JP2010225755A - 半導体発光装置および半導体発光装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パッケージの薄型化に対応し得るサイドビュータイプの半導体発光装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】
装置実装面と、装置実装面と平行な主面と、主面上に少なくとも１つのダイパッドと、を有するベース基板を準備する工程と、ダイパッドに半導体発光素子をフリップチップ接続する工程と、半導体発光素子の発光層を含む厚み方向の下方部分を埋設するように光透過性樹脂層を形成する工程と、光透過性樹脂層の表面から突出した半導体発光素子の上方部分を埋設するように光反射性樹脂層を形成する工程と、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は半導体発光装置に関し、特に主として装置実装面と略平行方向へ光を放射する所謂サイドビュー型の半導体発光装置に関する。

液晶表示装置に用いられるバックライトには、エッジライト方式と直下型方式がある。一般的に、携帯電話端末やノート型パソコンなどに搭載される薄型の液晶表示装置には、エッジライト方式が採用されている。エッジライト方式では、光透過性を有する導光板の側面から光源からの光を入射させ、導光板の表面に設けられた反射ドットなどを利用して光の進路を変えることにより導光板全面が均一に光るようになっており、かかる面発光によって液晶表示装置のバックライトを構成している。

エッジライト方式に用いられる光源としては、冷陰極管（ＣＣＬＦ）の他、携帯電話などの小型液晶表示装置の場合には、発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられる。エッジライト方式に用いられるＬＥＤは、ＬＥＤパッケージの実装面と略垂直方向に光放射面を有する所謂サイドビュータイプのＬＥＤが用いられる。

図１に従来のサイドビュータイプの半導体発光装置１００の構造を示す。図１（ａ）は半導体発光装置１００の投光方向前方から眺めた平面図、図１（ｂ）は半導体発光装置を実装する実装基板２００の上方から眺めた平面図である。ＬＥＤチップ１１０は、ベース基板１２０上にマウントされる。ＬＥＤチップ１１０上のアノード電極およびカソード電極は、ワイヤーボンディングなどの方法によりベース基板１２０上のパッド部（図示せず）と接続され、半導体発光装置１００の両端の電極１３０から外部に引き出される。ＬＥＤチップ１１０は、投光方向前方部分が光透過性樹脂１４０で覆われる。半導体発光装置１００は、電極１３０と実装基板２００上のランド部（図示せず）とをはんだ付けすることにより実装基板２００上に実装される。このように、図１に示す半導体発光装置においては、光放射面３００とＬＥＤチップの主面とは、対向するように配置されている。尚、ＬＥＤチップの寸法は、例えばＬ＝０．３５ｍｍ、Ｗ＝０．３５ｍｍ、Ｔ＝０．１ｍｍである。

特開２００２−３４３１２３ 特開２００７−５９６１２

近年の携帯電話端末の薄型化に伴って導光板の厚みも薄くなってきている。しかしながら、導光板を薄くすると、光源からの光が導光板の外に漏れる量が多くなり、液晶表示画面の輝度の低下を招く結果となる。すなわち、導光板の薄型化を実現するためには、光源となる半導体発光装置の薄型化も必要となる。上記した従来のサイドビュータイプの半導体発光装置においては、ＬＥＤチップの主面を光放射面に対向させる構成となっているため、パッケージの厚さは主にＬＥＤチップのＬ寸法によって制限を受けることとなっていた。このため、例えばチップサイズ０．３ｍｍ角程度のＬＥＤチップを使用するものにおいてはパッケージの厚さを０．５ｍｍ以下で製造することが困難であり、更なる薄型化への対応が困難なものとなっていた。また、高出力のＬＥＤチップでは、チップサイズが大きくなるため、高出力ＬＥＤチップを搭載する場合には、パッケージの厚さが必然的に厚くなり、ＬＥＤの高出力化とパッケージの薄型化を両立するのは困難であった。

本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、パッケージの薄型化に対応し得るサイドビュータイプの半導体発光装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の半導体発光装置の製造方法は、装置実装面と、前記装置実装面と平行な主面と、前記主面上に少なくとも１つのダイパッドと、を有するベース基板を準備する工程と、前記ダイパッドに半導体発光素子をフリップチップ接続する工程と、前記半導体発光素子の発光層を含む厚み方向の下方部分を埋設するように光透過性樹脂層を形成する工程と、前記光透過性樹脂層の表面から突出した前記半導体発光素子の上方部分を埋設するように光反射性樹脂層を形成する工程と、を含むことを特徴としている。

また、本発明の半導体発光装置の他の製造方法は、各々が少なくとも１つのパッド部を有する複数のベース基板が一体的に形成された第１基板を用意する工程と、前記パッド部の各々に半導体発光素子を接合する工程と、前記第１基板のパターンに対応した複数の貫通孔を有する第２基板を用意して、前記貫通孔の各々から前記第１基板に搭載された前記半導体発光素子が露出するように前記第１基板と前記第２基板とを接合する工程と、前記半導体発光素子の発光層を含む厚み方向の下方部分を覆うように前記貫通孔の各々を光透過性樹脂で充たして光透過性樹脂層を形成する工程と、前記貫通孔に対応した複数の貫通溝を有する第３基板を用意して、前記貫通溝の各々から前記光透過性樹脂層の表面が露出するように前記第２基板と前記第３基板とを接合する工程と、前記光透過性樹脂層の表面から露出した前記半導体発光素子の厚み方向の上方部分を覆うように前記貫通溝の各々を光反射性樹脂で充たして光反射性樹脂層を形成する工程と、前記第１基板、前記第２基板および前記第３基板を含む構造体を分割ラインに沿って切断する工程と、を含むことを特徴としている。

また、本発明の半導体発光装置の他の製造方法は、装置実装面と、前記装置実装面と平行な主面と、前記主面上に少なくとも１つのダイパッドおよびボンディングパッドと、を有するベース基板を準備する工程と、前記ダイパッドに半導体発光素子を配置する工程と、前記半導体発光素子の上面の電極パッドと前記と前記ボンディングパッドとの間をワイヤーで接続する工程と、前記半導体発光素子全体と前記ワイヤーの一部を埋設するように光透過性樹脂層を形成する工程と、前記光透過性樹脂層の表面から突出した部分の前記ワイヤーを埋設するように光反射性樹脂層を形成する工程と、を含むことを特徴としている。

また、本発明の半導体発光装置の他の製造方法は、各々が少なくとも１つのダイパッドおよびボンディングパッドを有する複数のベース基板が一体的に形成された第１基板を用意する工程と、前記ダイパッドの各々に半導体発光素子を接合する工程と、前記半導体発光素子の各々の電極パッドと前記ボンディングパッドの各々との間をワイヤーで接続する工程と、前記第１基板のパターンに対応した複数の貫通孔を有する第２基板を用意して、前記貫通孔の各々から前記第１基板に搭載された前記半導体発光素子および前記ワイヤーが露出するように前記第１基板と前記第２基板とを接合する工程と、前記半導体発光素子全体および前記ワイヤーの一部を埋設するように前記貫通孔の各々を光透過性樹脂で充たして光透過性樹脂層を形成する工程と、前記貫通孔に対応した複数の貫通溝を有する第３基板を用意して、前記貫通溝の各々から前記光透過性樹脂層の表面が露出するように前記第２基板と前記第３基板とを接合する工程と、前記光透過性樹脂層の表面から突出した部分の前記ワイヤーを埋設するように前記貫通溝の各々を光反射性樹脂で充たして光反射性樹脂層を形成する工程と、前記第１基板、前記第２基板および前記第３基板を含む構造体を分割ラインに沿って切断する工程と、を含むことを特徴としている。

また、本発明の半導体発光装置は、主として装置実装面と略平行方向へ光を放射する半導体発光装置であって、前記装置実装面と平行な主面上に少なくとも１つのパッド部を有するベース基板と、前記パッド部に接合された前記半導体発光素子と、前記ベース基板上に設けられて、前記半導体発光素子の発光層を含む厚み方向の下方部分を覆う光透過性樹脂層と、前記光透過性樹脂層の上に設けられて、前記光透過性樹脂層の表面から突出した前記半導体発光素子の厚み方向の上方部分を覆う光反射性樹脂層と、を含むことを特徴としている。

また、本発明の他の半導体発光装置は、主として装置実装面と略平行方向へ光を放射する半導体発光装置であって、前記実装面と平行な主面上に少なくとも１つのダイパッドおよびボンディングパッドを有するベース基板と、前記ダイパッドに接合された前記半導体発光素子と、前記半導体発光素子の上面の電極パッドと前記ボンディングパッドとの間を接続するワイヤー配線と、前記ベース基板上に設けられて、前記半導体発光素子全体と前記ワイヤー配線の一部を埋設する光透過性樹脂層と、前記光透過性樹脂層の上に設けられて、前記光透過性樹脂層の表面から突出した前記ワイヤー配線を埋設する光反射性樹脂層と、を含むことを特徴としている。

また、本発明の他の半導体発光装置は、導電性基板表面に対して略平行方向へ光を放射する半導体発光装置であって、導電性基板と、前記導電性基板上に実装された半導体発光素子と、前記導電性基板上に固定され、光放射方向を除く前記半導体発光素子周囲を囲むように配置されたスペーサ部材と、前記スペーサ部材上面に形成されたボンディングパッドと、前記半導体発光素子の上面の電極パッドと前記ボンディングパッドとの間を接続するワイヤーと、前記半導体発光素子を覆う光透過性樹脂層と、前記半導体発光素子、前記光透過性樹脂層および前記スペーサ部材の上方を覆う光反射性樹脂層と、を含み、前記ワイヤーの一部分は前記光反射性樹脂層内部に埋め込まれていることを特徴としている。

本発明の半導体発光装置素子によれば、パッケージの更なる薄型化に対応することが可能となる。

図１（ａ）は従来のサイドビュー型半導体発光装置の投光方向前方から眺めた平面図、図１（ｂ）は半導体発光装置を実装する実装基板の上方から眺めた平面図である。 図２（ａ）は、本発明の第１実施例に係る半導体発光装置の上面図、図２（ｂ）は図２（ａ）における２ｂ−２ｂ線に沿った断面図である。 図３（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施例である半導体発光装置の製造工程毎の上面図である。 図４（ｅ）〜（ｇ）は、本発明の実施例である半導体発光装置の製造工程毎の上面図である。 図５（ａ）は、複数のベース基板２０を含む第１の樹脂基板の上面図、図５（ｂ）は、複数のスペーサ部材を含む第２の樹脂基板の上面図、図５（ｃ）は複数の枠部材３５を含む第３の樹脂基板の上面図である。 図６（ａ）は、本発明の第２実施例に係る半導体発光装置の上面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）における６ｂ−６ｂ線に沿った断面図である。 図７（ａ）は、本発明の第３実施例に係る半導体発光装置の上面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）における７ｂ−７ｂ線に沿った断面図である。 図８（ａ）は、本発明の第４実施例に係る半導体発光装置の上面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）における８ｂ−８ｂ線に沿った断面図である。

以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。図２（ａ）は、本発明の第１実施例に係る半導体発光装置１の上面図、図２（ｂ）は図２（ａ）における２ｂ−２ｂ線に沿った断面図である。尚、図２（ａ）においては、半導体発光装置１の上方から見た構造を明らかにするために光透過性樹脂５０と光反射性樹脂６０の構成は示されていない。

本実施例に係る半導体発光装置１は、主に発光素子としてのＬＥＤチップ１０と、ＬＥＤチップ１０が搭載されるベース基板２０と、ＬＥＤチップ１０の上方を覆いＬＥＤチップ１０等を封止する光反射性樹脂６０と、光反射性樹脂６０の形成領域を画定する枠部材４０と、ベース基板２０と光反射性樹脂６０との間に空間を形成するためのスペーサ部材３０と、前記空間を充たす光透過性樹脂５０と、により構成される。半導体発光装置１は、図示しない実装基板との接合面をなす装置実装面７０と交差する面内に光放射面８０を有し、ＬＥＤチップ１０の主面と交差する端面が光放射面８０と対向している所謂サイドビュー型の半導体発光装置である。ここで、ＬＥＤチップの主面とは、ＬＥＤチップを構成する半導体層の成長面をいう。

発光素子としてのＬＥＤチップ１０は、例えばＧａＮ系半導体からなる青色ＬＥＤであり、ｎ層、発光層、ｐ層（いずれも図示せず）からなる半導体膜の積層構造を有する。ＬＥＤチップの上面には、アノード電極およびカソード電極（図示せず）が形成されている。ＬＥＤチップ１０のチップサイズは例えば０．３ｍｍ×０．３ｍｍであり、厚みは例えば０．１ｍｍである。ＬＥＤチップ１０は、はんだ付け又は接着剤等を用いてベース基板２０に形成されたダイパッド２１上に接合される。

ベース基板２０は、例えば板厚５０μｍ程度のガラスエポキシ樹脂の基材の表面にＣｕ箔等からなる導体パターンを有する。かかる導体パターンによって、ベース基板２０の中央部にはダイパッド２１が設けられ、ダイパッド２１を挟む両側にボンディングパッド２２が設けられる。ＬＥＤチップ１０上面のアノード電極およびカソード電極は、ボンディングワイヤー１１を介してボンディングパッド２２と電気的に接続される。ベース基板２０の裏面は、実装基板に搭載するための装置実装面となっている。装置実装面７０には、スルーホール（図示せず）を介して各ボンディングパッド２２に電気的に接続された裏面配線２３が形成されている。裏面配線２３は、半導体発光装置１を実装基板に実装するための接合部を構成する。

ベース基板２０上には、ベース基板２０と光反射性樹脂６０との間に空間を形成するためのスペーサ部材３０が設けられている。スペーサ部材３０は、図２（ａ）に示すように、上面視において略半円形状の切り欠き部３１を有する。スペーサ部材３０は、切り欠き部３１の中央にＬＥＤチップ１０が位置するように設けられる。この切り欠き部３１によって投光方向前方に開口部が形成され、光放射面８０における発光領域の幅および高さが画定される。スペーサ部材３０は、基材として板厚５０μｍ程度のガラスエポキシ樹脂を用いることが可能である。スペーサ部材３０とベース基板２０との接合には、例えば市販の接着シートを用いることができる。尚、切り欠き部３１の外縁を画定するスペーサ部材３０の内壁には、金属膜等の光反射部材を設けることとしてもよい。又、アルミナ等の光反射性を有する材料をスペーサ部材３０の基材として用いてもよい。

スペーサ部材３０によって形成されたベース基板２０上の空間には、例えばシリコーン樹脂等からなる光透過性樹脂５０が充填され、ＬＥＤチップ１０およびボンディングワイヤー１１の一部は、この光透過性樹脂５０の内部に埋設される。光透過性樹脂５０は、その上面がスペーサ部材３０の上面の高さ位置と略同一となる厚さで充填される。このとき、図２（ｂ）に示すように、ボンディングワイヤー１１のループ頂部が、光透過性樹脂５０の上面から突出することとなる。尚、ボンディングワイヤーのループ高さは、約１００μｍ程度である。

光透過性樹脂５０内には、蛍光体が分散される。蛍光体としては、例えばＹＡＧに付活剤としてＣｅ（セリウム）を導入したＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体を用いることができる。蛍光体は、ＬＥＤチップ１０から放射されるピーク波長が約４６０ｎｍの青色光を吸収してこれを波長５６０ｎｍ前後に発光ピークを持つ黄色光に変換する。これにより光放射面８０からは、蛍光体から発せられた黄色光と、波長変換されずに光透過性樹脂５０を透過した青色光が混ざることにより白色光が得られるようになっている。尚、光透過性樹脂５０内部には、更に光散乱材を含有させることとしてもよい。また、光透過性樹脂５０は、図２（ｂ）に示すように、その上面が凸形状となるように形成することにより、光取り出し効率を向上させることが可能となる。

スペーサ部材３０上には、半導体発光装置１の側端面に沿って互いに対向するように配置された一対の枠部材４０が設けられる。枠部材４０は、例えば板厚１５０μｍ程度のガラスエポキシ樹脂を用いることが可能であり、スペーサ部材３０との接合には、市販の接着シートを用いることができる。互いに対向するように設けられた一対の枠部材４０で挟まれた空間には、光反射性樹脂６０が注入される。光透過性樹脂５０の上面から突出したボンディングワイヤー１１のループ頂部は、光反射性樹脂６０の内部に埋設される。光反射性樹脂６０は、封止材として機能するとともに、光放射面８０以外の面から光が漏れるのを防止する。例えば、シリコーン樹脂等からなる光透過性樹脂に酸化チタンの粉末を含有させたものを光反射性樹脂６０として用いることができる。このように、ＬＥＤチップ１０を高反射率部材で囲むことにより、光取り出し効率を向上させることが可能となる。尚、封止剤６０の原料となる樹脂は下層の光透過性樹脂５０と主成分が同じであることが好ましい。主成分を共通とすることにより、光透過性樹脂５０と光反射性樹脂６０の熱収縮率等の物性値が近くなり、これら２つの層に亘って埋設されるボンディングワイヤー１１にかかる応力を低減することが可能となり、信頼性を向上させることができる。このように、本実施例の半導体発光装置１は、ＬＥＤチップ１０の主面ではなく、主面と交差する端面（側端面）を光放射面８０に対向させる構成とし、更にボンディングワイヤー１１のループを光透過性樹脂５０と光反射性樹脂６０の２つの樹脂層で覆う構成としたので、ＬＥＤチップ１０のチップサイズに関わらず、パッケージの薄型化を図ることが可能となる。すなわち、パッケージの薄型化と、高出力化を同時に達成することが可能となるのである。本実施例の半導体発光装置の構成によれば、パッケージの厚さを０．３ｍｍ以下とすることが可能となり、従来構造と比較して大幅な薄型化を図ることが可能となる。

次に本実施例に係る半導体発光装置１の製造方法を図３〜５を参照しつつ説明する。図３（ａ）〜（ｄ）および図４（ｅ）〜（ｇ）は、半導体発光装置１の各製造工程における上面図である。図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、半導体発光装置１の製造に用いられる複数のベース基板２０を含む第１の樹脂基板２５、複数のスペーサ部材３０を含む第２の樹脂基板３５、および複数の枠部材４０を含む第３の樹脂基板４５の上面図である。本実施例では、上記各樹脂基板２５、３５および４５を用いて複数の半導体層体発光装置が一括して製造される。尚、図３および図４においては、一括製造される複数の半導体発光装置のうち４つを抜き出して示している。

はじめに、第１の樹脂基板２５を用意する。第１の樹脂基板２５には複数のベース基板２０の個片が縦横方向に配列され、これらが一体的に形成されている（図３（ａ）、図５（ａ））。第１の樹脂基板２５内の各ベース基板２０の個片には、中央部にダイパッド２１が設けられ、ダイパッド２１を挟む両側にボンディングパッド２２を有している。ボンディングパッド２２はスルーホール２４を介して裏面配線２３と電気的に接続されている。図５（ａ）においては、ダイパッド２１およびボンディングパッド２２の構成は省略されており、互いに隣接するベース基板２０の個片同士の境界が破線で示されている。

次に、各ベース基板２０のダイパッド２１上にディスペンス法により接着剤を塗布した後、ＬＥＤ１０チップをマウントし、接着剤を硬化させる。次に、ＬＥＤチップ１０の表面に設けられたアノード電極およびカソード電極とボンディングパッド２２との間をボンディングワイヤー１１で結線する（図３（ｂ））。尚、ＬＥＤチップ１０の裏面がアノード電極又はカソード電極となっている裏面電極タイプのＬＥＤチップを使用する場合、裏面配線２３およびダイパッド２１を介してＬＥＤチップ１０に電源供給できるように、ベース基板２０の導体パターンは適宜改変される。また、この場合、ＬＥＤチップ１０とベース基板２０との接合は、Ａｇペーストや半田等の導電性接合材を用いて行われ、ボンディングワイヤーの本数は１本となる。

次に、第２の樹脂基板３５を用意する。図５（ｂ）に示すように、第２の樹脂基板３５には、複数のスペーサ部材３０の個片が縦横方向に配列され、これらが一体的に形成されている。第２の樹脂基板３５には、スペーサ部材３０の切り欠き部３１を構成する複数の貫通穴３１ａが形成されている。図５（ｂ）においては、互いに隣接するスペーサ部材３０の個片同士の境界が破線で示されている。

そして、ＬＥＤチップ１０が搭載された第１の樹脂基板２５と第２の樹脂基板３５とを接着シート等を用いて張り合わせる。第２の樹脂基板３５に形成された貫通孔３１ａの形成領域は、第１の樹脂基板２５上の導体パターンの形成領域と対応しており、第２の樹脂基板３５は、第１の樹脂基板２５に搭載された互いに隣接する２つのＬＥＤチップ１０およびボンディングワイヤー１１が各貫通孔３１ａから露出するように第１の樹脂基板２５に接合される（図３（ｃ））。

次に、ディスペンス法等により貫通孔３１ａの内部において、ＬＥＤチップ１０全体およびボンディングワイヤー１１の一部を埋設するように、シリコーン樹脂等からなる光透過性樹脂５０を充填する。光透過性樹脂５０は、その上面がスペーサ部材３０の上面の高さと略同じ位置となるように塗布されるが、このとき、ボンディングワイヤー１１のループ頂部が、光透過性樹脂５０の上面から突出することとなる。尚、ＬＥＤチップ１０の上部における光透過性樹脂５０の塗布厚を他の部分よりも若干厚くして凸状とすることにより、光軸近傍の光放射面の面積が拡大され、光取り出し効率が向上する（図３（ｄ））。

次に、図５（ｃ）に示すように、複数の枠部材４０の組を含む板厚１５０μｍ程度の第３の樹脂基板４５を用意する。第３の樹脂基板４５には、一対の枠部材４０の離隔距離を画定する複数の貫通溝４１が形成されている。図５（ｃ）においては、互いに隣接する枠部材４０の組同士の境界が破線で示されている。次に、接着シート等を用いて第２の樹脂基板３５と第３の樹脂基板４５とを張り合わせる。第３の樹脂基板４５に形成された貫通溝４１の形成領域は、第２の樹脂基板２５の貫通孔３１ａの形成領域と対応しており、第３の樹脂基板４５は、貫通溝４１内において光透過性樹脂５０で埋められた貫通孔３１ａの各々が完全に露出するように接合される。これにより、半導体発光装置１の両側端部に相当する位置に一対の枠部材４０が設けられ、スペーサ部材３０および光透過性樹脂５０の表面を底面とする凹状空間が形成される（図４（ｅ））。

次に、一対の枠部材４０の間に形成された凹状空間に、ディスペンス法等によりシリコーン樹脂に酸化チタンの粉末を含有させた光反射性樹脂６０を充填する。光反射性樹脂６０は、その上面が枠部材４０の上面の高さと略同じ位置となるように塗布されるが、このとき、光透過性樹脂５０の表面から突出したボンディングワイヤー１１のループ頂部は、光反射性樹脂６０内部に埋設される（図４（ｆ））。

次に、光反射性樹脂６０を硬化させた後、上記各工程を経た構造体をダイシングすることにより、半導体発光装置１を個片化する（図４（ｇ））。以上の各工程を経ることにより半導体発光装置１が完成する。

このように、本実施例の製造方法によれば、ＬＥＤチップ１０の主面と交差する端面を光放射面と対向させる構成において、ボンディングワイヤー１１のループを光透過性樹脂５０および光反射性樹脂６０の２つの樹脂層で順次覆うようにしたので、ワイヤーのループ高さに関わらずスペーサ部材３０の厚みを薄くすることが可能となり、半導体発光装置の薄型化を図ることが可能となる。

図６（ａ）に本発明の第２実施例に係る半導体発光装置２の上面図、図６（ｂ）に図６（ａ）の６ｂ−６ｂ線に沿った断面図を示す。半導体発光装置２では、ベース基板ではなく、スペーサ部材３０上にワイヤーボンディングを行う。スペーサ部材３０は、板厚５０μｍ程度のガラスエポキシ樹脂等からなり、表面には銅箔等からなるボンディングパッド３２が形成されている。ボンディングワイヤー１１は、スペーサ部材３０のボンディングパッド３２上に結線される。ボンディングパッド３２は、スペーサ部材３０に設けられたスルーホール（図示せず）を介してベース基板２０上の導体配線に電気的に接続される。図６（ａ）および（ｂ）は、ＬＥＤチップ１０の裏面がアノード電極またはカソード電極となっているタイプのＬＥＤチップを使用する場合の例であり、ＬＥＤチップ１０は、Ａｇペーストや半田等の導電性接合材を用いてボンディングパッド２１に接合される。ボンディングパッド２１はスルーホール（図示せず）を介して裏面配線２３に接続され、ボンディングワイヤーは１本となる。

ベース基板２０上には、ベース基板２０と光反射性樹脂６０との間に空間を形成するためのスペーサ部材３０が設けられている。スペーサ部材３０は、上面視において矩形状の切り欠き部３１を有し、この切り欠き部３１の中央にＬＥＤチップ１０が位置するように設けられる。スペーサ部材３０によって形成されたベース基板２０上の空間には、例えばシリコーン樹脂等からなる光透過性樹脂５０が充填され、ＬＥＤチップ１０およびボンディングワイヤー１１の一部は、この光透過性樹脂５０の内部に埋設される。光透過性樹脂５０は、その上面がスペーサ部材３０の上面の高さと略同一となる厚さで形成され、図６（ｂ）に示すように、ボンディングワイヤー１１のループ頂部が、光透過性樹脂５０の上面から突出する。

スペーサ部材３０上には、半導体発光装置２の側端面に沿って互いに対向するように配置された一対の枠部材４０が設けられる。枠部材４０は、例えば板厚１５０μｍ程度のガラスエポキシ樹脂を用いることが可能であり、スペーサ部材３０との接合には、市販の接着シートを用いることが可能である。互いに対向するように設けられた一対の枠部材４０で挟まれた空間には、光反射性樹脂６０が注入される。このとき、光透過性樹脂５０から突出したボンディングワイヤー１１のループ頂部は、光反射性樹脂６０の内部に埋設される。

このように、第２実施例に係る半導体発光装置２は、第１実施例同様、ボンディングワイヤー１１を光透過性樹脂５０および光反射性樹脂６０の２つの樹脂層内に埋設する構造としたので、ボンディングワイヤー１１のループ高さにかかわらず、スペーサ部材３０の厚みを薄くすることが可能となり、半導体発光装置の薄型化を図ることができる。また、スペーサ部材３０上にボンディングパッド３２を設ける構成としたので、スペーサ部材３０の切り欠き部３１によって画定される光放射面の幅は、上記第１実施例の場合と比較して狭くすることが可能であり、例えば、光導入面の面積が小さい棒状の導光板に効率よく光を導入することが可能である。

図７（ａ）に本発明の第３実施例に係る半導体発光装置３の上面図、図７（ｂ）に図７（ａ）の７ｂ−７ｂに沿った断面図を示す。半導体発光装置３では、ベース基板２０を排除して銅箔上に直接ＬＥＤチップを搭載し、スペーサ部材３０上にワイヤーボンディングを行う。スペーサ部材３０は、ＬＥＤチップ１０の厚みと同程度の板厚１００μｍ程度のガラスエポキシ樹脂等からなり、上面視において矩形状の切り欠き部３１を有する。スペーサ部材３０の表面に設けられたボンディングパッド３２は、スルーホール（図示せず）を介して裏面配線３４に電気的に接続される。また、スペーサ部材３０の裏面には切り欠き部３１を跨ぐように裏面配線３３が設けられている。互いに電気的に分離された裏面配線３３および３４は、例えば膜厚５０μｍ程度の銅箔等からなり、ＬＥＤチップ１０は、切り欠き部３１の中央部において裏面配線３４を構成する銅箔上に直接搭載される。ＬＥＤチップ１０の裏面はカソード電極（又はアノード電極）となっており、ＬＥＤチップ１０は、導電性を有するＡｇペーストや半田等を用いて裏面配線３４上に接合される。その後、ＬＥＤチップ１０の表面側のアノード電極（又はカソード電極）はボンディングワイヤー１１を介してボンディングパッド３２に接続される。

スペーサ部材３０によって形成される裏面配線３４上の空間には、例えばシリコーン樹脂等からなる光透過性樹脂５０が充填され、ＬＥＤチップ１０およびボンディングワイヤー１１の一部は、この光透過性樹脂５０の内部に埋設される。光透過性樹脂５０は、その上面がスペーサ部材３０の上面の高さと略同一となる厚さで形成され、図７（ｂ）に示すように、ボンディングワイヤー１１のループ頂部が、光透過性樹脂５０の上面から突出する。

スペーサ部材３０上には、半導体発光装置３の側端面に沿って互いに対向するように配置された一対の枠部材４０が設けられる。枠部材４０は、例えば板厚１５０μｍ程度のガラスエポキシ樹脂を用いることが可能であり、スペーサ部材３０との接合には、市販の接着シートを用いることが可能である。互いに対向するように設けられた一対の枠部材４０で挟まれた空間には、光反射性樹脂６０が注入される。このとき、光透過性樹脂５０から突き出たボンディングワイヤー１１のループ頂部は、光反射性樹脂６０の内部に埋設される。

このように、第３実施例に係る半導体発光装置３は、ＬＥＤチップ１０を搭載するためのベース基板を排除し、裏面配線を構成する銅箔上に直接ＬＥＤチップを搭載こととしたので、半導体発光装置の更なる薄型化を図ることが可能となる。また、第２実施例と同様、スペーサ部材３０上にボンディングパッド３２を設ける構成としたので、切り欠き部３１によって画定される光放射面の幅は、上記第１実施例の場合と比較して狭くすることが可能であり、例えば、光導入面の面積が小さい棒状の導光板に効率よく光を導入することが可能である。

図８（ａ）に本発明の第４実施例に係る半導体発光装置４の上面図、図８（ｂ）に図８（ａ）の８ｂ−８ｂに沿った断面図を示す。第４実施例の半導体発光装置４では、ＬＥＤチップをフリップチップ構造としてボンディングワイヤーを排除するとともに、およびＬＥＤチップ１０を光透過性樹脂５０および光反射性樹脂６０の２つの層内に埋設している。

ＬＥＤチップ１０の装置実装面側に設けられたアノード電極およびカソード電極は、ＡｕＳｎはんだボール１２を介してベース基板２０上の一対のパッド部２４に接続される。パッド部２４の各部分は、互いに電気的に分離され、スルーホール（図示せず）を介して裏面配線２３に接続される。

ベース基板２０上には、ベース基板２０と光反射性樹脂６０との間に空間を形成するためのスペーサ部材３０が設けられている。スペーサ部材３０は、上面視において略半円形状の切り欠き部３１を有する。スペーサ部材３０は、切り欠き部３１の中央にＬＥＤチップ１０が位置するように設けられる。スペーサ部材３０の基材としては、板厚５０μｍ程度のガラスエポキシ樹脂を用いることが可能である。スペーサ部材３０とベース基板２０との接合には、例えば市販の接着シートを用いることが可能である。

スペーサ部材３０によって形成されるベース基板２０上の空間には、例えばシリコーン樹脂等からなる光透過性樹脂５０が充填される。光透過性樹脂５０はその上面がスペーサ部材３０の上面の高さ位置と略同一となる厚さで充填される。このときＬＥＤチップ１０の発光層を含む下方部分が光透過性樹脂５０内部に埋設されるが、上方部分は光透過性樹脂５０の上面から露出する。すなわち、スペーサ部材３０の厚みは、ＡｕＳｎはんだボール１２を含むＬＥＤチップ全体の厚さよりも薄い。

スペーサ部材３０上には、半導体発光装置１の側端面に沿って互いに対向するように配置された一対の枠部材４０が設けられる。枠部材４０は、例えば板厚１５０μｍ程度のガラスエポキシ樹脂を用いることが可能であり、スペーサ部材３０との接合には、市販の接着シートを用いることが可能である。互いに対向するように設けられた一対の枠部材４０で挟まれた空間には、光反射性樹脂６０が注入される。このとき、光透過性樹脂５０から露出したＬＥＤチップ１０の上方部分は光反射性樹脂６０内部に埋設される。

このように、第４実施例に係る半導体装置４では、ＬＥＤチップ１０をフリップチップ構造としてボンディングワイヤーを排除するとともに、ＬＥＤチップ１０を光透過性樹脂５０および光反射性樹脂６０の２つの層内に埋設する構造としたので、スペーサ部材３０の厚みを薄くすることが可能となり、半導体発光装置の薄型化を図ることができる。

１０ ＬＥＤチップ
１１ ボンディングワイヤー
２０ ベース基板
２１ ダイパッド
２２ ボンディングパッド
３０ スペーサ部材
３１ 切り欠き部
４０ 枠部材
５０ 光透過性樹脂
６０ 光反射性樹脂
７０ 装置実装面
８０ 光放射面

Claims (14)

1. 装置実装面と、前記装置実装面と平行な主面と、前記主面上に少なくとも１つのダイパッドと、を有するベース基板を準備する工程と、
   前記ダイパッドに半導体発光素子をフリップチップ接続する工程と、
   前記半導体発光素子の発光層を含む厚み方向の下方部分を埋設するように光透過性樹脂層を形成する工程と、
   前記光透過性樹脂層の表面から突出した前記半導体発光素子の上方部分を埋設するように光反射性樹脂層を形成する工程と、を含むことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
2. 各々が少なくとも１つのパッド部を有する複数のベース基板が一体的に形成された第１基板を用意する工程と、
   前記パッド部の各々に半導体発光素子を接合する工程と、
   前記第１基板のパターンに対応した複数の貫通孔を有する第２基板を用意して、前記貫通孔の各々から前記第１基板に搭載された前記半導体発光素子が露出するように前記第１基板と前記第２基板とを接合する工程と、
   前記半導体発光素子の発光層を含む厚み方向の下方部分を覆うように前記貫通孔の各々を光透過性樹脂で充たして光透過性樹脂層を形成する工程と、
   前記貫通孔に対応した複数の貫通溝を有する第３基板を用意して、前記貫通溝の各々から前記光透過性樹脂層の表面が露出するように前記第２基板と前記第３基板とを接合する工程と、
   前記光透過性樹脂層の表面から露出した前記半導体発光素子の厚み方向の上方部分を覆うように前記貫通溝の各々を光反射性樹脂で充たして光反射性樹脂層を形成する工程と、
   前記第１基板、前記第２基板および前記第３基板を含む構造体を分割ラインに沿って切断する工程と、を含むことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
3. 装置実装面と略平行方向へ光を放射する半導体発光装置であって、
   前記装置実装面と平行な主面上に少なくとも１つのパッド部を有するベース基板と、
   前記パッド部に接合された前記半導体発光素子と、
   前記ベース基板上に設けられて、前記半導体発光素子の発光層を含む厚み方向の下方部分を覆う光透過性樹脂層と、
   前記光透過性樹脂層の上に設けられて、前記光透過性樹脂層の表面から突出した前記半導体発光素子の厚み方向の上方部分を覆う光反射性樹脂層と、を含むことを特徴とする半導体発光装置。
4. 前記ベース基板上に、前記半導体発光装置の光放射方向を除く前記半導体発光素子周囲を囲むようにスペーサ部材を配置する工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置の製造方法。
5. 装置実装面と、前記装置実装面と平行な主面と、前記主面上に少なくとも１つのダイパッドおよびボンディングパッドと、を有するベース基板を準備する工程と、
   前記ダイパッドに半導体発光素子を配置する工程と、
   前記半導体発光素子の上面の電極パッドと前記と前記ボンディングパッドとの間をワイヤーで接続する工程と、
   前記半導体発光素子全体と前記ワイヤーの一部を埋設するように光透過性樹脂層を形成する工程と、
   前記光透過性樹脂層の表面から突出した部分の前記ワイヤーを埋設するように光反射性樹脂層を形成する工程と、を含むことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
6. 各々が少なくとも１つのダイパッドおよびボンディングパッドを有する複数のベース基板が一体的に形成された第１基板を用意する工程と、
   前記ダイパッドの各々に半導体発光素子を接合する工程と、
   前記半導体発光素子の各々の電極パッドと前記ボンディングパッドの各々との間をワイヤーで接続する工程と、
   前記第１基板のパターンに対応した複数の貫通孔を有する第２基板を用意して、前記貫通孔の各々から前記第１基板に搭載された前記半導体発光素子および前記ワイヤーが露出するように前記第１基板と前記第２基板とを接合する工程と、
   前記半導体発光素子全体および前記ワイヤーの一部を埋設するように前記貫通孔の各々を光透過性樹脂で充たして光透過性樹脂層を形成する工程と、
   前記貫通孔に対応した複数の貫通溝を有する第３基板を用意して、前記貫通溝の各々から前記光透過性樹脂層の表面が露出するように前記第２基板と前記第３基板とを接合する工程と、
   前記光透過性樹脂層の表面から突出した部分の前記ワイヤーを埋設するように前記貫通溝の各々を光反射性樹脂で充たして光反射性樹脂層を形成する工程と、
   前記第１基板、前記第２基板および前記第３基板を含む構造体を分割ラインに沿って切断する工程と、を含むことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
7. 装置実装面と略平行方向へ光を放射する半導体発光装置であって、
   前記実装面と平行な主面上に少なくとも１つのダイパッドおよびボンディングパッドを有するベース基板と、
   前記ダイパッドに接合された前記半導体発光素子と、
   前記半導体発光素子の上面の電極パッドと前記ボンディングパッドとの間を接続するワイヤー配線と、
   前記ベース基板上に設けられて、前記半導体発光素子全体と前記ワイヤー配線の一部を埋設する光透過性樹脂層と、
   前記光透過性樹脂層の上に設けられて、前記光透過性樹脂層の表面から突出した前記ワイヤー配線を埋設する光反射性樹脂層と、を含むことを特徴とする半導体発光装置。
8. 前記ベース基板上に、前記半導体発光装置の光放射方向を除く前記半導体発光素子周囲を囲むようにスペーサ部材を配置する工程を更に含むことを特徴とする請求項５に記載の半導体発光装置の製造方法。
9. 前記スペーサ部材上面にボンディングパッドを有し、前記半導体発光素子の上面の電極パッドと前記ボンディングパッドとの間をワイヤーで接続する工程に代えて、前記半導体発光素子の上面の電極パッドと前記スペーサ部材上面のボンディングパッドとの間をワイヤーで接続する工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の半導体発光装置の製造方法。
10. 前記光透過性樹脂層と前記光反射性樹脂層を構成する樹脂材料は、主成分が共通であることを特徴とする請求項１又は２又は５又は６のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
11. 前記光反射性樹脂層は酸化チタンを含むことを特徴とする請求項１又は２又は５又は６のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
12. 前記光透過性樹脂層は蛍光体を含むことを特徴とする請求項１又は２又は５又は６のいずれか１に記載の半導体発光装置の製造方法。
13. 前記ベース基板上に、前記半導体発光装置の光放射方向を除く前記半導体発光素子周囲を囲むようにスペーサ部材を配置する工程を更に含むことを特徴とする請求項３又は７に記載の半導体発光装置。
14. 導電性基板と、
    前記導電性基板上に実装された半導体発光素子と、
    前記導電性基板上に固定され、光放射方向を除く前記半導体発光素子周囲を囲むように配置されたスペーサ部材と、
    前記スペーサ部材上面に形成されたボンディングパッドと、
    前記半導体発光素子の上面の電極パッドと前記ボンディングパッドとの間を接続するワイヤーと、
    前記半導体発光素子を覆う光透過性樹脂層と、
    前記半導体発光素子、前記光透過性樹脂層および前記スペーサ部材の上方を覆う光反射性樹脂層と、を含み、
    前記ワイヤーの一部分は前記光反射性樹脂層内部に埋め込まれていることを特徴とする前記導電性基板表面に対して略平行方向へ光を放射する半導体発光装置。

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