JP2019029413A - 半導体発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体発光装置の放熱性を、より向上させる。【解決手段】パッケージ基板2と、パッケージ基板2の一方の面に形成されたp側電極3及びn側電極4と、前記一方の面に実装され、p側電極3及びn側電極4と導通する半導体チップ5と、を備えた半導体発光装置1において、平面視で、p側電極3の面積及びn側電極4の面積の総和を、パッケージ基板2の面積に対して、50.0%以上94.0%以下とした。パッケージ基板2の半導体チップ5が実装された側の面に形成されたp側電極3の面積及びn側電極4の面積を大きくすることにより、パッケージ基板2の半導体チップ5が実装された側の面からの放熱量を増加させることができ、放熱効果を向上させることができる。【選択図】図1
Description
本発明は、半導体発光装置に関する。
波長が280nm以下の深紫外線を発光する深紫外LED(以下、UVC−LED:UltraViolet C−Light Emitting Diode)は、殺菌用途に利用可能な高出力・長寿命の半導体発光装置として期待されている。
このUVC−LEDは発熱し易いため、電流印加時に発生する熱の放熱が重要となっている。そのため、例えば、放熱性を向上する目的で、半導体チップと、半導体チップ側に形成された電極と導通される接続基板との間に、充填材を充填して発光装置本体を形成し、この発光装置本体を、その全体を覆うパッケージに収納することで、半導体チップの発熱を、充填材を介して接続基板へ放熱するようにした方法(例えば、特許文献1参照)が提案されている。また、半導体チップの一方の電極をパッケージ電極と接触させ、もう一方の電極をワイヤーを介して電気的にパッケージ電極とつなげる構造により、半導体チップの発熱を抑制し、半導体チップと同程度の大きさの電極を介して、パッケージに伝達させ、放熱性を向上させる方法(例えば、非特許文献1参照)等も提案されている。
このUVC−LEDは発熱し易いため、電流印加時に発生する熱の放熱が重要となっている。そのため、例えば、放熱性を向上する目的で、半導体チップと、半導体チップ側に形成された電極と導通される接続基板との間に、充填材を充填して発光装置本体を形成し、この発光装置本体を、その全体を覆うパッケージに収納することで、半導体チップの発熱を、充填材を介して接続基板へ放熱するようにした方法(例えば、特許文献1参照)が提案されている。また、半導体チップの一方の電極をパッケージ電極と接触させ、もう一方の電極をワイヤーを介して電気的にパッケージ電極とつなげる構造により、半導体チップの発熱を抑制し、半導体チップと同程度の大きさの電極を介して、パッケージに伝達させ、放熱性を向上させる方法(例えば、非特許文献1参照)等も提案されている。
C DeMilo, C Bergad, R Forni, T Brukilacchio - Proc. of SPIE, 2007
ところで、半導体発光装置として、半導体チップをパッケージ内に収納して半導体チップ全体を覆うようにした半導体発光装置は、その製造は複雑であると共に、多くの部品や材料を使用するため、コストが高く、また、半導体チップを露出した状態でワイヤーを介して電気的に接続した構造の半導体発光装置は、ワイヤーが露出していることから振動や衝撃に弱く断線リスクが高い。そこで、ワイヤーを使わず、半導体チップ両方の電極をパッケージ基板に固定し、半導体チップ全体を覆わずに半導体チップの側面や上部を露出させた半導体発光装置も提案されている。このような半導体発光装置は、従来の構造に比べて放熱性が高いものの、より一層の放熱性の向上が望まれていた。
そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、放熱性をより向上させることのできる半導体発光装置を提供することを目的としている。
そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、放熱性をより向上させることのできる半導体発光装置を提供することを目的としている。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置は、基板と、前記基板の一方の面に形成された金属層と、前記一方の面に実装され、前記金属層と導通する半導体発光素子と、を備え、平面視で、前記金属層の面積は前記基板の面積に対して、50.0%以上94.0%以下であることを特徴としている。
本発明の一態様によれば、放熱性がより高い半導体発光装置を提供することができる。
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
図1及び図2は、本発明の一実施形態に係る半導体発光装置の一例を示す構成図であって、図1(a)は平面図、図1(b)は図1(a)のA−A′断面図、図2は図1(a)の底面図である。
半導体発光装置1は、深紫外線を発光するUVC−LEDを含む発光装置であって、パッケージ基板(基板)2を有し、パッケージ基板2の一方の面には、金属層で構成されるp側電極3及びn側電極4が形成されている。パッケージ基板2の一方の面には、紫外線発光素子を含む半導体チップ5及びツェナーダイオード6が実装されている。半導体チップ5は、p側電極3の一部及びn側電極4の一部と接続されて、パッケージ基板2の略中央部に配置される。また、半導体発光装置1には、パッケージ基板2上に配置された、p側電極3及びn側電極4、半導体チップ5及びツェナーダイオード6それぞれの側面や、上部を覆うための部材は設けられておらず、パッケージ基板2上に配置された各部は開放された状態、つまり、露出した状態となっている。
半導体発光装置1は、深紫外線を発光するUVC−LEDを含む発光装置であって、パッケージ基板(基板)2を有し、パッケージ基板2の一方の面には、金属層で構成されるp側電極3及びn側電極4が形成されている。パッケージ基板2の一方の面には、紫外線発光素子を含む半導体チップ5及びツェナーダイオード6が実装されている。半導体チップ5は、p側電極3の一部及びn側電極4の一部と接続されて、パッケージ基板2の略中央部に配置される。また、半導体発光装置1には、パッケージ基板2上に配置された、p側電極3及びn側電極4、半導体チップ5及びツェナーダイオード6それぞれの側面や、上部を覆うための部材は設けられておらず、パッケージ基板2上に配置された各部は開放された状態、つまり、露出した状態となっている。
また、パッケージ基板2の他方の面には、金属層で構成されるp側電極11及びn側電極12と、放熱用のサーマルパッド13とが形成されている。パッケージ基板2の一方の面に形成されたp側電極3と他方の面に形成されたp側電極11とは、二つのビア14及び15により導通され、同様に一方の面に形成されたn側電極4と他方の面に形成されたn側電極12とは、二つのビア16及び17により導通される。
パッケージ基板2は、例えば略正方形を有し、窒化アルミニウムを含むセラミック基板で形成される。パッケージ基板2の各辺の長さは2mm以上に形成される。ここで、半導体発光装置1の熱抵抗は、パッケージ基板2の導熱面積、すなわちパッケージ基板2の表面積に相関する。つまり、パッケージ基板2の面積に占める各p側電極3の面積及びn側電極4の面積の総和の割合を大きくしたとしても、パッケージ基板2がある程度の面積を有していないと十分な熱抵抗低減効果を得ることができない。そのため、パッケージ基板2の面積は、十分な熱抵抗低減効果を得ることの可能な面積であることが好ましく、具体的には各辺の長さが2mm以上であることが好ましい。
図3は、p側電極3及びn側電極4の形状を示す平面図である。p側電極3は、例えば図3において、パッケージ基板2の上半分側に形成され、n側電極4は下半分側に形成され、p側電極3とn側電極4とは互いに接しないように形成される。また、p側電極3及びn側電極4は、パッケージ基板2の面積に対する、p側電極3の面積とn側電極4の面積との総和の割合が、50.0%以上94.0%以下となるように形成される。図3は、パッケージ基板2の面積に対する、p側電極3の面積とn側電極4の面積との総和の割合が84.6%である場合を示す。
p側電極3の面積及びn側電極4の面積の総和が大きいときほど、半導体発光装置1の熱抵抗は小さくなる。そのため、p側電極3の面積及びn側電極4の面積の総和は大きいほど好ましく、熱抵抗を低減するという観点から、パッケージ基板2の面積に対する、p側電極3の面積とn側電極4の面積との総和の割合は50.0%以上であることが好ましい。また、p側電極3及びn側電極4を安定して動作させるという観点から、これらp側電極3及びn側電極4間を分離する面積は6%程度必要であるため、パッケージ基板2の面積に対する、p側電極3の面積とn側電極4の面積との総和の割合は94.0%以下であることが好ましい。
また、p側電極3及びn側電極4は、これらの面積比が同等程度となるように形成される。ここで、UVC−LEDを備える半導体発光装置1の場合、UVC−LEDに含まれる、深紫外線を発光するためのp型半導体層と発光層とn型半導体層との積層構造は、例えばn−AlGaNで形成されるn型半導体層のAl組成が、他の波長領域のLEDに含まれるn型半導体層に比較して高く、n電極コンタクトの抵抗が高くなりやすいため、例えばショットキー接合になりやすい。そのため、パッケージ基板2上に形成されたn側電極4からの放熱が重要となる。
一方、UVC−LEDに含まれる、p型半導体層と発光層とn型半導体層の積層構造中の発光層での発熱も大きく、p側電極3からの放熱も重要である。
そのため、図3に示すように、p側電極3の面積とn側電極4の面積を同等程度とすることにより、p側電極3及びn側電極4のいずれかに偏ることなく、p側電極3からの放熱及びn側電極4からの放熱が均等となるように放熱することができる。そのため、半導体発光装置1において、局所的な温度上昇を防ぐことができ、信頼性を向上させることができる。p側電極3及びn側電極4における放熱を均一にするという観点から、p側電極3の面積及びn側電極4の面積は、全電極面積に対して、いずれも40%以上60%以下であることが好ましい。
そのため、図3に示すように、p側電極3の面積とn側電極4の面積を同等程度とすることにより、p側電極3及びn側電極4のいずれかに偏ることなく、p側電極3からの放熱及びn側電極4からの放熱が均等となるように放熱することができる。そのため、半導体発光装置1において、局所的な温度上昇を防ぐことができ、信頼性を向上させることができる。p側電極3及びn側電極4における放熱を均一にするという観点から、p側電極3の面積及びn側電極4の面積は、全電極面積に対して、いずれも40%以上60%以下であることが好ましい。
p側電極3は、パッケージ基板2の三つの辺それぞれと平行な三つの辺を有し、パッケージ基板2の三つの辺とp側電極3の三つの辺との間隔は例えば100μmである。また、p側電極3は、パッケージ基板2の辺と平行な三つの辺のうち向かい合う二つの辺が、パッケージ基板2の対向する辺の1/2程度の長さとなる矩形部3aと、矩形部3aと連続して形成され、n側電極4側に突出した第一突出部3b、第二突出部3c及び第三突出部3dを備え、第二突出部3cはパッケージ基板2の略中央部に配置される。p側電極3の第一突出部3b、第二突出部3c及び第三突出部3dは略矩形状に形成され、p側電極3は左右対称に形成される。また、第二突出部3cは、第一突出部3b及び第三突出部3dよりも突出して形成される。
n側電極4は、パッケージ基板2の三つの辺それぞれと平行な三つの辺を有し、パッケージ基板2の三つの辺とp側電極3の三つの辺との間隔は例えば100μmである。また、n側電極4は、パッケージ基板2の辺と平行な三つの辺のうち向かい合う二つの辺が、パッケージ基板2の対向する辺の1/2程度の長さとなる矩形部4aと、矩形部4aと連続して形成され、p側電極3側に突出した第一突出部4b及び第二突出部4cとを備える。
n側電極4の第一突出部4b、第二突出部4cは略矩形状に形成され、n側電極4は左右対称に形成される。
そして、第一突出部3bと第二突出部3cとの間に形成される凹部に第一突出部4bが収まり、第二突出部3cと第三突出部3dとの間に形成される凹部に第二突出部4cが収まるように形成される。
そして、第一突出部3bと第二突出部3cとの間に形成される凹部に第一突出部4bが収まり、第二突出部3cと第三突出部3dとの間に形成される凹部に第二突出部4cが収まるように形成される。
半導体チップ5のパッケージ基板2と対向する側の面には、図1に示すように、p側電極5aと、当該p側電極5aと分離するための所定幅の領域を挟んでp側電極5aを囲むように配置されたn側電極5bとが形成され、半導体チップ5のp側電極5aと第二突出部3cとが対向し、半導体チップ5のn側電極5bと第一突出部4b及び第二突出部4cそれぞれの一部とが対向するように、例えば金ボール5cを介して半導体チップ5がパッケージ基板2に実装され、第一突出部3b及び矩形部4aそれぞれの少なくとも一部と接するようにツェナーダイオード6がパッケージ基板2に実装される。
図3では、パッケージ基板2の三つの辺とp側電極3の対向する三つの辺との間隔、また、パッケージ基板2の三つの辺とn側電極4の対向する三つの辺との間隔を100μmとしているが、これらの間隔は、三つの辺の間隔が1μm以上200μm以下であればよい。
つまり、パッケージ基板2上にp側電極3及びn側電極4を形成すると、電極の厚みにより段差が形成される。例えば、パッケージ基板2の四隅でパッケージ基板2の上面と、半導体発光装置1をピックアップするためのピックアップ部材とが接触した状態で、パッケージ基板2のピックアップを行うようにした場合、特に、真空吸着によりピックアップする場合には、パッケージ基板2の四隅の段差部分で、ピックアップ部材とパッケージ基板2とが接すると、段差によって十分に真空吸着を行うことができず、ピックアップすることができないか、またはピックアップしたとしても途中でパッケージ基板2を落下させてしまう等が生じる可能性がある。そのため、パッケージ基板2の四隅、つまり、ピックアップ部材が接する部分には段差がないことが好ましい。そのためには、例えば、p側電極3及びn側電極4がパッケージ基板2の縁部近傍まで形成されていればよく、具体的には、パッケージ基板2の縁部とp側電極3の縁部との間隔、また、パッケージ基板2の縁部とn側電極4の縁部との間隔が、1μm以上200μm以下であることが好ましい。
つまり、パッケージ基板2上にp側電極3及びn側電極4を形成すると、電極の厚みにより段差が形成される。例えば、パッケージ基板2の四隅でパッケージ基板2の上面と、半導体発光装置1をピックアップするためのピックアップ部材とが接触した状態で、パッケージ基板2のピックアップを行うようにした場合、特に、真空吸着によりピックアップする場合には、パッケージ基板2の四隅の段差部分で、ピックアップ部材とパッケージ基板2とが接すると、段差によって十分に真空吸着を行うことができず、ピックアップすることができないか、またはピックアップしたとしても途中でパッケージ基板2を落下させてしまう等が生じる可能性がある。そのため、パッケージ基板2の四隅、つまり、ピックアップ部材が接する部分には段差がないことが好ましい。そのためには、例えば、p側電極3及びn側電極4がパッケージ基板2の縁部近傍まで形成されていればよく、具体的には、パッケージ基板2の縁部とp側電極3の縁部との間隔、また、パッケージ基板2の縁部とn側電極4の縁部との間隔が、1μm以上200μm以下であることが好ましい。
一方、p側電極11は、図2に示すように略長方形に形成され、平面視でp側電極3と重なる位置に配置される。n側電極12は、図2に示すように略長方形に形成され、平面視でn側電極4と重なるように配置される。n側電極12は、一つの角が除去されてカソードマークが形成されている。
平面視でp側電極11とp側電極3とが重なる位置にはビア14及び15が形成され、n側電極12とn側電極4とが重なる位置にはビア16及び17が形成され、これらビア14〜17は、それぞれパッケージ基板2の四隅寄りの位置に配置される。さらに、平面視で、半導体チップ5と重なる位置に放熱用のサーマルパッド13が形成され、p側電極11、n側電極12及びサーマルパッド13は互いに接触しないように間隔を開けて形成される。
平面視でp側電極11とp側電極3とが重なる位置にはビア14及び15が形成され、n側電極12とn側電極4とが重なる位置にはビア16及び17が形成され、これらビア14〜17は、それぞれパッケージ基板2の四隅寄りの位置に配置される。さらに、平面視で、半導体チップ5と重なる位置に放熱用のサーマルパッド13が形成され、p側電極11、n側電極12及びサーマルパッド13は互いに接触しないように間隔を開けて形成される。
ビア14〜17の直径は、30μm以上200μm以下であることが好ましい。ビアの直径が小さいほど、つまりビアが細いほどp側及びn側の各電極の幅を狭くすることができるため、パッケージ基板2上における電極パターンの設計自由度を高くすることができる。ビアの直径が30μmより小さいと、ビアが溶融してしまう。また、ビアは細い方が設計上有利であるため、設計上の観点からビアの直径は200μm以下であることが好ましい。
なお、ここではp側電極同士及びn側電極同士をそれぞれ二つのビアによって導通しているが、ビアの数は任意に設定することができる。また、パッケージ基板2の他方の面に形成されるp側電極11及びn側電極12は、それぞれ複数形成されていてもよい。
p側電極3、n側電極4、p側電極11及びn側電極12は、複数の金属が積層された積層構造を含んで形成される。これら各電極は、積層構造に含まれる複数の金属のうち一以上の金属の熱伝導率が、パッケージ基板2の熱伝導率の1.5倍以上4.0倍以下となるように形成される。
p側電極3、n側電極4、p側電極11及びn側電極12は、複数の金属が積層された積層構造を含んで形成される。これら各電極は、積層構造に含まれる複数の金属のうち一以上の金属の熱伝導率が、パッケージ基板2の熱伝導率の1.5倍以上4.0倍以下となるように形成される。
また、各電極に含まれる積層構造を形成する金属のうち、熱伝導率が、パッケージ基板2の熱伝導率の1.5倍以上4.0倍以下となる金属の少なくとも一層の厚さは、30μm以上200μm以下に形成される。
熱伝導率が、パッケージ基板2の熱伝導率よりも高い金属であっても、その層の厚みが小さいと、層内部の熱伝導効果が小さくなる。金属の層の厚みがあるほど熱伝導効果が高くなるため、金属の層は厚いほど好ましいが、厚すぎるとp側電極とn側電極とのギャップを大きく取らなければならず、各電極のパターン設計の自由度が減少し、伝熱に使われる電極の面積も減少する。以上の観点から、熱伝導率が、パッケージ基板2の熱伝導率の1.5倍以上4.0倍以下となる金属の層の厚みは、十分な熱伝導効果を得ることができ、且つパターン設計の自由度、また、伝熱に使用する電極として十分な面積を得ることのできる厚みとして、30μm以上200μm以下であることが好ましい。
熱伝導率が、パッケージ基板2の熱伝導率よりも高い金属であっても、その層の厚みが小さいと、層内部の熱伝導効果が小さくなる。金属の層の厚みがあるほど熱伝導効果が高くなるため、金属の層は厚いほど好ましいが、厚すぎるとp側電極とn側電極とのギャップを大きく取らなければならず、各電極のパターン設計の自由度が減少し、伝熱に使われる電極の面積も減少する。以上の観点から、熱伝導率が、パッケージ基板2の熱伝導率の1.5倍以上4.0倍以下となる金属の層の厚みは、十分な熱伝導効果を得ることができ、且つパターン設計の自由度、また、伝熱に使用する電極として十分な面積を得ることのできる厚みとして、30μm以上200μm以下であることが好ましい。
各電極が有する積層構造に含まれる金属のうち、一以上の金属の熱伝導率が、パッケージ基板2の熱伝導率よりも大きくなるように、各電極またパッケージ基板2の材料を選定することによって、積層構造内部での熱伝導を促進することができ、その結果、半導体発光装置1の熱抵抗を低減することができる。例えば、窒化アルミニウムを含むセラミック基板で形成されるパッケージ基板2である場合には、熱伝導率が高い金属として、例えば、金、銀、銅のいずれか一つまたは複数を用いた場合には、各電極に含まれる積層構造の熱伝導率は、パッケージ基板2の伝導率の1.5倍以上4.0倍以下となり、半導体発光装置1の熱抵抗を十分に低減することができる。
具体的には、各電極3、4、11、12は同一構成を有し、例えば、銅(Cu 50〔μm〕)、ニッケル(Ni 5〔μm〕)、金(Au 1〔μm〕)がこの順にパッケージ基板2側から積層された積層構造を有する。
各電極3、4、11、12が、前述のような積層構造を有する場合、銅の熱伝導率(400W/m・K程度)及び金(320W/m・K程度)の熱伝導率が、窒化アルミニウムを含むパッケージ基板2の熱伝導率(170W/m・K程度)の1.5倍以上4.0倍以下となる。また、銅で形成される層の厚み(50〔μm〕)は30μm以上200μm以下となる。
各電極3、4、11、12が、前述のような積層構造を有する場合、銅の熱伝導率(400W/m・K程度)及び金(320W/m・K程度)の熱伝導率が、窒化アルミニウムを含むパッケージ基板2の熱伝導率(170W/m・K程度)の1.5倍以上4.0倍以下となる。また、銅で形成される層の厚み(50〔μm〕)は30μm以上200μm以下となる。
また、金、ニッケル、銅、チタン及び銀のうち、二種類以上の金属が積層された積層構造を有する電極は、金、ニッケル、銅、チタン、銀を除く物質つまり電極に含まれる不純物の含有量が、各電極に含まれる金属の総量に対して、0.0001%以上1%未満となるように形成される。つまり、電極に含まれる不純物が多いと、その金属電極層の熱伝導率が低下することから、不純物量は、0.0001%以上1%未満であることが好ましい。
<本実施形態の効果>
本実施形態は、以下の効果(1)〜(3)を奏する。
(1)本発明の一実施形態に係る半導体発光装置1は、p側電極3の面積とn側電極4の面積との総和を、パッケージ基板2の面積に対して50.0%以上94.0%以下となるようにしている。
本実施形態は、以下の効果(1)〜(3)を奏する。
(1)本発明の一実施形態に係る半導体発光装置1は、p側電極3の面積とn側電極4の面積との総和を、パッケージ基板2の面積に対して50.0%以上94.0%以下となるようにしている。
本来、パッケージ基板2の半導体チップ5が実装される側の面に形成されるp側電極3及びn側電極4は、半導体チップ5、ツェナーダイオード6等、パッケージ基板2に実装される電子部品と導通することができる大きさであればよく、且つ、パッケージ基板2の逆側の面に形成されるp側電極11及びn側電極12と導通するためのビア14〜17の配置位置を含む大きさであればよい。つまり、p側電極3及びn側電極4は、ビア14〜17の配置位置を含んでいればよく、パッケージ基板2の面積と、p側電極3の面積及びn側電極の面積の総和とが同等程度となるようにパッケージ基板2の縁側にまで設ける必要はない。
本発明の一実施形態では、p側電極3の面積及びn側電極4の面積の総和を本来必要な面積よりも広くしている。その結果、パッケージ基板2の裏面側に形成した電極11、12やサーマルパッド13による放熱だけでなく、パッケージ基板2の表面側からの放熱も図ることができる。このとき、半導体発光装置1は、その側面や上部はパッケージによって覆われておらず開放されており、p側電極3やn側電極4は露出した状態である。そのため、p側電極3及びn側電極4から放熱された熱がパッケージ内に籠ることを回避することができる。その結果、半導体発光装置1の温度上昇をより確実に低減することができる。
また、p側電極3の面積及びn側電極4の面積の総和を、パッケージ基板2の面積に対して50.0%以上94.0%以下となるようにし、p側電極3及びn側電極4が互いに接することなく、これらが安定して動作することが可能な範囲まで広くするようにしている。そのため、p側電極3及びn側電極4からの放熱量を増大させることができ、より一層の放熱効果を得ることができる。
また、このとき、p側電極3及びn側電極4の縁部と、パッケージ基板2の縁部との間隔を1μm以上200μm以下となるようにし、p側電極3及びn側電極4を、パッケージ基板2の縁部近傍まで形成するようにしている。そのため、p側電極3及びn側電極4からの放熱を増大させる目的でp側電極3の面積及びn側電極4の面積を広げることによって、p側電極3及びn側電極4の厚みにより生じる段差により、パッケージ基板2のピックアップ動作に影響を与えることを回避することができる。
なお、ここでは、p側電極3及びn側電極4の縁部とパッケージ基板2の縁部との間隔を小さくすることで、p側電極3及びn側電極4の厚みにより生じる段差による影響を除去するようにしているが、これに限るものではない。p側電極3及びn側電極4の厚みにより生じる段差部分が、ピックアップ部材と接触しなければよいため、例えば、パッケージ基板2の、ピックアップ部材と接触する部分を含む所定領域全体にはp側電極3及びn側電極4を形成しないか、または、ピックアップ部材と接触する部分を含む所定領域全体にp側電極3及びn側電極4を形成するようにし、p側電極3及びn側電極4の厚みによる段差部分とピックアップ部材とが接触しないようにしてもよい。
(2)また、本発明の一実施形態に係る半導体発光装置1は、窒化アルミニウムを含むパッケージ基板2において、パッケージ基板2の表面側及び裏面側に形成された各電極3、4、11、12に含まれる複数の金属で形成される積層構造に含まれる一つ以上の金属の熱伝導率が、パッケージ基板2の熱伝導率よりも大きくなるようにすることによって、電極に含まれる積層構造内部での熱伝導を促進し、また、パッケージ基板2の熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する金属の膜厚をある程度の膜厚(30μm以上200μm以下)とすることにより、各電極に含まれる積層構造内での熱伝導を促進している。そのため、半導体発光装置1の熱抵抗の低減を図ることができる。さらに、パッケージ基板2の各辺の長さを2mm以上として、パッケージ基板2がある程度の面積を有する大きさとしたため、p側電極3の面積及びn側電極4の面積を広げることによる、熱抵抗の低減効果を十分発揮させることができ、十分な放熱効果を得ることができる。
(3)また、本発明の一実施形態に係る半導体発光装置1は、各電極に含まれる積層構造を形成する金属として、金、ニッケル、銅、チタン、銀のうちの二種類以上の金属を用い、各電極中の、金、ニッケル、銅、チタン、銀を除く物質の含有量が、電極に含まれる金属総量に対して、0.0001%以上1%未満となるようにしたため、純度が高い金属を使うことにより、熱伝導率が高くなり、熱伝導を促進するという効果を得ることができる。
なお、上記実施形態においては、深紫外線を発光する半導体発光装置1に適用した場合について説明したがこれに限るものではなく、280nmより長い波長の紫外光を発光する発光装置であっても適用することができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
1 半導体発光装置
2 パッケージ基板
3 p側電極
4 n側電極
5 半導体チップ
11 p側電極
12 n側電極
13 サーマルパッド
14〜17 ビア
2 パッケージ基板
3 p側電極
4 n側電極
5 半導体チップ
11 p側電極
12 n側電極
13 サーマルパッド
14〜17 ビア
Claims (12)
- 基板と、
前記基板の一方の面に形成された金属層と、
前記一方の面に実装され、前記金属層と導通する半導体発光素子と、
を備え、
平面視で、前記金属層の面積は前記基板の面積に対して、50.0%以上94.0%以下である半導体発光装置。 - 前記半導体発光素子は紫外線発光素子である請求項1に記載の半導体発光装置。
- 前記基板はパッケージ基板であって、前記金属層及び前記半導体発光素子それぞれの側面及び上部は開放されている請求項1または請求項2に記載の半導体発光装置。
- 前記基板は窒化アルミニウムを含み、
前記金属層は複数の金属が積層されて形成され、
前記複数の金属のうちの少なくとも一つの金属の熱伝導率は、前記基板の熱伝導率の1.5倍以上4.0倍以下である請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の半導体発光装置。 - 熱伝導率が、前記基板の熱伝導率の1.5倍以上4.0倍以下である金属層の少なくとも一層の厚みは、30μm以上200μm以下である請求項4に記載の半導体発光装置。
- 平面視で、前記基板の縁部と前記金属層の縁部との間隔が1μm以上200μm以下である請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
- 前記金属層のそれぞれは、金、ニッケル、銅、チタン、及び銀のうちの複数種の金属が積層されて形成され、前記金、ニッケル、銅、チタン、及び銀を除く物質の含有量が、当該金属層に含まれる金属の総量に対して、0.0001%以上1%未満である請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
- 前記基板の他方の面には金属層が複数形成され、
前記一方の面に形成された金属層は、それぞれ前記他方の面に形成された金属層のいずれかと、一つ以上のビアを介して接続されている請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の半導体発光装置。 - 前記他方の面に形成された金属層のそれぞれは、複数の金属が積層されて形成されている請求項8に記載の半導体発光装置。
- 前記ビアの直径は、30μm以上200μm以下である請求項8または請求項9に記載の半導体発光装置。
- 前記他方の面に形成された金属層のそれぞれは、金、ニッケル、銅、チタン、及び銀のうちの複数種の金属が積層されて形成され、前記金、ニッケル、銅、チタン、及び銀を除く物質の含有量が、当該金属層に含まれる金属の総量に対して、0.0001%以上1%未満である請求項8から請求項10のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
- 前記基板は矩形であって、前記基板の各辺の長さは2mm以上である請求項1から請求項11のいずれ一項に記載の半導体発光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017144779A JP2019029413A (ja) | 2017-07-26 | 2017-07-26 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2017144779A JP2019029413A (ja) | 2017-07-26 | 2017-07-26 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2019029413A true JP2019029413A (ja) | 2019-02-21 |
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ID=65476495
Family Applications (1)
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JP2017144779A Pending JP2019029413A (ja) | 2017-07-26 | 2017-07-26 | 半導体発光装置 |
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JP (1) | JP2019029413A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114975753A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-08-30 | 东莞市湃泊科技有限公司 | 光芯片封装基座 |
-
2017
- 2017-07-26 JP JP2017144779A patent/JP2019029413A/ja active Pending
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CN114975753A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-08-30 | 东莞市湃泊科技有限公司 | 光芯片封装基座 |
CN114975753B (zh) * | 2022-07-28 | 2022-11-04 | 东莞市湃泊科技有限公司 | 光芯片封装基座 |
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