JP2019003978A - Semiconductor light-emitting device - Google Patents

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小田原 正樹
Masaki Odawara
正樹 小田原
裕介 山下
Yusuke Yamashita
裕介 山下
和久 新野
Kazuhisa Shinno
和久 新野
鼓 東山
Tsuzumi Higashiyama
鼓 東山
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Abstract

To provide a semiconductor light-emitting device capable of preventing generation of cracks even when a silicone resin is exposed to a high temperature.SOLUTION: A semiconductor light-emitting device has: a substrate 20; a light-emitting element 30 placed on the substrate; a first silicone resin 40 placed on the substrate so as to cover the light-emitting element; and a second silicone resin 50 placed on the substrate so as to cover the first silicone resin. The first silicone resin has a hardness within a first hardness range. The second silicone resin has a hardness within a second hardness range beyond the first hardness range.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、半導体発光装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor light emitting device.

LED(Light Emitting Diode)等の発光素子を搭載した半導体発光装置は、照明等に用いられている。このような半導体発光装置では、発光素子は、基板に搭載された後、ボンディングワイヤによって電気的に基板と接続され、樹脂によって封止される。   A semiconductor light emitting device equipped with a light emitting element such as an LED (Light Emitting Diode) is used for illumination or the like. In such a semiconductor light emitting device, after the light emitting element is mounted on the substrate, it is electrically connected to the substrate by a bonding wire and sealed with resin.

このような半導体発光装置としては、例えば、凹部を有する支持基材と、前記凹部内に配置された発光素子と、前記発光素子を封止するように前記凹部に充填された封止層と、前記凹部を被覆するように前記封止層の上に形成された光学レンズ層とを備えた発光装置であり、前記封止層が10〜200の針入度を有するシリコーンゲルを主体とし、かつ前記光学レンズ層が30〜97の硬度(JISタイプA硬度計;23℃)を有するシリコーンゴムを主体として構成されている発光装置が特許文献1に開示されている。   As such a semiconductor light emitting device, for example, a support substrate having a recess, a light emitting element disposed in the recess, a sealing layer filled in the recess so as to seal the light emitting element, An optical lens layer formed on the sealing layer so as to cover the concave portion, the sealing layer mainly comprising a silicone gel having a penetration of 10 to 200, and Patent Document 1 discloses a light emitting device in which the optical lens layer is mainly composed of silicone rubber having a hardness of 30 to 97 (JIS type A hardness meter; 23 ° C.).

特開2007−180284号公報JP 2007-180284 A

特許文献1の発光装置は、封止層は発光素子から発せられる熱と蛍光体粒子から発せられる熱によって加熱される。このため、シリコーン樹脂の劣化が加速され封止層にクラックが生じる。   In the light emitting device of Patent Document 1, the sealing layer is heated by heat generated from the light emitting element and heat generated from the phosphor particles. For this reason, deterioration of the silicone resin is accelerated and a crack is generated in the sealing layer.

封止層にクラックが生じると、クラックから空気が入り込み光学レンズ層に向かう放熱経路がなくなり、さらに封止層の温度が高くなる。また空気層が生じると、光の反射が増大する。このため、蛍光体粒子の温度も上昇し、結果としてシリコーン樹脂の劣化がさらに加速される問題がある。   When a crack is generated in the sealing layer, air enters from the crack and there is no heat dissipation path toward the optical lens layer, and the temperature of the sealing layer increases. In addition, when an air layer is formed, the reflection of light increases. For this reason, the temperature of the phosphor particles also increases, and as a result, there is a problem that the deterioration of the silicone resin is further accelerated.

また、封止層が高温になると光学レンズ層にもその温度が伝わり、光学レンズ層にもクラックが生じる。   Further, when the sealing layer is heated to a high temperature, the temperature is transmitted to the optical lens layer, and a crack is generated in the optical lens layer.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、シリコーン樹脂が高温にさらされてもクラックの発生を防止することが可能な半導体発光装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device capable of preventing the occurrence of cracks even when a silicone resin is exposed to a high temperature.

上述した目的を達成するため、本発明の半導体発光装置は、基板と、前記基板上に載置されている発光素子と、前記発光素子を覆うように前記基板上に載置されている第1のシリコーン樹脂と、前記第1のシリコーン樹脂を覆うように前記基板上に載置されている第2のシリコーン樹脂と、を有し、前記第1のシリコーン樹脂は、第1の硬度範囲内の硬度を有し、前記第2のシリコーン樹脂は、第1の硬度範囲を超える第2の硬度範囲内の硬度を有することを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, a semiconductor light emitting device according to the present invention includes a substrate, a light emitting element placed on the substrate, and a first placed on the substrate so as to cover the light emitting element. And a second silicone resin placed on the substrate so as to cover the first silicone resin, wherein the first silicone resin is within a first hardness range. The second silicone resin has a hardness within a second hardness range exceeding the first hardness range.

実施例1に係る半導体発光装置の上面図である。1 is a top view of a semiconductor light emitting device according to Example 1. FIG. 図1のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 実施例1に係る半導体発光装置の他の構成例を示す断面図である。6 is a cross-sectional view illustrating another configuration example of the semiconductor light emitting device according to Example 1. FIG. 実施例2に係る半導体発光装置の上面図である。6 is a top view of a semiconductor light emitting device according to Example 2. FIG. 図4のB−B線断面図である。It is the BB sectional view taken on the line of FIG.

以下に本発明の好適な実施例を詳細に説明する。尚、以下の説明及び添付図面においては、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符号を付している。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. In the following description and the accompanying drawings, substantially the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals.

図1及び図2に示すように、半導体発光装置10は、基板としての実装基板20と、実装基板20の主面21上に載置されている発光素子30と、発光素子30を覆うように実装基板20上に載置されている第1のシリコーン樹脂40と、第1のシリコーン樹脂40を覆うように実装基板20上に載置されている第2のシリコーン樹脂50と、を有して構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the semiconductor light emitting device 10 covers a mounting substrate 20 as a substrate, a light emitting element 30 placed on the main surface 21 of the mounting substrate 20, and the light emitting element 30. A first silicone resin 40 placed on the mounting substrate 20; and a second silicone resin 50 placed on the mounting substrate 20 so as to cover the first silicone resin 40. It is configured.

実装基板20は、例えばアルミナやAlNなどのセラミック材料からなるものである。実装基板20は、発光素子30と電気的に接続する接続電極22を有して構成されている。実装基板20の表面には、発光素子30と電源(図示せず)とを接続する配線(図示せず)が設けられている。   The mounting substrate 20 is made of a ceramic material such as alumina or AlN. The mounting substrate 20 includes a connection electrode 22 that is electrically connected to the light emitting element 30. A wiring (not shown) for connecting the light emitting element 30 and a power source (not shown) is provided on the surface of the mounting substrate 20.

配線は、電源の一端側と接続電極22とを接続するものと、電源の他端側と発光素子30とを接続するものと、の2種類を有している。   There are two types of wirings, one that connects one end side of the power source and the connection electrode 22 and one that connects the other end side of the power source and the light emitting element 30.

発光素子30は、実装基板20の中央部上に載置される。発光素子30は、半導体構造層31と、半導体構造層31を支持する支持基板32とから構成されている。   The light emitting element 30 is placed on the central portion of the mounting substrate 20. The light emitting element 30 includes a semiconductor structure layer 31 and a support substrate 32 that supports the semiconductor structure layer 31.

半導体構造層31は、その上面(光取出し面33)側に表面電極34が設けられ、支持基板32側の半導体構造層31の表面に裏面電極(図示せず)が設けられている。   The semiconductor structure layer 31 has a surface electrode 34 provided on the upper surface (light extraction surface 33) side, and a back electrode (not shown) provided on the surface of the semiconductor structure layer 31 on the support substrate 32 side.

支持基板32は、例えばSi及びSiCなどの導電性材料からなる。支持基板32の実装基板20への固定は、例えば、ダイアタッチ剤などの導電性の接着剤を用いて行われている。   The support substrate 32 is made of a conductive material such as Si and SiC. The support substrate 32 is fixed to the mounting substrate 20 by using, for example, a conductive adhesive such as a die attach agent.

表面電極34と接続電極22とは、金等で形成されたボンディングワイヤ60を用いてワイヤボンディングによって電源の一端側に接続されている。ボンディングワイヤ60は、全体が第1のシリコーン樹脂40に覆われている。   The surface electrode 34 and the connection electrode 22 are connected to one end side of the power source by wire bonding using a bonding wire 60 formed of gold or the like. The bonding wire 60 is entirely covered with the first silicone resin 40.

裏面電極と実装基板20の配線とは、支持基板32を介して電源の他端側に接続されている。   The back electrode and the wiring of the mounting substrate 20 are connected to the other end side of the power supply via the support substrate 32.

発光素子30上には蛍光体粒子70が設けられている。蛍光体粒子70は、例えば、青色光によって励起されて黄色蛍光を出射する。このような蛍光体粒子70としては、Ce附活イットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG:Ce)、Ce附活テルビウム・アルミニウム・ガーネット(TAG:Ce)、オルトシリケート蛍光体((BaSrCa)SiO4、他)、αサイアロン蛍光体(Ca−α−SiAlON:Euなど)などを用いることができる。 Phosphor particles 70 are provided on the light emitting element 30. For example, the phosphor particles 70 are excited by blue light and emit yellow fluorescence. Such phosphor particles 70 include Ce-activated yttrium aluminum garnet (YAG: Ce), Ce-activated terbium aluminum garnet (TAG: Ce), orthosilicate phosphor ((BaSrCa) SiO 4 , etc. ), Α sialon phosphors (Ca-α-SiAlON: Eu, etc.) and the like can be used.

第1のシリコーン樹脂40は、蛍光体粒子70を封止すると共に、発光素子30と実装基板20と第2のシリコーン樹脂50とに接して設けられている。第1のシリコーン樹脂40は、主面21の垂直な方向に対して突出するように半球のドーム状に形成されている。   The first silicone resin 40 seals the phosphor particles 70 and is provided in contact with the light emitting element 30, the mounting substrate 20, and the second silicone resin 50. The first silicone resin 40 is formed in a hemispherical dome shape so as to protrude in a direction perpendicular to the main surface 21.

第1のシリコーン樹脂40としては、ジメチルシリコーン樹脂又はフェニルシリコーン樹脂を用いることができる。   As the first silicone resin 40, a dimethyl silicone resin or a phenyl silicone resin can be used.

第1のシリコーン樹脂40は、第1の硬度範囲内の硬度を有する。第1の硬度範囲は、ジメチルシリコーン樹脂の場合、ショアA硬度が10以上60未満である。また、第1の硬度範囲は、フェニルシリコーン樹脂の場合、ショアA硬度が25以上90未満である。   The first silicone resin 40 has a hardness within the first hardness range. As for the first hardness range, in the case of dimethyl silicone resin, the Shore A hardness is 10 or more and less than 60. In the case of phenyl silicone resin, the first hardness range has a Shore A hardness of 25 or more and less than 90.

第1のシリコーン樹脂40は、発光素子30等から発せられる熱の影響によって硬度が変化する特性を有する。第1のシリコーン樹脂40の硬度の変化は、受熱前の硬度から発光素子30の発熱時間に伴って受熱前の硬度よりも硬度が低くなった後に、受熱前の硬度と同等又はそれ以上に硬度が高くなる。   The first silicone resin 40 has a characteristic that the hardness changes due to the influence of heat generated from the light emitting element 30 or the like. The change in the hardness of the first silicone resin 40 is equal to or higher than the hardness before heat reception after the hardness before the heat reception decreases from the hardness before heat reception with the heat generation time of the light emitting element 30. Becomes higher.

表1は、第1のシリコーン樹脂40を250℃のホットプレート上に載置したときの硬度変化を示すものである。   Table 1 shows changes in hardness when the first silicone resin 40 is placed on a hot plate at 250 ° C.

硬度変化を測定した第1のシリコーン樹脂40は、互いに成分が異なる2種類のジメチルシリコーン樹脂及びフェニルシリコーン樹脂である。表1においては、一方のジメチルシリコーン樹脂をジメチルAとして表記し、他方のジメチルシリコーン樹脂をジメチルBと表記した。また表1において、フェニルシリコーン樹脂は、フェニルAとして記載した。   The first silicone resin 40 whose hardness change was measured is two types of dimethyl silicone resins and phenyl silicone resins having different components. In Table 1, one dimethyl silicone resin is represented as dimethyl A, and the other dimethyl silicone resin is represented as dimethyl B. In Table 1, the phenyl silicone resin is described as phenyl A.

表1に示すように、第1のシリコーン樹脂40は、加熱を開始してから240分までは、いずれの樹脂も加熱前の硬度よりも硬度が低くなる軟化傾向を示した。また加熱時間が670分になるとジメチルAは、加熱前の硬度と同等になった。ジメチルBとフェニルAは、加熱前の硬度よりも硬度が高くなった。   As shown in Table 1, the first silicone resin 40 showed a softening tendency that the hardness of each resin was lower than the hardness before heating until 240 minutes after the start of heating. When the heating time was 670 minutes, dimethyl A became equivalent to the hardness before heating. Dimethyl B and phenyl A were higher in hardness than before the heating.

Figure 2019003978
Figure 2019003978

このような第1のシリコーン樹脂40の硬度の特性は、第1のシリコーン樹脂40が受熱することにより加水分解重合反応が生じることに基づくものである。すなわち、第1のシリコーン樹脂40は、加水分解重合反応の加水分解反応の反応速度が、重合の反応速度よりも速い特性を有する。このため、加水分解反応が収束するまでは、第1のシリコーン樹脂40の硬度は低下し続ける。次いで、重合反応が優勢となり、再度樹脂の硬度が上昇する。   Such a hardness characteristic of the first silicone resin 40 is based on the fact that the first silicone resin 40 receives a heat to cause a hydrolysis polymerization reaction. That is, the first silicone resin 40 has a characteristic that the reaction rate of the hydrolysis polymerization reaction is faster than the reaction rate of the polymerization. For this reason, the hardness of the first silicone resin 40 continues to decrease until the hydrolysis reaction converges. Next, the polymerization reaction becomes dominant, and the hardness of the resin increases again.

第2のシリコーン樹脂50は、主面21の垂直な方向に対して突出するように半球のドーム状に形成されている。尚、第2のシリコーン樹脂50は、レンズ層として機能するようにしてもよい。   The second silicone resin 50 is formed in a hemispherical dome shape so as to protrude in a direction perpendicular to the main surface 21. Note that the second silicone resin 50 may function as a lens layer.

第2のシリコーン樹脂50としては、ジメチルシリコーン樹脂又はフェニルシリコーン樹脂を用いることができる。第2のシリコーン樹脂50は、第1の硬度範囲を超える第2の硬度範囲の硬度を有する。第2の硬度範囲は、ジメチルシリコーン樹脂の場合、ショアA硬度が60以上70以下である。また、第2の硬度範囲は、フェニルシリコーン樹脂の場合、ショアA硬度90以上ショアD硬度75未満である。尚、第2の硬度範囲は、第1の硬度範囲と重ならない硬度範囲である。   As the second silicone resin 50, a dimethyl silicone resin or a phenyl silicone resin can be used. The second silicone resin 50 has a hardness in a second hardness range that exceeds the first hardness range. The second hardness range is a Shore A hardness of 60 or more and 70 or less in the case of dimethyl silicone resin. In the case of phenyl silicone resin, the second hardness range is Shore A hardness 90 or more and Shore D hardness 75 or less. The second hardness range is a hardness range that does not overlap with the first hardness range.

第2のシリコーン樹脂50は、発光素子30等から発せられる熱の影響によって硬度が変化する特性を有する。第2のシリコーン樹脂50の硬度の変化は、受熱前の硬度から受熱時間に伴って硬度が高くなる。   The second silicone resin 50 has a characteristic that the hardness changes due to the influence of heat generated from the light emitting element 30 or the like. The change in the hardness of the second silicone resin 50 increases with the heat receiving time from the hardness before the heat receiving.

表2は、第2のシリコーン樹脂50を250℃のホットプレート上に載置したときの硬度変化を示すものである。   Table 2 shows the change in hardness when the second silicone resin 50 is placed on a hot plate at 250 ° C.

硬度変化を測定した第2のシリコーン樹脂50は、互いに成分が異なる3種類のジメチルシリコーン樹脂及びフェニルシリコーン樹脂である。表2においては、ジメチルシリコーン樹脂をそれぞれジメチルC、ジメチルD、ジメチルEとして表記した。また表2において、フェニルシリコーン樹脂は、フェニルBとして記載した。   The second silicone resin 50 whose hardness change was measured is three kinds of dimethyl silicone resins and phenyl silicone resins having different components. In Table 2, the dimethyl silicone resins are represented as dimethyl C, dimethyl D, and dimethyl E, respectively. In Table 2, the phenyl silicone resin is described as phenyl B.

表2に示すように、第2のシリコーン樹脂50は、加熱を開始してからクラックが発生するまで、又は、硬度変化の計測を終了した670分まで漸次硬度が高くなった。   As shown in Table 2, the hardness of the second silicone resin 50 gradually increased from the start of heating until cracking occurred or until 670 minutes when the measurement of hardness change was completed.

Figure 2019003978
Figure 2019003978

このような第2のシリコーン樹脂50の硬度の特性は、第2のシリコーン樹脂50が受熱することにより加水分解重合反応が生じることに基づくものである。すなわち、第2のシリコーン樹脂50は、加水分解重合反応の加水分解反応の反応速度が、重合の反応速度よりも遅い特性を有する。このため、加熱の開始後から重合反応が優勢となり、第2のシリコーン樹脂50の硬度が上昇し続けることになる。   Such a hardness characteristic of the second silicone resin 50 is based on the fact that the hydrolysis polymerization reaction occurs when the second silicone resin 50 receives heat. That is, the second silicone resin 50 has a characteristic that the reaction rate of the hydrolysis polymerization reaction is slower than the reaction rate of the polymerization. For this reason, the polymerization reaction becomes dominant after the start of heating, and the hardness of the second silicone resin 50 continues to rise.

このように、第1のシリコーン樹脂40と第2のシリコーン樹脂50には、ジメチルシリコーン樹脂とフェニルシリコーン樹脂を用いることができる。したがって、以下のように、第1のシリコーン樹脂40及び第2のシリコーン樹脂50について、それぞれを組み合わせることができる。
(1)第1のシリコーン樹脂40及び第2のシリコーン樹脂50が、ジメチルシリコーン樹脂である場合
第1の硬度範囲:ショアA硬度10以上60未満
第2の硬度範囲:ショアA硬度60以上70以下
(2)第1のシリコーン樹脂40は、ジメチルシリコーン樹脂であり、第2のシリコーン樹脂50は、フェニルシリコーン樹脂である場合
第1の硬度範囲:ショアA硬度10以上60未満
第2の硬度範囲:ショアA硬度90以上、かつ、ショアD硬度75以下
(3)第1のシリコーン樹脂40は、フェニルシリコーン樹脂であり、第2のシリコーン樹脂50は、ジメチルシリコーン樹脂である場合
第1の硬度範囲:ショアA硬度25以上60未満
第2の硬度範囲:ショアA硬度60以上70以下
(4)第1のシリコーン樹脂40及び第2のシリコーン樹脂50が、フェニルシリコーン樹脂である場合
第1の硬度範囲:ショアA硬度25以上90未満
第2の硬度範囲:ショアA硬度90以上、かつ、ショアD硬度75以下
以上のように、第2のシリコーン樹脂50の内側に第1のシリコーン樹脂40が設けられていることにより、熱源である発光素子30や蛍光体粒子70から第2のシリコーン樹脂50を遠ざけることができる。このため、第2のシリコーン樹脂50にクラックが発生することを防止することが可能となる。したがって、半導体発光装置10の長寿命化を図ることが可能となる。
Thus, dimethyl silicone resin and phenyl silicone resin can be used for the first silicone resin 40 and the second silicone resin 50. Therefore, each of the first silicone resin 40 and the second silicone resin 50 can be combined as follows.
(1) When the first silicone resin 40 and the second silicone resin 50 are dimethyl silicone resins First hardness range: Shore A hardness 10 or more and less than 60 Second hardness range: Shore A hardness 60 or more and 70 or less (2) When the first silicone resin 40 is a dimethyl silicone resin and the second silicone resin 50 is a phenyl silicone resin First hardness range: Shore A hardness 10 or more and less than 60 Second hardness range: Shore A hardness of 90 or more and Shore D hardness of 75 or less (3) When the first silicone resin 40 is a phenyl silicone resin and the second silicone resin 50 is a dimethyl silicone resin First hardness range: Shore A hardness 25 or more and less than 60 Second hardness range: Shore A hardness 60 or more and 70 or less (4) First silicone resin 40 and first When the silicone resin 50 is a phenyl silicone resin, the first hardness range: Shore A hardness 25 or more and less than 90 Second hardness range: Shore A hardness 90 or more and Shore D hardness 75 or less As described above, By providing the first silicone resin 40 inside the second silicone resin 50, the second silicone resin 50 can be kept away from the light emitting element 30 and the phosphor particles 70 that are heat sources. For this reason, it becomes possible to prevent the second silicone resin 50 from cracking. Therefore, it is possible to extend the life of the semiconductor light emitting device 10.

また、第1のシリコーン樹脂40が第2のシリコーン樹脂50に覆われることにより、第1のシリコーン樹脂40が熱によって軟化しても、それを覆う第2のシリコーン樹脂50によって第1のシリコーン樹脂40の変形が抑制されるため、蛍光体粒子70の位置を一定にすることができる。したがって、半導体発光装置10の色度を長期に亘って一定にすることが可能となる。   Even if the first silicone resin 40 is covered with the second silicone resin 50 and the first silicone resin 40 is softened by heat, the first silicone resin is covered by the second silicone resin 50 covering the first silicone resin 40. Since the deformation of 40 is suppressed, the position of the phosphor particles 70 can be made constant. Therefore, the chromaticity of the semiconductor light emitting device 10 can be made constant over a long period.

第2のシリコーン樹脂50よりも硬度が低い第1のシリコーン樹脂40がボンディングワイヤ60の全体を覆うことにより、樹脂が熱変形することによるボンディングワイヤ60に伝わる力を軽減することができる。このため、ボンディングワイヤ60の断線を防止することが可能となる。   By covering the entire bonding wire 60 with the first silicone resin 40 having a lower hardness than the second silicone resin 50, the force transmitted to the bonding wire 60 due to thermal deformation of the resin can be reduced. For this reason, disconnection of the bonding wire 60 can be prevented.

尚、蛍光体粒子70とシリコーン樹脂によって樹脂層を形成し、この樹脂層にのみ第1のシリコーン樹脂40が設けられているようにしてもよい。   A resin layer may be formed by the phosphor particles 70 and the silicone resin, and the first silicone resin 40 may be provided only on this resin layer.

例えば、図3に示すように、蛍光体粒子70と第1のシリコーン樹脂40とを含む樹脂層80が、発光素子30の上面を覆うように実装基板20の上に載置されているようにしてもよい。   For example, as shown in FIG. 3, a resin layer 80 including phosphor particles 70 and first silicone resin 40 is placed on the mounting substrate 20 so as to cover the upper surface of the light emitting element 30. May be.

上述の実施例においては、実装基板20上に1つの発光素子30が設けられているものであった。しかし、実装基板20には、複数の発光素子30が設けられているものであってもよい。また、半導体発光装置10には、ハウジングが形成されているものであってもよい。   In the above-described embodiment, one light emitting element 30 is provided on the mounting substrate 20. However, the mounting substrate 20 may be provided with a plurality of light emitting elements 30. Further, the semiconductor light emitting device 10 may have a housing.

図4及び図5に示すように、実装基板20の主面21上には、4つの発光素子30A〜30Dが設けられている。実装基板20は、発光素子30A〜30Dを収容するハウジング23(キャビティ)を有して構成されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, four light emitting elements 30 </ b> A to 30 </ b> D are provided on the main surface 21 of the mounting substrate 20. The mounting substrate 20 includes a housing 23 (cavity) that accommodates the light emitting elements 30A to 30D.

ハウジング23は、実装基板20と、実装基板20の周囲を囲うように設けられた枠状のリフレクタ24と、によって枠体状に形成されている。換言すると、実装基板20は、凹部を有するハウジング23として形成される。   The housing 23 is formed in a frame shape by the mounting substrate 20 and a frame-shaped reflector 24 provided so as to surround the periphery of the mounting substrate 20. In other words, the mounting substrate 20 is formed as a housing 23 having a recess.

リフレクタ24は、シリコーン樹脂等の樹脂材内に光散乱材を分散させた、いわゆる白色樹脂と称される材料からなるものである。リフレクタの実装基板20への固定は、例えばエポキシ樹脂等からなる接着剤によって行われている。   The reflector 24 is made of a so-called white resin in which a light scattering material is dispersed in a resin material such as silicone resin. The reflector is fixed to the mounting substrate 20 with an adhesive made of, for example, an epoxy resin.

発光素子30Aは、赤色を出力する発光素子である。発光素子30Bは青色を出力する発光素子である。発光素子30Cは、緑色を出力する発光素子である。発光素子30Dは、白色を出力する発光素子である。   The light emitting element 30A is a light emitting element that outputs red. The light emitting element 30B is a light emitting element that outputs blue. The light emitting element 30C is a light emitting element that outputs green. The light emitting element 30D is a light emitting element that outputs white.

赤色を出力する発光素子30Aは、例えば、アルミニウムガリウムヒ素を用いた発光素子である。青色を出力する発光素子30Bは、例えば、インジウム窒化ガリウムを用いた発光素子である。緑色を出力する発光素子30Cは、例えば、インジウム窒化ガリウムを用いた発光素子である。白色を出力する発光素子30Dは、青色を出力する発光素子30上に蛍光体粒子70を設けることによって構成されている。   The light emitting element 30A that outputs red is, for example, a light emitting element using aluminum gallium arsenide. The light emitting element 30B that outputs blue is, for example, a light emitting element using indium gallium nitride. The light emitting element 30C that outputs green is, for example, a light emitting element using indium gallium nitride. The light emitting element 30 </ b> D that outputs white is configured by providing phosphor particles 70 on the light emitting element 30 that outputs blue.

実装基板20の主面21上には、赤色を出力する発光素子30Aが設けられている領域R1、青色を出力する発光素子30Bが設けられている領域R2、緑色を出力する発光素子30Cが設けられている領域R3、白色を出力する発光素子30Dが設けられている領域R4、が設けられている。   On the main surface 21 of the mounting substrate 20, a region R <b> 1 in which a light emitting element 30 </ b> A that outputs red is provided, a region R <b> 2 in which a light emitting element 30 </ b> B that outputs blue is provided, and a light emitting element 30 </ b> C that outputs green is provided. The region R3 is provided, and the region R4 provided with the light emitting element 30D that outputs white is provided.

これらの各領域R1〜R4において、それぞれの発光素子30A〜30Dを覆うように、個別に第1のシリコーン樹脂40が設けられている。   In each of these regions R1 to R4, the first silicone resin 40 is individually provided so as to cover the respective light emitting elements 30A to 30D.

第1のシリコーン樹脂40は、主面21から突出するように半球のドーム状に形成されている。また、各領域R1〜R4間に設けられている各第1のシリコーン樹脂40は、互いの端部がそれぞれ接しないように設けられている。   The first silicone resin 40 is formed in a hemispherical dome shape so as to protrude from the main surface 21. Moreover, each 1st silicone resin 40 provided between each area | region R1-R4 is provided so that a mutual edge part may not contact | connect, respectively.

尚、白色を出力する発光素子30Dを覆う第1のシリコーン樹脂40の主面21に対する垂直方向の高さH1は、他の発光素子30A〜30Cを覆う第1のシリコーン樹脂40の主面21に対する垂直方向の高さH2よりも低い。   In addition, the height H1 of the perpendicular direction with respect to the main surface 21 of the 1st silicone resin 40 which covers the light emitting element 30D which outputs white is with respect to the main surface 21 of the 1st silicone resin 40 which covers the other light emitting elements 30A-30C. It is lower than the height H2 in the vertical direction.

第1のシリコーン樹脂40の屈折率は、例えば、ジメチルシリコーン樹脂の場合は1.4以上、フェニルシリコーン樹脂の場合は、1.5以上、とするとよい。   The refractive index of the first silicone resin 40 may be, for example, 1.4 or more in the case of dimethyl silicone resin and 1.5 or more in the case of phenyl silicone resin.

第2のシリコーン樹脂50は、第1のシリコーン樹脂40を埋設するように各領域R1〜R4の全体を覆い、かつ、ハウジング23を充填するように設けられている。   The second silicone resin 50 is provided so as to cover the entire regions R <b> 1 to R <b> 4 so as to embed the first silicone resin 40 and to fill the housing 23.

第2のシリコーン樹脂50の屈折率は、例えば、ジメチルシリコーン樹脂の場合1.4以上、フェニルシリコーン樹脂の場合1.5以上、とし、かつ、第2のシリコーン樹脂の屈折率は第1のシリコーン樹脂40の屈折率よりも高くすることが好ましい。   The refractive index of the second silicone resin 50 is, for example, 1.4 or more in the case of dimethyl silicone resin, and 1.5 or more in the case of phenyl silicone resin, and the refractive index of the second silicone resin is the first silicone. It is preferable that the refractive index of the resin 40 be higher.

以上のように、本実施例に係る半導体発光装置10によれば、実施例1及び2と同様に、第2のシリコーン樹脂50にクラックが発生することを防止することが可能となる。また、半導体発光装置10の長寿命化を図ることが可能となる。さらに、半導体発光装置10の色度を長期に亘って一定にすることが可能となる。   As described above, according to the semiconductor light emitting device 10 according to the present embodiment, it is possible to prevent the second silicone resin 50 from being cracked as in the first and second embodiments. In addition, the life of the semiconductor light emitting device 10 can be extended. Furthermore, it becomes possible to make the chromaticity of the semiconductor light emitting device 10 constant over a long period of time.

また、第2のシリコーン樹脂50の屈折率は、第1のシリコーン樹脂40の屈折率よりも高いことにより、第1のシリコーン樹脂40の表面で他の発光素子30の光を反射させることができる。また、他の発光素子30から発せられる光の指向性が狭くなるため、蛍光体粒子70の発熱量を抑えることができる。したがって、半導体発光装置10の使用状態における第1のシリコーン樹脂40及び第2のシリコーン樹脂50の温度を必要以上に高くなることを防止し、これらの樹脂の劣化速度を遅くすることが可能となる。この結果、半導体発光装置10の長寿命化を図ることができる。   In addition, since the refractive index of the second silicone resin 50 is higher than the refractive index of the first silicone resin 40, the light of the other light emitting elements 30 can be reflected on the surface of the first silicone resin 40. . In addition, since the directivity of light emitted from the other light emitting elements 30 is narrowed, the amount of heat generated by the phosphor particles 70 can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the temperatures of the first silicone resin 40 and the second silicone resin 50 in the usage state of the semiconductor light emitting device 10 from becoming higher than necessary and to slow down the deterioration rate of these resins. . As a result, the life of the semiconductor light emitting device 10 can be extended.

さらに、白色の発光素子30Dを覆う第1のシリコーン樹脂40の主面21に対する垂直方向の高さH1は、他の発光素子30を覆う第1のシリコーン樹脂40の主面21に対する垂直方向の高さH2よりも低いことにより、他の発光素子30A〜30Cから発せられた光により、蛍光体粒子70が励起すること少なくなるため、蛍光体粒子70の発熱量を抑えることができる。   Further, the height H1 in the vertical direction with respect to the main surface 21 of the first silicone resin 40 covering the white light emitting element 30D is the height in the vertical direction with respect to the main surface 21 of the first silicone resin 40 covering the other light emitting elements 30. By being lower than the height H2, the phosphor particles 70 are less excited by light emitted from the other light emitting elements 30A to 30C, so that the calorific value of the phosphor particles 70 can be suppressed.

10 半導体発光装置
20 実装基板
21 主面
30 発光素子
40 第1のシリコーン樹脂
50 第2のシリコーン樹脂
60 ボンディングワイヤ
70 蛍光体粒子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor light-emitting device 20 Mounting board 21 Main surface 30 Light emitting element 40 1st silicone resin 50 2nd silicone resin 60 Bonding wire 70 Phosphor particle

Claims (9)

基板と、前記基板上に載置されている発光素子と、前記発光素子を覆うように前記基板上に載置されている第1のシリコーン樹脂と、前記第1のシリコーン樹脂を覆うように前記基板上に載置されている第2のシリコーン樹脂と、を有し、
前記第1のシリコーン樹脂は、第1の硬度範囲内の硬度を有し、
前記第2のシリコーン樹脂は、第1の硬度範囲を超える第2の硬度範囲内の硬度を有することを特徴とする半導体発光装置。
A substrate, a light emitting element placed on the substrate, a first silicone resin placed on the substrate so as to cover the light emitting element, and the first silicone resin so as to cover the first silicone resin A second silicone resin placed on the substrate,
The first silicone resin has a hardness within a first hardness range;
The semiconductor light emitting device according to claim 2, wherein the second silicone resin has a hardness in a second hardness range exceeding the first hardness range.
前記第1のシリコーン樹脂及び前記第2のシリコーン樹脂は、ジメチルシリコーン樹脂であり、
前記第1の硬度範囲は、ショアA硬度が10以上60未満であり、
前記第2の硬度範囲は、ショアA硬度が60ないし70の硬度範囲であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置。
The first silicone resin and the second silicone resin are dimethyl silicone resins,
In the first hardness range, the Shore A hardness is 10 or more and less than 60,
The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the second hardness range is a hardness range of Shore A hardness of 60 to 70.
前記第1のシリコーン樹脂は、ジメチルシリコーン樹脂であり、
前記第2のシリコーン樹脂は、フェニルシリコーン樹脂であり、
前記第1の硬度範囲は、ショアA硬度が10以上60未満であり、
前記第2の硬度範囲は、ショアA硬度が90以上、かつ、ショアD硬度75以下であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置。
The first silicone resin is a dimethyl silicone resin;
The second silicone resin is a phenyl silicone resin,
In the first hardness range, the Shore A hardness is 10 or more and less than 60,
2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the second hardness range is a Shore A hardness of 90 or more and a Shore D hardness of 75 or less.
前記第1のシリコーン樹脂は、フェニルシリコーン樹脂であり、
前記第2のシリコーン樹脂は、ジメチルシリコーン樹脂であり、
前記第1の硬度範囲は、ショアA硬度が25以上60未満であり、
前記第2の硬度範囲は、ショアA硬度が60ないし70の硬度範囲であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置。
The first silicone resin is a phenyl silicone resin,
The second silicone resin is a dimethyl silicone resin,
In the first hardness range, the Shore A hardness is 25 or more and less than 60,
The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the second hardness range is a hardness range of Shore A hardness of 60 to 70.
前記第1のシリコーン樹脂及び前記第2のシリコーン樹脂は、フェニルシリコーン樹脂であり、
前記第1の硬度範囲は、ショアA硬度が25以上90未満であり、
前記第2の硬度範囲は、ショアA硬度が90以上、ショアD硬度75以下であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置。
The first silicone resin and the second silicone resin are phenyl silicone resins,
In the first hardness range, the Shore A hardness is 25 or more and less than 90,
2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the second hardness range is a Shore A hardness of 90 or more and a Shore D hardness of 75 or less.
前記発光素子は、前記基板の主面上に複数設けられ、
前記第1のシリコーン樹脂は、前記発光素子を個別に覆うように前記基板の前記主面上の複数の領域に設けられ、
前記第2のシリコーン樹脂は、前記複数の領域全体を覆うように設けられていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の半導体発光装置。
A plurality of the light emitting elements are provided on the main surface of the substrate,
The first silicone resin is provided in a plurality of regions on the main surface of the substrate so as to individually cover the light emitting elements,
The semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein the second silicone resin is provided so as to cover the entire plurality of regions.
前記第2のシリコーン樹脂は、前記第1のシリコーン樹脂よりも高い屈折率を有することを特徴とする請求項6に記載の半導体発光装置。   The semiconductor light emitting device according to claim 6, wherein the second silicone resin has a higher refractive index than that of the first silicone resin. 前記複数の発光素子の少なくとも1つの発光素子上の前記第1のシリコーン樹脂は、前記少なくとも1つの発光素子上に配された蛍光体を有し、
前記少なくとも1つの発光素子を覆う前記第1のシリコーン樹脂は、前記主面から突出するように半球状に形成され、
前記少なくとも1つの発光素子上の前記蛍光体が設けられている前記発光素子を覆う、前記第1のシリコーン樹脂の前記主面に対する垂直方向の高さは、他の第1のシリコーン樹脂の前記主面に対する垂直方向の高さよりも低いことを特徴とする請求項6又は7に記載の半導体発光装置。
The first silicone resin on at least one light emitting element of the plurality of light emitting elements has a phosphor disposed on the at least one light emitting element,
The first silicone resin covering the at least one light emitting element is formed in a hemispherical shape so as to protrude from the main surface,
The height of the first silicone resin in the direction perpendicular to the main surface covering the light emitting element on which the phosphor on the at least one light emitting element is provided is the main height of the other first silicone resin. 8. The semiconductor light emitting device according to claim 6, wherein the semiconductor light emitting device is lower than a height in a direction perpendicular to the surface.
前記発光素子と前記基板とは、ボンディングワイヤによって電気的に接続され、
前記ボンディングワイヤは、全体が前記第1のシリコーン樹脂内に埋設されていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の半導体発光装置。
The light emitting element and the substrate are electrically connected by a bonding wire,
The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the bonding wire is entirely embedded in the first silicone resin.
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