JP2009239116A - Light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光装置に関し、特に、基板上にLEDなどの発光素子を搭載し、その表面を樹脂封止してなる半導体発光装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device, and more particularly to a semiconductor light emitting device in which a light emitting element such as an LED is mounted on a substrate and the surface thereof is resin-sealed.
従来から、基板上にLEDなどの発光素子を搭載し、その表面を樹脂封止してなる発光装置は、照明用発光装置、液晶テレビ用バックライト光源などとして用いられており、特許文献1には、このような表面実装型部品(SMD部品)の構造が開示されている。 Conventionally, a light-emitting device in which a light-emitting element such as an LED is mounted on a substrate and the surface thereof is resin-sealed has been used as a light-emitting device for illumination, a backlight light source for a liquid crystal television, and the like. Discloses the structure of such a surface-mounted component (SMD component).
図8は、この特許文献1に開示のSMD型LEDの構造を説明する図であり、図8(a)は、このSMD型LEDの縦断面の構造を示す断面図、図8(b)は、このSMD型LEDの上面を示す平面図である。 FIG. 8 is a diagram for explaining the structure of the SMD type LED disclosed in Patent Document 1. FIG. 8A is a cross-sectional view showing the structure of the vertical section of the SMD type LED, and FIG. It is a top view which shows the upper surface of this SMD type LED.
図8に示すSMD型LED500は、絶縁材よりなる台座(絶縁性基板)520上にLED素子510を実装してなるものである。この台座520は、台座520を貫通するように形成されたスルーホール520aおよび520bと、この台座520の上面からこれらのスルーホール520aおよび520bを介して台座の下面までにわたって形成された接続電極530および540とを有している。ここで、LED素子510は、一方の接続電極530の、台座520の上面側部分に載置されており、他方の接続電極540とLED素子510の表面の電極(図示せず)とがボンディングワイヤ560により接続されている。
An
また、台座520の上面上には、透光性樹脂よりなる保護部材550が、LED素子510、接続電極530および540を被覆、保護するよう全面に、モールド加工により形成されている。
Further, a
また、特許文献2および3には、上記特許文献1に開示の発光装置と同様な発光装置が開示されている。 Patent Documents 2 and 3 disclose a light emitting device similar to the light emitting device disclosed in Patent Document 1.
特許文献2に開示の発光装置は、リード電極を有する絶縁基板上に発光素子をダイボンドし、該発光素子とリード電極とを金線で接続し、全体を樹脂で封止してなるものであって、この封止樹脂が、発光素子からの発光の一部を吸収してそれよりも長波長の光を発光可能な蛍光物質を含むものである。 The light emitting device disclosed in Patent Document 2 is formed by die-bonding a light emitting element on an insulating substrate having a lead electrode, connecting the light emitting element and the lead electrode with a gold wire, and sealing the whole with a resin. The sealing resin contains a fluorescent material that can absorb part of the light emitted from the light emitting element and emit light having a longer wavelength.
特許文献3に開示の発光装置は、プリント配線基板の一部に形成した貫通開口内にLED素子を樹脂により固定して配置し、該LED素子を、このプリント基板の貫通開口の両側に配置された接続電極とボンディングワイヤにより接続し、上面を樹脂で封止してなる発光装置において、LED素子の光出射面以外を拡散反射効果を有する樹脂で覆い、光出射面を蛍光体を含む樹脂で覆い、これにより輝度バラツキを抑えて輝度を向上させることができるものである。
ところで、表面実装型部品であるSMD部品は小型化、薄型化が要望されているが、上記特許文献に記載の従来技術には、以下のような問題がある。 By the way, although SMD parts which are surface mount type parts are required to be reduced in size and thickness, the conventional techniques described in the above-mentioned patent documents have the following problems.
つまり、上記文献に開示の発光装置では、基板の表面には、正電極パッドおよび負電極パッドが基板の短辺に沿って、これらのパッドが互いに対向するように形成されている。また、LEDチップ(発光素子)は、LEDチップの長辺と電極パッドの長辺とが平行になるように基板上に配置されている。また、最近では発光装置は、これを小型、薄型化するために、LEDチップの平面形状は長尺化されている。つまり、LEDチップは、直方体等の六面体形状を有しているが、LEDチップの平面形状は、細長い長方形状となっている。 In other words, in the light-emitting device disclosed in the above document, the positive electrode pad and the negative electrode pad are formed on the surface of the substrate so as to face each other along the short side of the substrate. The LED chip (light emitting element) is arranged on the substrate so that the long side of the LED chip and the long side of the electrode pad are parallel to each other. Recently, in order to reduce the size and thickness of the light emitting device, the planar shape of the LED chip has been lengthened. That is, the LED chip has a hexahedral shape such as a rectangular parallelepiped, but the planar shape of the LED chip is an elongated rectangular shape.
このような文献に記載のLEDチップの実装方法では、長尺化LEDチップを実装すると、発光装置の小型化が困難であるという問題が生じる。これは、正電極パッドと負電極パッドとをそれぞれ、基板の対向する短辺に沿って形成しているためであり、電極パット゛が基板上で占有する面積分だけ、基板が大きくなる。このため、発光装置の小型化が困難になる。 In the LED chip mounting method described in such a document, when a long LED chip is mounted, there is a problem that it is difficult to reduce the size of the light emitting device. This is because the positive electrode pad and the negative electrode pad are respectively formed along the opposing short sides of the substrate, and the substrate becomes larger by the area occupied by the electrode pad on the substrate. For this reason, it is difficult to reduce the size of the light emitting device.
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、長尺LEDチップを実装した小型、薄型の発光装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a small and thin light emitting device on which a long LED chip is mounted.
本発明に係る発光装置は、電極パッドを有する基板に長尺形状の発光素子を載置し、該発光素子および該電極を封止樹脂により封止してなる発光装置であって、該発光素子は、その側辺が該基板の側辺と所定の角度をなすよう、該発光素子の長手方向を該基板の長手方向に対して傾けて配置されており、該電極パッドは、該基板表面の、該発光素子の長手方向を基板の長手方向に対して傾けたことにより形成されるスペースに配置されているものであり、そのことにより上記目的が達成される。 A light emitting device according to the present invention is a light emitting device in which a long light emitting element is placed on a substrate having an electrode pad, and the light emitting element and the electrode are sealed with a sealing resin, the light emitting element Are arranged such that the longitudinal direction of the light emitting element is inclined with respect to the longitudinal direction of the substrate so that the side of the substrate forms a predetermined angle with the side of the substrate. The light emitting element is disposed in a space formed by inclining the longitudinal direction of the light emitting element with respect to the longitudinal direction of the substrate, thereby achieving the above object.
本発明は、上記発光装置において、前記基板の表面上には、前記電極パッドとして、正電極パッドおよび負電極パッドが互いに対向するよう配置されていることが好ましい。 In the light emitting device according to the present invention, it is preferable that a positive electrode pad and a negative electrode pad are arranged on the surface of the substrate as the electrode pads so as to face each other.
本発明は、上記発光装置において、前記基板は、平面略長方形形状を有するパッケージ基板であり、前記発光素子は、平面略長方形形状を有するLEDチップであり、該LEDチップは、該パッケージ基板の長辺に沿う方向と、該LEDチップの長辺に沿う方向とのなす角度が90°より小さくなるよう、該LEDチップの長手方向を該パッケージ基板の長手方向に対して傾けて配置されていことが好ましい。 According to the present invention, in the light emitting device, the substrate is a package substrate having a substantially rectangular shape in plan, the light emitting element is an LED chip having a substantially rectangular shape in plan, and the LED chip is a length of the package substrate. The LED chip should be arranged with the longitudinal direction of the LED chip inclined with respect to the longitudinal direction of the package substrate so that the angle formed by the direction along the side and the direction along the long side of the LED chip is smaller than 90 °. preferable.
本発明は、上記発光装置において、前記LEDチップは、前記パッケージ基板の中央に配置されており、前記正電極パッドは、前記パッケージ基板の1つの角隅部に配置され、前記負電極パッドは、該パッケージ基板の、該1つの角隅部に対向する角隅部に配置されていることが好ましい。 In the light emitting device according to the aspect of the invention, the LED chip is disposed at the center of the package substrate, the positive electrode pad is disposed at one corner of the package substrate, and the negative electrode pad is It is preferable that the package substrate is disposed at a corner portion opposite to the one corner portion.
本発明は、上記発光装置において、前記基板の表面の対向する角隅部に配置されている正電極パッドおよび負電極パッドは、平面略三角形状を有していることが好ましい。 In the light-emitting device according to the present invention, it is preferable that the positive electrode pad and the negative electrode pad disposed at opposite corners on the surface of the substrate have a substantially triangular shape in a plane.
本発明は、上記発光装置において、前記基板は、前記発光素子を配置すべき素子配置領域と、前記正電極パッドおよび負電極パッドを配置すべき電極配置領域とを有し、該電極配置領域の表面は該素子配置領域の表面より低い位置に位置しており、前記正電極パッドおよび負電極パッドは、該電極配置領域の表面上に配置されていることが好ましい。 According to the present invention, in the light emitting device, the substrate includes an element arrangement region in which the light emitting element is to be arranged, and an electrode arrangement region in which the positive electrode pad and the negative electrode pad are to be arranged. It is preferable that the surface is positioned lower than the surface of the element arrangement region, and the positive electrode pad and the negative electrode pad are arranged on the surface of the electrode arrangement region.
本発明は、上記発光装置において、前記素子配置領域の表面の高さは、前記電極パッド配置領域上に位置する正電極パッドおよび負電極パッドの表面と同じ高さであることが好ましい。 In the light-emitting device according to the present invention, it is preferable that the surface of the element arrangement region has the same height as the surfaces of the positive electrode pad and the negative electrode pad located on the electrode pad arrangement region.
本発明は、上記発光装置において、前記基板は、平面略長方形形状を有するパッケージ基板であり、前記電極配置領域は、前記パッケージ基板の対向する角隅部に形成されていることが好ましい。 In the light emitting device according to the aspect of the invention, it is preferable that the substrate is a package substrate having a substantially rectangular shape in a plane, and the electrode arrangement region is formed at corner corners facing the package substrate.
本発明は、上記発光装置において、前記基板は、前記発光素子を配置すべき素子配置領域と、前記正電極パッドおよび負電極パッドを配置すべき電極配置領域とを有し、該電極配置領域は該素子配置領域の両側に位置しており、前記正電極パッドおよび負電極パッドのいずれか一つは、その電極配置領域から該素子配置領域上に延びるよう配置されており、前記発光素子は、前記正電極パッドあるいは負電極パッドの、該素子配置領域上に延びている部分の上に配置されていることが好ましい。 According to the present invention, in the light emitting device, the substrate has an element arrangement region in which the light emitting element is to be arranged, and an electrode arrangement region in which the positive electrode pad and the negative electrode pad are to be arranged. It is located on both sides of the element arrangement region, and any one of the positive electrode pad and the negative electrode pad is arranged to extend from the electrode arrangement region onto the element arrangement region, and the light emitting element is It is preferable that the positive electrode pad or the negative electrode pad is arranged on a portion extending on the element arrangement region.
本発明は、上記発光装置において、前記基板は、その裏面側に、前記素子配置領域あるいはその近傍領域に対向するよう形成された外部接続電極と、該基板を厚み方向に貫通するように設けられ、該素子配置領域あるいはその近傍領域の下側に位置する導電層とを有し、前記正電極パッドおよび負電極パッドのいずれか一つである、前記電極配置領域から該素子配置領域上に延びる電極パッドは、該導電層を介して該外部接続電極に接続されていることが好ましい。 According to the present invention, in the light emitting device, the substrate is provided on the back side thereof so as to penetrate through the substrate in the thickness direction, the external connection electrode formed so as to face the element arrangement region or the vicinity thereof. A conductive layer located below the element arrangement region or a region near the element arrangement region, and is one of the positive electrode pad and the negative electrode pad, and extends from the electrode arrangement region onto the element arrangement region The electrode pad is preferably connected to the external connection electrode through the conductive layer.
本発明は、上記発光装置において、前記基板は、その裏面側に形成された外部接続電極と、該基板を厚み方向に貫通するように設けられた導電層とを有し、前記電極パッドは、該導電層を介して該外部接続電極に接続されていることが好ましい。 In the light-emitting device according to the present invention, the substrate includes an external connection electrode formed on the back surface side thereof, and a conductive layer provided so as to penetrate the substrate in the thickness direction. It is preferable to be connected to the external connection electrode through the conductive layer.
本発明は、上記発光装置において、前記基板は、平面略長方形形状を有するパッケージ基板であり、前記電極パッドは、該パッケージ基板の角隅部に配置されていることが好ましい。 In the light-emitting device according to the present invention, it is preferable that the substrate is a package substrate having a substantially rectangular shape in a plane, and the electrode pads are arranged at corners of the package substrate.
本発明は、上記発光装置において、前記外部接続電極は、前記パッケージ基板の裏面上に該パッケージ基板の短辺に沿って形成されていることが好ましい。 According to the present invention, in the light emitting device, the external connection electrode is preferably formed on the back surface of the package substrate along the short side of the package substrate.
本発明は、上記発光装置において、前記長尺形状の発光素子の平面形状は、所定方向の寸法が該所定方向と直交する方向における寸法と等しくない、長手方向を有する平面形状であることが好ましい。 According to the present invention, in the above light emitting device, the planar shape of the elongated light emitting element is preferably a planar shape having a longitudinal direction in which a dimension in a predetermined direction is not equal to a dimension in a direction orthogonal to the predetermined direction. .
本発明は、上記発光装置において、前記LEDチップを構成するチップ基板は、絶縁性基板であることが好ましい。 In the light emitting device according to the present invention, the chip substrate constituting the LED chip is preferably an insulating substrate.
本発明は、上記発光装置において、前記LEDチップは、紫外色から赤外色までの範囲の色の光を発するLEDチップであることが好ましい。 In the light emitting device according to the present invention, the LED chip is preferably an LED chip that emits light in a color range from an ultraviolet color to an infrared color.
本発明は、上記発光装置において、前記LEDチップは青色LEDチップであることが好ましい。 According to the present invention, in the light emitting device, the LED chip is preferably a blue LED chip.
本発明は、上記発光装置において、前記封止樹脂は、蛍光体を添加したものであることが好ましい。 In the light-emitting device according to the present invention, it is preferable that the sealing resin is obtained by adding a phosphor.
本発明は、上記発光装置において、前記封止樹脂は、透明封止樹脂であることが好ましい。 According to the present invention, in the light emitting device, the sealing resin is preferably a transparent sealing resin.
本発明は、上記発光装置において、前記パッケージ基板は、絶縁性基板であることが好ましい。 In the light emitting device according to the present invention, the package substrate is preferably an insulating substrate.
本発明は、上記発光装置において、前記パッケージ基板は、セラミック基板または樹脂基板であることが好ましい。 In the light emitting device according to the present invention, the package substrate is preferably a ceramic substrate or a resin substrate.
本発明は、上記発光装置において、前記パッケージ基板は、ガラスエポキシ基板であることが好ましい。 In the light-emitting device according to the present invention, the package substrate is preferably a glass epoxy substrate.
以下、本発明の作用について説明する。 The operation of the present invention will be described below.
本発明においては、電極パッドを有する基板に長尺形状の発光素子を載置し、該発光素子および該電極を封止樹脂により封止してなる発光装置において、発光素子を、その側辺が該基板の側辺と所定の角度をなすよう、該発光素子の長手方向を該基板の長手方向に対して傾けて配置し、該電極パッドを、該基板表面の、該発光素子の長手方向を基板の長手方向に対して傾けたことにより形成されるスペースに配置しているので、基板表面の領域を有効に活用して、発光素子および電極パッドを配置することができる。これにより長尺の発光素子を小面積の基板上に実装してなる小型、薄型の発光装置を得ることができる。 In the present invention, in a light-emitting device in which an elongated light-emitting element is placed on a substrate having an electrode pad, and the light-emitting element and the electrode are sealed with a sealing resin, the light-emitting element is arranged on its side. The longitudinal direction of the light-emitting element is inclined with respect to the longitudinal direction of the substrate so as to form a predetermined angle with the side of the substrate, and the electrode pad is disposed on the surface of the substrate with the longitudinal direction of the light-emitting element. Since it arrange | positions in the space formed by inclining with respect to the longitudinal direction of a board | substrate, the area | region of a board | substrate surface can be utilized effectively and a light emitting element and an electrode pad can be arrange | positioned. Thus, a small and thin light emitting device in which a long light emitting element is mounted on a small area substrate can be obtained.
また、本発明においては、基板の表面の対向する角隅部に配置する正電極パッドおよび負電極パッドの形状を略三角形状をしているので、小表面積基板の角隅部を無駄なく利用して電極パッドを配置することができ、基板表面領域をさらに有効に活用することができる。また、このように基板上での発光素子および電極パッドの配置スペースを有効に利用して、基板上での配置に余裕を持たせることにより、発光素子の周辺を覆う封止樹脂の膜厚を均一にすることが可能となり、封止樹脂が波長変換を行う蛍光体を含む場合には、発光素子の色温度の角度依存性を小さくすることができる。 In the present invention, the positive electrode pads and the negative electrode pads arranged at the opposite corners of the surface of the substrate are substantially triangular, so that the corners of the small surface area substrate can be used without waste. Thus, the electrode pads can be arranged, and the substrate surface area can be utilized more effectively. In addition, by effectively using the arrangement space of the light emitting element and the electrode pad on the substrate in this way, by providing a margin for the arrangement on the substrate, the thickness of the sealing resin covering the periphery of the light emitting element can be reduced. When the encapsulating resin includes a phosphor that performs wavelength conversion, the angle dependency of the color temperature of the light emitting element can be reduced.
また、本発明においては、前記基板を、前記発光素子を配置すべき素子配置領域と、前記正電極パッドおよび負電極パッドを配置すべき電極配置領域とを有し、該電極配置領域の表面を該素子配置領域の表面より低くした構造としているので、素子配置領域に配置された発光素子からの光が電極配置領域に配置された電極パッドで遮られるのを回避することができ、これにより光の取り出し効率を向上することができる。また、封止樹脂が蛍光体を含む場合は、このように素子配置領域より低い電極配置領域に電極パッドを配置することにより、電極パッドの占める空間領域の分だけ蛍光体の分量が減るといったことを回避することができ、LEDチップから発光した光がより有効に蛍光体を励起することになる。さらに、正電極パッドおよび負電極パッドを配置すべき電極配置領域の表面を、該素子配置領域の表面より低い位置に配置したことで、ボンディングワイヤーのワイヤーループの高さを低くすることができ、さらに薄型のLEDチップを作製できる。 In the present invention, the substrate has an element arrangement region in which the light emitting element is to be arranged, and an electrode arrangement region in which the positive electrode pad and the negative electrode pad are to be arranged, and the surface of the electrode arrangement region is Since the structure is lower than the surface of the element arrangement region, light from the light emitting element arranged in the element arrangement region can be prevented from being blocked by the electrode pad arranged in the electrode arrangement region. The taking-out efficiency can be improved. Further, when the sealing resin contains a phosphor, the amount of the phosphor is reduced by the space area occupied by the electrode pad by arranging the electrode pad in the electrode arrangement area lower than the element arrangement area in this way. Therefore, the light emitted from the LED chip excites the phosphor more effectively. Furthermore, by arranging the surface of the electrode arrangement region where the positive electrode pad and the negative electrode pad are to be arranged at a position lower than the surface of the element arrangement region, the height of the wire loop of the bonding wire can be reduced, Furthermore, a thin LED chip can be produced.
また、素子配置領域の表面の高さ位置と、電極配置領域に配置された電極パッド表面の高さ位置をほぼ同じにすることにより、電極パッドが発光素子からの光を反射する反射層として機能することとなり、発光素子からの光をさらに有効に外に取り出せることになる。 In addition, the electrode pad functions as a reflective layer that reflects light from the light emitting element by making the height position of the surface of the element arrangement area substantially the same as the height position of the surface of the electrode pad arranged in the electrode arrangement area. As a result, the light from the light emitting element can be taken out more effectively.
また、本発明においては、基板表面の正電極パッドおよび負電極パッドのいずれか一つを、発光素子(LEDチップ)の下側まで延びる構造とすることで、電極パッドの発光素子の下側部分が反射層として機能することとなり、これにより発光素子から基板側に放射される光を有効に外に取り出せることになる。さらに、電極パッドの発光素子の下側部分では放熱効果も良好になる。 In the present invention, any one of the positive electrode pad and the negative electrode pad on the surface of the substrate extends to the lower side of the light emitting element (LED chip), so that the lower part of the light emitting element of the electrode pad Functions as a reflective layer, whereby light emitted from the light emitting element to the substrate side can be effectively extracted to the outside. Further, the heat radiation effect is also improved in the lower part of the light emitting element of the electrode pad.
また、本発明においては、前記基板を、その裏面側に、該素子配置領域あるいはその近傍領域に対向するよう形成された外部接続電極と、該基板を厚み方向に貫通するように設けられ、該素子配置領域あるいはその近傍領域の下側に位置する導電層とを有するものとし、前記正電極パッドおよび負電極パッドのいずれか一つである、前記電極配置領域から該素子配置領域上に延びる電極パッドを、該導電層を介して該外部接続電極に接続しているので、素子配置領域上に配置された発光素子で生じた熱は、該素子配置領域あるいはその近傍領域の下側に位置する導電層を介して、基板裏面側の外部接続電極に伝わることとなり、発光素子から基板外部への放熱効果をより高めることができる。 Further, in the present invention, the substrate is provided on the back side thereof so as to pass through the substrate in the thickness direction, the external connection electrode formed so as to face the element arrangement region or the vicinity thereof, An electrode extending from the electrode arrangement region onto the element arrangement region, wherein the electrode is any one of the positive electrode pad and the negative electrode pad. Since the pad is connected to the external connection electrode via the conductive layer, the heat generated in the light emitting element arranged on the element arrangement region is located below the element arrangement region or the vicinity thereof. It is transmitted to the external connection electrode on the back side of the substrate through the conductive layer, and the heat dissipation effect from the light emitting element to the outside of the substrate can be further enhanced.
さらに、発光素子(LEDチップ)は長尺形状であるため、一定の発光出力を保持しつつ薄型化することが可能となる。 Furthermore, since the light emitting element (LED chip) has a long shape, it can be thinned while maintaining a constant light output.
本発明によれば、電極パッドを有する基板に長尺形状の発光素子を載置し、該発光素子および該電極を封止樹脂により封止してなる発光装置において、発光素子を、その側辺が該基板の側辺と所定の角度をなすよう、該発光素子の長手方向を該基板の長手方向に対して傾けて配置し、該電極パッドを、該基板表面の、該発光素子の長手方向を基板の長手方向に対して傾けたことにより形成されるスペースに配置しているので、基板表面の領域を有効に活用して、発光素子および電極パッドを配置することができる。これにより小表面積基板上に長尺の発光素子(LEDチップ)が搭載可能となり、長尺の発光素子を小面積の基板上に実装してなる小型、薄型の発光装置を得ることができる。 According to the present invention, in a light emitting device in which a long light emitting element is placed on a substrate having an electrode pad, and the light emitting element and the electrode are sealed with a sealing resin, the light emitting element is arranged on its side. Is arranged such that the longitudinal direction of the light-emitting element is inclined with respect to the longitudinal direction of the substrate so that the side of the substrate forms a predetermined angle, and the electrode pad is disposed on the substrate surface in the longitudinal direction of the light-emitting element. Is disposed in a space formed by tilting the substrate with respect to the longitudinal direction of the substrate, so that the light emitting element and the electrode pad can be disposed by effectively utilizing the region of the substrate surface. Accordingly, a long light emitting element (LED chip) can be mounted on the small surface area substrate, and a small and thin light emitting device in which the long light emitting element is mounted on the small area substrate can be obtained.
また、このように基板上での発光素子および電極パッドの配置スペースを有効に利用して、基板上での配置に余裕を持たせることにより、発光素子の周辺を覆う封止樹脂の膜厚を均一にすることが可能となり、封止樹脂が波長変換を行う蛍光体を含む場合には、発光素子の色温度の角度依存性を小さくすることができる効果もある。
また、基板表面の正電極パッドおよび負電極パッドのいずれか一つを、発光素子(LEDチップ)の下側まで延びる構造とすることで、電極パッドの発光素子の下側部分が反射層として機能することとなり、これにより発光素子から基板側に放射される光を有効に外に取り出せることになる。さらに、電極パッドの発光素子の下側部分では放熱効果も良好になる。またさらに、素子配置領域の下側まで延びる正電極パッドおよび負電極パッドのいずれか一つを、素子配置領域の直下あるいはその直下近傍に形成した、基板を貫通する導電層を介して、基板裏面側の外部接続電極に接続することで、発光素子から基板外部への放熱効果をより高めることができる。
In addition, by effectively using the arrangement space of the light emitting element and the electrode pad on the substrate in this way, by providing a margin for the arrangement on the substrate, the thickness of the sealing resin covering the periphery of the light emitting element can be reduced. When the sealing resin contains a phosphor that performs wavelength conversion, the angle dependency of the color temperature of the light emitting element can be reduced.
In addition, any one of the positive electrode pad and the negative electrode pad on the substrate surface extends to the lower side of the light emitting element (LED chip), so that the lower part of the light emitting element of the electrode pad functions as a reflective layer. As a result, light emitted from the light emitting element to the substrate side can be effectively extracted to the outside. Further, the heat radiation effect is also improved in the lower part of the light emitting element of the electrode pad. Furthermore, the back surface of the substrate is formed through a conductive layer penetrating the substrate, wherein either one of the positive electrode pad and the negative electrode pad extending to the lower side of the element arrangement region is formed immediately below or in the vicinity of the element arrangement region. By connecting to the external connection electrode on the side, the heat radiation effect from the light emitting element to the outside of the substrate can be further enhanced.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る発光装置を説明する図であり、図1(a)はその要部構成を示す上面図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A線断面の構造を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram for explaining a light emitting device according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 1 (a) is a top view showing the configuration of the main part thereof, and FIG. 1 (b) is a diagram of FIG. The structure of the AA line cross section is shown.
本実施形態1の発光装置10は、パッケージ基板12上にLEDチップ(発光素子)13を実装し、全面を透明封止樹脂17で樹脂封止してなるものである。
The
ここで、LEDチップ13は、波長650nmの赤色波長領域に主発光ピークを有する赤色LEDチップであり、その平面形状はぼぼ長方形形状となっている。また、パッケージ基板12としては、可視光に対する光反射率が高く、熱伝導率が高いAlNセラミック基板を用いている。このパッケージ基板12の平面形状はぼぼ長方形形状であり、その厚みは、これを基板部材から個々のチップに切り出す際の切断が容易になるよう、0.3mm〜0.4mmとしている。
Here, the
この実施形態1の発光装置10では、LEDチップ13は、その側辺がパッケージ基板12の側辺と90°より小さい所定の角度をなすよう、このLEDチップ13の長手方向をパッケージ基板の長手方向に対して傾けて配置されている。また、正電極パッド(以下、単に電極パッドともいう。)14および負電極パッド(以下、単に電極パッドともいう。)15が、パッケージ基板12の表面の、LEDチップ13の長手方向をパッケージ基板12の長手方向に対して傾けたことにより形成されるスペース(電極配置領域)14cおよび15cに配置されている。
In the
つまり、このパッケージ基板12表面の、対向する2つの角隅部(電極配置領域)14cおよび15cには、電極パッド14および15がそれぞれ対向するよう配置されている。これらの電極パッド14および15の平面形状は、略三角形形状(たとえば、略直角二等辺三角形形状)をしており、LEDチップ13が、LEDチップ13の長辺と電極パッド14および15の長辺とが平行にかつ対向するよう配置されている。この赤色LEDチップ13の電極(チップ電極)13aおよび13bは、これに隣接する電極パッド14および15にワイヤー16により接続されている。なお、電極パッド14および15の平面形状はこのような略直角二等辺三角形形状に限定されるものではなく、他の三角形形状であってもよい。
That is, the
また、上記パッケージ基板12の裏面側には外部接続電極14bが形成されており、電極パッド14は、パッケージ基板12を厚み方向に貫通するように設けられた導電層14aにより外部接続電極14bと導通するよう、該電極14bに接続されている。上記パッケージ基板12の裏面側には外部接続電極15bが形成されており、電極パッド15は、パッケージ基板12を厚み方向に貫通するように設けられた導電層15aにより外部接続電極15bと導通するよう、該電極15bに接続されている。
An
ここで、LEDチップ13を構成するチップ基板にはGaPを用い、LEDチップ13を構成する半導体層には、AlGaInP系半導体層を用いている。
Here, GaP is used for the chip substrate constituting the
また、パッケージ基板12の表面全体は、このLEDチップ13およびワイヤ16および電極パッド14および15を覆うように封止樹脂17により樹脂封止されている。この封止樹脂11には、シリコーン系封止樹脂を用いている。ただし、この封止樹脂17には、エポキシ系封止樹脂を用いてもよい。
The entire surface of the
この封止樹脂17の表面は、パッケージ基板12の表面に平行で、ほぼ平坦な表面となっている。ここで、平面略長方形形状のLEDチップ13は、その各辺が、平面略長方形形状のパッケージ基板12の各辺に対して平行とならないように、パッケージ基板12の表面に搭載されている。
The surface of the sealing
このようなパッケージ基板12上でのLEDチップ13の配置は、小表面積基板上に長尺LEDチップを搭載するのに好適な搭載方法であり、ここでは、この平面略長方形形状のLEDチップ13は、横幅を0.24mmとし、縦幅を0.5mmとするものである。
Such an arrangement of the
さらに、発光装置10の側面は、パッケージ基板12の表面に垂直になるよう、封止樹脂17および更にその下のパッケージ基板12を一括して切断して得られる平面状になっており、発光装置10は、厚みが薄く、面内方向の面積が大きな直方体形状となっている。具体的には、発光装置10では、その一例として、例えば、厚みが0.7mm、横幅が1.0mm、縦幅が1.2mmとなっている。
Furthermore, the side surface of the
次に、本実施形態1の発光装置1の製造方法について、図1および図2を用いて詳細に説明する。 Next, a method for manufacturing the light emitting device 1 of Embodiment 1 will be described in detail with reference to FIGS.
図2は、本実施形態1の発光装置10の製造方法を工程順(図2(a)〜図2(f))に示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a method of manufacturing the
まず、図2(a)に示すように、複数の平面略長方形形状のチップ領域12に区分された基板部材120を用意し、該基板部材120の各チップ領域12上にLEDチップ13をダイボンドする。
First, as shown in FIG. 2A, a
ここで、該基板部材120のチップ領域12の表面には、図1に示す電極パッド14および15が、該チップ領域12の対向する角隅部14cおよび15cに位置するよう配置されている。また、該チップ領域12の裏面側には、外部接続電極14bおよび15bが形成されている。電極パッド14と外部接続電極14bとは、該基板部材を貫通する導電層14aを介して接続されており、電極パッド15と外部接続電極15bとは、該基板部材を貫通する導電層15aを介して接続されている。ここで、基板部材を導電層が貫通する貫通部は、空洞でないことが望ましい。なぜなら、空洞があると、温度変化により空気が水分化し、貫通導電層14aおよび15aの劣化の要因となるなどの不具合が生じるからであり、また、放熱も悪くなり、LEDチップの信頼性を悪くするからである。
Here, the
また、上記基板部材120の各チップ領域12の表面に形成されている電極パッド14および15の平面形状は、上述したように略直角二等辺三角形形状である。これらの電極パッド14および15は、上記貫通導電層14aおよび15aをそれぞれ通じて、対応するアノード側およびカソード側の外部接続電極14bおよび15bと接続されている。
Further, the planar shape of the
このチップ領域12の、電極パッド14および15間の領域には、LEDチップ13が、その長辺が電極パッド14および15の長辺(斜辺)と平行となるようダイボンドされており、LEDチップ13の上部電極(チップ電極)13aおよび13bは、ボンディングワイヤー16により電極パッド14および15と接続されている。
In the region of the
次に、図2(b)に示すように、LEDチップ13を各チップ領域12に搭載した基板部材120を、加熱プレートを備えたプレス機(図示せず)に設置し、基板部材120の周囲を囲むようにスペーサ治具21を1対対向させて配置し、その後、封止用樹脂層17aとして液状シリコーン樹脂を基板部材120の表面に流し込む(図2(c))。
Next, as shown in FIG. 2B, the
さらに、チップ領域上で一定の樹脂厚を確保するために、図2(d)に示すように、封止用樹脂層17aの表面に平坦な上金型22を押さえ付けてプレスする。
Further, in order to ensure a constant resin thickness on the chip region, as shown in FIG. 2D, a flat
続いて、図2(e)に示すように、加熱により封止用樹脂層17aを硬化させた後、図2(f)に示すように、基板部材120をその上に形成した封止樹脂層17aとともにダイシングして、チップ状の個々の発光装置10を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 2 (e), after the sealing
このように本実施形態1の発光装置10では、パッケージ基板12上にLEDチップ13を、その側辺がパッケージ基板12の側辺と所定の角度をなすよう、このLEDチップ13の長手方向をパッケージ基板12の長手方向に対して傾けて配置し、電極パッド14および15を、パッケージ基板の表面の、LEDチップ13の長手方向をパッケージ基板12の長手方向に対して傾けたことにより形成されるスペース14aおよび15aに配置しているので、電極パッド14および15とLEDチップ13との間に一定の距離を確保しつつ、パッケージ基板12の長手方向の寸法を縮小することができる。
As described above, in the
また、電極パッド14および15とLEDチップ13との間には一定の距離を確保しているので、ワイヤーループ高さを下げることができ、薄層化が可能となる。
In addition, since a certain distance is secured between the
つまり、LEDチップ13上でのボンディング位置(1stボンディング位置)と電極パッド上でのボンディング位置(2ndボンディング位置)との間の距離が短くなると、ボンディングワイヤのネック部分でワイヤが切れるのを防止するためにワイヤーループ高さを高くする必要があり、このため、封止樹脂高さが高くなって、全体に厚くなる。これに対し、本実施形態1では、LEDチップの長手方向をパッケージ基板の長手方向に対して傾けることにより、1stボンディング位置と2ndボンディング位置との間に一定の距離を確保することができ、これによりワイヤーループ高さを下げることができ、薄層化が可能となる。この結果、小型、薄型の赤色の発光装置を得ることができる。さらに、発光素子(LEDチップ)は長尺形状であるため、一定の発光出力を保持しつつ薄型化することも可能となる。
(実施形態2)
図3は、本発明の実施形態2に係る発光装置を説明する図であり、図3(a)はその要部構成を示す上面図であり、図3(b)は、図3(a)のB−B線断面の構造を示している。
That is, when the distance between the bonding position on the LED chip 13 (1st bonding position) and the bonding position on the electrode pad (2nd bonding position) becomes short, the wire is prevented from being cut at the neck portion of the bonding wire. Therefore, it is necessary to increase the height of the wire loop. For this reason, the height of the sealing resin is increased and the entire thickness is increased. On the other hand, in the first embodiment, a certain distance can be secured between the 1st bonding position and the 2nd bonding position by inclining the longitudinal direction of the LED chip with respect to the longitudinal direction of the package substrate. Can reduce the height of the wire loop and enables a thin layer. As a result, a small and thin red light emitting device can be obtained. Furthermore, since the light emitting element (LED chip) has a long shape, it is possible to reduce the thickness while maintaining a constant light output.
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a diagram for explaining a light emitting device according to Embodiment 2 of the present invention, FIG. 3 (a) is a top view showing the configuration of the main part, and FIG. 3 (b) is a diagram of FIG. 3 (a). The structure of the BB line cross section of is shown.
本実施形態2の発光装置20は、パッケージ基板12上に、LEDチップ(発光素子)23を実装し、全面を封止樹脂27で樹脂封止してなるものである。ここで、LEDチップ23は、波長400nm以上530nm以下の青色波長領域に主発光ピークを有する青色LEDチップであり、その平面形状はぼぼ長方形形状となっている。また、封止樹脂27は、シリコン系封止樹脂に、青色LEDチップ23からの光を波長変換する蛍光体を添加したものであり、その他の構成は実施形態1と同様である。
The
具体的に説明すると、本実施形態2では、パッケージ基板12として、実施形態1と同様、可視光に対する光反射率が高く、熱伝導率が高いAlNセラミック基板を用いており、このパッケージ基板12の厚みは、0.3mm〜0.4mmとしている。また、このパッケージ基板12の表面には、電極パッド14および15が、平面略長方形形状のパッケージ基板12の対向する角隅部14cおよび15cに形成されており、電極パッド14および15の形状は、実施形態1と同様、略直角二等辺三角形形状をしている。
More specifically, in the second embodiment, an AlN ceramic substrate with high visible light reflectivity and high thermal conductivity is used as the
また、このようなパッケージ基板12上には、青色LEDチップ23が、上記電極パッドの長辺(斜辺)とLEDチップ3の長辺とがほぼ平行になるように搭載されている。また、隣接する電極パッド14および15と青色のLEDチップ23の上部電極(チップ電極)23aおよび23bとはボンディングワイヤー16により接続されている。また、パッケージ基板12の裏面側には外部接続電極14bおよび15bが形成され、電極パッド14および15は、それぞれ、パッケージ基板12を厚み方向に貫通するように設けられた導電層14aおよび15aを介して外部接続電極14bおよび15bと導通するようこれらの電極に接続されている。
On the
また、このLEDチップ23は、封止樹脂によりその周囲が覆われるようにパッケージ基板12の表面全体が樹脂封止されている。この封止樹脂27には、青色LEDチップ23からの光を波長変換して蛍光を放出する蛍光体が添加されている。この実施形態2では、蛍光体として、BOSE(ユ−ロピウム付活珪酸塩蛍光体、(Ba・Sr)2SiO4:Eu)のような発光効率が高い黄色蛍光体を用いている。この黄色蛍光体は、青色LEDチップ23から放出される青色光を吸収して、波長550nm以上600nm以下の波長領域に発光ピークを有する黄色蛍光を放出する。
Further, the entire surface of the
封止樹脂27の表面は、実施形態1の発光装置10と同様、パッケージ基板12の表面に平行で、ほぼ平坦な表面となっている。ここで、平面略長方形形状のLEDチップ23は、その各辺が、平面略長方形形状のパッケージ基板12の各辺に対して平行とならないように、パッケージ基板12の表面に搭載されている。
The surface of the sealing
このようなパッケージ基板12上でのLEDチップ23の配置は、小表面積基板上に長尺LEDチップを搭載するのに好適な搭載方法であり、ここでは、この平面略長方形形状のLEDチップ23は、横幅を0.24mmとし、縦幅を0.5mmとするものである。
Such an arrangement of the
さらに、発光装置20の側面は、パッケージ基板12の表面に垂直になるよう、封止樹脂27および更にその下のパッケージ基板12を一括して切断して得られる平面状になっており、発光装置20は、厚みが薄く、面内方向の面積が大きな直方体形状となっている。具体的には、発光装置20では、その一例として、例えば、厚みが0.7mm、横幅が1.0mm、縦幅が1.2mmとなっている。
Furthermore, the side surface of the
また、電極パッド14および15の長辺とLEDチップ23の長辺とがほぼ平行になるように青色LEDチップ23がパッケージ基板12上に搭載されている。このため、LEDチップ23から発光する光の光路長(LEDチップ端面から封止樹脂端面までの距離)をLEDチップ23の周囲で、つまりその側面側および上面側でほぼ等しくすることができる。
The
次に、本実施形態2の発光装置2の製造方法について、図3および図4を用いて詳細に説明する。 Next, a method for manufacturing the light emitting device 2 of Embodiment 2 will be described in detail with reference to FIGS.
図4は、本実施形態2の発光装置20の製造方法を工程順(図4(a)〜図4(f))に示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a method of manufacturing the
まず、図4(a)に示すように、実施形態1と同様、複数の平面略長方形形状のチップ領域12に区分された基板部材120を用意し、該基板部材120の各チップ領域12上にLEDチップ23をダイボンドする。
First, as shown in FIG. 4A, as in the first embodiment, a
ここで、基板部材120のチップ領域12の表面には、図3に示す電極パッド14および15が、該チップ領域12の対向する角隅部14aおよび15aに位置するよう配置されている。また、該チップ領域12の裏面側には、外部接続電極14bおよび15bが形成されている。電極パッド14および15はそれぞれ、基板部材を貫通する導電層14aおよび15aを介して外部接続電極14bおよび15bに接続されている。
Here, the
上記チップ領域12の、電極パッド14および15間の領域には、LEDチップ23が、その長辺が電極パッド14および15の長辺(斜辺)と平行となるようダイボンドされており、LEDチップ23の上部電極23aおよび23bは、ワイヤー16により電極パッド14および15と接続されている。
In the region between the
次に、図4(b)に示すように、LEDチップ23を各チップ領域12に搭載した基板部材120を、加熱プレートを備えたプレス機(図示せず)に設置し、基板部材120の周囲を囲むようにスペーサ治具21を1対対向させて配置し、基板部材120の表面に封止用樹脂層27aが形成されるよう、蛍光体を添加した液状シリコーン樹脂を流し込む(図4(c))。
Next, as shown in FIG. 4B, the
さらに、チップ領域上で一定の樹脂厚を確保するために、図4(d)に示すように、封止用樹脂層27aの表面に平坦な上金型22を押さえ付けてプレスする。
Further, in order to ensure a constant resin thickness on the chip region, as shown in FIG. 4D, a flat
続いて、図4(e)に示すように、加熱により封止用樹脂層27aを硬化させた後、図4(f)に示すように、基板部材120をその上に形成した封止樹脂層27aとともにダイシングして、チップ状の個々の発光装置20を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 4E, after the sealing
このように本実施形態2では、実施形態1と同様に、パッケージ基板12上に青色LEDチップ23を、その側辺がパッケージ基板12の側辺と所定の角度をなすよう、このLEDチップ23の長手方向をパッケージ基板12の長手方向に対して傾けて配置し、電極パッド14および15を、パッケージ基板12の表面の、LEDチップ23の長手方向をパッケージ基板12の長手方向に対して傾けたことにより形成されるスペース14aおよび15aに配置しているので、電極パッド14および15とLEDチップ23との間に一定の距離を確保しつつ、パッケージ基板12の長手方向の寸法を縮小することができる。このため、ワイヤボンディング時には、チップ上の1stボンディング位置と電極パッド上の2ndボンディング位置との距離を確保してワイヤーループ高さを抑えることができ、パッケージ基板12の長手方向の寸法縮小に伴うワイヤーループ高さの増大を抑えて薄層化を図ることができる。
Thus, in the second embodiment, as in the first embodiment, the
また、パッケージ基板12の表面には電極パッド14および15が対向するその角隅部に形成されており、青色LEDチップ23がこれらの電極パッドの長辺とLEDチップ23の長辺とほぼ平行になるように搭載されているので、青色LEDチップ23の周辺での封止樹脂の厚さをより均一にすることができ、これにより色温度の角度依存性を小さくできる。
In addition,
なお、上記実施形態2では、パッケージ基板12として、AlNセラミック基板を用いているが、パッケージ基板には、要求される信頼性や特性に応じて、それ以外の絶縁性基板、例えばガラスエポキシ基板のような樹脂基板を用いてもよい。
(実施形態3)
図5は、本発明の実施形態3に係る発光装置を説明する図であり、図5(a)はその要部構成を示す上面図であり、図5(b)は、図5(a)のC−C線断面の構造を示している。
In the second embodiment, an AlN ceramic substrate is used as the
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a diagram for explaining a light-emitting device according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 5 (a) is a top view showing the configuration of the main part, and FIG. 5 (b) is a diagram of FIG. The structure of the CC line cross section is shown.
本実施形態3の発光装置30は、パッケージ基板32上にLEDチップ(発光素子)23を実装し、全面を封止樹脂27で樹脂封止してなるものである。
The
ここで、LEDチップ23は、実施形態2と同様、波長400nm以上530nm以下の青色波長領域に主発光ピークを有する青色LEDチップであり、その平面形状はぼぼ長方形形状となっており、また、封止樹脂27は、シリコン系封止樹脂に、青色LEDチップ23からの光を波長変換する蛍光体を添加したものである。
Here, the
また、本実施形態3では、パッケージ基板32として、可視光に対する光反射率が高く、熱伝導率が高いAlNセラミック基板を用いており、このパッケージ基板32の厚みは、0.3mm〜0.4mmとしている。
In the third embodiment, an AlN ceramic substrate having a high light reflectance for visible light and a high thermal conductivity is used as the
また、このパッケージ基板32の表面には、LEDチップ(発光素子)23を配置すべき素子配置領域32aと、正電極パッドおよび負電極パッドを配置すべき電極配置領域(以下、電極パッド形成部ともいう。)34aおよび35aとを有し、素子配置領域32aと電極配置領域34aおよび35aとの間には段差が設けられており、電極配置領域34aおよび35aの表面は素子配置領域32aの表面より低い位置に位置している。また、電極配置領域34aおよび35aは、パッケージ基板32の対向する角隅部に形成されたほぼ直角二等辺三角形形状をしている。これらの電極配置領域34aおよび35aの表面上にはそれぞれ、正電極パッド14および負電極パッド15が配置されている。ここで、電極パッド14および15の形状は略三角形形状(例えば、直角二等辺三角形形状)をしている。また、素子配置領域32aには青色LEDチップ23が、電極パッド形成部34aおよび35aに位置する電極パッドの長辺とLEDチップ23の長辺とがほぼ平行になるよう搭載されている。また、青色LEDチップ23の上部電極(チップ電極)23aおよび23bは、これに隣接する電極パッド14および15とワイヤー16により接続されている。また、パッケージ基板32の裏面側には外部接続電極14bが形成され、電極パッド14は、パッケージ基板32を厚み方向に貫通するように設けられた導電層14aを介して外部接続電極14bに接続されている。また、パッケージ基板32の裏面側には外部接続電極15bが形成され、電極パッド15は、パッケージ基板32を厚み方向に貫通するように設けられた導電層15aを介して外部接続電極15bに接続されている。
Further, on the surface of the
また、このLEDチップ32は、封止樹脂27によりその周囲を覆うように、パッケージ基板32の表面全体が樹脂封止されている。この封止樹脂27には、青色LEDチップ23からの光を波長変換して蛍光を放出する蛍光体が添加されている。本実施形態3では、蛍光体として、BOSE(ユ−ロピウム付活珪酸塩蛍光体、(Ba・Sr)2SiO4:Eu)のような発光効率が高い黄色蛍光体を用いている。この黄色蛍光体は、青色LEDチップ23から放出される青色光を吸収して、波長550nm以上600nm以下の波長領域に発光ピークを有する黄色蛍光を放出する。
Further, the entire surface of the
封止樹脂27の表面は、実施形態2と同様、パッケージ基板32の表面に平行で、ほぼ平坦な表面となっている。
Similar to the second embodiment, the surface of the sealing
ここで、平面略長方形形状のLEDチップ23は、その各辺が、平面略長方形形状のパッケージ基板32の各辺に対して平行とならないように、パッケージ基板32の表面に搭載されている。
Here, the planar substantially
このようなパッケージ基板32上でのLEDチップ23の配置は、小表面積基板上に長尺LEDチップを搭載するのに好適な搭載方法であり、ここでは、この平面略長方形形状のLEDチップ23は、横幅を0.24mmとし、縦幅を0.5mmとするものである。
Such an arrangement of the
さらに、発光装置30の側面は、パッケージ基板12の表面に垂直になるよう、封止樹脂27および更にその下のパッケージ基板12を一括して切断して得られる平面状になっており、発光装置30は、厚みが薄く、面内方向の面積が大きな直方体形状となっている。具体的には、発光装置30では、その一例として、例えば、厚みが0.7mm、横幅が1.0mm、縦幅が1.2mmとなっている。
Further, the side surface of the
このような構成の本実施形態3では、実施形態2と同様に、パッケージ基板32上に青色LEDチップ23を、その側辺がパッケージ基板32の側辺と所定の角度をなすよう、このLEDチップ23の長手方向をパッケージ基板の長手方向に対して傾けて配置し、電極パッド14および15を、LEDチップ23の長手方向をパッケージ基板32の長手方向に対して傾けたことにより形成されるスペース(角隅部)34aおよび35aに配置しているので、電極パッド14および15とLEDチップ23との間に一定の距離を確保しつつ、パッケージ基板32の長手方向の寸法を縮小することができる。このため、ワイヤボンディング時には、LEDチップ23上の1stボンディング位置と電極パッド14および15上の2ndボンディング位置との距離を確保してワイヤーループ高さを抑えることができ、パッケージ基板12の長手方向の寸法縮小に伴うワイヤーループ高さの増大を抑えて薄層化を図ることができる。
In the third embodiment having such a configuration, as in the second embodiment, the
また、電極パッドの長辺とLEDチップ23の長辺とがほぼ平行になるように青色LEDチップ23が搭載されているため、LEDチップ23の側面で発光する光の光路長(LEDチップ端面から封止樹脂端面までの距離)をLEDチップ23の周囲で、つまりその側面側および上面側でほぼ等しくすることができる。
Further, since the
また、パッケージ基板32の中央の素子配置領域にLEDチップ23を配置し、該素子配置領域より低い、その両側の部分(電極配置領域)34aおよび35aに、電極パッド14および15を、その表面の高さが、素子配置領域の表面の高さと同じになるよう配置することにより、LEDチップ23から放射された光が電極パッド上を通過するときに、この電極パッドで反射されることになり、光取り出し効率が向上する。また、この実施形態3の発光装置30では、LEDチップ23の長辺端面と垂直な方向には電極パッドがないことになり、このため、LEDチップ23から発光する光が蛍光体に照射される量が増えることになり、また、発光素子からの光をさらに有効に外に取り出せることになる。
(実施形態4)
図6は、本発明の実施形態4に係る発光装置を説明する図であり、図6(a)はその要部構成を示す上面図であり、図6(b)は、図6(a)のD−D線断面の構造を示している。
In addition, the
(Embodiment 4)
FIG. 6 is a diagram for explaining a light emitting device according to Embodiment 4 of the present invention, FIG. 6 (a) is a top view showing the configuration of the main part, and FIG. 6 (b) is a diagram of FIG. 6 (a). The structure of the DD line | wire cross section is shown.
本実施形態4の発光装置40は、実施形態2と同様、パッケージ基板12上に、LEDチップ(発光素子)23を実装し、全面を封止樹脂27で樹脂封止してなるものであるが、本実施形態4の発光装置30は、実施形態2の電極パッド14に代わる電極パッド44を備えたものであり、この電極パッド44は銀からなり、長方形形状のパッケージ基板12の角隅部からその中央の素子配置領域上まで延びる構造となっており、LEDチップ23は、電極パッド44の中央に延びている部分(延伸部)44bの上に配置されている。なお、この実施形態4では、発光素子40として、実施形態1の電極パッド14に代えて、電極配置領域から素子配置領域上に延びる構造の電極パッド44を用いたものを示しているが、この実施形態4の発光素子40は、実施形態2の他方の電極パッド15を、電極配置領域から素子配置領域上に延びる構造としたものでもよい。
As in the second embodiment, the
ここで、LEDチップ23は、実施形態2と同様、波長400nm以上530nm以下の青色波長領域に主発光ピークを有する青色LEDチップであり、その平面形状はぼぼ長方形形状となっており、また、封止樹脂27は、シリコン系封止樹脂に、青色LEDチップ23からの光を波長変換する蛍光体を添加したものである。電極パッド44の角部44aおよび電極パッド15はパッケージ基板12の角隅部に配置されている。
Here, the
ここで、このパッケージ基板12の厚みは、0.3mm〜0.4mmとしている。また、このパッケージ基板12の表面には、電極パッド15が、平面略長方形形状のパッケージ基板12の1つの角隅部に形成されており、電極パッド15の形状は、実施形態2と同様、略直角二等辺三角形状をしている。また、このパッケージ基板12の表面の、電極パッド15以外の領域には、ほぼ電極パッド44が配置され、この電極パッド44は、平面略直角三角形形状の角部44aと延伸部44bとから構成されている。
Here, the thickness of the
また、このようなパッケージ基板12上には、青色LEDチップ23が、上記電極パッド15の長辺(斜辺)および電極パッド44の角部44aの長辺(斜辺)と、LEDチップ23の長辺とがほぼ平行になるように搭載されている。また、隣接する電極パッド44および15と青色のLEDチップ23の上部電極(チップ電極)23aおよび23bとはボンディングワイヤー16により接続されている。また、パッケージ基板12の裏面側には外部接続電極14bおよび15bが形成され、電極パッド44および15は、それぞれ、パッケージ基板12を厚み方向に貫通するように設けられた導電層14aおよび15aを介して外部接続電極14bおよび15bと導通するようこれらの電極に接続されている。
Further, on such a
また、このLEDチップ23の周囲を覆うように、パッケージ基板12の表面全体が樹脂封止されている。この封止樹脂27には、青色LEDチップ23からの光を波長変換して蛍光を放出する蛍光体が添加されている。この実施形態4では、実施形態2と同様に、蛍光体として、BOSE(ユ−ロピウム付活珪酸塩蛍光体、(Ba・Sr)2SiO4:Eu)のような発光効率が高い黄色蛍光体を用いている。この黄色蛍光体は、青色LEDチップ23から放出される青色光を吸収して、波長550nm以上600nm以下の波長領域に発光ピークを有する黄色蛍光を放出する。
The entire surface of the
封止樹脂27の表面は、実施形態2の発光装置20と同様、パッケージ基板12の表面に平行で、ほぼ平坦な表面となっている。ここで、平面略長方形形状のLEDチップ23は、その各辺が、平面略長方形形状のパッケージ基板12の各辺に対して平行とならないように、パッケージ基板12の表面に搭載されている。
Similar to the
このようなパッケージ基板12上でのLEDチップ23の配置は、小表面積基板上に長尺LEDチップを搭載するのに好適な搭載方法であり、ここでは、この平面略長方形形状のLEDチップ23は、横幅を0.24mmとし、縦幅を0.5mmとするものである。
Such an arrangement of the
さらに、発光装置40の側面は、パッケージ基板12の表面に垂直になるよう、封止樹脂27および更にその下のパッケージ基板12を一括して切断して得られる平面状になっており、発光装置40は、厚みが薄く、面内方向の面積が大きな直方体形状となっている。具体的には、発光装置40では、その一例として、例えば、厚みが0.7mm、横幅が1.0mm、縦幅が1.2mmとなっている。
Furthermore, the side surface of the
このような構成の本実施形態4では、実施形態2と同様に、パッケージ基板12上に青色LEDチップ23を、その側辺がパッケージ基板12の側辺と所定の角度をなすよう、このLEDチップ23の長手方向をパッケージ基板の長手方向に対して傾けて配置し、電極パッド44の略三角形形状の角部44aおよび略三角形形状の電極パッド15を、LEDチップ23の長手方向をパッケージ基板12の長手方向に対して傾けたことにより形成されるスペースに配置しているので、電極パッド44の角部および15とLEDチップ23との間に一定の距離を確保しつつ、パッケージ基板12の長手方向の寸法を縮小することができる。このため、ワイヤボンディング時には、LEDチップ23上の1stボンディング位置と電極パッド44および15上の2ndボンディング位置との距離を確保してワイヤーループ高さを抑えることができ、パッケージ基板12の長手方向の寸法縮小に伴うワイヤーループ高さの増大を抑えて薄層化を図ることができる。
In the fourth embodiment having such a configuration, as in the second embodiment, the
また、電極パッド44の角部44aおよび電極パッド15の長辺とLEDチップ23の長辺がほぼ並行になるように青色のLEDチップ23が搭載されているので、LEDチップ23から発光する光の光路長(LEDチップ端面から封止樹脂端面までの距離)をほぼ等しくすることができる。
Further, since the
また、この実施形態4では、LEDチップ23の直下に銀からなる電極パッド44の延伸部44bが形成されているため、LEDチップ23から基板側に放射された光は銀からなる電極パッド44の延伸部44bで反射されることとなり、上方への光取り出し効率が改善されている。つまり、電極パッド44の延伸部44bが反射層として機能するため、発光装置30の輝度の向上が可能となる。
In the fourth embodiment, since the extending
なお、上記実施形態4では、パッケージ基板12を厚み方向に貫通する導電層14aは、電極配置領域から素子配置領域上に延びる構造の電極パッド44の角部44a下側に配置しているが、この導電層14aは、素子配置領域の直下あるいはその近傍領域の直下に配置してもよい。
In the fourth embodiment, the
以下、このような構成の発光素子を実施形態4の変形例として簡単に説明する。 Hereinafter, the light emitting element having such a configuration will be briefly described as a modification of the fourth embodiment.
図7は、本発明の実施形態4の変形例に係る発光装置40aを説明する図であり、図7(a)はその要部構成を示す上面図であり、図7(b)は、図7(a)のE−E線断面の構造を示している。
FIG. 7 is a view for explaining a
この実施形態4の変形例に係る発光素子40aは、実施形態4の発光素子40における外部接続電極14bに代えて、基板12の裏面側に、電極パッド44の角部44aに対向する領域から、素子配置領域上に位置するその延伸部44bに対向する領域まで延びる外部接続電極14b1を備え、さらに、実施形態4の発光素子40における導電層14aに代えて、該素子配置領域の直下に該基板を貫通するよう形成した導電層14a1を備えたものであり、電極パッド44の延伸部44bは導電層14a1を介して外部接続電極14b1に接続されている。ここで、このような導電層14a1は1つとは限らず複数設けてもよい。なお、この実施形態4の変形例の発光素子におけるその他の構成は、実施形態4の発光素子と同一である。
このような構成の実施形態4の変形例による発光素子40aでは、上記実施形態4の構成に加えて、基板12を、その裏面側に、素子配置領域およびその近傍領域に対向するよう形成された外部接続電極14b1と、該基板を厚み方向に貫通するように設けられ、該素子配置領域の下側に位置する導電層14a1とを有するものとし、電極パッド44の延伸部44bを、導電層14a1を介して外部接続電極14b1に接続しているので、実施形態4の効果に加えて、素子配置領域上に配置された発光素子で生じた熱が、該素子配置領域の下側に位置する導電層14a1を介して、基板裏面側の外部接続電極14b1に伝わることとなり、発光素子から基板外部への放熱効果をより高めることができるという効果が得られる。
The
In the
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。 As mentioned above, although this invention has been illustrated using preferable embodiment of this invention, this invention should not be limited and limited to this embodiment. It is understood that the scope of the present invention should be construed only by the claims. It is understood that those skilled in the art can implement an equivalent range from the description of specific preferred embodiments of the present invention based on the description of the present invention and common general technical knowledge. It is understood that the patent documents cited in the present specification should be incorporated by reference into the present specification in the same manner as the content itself is specifically described in the present specification.
本発明は、LEDなどの発光素子をパッケージ基板上に搭載し、これを樹脂封止してなる発光装置の分野において、小表面積のパッケージ基板上に長尺LEDチップが搭載可能となり、さらに光度の高い、サイズの小さい発光装置を提供することができるものであり、本発明の発光装置は、照明用装置や液晶テレビ用バックライトなどの光源として使用できるものである。 In the field of a light emitting device in which a light emitting element such as an LED is mounted on a package substrate and this is sealed with a resin, a long LED chip can be mounted on a package substrate with a small surface area. A light emitting device having a small size can be provided, and the light emitting device of the present invention can be used as a light source such as a lighting device or a backlight for a liquid crystal television.
10、20、30、40、40a 発光装置
12、32 パッケージ基板
13、23 LEDチップ
13a、13b、23a、23b チップ電極
14、14a1、15、44 電極パッド
44a 電極パッド角部、
44b 電極パッド延伸部
14a、15a 導電層
14b、14b1、15b 外部接続電極
14c、15c、34a、35a 電極配置領域(電極パッド形成部)
17、27 封止樹脂部
17a、27a 封止用樹脂材料
32 素子配置領域
10, 20, 30, 40, 40a
44b Electrode
17, 27
Claims (22)
該発光素子は、その側辺が該基板の側辺と所定の角度をなすよう、該発光素子の長手方向を該基板の長手方向に対して傾けて配置されており、
該電極パッドは、該基板表面の、該発光素子の長手方向を基板の長手方向に対して傾けたことにより形成されるスペースに配置されている発光装置。 A light emitting device in which a long light emitting element is placed on a substrate having an electrode pad, and the light emitting element and the electrode are sealed with a sealing resin,
The light emitting element is disposed such that the longitudinal direction of the light emitting element is inclined with respect to the longitudinal direction of the substrate so that the side of the light emitting element forms a predetermined angle with the side of the substrate.
The electrode pad is a light emitting device arranged in a space formed by inclining the longitudinal direction of the light emitting element with respect to the longitudinal direction of the substrate on the surface of the substrate.
前記発光素子は、平面略長方形形状を有するLEDチップであり、
該LEDチップは、該パッケージ基板の長辺に沿う方向と、該LEDチップの長辺に沿う方向とのなす角度が90°より小さくなるよう、該LEDチップの長手方向を該パッケージ基板の長手方向に対して傾けて配置されている請求項2に記載の発光装置。 The substrate is a package substrate having a substantially rectangular shape in plan view,
The light emitting element is a LED chip having a substantially rectangular shape in plan view,
In the LED chip, the longitudinal direction of the LED chip is set to the longitudinal direction of the package substrate so that the angle formed between the direction along the long side of the package substrate and the direction along the long side of the LED chip is smaller than 90 °. The light-emitting device according to claim 2, wherein the light-emitting device is arranged to be inclined with respect to.
前記正電極パッドは、前記パッケージ基板の1つの角隅部に配置され、
前記負電極パッドは、該パッケージ基板の、該1つの角隅部に対向する角隅部に配置されている請求項3に記載の発光装置。 The LED chip is disposed in the center of the package substrate,
The positive electrode pad is disposed at one corner of the package substrate,
The light-emitting device according to claim 3, wherein the negative electrode pad is disposed at a corner portion of the package substrate facing the one corner portion.
前記正電極パッドおよび負電極パッドは、該電極配置領域の表面上に配置されている請求項2に記載の発光装置。 The substrate has an element arrangement area in which the light emitting element is to be arranged, and an electrode arrangement area in which the positive electrode pad and the negative electrode pad are to be arranged, and a surface of the electrode arrangement area is more than a surface of the element arrangement area Located in a low position,
The light emitting device according to claim 2, wherein the positive electrode pad and the negative electrode pad are arranged on a surface of the electrode arrangement region.
前記電極配置領域は、前記パッケージ基板の対向する角隅部に形成されている請求項7に記載の発光装置。 The substrate is a package substrate having a substantially rectangular shape in plan view,
The light emitting device according to claim 7, wherein the electrode arrangement region is formed at opposite corners of the package substrate.
前記正電極パッドおよび負電極パッドのいずれか一つは、その電極配置領域から該素子配置領域上に延びるよう配置されており、
前記発光素子は、前記正電極パッドあるいは負電極パッドの、該素子配置領域上に延びている部分の上に配置されている請求項2に記載の発光装置。 The substrate has an element arrangement area in which the light emitting element is to be arranged, and an electrode arrangement area in which the positive electrode pad and the negative electrode pad are to be arranged, and the electrode arrangement area is located on both sides of the element arrangement area. And
Any one of the positive electrode pad and the negative electrode pad is arranged to extend from the electrode arrangement region onto the element arrangement region,
The light emitting device according to claim 2, wherein the light emitting element is arranged on a portion of the positive electrode pad or the negative electrode pad that extends on the element arrangement region.
前記正電極パッドおよび負電極パッドのいずれか一つである、前記電極配置領域から該素子配置領域上に延びる電極パッドは、該導電層を介して該外部接続電極に接続されている請求項9に記載の発光装置。 The substrate is provided on the back side thereof so that the external connection electrode formed so as to face the element arrangement region or the vicinity thereof, and to penetrate the substrate in the thickness direction, the element arrangement region or the vicinity thereof And a conductive layer located on the lower side,
The electrode pad that is one of the positive electrode pad and the negative electrode pad and extends from the electrode arrangement region onto the element arrangement region is connected to the external connection electrode through the conductive layer. The light emitting device according to 1.
前記電極パッドは、該パッケージ基板の角隅部に配置されている請求項11に記載の発光装置。 The substrate is a package substrate having a substantially rectangular shape in plan view,
The light emitting device according to claim 11, wherein the electrode pads are arranged at corners of the package substrate.
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