JP2017034133A - Semiconductor light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、半導体発光装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a semiconductor light emitting device.
半導体発光装置は、半導体発光素子上に透明樹脂層及び蛍光体層がこの順番に配置された構造を有する。半導体発光素子から出射した光は、透明樹脂層及び蛍光体層を介して外部へ出射される。蛍光体層においては、半導体発光素子から出射した光から、より波長が長い光への光変換が起きる。この光変換により損失が生じ、損失分が熱に変換される。半導体発光装置においては、蛍光体層において変換された熱を効率よく放熱させることが望ましい。 The semiconductor light emitting device has a structure in which a transparent resin layer and a phosphor layer are arranged in this order on a semiconductor light emitting element. The light emitted from the semiconductor light emitting element is emitted to the outside through the transparent resin layer and the phosphor layer. In the phosphor layer, light conversion from light emitted from the semiconductor light emitting element to light having a longer wavelength occurs. This optical conversion causes a loss, and the loss is converted into heat. In the semiconductor light emitting device, it is desirable to efficiently dissipate the heat converted in the phosphor layer.
放熱性を向上させた半導体発光装置を提供する。 A semiconductor light emitting device with improved heat dissipation is provided.
実施形態によれば、フレームと、半導体発光チップと、透明樹脂層と、蛍光体層と、第１ワイヤと、を含む半導体発光装置が提供される。前記フレームは、相互に離隔した第１電極及び第２電極を有する。前記半導体発光チップは、前記第１電極上に設けられる。前記半導体発光チップ上面に第３電極が設けられる。前記透明樹脂層は、前記半導体発光チップ上に設けられる。前記蛍光体層は、前記透明樹脂層上に設けられ、樹脂と蛍光体とを含む。前記第１ワイヤは、一端が前記第３電極に接続され、他端が前記第２電極に接続される。前記第１ワイヤの一部分は、前記蛍光体層内に配置される。 According to the embodiment, a semiconductor light emitting device including a frame, a semiconductor light emitting chip, a transparent resin layer, a phosphor layer, and a first wire is provided. The frame has a first electrode and a second electrode spaced apart from each other. The semiconductor light emitting chip is provided on the first electrode. A third electrode is provided on the upper surface of the semiconductor light emitting chip. The transparent resin layer is provided on the semiconductor light emitting chip. The phosphor layer is provided on the transparent resin layer and includes a resin and a phosphor. The first wire has one end connected to the third electrode and the other end connected to the second electrode. A portion of the first wire is disposed in the phosphor layer.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
本実施形態に係る半導体発光装置の構成について説明する。
図１は、本実施形態に係る半導体発光装置を例示する斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
The configuration of the semiconductor light emitting device according to this embodiment will be described.
FIG. 1 is a perspective view illustrating a semiconductor light emitting device according to this embodiment.
図１に示すように、本実施形態に係る半導体発光装置１においては、平板状のフレーム１０が設けられている。フレーム１０においては、相互に離隔した２枚の電極１１ａ及び電極１１ｂが設けられており、電極１１ａと電極１１ｂとの間に、例えば樹脂材料からなる絶縁部材１２が設けられている。電極１１ａの上面、絶縁部材１２の上面及び電極１１ｂの上面は、同一平面を形成している。また、上方、すなわち、板面に対して垂直な方向から見て、電極１１ａは電極１１ｂよりも広い。そして、電極１１ａにおける絶縁部材１２側の端部上には、ＬＥＤチップ１３及びツェナーダイオードチップ１８が搭載されている。 As shown in FIG. 1, the semiconductor light emitting device 1 according to the present embodiment is provided with a flat frame 10. The frame 10 is provided with two electrodes 11a and 11b that are spaced apart from each other, and an insulating member 12 made of, for example, a resin material is provided between the electrodes 11a and 11b. The upper surface of the electrode 11a, the upper surface of the insulating member 12, and the upper surface of the electrode 11b form the same plane. Further, the electrode 11a is wider than the electrode 11b when viewed from above, that is, from a direction perpendicular to the plate surface. An LED chip 13 and a Zener diode chip 18 are mounted on the end of the electrode 11a on the insulating member 12 side.
フレーム１０上には、例えば、白色樹脂からなる外囲器３１が設けられている。フレーム１０及び外囲器３１を含む構造体をケースボディ５０という。外囲器３１は、直方体の中央部分が上面から底面に向かって徐々に開口面積が小さくなる様にくり抜かれた形状である。外囲器３１の内側は、すり鉢状になっている。フレーム１０の上面において、周囲が外囲器３１により取り囲まれた領域を領域Ｂという。ＬＥＤチップ１３及びツェナーダイオードチップ１８は領域Ｂに配置されている。 An envelope 31 made of, for example, white resin is provided on the frame 10. A structure including the frame 10 and the envelope 31 is referred to as a case body 50. The envelope 31 has a shape in which the central portion of the rectangular parallelepiped is hollowed out so that the opening area gradually decreases from the top surface toward the bottom surface. The inside of the envelope 31 has a mortar shape. A region surrounded by the envelope 31 on the upper surface of the frame 10 is referred to as a region B. The LED chip 13 and the Zener diode chip 18 are arranged in the region B.
図２（а）は、第１の実施形態に係る半導体発光装置を例示する平面図である。
図２（а）に示すように、ＬＥＤチップ１３のカソード電極Ｋ１と電極１１ｂはワイヤ２１により接続されている。ＬＥＤチップ１３のアノード電極А１と電極１１аはワイヤ２２により接続されている。ＬＥＤチップ１３のカソード電極Ｋ２と電極１１ｂはワイヤ２３により接続されている。ＬＥＤチップ１３のアノード電極А２と電極１１аはワイヤ２４により接続されている。
FIG. 2A is a plan view illustrating the semiconductor light emitting device according to the first embodiment.
As shown in FIG. 2A, the cathode electrode K 1 and the electrode 11 b of the LED chip 13 are connected by a wire 21. The anode electrode А1 and the electrode 11a of the LED chip 13 are connected by a wire 22. The cathode electrode K2 and the electrode 11b of the LED chip 13 are connected by a wire 23. The anode electrode А2 and the electrode 11a of the LED chip 13 are connected by a wire 24.
ツェナーダイオードチップ１８のアノード電極А３と電極１１ｂはワイヤ２５により接続されている。ワイヤ２１乃至２５は、例えば、金（Аｕ）により形成されている。 The anode electrode А3 and the electrode 11b of the Zener diode chip 18 are connected by a wire 25. The wires 21 to 25 are made of, for example, gold (Аu).
図２（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光装置を例示する透視図である。
図２（а）及び図２（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ１３は、マウント材１６を介して電極１１а上に接着されている。同様に、ツェナーダイオードチップ１８は、導電性のマウント材１９を介して電極１１а上に接着されている。ツェナーダイオードチップ１８の下面にはカソード電極Ｋ３が設けられており、マウント材１９を介して、電極１１аに接続されている。
FIG. 2B is a perspective view illustrating the semiconductor light emitting device according to the first embodiment.
As shown in FIG. 2A and FIG. 2B, the LED chip 13 is bonded onto the electrode 11a through a mount material 16. Similarly, the Zener diode chip 18 is bonded onto the electrode 11a via a conductive mount material 19. A cathode electrode K3 is provided on the lower surface of the Zener diode chip 18, and is connected to the electrode 11a through a mount member 19.
ツェナーダイオードチップ１８はＬＥＤチップ１３と逆並列に接続されている。逆並列に接続されていることにより、半導体発光装置１にサージ電流や静電気が流れ込んだとき、半導体発光装置１が破壊されることを防ぐ。 The Zener diode chip 18 is connected in antiparallel with the LED chip 13. By being connected in antiparallel, the semiconductor light emitting device 1 is prevented from being destroyed when a surge current or static electricity flows into the semiconductor light emitting device 1.
ケースボディ５０は、外囲器３１が領域Ｂの周囲に設けられており、凹部５１を形成している。この凹部５１内には、樹脂部材４０が設けられている。樹脂部材４０は、高反射層４１、透明樹脂層４２及び蛍光体層４３を含む。 In the case body 50, the envelope 31 is provided around the region B, and a recess 51 is formed. A resin member 40 is provided in the recess 51. The resin member 40 includes a highly reflective layer 41, a transparent resin layer 42, and a phosphor layer 43.
高反射層４１は、凹部５１の内面に沿って、フレーム１０の上面上、外囲器３１の側面上及びＬＥＤチップ１３の側面上に設けられている。高反射層４１はＬＥＤチップ１３の上面には設けられていない。高反射層４１は、外囲器３１に接触している部分の高さが大きく、ＬＥＤチップ１３に接触している部分の高さがそれよりも小さい凹部形状をしている。高反射層４１は、例えば、樹脂に光反射材となる酸化チタン（ＴｉＯ２）の微粒子が混入され形成されている。高反射層４１は、ＬＥＤチップ１３から出射され、蛍光体層４３と外部との界面などで反射された光を、再び反射させて外部へ出射させている。 The highly reflective layer 41 is provided on the upper surface of the frame 10, the side surface of the envelope 31, and the side surface of the LED chip 13 along the inner surface of the recess 51. The highly reflective layer 41 is not provided on the upper surface of the LED chip 13. The high reflection layer 41 has a concave shape in which the height of the portion in contact with the envelope 31 is large and the height of the portion in contact with the LED chip 13 is smaller than that. The high reflection layer 41 is formed, for example, by mixing fine particles of titanium oxide (TiO 2 ) serving as a light reflection material in a resin. The high reflection layer 41 reflects the light emitted from the LED chip 13 and reflected at the interface between the phosphor layer 43 and the outside, and emits the light to the outside.
透明樹脂層４２は高反射層４１及びＬＥＤチップ１３の表面上に、外囲器３１の凹部の全てが埋め込まれないように設けられている。透明樹脂層４２は、例えば、フェニル系シリコーン樹脂により形成されている。 The transparent resin layer 42 is provided on the surfaces of the highly reflective layer 41 and the LED chip 13 so that not all of the recesses of the envelope 31 are embedded. The transparent resin layer 42 is made of, for example, a phenyl silicone resin.
蛍光体層４３は、透明樹脂層４２上に積層されており、樹脂４５に蛍光体４４が混入され形成されている。樹脂４５は、例えば、フェニル系シリコーン樹脂である。蛍光体層４３は、透明樹脂層４２の凹部を埋め込むように設けられる。蛍光体層４３は、樹脂４５と、蛍光体４４を含む。 The phosphor layer 43 is laminated on the transparent resin layer 42, and is formed by mixing the phosphor 44 in the resin 45. The resin 45 is, for example, a phenyl silicone resin. The phosphor layer 43 is provided so as to fill the concave portion of the transparent resin layer 42. The phosphor layer 43 includes a resin 45 and a phosphor 44.
ワイヤ２１乃至２４は、ＬＥＤチップ１３の各電極から略直上に引き出され、高反射層４１及び透明樹脂層４２を貫通して蛍光体層４３内に到達し、蛍光体層４３内において折り返された後、斜め下方に向かって延び、再び透明樹脂層４２内及び高反射層４１内を通過して、電極１１ａ又は１１ｂの上面に到達している。また、ワイヤ２１乃至２４のそれぞれの頂点２１ｔ〜２４ｔは、ＬＥＤチップ１３の直上域内に存在している。同様に、ワイヤ２５はツェナーダイオードチップ１８のアノード電極Ａ３から略直上に引き出され、高反射層４１及び透明樹脂層４２を貫通して蛍光体層４３内に到達し、蛍光体層４３内において斜め下方に向けて屈曲し、再び透明樹脂層４２内及び高反射層４１内を通過して、電極１１ｂの上面に到達している。ワイヤ２５の頂点２５ｔは、ツェナーダイオードチップ１８の直上域に配置されている。 The wires 21 to 24 are drawn almost directly from the respective electrodes of the LED chip 13, pass through the highly reflective layer 41 and the transparent resin layer 42, reach the phosphor layer 43, and are folded back in the phosphor layer 43. After that, it extends obliquely downward, passes through the transparent resin layer 42 and the highly reflective layer 41 again, and reaches the upper surface of the electrode 11a or 11b. Further, the vertices 21t to 24t of the wires 21 to 24 exist in the region immediately above the LED chip 13, respectively. Similarly, the wire 25 is drawn almost directly from the anode electrode A 3 of the Zener diode chip 18, passes through the highly reflective layer 41 and the transparent resin layer 42, reaches the phosphor layer 43, and is oblique in the phosphor layer 43. It bends downward, passes through the transparent resin layer 42 and the highly reflective layer 41 again, and reaches the upper surface of the electrode 11b. An apex 25t of the wire 25 is disposed in a region immediately above the Zener diode chip 18.
本実施形態に係る半導体発光装置の製造方法について説明する。
図３乃至図５は、本実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する透視図である。
A method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to this embodiment will be described.
3 to 5 are perspective views illustrating the method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to this embodiment.
図３（а）に示すように、フレーム１０上に外囲器３１が設けられたケースボディ５０を用意する。次に、領域Ｂ内であって、電極１１ａにおける電極１１ｂに対向した端部上の一部分にマウント材１６を塗布する。マウント材１６は接着剤である。
図３（ｂ）に示すように、マウント材１６上にＬＥＤチップ１３を実装する。マウント材１６により、ＬＥＤチップ１３を電極１１аに接着させ固定させる。
As shown in FIG. 3A, a case body 50 provided with an envelope 31 on the frame 10 is prepared. Next, the mount material 16 is applied to a part of the end portion of the electrode 11a facing the electrode 11b in the region B. The mount material 16 is an adhesive.
As shown in FIG. 3B, the LED chip 13 is mounted on the mount material 16. The LED chip 13 is adhered and fixed to the electrode 11a by the mounting material 16.
図３（ｃ）に示すように、領域Ｂ内であって、電極１１ａにおける電極１１ｂに対向した端部上のＬＥＤチップ１３と離隔した一部分に、マウント材１９を塗布する。マウント材１９は導電性のある接着剤である。マウント材１９上にツェナーダイオードチップ１８を実装する。マウント材１９により、ツェナーダイオードチップ１８を電極１１аに接着させ固定させる。
ツェナーダイオードチップ１８のカソード電極Ｋ３は、ツェナーダイオードチップ１８の下面にあり、マウント材１９を介して電極１１аに接続される。
As shown in FIG. 3C, the mount material 19 is applied to a part of the electrode 11a that is separated from the LED chip 13 on the end of the electrode 11a facing the electrode 11b. The mount material 19 is a conductive adhesive. A Zener diode chip 18 is mounted on the mount material 19. The Zener diode chip 18 is adhered and fixed to the electrode 11a by the mounting material 19.
The cathode electrode K3 of the Zener diode chip 18 is on the lower surface of the Zener diode chip 18, and is connected to the electrode 11a through the mount material 19.
図４（а）に示すように、ワイヤボンディングにより、カソード電極Ｋ１と電極１１ｂをワイヤ２１で接続する。アノード電極А１と電極１１аをワイヤ２２で接続する。カソード電極Ｋ２と電極１１ｂをワイヤ２３で接続する。アノード電極А２と電極１１аをワイヤ２４で接続する。このとき、ワイヤ２１乃至２４のそれぞれの頂点２１ｔ〜２４ｔがＬＥＤチップ１３の直上域内に存在するようにワイヤボンディングを行う。 As shown in FIG. 4A, the cathode electrode K1 and the electrode 11b are connected by a wire 21 by wire bonding. The anode electrode А1 and the electrode 11a are connected by a wire 22. The cathode electrode K2 and the electrode 11b are connected by a wire 23. The anode electrode А2 and the electrode 11a are connected by a wire 24. At this time, wire bonding is performed so that the vertices 21t to 24t of the wires 21 to 24 exist in the region immediately above the LED chip 13, respectively.
図４（ｂ）に示すように、ワイヤボンディングにより、アノード電極А３と電極１１ｂをワイヤ２５で接続する。このとき、ワイヤ２５の頂点２５ｔがツェナーダイオードチップ１８の直上域内に存在するようにワイヤボンディングを行う。 As shown in FIG. 4B, the anode electrode А3 and the electrode 11b are connected by a wire 25 by wire bonding. At this time, wire bonding is performed so that the apex 25t of the wire 25 exists in the region directly above the Zener diode chip 18.
図５（а）に示すように、例えば、樹脂に酸化チタンが混入された高反射樹脂材料を凹部５１の内面上、すなわち、フレーム１０の上面上、外囲器３１の側面上及びＬＥＤチップ１３の側面上に充填させて高反射層４１を形成する。高反射樹脂材料は、ＬＥＤチップ１３の上面上には充填させずにＬＥＤチップ１３の上面を露出させる。このとき、高反射樹脂材料の表面張力により、高反射層４１の外囲器３１と接触する部分の高さが大きくなる。これにより、高反射層４１の形状は、周囲の高さが大きく、中央部分に向かって徐々に高さが小さくなる凹型の形状になる。 As shown in FIG. 5A, for example, a highly reflective resin material in which titanium oxide is mixed into the resin is formed on the inner surface of the recess 51, that is, on the upper surface of the frame 10, on the side surface of the envelope 31, and on the LED chip 13. The highly reflective layer 41 is formed by filling the side surfaces of the high reflective layer 41. The highly reflective resin material exposes the upper surface of the LED chip 13 without filling the upper surface of the LED chip 13. At this time, due to the surface tension of the highly reflective resin material, the height of the portion of the highly reflective layer 41 that contacts the envelope 31 increases. Thereby, the shape of the highly reflective layer 41 is a concave shape having a large peripheral height and gradually decreasing in height toward the central portion.
図５（ｂ）に示すように、例えば、フェニル系シリコーン樹脂を高反射層４１上及びＬＥＤチップ１３の表面上に充填させて透明樹脂層４２を形成する。このとき、ワイヤ２１乃至２４のそれぞれの頂点が露出するように、高反射層４１の凹部の全てを埋め込まない。
図５（ｃ）に示すように、例えば、フェニル系シリコーン樹脂に蛍光体４４が混入された蛍光体樹脂材料を透明樹脂層４２上に充填させて蛍光体層４３を形成する。このとき、蛍光体層４３はワイヤ２１〜２５の各頂点２１ｔ〜２５ｔを覆うようにする。
As shown in FIG. 5B, for example, a phenyl silicone resin is filled on the highly reflective layer 41 and the surface of the LED chip 13 to form the transparent resin layer 42. At this time, not all of the concave portions of the highly reflective layer 41 are embedded so that the vertices of the wires 21 to 24 are exposed.
As shown in FIG. 5C, for example, the phosphor layer 43 is formed by filling the transparent resin layer 42 with a phosphor resin material in which a phosphor 44 is mixed in a phenyl silicone resin. At this time, the phosphor layer 43 covers the vertices 21t to 25t of the wires 21 to 25.
本実施形態に係る半導体発光装置の効果について説明する。
ＬＥＤチップ１３から出射された光は、透明樹脂層４２及び蛍光体層４３を介して外部へ出射される。このとき、蛍光体層４３においては、ＬＥＤチップ１３から出射された青色の光から、より波長が長い黄色の光へ変換する光変換が行われる。この光変換において損失が生じ損失分が熱に変換され発熱する。
The effect of the semiconductor light emitting device according to this embodiment will be described.
The light emitted from the LED chip 13 is emitted to the outside through the transparent resin layer 42 and the phosphor layer 43. At this time, the phosphor layer 43 performs light conversion for converting blue light emitted from the LED chip 13 into yellow light having a longer wavelength. A loss occurs in this optical conversion, and the loss is converted into heat to generate heat.
蛍光体層４３の熱伝導率は、例えば、０．２００Ｗ／ｍＫ（ワット毎メートル毎ケルビン）である。透明樹脂層４２の熱伝導率は、例えば、０．１６６Ｗ／ｍＫである。高反射層４１の熱伝導率は、０．２７７Ｗ／ｍＫである。電極１１а及び電極１１ｂの熱伝導率は、例えば、１６８Ｗ／ｍＫである。ワイヤ２１乃至２５が金（Аｕ）により形成されている場合、ワイヤ２１乃至２５の熱伝導率は、例えば、４００Ｗ／ｍＫである。ＬＥＤチップ１３の熱伝導率は、例えば、１５０Ｗ／ｍＫである。 The thermal conductivity of the phosphor layer 43 is, for example, 0.200 W / mK (watts per meter Kelvin). The thermal conductivity of the transparent resin layer 42 is, for example, 0.166 W / mK. The thermal conductivity of the highly reflective layer 41 is 0.277 W / mK. The thermal conductivity of the electrode 11a and the electrode 11b is, for example, 168 W / mK. When the wires 21 to 25 are made of gold (Аu), the thermal conductivity of the wires 21 to 25 is, for example, 400 W / mK. The thermal conductivity of the LED chip 13 is, for example, 150 W / mK.
蛍光体層４３とＬＥＤチップ１３との間に設けられた透明樹脂層４２の熱伝導率は、蛍光体層４３の熱伝導率よりも低い。従って、蛍光体層４３内で発生した熱は、透明樹脂層４２内を伝わりにくく、熱伝導率が高いＬＥＤチップ１３に逃げにくい。蛍光体層４３内で発生した熱をＬＥＤチップ１３に放熱できないので、蛍光体層４３の温度は高くなる。 The thermal conductivity of the transparent resin layer 42 provided between the phosphor layer 43 and the LED chip 13 is lower than the thermal conductivity of the phosphor layer 43. Therefore, the heat generated in the phosphor layer 43 is not easily transmitted through the transparent resin layer 42, and is difficult to escape to the LED chip 13 having a high thermal conductivity. Since the heat generated in the phosphor layer 43 cannot be dissipated to the LED chip 13, the temperature of the phosphor layer 43 increases.
そこで、本実施形態に係る半導体発光装置１においては、ワイヤ２１及び２３を、蛍光体層４３内おいて、それぞれの頂点２１ｔ及び２３ｔがＬＥＤチップ１３の直上域内に存在するように折り返し、それぞれの先端を電極１１ｂに接続させている。また、ワイヤ２２及び２４を、蛍光体層４３内において、それぞれの頂点２２ｔ及び２４ｔがＬＥＤチップ１３の直上域内に存在するように折り返し、それぞれの先端を電極１１аに接続させている。 Therefore, in the semiconductor light emitting device 1 according to the present embodiment, the wires 21 and 23 are folded back in the phosphor layer 43 so that the respective vertices 21t and 23t are in the region immediately above the LED chip 13, The tip is connected to the electrode 11b. Further, the wires 22 and 24 are folded back in the phosphor layer 43 so that the respective vertices 22t and 24t exist in the region immediately above the LED chip 13, and the respective tips are connected to the electrode 11a.
これにより、蛍光体層４３内で発生した熱を、ワイヤ２１乃至２４を介して、電極１１а、電極１１ｂ及びＬＥＤチップ１３へ放熱させることができる。その結果、放熱性を向上させた半導体発光装置を提供することができる。
また、ワイヤ２５を、蛍光体層４３内おいて、ワイヤ２５の頂点２５ｔがツェナーダイオードチップ１８の直上域内に存在するように折り返し、先端を電極１１ｂに接続させている。これにより、蛍光体層４３内で発生した熱を、ワイヤ２５を介して、電極１１ｂ及びツェナーダイオードチップ１８へ放熱させることができる。
Thereby, the heat generated in the phosphor layer 43 can be radiated to the electrode 11a, the electrode 11b, and the LED chip 13 via the wires 21 to 24. As a result, a semiconductor light emitting device with improved heat dissipation can be provided.
Further, the wire 25 is folded back in the phosphor layer 43 so that the apex 25t of the wire 25 exists in the region directly above the Zener diode chip 18, and the tip is connected to the electrode 11b. Thereby, the heat generated in the phosphor layer 43 can be radiated to the electrode 11b and the Zener diode chip 18 via the wire 25.
なお、ワイヤ２１乃至２４は、銀（Аｇ）により形成されてもよい。銀は、光反射率が金よりも高く、光が吸収されにくい。ワイヤ２１乃至２４を銀により形成した場合、ＬＥＤチップ１３から出射された光は、金の場合に比べて吸収されにくいので、より多くの光が外部に出射される。 The wires 21 to 24 may be made of silver (Аg). Silver has a higher light reflectance than gold and is less likely to absorb light. When the wires 21 to 24 are made of silver, the light emitted from the LED chip 13 is less likely to be absorbed than gold, so that more light is emitted to the outside.
（第１の実施形態の比較例）
本比較例について説明する。
図６は、本比較例に係る半導体発光装置２を例示する透視図である。
図６に示すように、本比較例に係る半導体発光装置２は、前述の第１の実施形態に係る半導体発光装置１（図２（ｂ）参照）と比較して、ワイヤ２１乃至２４が、蛍光体層４３内で折り返されておらず、透明樹脂層４２内で折り返されている点が異なっている。
(Comparative example of the first embodiment)
This comparative example will be described.
FIG. 6 is a perspective view illustrating the semiconductor light emitting device 2 according to this comparative example.
As shown in FIG. 6, the semiconductor light emitting device 2 according to this comparative example includes wires 21 to 24 compared to the semiconductor light emitting device 1 according to the first embodiment described above (see FIG. 2B). It is different in that it is not folded in the phosphor layer 43 but is folded in the transparent resin layer 42.
図７は、本比較例に係る半導体発光装置２の動作時における樹脂部材の温度を例示する図である。温度は濃淡により表現され、薄い部分は温度が高く濃い部分は温度が低い。 FIG. 7 is a diagram illustrating the temperature of the resin member during the operation of the semiconductor light emitting device 2 according to this comparative example. The temperature is expressed by shading, and the thin part has a high temperature and the dark part has a low temperature.
図７に示すように、樹脂部材４０の温度は、ＬＥＤチップ１３の直上域であって蛍光体層４３が設けられている部分が他の部分よりも高くなっており、そこから離れるに従って徐々に低くなっている。 As shown in FIG. 7, the temperature of the resin member 40 is a region immediately above the LED chip 13 and the portion where the phosphor layer 43 is provided is higher than the other portions, and gradually increases as the distance from the portion increases. It is low.
本比較例に係る半導体発光装置２においては、ワイヤ２１乃至２４が、蛍光体層４３内で折り返されていない。これにより、蛍光体層４３において、光変換により発生した熱をワイヤ２１乃至２４を介して、電極１１а、電極１１ｂ及びＬＥＤチップ１３へ放熱させることが難しい。
その結果、蛍光体層４３における熱が他の部分よりも高くなっている。従って、放熱性を向上させた半導体発光装置を提供することは難しい。
In the semiconductor light emitting device 2 according to this comparative example, the wires 21 to 24 are not folded back in the phosphor layer 43. Thereby, in the phosphor layer 43, it is difficult to dissipate heat generated by light conversion to the electrode 11a, the electrode 11b, and the LED chip 13 via the wires 21 to 24.
As a result, the heat in the phosphor layer 43 is higher than in other portions. Therefore, it is difficult to provide a semiconductor light emitting device with improved heat dissipation.
（第２の実施形態）
本実施形態に係る半導体発光装置の構成について説明する。
図８は、本実施形態に係る半導体発光装置３を例示する透視図である。
図８に示すように、本実施形態に係る半導体発光装置３は、前述の第１の実施形態に係る半導体発光装置１（図２（ｂ）参照）と比較して、透明樹脂に熱伝導率の高い無機物の粒子６１が混入され透明樹脂層４６が形成されている点が異なっている。無機物の粒子６１は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）により形成されている。
(Second Embodiment)
The configuration of the semiconductor light emitting device according to this embodiment will be described.
FIG. 8 is a perspective view illustrating the semiconductor light emitting device 3 according to this embodiment.
As shown in FIG. 8, the semiconductor light emitting device 3 according to the present embodiment has a thermal conductivity higher than that of the semiconductor light emitting device 1 according to the first embodiment (see FIG. 2B). The difference is that a transparent resin layer 46 is formed by mixing high-inorganic particles 61. The inorganic particles 61 are made of, for example, silicon oxide (SiO 2 ).
本実施形態に係る半導体発光装置の製造方法について説明する。
図９は、本実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する透視図である。
高反射層４１までの製造方法（図５（а）参照）は、前述の第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法と同様である。
A method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to this embodiment will be described.
FIG. 9 is a perspective view illustrating the method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to this embodiment.
The manufacturing method up to the highly reflective layer 41 (see FIG. 5A) is the same as the manufacturing method of the semiconductor light emitting device according to the first embodiment.
図９に示すように、例えば、酸化シリコンの粒子６１を混入させたフェニル系シリコーン樹脂を高反射層４１及びＬＥＤチップ１３の表面上に充填させて透明樹脂層４６を形成する。蛍光体層４３の形成は、前述の第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法（図５（ｃ）参照）と同様である。 As shown in FIG. 9, for example, the transparent resin layer 46 is formed by filling the surface of the highly reflective layer 41 and the LED chip 13 with a phenyl-based silicone resin mixed with silicon oxide particles 61. The formation of the phosphor layer 43 is the same as the method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to the first embodiment described above (see FIG. 5C).
本実施形態に係る半導体発光装置の効果について説明する。
本実施形態に係る半導体発光装置３の透明樹脂層４６内には、透明な酸化シリコンの粒子６１が混入されている。酸化シリコンの熱伝導率は、例えば、１〜２Ｗ／ｍＫであり、フェニル系シリコーン樹脂よりも高い。このため、透明樹脂層４６の熱伝導率を、前述の第１の実施形態の透明樹脂層４２に比べて高くすることができる。これにより、前述の第１の実施形態に比べてより多くの熱を、透明樹脂層４６を介して、ＬＥＤチップ１３に放熱させることができる。その結果、放熱性を向上させた半導体発光装置を提供することができる。
The effect of the semiconductor light emitting device according to this embodiment will be described.
Transparent silicon oxide particles 61 are mixed in the transparent resin layer 46 of the semiconductor light emitting device 3 according to the present embodiment. The thermal conductivity of silicon oxide is, for example, 1 to 2 W / mK, which is higher than that of phenyl silicone resin. For this reason, the thermal conductivity of the transparent resin layer 46 can be made higher than that of the transparent resin layer 42 of the first embodiment described above. Thereby, more heat can be radiated to the LED chip 13 via the transparent resin layer 46 as compared with the first embodiment described above. As a result, a semiconductor light emitting device with improved heat dissipation can be provided.
なお、粒子６１は、酸化シリコンの替わりに、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）により形成されていてもよい。
本実施形態における上記以外の構成、製造方法、動作及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
The particles 61 may be formed of silicon carbide (SiC) instead of silicon oxide.
Other configurations, manufacturing methods, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the first embodiment described above.
（第３の実施形態）
本実施形態に係る半導体発光装置の構成について説明する。
図１０は、本実施形態に係る半導体発光装置４を例示する透視図である。
図１０に示すように、本実施形態に係る半導体発光装置４は、前述の第１の実施形態に係る半導体発光装置１（図２（ｂ）参照）と比較して、高反射材料内に熱伝導率の高い金属元素の粒子６２が混入され高反射層４７が形成されている点が異なっている。金属元素は、例えば、アルミニウム（Аｌ）である。
(Third embodiment)
The configuration of the semiconductor light emitting device according to this embodiment will be described.
FIG. 10 is a perspective view illustrating the semiconductor light emitting device 4 according to this embodiment.
As shown in FIG. 10, the semiconductor light emitting device 4 according to this embodiment has a heat reflecting material in the highly reflective material as compared with the semiconductor light emitting device 1 according to the first embodiment described above (see FIG. 2B). The difference is that the highly reflective layer 47 is formed by mixing particles 62 of a metal element having high conductivity. The metal element is, for example, aluminum (Аl).
本実施形態に係る半導体発光装置の製造方法について説明する。
図１１は、本実施形態に係る半導体発光装置４の製造方法を例示する透視図である。
ワイヤボンディングにより、アノード電極А３と電極１１ｂをワイヤ２５で接続するまでの製造方法（図４（ｂ）参照）は、前述の第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法と同様である。
A method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to this embodiment will be described.
FIG. 11 is a perspective view illustrating the method for manufacturing the semiconductor light emitting device 4 according to this embodiment.
The manufacturing method (see FIG. 4B) until the anode electrode А3 and the electrode 11b are connected by the wire 25 by wire bonding is the same as the manufacturing method of the semiconductor light emitting device according to the first embodiment described above.
図１１に示すように、酸化チタンを含む樹脂に、例えば、アルミニウム（Аｌ）の粒子６２を混入させた高反射樹脂材料を、フレーム１０の上面、外囲器３１の側面及びＬＥＤチップ１３の側面に充填させて高反射層４７を形成する。
透明樹脂層４２の形成は、前述の第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法（図５（ｂ）参照）と同様である。蛍光体層４３の形成は、前述の第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法（図５（ｃ）参照）と同様である。
As shown in FIG. 11, a highly reflective resin material in which, for example, aluminum (Аl) particles 62 are mixed in a resin containing titanium oxide, the upper surface of the frame 10, the side surface of the envelope 31, and the side surface of the LED chip 13. To form a highly reflective layer 47.
The formation of the transparent resin layer 42 is the same as the method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to the first embodiment described above (see FIG. 5B). The formation of the phosphor layer 43 is the same as the method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to the first embodiment described above (see FIG. 5C).
本実施形態に係る半導体発光装置の効果について説明する。
本実施形態に係る半導体発光装置４の高反射層４７内には、アルミニウムの粒子６２を混入させている。アルミニウムの熱伝導率は、前述の第１の実施形態に係る高反射層４１よりも高い。高反射層４７の熱伝導率を、前述の第１の実施形態の高反射層４１に比べて高くすることができる。これにより、前述の第１の実施形態に比べてより多くの熱を、高反射層４７を介して、電極１１а、電極１１ｂ及びＬＥＤチップ１３に放熱させることができる。その結果、放熱性を向上させた半導体発光装置を提供することができる。
The effect of the semiconductor light emitting device according to this embodiment will be described.
Aluminum particles 62 are mixed in the highly reflective layer 47 of the semiconductor light emitting device 4 according to the present embodiment. The thermal conductivity of aluminum is higher than that of the highly reflective layer 41 according to the first embodiment described above. The thermal conductivity of the highly reflective layer 47 can be made higher than that of the highly reflective layer 41 of the first embodiment described above. Thereby, more heat can be radiated to the electrode 11a, the electrode 11b, and the LED chip 13 through the highly reflective layer 47 as compared with the first embodiment. As a result, a semiconductor light emitting device with improved heat dissipation can be provided.
なお、粒子６２は、アルミニウムの他に、金（Аｕ）、銀（Аｇ）又は銅（Ｃｕ）により形成されていてもよい。
本実施形態における上記以外の構成、製造方法、動作及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
The particles 62 may be made of gold (Аu), silver (Аg), or copper (Cu) in addition to aluminum.
Other configurations, manufacturing methods, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the first embodiment described above.
（第４の実施形態）
本実施形態に係る半導体発光装置の構成について説明する。
図１２は、本実施形態に係る半導体発光装置を例示する平面図である。
図１２に示すように、本実施形態に係る半導体発光装置５は、前述の第１の実施形態に係る半導体発光装置１（図２（а）参照）と比較して、下記の（ｉ）及び（ｉｉ）の点が異なっている。
（ｉ）ＬＥＤチップ１３には、アノード電極А２及びカソード電極Ｋ２は設けられておらず、アノード電極А１及びカソード電極Ｋ１が設けられている。アノード電極А１及びカソード電極Ｋ１は、ＬＥＤチップ１３の上面の中央部に相互に離隔して設けられている。
（ｉｉ）アノード電極А３と電極１１ｂを接続するワイヤ２５の頂点が、ＬＥＤチップ１３の直上域内に存在するように配線されている。
(Fourth embodiment)
The configuration of the semiconductor light emitting device according to this embodiment will be described.
FIG. 12 is a plan view illustrating a semiconductor light emitting device according to this embodiment.
As shown in FIG. 12, the semiconductor light emitting device 5 according to the present embodiment is compared with the semiconductor light emitting device 1 according to the first embodiment described above (see FIG. 2 (a)). The point (ii) is different.
(I) The LED chip 13 is not provided with the anode electrode А2 and the cathode electrode K2, but is provided with the anode electrode А1 and the cathode electrode K1. The anode electrode А1 and the cathode electrode K1 are provided apart from each other at the center of the upper surface of the LED chip 13.
(Ii) The wire 25 connecting the anode electrode А3 and the electrode 11b is wired so that it exists in the region directly above the LED chip 13.
本実施形態に係る半導体発光装置の製造方法について説明する。
図１３（а）及び図１３（ｂ）は、本実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する透視図である。
マウント材１９により、ツェナーダイオードチップ１８を電極１１аに接着させ固定させるまでの製造方法は、前述の第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法（図３（ｃ）参照）と同様である。
A method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to this embodiment will be described.
FIG. 13A and FIG. 13B are perspective views illustrating the method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to this embodiment.
The manufacturing method until the Zener diode chip 18 is bonded and fixed to the electrode 11a by the mounting material 19 is the same as the manufacturing method of the semiconductor light emitting device according to the first embodiment (see FIG. 3C). .
図１３（а）に示すように、ワイヤボンディングにより、カソード電極Ｋ１と電極１１ｂをワイヤ２１で接続し、アノード電極А１と電極１１аをワイヤ２２で接続する。このとき、ワイヤ２１及び２２のそれぞれの頂点がＬＥＤチップ１３の直上域内に存在するようにしてワイヤボンディングを行う。 As shown in FIG. 13A, the cathode electrode K1 and the electrode 11b are connected by a wire 21 and the anode electrode А1 and the electrode 11a are connected by a wire 22 by wire bonding. At this time, wire bonding is performed such that the vertices of the wires 21 and 22 exist in the region immediately above the LED chip 13.
ワイヤボンディングにより、アノード電極А３を出発点としてＬＥＤチップ１３の直上域を通った後、電極１１ｂに到達するようにワイヤ２５を形成する。高反射層４１の形成は、前述の第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法（図５（а）参照）と同様である。 By wire bonding, the wire 25 is formed so as to reach the electrode 11b after passing through the region immediately above the LED chip 13 starting from the anode electrode А3. The formation of the highly reflective layer 41 is the same as the method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to the first embodiment described above (see FIG. 5A).
図１３（ｂ）に示すように、フェニル系シリコーン樹脂を高反射層４１及びＬＥＤチップ１３の表面上に充填させて透明樹脂層４２を形成する。このとき、ワイヤ２１、ワイヤ２２及びワイヤ２５のそれぞれの頂点が露出するように、高反射層４１の凹部の全てを埋め込まない。蛍光体層４３の形成は、前述の第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法（図５（ｃ）参照）と同様である。 As shown in FIG. 13B, the transparent resin layer 42 is formed by filling the surface of the high reflection layer 41 and the LED chip 13 with a phenyl silicone resin. At this time, not all of the concave portions of the highly reflective layer 41 are embedded so that the vertices of the wires 21, 22 and 25 are exposed. The formation of the phosphor layer 43 is the same as the method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to the first embodiment described above (see FIG. 5C).
本実施形態に係る半導体発光装置の効果について説明する。
本実施形態に係る半導体発光装置５は、アノード電極А３と電極１１ｂを接続するワイヤ２５の頂点が、ＬＥＤチップ１３の直上域内に存在するように配線されている。ツェナーダイオードチップ１８の熱伝導率は、例えば、３６Ｗ／ｍＫであり、蛍光体層４３よりも高い。
The effect of the semiconductor light emitting device according to this embodiment will be described.
The semiconductor light emitting device 5 according to the present embodiment is wired so that the apex of the wire 25 connecting the anode electrode А3 and the electrode 11b exists in the region directly above the LED chip 13. The thermal conductivity of the Zener diode chip 18 is, for example, 36 W / mK, which is higher than that of the phosphor layer 43.
これにより、蛍光体層４３内で発生した熱を、ワイヤ２１及び２２を介して、電極１１а、電極１１ｂ及びＬＥＤチップ１３に放熱させることができる。さらに、蛍光体層４３内で発生した熱を、ワイヤ２５を介して、ツェナーダイオードチップ１８及び電極１１ｂに放熱させることができる。その結果、放熱性を向上させた半導体発光装置を提供することができる。 Thereby, the heat generated in the phosphor layer 43 can be radiated to the electrode 11a, the electrode 11b, and the LED chip 13 via the wires 21 and 22. Furthermore, the heat generated in the phosphor layer 43 can be radiated to the Zener diode chip 18 and the electrode 11b through the wire 25. As a result, a semiconductor light emitting device with improved heat dissipation can be provided.
本実施形態における上記以外の構成、製造方法、動作及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。 Other configurations, manufacturing methods, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the first embodiment described above.
以上、説明した実施形態によれば、放熱性を向上させた半導体発光装置を提供することができる。 As described above, according to the embodiment described above, it is possible to provide a semiconductor light emitting device with improved heat dissipation.
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明及びその等価物の範囲に含まれる。 As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１：半導体発光装置、２：半導体発光装置、３：半導体発光装置、４：半導体発光装置、５：半導体発光装置、１０：フレーム、１１а：電極、１１ｂ：電極、１２：絶縁部材、１３：ＬＥＤチップ、１６：マウント材、１８：ツェナーダイオードチップ、１９：マウント材、２１：ワイヤ、２１ｔ：頂点、２２：ワイヤ、２２ｔ：頂点、２３：ワイヤ、２３ｔ：頂点、２４：ワイヤ、２４ｔ：頂点、２５：ワイヤ、２５ｔ：頂点、３１：外囲器、４０：樹脂部材、４１：高反射層、４２：透明樹脂層、４３：蛍光体層、４４：蛍光体、４５：樹脂、４６：透明樹脂層、４７：高反射層、５０：ケースボディー、５１：凹部、６１：粒子、６２：粒子、А１：アノード電極、А２：アノード電極、А３：アノード電極、Ｋ１：カソード電極、Ｋ２：カソード電極、Ｋ３：カソード電極、Ｂ：領域 1: Semiconductor light emitting device, 2: Semiconductor light emitting device, 3: Semiconductor light emitting device, 4: Semiconductor light emitting device, 5: Semiconductor light emitting device, 10: Frame, 11a: Electrode, 11b: Electrode, 12: Insulating member, 13: LED Chip: 16: Mount material, 18: Zener diode chip, 19: Mount material, 21: Wire, 21t: Vertex, 22: Wire, 22t: Vertex, 23: Wire, 23t: Vertex, 24: Wire, 24t: Vertex 25: wire, 25t: apex, 31: envelope, 40: resin member, 41: highly reflective layer, 42: transparent resin layer, 43: phosphor layer, 44: phosphor, 45: resin, 46: transparent resin Layer, 47: highly reflective layer, 50: case body, 51: recess, 61: particles, 62: particles, А1: anode electrode, А2: anode electrode, А3: anode electrode, K1: cathode electrode, K : Cathode, K3: cathode electrode, B: region
Claims (12)
前記第１電極上に設けられ、上面に第３電極が設けられた半導体発光チップと、
前記半導体発光チップ上に設けられた透明樹脂層と、
前記透明樹脂層上に設けられ、樹脂と蛍光体とを含む蛍光体層と、
一端が前記第３電極に接続され、他端が前記第２電極に接続され、一部分が前記蛍光体層内に配置された第１ワイヤと、
を備える半導体発光装置。 A frame having a first electrode and a second electrode spaced apart from each other;
A semiconductor light emitting chip provided on the first electrode and provided with a third electrode on an upper surface;
A transparent resin layer provided on the semiconductor light emitting chip;
A phosphor layer provided on the transparent resin layer and containing a resin and a phosphor;
A first wire having one end connected to the third electrode, the other end connected to the second electrode, and a portion disposed in the phosphor layer;
A semiconductor light emitting device comprising:
一端が前記ツェナーダイオードチップに接続され、他端が前記第２電極に接続され、一部分が前記蛍光体層内に配線されたツェナーダイオードチップ用ワイヤと、
をさらに備えた請求項１〜９のいずれか１つに記載の半導体発光装置。 A Zener diode chip provided on the first electrode;
A Zener diode chip wire having one end connected to the Zener diode chip, the other end connected to the second electrode, and a portion wired in the phosphor layer;
The semiconductor light-emitting device according to claim 1, further comprising:
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| JP (1) | JP2017034133A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112103273A (en) * | 2019-02-03 | 2020-12-18 | 泉州三安半导体科技有限公司 | Light emitting device |
| US11094864B2 (en) | 2018-03-27 | 2021-08-17 | Nichia Corporation | Light emitting device |
-
2015
- 2015-08-03 JP JP2015153604A patent/JP2017034133A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11094864B2 (en) | 2018-03-27 | 2021-08-17 | Nichia Corporation | Light emitting device |
| CN112103273A (en) * | 2019-02-03 | 2020-12-18 | 泉州三安半导体科技有限公司 | Light emitting device |
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