JP5043832B2 - 半導体発光装置およびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体発光装置パッケージ構造に関し、特に、半導体発光ダイのためのマルチチップモジュール・シングルパッケージ構造に関する。
長寿命および軽量で、電力消費が低く、無水銀であるという利点のために、発光ダイオード(LED)のような半導体発光装置は理想的な光源となり、また大規模に開発されてきた。LEDは、情報、通信、コンスーマエレクトロニクス、車両、信号、広告板、照明市場を含む多くの分野に応用できる。
しかし、最新のハイパワー半導体発光装置は、一定期間継続して点灯すると過熱してしまうという問題に直面している。さらに、最新の半導体発光装置パッケージ構造は総体して、照明のパワーおよび効率に影響する過熱抵抗の問題に直面している。そのため、従来の半導体発光装置パッケージ構造は、単純にヒートシンクを提供するだけでは発光温度を低減することができない。したがって、熱消散効率が高いパッケージ構造を提供することにより、パッケージ構造の界面と熱消散モジュールの間の熱抵抗を越えてしまう問題を解決する必要がある。
したがって、本発明の範囲の意図は、従来技術に伴う問題を解決するために、半導体発光ダイのための半導体発光装置パッケージ構造を提供することである。
好ましい一実施形態では、本発明の半導体発光装置パッケージ構造は基板、平坦な副搭載部、少なくとも1つの半導体発光ダイモジュール、パッケージ材料を設けている。基板の上には頂面および底面が画定されており、頂面上に第1凹部が形成され、底面上に第2凹部が形成されている。第2凹部は第1凹部を通過し、これにつながれている。さらに、頂面上の第1凹部の縁に沿った部分に突起が形成されており、頂面上には複数の外部電極が配置されている。平坦な副搭載部は第2凹部につながれており、この上に各第1面と各第2面を画定している。平坦な副搭載部は第2凹部内に組み込まれているため、副搭載部の第1面の一部が第1凹部内で露光される。少なくとも1つの半導体発光ダイのそれぞれは、ボタン部分と内部電極を設けており、少なくとも1つの半導体発光ダイは、第1凹部内で露光した副搭載部の第1面に搭載されている。さらに、少なくとも1つの半導体発光ダイを被覆するために、突起内にパッケージ材料を充填している。
様々な図形および図面に図示された以降の好ましい実施形態の詳細な説明を読解することで、本発明の範囲が当業者に明白となることは間違いない。
本発明は、半導体発光ダイのための半導体発光装置パッケージ構造を提供するものである。以降で好ましい実施形態を開示する。
本発明の一実施形態による半導体発光装置パッケージ構造の平面図を示す図1を参照されたい。この実施形態では、半導体発光装置パッケージ構造1は、基板11、副搭載部12、少なくとも1つの半導体発光ダイ13を設けている。この基板は頂面111を設け、この頂面111の上には複数の外部電極17が配置されている。さらに、副搭載部12は第1面121を設けており、副搭載部12の第1面121には少なくとも1つの半導体発光ダイ13が、その底面131の内部電極を介して搭載されている。
次に、本発明の一実施形態による半導体発光装置パッケージ構造の断面図を示す図2を参照されたい。半導体発光装置パッケージ構造1は基板11、副搭載部12、少なくとも1つの半導体発光ダイ13、パッケージ材料14を設けている。基板11の頂面111は第1凹部1111を設けており、また、基板11上に底面112が画定されている。さらに、底面112上には、第1凹部1111を通過し、これにつながれた第2凹部1121が形成されている。副搭載部12は第2凹部1121内に組み込まれており、副搭載部12上に第2面122が画定されており、副搭載部12の第1面121が第1凹部1111内で露光しており、頂面111上の第1凹部1111の縁に沿った部分には突起16が形成されている。少なくとも1つの半導体発光ダイ13は、第1凹部1111内で部分的に露光している副搭載部12の第1面121に組み込まれている底面131があり、少なくとも1つの半導体発光ダイ13を被覆するために、突起16内部にパッケージ材料14が充填されている。さらに、少なくとも1つの半導体発光ダイ13は、頂面111上の外部電極17と配線を介して電気結合する内部電極を設けている。この実施形態では、少なくとも1つの半導体発光ダイ13の内部電極は外部電極17と直列接続している。さらに、電極の接続を並列接続にしても本発明の目的を達成できる。
副搭載部12の第1面121と第1凹部1111の底部との間に熱伝導ペースト15を配置して、第1基板11と副搭載部12を組み合わせている。
次に、本発明の一実施形態による半導体発光装置パッケージ構造の断面図を示す図3を参照されたい。図3に示すように、平坦副搭載部12の第2面122は、基板11底面112と平行している。さらに、副搭載部12の第2面122と基板11の底面112を1つの面に構成できるように、平坦な副搭載部12の第2面122の下を熱伝導ペースト15でコーティングしている。
次に、本発明による半導体発光装置パッケージ構造の断面図を示す図4を参照されたい。図4に示すように、平坦な副搭載部12の第2面122は基板11の底面112と平行している。さらに、副搭載部12の第2面122と基板11の底面112を1つの面に構成できるように、基板の底面112の下を熱伝導ペースト15でコーティングしている。
本発明は熱消散効率性の高いパッケージ構造を提供し、このパッケージ構造は少なくとも1つの半導体発光装置をパッケージングすることが明らかである。さらに、本発明のパッケージ構造を熱伝導装置と組み合わせることで、ハイパワー半導体発光装置で生成された熱が排除され、また、パッケージ構造の界面と熱消散モジュールの間に存在する過剰な熱抵抗の問題が解決する。
上述の例および説明によって本発明の特徴および精神が記述されたことを願う。当業者は、本発明の示唆を維持できる範囲で本装置に様々な改造および変更を加えられることに容易に気付くだろう。したがって、上述の開示は、添付の請求項の境界のみによって制限されるものと解釈されるべきである。
本発明の一実施形態による半導体発光装置パッケージ構造の平面図である。 本発明の一実施形態による半導体発光装置パッケージ構造の断面図である。 本発明の一実施形態による半導体発光装置パッケージ構造の断面図である。 本発明の一実施形態による半導体発光装置パッケージ構造の断面図である。

Claims (9)

  1. 半導体発光装置パッケージ構造であって、
    頂面と底面を画定する基板を備え、前記頂面上には第1凹部が形成され、前記底面上には第2凹部が形成され、第2凹部が前記第1凹部を通過してこれにつながれており、突起が前記頂面上の前記第1凹部の縁に沿った部分に形成され、複数の外部電極が前記頂面上に配置されており
    前記第2凹部につながれ、この上に第1面とこれに対応した第2面とを画定している平坦な副搭載部をさらに備え、前記平坦な副搭載部は前記第2凹部内に組み込まれているため、前記平坦な副搭載部の前記第1面の一部が前記第1凹部内で露出され、前記平坦な副搭載部の前記第1面は前記複数の外部電極と直に接触しておらず、前記平坦な副搭載部の前記第2面は前記基板の底面とほぼ同一平面内にあり、
    少なくともつの半導体発光ダイをさらに備え、前記半導体発光ダイのそれぞれは、底部と内部電極とを備え、前記少なくともつの半導体発光ダイは電気的に直列に接続されて、前記第1凹部内で部分的に露出された前記副搭載部の第1面の上に搭載されており、前記少なくとも4つの半導体発光ダイは、前記第1凹部内で露出されており、
    前記少なくとも1つの半導体発光ダイを被覆するために、前記突起部内に充填されたパッケージ材料をさらに備える、半導体発光装置パッケージ構造。
  2. 前記第1凹部の底部のサイズは、前記第2凹部の頂部のサイズよりも小さい、請求項1に記載の半導体発光装置パッケージ構造。
  3. 前記基板は金属材料、セラミック材料、柔軟な回路基板、硬質な回路基板で構成されている、請求項1に記載の半導体発光装置パッケージ構造。
  4. 前記副搭載部は半導体によって構成されている、請求項1に記載の半導体発光装置パッケージ構造。
  5. 前記平坦な副搭載部の第2面は前記基板の底面と平行する、請求項1に記載の半導体発光装置パッケージ構造。
  6. 前記平坦な副搭載部の第2面と底面は1つの平面に構成されている、請求項6に記載の半導体発光装置パッケージ構造。
  7. 前記少なくともつの半導体発光ダイは白色発光ダイオードである、請求項1に記載の半導体発光装置パッケージ構造。
  8. 前記少なくともつの半導体発光ダイは青色発光ダイオードである、請求項に記載の半導体発光装置パッケージ構造。
  9. 前記少なくとも4つの半導体発光ダイは少なくとも1つの赤色発光ダイオード、少なくとも1つの青色発光ダイオード、さらに少なくとも1つの緑色発光ダイオードを備えている、請求項1に記載の半導体発光装置パッケージ構造。
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