JP2015070126A - Optical semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光半導体素子がポッティング工法で樹脂封止されている光半導体装置に関するものである。 The present invention relates to an optical semiconductor device in which an optical semiconductor element is resin-sealed by a potting method.
樹脂封止されて作成される光半導体装置において、例えばLED素子への応力緩和や、波長変換層の敷設などの目的で、コーティング層としてLED素子を覆うように第1の封止樹脂で封止し、さらに全体を覆うように第2の封止樹脂にて封止した所謂複層モールドによる封止部構成を持つLED発光装置が知られている。 In an optical semiconductor device created by resin sealing, for example, for the purpose of stress relaxation to the LED element or laying of a wavelength conversion layer, sealing with the first sealing resin to cover the LED element as a coating layer In addition, there is known an LED light emitting device having a sealing portion configuration by a so-called multilayer mold sealed with a second sealing resin so as to cover the whole.
図8はLED発光装置の一例として、前述の複層モールドによる封止部構成を持つLED発光装置100の断面図を示したものである。LED発光装置100は配線付基板102を基台として用いたチップタイプLEDと呼称されるものである。基板102には、正負の二つの電極105と夫々の電極から延長された配線パターンが敷設されている。片方の電極側パターンにLED素子101がダイボンドされ、LED素子101と他方の電極側パターンが金細線106にてワイヤボンド接続されている。LED素子101はポッティング(滴下)工法により第1の封止樹脂部103にて周囲が覆われ、さらに第2の封止樹脂部104にて全体が封止されている。
FIG. 8 shows a cross-sectional view of an LED
ここで、LED素子101が例えばGaAs赤外LED素子などのように応力に対して脆弱な素子の場合、第2の封止樹脂部104に使用されているエポキシ樹脂の応力によってLED素子101が早期劣化を誘発される懸念があるため、第1の封止樹脂部103には応力緩和措置としてシリコーン等の透光性軟質樹脂が用いられる。
またLED素子101をGaN系青色LED素子として装置100を白色LED発光装置とする場合、第1の封止樹脂部103は波長変換層となり、UV耐性を確保するためシリコーン樹脂をバインダーとしてYAG蛍光剤等を混錬したものが用いられる。
Here, when the
When the
図8の例において、第1の封止樹脂部103に用いるシリコーン樹脂は、粘性が低く、基板102上への塗布後に大きく拡がりやすい。第1の封止樹脂部103の形状を安定して量産することが難しい。また、図8の例では第2の封止樹脂部104にレンズが形成されているため、特に第1の封止樹脂部103の変形によって、LED発光装置の配光特性に与える影響が大きい例として示したものであるが、他にレンズが形成されていないLED発光装置であっても、配光特性に与える影響が大きくなるため、歩留りが低下する。
In the example of FIG. 8, the silicone resin used for the first
そこで、形状安定性を高める対策として、樹脂材を基板102上のLED素子103搭載位置の周囲に設けることでダム部を形成し、拡がり防止措置とする方法が考えられる。このときダム部を形成する樹脂材としては、ダム形成専用の樹脂材が用いられる。
Therefore, as a measure for improving the shape stability, a method is considered in which a dam portion is formed by providing a resin material around the
図9は特許文献1に開示されている白色LED発光装置200の断面図を示すものである。白色LED発光装置200はリードフレーム206に耐熱樹脂をインサート成形して外囲器を形成したパッケージ202を用いるLED発光装置(PLCCタイプと呼称される)であり、前述の複層モールドが施されているものである。白色LED発光装置200においてLED素子201の収納部に充填される樹脂全体に蛍光体を拡散させたものとした場合、過度の散乱による損失が増大するため、複層モールド構成とし、LED素子の周囲を略円筒状に覆う第1の封止樹脂部203に蛍光体を分散させ、収納部に充填される第2の封止樹脂部204は透明な封止樹脂とすることで、収納部に設けられたリフレクタ205での反射光量が増大し、性能向上に優れた効果を奏するものとしている。
この例においても第1の封止樹脂部203に変形があると、リフレクタ205における反射光分布も変化するため、配光特性に影響を与えることが予想される。
FIG. 9 shows a cross-sectional view of the white LED
Also in this example, if the first
図8のLED発光装置100および図9の白色LED発光装置200は、一般的にLED素子の周縁を覆う第1の封止樹脂部がポッティング(滴下)工法により形成されるため形状が一定せず、従って配光特性のばらつきが大きくなるという懸念がある。
The LED
また、図8のLED発光装置100および図9の白色LED発光装置200には、LED素子を搭載する前に、ダム材を描画し加熱硬化してダム部を形成することが可能であるが、工数増加によるコスト上昇を招いてしまう。またLED素子が小型の場合には、描画自体に困難さが伴い、その精度にも自ずと限界がある。更にLED素子搭載時にボンディングパターンの汚染による接続不良発生の懸念も生じる。
Further, the LED
本発明は、光半導体素子がポッティング工法で樹脂封止されている光半導体装置において、前記樹脂による封止形状を調整するためのダムの作成が容易で、配光特性の安定性に優れた光半導体装置を安価に提供することを目的としている。 The present invention provides an optical semiconductor device in which an optical semiconductor element is resin-sealed by a potting method, and it is easy to create a dam for adjusting the sealing shape by the resin, and has excellent light distribution characteristics. The object is to provide a semiconductor device at low cost.
上記目的を達成するため、本発明の請求項1に記載の光半導体装置によれば、光半導体素子がポッティング工法で樹脂封止されている光半導体装置において、前記光半導体素子を基台上に接合するためのダイボンド材と同一材料により、前記樹脂による封止形状調整用のダム部が形成されていることを特徴とする光半導体装置とすることで、前記光半導体素子を接合する為のダイボンボンド材の塗布と加熱硬化の工程と同時に前記ダム部を敷設することができ、安価で配光特性のばらつきが抑制された光半導体装置とすることができる。 To achieve the above object, according to an optical semiconductor device according to claim 1 of the present invention, in an optical semiconductor device in which an optical semiconductor element is resin-sealed by a potting method, the optical semiconductor element is placed on a base. By using the same material as the die bond material for bonding, a dam portion for sealing shape adjustment by the resin is formed, thereby forming a die bond for bonding the optical semiconductor element. The dam portion can be laid at the same time as the bonding material application and the heat-curing steps, and an optical semiconductor device can be obtained that is inexpensive and suppresses variations in light distribution characteristics.
上記目的を達成するため、本発明の請求項2に記載の光半導体装置によれば、前記ダム部は、点描痕で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置とすることで、前記光半導体素子が小型の場合にも、一般的なダイボンド材の塗布方法であるスタンピング工法によりダム部形成位置へのダイボンド材の塗布が可能で、前記ダム部の敷設を容易なものとすることが可能となる。 In order to achieve the above object, according to an optical semiconductor device according to a second aspect of the present invention, the dam portion is constituted by a dot marking, and the optical semiconductor device according to the first aspect, Thus, even when the optical semiconductor element is small, it is possible to apply the die bond material to the dam portion forming position by a stamping method which is a general die bond material application method, and it is easy to lay the dam portion. It becomes possible.
上記目的を達成するため、本発明の請求項3に記載の光半導体装置によれば、前記光半導体素子は両面電極構造の素子が基台として配線付基板のパターンにダイボンディングされており、前記ダイボンド材は導電タイプであり、ダム部の敷設個所は前記半導体素子の周囲の一部であり、ダイボンディングされるパターンと同一パターンあるいはそれらに繋がるラインパターン上であることを特徴とする請求項1および請求項2に記載の光半導体装置とすることで、前記ダム部は光半導体素子のダイボンディングと同時に形成されるためダイボンド接続に対する汚染の影響はなく、また前記ダム部は2ndボンディングされるパッドパターン上あるいは近傍に形成しないように配置することが可能で、ワイヤボンド接続に対する汚染の影響も抑制することでき、信頼性の高い光半導体装置とすることが可能となる。
In order to achieve the above object, according to an optical semiconductor device according to
本発明によれば、光半導体素子がポッティング工法で樹脂封止されている光半導体装置において、前記樹脂による封止形状が調整されて配光特性の安定性に優れた光半導体装置を安価に提供することができる。 According to the present invention, in an optical semiconductor device in which an optical semiconductor element is resin-sealed by a potting method, an optical semiconductor device having an excellent stability of light distribution characteristics by adjusting the sealing shape by the resin is provided at low cost. can do.
本発明は、コーティング層として光半導体素子を覆う封止樹脂部を有する光半導体装置において、該封止樹脂部の底面の拡がりを抑制する手段としてダイボンド材を用いたダム部を敷設することを特徴とする。実施例として図1乃至図7を示しながら、詳細について説明を行うこととする。 The present invention provides an optical semiconductor device having a sealing resin portion covering an optical semiconductor element as a coating layer, wherein a dam portion using a die bond material is laid as a means for suppressing the expansion of the bottom surface of the sealing resin portion. And Details will be described with reference to FIGS. 1 to 7 as an embodiment.
(実施例1)
図1は本発明による実施例として、封止樹脂部の底面の拡がりを抑制する手段としてダイボンド材を用いてダム部を敷設し、コーティング層の形状安定化を施した複層モールドによる封止部構成を持つLED発光装置10を示したものである。LED発光装置10は基台として配線付基板12を用いたチップタイプLEDであり、基板12は該基板の端部に設けられた外部接続用の正負の二つの電極13a1、13b1と電極13a1、13b1の各々から延在してダイポンディングパッド13b2、2ndボンディングパッド13a2が素子搭載面に敷設されており、ダイポンディングパッド13b2にダイボンド層14により接合された両面電極構造のLED素子11、LED素子11と2ndボンディングパッド13a2間にワイヤボンド接続された金細線15、コーティング層としてポッティング工法により形成されたLED素子11を覆う第1の封止樹脂部17、トランスファーモールド工法により成形された全体封止するとともに集光機能を付与するためのレンズを備えた第2の封止樹脂部18で構成されている。
Example 1
FIG. 1 shows an embodiment according to the present invention, in which a sealing portion is formed by a multilayer mold in which a dam portion is laid using a die bonding material as means for suppressing the expansion of the bottom surface of the sealing resin portion and the shape of the coating layer is stabilized. 1 shows an LED
ここで本発明の特徴として、金属材料により形成されたダイポンディングパッド13b2と電極13b1を繋ぐライン13b3上の、ダイポンディングパッド13b2の外縁と重なる位置に、ダイボンド材を用いたダム部16がスタンピング工法等によって敷設され、封止樹脂部17の樹脂がダイポンディングパッド13b2からライン13b3の方向へ流れて、コーティング層として形状の歪みを抑制する手段としていることである。
Here, as a feature of the present invention, a
図2は上述のダム部16を敷設しない場合の封止樹脂部17の樹脂のながれを模式的に示した図であり、図2(a)はコーティング用樹脂を滴下する前のダイポンディングパッド13b2にLED素子11がダイボンドされ金細線15によって接続された状態を部分的に表したもので、図2(b)はコーティング層として封止樹脂部17が形成された後の状態を表したものである。ダム部16を敷設しない場合、封止樹脂部171の樹脂はダイポンディングパッド13b2の外縁のパターンエッジ部において樹脂の表面張力により拡がりが抑制され、樹脂の滴下量が適正であれば、決壊せずに、樹脂の流れはライン13b3の方向へ向かい、尾根状の拡がり部19が形成される。
FIG. 2 is a view schematically showing the resin flow of the sealing
本発明によればダム部16を拡がり易い配線パターン上に設けることで、コーティング用樹脂のライン13b3方向への流れを阻止し、形状の歪みを抑制するとともに、ダム部16にダイボンド材を用いることによってダイボンド材の塗布工程と同時に形成可能であり、工数の増加もない。さらに、ダム部16の設置位置の微調整も容易である。
According to the present invention, by providing the
(製造工程)
図3は本発明によるLED発光装置10の製造工程の一例を示すもので、以下のフローで詳細の説明を加える。尚、通常、LED発光装置10のようなチップタイプLEDは、複数枚の配線付基板12が多面付された集合基板をワークとして後述するa)ダイボンド材塗布工程からe)樹脂封止工程までを一括して処理する工程となっているが、図3ではワークに含まれる装置一個分について簡略化して工程毎に上面と側面から観た図で描いている。
(Manufacturing process)
FIG. 3 shows an example of the manufacturing process of the LED
(a)で示すダイボンド材塗布工程では、BTレジン等の有機基材やセラミックを基材とした基板に正負極に対応したパターン13b1、13a1が施された配線付基板12を単位基板として複数枚が多面付した集合基板がワークとして用意され、ダイボンド材をダイボンド層14を形成する位置に塗布する。同時に、例えばスタンピングによりダイボンド材をダム部16を形成する。なお、図で示す配線付基板12に施されたパターンは両面電極構造のLED素子11を搭載するもので、使用されるダイボンド材は導電タイプとなり、一般的にエポキシ系バインダーに銀粒子等の導電性フィラーが混錬したものが用いられる。
In the die-bonding material application process shown in (a), a plurality of substrates with
(b)で示すダイボンド工程では、未硬化状態のダイボンド層14にLED素子11を載置した後に。加温してダイアボンド層14を硬化させることでLED素子11とボンディングパターン13b2とがダイボンド層を介して接合される。この時、同時にダム部16の樹脂も硬化される。尚、加熱により、ダイボンド材中のバインダー樹脂が粘度低下をおこすが、銀粒子の混和率が比較的高いため塗布領域の拡がりは抑制される。
In the die bonding step shown in (b), after the
(c)で示すワイヤボンド工程では一般的に超音波熱圧着式のワイヤボンダにより金細線15によりLED素子11と2ndボンディングパッド13a2間が接続される。
In the wire bonding step shown in (c), the
(d)で示すコーティング工程ではコーティング用の樹脂をLED素子上面に滴下した後、樹脂が流動し、ダイポンディングパッド13b2の外縁のパターンエッジ部とダム部16において拡がりが抑制され、これを加温して硬化させることでコーティング層として封止樹脂部17が形成される。本例では、コーティング層が前述したように応力緩和層や蛍光体を含んだ波長変換層を形成するために施されるものでコーティング層の樹脂には例えばシリコーン樹脂が使用される。
In the coating step shown in (d), after the coating resin is dropped on the upper surface of the LED element, the resin flows, and the spreading at the pattern edge portion and the
(e)で示す樹脂封止工程ではトランスファーモールド工法によりエポキシ樹脂やシリコーン樹脂を封止樹脂として、封止樹脂部17と金細線15を覆いながら、集光機能を付与するためのレンズを備えた封止樹脂部18を形成する。
In the resin sealing step shown in (e), an epoxy resin or silicone resin is used as a sealing resin by a transfer mold method, and a lens for providing a light collecting function is provided while covering the sealing
上記a)からe)までの高低は前述したように配線付基板12を単位基板とした集合基板をワークとして工程が進められものであるので最後にダイサー等により個片化してLED発光装置10の完成となる。
As described above, the steps from a) to e) are performed by using the collective substrate with the wiring-equipped
(実施例2)
図4はLED発光装置10と同様の構成を持つが、両面電極構造のLED素子21が大型サイズとなっているLED20の例で、図4(a)はダイボンド材塗布工程からダイボンド、ワイヤボンド工程を経た段階での素子搭載面を示す図である。
(Example 2)
FIG. 4 shows an example of the
基板22は基板22の端部に設けられた外部接続用の正負の二つの電極23a1、23b1と電極23a1、23b1の各々から延在してダイボンディングパッド23b2、2ndボンディングパッド23a2が素子搭載面に敷設されているのは実施例1と同様であるが、本例では、ダイボンディングパッド23b2と電極23b1を繋ぐライン23b3がLED素子21から発生する熱の拡散を意図して幅広とされている。ダイボンド材の塗布は、素子サイズが大きくても□1mm程度のLED素子の場合、スタンピング工法で行なうのが一般的であり、本例では図4(a)で示すようにダイボンド材の塗布と同時にダム部26もスタンピング工法で敷設され、3個の点描痕で構成されている。
The
ダイボンド材塗布後にダイボンディングパッド23b2にダイボンド層24によりLED素子21が接合され、LED素子21と2ndボンディングパッド23a2間を金細線25によりワイヤボンド接続される。
After the die bonding material is applied, the
図4(b)は、コーティング工程後を示す図で、コーティング層としてポッティング工法にてLED素子21を覆う第1の封止樹脂部27が形成されている。LED発光装置20も複層モールドによる封止部構成を持つタイプであり、コーティング工程の後、LED発光装置10の工程と同様に樹脂封止工程にて、封止樹脂部17と金細線15を覆う封止樹脂部が形成される(図示なし)。
FIG. 4B is a diagram showing the coating process, and a first
本例ではダム部26が間隔を開けた点描痕の集合で構成されているが、樹脂の粘度により該間隔を調整することで、コーティング層として形状の歪みを抑制する手段として機能させることができる。前述のように点描痕の位置はスタンピングのティーチングデータを変更するだけなので微調整は容易である。
In this example, the
尚、LED発光装置20のダム部26はスタンピングによる点描痕の集合で構成するものとして描いているが、これに限定するものではない。LED素子のサイズが大きくなり、ダイボンド材塗布がマスク印刷やディスペンサ描画によって行われる場合には、当然ながらダム部26も線状に敷設するのが好ましい。
In addition, although the
(実施例3)
図5は本発明を用いた別の実施例として片面電極構造となっているLED素子31を搭載するLED発光装置30を示すもので、コーティング工程を終えた段階での素子搭載面を示している。
(Example 3)
FIG. 5 shows an LED
基板32は基板32の端部に設けられた外部接続用の正負の二つの電極33a1、33b1と電極33a1、33b1各々から延在して二つの2ndボンディングパッド33a2、33b2、二つの電極33a1、33b1から独立したパターンとしてダイボンディングパッド33c1が敷設されている。ダイボンディングパッド33c1上にダイボンド層34を介せてLED素子31が接合され、LED素子31と二つの2ndボンディングパッド33a2、33b2が二本の金細線35a、35bによって接続されている。
The
ダム部36はダイボンド材の塗布と同時に敷設されるが、本例ではLED素子31を取巻く様に、複数個の点描痕で構成されている。更に該点描痕の位置は、ダイポンディングパッド33c1上に位置するものやダイポンディングパッド33c1と2ndボンディングパッド33a2あるいは33b2の間の基板表面(基材表面)に位置するものがある。
The
前述の実施例1や実施例2では搭載されるLED素子が両面電極構造のためダイボンド材は銀粒子等の導電粒子を含む導電タイプであり、塗布位置のずれや銀マイグレーションによる短絡事故を回避するために、ダム部を形成するためのダイボンド材塗布領域はダイボンディングパッドのパターン上あるいはそれらに繋がるラインパターン上に制約する必要があった。 In the above-mentioned Example 1 and Example 2, since the LED element to be mounted is a double-sided electrode structure, the die bond material is a conductive type including conductive particles such as silver particles, and avoids a short circuit accident due to a shift in coating position or silver migration. For this reason, it is necessary to restrict the die bonding material application region for forming the dam part on the pattern of the die bonding pad or on the line pattern connected to them.
本例で用いるLED素子が片面電極構造でありダイボンド材は非導電タイプで良いために塗布領域は電気的な制約を受けない。従って、図5に示すようにダム部36は2ndボンディングパッド33a2および33b2に近接して配設することができる。但し、ダイボンド材の樹脂によるブリードアウト等で汚染の可能性があるため2ndボンディングパッド33a2および33b2上への塗布は避けるのが好ましい。
Since the LED element used in this example has a single-sided electrode structure and the die bond material may be a non-conductive type, the application region is not electrically restricted. Therefore, as shown in FIG. 5, the
尚、LED素子用の非導電タイプのダイボンド材は熱伝導性付与のためにアルミナ等のフィラーが混錬されており粘度が比較的高く、一般的にチキソ性も調整されており、本例のようにダム部36として用いる場合にも形状保持性は良好である。
In addition, the non-conductive type die-bonding material for the LED element is kneaded with a filler such as alumina for imparting thermal conductivity, has a relatively high viscosity, and is generally adjusted in thixotropy. Thus, shape retention is also good when used as the
本例においても、LED発光装置30のダム部36はスタンピングによる点描痕の集合で構成するものとして描いているが、これに限定するものではなく、ダイボンド材塗布がマスク印刷やディスペンサ描画によって行われる場合には、当然ながらダム部36も線状に敷設するのが好ましい。尚、ダム部36は塗布領域が広く、ダイボンド材の使用量は多くなるが、非導電タイプのダイボンド材は導電タイプに比較して概ね材料コストは低い。
Also in this example, the
ワイヤボンド工程後に、ポッティング工法によりコーティング層としてLED素子31を覆う第1の封止樹脂部37が形成されている。LED発光装置30も複層モールドによる封止部構成を持つタイプであり、コーティング工程の後、実施例1や実施例2と同様に樹脂封止工程にて、第1の封止樹脂部37と金細線25aおよび25bを覆う第2の封止樹脂部が形成される(図示せず)。
After the wire bonding step, a first
(実施例4)
本発明は複層モールドによる封止部構成を持つLED発光装置のみだけではなく、コーティング層を持たない単一モールドの封止部構成を持つLED発光装置においても封止樹脂部の形状制御に有効なダム部を安価に形成することが可能である。
Example 4
The present invention is effective not only for LED light-emitting devices having a sealing part configuration with a multilayer mold but also for LED light-emitting devices having a single-mold sealing part configuration without a coating layer for shape control of the sealing resin part. It is possible to form a simple dam portion at low cost.
図6は本発明を用いた別の実施例として片面電極構造となっているLED素子41を搭載し、コーティング層を持たない単一モールドの封止部構成を持つLED発光装置40の素子搭載面を示した図である。
FIG. 6 shows an element mounting surface of an LED light-emitting
基板42は基板42の端部に設けられた外部接続用の正負の二つの電極43a1、43b1と電極43a1、43b1の基板素子搭載面上のパターン内部にU字溝状の抜きパターン43a3、43b3で仕切られた陸繋島状の二つの2ndボンディングパッド43a2、43b2、二つの電極43a1および43b1から独立したパターンとしてダイポンディングパッド43c1が基板40の中央部に敷設されている。
The
本例で、ダム部46はダイポンディングパッド43c1上へのダイボンド層44形成箇所へのダイボンド材の塗布と同時に非導電タイプのダイボンド材をディスペンサによりリング状に描画ですることで、LED素子41および二つの2ndボンディングパッド43a2、43b2を取巻く様に敷設されている。ダム部46の一部は2ndボンディング個所の近くを配されているが、前述のU字溝状の抜きパターン43a3、43b3によって、ダイボンド材の樹脂のブリードアウト等による2ndボンディングパッド43a2、43b2の汚染は抑制される。
In this example, the
LED素子41はダイボンド層44を介してダイボンディングパッド43c1と接合されており、LED素子41と二つの2ndボンディングパッド43a2、43b2が二本の金細線45a、45bにて接続されている。
The
封止樹脂部47はポッティング工法によりLED素子41と金細線45aおよび45bを覆うようにグローブトップ封止することで作成され、実施例1乃至3におけるコーティング層とした第一の樹脂封止部に比較して、樹脂量は多く、また封止高さも高い。従って、実施例1乃至3に比較してダム部46にも高さが要求されることになる。本例ではダム部46形成位置へのダイボンド材の塗布をディスペンサ描画で行うことで塗布樹脂量を増やし、ダム部46の高さを稼ぐようにしている。
The sealing
(実施例5)
図7は実施例4を応用したグローブトップ封止COB構造のLED面状発光装置50を示す例で、図7(a)は素子搭載面示す図である。装置50は枠体58上面に拡散板が装着されているが、ここでは拡散板を透かした状態で描いている。図7(b)は装置50の内部素子結線図を示す。
(Example 5)
FIG. 7 is an example showing an LED planar
装置50は基板52と、耐熱性樹脂により作成され、基板52の外縁を囲う様に設けられた枠体58と、基板52に相互に所定間隔をおいて分散して載置され、基板52に設けられた配線パターンに金細線によりワイヤボンド接続された複数個の片面電極構造をもつLED素子51と、ダム56によって拡がりを抑制することによりグローブトップ形状で各LED素子51と金細線を覆うように封止している樹脂封止部57と、枠体58上面に装着された拡散板(図示せず)で構成されている。
The
基板52はLED素子51からの熱を効果的に放熱するため、アルミ板材に絶縁層を介して配線パターンを形成したもの(アルミ基板)である。該配線パターンは略短冊状の幅広なパターンがパターン53a1、53c1、53d1、53c2、53d2、53c3、53d3、53c4、53b1の並びで所定間隔を隔てて設けられている。パターン53a1と53b1はワイヤボンド接続されるパターンであり、また電力を供給する正負極の電極パターンであり、装置50の裏面に設けられた電源端子と繋がれている(図示せず)。パターン53c1、53c2、53c3、53c4はLED素子51がダイボンド接合されるパターンである。パターン53d1、53d2、53d3はワイヤボンド接続されるパターンであり、また直列配置される二つのLED素子51を二本の金細線で繋ぐための中継パターンである。
In order to effectively dissipate heat from the LED elements 51, the
本例では、図7(b)の内部素子結線図パターンに示すように装置50はLED素子51が4並列4直列に接続された回路となり、パターン53a1が正極端子に接続され、パターン53b1が装置50の負極端子に接続されている。尚、図7(b)では素子結線における各接続点に対する前記各パターンの配置関係をパターン符号と破線囲み枠で明示的に示している。
In this example, as shown in the internal element connection diagram pattern of FIG. 7B, the
各LED素子51と夫々のワイヤボンド接続されるパターンには実施例4の構成と同様の2ndボンディングパッドが設けられており(図示せず)、ダム部46形成位置への樹脂の塗布も実施例4と同様に非導電タイプのダイボンド材を用い、ダイボンド材塗布工程と同時にディスペンサ描画により行われる。
Each LED element 51 is connected to each LED bond with a 2nd bonding pad (not shown) similar to the configuration of the fourth embodiment (not shown), and the resin is applied to the position where the
LED面状発光装置50は基板51にダイボンド層とダム部56用にダイボンド材を塗布し、次にLED素子51をダイボンドおよび加熱硬化(同時にダム部56の樹脂も硬化)により接合し、次にLED素子51と所定の2ndボンドパターン間を金細線にてワイヤボンド接続し、その次に封止樹脂のポッティングにより各LED素子51と金細線を覆うようにグローブトップ状に封止し樹脂封止部57を形成した後、枠体58を基板52に取付け、更に枠体58に拡散板を装着することで作成される。
The LED planar
LED面状発光装置50において拡散板は点光源であるLED素子からの光を適度に拡散して拡散板上の位置による輝度変化を平滑化することで面状発光装置として発光面の輝度ムラを抑制するように働くものである。しかしながら、LED面状発光装置50のような構成の場合、枠体58による反射光や基板52のパターン面と基材面による光反射率の差異などにより、発光面に局所的な輝度変化の大きい個所が生じることがある。
In the LED planar
ダム部56の形状は略正円のリング状でなくとも樹脂封止部57な樹脂滴下時に決壊が生じない範囲で楕円形状等に変形させることや径や高さを変化させることが可能で、試作評価結果を反映させてダム部56の形状を調整し、個々のLED発光部における樹脂封止部57を通した配光特性を積極的に変化させることで上述の局所的な輝度変化を抑制させることが可能である。図7(a)におけるA、B、C,は形状修正後の夫々の位置におけるダム部56の形状の一例を示すものである。本発明によるダム部56の形成方法によれば、追加の工程やマスク等の修正も必要とせず、試作評価結果に基づいてダイボンド材を描画するためのディスペンサノズルの移動プログラムを修正し、ダム部56の形状を微調整するのみで容易に対応することができ、安価で発光分布の優れたLED面状発光装置とすることができる。 Even if the shape of the dam portion 56 is not a substantially circular ring shape, it can be deformed into an elliptical shape or the like in a range in which the resin sealing portion 57 does not break when the resin is dropped, and the diameter and height can be changed. Reflecting the prototype evaluation results, adjusting the shape of the dam portion 56, and actively changing the light distribution characteristics through the resin sealing portion 57 in each LED light emitting portion to suppress the above-mentioned local luminance change It is possible to make it. A, B, C in FIG. 7A shows an example of the shape of the dam portion 56 at each position after the shape correction. According to the method for forming the dam portion 56 according to the present invention, no additional process or mask correction is required, and the dispenser nozzle moving program for drawing the die bond material is corrected based on the prototype evaluation result. The LED planar light emitting device can be easily coped with only by finely adjusting the shape of the light emitting device 56 and is inexpensive and has an excellent light emission distribution.
上述までは実施例は基台として配線付基板を用い、LED素子が搭載されたLED発光装置に関するものとして説明してきたが、本発明はこれに限らず、基台はリードフレームに耐熱樹脂をインサート成形して外囲器を形成したPLCCタイプパッケージを用いても良く、更に、その他の光半導体素子としてレーザーダイオード素子、更にホトダイオード素子などの受光素子を用いた半導体装置でも良い。例えば、ホトダイオード素子などの受光素子を用いた受光装置でも、染料式色フィルタを混錬した樹脂を用いて受光素子を覆うコーティング層を形成しているものもあり、本発明を適用することにより、受光角度特性の安定性向上を図ることできる。 Up to the above, the embodiments have been described as relating to the LED light emitting device on which the LED element is mounted using the substrate with wiring as the base, but the present invention is not limited to this, and the base inserts a heat resistant resin into the lead frame A PLCC type package formed by forming an envelope may be used, and a semiconductor device using a light receiving element such as a laser diode element or a photodiode element may be used as another optical semiconductor element. For example, even in a light receiving device using a light receiving element such as a photodiode element, a coating layer that covers the light receiving element using a resin kneaded with a dye-type color filter is formed, and by applying the present invention, The stability of the light receiving angle characteristic can be improved.
10、20、30、40 LED発光装置
11、21、31、41、51 LED素子
12、22、32.42、52 基板
13a1、23a1、33a1、43a1、53a1、13b1、23b1、33b1、43b1、53b1 電極パターン
13a2、23a2、33a2、43a2 2ndボンディングパッド
13b2、23b2、33b2、43b2 ダイボンディングパッド
13a3、23a3、33a3 ダイボンディングパッドと片側の電極パターン繋ぐライン
14、24、34、44 ダイボンド層
15、25、35、45 金細線
16、26、36、46、56 ダム部
17、27,37 複層モールドによる封止部構成を持つLED発光装置における第1の封止樹脂部
18 複層モールドによる封止部構成を持つLED発光装置における第2の封止樹脂部
43a3、43b3 U字溝状の抜きパターン
47、57 封止樹脂部
53c1、53c2、53c3、53c4 ダイボンドされるパターン
53d1、53d2、53d3 ニ本の金細線を繋ぐための中継パターン
10, 20, 30, 40 LED light-emitting
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- 2013-09-30 JP JP2013203451A patent/JP2015070126A/en active Pending
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