semiconductor light emitting device and the circuit pattern of the mother board occur, leading to deterioration of the quality of the mother board.
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、半導体発光素子が基板に共晶接合される際の熱的影響を排除し、放熱性が良好で点灯時の自己発熱による発光効率の低下を抑制し、且つ高温高湿環境下および短波長領域の光環境下における光取り出し効率の低下を抑制することによって長期間の使用に亘って光学的特性の経時変化が少なく、製造コストも安価であり、マザーボードに対してトップビュータイプおよびサイドビュータイプの両方の実装方法が兼用できると共に、確実な実装が確保できる半導体発光素装置およびその製造方法を提供することにある。 Therefore, the present invention was devised in view of the above problems, and its object is to eliminate the thermal influence when the semiconductor light-emitting element is eutectic bonded to the substrate, and has good heat dissipation and lighting. Change in optical characteristics over time over a long period of time by suppressing a decrease in light emission efficiency due to self-heating of the light and suppressing a decrease in light extraction efficiency in a high-temperature, high-humidity environment and in a short-wavelength light environment The present invention provides a semiconductor light emitting device and a method for manufacturing the same that can be used for both a top-view type and a side-view type mounting method for a mother board and can ensure reliable mounting. is there.
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に記載された発明は、開口を有する凹部が形成されたSi基材の表面に絶縁層を介して複数に分離した電極パターンが形成され、前記電極パターンの少なくとも2つには少なくとも1箇所以上の上に外部回路接続電極が設けられ、前記凹部内底面に配置された電極パターン上に共晶結合によって半導体発光素子が載置されてボンディングワイヤを介して架空配線され、前記凹部内に封止樹脂が充填されて前記半導体発光素子および前記ボンディングワイヤが樹脂封止されていることを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the invention described in
また、本発明の請求項2に記載された発明は、請求項1において、前記外部回路接続電極は立体的に形成され、且つ前記表面実装型半導体発光装置をマザーボードに実装するときに該マザーボードに対向する前記表面実装型半導体発光装置の面に略平行になるような面を有していることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the external circuit connection electrode is three-dimensionally formed, and when the surface-mount type semiconductor light emitting device is mounted on the mother board, the mother board is mounted on the mother board. It has a surface that is substantially parallel to the surface of the surface-mounted semiconductor light-emitting device that faces the surface-mounted semiconductor light-emitting device.
また、本発明の請求項3に記載された発明は、請求項1または2のいずれか1項において、前記封止樹脂は透光性樹脂に1種以上の蛍光物質が混入していることを特徴とするものである。
Moreover, the invention described in claim 3 of the present invention is that, in any one of
また、本発明の請求項4に記載された発明は、請求項1〜3のいずれか1項において、前記表面実装型半導体発光装置を実装するマザーボードに対し、光軸が前記マザーボードに略垂直な方向に向くような実装方法と、光軸が前記マザーボードに略平行な方向に向くような実装方法との両方の実装方法が可能であることを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the optical axis is substantially perpendicular to the mother board on which the surface mount semiconductor light emitting device is mounted. Both the mounting method that faces the direction and the mounting method that the optical axis faces the direction substantially parallel to the mother board are possible.
また、本発明の請求項5に記載された発明は、開口を有する2つの凹部が対向する側に形成されたSi基材の表面に絶縁層を介して複数に分離した電極パターンが形成され、前記電極パターンの少なくとも4つには少なくとも1箇所以上の上に外部回路接続電極が設けられ、前記夫々の凹部内底面に配置された電極パターン上に共晶結合によって半導体発光素子が載置されてボンディングワイヤを介して架空配線され、前記夫々の凹部内に封止樹脂が充填されて前記半導体発光素子および前記ボンディングワイヤが樹脂封止されていることを特徴とするものである。
Further, in the invention described in
また、本発明の請求項6に記載された発明は、請求項5において、前記外部回路接続電極は立体的に形成され、且つ前記表面実装型半導体発光装置をマザーボードに実装するときに該マザーボードに対向する前記表面実装型半導体発光装置の面に略平行になるような面を有していることを特徴とするものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the external circuit connection electrode is three-dimensionally formed, and the surface-mounted semiconductor light-emitting device is mounted on the motherboard when mounted on the motherboard. It has a surface that is substantially parallel to the surface of the surface-mounted semiconductor light-emitting device that faces the surface-mounted semiconductor light-emitting device.
また、本発明の請求項7に記載された発明は、請求項5または6のいずれか1項において、前記封止樹脂は透光性樹脂に1種以上の蛍光物質が混入していることを特徴とするものである。
Moreover, the invention described in
また、本発明の請求項8に記載された発明は、請求項5〜7のいずれか1項において、前記表面実装型半導体発光装置を実装するマザーボードに対し、光軸が前記マザーボードに略平行な方向で、且つ2つの前記凹部に載置された半導体発光素子の光出射方向が互いに反対方向を向くような実装方法が可能であることを特徴とするものである。 According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the fifth to seventh aspects, an optical axis is substantially parallel to the mother board on which the surface-mount type semiconductor light emitting device is mounted. And a mounting method in which the light emitting directions of the semiconductor light emitting elements mounted in the two concave portions are directed in opposite directions to each other.
本発明は、開口を有する凹部が形成されたSi基材の表面に絶縁層を介して複数に分離した電極パターンが形成され、該電極パターンの上に部分的に外部回路接続電極が設けられ、凹部内底面に配置された電極パターン上に共晶結合によって半導体発光素子が載置されてボンディングワイヤを介して架空配線され、凹部内に封止樹脂が充填されて半導体発光素子およびボンディングワイヤが樹脂封止されている。 In the present invention, a plurality of electrode patterns separated through an insulating layer are formed on the surface of a Si base material having a recess having an opening, and external circuit connection electrodes are partially provided on the electrode pattern, A semiconductor light emitting device is mounted by eutectic bonding on the electrode pattern disposed on the bottom surface of the recess and is wired overhead via a bonding wire. The recess is filled with a sealing resin, and the semiconductor light emitting device and the bonding wire are made of resin. It is sealed.
よって、半導体発光素子を共晶結合によって電極パターン上に載置する際の高温環境下にあっても高熱の影響を受けることがなく、長期の使用に亘って高温高湿環境下および短波長領域の光環境下に晒されても高い発光効率および高い光取り出し効率が維持できると共に、実装の自由度が高い表面実装型半導体発光装置が実現できた。 Therefore, it is not affected by high heat even in a high temperature environment when a semiconductor light emitting device is mounted on an electrode pattern by eutectic bonding. Thus, a surface-mount type semiconductor light-emitting device that can maintain high light emission efficiency and high light extraction efficiency even when exposed to the light environment, and has a high degree of freedom in mounting has been realized.
半導体発光素子を共晶結合によって電極パターン上に載置する際の高温環境下にあっても高熱の影響を受けることがなく、長期の使用に亘って高温高湿環境下および短波長領域の光環境下に晒されても高い発光効率および高い光取り出し効率が維持できるという目的を、Siウエハを加工して表面に電極を形成したSi基材の電極上に半導体発光素子を共晶結合するようにして実現した。 Even when the semiconductor light-emitting element is placed on the electrode pattern by eutectic bonding, it is not affected by high heat, and light in a high-temperature and high-humidity environment and in a short wavelength region over a long period of use. A semiconductor light emitting element is eutectic-bonded on an Si base electrode formed by processing a Si wafer and forming an electrode on the surface, with the aim of maintaining high light emission efficiency and high light extraction efficiency even when exposed to the environment. And realized.
以下、この発明の好適な実施形態を図1〜図8を参照しながら、詳細に説明する(同一部分については同じ符号を付す)。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8 (the same portions are given the same reference numerals). The embodiments described below are preferable specific examples of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention particularly limits the present invention in the following description. Unless stated to the effect, the present invention is not limited to these embodiments.
図1〜図3は本発明の表面実装型半導体発光装置に係わる実施例1を示した図であり、図1は表面側から示した斜視図、図2は裏面側から示した斜視図、図3は図1のA−A断面図である。 1 to 3 are diagrams showing a first embodiment of a surface-mount type semiconductor light emitting device according to the present invention, FIG. 1 is a perspective view showing from the front side, and FIG. 2 is a perspective view showing from the back side. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
略四角柱状のSi基材1の第一側面2の略中央部に開口3を有する凹部4が設けられている。凹部4の形状は、該凹部4の矩形の内底面5から矩形の開口3方向に向かって外側に開いた内周面6を有する形状を呈しているが、必ずしもこの形状に限られるものではない。
A
また、対向する凹部4の開口縁部7の夫々とSi基材1の端面縁部8との間には、第一側面2から該第一側面2に略垂直にSi基材1を貫通する貫通孔9が設けられている。貫通孔9は深さ方向に垂直な面で切断した断面が略矩形を呈しているが、必ずしもこの形状に限られるものではない。
Further, the
更に、略四角柱状の四つの側辺(稜)10は対向する端面11から夫々内側に向かって途中まで削取された形状に形成されている。以上がベースとなるSi基材の全体形状である。次にSi基材に設けられた電極パターンについて説明する。まず、前記形状に加工されたSi基材1の表面全面には酸化膜20が形成されており、以下説明する電極パターンはすべて絶縁層となる酸化膜20の上に形成されている。
Further, the four sides (ridges) 10 having a substantially quadrangular prism shape are formed in a shape that is cut halfway inward from the opposing end surfaces 11. The above is the overall shape of the Si base material as a base. Next, the electrode pattern provided on the Si substrate will be described. First, an
Si基材1の凹部4内底面5および内周面6には分離した一対の電極パターン12a、12bが形成されており、夫々の電極パターン12a、12bは内底面5から内周面6を経て第一側面2に延び、第一側面2を挟む削取面13a、13bに至っている。
A pair of separated
更に、貫通孔9の内面にも電極パターン12a、12bが形成されており、第一側面2の電極パターン12a、12bは貫通穴9を経て貫通孔9の他方の開口が設けられた第二側面14まで延び、第二側面14に形成された電極パターン12a、12bに繋がって第二側面14挟む削取面13c、13dに至っている。
Furthermore,
削取面13a〜13dの電極パターン上には電極が立体的に形成され、外部回路に接続されて電力を導入するための外部回路接合電極15a〜15dとなっている。従って、凹部4内底面5および内周面6に形成された一対の電極パターン12a、12bは夫々Si基材1の削取面13a、13cおよび13b、13c上に設けられた外部回路接合電極15a、15cおよび15b、15cに電気的に繋がっている。
Electrodes are three-dimensionally formed on the electrode patterns of the scraped surfaces 13a to 13d, and are connected to an external circuit to form external
また、凹部4内底面5に形成された電極ターン12a、12bの一方の電極パターン12aにLEDチップ16が載置され、LEDチップ16の下側電極と電極パターン12aとが共晶結合で接続され、外部回路接合電極15aおよび15cと電気的に導通している。一方、LEDチップ16の上側電極はボンディングワイヤ17を介して凹部4内底面5の他方の電極パターン12bに接続され、外部回路接合電極15bおよび15dと電気的に導通している。LEDチップは透光性を有するSiC基板上にピーク波長が480nm以下の光を発光する窒化物系半導体の活性層を持ち、下側電極にAuSnあるいはSnの共晶電極を有している。
The
更に、凹部4内には透光性を有する封止樹脂18が充填され、LEDチップ16およびボンディングワイヤ17を樹脂封止している。封止樹脂にはシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂、シリコーンーエポキシ樹脂、PVA樹脂、フッ素系樹脂などが用いられる。
Furthermore, the
図4の表面側から示した斜視図、図5の裏面側から示した斜視図で表される表面実装型半導体発光装置は、上記図1〜図3に示された実施例1において外部回路接合電極15aと15c、15bと15dの夫々を接続するために設けられた貫通孔(スルーホール)の替わりに、夫々の側辺を大きく削取した形状に形成し、削取面13aと13c、13bと13dの夫々に形成された電極パターン同士を接続し、各削取面上に形成される外部回路接合電極15aと15c、15bと15dの夫々を一体化した構成となっている。その他の構成は上記図1〜図3に示された実施例1と同様であるので説明を省略する。
The surface mount type semiconductor light emitting device represented by the perspective view shown from the front side of FIG. 4 and the perspective view shown from the back side of FIG. 5 is connected to the external circuit in the first embodiment shown in FIGS. Instead of the through-holes (through holes) provided to connect the
図6は本発明の表面実装型半導体発光装置に係わる実施例2を示す断面図である。本実施例は、第一側面2側および第二側面14側の夫々に開口を有する凹部4a、4bを設け、夫々の凹部4a、4b内底面および内周面には分離した一対の電極パターン12a、12および12c、12dが形成されており、夫々の電極パターン12a、12b、12c、12dは図1に示す夫々独立した削取面13a、13b、13d、13cに相当する位置に接続され、夫々の削取面13a、13b、13d、13c上には立体的に形成された外部回路接合電極15a、15b、15d、15cが設けられている。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a second embodiment relating to the surface-mounted semiconductor light-emitting device of the present invention. In the present embodiment, recesses 4a and 4b having openings are provided on the
夫々の凹部4a、4bの内底面に形成された電極ターン12a、12b、12c、12dの一方の電極パターン12a、12cにLEDチップ16が載置され、夫々のLEDチップ16の下側電極と電極パターン12a、12cとが共晶結合で接続され、図1に示す外部回路接合電極15a、15dに相当する電極と電気的に導通している。一方、夫々のLEDチップ16の上側電極はボンディングワイヤ17を介して凹部4内底面5の他方の電極パターン12b、12dに接続され、図1に示す外部回路接合電極15b、15cに相当する電極と電気的に導通している。
The
更に、夫々の凹部4a、4b内には透光性を有する封止樹脂18が充填され、LEDチップ16およびボンディングワイヤ17を樹脂封止している。封止樹脂にはシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂、シリコーンーエポキシ樹脂、PVA樹脂、フッ素系樹脂などが用いられる。
Further, each of the
本実施例の表面実装型半導体発光装置は、対向する面から互いに反対方向に向けてLEDチップの発光光を放出する両面発光タイプである。 The surface-mount type semiconductor light-emitting device of this example is a double-sided light emitting type that emits light emitted from the LED chip in the opposite direction from opposite surfaces.
図7および図8は実施例1をマザーボードに実装した時の状態を示したものであり、図9は実施例2をマザーボードに実装した時の状態を示したものである。実施例1は図7で示すように半導体発光装置の光放出方向がマザーボードの実装面と略垂直になるように実装するトップビュータイプの実装方法と、図8で示すように半導体発光装置の光放出方向がマザーボードの実装面と略平行になるように実装するサイドビュータイプの実装方法との両方の実装方法を兼用することができる。 7 and 8 show the state when the first embodiment is mounted on a mother board, and FIG. 9 shows the state when the second embodiment is mounted on a mother board. Example 1 is a top-view type mounting method in which the light emission direction of the semiconductor light-emitting device is substantially perpendicular to the mounting surface of the motherboard as shown in FIG. 7, and the light of the semiconductor light-emitting device as shown in FIG. Both the mounting method and the side view type mounting method in which the discharge direction is mounted so as to be substantially parallel to the mounting surface of the motherboard can be used.
いずれの実装方法においても、半導体発光装置が、マザーボードに対して半導体発光装置に形成された外部回路接合電極のマザーボーに平行な面と垂直な面とで半田接合されるため、マザーボードへの表面実装型半導体発光装置の実装が強固に行なわれ、信頼性の高い実装を確保することができる。 In any mounting method, the semiconductor light-emitting device is solder-bonded to the motherboard with a surface parallel to and perpendicular to the mother board of the external circuit bonding electrode formed on the semiconductor light-emitting device. The type semiconductor light emitting device is firmly mounted, and a highly reliable mounting can be ensured.
次に、本発明の表面実装型半導体発光装置に係わる製造工程を図10および図11に基づいて説明する。図10はSiウエハから多面取りSi基材を作製する工程、図11は多面取りSi基材に電極パターンを形成する工程である。まず図10より、(a)の工程で、Siウエハを準備する。(b)の工程で、Siウエハの(100)面に熱酸化膜を形成する。(c)の工程で、酸化膜上にレジストをスピンコートしてプリベークする。(d)の工程で、レジストをマスク露光および現像してSiウエハのエッチング部分のレジストを除去してその他の部分にレジストを残す。(e)の工程で、ポストプリベークの後、レジストをマスクにしてフッ酸(HF)とフッ化アンモニウム(NH4F)を混合したバッファードフッ酸(BFH)で酸化膜を選択エッチングする。(f)の工程で、レジスト除去後、RCA1(1pNH3(25%)+5pH2O+1pH2O2)洗浄およびRCA2(1pHCl+6pH2O+1PH2O2)洗浄の後、HFに浸漬する。(g)の工程で、残った酸化膜をマスクにしてKOH系のアルカリウエットエッチングによってSiウエハをエッチングし、(111)面をエッチングの斜面とする凹部を形成する。(h)の工程で、酸化膜を除去して多面取りSi基材が完成する。 Next, a manufacturing process related to the surface mount semiconductor light emitting device of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 shows a process for producing a multi-chamfered Si base material from an Si wafer, and FIG. 11 shows a process for forming an electrode pattern on the multi-chamfer Si base material. First, referring to FIG. 10, a Si wafer is prepared in the step (a). In the step (b), a thermal oxide film is formed on the (100) surface of the Si wafer. In the step (c), a resist is spin-coated on the oxide film and prebaked. In step (d), the resist is exposed to a mask and developed to remove the resist in the etched portion of the Si wafer and leave the resist in other portions. In the step (e), after post-prebaking, the oxide film is selectively etched with buffered hydrofluoric acid (BFH) in which hydrofluoric acid (HF) and ammonium fluoride (NH 4 F) are mixed using the resist as a mask. In the step (f), after removing the resist, RCA1 (1pNH 3 (25%) + 5pH 2 O + 1pH 2 O 2 ) cleaning and RCA2 (1pHCl + 6pH 2 O + 1PH 2 O 2 ) cleaning are performed and then immersed in HF. In the step (g), the remaining oxide film is used as a mask to etch the Si wafer by KOH-based alkaline wet etching to form a recess having the (111) plane as an etching slope. In the step (h), the oxide film is removed to complete a multi-cavity Si substrate.
上記(g)のSiウエハをエッチングする工程において、KOH以外に、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)、EDP(エチレンジアミンピロカテコール)およびN2H4+H2Oが使用可能である。また、XeF2やSF6+C4H8ボッシュプロセスなどのドライプロセスによるエッチング、凹部斜面状のブレードを使用したダイシングプロセスによる凹部形成、ブラストによる凹部形成も可能である。また、エッチング方法によってはエッチングの面方位を変えることで斜面角度を制御することができる。 In the step (g) of etching the Si wafer, TMAH (tetramethylammonium hydroxide), EDP (ethylenediamine pyrocatechol), and N 2 H 4 + H 2 O can be used in addition to KOH. Further, etching by a dry process such as XeF 2 or SF 6 + C 4 H 8 Bosch process, formation of a recess by a dicing process using a blade having a concave slope, and formation of a recess by blasting are also possible. Further, depending on the etching method, the slope angle can be controlled by changing the surface orientation of etching.
その後、上記多面取りSi基材をベースとして、図11で示す電極パターン形成工程に進む。図11より、(a)の工程で、多面取りSi基材を準備する。(b)の工程で、多面取りSi基材に熱酸化膜を形成する。(c)の工程で、酸化膜上にレジストを塗布してプリベークする。(d)の工程で、レジストをマスク露光および現像して電極パターンを形成する部分のレジストを除去してその他の部分にレジストを残す。(e)の工程で、蒸着またはスパッタによって電極パターンとなるTi/Ni/AgBiNdを成膜する。(f)の工程で、剥離液によってレジストをリフトオフ操作してレジストを除去すると、多面取りSi基材に電極パターンが形成される Thereafter, the process proceeds to the electrode pattern forming step shown in FIG. From FIG. 11, a multi-chamfer Si substrate is prepared in the step (a). In the step (b), a thermal oxide film is formed on the multi-chamfered Si substrate. In the step (c), a resist is applied on the oxide film and prebaked. In step (d), the resist is mask-exposed and developed to remove the resist where the electrode pattern is to be formed, and leave the resist in the other portions. In the step (e), Ti / Ni / AgBiNd to be an electrode pattern is formed by vapor deposition or sputtering. In step (f), when the resist is removed by removing the resist with a stripping solution, an electrode pattern is formed on the multi-faced Si substrate.
上記(e)の電極パターンを形成する工程において、Ti/Ni/AgBiNdの成膜の他に、Ti/Ni/Au、Cr/Ni/Au、TiW/Au、Ti/NiV/Au、Cr/NiV/Au、Ti/Ni/AgNdCu、Cr/Ni/AgNdCu、TiW/AgNdCu、Ti/Ni/AgBi、Cr/Ni/AgBi、TiW/AgBi、Cr/Ni/AgBiNd、TiW/AgBiNd、Cr/NiV/AgBiNd、Ti/Ni/AgBiAu、Cr/Ni/AgBiAu、TiW/AgBiAu、Cr/NiV/AgBiAuなどの最終面の表面粗度(Ra)が0.1μm以上でAgなどの光による硫化または酸化が起こらないような材料で成膜することも可能である。 In the step of forming the electrode pattern of (e) above, in addition to Ti / Ni / AgBiNd film formation, Ti / Ni / Au, Cr / Ni / Au, TiW / Au, Ti / NiV / Au, Cr / NiV / Au, Ti / Ni / AgNdCu, Cr / Ni / AgNdCu, TiW / AgNdCu, Ti / Ni / AgBi, Cr / Ni / AgBi, TiW / AgBi, Cr / Ni / AgBiNd, TiW / AgBiNd, Cr / NiV / AgBiNd , Ti / Ni / AgBiAu, Cr / Ni / AgBiAu, TiW / AgBiAu, Cr / NiV / AgBiAu, etc. The final surface has a surface roughness (Ra) of 0.1 μm or more and is not sulfided or oxidized by light such as Ag. It is also possible to form a film with such a material.
あるいは、他の電極形成方法として、無電解メッキによってCuの薄膜を形成した後に電鋳によってCuの厚膜にし、電極パターンを形成する部分にレジストを残してその他の部分のレジストを除去する。そして、塩化第二鉄で露出したCu厚膜をエッチングして所望の電極パターンを得ることができる。更に、Cuの電極パターンの上に電解メッキによってAu、AgBi、Pd、AgPd、Ag/ReおよびAg/Rhなどを成膜し、共晶結合が可能な電極パターンにすることができる。 Alternatively, as another electrode forming method, a Cu thin film is formed by electroless plating, and then a Cu thick film is formed by electroforming. The resist is left in the portion where the electrode pattern is to be formed, and the other portions of the resist are removed. Then, a desired electrode pattern can be obtained by etching the Cu thick film exposed with ferric chloride. Furthermore, Au, AgBi, Pd, AgPd, Ag / Re, Ag / Rh, and the like can be formed on the Cu electrode pattern by electrolytic plating to form an electrode pattern capable of eutectic bonding.
また、Cu厚膜のエッチング液としては、塩化第二銅、過硫化アンモニウムを主体にしたもの、過硫化アンモニウムをアンモニア錯体化したもの、硫酸・過酸化水素を主体にしたもの、硫酸・過酸化水素をアンモニア錯体化したもの、塩素酸塩系を主体としたものなどが使用可能である。 Etching solution for Cu thick film includes cupric chloride, ammonium persulfide as the main component, ammonium persulfide as ammonia complex, sulfuric acid / hydrogen peroxide as main component, sulfuric acid / peroxide Those obtained by complexing hydrogen with ammonia or those mainly composed of chlorate can be used.
更に、電極パターン上に外部回路接合電極を設ける方法は、電極パターン上にAuSnペーストをディスペンサで定量注入し、共晶温度で反応させることによって形成される。また、その後AuSnの表面にバレルメッキなどによりAuを成膜したり、半田メッキを施すことによって、外部電極端子との半田接合時の半田濡れ性を向上させることができる。
また、AuSnの他に、AuSiやAuGeなどのぺーストでもよいし、表面の成膜によってはAu、Agのペーストで形成することも可能である。
Furthermore, a method of providing an external circuit bonding electrode on the electrode pattern is formed by injecting a quantitative amount of AuSn paste on the electrode pattern with a dispenser and reacting at the eutectic temperature. Further, by depositing Au on the surface of AuSn by means of barrel plating or performing solder plating, it is possible to improve the solder wettability at the time of solder joining with the external electrode terminal.
In addition to AuSn, a paste such as AuSi or AuGe may be used. Depending on the film formation on the surface, a paste of Au and Ag may be used.
以上、ここまではSiウエハを所望の形状に加工し、必要な電極パターンおよび外部回路接合電極を形成した多面取りSi基材を作製するまでの工程を説明したが、その後の工程として、多面取りSi基材に設けられた複数の凹部内にLEDチップを載置し、ボンディングワイヤを架空配線した後に凹部内に封止樹脂を充填して加熱硬化させ、最後に所定の間隔で多面取りSi基板を切断して分離することによって個々の表面実装型半導体発光装置が完成するものである。 Up to this point, the process of processing a Si wafer into a desired shape and producing a multi-faced Si substrate on which necessary electrode patterns and external circuit bonding electrodes are formed has been described. LED chips are placed in a plurality of recesses provided on the Si base, bonding wires are aerially wired, sealing resin is filled in the recesses, heat-cured, and finally a multi-faced Si substrate at predetermined intervals Each surface-mount type semiconductor light-emitting device is completed by cutting and separating.
本発明の表面実装型半導体発光装置の発光源としては、紫外〜可視〜赤外の波長(周波数)領域の光を発するLEDチップが使用可能である。単色発光の半導体発光装置の発光源としては前記波長領域の光を発光するLEDチップ全てが対象となるが、「背景技術」で述べたように、LEDチップから出射された光の一部で蛍光物質を励起して波長変換し、LEDチップから出射された光とは異なる色調の光を放出するような半導体発光装置が可能である。その場合の発光源としては、例えば、青色光を発光するLEDチップとしては、上記実施例で挙げた、透光性を有するSiC基板上にピーク波長が480nm以下の光を発光する窒化物系半導体の活性層を持つLEDチップの他に、TiON系などの材料があり、紫外線発を発光するLEDチップとしては、InGaN系、AlGaN系、ZnS系、ZnO系およびTiO系などの材料がある。 As a light source of the surface-mount type semiconductor light emitting device of the present invention, an LED chip that emits light in a wavelength (frequency) region from ultraviolet to visible to infrared can be used. Although all LED chips that emit light in the above-mentioned wavelength range are targeted as light emission sources of monochromatic light emitting semiconductor light emitting devices, as described in “Background Art”, a part of the light emitted from the LED chips is fluorescent. A semiconductor light emitting device that excites a substance, converts the wavelength, and emits light having a color tone different from the light emitted from the LED chip is possible. As the light source in that case, for example, as an LED chip that emits blue light, the nitride-based semiconductor that emits light having a peak wavelength of 480 nm or less on the translucent SiC substrate mentioned in the above embodiment In addition to the LED chip having the active layer, there are materials such as TiON, and the LED chips that emit ultraviolet light include InGaN, AlGaN, ZnS, ZnO, and TiO materials.
これらの材料からなるLEDチップから出射される光を受けて、波長変換して異なる波長の光を放出する蛍光物質としては、例えば、珪酸塩系蛍光物質を封止樹脂に混入することによって、例えばピーク波長463nmの青色光がピーク波長が563nmの緑色光に波長変換されて放出される光の色調も変わることになる。 As a fluorescent substance that receives light emitted from an LED chip made of these materials, converts the wavelength and emits light of a different wavelength, for example, by mixing a silicate fluorescent substance into a sealing resin, for example, The color tone of the light emitted by converting the blue light having the peak wavelength of 463 nm into the green light having the peak wavelength of 563 nm also changes.
一般的に、LEDチップから出射される黄色光よりも短波長領域の光を受けて黄色光に波長変換・色調変化をもたらす蛍光物質としては、R3M5O12:Ce,Prの一般式で表される蛍光物質のうち、Rがイットリウム(Y)およびガドリニウム(Gd)のうちの少なくとも一元素,Mがアルミニウム(Al)およびガリウム(Ga)のうちの少なくとも一元素であるような蛍光物質、あるいはオキシ窒化物ガラスを母体とする蛍光物質、または、チオガレートCaGa2S4:Euなどが挙げられる。 In general, as a fluorescent substance that receives light in a shorter wavelength region than yellow light emitted from an LED chip and brings yellow light to wavelength conversion and color tone change, a general formula of R 3 M 5 O 12 : Ce, Pr Wherein R is at least one element of yttrium (Y) and gadolinium (Gd), and M is at least one element of aluminum (Al) and gallium (Ga). Or a fluorescent substance based on oxynitride glass, or thiogallate CaGa 2 S 4 : Eu.
また、LEDチップから出射される緑色光よりも短波長領域の光を受けて緑色光に波長変換・色調変化をもたらす蛍光物質としては、Y3M5O12:Ceの一般式で表される蛍光物質のうち、Mがアルミニウム(Al)およびガリウム(Ga)のうちの少なくとも一元素であるような蛍光物質、チオガレートSrGa2S4:Eu、珪酸塩蛍光物質Ca3Sr(SiO4)3:Ce、酸化物蛍光物質CaSr2O4:Ce、酸窒化物系蛍光物質SrSi2O2N2:Euなどが挙げられる。 Further, a fluorescent substance that receives light in a shorter wavelength region than the green light emitted from the LED chip and brings the wavelength conversion and color tone change into the green light is represented by the general formula of Y 3 M 5 O 12 : Ce. Among the fluorescent substances, a fluorescent substance in which M is at least one element of aluminum (Al) and gallium (Ga), thiogallate SrGa 2 S 4 : Eu, silicate fluorescent substance Ca 3 Sr (SiO 4 ) 3 : Ce, oxide fluorescent substance CaSr 2 O 4 : Ce, oxynitride fluorescent substance SrSi 2 O 2 N 2 : Eu, and the like can be given.
また、LEDチップから出射される赤色光よりも短波長領域の光を受けて赤色光に波長変換・色調変化をもたらす蛍光物質としては、硫化物系蛍光物質M5S:Euの一般式で表される蛍光物質のうち、Mが窒化物系蛍光物質CaSiN2:Eu、CaAlSiN2:Euなどが挙げられる。 In addition, as a fluorescent material that receives light in a shorter wavelength region than red light emitted from the LED chip and causes wavelength conversion and color tone change to red light, it is represented by a general formula of sulfide-based fluorescent material M 5 S: Eu. Among the fluorescent materials to be used, M includes nitride-based fluorescent materials CaSiN 2 : Eu, CaAlSiN 2 : Eu, and the like.
また、LEDチップから出射される紫外光によって白色の光を得る場合、
青色光に波長変換するアルミン酸塩蛍光物質BaMg2Al16O27:Eu、BaMgAl10O17:Eu、ハロ燐酸塩蛍光物質(Sr,Ca,Ba)5(PO4)3Cl:Eu、
緑色光に波長変換するアルミン酸塩蛍光物質BaMg2Al16O27:Eu,Mn、ハロ珪酸塩蛍光物質Ca8Mg(SiO4)4Cl:Eu,Mn、珪酸塩蛍光物質((Ba、Sr、Ca、Mg)1−XEuX)2SiO4、Zn2GeO4:Mn、
赤色光に波長変換する酸硫化物蛍光物質Y2O2S:Eu、Y2O3:Eu,Bi、チオガレート(Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu、
において、青色光、緑色光および赤色光に波長変換する蛍光物質の中から適宜選択して混合した蛍光物質が使用できる。
Also, when obtaining white light by ultraviolet light emitted from the LED chip,
Aluminate phosphor BaM 2 Al 16 O 27 : Eu, BaMgAl 10 O 17 : Eu, halophosphate phosphor (Sr, Ca, Ba) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu, wavelength-converted into blue light
Aluminate fluorescent material BaMg 2 Al 16 O 27 : Eu, Mn, halosilicate fluorescent material Ca 8 Mg (SiO 4 ) 4 Cl: Eu, Mn, silicate fluorescent material ((Ba, Sr) , Ca, Mg) 1-X Eu X ) 2 SiO 4 , Zn 2 GeO 4 : Mn,
Oxysulfide fluorescent substance Y 2 O 2 S: Eu, Y 2 O 3 : Eu, Bi, thiogallate (Sr, Ca, Ba) (Al, Ga) 2 S 4 : Eu, wavelength-converted into red light
In this case, a fluorescent material that is appropriately selected and mixed from fluorescent materials that convert the wavelength of blue light, green light, and red light can be used.
更に、赤色光に波長変換する蛍光物質としては他に、A(Eu1−x−yMxSmy)(W1−zMoz)2O8(但し前記式中、AはLi、Na、K、RbおよびCsの元素からなる群のうちの少なくとも1種以上、MはB、Al、Sc、Ga、In、Tl、Sb、Bi、Y、La、Gd、Lu、Nb、Ta、HfおよびPの元素からなる群のうちの少なくとも1種以上、xは0≦x≦0.3、yは0<y≦0.1、zは0≦z≦1である。)がある。 Furthermore, the other as a fluorescent substance that converts the wavelength to red light, A in (Eu 1-x-y M x Sm y) (W 1-z Mo z) 2 O 8 ( where the equation, A is Li, Na , K, Rb, and Cs, and M is B, Al, Sc, Ga, In, Tl, Sb, Bi, Y, La, Gd, Lu, Nb, Ta, Hf And at least one selected from the group consisting of the elements P and x, 0 ≦ x ≦ 0.3, y is 0 <y ≦ 0.1, and z is 0 ≦ z ≦ 1.
同様に、長紫外波長領域から青色波長領域のLED光で赤色光に波長変換する蛍光物質として、AEuXLn1−xM2O8においてEu3+イオンを2次元または1次元に配列したもの(但し、0<x≦1、組成中のAはLi、Na、K、RbおよびCsの元素からなる群のなかの少なくとも1種であり、LnはY、La、GdおよびLuの元素からなる群のなかの少なくとも一種であり、MはWおよびMoのうちの1種である。)がある。 Similarly, as a fluorescent substance that converts the wavelength of red light into LED light in the blue wavelength region from the long ultraviolet wavelength region, Eu 3+ ions arranged in two dimensions or one dimension in AEuXLn 1-x M 2 O 8 (however, 0 <x ≦ 1, A in the composition is at least one of the group consisting of elements of Li, Na, K, Rb and Cs, and Ln is in the group consisting of elements of Y, La, Gd and Lu. And M is one of W and Mo.).
また、R(赤色)G(緑色)B(青色)の夫々色調の光の加法混色で白色を得る場合、白色の分光特性において黄色光の不足を補う蛍光物質として、(2−x−y)SrO・x(Ba,Ca)O・(1−a−b−c−d)SiO2・aP2O5 bAl2O3 cB2O3 dGeO2:y Eu2+(但し、0<x<1.6、0.005<y<0.5、0<a、b、c、d<0.5である。)で示される2価のユウロピウムで活性化されたアルカリ土類金属オルト珪酸塩、(2−x−y)BaO・x(Sr,Ca)O・(1−a−b−c−d)SiO2・aP2O5 bAl2O3 cB2O3 dGeO2:y Eu2+(0.01<x<1.6、0.005<y<0.5、0<a、b、c、d<0.5である。)で示されるアルカリ土類金属オルト珪酸塩、構造的に安定で励起光や発光を長波長側にシフトできる物質としてオキシナイトライドガラス、β−サイアロン、α−サイアロンなど、構造中に窒素を含む酸窒化物蛍光物質などを挙げることができる。
In addition, when white is obtained by additive color mixing of light of R (red), G (green), and B (blue), (2-xy) as a fluorescent substance that compensates for the lack of yellow light in the white spectral characteristics. SrO · x (Ba, Ca) O · (1-a-b-c-d)
以上説明したように、本発明の表面実装型半導体発光装置は、Siウエハを加工することによって得られたSi基材上に半導体発光素子(LEDチップ)を共晶結合によって載置するようにした。そのため、半導体発光素子の共晶結合時の高温環境下にあってもSi基材が高熱の影響を受けることが全く無く、同時にマザーボードに対して直接Si基材を実装するために放熱効果も良好である。また、Si基材は高温高湿環境下および短波長領域の光環境下に晒されても特性劣化がほとんどない。 As described above, in the surface mount semiconductor light emitting device of the present invention, a semiconductor light emitting element (LED chip) is placed on a Si base material obtained by processing a Si wafer by eutectic bonding. . Therefore, even under the high temperature environment during eutectic bonding of semiconductor light emitting devices, the Si substrate is not affected by high heat, and at the same time, the Si substrate is directly mounted on the motherboard, so the heat dissipation effect is also good. It is. Further, even when the Si substrate is exposed to a high temperature and high humidity environment and a light environment in a short wavelength region, there is almost no deterioration in characteristics.
そのため、製造過程から長期の使用に亘って高い発光効率および高い光取り出し効率を維持できる表面実装型半導体発光装置を実現することができる。また、外部電極と接続して電力を導入するための外部回路接続電極を直接Si基材に立体的に設けると共に、外部回路接続電極を設ける位置に工夫を凝らした。 Therefore, it is possible to realize a surface mount semiconductor light emitting device capable of maintaining high light emission efficiency and high light extraction efficiency over a long period of use from the manufacturing process. In addition, the external circuit connection electrode for introducing power by connecting to the external electrode is directly provided on the Si base material in three dimensions, and the device is devised to provide the external circuit connection electrode.
そのため、マザーボードに対する確実な実装が確保されると共に、トップビュータイプの実装とサイドビュータイプの実装の兼用が可能となり、実装の自由度が向上し、部品の共通化によるコストの低減を図ることができる。また、多面取りSi基材に多数の半導体発光装置を形成することができるため、この点からもコストの低減化が実現できる。更に、両面発光タイプの表面実装型半導体発光装置も実現できるために、設計の自由度を高めることが可能となる。 As a result, reliable mounting on the motherboard is ensured, top-view type mounting and side-view type mounting can be combined, the mounting flexibility is improved, and the cost can be reduced by sharing parts. it can. In addition, since a large number of semiconductor light emitting devices can be formed on the multi-chamfered Si substrate, cost reduction can be realized also in this respect. Furthermore, since a double-sided light emitting type surface mount semiconductor light emitting device can be realized, the degree of freedom in design can be increased.
1 Si基材
2 第一側面
3 開口
4、4a、4b 凹部
5 内底面
6 内周面
7 開口縁部
8 端面縁部
9 貫通孔
10 側辺(稜)
11 端面
12a、12b 電極パターン
13a、13b、13c、13d 削取面
14 第二側面
15a、15b、15c、15d 外部回路接合電極
16 LEDチップ
17 ボンディングワイヤ
18 封止樹脂
20 酸化膜
DESCRIPTION OF
11
13a, 13b, 13c,
15a, 15b, 15c, 15d External
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010130008A (en) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Chi Mei Lighting Technology Corp | Side view type led package structure, and manufacturing method and application thereof |
JP2010538490A (en) * | 2007-09-06 | 2010-12-09 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | Light emitting device package and manufacturing method thereof |
JP2016171217A (en) * | 2015-03-13 | 2016-09-23 | シチズン電子株式会社 | Lateral face mounting type light-emitting device |
CN108807652A (en) * | 2017-04-28 | 2018-11-13 | 日亚化学工业株式会社 | Light-emitting device |
JP2019054248A (en) * | 2018-09-19 | 2019-04-04 | 日亜化学工業株式会社 | Light-emitting device |
JP2020150265A (en) * | 2017-04-28 | 2020-09-17 | 日亜化学工業株式会社 | Light-emitting module |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08264842A (en) * | 1995-03-27 | 1996-10-11 | Rohm Co Ltd | Side surface light emitting device |
JPH10150138A (en) * | 1996-11-15 | 1998-06-02 | Citizen Electron Co Ltd | Side-use electronic component provided with lower electrode |
JP2002232015A (en) * | 2001-02-07 | 2002-08-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor light emitting device |
JP2005277380A (en) * | 2004-02-23 | 2005-10-06 | Stanley Electric Co Ltd | Led and its manufacturing method |
-
2005
- 2005-11-11 JP JP2005327978A patent/JP2007134602A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08264842A (en) * | 1995-03-27 | 1996-10-11 | Rohm Co Ltd | Side surface light emitting device |
JPH10150138A (en) * | 1996-11-15 | 1998-06-02 | Citizen Electron Co Ltd | Side-use electronic component provided with lower electrode |
JP2002232015A (en) * | 2001-02-07 | 2002-08-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor light emitting device |
JP2005277380A (en) * | 2004-02-23 | 2005-10-06 | Stanley Electric Co Ltd | Led and its manufacturing method |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010538490A (en) * | 2007-09-06 | 2010-12-09 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | Light emitting device package and manufacturing method thereof |
US8203163B2 (en) | 2007-09-06 | 2012-06-19 | Lg Innotek Co., Ltd. | Lighting emitting device package and method of fabricating the same including a plating layer at an outer circumference of the package body |
JP2010130008A (en) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Chi Mei Lighting Technology Corp | Side view type led package structure, and manufacturing method and application thereof |
JP2016171217A (en) * | 2015-03-13 | 2016-09-23 | シチズン電子株式会社 | Lateral face mounting type light-emitting device |
CN108807652A (en) * | 2017-04-28 | 2018-11-13 | 日亚化学工业株式会社 | Light-emitting device |
JP2020150265A (en) * | 2017-04-28 | 2020-09-17 | 日亜化学工業株式会社 | Light-emitting module |
USD930857S1 (en) | 2017-04-28 | 2021-09-14 | Nichia Corporation | Light-emitting unit |
US11264542B2 (en) | 2017-04-28 | 2022-03-01 | Nichia Corporation | Light-emitting device |
US11411144B2 (en) | 2017-04-28 | 2022-08-09 | Nichia Corporation | Light-emitting device |
US11652192B2 (en) | 2017-04-28 | 2023-05-16 | Nichia Corporation | Light-emitting device |
JP2019054248A (en) * | 2018-09-19 | 2019-04-04 | 日亜化学工業株式会社 | Light-emitting device |
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