JP6521032B2 - Optical semiconductor device and method of manufacturing the same - 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 as a display device, a lighting apparatus, a display, a backlight light source of a liquid crystal display, a light receiving device usable as a video camera, a digital still camera etc. In particular, the present invention relates to a thin / small type optical semiconductor device which is excellent in light extraction efficiency and contrast and can be obtained with a high yield, and a method of 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, along with the downsizing and weight reduction of electronic devices, various types of miniaturized optical semiconductor devices such as light emitting devices (such as light emitting diodes) and light receiving devices (such as CCDs and photodiodes) mounted on them have been developed. ing. These optical semiconductor devices use, for example, a double-sided through-hole printed circuit board having a pair of metal conductor patterns formed on both sides of an insulating substrate. An optical semiconductor element such as a light emitting element or a light receiving element is mounted on the double-sided through-hole printed circuit board, and a wire or the like is used to electrically connect the metal conductor pattern and the optical semiconductor element.
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, in such an optical semiconductor device, it is essential 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 or more, it is a factor that hinders thorough thinning of the surface mount type optical semiconductor device. Therefore, an optical semiconductor device having a structure not using 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, light is leaked from the light emitting element in the lower surface direction, and the light extraction efficiency tends to be reduced. There is also disclosed a structure in which a mortar-like metal film is provided to reflect light, but in order to provide such a metal film, it is necessary to provide unevenness on a substrate. Then, since the light emitting device is miniaturized, the asperities become extremely fine, and not only processing becomes difficult, but the asperity structure causes problems such as easy breakage at the time of peeling of the substrate and a decrease in yield. Cheap. Moreover, when using only a translucent resin when using for a display etc., contrast tends to worsen.
本発明の発光装置は、下面が前記発光装置の外表面を形成する2つの導電部材と、少なくとも前記2つの導電部材の間に形成される部分と、前記導電部材の上面よりも高い突出部とを備える遮光性基体と、前記遮光性基体と前記導電部材の上面とで形成された凹部内に配置され、前記遮光性基体の突出部から離間する位置にある発光素子と、前記発光素子を被覆する封止部材と、を備え、前記導電部材の側面の一部は前記遮光性基体の突出部と同一面にあって前記発光装置の外表面を形成しており、前記少なくとも2つの導電部材の間に形成される部分における前記遮光性基体の上面は、前記凹部の側壁となる前記突出部における前記遮光性基体の上面よりも低く、かつ、前記2つの導電部材の上面よりも高く、前記導電部材の側面に、前記導電部材の下面から離間した突起部を備えることにより、前記導電部材の前記遮光性基体からの脱落を抑制することを特徴とする。 The light emitting device according to the present invention comprises two conductive members whose lower surface forms the outer surface of the light emitting device, a portion formed between at least the two conductive members, and a protrusion higher than the upper surface of the conductive member And a light-emitting element disposed in a recess formed by the light-shielding base and the upper surface of the conductive member, the light-emitting element being positioned away from the protrusion of the light-shielding base, and covering the light-emitting element And a part of the side surface of the conductive member is flush with the protrusion of the light shielding base to form the outer surface of the light emitting device, and the at least two conductive members The upper surface of the light-shielding substrate in the portion formed between is lower than the upper surface of the light-shielding substrate in the protrusion which is the side wall of the recess and higher than the upper surfaces of the two conductive members, Said to the side of the member By providing a protrusion spaced from the lower surface of the conductive member, which comprises suppressing the falling from the light-shielding base of the conductive member.
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 high yield. In addition, even with a thin optical semiconductor device, light from the light emitting element can be prevented from leaking from the lower surface side, so that the optical semiconductor device with improved light extraction efficiency and light with improved contrast 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 of this invention, and its manufacturing method, Comprising: This invention is not limited to the following forms.
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。 Further, the present specification does not in any way limit the members shown in the claims to the members of the 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 to the scope of the present invention unless otherwise stated. It is only an illustrative example. Note that the sizes and positional relationships of members shown in each drawing may be exaggerated for the sake of clarity. Further, in the following description, the same names and reference numerals indicate the same or the same members, and the detailed description will be appropriately omitted.
<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 according to the present embodiment is shown in FIGS. 1A and 1B. FIG. 1A is a perspective view of the
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 the present embodiment, 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 any thickness that can suppress the leakage of light 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 width 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 with 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 film thickness of the conductive member is as thin as about 25 μm to 200 μm, a thermosetting resin is preferable, whereby an extremely thin substrate can be obtained. Furthermore, specifically, (a) epoxy resin composition, (b) silicone resin composition, (c) modified epoxy resin composition such as silicone modified epoxy resin, (d) modified silicone resin composition such as epoxy modified silicone resin (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, thermosetting resins are preferable, and resins described in JP-A-2006-156704 are preferable. For example, among thermosetting resins, epoxy resin, modified epoxy resin, silicone resin, modified silicone resin, acrylate resin, urethane resin and the like are preferable. Specifically, (i) epoxy resins consisting of triglycidyl isocyanurate, hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether, (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 in an equivalent amount. Furthermore, 0.5 parts by weight of DBU (1,8-Diazabicyclo (5,4,0) undecene-7) as a curing accelerator and 1 part by weight of ethylene glycol as a cocatalyst with respect to 100 parts by weight of these mixtures are oxidized 10 parts by weight of a titanium pigment and 50 parts by weight of glass fibers are added, and a partial curing reaction is carried out by heating, and a B-staged solid epoxy resin composition 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 an 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 preferred to include 1,3,5-triazine core 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 bivalent, more preferably a trivalent epoxy group for one isocyanurate ring. Specifically, tris (2,3-epoxypropyl) isocyanurate, tris (α-methyl glycidyl) isocyanurate and the like can be used. The softening point of the triazine derivative epoxy resin is preferably 90 to 125 ° C. Further, these triazine derivative epoxy resins may be used in combination with hydrogenated epoxy resins or other epoxy resins. Furthermore, in the case of silicone resin compositions, silicone resins comprising methyl silicone resins are preferred.
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 preferred to use for the triazine derivative epoxy resin an acid anhydride which acts as a curing agent. 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. Specifically, hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, trialkyltetrahydrophthalic anhydride, hydrogenated methyl nadic anhydride and the like can be mentioned. Particularly preferred is methyl hexahydrophthalic anhydride. Moreover, it is preferable to use an antioxidant, for example, a phenol type and a 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。
Then, a filler for imparting a light shielding property, and various additives as necessary can be mixed in these resins. In the present invention, the resin is 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。 The various fillers as described above can be used alone or in combination of two or more. For example, the filler can be used in combination with a filler for adjusting the reflectance and a filler for adjusting the linear expansion coefficient as 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 using TiO 2 as a white filler, it is preferable to blend 10 to 30 wt%, more preferably 15 to 25 wt%. As TiO 2 , either rutile or anatase may be used. The rutile type is preferable in terms of light shielding property and light resistance. Furthermore, when it is desired to improve the dispersibility and light resistance, fillers modified by surface treatment can also be used. Alumina, silica, hydrated oxides such as zinc oxide, oxides, etc. can be used for the surface treatment of the filler made of TiO 2 . 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%. Further, as SiO 2 , amorphous silica having a smaller linear expansion coefficient than crystalline silica is preferable. Further, a filler having a particle diameter of 100 μm or less, and further preferably a filler having a particle diameter of 60 μm or less is preferable. Furthermore, a filler having a spherical shape is preferable, which can improve the filling property at the time of molding of the substrate. In addition, in the case of use in a display or the like, when it is desired to improve the contrast, a filler that absorbs 60% or more, more preferably 90% or more of the light from the light emitting element is preferable. In such a case, the filler may be (a) carbon such as acetylene black, activated carbon or graphite, (b) transition metal oxide such as iron oxide, manganese dioxide, cobalt oxide or 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 with the linear expansion coefficient of the support substrate to be removed (peeled off) before being singulated becomes small. Preferably, the difference is 30% or less, more preferably 10% or less. When using a SUS board as a support substrate, 20 ppm or less is preferable and, as for the difference of a linear expansion coefficient, 10 ppm or less is more preferable. In this case, it is preferable to blend the filler at 70 wt% or more, preferably 85 wt% or more. Thereby, since the residual stress between the support substrate and the base can be controlled (relaxed), the warpage of the aggregate of optical semiconductors before being singulated can be reduced. By reducing the warpage, internal damage such as cutting of the conductive wire can be reduced, and positional deviation at the time of singulation can be suppressed, and manufacturing can be performed with high yield. For example, it is preferable to adjust the linear expansion coefficient of the substrate to 5 to 25 × 10 −6 / K, more preferably to 7 to 15 × 10 −6 / K. As a result, it is possible to easily suppress the warpage that occurs at the time of cooling after the base molding, and it is possible to manufacture with high yield. In the present specification, the term "linear expansion coefficient" refers to the linear expansion coefficient below the glass transition temperature of a substrate made of a light-shielding resin adjusted with various fillers and the like. It is preferable that the linear expansion coefficient in this temperature range be 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。 Further, from another viewpoint, it is preferable to control the linear expansion coefficient of the base so as to reduce the difference between the linear expansion coefficients of the first and second conductive members. Preferably, the difference is 40% or less, more preferably 20% or less. Thereby, in the photosemiconductor device after singulation, it is possible to suppress separation of the first and second conductive members and the base, and to obtain an optical semiconductor device excellent in reliability.
(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 supplying electricity to 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, a bump, or the like, 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 directly or indirectly mounted via another member such as a submount, and functions as a support. The case where the second conductive member merely mounts the light emitting element and does not contribute to the energization, and the case where the second conductive member contributes to the energization of the light emitting element or the protective element (that is, functions as an electrode) And either one is fine. 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 are formed on the lower surface of the optical semiconductor device (light emitting device) so as to form the outer surface, that is, not covered by the sealing member etc. It is provided to be The shape and size of the first conductive member and the second conductive member in 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, etc. . Further, with regard to the film thickness, it is preferable that the first conductive member and the second conductive member have substantially the same film thickness. Specifically, 25 μm or more and 200 μm or less are preferable, and 50 μm or more and 100 μm or less are more preferable. 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 surface 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。
Further, 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 around the first
(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 the present embodiment, as shown in FIG. 1B, 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。 The first conductive member and the second conductive member preferably use the same material, which can reduce the number of processes. However, different materials may be used. Specific materials include metals such as copper, aluminum, gold, silver, tungsten, molybdenum, iron, nickel, cobalt or alloys thereof (iron-nickel alloy etc.), phosphor bronze, iron-containing copper, Au-Sn, etc. Eutectic solders, solders such as SnAgCu and SnAgCuIn, and ITO. Among solder materials, it is preferable that the solder particles are once melted and solidified so that the metal to be joined by the solder and the solder are alloyed to increase the melting point, and the composition is adjusted to a composition which does not remelt at 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. Furthermore, a plurality of layers can be provided by laminating (plating) or the like. For example, in the case of using a light emitting element as a semiconductor element, it is preferable to use a material that can reflect light from the light emitting element 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, the conductive member on the outermost surface preferably has high reflectance and high gloss. Specifically, the reflectance in the visible region is preferably 70% or more, and in that case, Ag, Ru, Rh, Pt, Pd or the like is preferably used. In addition, it is preferable that the surface gloss of the conductive member be high. The preferred glossiness is 0.5 or more, more preferably 1.0 or more. The glossiness shown here is a number obtained by irradiation at 45 °, a measurement area of 0.2 0.2 mm, and vertical light reception, using a micro surface color difference meter VSR 300A manufactured by Nippon Denshoku Kogyo. Moreover, it is preferable to use materials, such as Au, Sn, Sn alloy, eutectic solder plating, such as AuSn, etc. which are advantageous for mounting to a circuit board etc. for the support substrate side of a 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。 In addition, 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 with high corrosion resistance, such as 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, depending on the purpose and application, it is preferable to use a suitable member for the intermediate layer. Also for this intermediate layer, Pt, Pd, Al, W, Ru, Pd or the like can be used other than the above-mentioned 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 film thickness of the intermediate layer is preferably thicker than the uppermost layer or the lowermost layer. In particular, it is preferable to form in the ratio of 80%-99% of the film thickness of the whole electrically-conductive member, More preferably, it is preferable to set it as 90%-99% of range.
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。 In particular, in the case of a plating layer made of metal, the linear expansion coefficient is defined by the composition, and therefore, it is preferable that the lowermost layer and the intermediate layer have a linear expansion coefficient relatively close to that of the support substrate. For example, in the case of using SUS430 having a linear expansion coefficient of 10.4 × 10 −6 / K as a supporting substrate, the conductive member thereon has a laminated structure containing (as a main component) the following metals: can do. From the lowermost 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 of Ag (2-6 μm) or the like which is 7 × 10 −6 / K is preferable. Although Ag of the uppermost layer has a linear expansion coefficient significantly different from that of the metal of the other layers, Ag is used because the reflectance of light from the light emitting element is prioritized. Since the top layer of Ag is extremely thin, the influence on warpage is extremely weak. Therefore, there is practically no 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 is provided to cover the light emitting element and 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 protection element, and a conductive wire from dust, moisture, external force, and the like.
As a material of the sealing member, a material having translucency capable of transmitting light from the light emitting element and having light resistance which is less likely to deteriorate due to them is preferable. As a specific material, it has translucency which can permeate | transmit the light from a light emitting element, such as a silicone resin composition, a modified silicone resin composition, an epoxy resin composition, a modified epoxy resin composition, an acrylic resin composition, etc. An insulating resin composition can be mentioned. In addition, a silicone resin, an epoxy resin, a urea resin, a fluorine resin, and a hybrid resin containing at least one or more of these resins can also be used. Furthermore, not limited to these organic substances, inorganic substances such as glass and silica sol can also be used. In addition to such materials, if desired, a colorant, a light diffusing agent, a light reflecting material, various fillers, a wavelength conversion member (fluorescent member), etc. can be contained. The filling amount of the sealing member may be an amount by which the electronic component is covered.
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 resin member can be variously selected according to the light distribution characteristic and the like. For example, by making the upper surface into a convex lens shape, a concave lens shape, a Fresnel lens shape or the like, the directivity characteristic can be adjusted. In addition to the sealing member, a lens member may be provided. Furthermore, when using a phosphor-containing molded body (for example, a phosphor-containing plate-like molded body, a phosphor-containing dome-like molded body, etc.), a material having excellent adhesion to the phosphor-containing molded body as a sealing member is used. It is preferable to select. In addition to the resin composition, inorganic substances such as glass can be used as the phosphor-containing compact.
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。 Although the sealing member used mainly for the light emitting device has been described, the light receiving device is substantially the same as described above. In the case of the light receiving device, a colored filler such as white or black may be contained in the sealing member for the purpose of enhancing the incident efficiency of light or avoiding the secondary reflection inside the light receiving device. Moreover, in order to avoid the influence of visible light, it is preferable to use a sealing member containing a black colored filler in the infrared light emitting device or 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 bonding 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. Depending on the substrate of the element to be placed, either a conductive bonding member or an insulating bonding member can be selected. For example, in the case of a semiconductor light emitting device in which a nitride semiconductor layer is stacked on sapphire, which is an insulating substrate, the bonding member may be either insulating or conductive. In the case of using a conductive substrate such as a SiC substrate, conduction can be achieved by using a conductive bonding member. An epoxy resin composition, a silicone resin composition, a polyimide resin composition, those modified resin, a hybrid resin etc. can be used as an insulating joining member. When these resins are used, it is possible to provide a metal layer with high reflectance such as Al or Ag film or a dielectric reflection film on the back surface of the light emitting element in consideration of deterioration due to light and heat from the semiconductor light emitting element. In this case, methods such as vapor deposition, sputtering, and bonding of thin films can be used. In addition, as the conductive bonding member, a conductive paste such as silver, gold, 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, among these bonding members, in the case of using a translucent bonding member in particular, a fluorescent member that absorbs light from the semiconductor light emitting element and emits light of different wavelength may be contained therein.
(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 a conductive wire which connects the electrode of the light emitting element, the first conductive member, and the second conductive member, metals such as gold, copper, platinum, aluminum and alloys thereof can be used. In particular, it is preferable to use gold excellent in thermal resistance and the like.
(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 which absorbs at least a part of the light from the semiconductor light emitting element and emits light having different wavelengths as a wavelength conversion member.
As the fluorescent member, one that converts the light from the semiconductor light emitting element to a longer wavelength is more efficient. However, the present invention is not limited to this, and various fluorescent members can be used, such as one that converts light from a semiconductor light emitting element to a short wavelength or one that further converts light converted by another fluorescent member. Such a fluorescent member may form a single fluorescent substance or the like in a single layer, or may form a single layer in which two or more fluorescent substances or the like are mixed, or a single fluorescent substance Two or more single layers containing etc. may be laminated, or two or more single layers mixed with 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。 When a semiconductor light emitting element using a nitride-based semiconductor as a light emitting layer is used as a light emitting element, a fluorescent member that absorbs light from the light emitting element and converts the wavelength to light of different wavelength can be used. For example, a nitride-based phosphor or an oxynitride-based phosphor mainly activated by a lanthanoid-based element such as Eu or Ce can be used. More specifically, (a) Eu activated α or β sialon type phosphor, various alkaline earth metal nitrided silicates, various alkaline earth metal aluminum silicon nitrides (eg: CaSiAlN 3 : Eu, SrAlSi 4 N 7 : Alkaline earth metal halogenapatite mainly activated by a lanthanoid element such as Eu) and (b) Eu, a transition metal element such as Mn, a halosilicate of an alkaline earth metal, an alkaline earth metal silicate, Alkaline earth metal borate halogen, alkaline earth metal aluminate, alkaline earth metal sulfide, alkaline earth metal thiogallate, alkaline earth metal silicon nitride, germanate, or (c) lanthanides such as Ce Rare earth aluminate, rare earth silicate, alkaline earth metal rare earth silicic acid activated mainly by elements Salt (d) It is preferable that it is at least one or more selected from organic and organic complexes that are mainly activated with a lanthanoid element such as Eu. Preferred is a YAG-based phosphor which is a rare earth aluminate phosphor mainly activated by a lanthanoid-based element such as Ce. YAG-based phosphors are 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 or the like. There are also 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-mentioned phosphors and having similar performance, action, and effects can also 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 phosphor-containing compact can also be used. Specifically, a phosphor-containing glass, a YAG sintered body, a sintered body of YAG and Al 2 O 3 , SiO 2 , B 2 O 3 or the like, a crystallized inorganic bulk in which YAG is precipitated in an inorganic melt The body etc. can be used. What integrally molded fluorescent substance with an epoxy, silicone, a hybrid resin etc. may also 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 side, a structure in which positive and negative electrodes are formed on different sides, 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 referred to simply 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。 The semiconductor light emitting element can be selected at any wavelength. 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. In addition, GaAlAs, AlInGaP, or the like can be used as the red light-emitting element. Furthermore, semiconductor light emitting devices made of materials other than these can also be used. The composition, emission color, size, number, and the like of the light-emitting elements to be used can be selected as appropriate 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 substance, a nitride semiconductor capable of emitting a short wavelength capable of efficiently exciting the fluorescent substance (In X Al Y Ga 1-X-Y N, 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 mixed crystal ratio thereof.
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, light emitting elements that output 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 or independently from the light emitting element.
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 photo transistor, a CCD (charge coupled device) image sensor, a CMOS image sensor, a Cd cell, and the like.
(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 to form the first and second conductive members. The supporting substrate is not included in the optical semiconductor device because it is removed before being singulated. As the supporting substrate, in addition to a metal plate having conductivity such as a SUS plate, an insulating plate such as polyimide on which a conductive film is formed by a sputtering method or a vapor deposition method can be used. Alternatively, an insulating plate-like member to which a metal thin film or the like can be attached can also be used. In any event, the support substrate is removed at the end of the process. That is, the support substrate needs to be peeled off from the first and second conductive members and the base. Therefore, it is necessary to use a bendable member as the support substrate, and although depending on the material, it is preferable to use a plate-like member having a film thickness of about 10 μm to 300 μm. As the supporting substrate, metal sheets such as iron, copper, silver, kovar, nickel and the like, resin sheets made of polyimide to which metal thin films can be attached and the like are preferable other than the above-mentioned SUS plate. In particular, it is preferable to use various stainless steels such as altensite, ferrite and austenite. Particularly preferred is ferritic stainless steel. Particularly preferably, 400 series and 300 series stainless steels are preferable. 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. The surface of the 400 series stainless steel tends to be rougher than that of the 300 series when acid treatment is performed as pretreatment of plating. Therefore, when the plating layer is formed on the acid-treated 400 series stainless steel, the surface of the plating layer is also easily roughened. Thereby, the adhesion to the sealing member and the resin constituting the base can be improved. In addition, the surface of the 300 series is hard to be roughened by acid treatment. Therefore, if 300 series stainless steel is used, the glossiness of the surface of the plating layer can be easily improved, whereby the reflectance from the light emitting element can be 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。 In order to increase the surface gloss of the first and second conductive members, the first conductive member is formed by using a method such as plating, vapor deposition, or sputtering. In order to further increase the glossiness, the surface of the support substrate is preferably smooth. For example, when using SUS as a support substrate, the outermost surface of a conductive member with high surface gloss can be obtained by using SUS having a relatively small grain size in the 300 series.
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。 Further, in order to reduce the warpage after resin molding, the support substrate may be processed with slits, grooves, or waves.
<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。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。
<Manufacturing method 1-1>
Hereinafter, a method of manufacturing a light emitting device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1C and FIG. 1D are diagrams for explaining steps of forming an
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 on the surface of the support substrate as a protective film. 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, although the resist 1080 is provided only on the upper surface (the surface on which the first conductive member and the like are 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。 In the case of a resist formed by photolithography, either a positive type or a negative type may be used as the protective film (resist) to be used. Here, although a method using a positive resist is described, a positive resist and a negative resist may be used in combination. In addition, a method in which a resist formed by screen printing or a sheet-like resist is attached can also 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。
Then, plating is performed using a metal to form 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. After the fourth step , the sealing
After curing 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 fifth and subsequent steps, 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 | disconnects in the position containing an electrically-conductive member, you may cut | disconnect not only this but the position away from an electrically-conductive member. When the conductive member is cut at the position including the conductive member, the conductive member is exposed also on the side surface of the optical semiconductor device, and the solder or the like is easily joined. In addition, when cutting at a position away from the conductive member, it is easier to cut compared to cutting the conductive member (metal) and the resin together because only the resin such as the base or sealing member is cut. It can be cut off.
<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。
<Manufacturing 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 copper foil is attached to a plate-like support substrate made of an insulating member such as polyimide. Furthermore, a sheet-like protective film (such as a dry resist sheet) is attached on the conductive member, exposed using a mask having an opening, and a protective film of a part exposed using a cleaning solution such as a weak alkaline solution. Remove Thus, 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 immersed in an etching solution capable of etching the entire support substrate to etch the conductive member. Finally, the protective film is removed to form first and second conductive members spaced apart from each other 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。
Second Embodiment
The optical semiconductor device (light-emitting device) 200 concerning
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 the second embodiment, the
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 to 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 of 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 first
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
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), the recess formed by being surrounded by the projecting
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
<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 the optical semiconductor device of the present invention, in which a part is cut away so that the inside of the base 306 can be seen. In the third embodiment, as shown in FIG. 3, 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, before forming the base, 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。
Fourth Preferred Embodiment
FIG. 4A is a perspective view showing the optical semiconductor device of the present invention, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line CC 'in FIG. 4A. The fourth embodiment is characterized in that a
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。
Further, although the base (protruding 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 the fourth embodiment, 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。
The Fifth Preferred Embodiment
FIG. 5A is a cross-sectional view showing the 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 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 of manufacturing an optical semiconductor device according to the present invention, it is possible to easily obtain an optical semiconductor device which is small and light and which is excellent in light extraction efficiency and contrast. These optical semiconductor devices include (a) various display devices, (b) lighting fixtures, (c) displays, (d) backlight sources for liquid crystal displays, and (e) digital video cameras, facsimiles, copiers, The present invention can also be used for an image reading device such as a scanner, (f) a projector device, and 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 · · ·
1090 ··· Mask X ··· Protrusions S1, S2 · · · · Concave
Claims (8)
下面が前記発光装置の外表面を形成する2つの導電部材と、
少なくとも前記2つの導電部材の間に形成される部分と、前記導電部材の上面よりも高い突出部とを備える遮光性基体と、
前記遮光性基体と前記導電部材の上面とで形成された凹部内に配置され、前記遮光性基体の突出部から離間する位置にある発光素子と、
前記発光素子を被覆する封止部材と、
を備え、
前記導電部材の側面の一部は前記遮光性基体の突出部と同一面にあって前記発光装置の外表面を形成しており、
前記少なくとも2つの導電部材の間に形成される部分における前記遮光性基体の上面は、前記凹部の側壁となる前記突出部における前記遮光性基体の上面よりも低く、かつ、前記2つの導電部材の上面よりも高く、
前記導電部材の側面に、前記導電部材の下面から離間した突起部を備えることにより、前記導電部材の前記遮光性基体からの脱落を抑制することを特徴とする発光装置。 A light emitting device,
Two conductive members whose lower surface forms the outer surface of the light emitting device;
A light-shielding substrate comprising a portion formed between at least the two conductive members, and a protrusion higher than the upper surface of the conductive member;
A light emitting element which is disposed in a recess formed by the light shielding base and the upper surface of the conductive member and which is located at a distance from the protrusion of the light shielding base;
A sealing member covering the light emitting element;
Equipped with
A part of the side surface of the conductive member is flush with the projecting portion of the light shielding substrate to form an outer surface of the light emitting device,
The upper surface of the light shielding base in the portion formed between the at least two conductive members is lower than the upper surface of the light shielding base in the protrusion which is the side wall of the recess, and of the two conductive members. Higher than the top,
A light emitting device characterized in that the side surface of the conductive member is provided with a projection spaced from the lower surface of the conductive member, thereby preventing the conductive member from coming off the light shielding base.
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