JP4565723B2 - Semiconductor light emitting device - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は半導体発光装置に関し、特にたとえば第1、第2および第3発光素子チップを基板上に形成した第1、第2および第3ダイボンディング電極にダイボンディングし、かつ第1、第2および第3発光素子チップから第1、第2および第3ワイヤボンディング電極にワイヤボンディングし、その上で透光性樹脂で封止した、半導体発光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4に示す従来のこの種の半導体発光装置1では、基板2上に異なる色(たとえば、緑色、赤色および青色)を発光する発光素子チップ(LEDチップ)3a、3bおよび3cがボンディングされ、LEDチップ3a、3bおよび3cがエポキシ樹脂のような透光性樹脂4で封止される。つまり、基板2の上面2aには、LEDチップ3a、3bおよび3cのそれぞれに対応する配線パターン5が形成される。具体的には、配線パターン5は、ダイボンディング電極(リード)6a、6bおよび6cとワイヤボンディング電極(リード)7a、7bおよび7cとによって形成される。このリード6a、6b、6c、7a、7bおよび7cは、それぞれ個別に基板2の側面を介して基板2の裏面に形成された外部接続電極(図示せず)に連結されていた。このような半導体発光装置1は、たとえばディスプレイのような面発光装置(図示せず)を含む電子機器に適用され、複数の半導体発光装置1が面発光装置の回路基板(プリント基板)に実装される。そして、半導体発光装置1のそれぞれにおいて、選択的にLEDチップ3a、3bおよび3cが点灯(発光)され、カラー画像を表示していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来技術では、リード6a、6bおよび6cを並べて形成するとともに、リード7a、7bおよび7cを並べて形成するため、リード6a、6bおよび6c側ではそれぞれのリード間が密になってしまい、リード7a、7bおよび7c側ではそれぞれのリード間が疎になってしまっていた。つまり、基板2の面積を有効に使用できていなかった。言い換えると、基板2の面積が大きくなってしまっていた。このため、半導体発光装置1自体が大きくなってしまい、さらには半導体発光装置1を実装する電子機器も大きくなってしまっていた。
【0004】
それゆえに、この発明の主たる目的は、小型化できる、半導体発光装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明は、第1、第2および第3発光素子チップを、基板上に形成した第1、第2および第3ダイボンディング電極にダイボンディングし、かつ第1、第2および第3発光素子チップから第1、第2および第3ワイヤボンディング電極にワイヤボンディングし、その上で透光性樹脂で封止した半導体発光装置において、基板の裏面に、第1、第2および第3ダイボンディング電極および第1、第2および第3ワイヤボンディング電極のそれぞれと基板の側面を介して連結される外部接続電極を備え、基板の上面の一方側に第1ダイボンディング電極、第2ワイヤボンディング電極および第3ダイボンディング電極を配置し、他方側に第1ワイヤボンディング電極、第2ダイボンディング電極および第3ワイヤボンディング電極を配置し、第1、第2および第3ダイボンディング電極をそれぞれ対向する第1、第2および第3ワイヤボンディング電極より幅広にし、さらに第2ダイボンディング電極にダイボンディングされる発光素子チップを他の発光素子チップとは逆極性の構造にしたことを特徴とする、半導体発光装置である。
【0006】
【作用】
この発明の半導体発光装置では基板に第1、第2および第3LEDチップがボンディングされ、これらのLEDチップはエポキシ樹脂のような透光性樹脂で封止される。第1チップは、第1ダイボンディング電極にダイボンディングされ、第1ワイヤボンディング電極にワイヤボンディングされる。また、第2チップは、第2ダイボンディング電極にダイボンディングされ、第2ワイヤボンディング電極にワイヤボンディングされる。さらに、第3チップは、第3ダイボンディング電極にダイボンディングされ、第3ワイヤボンディング電極にワイヤボンディングされる。このような半導体発光装置では、たとえば、基板の上面の一方側に第1ダイボンディング電極、第2ワイヤボンディング電極および第3ダイボンディング電極が配置され、他方側に第1ワイヤボンディング電極、第2ダイボンディング電極および第3ワイヤボンディング電極が配置される。つまり、ダイボンディング電極とワイヤボンディング電極とが交互に設けられる。したがって、ダイボンディング電極とワイヤボンディング電極とを個別にまとめて対極に設ける場合に比べて、基板面積を有効に使用することができる。つまり、基板を小さくすることができる。
【0007】
たとえば、基板の裏面には、第1、第2、第3ダイボンディング電極および第1、第2、第3ワイヤボンディング電極のそれぞれと連結される外部接続電極が設けられる。したがって、この半導体発光装置をディスプレイなどの面発光装置を含む電子機器の回路基板(プリント基板)に実装することができる。
【0008】
この外部接続電極は、基板の側面を介して第1、第2、第3ダイボンディング電極および第1、第2、第3ワイヤボンディング電極に連結される。
【0009】
したがって、第2ダイボンディング電極にダイボンディングされるLEDチップを他の2つのLEDチップとは逆極性の構造にすれば、従来のプリント基板の配線パターンを大幅に変更せずに実装することができる。
【0010】
また、基板にその表面から裏面に貫通する2つの孔を設ければ、基板の両端のそれぞれで極性が揃うように、外部接続電極はそれぞれの孔を介して第2ダイボンディング電極および第2ワイヤボンディング電極に連結することができる。
【0011】
なお、この場合には、3つのLEDチップは同じ構造のものを使用することができる。
【0012】
たとえば、赤色、青色、緑色を発光する第1、第2および第3LEDチップをボンディングすれば、それぞれのLEDチップを単独で発光させて、3つの色を選択的に発光させることができる。また、任意の組み合わせでLEDチップを発光させれば、加色法によって紫色、黄色、藍色または白色を発光させることもできる。
【0013】
【発明の効果】
この発明によれば、基板を小さくすることができるので、装置自体の小型化を図ることができる。
【0014】
この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【0015】
【実施例】
図1を参照して、この実施例の半導体発光装置(以下、単に「発光装置」という。)10は、ガラスエポキシあるいはセラミックで形成された絶縁性基板(以下、単に「基板」という。)12を含む。基板12上には、たとえば発光色が互いに異なる3つの発光素子チップ(LEDチップ)14a、14bおよび14cがボンディングされる。
【0016】
たとえば、この実施例では、LEDチップ14aが緑色(G)を発光し、またLEDチップ14bが赤色(R)を発光し、そして、LEDチップ14cが青色(B)を発光する。また、図示は省略するが、この実施例では、LEDチップ14aおよび14cは、p層が上側に設けられ、n層が下側に設けられるpn接合を有するLEDで形成され、LEDチップ14bは、p層が下側に設けられ、n層が上側に設けられるpn接合を有するLEDで形成される。
【0017】
また、図2(A)からもよく分かるように、基板12の上面12aには、3つのLED14a、14bおよび14cのそれぞれをボンディングするための配線パターン16が形成される。この配線パターン16は、たとえば銅箔で形成され、ダイボンディング電極(リード)18a、18bおよび18cとワイヤボンディング電極(リード)20a、20bおよび20cとを含み、基板12の上面12aの一方側にはリード18a、リード20bおよびリード18cが配置され、他方側にはリード20a、リード18bおよびリード20cが配置される。つまり、ダイボンディング電極とワイヤボンディング電極とが交互に設けられる。
【0018】
このような配線パターン16に、図1で示したように、LEDチップ14a、14bおよび14cがボンディングされる。具体的には、LEDチップ14aは、リード18aに銀ペーストのような接着剤(図示せず)でダイボンディング(接着)され、金線のようなボンディングワイヤ(以下、単に「ワイヤ」という。
)22aによって、リード20aにワイヤボンディングされる。また、LEDチップ14bは、リード18bに接着剤でダイボンディングされ、ワイヤ22bによって、リード20bにワイヤボンディングされる。さらに、LEDチップ14cは、リード18cに接着剤でダイボンディングされ、ワイヤ22cによって、リード20cにワイヤボンディングされる。
【0019】
一方、図2(B)から分かるように、基板12の裏面12bには、3つのLED14a、14bおよび14cのそれぞれに対応して外部接続電極24a〜24fが形成される。この外部接続電極24a〜24fは、図2(A)および図2(B)から分かるように、基板12の側面12cを介して、対応するリード18a〜18cおよびリード20a〜20cに接続(連結)される。具体的には、リード18aが外部接続電極24aと連結され、リード20bが外部接続電極24bと連結され、リード18cが外部接続電極24cと連結される。また、リード20aが外部接続電極24dと連結され、リード18bが外部接続電極24eと連結され、リード20cが外部接続電極24fと連結される。
【0020】
なお、外部接続電極24a〜24fも、リード18a〜18cおよびリード20a〜20cと同様に、銅箔で形成される。
【0021】
また、図1および図2(A)、(B)においては、分かり易く示すために、リードおよび外部接続電極には厚みを付けてある。
【0022】
さらに、リード18a〜18c、24a〜24cと外部接続電極24a〜24fとを基板12の側面12cに設けられたスルーホールを介して連結するように図示してあるが、スルーホールを設けずに側面12cを介して連結するようにしてもよい。
【0023】
図1に戻って、発光装置10はまた、エポキシ樹脂のような透光性樹脂26を含み、透光性樹脂26は基板12の上面12a側に形成される。つまり、透光性樹脂26は、LEDチップ14a〜14cおよびワイヤ22a〜22cを封止している。
【0024】
なお、図1および図2(A)、(B)から分かるように、透光性樹脂26の形成時に、透光性樹脂26が基板12の裏面12b側に流れないように、リード18a〜18cおよびリード20a〜20cは基板12の側面12cに形成されたスルーホールを塞ぐように残されている。
【0025】
たとえば、発光装置10は、ディスプレイにカラー画像を表示するような面発光装置を含む電子機器(図示せず)に用いられる。たとえば、複数の発光装置10は、格子状に並べられ、電子機器の回路基板(プリント基板)に実装される。
つまり、複数の発光装置10がプリント基板の所定位置にマウントされ、半田リフロー処理が施される。このようにして、発光装置10のそれぞれに設けられた外部接続電極24a〜24fが、プリント基板に形成された配線パターン(電極)に接続される。したがって、発光素子10をそれぞれ所望の色で発光させることにより、カラー画像をディスプレイに表示することができる。
【0026】
つまり、外部接続電極24a(リード18a)と外部接続電極24d(リード20a)との間に電圧を印加した場合には、緑色が発光される。また、外部接続電極24b(リード20b)と外部接続電極24e(リード)18bとの間に電圧を印加した場合には、赤色が発光される。さらに、外部接続電極24c(リード18c)と外部接続電極24f(リード20c)との間に電圧を印加した場合には、青色が発光される。
【0027】
また、LEDチップ14a〜14cを2つ以上の組み合わせで発光させることにより、加色法によって他の色を発光(照射)させることもできる。つまり、LED14aとLED14bとを発光させた場合には、黄色を照射させることができる。また、LED14bとLED14cとを発光させた場合には、紫色(マゼンタ)を照射させることができる。さらに、LED14aとLED14cとを発光させた場合には、藍色(シアン)を照射させることができる。さらにまた、LED14a、14bおよび14cを発光させた場合には、白色を照射させることができる。
【0028】
このように、発光装置10は、LED14a〜14cのいずれかを単独で発光させたり、また任意の組み合わせで発光させたりすることにより、複数の色を選択的に発光させることができる。
【0029】
この実施例によれば、ダイボンディング電極とワイヤボンディング電極とを交互に設けるので、基板面積を有効に利用することができ、従来に比べて基板を小さくすることができる。したがって、発光装置自体を小型化することができる。
このため、面発光装置を含む電子機器も小型化することができる。また、従来と同じ大きさの電子機器を作る場合には、発光装置の数を増やすことができるので、カラー画像の解像度を高くすることができる。
【0030】
また、LEDチップ14bは、LED14aおよび14cとは極性が反転された構造を有するチップを用いるようにしているので、基板12の一方側で外部接続電極24a〜24cの極性を揃えることができ、また基板12の他方側で外部接続電極24d〜24fの極性を揃えることができる。したがって、電子機器のプリント基板の配線パターンを大幅な変更なしに発光装置10を使用(実装)することができる。
【0031】
ただし、上側にp層を有し、下側にn層を有するLEDチップ14bと下側にp層を有し、上側にn層を有するLEDチップ14aおよび14cとを用いるようにしてよい。
【0032】
他の実施例の発光装置10は、上側にp層を有し、下側にn層を有するLEDチップ14a〜14cを使用し、基板12、配線パターン16および外部接続電極24b、24eを変更して、外部接続電極24a〜24cの極性を揃え、外部接続電極24d〜24fの極性を揃えるようにした以外は図1実施例と同じであるため、重複した説明は省略する。
【0033】
図3(A)から分かるように、基板12の上面12aに形成される配線パターン16は、図2(A)で示した上述の実施例と同じである。つまり、ダイボンディング電極とワイヤボンディング電極とが交互に配置されるように、リード18a〜18cおよびリード20a〜20cが設けられる。
【0034】
一方、基板12の裏面12bには、図3(B)に示すような、外部接続電極24a〜24fが形成される。ただし、外部接続電極24a、24c、24dおよび24fは、上述の実施例と同じに形成され、基板12の側面12cを介して対応するリード18a、18c、20aおよび20cにそれぞれ連結される。
【0035】
外部接続電極24bは、その先端の一部が外部接続電極24e側に延びて形成され、図3(B)のIII C−III C断面図である図3(C)に示すような、基板12に設けられた孔(スルーホール)12dを介してリード18bに連結される。また、外部接続電極24eは、その先端の一部が外部接続電極24b側に延びて形成され、基板12に設けられたスルーホール12eを介してリード20bに連結される。
【0036】
このようにして、基板12の一方側で外部接続電極24a〜24cの極性を揃えることができ、また基板12の他方側で外部接続電極24d〜24fの極性を揃えることもできる。したがって、電子機器のプリント基板に形成された配線パターンを大幅に変更することなく発光装置10を実装することができる。
【0037】
なお、他の実施例では、外部電極24bをスルーホール12dを介してリード18bに連結し、外部接続電極24eをスルーホール12eを介してリード20bに連結するようにしてあるが、LEDチップ14bに対応するリードおよび外部接続電極を図1実施例のように基板12の側面12cで連結し、他のLEDチップ14aおよびLEDチップ14cに対応するリードおよび外部接続を図3(B)および図3(C)で示したように連結するようにしてもよい。
【0038】
他の実施例によれば、上述の実施例と同様にボンディング電極とワイヤボンディング電極とを交互に設けることができので、基板を小さくすることができる。
したがって、発光装置を小型化することができる。
【0039】
なお、これらの実施例では、外部接続電極24a〜24fを個別に形成するようにしたが、LEDチップをカソードコモンあるいはアノードコモンにする場合には、外部接続電極24a〜24cあるいは外部接続電極24d〜24fを一体的に形成すればよい。
【0040】
また、これらの実施例では、G、RおよびBを発光するLEDチップ14a、14bおよび14cをボンディングするようにしたが、他の色を発光するLEDチップをボンディングするようにしてもよい。
【0041】
さらに、これらの実施例では、3つのLEDチップ14a〜14cを備える発光装置10についてのみ示したが、4つ以上のLEDチップを備える発光装置についても適用することができる。この場合には、ボンディングするLEDチップの個数に応じたダイボンディング電極とワイヤボンディング電極とを基板上に交互に設けるようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図2】図1実施例に示す基板に形成された配線パターンおよび外部接続電極を示す図解図である。
【図3】この発明の他の実施例に適用される基板、基板に形成された配線パターンおよび外部接続電極を示す図解図である。
【図4】従来の半導体発光装置の一例を示す図解図である。
【符号の説明】
10 …半導体発光装置
12 …基板
14a,14b,14c …LEDチップ
16 …配線パターン
18a,18b,18c,20a,20b,20c …リード
22a,22b,22c …ワイヤ
24a,24b,24c,24d,24e,24f …外部接続電極
26 …透光性樹脂[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a semiconductor light emitting device, and more particularly, for example, first, second and third light emitting element chips are die-bonded to first, second and third die bonding electrodes formed on a substrate, and the first, second and third The present invention relates to a semiconductor light emitting device in which wire bonding is performed from a third light emitting element chip to first, second and third wire bonding electrodes and then sealed with a translucent resin.
[0002]
[Prior art]
In this conventional semiconductor
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this prior art, since the
[0004]
Therefore, a main object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device that can be miniaturized.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, first, second and third light emitting element chips are die-bonded to first, second and third die bonding electrodes formed on a substrate, and the first, second and third light emitting element chips are bonded. In the semiconductor light emitting device in which the first, second and third wire bonding electrodes are wire-bonded to each other and sealed with a translucent resin , the first, second and third die bonding electrodes and An external connection electrode connected to each of the first, second, and third wire bonding electrodes via the side surface of the substrate is provided, and the first die bonding electrode, the second wire bonding electrode, and the third electrode are provided on one side of the upper surface of the substrate. place the die bonding electrode, the first wire bonding electrode, the second die bonding electrode and the third wire bonding electrodes are arranged on the other side, the , First the opposing second and third die bonding electrodes respectively, and wider than the second and third wire bonding electrode, and still another light-emitting element chips emitting element chips die-bonded to the second die bonding electrode A semiconductor light emitting device having a reverse polarity structure .
[0006]
[Action]
In the semiconductor light emitting device of the present invention, the first, second and third LED chips are bonded to the substrate, and these LED chips are sealed with a translucent resin such as an epoxy resin. The first chip is die bonded to the first die bonding electrode and wire bonded to the first wire bonding electrode. The second chip is die bonded to the second die bonding electrode and wire bonded to the second wire bonding electrode. Further, the third chip is die bonded to the third die bonding electrode and wire bonded to the third wire bonding electrode. In such a semiconductor light emitting device, for example, the first die bonding electrode, the second wire bonding electrode, and the third die bonding electrode are disposed on one side of the upper surface of the substrate, and the first wire bonding electrode and the second die are disposed on the other side. A bonding electrode and a third wire bonding electrode are disposed. That is, die bonding electrodes and wire bonding electrodes are provided alternately. Therefore, the substrate area can be effectively used as compared with the case where the die bonding electrode and the wire bonding electrode are separately provided and provided on the counter electrode. That is, the substrate can be made small.
[0007]
For example, on the back surface of the substrate, external connection electrodes connected to the first, second, and third die bonding electrodes and the first, second, and third wire bonding electrodes are provided. Therefore, this semiconductor light emitting device can be mounted on a circuit board (printed circuit board) of an electronic device including a surface light emitting device such as a display.
[0008]
The external connection electrode is connected to the first, second, and third die bonding electrodes and the first, second, and third wire bonding electrodes through the side surface of the substrate.
[0009]
Therefore, if the LED chip die-bonded to the second die-bonding electrode has a reverse polarity structure to the other two LED chips, it can be mounted without significantly changing the wiring pattern of the conventional printed circuit board. .
[0010]
Further, if the substrate is provided with two holes penetrating from the front surface to the back surface, the external connection electrodes are connected to the second die bonding electrode and the second wire through the holes so that the polarities are aligned at both ends of the substrate. It can be connected to a bonding electrode.
[0011]
In this case, the three LED chips having the same structure can be used.
[0012]
For example, if the first, second, and third LED chips that emit red, blue, and green are bonded, each LED chip can emit light alone, and three colors can be selectively emitted. Further, if the LED chip emits light in an arbitrary combination, purple, yellow, indigo or white can be emitted by the additive color method.
[0013]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the substrate can be made small, the size of the device itself can be reduced.
[0014]
The above object, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.
[0015]
【Example】
Referring to FIG. 1, a semiconductor light emitting device (hereinafter simply referred to as “light emitting device”) 10 of this embodiment is an insulating substrate (hereinafter simply referred to as “substrate”) 12 formed of glass epoxy or ceramic. including. On the
[0016]
For example, in this embodiment, the
[0017]
As can be seen from FIG. 2A, a
[0018]
As shown in FIG. 1, the
) 22a is wire bonded to the
[0019]
On the other hand, as can be seen from FIG. 2B,
[0020]
The
[0021]
In FIGS. 1 and 2A and 2B, the leads and the external connection electrodes are provided with thicknesses for easy understanding.
[0022]
Further, although the
[0023]
Returning to FIG. 1, the
[0024]
As can be seen from FIG. 1 and FIGS. 2A and 2B, the
[0025]
For example, the
That is, the plurality of light emitting
[0026]
That is, when a voltage is applied between the
[0027]
In addition, by emitting the
[0028]
Thus, the light-emitting
[0029]
According to this embodiment, since the die bonding electrode and the wire bonding electrode are alternately provided, the substrate area can be used effectively, and the substrate can be made smaller than the conventional one. Therefore, the light emitting device itself can be reduced in size.
For this reason, the electronic device including the surface light emitting device can also be reduced in size. In addition, when an electronic device having the same size as that of a conventional device is manufactured, the number of light emitting devices can be increased, so that the resolution of a color image can be increased.
[0030]
Further, since the
[0031]
However, the
[0032]
The
[0033]
As can be seen from FIG. 3A, the
[0034]
On the other hand,
[0035]
The
[0036]
In this way, the polarities of the
[0037]
In another embodiment, the
[0038]
According to another embodiment, the bonding electrode and the wire bonding electrode can be alternately provided as in the above-described embodiment, and thus the substrate can be made small.
Therefore, the light emitting device can be reduced in size.
[0039]
In these embodiments, the
[0040]
In these embodiments,
[0041]
Further, in these examples, only the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an illustrative view showing one embodiment of the present invention;
FIG. 2 is an illustrative view showing a wiring pattern and external connection electrodes formed on the substrate shown in FIG. 1 embodiment;
FIG. 3 is an illustrative view showing a substrate, a wiring pattern formed on the substrate, and external connection electrodes applied to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an illustrative view showing one example of a conventional semiconductor light emitting device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記基板の裏面に、前記第1、第2および第3ダイボンディング電極および前記第1、第2および第3ワイヤボンディング電極のそれぞれと前記基板の側面を介して連結される外部接続電極を備え、
前記基板の上面の一方側に前記第1ダイボンディング電極、前記第2ワイヤボンディング電極および前記第3ダイボンディング電極を配置し、他方側に前記第1ワイヤボンディング電極、前記第2ダイボンディング電極および前記第3ワイヤボンディング電極を配置し、
前記第1、第2および第3ダイボンディング電極をそれぞれ対向する前記第1、第2および第3ワイヤボンディング電極より幅広にし、さらに
前記第2ダイボンディング電極にダイボンディングされる前記発光素子チップを他の前記発光素子チップとは逆極性の構造にしたことを特徴とする、半導体発光装置。The first, second, and third light emitting element chips are die-bonded to first, second, and third die bonding electrodes formed on the substrate, and the first, second, and third light emitting element chips are first bonded. In the semiconductor light-emitting device, which is wire-bonded to the second and third wire-bonding electrodes and then sealed with a translucent resin,
An external connection electrode connected to each of the first, second, and third die bonding electrodes and each of the first, second, and third wire bonding electrodes on a back surface of the substrate through a side surface of the substrate;
The first die bonding electrode, the second wire bonding electrode, and the third die bonding electrode are disposed on one side of the upper surface of the substrate, and the first wire bonding electrode, the second die bonding electrode, and the second die bonding electrode are disposed on the other side. A third wire bonding electrode is disposed ;
Making the first, second and third die bonding electrodes wider than the opposing first, second and third wire bonding electrodes, respectively ;
A semiconductor light-emitting device, wherein the light-emitting element chip die-bonded to the second die bonding electrode has a structure with a polarity opposite to that of the other light-emitting element chips .
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