JP5034686B2 - 半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体素子を搭載した半導体装置に関し、特に、液晶ディスプレイのバックライト、パネルメーター、表示灯や携帯用電子機器などに用いられる発光装置に関する。

半導体発光素子は、その半導体発光素子の電極と接続するリード電極を備えた支持体に配置されて、発光装置とされる。半導体発光素子は、支持体に備えられたリード電極を介して電力を供給される。このような発光装置として、発光素子と、その発光素子からの光を吸収して異なる波長を有する光を発光する蛍光物質と、を組み合わせて白色系の混色光を高輝度に発光することができる発光装置が開発された。

このような発光装置を構成する生産性のよい支持体として、リード電極を狭持した金型内に成型樹脂を注入して、成型樹脂を硬化させて形成される樹脂成型体が利用される。

例えば、実開昭６２−４７１５６号公報に開示される発光装置が挙げられる。この発光装置は、リード電極がインサート成型された樹脂成型体からなる支持体と、その支持体の凹部に配置された発光素子と、発光素子の電極とリード電極とを接続する導電性ワイヤと、発光素子や導電性ワイヤを凹部内にて被覆する封止部材（蛍光物質を含有することもできる。）と、を備える。特に、本件の発光装置は、凹部の底面に配置された複数のリード電極の端部間に突出部を有する。この突出部により、発光素子を接着する導電性ペーストを堰き止めることができる。したがって、導電性ペーストが一方のリード電極から他方のリード電極のほうへ流出することがなくなり、極性の異なるリード電極間の短絡が防止される。

公開実用昭和６２−４７１５６号公報。

ところで、リード電極が樹脂成型体にインサート成型された支持体は、リード電極と樹脂成型体とに発生した隙間や、通気性の高い樹脂を材料とする封止部材などを通して、湿気が外部環境から支持体内部のリード電極の表面まで到達することがある。このような湿気は、リード電極の表面を被覆する金属材料のマイグレーションを促進する。さらに、金属材料のマイグレーションが極性の異なるリード電極間に生じれば、短絡を生じさせる。このように、突出部により阻止しなければならない流動性の部材は、発光素子を接着する導電性の樹脂ペーストだけではない。そのため、リード電極の端部の間に突出部を設けられた突出部は、できるだけ高くする必要がある。その一方、主にＡｕを材料とする導電性ワイヤは、できるだけ短くして、発光装置の製造費用を削減する必要もある。

しかしながら、突出部を高くすると、突出部が物理的な障害となり、発光素子の電極とリード電極とを接続する導電性ワイヤが張り難くなったり、導電性ワイヤの湾曲部が突出部の表面に接触したりすることがある。これにより、発光装置の生産性の低下や、発光装置の信頼性が低下することとなる。

そこで、本発明は、導電性ペーストの流出や金属材料のマイグレーションを抑止するための突出部の機能を保持しつつ、突出部と導電性ワイヤとの干渉を招くことのない半導体装置を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するために本発明に係る半導体装置は、半導体素子と、その半導体素子に接続する正負一対のリード電極と、それらのリード電極を保持する支持体と、上記半導体素子と上記リード電極とを接続する導電性ワイヤと、を備えた半導体装置であって、上記支持体は、上記半導体素子が配置されたリード電極の第一端部と上記導電性ワイヤが接続されたリード電極の第二端部との間に、上記半導体素子の配置面から突出して設けられ、上記半導体素子の複数の側面にそれぞれ対面する複数の側面を有する壁部を有しており、上記リード電極の端部と、上記半導体素子の上面に接続された導電性ワイヤが跨ぐ壁部との間隔について、上記第二端部と上記壁部との間隔のほうが、上記第一端部と上記壁部との間隔よりも大きいことを特徴とする。

あるいは、上記目的を達成するために本発明に係る半導体装置は、半導体素子と、その半導体素子に接続する正負一対のリード電極と、それらのリード電極を保持する支持体と、上記半導体素子と上記リード電極とを接続する導電性ワイヤと、を備えた半導体装置であって、上記支持体は、上記半導体素子が配置されたリード電極の第一端部と上記導電性ワイヤが接続されたリード電極の第二端部との間に、上記半導体素子の配置面から突出して設けられ、上記半導体素子の複数の側面にそれぞれ対面する複数の側面を有する壁部を有しており、少なくとも上記導電性ワイヤが上方を通過する壁部の断面において、その壁部の最頂部を通り上記リード電極の主面に垂直な鉛直線が、上記第一端部および上記第二端部から等距離かつ上記リード電極の主面に垂直な方向に想定された中心線よりも、上記第一端部の側に偏在されていることを特徴とする。

上記壁部の高さは、上記半導体素子の高さより低いことが好ましい。

上記壁部は、上支持体に配置された半導体素子の複数の側面にそれぞれ対面する複数の側面を有することが好ましい。

上記壁部の側面と、上記半導体素子が配置されたリード電極の端面とは、ほぼ同一平面上にあることが好ましい。

上記支持体は、上記リード電極の第一端部および第二端部の間に設けられた第一の壁部と、上記半導体素子とその半導体素子とは別の半導体素子との間に設けられた第二壁部と、を有しており、上記第二の壁部の延長方向が上記導電性ワイヤの延長方向と略同じであることが好ましい。

さらに、上記第一の壁部と上記第二の壁部とが、それらの延長方向の一部で接続されていることが好ましい。

上記支持体は、上記半導体素子を収容する凹部を有しており、上記第一の壁部または上記第二の壁部の少なくとも一方は、上記凹部の内壁面の一部に接続されている。

上記リード電極の主面に垂直な方向における上記壁部の断面形状は、お椀形である。あるいは、上記リード電極の主面に垂直な方向における上記壁部の断面形状は、三角形であることが好ましい。

本件発明は、支持体の半導体素子配置面または導電性ワイヤ接続面から突出された壁部の中心を、導電性ワイヤを接続するリード電極の端面よりも、半導体素子が配置されたリード電極の端面に偏在させている。そのため、一端が半導体素子の上面に接続された導電性ワイヤの他端をリード電極に接続するとき、導電性ワイヤの長さを短くしても、導電性ワイヤが壁部に接触することがなくなり、生産し易く、信頼性の高い半導体装置とすることができる。

本発明を実施するための最良の形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するための半導体装置を例示するものであって、本発明は、半導体装置を以下の発光装置に限定するものではない。

また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。

図１は、本形態の発光装置の上面図である。なお、リード電極のうち樹脂成型体に埋め込まれた部位は、図中点線で示している。図２は、本形態の発光装置の図１におけるＸ−Ｘ方向の断面図である。図３は、本形態の発光装置の図１におけるＹ−Ｙ方向の断面図である。図４、図６および図７は、本形態の発光装置の断面を一部拡大した断面図である。図５は、本形態の発光装置との比較例として示す発光装置の断面の拡大図である。

本発明は、発光素子と、その発光素子に接続する複数対の正負リード電極と、それらのリード電極を保持する支持体と、発光素子とリード電極とを接続する導電性ワイヤと、を備えた発光装置に関する。さらに、本発明の支持体は、上記発光素子が配置されたリード電極の端部の間または上記導電性ワイヤが接続されたリード電極の端部の間に、上記導電性ワイヤの接続面または上記発光素子の配置面から突出して設けられた壁部（突出部）を有している。壁部は、リード電極を樹脂成型体へ強固に保持するため、壁部の一部がリード電極の端部の上面を被覆するように延材させて設けてもよいが、壁部の幅Ｗがリード電極の端部間の距離以下となるように設けることが好ましい。このように壁部の幅を調整すると、成型用の型とリード電極との間に、成型用樹脂の流動空間を確保でき、成型用樹脂の未充填を発生させることなく壁部が成型され易くなるからである。

このような発光装置について、突出部と導電性ワイヤとの干渉を招くことのない発光装置とするため、本発明者は種々の検討を行った。その結果、リード電極の端部と、導電性ワイヤが跨ぐ壁部と、の間隔について、導電性ワイヤが接続された端部と壁部との間隔を、発光素子が配置された端部と壁部との間隔よりも大きくすることにより課題を解決するに至った。あるいは、少なくとも導電性ワイヤが上方を通過する壁部の最頂部を通る鉛直線を、半導体素子が配置されたリード電極の端部と、導電性ワイヤが接続されたリード電極の端部との間の中心位置よりも、半導体素子が配置されたリード電極の端部側に偏在させることにより課題を解決するに至った。

すなわち、図４および図６に示されるように、本発明は、支持体の素子配置面から突出された壁部を有する発光装置において、素子とリード電極とを結ぶ導電性ワイヤを壁部が機械的に干渉することなくワイヤボンドしやすいように、上記壁部の中心位置を、導電性ワイヤが接続される部位よりも素子が配置される部位のほうへ移動させて設けたことを特徴とする。なお、本発明は、発光素子側と導電性ワイヤ接続側とで壁部とリード電極の端部の一部との間に距離の差を設けれさえすれば、本形態に限定されることはない。すなわち、図７に示されるように、導電性ワイヤが接続されるリード電極の端部の側に斜面や段差（図示せず）を設けることにより壁部の高さが低い部分を設け、導電性ワイヤと壁部との干渉を避けることもできる。

従来の半導体装置において、例えば、図５の断面図に示されるように、極性の異なるリード電極の端部の間に設けられた壁部の幅Ｗを、リード電極の間隔いっぱいまで大きくする。この壁部を跨ぐように発光素子の電極とリード電極とを導電性ワイヤにて接続すると、リード電極に導電性ワイヤが接続された側の壁部の側面が導電性ワイヤの湾曲部に接近してしまう。そこで、本発明は、図４の断面図に示されるように、壁部が配置される位置を、発光素子が配置された位置寄りにする。つまり、導電性ワイヤが接続された端部の側面と導電性ワイヤが跨いだ壁部の側面との間隔ａを、発光素子が配置された端部の側面と上記壁部の側面との間隔ｂよりも大きくする。

これにより、壁部を跨いで発光素子の電極からリード電極のほうへワイヤボンディングし易くなり、量産性の高い発光装置とすることができる。また、リード電極の表面を被覆する金属材料がマイグレーションしても、壁部によって金属材料の移動が妨げられるため、金属材料のマイグレーションによる信頼性の低下を招かない発光装置とすることができる。また、仮に、壁部の表面に金属材料がマイグレーションしたとしても、本発明の構成により、発光素子の電極とリード電極間に張られた導電性ワイヤの湾曲部（ループ部分）と壁部の表面との距離は十分確保できる。そのため、壁部の表面にマイグレーションしてきた金属材料が導電性ワイヤに接触することがなくなる。このように、本発明による発光装置は、高い信頼性を有する。

さらに、本形態における壁部の高さの最大値は、発光素子の高さより低いことが好ましい。導電性ワイヤが張り易くなり、壁部と導電性ワイヤの接触が避けられるからである。

壁部は、上支持体に配置された発光素子の複数の側面にそれぞれ対面する複数の側面を有することが好ましい。発光素子を接着する接着剤の流出を確実に抑制することができるからである。

上記壁部の側面と、上記発光素子が配置されたリード電極の端面とは、ほぼ同一平面であることが好ましい。リード電極の表面からの金属材料のマイグレーションが十分に阻止でき、壁部と導電性ワイヤの干渉が防がれた信頼性の高い発光装置とすることができるからである。以下、本形態の発光装置の形成方法およびその構成部材について詳述する。

［工程１：リード電極の形成］
まず、金属平板に打ち抜き加工を施し正負一対のリード電極となる端部を複数対有するリードフレームを形成する。

リード電極は、半導体装置の外部から半導体素子に電力を供給する導電体である。本形態にかかるリード電極は、一方の端部が支持体側面から支持体内部に挿入され、他方の端部が支持体側面から突出するように支持体成型時に一体成型される。

リード電極の材料は、導電性であれば特に限定されないが、半導体素子と電気的に接続する部材である導電性ワイヤとの接着性及び電気伝導性が良いことが求められる。具体的な電気抵抗としては、３００μΩ−ｃｍ以下が好ましく、より好ましくは３μΩ−ｃｍ以下である。これらの条件を満たす材料としては、鉄、銅、鉄入り銅、錫入り銅及び銅、金、銀、パラジウムをメッキしたアルミニウム、鉄、銅等が好適に挙げられる。

［工程２：支持体の形成］
本形態における支持体は、発光素子や封止部材を配置することができる支持体であり、正負一対のリード電極と、そのリード電極を絶縁して保持する絶縁性材料である支持部と、を備えた部材である。本形態の支持体においては、リードフレームに樹脂材料を射出成型により成型させた樹脂成型体が好適に利用される。

上記工程１により形成されたリードフレームを、成型用の凸型および凹型にて狭持する。このとき、リード電極の端部が凸型および凹型により形成された内部空間に配置されるようにする。次に、型の背面に設けられたゲートより内部空間に成型材料を充填して、リード電極の端部を被覆する。充填された成型材料を硬化させた後、凸型および凹型から成型体を取り外す。

凸型および凹型の内壁面は、支持体の外壁面および凹部内に形成させる壁部の形状に対応している。樹脂材料は、特に限定されず、例えば、液晶ポリマー、ポリフタルアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などとすることができる。特に、ポリフタルアミド樹脂のように高融点結晶が含有されてなる半結晶性ポリマー樹脂は、封止部材（例えば、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂）との密着性が良好なため、支持体の材料として好適に利用される。また、発光素子からの光の反射率を向上させるために、成型材料に酸化チタンなどの白色顔料を含有させることができる。

［工程３：半導体素子の配置］
リード電極の端部に、半導体素子を接着材にて固定する。本形態では、発光素子を単独で支持体に配置させた半導体装置について説明するが、発光素子を単独で配置させる形態に限定されることなく、受光素子、静電保護素子（ツェナーダイオード、コンデンサ等）、あるいはそれらを少なくとも二種以上組み合わせたものを搭載した半導体装置とすることができる。なお、静電保護素子は、発光素子との極性を考慮して、発光素子と同一のリード電極あるいは異なるリード電極のいずれに配置してもよい。

（発光素子）
本形態における発光素子は、蛍光物質を備えた発光装置とするとき、その蛍光物質を励起可能な波長を発光できる活性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、ＺｎＳｅやＧａＮなど種々の半導体を挙げることができるが、蛍光物質を効率良く励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）が好適に挙げられる。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。

発光素子の材料として窒化物半導体を使用した場合、半導体用基板にはサファイア、スピネル、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＮなど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よ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ＭＯＣＶＤ法などを用いて窒化物半導体を形成させることができる。また、基板は、半導層を積層した後、取り除くこともできる。

白色系の混色光を発光させる発光装置とするときには、蛍光物質からの発光波長との補色関係や封止樹脂の劣化などを考慮して、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より向上させるためには、４５０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下がさらに好ましい。

赤色系の光を発する発光素子の材料として、ガリウム・アルミニウム・砒素系の半導体やアルミニウム・インジュウム・ガリウム・燐系の半導体を選択することが好ましい。

なお、フルカラー表示装置とするためには、赤色系の発光波長が６１０ｎｍから７００ｎｍ、緑色系が４９５ｎｍから５６５ｎｍ、青色系の発光波長が４３０ｎｍから４９０ｎｍの発光素子を組み合わせることが好ましい。

発光素子を支持体に固定した後、発光素子の各電極とリード電極とをそれぞれ導電性ワイヤにて接続する。ここで、発光素子を固定するための接合部材は、特に限定されず、エポキシ樹脂などの絶縁性接着剤や、ＡｕとＳｎとを含有する共晶材、導電性材料が含有された樹脂からなる導電性ペーストやガラスなどとすることができる。ここで、導電性ペーストに含有される導電性材料は、Ａｇが好ましく、Ａｇの含有量が８０％〜９０％であるＡｇペーストを用いると放熱性にも優れた発光装置が得られる。

（導電性ワイヤ）
導電性ワイヤは、発光素子の電極とのオーミック性、機械的接続性、電気伝導性及び熱伝導性がよいものが求められる。熱伝導度としては０．０１ｃａｌ／（ｓ）（ｃｍ^２）（℃／ｃｍ）以上が好ましく、より好ましくは０．５ｃａｌ／（ｓ）（ｃｍ^２）（℃／ｃｍ）以上である。また、作業性などを考慮して導電性ワイヤの直径は、好ましくは、Φ１０μｍ以上、Φ４５μｍ以下である。封止部材に蛍光物質を含有させるとき、蛍光物質が含有された部位と、蛍光物質が含有されていない部位との界面で導電性ワイヤが断線しやすい。そのため、導電性ワイヤの直径は、２５μｍ以上がより好ましく、発光素子の発光面積の確保や扱い易さの観点から３５μｍ以下がより好ましい。このような導電性ワイヤとして具体的には、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれらの合金を用いた導電性ワイヤが挙げられる。

導電性ワイヤと、リード電極との接合部は、導電性ワイヤとリード電極との電気的接続不良を防ぐため、一本の導電性ワイヤについてリード電極に複数設けられることが好ましい。

［工程４：封止部材の形成］
半導体素子や導電性ワイヤを外部環境から保護するため、透光性の封止部材を設ける。半導体素子または導電性ワイヤを覆うように支持体の凹部内に充填した封止部材の材料を硬化させることにより半導体素子や導電性ワイヤを封止部材にて被覆する。

（封止部材）
封止部材の材料は、特に限定されず、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂、および、それらの樹脂を少なくとも一種以上含むハイブリッド樹脂等、耐候性に優れた透光性樹脂を用いることができる。また、封止部材は有機物に限られず、ガラス、シリカゲルなどの耐光性に優れた無機物を用いることもできる。また、本形態の封止部材は、粘度増量剤、光拡散剤、顔料、蛍光物質など、用途に応じてあらゆる部材を添加することができる。光拡散剤として例えば、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、二酸化珪素、炭酸カルシウム、および、それらを少なくとも一種以上含む混合物などを挙げることができる。更にまた、封止部材の光出射面側を所望の形状にすることによってレンズ効果を持たせることができる。具体的には、凸レンズ形状、凹レンズ形状さらには、発光観測面から見て楕円形状やそれらを複数組み合わせた形状にすることができる。

（蛍光物質）
本形態の半導体装置は、発光素子を備えるとともに、封止部材に蛍光物質を含有させることができる。このような蛍光物質の一例として、以下に述べる希土類元素を含有する蛍光物質がある。

具体的には、Ｙ、Ｌｕ，Ｓｃ、Ｌａ，Ｇｄ、ＴｂおよびＳｍの群から選択される少なくとも１つの元素と、Ａｌ、Ｇａ、およびＩｎの群から選択される少なくとも１つの元素とを有するガーネット（石榴石）型蛍光物質が挙げられる。特に、アルミニウム・ガーネット系蛍光体は、ＡｌとＹ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｇａ、Ｉｎ及びＳｍから選択された少なくとも一つの元素とを含み、かつ希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された蛍光体であり、発光素子から出射された可視光や紫外線で励起されて発光する蛍光体である。例えば、イットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光体（ＹＡＧ系蛍光体）の他、Ｔｂ_２．９５Ｃｅ_０．０５Ａｌ_５Ｏ_１２、Ｙ_２．９０Ｃｅ_０．０５Ｔｂ_０．０５Ａｌ_５Ｏ_１２、Ｙ_２．９４Ｃｅ_０．０５Ｐｒ_０．０１Ａｌ_５Ｏ_１２、Ｙ_２．９０Ｃｅ_０．０５Ｐｒ_０．０５Ａｌ_５Ｏ_１２等が挙げられる。これらのうち、特に本実施の形態において、Ｙを含み、かつＣｅあるいはＰｒで付活され組成の異なる２種類以上のイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光体が利用される。

また、窒化物系蛍光体は、Ｎを含み、かつＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎから選択された少なくとも一つの元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆから選択された少なくとも一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された蛍光体である。窒化物系蛍光体として、例えば、（Ｓｒ_０．９７Ｅｕ_０．０３）_２Ｓｉ_５Ｎ_８、（Ｃａ_{０．９８５}Ｅｕ_{０．０１５}）_２Ｓｉ_５Ｎ_８、（Ｓｒ_{０．６７９}Ｃａ_{０．２９１}Ｅｕ_０．０３）_２Ｓｉ_５Ｎ_８、等が挙げられる。

［工程５：リード電極のフォーミング］
支持体の外壁面から突出されたリード電極を、支持体の外壁面にそって折り曲げ、実装基板に設けられた導体配線などに接続させるための接続端子を形成する。図３に示されるように、本形態の支持体１１１の樹脂成型体１１０は、凹部を形成する部位の幅よりも、リード電極が折り曲げられる側の部位の幅が、少なくともリード電極の厚み分だけ小さくされている。そして、図１に示されるように、支持体の上面方向から見て、リード電極が樹脂成型体の側面からはみ出さないように折り曲げる。すると、複数の発光装置を密集して隣接配置することができるので、ドットマトリックスディスプレイを構成する発光装置として好ましい。

［工程６：半導体装置を分離］
リードフレームと各リード電極との接続部を切断して、リードフレームから個々の半導体装置に分離する。支持体を支持するハンガーリードを利用したとき、フォーミングの工程後、支持体をハンガーリードによる支持から解放させる。このように、ハンガーリードを利用することにより、各半導体装置のリード電極に対してまとめてフォーミングの工程を施すことができるため、半導体装置を形成する作業性を向上させることができる。

以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。

図１は、本実施例の発光装置１００の上面図である。なお、リード電極のうち樹脂成型体１１０に埋め込まれた部位は、点線で示している。図２は、本実施例の発光装置１００の図１におけるＸ−Ｘ方向の断面図である。図３は、本実施例の発光装置１００の図１におけるＹ−Ｙ方向の断面図である。図４および図６は、図３に示される発光装置１００の断面の拡大図である。

本実施例の発光装置１００は、複数の発光素子２０１、２０２、２０３と、それらの発光素子に接続する複数対の正負リード電極と、それらのリード電極が樹脂成型体１１０によって保持されてなる支持体１１１と、発光素子とリード電極とを接続する導電性ワイヤ１０９と、を備えた発光装置である。

本実施例の支持体１１１は、樹脂成型体１１０にインサート成型された正負三対のリード電極を有する。これらのリード電極は、ほぼ直方体に成型された樹脂成型体１１０の向かい合う一対の側面から支持体の凹部の底面に向かって延伸されており、凹部の底面に端部の上面が露出されている。本実施例のリード電極は、鉄入り銅からなる板材に銀鍍金が施されたものである。

本実施例の複数の発光素子は、赤色系の光を発する第一の発光素子２０１と、緑色系の光を発する第二の発光素子２０２および青色系の光を発する第三の発光素子２０３と、からなる。

これらの発光素子は、支持体の凹部の底面に配置されたリード電極の端部に配置されている。以下、図１を参照しながら具体的に説明する。樹脂成型体１１０の向かい合う一対の側面のうち、一方の側面から凹部の底面に向かって延伸されたリード電極は、端部に第一の発光素子２０１が配置された第一のリード電極１０１と、第二の発光素子２０２の電極に接続した導電性ワイヤ１０９が接続される第二のリード電極１０２と、端部に第三の発光素子２０３が配置された第三のリード電極１０３と、からなる。また、樹脂成型体１１０の他方の側面から凹部の底面に向かって、それぞれ上記リード電極１０１、１０２、１０３の端部と対向するように端部が配置されたリード電極は、第一の発光素子２０１の電極に接続した導電性ワイヤ１０９が接続された第四のリード電極１０４と、第二の発光素子２０２が配置され、その発光素子２０２に接続する導電性ワイヤも接続された第五のリード電極１０５と、第三の発光素子２０３の電極に接続された導電性ワイヤ１０９が接続された第六のリード電極１０６と、からなる。

ここで、第一のリード電極１０１および第四のリード電極１０４、第二のリード電極１０２および第五のリード電極１０５、第三のリード電極１０３および第六のリード電極１０６は、それぞれの端部が対向されており、正負一対のリード電極として構成されている。また、第一乃至第三の発光素子２０１、２０２、２０３は、凹部の開口部の側から見て、一方の側壁の側からその側壁に向かい合う他方の側壁のほうに向かって横一列に、それぞれ上述したリード電極の端部に順に配置されている。

図１に示されるように、本実施例の壁部１０７は、第一の発光素子２０１が配置された側の側壁を起点として、第三の発光素子２０３が配置された側の側壁が終点となるように、第一乃至第三の発光素子２０１、２０２、２０３の間および第一乃至第六のリード電極の端部間を縫うようなＬ字型形状の連続により、略一定の幅Ｗで設けられている。このように、発光素子と、その隣に配置された発光素子との間にも壁部を設けることにより、発光素子を接着する導電性ペーストが別の発光素子の配置部まで流出してしまうのを抑制することができる。また、壁部の一部を導電性ワイヤの延長方向と略同じ方向に延長させることにより、導電性ワイヤと壁部との干渉を最小限に抑制することができる。ここで、壁部の延長方向が導電性ワイヤの延長方向と略同じ方向とは、両方向が平行な場合だけでなく、両方向に±１０°程度の差があるものも許容範囲として含むものとする。

本実施例における壁部１０７の凹部底面（または、リード電極の主面）に垂直な方向の断面形状は、図３から図４に示されるように、お椀形である。このように、導電性ワイヤの側に曲面を有する形状とすることにより、導電性ワイヤへの悪影響を低減させることができる。さらに、図６に基づいて説明すると、壁部１０７の最頂部を通りリード電極の主面に垂直な鉛直線（図中に太い点線で示される。）が、第五のリード電極１０５の第一端部および第二のリード電極１０２の第二端部（それぞれの端面の位置が図中に細い点線で示される。）から等距離かつリード電極の主面に垂直な方向に想定された中心線（図中に一点破線で示される。）よりも、第五のリード電極１０５における第一端部の側、すなわち第二の発光素子２０２の側に偏在されている。

なお、本実施例の壁部１０７は、支持体１１１を構成する樹脂成型体１１０の一部として、凹部を形成する側壁などともに、一体的に成型されたものである。つまり、壁部１０７は、支持体１１１の背面側の樹脂成型部１１０から各リード電極の端部間を通過して、凹部の底面へ延材されて、発光素子の配置面や導電性ワイヤの接続面から突出させている。また、導電性ワイヤ１０９が跨ぐ壁部は、第一のリード電極の端部と第四のリード電極の端部との間、第二のリード電極の端部と第五のリード電極の端部との間、および第三のリード電極の端部と第六のリード電極の端部との間に設けられた上記壁部の一部であり、導電性ワイヤ１０９の直下に位置する部位を、順に、それぞれ第一の部位、第二の部位および第三の部位とする。

本実施例において、リード電極の端部と、導電性ワイヤが跨ぐ壁部と、の距離は、壁部の第一の部位乃至第三の部位の側面と、リード電極の端部の側面（端面）との最短距離とする。さらに、導電性ワイヤが接続される第二、第四および第六のリード電極の端部と、上記第ｎの部位（ｎ＝１、２、３）との距離をａ_ｎとし、発光素子が配置される第一、第三および第六のリード電極の端部と、上記第ｎの部位（ｎ＝１、２、３）との距離をｂ_ｎとして、各リード電極について、ａ_ｎとｂ_ｎとの大小関係を以下に述べる。なお、ａ_ｎ＞０であり、発光素子が配置されるリード電極の端部の上に壁部の一部が延材されるときは、ｂ_ｎ＜０とし、常にａ_ｎ＞ｂ_ｎであるものとする。

具体的には、第四のリード電極１０４の端部と上記第一の部位との距離ａ_１は、第一のリード電極１０１の端部と上記第一の部位との距離ｂ_１より大きい。第二のリード電極１０２の端部と上記第二の部位との距離ａ_２は、第五のリード電極１０５の端部と上記第二の部位との距離ｂ_２より大きい。第六のリード電極１０６の端部と上記第三の部位との距離ａ_３は、第三のリード電極１０３の端部と上記第三の部位との距離ｂ_３より大きい。なお、本実施例において、第一のリード電極１０１の端部における端面と第一の部位の側面、第五のリード電極１０５の端部における端面と第二の部位の側面、および第三のリード電極１０３の端部における端面と第三の部位の側面は、それぞれ略同一平面とさせているため、ｂ_１、ｂ_２、ｂ_３≒０である。また、壁部１０７の幅Ｗは、０．１５ｍｍであり、壁部１０７の高さＨは３０μｍであり、ａ_１＝ａ_２＝ａ_３＝０．０５ｍｍである。なお、発光素子の高さの最小値は、約８０μｍである。

本実施例の支持体１１１は、凹部底面にて露出された部分の延伸距離が他のリード電極よりも長く、端部が凹部中央まで延びた第五のリード電極１０５を有している。そこで、本実施例の支持体１１１は、第五のリード電極１０５が埋め込まれた側壁と、凹部底面とに跨って、リード電極の幅よりも大きい幅の第二の側壁１０８を設けている。第二の側壁１０８により、第五のリード電極１０５を支持体に固定することにより、第五のリード電極１０５のフォーミング工程において、他のリード電極より長く凹部中央まで延伸された第五のリード電極１０５が浮き上がることがなくなる。

また、本実施例の発光装置１００は、各発光素子が配置されるリード電極がそれぞれ異なる。したがって、発熱量の大きい発光素子が同一リード電極に配置されているものと比較して、各発光素子からの放熱が効率よく行われ、発熱に伴う発光波長のずれによる色バランスの低下を抑制することができる。

図１は、本実施例の発光装置の上面図である。図２は、本実施例の発光装置の図１におけるＸ−Ｘ方向の断面図である。図３は、本実施例の発光装置の図１におけるＹ−Ｙ方向の断面図である。図７は、図３に示される発光装置の断面における部分的な拡大図である。

本実施例の支持体は、実施例１と同様に、第二の発光素子２０２が配置されたリード電極１０５の第一端部または導電性ワイヤ１０９の一端が接続されたリード電極１０２の第二端部の間に、導電性ワイヤ１０９の接続面または発光素子の配置面から突出して設けられた壁部１０７を有している。さらに、第二の発光素子２０２上面の電極に他端が接続された導電性ワイヤ１０９が上方を通過する壁部１０７の少なくとも一部において、その壁部１０７のリード電極の主面に垂直な方向における断面形状が、三角形である他は、上述した実施例１と同様に発光装置を形成する。

本実施例の壁部１０７についてより詳細に説明すると、図１および図７に示されるように、壁部１０７は、少なくとも導電性ワイヤが上方を通過する壁部の一部において、第二の発光素子２０２を配置するリード電極１０５側の傾斜面が、導電性ワイヤ１０９がワイヤボンドされたリード電極１０２側の傾斜面よりも面積が大きい三角柱である。このような三角柱の壁部１０７が、第一のリード電極１０１と第四のリード電極１０４との端部間、第二のリード電極１０２と第五のリード電極１０５との端部間および第三のリード電極１０３と第六のリード電極１０６との端部間において、それらの端部の間を縫うように延長されて其々設けられている。

さらに、図７に基づいて説明すると、少なくとも導電性ワイヤが上方を通過する壁部の鉛直断面において、壁部１０７の最頂部を通りリード電極の主面に垂直な鉛直線（図中の太い点線で示される。）が、リード電極１０５の第一端部およびリード電極１０２の第二端部（それぞれの端部における端面の位置が図中の細い点線で示される。）から等距離かつリード電極１０２、１０５の主面に垂直な方向に想定された中心線（図中の一点破線で示される。）よりも、リード電極１０５の第一端部の側、すなわち、上面に導電性ワイヤ１０９の端部が接続された発光素子２０２の側に偏在されている。

支持体は、リード電極の端部間に設けられた第一の壁部と、第一の発光素子２０１と第二の発光素子２０２との間および第二の発光素子２０２と第三の発光素子２０３との間にそれぞれ設けられた第二壁部と、を有している。ここで、第一乃至第三の発光素子の上面電極から張られた導電性ワイヤが跨ぐ第一の壁部の延長方向は、導電性ワイヤ１０９の延長方向と略垂直である。一方、第二の壁部の延長方向は、導電性ワイヤ１０９の延長方向と略同じである。第一の壁部と第二の壁部とが、それらの延長方向の一部で接続されている。このように延長方向の異なる複数の壁部の一端を接続させて、各発光素子の三方（あるいは四方）を壁部の連続により包囲することにより、発光素子の接着材の流動を確実に抑制することができる。さらに、延長方向が導電性ワイヤ１０９の延長方向と略同じ壁部を一部に含むことにより、導電性ワイヤと壁部との干渉を最小限に抑えることができる。

また、本実施例の支持体は、実施例１の支持体と同様に、半導体素子を収容する凹部を有しており、第一のリード電極１０１と第四のリード電極１０４との端部間および第三のリード電極１０３と第六のリード電極１０６との端部間にそれぞれ設けられた第一の壁部の一端が、凹部の内壁面の一部に接続されている。このように凹部の底面に延長して設けられた壁部の一端を、凹部の内壁面の一部に接続させる。これにより、発光素子の配置面から凹部の内壁面を伝って導電性ワイヤの接続面まで接着材が流動するのを抑えることができる。

本発明は、液晶ディスプレイのバックライト、パネルメーター、表示灯や携帯用電子機器などに用いられる光源として利用できる。

図１は、本発明の一実施例である発光装置の上面図である。 図２は、本発明の一実施例である発光装置のＸ−Ｘ方向の断面図である。 図３は、本発明の一実施例である発光装置のＹ−Ｙ方向の断面図である。 図４は、本発明の一実施例である発光装置の断面の拡大図である。 図５は、本発明との比較例として示す発光装置の断面の拡大図である。 図６は、本発明の一実施例である発光装置の断面の拡大図である。 図７は、本発明の別の一実施例である発光装置の断面の拡大図である。

符号の説明

１００・・・発光装置、１０１・・・第一のリード電極、１０２・・・第二のリード電極、１０３・・・第三のリード電極、１０４・・・第四のリード電極、１０５・・・第五のリード電極、１０６・・・第六のリード電極、１０７・・・壁部、１０８・・・第二の側壁、１０９・・・導電性ワイヤ、１１０・・・樹脂成型体、１１１・・・支持体、２０１・・・第一の発光素子、２０２・・・第二の発光素子、２０３・・・第三の発光素子。

Claims (9)

1. 半導体素子と、その半導体素子に接続する正負一対のリード電極と、それらのリード電極を保持する支持体と、前記半導体素子と前記リード電極とを接続する導電性ワイヤと、を備えた半導体装置であって、
   前記支持体は、前記半導体素子が配置されたリード電極の第一端部と前記導電性ワイヤが接続されたリード電極の第二端部との間に、前記半導体素子の配置面から突出して設けられ、前記半導体素子の複数の側面にそれぞれ対面する複数の側面を有する壁部を有しており、
   前記リード電極の端部と、前記半導体素子の上面に接続された導電性ワイヤが跨ぐ壁部との間隔について、前記第二端部と前記壁部との間隔のほうが、前記第一端部と前記壁部との間隔よりも大きいことを特徴とする半導体装置。
2. 半導体素子と、その半導体素子に接続する正負一対のリード電極と、それらのリード電極を保持する支持体と、前記半導体素子と前記リード電極とを接続する導電性ワイヤと、を備えた半導体装置であって、
   前記支持体は、前記半導体素子が配置されたリード電極の第一端部と前記導電性ワイヤが接続されたリード電極の第二端部との間に、前記半導体素子の配置面から突出して設けられ、前記半導体素子の複数の側面にそれぞれ対面する複数の側面を有する壁部を有しており、
   少なくとも前記導電性ワイヤが上方を通過する壁部の断面において、その壁部の最頂部を通り前記リード電極の主面に垂直な鉛直線が、前記第一端部および前記第二端部から等距離かつ前記リード電極の主面に垂直な方向に想定された中心線よりも、前記第一端部の側に偏在されていることを特徴とする半導体装置。
3. 前記壁部の高さは、前記半導体素子の高さより低い請求項１または２に記載の半導体装置。
4. 前記壁部の側面と、前記半導体素子が配置されたリード電極の端面とは、ほぼ同一平面上にある請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体装置。
5. 前記支持体は、前記リード電極の第一端部および第二端部の間に設けられた第一の壁部と、前記半導体素子とその半導体素子とは別の半導体素子との間に設けられた第二壁部と、を有しており、
   前記第二の壁部の延長方向が前記導電性ワイヤの延長方向と略同じである請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体装置。
6. 前記第一の壁部と前記第二の壁部とが、それらの延長方向の一部で接続されている請求項５に記載の半導体装置。
7. 前記支持体は、前記半導体素子を収容する凹部を有しており、前記第一の壁部または前記第二の壁部の少なくとも一方は、前記凹部の内壁面の一部に接続されている請求項５または６に記載の半導体装置。
8. 前記リード電極の主面に垂直な方向における前記壁部の断面形状は、お椀形である請求項１から７のいずれか一項に記載の半導体装置。
9. 前記リード電極の主面に垂直な方向における前記壁部の断面形状は、三角形である請求項１から７のいずれか一項に記載の半導体装置。

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