JP4149677B2 - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の発光装置で用いられている半導体発光素子の構成を、平面図としての図9、及び図9のC−C線に沿う縦断面を示す図10とにより示す。この発光素子41は図示されたような直方体または六面体形状を有し、半導体基板41の表面部分に、発光層43と、電流拡散層44とを有し、下面側と上面側とにそれぞれ下部電極45及び上部電極46を有する。
【0003】
そして、このような発光素子41が、図11に示されたように、リードフレーム31上に搭載され、発光素子41の上部電極46とリードフレーム31との間がボンディングワイヤ32により接続され、さらに透光性を有する樹脂から成る外囲器33により封止されている。
【0004】
しかし、このような構成を有する発光装置には、温度変化により外囲器33に膨張又は収縮が発生して応力が発光素子41の活性層43に作用し、光の出力特性が劣化するという問題があった。
【0005】
また従来の装置には、図12に示されたように、リードフレーム31上に発光素子41を搭載した状態で、発光素子41をエンキャップ樹脂47にて覆った後、外囲器33で封止したものもあった。このようにエンキャップ樹脂47により発光素子41を覆っておくことにより、発光素子41の活性層43に作用する外囲器33の応力が緩和されるので、発光素子41の光出力の劣化がある程度抑制される。
【0006】
しかし、平坦なリードフレーム31上で、発光素子41全体を覆うようにドーム形状のエンキャップ樹脂47を形成することは困難であった。このため、エンキャップ樹脂47が水平方向に流れて、発光素子41のエッジ49が露出し、この部分に外囲器33に発生した膨張又は収縮応力が作用して特性劣化を招くことがあった。
【0007】
また、リードフレーム31の材料に銅が含まれている場合、あるいはリードフレーム31に銅を用いて鍍金処理が施されている場合には、エンキャップ樹脂47の内部に銅イオンが凄み出して、やはり発光素子41の光出力特性の劣化を招くことがあった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の発光装置には、発光素子に外囲器の温度変化による膨張又は収縮応力が作用して光出力特性が劣化し、また応力緩和のために発光素子をエンキャップ樹脂で覆う場合には、平坦なリードフレーム上でドーム形状のエンキャップ樹脂を形成することが困難であり、さらにリードフレームに含まれる銅がエンキャップ樹脂内部に滲み出して光出力特性を劣化させるという問題があった。
【0009】
本発明は上記事情に鑑み、光出力特性の劣化を防止することが可能な発光装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の発光装置は、一表面部分において、周囲を溝部で囲まれ、凸状に形成された発光面を有する発光素子と、前記発光素子の一表面部分に、前記溝部で囲まれた前記発光面を覆うように形成された透光性を有するキャップ状樹脂と、前記発光素子を搭載し、前記発光素子と電気的に接続されたリードフレームと、前記リードフレームに搭載された前記発光素子を覆うように形成された透光性を有する外囲器とを備え、前記発光素子は、一表面部分に形成された電流拡散層と、前記電流拡散層の下方に形成された発光層とを有し、前記溝部は、前記発光層より深く形成されていることを特徴とする。
【0012】
前記溝部で囲まれた前記発光面は、前記溝部の外周領域より高さが低く形成されていてよい。
【0014】
ここで前記発光素子の一表面部分において、前記発光面上に電極が形成されており、この電極の表面上にボンディングワイヤが接続されていてよい。
【0015】
あるいは、前記発光素子の一表面部分において、前記発光面と、ボンディングワイヤを接続するワイヤ接続領域とが隣接するように配置されており、前記発光面上と前記ワイヤ接続領域上とに連続的に電極が形成されており、前記電極が形成された領域を除いて、前記発光面の周囲と、前記発光面と前記ワイヤ接続領域との境界領域とに前記溝が形成されていてもよい。
【0016】
本発明の発光装置の製造方法は、発光素子の一表面部分において、凸状の発光面を形成するように、この発光面の周囲に溝部を形成する工程と、前記発光素子を、リードフレーム上に搭載し、前記発光素子と前記リードフレームとを電気的に接続する工程と、前記発光素子の一表面部分において、前記溝部で囲まれた前記発光面を覆うように透光性を有するキャップ状樹脂を形成する工程と、前記リードフレームに搭載された前記発光素子を覆うように、透光性を有する外囲器を形成する工程とを備え、前記発光素子は、一表面部分に形成された電流拡散層と、前記電流拡散層の下方に形成された発光層とを有し、前記溝部を形成する工程では、この溝部を前記発光層より深く形成することを特徴とする。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【0023】
本発明の第1の実施の形態による発光装置は、平面図としての図1及び図1のA−A線に沿う縦断面を示す図2に示されたように、発光素子1の発光面8を囲むようにその外周に溝部7を形成する。これにより、凸状の発光面8が形成される。
【0024】
この凸状の発光面8には上部電極6が形成されており、この上部電極6にボンディングワイヤが接続され、図示されていないリードフレームとの間で電気的に接続される。
【0025】
この状態で、図3に示されたように、凸状の発光面8を覆うように、ポッティング等を行ってエンキャップ樹脂9を形成する。さらに、図4に示されたように、リードフレーム31に搭載された発光素子1、エンキャップ樹脂9、ボンディングワイヤ32を覆うように、透光性を有する樹脂を成形して外囲器33で封止する。
【0026】
本実施の形態では、溝部7を形成したことにより、エンキャップ樹脂9を容易にドーム形状に形成することができる。よって、図12に示された従来の装置のように、エンキャップ樹脂9が水平方向に流れて発光素子41のエッジ49が露出することがなく、外囲器33に生じた温度変化による膨張又は収縮応力が発光面8まで作用することが防止される。
【0027】
また、従来のように、図12に示されたリードフレーム31上に搭載された発光素子41を覆うようにエンキャップ樹脂47を形成すると、リードフレーム31が平坦であるためエンキャップ樹脂47が水平方向に流れて樹脂を無駄に消費することになる。しかし、本実施の形態では溝部7が存在することにより、樹脂が水平方向に流れることがなく、樹脂の量を削減することができる。
【0028】
また、本実施の形態ではエンキャップ樹脂9が直接リードフレーム31に接触しないことにより、リードフレーム31に銅が含まれる場合であっても、銅イオンがエンキャップ樹脂9の内部に滲み出して発光素子1の光出力特性を劣化させることが防止できる。
【0029】
ここで、溝部7を形成する際には、発光素子1の活性層3より深くすることにより、活性層3がエンキャップ樹脂9にて覆われた状態になる。このため、この後に発光素子1全体を覆うように外囲器33を形成した際にも、外囲器33を構成する樹脂の温度変化により膨張又は収縮応力が作用することをより緩和し、光出力特性が劣化することを確実に防止できる。
【0030】
本発明の第2の実施の形態による発光装置について説明する。本実施の形態は、平面図としての図5及び図5のB−B線に沿う縦断面を示す図6に示されたように、溝部17aで囲まれた発光面18の高さが、溝部17aの外周領域よりも低くなるように形成されている。
【0031】
また、図5に示されたように、凸状の発光面18に隣接した位置にワイヤ接続領域20が配置されている。このワイヤ接続領域20は、発光面18上に形成された上部電極16が延在していることにより、電気的に発光面18と接続された状態にある。このワイヤ接続領域20上の上部電極にボンディングワイヤが接続され、図示されていないリードフレームと電気的に接続される。
【0032】
さらに本実施の形態では、凸状の発光面18の周囲に溝部17aが形成され、発光面18とワイヤ接続領域20との境界領域に溝部17bが形成されている。
【0033】
そして、図7に示されたように、溝部17aで囲まれた凸状の発光面18を埋め込むようにエンキャップ樹脂19を注入する。ここで、溝部17bが形成されていることにより、ワイヤ接続領域20まで樹脂が流れ出ることが防止される。
【0034】
図8に示されたように、リードフレーム31に搭載された発光素子11、エンキャップ樹脂19、ボンディングワイヤ32を覆うように、透光性を有する樹脂を成形して外囲器33で封止する。
【0035】
本実施の形態では、発光面18が溝部17aの外周領域よりも低いことから、溝部17aのみならず凸状の発光面18までがエンキャップ樹脂19の液溜まりとして作用し、図示されたように周囲に流れ出すことなく確実に発光面18を覆うことができる。
【0036】
よって、従来の装置のように、エンキャップ樹脂が水平方向に流れて発光素子41のエッジが露出することをより確実に防止し、外囲器33に生じた応力が発光面18における発光層13に作用することが防止され、またエンキャップ樹脂の量も削減できる。
【0037】
また、上記第1の実施の形態と同様に、エンキャップ樹脂19が直接リードフレーム31に接触しないことにより、リードフレーム31に銅が含まれる場合であっても銅イオンがエンキャップ樹脂19の内部に滲み出して発光素子1の光出力特性を劣化させることを防止することができる。
【0038】
上述した実施の形態はいずれも一例であり、本発明を限定するものではない。例えば、上記第1の実施の形態では、図1に示されたように凸状の発光面8上に上部電極6が形成され、この部分にボンディングワイヤ32が接続される。そして、凸状の発光面8の高さは、図2に示されたように溝部7の外周領域と同じ高さである。
【0039】
しかし、図1のA−A線に沿う縦断面が図6に示されるように、凸状の発光面の高さが溝部の外周領域より低く形成されていてもよい。
【0040】
また、上記第2の実施の形態では、図5に示されたように凸状の発光面18上の上部電極16にボンディングワイヤ32を直接接続するのでなく、発光面1に隣接して設けられたワイヤ接続領域20上に上部電極16が延在しており、この面上にボンディングワイヤ32が接続される。この場合のB−B線に沿う縦断面は、図2に示されるように、凸状の発光面の高さが溝部の外周領域と同じ高さであってもよい。
【0041】
さらには、上記第2の実施の形態において、溝部17aで囲まれた凸状の発光面16を覆うようにエンキャップ樹脂19を注入している。しかし、エンキャップ樹脂19を注入することなく、その後発光素子11全体を覆うように透光性を有する樹脂を射出成形して外囲器を形成することにより、凸状の発光面16の周囲を空洞状態にしてもよい。この場合、より粘性の高い樹脂を用いて外囲器を形成することにより、空洞化が実現される。この空洞の存在により、外囲器の熱膨張又は収縮による応力が発光面16に作用することが緩和され、光出力特性の劣化が防止される。このようにすることで、エンキャップ樹脂も不要となり、よりコスト低減が実現される。
【0042】
外囲器の材料としては、比較的硬度が高いエポキシ樹脂等を用いてもよい。一方、エンキャップ樹脂の材料としては、例えばシリコン樹脂のように、比較的硬度が低く弾力性を有する材料を採用することで、発光層に応力が作用することをより有効に緩和することができる。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の発光素子及びその製造方法によれば、発光素子の表面部分において、発光面を囲むように溝部を形成し、発光面を覆うようにキャップ状樹脂を形成したことにより、キャップ状樹脂を容易にドーム形状に形成することができるので、発光素子のエッジが露出することがなく応力の作用を防止することができると共に、樹脂の量を削減することが可能であり、またキャップ状樹脂が直接リードフレームに接触しないため、リードフレームに銅が含まれる場合であっても銅イオンがキャップ状樹脂の内部に滲み出して発光素子の光出力特性を劣化させることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態による発光装置における発光素子を示した平面図。
【図2】図1のA−A線に沿う縦断面を示した断面図。
【図3】図2に示された発光素子にエンキャップ樹脂が形成された状態を示した断面図。
【図4】同第1の実施の形態による発光装置の縦断面を示した断面図。
【図5】本発明の第2の実施の形態による発光装置における発光素子を示した平面図。
【図6】図5のB−B線に沿う縦断面を示した断面図。
【図7】図6に示された発光素子にエンキャップ樹脂が形成された状態を示した断面図。
【図8】同第2の実施の形態による発光装置の縦断面を示した断面図。
【図9】従来の発光装置における発光素子を示した平面図。
【図10】図9のC−C線に沿う縦断面を示した断面図。
【図11】図10に示された発光素子にエンキャップ樹脂が形成された一例を示した断面図。
【図12】図10に示された発光素子にエンキャップ樹脂が形成された他の例を示した断面図。
【符号の説明】
1、11 発光素子
2、12 半導体基板
3、13 活性層
4、14 電流拡散層
5、15 下部電極
6、16 上部電極
7、17a、17b 溝部
8、18 発光面
9、19 エンキャップ樹脂
31 リードフレーム
32 ボンディングワイヤ
33 外囲器
Claims (5)
- 一表面部分において、周囲を溝部で囲まれ、凸状に形成された発光面を有する発光素子と、
前記発光素子の一表面部分に、前記溝部で囲まれた前記発光面を覆うように形成された透光性を有するキャップ状樹脂と、
前記発光素子を搭載し、前記発光素子と電気的に接続されたリードフレームと、
前記リードフレームに搭載された前記発光素子を覆うように形成された透光性を有する外囲器と、
を備え、
前記発光素子は、一表面部分に形成された電流拡散層と、前記電流拡散層の下方に形成された発光層とを有し、
前記溝部は、前記発光層より深く形成されていることを特徴とする発光装置。 - 前記溝部で囲まれた前記発光面は、前記溝部の外周領域より高さが低く形成されていることを特徴とする請求項1記載の発光装置。
- 前記発光素子の一表面部分において、前記発光面上に電極が形成されており、この電極の表面上にボンディングワイヤが接続されることを特徴とする請求項1又は2記載の発光装置。
- 前記発光素子の一表面部分において、前記発光面と、ボンディングワイヤを接続するワイヤ接続領域とが隣接するように配置されており、前記発光面上と前記ワイヤ接続領域上とに連続的に電極が形成されており、
前記電極が形成された領域を除いて、前記発光面の周囲と、前記発光面と前記ワイヤ接続領域との境界領域とに前記溝が形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の発光装置。 - 発光素子の一表面部分において、凸状の発光面を形成するように、この発光面の周囲に溝部を形成する工程と、
前記発光素子を、リードフレーム上に搭載し、前記発光素子と前記リードフレームとを電気的に接続する工程と、
前記発光素子の一表面部分において、前記溝部で囲まれた前記発光面を覆うように透光性を有するキャップ状樹脂を形成する工程と、
前記リードフレームに搭載された前記発光素子を覆うように、透光性を有する外囲器を形成する工程と、
を備え、
前記発光素子は、一表面部分に形成された電流拡散層と、前記電流拡散層の下方に形成された発光層とを有し、
前記溝部を形成する工程では、この溝部を前記発光層より深く形成することを特徴とする発光装置の製造方法。
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