JP6007891B2 - Optical semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、表示装置、照明器具、ディスプレイ、液晶ディスプレイのバックライト光源などに利用可能な発光装置や、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどに利用可能な受光装置等の光半導体装置及びその製造方法に関し、特に、薄型/小型タイプで光の取り出し効率やコントラストに優れ、歩留まり良く得られる光半導体装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an optical semiconductor device such as a light emitting device usable for a display device, a lighting fixture, a display, a backlight light source of a liquid crystal display, a light receiving device usable for a video camera, a digital still camera, and the like, and a manufacturing method thereof. In particular, the present invention relates to an optical semiconductor device that is thin / small and excellent in light extraction efficiency and contrast, and can be obtained with high yield, and a method for manufacturing the same.
近年、電子機器の小型化・軽量化に伴い、それらに搭載される発光装置(発光ダイオード等)や受光装置(CCDやフォトダイオード等)等の光半導体装置も小型化されたものが種々開発されている。これらの光半導体装置は、例えば、絶縁基板の両面にそれぞれ一対の金属導体パターンが形成された両面スルーホールプリント基板上を用いている。両面スルーホールプリント基板に発光素子や受光素子などの光半導体素子を載置し、ワイヤなどを用いて金属導体パターンと光半導体素子とを電気的に導通させるような構造を有している。 In recent years, as electronic devices have become smaller and lighter, various types of optical semiconductor devices such as light emitting devices (light emitting diodes, etc.) and light receiving devices (CCDs, photodiodes, etc.) mounted on them have been developed. ing. These optical semiconductor devices use, for example, a double-sided through-hole printed circuit board in which a pair of metal conductor patterns are formed on both surfaces of an insulating substrate. An optical semiconductor element such as a light emitting element or a light receiving element is placed on a double-sided through-hole printed circuit board, and the metal conductor pattern and the optical semiconductor element are electrically connected using a wire or the like.
しかしながら、このような光半導体装置は、両面スルーホールプリント基板を使用することが必須条件である。この両面スルーホールプリント基板は、少なくとも0.1mm程度以上の厚みがあるため、表面実装型光半導体装置の徹底した薄型化を阻害する要因となっている。そのため、このようなプリント基板を使用しない構造の光半導体装置が開発されている(例えば特許文献1)。 However, it is essential for such an optical semiconductor device to use a double-sided through-hole printed circuit board. Since this double-sided through-hole printed circuit board has a thickness of at least about 0.1 mm, it is a factor that hinders a thorough thinning of the surface-mount type optical semiconductor device. Therefore, an optical semiconductor device having a structure that does not use such a printed circuit board has been developed (for example, Patent Document 1).
特許文献1に開示されている発光装置は、基板に蒸着などによって薄い金属膜を形成して電極とし、発光素子とともに透光性樹脂で封止することで、従来の表面実装型の発光装置に比べて薄型化が可能となっている。
The light-emitting device disclosed in
しかしながら、透光性樹脂のみを用いているため、光が発光素子から下面方向に抜けてしまい、光の取り出し効率が低下しやすい。擂鉢状の金属膜を設けて光を反射させるような構造も開示されているが、このような金属膜を設けるには基板に凹凸を設ける必要がある。そうすると、発光装置が小型化されているためこの凹凸も極めて微細なものになり、加工が困難になるだけでなく、凹凸構造により基板の剥離時に破損しやすくなり歩留まりが低下するなどの問題が生じやすい。また、ディスプレイなどに用いる場合、透光性樹脂のみを用いているとコントラストが悪くなり易い。 However, since only the translucent resin is used, the light escapes from the light emitting element in the lower surface direction, and the light extraction efficiency tends to be lowered. Although a structure in which a mortar-shaped metal film is provided to reflect light is disclosed, in order to provide such a metal film, it is necessary to provide unevenness on the substrate. Then, since the light emitting device is miniaturized, the unevenness becomes extremely fine, which makes it difficult to process, and the uneven structure easily breaks when the substrate is peeled off, resulting in a decrease in yield. Cheap. Moreover, when using for a display etc., when only translucent resin is used, contrast will deteriorate easily.
本件発明の光半導体装置は、光半導体素子と、下面が前記光半導体装置の外表面を形成し、厚みが25μm〜200μmである第1の導電部材と、前記第1の導電部材から離間し、下面が前記光半導体装置の外表面を形成し、厚みが25〜200μmである第2の導電部材と、前記光半導体素子からの光に対する反射率が60%以上である遮光性樹脂からなり、前記第1の導電部材と前記第2の導電部材との間を遮光するように設けられた基体と、を有する光半導体装置であって、前記光半導体素子の正電極及び負電極は、各々、前記第1の導電部材及び前記第2の導電部材に導電性ワイヤを介さずに接合しており、前記基体には、前記遮光性樹脂からなり、前記第1の導電部材及び前記第2の導電部材の上面より突出した突出部が形成され、前記突出部は前記光半導体装置の外側面となるとともに、前記光半導体素子の側面に向かって前記光半導体素子に達するまで延びていることを特徴とする。
The optical semiconductor device of the present invention is an optical semiconductor element, the lower surface forms the outer surface of the optical semiconductor device, the first conductive member having a thickness of 25 μm to 200 μm, and spaced apart from the first conductive member, The lower surface forms the outer surface of the optical semiconductor device, the second conductive member having a thickness of 25 to 200 μm, and a light-shielding resin having a reflectance of 60% or more with respect to light from the optical semiconductor element, An optical semiconductor device having a base provided to shield between the first conductive member and the second conductive member, wherein the positive electrode and the negative electrode of the optical semiconductor element are The first conductive member and the second conductive member are joined without a conductive wire, and the base is made of the light-shielding resin, and the first conductive member and the second conductive member A protrusion protruding from the upper surface of the With serial protrusion is the outer side surface of said optical semiconductor device, characterized in that it extends until reaching the optical semiconductor element towards the side surface of said optical semiconductor element.
本発明により、薄型の光半導体装置を、歩留まり良く容易に形成させることができる。また、薄型の光半導体装置であっても、発光素子からの光が下面側から漏れ出すのを防ぐことができるため、光の取り出し効率が向上された光半導体装置や、コントラストが向上された光半導体装置が得られる。 According to the present invention, a thin optical semiconductor device can be easily formed with a high yield. Even in a thin optical semiconductor device, light from the light emitting element can be prevented from leaking from the lower surface side, so that an optical semiconductor device with improved light extraction efficiency and light with improved contrast can be used. A semiconductor device is obtained.
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、本発明の光半導体装置及びその製造方法を例示するものであって、本発明を以下の形態に限定するものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the form shown below illustrates the optical semiconductor device and the manufacturing method thereof of the present invention, and the present invention is not limited to the following form.
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限定するものでは決してない。特に、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、限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。尚、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、詳細説明を適宜省略する。 Moreover, this specification does not limit the member shown by the claim to the member of embodiment. In particular, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention only to the extent that there is no limited description, It is just an example. It should be noted that the size and positional relationship of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Furthermore, in the following description, the same name and symbol indicate the same or the same members, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
<実施の形態1>
本実施の形態の光半導体装置(発光装置)100を、図1A、図1Bに示す。図1Aは発光装置100の斜視図、図1Bは、図1Aに示す発光装置100のA−A’断面における断面図を示す。
<
An optical semiconductor device (light emitting device) 100 of this embodiment is shown in FIGS. 1A and 1B. 1A is a perspective view of the light-
本実施の形態において、発光装置100は、図1A、図1Bに示すように、発光素子103と、発光素子103と電気的に接続される第1の導電部材101、101’と、第1の導電部材101、101’から離間し、発光素子103が載置される第2の導電部材102と、発光素子103を被覆するとともに第1の導電部材101、101’及び第2の導電部材102と接する封止部材104と、を有している。そして、第1の導電部材101、101’と第2の導電部材102の間に、発光素子103からの光を遮光可能な樹脂からなる基体106を有していることを特徴とする。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1A and 1B, the
(基体)
本実施の形態において、基体106は、遮光性を有する各種充填材等を添加することで発光素子103からの光を遮光可能な樹脂であり、第1の導電部材101、101’と第2の導電部材102の間に設けられる。このような位置に遮光性の基体106を設けることで、発光素子103からの光が発光装置100の下面側から外部に漏れ出すのを抑制でき、上面方向への光の取り出し効率を向上させることができる。
(Substrate)
In this embodiment mode, the
基体106の厚さは、発光装置100の下面側への光の漏れを抑制できる厚さであればよい。また、基体106は、第1の導電部材101、101’の側面と第2の導電部材102の側面との両方に接するように、すなわち、封止部材104が第1の導電部材101、101’と基体106との間や、第2の導電部材102と基体106との間に介在しないように設けるのが好ましい。
The thickness of the base 106 may be a thickness that can suppress light leakage to the lower surface side of the
第1の導電部材101、101’や第2の導電部材102の幅が発光装置100の幅と異なる場合、例えば図1Aに示すように第1の導電部材101、101’の幅が発光装置100の幅よりも狭く、その第1の導電部材101、101’の側面と発光装置100の側面とが離間している場合は、その部分にも基体を設けることができる。このようにすることで、発光装置100の下面は、第1の導電部材101、101’、基体106、第2の導電部材102が外表面として形成されていることになり、下面方向への光の漏れを効率よく抑制することができる。
When the widths of the first
基体106は、発光素子からの光が遮光可能なものであれば、どのような部材でも良い。但し、支持基板との線膨張係数の差が小さい部材が好ましい。さらに、絶縁性部材を用いるのが好ましい。好ましい材料としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などの樹脂を用いることができる。特に、導電部材の膜厚が25μm〜200μm程度の極薄い厚みの場合は、熱硬化性樹脂が好ましく、これによって極めて薄型の基体を得ることができる。更に、具体的には(a)エポキシ樹脂組成物、(b)シリコーン樹脂組成物、(c)シリコーン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂組成物、(d)エポキシ変性シリコーン樹脂などの変性シリコーン樹脂組成物、(e)ポリイミド樹脂組成物、(f)変性ポリイミド樹脂組成物などをあげることができる。 The base 106 may be any member as long as light from the light emitting element can be blocked. However, a member having a small difference in linear expansion coefficient from the support substrate is preferable. Furthermore, it is preferable to use an insulating member. As a preferable material, a resin such as a thermosetting resin or a thermoplastic resin can be used. In particular, when the conductive member has a very thin thickness of about 25 μm to 200 μm, a thermosetting resin is preferable, and an extremely thin substrate can be obtained. More specifically, (a) an epoxy resin composition, (b) a silicone resin composition, (c) a modified epoxy resin composition such as a silicone-modified epoxy resin, and (d) a modified silicone resin composition such as an epoxy-modified silicone resin. Product, (e) polyimide resin composition, (f) modified polyimide resin composition, and the like.
特に、熱硬化性樹脂が好ましく、特開2006−156704に記載されている樹脂が好ましい。例えば、熱硬化性樹脂のうち、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂等が好ましい。具体的には、(i)トリグリシジルイソシアヌレート、水素化ビスフェノールAジグリシジルエーテルからなるエポキシ樹脂と、(ii)ヘキサヒドロ無水フタル酸、3−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、4−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸からなる酸無水物とを、当量となるように溶解混合した無色透明な混合物を含む固形状エポキシ樹脂組成物を用いるのが好ましい。さらにこれら混合物100重量部に対して、硬化促進剤としてDBU(1,8−Diazabicyclo(5,4,0)undecene−7)を0.5重量部、助触媒としてエチレングリコールを1重量部、酸化チタン顔料を10重量部、ガラス繊維を50重量部添加し、加熱により部分的に硬化反応させ、Bステージ化した固形状エポキシ樹脂組成物が好ましい。 In particular, a thermosetting resin is preferable, and a resin described in JP-A-2006-156704 is preferable. For example, among thermosetting resins, epoxy resins, modified epoxy resins, silicone resins, modified silicone resins, acrylate resins, urethane resins and the like are preferable. Specifically, (i) an epoxy resin composed of triglycidyl isocyanurate and hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether, and (ii) hexahydrophthalic anhydride, 3-methylhexahydrophthalic anhydride, 4-methylhexahydrophthalic anhydride It is preferable to use a solid epoxy resin composition containing a colorless and transparent mixture in which an acid anhydride composed of an acid is dissolved and mixed so as to be equivalent. Furthermore, with respect to 100 parts by weight of these mixtures, 0.5 parts by weight of DBU (1,8-Diazabicyclo (5,4,0) undecene-7) as a curing accelerator, 1 part by weight of ethylene glycol as a co-catalyst, oxidation A solid epoxy resin composition in which 10 parts by weight of a titanium pigment and 50 parts by weight of glass fiber are added and partially cured by heating to form a B stage is preferable.
また、国際公開番号WO2007/015426号公報に記載の、トリアジン誘導体エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂を必須成分とする熱硬化性エポキシ樹脂組成物が好ましい。例えば、1,3,5−トリアジン核誘導体エポキシ樹脂を含むことが好ましい。特にイソシアヌレート環を有するエポキシ樹脂は、耐光性や電気絶縁性に優れている。一つのイソシアヌレート環に対して、2価の、より好ましくは3価のエポキシ基を有することが望ましい。具体的には、トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、トリス(α−メチルグリシジル)イソシアヌレート等を用いることができる。トリアジン誘導体エポキシ樹脂の軟化点は90〜125℃であることが好ましい。また、これらトリアジン誘導体エポキシ樹脂に、水素添加エポキシ樹脂や、その他のエポキシ樹脂を併用してもよい。更に、シリコーン樹脂組成物の場合、メチルシリコーンレジンを含むシリコーン樹脂が好ましい。 Moreover, the thermosetting epoxy resin composition which has the epoxy resin containing a triazine derivative epoxy resin as an essential component as described in international publication number WO2007 / 015426 is preferable. For example, it is preferable to include a 1,3,5-triazine nucleus derivative epoxy resin. In particular, an epoxy resin having an isocyanurate ring is excellent in light resistance and electrical insulation. It is desirable to have a divalent, more preferably a trivalent epoxy group for one isocyanurate ring. Specifically, tris (2,3-epoxypropyl) isocyanurate, tris (α-methylglycidyl) isocyanurate, or the like can be used. The softening point of the triazine derivative epoxy resin is preferably 90 to 125 ° C. These triazine derivative epoxy resins may be used in combination with a hydrogenated epoxy resin or other epoxy resins. Furthermore, in the case of a silicone resin composition, a silicone resin containing a methyl silicone resin is preferable.
特に、トリアジン誘導体エポキシ樹脂を用いる場合について具体的に説明する。トリアジン誘導体エポキシ樹脂に、硬化剤として作用する酸無水物を用いるのが好ましい。特に、非芳香族であり、かつ、炭素炭素2重結合を有さない酸無水物を用いることで耐光性を向上させることができる。具体的には、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、水素化メチルナジック酸無水物などが上げられる。特にメチルヘキサヒドロ無水フタル酸が好ましい。また、酸化防止剤を用いるのが好ましく、例えば、フェノール系、硫黄系の酸化防止剤を使用することができる。また、硬化触媒としては、エポキシ樹脂組成物の硬化触媒として公知のものが使用できる。 In particular, the case where a triazine derivative epoxy resin is used will be specifically described. It is preferable to use an acid anhydride that acts as a curing agent for the triazine derivative epoxy resin. In particular, light resistance can be improved by using an acid anhydride which is non-aromatic and does not have a carbon-carbon double bond. Specific examples include hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, trialkyltetrahydrophthalic anhydride, and hydrogenated methylnadic acid anhydride. In particular, methylhexahydrophthalic anhydride is preferred. Moreover, it is preferable to use antioxidant, for example, a phenolic-type and sulfur-type antioxidant can be used. Moreover, as a curing catalyst, a well-known thing can be used as a curing catalyst of an epoxy resin composition.
そして、これら樹脂中に遮光性を付与するための充填剤や、必要に応じて各種添加剤を混入させることができる。本発明では、これらを含めて基体106を構成する遮光性樹脂と称する。例えば、充填材(フィラー)としてTiO2、SiO2、Al2O3、MgO、MgCO3、CaCO3、Mg(OH)2、Ca(OH)2などの微粒子などを混入させることで光の透過率を調整できる。発光素子からの光の約60%以上を遮光するよう、より好ましくは約90%を遮光するようにするのが好ましい。尚、基体106によって光を反射するか、又は吸収するかどちらでもよい。光半導体装置を照明などの用途に用いる場合は、より反射によって遮光するのが好ましい。その場合、発光素子からの光に対する反射率が60%以上であるものが好ましく、より好ましくは90%以上であるものが好ましい。
And the filler for providing light-shielding property in these resin, and various additives can be mixed as needed. In the present invention, these are referred to as a light-shielding resin constituting the
上記のような各種充填材は、1種類のみ、或いは2種類以上を組み合わせて用いることができる。例えば、反射率を調整するための充填材と、後述のように線膨張係数を調整するための充填材とを併用するなどの用い方ができる。 Various fillers as described above can be used alone or in combination of two or more. For example, it is possible to use a combination of a filler for adjusting the reflectance and a filler for adjusting the linear expansion coefficient as will be described later.
例えば、白色の充填剤としてTiO2を用いる場合は、好ましくは10〜30wt%、より好ましくは15〜25wt%配合させるのがよい。TiO2は、ルチル形、アナタース形のどちらを用いても良い。遮光性や耐光性の点からルチル形が好ましい。更に、分散性、耐光性を向上させたい場合、表面処理により改質した充填材も使用できる。TiO2から成る充填材の表面処理にはアルミナ、シリカ、酸化亜鉛等の水和酸化物、酸化物等を用いることが出来る。また、これらに加え、充填剤としてSiO2を60〜80wt%の範囲で用いるのが好ましく、さらに、65〜75wt%用いるのが好ましい。また、SiO2としては、結晶性シリカよりも線膨張係数の小さい非晶質シリカが好ましい。また、粒径が100μm以下の充填材、更には60μm以下の充填材が好ましい。更に、形状は球形の充填材が好ましく、これにより基体成型時の充填性を向上させることができる。また、ディスプレイなどに用いる場合であって、コントラストを向上させたい場合は、発光素子からの光の吸収率が60%以上、より好ましくは90%以上吸収する充填材が好ましい。このような場合、充填材としては、(a)アセチレンブラック、活性炭、黒鉛などのカーボンや、(b)酸化鉄、二酸化マンガン、酸化コバルト、酸化モリブデンなどの遷移金属酸化物、もしくは(c)有色有機顔料などを目的に応じて利用する事ができる。 また、基体の線膨張係数は、個片化する前に除去(剥離)される支持基板の線膨張係数との差が小さくなるように制御するのが好ましい。好ましくは30%以下、より好ましくは10%以下の差とするのがよい。支持基板としてSUS板を用いる場合、線膨張係数の差は20ppm以下が好ましく、10ppm以下がより好ましい。この場合、充填材を70wt%以上、好ましくは85wt%以上配合させるのが好ましい。これにより、支持基板と基体との残留応力を制御(緩和)することができるため、個片化する前の光半導体の集合体の反りを少なくすることができる。反りを少なくすることで、導電性ワイヤの切断など内部損傷を低減し、また、個片化する際の位置ズレを抑制して歩留まりよく製造することができる。例えば、基体の線膨張係数を5〜25×10−6/Kに調整することが好ましく、さらに好ましくは7〜15×10−6/Kに調整することが望ましい。これにより、基体成型後、冷却時に生じる反りを抑制し易くすることができ、歩留まりよく製造することができる。尚、本明細書において線膨張係数とは、各種充填剤等で調整された遮光性樹脂からなる基体のガラス転移温度以下での線膨張係数を指す。この温度領域における線膨張係数が、支持基板の線膨張係数と近いものが好ましい。 For example, when TiO 2 is used as a white filler, it is preferably added in an amount of 10 to 30 wt%, more preferably 15 to 25 wt%. TiO 2 may be either a rutile type or an anatase type. The rutile type is preferable from the viewpoint of light shielding properties and light resistance. Furthermore, when it is desired to improve dispersibility and light resistance, a filler modified by surface treatment can also be used. For the surface treatment of the filler made of TiO 2, hydrated oxides such as alumina, silica and zinc oxide, oxides and the like can be used. In addition to these it is preferable to use SiO 2 in the range of 60~80Wt% as a filler, further, preferably used 65~75wt%. As the SiO 2, less amorphous silica coefficient of linear expansion than the crystalline silica is preferable. Further, a filler having a particle size of 100 μm or less, and further a filler of 60 μm or less is preferable. Furthermore, a spherical filler is preferable, which can improve the filling property when molding the substrate. Further, in the case of use for a display or the like and when it is desired to improve the contrast, a filler that absorbs light of 60% or more, more preferably 90% or more is preferable. In such a case, the filler may be (a) carbon such as acetylene black, activated carbon, graphite, (b) transition metal oxide such as iron oxide, manganese dioxide, cobalt oxide, molybdenum oxide, or (c) colored. Organic pigments can be used according to the purpose. Further, it is preferable to control the linear expansion coefficient of the substrate so that the difference from the linear expansion coefficient of the support substrate to be removed (peeled) before being separated into pieces is reduced. The difference is preferably 30% or less, more preferably 10% or less. When a SUS plate is used as the support substrate, the difference in coefficient of linear expansion is preferably 20 ppm or less, and more preferably 10 ppm or less. In this case, it is preferable to add 70 wt% or more, preferably 85 wt% or more of the filler. Thereby, the residual stress between the support substrate and the base can be controlled (relaxed), so that the warpage of the assembly of optical semiconductors before being separated into pieces can be reduced. By reducing the warpage, internal damage such as cutting of the conductive wire can be reduced, and the positional deviation at the time of singulation can be suppressed, and manufacturing can be performed with high yield. For example, the linear expansion coefficient of the substrate is preferably adjusted to 5 to 25 × 10 −6 / K, more preferably 7 to 15 × 10 −6 / K. Thereby, it is possible to easily suppress the warpage that occurs during cooling after the base is molded, and it is possible to manufacture with high yield. In addition, in this specification, a linear expansion coefficient refers to the linear expansion coefficient below the glass transition temperature of the base | substrate which consists of light-shielding resin adjusted with various fillers. It is preferable that the linear expansion coefficient in this temperature region is close to the linear expansion coefficient of the support substrate.
また、別の観点から、基体の線膨張係数は、第1及び第2の導電部材の線膨張係数との差が小さくなるように制御するのが好ましい。好ましくは40%以下、より好ましくは20%以下の差とするのがよい。これにより、個片化後の光半導体装置において、第1及び第2の導電部材と基体とが剥離するのを抑制し、信頼性に優れた光半導体装置とすることができる。 From another point of view, it is preferable to control the linear expansion coefficient of the base so that the difference between the linear expansion coefficients of the first and second conductive members is small. The difference is preferably 40% or less, more preferably 20% or less. Thereby, in the optical semiconductor device after singulation, the first and second conductive members and the base are prevented from peeling off, and an optical semiconductor device having excellent reliability can be obtained.
(第1の導電部材/第2の導電部材)
第1及び第2の導電部材は、光半導体素子への通電させるための一対の電極として機能させるものである。本形態では、第1の導電部材は、光半導体素子(発光素子)と導電ワイヤ又はバンプ等を用いて電気的に接続されるものであり、外部から電力を供給させるための電極として機能する。また、第2の導電部材は、発光素子がその上に直接或いはサブマウント等の別部材を介して間接的に載置されるものであり、支持体として機能する。第2の導電部材が単に発光素子が載置されるのみで通電に寄与しない場合と、第2の導電部材が発光素子や保護素子への通電に寄与する場合(すなわち、電極として機能する場合)と、いずれでも良い。実施の形態1では、第2の導電部材を、導通には寄与しない支持体として用いている。
(First conductive member / second conductive member)
The first and second conductive members function as a pair of electrodes for energizing the optical semiconductor element. In this embodiment, the first conductive member is electrically connected to the optical semiconductor element (light emitting element) using a conductive wire or a bump, and functions as an electrode for supplying power from the outside. The second conductive member is a member on which the light emitting element is mounted directly or indirectly through another member such as a submount, and functions as a support. A case where the second conductive member simply places the light emitting element and does not contribute to energization, and a case where the second conductive member contributes to energization of the light emitting element or the protection element (that is, functions as an electrode). And either. In the first embodiment, the second conductive member is used as a support that does not contribute to conduction.
本形態において、第1の導電部材、第2の導電部材とも、光半導体装置(発光装置)の下面において外表面を形成するよう、すなわち、封止部材等で被覆されず外部(下面)に露出されるように設けられている。第1の導電部材、第2の導電部材とも上面視における形状、大きさ等については、発光装置の大きさや載置する発光素子等の数や大きさ等に応じて任意に選択することができる。また、膜厚については、第1の導電部材と第2の導電部材は略等しい膜厚とするのが好ましい。具体的には25μm以上200μm以下が好ましく、更に50μm以上100μm以下がより好ましい。このような厚みを有する導電部材は、鍍金方法によって形成される鍍金(鍍金層)であることが好ましく、特に、積層された鍍金(層)であることが好ましい。 In this embodiment, both the first conductive member and the second conductive member form an outer surface on the lower surface of the optical semiconductor device (light emitting device), that is, are not covered with a sealing member or the like and exposed to the outside (lower surface). It is provided to be. The shape and size of the first conductive member and the second conductive member in a top view can be arbitrarily selected according to the size of the light emitting device and the number and size of the light emitting elements to be mounted. . As for the film thickness, it is preferable that the first conductive member and the second conductive member have substantially the same film thickness. Specifically, it is preferably 25 μm or more and 200 μm or less, and more preferably 50 μm or more and 100 μm or less. The conductive member having such a thickness is preferably a plating (plating layer) formed by a plating method, and particularly preferably a laminated plating (layer).
(第1の導電部材)
本形態において第1の導電部材101、101’は、図1Aに示すように、上面視略四角形の発光装置100の対向する2つの辺側に各1つずつ設けられている。、第1の導電部材101と第1の導電部材101’は、基体106を介して第2の導電部材102を間に挟むように設けられている。ここでは第2の導電部材102は通電に寄与せず発光素子103の支持体として用いられているため、2つの第1の導電部材101、101’で正負一対の電極となるように機能させる。
(First conductive member)
In the present embodiment, as shown in FIG. 1A, the first
第1の導電部材101、101’は、発光素子103と導電性ワイヤ105、105’を介して電気的に接続される上面と、発光装置100の外表面を形成する下面を有する。すなわち、第1の導電部材101、101’は、基体106で被覆されずに外部に露出しているように設けられている。
The first
第1の導電部材101、101’の上面は、発光素子103と電気的に接続させるための導電ワイヤ105、105’が接合される部分であり、接合に必要な面積を少なくとも有していればよい。また、第1の導電部材101、101’の上面は図1Bなどに示すように平坦な平面としてもよく、或いは、微細な凹凸や、溝、孔などを有していてもよい。また、導電性ワイヤを用いず、発光素子の電極と第1の導電部材とを直接電気的に接続させる場合は、発光素子の電極が接合可能な領域を有する大きさとなるように第1の導電部材を設ける。
The upper surfaces of the first
第1の導電部材101、101’の下面は、光半導体装置の外表面を形成しており、実質的に平坦な面とするのが好ましい。しかし、微細な凹凸等が形成されていても構わない。
The lower surfaces of the first
また、第1の導電部材101、101’とも、その側面は平坦な面でもよい。しかし、基体106との密着性等を考慮すると、第1の導電部材101、101’の内側の側面に図1Aの部分拡大図に示すような突起部Xを有することが好ましい。この突起部Xは、第1の導電部材101、101’の下面から離間した位置に設けるのが好ましく、これにより第1の導電部材101、101’が基体106から脱落するなどの問題が生じにくくなる。また、突起部に代えて、第1の導電部材や第2の導電部材の上面よりも下面が狭くなるように第1の導電部材や第2の導電部材の側面を傾斜させることで、それらが脱落を抑制することができる。
The side surfaces of the first
突出部Xは、第1の導電部材101、101’の周囲のうち、発光装置100の外表面と異なる位置であれば任意の位置に設けることができる。例えば、上面視四角形の導電部材の対向する2つの側面にのみ設けるなど、部分的に設けることができる。また、より確実に脱落を防ぐためには、外表面を形成する面を除いて、導電部材の周囲全体に渡って形成するのが好ましい。
The protrusion X can be provided at any position as long as it is different from the outer surface of the
(第2の導電部材)
本形態において第2の導電部材102は、図1Bに示すように、発光素子103が載置される上面と、発光装置100の外表面を形成する下面とを有している。また、第2の導電部材102の側面は、本形態においては、第2の導電部材は電極として機能させていない。そのため、図1Aに示すように、その側面が全て封止部材で被覆されるように、すなわち、発光装置100の側面から離間するように設けることができる。これにより、切断によって個片化した発光装置を得る際に、切断刃が第2の導電部材と接触しないように切断できるため、切断が容易となる。また、第2の導電部材は、その一部が発光装置100の外表面を形成するよう、すなわち、発光装置100の側面に達するように設けてもよい(図示せず)。第2の導電部材は発光素子が搭載されているため、面積を大きくすることで放熱性を向上させることができる。
(Second conductive member)
In this embodiment, the second
第2の導電部材102の上面は、発光素子103が載置可能な面積以上の面積を有していればよい。図1Aに示すような上面視略四角形の他、多角形、波形、或いは切り欠きを有する形状など、種々の形状とすることができる。また、発光素子103を載置させる領域は、平坦な面とするのが好ましい。第2の導電部材102の上面には、発光素子に加え、保護素子などを載置することもできる。
The upper surface of the second
第2の導電部材102の側面は、平坦な面でもよいが基体106との密着性等を考慮すると、第1の導電部材と同様に、図1Bに示すような突起部Xを有するようにするのが好ましい。この突起部Xは、第2の導電部材102の下面から離間した位置に設けるのが好ましく、これにより第2の導電部材102が基体106から脱落するなどの問題が生じにくくなる。突起部Xは、第2の導電部材102の周囲の任意の位置に設けることができる。例えば、上面視四角形の導電部材の対向する2つの側面にのみ設けるなど、部分的に設けることができる。また、より確実に脱落を防ぐためには、第2の導電部材の周囲全体に渡って形成するのが好ましい。
The side surface of the second
第1の導電部材と第2の導電部材は、同じ材料を用いるのが好ましく、これにより工程を少なくすることができる。ただし、異なる材料を用いても構わない。具体的な材料としては、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、モリブデン、鉄、ニッケル、コバルト等の金属又はこれらの合金(鉄−ニッケル合金等)、りん青銅、鉄入り銅、Au−Snなどの共晶はんだ、SnAgCu、SnAgCuInなどのはんだ、ITO等が挙げられる。はんだ材料の中でも、はんだ粒子が一旦溶融し凝固するとはんだにより接合する金属とはんだが合金化して融点が上昇し、リフロー実装時などの追加の熱処理時に再溶解しない組成に調整したものが好ましい。 It is preferable to use the same material for the first conductive member and the second conductive member, which can reduce the number of steps. However, different materials may be used. Specific materials include metals such as copper, aluminum, gold, silver, tungsten, molybdenum, iron, nickel, and cobalt, or alloys thereof (iron-nickel alloy, etc.), phosphor bronze, iron-containing copper, Au-Sn, and the like. Eutectic solder, solder such as SnAgCu and SnAgCuIn, ITO and the like. Among the solder materials, it is preferable that the solder particles are once melted and solidified so that the metal and the solder to be joined are alloyed and the melting point is increased, and the composition is adjusted so as not to be re-dissolved during additional heat treatment such as reflow mounting.
これらは単体又は合金として用いることができる。更には積層(鍍金)するなどして、複数層設けることもできる。例えば、半導体素子として発光素子を用いる場合、導電部材の最表面には、発光素子からの光を反射可能な材料を用いることが好ましい。具体的には金、銀、銅、Pt、Pd、Al、W、Mo、Ru、Rh等が好ましい。更に最表面の導電部材は高反射率、高光沢である事が好ましい。具体的には可視域の反射率は70%以上である事が好ましく、その際はAg、Ru、Rh、Pt、Pdなどが好的に用いられる。また、導電部材の表面光沢も高いほうが好ましい。好ましい光沢度は、0.5以上、より好ましくは1.0以上である。ここで示される光沢度は日本電色工業製 微小面色差計VSR 300Aを用い、45°照射、測定領域がΦ0.2mm、垂直受光で得られる数字である。また、導電部材の支持基板側には、回路基板等への実装に有利なAu、Sn、Sn合金、AuSnなどの共晶はんだ鍍金等の材料を用いることが好ましい。 These can be used alone or as an alloy. Further, a plurality of layers can be provided by laminating (plating). For example, when a light-emitting element is used as the semiconductor element, a material that can reflect light from the light-emitting element is preferably used for the outermost surface of the conductive member. Specifically, gold, silver, copper, Pt, Pd, Al, W, Mo, Ru, Rh and the like are preferable. Furthermore, it is preferable that the outermost conductive member has high reflectivity and high gloss. Specifically, the reflectance in the visible range is preferably 70% or more, and in this case, Ag, Ru, Rh, Pt, Pd, etc. are preferably used. Further, it is preferable that the surface gloss of the conductive member is high. The glossiness is preferably 0.5 or more, more preferably 1.0 or more. The glossiness shown here is a number obtained by using a minute surface color difference meter VSR 300A manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., 45 ° irradiation, measurement area Φ0.2 mm, and vertical light reception. Moreover, it is preferable to use materials such as eutectic solder plating such as Au, Sn, Sn alloy, AuSn, etc. that are advantageous for mounting on a circuit board or the like on the support substrate side of the conductive member.
また、導電部材の最表面(最上層)と支持基板側(最下層)との間に、中間層を形成しても良い。導電部材や発光装置の機械的強度を向上させるためには、耐食性の高い金属、例えばNiを中間層に用いるのが好ましい。また、放熱性を向上させるためには、熱伝導率の高い銅を中間層に用いることが好ましい。このように、目的や用途に応じて、適した部材を中間層に用いるのが好ましい。この中間層についても、上記の金属の他、Pt、Pd、Al、W、Ru、Pdなどを用いることができる。中間層として、最上層や最下層の金属と密着性のよい金属を積層させてもよい。中間層の膜厚については、最上層や最下層よりも厚く形成するのが好ましい。特に、導電部材の全体の膜厚の80%〜99%の範囲の比率で形成するのが好ましく、更に好ましくは90%〜99%の範囲とするのが好ましい。 Further, an intermediate layer may be formed between the outermost surface (uppermost layer) of the conductive member and the support substrate side (lowermost layer). In order to improve the mechanical strength of the conductive member and the light emitting device, it is preferable to use a metal having high corrosion resistance, for example, Ni for the intermediate layer. Moreover, in order to improve heat dissipation, it is preferable to use copper with high thermal conductivity for the intermediate layer. Thus, it is preferable to use a suitable member for the intermediate layer according to the purpose and application. Also for this intermediate layer, Pt, Pd, Al, W, Ru, Pd, etc. can be used in addition to the above metals. As the intermediate layer, a metal having good adhesion to the metal of the uppermost layer or the lowermost layer may be laminated. The intermediate layer is preferably formed thicker than the uppermost layer or the lowermost layer. In particular, it is preferably formed at a ratio in the range of 80% to 99% of the entire film thickness of the conductive member, and more preferably in the range of 90% to 99%.
特に、金属からなる鍍金層の場合、その組成によって線膨張係数が規定されるため、最下層や中間層は、比較的支持基板との線膨張係数が近いものが好ましい。例えば、支持基板として、線膨張係数が10.4×10−6/KであるSUS430を用いた場合、その上の導電部材は次に挙げるような金属を含む(主成分とする)積層構造とすることができる。最下層側から、線膨張係数14.2×10−6/KであるAu(0.04〜0.1μm)、第1の中間層として線膨張係数12.8×10−6/KであるNi(又は線膨張係数16.8×10−6/KであるCu)(25〜100μm)、第2の中間層としてAu(0.01〜0.07μm)、最上層として線膨張係数119.7×10−6/KであるAg(2〜6μm)等の積層構造が好ましい。最上層のAgは線膨張係数が他の層の金属と大きく異なるが、発光素子からの光の反射率を優先しているためAgを用いている。最上層のAgを極めて薄い厚みとしているため、反りに対する影響は極めて微弱である。したがって、実用的に問題はない程度である。 Particularly, in the case of a plating layer made of metal, the linear expansion coefficient is defined by the composition thereof, and therefore, the lowermost layer and the intermediate layer preferably have a linear expansion coefficient that is relatively close to that of the support substrate. For example, when SUS430 having a linear expansion coefficient of 10.4 × 10 −6 / K is used as the support substrate, the conductive member thereon includes the following metal (main component) laminated structure: can do. From the bottom layer side, Au (0.04 to 0.1 μm) having a linear expansion coefficient of 14.2 × 10 −6 / K, and a linear expansion coefficient of 12.8 × 10 −6 / K as the first intermediate layer Ni (or Cu having a linear expansion coefficient of 16.8 × 10 −6 / K) (25 to 100 μm), Au (0.01 to 0.07 μm) as the second intermediate layer, and a linear expansion coefficient of 119. A laminated structure such as Ag (2 to 6 μm) of 7 × 10 −6 / K is preferable. Although Ag of the uppermost layer has a linear expansion coefficient that is significantly different from that of other layers of metal, Ag is used because priority is given to the reflectance of light from the light emitting element. Since the uppermost layer Ag has a very thin thickness, the influence on the warp is extremely weak. Therefore, there is no practical problem.
(封止部材)
封止部材は、発光素子を被覆すると共に、第1の導電部材及び第2の導電部材と接するように設けられるものである。封止部材は、発光素子、受光素子、保護素子、導電性ワイヤなどの電子部品を、塵芥や水分、外力などから保護する部材である。
封止部材の材料としては、発光素子からの光を透過可能な透光性を有し、且つ、それらによって劣化しにくい耐光性を有するものが好ましい。具体的な材料としては、シリコーン樹脂組成物、変性シリコーン樹脂組成物、エポキシ樹脂組成物、変性エポキシ樹脂組成物、アクリル樹脂組成物等の、発光素子からの光を透過可能な透光性を有する絶縁樹脂組成物を挙げることができる。また、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂及びこれらの樹脂を少なくとも1種以上含むハイブリッド樹脂等も用いることができる。さらにまた、これらの有機物に限られず、ガラス、シリカゾル等の無機物も用いることができる。このような材料に加え、所望に応じて着色剤、光拡散剤、光反射材、各種フィラー、波長変換部材(蛍光部材)などを含有させることもできる。封止部材の充填量は、上記電子部品が被覆される量であればよい。
(Sealing member)
The sealing member covers the light emitting element and is provided so as to be in contact with the first conductive member and the second conductive member. The sealing member is a member that protects electronic components such as a light emitting element, a light receiving element, a protective element, and a conductive wire from dust, moisture, external force, and the like.
As a material for the sealing member, a material having a light-transmitting property capable of transmitting light from the light-emitting element and having light resistance that is not easily deteriorated by them is preferable. Specific examples of the material include a silicone resin composition, a modified silicone resin composition, an epoxy resin composition, a modified epoxy resin composition, and an acrylic resin composition, which have a light-transmitting property capable of transmitting light from a light-emitting element. An insulating resin composition can be mentioned. In addition, a silicone resin, an epoxy resin, a urea resin, a fluororesin, and a hybrid resin containing at least one of these resins can be used. Furthermore, it is not limited to these organic materials, and inorganic materials such as glass and silica sol can also be used. In addition to such materials, a colorant, a light diffusing agent, a light reflecting material, various fillers, a wavelength conversion member (fluorescent member), and the like can be included as desired. The filling amount of the sealing member may be an amount that covers the electronic component.
封止樹部材の外表面の形状は、配光特性などに応じて種々選択することができる。例えば、上面を凸状レンズ形状、凹状レンズ形状、フレネルレンズ形状などとすることで、指向特性を調整することができる。また、封止部材に加えて、レンズ部材を設けてもよい。さらに、蛍光体入り成形体(例えば蛍光体入り板状成形体、蛍光体入りドーム状成形体等)を用いる場合には、封止部材として蛍光体入り成形体への密着性に優れた材料を選択することが好ましい。蛍光体入り成形体としては、樹脂組成物の他、ガラス等の無機物を用いることが出来る。 The shape of the outer surface of the sealing tree member can be variously selected according to the light distribution characteristics and the like. For example, the directivity can be adjusted by making the upper surface into a convex lens shape, a concave lens shape, a Fresnel lens shape, or the like. In addition to the sealing member, a lens member may be provided. Furthermore, when using a molded body with a phosphor (for example, a plate-shaped molded body with a phosphor, a dome-shaped molded body with a phosphor, etc.), a material excellent in adhesion to the molded body with a phosphor is used as a sealing member. It is preferable to select. In addition to the resin composition, an inorganic substance such as glass can be used as the phosphor-containing molded body.
尚、主として発光装置に用いる封止部材を説明したが、受光装置についてもほぼ上記と同様である。受光装置の場合、光の入射効率を高めるたり、受光装置内部での2次反射を避ける目的で、白色もしくは黒色などの有色フィラーを封止部材に含有させても良い。また、赤外線発光装置や赤外線検知装置には可視光の影響を避けるために黒色の有色フィラー含有の封止部材を用いるのが好ましい。 In addition, although the sealing member mainly used for a light-emitting device was demonstrated, it is substantially the same as the above also about a light-receiving device. In the case of a light receiving device, a colored filler such as white or black may be contained in the sealing member for the purpose of increasing the light incident efficiency or avoiding secondary reflection inside the light receiving device. Moreover, in order to avoid the influence of visible light, it is preferable to use a black colored filler-containing sealing member for the infrared light emitting device and the infrared detecting device.
(接合部材)
接合部材は、第1の導電部材や第2の導電部材上に、発光素子、受光素子、保護素子などを載置し接続させるための部材である。載置する素子の基板によって導電性接合部材又は絶縁性接合部材のいずれかを選択することができる。例えば、絶縁性基板であるサファイア上に窒化物半導体層を積層させた半導体発光素子の場合、接合部材は絶縁性でも導電性でも良い。SiC基板などの導電性基板を用いる場合は、導電性の接合部材を用いることで導通を図ることができる。絶縁性の接合部材としては、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、ポリイミド樹脂組成物、それらの変性樹脂、ハイブリッド樹脂等を用いることができる。これらの樹脂を用いる場合は、半導体発光素子からの光や熱による劣化を考慮して、発光素子裏面にAlやAg膜などの反射率の高い金属層や誘電体反射膜を設けることができる。この場合、蒸着、スパッタ、薄膜を接合させる、などの方法を用いることができる。また、導電性の接合部材としては、銀、金、パラジウムなどの導電性ペーストや、Au−Sn共晶などのはんだ、低融点金属等のろう材、などを用いることができる。さらに、これら接合部材のうち、特に透光性の接合部材を用いる場合は、その中に半導体発光素子からの光を吸収して異なる波長の光を発光する蛍光部材を含有させることもできる。
(Joining member)
The joining member is a member for placing and connecting a light emitting element, a light receiving element, a protection element, and the like on the first conductive member and the second conductive member. Either a conductive bonding member or an insulating bonding member can be selected depending on the substrate of the element to be placed. For example, in the case of a semiconductor light emitting device in which a nitride semiconductor layer is stacked on sapphire that is an insulating substrate, the bonding member may be insulating or conductive. When a conductive substrate such as a SiC substrate is used, conduction can be achieved by using a conductive bonding member. As the insulating bonding member, an epoxy resin composition, a silicone resin composition, a polyimide resin composition, a modified resin thereof, a hybrid resin, or the like can be used. When these resins are used, a metal layer having a high reflectance such as an Al or Ag film or a dielectric reflecting film can be provided on the back surface of the light emitting element in consideration of deterioration due to light or heat from the semiconductor light emitting element. In this case, methods such as vapor deposition, sputtering, and bonding of thin films can be used. As the conductive bonding member, a conductive paste such as silver, gold, or palladium, a solder such as Au—Sn eutectic, a brazing material such as a low melting point metal, or the like can be used. Furthermore, when using a translucent joining member among these joining members, the fluorescent member which absorbs the light from a semiconductor light-emitting element and light-emits light of a different wavelength can also be contained in it.
(導電性ワイヤ)
発光素子の電極と、第1の導電部材、第2の導電部材とを接続する導電性ワイヤとしては、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ることができる。特に、熱抵抗などに優れた金を用いるのが好ましい。
(Conductive wire)
As the conductive wire that connects the electrode of the light emitting element to the first conductive member and the second conductive member, metals such as gold, copper, platinum, and aluminum, and alloys thereof can be used. In particular, it is preferable to use gold excellent in thermal resistance.
(波長変換部材)
上記封止部材中に、波長変換部材として半導体発光素子からの光の少なくとも一部を吸収して異なる波長を有する光を発する蛍光部材を含有させることもできる。
蛍光部材としては、半導体発光素子からの光を、それより長波長に変換させるものの方が効率がよい。しかしながら、これに限らず、半導体発光素子からの光を、短波長に変換させるもの、或いは、他の蛍光部材によって変換された光を更に変換させるものなど、種々の蛍光部材を用いることができる。このような蛍光部材は、1種の蛍光物質等を単層で形成してもよいし、2種以上の蛍光物質等が混合された単層を形成してもよいし、1種の蛍光物質等を含有する単層を2層以上積層させてもよいし、2種以上の蛍光物質等がそれぞれ混合された単層を2層以上積層させてもよい。
(Wavelength conversion member)
The sealing member may contain a fluorescent member that emits light having a different wavelength by absorbing at least a part of light from the semiconductor light emitting element as the wavelength converting member.
As the fluorescent member, it is more efficient to convert the light from the semiconductor light emitting element into a longer wavelength. However, the present invention is not limited to this, and various fluorescent members such as one that converts light from a semiconductor light emitting element into a short wavelength or one that further converts light converted by another fluorescent member can be used. Such a fluorescent member may be formed of a single layer of a single type of fluorescent material or a single layer in which two or more types of fluorescent materials are mixed. Two or more single layers containing the same may be laminated, or two or more single layers each containing two or more kinds of fluorescent substances may be laminated.
発光素子として窒化物系半導体を発光層とする半導体発光素子を用いる場合、その発光素子からの光を吸収し異なる波長の光に波長変換する蛍光部材を用いることができる。例えば、Eu、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体や酸窒化物系蛍光体を用いることができる。より具体的には、(a)Eu賦活されたα若しくはβサイアロン型蛍光体、各種アルカリ土類金属窒化シリケート、各種アルカリ土類金属窒化アルミニウムケイ素(例:CaSiAlN3:Eu、SrAlSi4N7:Euなど)、(b)Eu等のランタノイド系の元素、Mn等の遷移金属系の元素により主に賦活されるアルカリ土類金属ハロゲンアパタイト、アルカリ土類金属のハロシリケート、アルカリ土類金属シリケート、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン、アルカリ土類金属アルミン酸塩、アルカリ土類金属硫化物、アルカリ土類金属チオガレート、アルカリ土類金属窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、または、(c)Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩、アルカリ土類金属希土類ケイ酸塩(d)Eu等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体等、から選ばれる少なくともいずれか1以上であることが好ましい。好ましくは、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体であるYAG系蛍光体である。YAG系蛍光体は、Y3Al5O12:Ce、(Y0.8Gd0.2)3Al5O12:Ce、Y3(Al0.8Ga0.2)5O12:Ce、(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12などの組成式で表される。また、Yの一部もしくは全部をTb、Lu等で置換したTb3Al5O12:Ce、Lu3Al5O12:Ceなどもある。さらに、上記蛍光体以外の蛍光体であって、同様の性能、作用、効果を有する蛍光体も使用することができる。 In the case of using a semiconductor light-emitting element having a nitride-based semiconductor as a light-emitting layer as the light-emitting element, a fluorescent member that absorbs light from the light-emitting element and converts the wavelength into light having a different wavelength can be used. For example, a nitride phosphor or an oxynitride phosphor mainly activated by a lanthanoid element such as Eu or Ce can be used. More specifically, (a) Eu-activated α or β sialon type phosphor, various alkaline earth metal nitride silicates, various alkaline earth metal aluminum silicon nitrides (eg, CaSiAlN 3 : Eu, SrAlSi 4 N 7 : Eu), (b) lanthanoid elements such as Eu, alkaline earth metal halogenapatites mainly activated by transition metal elements such as Mn, alkaline earth metal halosilicates, alkaline earth metal silicates, Alkaline earth metal halogen borate, alkaline earth metal aluminate, alkaline earth metal sulfide, alkaline earth metal thiogallate, alkaline earth metal silicon nitride, germanate, or (c) lanthanoids such as Ce Rare earth aluminates, rare earth silicates, alkaline earth metal rare earth silicates activated mainly by elements The salt (d) is preferably at least one selected from organic and organic complexes mainly activated by a lanthanoid element such as Eu. A YAG phosphor that is a rare earth aluminate phosphor mainly activated by a lanthanoid element such as Ce is preferable. YAG-based phosphors include Y 3 Al 5 O 12 : Ce, (Y 0.8 Gd 0.2 ) 3 Al 5 O 12 : Ce, Y 3 (Al 0.8 Ga 0.2 ) 5 O 12 : Ce , (Y, Gd) 3 (Al, Ga) 5 O 12 . Further, there are Tb 3 Al 5 O 12 : Ce, Lu 3 Al 5 O 12 : Ce, etc. in which a part or all of Y is substituted with Tb, Lu, or the like. Furthermore, phosphors other than the above phosphors and having the same performance, function, and effect can be used.
また、蛍光体をガラス、樹脂組成物等他の成形体に塗布したものも用いることが出来る。さらに、蛍光体入り成形体も用いることが出来る。具体的には、蛍光体入りガラスや、YAG焼結体、YAGとAl2O3、SiO2、B2O3などの焼結体、無機融液中でYAGを析出させた結晶化無機バルク体などを用いることができる。蛍光体をエポキシ、シリコーン、ハイブリッド樹脂等で一体成形したものも用いても良い。 Moreover, what apply | coated fluorescent substance to other molded objects, such as glass and a resin composition, can also be used. Furthermore, a molded body containing a phosphor can also be used. Specifically, glass containing phosphor, YAG sintered body, sintered body such as YAG and Al 2 O 3 , SiO 2 , B 2 O 3 , crystallized inorganic bulk in which YAG is precipitated in an inorganic melt. The body can be used. A phosphor integrally formed with epoxy, silicone, hybrid resin, or the like may be used.
(半導体素子)
本発明においては、半導体素子として、同一面側に正負電極が形成された構造、或いは異なる面に正負電極が形成された構造、成長基板とは異なる基板を貼り合わせた構造等、種々の構造の半導体素子を用いることができる。それらの構造を有する半導体発光素子(単に発光素子、又は発光ダイオードともいう)や半導体受光素子(単に受光素子)を用いるのが好ましい。
(Semiconductor element)
In the present invention, the semiconductor element has various structures such as a structure in which positive and negative electrodes are formed on the same surface side, a structure in which positive and negative electrodes are formed on different surfaces, and a structure in which a substrate different from the growth substrate is bonded. A semiconductor element can be used. It is preferable to use a semiconductor light emitting element (also simply referred to as a light emitting element or a light emitting diode) or a semiconductor light receiving element (simply a light receiving element) having such a structure.
半導体発光素子は、任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色、緑色の発光素子には、ZnSeや窒化物系半導体(InXAlYGa1−X−YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)、GaPを用いることができる。また、赤色の発光素子としては、GaAlAs、AlInGaPなどを用いることができる。さらに、これ以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。用いる発光素子の組成や発光色、大きさや、個数などは、目的に応じて適宜選択することができる。 A semiconductor light emitting device having an arbitrary wavelength can be selected. For example, a blue, a green light emitting element, ZnSe and nitride semiconductor (In X Al Y Ga 1- X-Y N, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1), can be used GaP. As the red light emitting element, GaAlAs, AlInGaP, or the like can be used. Furthermore, a semiconductor light emitting element made of a material other than this can be used. The composition, emission color, size, number, and the like of the light-emitting element to be used can be appropriately selected depending on the purpose.
蛍光物質を有する発光装置とする場合には、その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(InXAlYGa1−X−YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)が好ましい。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。 In the case of a light-emitting device having a fluorescent material, a nitride semiconductor (In X Al Y Ga 1- XYN, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1) is preferred. Various emission wavelengths can be selected depending on the material of the semiconductor layer and the degree of mixed crystal.
また、可視光領域の光だけでなく、紫外線や赤外線を出力する発光素子を用いることができる。さらには、発光素子とともにもしくは単独で、受光素子などを搭載することができる。 In addition, a light-emitting element that outputs ultraviolet light or infrared light as well as light in the visible light region can be used. Furthermore, a light receiving element or the like can be mounted together with the light emitting element or alone.
受光素子としては、フォトIC、フォトダイオード、フォトトランジスタ、CCD(電荷結合素子)イメージセンサー、CMOSイメージセンサー、Cdセルなどを挙げることができる。 Examples of the light receiving element include a photo IC, a photodiode, a phototransistor, a CCD (charge coupled device) image sensor, a CMOS image sensor, and a Cd cell.
(支持基板)
支持基板は、第1及び第2の導電部材を形成するために用いる板状又はシート状部材である。支持基板は、個片化する前に除去するため、光半導体装置には具備されない。支持基板としては、SUS板などの導電性を有する金属板の他、ポリイミドなど絶縁性板にスパッタ法や蒸着法によって導電膜を形成したものを用いることができる。或いは、金属薄膜などを貼り付け可能な絶縁性の板状部材を用いることもできる。いずれにしても、支持基板は、工程の最終段階において除去する。すなわち、支持基板は、第1及び第2の導電部材や基体から剥がす必要がある。このため、支持基板としては、折り曲げ可能な部材を用いる必要があり、材料にもよるが膜厚10μm〜300μm程度の板状部材を用いるのが好ましい。支持基板としては、上記のSUS板の他、鉄、銅、銀、コバール、ニッケルなどの金属板や、金属薄膜などを貼り付け可能なポリイミドからなる樹脂シートなどが好ましい。特に、アルテンサイト系、フェライト系、オーステナイト系等、種々のステンレスを用いることが好ましい。特に好ましいのは、フェライト系のステンレスである。特に好ましくは、400系、300系のステンレスが良い。更に具体的には、SUS430(10.4×10−6/K)、SUS444(10.6×10−6/K)、SUS303(18.7×10−6/K)、SUS304(17.3×10−6/K)等が好適に用いられる。400系のステンレスは、鍍金の前処理として酸処理を行うと、300系に比し表面が荒れやすくなる。したがって、酸処理を行った400系のステンレスの上に鍍金層を形成すると、その鍍金層の表面も荒れやすくなる。これにより封止部材や基体を構成する樹脂との密着性を良くすることができる。また、300系は酸処理では表面が荒れにくい。このため300系のステンレスを用いれば、鍍金層の表面の光沢度を向上させやすく、これにより発光素子からの反射率を向上して光取り出し効率の高い発光装置とすることができる。
(Support substrate)
The support substrate is a plate-like or sheet-like member used for forming the first and second conductive members. Since the support substrate is removed before being singulated, it is not provided in the optical semiconductor device. As the support substrate, in addition to a conductive metal plate such as a SUS plate, a substrate in which a conductive film is formed by sputtering or vapor deposition on an insulating plate such as polyimide can be used. Alternatively, an insulating plate member to which a metal thin film or the like can be attached can be used. In any case, the support substrate is removed at the final stage of the process. That is, the support substrate needs to be peeled off from the first and second conductive members and the base. For this reason, it is necessary to use a foldable member as the support substrate, and it is preferable to use a plate-like member having a film thickness of about 10 μm to 300 μm depending on the material. As the support substrate, in addition to the above SUS plate, a metal plate such as iron, copper, silver, kovar, nickel, or a resin sheet made of polyimide to which a metal thin film can be attached is preferable. In particular, it is preferable to use various stainless steels such as altensite, ferrite, and austenite. Particularly preferred is ferritic stainless steel. Particularly preferred is 400 series or 300 series stainless steel. More specifically, SUS430 (10.4 × 10 -6 /K),SUS444(10.6×10 -6 /K),SUS303(18.7×10 -6 /K),SUS304(17.3 × 10 −6 / K) or the like is preferably used. When the 400 series stainless steel is subjected to an acid treatment as a pretreatment for plating, the surface becomes more rough than the 300 series stainless steel. Accordingly, when a plating layer is formed on 400 series stainless steel that has been subjected to acid treatment, the surface of the plating layer is also likely to be rough. Thereby, adhesiveness with resin which comprises a sealing member and a base | substrate can be improved. In addition, the surface of 300 series is hardly roughened by acid treatment. For this reason, if 300 series stainless steel is used, it is easy to improve the glossiness of the surface of the plating layer, whereby the reflectance from the light emitting element is improved and a light emitting device with high light extraction efficiency can be obtained.
また、第1、第2の導電部材の表面光沢を上げる場合、メッキや蒸着、スパッタなどの手法を用いて形成する。より光沢度を上げるためには、支持基板の表面は平滑な方が好ましい。例えば、支持基板としてSUSを用いる場合は、結晶粒界の比較的小さな300番台のSUSを用いることで、表面光沢の高い導電部材の最表面を得る事ができる。 Moreover, when raising the surface glossiness of the 1st, 2nd electrically-conductive member, it forms using methods, such as plating, vapor deposition, and sputtering. In order to further increase the glossiness, the surface of the support substrate is preferably smooth. For example, when SUS is used as the support substrate, the outermost surface of the conductive member having a high surface gloss can be obtained by using SUS having a relatively low crystal grain boundary in the 300s.
また、樹脂成形後の反りを緩和するために支持基板にスリット、溝、波形状の加工を施す事も出来る。 Moreover, in order to relieve the warp after the resin molding, the support substrate can be processed into slits, grooves and corrugations.
<製造方法1−1>
以下、本発明の発光装置の製造方法について、図を用いて説明する。本発明の光半導体装置の製造方法は、支持基板上に、互いに離間する第1および第2の導電部材を複数形成する第1の工程と、第1及び第2の導電部材の間に、遮光性樹脂からなる基体を設ける第2の工程と、第1及び/又は第2の導電部材上に光半導体素子を載置させる第3の工程と、光半導体素子を、透光性樹脂からなる封止部材で被覆する第4の工程と、支持基板を除去後、光半導体装置を個片化する第5の工程と、を有することを特徴とする。図1C、図1Dは、発光装置の集合体1000を形成する工程を説明する図である。この集合体1000を切断して個片化することで、実施の形態1において説明した発光装置100を得ることができる。
<Production method 1-1>
Hereinafter, the manufacturing method of the light-emitting device of this invention is demonstrated using figures. According to the method of manufacturing an optical semiconductor device of the present invention, a first step of forming a plurality of first and second conductive members spaced apart from each other on a support substrate, and a light shielding between the first and second conductive members. A second step of providing a base made of a transparent resin, a third step of placing the optical semiconductor element on the first and / or second conductive members, and sealing the optical semiconductor element with a translucent resin. It has the 4th process covered with a stop member, and the 5th process of separating an optical semiconductor device into pieces after removing a support substrate, It is characterized by the above-mentioned. 1C and 1D are diagrams illustrating a process of forming a light emitting
1.第1の工程
まず、図1C(a)に示すように、金属板などからなる支持基板1070を用意する。
この支持基板の表面に保護膜としてレジスト1080を塗布する。このレジスト1080の厚みによって後に形成される第1の導電部材や第2の導電部材の厚みを調整することができる。尚、ここでは、支持基板1070の上面(第1の導電部材等を形成する側の面)にのみレジスト1080を設けているが、更に、下面(反対側の面)に形成してもよい。その場合、反対側の面のほぼ全面にレジストを設けることで、後述の鍍金によって下面に導電部材が形成されるのを防ぐことができる。
1. First Step First, as shown in FIG. 1C (a), a
A resist 1080 is applied as a protective film on the surface of the support substrate. The thickness of the first conductive member and the second conductive member to be formed later can be adjusted by the thickness of the resist 1080. Here, the resist 1080 is provided only on the upper surface (the surface on the side where the first conductive member or the like is formed) of the
尚、用いる保護膜(レジスト)はフォトリソグラフィによって形成されるレジストの場合、ポジ型、ネガ型のいずれを用いてもよい。ここでは、ポジ型のレジストを用いる方法について説明するが、ポジ型、ネガ型を組み合わせて用いてもよい。また、スクリーン印刷により形成させるレジストや、シート状のレジストを貼り付けるなどの方法も用いることができる。 The protective film (resist) to be used may be either a positive type or a negative type in the case of a resist formed by photolithography. Although a method using a positive resist is described here, a positive resist and a negative resist may be used in combination. In addition, a method of attaching a resist formed by screen printing or a sheet-like resist can be used.
塗布したレジストを乾燥させた後、その上部に開口部を有するマスク1090を直接又は間接的に配置させて、図中の矢印のように紫外線を照射して露光する。ここで用いる紫外線は、レジスト1070の感度等によって適した波長を選択することができる。その後、エッチング剤で処理することで図1C(b)に示すように開口部Kを有するレジスト1080が形成される。ここで、必要であれば酸活性処理などを行ってもよい。
After the applied resist is dried, a
次いで、金属を用いて鍍金することで、図1C(c)に示すようにレジスト1080の開口部K内に第1の導電部材1010と第2の導電部材1020とを形成させる。このとき、鍍金条件を調整することでレジスト1080の膜厚よりも厚くなるように鍍金することができる。これにより導電部材をレジスト(保護膜)の上面にまで形成させ、図1Aに示すような突起部Xを形成させることができる。鍍金方法としては、用いる金属によって、又は目的の膜厚や平坦度に応じて当該分野で公知の方法によって適宜選択することができる。例えば、電解鍍金、無電解鍍金等を用いることができる。特に、電解鍍金を用いるのが好ましく、これによりレジスト(保護膜)を除去し易く、導電部材を均一な形状で形成し易くなる。また、最表層(例えばAg)との密着性を向上させるため、その下の層にストライク鍍金によって中間層(例えばAu、Ag)を形成させるのが好ましい。
Next, by plating using a metal, the first
鍍金後、保護膜1080を洗浄して除去することで、図1C(d)に示すように互いに離間する第1の導電部材1010及び第2の導電部材1020が形成される。尚この突出部Xは、上記のような鍍金のほか、つぶし加工、金属ペースト印刷後の焼き付け工法などでも形成することができる。
After plating, the
2.第2の工程
次いで、図1D(a)に示すように、第1の導電部材1010と第2の導電部材1020との間に、発光素子からの光を反射可能な基体1060を設ける。基体は、射出成形、トランスファモールド、圧縮成型等の方法によって形成することができる。
2. Second Step Next, as shown in FIG. 1D (a), a
例えばトランスファモールドにより基体1060を形成する場合、第1及び第2の導電部材を複数形成した支持基板を、上型及び下型からなる金型の内に挟み込むようにセットする。このとき、離型シートなどを介して金型内にセットしてもよい。金型の内には基体の原料である樹脂ペレットが挿入されており、支持基板と樹脂ペレットとを加熱する。樹脂ペレット溶融後、加圧して金型内に充填する。加熱温度や加熱時間、また圧力等は、用いる樹脂の組成等に応じて適宜調整することができる。硬化後金型から取り出し、図1D(a)に示す成型品を得ることができる。
For example, when the
3.第3の工程
次いで、図1D(b)に示すように、第2の導電部材1020上に発光素子1030を接合部材(図示せず)を用いて接合し、導電性ワイヤ1050を用いて第1の導電部材1010に接続する。尚、ここでは、同一面側に正負電極を有する発光素子を用いているが、正負電極が異なる面に形成されている発光素子を用いることもできる。
3. Third Step Next, as shown in FIG. 1D (b), the
4.第4の工程
その後、発光素子1030、導電性ワイヤ1050を被覆するように封止部材1040をトランスファモールド、ポッティング、印刷等の方法によって形成する。尚、ここでは封止部材は1層構造としているが、組成や特性が異なる2層以上の多層構造としてもよい。
封止部材1040を硬化後に、図1D(c)に示すように支持基板1070を剥がし、除去する。
4). Fourth Step After that, the sealing
After the sealing
5.第5の工程
以上のような工程を経て、図1D(d)に示すような半導体装置(発光装置)の集合体1000を得ることができる。最後に図1D(d)中の破線で示す位置で切断して個片化することで、例えば図1Aに示すような、発光装置100を得ることができる。個片化の方法としては、ブレードによるダイシング、レーザ光によるダイシング等種々の方法を用いることができる。
5. Through the steps such as the fifth step and above, an
尚、図1D(d)では、導電部材を含む位置で切断しているが、これに限らず、導電部材から離間する位置で切断してもよい。導電部材を含む位置で切断すると、光半導体装置の側面にも導電部材が露出しているようになり、はんだ等が接合し易くなる。また、導電部材から離間する位置で切断する場合、切断されるのが基体や封止部材など樹脂のみとなるため、導電部材(金属)と樹脂とを合わせて切断するのに比して容易に切断することができる。 In addition, in FIG. 1D (d), although it cut | disconnected in the position containing a conductive member, you may cut | disconnect not only in this but in the position spaced apart from a conductive member. If the conductive member is cut at a position including the conductive member, the conductive member is exposed also on the side surface of the optical semiconductor device, and solder or the like is easily joined. In addition, when cutting at a position away from the conductive member, since only the resin such as the base and the sealing member is cut, it is easier than cutting the conductive member (metal) and the resin together. Can be cut.
<製造方法1−2>
製造方法1−2では、第1の導電部材及び第2の導電部材をエッチングにより形成する方法について説明する。
<Production method 1-2>
In the manufacturing method 1-2, a method of forming the first conductive member and the second conductive member by etching will be described.
ポリイミドなどの絶縁性部材からなる板状の支持基板に、銅箔などの導電性部材の薄膜を貼り付ける。さらにこの導電性部材上に、シート状の保護膜(ドライレジストシート等)を貼り付け、開口部を有するマスクを用いて露光し、弱アルカリ溶液などの洗浄液を用いて露光された部分の保護膜を除去する。これにより、開口部を有する保護膜が導電性部材上に形成される。 A thin film of a conductive member such as a copper foil is attached to a plate-like support substrate made of an insulating member such as polyimide. Further, a sheet-like protective film (dry resist sheet or the like) is pasted on this conductive member, exposed using a mask having an opening, and the protective film of a portion exposed using a cleaning solution such as a weak alkaline solution Remove. Thereby, a protective film having an opening is formed on the conductive member.
次いで、導電性部材をエッチング可能なエッチング液に支持基板ごと浸積して導電部材をエッチングする。最後に保護膜を除去することで、支持基板上に互いに離間する第1及び第2の導電部材が形成される。 Next, the conductive member is etched by immersing the conductive member together with the supporting substrate in an etchant that can be etched. Finally, by removing the protective film, first and second conductive members that are separated from each other are formed on the support substrate.
<実施の形態2>
実施の形態2にかかる光半導体装置(発光装置)200を、図2A、図2Bに示す。図2Aは、本発明に係る発光装置200の内部を示す斜視図であり、図2Bは、図2Aに係る発光装置200の凹部を封止した状態のC−C’断面における断面図である。
<
2A and 2B show an optical semiconductor device (light emitting device) 200 according to the second embodiment. 2A is a perspective view showing the inside of the
実施の形態2では、発光装置200は、(a)発光素子203及び保護素子210と、(b)発光素子203及び保護素子210と電気的に接続される第1の導電部材201と、(c)第1の導電部材201から離間し、発光素子203が載置される第2の導電部材202と、(d)発光素子203を被覆するとともに第1の導電部材201及び第2の導電部材202と接する封止部材204と、を有している。第1の導電部材201及び第2の導電部材202は、それぞれ下面が発光装置200の外表面を形成している。さらに、第1の導電部材201と第2の導電部材202の側面の一部も発光装置200の外表面を形成している。そして、第1の導電部材201と第2の導電部材202の間に、発光素子203からの光を遮光可能な樹脂からなる基体206が形成されている。その基体206は、発光素子203から離間する位置において、第1の導電部材201及び第2の導電部材202の上面よりも高い突出部206bを有する。これにより、基体206の突出部206bによって発光装置200に凹部S1が形成される。凹部S1により、発光装置200の側面側に光が放出されるのを抑制し、上面方向に向けて光を放出することができる。
In
図2Bに示すように、突出部206bは、上面に向かって広がるような凹部S1となるように、内面を傾斜面とすることが好ましい。これによって光を発光装置の上面方向へ反射し易くすることができる。尚、実施の形態2において用いる部材等については、実施の形態1と同様のものを用いることができる。
As shown in FIG. 2B, it is preferable that the
<製造方法2>
以下、本発明の発光装置200の製造方法について、図を用いて説明する。図2Cは、発光装置の集合体2000を形成する工程を説明する図であり、この集合体2000を切断することで、実施の形態2において説明した発光装置200を得ることができる。
<
Hereinafter, a method for manufacturing the
1.第1の工程
製造方法2では、第1の工程については、製造方法1−1、1−2と同様に行うことができる。
1. In the 1st
2.第2の工程
第2の工程では、図2C(a)に示すように、第2の工程において基体の底面部2060aを形成する際に、同時に突出部2060bを形成している。尚、ここでは同時に形成しているが、先に底面部2060aを形成し、続いて突出部2060bを形成してもよく、或いは、先に突出部2060bを形成した後に底面部2060aを形成してもよい。両者は同一の遮光性樹脂を用いるのが好ましいが、目的や用途に応じて、異なる遮光性樹脂を用いても構わない。
2. Second Step In the second step, as shown in FIG. 2C (a), when the
突出部2060bの形成方法は、基体の底面部2060aと同様に、金型を用いたトランスファモールド等によって形成することができる。このとき、金型として凹凸を有する上型を用いることで、図2C(a)に示すような突出部2060bを形成することができる。
The protruding
3.第3の工程
第3の工程では、図2C(b)に示すように、突出部2060bに囲まれた領域の第1の導電部材2010上に発光素子2030を載置させる。導電性ワイヤ2050は、同じ突出部2060bで囲まれた領域の第1及び第2の導電部材の上面に接続させる。
3. Third Step In the third step, as shown in FIG. 2C (b), the
4.第4の工程
第4の工程では、図2C(c)に示すように、突出部2060bに囲まれて形成される凹部に透光性樹脂からなる封止部材を充填する。これによって、発光素子を封止部材で被覆する。ここでは、封止部材2040は、突出部2060bと略同一高さになるように設けられているが、これに限らず、突出部よりも低く又は高くなるよう形成してもよい。また、このように上面が平坦な面としてもよく、或いは、中央が凹んだ、又は突出したような曲面状に形成してもよい。
4). Fourth Step In the fourth step, as shown in FIG. 2C (c), a concave member formed by being surrounded by the protruding
5.第5の工程
第5の工程では、図2C(d)に示す破線部、すなわち、突出部2060bを切断するような位置で切断することで個片化し、図2Aに示すような光半導体装置200とする。ここでは、突出部2060bを切断し、封止部材2040が切断されないような位置としていることで、光の取り出し方向を、光半導体装置(発光装置)200の上方向のみに限定することができる。これにより、上方向への光の取り出しが効率よく行われる。尚、ここでは、突出部2060を切断するようにしているが、封止部材2040を切断するような位置で切断してもよい。
5. Fifth Step In the fifth step, the broken line portion shown in FIG. 2C (d), that is, the protruding
<実施の形態3>
図3は本発明の光半導体装置を示す斜視図であり、基体306の内部が分かるように一部を切り欠いた図である。実施の形態3では、図3に示すように、基体の突出部306に囲まれた凹部S2内に発光素子303が載置されるとともに、保護素子310が基体の突出部306に埋設されていることを特徴とする。図3は、図2Aに示すような略直方体の光半導体装置の基体306の一部の内部が見えるようにした図である。
<Embodiment 3>
FIG. 3 is a perspective view showing an optical semiconductor device according to the present invention, which is a part cut away so that the inside of the
第2の工程において、基体を形成する前に、第2の導電部材302上に保護素子310を載置し、更に導電性ワイヤ305を用いて第1の導電部材301と接合しておく。これによって、保護素子310が基体306内に埋設される構造とすることができる。 実施の形態1では、第2の工程で基体を形成した後に、第3の工程において発光素子と保護素子とを載置していた。本実施の形態では、異なる工程で発光素子と保護素子とを設ける。本実施の形態のように、基体内に埋設するように保護素子を設けることによって、光半導体装置自体を更に小型化することができる。
In the second step, the
<実施の形態4>
図4Aは本発明の光半導体装置を示す斜視図であり、図4Bは図4AのC−C‘断面における断面図である。実施の形態4では、図4A、図4Bに示すように、基体406が、光半導体素子403の側面にまで達するように設けられていることを特徴とする。ここでは、第1の導電部材や第2の導電部材の上面より突出する突出部が、基体406の全体に亘って設けられている。このような構成は、第3の工程、すなわち、第1及び/又は第2の導電部材の上に光半導体素子を載置させる工程を、第2の工程、すわなち、第1及び第2の導電部材の間に光遮光性樹脂からなる基体を設ける工程の前に行うことによって得ることができる。図4A、図4Bに示すように、光半導体素子(発光素子)403と略同じ高さとなるように基体406を設けているため、発光素子の上面のみから光が放出される。これにより、より効率よく光を取り出す事ができる。
<Embodiment 4>
4A is a perspective view showing an optical semiconductor device of the present invention, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. 4A. In the fourth embodiment, as shown in FIGS. 4A and 4B, the
また、ここでは、発光素子403と略同じ高さになるまで基体(突出部)406を設けているが、これに限らず、発光素子403よりも低い高さとしてもよい。このような基体406を設ける場合、封止部材404は滴下、印刷などによって発光素子403や基体406上で硬化させることができる。また、別工程で形成し硬化済みの封止部材404を基体406と発光素子403に接着させるなどの方法を採ることもできる。例えば、Al2O3粉末とYAG蛍光体粉末とを圧縮成型などにより平板状に成形したものを封止部材404として、接着剤を用いて発光素子や基体上に貼り付けることができる。
Here, the base body (projecting portion) 406 is provided until the height is substantially the same as that of the
また、実施の形態4では、導電性ワイヤを用いず、発光素子403の正負電極を導電性の接合部材を用いて直接第1及び第2の導電部材に接合させている。基体406の形成前に光半導体素子403を載置する場合は、このようなワイヤを使わない載置方法とすることにより、金型によるワイヤの変形などを防ぐことができる。
In Embodiment 4, the positive and negative electrodes of the
<実施の形態5>
図5Aは本発明の光半導体装置を示す断面図であり、図5Bは図5Aの部分拡大図である。実施の形態5での光半導体装置は、図2Aに示す光半導体装置と同様の外観を有しているが、第1の導電部材501と第2の導電部材502の間に形成されている基体506が、第1の導電部材501及び第2の導電部材502の上面よりも高い突出部506aを有している点が異なる。発光素子503の周囲に突出部506bを側壁とする凹部が形成されている。その凹部内において、凹部の側壁となる突出部506bよりも高さの低い突出部506aが設けられている。この突出部506aは、図5Bに示すように、第1の導電部材501、第2の導電部材502の上面の一部を被覆するように形成されている。このようにすることで、製造工程内において支持基板を除去する際に、基体(突出部)506aが剥がれるのを抑制することができる。さらに、発光素子503に近い位置にある基体506aを厚くすることができるため、発光素子503からの光が底面側に漏れ出すことを抑制でき、より効率よく光を反射させることができる。このような第1の導電部材と第2の導電部材の間に設けられる基体の突出部506aは、導電ワイヤ505が接触しない程度の高さにしておくのが好ましい。また、第1の導電部材501、第2の導電部材502の両方の導電部材の上面の一部を覆うようにするのが好ましいが、どちらか一方のみでも構わない。また、その被覆する領域の大きさ、幅、位置等についても、所望に応じて形成することができる。更に、このような第1の導電部材501と第2の導電部材502の間に基体506を設ける代わりに、別部材、例えばSiからなるサブマウントなどを第1の導電部材から第2の導電部材を跨ぐように載置し、その上に発光素子を載置してもよい。これによって、発光素子からの光が底面側に漏れ出すことを抑制することができ、より効率よく光を反射させることができる。
<Embodiment 5>
FIG. 5A is a sectional view showing an optical semiconductor device of the present invention, and FIG. 5B is a partially enlarged view of FIG. 5A. The optical semiconductor device in the fifth embodiment has the same appearance as the optical semiconductor device shown in FIG. 2A, but is a base formed between the first
本発明に係る光半導体装置の製造方法によれば、小型軽量であって、且つ、光取り出し効率やコントラストに優れた光半導体装置を容易に得ることができる。これらの光半導体装置は、(a)各種表示装置、(b)照明器具、(c)ディスプレイ、(d)液晶ディスプレイのバックライト光源、さらには、(e)デジタルビデオカメラ、ファクシミリ、コピー機、スキャナ等における画像読取装置、(f)プロジェクタ装置、などにも利用することができる。 According to the method for manufacturing an optical semiconductor device according to the present invention, an optical semiconductor device that is small and light and has excellent light extraction efficiency and contrast can be easily obtained. These optical semiconductor devices include (a) various display devices, (b) lighting fixtures, (c) displays, (d) backlight light sources for liquid crystal displays, and (e) digital video cameras, facsimiles, copiers, It can also be used for an image reading device in a scanner or the like, (f) a projector device, or the like.
100、200、300、400・・・光半導体装置(発光装置)
101、101’、201、301、401・・・第1の導電部材
102、202、302、402・・・第2の導電部材
103、203、303、403・・・光半導体素子(発光素子)
104、204、304、404・・・封止部材
105、105’、205、205’、305、405・・・導電ワイヤ
106、206、306、406・・・基体
206a・・・基体の底面部
206b・・・基体の突出部
210、310・・・保護素子
1000、2000・・・光半導体装置の集合体
1010、2010・・・第1の導電部材
1020、2010・・・第2の導電部材
1030、2030・・・光半導体素子(発光素子)
1040、2040・・・封止部材
1050、2050・・・導電性ワイヤ
1060、2060・・・基体
2060a・・・基体の底部
2060b・・・基体の突出部
1070、2070・・・支持基板
1080・・・保護膜(レジスト)
1090・・・マスク
X・・・突起部
S1、S2・・・凹部
100, 200, 300, 400 ... optical semiconductor device (light emitting device)
101, 101 ', 201, 301, 401 ... first
104, 204, 304, 404 ... Sealing
1040, 2040 ... sealing
1090 ... Mask X ... Projection S1, S2 ... Concave
Claims (6)
光半導体素子と、
下面が前記光半導体装置の外表面を形成し、厚みが25μm〜200μmである第1の導電部材と、
前記第1の導電部材から離間し、下面が前記光半導体装置の外表面を形成し、厚みが25〜200μmである第2の導電部材と、
前記光半導体素子からの光に対する反射率が60%以上である遮光性樹脂からなり、前記第1の導電部材と前記第2の導電部材との間を遮光するように設けられた基体と、を有する光半導体装置であって、
前記光半導体素子の正電極及び負電極は、各々、前記第1の導電部材及び前記第2の導電部材に導電性ワイヤを介さずに接合しており、
前記基体には、前記遮光性樹脂からなり、前記第1の導電部材及び前記第2の導電部材の上面より突出した突出部が形成され、前記突出部は前記光半導体装置の外側面となるとともに、前記光半導体素子の側面に向かって前記光半導体素子に達するまで延びていることを特徴とする光半導体装置。 An optical semiconductor device,
An optical semiconductor element;
A first conductive member having a lower surface forming an outer surface of the optical semiconductor device and having a thickness of 25 μm to 200 μm;
A second conductive member spaced from the first conductive member, a lower surface forming an outer surface of the optical semiconductor device, and a thickness of 25 to 200 μm;
A substrate made of a light-shielding resin having a reflectance of 60% or more with respect to light from the optical semiconductor element, and provided so as to shield light between the first conductive member and the second conductive member; An optical semiconductor device comprising:
The positive electrode and the negative electrode of the optical semiconductor element are joined to the first conductive member and the second conductive member without a conductive wire, respectively.
The base is made of the light-shielding resin and has a protruding portion that protrudes from the upper surfaces of the first conductive member and the second conductive member. The protruding portion serves as an outer surface of the optical semiconductor device. The optical semiconductor device extends toward the side surface of the optical semiconductor element until it reaches the optical semiconductor element.
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