JP2012256953A

JP2012256953A - 表面実装型発光ダイオードおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2012256953A
Application number: JP2012219484A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Konishi; 正宏小西; Toshio Hata; 俊雄幡; Taiji Morimoto; 泰司森本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-02-22
Filing date: 2012-10-01
Publication date: 2012-12-27
Also published as: JP5106094B2; CN101252164A; JP2008235868A; CN101252164B

Abstract

【課題】放熱性、信頼性および生産性に優れた表面実装型発光ダイオードを提供する。
【解決手段】この表面実装型発光ダイオード１０は、金属製のベース部材２と、ベース部材２上に裏面が接着固定された半導体発光素子１と、半導体発光素子１を囲むようにベース部材２上に熱伝導性接着シート５を介在させて接合された、金属製のリフレクタ６とを備える。半導体発光素子１から発生した熱は、ベース部材２および熱伝導性接着シート５を通ってリフレクタ６へ伝導され、リフレクタ６から外部へ放熱される。リフレクタ６が金属製のため、半導体発光素子１から発生した熱を外部に効率よく放熱できる。リフレクタ６には切りしろを設け、当該切りしろに沿ってダイシングすれば容易にダイシングができるので、歩留まりを低下させることがなく、生産性を向上できる。
【選択図】図１

Description

この発明は、表面実装型発光ダイオードに関し、特に、放熱性、信頼性および生産性を重視する表面実装型発光ダイオードおよびその製造方法に関する。

半導体発光素子はＡｌＩｎＧａＰやＧａＮなどの化合物半導体ウエハ上にＰＮ接合を形成し、これに順方向電流を通じて可視光または近赤外光の発光を得るものであり、近年、表示をはじめ、通信、計測、制御などに広く応用されている。さらに、特に放熱性・信頼性が重視される車載用分野にも適用範囲が拡大している。表面実装型発光ダイオードにもこうした要求に応えるものが開発されている。

図１６は、従来の表面実装型発光ダイオードの構成の例を示す断面模式図である。図１６に示すように、表面実装型発光ダイオード１００は、電極１０２を有する基体１０１に半導体発光素子１０３をマウントし、ワイヤボンディングにより導電性ワイヤ１０４で半導体発光素子１０３の各電極を基体１０１の各電極１０２に接続し、基体１０１内にモールド部材１０５を設ける構造になっている。

表面実装型発光ダイオードに搭載されている半導体発光素子（ＬＥＤチップ）が発光する際には熱が発生するが、ＬＥＤチップに流れる電流が大きいほど、熱の発生量が大きくなる。また一般的に、ＬＥＤチップの温度が高くなるほど、ＬＥＤチップの発光効率は下がり、また光劣化が著しくなる。すなわち、大きな電流を流しても効果的に明るくならなくなり、またＬＥＤチップの寿命が短くなる。そこで、ＬＥＤチップから発生する熱を効果的に外部へ逃がし、その温度を下げることにより、高電流でも発光効率の良好な、また、寿命特性の良好なＬＥＤチップを提供することができる。

上記のような、放熱効果の向上が図られた従来の半導体発光装置については、たとえば、特許文献１〜５などに記載されている。特許文献１および２においては、リードフレームの表面積を大きくすることで、また、特許文献３〜５においては、基板の材質を樹脂よりも熱伝導性の大きい金属とすることで、放熱性の向上を図っている。

特開平１１−４６０１８号公報特開２００２−２２２９９８号公報特開２０００−５８９２４号公報特開２０００−７７７２５号公報特開２０００−２１６４４３号公報

しかしながら、図１６に示す従来の表面実装型発光ダイオード１００においては、半導体発光素子１０３からの放熱を電極１０２でしか受け取れないために、放熱性が十分ではない。また、車載用などの耐環境性（温度や振動など）の厳しい条件のもとでは、信頼性が不十分であった。また、半導体発光素子１０３が発生する光を反射させるためのリフレクタ内に蛍光体（物質）を配置するためには、半導体発光素子１０３を覆うモールド部材１０５に蛍光体を含有させる必要がある。しかし、蛍光体を含有する樹脂は半導体発光素子１０３近傍において、半導体発光素子の発熱による高温に晒されると劣化するので、光源としての寿命が短くなる。

それゆえに、この発明の主たる目的は、放熱性、信頼性および生産性に優れた表面実装型発光ダイオードおよびその製造方法を提供することである。

この発明に係る表面実装型発光ダイオードは、金属製のベース部材と、ベース部材上に裏面が接着固定された半導体発光素子と、半導体発光素子を囲むようにベース部材上に絶縁性を有する接着シートを介在させて接合された、金属製のリフレクタとを備える。

この場合は、半導体発光素子から発生した熱は、ベース部材および接着シートを通ってリフレクタへ伝導され、リフレクタから外部へ放熱される。また一部の熱は、ベース部材を通して外部へ放熱される。ベース部材およびリフレクタが共に金属製のため、半導体発光素子から発生した熱を外部に効率よく放熱することができ、また、半導体発光素子から発生した光を外部に効率よく放出することができる。ベース部材およびリフレクタは、たとえば金属材料の表面に他の金属がメッキ加工により積層されるなど、複数の金属が組み合わされて形成されてもよいが、一体物として形成すれば容易に製造が可能であり生産性を向上できるために、より好ましい。一体物として形成される場合、リフレクタの材料は、単体の金属に限られず合金であってもよい。

また、リフレクタの外周面に、当該外周面の幅よりも小さい幅を有する凸部が形成されていることが望ましい。リフレクタは金属製であるため、肉厚に設けられるとダイシングが困難となる。そこで、リフレクタを板材から成形する工程において、切りしろとして板材の厚みよりも薄い領域を設け、当該切りしろに沿ってダイシングすれば、より容易にダイシングすることができるので、表面実装型発光ダイオードの歩留まりを低下させることがなく、生産性を向上させることができる。ダイシング後における切りしろの形状が、上記凸部である。さらに、凸部が形成されていればリフレクタの表面積が増大するため、より効率よく放熱することができる。

また、リフレクタの外周面に、凸部が複数形成されていてもよい。この場合は、リフレクタから外部への放熱がさらに促進されるために、一層放熱性を向上させることができる。

また、ベース部材は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇの少なくともいずれか一つ以上またはそれらの複合体からなることが望ましい。これらの材料は熱伝導率が高いため、半導体発光素子から発生する熱の外部への放熱性のよいベース部材とすることができる。また、これらの材料は加工性もよいため、製作が容易である。

また、リフレクタは、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇの少なくともいずれか一つ以上またはそれらの複合体からなることが望ましい。これらの材料は熱伝導率が高いため、半導体発光素子から発生する熱の外部への放熱性のよいリフレクタとすることができる。また、これらの材料は加工性もよいため、製作が容易である。

また、表面実装型発光ダイオードには、複数の半導体発光素子が備えられていることが望ましい。この場合は、高出力光源を得ることができる。またたとえば、青色・緑色・赤色系ＬＥＤチップなどの半導体発光素子がそれぞれ一つずつ実装されていれば、各ＬＥＤチップへの電流配分の調整により白色などの調色が可能な光源を得ることができる。上記各色のＬＥＤチップがそれぞれ複数個ずつ実装されていてもよい。

また、ベース部材は、ベース部材において半導体発光素子が接着固定されている部分と、ベース部材においてリフレクタが接合されている部分とを電気的に絶縁する、絶縁部材を含むことが望ましい。この場合は、半導体発光素子とベース部材においてリフレクタが接合されている部分とを電気的に絶縁するために、半導体発光素子の電極と、金属製のベース部材のリフレクタが接合されている部分とを電気的に接続することにより、半導体発光素子に電流を供給できる。つまり、半導体発光素子と、ベース部材のリフレクタが接合されている部分とを電気的に接続することにより、表面実装型発光ダイオードを発光させるための回路を形成することができる。

また、接着シートは、熱伝導性シリコーン、熱伝導性アクリル、熱伝導性エポキシの少なくともいずれか一つ以上またはそれらを層状に積み重ねてなる複合体（多層体）からなることが望ましい。これらの材料は熱伝導率が高い（たとえば１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上）ため、半導体発光素子から発生し透光性樹脂中に放熱された熱を一層効率よく放熱することができる。ここで、熱伝導性接着シートは、熱伝導性フィラーが充填され、充填材として熱伝導の良い酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどを用いる構成とすることができる。また、熱伝導性接着シートとして、熱伝導粘着材、アルミ箔および熱伝導粘着材を順に積層させた構成や、熱伝導粘着材、熱伝導性コンパウンドおよび熱伝導粘着材を順に積層させた構成も考えられる。

また、リフレクタの内周面は、円錐面、球面、放物面のいずれかの一部であるように形成されていることが望ましい。この場合は、半導体発光素子から発生する光を効率よく放出することができる。

また、ベース部材は、少なくとも、半導体発光素子が接着固定されている表面において、金メッキまたは銀メッキの表面処理が施されていることが望ましい。この場合は、半導体発光素子をベース部材に接着固定するボンディングが良好となる。また銀メッキは、光反射率が高く、半導体発光素子からベース部材に放射された光の外部取り出し効率が向上する。

また、ベース部材の表面に金メッキまたは銀メッキの表面処理が施されて、半導体発光素子と電気的に接続された導体層を形成していることが望ましい。この場合は、導体層の変質を抑制することができる。

また、ベース部材上に、半導体発光素子を覆うように、かつ、リフレクタと接触しないように、透光性樹脂が設けられていることが望ましい。この場合は、半導体発光素子を覆って外気から遮断し回路を保護するための透光性樹脂が、リフレクタと接触していない。そのため、半導体発光素子から透光性樹脂への熱伝導に伴って、透光性樹脂の膨張および収縮が生じてリフレクタから透光性樹脂が剥がれるという問題が発生することがなく、また、ベース部材の膨張および収縮が生じてリフレクタから透光性樹脂が剥がれるという問題が発生することがないため、表面実装型発光ダイオードの故障率を低減させ信頼性を向上させることができる。また、ベース部材とリフレクタとを熱膨張係数の異なる材料で構成することができる。

また、透光性樹脂は、半導体発光素子が放出する光により励起され、半導体発光素子が放出する光よりも長波長の光を発する蛍光体を含有していることが望ましい。たとえば、半導体発光素子は、窒化ガリウム系化合物半導体から成る青色系半導体発光素子であり、透光性樹脂は、青色系半導体発光素子が放出する光により励起されると黄色系の光を発する蛍光体を含有していることが望ましく、この構成によれば、白色光源を得ることができる。なお、半導体発光素子はＺｎＯ（酸化亜鉛）系化合物半導体でもよく、近紫外系色を発光する半導体発光素子でもよい。

また、リフレクタのベース部材との接着面は、凹凸を有していてもよく、もしくはのこぎり歯状であってもよい。この場合は、接着シートからリフレクタへの熱伝導が向上する。したがって、半導体発光素子が発生した熱をより効率よく外部へ放熱することができる。また、リフレクタの接合強度を向上させることができる。

この発明に係る表面実装型発光ダイオードの製造方法は、金属製のベース部材集合体の表面の一部に、絶縁層と導体層とを順に積層形成する工程を備える。また、金属製のリフレクタ素材に複数の貫通孔部と、切断用の溝とを形成する工程を備える。また、ベース部材集合体上に、熱伝導性接着シートを介在させて、リフレクタ素材を接合する工程を備える。また、複数の半導体発光素子を、複数の貫通孔部の内側において、ベース部材集合体上に接着固定する工程を備える。また、半導体発光素子と導体層とを電気的に接続する工程を備える。また、溝に沿ってリフレクタ素材およびベース部材集合体をダイシングして、単個のベース部材およびリフレクタを有する表面実装型発光ダイオードに分割する工程を備える。

この場合は、ベース部材およびリフレクタが金属製のため、半導体発光素子から発生した熱を外部に効率よく放熱することができ、また、半導体発光素子から発生した光を外部に効率よく放出することができる。金属製のリフレクタは肉厚に設けられるとダイシングが困難となるが、リフレクタ素材に切断用の溝が形成されることによりダイシングが容易となるため、表面実装型発光ダイオードの歩留まりを低下させることがなく、生産性を向上させることができる。

この発明の実施の形態１に係る表面実装型発光ダイオードの断面構造の一部を示す模式図である。半導体発光素子が発生する熱の伝導を示す模式図である。表面実装型発光ダイオードの製造工程を示す流れ図である。導体層形成工程を示す模式図である。接着シート貼付工程を示す模式図である。リフレクタ素材接合工程を示す模式図である。半導体発光素子接着固定工程を示す模式図である。透光性樹脂充填工程を示す模式図である。リフレクタ素材を成形する工程を示す模式図である。実施の形態２の表面実装型発光ダイオードの断面構造の一部を示す模式図である。図１０に示す表面実装型発光ダイオードの斜視図である。実施の形態２の表面実装型発光ダイオードの製造工程を示す流れ図である。リフレクタの形状の変形例に係る、表面実装型発光ダイオードの断面構造の一部を示す模式図である。リフレクタの形状の他の変形例に係る、表面実装型発光ダイオードの断面構造の一部を示す模式図である。リフレクタの形状のさらに他の変形例に係る、表面実装型発光ダイオードの断面構造の一部を示す模式図である。従来の表面実装型発光ダイオードの構成の例を示す断面模式図である。

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に係る表面実装型発光ダイオードの断面構造の一部を示す模式図である。図１に示すように、表面実装型発光ダイオード１０は、半導体発光素子１、ベース部材２、絶縁層３、導体層４、熱伝導性接着シート５、凸部９を有するリフレクタ６、蛍光体含有透光性樹脂７、導電線８より構成されている。

ベース部材２は、熱伝導のよいアルミニウム（Ａｌ）からなり、板状に形成されている。半導体発光素子１は、その裏面がベース部材２上に接着固定されている。ベース部材２の表面の一部において、絶縁層３が積層され、絶縁層３の表面に金属配線パターン導体となる導体層４が積層されている。導体層４の一部領域に絶縁性を有する熱伝導性接着シート５が積層され、熱伝導性接着シート５上にリフレクタ６が設けられる。つまりリフレクタ６は、図１に示すように、ベース部材２の半導体発光素子１が接着固定されている表面である上面に、半導体発光素子１を囲むように、熱伝導性接着シート５を介在させて、接合されている。半導体発光素子１が接着固定されているベース部材２と、リフレクタ６が接合されている導体層４とは、絶縁層３によって電気的に絶縁されている。半導体発光素子１の電極は、導電線８によって導体層４と電気的に接続されている。導体層４は、たとえば上記上面と反対側の下面側において、外部接続端子部として外部から半導体発光素子１に電流を供給するように機能すれば、表面実装型発光ダイオード１０を発光させるための回路を形成することができる。

リフレクタ６は、アルミニウム（Ａｌ）製であって、たとえば最小内径２ｍｍ程度、最大内径３ｍｍ程度のすり鉢型に形成されている。またリフレクタ６は、外周面において、ダイシングを容易にするために用いられた切りしろ残りである、凸部９を有する。凸部９は、リフレクタ６の外周面の幅よりも小さい幅を有する。上記幅とは、ベース部材２の上面（半導体発光素子１が接着固定されている表面）に垂直な方向における寸法を示す。つまりリフレクタ６の断面において、図１に示すように、リフレクタ６の厚み方向（図１の上下方向）における凸部９の寸法は、リフレクタ６の厚みよりも小さくなっている。また、リフレクタ６の内周壁は鏡面仕上げされている。リフレクタ６がすり鉢型であり、その内周壁が鏡面仕上げされているために、半導体発光素子１から発生した光はリフレクタ６によって反射され、外部に効率よく放出される。半導体発光素子１から発生した光の一部はベース部材２に向かって発光されるが、ベース部材２もまた金属製であることから、ベース部材２の上面において光が反射され、光は外部に効率よく放出される。つまり、ベース部材２の下面側から光が漏れる量は極めて少ない。

また、ベース部材２の上面のリフレクタ６よりも内側には、半導体発光素子１が搭載され、半導体発光素子１はシリコーン樹脂からなる透光性樹脂７により覆われている。透光性樹脂７は、半導体発光素子からの光で励起されると黄色系の光を発する蛍光体を含有し分散保持する。

半導体発光素子１は、窒化ガリウム系化合物半導体より成る青色系の半導体発光素子であり、Ｐ、Ｎ電極を同一面（図１では上面側）に有するチップ状に形成されている。半導体発光素子１が発光すると、青色系の光を発する。このとき、透光性樹脂７に分散保持された蛍光体に青色系の光が吸収されて得られる黄色系の光と、蛍光体に吸収されなかった青色系の光との混色によって、白色系の発光が得られる。上記半導体発光素子１を複数搭載すれば、より高出力の光源を得ることができる。ここで、透光性樹脂７の形状は、ベース部材２の表面から遠ざかる側に向けて盛り上がる凸レンズ状に形成されていてもよい。ここで、青色系の光とは、発光のピーク波長が３５０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下である光をいう。また黄色系の光とは、発光のピーク波長が５５０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下である、上記青色系の光よりも長波長な光をいう。

ここで、透光性樹脂７とリフレクタ６とは接触していない。したがって、半導体発光素子１から発生する熱によって透光性樹脂７の膨張および収縮が生じ、リフレクタ６から透光性樹脂７が剥がれるという問題が発生することがなく、表面実装型発光ダイオード１０の故障率を低減させ信頼性を向上させることができる。また、ベース部材２とリフレクタ６とを熱膨張係数の異なる材料で構成することができる。

図２は、半導体発光素子が発生する熱の伝導を示す模式図である。図２において、矢印ａ、ｂ、ｃ、ｄは熱の伝導を示す。図２に示すように、半導体発光素子１が発生した熱は、矢印ａ、ｂのようにベース部材２へ伝導される。ベース部材２へ伝導された熱は、一部がベース部材を通して外部へ放熱され、矢印ｂ、ｃのように一部が熱伝導性接着シート５を通ってリフレクタ６へ伝導される。リフレクタ６へ伝導された熱は、矢印ｄのように、外部へ放熱される。

ベース部材２およびリフレクタ６がＡｌ製であって熱伝導率が高いため、半導体発光素子１から発生した熱を外部に効率よく放熱することができる、放熱性のよい表面実装型発光ダイオード１０を構成することができる。リフレクタ６には凸部９が形成されておりリフレクタ６の表面積が増大しているため、より効率よく放熱することができる。また、リフレクタ６が熱伝導性接着シート５を介在させてベース部材２と接合されているので、Ａｌ製のリフレクタ６に熱が伝導されやすく、半導体発光素子１から発生した熱をより効率よく外部に放熱することができる。熱伝導性接着シート５は熱伝導性のよいものを使用することは言うまでもなく、たとえば、熱伝導性接着シート５として熱伝導性シリコーン、熱伝導性アクリル、熱伝導性エポキシのいずれか、またはそれらを層状に積み重ねてなる複合体（多層体）などを使用することができる。

半導体発光素子１から発生した熱を外部に効率よく放熱することができるので、半導体発光素子１の温度が低くなり、半導体発光素子１を覆う透光性樹脂７の温度も低く保たれる。そのため、透光性樹脂７に分散保持される蛍光体が半導体発光素子１の高温に晒されることによる、透光性樹脂７の劣化を抑制できる。これにより、表面実装型発光ダイオード１０の寿命を延ばすことが可能になる。また、表面実装型発光ダイオード１０から発生する色のバラツキを抑えることができる。

透光性樹脂７に分散保持される蛍光体としては、ガドリニウムおよびセリウムが添加された、ＹＡＧ系（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）、ＢＯＳ系（Barium Ortho-Silicate）、ＴＡＧ系（テルビウム・アルミニウム・ガーネット）の少なくとも１種を含んでいる。なお、白色光を得るためには透光性樹脂７に蛍光体を含有させることが必要であるが、表面実装型発光ダイオード１０としては、蛍光体を含有しない透光性樹脂７のみで半導体発光素子１を封止する構成でもよいことは言うまでもない。透光性樹脂７は、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン変性エポキシ系樹脂などの少なくとも１種以上あるいはその複合体であることが望ましい。半導体発光素子１から発生する熱の一部は、透光性樹脂７を通じて外部へ放熱されるので、放熱性のよい（たとえば熱伝導率０．３Ｗ／ｍＫ以上）透光性樹脂７であればより好ましい。

また、半導体発光素子１から発生した光は、リフレクタ６が金属（Ａｌ）で形成されているために効率よく外部に放射される。リフレクタ６をＡｌで形成しているため、リフレクタ６の内周面に反射層として反射率を上げるためのＡｌ蒸着、金属メッキなどを必要としないため、作製が容易となる。また、ベース部材２とリフレクタ６とを熱伝導性接着シート５で接着するだけで作製しているため、作製が容易となる。

次に、図１に示す表面実装型発光ダイオード１０の製造手順を説明する。図３は、表面実装型発光ダイオードの製造工程を示す流れ図である。図４〜図９は、図３で示す表面実装型発光ダイオードの製造方法の各工程を説明するための図である。図３に示すように、まず、工程（Ｓ１０）において、ベース部材集合体として、厚さ０．５ｍｍの板状のアルミニウムを準備する。ベース部材集合体を、エンボス型を使用して上方から押し潰す方向にエンボス成形する方法で、後工程で半導体発光素子が接着固定される表面である上面と、上面と反対側の下面とに、凹部を成形する。ここでベース部材集合体とは、ダイシング（切断）されることによってベース部材２に成形される素材であって、後述するように、半導体発光素子１の接着固定・ワイヤボンディングおよび樹脂封止の各工程を経た後に、個々のベース部材２に切断・分離される。

次に工程（Ｓ２０）において、図４に示すように、板状のベース部材集合体の側面側の表面、および、上記凹部を被覆するように、絶縁層３としての二酸化シリコン層（厚さ０．１ｍｍ）を、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により積層する。続いて工程（Ｓ３０）において、絶縁層３の表面に、金属配線パターン導体としての銅薄膜（厚さ０．０３５ｍｍ）を電気メッキを用いて形成し、さらに銀メッキ法を用いて銀薄膜（厚さ０．００５ｍｍ）とからなる、導体層４を積層する。導体層４の表面が銀メッキされ銀薄膜で被覆されるので、導体層４の変質が抑制される。次に工程（Ｓ４０）において、図５に示すように、ベース部材集合体の上面側において、導体層４に熱伝導性接着シート５としてのシート状の熱伝導性アクリル（厚さ０．０５ｍｍ）を貼付する。

一方、工程（Ｓ１１０）〜（Ｓ１４０）において、リフレクタ素材を形成する。まず工程（Ｓ１１０）において、図９（ａ）に示すように、板材１１としてのアルミニウム板（厚さ１ｍｍ）を準備する。図９（ａ）は板材１１の側面図であり、実際には板材１１として、紙面と垂直方向に長い材料が準備される。次に工程（Ｓ１２０）において、エンボス型を使用して上方から押し潰す方向に両面エンボス成形する方法によって、アルミニウム板に貫通孔部１３と切断用の溝１２とを形成する。図９（ｂ）はエンボス成形後の断面図である。ここで貫通孔部１３は、円錐面の一部であるように形成されており、図９（ｂ）に示す断面において、貫通孔部１３の径は図の上側から下側に向かって、小さくなっている。切断用の溝１２は、板材１１よりも厚みの薄い領域となる。次に工程（Ｓ１３０）において、切断用の溝１２に沿ってダイシングを行なう。このようにして、工程（Ｓ１４０）において、板状のリフレクタ素材が完成する。図９（ｃ）はリフレクタ素材の断面図である。リフレクタ素材は、図９（ｃ）の紙面と垂直方向に長い板状であり、当該方向に沿って、後の工程でダイシングされることによってリフレクタ６に形成される部材が、複数個結合されたものである。

次に工程（Ｓ５０）において、図６に示すように、熱伝導性接着シート５上にリフレクタ素材を接合させる。この時点で、リフレクタ素材は図６の紙面と垂直方向に長い板状であり、工程（Ｓ１３０）のダイシングにおいて切断用の溝１２に沿って分断された後の切りしろ残りとしての凸部９を有している。

次に工程（Ｓ６０）において、図７に示すように、ベース部材２の上面に、半導体発光素子１を透明樹脂としてのエポキシ系樹脂で接着固定（マウント）する。半導体発光素子１はリフレクタ素材の円錐面の一部であるように形成された貫通孔部１３の内側に接着固定されるので、当該円錐面の一部がリフレクタ６の内周面となり、そのために半導体発光素子１から発生する光を効率よく外部に放出することが可能となる。続いて、工程（Ｓ７０）において、ワイヤボンディングにより、半導体発光素子１の各電極と、対応する導体層４のボンディングパッドとを、導電線（リード線）８を用いて接続する。この後、工程（Ｓ８０）において、図８に示すように、ＢＯＳ系黄色蛍光体を含有する透光性樹脂７（たとえばシリコーン樹脂）を、リフレクタ６の内部に、ディスペンサーを用いて充填する。

次に工程（Ｓ９０）において、リフレクタ素材に形成されている切断用の溝（図８に示す紙面と垂直方向に長いリフレクタ素材において、図８の断面と異なる断面上に切断用の溝は形成されているために、当該切断用の溝は図示されていない）に沿って、リフレクタ素材およびベース部材集合体のダイシングを行なう。金属製のリフレクタ素材に切断用の溝が形成されており、切断用の溝に沿ってダイシングを行なうため、リフレクタ素材の切断幅は小さくなっており、容易にダイシングすることができる。よってダイシング工程における不良品の発生を抑制できるので、表面実装型発光ダイオード１０の歩留まりを低下させることがなく、生産性を向上させることができる。このようにして、工程（Ｓ１００）において、単個のベース部材２およびリフレクタ６を有する、図１に示す単個の表面実装型発光ダイオード１０が作製される。

なお、実施の形態１においては、半導体発光素子１はＰ、Ｎ電極を同一面に有するチップ状に形成されていたが、この構造に限らず、Ｐ、Ｎ電極を両側に有するチップ上に形成される構造でもよい。半導体発光素子１が、ベース部材２と接触する側の裏面側に電極を有している場合、ベース部材２の当該半導体発光素子１が接着固定される表面において、金メッキまたは銀メッキの表面処理が施されていれば、半導体発光素子１をベース部材２に接着固定するボンディングが良好となる。銀メッキの場合は、光反射率が高く光外部取り出し効率が向上する。また半導体発光素子１の基板は、絶縁体である。半導体発光素子１は、窒化ガリウム系化合物半導体に限られず、ＺｎＯ（酸化亜鉛）系化合物半導体、ＩｎＧａＡｌＰ系、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体を用いてもよいことは言うまでもない。これらいずれの構造でも、半導体発光素子１をベース部材２に実装可能である。

さらに、複数個の半導体発光素子１がベース部材２に実装可能である。複数個の同色の半導体発光素子１が実装されていれば高出力光源を得ることができる。またたとえば、青色・緑色・赤色系ＬＥＤチップなどの半導体発光素子がそれぞれ一つずつまたは同数個ずつ実装されていれば、各ＬＥＤチップへの電流配分の調整により白色などの調色が可能な光源を得ることができることは言うまでもない。

（実施の形態２）
図１０は、この発明の実施の形態２の表面実装型発光ダイオードの断面構造の一部を示す模式図である。図１１は、図１０に示す表面実装型発光ダイオードの斜視図である。実施の形態２の表面実装型発光ダイオード２０と、上述した実施の形態１の表面実装型発光ダイオード１０とは、基本的に同一の構成を備えている。しかし、実施の形態２では、絶縁層３と導体層４との構造が図１０に示すような構成となっている点で実施の形態１とは異なっている。

具体的には、表面実装型発光ダイオード２０を構成するリフレクタ６は、たとえば貫通孔の形状が長径２ｍｍ、短径０．８ｍｍの楕円型に形成されている。リフレクタ６の、熱伝導性接着シート５を介在させてベース部材２と接触している面以外の表面において、絶縁層３を介在させて、導体層４が積層されている。半導体発光素子１と導体層４とは、導電線８によって、電気的に接続されている。導体層４に接続された外部接続端子部８１、８２を通して、外部から半導体発光素子１を発光させるための電流を半導体発光素子１に供給する。表面実装型発光ダイオード２０のその他の構成については、実施の形態１において説明した通りであるので、その説明は繰り返さない。

次に、図１０に示す表面実装型発光ダイオード２０の製造手順を説明する。図１２は、実施の形態２の表面実装型発光ダイオードの製造工程を示す流れ図である。図１２に示すように、まず工程（Ｓ１０）において、ベース部材集合体として、厚さ０．５ｍｍの板状のアルミニウムを準備する。続いて工程（Ｓ２０）において、ベース部材集合体の上面に、熱伝導性接着シート５としてのシート状の熱伝導性シリコーン（厚さ０．０５ｍｍ）を貼付する。一方、工程（Ｓ１１０）〜（Ｓ１４０）において、リフレクタ素材を形成する。リフレクタ素材を形成する工程（Ｓ１１０）〜（Ｓ１４０）は、実施の形態１において説明した通りである。

次に工程（Ｓ３０）において、熱伝導性接着シート５上にリフレクタ素材を接合させる。次に工程（Ｓ４０）において、リフレクタ素材の上面に、絶縁層３としての二酸化シリコン層（厚さ０．１ｍｍ）を、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により積層する
。次に工程（Ｓ５０）において、絶縁層３の表面に、金属配線パターン導体としての銅薄膜（厚さ０．０３５ｍｍ）を電気メッキを用いて形成し、さらに銀メッキ法を用いて銀薄膜（厚さ０．００５ｍｍ）とからなる、導体層４を積層する。工程（Ｓ６０）以降の工程については、実施の形態１において説明した通りであるので、その説明は繰り返さない。

なお、実施の形態１から実施の形態２の説明においては、ベース部材２およびリフレクタ６が一枚のアルミニウムの板材を原材料として作成される例を述べているが、たとえば金属材料の表面に他の金属がメッキ加工により積層されるなど、複数の金属が組み合わされて形成されてもよい。ベース部材２およびリフレクタ６を形成する金属材料は、Ａｌに限られず、放熱性および加工性に優れたＣｕ、Ｆｅ、Ｍｇなどを用いることができ、またはこれらの複合体としてもよい。ただし、ベース部材２およびリフレクタ６を金属の一体物として形成すれば、図９に示したように容易に製造が可能であり生産性を向上できるために、より好ましい。一体物として形成される場合、ベース部材２およびリフレクタ６の材料は、単体の金属に限られず合金であってもよい。

リフレクタ６の形状に関しては、図１３に示すように、たとえば凸部９のような、リフレクタ６の光反射面である内周面を除く部分を凹凸形状に設け、放熱フィンのような形状とすることもできる。このようにすれば、リフレクタ６から外部への放熱がさらに促進されるために、一層放熱性を向上させることができる。またリフレクタ６の光反射面は、円錐面に限られず、たとえば球面や放物面の一部であるように、リフレクタ６が形成されてもよく、この場合半導体発光素子１から発生する光を効率よく放出することができる。

絶縁層３は、二酸化シリコンに限られず、たとえばアクリルゴム、エポキシ、シリコーンなどを、熱伝導粘着材と介在させてベース部材２および導体層４に接着することによって構成することができる。

また、熱伝導性接着シート５が透光性樹脂７と接触している構成としてもよい。たとえば図１に示す表面実装型発光ダイオード１０において、半導体発光素子１が導体層４にワイヤボンドされている領域を除き、熱伝導性接着シート５がリフレクタ６の内周壁よりも内側においても形成する構成とすれば、熱伝導性接着シート５を透光性樹脂７と接触させることができる。この場合、透光性樹脂７中に放熱された熱を、熱伝導性接着シート５を通してリフレクタ６へ伝導することができる。したがって、半導体発光素子１が発生した熱をより効率よく外部へ放熱することができる。

さらに、リフレクタ６を、熱伝導性接着シート５とリフレクタ６とが接合している面積が増大するような形状に、形成してもよい。たとえば、リフレクタ６を、熱伝導性接着シート５との接合部において、図１４に示す凹凸を有する形状、または、図１５に示すのこぎり歯状の細かい刻み目を有する形状に成形することができる。このようにすれば、熱伝導性接着シート５からリフレクタ６への熱伝導が向上する。したがって、半導体発光素子１が発生した熱をより効率よく外部へ放熱することができる。また、リフレクタ６の接合強度を向上させることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１半導体発光素子、２ベース部材、３絶縁層、４導体層、５熱伝導性接着シート、６リフレクタ、７透光性樹脂、８導電線、９凸部、１０，２０表面実装型発光ダイオード、１１板材、１２切断用の溝、１３貫通孔部、８１，８２外部接続端子部、１００表面実装型発光ダイオード、１０１基体、１０２電極、１０３半導体発光素子、１０４導電性ワイヤ、１０５モールド部材。

Claims

ベース部材と、
前記ベース部材上に裏面が接着固定された半導体発光素子と、
前記半導体発光素子を覆う透光性樹脂とを備え、
前記半導体発光素子は、発光のピーク波長が３５０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下である光を発生し、
前記透光性樹脂は、前記半導体発光素子が発生する光により励起されると発光のピーク波長が５５０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下である黄色系の光を発する蛍光体を含有し分散保持し、かつ、前記透光性樹脂の形状は、前記ベース部材から遠ざかる側に向けて盛り上がる凸レンズ形状に形成されている、発光ダイオード。