JP4544361B2 - Light emitting device - Google Patents
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Description
本発明は、ディスプレイ・光通信やOA機器又は携帯機器の光源に最適な紫外
域光から赤色光を発光する発光ダイオードに係わり、特に優れた放熱経路を有し
且つ外部からの機械的応力等の耐久性に優れた発光装置に関する。
The present invention relates to a light-emitting diode that emits red light from ultraviolet light that is optimal for light sources of displays, optical communications, OA devices, and portable devices, and has a particularly excellent heat dissipation path and mechanical stress from the outside. The present invention relates to a light emitting device having excellent durability.
今日、発光装置としてRGB(赤、緑、青色)がそれぞれ高輝度に発光可能な発
光ダイオードに加え紫外線が発光可能な発光ダイオード、白色発光が可能な発光
ダイオードやレーザダイオードが開発された。これらの半導体発光素子は高輝度
、低消費電力かつ長寿命という優れた特性を有している。そのため、屋外や屋内
の各種ディスプレイ、交通や鉄道などの信号機、各種インジケータや標示や液晶
装置のバックライトだけでなく、照明自体として利用されはじめている。
Nowadays, light emitting diodes capable of emitting ultraviolet light, light emitting diodes capable of emitting white light, and laser diodes have been developed as light emitting devices in addition to light emitting diodes capable of emitting RGB (red, green, and blue) with high luminance. These semiconductor light emitting devices have excellent characteristics such as high luminance, low power consumption and long life. For this reason, it has begun to be used not only as a backlight for various types of outdoor and indoor displays, traffic signals such as traffic and railways, various indicators, signs, and liquid crystal devices, but also as illumination itself.
このような発光装置として、図14および15に示す表面実装型発光装置が用
いられている。図14および15の表面実装型発光装置は、フレームインサート
タイプと呼ばれ、発光素子が電気的に接続される正負一対のリード電極が、樹脂
によって上下方向から挟み込まれるように、射出成形によってリード電極が樹脂
パッケージと一体化される。リード電極の端部は外部へ突出しており、後に端部
が折り曲げられることによって配線パターン等と接続される。この樹脂パッケー
ジは開口部が形成され、リード電極上に発光素子が載置されるようにリード電極
が露出している。この開口部はテーパー形状を有しており、内壁が傾斜されるこ
とで発光素子からの光を効率よく反射させることができる。また、発光素子は、
対向面に正負一対の電極が形成されており、上記の樹脂パッケージのリード電極
上に、発光素子の一方の電極が接続され、もう一方の電極は、導電性ワイヤーに
よって他のリード電極に接続されている。
As such a light emitting device, a surface mount type light emitting device shown in FIGS. 14 and 15 is used. The surface-mounted light emitting device of FIGS. 14 and 15 is called a frame insert type, and lead electrodes are formed by injection molding so that a pair of positive and negative lead electrodes to which light emitting elements are electrically connected are sandwiched from above and below by resin. Is integrated with the resin package. The end portion of the lead electrode protrudes to the outside, and is connected to a wiring pattern or the like by bending the end portion later. The resin package has an opening, and the lead electrode is exposed so that the light emitting element is mounted on the lead electrode. The opening has a tapered shape, and the light from the light emitting element can be efficiently reflected by inclining the inner wall. The light emitting element is
A pair of positive and negative electrodes are formed on the opposing surface, one electrode of the light emitting element is connected to the lead electrode of the resin package, and the other electrode is connected to the other lead electrode by a conductive wire. ing.
しかしながら、窒化ガリウム系化合物半導体など、両面に電極を形成することが
困難である発光素子を用い、フレームインサートタイプの樹脂パッケージに載置
する場合、フェイスアップによる実装形態であると同一面に電極を形成し2本の
ワイヤによって電気的に接続する必要がある。このように、ワイヤを2本形成す
ると、ワイヤが陰となり光の取りだし効率が悪くなるばかりか、ワイヤの断線等
による不良が生じ歩留まりが低くなる。そのため、フェイスダウンによる発光素
子の実装が好ましいものとなる。しかしながら、フレームインサートタイプでは
、0.15mm厚の銅合金属を用いる場合、正負のリード電極の間隔は約0.1
5mmとするのが限度であり、正負の電極間が0.1mm以下である発光素子を
フェイスダウンで安定性良く載置可能な距離とすることは難しい。また、リード
電極は樹脂パッケージとの密着性は、必ずしも良好なものとは言えず、発光素子
とリード電極との接合時に与えられる熱、加重および超音波による影響を受け、
対向する双方のリード電極がそれぞれ微振動してしまうことで充分に合金化する
ことができない。そこで、本発明は、フリップチップ方式による発光素子を用い
て、安定性がよく、極めて信頼性に富んだ表面実装型発光装置を提供することを
目的とする。
However, when a light-emitting element such as a gallium nitride compound semiconductor, which is difficult to form electrodes on both sides, is mounted on a frame insert type resin package, the electrodes are placed on the same surface as in the face-up mounting form. It must be formed and electrically connected by two wires. As described above, when two wires are formed, the wire is shaded and light extraction efficiency is deteriorated, and a defect due to wire breakage or the like occurs, resulting in a low yield. Therefore, mounting of the light emitting element by face down is preferable. However, in the frame insert type, when a copper alloy metal having a thickness of 0.15 mm is used, the distance between the positive and negative lead electrodes is about 0.1.
The limit is 5 mm, and it is difficult to make the distance between the positive and negative electrodes 0.1 mm or less that allows the light-emitting element to be placed face-down with good stability. In addition, the adhesion of the lead electrode to the resin package is not necessarily good, and it is affected by heat, weight, and ultrasonic waves given when the light emitting element and the lead electrode are joined,
Since both opposing lead electrodes slightly vibrate, they cannot be fully alloyed. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a surface-mount light-emitting device that uses a flip-chip light-emitting element and has excellent stability and high reliability.
[課題を解決するための手段]
本発明に関わる発光装置は、表面に導電性部材を有する平板状のサブマウントにフェイスダウン実装された発光素子と、前記発光素子の少なくとも上面を除いた側面に形成された、光反射部材を含む封止部材と、前記発光素子の上面及び前記封止部材の上面に、蛍光物質を含む透光性部材と、を有することを特徴とする。
前記光反射部材を含む封止部材は、前記発光素子の底面にも設けられてなることが好ましい。
前記光反射部材は、酸化ケイ素、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウムからなる群から選択される少なくとも1つであることが好ましい。
前記サブマウントは厚さ方向に貫通する貫通孔を有し、前記透光性部材は前記貫通孔に達するように形成されていることが好ましい。
前記サブマウントはセラミックからなることが好ましい。
前記封止部材は、熱又は光で硬化可能な樹脂であってもよい。
前記透光性部材は、シリコーン樹脂であってもよい。
[Means for solving problems]
A light-emitting device according to the present invention includes a light-emitting element face-down mounted on a flat plate-shaped submount having a conductive member on the surface, and a light reflecting member formed on a side surface excluding at least the upper surface of the light-emitting element. It has a sealing member, and a translucent member containing a fluorescent substance on the upper surface of the light emitting element and the upper surface of the sealing member.
Preferably, the sealing member including the light reflecting member is also provided on the bottom surface of the light emitting element.
The light reflecting member is preferably at least one selected from the group consisting of silicon oxide, barium titanate, titanium oxide, and aluminum oxide.
Preferably, the submount has a through hole penetrating in the thickness direction, and the translucent member is formed to reach the through hole.
The submount is preferably made of ceramic.
The sealing member may be a resin curable with heat or light.
The translucent member may be a silicone resin.
また、本発明に関わる半導体発光装置は、サブマウントが、前記リード電極間方向へ延長された矩形形状からなることができる。このような構成からなると、サブマウントが正電極上から負電極上を渡って配され、発光素子をリード電極と電気的に接続することができる。
Also, the semiconductor light-emitting device according to the present invention can be submount comprises a rectangular shape which is extended to the lead electrodes between direction. With such a configuration, the submount is arranged from the positive electrode to the negative electrode, and the light emitting element can be electrically connected to the lead electrode.
また、本発明に関わる半導体発光装置は、サブマウントが、短辺の長さが発光素子の対角線より長くてもよい。このような構成からなると、導電性接合部材によってサブマウント表面上に形成された導電性部材と発光素子との密着性を高め、安定性良く用いることができる。
Also, the semiconductor light-emitting device according to the present invention, the sub-mount, the length of the short side may be rather longer than the diagonal line of the light emitting element. If comprised in this way, the adhesiveness of the electroconductive member and light emitting element which were formed on the submount surface with the electroconductive joining member can be improved, and it can be used with sufficient stability.
また、本発明に関わる半導体発光装置は、サブマウントが、発光素子の少なくとも2倍以上の面積を有するとよい。このような構成からなると、放熱性が向上し、リード電極上に載置する際などにおいて取り扱いもしやすくなる。
In the semiconductor light emitting device according to the present invention, the submount may have an area at least twice that of the light emitting element. With such a configuration, heat dissipation is improved, and handling is facilitated when placing on the lead electrode.
また、本発明に関わる半導体発光素子は、サブマウントは、厚さ方向に貫通する貫通孔を有し、該貫通孔は内壁に該サブマウント上面および下面の導電性部材と連続する導電性部材を有し、該貫通孔を介して該サブマウントの上面と下面は導通されていてもよい。このような構成からなると、発光素子と近い位置に放熱経路をさらに設けることができ、放熱効率を高めることができる。
In the semiconductor light emitting device according to the present invention, the submount has a through-hole penetrating in the thickness direction, and the through-hole has a conductive member continuous with the conductive members on the upper surface and the lower surface of the submount on the inner wall. And the upper surface and the lower surface of the submount may be electrically connected through the through hole. With such a configuration, a heat dissipation path can be further provided at a position close to the light emitting element, and heat dissipation efficiency can be improved.
また、本発明に関わる半導体発光装置は、貫通孔が複数形成されていてもよい。このような構成からなると、上記した放熱効率をさらに高めることができる。
The semiconductor light emitting device according to the present invention may have a plurality of through holes. With such a configuration, the heat dissipation efficiency described above can be further increased.
また、本発明に関わる半導体発光装置は、発光素子の中心軸がサブマウントの中心軸と一致し、貫通孔は、発光素子の外周部において、中心軸に対して対称な位置に形成されていてもよい。このような構成からなると、発光素子の載置部の安定性が増し、密着性や放熱経路などにおいても偏りがないため好ましい。
Also, the semiconductor light-emitting device according to the present invention, the center axis of the light emitting element is coincident with the center axis of the sub-mount, through holes, and the outer peripheral portion of the light emitting element, are formed at symmetrical positions with respect to the central axis Also good . Such a configuration is preferable because the stability of the mounting portion of the light emitting element is increased and there is no bias in the adhesion and heat dissipation path.
また、本発明に関わる半導体発光装置は、貫通孔が、円柱形状からなっていてもよい。このような構成からなると、発光素子が載置されているサブマウントの上面および下面に形成されている導電性部材の導通を取りやすく、熱の流れもよりスムーズなものとなるため好ましい。
Also, the semiconductor light-emitting device according to the present invention, the through holes may comprise a cylindrical shape. Such a configuration is preferable because the conductive members formed on the upper surface and the lower surface of the submount on which the light emitting element is placed can be easily connected and the flow of heat becomes smoother.
また、本発明に関わる半導体発光装置は、接着部が、貫通孔の内壁の少なくとも一部と接触していてもよい。このような構成からなると、サブマウントと導電性接合部材との接着面積をより広くすることができるため、サブマウントのリード電極からの剥離やずれを抑制することができる。
In the semiconductor light emitting device according to the present invention, the adhesive portion may be in contact with at least a part of the inner wall of the through hole. With such a configuration, since the bonding area between the submount and the conductive bonding member can be increased, peeling and deviation of the submount from the lead electrode can be suppressed.
また、本発明に関わる半導体発光装置は、サブマウントが、ガラスエポキシ樹脂或いはBTレジンからなってもよい。このような構成からなると比較的容易にサブマウントを形成することができる。 Also, the semiconductor light-emitting device according to the present invention, the submount may be made of glass epoxy resin or BT resin. With such a configuration, the submount can be formed relatively easily.
本発明は、リード電極間に対し、載置するのに十分な長さを有するサブマウン
トを用いることによって、発光素子をフェイスダウン実装により安定性良く電気
的に接続することができるため、信頼性に富んだ表面実装型発光装置とすること
ができる。
According to the present invention, since a submount having a sufficient length for mounting between lead electrodes can be used, a light emitting element can be electrically connected with good stability by face-down mounting. It is possible to provide a surface-mount light-emitting device that is rich in surface light.
以下、図面を参照して、本発明に関わる実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1および2に本発明の実施の形態に関わる発光装置を示す。
リード電極が一体成形されたパッケージの内部に、リード電極の正負の両電極
間を跨るようにサブマウントが配置されている。サブマウントの上面および下面
には、導電性部材が形成されいる。サブマウント下面の導電性部材は、リード電
極と導通された状態となっている。また、サブマウント上面の導電性部材は、発
光素子が電極形成面側を対向させて載置され電気的に接続可能となるように、離
間して形成されている。
1 and 2 show a light-emitting device according to an embodiment of the present invention.
A submount is disposed in the package in which the lead electrodes are integrally formed so as to straddle between the positive and negative electrodes of the lead electrodes. Conductive members are formed on the upper and lower surfaces of the submount. The conductive member on the lower surface of the submount is in a state of being electrically connected to the lead electrode. In addition, the conductive member on the upper surface of the submount is formed so as to be separated so that the light emitting element is placed with the electrode formation surface side facing and can be electrically connected.
このような構成とすることで、発光素子をフェイスダウンで安定性良く載置す
ることが可能となる。発光素子からの光は、基板側から外部へ出射されることで
、外部への光のとりだし効率が良くなり、また、導通させるためのワイヤーを必
要としないことから、断線等による不良を出さず、歩留まりを上げることもでき
る。さらに、サブマウントは比較的硬質な絶縁性基板などに薄い金属薄膜からな
る導電性部材が形成されているため、発光素子の電極と導電性部材とを接合させ
る際に起こる微振動の影響を受けることなく合金化することができる。そのため
、発光素子の剥離やずれ等を防ぐことができるため、極めて信頼性の良好な発光
装置を提供することが可能となる。
With such a configuration, the light-emitting element can be placed face-down with good stability. The light from the light emitting element is emitted from the substrate side to the outside, so that the efficiency of taking out the light to the outside is improved, and no wire for conducting is required, so there is no defect due to disconnection or the like. , You can also increase the yield. Furthermore, since the submount is formed with a conductive member made of a thin metal thin film on a relatively hard insulating substrate or the like, the submount is affected by the slight vibration that occurs when the electrode of the light emitting element and the conductive member are joined. It can be alloyed without any problems. Therefore, the light-emitting element can be prevented from being peeled off or displaced, so that a highly reliable light-emitting device can be provided.
また、図3のようにサブマウントに、貫通孔が形成されていると、貫通孔内部
にも導電性材料を設けることが可能となり、放熱性を高めることもでき、さらに
リード電極上に配される際に用いられる導電性接合部材を貫通孔内部にまで設け
ることができるため、密着性もよくなる。
In addition, when a through-hole is formed in the submount as shown in FIG. 3, it is possible to provide a conductive material also inside the through-hole, and it is possible to improve heat dissipation, and further, it is disposed on the lead electrode. Since the conductive joining member used in the process can be provided up to the inside of the through hole, the adhesion is improved.
また、図4の断面図に示されるパッケージ凹部を発光素子が載置されたサブマ
ウントが、リード電極の両電極間を渡るように設置された後、エポキシ樹脂或い
はシリコーン樹脂などの透光性樹脂で封止することもできる。このようにすると
、発光素子およびサブマウントを保護することができ、また、ガラスフィラーな
どを混入させることで光の輝度を高めることもできる。
In addition, after the submount on which the light emitting element is placed in the package recess shown in the sectional view of FIG. 4 is installed so as to cross between the two electrodes of the lead electrode, a translucent resin such as epoxy resin or silicone resin is used. It can also be sealed with. If it does in this way, a light emitting element and a submount can be protected, and the brightness of light can also be raised by mixing a glass filler etc.
また、図7のようにパッケージ凹部に配する前に、予め発光素子とサブマウン
トとを封止樹脂によって一体化しておくことも可能である。このようにすると、
発光素子とサブマウントの密着性はさらに向上し剥離などを防ぐことができるた
め、取り扱いやすくなり、蛍光物質や拡散剤などを封止樹脂内部に含有させるこ
とで、さらに発光特性を高めることもできる。以下、本発明の実施の形態におけ
る各構成について詳述する。
Further, as shown in FIG. 7, the light emitting element and the submount can be integrated with the sealing resin in advance before being arranged in the package recess. If you do this,
The adhesion between the light-emitting element and the submount can be further improved and peeling can be prevented, so that it becomes easy to handle, and by adding a fluorescent substance, a diffusing agent, or the like inside the sealing resin, the light emission characteristics can be further improved. . Hereafter, each structure in embodiment of this invention is explained in full detail.
(発光素子)
本発明において、発光素子 は特に限定されないが、正負一対の電極を同一面
に有するものであり、蛍光物質を用いた場合、前記蛍光物質を励起可能な発光波
長を発光することのできる発光層を有する半導体発光素子が好ましい。このよう
な半導体発光素子としてAlInGaPやGaNなど種々の半導体を挙げること
ができるが、蛍光物質を効率よく励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体(
InXAlYGa1−X−YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)が好適に挙げら
れる。半導体の構造としては、MIS接合、PIN接合やpn接合などを有する
ホモ構造、ヘテロ構造、あるいはダブルヘテロ構造のものが挙げられる。半導体
層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。また、半
導体活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造や多重量子井
戸構造とすることもできる。
(Light emitting element)
In the present invention, the light emitting element is not particularly limited, but has a pair of positive and negative electrodes on the same surface, and when a fluorescent material is used, a light emitting layer capable of emitting an emission wavelength capable of exciting the fluorescent material. A semiconductor light-emitting element having is preferable. Examples of such semiconductor light emitting devices include various semiconductors such as AlInGaP and GaN, but nitride semiconductors capable of emitting short wavelengths capable of efficiently exciting fluorescent materials (
In X Al Y Ga 1-X -Y N, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1) is preferably exemplified. Examples of the semiconductor structure include a homostructure, a heterostructure, or a double heterostructure having a MIS junction, a PIN junction, a pn junction, or the like. Various emission wavelengths can be selected depending on the material of the semiconductor layer and the degree of mixed crystal. In addition, a single quantum well structure or a multiple quantum well structure in which the semiconductor active layer is formed in a thin film in which a quantum effect is generated can be used.
窒化物半導体を使用した場合、半導体基板にはサファイア、スピネル、SiC
、Si、ZnO等の材料が好適に用いられる。結晶性の良い窒化物半導体を量産
性良く形成させるためにはサファイア基板を用いることが好ましい。このサファ
イア基板上にGaN、AlN、GaAlN等のバッファー層を形成しその上にp
n接合を有する窒化物半導体を形成させる。
When nitride semiconductor is used, the semiconductor substrate is sapphire, spinel, SiC
A material such as Si, ZnO or the like is preferably used. In order to form a nitride semiconductor with good crystallinity with high productivity, it is preferable to use a sapphire substrate. A buffer layer of GaN, AlN, GaAlN, etc. is formed on the sapphire substrate, and p is formed thereon.
A nitride semiconductor having an n junction is formed.
窒化物半導体を使用したpn接合を有する発光素子の例として、バッファ層上
に、n型窒化ガリウムで形成した第1のコンタクト層、n型窒化アルミニウム・
ガリウムで形成させた第1のクラッド層、窒化インジウム・ガリウムで形成した
活性層、p型窒化アルミニウム・ガリウムで形成した第2のクラッド層、p型窒
化ガリウムで形成した第2のコンタクト層を順に積層させたダブルヘテロ構造な
どが挙げられる。
As an example of a light-emitting element having a pn junction using a nitride semiconductor, a first contact layer formed of n-type gallium nitride on a buffer layer, n-type aluminum nitride,
A first clad layer made of gallium, an active layer made of indium gallium nitride, a second clad layer made of p-type aluminum nitride / gallium, and a second contact layer made of p-type gallium nitride in this order For example, a laminated double hetero structure.
窒化物半導体は、不純物をドープしない状態でn型導電性を示す。発光効率を
向上させるなど所望のn型窒化物半導体を形成させる場合は、n型ドーパントと
してSi、Ge、Se、Te、C等を適宜導入することが好ましい。一方、p型
窒化物半導体を形成させる場合は、p型ドーパントであるZn、Mg、Be、C
a、Sr、Ba等をドープさせる。窒化物半導体は、p型ドーパントをドープし
ただけではp型化しにくいためp型ドーパント導入後に、炉による加熱やプラズ
マ照射等により低抵抗化させることが好ましい。電極形成後、半導体ウエハーか
らチップ状にカットさせることで窒化物半導体からなる発光素子を形成させるこ
とができる。
Nitride semiconductors exhibit n-type conductivity without being doped with impurities. When forming a desired n-type nitride semiconductor, for example, to improve luminous efficiency, it is preferable to appropriately introduce Si, Ge, Se, Te, C, etc. as an n-type dopant. On the other hand, when forming a p-type nitride semiconductor, p-type dopants Zn, Mg, Be, C
a, Sr, Ba and the like are doped. Since nitride semiconductors are not easily converted to p-type by simply doping with a p-type dopant, it is preferable to reduce resistance by heating in a furnace or plasma irradiation after introducing the p-type dopant. After the electrodes are formed, a light emitting element made of a nitride semiconductor can be formed by cutting the semiconductor wafer into chips.
本発明の発光ダイオードにおいて、白色系を発光させるには、蛍光物質からの
発光波長との補色関係や透光性樹脂の劣化等を考慮して、発光素子の発光波長は
400nm以上530nm以下が好ましく、420nm以上490nm以下がよ
り好ましい。発光素子と蛍光物質との励起、発光効率をそれぞれ向上させるため
には、450nm以上475nm以下がさらに好ましい。
In the light emitting diode of the present invention, in order to emit white light, the emission wavelength of the light emitting element is preferably 400 nm or more and 530 nm or less in consideration of the complementary color relationship with the emission wavelength from the fluorescent material, deterioration of the translucent resin, and the like. 420 nm or more and 490 nm or less is more preferable. In order to improve excitation and light emission efficiency of the light emitting element and the fluorescent material, respectively, 450 nm or more and 475 nm or less are more preferable.
(サブマウント)
図2に示すように本発明の実施の形態のサブマントは、上面に形成された導電
性部材上に発光素子が載置され、下面に形成された導電性部材は、パッケージと
一体化されたリード電極と接合される。導電性部材は、サブマウントの表面に形
成された銅などの薄膜をエッチングによってパターン形成されるため、パッケー
ジ内の正負のリード電極間と比較すると、より間隔を狭くして設けることができ
る。このような構成からなると、発光素子とリード電極とを、安定性良く電気的
に接続することができる。サブマントの材料については、加工が容易で耐久性の
ある材料であれば任意のものを用いることができる。具体例としては、後述する
ガラスエポキシ樹脂や、或いは銅、アルミニウムや各種合金、セラミックなど種
々のものを利用することができる。
(Submount)
As shown in FIG. 2, the submant according to the embodiment of the present invention has a light emitting element mounted on a conductive member formed on the upper surface, and the conductive member formed on the lower surface is a lead integrated with the package. Bonded with electrodes. Since the conductive member is patterned by etching a thin film such as copper formed on the surface of the submount, the conductive member can be provided with a smaller interval than between the positive and negative lead electrodes in the package. With such a configuration, the light emitting element and the lead electrode can be electrically connected with high stability. Any material can be used as the material for the submount as long as it can be easily processed and is durable. As specific examples, glass epoxy resins described later, or various materials such as copper, aluminum, various alloys, and ceramics can be used.
サブマウントが金属材料などの導電性材料から成るものであると、絶縁性のも
のと比較して、熱伝導率が高いため、発光素子に生じた熱を効率的に外部へ導く
ことができる。導電性部材に用いる材料としては、発光素子からの熱を効率よく
外部へ取り出すため、熱伝導性の良い材料が好ましく、Au、Cu、Alやこれ
らの合金などを好適に利用することもできる。特に、銅やアルミニウムは加工の
しやすさなどから好適に利用することができる。このようにサブマウントとして
導電性材料を用いる場合は、電気的に絶縁すべくSiO2やSiNXなどの絶縁
膜を形成後、銅、金、銀などの薄膜パターンやこれらの金属を含む合金、これら
の金属を含む積層膜などCVDやスパッタ或いはメッキによって形成させたもの
を好適に利用することができる。また反射率の高い金属や合金を発光波長に応じ
て適宜利用することができる。
When the submount is made of a conductive material such as a metal material, the heat conductivity is higher than that of the insulating material, and thus heat generated in the light emitting element can be efficiently guided to the outside. As a material used for the conductive member, in order to efficiently extract heat from the light emitting element to the outside, a material having good thermal conductivity is preferable, and Au, Cu, Al, or an alloy thereof can be suitably used. In particular, copper and aluminum can be suitably used from the viewpoint of ease of processing. Thus, when using a conductive material as a submount, after forming an insulating film such as SiO 2 or SiN X to be electrically insulated, a thin film pattern such as copper, gold, silver, or an alloy containing these metals, A film formed by CVD, sputtering or plating such as a laminated film containing these metals can be suitably used. A metal or alloy having a high reflectance can be used as appropriate according to the emission wavelength.
サブマウントが半導体材料から成るものであると、サブマウント内部に保護素
子を備えることも可能であり、静電耐圧を高めることができる。
When the submount is made of a semiconductor material, a protective element can be provided inside the submount, and the electrostatic withstand voltage can be increased.
また、絶縁性材料からなるものであると、取り扱いやすくなるため好ましい。
例えば上述したガラスエポキシ樹脂の平板に導電性部材を形成することでサブマ
ウントとすることができる。このような導電性部材は、発光素子に設けられた電
極と、パッケージのリード電極とを導通させるために、サブマウントの上面から
下面まで、連続するように設けられている。導電性部材は、サブマウントの側面
に露出するように設けてもよく、図5のように貫通孔を設ける場合、貫通孔内部
に設けてもよい。貫通孔を介して設ける場合、図6のように発光素子が配置され
る側にだけ設けてもよいが、貫通孔の内壁全てを覆うことでより放熱効果を得る
ことができる。サブマウント上面の導電性部材は、発光素子の正および負の電極
間が0.1mmである場合、これら電極と接合できるように約0.05から0.
08mm程度の間隔を設けることも可能であるため、フェイスダウンでの実装も
可能となる。
Moreover, since it becomes easy to handle that it consists of an insulating material, it is preferable.
For example, a submount can be formed by forming a conductive member on the flat plate of the glass epoxy resin described above. Such a conductive member is provided so as to be continuous from the upper surface to the lower surface of the submount in order to electrically connect the electrode provided on the light emitting element and the lead electrode of the package. The conductive member may be provided so as to be exposed on the side surface of the submount. When the through hole is provided as shown in FIG. 5, the conductive member may be provided inside the through hole. When providing through a through-hole, you may provide only in the side by which a light emitting element is arrange | positioned like FIG. 6, but the heat dissipation effect can be acquired more by covering all the inner walls of a through-hole. When the distance between the positive and negative electrodes of the light-emitting element is 0.1 mm, the conductive member on the upper surface of the submount is approximately 0.05 to 0.00 mm so that it can be joined to these electrodes.
Since it is possible to provide an interval of about 08 mm, it is possible to mount face down.
上述した貫通孔は、あらかじめ導電性部材を形成するための銅薄膜が表面に形
成されたガラスエポキシ樹脂からなる平板をドリルやレーザ、打ち抜き加工によ
ってなどを用いて形成することができる。貫通孔を設けることで、より放熱性を
高め、貫通孔内壁と導電性接合部材とが接して固着することでリード電極との接
合をより強固なものとすることができる。
The above-mentioned through-hole can be formed by using a drill, a laser, a punching process, or the like on a flat plate made of glass epoxy resin on which a copper thin film for forming a conductive member is formed in advance. By providing the through hole, the heat dissipation can be further improved, and the inner wall of the through hole and the conductive bonding member can be brought into contact with each other to be firmly bonded to the lead electrode.
このような貫通孔は、発光素子を載置するサブマウントの上面と下面とに開口
部を有するように形成されている。サブマウントが発光素子と電気的に接続され
るのであれば、発光素子の載置部近傍に貫通孔を設けることもできるが、貫通孔
が発光素子と離間して形成されていると、安定性良く発光素子をサブマウント上
に載置することができるため好ましい。
Such a through hole is formed to have openings on the upper surface and the lower surface of the submount on which the light emitting element is placed. If the submount is electrically connected to the light emitting element, a through hole can be provided in the vicinity of the mounting portion of the light emitting element. However, if the through hole is formed apart from the light emitting element, the stability is improved. It is preferable because the light emitting element can be mounted on the submount well.
また、貫通孔の個数や大きさは限定されない。貫通孔を1つのみ設けることも
できるが、複数の貫通孔を設けると、導電性材料によって覆われる部分が多くな
り、放熱経路が拡大されるため、放熱性が向上する。またリード電極と接合され
るために設けられる接合部材と、貫通孔の内壁との接触面積が増加するため、密
着性が良くなる。貫通孔の位置は、偶数個設けられる場合などは、サブマウント
の中心部、あるいはサブマウントの中心部に載置される発光素子の中心軸に対し
て対称に設けられると、安定性や放熱性において好ましい。図5では貫通孔は上
面から下面に向かって同じ形状でほぼ直下方向に形成されているが、上面から下
面まで傾斜して形成されてもよい。また、貫通孔が円柱形状からなると、応力が
部分的に集中しにくいため不具合の起因とならず、均一に放熱させることができ
るため好ましい。しかし、このような形状に限らず、楕円や四角形、三角形など
選択することができ、開口部の形状や貫通孔の側面の角度等は特に限定されない
。また、図9のように下面に近づくにつれて小さくなるように形成させると、導
電性接合部材が、硬化した際に貫通孔内部に引っかかるようになるため、より安
定し、剥がれ難くなる。
Further, the number and size of the through holes are not limited. Although only one through-hole can be provided, providing a plurality of through-holes increases the portion covered with the conductive material and enlarges the heat dissipation path, thereby improving the heat dissipation. In addition, since the contact area between the bonding member provided for bonding to the lead electrode and the inner wall of the through hole is increased, the adhesion is improved. When an even number of through-holes are provided, stability and heat dissipation can be achieved if they are provided symmetrically with respect to the center of the submount or the center axis of the light emitting element mounted on the center of the submount. Is preferable. In FIG. 5, the through-hole is formed in the same shape from the upper surface to the lower surface in a substantially directly downward direction, but may be formed to be inclined from the upper surface to the lower surface. In addition, it is preferable that the through-hole has a cylindrical shape because stress is less likely to be partially concentrated, which does not cause a problem and can dissipate heat uniformly. However, the shape is not limited to this, and an ellipse, a quadrangle, a triangle, and the like can be selected, and the shape of the opening, the angle of the side surface of the through hole, and the like are not particularly limited. Moreover, when it forms so that it may become small as it approaches a lower surface like FIG. 9, since an electroconductive joining member will be caught in a through-hole inside when it hardens | cures, it will become more stable and will not peel easily.
サブマウントの大きさ等は、発光素子やパッケージに合わせて、適宜決定する
ことができる。リード電極間を渡って設置することができ、発光素子の載置且つ
導通が可能であれば、サブマウントの幅は発光素子より狭いものであってもかま
わない。発光素子と同等かそれ以上で、またサブマウントが略矩形から成る場合
、短辺の長さが発光素子の対角線よりも長いものであると、扱いやすく、また安
定性良くリード電極上に配することができる。サブマウントの面積は、2倍以上
或いは、パッケージの凹部底面の面積に対して5〜100%、であると放熱性が
良好となる。図10のようにサブマウントをパッケージの凹部を覆うように全面
に配することもできる。サブマウントがリード電極間において露出されるパッケ
ージの一部分或いは全部分を覆い、サブマウント表面の導電性部材が、反射率の
高いものとすることで、パッケージによる光の吸収を抑えて反射させることがで
きるため、効率よく外部へ光を取り出すことが可能である。また、リード電極の
間のパッケージ露出部が、サブマウントによって5〜100%好ましくは50%
以上覆われることで前述したように反射率を高めることができる。
The size and the like of the submount can be appropriately determined according to the light emitting element and the package. The width of the submount may be narrower than that of the light-emitting element as long as the light-emitting element can be placed and conducted between the lead electrodes. If the submount is substantially rectangular or longer than the light emitting element, and the length of the short side is longer than the diagonal of the light emitting element, it should be easy to handle and be placed on the lead electrode with good stability. Can do. When the area of the submount is 2 times or more or 5 to 100% of the area of the bottom surface of the recess of the package, the heat dissipation becomes good. As shown in FIG. 10, the submount can be disposed on the entire surface so as to cover the concave portion of the package. The submount covers part or all of the package exposed between the lead electrodes, and the conductive member on the surface of the submount has a high reflectivity, so that light absorption by the package can be suppressed and reflected. Therefore, it is possible to efficiently extract light to the outside. Further, the package exposed portion between the lead electrodes is 5 to 100%, preferably 50%, depending on the submount.
By covering the above, the reflectance can be increased as described above.
サブマウントの厚さは、パッケージ内に納まり、発光装置の指向性に影響を与
えない範囲であれば特に限定されないが、0.2〜0.3mmであると、放熱性
が良好なものとなり、パッケージの深さに対して中間部に発光素子が位置するた
め、発光素子に対するパッケージを封止する樹脂の熱応力の影響が小さくなり好
ましい。
The thickness of the submount is not particularly limited as long as it is within the package and does not affect the directivity of the light emitting device, but if it is 0.2 to 0.3 mm, the heat dissipation becomes good. Since the light emitting element is positioned in the middle with respect to the depth of the package, the influence of the thermal stress of the resin that seals the package on the light emitting element is preferably reduced.
(パッケージ)
本発明のパッケージは、凹部形状を有し、凹部の底面に正負一対のリード電極
が露出されてなるものである。このようなパッケージが樹脂からなるものである
と、リード電極を形成金型により挟み込み、閉じられた前記金型内にゲートから
溶融させた樹脂を注入し、硬化させるインサート成形によって比較的容易に形成
することができる。
(package)
The package of the present invention has a concave shape, and a pair of positive and negative lead electrodes are exposed on the bottom surface of the concave portion. When such a package is made of a resin, it is formed relatively easily by insert molding in which the lead electrode is sandwiched between the forming molds, the molten resin is injected from the gate into the closed mold and cured. can do.
リード電極は、鉄入り銅等の高熱伝導体を用いて構成することができる。また
、発光素子からの光の反射率の向上や、リード基材の酸化防止等のために、リー
ド電極の表面に銀、アルミニウム、銅や金等の金属メッキを施すこともできる。
また、リード電極の表面の反射率を向上させるため平滑にすることが好ましい。
また、リード電極の面積は大きくすることが好ましく、このようにすることで、
放熱性を高めることができ、サブマウントを介して配置される発光素子の温度上
昇を効果的に抑制することができる。これによって、発光素子に比較的多くの電
力を投入することが可能となり光出力を向上させることができる。
The lead electrode can be configured using a high thermal conductor such as iron-containing copper. In addition, in order to improve the reflectance of light from the light emitting element and prevent the lead base material from being oxidized, the surface of the lead electrode can be plated with metal such as silver, aluminum, copper or gold.
Further, it is preferable to make the surface smooth in order to improve the reflectance of the surface of the lead electrode.
In addition, it is preferable to increase the area of the lead electrode, and by doing this,
The heat dissipation can be improved, and the temperature rise of the light emitting element disposed via the submount can be effectively suppressed. Accordingly, a relatively large amount of power can be input to the light emitting element, and the light output can be improved.
リード電極は、長尺金属板をプレスを用いた打ち抜き加工により各パッケージ
成形体の正負のリード電極となる部分を形成する。プレス加工後の長尺金属板の
各パッケージ成形体に対応する部分において、正のリード電極は、成形後のパッ
ケージ凹部の底面でその一端面が負のリード電極の一端面と対向するように負の
リード電極とは分離されている。
A lead electrode forms the part used as the positive / negative lead electrode of each package molded object by punching a long metal plate using a press. In the portion corresponding to each package molded body of the long metal plate after press working, the positive lead electrode is negative so that one end surface thereof faces the one end surface of the negative lead electrode at the bottom surface of the package recess after molding. These lead electrodes are separated from each other.
上記のリード電極がインサート成形されるパッケージに用いられる材料は、液
晶ポリマー、ポリフタルアミド、ポリブチレンテレフタレート等が用いられる、
好ましくは、ポリフタルアミドであり、このような樹脂からなるパッケージは、
発光素子からの熱や光に対して劣化しにくく、リードフレームを曲げる際などの
応力にも耐えるものとなる。
The material used for the package in which the lead electrode is insert-molded is a liquid crystal polymer, polyphthalamide, polybutylene terephthalate, or the like.
Preferably, it is polyphthalamide, and the package made of such a resin is
It does not easily deteriorate against heat and light from the light emitting element, and can withstand stresses such as bending the lead frame.
また、パッケージ凹部の内部は、発光素子を載置したサブマウントをリード電
極と接合後、モールド樹脂によって封止することもできる。
Further, the inside of the package recess can be sealed with a mold resin after the submount on which the light emitting element is mounted is joined to the lead electrode.
(導電性接合部材)
本発明の発光装置の実施の形態に関わる導電性接合部材は、発光素子とサブマ
ウント上面の導電性部材とを接合する第1の接合部材と、サブマウントの下面の
導電性部材とパッケージと一体成形されたリード電極とを接合する第2の接合部
材とがある。
(Conductive bonding member)
The conductive bonding member according to the embodiment of the light emitting device of the present invention includes a first bonding member for bonding the light emitting element and the conductive member on the upper surface of the submount, and the conductive member and the package on the lower surface of the submount. There is a second joining member that joins the molded lead electrode.
第1の接合部材は、アルミニウムや金、はんだ等によるバンプによって形成さ
れる。このようなバンプを発光素子の電極上に置き、サブマウントの発光素子載
置面の配線パターンと対向させて置き、約50〜150℃の温度下において、0
.5〜2Wの超音波を与えながら発光素子に荷重をかけ、発光素子およびサブマ
ウントの間の導電性接合部材の合金化によって接合される。
The first joining member is formed by bumps made of aluminum, gold, solder, or the like. Such a bump is placed on the electrode of the light-emitting element, and is placed opposite to the wiring pattern on the light-emitting element mounting surface of the submount.
. A load is applied to the light emitting element while applying an ultrasonic wave of 5 to 2 W, and bonding is performed by alloying a conductive bonding member between the light emitting element and the submount.
第2の接着部材は、銀や金、銅の導電性ペーストによって接合される。このよ
うな導電性ペーストをサブマウント載置部の2箇所に適量を塗布した後、サブマ
ウントを実装し、150℃で1時間熱硬化を行うことで接合が可能となる。
The second adhesive member is joined with a conductive paste of silver, gold, or copper. After an appropriate amount of such a conductive paste is applied to two locations on the submount mounting portion, the submount is mounted, and thermosetting is performed at 150 ° C. for 1 hour to enable bonding.
また、サブマウントとリード電極との間の、第2の接着部材が設けられている部
分以外に絶縁性接着材などからなる固定部を設けることも可能である。この際、
リード電極間に露出したパッケージ部に絶縁性材料による固定部を設けると、両
リード電極上に置かれた導電性接着材が流れ出したりすることによる短絡などを
防ぐことができる。
In addition to the portion where the second adhesive member is provided between the submount and the lead electrode, it is also possible to provide a fixing portion made of an insulating adhesive or the like. On this occasion,
Providing a fixing portion made of an insulating material in the package portion exposed between the lead electrodes can prevent a short circuit or the like due to the conductive adhesive placed on both lead electrodes flowing out.
(封止部材)
本発明の実施の形態においては、発光素子をサブマウント上に載置した後、図
7に示すように封止部材によって発光素子を少なくとも一部を被覆しておくこと
もできる。このような封止部材は、発光素子を保護すると共に、サブマウントと
発光素子とを固着させるための接着剤としての機能も有している。第1の接合部
材のみでも発光素子とサブマウントを接着させることは出来るが、より強力な接
着性が必要な場合は、封止部材を発光素子とその周辺を覆うように設けることで
、接着性を向上させることができる。本発明では貫通孔を設け、内部にまで連続
するように形成させると、サブマウントと接触する面積が大きくなり、しかも、
立体的に接することが出来るので、強固な接着力が得られるため好ましい。
(Sealing member)
In the embodiment of the present invention, after the light emitting element is placed on the submount, at least a part of the light emitting element can be covered with a sealing member as shown in FIG. Such a sealing member protects the light emitting element and also has a function as an adhesive for fixing the submount and the light emitting element. The light emitting element and the submount can be bonded only with the first bonding member, but when stronger adhesiveness is required, the sealing member is provided so as to cover the light emitting element and its periphery, thereby providing adhesion. Can be improved. In the present invention, if a through hole is provided and formed so as to continue to the inside, the area in contact with the submount increases,
Since it can contact | connect three-dimensionally, since strong adhesive force is obtained, it is preferable.
封止部材として用いる材料は、発光素子からの光を反射させる光反射部材を含
むものや、その逆に光を透過させることができる透光性部材を用いることができ
、熱又は光などで硬化可能な樹脂を用いることができる。光反射部材を含む封止
部材を用いる場合は、発光素子の上面には設けないようにすればよく、素子の側
面から貫通孔に連続するように設ける。光反射部材を含む封止部材を発光素子の
側面に設けることで、発光素子の上面からのみ光を放出させることができる。封
止部材として用いられる樹脂は、発光素子から放出される光の波長によっては劣
化し易い場合があるので、側面だけでも光反射部材含む封止部材を用いることで
、劣化を抑制することができる。樹脂が劣化して黄変してしまうと、光を吸収し
てしまうので、発光効率が低下するが、劣化を抑制することでそのような問題も
回避することができる。
As a material used as the sealing member, a material including a light reflecting member that reflects light from the light emitting element or a light transmitting member that can transmit light can be used, and cured by heat or light. Possible resins can be used. In the case of using a sealing member including a light reflecting member, the sealing member is not provided on the upper surface of the light emitting element, and is provided so as to be continuous with the through hole from the side surface of the element. By providing the sealing member including the light reflecting member on the side surface of the light emitting element, light can be emitted only from the upper surface of the light emitting element. Since the resin used as the sealing member may be easily deteriorated depending on the wavelength of light emitted from the light emitting element, the deterioration can be suppressed by using the sealing member including the light reflecting member only on the side surface. . If the resin deteriorates and yellows, it absorbs light and the light emission efficiency decreases. However, such problems can also be avoided by suppressing the deterioration.
また、図8のように、光反射部材を含む封止部材を用いる場合は、発光素子の
側面だけではなく底面にも設けることで、サブマウント側へ光が放出されるのを
防ぐこともできる。サブマウントと発光素子の間には、第1の導電性部材が設け
られているが、隙間が有る場合にはその隙間を埋めるように光反射部材を設ける
のが好ましい。発光素子の底面とサブマウントとの距離は短いので、光が発光素
子の底部から放出されると、反射を繰り返して樹脂が劣化し易くなるので、光反
射部材を含む封止部材を用いることでそのような劣化を防ぐことができる。この
場合、発光素子の側面から連続するように光反射部材を含む封止部材を設け、更
に貫通孔まで連続するように設けることで、サブマウントとの接着性を有すると
共に光の取り出し効率も向上させることができる。また、発光素子の底部から貫
通孔まで連続するように設けても光の取り出し効率を向上させることができる。
Further, when a sealing member including a light reflecting member is used as shown in FIG. 8, it is possible to prevent light from being emitted to the submount side by providing not only on the side surface of the light emitting element but also on the bottom surface. . A first conductive member is provided between the submount and the light emitting element. When there is a gap, it is preferable to provide a light reflecting member so as to fill the gap. Since the distance between the bottom surface of the light emitting element and the submount is short, when light is emitted from the bottom of the light emitting element, the resin is likely to deteriorate due to repeated reflection, so a sealing member including a light reflecting member is used. Such deterioration can be prevented. In this case, a sealing member including a light reflecting member is provided so as to be continuous from the side surface of the light emitting element, and further provided so as to be continuous to the through hole, thereby improving adhesiveness with the submount and improving light extraction efficiency. Can be made. In addition, the light extraction efficiency can be improved by providing the light emitting element so as to continue from the bottom to the through hole.
光反射部材としては、酸化ケイ素、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アル
ミニウムからなる群から選択される少なくとも1つを用いるのが好ましい。これ
らの部材からなる粒子を光反射部材として封止部材に混入させて用いることがで
きる。
As the light reflecting member, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of silicon oxide, barium titanate, titanium oxide, and aluminum oxide. Particles made of these members can be used as a light reflecting member mixed in a sealing member.
また、透光性部材を用いる場合は、発光素子の上面から貫通孔まで連続して設
けることが出来るので、より強固な接着力が得られる。そして、上記のような光
反射部材と透光性部材の両方を有する封止部材を用い、例えば、図11、12の
ように発光素子の側面にのみ光反射部材を設けて、透光性部材を発光素子の上面
から貫通孔に達するように形成させてもよい。このように、貫通孔に充填される
のは、透光性部材でも光反射部材を含むものであってもよく、発光素子の少なく
とも側面から連続して設けられていれば接着力を向上させる効果は得られる。
In the case of using a translucent member, since it can be continuously provided from the upper surface of the light emitting element to the through hole, a stronger adhesive force can be obtained. And the sealing member which has both the above light reflection members and a translucent member is used, for example, a light reflection member is provided only in the side surface of a light emitting element like FIG. May be formed so as to reach the through hole from the upper surface of the light emitting element. As described above, the through hole may be filled with a translucent member or a light reflecting member, and if it is provided continuously from at least the side surface of the light emitting element, the effect of improving the adhesive force. Is obtained.
図7に示すように透光性部材を用いる場合は、光を拡散させる光拡散材を混入
させてもよい。これにより、光の分散性が向上し、均一な発光装置とすることが
できる。また、発光素子からの光によって励起されてその波長よりも長波長の光
が発光可能な蛍光物質を混入させてもよい。これにより、発光素子からの光と蛍
光物質からの光との混色光を発することができるので、様々な発光波長を有する
発光装置とすることができる。蛍光物質は、発光素子が載置されたサブマウント
をパッケージ凹部内に配した後、凹部を封止する樹脂に含有させることもできる
が、このようにすることで、蛍光物質の使用量を減らし、また均一に混入させる
ことができるため、輝度ムラ等を防ぐこともできる。
When using a translucent member as shown in FIG. 7, you may mix the light-diffusion material which diffuses light. Thereby, the dispersibility of light improves and it can be set as a uniform light-emitting device. Further, a fluorescent material that is excited by light from the light emitting element and can emit light having a wavelength longer than that wavelength may be mixed. Thereby, since mixed color light of light from the light emitting element and light from the fluorescent material can be emitted, a light emitting device having various emission wavelengths can be obtained. The fluorescent material can be contained in a resin that seals the concave portion after the submount on which the light emitting element is placed is arranged in the concave portion of the package, but this reduces the amount of the fluorescent material used. Further, since it can be mixed uniformly, luminance unevenness and the like can be prevented.
封止部材は、発光素子の少なくとも側面から貫通孔まで連続していればよく、
更に下面まで連続している場合でも、貫通孔の一部の側面を介して連続するよう
に形成されていればよい。また、第2の接合部材を貫通孔内部にまで設けること
ができるように、第2の接合部材のためのスペースを設けて封止することもでき
る。このような封止部材は、ポッティングによって設けることもできるし、発光
素子の上面をマスク等で保護してから印刷塗布などの方法で設けることもできる
。
The sealing member only needs to be continuous from at least the side surface of the light emitting element to the through hole,
Furthermore, even if it continues to the lower surface, it may be formed so as to continue through a part of the side surface of the through hole. Further, a space for the second bonding member can be provided and sealed so that the second bonding member can be provided up to the inside of the through hole. Such a sealing member can be provided by potting, or can be provided by a method such as printing application after the upper surface of the light emitting element is protected with a mask or the like.
(蛍光物質)
本発明に利用可能な蛍光物質は、発光素子から発せられる発光波長によって励
起され、その光よりも長波長の可視光を発光可能な蛍光物質ならば無機蛍光体で
も有機蛍光体でもよく、また、発光色は紫色〜赤色までの全ての可視光のものが
適用できる。具体的には、無機蛍光体としてはケイ酸塩系蛍光体、リン酸塩系蛍
光体、アルミン酸系蛍光体、希土類系蛍光体、酸希土類系蛍光体、硫化亜鉛系蛍
光体などが挙げられる。具体的には緑色系発光蛍光体では、Y2SiO5:Ce
,Tb、MgAl11O19:Ce,Tb、BaMg2Al16O27:Mn、
(Zn,Cd)S:Ag、ZnS:Au,Cu,Al、ZnS:Cu,Al、S
rAl2O4:Eu、青色系発光蛍光体では(SrCaBa)5(PO4)3C
l:Eu、(BaCa)5(PO4)3Cl:Eu、BaMg2Al16O27
:Eu、Sr5(PO4)3Cl:Eu、Sr2P2O7:Eu、ZnS:Ag
、Al、ZnS:Ag,Al(pigmented)、ZnS:AgCl、Zn
S:AgCl(pigmented)、赤色系発光蛍光体ではY2O2S:Eu
、Y2O2S:Eu(pigmented)、Y2O3:Eu、3.5MgO・
0.5MgF2・GeO2:Mn、Y(PV)O4:Eu、5MgO・3Li2
O・Sb2O5:Mn、Mg2TiO4:Mn等が挙げられる。比較的発光効率
が高いものとしては、緑色系発光蛍光体ではSrAl2O4:Eu、青色系発光
蛍光体ではSr5(PO4)3Cl:Eu、赤色系発光蛍光体ではY2O2S:
Euが挙げられる。
(Fluorescent substance)
The fluorescent substance that can be used in the present invention may be an inorganic fluorescent substance or an organic fluorescent substance as long as it is excited by the emission wavelength emitted from the light emitting element and can emit visible light having a longer wavelength than the light. The emission color of all visible light from purple to red can be applied. Specifically, examples of inorganic phosphors include silicate phosphors, phosphate phosphors, aluminate phosphors, rare earth phosphors, rare earth acid phosphors, and zinc sulfide phosphors. . Specifically, in a green light emitting phosphor, Y 2 SiO 5 : Ce
, Tb, MgAl 11 O 19 : Ce, Tb, BaMg 2 Al 16 O 27 : Mn,
(Zn, Cd) S: Ag, ZnS: Au, Cu, Al, ZnS: Cu, Al, S
rAl 2 O 4 : Eu, (SrCaBa) 5 (PO 4 ) 3 C for blue light emitting phosphors
l: Eu, (BaCa) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu, BaMg 2 Al 16 O 27
: Eu, Sr 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu, Sr 2 P 2 O 7 : Eu, ZnS: Ag
Al, ZnS: Ag, Al (pigmented), ZnS: AgCl, Zn
S: AgCl (pigmented), Y 2 O 2 S: Eu for red light emitting phosphors
Y 2 O 2 S: Eu (pigmented), Y 2 O 3 : Eu, 3.5 MgO.
0.5MgF 2 · GeO 2 : Mn, Y (PV) O 4 : Eu, 5MgO · 3Li 2
O.Sb 2 O 5 : Mn, Mg 2 TiO 4 : Mn and the like can be mentioned. As for those having relatively high luminous efficiency, SrAl 2 O 4 : Eu is used for green light emitting phosphors, Sr 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu is used for blue light emitting phosphors, and Y 2 O 2 is used for red light emitting phosphors. S:
Eu.
(実施例1)
サブマウントとして、ガラスエポキシからなる平板を用いる。この平板の上面
および下面に導電性部材として銅薄膜を接着或いは積層などの方法で形成させる
。次いで、平板にネガフィルムを貼り付けて露光し、ケミカルエッチング等によ
って除去することで図13(a)の斜線部のような銅薄膜パターンを形成する。
この銅薄膜形成板にドリル、エッチングやレーザなどを用いて図13(b)のよ
うにX方向およびY方向に複数の貫通孔が並ぶように形成させる。次に、これら
貫通孔を介して図13(c)に示す断面図のように、銅薄膜が貫通孔を介して上
面から下面まで連続するように形成する。これにより、X方向に並ぶ貫通孔同士
は連続するよう設けられているが、上面および下面で互いに離れてガラスエポキ
シ樹脂が露出するような銅薄膜が形成される。すなわち、X方向に並んだ4つの
貫通孔の銅薄膜は連続しており、Y方向に並んだ2つの貫通孔の銅薄膜は、接す
ることなく形成されている。
Example 1
A flat plate made of glass epoxy is used as the submount. A copper thin film is formed as a conductive member on the upper and lower surfaces of the flat plate by a method such as adhesion or lamination. Next, a negative film is attached to the flat plate, exposed, and removed by chemical etching or the like to form a copper thin film pattern as shown by the hatched portion in FIG.
This copper thin film forming plate is formed using a drill, etching, laser, or the like so that a plurality of through holes are arranged in the X direction and the Y direction as shown in FIG. Next, as shown in the cross-sectional view of FIG. 13C, the copper thin film is formed so as to continue from the upper surface to the lower surface through the through-holes. Thereby, although the through holes arranged in the X direction are provided to be continuous, a copper thin film is formed such that the glass epoxy resin is exposed away from each other on the upper surface and the lower surface. That is, the copper thin films with four through holes arranged in the X direction are continuous, and the copper thin films with two through holes arranged in the Y direction are formed without contact.
次いで、図13(d)のように、Y方向に並んだ貫通孔の間で、且つ離れて形
成された銅薄膜の両方と接するように発光素子が銅薄膜上に配される。この時、
100℃に加熱されたヒーター上にガラスエポキシの平板を置き、バンプボンダ
ーによって、1Wの超音波と60gfの荷重とを加えながら、ガラスエポキシ平
板の発光素子の載置部に金バンプを形成する。その後、ガラスエポキシ平板上に
発光素子をマウンターによって熱、荷重および超音波を印可しながら合金化する
。
Next, as shown in FIG. 13D, the light emitting elements are arranged on the copper thin film so as to be in contact with both of the copper thin films formed between the through holes arranged in the Y direction and apart from each other. At this time,
A glass epoxy flat plate is placed on a heater heated to 100 ° C., and a gold bump is formed on the mounting portion of the light emitting element of the glass epoxy flat plate while applying a 1 W ultrasonic wave and a load of 60 gf by a bump bonder. Thereafter, the light emitting element is alloyed on the glass epoxy flat plate while applying heat, load and ultrasonic waves by a mounter.
次いで、光反射部材としてTiO2を含む樹脂を図13(f)のように貫通孔
上にポッティングする。この時、TiO2含有樹脂が発光素子の上面を覆わない
ように、樹脂の量を制御しておく必要がある。TiO2含有樹脂を硬化させた後
、図13(f)の破線部で平板を切断することで、図13(g)のような、発光
素子が載置された個々のサブマウントとすることができる。このようにして形成
されたサブマウントは、短辺が0.6mm、長辺が1.4mm、厚さが0.3m
mの形状を有し、サブマウント上面の銅薄膜の間隔は0.08mmである。また
載置されている発光素子の電極間は0.1mmである。
Next, a resin containing TiO 2 as a light reflecting member is potted on the through hole as shown in FIG. At this time, it is necessary to control the amount of the resin so that the TiO 2 -containing resin does not cover the upper surface of the light emitting element. After the TiO 2 -containing resin is cured, the flat plate is cut at the broken line portion of FIG. 13 (f) to form individual submounts on which the light emitting elements are mounted as shown in FIG. 13 (g). it can. The submount thus formed has a short side of 0.6 mm, a long side of 1.4 mm, and a thickness of 0.3 m.
The distance between the copper thin films on the upper surface of the submount is 0.08 mm. The distance between the electrodes of the mounted light emitting element is 0.1 mm.
次に、リード電極がインサート成形された樹脂パッケージ内に載置する。樹脂
パッケージは、0.15mm厚の銅合金属からなる金属板をプレスを用いた打ち
抜き加工によってリード電極となる部分を形成し、このように形成された正負一
対のリード電極部を金型内にインサートして閉じ、金型内に樹脂を流し込み、硬
化させて形成する。樹脂パッケージは凹部形状を有しており、正負一対のリード
電極と、0.15mmのリード間には、パッケージの一部が露出されている。この
ようなパッケージ内の正負のリード電極を渡るように、前述の発光素子が載置さ
れたサブマウント下面の銅薄膜と各リード電極とを、銀ペーストによって接合し
た後、パッケージ凹部内をエポキシ樹脂によって封止することで、本発明の発光
装置とすることができる。
Next, the lead electrode is placed in the insert-molded resin package. In the resin package, a metal plate made of a copper alloy metal with a thickness of 0.15 mm is formed by punching using a press to form a portion serving as a lead electrode, and a pair of positive and negative lead electrode portions formed in this way are placed in a mold. It is inserted and closed, and a resin is poured into the mold and cured. The resin package has a concave shape, and a part of the package is exposed between a pair of positive and negative lead electrodes and a lead of 0.15 mm. The copper thin film on the lower surface of the submount on which the light emitting element is mounted and each lead electrode are joined with silver paste so as to cross the positive and negative lead electrodes in such a package, and then the inside of the package recess is epoxy resin By sealing with, it can be set as the light-emitting device of this invention.
(実施例2)
実施例1において、銅薄膜からなる導電性部材が形成されたガラスエポキシ樹
脂の平板上に金バンプによって発光素子が載置されたものを、切断することによ
って発光素子が載置された個々のサブマウントとして分割した。次に、導電性接
合部材として銀ペーストを用いて、サブマウントと樹脂パッケージのリード電極
との接合を行った。導電性接合部材は、貫通孔内部に入り込んだ後に硬化するた
め、サブマウントとリード電極との接合は強固なものとすることができる。次に
、パッケージの凹部内をエポキシ樹脂により封止する。エポキシ樹脂には重量比
に対して5%のYAGが含有されている。このような構成とすることで本発明の
発光装置とすることができる。
(Example 2)
In Example 1, the individual sub-units on which the light-emitting elements are mounted by cutting the light-emitting elements mounted by gold bumps on the glass epoxy resin flat plate on which the conductive member made of a copper thin film is formed. Split as a mount. Next, using a silver paste as the conductive bonding member, the submount was bonded to the lead electrode of the resin package. Since the conductive bonding member is cured after entering the inside of the through hole, the bonding between the submount and the lead electrode can be made strong. Next, the inside of the recess of the package is sealed with an epoxy resin. The epoxy resin contains 5% YAG with respect to the weight ratio. With such a structure, the light-emitting device of the present invention can be obtained.
1.発光素子
2.サブマウント
3.導電性部材
4.リード電極
5.第1の接合部材
6.第2の接合部材
7.パッケージ
8.ワイヤ
9.貫通孔
10.透光性部材
11.光反射部材を含む封止部材
1. 1.
Claims (7)
前記発光素子の少なくとも上面を除いた側面に形成された、光反射部材を含む封止部材と、
前記発光素子の上面及び前記封止部材の上面に、蛍光物質を含む透光性部材と、
を有することを特徴とする発光装置。 A light emitting device facedown mounted on a flat submount having a conductive member on the surface;
A sealing member including a light reflecting member formed on a side surface excluding at least an upper surface of the light emitting element;
A translucent member containing a fluorescent material on the upper surface of the light emitting element and the upper surface of the sealing member;
A light emitting device comprising:
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