JP2020188094A - 半導体発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光の漏れ、集光を制御しつつ小型化を可能とした半導体発光装置を提供すること。【解決手段】半導体発光装置Ａ１０は、回路基板１０、半導体発光素子２０、枠体３０、接続部材６０、封止樹脂５０を備える。回路基板１０は、互いに反対側を向く主面１１１及び裏面１１２を有する基材１１と、主面１１１に配置された主面電極１２と、を有する。半導体発光素子２０は、主面電極１２に搭載される。枠体３０は、主面１１１に搭載され、回路基板１０の側の下面３０２と、下面３０２と反対方向を向く上面３０１と、半導体発光素子２０に向かう内側面３０３と、内側面３０３と反対側を向く外側面３０４とを有する。接続部材６０は、枠体３０を基材１１の主面１１１に接続する。封止樹脂５０は、枠体３０の内側に充填され、主面１１１及び半導体発光素子２０を覆い、透光性を有。そして、枠体３０は、封止樹脂５０よりも透光性が低い樹脂からなる。【選択図】図１

Description

本開示は、半導体発光装置に関する。

半導体発光素子を光源として備えた半導体発光装置が提案されている。特許文献１には、従来の半導体発光装置の一例が開示されている。同文献に開示された半導体発光装置は、凹部を有する半導体基板と、凹部内に配置された半導体発光素子と、半導体発光素子を封止する封止樹脂とを備える。

特開２００４−１１９７４３号公報

ところで、半導体発光装置では、搭載される電子機器などのスペース制約から、小型化が求められる。小型化すると、光が側面から漏れたり、封止樹脂の上面へ集光し難かったりする。

本開示の目的は、光の漏れ、集光を制御しつつ小型化を可能とした半導体発光装置を提供することにある。

上記課題を解決する半導体発光装置は、互いに反対側を向く主面及び裏面を有する基材と、前記主面に配置された主面電極と、前記裏面に配置された裏面電極と、を有する回路基板と、前記主面電極に搭載された半導体発光素子と、前記主面に搭載され、前記回路基板の側の下面と、前記下面と反対方向を向く上面と、前記半導体発光素子に向かう内側面と、前記内側面と反対側を向く外側面とを有し、前記半導体発光素子を囲む枠体と、前記枠体を前記主面に接続する接続部材と、前記枠体の内側に充填され、前記主面及び前記半導体発光素子を覆い、透光性を有する封止樹脂と、を備え、前記枠体は、前記封止樹脂よりも透光性が低い樹脂又は金属からなる。

この構成によれば、前記封止樹脂よりも透光性が低い樹脂又は金属からなる枠体を備えることで、封止樹脂から回路基板と平行な方向、つまり半導体発光装置の側方への光の漏れ出しを抑制できる。このため、回路基板と平行な方向における枠体の厚さを薄くでき、半導体発光装置を小型化できる。

本開示の一態様によれば、光の漏れ、集光を制御しつつ小型化を可能とした半導体発光装置を提供できる。

第一実施形態の半導体発光装置の概略断面図。 半導体発光装置の概略平面図。 第一実施形態の変更例の半導体発光装置の概略断面図。 第一実施形態の変更例の半導体発光装置の概略断面図。 第一実施形態の変更例の半導体発光装置の概略断面図。 第一実施形態の変更例の半導体発光装置の概略断面図。 第二実施形態の半導体発光装置の概略断面図。 第二実施形態の変更例の半導体発光装置の概略断面図。 第二実施形態の変更例の半導体発光装置の概略断面図。 第二実施形態の変更例の半導体発光装置の概略断面図。 第二実施形態の変更例の半導体発光装置の概略断面図。 第二実施形態の変更例の半導体発光装置の概略断面図。 第二実施形態の変更例の半導体発光装置の概略断面図。 第二実施形態の変更例の半導体発光装置の概略断面図。 第二実施形態の変更例の半導体発光装置の概略断面図。 第二実施形態の変更例の半導体発光装置の概略断面図。 第二実施形態の変更例の半導体発光装置の概略断面図。 第三実施形態の半導体発光装置の概略断面図。 第三実施形態の変更例の半導体発光装置の概略断面図。

以下、各実施形態及び変更例について図面を参照して説明する。
以下に示す各実施形態及び変更例は、技術的思想を具体化するための構成や方法を例示するものであって、各構成部品の材質、形状、構造、配置、寸法等を下記のものに限定するものではない。以下の各実施形態及び変更例は、種々の変更を加えることができる。また、以下の各実施形態及び変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

本明細書において、「部材Ａが部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂとが物理的に直接的に接続される場合、並びに、部材Ａ及び部材Ｂが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合を含む。

同様に、「部材Ｃが部材Ａと部材Ｂとの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃとが直接的に接続される場合、並びに、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃとが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合を含む。

（第一実施形態）
以下、第一実施形態の半導体発光装置を説明する。
図１及び図２に示すように、半導体発光装置Ａ１０は、回路基板１０、半導体発光素子２０、枠体３０、反射膜４０、封止樹脂５０を備えている。

回路基板１０は、基材１１、主面電極１２、裏面電極１３を有している。
基材１１は、板状の部材である。説明の便宜上、基材１１の厚さ方向を「厚さ方向Ｚ」と呼ぶ。厚さ方向Ｚに対して直交する一方向を「第１方向Ｘ」と呼び、厚さ方向Ｚ及び第１方向Ｘの双方に対して直交する方向を「第２方向Ｙ」と呼ぶ。

本実施形態の基材１１は、厚さ方向Ｚから視て、矩形状であり、厚さ方向Ｚを向くとともに互いに反対側を向く主面１１１及び裏面１１２、主面１１１及び裏面１１２と直交し第１方向Ｘを向く側面１１３，１１４、主面及び裏面１１２と直交し第２方向Ｙを向く側面１１５，１１６を有している。なお、厚さ方向Ｚから視た基材１１の形状は、多角形状、円形状、楕円形状、またはそれらを組み合わせた形状とすることができる。

基材１１は、電気絶縁性を有する材料から構成される。当該材料として、例えば、ガラスエポキシ樹脂、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミックスが挙げられる。
主面電極１２は基材１１の主面１１１に設けられている。裏面電極１３は、基材１１の裏面１１２に設けられている。なお、基材１１の主面１１１には、主面電極１２とともに半導体発光素子２０を接続するための各種の配線が設けられている。基材１１は、主面電極１２及び配線と裏面電極１３とを互いに電気的に接続する構成を有している。例えば、基材１１は、基材１１を貫通する貫通孔に形成されたスルーホールや貫通電極、基材１１の内部の１又は複数の配線層、及び配線層と主面電極１２及び配線、裏面電極１３を接続するビア、配線層間を接続するビア、等を有している。

本実施形態において、基材１１の主面１１１には、複数の主面電極１２が設けられている。各主面電極１２には、半導体発光素子２０が搭載されている。各半導体発光素子２０は、可視光を出射する発光ダイオード（ＬＥＤ）である。

本実施形態において、基材１１の裏面１１２には複数の裏面電極１３が設けられている。裏面電極１３は、主面電極１２に搭載された半導体発光素子２０を駆動する駆動電力の供給に用いられる。裏面電極１３は、図示しない実装基板のランドに接続される。

図１に示すように、各半導体発光素子２０は、厚さ方向Ｚにおいて互いに反対側を向く主面２０１及び裏面２０２を有する。主面２０１は、基材１１の主面１１１と同じ側を向く面であり、裏面２０２は、主面電極１２と対向する面である。半導体発光素子２０は、主面２０１の電極と裏面２０２の電極とを有している。裏面２０２の電極は主面電極１２に接合部材により接合されている。接合部材は、例えば銀（Ａｇ）を含むエポキシ樹脂を主材とした合成樹脂（いわゆるＡｇペースト）から構成され、導電性を有する。主面２０１の電極はワイヤにより基材１１の主面１１１に設けられた配線に接続される。

図２に示すように、本実施形態の半導体発光装置Ａ１０において、半導体発光素子２０は、赤色光を出射する第１発光素子としての半導体発光素子２０Ｒ、緑色光を出射する第２発光素子としての半導体発光素子２０Ｇ、青色光を出射する第３発光素子としての半導体発光素子２０Ｂ、を含む。本実施形態の半導体発光装置Ａ１０は、各半導体発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを適宜駆動し、任意の色の光（例えば白色光）を出射するためのものである。

図２に示すように、枠体３０は、厚さ方向Ｚから視て、矩形の枠状である。枠体３０は、厚さ方向Ｚを向くと共に互いに反対側を向く上面３０１及び下面３０２、枠体３０の内側を向く内側面３０３、枠体３０の外側を向く外側面３０４を有している。上面３０１は、基材１１の主面１１１と同じ側を向く面であり、下面３０２は、基材１１の主面１１１と対向する面である。

枠体３０は、半導体発光素子２０が出射する光における透光性が封止樹脂５０よりも低い樹脂、つまり透過する光量の低い樹脂からなる。本実施形態において、枠体３０は、黒色に着色された樹脂である。枠体３０として黒色の樹脂を用いることで、半導体発光素子２０から出射する光に対して高い遮光性を有することになる。したがって、枠体３０の内側面３０３から外側面３０４までの厚さを、薄くでき、半導体発光装置Ａ１０を小型化できる。枠体３０の厚さは、例えば０．３ｍｍである。これにより、半導体発光装置Ａ１０の側方（第１方向Ｘ及び第２方向Ｙ）への光の漏れを抑制する。

なお、着色は黒色に限られない。枠体３０として、絶縁性を有する樹脂を用いることもできる。枠体３０は、例えば樹脂に着色剤を混合することにより得られる。着色剤としては、例えばカーボンブラックやチタンブラックなどの黒色顔料、複数種類の顔料を混合したもの、等を用いることができる。

本実施形態において、枠体３０の内側面３０３は、反射膜４０により覆われている。反射膜４０は、半導体発光素子２０が出射する光における反射性を有する。この反射膜４０により、半導体発光装置Ａ１０からの光の取出し効率が向上する。反射膜４０は、例えば白色の樹脂である。この反射膜４０は、例えば酸化チタンなどの白色フィラーや白色顔料を含有したエポキシ系樹脂やオルガノポリシロキサン系樹脂等の樹脂材を用いることができる。

枠体３０は、接続部材６０により基材１１の主面１１１に接続されている。接続部材６０は、例えば接着剤である。接着剤としては、例えばエポキシ系、ポリイミド系やシリコーン系等の接着剤を用いることができる。接着剤としては、液状の接着剤、フィルム状の接着剤を用いることができる。液状の接着剤では、枠体３０の下面３０２や基材１１の主面１１１に容易に塗布できる。フィルム状の接着剤では、基材１１と枠体３０との接続において、接着剤のはみだしを抑制できる。なお、接続部材６０は着色されてもよい。着色としては、白色、黒色、等の適宜の色とすることができる。このように、接続部材６０を着色することにより、接続部材６０における透光性を低くし、光の漏れを抑制できる。

封止樹脂５０は、回路基板１０と枠体３０とにより形成される凹部に充填されている。本実施形態の封止樹脂５０は、回路基板１０の上面、つまり、基材１１の主面１１１、主面電極１２、半導体発光素子２０、反射膜４０を覆っている。封止樹脂５０は、厚さ方向Ｚを向く上面５０１を有し、その上面５０１は、枠体３０の上面３０１と略面一である。封止樹脂５０は、半導体発光素子２０が出射する光に対する透光性を有する樹脂材料からなる。このような樹脂材料として、透明あるいは半透明の、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニル系樹脂、等が挙げられる。なお、封止樹脂５０は、半導体発光素子２０が出射する光を拡散する拡散材、半導体発光素子２０が出射する光によって励起されることにより異なる波長の光を発する蛍光体の少なくとも１つを含むものであってもよい。

（作用）
次に、上述の半導体発光装置Ａ１０の作用を説明する。
半導体発光装置Ａ１０は、回路基板１０、半導体発光素子２０、枠体３０、接続部材６０、封止樹脂５０を備える。回路基板１０は、互いに反対側を向く主面１１１及び裏面１１２を有する基材１１と、主面１１１に配置された主面電極１２と、裏面１１２に配置された裏面電極１３と、を有する。半導体発光素子２０は、主面電極１２に搭載される。枠体３０は、主面１１１に搭載され、回路基板１０の側の下面３０２と、下面３０２と反対方向を向く上面３０１と、半導体発光素子２０に向かう内側面３０３と、内側面３０３と反対側を向く外側面３０４とを有する。接続部材６０は、枠体３０を基材１１の主面１１１に接続する。封止樹脂５０は、枠体３０の内側に充填され、主面１１１及び半導体発光素子２０を覆い、透光性を有。そして、枠体３０は、封止樹脂５０よりも透光性が低い樹脂からなる。

この構成によれば、封止樹脂５０よりも透光性が低い樹脂からなる枠体３０を備えることで、封止樹脂５０から回路基板１０と平行な方向、つまり半導体発光装置Ａ１０の側方への光の漏れ出しを抑制できる。このため、回路基板１０と平行な方向における枠体３０の厚さを薄くでき、半導体発光装置Ａ１０を小型化できる。

枠体３０の内側面３０３は、反射膜４０により覆われている。反射膜４０は、半導体発光素子２０が出射する光における反射性を有する。この反射膜４０により、半導体発光素子２０が出射する光を封止樹脂５０の上面５０１へ集光を制御でき、半導体発光装置Ａ１０の上方への光の出射効率が向上する。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１−１）半導体発光装置Ａ１０は、回路基板１０、半導体発光素子２０、枠体３０、接続部材６０、封止樹脂５０を備える。回路基板１０は、互いに反対側を向く主面１１１及び裏面１１２を有する基材１１と、主面１１１に配置された主面電極１２と、裏面１１２に配置された裏面電極１３と、を有する。半導体発光素子２０は、主面電極１２に搭載される。枠体３０は、主面１１１に搭載され、回路基板１０の側の下面３０２と、下面３０２と反対方向を向く上面３０１と、半導体発光素子２０に向かう内側面３０３と、内側面３０３と反対側を向く外側面３０４とを有する。接続部材６０は、枠体３０を基材１１の主面１１１に接続する。封止樹脂５０は、枠体３０の内側に充填され、主面１１１及び半導体発光素子２０を覆い、透光性を有。そして、枠体３０は、封止樹脂５０よりも透光性が低い樹脂からなる。

本実施形態の半導体発光装置Ａ１０では、封止樹脂５０よりも透光性が低い樹脂からなる枠体３０を備えることで、封止樹脂５０から回路基板１０と平行な方向、つまり半導体発光装置Ａ１０の側方への光の漏れ出しを抑制できる。このため、回路基板１０と平行な方向における枠体３０の厚さを薄くでき、半導体発光装置Ａ１０を小型化できる。

（１−２）枠体３０の内側面３０３は反射膜４０により覆われている。反射膜４０は、半導体発光素子２０が出射する光における反射性を有する。この反射膜４０により、半導体発光素子２０が出射する光を封止樹脂５０の上面５０１へ集光を制御でき、半導体発光装置Ａ１０の上方への光の出射効率を向できる。

（１−３）半導体発光装置Ａ１０において、半導体発光素子２０は、赤色光を出射する半導体発光素子２０Ｒ、緑色光を出射する半導体発光素子２０Ｇ、青色光を出射する半導体発光素子２０Ｂ、を含む。本実施形態の半導体発光装置Ａ１０は、各半導体発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを適宜駆動することで、任意の色の光（例えば白色光）を出射できる。

（第一実施形態の変更例）
図３に示すように、半導体発光装置Ａ１１において、封止樹脂５０は、半導体発光素子２０を覆う第１樹脂層５１と、第１樹脂層５１の上面５１１を覆う第２樹脂層５２とを含む。第１樹脂層５１及び第２樹脂層５２は透光性を有する樹脂である。そして、第１樹脂層５１と第２樹脂層５２の少なくとも一方は拡散材を含む。例えば、第１樹脂層５１は、透明又は半透明の樹脂であり、第２樹脂層５２は、拡散材を含み透光性を有する樹脂である。このように、拡散材を含む第２樹脂層５２により、封止樹脂５０の上面５０１の全体から略均一に光を出射することができる。また、半導体発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを用いることにより、均一な色の光りを封止樹脂５０の上面５０１から出射することができる。なお、第１樹脂層５１と第２樹脂層５２の少なくとも一方に、半導体発光素子２０が出射する光によって励起されることにより異なる波長の光を発する蛍光体を含むものとしてもよい。

図４に示すように、半導体発光装置Ａ１２において、枠体３０の上面３０１と下面３０２はそれぞれ反射膜４０１，４０２により覆われている。例えば、樹脂の板材に、枠体３０の内側面３０３を形成するための貫通孔を複数形成し、その板材の表面全体に反射膜を形成する。そして、板材を切断して複数の枠体３０を形成する。この場合、枠体３０の外側面３０４は、反射膜により覆われていない。このような工程により枠体３０及び反射膜４０，４０１，４０２を容易に形成でき、コストを低減できる。

本実施形態において、枠体３０の内側面３０３と上面３０１と下面３０２は、反射膜４０，４０１，４０２により覆われている。本実施形態において、枠体３０の外側面３０４は、反射膜により覆われていない。なお、少なくとも枠体３０の内側面３０３の反射膜４０が設けられていればよく、枠体３０の上面３０１及び下面３０２の少なくとも一方において反射膜４０１，４０２が省略されてもよい。

反射膜４０，４０１，４０２は、半導体発光素子２０が出射する光における反射性を有する。この反射膜４０，４０１，４０２により、半導体発光装置Ａ１２からの光の取出し効率が向上する。反射膜４０，４０１，４０２は、例えば白色の樹脂である。この反射膜４０，４０１，４０２は、例えば酸化チタンなどの白色フィラーや白色顔料を含有したエポキシ系樹脂やオルガノポリシロキサン系樹脂等の樹脂材を用いることができる。

枠体３０は、接続部材６０により基材１１の主面１１１に接続されている。詳述すると、本実施形態では、枠体３０の下面３０２は反射膜４０が形成されている。従って、枠体３０は、下面３０２の反射膜４０と接続部材６０を介して基材１１の主面１１１に接続されている。接続部材６０は、例えば接着剤である。接着剤としては、例えばエポキシ系、ポリイミド系やシリコーン系等の接着剤を用いることができる。接着剤としては、液状の接着剤、フィルム状の接着剤を用いることができる。液状の接着剤では、枠体３０の下面３０２（反射膜４０の下面）や基材１１の主面１１１に容易に塗布できる。フィルム状の接着剤では、基材１１と枠体３０との接続において、接着剤のはみだしを抑制できる。なお、接続部材６０は着色されてもよい。着色としては、白色、黒色、等の適宜の色とすることができる。このように、接続部材６０を着色することにより、接続部材６０における透光性を低くし、光の漏れを抑制できる。

図５に示す半導体発光装置Ａ１３において、回路基板１０は、遮光用配線１４を含む。遮光用配線１４は、基材１１の主面１１１に設けられている。遮光用配線１４は、枠体３０の内側に設けられ、枠体３０の内側面３０３に沿った枠状である。遮光用配線１４は、主面電極１２と同様に構成されている。この遮光用配線１４は、枠体３０を基材１１に接続する接続部材６０に入射する光を遮る遮光材として機能する。これによい、接続部材６０を介して外部への光の漏れを抑制できる。なお、遮光用配線１４は、主面電極１２や主面１１１に配設された配線と電気的に分離されていてもよく、また主面電極１２や配線の一部と電気的に接続されていてもよい。

図６に示す半導体発光装置Ａ１４において、枠体３０の内側面３０３は、枠体３０の下面３０２から上面３０１に向けて枠体３０の内側寸法が徐々に大きくなるように傾斜している。このような傾いた内側面３０３では、半導体発光素子２０から出射した光が内側面３０３を覆う反射膜４０によって反射されるため、半導体発光素子２０が出射する光を封止樹脂５０の上面５０１へ集光を制御でき、半導体発光装置Ａ１４の上方への光の出射効率を向上できる。

（第二実施形態）
以下、第二実施形態の半導体発光装置を説明する。
なお、この実施形態において、上記実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明を省略する。

図７は、本実施形態の半導体発光装置Ｂ１０の概略断面を示す。なお、本実施形態の半導体発光装置Ｂ１０の厚さ方向Ｚから視た形状は第一実施形態と同じであるため、図面を省略する。

図７に示すように、半導体発光装置Ｂ１０は、回路基板１０、半導体発光素子２０、枠体３１、反射膜４１、封止樹脂５０を備えている。
枠体３１は、厚さ方向Ｚから視て、矩形の枠状である。枠体３１は、厚さ方向Ｚを向くと共に互いに反対側を向く上面３１１及び下面３１２、枠体３１の内側を向く内側面３１３、枠体３１の外側を向く外側面３１４を有している。上面３１１は、基材１１の主面１１１と同じ側を向く面であり、下面３１２は、基材１１の主面１１１と対向する面である。

枠体３１は、半導体発光素子２０が出射する光における透光性が封止樹脂５０よりも低い金属、つまり透過する光量の低い金属からなる。本実施形態において、枠体３１の材料としては、銅（Ｃｕ），Ｃｕ合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、等を用いることができる。枠体３１を金属とすることで、半導体発光素子２０から出射する光に対して高い遮光性を有することになる。したがって、枠体３１の内側面３１３から外側面３１４までの厚さを、薄くでき、半導体発光装置Ｂ１０を小型化できる。枠体３１の厚さは、例えば０．３ｍｍである。これにより、半導体発光装置Ｂ１０の側方（第１方向Ｘ及び第２方向Ｙ）への光の漏れを抑制する。

枠体３１の内側面３１３は、反射膜４１により覆われている。本実施形態の反射膜４１は、めっき膜である。この反射膜４１としては、例えばＣｕ，ニッケル（Ｎｉ），パラジウム（Ｐｄ），Ａｕ，銀（Ａｇ），Ａｌ，錫（Ｓｎ）、等のメッキ膜を用いることができる。例えばＡｌめっき膜又はＡｇめっき膜からなる反射膜４１は、可視光に対する反射率が高く、半導体発光素子２０が出射する光を封止樹脂５０の上面５０１へ集光を制御でき、半導体発光装置Ｂ１０の上方への出射効率が向上する。同様に、可視光以外の光に対しても反射膜４１とするめっき膜を適宜選択することで、出射効率が向上する。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（２−１）半導体発光装置Ｂ１０は、回路基板１０、半導体発光素子２０、枠体３１、接続部材６０、封止樹脂５０を備える。枠体３１は、封止樹脂５０よりも透光性が低い金属からなる。本実施形態の半導体発光装置Ｂ１０では、封止樹脂５０よりも透光性が低い金属からなる枠体３１を備えることで、封止樹脂５０から回路基板１０と平行な方向、つまり半導体発光装置Ｂ１０の側方への光の漏れ出しを抑制できる。そして、半導体発光素子２０が出射する光を封止樹脂５０の上面５０１へ集光を制御できる。このため、回路基板１０と平行な方向における枠体３１の厚さを薄くでき、光の漏れ、集光を制御しつつ半導体発光装置Ｂ１０を小型化できる。

（２−２）反射膜４１は、めっき膜である。この反射膜４１としては、例えばＣｕ，ニッケル（Ｎｉ），パラジウム（Ｐｄ），Ａｕ，銀（Ａｇ），Ａｌ，錫（Ｓｎ）、等のメッキ膜を用いることができる。この反射膜４１により、半導体発光装置Ｂ１０からの光の取出し効率が向上する。なお、Ａｌめっき膜又はＡｇめっき膜からなる反射膜４１は、可視光に対する反射率が高く、半導体発光素子２０が出射する光を封止樹脂５０の上面５０１へ集光を制御でき、半導体発光装置Ｂ１０の上方への出射効率を向上できる。

（第二実施形態の変更例）
図８に示す半導体発光装置Ｂ１１において、枠体３１の上面３１１及び下面３１２は、それぞれ反射膜４１１，４１２により覆われている。例えば、金属の板材に、枠体３１の内側面３１３を形成するための貫通孔を複数形成し、その板材の表面全体に反射膜を形成する。そして、板材を切断して複数の枠体３１を形成する。この場合、枠体３１の外側面３１４は、反射膜により覆われていない。このような工程により枠体３１及び反射膜４１，４１１，４１２を容易に形成でき、コストを低減できる。

図９に示す半導体発光装置Ｂ１２において、枠体３１の内側面３１３は、枠体３１の下面３１２から上面３１１に向けて枠体３１の内側寸法が徐々に大きくなるように傾斜している。このような傾いた内側面３１３では、半導体発光素子２０から出射した光が内側面３１３を覆う反射膜４１によって反射されるため、半導体発光素子２０が出射する光を封止樹脂５０の上面５０１へ集光を制御でき、半導体発光装置Ｂ１２の上方への光の出射効率を向上できる。このように傾斜した内側面３１３は、レーザ加工により形成できる。

図１０に示す半導体発光装置Ｂ１３において、枠体３１の内側面３１３は、枠体３１の下面３１２から上面３１１に向けて枠体３１の内側寸法が徐々に小さくなるように傾斜している。この枠体３１では、上面３１１の幅が大きく、半導体発光装置Ｂ１３を実装基板等に実装する際に、半導体発光装置Ｂ１３を保持するチャックにおける保持を容易にできる。また、このように傾斜した内側面３１３を有する枠体３１では、枠体３１内に充填する封止樹脂５０が枠体３１の上面３１１の反射膜４１を覆うことが抑制できる。このため、例えば粘着性を有する封止樹脂５０を用いた場合には、その封止樹脂５０が半導体発光装置Ｂ１３を保持するチャックに付着することを抑制でき、半導体発光装置Ｂ１３の実装を確実にできる。

図１１に示す半導体発光装置Ｂ１４において、枠体３１の内側面３１３は、枠体３１の上面３１１の側の開口寸法よりも下面３１２の側の開口寸法が小さく、枠体３１の内部に向かって窪む湾曲した面である。このような内側面３１３は、枠体３１を形成する金属製の板材を上面３１１の側からエッチングすることにより得られる。エッチングした板材を切断して枠体３１を形成することで、複数の枠体３１を容易に形成でき、製造コストを低減できる。

図１２に示す半導体発光装置Ｂ１５において、枠体３１の内側面３１３は、枠体３１の上面３１１の側の開口寸法よりも下面３１２の側の開口寸法が大きく、枠体３１の内部に向かって窪む湾曲した面である。このような内側面３１３は、枠体３１を形成する金属製の板材を下面３１２の側からエッチングすることにより得られる。エッチングした板材を切断して枠体３１を形成することで、複数の枠体３１を容易に形成でき、製造コストを低減できる。

図１３に示す半導体発光装置Ｂ１６において、枠体３１は、上面３１１の側の開口端部及び下面３１２の側の開口端部よりも内側に突出する突出部３１５を有する。そして、枠体３１の内側面３１３は、上面３１１の側の開口端部と突出部３１５までの間であって枠体３１の内部に向かって窪むように湾曲した第１内側面３１３ａと、下面３１２の側の開口端部と突出部３１５までの間であって枠体３１の内部に向かって窪むように湾曲した第２内側面３１３ｂと、からなる。

このような内側面３１３は、枠体３１を形成する金属製の板材を上面３１１の側と下面３１２の側とからエッチングすることにより得られる。エッチングした板材を切断して枠体３１を形成することで、複数の枠体３１を容易に形成でき、製造コストを低減できる。また、上面３１１又は下面３１２からエッチングして内側面を形成する場合と比べてエッチングに要する時間を短縮できる。

図１４に示す半導体発光装置Ｂ１７において、枠体３１の内側面３１３は、第１内側面３１３ａと第２内側面３１３ｂとからなる。この枠体３１では、第１樹脂層５１と第２樹脂層５２とを含む封止樹脂５０の場合、第１樹脂層５１と第２樹脂層５２の厚さをそれぞれ均一とすることができる。第１樹脂層５１を充填した場合、内側面に沿って這い上がる。このため、第１樹脂層５１は周辺で厚くなり、第２樹脂層５２は周辺で薄くなる。一方、図１４に示す枠体３１では、突出部３１５により樹脂の這い上がりが抑制できる。このため、第１樹脂層５１の厚さを均一にするとともに、第２樹脂層５２の厚さを均一にできる。なお、突出部３１５の厚さ方向Ｚの位置は、厚さ方向Ｚにおける枠体３１の中央に限らず、任意の位置とすることができる。

図１５に示す半導体発光装置Ｂ１８において、枠体３１は、上面３１１の側の内側縁部３１６が、曲面状に丸みを帯びている。このような枠体３１は、枠体３１を形成する金属製の板材を上面３１１の側からプレス加工することにより得られる。プレス加工とすることにより、短時間で多くの枠体３１を容易に形成でき、コストを低減できる。

図１６に示す半導体発光装置Ｂ１９において、枠体３１は、下面３１２の側の内側縁部３１７が、曲面状に丸みを帯びている。このような枠体３１は、枠体３１を形成する金属製の板材を下面３１２の側からプレス加工することにより得られる。プレス加工とすることにより、短時間で多くの枠体３１を容易に形成でき、コストを低減できる。また、上面３１１の幅が大きく、半導体発光装置Ｂ１９を実装基板等に実装する際に、半導体発光装置Ｂ１９を保持するチャックにおける保持を容易にできる。また、このように傾斜した内側面３１３を有する枠体３１では、枠体３１内に充填する封止樹脂５０が枠体３１の上面３１１の反射膜４１を覆うことが抑制できる。このため、例えば粘着性を有する封止樹脂５０を用いた場合には、その封止樹脂５０が半導体発光装置Ｂ１９を保持するチャックに付着することを抑制でき、半導体発光装置Ｂ１９の実装を確実にできる。

図１７に示す半導体発光装置Ｂ２０において、回路基板１０は、接続用配線１５を含む。接続用配線１５は、基材１１の主面１１１に設けられている。接続用配線１５は、枠体３１の周縁に沿って配設された枠状である。この接続用配線１５は、主面電極１２と同様に構成されている。この接続用配線１５は、枠体３１の接続に用いられる。接続部材６１は、はんだであり、接続用配線１５と枠体３１の下面３１２の反射膜４１とを接続する。はんだからなる接続部材６１を用いることで、回路基板１０に対して枠体３１の接続強度を向上できる。また、はんだからなる接続部材６１を用いることで、回路基板１０と枠体３１との間から光の漏れを抑制できる。

（第三実施形態）
以下、第三実施形態の半導体発光装置を説明する。
なお、この実施形態において、上記実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明を省略する。

図１８は、本実施形態の半導体発光装置Ｃ１０の概略断面を示す。なお、本実施形態の半導体発光装置Ｃ１０の厚さ方向Ｚから視た形状は第一実施形態と同じであるため、図面を省略する。

図１８に示すように、半導体発光装置Ｃ１０は、回路基板１０、半導体発光素子２０、枠体３２、反射膜４２、封止樹脂５０を備えている。
枠体３２は、厚さ方向Ｚから視て、矩形の枠状である。枠体３２は、厚さ方向Ｚを向くと共に互いに反対側を向く上面３２１及び下面３２２、枠体３２の内側を向く内側面３２３、枠体３２の外側を向く外側面３２４を有している。上面３２１は、基材１１の主面１１１と同じ側を向く面であり、下面３２２は、基材１１の主面１１１と対向する面である。

枠体３２は、半導体発光素子２０が出射する光における透光性が封止樹脂５０よりも低い基板材料、つまり透過する光量の低い基板材料からなる。本実施形態において、枠体３２の材料としては、ポリイミド系樹脂や液晶ポリマ（ＬＣＰ）、等を用いることができる。

枠体３２の内側面３２３は、反射膜４２により覆われている。本実施形態の反射膜４２は、銅スルーホールである。本実施形態の反射膜４２は、枠体３２の内側面３２３を覆うとともに、枠体３２の上面３２１及び下面３２２において、内側面３２３となる開口（貫通孔）の周縁部３２１ａ，３２２ａを覆うように形成されている。この反射膜４２は、表面にめっき膜が形成されている。めっき膜としては、例えば、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ｓｎ、等のメッキ膜を用いることができる。例えばＡｌめっき膜又はＡｇめっき膜からなる反射膜４２は、可視光に対する反射率が高く、半導体発光素子２０が出射する光を封止樹脂５０の上面５０１へ集光を制御でき、半導体発光装置Ｃ１０の上方への出射効率が向上する。同様に、可視光以外の光に対しても反射膜４２とするめっき膜を適宜選択することで、出射効率が向上する。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（３−１）枠体３２は、半導体発光素子２０が出射する光における透光性が封止樹脂５０よりも低い基板材料、つまり透過する光量の低い基板材料からなる。本実施形態において、枠体３２の材料としては、ポリイミド系樹脂や液晶ポリマ（ＬＣＰ）、等を用いることができる。枠体３２の内側面３２３は、反射膜４２により覆われている。本実施形態の反射膜４２は、銅スルーホールである。本実施形態の反射膜４２は、枠体３２の内側面３２３を覆うとともに、枠体３２の上面３２１及び下面３２２において、内側面３２３となる開口（貫通孔）の周縁部３２１ａ，３２２ａを覆うように形成されている。この反射膜４２は、表面にめっき膜が形成されている。めっき膜としては、例えば、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ｓｎ、等のメッキ膜を用いることができる。例えばＡｌめっき膜又はＡｇめっき膜からなる反射膜４２は、可視光に対する反射率が高く、半導体発光素子２０が出射する光を封止樹脂５０の上面５０１へ集光を制御でき、半導体発光装置Ｃ１０の上方への出射効率を向上できる。同様に、可視光以外の光に対しても反射膜４２とするめっき膜を適宜選択することで、出射効率を向上できる。

（第三実施形態の変更例）
図１９に示す半導体発光装置Ｃ１１において、回路基板１０は、接続用配線１５を含む。接続用配線１５は、基材１１の主面１１１に設けられている。接続用配線１５は、枠体３２の周縁に沿って配設された枠状である。この接続用配線１５は、主面電極１２と同様に構成されている。この接続用配線１５は、枠体３２の接続に用いられる。接続部材６１は、はんだであり、接続用配線１５と枠体３２の下面３２２の反射膜４２とを接続する。はんだからなる接続部材６１を用いることで、回路基板１０に対して枠体３２の接続強度を向上できる。また、はんだからなる接続部材６１を用いることで、回路基板１０と枠体３２との間から光の漏れを抑制できる。

（その他の変更例）
・上記各実施形態及び変更例に対し、回路基板１０に搭載する半導体発光素子２０の数を適宜変更してもよい。また、半導体発光素子２０として、赤外光を出射する半導体発光素子、紫外光を出射する半導体発光素子、レーザダイオード（ＬＤ）、等が用いられてもよい。また、複数種類の半導体発光素子、例えば可視光を出射する半導体発光素子と赤外光を出射する半導体発光素子とが回路基板１０に搭載されてもよい。

・本開示に係る半導体発光装置は、上述の実施形態及び各変更例に限定されるものではない。本開示に係る半導体発光装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

上記各実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（付記１）
互いに反対側を向く主面及び裏面を有する基材と、前記主面に配置された主面電極と、前記裏面に配置された裏面電極と、を有する回路基板と、
前記主面電極に搭載された半導体発光素子と、
前記主面に搭載され、前記回路基板の側の下面と、前記下面と反対方向を向く上面と、前記半導体発光素子に向かう内側面と、前記内側面と反対側を向く外側面とを有し、前記半導体発光素子を囲む枠体と、
前記枠体を前記主面に接続する接続部材と、
前記枠体の内側に充填され、前記主面及び前記半導体発光素子を覆い、透光性を有する封止樹脂と、
を備え、
前記枠体は、液晶ポリマ、又はポリアミド系樹脂からなる、
半導体発光装置。

（付記２）
前記反射膜は、銅スルーホールである、付記１に記載の半導体発光装置。
（付記３）
前記銅スルーホールは、前記枠体の上面及び下面の少なくとも一方のパッド部と接続されている、付記１又は２に記載の半導体発光装置。

（付記４）
前記銅スルーホールの表面を覆うめっき層をさらに備える、付記１から付記３のいずれか１つに記載の半導体発光装置。

（付記５）
前記めっき層は、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ、又はＳｎからなる、付記４に記載の半導体発光装置。

Ａ１０〜Ａ１４ 半導体発光装置
Ｂ１０〜Ｂ２０ 半導体発光装置
Ｃ１０，Ｃ１１ 半導体発光装置
１０ 回路基板
１１ 基材
１１１ 主面
１１２ 裏面
２０，２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ 半導体発光素子
３０，３１，３２ 枠体
３０３，３１３，３２３ 内側面
４０，４１，４２ 反射膜
５０ 封止樹脂
５１ 第１樹脂層
５２ 第２樹脂層
６０，６１ 接続部材

Claims (27)

1. 互いに反対側を向く主面及び裏面を有する基材と、前記主面に配置された主面電極と、前記裏面に配置された裏面電極と、を有する回路基板と、
   前記主面電極に搭載された半導体発光素子と、
   前記主面に搭載され、前記回路基板の側の下面と、前記下面と反対方向を向く上面と、前記半導体発光素子に向かう内側面と、前記内側面と反対側を向く外側面とを有し、前記半導体発光素子を囲む枠体と、
   前記枠体を前記主面に接続する接続部材と、
   前記枠体の内側に充填され、前記主面及び前記半導体発光素子を覆い、透光性を有する封止樹脂と、
   を備え、
   前記枠体は、前記封止樹脂よりも透光性が低い樹脂又は金属からなる、
   半導体発光装置。
2. 前記枠体は、黒色の樹脂からなる、請求項１に記載の半導体発光装置。
3. 前記枠体は、Ｃｕ，Ｃｕ合金、ＳＵＳ、Ｆｅ、Ａｌ、又はＡｕからなる、請求項１に記載の半導体発光装置。
4. 前記枠体の内側面は、前記回路基板に対して垂直である、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の半導体発光装置。
5. 前記枠体の内側面は、前記上面から前記下面に向かうほど前記枠体の内側寸法が小さくなるように傾斜している、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の半導体発光装置。
6. 前記枠体の内側面は、前記上面から前記下面に向かうほど前記枠体の内側寸法が大きくなるように傾斜している、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の半導体発光装置。
7. 前記枠体の内側面は、前記回路基板の主面に垂直な断面において、前記上面の側の開口寸法よりも前記下面の側の開口寸法が大きく、前記枠体の内部に向かって窪むように湾曲した面である、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の半導体発光装置。
8. 前記枠体の内側面は、前記回路基板の主面に垂直な断面において、前記上面の側の開口寸法よりも前記下面の側の開口寸法が小さく、前記枠体の内部に向かって窪むように湾曲した面である、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の半導体発光装置。
9. 前記枠体は、前記回路基板の主面に垂直な断面において、前記上面の側の開口端部及び前記下面の側の開口端部よりも内側に突出する突出部を有し、
   前記枠体の内側面は、前記回路基板の主面に垂直な断面において、前記上面の側の開口端部と前記突出部までの間であって前記枠体の内部に向かって窪むように湾曲した第１内側面と、前記下面の側の開口端部と前記突出部までの間であって前記枠体の内部に向かって窪むように湾曲した第２内側面と、からなる、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の半導体発光装置。
10. 前記枠体の前記上面の側の内側縁部は、曲面状に丸みを帯びている、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の半導体発光装置。
11. 前記枠体の前記下面の側の内側縁部は、曲面状に丸みを帯びている、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の半導体発光装置。
12. 前記枠体の内側面を覆う反射膜をさらに備える、請求項１から請求項１１の何れか一項に記載の半導体発光装置。
13. 前記反射膜は、前記上面及び前記下面の少なくとも一方を覆う、請求項１２に記載の半導体発光装置。
14. 前記反射膜は、白色の樹脂からなる、請求項１２又は請求項１３に記載の半導体発光装置。
15. 前記反射膜は、めっき膜からなる、請求項１２又は請求項１３に記載の半導体発光装置。
16. 前記めっき膜は、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ，又はＳｎからなる、請求項１５に記載の半導体発光装置。
17. 前記接続部材は、接着剤又ははんだである、請求項１から請求項１６の何れか一項に記載の半導体発光装置。
18. 前記基材は、ガラスエポキシ樹脂又はセラミックスからなる、請求項１から請求項１７の何れか一項に記載の半導体発光装置。
19. 前記回路基板は、前記基材の内部において、前記主面電極と前記裏面電極とを互いに接続する、請求項１から請求項１８の何れか一項に記載の半導体発光装置。
20. 前記回路基板は、前記主面において、前記枠体よりも内側に配設された環状の遮光用配線を含む、請求項１から請求項１９の何れか一項に記載の半導体発光装置。
21. 前記回路基板は、前記基材と前記枠体との間に、前記基材の周縁に沿って配置された接続用配線を含む、請求項１から請求項２０の何れか一項に記載の半導体発光装置。
22. 前記回路基板には、複数の半導体発光素子が実装されている、請求項１から請求項２１の何れか一項に記載の半導体発光装置。
23. 前記複数の半導体発光素子は、赤色光を出射する第１発光素子と、緑色光を出射する第２発光素子と、青色光を出射する第３発光素子と、からなる、請求項２２に記載の半導体発光装置。
24. 前記封止樹脂は、前記半導体発光素子からの出射光を拡散する拡散材を含む、請求項１から請求項２３のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
25. 前記封止樹脂は、前記半導体発光素子を覆う第１樹脂層と、前記第１樹脂層の上面を覆う第２樹脂層とを含む、請求項１から請求項２３の何れか一項に記載の半導体発光装置。
26. 前記第１樹脂層は、前記半導体発光素子からの出射光を拡散する拡散材を含む、請求項２５に記載の半導体発光装置。
27. 前記第２樹脂層は、前記半導体発光素子からの出射光を拡散する拡散材を含む、請求項２５に記載の半導体発光装置。