JP2014107369A - 半導体発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】要求に応じた小型で発光出力が高い半導体発光装置を安価に提供する。
【解決手段】基板１０の絶縁面１０ａ上に１対の外部接続端子１１ａ，１１ｂを設け、その間の絶縁面１０ａ上に、ランド状の対の電極１２ａ，１２ｂからなる複数の素子接続用電極対１２を配置し、その各素子接続用電極対１２ごとに、それぞれＬＥＤチップ１を、下面に設けられた対の電極を素子接続用電極対の各電極に電気的に接続すると共に固着して搭載している。その各素子接続用電極対１２の各電極１２ａ，１２ｂが、外部接続端子１１ａ，１１ｂのいずれか一方、あるいは隣接する他の素子接続用電極１２の対の電極１２ａ，１２ｂのいずれか一方と、それぞれ配線用ワイヤ２によって電気的に接続され、複数個のＬＥＤチップ１が全て、１対の外部接続端子１１ａと１１ｂの間に電気的に接続されている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、基板上に、発光ダイオード（「ＬＥＤ」と略称する）等の半導体発光素子を、複数個直列、並列、または直列及び並列に電気的に接続して実装した半導体発光装置に関する。

近年、半導体発光素子であるＬＥＤを電極が形成された基板上に実装し、それを透明樹脂で封止したＬＥＤパッケージが、半導体発光装置として多用されている。このような半導体発光装置は、従来から各種表示用や電飾用などに広く使用されていたが、その輝度が増加すると共に白色光も作れるようになり、しかも消費電力が極めて少ないので、省エネルギー化を図るため、照明用光源や各種ディスプレイのバックライトなどにも多用されるようになってきた。

このような半導体発光装置は、一般に、客先から仕様として要求される光量や照明面積等に応じて基板上に所要個数の半導体発光素子を、直列又は並列にあるいは直列及び並列に電気的に接続して実装することにより対応している。
その実装方法としては、主に次の２種類の方向がとられていた。

例えば図１０の（ａ）に示すように、基板１００上に間隔を置いて１対の長方形の外部接続端子１０１ａ，１０１ｂを設け、その間にチップ状の半導体発光素子であるＬＥＤチップ１１０をｍ行ｎ列（図示の例では１２個を３行４列）のマトリックス状に配置し、その各ＬＥＤチップ１１０を配線用のワイヤ１２０で任意に接続する方法がある。この場合、各ＬＥＤチップ１１０は、アノード側とカソード側の対の電極１１０ａ，１１０ｂが設けられた面を上向きにして、基板１００上に接着剤等によって固定される。

そして、図１０の（ｂ）に示すように、各列（横の並び）ごとに４個のＬＥＤチップ１１０をそれぞれ１対の外部接続端子１０１ａ，１０１ｂの間にワイヤ１２０で順次直列に接続すれば、４直列３並列に接続することができる。
また、図１０の（ｃ）に示すように、第１列目の４個と第２列目の２個の各ＬＥＤチップ１１０、および第３列目の４個と第２列目の残り２個の各ＬＥＤチップ１１０を、それぞれ１対の外部接続端子１０１ａ，１０１ｂの間にワイヤ１２０で順次直列に接続すれば、６直列２並列に接続することができる。

このようなＬＥＤチップの実装は、各ＬＥＤチップをワイヤで接続するのでワイヤボンド（wire bonding）実装と称され、また、各ＬＥＤチップを電極が設けられた面を上向きにして実装するのでフェースアップ（face up）実装とも称される。
この実装方法は、ＬＥＤチップを必要な数だけ任意に配置して、任意に接続できるので、カスタマイズの自由度が高い。

このようなＬＥＤチップの実装方法を採用した発光装置及び照明装置が、例えば特許文献１に開示されている。
しかし、このようなフェースアップ実装は、配線用のワイヤが邪魔するため、ＬＥＤチップを電極が設けられた面を下向きにして、ワイヤを用いずに実装するフェースダウン（face down）実装の場合に比べて発光出力が低下するという問題がある。

そのため、図１１に示すように、各ＬＥＤチップを電極が設けられた面を下向きにして実装するフェースダウン実装が多く採用されるようになってきた。
この場合は、基板１００上に実装するＬＥＤチップ１１０の個数及び接続パターンに対応した素子接続用電極群１３０を各電極間に僅かな間隔を置いて形成している。その対向する二つの素子接続用電極１３０ａと１３０ｃ、１３０ｃと１３０ｃ、または１３０ｃと１３０ｂに跨がるように、それぞれ各ＬＥＤチップ１１０を電極が設けられた面を下向きにして実装する。図１１における左右両端部の素子接続用電極１３０ａ，１３０ｂは外部接続端子を兼ねており、その他の各素子接続用電極１３０ｃは素子接続専用である。

ＬＥＤチップ１１０のアノード側とカソード側の各電極は、対向接触した各素子接続用電極と電気的に接続されると共に機械的に固着される。
図１１の（ａ）は４直列３並列の接続例、（ｂ）は６直列２並列の接続例、（ｃ）は６直列２並列の他の接続例を示している。
このようなＬＥＤチップの実装はフリップチップ実装とも称され、ワイヤボンディング作業が不要になると共に、フェースアップ実装に比べて各ＬＥＤチップの発光出力が高くなる利点がある。

しかし、基板上に実装するＬＥＤチップの接続パターンごとに、それに対応する配線パターンの素子接続用電極群を形成した専用の基板を必要とするため、カスタム対応が難しいという問題があった。
そこで、共通の実装用基板を使用して、複数個の発光素子であるＬＥＤ素子（ＬＥＤチップと同じ）を、異なる配線パターンで接続可能にした発光モジュールが、例えば特許文献２に開示されている。

それによると、基板上に一対の給電端子とともに、その間に第１の接続形態と第２の接続形態のいずれでもＬＥＤ素子を実装できるように、予めその両方に対応する配線パターンを形成しておく。そして、所望の接続形態に対応する位置にＬＥＤ素子をフェースダウン実装することによって、１直列２並列と７直列１並列のような異なる接続形態で、ＬＥＤ素子を基板上に実装することができる。

特開２０１２−７９８５５号公報（図１、図２、段落００２７等） 特開２００９−１６４２０９号公報（図１、図２、段落００１７〜００２３等）

しかしながら、このような従来のフェースダウン実装による半導体発光装置では、基板上に予め異なる接続形態の両方に対応する配線パターンを形成しておき、それを選択的に使用してＬＥＤ素子を実装するので、基板上のスペース使用効率が悪いという問題があった。そのため、基板上に多数の発光素子を高密度に実装して小型で発光出力が高い半導体発光装置を作製するのは困難である。また、複雑な配線パターンの形成に工数がかかり、コスト高になるという問題もある。

この発明は、半導体発光装置におけるこれらの問題を解決するためになされたものである。そのため、共通の基板上に複数の発光素子を異なる接続形態で高密度にフェースダウン実装でき、客先からの配線変更や発光素子の個数変更等の要求に容易に対応できる小型で発光出力高い半導体発光装置を安価に提供することを目的とする。

この発明による半導体発光装置は、上記の目的を達成するため、絶縁面を有する基板と
、その基板の絶縁面上に形成された１対の外部接続端子と、その１対の外部接続端子の間の上記絶縁面上に形成されたランド状の対の電極からなる複数の素子接続用電極対と、その複数の各素子接続用電極対ごとに、それぞれ下面に設けられた対の電極を素子接続用電極対の各電極に電気的に接続すると共に固着して搭載された複数個のチップ状の半導体発光素子とを備えている。
そして、上記複数の素子接続用電極対の各電極が、上記１対の外部接続端子のいずれか一方あるいは隣接する他の素子接続用電極対の対の電極のいずれか一方と、それぞれ配線用ワイヤによって電気的に接続され、上記複数個の半導体発光素子が全て、上記１対の外部接続端子の間に電気的に接続されていることを特徴とする。

上記複数の素子接続用電極対がマトリックス状に配置されているとよい。
その場合に、上記素子接続用電極対が、上記１対の外部接続端子が対向する方向には、上記半導体発光素子の最少直列接続個数に相当するｎ対（ｎは１以上の整数）配置され、上記１対の外部接続端子と平行な方向には、上記半導体発光素子の最大並列接続数に相当するｍ対（ｍは２以上の整数）配置されるのが望ましい。

上記１対の外部接続端子の各外部接続端子を、それぞれ上記複数の素子接続用電極の各電極のうちの常に接続される電極と一体に形成してもよい。
上記複数個の半導体発光素子を全て、上記１対の外部接続端子の一方と他方との間に直列又は並列に接続するか、あるいは直列及び並列に接続することができる。

この発明による半導体発光装置は、基板上に形成された１対の外部接続端子と複数の接続用電極対を共通に使用して、複数個のチップ状の半導体発光素子（ＬＥＤチップ等）を、異なる接続形態でフェースダウン実装（フリップチップ実装）することができる。そのため、基板上に多数の発光素子を高密度に実装することができる。しかも、カスタム対応が容易であり、客先からの配線変更や発光素子の個数変更等の要求に対応した小型で発光出力が高い半導体発光装置を安価に提供することができる。

この発明による半導体発光装置の第１の実施形態を示す模式的な平面図である。 同じくその変形例を示す模式的な平面図である。 この発明による半導体発光装置の第２の実施形態を示す模式的な平面図である。 この発明による半導体発光装置の第３の実施形態における４直列４並列の接続状態を示す模式的な平面図である。

同じくその８直列２並列の接続状態を示す模式的な平面図である。 この発明による半導体発光装置の第４の実施形態における５直列４並列の接続例を示す模式的な平面図である。 同じくその４直列５並列の接続状態を示す模式的な平面図である。 同じくその１０直列２並列の接続状態を示す模式的な平面図である。 同じくその２０直列１並列の接続状態を示す模式的な平面図である。 従来の半導体発光装置におけるＬＥＤチップのフェースアップ実装の例を示す模式的な平面図である。 従来の半導体発光装置におけるＬＥＤチップのフェースダウン実装の例を示す模式的な平面図である。

以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔第１の実施形態〕
まず、この発明による半導体発光装置の第１の実施形態を図１によって説明する。
図１はその半導体発光装置の模式的な平面図であり、（ａ）はワイヤによる配線前の状態、（ｂ）は２直列２並列の接続形態で配線した状態、（ｃ）は４直列の接続形態で配線した状態をそれぞれ示している。
なお、以下の各実施形態に説明において、「行」は図において横方向（後述する１対の外部接続端子１１ａ，１１ｂが対向する方向）の並びを称し、上から順に１行目、２行目、・・・と言う。「列」は図において縦方向（後述する１対の外部接続端子１１ａ，１１ｂと平行な方向）の並びを称し、左から順に１列目、２列目、・・・と言う。

この半導体発光装置は、図１の（ａ）に示すように、少なくとも表面に絶縁面１０ａを有する基板１０を使用し、その基板１０の絶縁面１０ａ上に、間隔を置いて１対の長方形の外部接続端子１１ａ，１１ｂを設けている。そして、その１対の外部接続端子１１ａと１１ｂの間の絶縁面１０ａ上に、素子接続用電極対１２を複数対（図示の例では４対）設けている。その各素子接続用電極対１２は、ランド状の二つの小さい長方形の電極１２ａと１２ｂが、対向する長辺間に僅かな間隔を置いて対に形成されている。

その複数の素子接続用電極対１２ごとに、それぞれチップ状の半導体発光素子であるＬＥＤチップ１が、対の電極が設けられた面を下向きにして、素子接続用電極対１２の各電極１２ａと１２ｂを跨ぐように搭載される。そのＬＥＤチップ１の下面に設けられた対の電極は、素子接続用電極対１２の各電極１２ａ，１２ｂと電気的に接続されると共に機械的に固着される。
この第１の実施形態では、４対の素子接続用電極対１２及び４個のＬＥＤチップ１が、２行２列のマトリックス状に配置されている。

そして、図１の（ｂ）に示す接続形態では、その素子接続用電極対１２の行ごとに、１行目の左側の電極１２ａを外部接続端子１１ａと、その右側の電極１２ｂを２行目の左側の電極１２ａと、その右側の電極１２ｂを外部接続端子１１ｂと、それぞれ太線で示す配線用のワイヤ２で接続している。このようにすれば、４個のＬＥＤチップ１を、２個直列に接続した回路を２本並列に接続した状態になる。これを２直列２並列の接続形態と称す。

また、図１の（ｃ）に示す接続形態では、各素子接続用電極対１２を、１行１列目の左側の電極１２ａを外部接続端子１１ａと、その右側の電極１２ｂを２行１列目の左側の電極１２ａと、その右側の電極１２ｂを２行２列目の左側の電極１２ａと、その右側の電極１２ｂを１行２列目の左側の電極１２ａと、その右側の電極１２ｂを外部接続端子１１ｂと、それぞれ配線用のワイヤ２で接続している。このようにすれば、４個のＬＥＤチップ１を全て直列に接続した状態になる。これを４直列の接続形態と称す。

このようにして、各素子接続用電極対１２の各対の電極１２ａ，１２ｂが、１対の外部接続端子１１ａ，１１ｂのいずれか一方あるいは隣接する他の素子接続用電極対１２の対の電極１２ａ，１２ｂのいずれか一方と、それぞれワイヤ２によって電気的に接続され、４個のＬＥＤチップ１が全て、１対の外部接続端子１１ａと１１ｂとの間に電気的に接続される。

なお、この実施例では、４対の各素子接続用電極対１２は、いずれも電極１２aにＬＥＤチップ１のアノード側の電極が接続され、電極１２ｂにＬＥＤチップ１のカソード側の電極が接続されるものとする。あるいは、いずれも電極１２ａにＬＥＤチップ１のカソード側の電極が接続され、電極１２ｂにＬＥＤチップ１のアノード側の電極が接続されても
よい。いずれにしても、直列に接続する２個のＬＥＤチップ１は一方のカソード側の電極と他方のアノード側の電極とが接続され、順方向に電流を流せるようにする必要がある。
そのため、この実施例では、隣接する各素子接続用電極対１２を直列に接続するときには、その一方の素子接続用電極対１２の電極１２ａと他方の素子接続用電極対１２の電極１２ｂとを接続することになる。他の実施例においても同様である。

このような各接続状態で、１対の外部接続端子１１ａ，１１ｂからそれぞれリード線を引き出し、基板１０の少なくとも絶縁面１０ａ側全体を光透過性樹脂で封止すれば、半導体発光装置としてのＬＥＤパッケージとなる。
基板１０は、全体が絶縁材であるセラミック製基板や樹脂製基板であるか、銅板やアルミニウム板等の金属板に絶縁材の薄板を積層するか、表面に絶縁処理を施したものでもよい。

外部接続端子１１ａ，１１ｂ及び各素子接続用電極対１２の対の電極１２ａ，１２ｂは、基板１０の絶縁面１０ａ上に、銅などの導電性がよい金属層を設けて、エッチング加工などによって形成する。その表面に金メッキを施すとなおよい。
配線用のワイヤ２は、金、銅、またはアルミニウム等の導電性がよい金属で作られる。
ＬＥＤチップは、例えばサファイアウエハ上に窒化ガリウム（ＧａＮ）を成長させてＰＮ接合を作成し、アノード電極とカソード電極を設けた発光ダイオード素子を、個々に分割したままのチップ状の発光ダイオード（ＬＥＤ）である。
これらは、全ての実施形態に共通である。

この半導体発光装置は、基板１０上に形成された１対の外部接続端子１１ａ，１１ｂと各素子接続用電極対１２を全て共通に使用して、複数個（図１では４個）のＬＥＤチップ１を、２直列２並列あるいは４直列の異なる接続形態で、発光効率がよいフェースダウン実装（フリップチップ実装）することができる。そのため、基板１０上に発光素子であるＬＥＤチップ１を高密度に実装することができる。しかも、フリップチップ実装とワイヤ２による配線とのハイブリッドにしたので、各素子接続用電極対１２の対の電極１２ａ，１２ｂが全て同じ単純な長方形のパターンで済み、使用しない電極はないので、安価に高率よく作製することができる。

図２は、この第１の実施形態の変形例を示す模式的な平面図であり、（ａ）はワイヤによる配線前の状態、（ｂ）は２直列２並列の接続形態で配線した状態、（ｃ）は４直列の接続形態で配線した状態をそれぞれ示している。なお、この図２において、図１における各部と対応する各部には、形状が相違しても便宜上同一の符号を付している。
この変形例において、図１によって説明した半導体発光装置と相違する点は、基板１０上に設けた１対の外部接続端子１１ａ，１１ｂの図２で上部が、それぞれ内側に直角に曲がって延び、それぞれ素子接続用電極対１２の対の電極１２ａ，１２ｂのうちの常に接続される電極と一体に形成されている点だけである。

すなわち、図２の（ａ）に示すように、左側の外部接続端子１１ａが、１行１列目の素子接続用電極対１２の左側の電極１２ａと一体に形成され、右側の外部接続端子１１ｂが１行２列目の素子接続用電極対１２の右側の電極１２ｂと一体に形成されている。
この半導体発光装置も、４個のＬＥＤチップ１を、図２の（ｂ）に示すように２直列２並列に接続したり、（ｃ）に示すように４直列に接続したりすることができる。

〔第２の実施形態〕
次に、この発明による半導体発光装置の第２の実施形態を図３によって説明する。
図３はその半導体発光装置の模式的な平面図であり、（ａ）は４並列の接続形態で配線した状態、（ｂ）は４直列の接続形態で配線した状態、（ｃ）は２直列２並列の接続形態
で配線した状態をそれぞれ示している。
この図２においても、図１、図２における各部と対応する各部には、形状が相違しても便宜上同一の符号を付し、配線用ワイヤ２を太線で示している。

この半導体発光装置は、基板１０の絶縁面１０ａ上に、１対の細長い外部接続端子１１ａ，１１ｂと、それと平行する方向に４対の素子接続用電極対１２が１列だけ形成されている。そして、各素子接続用電極対１２は、二つの小さい長方形の電極１２ａと１２ｂが、対向する長辺間に僅かな間隔を置いて対に形成されている。しかし、１行目の素子接続用電極１２の左側の電極１２ａは外部接続端子１１ａと一体に、４行目の素子接続用電極１２の右側の電極１２ｂは外部接続端子１１ｂと一体に、それぞれ形成されている。

そして、図３の（ａ）に示すように、４対の各素子接続用電極対１２における左側の各電極１２ａを外部接続端子１１ａとそれぞれ配線用のワイヤ２で接続し、右側の各電極１２ｂを外部接続端子１１ｂとそれぞれ配線用のワイヤ２で接続すれば、４個のＬＥＤチップ１を全て並列に接続した状態になる。これを４並列の接続形態と称する。
また、図３の（ｂ）に示すように、４対の素子接続用電極対１２における１行目の右側の電極１２ｂと２行目の左側の電極１２ａ、その右側の電極１２ｂと３行目の左側の電極１２ａ、その右側の電極１２ｂと４行目の左側の電極１２ａを、それぞれ配線用のワイヤ２で接続すれば、４個のＬＥＤチップ１を全て直列に接続した状態になる。これを４直列の接続形態と称する。

さらに、図３の（ｃ）に示すように、４対の素子接続用電極対１２のうち、１行目の右側の電極１２ｂと２行目の左側の電極１２ａ、その右側の電極１２ｂと外部接続端子１１ｂとを、それぞれ配線用のワイヤ２で接続する。そして、外部接続端子１１ａと３行目の左側の電極１２ａ、その右側の電極１２ｂと４行目の左側の電極１２ａとを、それぞれ配線用のワイヤ２で接続すると、４個のＬＥＤチップ１を２個ずつ直列に接続して、それを並列に接続した状態になる。これを２直列２並列の接続形態と称する。

この実施形態によれば、同じ１対の外部接続端子１１ａ，１１ｂと４対の素子接続用電極対１２を設けた基板を使用して、４個のＬＥＤチップを３種類の異なる接続形態に接続した半導体発光装置を作製することができる。その他の作用効果は、第１の実施形態の場合と同様である。
なお、外部接続端子１１ａと１行目の素子接続用電極１２の左側の電極１２ａ、外部接続端子１１ｂと４行目の素子接続用電極１２の右側の電極１２ｂを、それぞれ別体に形成して配線用ワイヤ２で接続してもよい。

〔第３の実施形態〕
次に、この発明による半導体発光装置の第３の実施形態を図４及び図５によって説明する。図４はその半導体発光装置による４直列４並列の接続状態を、図５は８直列２並列の接続状態をそれぞれ示す模式的な平面図である。
これらの図においても、図１〜図３における各部と対応する各部には、形状が相違しても便宜上同一の符号を付し、配線用ワイヤ２を太線で示している。

この半導体発光装置は、図４及び図５に示すように、基板１０の絶縁面１０ａ上に、間隔を置いて１対の細長い長方形の外部接続端子１１ａ，１１ｂを設けている。そして、その１対の外部接続端子１１ａと１１ｂの間の絶縁面１０ａ上に、前述した各実施形態と同様なランド状の対の電極１２ａ，１２ｂからなる素子接続用電極対１２を１６対形成している。
その１６対の各素子接続用電極対１２ごとに、それぞれチップ状の半導体発光素子であるＬＥＤチップ１が、前述の各実施形態と同様にフェースダウン実装されている。この第
３の実施形態では、１６対の素子接続用電極対１２及び１６個のＬＥＤチップ１が、４行４列のマトリックス状に配置されている。

そして、図４に示す接続形態では、１６対の素子接続用電極対１２を各行ごとに、１行目の左側の電極１２ａを外部接続端子１１ａに、その右側の電極１２ｂを２行目の左側の電極１２ａに、その右側の電極１２ｂを３行目の左側の電極１２ａに、その右側の電極１２ｂを４行目の左側の電極１２ａに、その右側の電極１２ｂを外部接続端子１１ｂに、それぞれ配線用のワイヤ２で接続している。
これによって、１６個のＬＥＤチップ１を４個ずつ直列に接続して、その４本の直列接続を外部接続端子１１ａ，１１ｂによって並列に接続した状態になる。これを４直列４並列の接続形態と称する。

図５に示す接続形態では、１６対の素子接続用電極対１２を、上半分の２行と下半分の２行とに分けて、それぞれ直列に接続する。
すなわち、上半分の２行では、外部接続端子１１ａと１行１列目の左側の電極１２ａ、その右側の電極１２ｂと２行１列目の左側の電極１２ａ、その右側の電極１２ｂと２行２列目の左側の電極１２ａ、その右側の電極１２ｂと１行２列目の左側の電極１２ａ、その右側の電極１２ｂと１行３列目の左側の電極１２ａ、その右側の電極１２ｂと２行３列目の左側の電極１２ａ、その右側の電極１２ｂと２行４列目の左側の電極１２ａ、その右側の電極１２ｂと１行４列目の左側の電極１２ａ、その右側の電極１２ｂと外部接続端子１１ｂを、それぞれ配線用ワイヤ２で接続する。

一方、下半分の２行では、外部接続端子１１ａと４行１列目の左側の電極１２ａ、その右側の電極１２ｂと３行１列目の左側の電極１２ａ、その右側の電極１２ｂと３行２列目の左側の電極１２ａ、その右側の電極１２ｂと４行２列目の左側の電極１２ａ、その右側の電極１２ｂと４行３列目の左側の電極１２ａ、その右側の電極１２ｂと３行３列目の左側の電極１２ａ、その右側の電極１２ｂと３行４列目の左側の電極１２ａ、その右側の電極１２ｂと４行４列目の左側の電極１２ａ、その右側の電極１２ｂと外部接続端子１１ｂを、それぞれ配線用ワイヤ２で接続する。

これによって、半導体発光装置を構成する１６個のＬＥＤチップ１を、８個ずつ直列に接続して、その２本の直列接続を外部接続端子１１ａ，１１ｂによって並列に接続した状態になる。これを８直列２並列の接続形態と称する。
この実施形態のさらに別の接続形態として、図示はしていないが、１６個のＬＥＤチップ１を、配線用ワイヤ２で全て直列に接続することもできる。
その場合、１列１行目の素子接続用電極対１２の左側の電極１２ａを外部接続端子１１ａと接続し、その右側の電極１２ｂから、１列目における右側の各電極１２ｂと１行下の行の左側の各電極１２ａとを順次接続する。そして、１列４行目の右側の電極１２ｂと２列４行目の左側の電極１２ａとを接続し、その右側の電極１２ｂから、２列目における右側の各電極１２ｂと１行上の行の左側の各電極１２ａとを順次接続する。

さらに、２列１行目の右側の電極１２ｂと３列１行目の左側の電極１２ａとを接続し、その右側の電極１２ｂから、３列目における右側の各電極１２ｂと１行下の行の左側の各電極１２ａとを順次接続する。そして、３列４行目の右側の電極１２ｂと４列４行目の左側の電極１２ａとを接続し、その右側の電極１２ｂから、４列目における右側の各電極１２ｂと１行上の行の左側の各電極１２ａとを順次接続し、４列１行目の右側の電極と外部接続端子１１ｂとを接続する。

この実施形態によれば、同じ１対の外部接続端子１１ａ，１１ｂと１６対の素子接続用電極対１２を設けた基板を使用して、１６個のＬＥＤチップを３種類の異なる接続形態に
接続した半導体発光装置を作製することができる。その他の作用効果は、第１の実施形態の場合と同様である。

このように、基板１０上に１対の外部接続端子１１ａ，１１ｂを設け、その間に複数の素子接続用電極対１２をマトリックス状に配置することによって、種々の個数のＬＥＤチップを複数種類の接続形態で接続した半導体発光装置を容易に作製することができる。
その場合に、素子接続用電極対１２を、１対の外部接続端子１１ａ，１１ｂが対向する方向（行方向）には、半導体発光素子であるＬＥＤチップ１の最少直列接続個数に相当するｎ対（ｎは１以上の整数）配置し、１対の外部接続端子１１ａ，１１ｂと平行な方向（列方向）には、ＬＥＤチップ１の最大並列接続数に相当するｍ対（ｍは２以上の整数）配置するのが望ましい。この場合、ｍ×ｎ個のＬＥＤチップ１をｍ行・ｎ列に配置することになる。

〔第４の実施形態〕
次に、この発明による半導体発光装置の第４の実施形態を図６〜図９によって説明する。図６〜図９はその半導体発光装置のそれぞれ異なる接続形態を示す模式的な平面図である。
これらの各図においても、図１〜図５における各部と対応する各部には、形状が相違しても便宜上同一の符号を付し、配線用ワイヤ２を太線で示している。

この第４の実施形態の半導体発光装置は、円形の基板１０の絶縁面１０ａ上に１対の対称な円弧状の外部接続端子１１ａと１１ｂを設け、その間に２０対の素子接続用電極対１２を対称（線対称及び点対称）に配置している。その各素子接続用電極対１２は対の電極１２ａ，１２ｂからなり、それぞれチップ状の半導体発光素子であるＬＥＤチップ１をフェースダウン実装（フリップチップ実装）している。すなわち、円形の基板１０上に２０個のＬＥＤチップを実装している。

この実施形態における対の素子接続用電極対１２の配列は、行方向（図で横方向）には整列しているが、列方向（図で縦方向）には整列していない。また、各行ごとの素子接続用電極対１２の対数及びＬＥＤチップ１の個数が同じではない。
ここで、図６〜図９において上から下へ順番に第１行〜第８行とすると、各行における素子接続用電極対１２対数及びＬＥＤチップ１の個数は、第１行と第８行は１個（対）、第２行と第７行は２個（対）、第３行と第６行は３個（対）、第４行と第５行は４個（対）である。
そして、１対の外部接続端子１１ａと１１ｂの対向する内側の形状は、第２行〜第７行における素子接続用電極対１２のうち左右両端の各電極１２a又は１２ｂに沿った形状になっている。

図６は、この半導体発光装置の２０個のＬＥＤチップ１を５直列４並列の接続形態で接続した状態を示す。
この場合は、第３行の両側の２個と第２行の２個と第１行の１個で計５個のＬＥＤチップ１が直列に接続される。また、第４行の４個及び第３行の中央の１個で計５個のＬＥＤチップ１が直列に接続され、第５行の４個及び第６行の中央の１個で計５個のＬＥＤチップ１が直列に接続される。そして、第６行の両側の２個と第７行の２個と第８行の１個で計５個のＬＥＤチップ１が直列に接続される。
そして、これらの各直列接続がそれぞれ１対の外部接続端子１１ａと１１ｂに接続して、並列に接続される。

この場合も、各素子接続用電極対１２の各電極１２ａ，１２ｂは、１対の外部接続端子１１ａ，１１ｂのいずれか一方、あるいは隣接する他の素子接続用電極対１２の対の電極
１２ａ，１２ｂのいずれか一方と、それぞれ配線用ワイヤ２によって電気的に接続され、２０個のＬＥＤチップ１が全て、１対の外部接続端子１１ａと１１ｂとの間に電気的に接続される。
この実施例においても、各素子接続用電極対１２の対の電極１２ａ，１２ｂと、そこに搭載されるＬＥＤチップ１のアノード側電極及びカソード側電極との接続関係が、全ての素子接続用電極対１２において同じになるようにしている。そのため、直列に接続する一方の素子接続用電極対１２の電極１２ｂは、隣接する他方の素子接続用電極対１２の電極１２ａと接続される必要がある。

図７は、この半導体発光装置の２０個のＬＥＤチップ１を４直列５並列の接続形態で接続した状態を示す。
この場合は、第２行の２個と第１行の１個と第３行の右端の１個で計４個のＬＥＤチップ１が直列に接続される。また、第３行の右端を除く２個及び第４行の右側の２個で計４個のＬＥＤチップ１が直列に接続され、第４行の左側の２個及び第５行の右側の２個で計４個のＬＥＤチップ１が直列に接続される。そして、第５行の左側の２個と第６行の左端を除く２個で計４個のＬＥＤチップ１が直列に接続され、第６行の左端の１個と第７行の２個及び第８行の１個で計４個のＬＥＤチップ１が直列に接続される。
そして、これらの各直列接続がそれぞれ１対の外部接続端子１１ａと１１ｂに接続して、並列に接続される。

図８は、この半導体発光装置の２０個のＬＥＤチップ１を１０直列２並列の接続形態で接続した状態を示す。
この場合は、第４行の４個と第３行の３個と第２行の２個と第１行の１個で計１０個のＬＥＤチップ１が直列に接続される。また、第５行の４個と第６行の３個と第７行の２個と第８行の１個で計１０個のＬＥＤチップ１が直列に接続される。
そして、この各直列接続が１対の外部接続端子１１ａと１１ｂに接続して、並列に接続される。

しかしこの場合、第３行と第６行においては、素子接続用電極対１２の各対の電極１２ａ，１２ｂとＬＥＤチップ１のアノード側電極及びカソード側電極との接続関係を、他の行とは逆にする必要がある。これは、第２行と第３行及び第６行と第７行の各左端のそれぞれ隣接する各素子接続用電極対１２は電極１２a同士が接続され、第３行と第４行及び第５行と第６行の各右端のそれぞれ隣接する各素子接続用電極対１２は電極１２ｂ同士が接続されているからである。それによって、他の行における素子接続用電極対１２では電極１２ａから電極１２ｂへ電流が流れるとき、第３行と第６行の素子接続用電極対１２では電極１２ｂから電極１２ａへ電流が流れるように接続されるためである。

図９は、この半導体発光装置の２０個のＬＥＤチップ１を２０直列１並列の接続形態で接続した状態を示す。
この場合は、２０個全てのＬＥＤチップ１を図示のように直列に接続し、第７行の左側の素子接続用電極対１２の左側の電極１２ａを外部接続端子１１ａに、第２行の右側の素子接続用電極対１２の右側の電極１２ｂを外部接続端子１１ｂに、それぞれ接続している。
この場合も、第３行と第５行の全部及び第６行の右端を除く２個（対）においては、素子接続用電極対１２の各対の電極１２ａ，１２ｂとＬＥＤチップ１のアノード側電極及びカソード側電極との接続関係を、他のＬＥＤチップ１とは逆にする必要がある。その理由は、図７の接続の場合と同様である。

以上、この発明の各種の実施形態について説明してきたが、これらの構成は特許請求の範囲の各請求項に規定した事項を満たす範囲で、各実施形態の構成を適宜変更、追加又は
省略したり、組み合わせたりすることが可能である。例えば、基板及び外部接続端子の形状や大きさ、素子接続用電極対の形状及び配置個数と配置形態などを、任意に変更することができる。また、基板上に形成された複数の素子接続用電極対は、その全てに半導体発光素子を搭載して使用されなければならないものではなく、要求される仕様によっては、未使用の素子接続用電極対があってもよい。

この発明による半導体発光素子として、ＬＥＤチップを実装した半導体発光装置は、ＬＥＤ電球などの照明用、表示用、装飾用など各種のＬＥＤ光源装置に広く利用できる。
また、上述した各実施形態では、半導体基板上に実装する半導体発光素子がＬＥＤチップである場合の例について説明したが、この発明は、半導体発光素子がＬＥＤチップに限らず、レーザダイオード（ＬＤ）素子やエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子など、他のチップ状の半導体発光素子を実装する半導体発光装置にも同様に利用できる。

１：ＬＥＤチップ（チップ状の半導体発光素子） ２：配線用のワイヤ
１０：基板 １０ａ：絶縁面 １１ａ，１１ｂ：外部接続端子
１２：素子接続用電極対 １２ａ，１２ｂ：対の電極

Claims (6)

1. 絶縁面を有する基板と、
   該基板の前記絶縁面上に形成された１対の外部接続端子と、
   該１対の外部接続端子の間の前記絶縁面上に形成されたランド状の対の電極からなる複数の素子接続用電極対と、
   該複数の各素子接続用電極対ごとに、それぞれ下面に設けられた対の電極を前記素子接続用電極対の各電極に電気的に接続すると共に固着して搭載された複数個のチップ状の半導体発光素子とを備え、
   前記複数の素子接続用電極対の各電極が、前記１対の外部接続端子のいずれか一方あるいは隣接する他の前記素子接続用電極対の対の電極のいずれか一方と、それぞれ配線用ワイヤによって電気的に接続され、
   前記複数個の半導体発光素子が全て、前記１対の外部接続端子の間に電気的に接続されていることを特徴とする半導体発光装置。
2. 前記複数の素子接続用電極対がマトリックス状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
3. 前記素子接続用電極対が、
   前記１対の外部接続端子が対向する方向には、前記半導体発光素子の最少直列接続個数に相当するｎ対（ｎは１以上の整数）配置され、
   前記１対の外部接続端子と平行な方向には、前記半導体発光素子の最大並列接続数に相当するｍ対（ｍは２以上の整数）配置された
   ことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
4. 前記１対の外部接続端子の各外部接続端子が、それぞれ前記素子接続用電極対の各電極のうちの常に接続される電極と一体に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
5. 前記複数個の半導体発光素子が全て、前記１対の外部接続端子の一方と他方との間に直列又は並列に接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
6. 前記複数個の半導体発光素子が全て、前記１対の外部接続端子の一方と他方との間に直列及び並列に接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体発光装置。

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