JP5689558B2 - Semiconductor light emitting device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体素子を備える半導体発光装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor light emitting device including a semiconductor element.
図6および図7は、従来の半導体発光装置の一例を示している(たとえば特許文献1参照)。これらの図に示された半導体発光装置Xは、リードフレーム91、LEDチップ92、ケース93、および透光樹脂94を備えている。リードフレーム91は、略一定の幅とされた2つの帯状部分からなる。リードフレーム91の裏面は、ケース93から露出している。LEDチップ92は、半導体発光装置Xの光源であり、リードフレーム91の一方の帯状部分に含まれるボンディング部91aにボンディングされている。LEDチップ92は、リードフレーム91の他方の帯状部分に対して、ワイヤ95によって接続されている。
6 and 7 show an example of a conventional semiconductor light emitting device (see, for example, Patent Document 1). The semiconductor light emitting device X shown in these drawings includes a
半導体発光装置Xの高輝度化を図るには、LEDチップ92への投入電力を大きくする必要がある。これに伴い、LEDチップ92から発せられる熱量が増大する。この熱は、ボンディング部91aを介して、半導体発光装置Xが実装されるたとえば回路基板に逃がすことが好ましい。しかしながら、全体が比較的小型である長矩形状とされた半導体発光装置Xにおいて、ケース93に対するボンディング部91aの大きさを大きくすると、リードフレーム91がケース93から抜け落ちてしまうという問題があった。
In order to increase the brightness of the semiconductor light emitting device X, it is necessary to increase the input power to the
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、適正に小型化を図ることが可能な半導体発光装置を提供することをその課題とする。 The present invention has been conceived under the circumstances described above, and an object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device that can be appropriately downsized.
本発明によって提供される半導体発光装置は、外部回路に電気的に接続するための第1端子部およびダイボンディング部を有するとともに、上記第1端子部以外の部分の厚みが上記第1端子部の厚み以下の厚みを有する第1リードフレームと、上記第1リードフレームと第1方向において離間配置され、上記第1端子部と同一の厚みを有し外部回路に電気的に接続するための第2端子部を有するとともに、上記第2端子部以外の部分の厚みが上記第2端子部の厚み以下の厚みを有する第2リードフレームと、上記第1リードフレームのダイボンディング部にボンディングされ、且つ上記第2リードフレームに導通する半導体発光素子と、その平面視外形が第1方向および該第1方向に直角である第2方向に沿う辺を有する矩形状であり、半導体発光素子を環状に囲み、上記半導体発光素子の光を出射方向に反射させるための枠状部を有するとともに、上記第1リードフレームおよび上記第2リードフレームの一部ずつを覆うことにより第1リードフレームおよび第2リードフレームを支持する樹脂ケースと、を備え、上記半導体発光素子、第1リードフレームの一部および第2リードフレームの一部が上記枠状部によって規定された開口を介して上記ケースから露出しており、上記第1リードフレームは、上記ダイボンディング部と一体的に設けられ、その上記出射方向側の上面がダイボンディング部と面一であり上記第1端子部の厚みよりも小さい厚みを有することによってその下面が上記ダイボンディング部の下面より出射方向側に位置しており、平面視において上記ダイボンディング部から第2方向に上記枠状部と重なる領域まで延出する第1薄肉延出部を具備しており、上記ケースは、上記枠状部により上記第1薄肉延出部の上記上面を密着して覆うと共に、上記ダイボンディング部の裏面を露出させつつ上記第1薄肉延出部の下面を密着して覆う第1抱え込み部を有している。 A semiconductor light emitting device provided by the present invention has a first terminal portion and a die bonding portion for electrical connection to an external circuit, and the thickness of the portion other than the first terminal portion is the same as that of the first terminal portion. A first lead frame having a thickness equal to or less than a thickness; and a second lead frame spaced apart from the first lead frame in the first direction and having the same thickness as the first terminal portion and electrically connected to an external circuit. A second lead frame having a terminal portion and a thickness of a portion other than the second terminal portion equal to or less than a thickness of the second terminal portion; and bonded to a die bonding portion of the first lead frame; and A semiconductor light emitting element that is electrically connected to the second lead frame, and has a rectangular shape having sides in a first direction and a second direction that is perpendicular to the first direction. A first lead is formed by surrounding the light emitting element in an annular shape, having a frame-like portion for reflecting light of the semiconductor light emitting element in the emission direction, and covering a part of each of the first lead frame and the second lead frame. A resin case for supporting the frame and the second lead frame, wherein the semiconductor light emitting element, a part of the first lead frame, and a part of the second lead frame are disposed through the opening defined by the frame-shaped part. Exposed from the case, the first lead frame is provided integrally with the die bonding portion, and the upper surface on the emission direction side is flush with the die bonding portion and is larger than the thickness of the first terminal portion. By having a small thickness, the lower surface thereof is positioned on the emission direction side from the lower surface of the die bonding portion. A first thin extension portion extending from the wing portion to a region overlapping with the frame-like portion in the second direction, and the case has the upper surface of the first thin extension portion by the frame-like portion. The first holding portion covers the lower surface of the first thin extension portion in close contact with the lower surface of the first thin extension portion while exposing the back surface of the die bonding portion.
このような構成によれば、上記第1薄肉延出部を上記ケースが抱え込む格好となる。これにより、上記第1リードフレームのうち上記ケースから露出する部分の面積を大きくしても、上記第1リードフレームが上記ケースから抜け出ることを防止することができる。したがって、上記半導体発光装置からの熱を適切に逃がすことが可能であり、上記半導体発光装置の小型化を適正に図ることができる。 According to such a structure, it becomes the appearance which the said case holds the said 1st thin extension part. Thereby, even if the area of the portion of the first lead frame exposed from the case is increased, the first lead frame can be prevented from coming out of the case. Therefore, heat from the semiconductor light emitting device can be appropriately released, and the semiconductor light emitting device can be appropriately downsized.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1薄肉延出部は、少なくとも上記ダイボンディング部の上記第1方向における中央領域において上記第2方向に延びるように設けられている。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1薄肉延出部は、少なくとも上記ダイボンディング部の上記第1方向における上記第2リードフレーム側の端部領域において上記第2方向に延びるように設けられている。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1薄肉延出部は、少なくとも上記ダイボンディング部の上記第1方向における上記第2リードフレームと反対側の端部領域において上記第2方向に延びるように設けられている。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1薄肉延出部は、その上記第1方向の幅が上記ダイボンディング部の上記第1方向の幅よりも小さい細幅延出部を含む。本発明の好ましい実施の形態においては、上記細幅延出部は、上記第1方向の幅が上記半導体発光素子の上記第1方向の幅よりも小さい。本発明の好ましい実施の形態においては、上記細幅延出部は、複数設けられている。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1リードフレームには、互いに隣接する上記薄肉延出部の間に位置する凹部が形成されており、この凹部は、平面視において上記隣接する薄肉延出部よりも凹んだ構成とされている。本発明の好ましい実施の形態においては、上記ダイボンディング部の裏面は上記ケースの裏面と面一である。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第2リードフレームと上記半導体発光素子とを電気的に接続するためのワイヤをさらに備え、上記第2リードフレームは、上記ワイヤをボンディングするためのワイヤボンディング部と、上記ワイヤボンディング部と一体的に設けられ、その上面がワイヤボンディング部と面一であり上記第2端子部の厚みよりも小さい厚みを有することによってその下面が上記第2端子部の裏面より出射方向側に位置しており、平面視において上記ワイヤボンディング部から上記枠状部と重なる領域まで上記第2方向に延出する第2薄肉延出部を具備しており、上記ケースは、上記枠状部により上記第2薄肉延出部の上面を密着して覆うと共に、上記第2リードフレームの上記裏面を露出させつつ上記第2薄肉延出部の下面を密着して覆う第2抱え込み部を有している本発明の好ましい実施の形態においては、上記第2リードフレームの上記ケースから露出する裏面は上記ケースの上記裏面と面一である。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第2リードフレームは、上記ワイヤボンディング部と一体的に設けられ、その上面がワイヤボンディング部と面一であり上記第2端子部の厚みよりも小さい厚みを有することによってその下面が上記第2端子部の裏面より出射方向側に位置しており、上記第1リードフレーム側の端部において上記第1方向に延出する第3薄肉延出部を具備しており、上記ケースは、上記第3薄肉延出部の上面を覆わずに露出させるとともに、上記第2リードフレームの上記裏面を露出させつつ上記第3薄肉延出部の下面を密着して覆う第3抱え込み部を有している。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第3延出部は、上記第2延出部と連続して形成されているとともに、上記第3抱え込み部は、上記第2抱え込み部と連続して形成されている。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第1リードフレームおよび第2リードフレームは曲げ加工のされていないリードフレームからなる。本発明の好ましい実施の形態においては、上記各薄肉延出部の先端部は、上記ケースの側面よりも内側に位置することにより平面視において上記ケースに内包されている。本発明の好ましい実施の形態においては、上記各薄肉延出部の上記下面は、上記各薄肉延出部の上記上面と平行な平面を有する。本発明の好ましい実施の形態においては、上記枠状部の上記開口が平面視矩形状である。本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースは白色樹脂からなる。本発明の好ましい実施の形態においては、上記開口に充填されて上記半導体発光素子を覆い、且つ上記半導体発光素子からの光を透過する透光樹脂をさらに備える。 In a preferred embodiment of the present invention, the first thin extension portion is provided so as to extend in the second direction at least in a central region in the first direction of the die bonding portion. In a preferred embodiment of the present invention, the first thin extension portion is provided to extend in the second direction at least in the end region on the second lead frame side in the first direction of the die bonding portion. It has been. In a preferred embodiment of the present invention, the first thin extension portion extends in the second direction at least in an end region opposite to the second lead frame in the first direction of the die bonding portion. Is provided. In a preferred embodiment of the present invention, the first thin extension portion includes a narrow extension portion whose width in the first direction is smaller than the width of the die bonding portion in the first direction. In a preferred embodiment of the present invention, the narrow extension portion has a width in the first direction smaller than a width in the first direction of the semiconductor light emitting element. In a preferred embodiment of the present invention, a plurality of the narrow extension portions are provided. In a preferred embodiment of the present invention, the first lead frame is formed with a concave portion positioned between the thin extension portions adjacent to each other, and the concave portion is formed of the adjacent thin extension in a plan view. It is configured to be recessed from the protruding part. In a preferred embodiment of the present invention, the back surface of the die bonding part is flush with the back surface of the case. In a preferred embodiment of the present invention, a wire for electrically connecting the second lead frame and the semiconductor light emitting element is further provided, and the second lead frame is a wire bonding for bonding the wire. And the wire bonding part, and the upper surface is flush with the wire bonding part and has a thickness smaller than the thickness of the second terminal part, so that the lower surface is the back surface of the second terminal part. The second thin-walled extending portion extending in the second direction from the wire bonding portion to the region overlapping the frame-shaped portion in plan view, which is located on the emission direction side, and the case includes: The upper surface of the second thin extension portion is closely covered with the frame-shaped portion, and the second thin wall is exposed while the back surface of the second lead frame is exposed. In a preferred embodiment of the present invention having a second holding portion that closely covers and covers the lower surface of the protruding portion, the back surface exposed from the case of the second lead frame is flush with the back surface of the case. is there. In a preferred embodiment of the present invention, the second lead frame is provided integrally with the wire bonding portion, and the upper surface thereof is flush with the wire bonding portion and has a thickness smaller than the thickness of the second terminal portion. The lower surface of the second terminal portion is located on the emission direction side of the second terminal portion, and a third thin extension portion extending in the first direction is provided at the end portion on the first lead frame side. The case is exposed without covering the upper surface of the third thin extension portion, and the lower surface of the third thin extension portion is closely attached while the back surface of the second lead frame is exposed. It has the 3rd holding part which covers. In a preferred embodiment of the present invention, the third extending portion is formed continuously with the second extending portion, and the third holding portion is continuous with the second holding portion. Is formed. In a preferred embodiment of the present invention, the first lead frame and the second lead frame are composed of lead frames that are not bent. In preferable embodiment of this invention, the front-end | tip part of each said thin extension part is included in the said case in planar view by being located inside the side surface of the said case. In preferable embodiment of this invention, the said lower surface of each said thin extension part has a plane parallel to the said upper surface of each said thin extension part. In preferable embodiment of this invention, the said opening of the said frame-shaped part is a planar view rectangular shape. In a preferred embodiment of the present invention, the case is made of a white resin. In a preferred embodiment of the present invention, the light emitting device further includes a translucent resin that fills the opening, covers the semiconductor light emitting element, and transmits light from the semiconductor light emitting element.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1〜図5は、本発明に係る半導体発光装置の一例を示している。本実施形態の半導体発光装置Aは、リードフレーム1、LEDチップ2、ケース3、および透光樹脂4を備えている。半導体発光装置Aは、長さが4mm程度、幅が1mm程度、高さが0.6mm程度の、ごく小型の長矩形状とされている。なお、図1においては、理解の便宜上、透光樹脂4を省略している。
1 to 5 show an example of a semiconductor light emitting device according to the present invention. The semiconductor light emitting device A according to this embodiment includes a
リードフレーム1は、たとえばCu、Ni、またはこれらの合金からなり、2つの部分に分割されている。図2に示すように、リードフレーム1は、裏面がケース3から露出している。このうち、比較的長手状とされた部分(第1リードフレーム)は、ボンディング部11、複数の薄肉延出部12、および複数の厚肉延出部13を有している。
The
ボンディング部11は、帯状とされており、表面にLEDチップ2がボンディングされる部分である。薄肉延出部12は、ボンディング部11から延びており、本実施形態においては、その厚さがボンディング部11の半分程度の厚さとされている。図4に示すように、薄肉延出部12の表面は、ボンディング部11の表面と面一とされている。薄肉延出部11の裏面は、ボンディング部11の裏面よりもケース3の内方に位置しており、ケース3によって覆われている。図5に示すように、厚肉延出部13は、ボンディング部11から延びており、その厚さがボンディング部11と同じとされている。厚肉延出部13の表面は、ボンディング部11の表面と面一であり、厚肉延出部13の裏面は、ケース3から露出している。本実施形態においては、複数の薄肉延出部12と複数の厚肉延出部13とがフレーム1の長手方向において交互に配置されている。
The
LEDチップ2は、半導体発光装置Aの光源であり、所定の波長の光を発する半導体発光素子である。LEDチップ2は、たとえばGaNなどの半導体材料からなり、n型半導体層とp型半導体層とに挟まれた活性層において電子と正孔とが再結合することにより青色光、緑色光、赤色光などを発する。LEDチップ2は、リードフレーム1のうち比較的短尺である部分(第2リードフレーム)に対して、ワイヤ5によって接続されている。
The
ケース3は、たとえば白色樹脂製であり、全体が長矩形枠状とされている。図3〜図5に示すように、ケース3の内面は、テーパ状のリフレクタ3aとされている。リフレクタ3aは、LEDチップ2から側方に発せられた光を上方に向けて反射するためのものである。図4に示すように、ケース3は、薄肉延出部12を抱え込む格好となっている。また、図2に示すように、ケース3と複数の薄肉延出部12および複数の厚肉延出部13とは、互いに入り込みあう関係となっている。
The
透光樹脂4は、たとえば透明なエポキシ樹脂製であり、ケース3によって囲われた空間に充填されている。透光樹脂4は、LEDチップ2を覆っており、LEDチップ2を保護しつつ、LEDチップ2からの光を透過させる。
The
次に、半導体発光装置Aの作用について説明する。 Next, the operation of the semiconductor light emitting device A will be described.
本実施形態によれば、薄肉延出部12をケース3が抱え込む格好となっている。これにより、ケース3によるリードフレーム1の保持力を高めることが可能である。これにより、リードフレーム1がケース3から抜け出ることを防止することができる。この結果、半導体発光装置Aは、図2に示すように、幅が1mm程度のごく狭幅であるにも関わらず、リードフレーム1のうちケース3から露出する部分の面積を大きくすることができる。したがって、LEDチップ2からの熱を適切に逃がすことが可能であり、半導体発光装置Aの小型化と高輝度化とを図ることができる。
According to the present embodiment, the
薄肉延出部12と厚肉延出部13とを交互に配置することにより、薄肉延出部12をケース3に抱え込ませつつ、ケース3から露出した厚肉延出部13の分だけ、リードフレーム1の露出面積を拡大することが可能である。これは、半導体発光装置Aの小型化と高輝度化とを図るのに好適である。
By alternately arranging the
本発明に係る半導体発光装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る半導体発光装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The semiconductor light emitting device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the semiconductor light emitting device according to the present invention can be varied in design in various ways.
A 半導体発光装置
1 リードフレーム
2 LEDチップ(半導体発光素子)
3 ケース
4 透光樹脂
5 ワイヤ
11 ボンディング部
12 薄肉延出部
13 厚肉延出部
A Semiconductor
3
Claims (37)
上記第1リードフレームと第1方向において離間配置され、上記第1端子部と同一の厚みを有する第2端子部を有するとともに、上記第2端子部以外の部分の厚みが上記第2端子部の厚み以下の厚みを有する第2リードフレームと、
上記第1リードフレームのダイボンディング部にボンディングされ、且つ上記第2リードフレームに導通する半導体発光素子と、
上記第1方向およびこの第1方向と直角である第2方向に沿う辺を有し、半導体発光素子を環状に囲み、上記半導体発光素子の光を出射方向に反射させるための枠状部を有するとともに、上記第1リードフレームおよび上記第2リードフレームの一部ずつを覆うことにより第1リードフレームおよび第2リードフレームを支持する樹脂ケースと、
を備え、
上記半導体発光素子、第1リードフレームの一部および第2リードフレームの一部が上記枠状部によって規定された開口を介して上記ケースから露出しており、
上記第1リードフレームは、上記ダイボンディング部と一体的に設けられ、上記第1端子部の厚みよりも小さい厚みを有し、その下面が上記ダイボンディング部の下面より前記出射方向側に位置する第1薄肉延出部を具備しており、
上記ケースは、上記枠状部により上記第1薄肉延出部の上面を密着して覆うと共に、上記ダイボンディング部の裏面を露出させつつ上記第1薄肉延出部の下面を密着して覆う第1抱え込み部を有している、半導体発光装置。 A first lead frame having a first terminal portion and a die bonding portion, and a thickness of a portion other than the first terminal portion having a thickness equal to or less than a thickness of the first terminal portion;
They are spaced apart in the first lead frame and the first direction, and having a second terminal unit that have the same thickness as the first terminal portion, the thickness of the second terminal portion of the portion other than the second terminal portion A second lead frame having a thickness equal to or less than
A semiconductor light emitting device bonded to the die bonding portion of the first lead frame and conducting to the second lead frame;
Has a side along the second direction which is perpendicular to the first direction and the first direction, surrounds the semi-conductor light emitting elements in an annular, a frame portion for reflecting the emission direction of light of the semiconductor light emitting element And a resin case for supporting the first lead frame and the second lead frame by covering each of the first lead frame and the second lead frame,
With
The semiconductor light emitting device, a part of the first lead frame and a part of the second lead frame are exposed from the case through the opening defined by the frame-shaped portion;
The first lead frame, the die bonding portion provided integrally with the upper SL have a thickness smaller than the thickness of the first terminal unit, position in the emission direction side of the lower surface of its lower surface the die bonding portion and comprises a first thin extending portion you location,
The case is, by the frame-like portion covering in close contact on the surface of the first thin extending portion, while exposing the back surface of the die bonding portion covering in close contact with the lower surface of the first thin extending portion A semiconductor light emitting device having a first holding portion.
上記第2リードフレームは、上記ワイヤをボンディングするためのワイヤボンディング部と、上記ワイヤボンディング部と一体的に設けられ、その下面が上記第2端子部の裏面より出射方向側に位置する第2薄肉延出部を具備しており、
上記ケースは、上記枠状部により上記第2薄肉延出部の上面を密着して覆うと共に、上記第2リードフレームの上記裏面を露出させつつ上記第2薄肉延出部の下面を密着して覆う第2抱え込み部を有している、請求項1ないし13のいずれかに記載の半導体発光装置。 A wire for electrically connecting the second lead frame and the semiconductor light emitting device;
Said second lead frame includes a wire bonding portion for bonding the wire, is provided integrally with the wire bonding portion, the lower surface of its is you position in outgoing direction from the back of the second terminal portion A second thin wall extending portion;
The case closely contacts and covers the upper surface of the second thin extension portion with the frame-shaped portion, and closely contacts the lower surface of the second thin extension portion while exposing the back surface of the second lead frame. and a second Kakaekomi part covering, the semiconductor light-emitting device according to any one of claims 1 to 13.
上記ケースは、上記第3薄肉延出部の上面を覆わずに露出させるとともに、上記第2リードフレームの上記裏面を露出させつつ上記第3薄肉延出部の下面を密着して覆う第3抱え込み部を有している、請求項14ないし17のいずれかに記載の半導体発光装置。 The second lead frame, the wire bonding portion provided integrally with the lower surface of that is positioned in the emission direction side of the back surface of the second terminal unit, the at the end of the first lead frame side A third thin extension extending in the first direction;
The case exposes the upper surface of the third thin extension portion without covering the third lead portion, and exposes the back surface of the second lead frame while closely covering the lower surface of the third thin extension portion. The semiconductor light-emitting device according to claim 14 , further comprising a portion.
向に延出する構成となっている、請求項1ないし36のいずれかに記載の半導体発光装置。37. The semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein the semiconductor light-emitting device is configured to extend in the direction toward the direction.
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