JP2008277561A - Luminaire - Google Patents

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Inventor
Masahiro Izumi
Kiyoshi Nishimura
Kiyoshi Otani
Tomohiro Sanpei
Kiyoshi Yokokura
友広 三瓶
清 大谷
清 横倉
昌裕 泉
潔 西村
Original Assignee
Toshiba Lighting & Technology Corp
東芝ライテック株式会社
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    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
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    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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    • H01L2224/48137Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a luminaire capable of suppressing a lighting defect of a semiconductor light emitting element array due to breaking of a bonding wire for forming the semiconductor light emitting element array by connecting a semiconductor light emitting element group buried in a sealing member in series. <P>SOLUTION: The luminaire has a device substrate 2, a plurality of LEDs (semiconductor light emitting elements) 5, bonding wires 6, and a transparent sealing member 10. Each of the LEDs 5 has a first element electrode 17 and a second element electrode 18. The respective LEDs 5 are disposed in an array on one surface 2e of the device substrate 2. The bonding wires 6 electrically connecting the LEDs 5 have a wire diameter of 20-30 μm. The wires 6 are connected to first element electrodes 17 and second element electrodes 18 of LEDs 5 which are adjacent in the extension direction of the array in an arc shape reaching both the element electrodes and leaving one surface 2e. The bonding height (h) of the bonding wires 6 from the LEDs 5 is 50-150 μm. The LEDs 5 and bonding wires 6 are bured in the sealing member 10. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数のLED(発光ダイオード)チップ等の半導体発光素子を有して、例えば照明器具やディスプレイ等に使用される照明装置に関する。 The present invention includes a semiconductor light emitting element such as a plurality of LED (light emitting diode) chip, an illumination device used in, for example, lighting equipment or display.

従来、複数のLEDチップを基板上に縦横に配列するとともに、これらのLEDチップ同士等をボンディングワイヤで電気的に例えば直列接続することによって、単位面積あたり多数のLEDチップを高密度で配置した照明装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, as well as arranging a plurality of LED chips in a matrix on the substrate by electrically example series by bonding wires to these LED chips and the like, lighting a plurality of LED chips per unit area are arranged at a high density device is known (e.g., see Patent Document 1.).

又、LEDチップ及びこのチップの電極と外部電極とを接続したボンディングワイヤを、外部の力及び塵芥や水分等から保護するために、透光性の合成樹脂材料からなる保護部材を用いて、この部材中にLEDチップ及びボンディングワイヤを埋設した発光装置が知られている(例えば、特許文献2参照。)。 Further, the bonding wire connecting the LED chip and the chip electrodes and the external electrodes, in order to protect from external forces and dust, moisture, and the like, with a protective member made of a translucent synthetic resin material, the light emitting device embedded LED chip and bonding wires in member is known (for example, see Patent Document 2.).
特開2003−52719号公報(段落0014、0019−0025、図1) JP 2003-52719 JP (paragraphs 0014,0019-0025, Figure 1) 特許第3852465号公報(段落0026,0028,0036、0045、0053、図1A、図1B、図4) Japanese Patent No. 3852465 (paragraph 0026,0028,0036,0045,0053, 1A, 1B, 4)

保護部材を備えていない特許文献1の照明装置は、LEDチップ及びこのチップの電極に接続されたボンディングワイヤが、外部の力及び塵芥や水分等に晒されるので、耐久性が低い。 Lighting device of Patent Document 1 which is not provided with a protective member, LED chip and the bonding wires connected to the electrodes of the chip, so is exposed to an external force and dust, moisture, or the like, is less durable. そこで、特許文献2に記載の保護部材を特許文献1の照明装置に適用すれば、この照明装置の耐久性を向上することが可能である。 Therefore, by applying the illumination device of Patent Document 1 protection member described in Patent Document 2, it is possible to improve the durability of the illumination device.

ところで、特許文献1のように列をなしたLEDチップ群がボンディングワイヤを介して直列接続される照明装置で、例えば一つのボンディングワイヤが断線されることがあると、このワイヤを含んで電気的に直列に接続された一群のLEDに対する通電ができなくなる。 Meanwhile, in the illumination device LED chip groups having a row as in Patent Document 1 is serially connected via a bonding wire, for example, one of the bonding wires may be disconnected, electrical comprise the wire It can not be energized for a group of LED connected in series. こうした課題を解決することについては、保護部材を用いた引用文献2においても開示されていない。 For solving these problems, even not disclosed in the cited document 2 with the protective member.

本発明者は、鋭意研究の結果、隣接したLEDチップ同士を直接に直列接続したボンディングワイヤの断線に、LEDチップ及びボンディングワイヤを埋設する保護用の封止部材が関係する場合があることを見出した。 The present inventors have made extensive research results, found that the breakage of the bonding wire which is directly connected in series adjacent LED chips, there is a case where the sealing member for protecting embedding the LED chip and the bonding wires are involved It was.

つまり、ボンディングワイヤは、LEDチップが配設された装置基板から遠ざかるように湾曲して、その両端を、隣接したLEDチップの電極にワイヤボンディングにより接続して設けられる。 That is, the bonding wire is curved away from the device substrate on which the LED chip is disposed, and both ends are disposed to connect by wire bonding to electrodes of adjacent LED chips. このため、ボンディングワイヤの長さが長過ぎて、LEDチップに対するボンディングワイヤのボンディング高さが高くなる場合には、ワイヤボンディング後の封止において使用される封止部材の量が増えてその厚みが厚くなる。 Therefore, the too long length of the bonding wire, if the bonding wire bonding height to the LED chips becomes high, its thickness increases the amount of sealing members used in the sealing after the wire bonding It becomes thicker. 本明細書で、ボンディング高さとは、ボンディングワイヤの両端の内で先行してワイヤファーストボンディングしたボンディングワイヤの一端が接続されたLEDチップの電極の高さ位置と、ボンディングワイヤの湾曲の頂点の高さ位置との差を指している。 In this specification, the bonding height, the height position of the LED chip electrodes to which one end of the bonding wire is connected to the wire first bonding ahead within the ends of the bonding wires, the tips of the loop of the bonding wire high It refers to the difference between the positions.

このようにボンディングワイヤを確実に埋設する必要から封止部材の使用量が増えると、製造時、未硬化の封止部材が硬化するまでの間に、ボンディングワイヤに作用する封止部材の重さよって、ボンディングワイヤが装置基板に向けて大きく変形される可能性が高くなり、この変形に発生によりLEDチップの電極に近いボンディングワイヤの端部に応力が掛かる。 With such usage sealing member increases the bonding wire from the need to reliably embedded during manufacture, and before the sealing member uncured to cured, the weight of the sealing member which acts on the bonding wire Therefore, the bonding wire is highly likely to be greatly deformed toward the device substrate, stress is applied to the ends of the bonding wires near the electrodes of the LED chip by a generator in this variant.

これとは逆に、ボンディングワイヤの長さが短過ぎてボンディング高さが低い場合には、ボンディングワイヤが強く張られた状態になるので、封止部材の重さでボンディングワイヤが変形する恐れが減少する。 Conversely, if it is too short length of the bonding wire is less bonding height, since the state in which the bonding wire is stretched strongly, possibly the bonding wires are deformed by the weight of the sealing member Decrease. しかし、この場合のワイヤボンディングでは、ボンディングワイヤがLEDチップの電極近くで急激に曲げられた状態になるので、ボンディングワイヤの端部に応力が大きく掛かる。 However, this wire bonding case, since the bonding wire is sharply bent state near the electrodes of the LED chip, stress is applied significantly to the end of the bonding wire.

以上のようにしてボンディングワイヤの端部に掛かった応力によって、製造時にボンディングワイヤが断線し易い。 By the stress applied to the end of the bonding wire as described above, easy bonding wire disconnected at the time of manufacture. それだけではなく、照明装置の使用時にその点灯・消灯に伴う封止部材の熱膨張・熱収縮に伴う応力が、更にボンディングワイヤの端部に繰り返し掛かるので、このことによっても、ボンディングワイヤが断線することがある。 Not only that, the stress due to thermal expansion or contraction of the sealing member due to the turning on and off when using the lighting device, since further repeatedly applied to the end portion of the bonding wire, by this, the bonding wire is disconnected Sometimes.

したがって、列をなして配設されたLEDチップ群を、ボンディングワイヤを介して直列接続することで、必要な発光量を得る照明装置では、以上のようなボンディングワイヤの断線を原因とする点灯不良が生じないようにすることが要請されているが、前記各特許文献に記載のものでは、こうした要請を満たすことができない。 Therefore, the LED chip groups arranged in rows, by serially connected via a bonding wire, an illumination apparatus for obtaining the light emission amount required, poor lighting caused by disconnection of above-described bonding wires Although there is a demand that to prevent the occurrence, the ones described in the patent documents can not meet these requirements.

本発明の目的は、封止部材に埋設される半導体発光素子群を直列接続して半導体発光素子列とするためのボンディングワイヤが断線すること等による半導体発光素子列の点灯不良を抑制できる照明装置を提供することにある。 An object of the present invention, a semiconductor light-emitting element array of lighting failure can be suppressed illumination device due to such bonding wires to a semiconductor light-emitting element group are connected in series to the semiconductor light-emitting element array is broken, which is embedded in the sealing member It is to provide a.

請求項1の発明は、装置基板と;第1の素子電極及び第2の素子電極を有し前記素子基板の一面に列をなして配設された複数の半導体発光素子と;前記列が延びる方向に隣接した前記半導体発光素子の第1の素子電極と第2の素子電極にワイヤボンディングにより接続されてこれら両素子電極にわたり前記一面から遠ざかるように湾曲して設けられ、かつ、線径が20μm〜30μmのボンディングワイヤであって、このワイヤの前記半導体発光素子に対する高さが50μm以上150μm以下となるようにワイヤボンディングされて前記各半導体発光素子同士を電気的に直列接続した前記ボンディングワイヤと;前記半導体発光素子及びボンディングワイヤを埋設した透光性の封止部材と;を具備している。 The invention of claim 1, the device substrate and, extending said column; first element electrode and a plurality of semiconductor light-emitting element disposed in rows on one surface of the element substrate has a second element electrode the first element electrodes and the second element electrodes of the semiconductor light emitting device adjacent to direction are connected by wire bonding is provided to be curved away from the one side over the both device electrodes, and wire diameter 20μm a bonding wire of 30 .mu.m, and the bonding wire height with respect to the semiconductor light emitting element of the wire is electrically connected in series with wire bonded to the respective semiconductor light emitting devices from each other so that 50μm or 150μm or less; It is provided with; and the semiconductor light emitting element and the sealing member bonding wires buried translucency.

請求項1の発明で、装置基板は、合成樹脂又はガラス或いはセラミックスの絶縁板を用いることができ、この場合、一枚であっても複数枚積層してなるものでもよく、又、装置基板は絶縁板の裏面に放熱促進用の金属板を積層してなるものであってもよい。 In the invention of claim 1, the device substrate can be an insulating board of synthetic resin or glass or ceramic, in this case, may be formed by laminating plural sheets even one, The device substrate or it may be formed by laminating a metal plate for heat radiation promotion on the back surface of the insulating plate. 請求項1の発明で、半導体発光素子には例えばLED(発光ダイオード)チップを好適に用いることができる。 In the invention of claim 1, it can be suitably used, for example, LED (light emitting diode) chip to the semiconductor light emitting device. 請求項1の発明で、半導体発光素子の第1の素子電極と第2の素子電極は、同じ高さ位置にあっても異なる高さ位置にあってもよい。 In the invention of claim 1, the first element electrodes and the second element electrodes of the semiconductor light emitting element may be in a height position different even at the same height. 請求項1の発明で、ボンディングワイヤは金属細線で形成されるが、Auの細線を好適に用いることができ、その線径は20μm〜30μmとすることが好ましい。 In the invention of claim 1, although a bonding wire is formed by a metal thin wire, can be suitably used thin lines Au, the wire diameter is preferably set to 20Myuemu~30myuemu. 請求項1の発明で、透光性の封止部材には、好適にはシリコーン樹脂を用いることができるがその他エポキシ系の透光性樹脂や透光性の低融点ガラス等も用いることが可能である。 In the invention of claim 1, the light transmissive sealing member, preferably can be used also translucent resin and transparent low melting point glass but other epoxy and silicone resin it is.

請求項1の発明では、列をなして配設されて列が延びる方向に隣接した半導体発光素子同士の第1の素子電極と第2の素子電極とに両端をワイヤボンディングにより直接接続して、装置基板の半導体発光素子が取付けられた一面から遠ざかるように湾曲して設けられたボンディングワイヤの半導体発光素子に対する高さを50μm以上150μm以下としている。 In the invention of claim 1, the both ends of the first element electrodes and the second element electrode among the semiconductor light emitting device adjacent to the direction of extension columns are arranged in a row directly connected by wire bonding, the height for the semiconductor light emitting element of the bonding wire is provided to be curved away from one surface of the semiconductor light-emitting device of the device substrate is mounted is set to 50μm or 150μm or less.

このようにボンディングワイヤのボンディング高さは最も高い場合でも150μmであるにより、ボンディングワイヤを十分に埋設するのに必要な封止部材の使用量が削減されて封止部材の厚みが薄くなる。 Thus more bonding height of the bonding wire is 150μm even if the highest thickness of the sealing member is thinner reduces the amount of sealing member required to fully embed the bonding wire. それに伴い、封止をする際にボンディングワイヤに作用する未硬化の封止部材の重さが軽減されて、装置基板側へのボンディングワイヤの変形を抑制できる。 Along with it, the weight of the uncured sealing member which acts on the bonding wire is reduced at the time of sealing, it can suppress deformation of the bonding wire to the device substrate. 又、ボンディングワイヤのボンディング高さは最も低い場合でも50μmであることにより、ワイヤボンディングに伴って、半導体発光素子の素子電極に近いボンディングワイヤの端部が急激に曲げられることを抑制できる。 Further, by bonding the height of the bonding wire is 50μm, even if the lowest, with the wire bonding can be suppressed ends of the bonding wires near the device electrode of the semiconductor light emitting element is sharply bent.

請求項2の発明は、前記第1の素子電極に前記ボンディングワイヤの一端がボールボンディングにより接続されているとともに、前記第2の素子電極に設けたバンプを介して前記ボンディングワイヤの他端が前記第2の素子電極に高周波溶接によるワイヤボンディングで接続されていることを特徴としている。 The invention of claim 2 has one end of the bonding wire to said first element electrode are connected by ball bonding, the other end of the bonding wire through a bump provided on the second element electrode and the It is characterized in that it is connected by wire bonding using high-frequency welding to the second element electrodes.

請求項2の発明で、バンプはAu製とすることが好ましいが、安価な半田で作ることも可能である。 In the invention of claim 2, it bumps it is preferable to made of Au, it is also possible to make an inexpensive soldering. 又、バンプの形状は、このバンプを横からみて頂点部分が平坦な台形であっても半円形であってもよい。 The shape of the bump apex portion as viewed from laterally bumps may be also semi-circular a flat trapezoid.

請求項2の発明では、第1の素子電極にボンディングワイヤがボールボンディングされるので、その際にボンディングツールにより半導体発光素子に加えられる圧力は小さい。 In the invention of claim 2, since the bonding wire to the first element electrode is ball bonding, the pressure applied to the semiconductor light emitting element by the bonding tool when its small. 又、第2の素子電極に対してはボールボンディングではなく高周波溶接によるボンディングでボンディングワイヤが接続されるが、その際に予め第2の素子電極に付着されたバンプを高周波で溶かしてボンディングするので、このボンディングにおいて半導体発光素子に加えられる圧力は小さい。 In addition, since for the second element electrode is a bonding wire is connected by bonding using high-frequency welding instead of the ball bonding, bonding by dissolving pre-bump attached to the second element electrodes at a high frequency during the the pressure exerted in this bonding to the semiconductor light-emitting device is small. したがって、製造する際、ワイヤボンディングに伴う半導体発光素子の損傷を抑制できる。 Thus, when manufacturing, it can suppress damage to the semiconductor light-emitting device with wire bonding.

請求項1の発明の照明装置によれば、封止部材に埋設される半導体発光素子群を直列接続して半導体発光素子列とするためのボンディングワイヤが断線すること等による半導体発光素子列の点灯不良を抑制できる。 According to the illumination device of the invention of claim 1, the lighting of the semiconductor light-emitting element array according to such that the bonding wires for the semiconductor light-emitting element group embedded in the sealing member and connected in series to the semiconductor light-emitting element array is disconnected failure can be suppressed.

請求項2の発明の照明装置によれば、隣接した半導体発光素子同士の第1の素子電極と第2の素子電極に対するボンディングワイヤのワイヤボンディングに伴う半導体発光素子の損傷が抑制されるので、半導体発光素子列の点灯不良を抑制できる。 According to the illumination device of the invention of claim 2, since the damage of the semiconductor light-emitting device with the wire bonding of the first element electrode and the bonding wire for the second device electrode between the semiconductor light emitting device adjacent is suppressed, a semiconductor the lighting failure of the light emitting element rows can be suppressed.

図1及び図2中符号1はLEDパッケージを形成する照明装置を示している。 1 and 2, reference numeral 1 denotes an illumination apparatus for forming an LED package. この照明装置1は、装置基板2、複数の給電端子3,4、複数の半導体発光素子例えばLEDチップ(以下LEDと略称する。)5、ボンディングワイヤ6,7,8a,8b、リフレクタ9、及び封止部材10を備えて形成されている。 The lighting device 1, the device substrate 2, a plurality of power supply terminals 3 and 4, (hereinafter abbreviated as LED.) A plurality of semiconductor light emitting element such as an LED chip 5, the bonding wire 6,7,8A, 8b, reflector 9 and, It is formed with a sealing member 10.

図2に示すように装置基板2には、例えば積層基板好ましくは樹脂板11の裏面に金属板12を積層してなる金属ベースド基板が用いられている。 On the device substrate 2 as shown in FIG. 2, for example, a laminated substrate is preferably a metal Besudo substrate formed by laminating a metal plate 12 on the back surface of the resin plate 11 is used. 樹脂板11は良好な光の反射性能を得るために白色を呈するガラス粉末入りのエポキシ樹脂からなる。 Resin plate 11 is made of a glass powder containing epoxy resin exhibiting a white to obtain the reflection performance of good light. 点灯された状態でのLED5の熱を外部に放出する金属板12は例えばアルミニウム又はその合金からなる。 Metal plate 12 which emits LED5 of heat in the lighting state to the outside is made of for example aluminum or an alloy thereof. 図1に示すように装置基板2は、照明装置1に必要とされる発光面積を得るために、所定形状例えば四角形状具体的には長方形状をなしている。 Device substrate 2 as shown in FIG. 1, in order to obtain a light emission area that is required for the lighting device 1, the predetermined shape for example square shaped specifically a rectangular shape.

各給電端子3,4は、金属層例えば銅の上にAu又はNiのめっき層を積層してなり、後述する半導体発光素子列をなしたLED列の一端及び他端に電気的に接続されるものであって、装置基板2の反射面となる一面2e(言い換えれば樹脂板11の表面)に設けられている。 Each power supply terminals 3 and 4 is made by laminating a plated layer of Au or Ni on the metal layer such as copper, are electrically connected to one end and the other end of the LED string without the semiconductor light-emitting element array which will be described later be those provided on one surface 2e of the reflecting surface of the device substrate 2 (the surface of the resin plate 11 in other words). 具体的には、図1に例示したように装置基板2の一辺2aに寄せて、この一辺2aが延びる方向に、交互に、かつ、互いに平行に各給電端子3,4が配設されている。 Specifically, closer to one side 2a of the device substrate 2 as illustrated in FIG. 1, the direction in which the one side 2a extends, alternately, and are disposed each feeding terminals 3 and 4 in parallel to each other .

各LED5には例えば窒化物半導体を用いてなるダブルワイヤー型のものが採用されている。 Each LED5 is employed for the double wire type formed by using a nitride semiconductor, for example. これらLED5は、例えば図4(B)に示すようにサファイア等からなる透光性の素子基板15の一面に半導体発光層16を積層して形成されている。 These LED5 is formed by stacking a semiconductor light-emitting layer 16 on one surface of FIG. 4 translucency of the element substrate 15 made of sapphire or the like as shown in (B), for example. 半導体発光層16は例えば青色の光を発光する。 The semiconductor light-emitting layer 16 emits blue light, for example. 更に、各LED5は、図4(A)(B)に示すように第1の素子電極17と第2の素子電極18を有しており、第2の素子電極18上には例えば半田からなるバンプ19が予め設けられている。 Furthermore, each LED5 is FIG 4 (A) (B) to the first element electrodes 17 as shown with has a second element electrode 18, is made of solder for example, on the second element electrodes 18 bump 19 is provided in advance. 第1の素子電極17と第2の素子電極18との内の一方は正極用であり、他方は負極用である。 The first element electrodes 17 one of a second device electrode 18 is a positive electrode, the other for the negative electrode.

図1に示すように各LED5は、装置基板2の一面2eに縦横に列をなして二次元的に配設されている。 Each LED5 As shown in Figure 1, are two-dimensionally arranged in rows horizontally and vertically to one surface 2e of the device substrate 2. 各LED5の装置基板2への装着は、透光性の半導体発光層16が積層された面と平行でかつ半導体発光層16が積層されていない素子基板15の他面を、図4(B)に代表して示した透光性のダイボンド材20を用いて接着することでなされている。 Attachment to the device substrate 2 of each LED5 is the other surface of the element substrate 15 and parallel to the surface on which a light-transmitting semiconductor light-emitting layer 16 are laminated semiconductor light emitting layer 16 is not laminated, and FIG. 4 (B) It has been made by bonding with the transparent die bonding material 20 shown as a representative to. この装着は、例えばバンプ19を有しない第1の素子電極17が装置基板2の一辺2aと平行な他辺2b側に位置されるとともに、バンプ19を有した第2の素子電極18が装置基板2の一辺2a側に位置されるように、各LED5の向きを揃えてなされている。 This mounting may, for example with the first element electrode 17 having no bumps 19 is positioned to one side 2a parallel other side 2b of the device substrate 2, the second element electrode 18 is the device substrate having a bump 19 as the 2nd one side 2a side, it has been made to align each LED5 orientation. これによって、各LED5の第1の素子電極17と第2の素子電極18とが、次に述べる縦列が延びる方向に交互に並べられるように各LED5が配設されている。 Thus, the first element electrodes 17 of each LED5 and the second element electrodes 18, each LED5 to be aligned alternately in the direction of columns extending described next is provided.

装置基板2の一辺2aおよび他辺2bと直角な辺2c,2dが延びる方向に並べられた複数のLED5の列(この列を、図1を基準にして便宜上縦列と称する。)内でのLED5の配設ピッチAは、例えば0.5mm〜4.0mmである。 Side 2a and the other side 2b perpendicular sides 2c of the device substrate 2, a plurality of LED5 arranged in a direction 2d extends column (this column, called for convenience columns with reference to FIG. 1.) LED5 in the the arrangement pitch a of, for example, 0.5 mm to 4.0 mm. 装置基板2の一辺2a及び他辺2bが延びる方向に並べられた複数のLED5の列(この列を、図1を基準にして便宜上横列と称する。)内でのLED5の配設ピッチBは、前記配設ピッチA以上である。 A plurality of rows of LED5 arranged in a direction one side 2a and the other side 2b of the device substrate 2 extends (this column, based on the FIG. 1 for convenience row and referred.) Arrangement pitch B of LED5 within the wherein at arrangement pitch A above.

各ボンディングワイヤ6,7は、例えばAuの線材からなり、その線径は20μm〜30μmである。 Bonding wires 6 and 7, for example, a wire of Au, the wire diameter is 20Myuemu~30myuemu. 前記縦列をなした各LED5同士はボンディングワイヤ6で接続されている。 Each LED5 each other with no said column are connected by bonding wires 6. 詳しくは、ボンディングワイヤ6のファーストボンディングされた一端が、縦列が延びる方向に隣接したLED5の第1の素子電極17にボールボンディングにより接続されているとともに、ボンディングワイヤ6のセカンドボンディングされた他端が、前記縦列が延びる方向に隣接したLED5の第2の素子電極18にバンプ19を介して高周波溶接によるワイヤボンディングで接続されている。 Specifically, first bonded end of the bonding wire 6, with which is connected by ball bonding the first element electrode 17 adjacent to the direction in which the columns extend LED 5, the second bonded end of the bonding wire 6 It is connected by wire bonding using high-frequency welding via the bumps 19 to the second element electrodes 18 of LED5 adjacent in the direction in which the columns extend. ここに、ファーストボンディングとは、セカンドボンディングよりも先行して行われるボンディングを指している。 Here, the first bonding refers to the bonding that takes place ahead of the second bonding.

このようにボンディングワイヤ6で電気的に接続された複数のLED5の縦列と、この縦列に対して前記一辺2a及び他辺2bが延びる方向に隣接して、同じくボンディングワイヤ6で電気的に接続された複数のLED5の縦列とは、給電端子3,4と反対側の他辺2bに最も近い位置のLED5にわたって設けられたボンディングワイヤ7で電気的に接続されている。 And columns of a plurality of LED5 electrically connected in this way the bonding wires 6, adjacent to the direction of the side 2a and the other side 2b relative to the column extends, is also electrically connected by bonding wires 6 and the columns of the plurality of LED5, are electrically connected by bonding wires 7 provided over LED5 closest to the other side 2b opposite to the feed terminal 3 and 4. このボンディングワイヤ7の両端は、他辺2bに最も近い位置のLED5の第1の素子電極17にボンディングされている。 Both ends of the bonding wire 7 is bonded to the first device electrode 17 of LED5 closest to the other side 2b.

この接続により、前記一対の縦列は、電気的に直列接続されたLED列(半導体発光素子列)をなしている。 This connection, the pair of columns are electrically form a series connected LED strings (semiconductor light-emitting element array). このようなLED列は少なくとも一列あればよいが、本実施形態では図1に示すように5列設けられている。 Such LED row may be at least one row, but in the present embodiment are provided five columns as shown in FIG.

各LED列の一端に位置されたLED5の第2の素子電極18と、これに近接して配置されている給電端子3とは、これらにわたってボンディングされたボンディングワイヤ8aにより電気的に接続されている。 A second element electrode 18 of LED5, which is located at one end of each LED string, and the feeding terminal 3 disposed in close proximity thereto, are electrically connected by bonding wires 8a which are bonded over these . 同様に、各LED列の他端に位置されたLED5の第2の素子電極18と、これに近接して配置されている給電端子4とは、これらにわたってボンディングされたボンディングワイヤ8bにより電気的に接続されている。 Similarly, the second element electrodes 18 of LED5, which is located at the other end of each LED string, and in that the feed terminal 4 is positioned proximate thereto, electrically by bonding wires 8b which is bonded over these It is connected. ボンディングワイヤ8a,8bは、給電端子3,4にファーストボンディングされるとともに、LED5の第2の素子電極18にセカンドボンディングして設けられている。 Bonding wires 8a, 8b, together with the first bonding to the power supply terminal 3 and 4, are provided with second bonding to the second element electrode 18 of the LED 5.

以上のボンディングにより設けられた各ボンディングワイヤ6,7,8a,8bは、図3に示したボンディングワイヤ6で代表するように装置基板2の一面2eから遠ざかるように湾曲して設けられている。 More bonding wires 6,7,8a provided by bonding, 8b are provided to be curved away from one surface 2e of the device substrate 2 so as to represent a bonding wire 6 shown in FIG. そして、これらボンディングワイヤ6,7,8a,8bの内で少なくともボンディングワイヤ6,7のLED5の第1の素子電極17に対するボンディング高さh(図3参照)は、50μm以上150μm以下に設定されている。 Then, these bonding wires 6,7,8A, at least bonding (see FIG. 3) the height h for the first device electrode 17 of LED5 of the bonding wires 6 and 7 of the 8b is set to 50μm or 150μm or less there. しかも、この条件を満たしつつ本実施形態ではボンディング高さhをLED5の厚みh1以下にしてある。 Moreover, in the present embodiment while satisfying this condition are bonded a height h below the thickness h1 of the LED 5.

リフレクタ9は、一個一個又は複数個のLED毎に対応して設けられるものではなく、装置基板2上の全てのLED5を包囲する単一の枠部材であり、例えば図1に示すように四角い枠形状をなしている。 The reflector 9 is not provided corresponding to each one by one or a plurality of LED, a single frame member which surrounds all LED5 on the device substrate 2, for example, a rectangular frame as shown in FIG. 1 It has a shape. リフレクタ9は、酸化マグネシウム等からなる白色フィラーが混入された合成樹脂で成形されている。 The reflector 9 is formed with a white filler consisting of magnesium oxide is mixed synthetic resin. 図1に示す平面視においてリフレクタ9は、その一部を形成した枠部9aを、給電端子3,4に交差させて装置基板2の一面2eに接着されている。 The reflector 9 in the plan view shown in Figure 1, the frame portion 9a which forms a part, is adhered to one surface 2e of crossed device substrate 2 to the power supply terminals 3 and 4. 図3に示すリフレクタ9の高さHの1/2の高さは、ボンディング高さhとLED5の厚みh1との合計より高く設定されている。 1/2 of the height of the height H of the reflector 9 shown in FIG. 3 is set higher than the sum of the thickness h1 of the bonding height h and LED 5. それにより、後述する封止部材10の注入量のばらつきに拘わらず確実にボンディングワイヤ6,7,8a,8bが封止部材10に埋設されるようになっている。 Thereby, reliable bonding wire 6,7,8a regardless of variations in injection volume of the sealing member 10 to be described later, 8b is adapted to be embedded in the sealing member 10.

封止部材10は、リフレクタ9内に略満杯状態に充填されていて、このリフレクタ9に収容された全てのLED5及びボンディングワイヤ6,7,8a,8b等を封止して、これらを湿気や外気等から保護して照明装置1の寿命低下を防止している。 Sealing member 10 is filled in the near full state in the reflector 9, the reflector 9 all LED5 and the bonding wires 6,7,8a housed, sealed and 8b. These moisture Ya thereby preventing the reduction of the service life of the lighting device 1 to protect from outside air or the like. 封止部材10は、透光性材料、例えば透光性樹脂、具体的には熱硬化性のシリコーン樹脂からなる。 Sealing member 10 is made of a transparent material, for example, a translucent resin, specifically, a thermosetting silicone resin. この封止部材10は未硬化の液状状態でリフレクタ9内に所定量注入された後に加熱炉で加熱されることにより硬化されて設けられる。 The sealing member 10 is provided to be cured by being heated in a heating furnace after a predetermined amount injected into the reflector 9 in liquid uncured state.

この封止部材10内には図示しない蛍光体が好ましくは均一に分散された状態に混入されている。 The phosphor (not shown) in the sealing member 10 is preferably is incorporated in a uniformly dispersed state. 蛍光体は、各LED5から放出された光の一部により励起されてLED5から放出された光の色とは異なる色の光を放射し、それによって照明装置1から出射される照明光の色を規定するために用いられている。 Phosphor emits light of a color different from the color of the light emitted from LED5 is excited by a part of light emitted from each LED5, the color of the illumination light is thereby emitted from the lighting device 1 It is used to define. 本実施形態では、照明装置1から出射される照明光の色を白色光とするために、各LED5が放出する青色の光に対して補色の関係にある黄色の光を放射する蛍光体が使用されている。 In the present embodiment, in order to make the color of the illumination light emitted from the lighting device 1 and the white light, the phosphor is used that emits yellow light having a complementary relationship with blue light each LED5 emits It is.

各LED列は、それに接続されている給電端子3,4を通じて給電されることにより発光する。 Each LED string, emits light by being powered through power supply terminals 3 and 4 connected thereto. そのため、各LED5から放出される青色の光と、その一部により封止部材10内で励起された蛍光体から放射された黄色の光とが混合されることにより生成された白色光が、照明装置1から被照明対象に向けて出射される。 Therefore, the blue light emitted from the LED 5, a portion thereof by the white light generated by the yellow light emitted from the excited phosphor in the sealing member 10 is mixed, lighting It is emitted toward the illuminated object from the apparatus 1.

前記照明装置1では、LED5が取付けられた装置基板2の一面2eから遠ざかるように湾曲して設けられたボンディングワイヤ6,7の両端が、LED列の列が延びる方向に隣接したLED5同士の第1の素子電極17と第2の素子電極18とにワイヤボンディングにより接続されて、それらのボンディング高さhを50μm以上150μm以下としてある。 In the lighting device 1, both ends of the bonding wires 6 and 7 is provided to be curved away from one surface 2e of the attached device substrate 2 is LED5 is first of LED5 between adjacent in the direction of row of LED arrays extend 1 of device electrodes 17 and are connected by wire bonding to a second element electrode 18, is their bonding height h as 50μm or 150μm or less. そのため、この照明装置1では、耐久性を得るための封止部材10でボンディングワイヤ6,7が断線すること等によるLED列の点灯不良を抑制できる 即ち、ボンディング高さhの上限値が150μmであることに伴い、ボンディングワイヤ6,7を十分に埋設するのに必要な封止部材10の使用量が削減されて、封止部材10の厚みを薄くできる。 Therefore, in the lighting device 1 can suppress the LED string lighting failure of by such as by breaking the bonding wires 6 and 7 with the sealing member 10 in order to obtain a durable That is, in bonding the upper limit of the height h 150μm Along with lying, and reduces the amount of sealing member 10 required to fully embed the bonding wires 6 and 7, it can reduce the thickness of the sealing member 10. それにより、封止部材10でLED5等を封止する際に、装置基板2側に反ったボンディングワイヤ6,7に作用する未硬化の封止部材10の重さが軽減されるので、その重さでボンディングワイヤ6,7が装置基板2側に近付くように変形することが抑制される。 Thereby, when sealing the LED5 like with a sealing member 10, since the weight of the uncured sealing member 10 which acts on the bonding wire 6, 7 warped device substrate 2 can be reduced, the weight bonding wires 6, 7 are prevented from being deformed so as to approach the device substrate 2 side of.

このため、LED5の第1の素子電極17及び第2の素子電極18に近いボンディングワイヤ6,7の端部に掛かる応力が軽減されるので、特に、第1の素子電極17に近いボンディングワイヤ6,7の端部がボールボンディングに伴って結晶化して脆くなっている場合にも、この端部での断線を抑制できる。 Therefore, the stress applied to the end portion near the bonding wires 6 and 7 in the first element electrode 17 and the second element electrode 18 of LED5 is reduced, in particular, the bonding wire 6 closer to the first element electrodes 17 , even when the end of the 7 becomes brittle and crystallized with the ball bonding, it is possible to suppress the disconnection of this end. 以上のように製造時におけるボンディングワイヤ6,7の断線を抑制できるので、この断線を原因とするLED列の点灯不良を抑制できる。 Can be suppressed breakage of the bonding wires 6 and 7 at the time of manufacture as described above, it can suppress the lighting failure of the LED columns caused by this breakage.

更に、ボンディング高さhの下限値が50μmであることにより、ワイヤボンディングに伴って、LED5の第1の素子電極17及び第2の素子電極18に近いボンディングワイヤ6,7の端部が急激に曲げられないようにできるので、LED5の第1の素子電極17及び第2の素子電極18に近いボンディングワイヤ6,7の端部に掛かる応力が軽減される。 Further, by bonding the lower limit value of the height h is 50 [mu] m, with the wire bonding, the first element electrodes 17 and ends abruptly bonding wires 6, 7 closer to the second element electrodes 18 of LED5 because it so as not bent, stress applied to the end portion near the bonding wires 6 and 7 in the first element electrode 17 and the second element electrode 18 of LED5 is reduced. このため、特に、第1の素子電極17に近いボンディングワイヤ6,7の端部がボールボンディングに伴って結晶化して脆くなっている場合にも、この端部が断線しないようにできる。 Therefore, particularly, when the end of the bonding wire 6, 7 closer to the first element electrode 17 is made brittle by crystallization with the ball bonding can also be to the end portion is not broken. なお、このようにボンディング高さhが50μmと小さい場合には、ボンディングワイヤ6,7の長さがボンディング高さhの上限値150μmである場合よりも短くなって、ボンディングワイヤ6,7が強く張られた状態になるので、未硬化の封止部材10の重さによってボンディングワイヤ6,7が装置基板2側に変形することが抑制される。 Incidentally, in this case the bonding height h is small and 50μm is shorter than the length of the bonding wires 6 and 7 is the upper limit value 150μm bonding height h, strongly bonding wires 6 and 7 since the stretched state, the bonding wires 6 and 7 are prevented from deforming the device substrate 2 by the weight of the sealing member 10 uncured. 以上のように製造時におけるボンディングワイヤ6,7の断線を抑制できるので、この断線を原因とするLED列の点灯不良を抑制できる。 Can be suppressed breakage of the bonding wires 6 and 7 at the time of manufacture as described above, it can suppress the lighting failure of the LED columns caused by this breakage.

しかも、既述のようにボンディングワイヤ6,7の端部の応力が軽減されているので、照明装置1の点灯・消灯に伴い封止部材10が熱膨張・熱収縮して、それに伴う応力がボンディングワイヤ6,7の端部に繰り返し掛かるにも拘らず、それによりボンディングワイヤ6,7が断線することも抑制できる。 Moreover, the stress of the end portion of the bonding wires 6 and 7 as described above is alleviated, and the sealing member 10 with the turning on and off of the lighting device 1 is thermal expansion or contraction, stress associated therewith despite repeated across the end of the bonding wire 6, thereby also suppressing the bonding wires 6 and 7 is disconnected.

又、前記構成の照明装置1は、以上のように設けられたボンディングワイヤ6,7で、LED列が延びる方向に隣接しているLED5同士を電気的に直接接続しているので、電気的な中継をするための中継電極としてのパッドを装置基板2上に設ける必要がない。 Further, the lighting device 1 of the configuration, the bonding wires 6 and 7 provided as described above, since the connecting electrically directly LED5 each other adjacent to the direction in which the LED arrays extending, electrical it is not necessary to provide a pad as a relay electrode for the relay on the device substrate 2. このため、以下の不利な点がない。 For this reason, there is no following disadvantages.

即ち、中継電極を設けた構成は、この電極によって装置基板2の白色をなした一面2eでの有効反射面積が減少する、という点で不利である。 That is, the configuration in which a relay electrode, the effective reflection area at one surface 2e with no white device substrate 2 by the electrode decreases, which is disadvantageous in that. 加えて、中継電極はその表面にAuのめっき層を有していることが多く、この場合、中継電極で反射された光が、照明装置1から投射される白色光に混じるので、照明光の色が微妙に変わる可能性がある、という点で不利である。 In addition, often relay electrode has a plated layer of Au on its surface, in this case, the light reflected by the relay electrode, so mix to white light projected from the lighting device 1, the illuminating light color may vary slightly, it is disadvantageous in that.

更に、既述のように中継電極を要しないので、照明装置1の発光量をより多く確保する必要がある場合には、LED5の配設ピッチAを狭めることが可能である。 Furthermore, since not required relay electrode as described above, when it is necessary to more ensure the amount of light emission of the lighting device 1 is capable of narrowing the arrangement pitch A of the LED 5. ちなみに、隣接するLED5相互間に中継電極を設けて、この電極にボンディングワイヤをセカンドボンディングして接続して隣接したLED5同士を電気的に直列接続する場合、LED5の配設ピッチは100μm以上必要とする。 Incidentally, the relay electrode is provided between adjacent LED5 mutual, when electrically connected in series to LED5 between adjacent connected through second bonding a bonding wire to the electrode, arrangement pitch of LED5 is required than 100μm to. この構成に比較して、発光量が同じである条件では、LED5の配設ピッチAを狭められる方が照明装置1を小形に構成でき、この逆に装置の大きさを同じとした条件では、LED5の配設ピッチAを狭められる照明装置1の方がLED5の実装密度が高いので、発光量が増えて器具効率を向上できる利点がある。 Compared to this configuration, under the condition light emission amount is the same, the arrangement pitch A lighting device who narrowing the first LED5 can be configured small, with the conditions and the size of the device in the reverse same, since towards the lighting device 1 to be narrowed arrangement pitch a of LED5 is higher packing density of LED5, an advantage of improving the device efficiency light emission amount increases.

以上のように中継電極を用いない照明装置1は、そのLED5の第2の素子電極18にボンディングワイヤ6の端部が高周波溶接によるワイヤボンディングで接続される。 Lighting device 1 without using the relay electrode as described above, the ends of the bonding wires 6 to the second element electrodes 18 of the LED5 are connected by wire bonding using high-frequency welding. この接続においては、予め第2の素子電極18に付着されたバンプ19を高周波で溶かしてボンディングがなされるので、このボンディングに伴い図示しないボンディングツールによりLED5に加えられる圧力は小さい。 In this connection, since the bonding melt the bumps 19 which are attached in advance to the second element electrode 18 at a high frequency is made, the pressure applied to LED5 by a bonding tool (not shown) with the the bonding is small. 又、LED5の第1の素子電極17に対してはボールボンディングによりボンディングワイヤ6が接続されるので、その際に図示しないボンディングツールによりLED5に対して加えられる圧力は小さい。 In addition, since the bonding wires 6 are connected by ball bonding for the first device electrode 17 of LED5, the pressure exerted on LED5 by a bonding tool (not shown) at that time is small.

したがって、ワイヤボンディングに伴うLED5の損傷が抑制されるに伴い、LED5の損傷を原因とするLED列の点灯不良を抑制できる。 Thus, with the damage of LED5 with the wire bonding can be suppressed, thereby suppressing the lighting failure of the LED string caused damage LED5.

本発明の一実施形態に係る照明装置を一部切欠いた状態で示す正面図。 Front view illustrating a state where the lighting device lacking a part cut according to an embodiment of the present invention. 図1中矢印F2−F2線に沿って示す照明装置の断面図。 Sectional view of the lighting apparatus shown along arrow in FIG. 1 line F2-F2. 図2の一部を拡大して示す断面図。 Sectional view showing an enlarged part of FIG. (A)は図1の照明装置が備えるLEDチップを示す正面図。 (A) is a front view showing an LED chip provided in the illumination device of FIG 1. (B)は同LEDチップを示す側面図。 (B) is a side view showing the same LED chip.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…照明装置、2…装置基板、2e…装置基板の一面、5…LED(半導体発光素子)、6,7…ボンディングワイヤ、10…封止部材、15…素子基板、16…半導体発光層、17…第1の素子電極、18…第2の素子電極、19…バンプ、h…ボンディング高さ 1 ... lighting apparatus, 2 ... device substrate, one surface of 2e ... device substrate, 5 ... LED (semiconductor light emitting element), 6,7 ... bonding wire, 10 ... sealing member, 15 ... device substrate, 16 ... semiconductor light-emitting layer, 17 ... first element electrodes, 18 ... second element electrodes, 19 ... bumps, h ... bonding height

Claims (2)

  1. 装置基板と; A device substrate;
    第1の素子電極及び第2の素子電極を有し前記素子基板の一面に列をなして配設された複数の半導体発光素子と; A plurality of semiconductor light-emitting element disposed in rows on one surface of the element substrate has a first element electrode and a second element electrode;
    前記列が延びる方向に隣接した前記半導体発光素子の第1の素子電極と第2の素子電極にワイヤボンディングにより接続されてこれら両素子電極にわたり前記一面から遠ざかるように湾曲して設けられ、かつ、線径が20μm〜30μmのボンディングワイヤであって、このワイヤの前記半導体発光素子に対する高さが50μm以上150μm以下となるようにワイヤボンディングされて前記各半導体発光素子同士を電気的に直列接続した前記ボンディングワイヤと; Said column is connected to the first element electrodes and the second element electrodes of the semiconductor light emitting device adjacent to the direction by wire bonding extending is provided to be curved away from the one side over the both device electrodes, and, wire diameter a bonding wire 20Myuemu~30myuemu, the height with respect to the semiconductor light emitting element of the wire has been wire-bonded so as to be 50μm or more 150μm or less and electrically connected in series to the respective semiconductor light emitting devices from each other a bonding wire;
    前記半導体発光素子及びボンディングワイヤを埋設した透光性の封止部材と; A sealing member of the semiconductor light emitting element and the bonding wires are embedded translucency;
    を具備したことを特徴とする照明装置。 Lighting apparatus characterized by comprising a.
  2. 前記第1の素子電極に前記ボンディングワイヤの一端がボールボンディングにより接続されているとともに、前記第2の素子電極に設けたバンプを介して前記ボンディングワイヤの他端が前記第2の素子電極に高周波溶接によるワイヤボンディングで接続されていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 Wherein one end of the bonding wire is connected by ball bonding the first element electrodes, a high frequency to said second end of the bonding wire through a bump provided on the element electrodes of the second element electrode the lighting device according to claim 1, characterized in that it is connected by wire bonding by welding.
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