JP7064324B2 - 半導体発光装置、および、それを用いた半導体発光装置の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の半導体発光素子を、素子実装用の基板（以下、実装基板という）に実装した半導体発光装置及びその製造方法に関する。
半導体発光装置として、絶縁基板の表面に形成した金属膜からなる素子実装用のパッド（実装パッド）に半導体発光素子（以下、ＬＥＤチップともいう）を接合材で接合し、ＬＥＤチップ表面の電極をワイヤーボンディングした後、樹脂モールドによりパッケージ化した発光装置が広く用いられている。このタイプの発光装置では、ＬＥＤチップが発生する熱を効果的に基板側に拡散するために、ＬＥＤチップが接合材により全面で実装パッドに接合されることが好ましいが、ＬＥＤチップと実装パッドとの間に供給される接合材の量が多いと、リフロー時に溶融した接合材がＬＥＤチップの周辺に広がったり、回り込んだりするという問題がある。この問題を解消するため、例えば実装パッドのＬＥＤチップが接合される部分の外側に突出部を設けることや（特許文献１）、溝を設けることが提案されている（特許文献２）。
ＬＥＤチップには、１ｍｍ角、０．７ｍｍ角、０．５ｍｍ角など大きさが異なるものがあるが、上述した従来の技術では、実装パッドに設ける突出部や溝はＬＥＤチップのサイズに応じて決まるため、異なる大きさのＬＥＤチップ毎に実装基板を用意する必要がある。一方、最大のＬＥＤチップに対応する面積の大きな実装パッドを設けた実装基板を用いることにより、どの大きさのＬＥＤチップにも対応することは可能であるが、そのような大きな実装パッドに小さいＬＥＤチップを接合した場合、リフロー時に溶融した接合材が流動化することにより、ＬＥＤチップが本来固定すべき位置からずれたり回転したりする場合がある。その状態で接合材が固化すると、ＬＥＤチップは位置がずれたまま接合される。このような発光装置を照明等の光源に適用すると、光源の位置がずれているため光学設計が困難になるという問題がある。
本発明は、ＬＥＤチップの位置ずれや余分な接合材の広がりの問題がなく、しかも異なる大きさのＬＥＤチップに対応できる汎用の実装基板を提供すること、そしてこのような実装基板にＬＥＤチップを実装した半導体発光装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明の半導体発光装置は、その実装基板の実装パッドが、複数のＬＥＤチップの大きさに対応した複数の実装領域を持つ。複数の実装領域は、実装パッドに形成した切り欠け部或いはスリットによって、一部のみが連続するように配置される。
すなわち本発明の半導体発光装置は、金属膜からなる実装パッドを有する実装基板と、前記金属膜に対しぬれ性を持つ材料からなる接合材によって、裏面が前記実装パッドに接合された半導体発光素子と、を備え、前記実装パッドは、第一の領域と、当該第一の領域に内側に位置する第二の領域と、を有し、前記第二の領域は一部が前記第一の領域に連続し、当該連続する部分を除く外周が前記第一の領域と接していないことを特徴とする。
また半導体発光素子は、大きさの異なる複数の発光素子のいずれかであり、前記第二の領域の外周は、前記複数の発光素子のうち最大の発光素子の外周より小さく且つ二番目に大きい発光素子の外周と同じか、それより大きい。
本発明によれば、ＬＥＤチップを、実装パッドの複数の実装領域のうち、大きさに応じた実装領域に配置して接合することにより、接合材が溶融した状態において、接合材は、実装パッドに対するぬれ性と実装領域を隔てる空間（例えば基板の材料）に対するぬれ性との相違によって、ＬＥＤチップを配置した実装領域に留まり、広がりが抑制される。このため、ＬＥＤチップは実装領域の形にほぼ沿った形に配置され、位置ずれがない。また余分な量の接合材があったとしても、実装領域の連続部分から他の実装領域に広がるため、実装パッド以外の基板上に接合材が広がるのを防止できる。
以下、本発明の半導体発光装置の実施形態を説明する。
図１に、本発明の半導体発光装置の一実施形態を示す。この半導体発光装置は、実装基板１０と、実装基板１０に接合材２０によって接合されたＬＥＤチップ３０と、を備える。さらに、通常は、ＬＥＤチップ３０は透光性樹脂や蛍光体含有樹脂などの封止樹脂で封止される。封止樹脂５０で封止する場合には、未硬化の封止樹脂５０を注入するための筒状の壁部材６０や内面が逆円錐台形の反射部材などを実装基板１０の外周に沿って配置することができる。
図１に、本発明の半導体発光装置の一実施形態を示す。この半導体発光装置は、実装基板１０と、実装基板１０に接合材２０によって接合されたＬＥＤチップ３０と、を備える。さらに、通常は、ＬＥＤチップ３０は透光性樹脂や蛍光体含有樹脂などの封止樹脂で封止される。封止樹脂５０で封止する場合には、未硬化の封止樹脂５０を注入するための筒状の壁部材６０や内面が逆円錐台形の反射部材などを実装基板１０の外周に沿って配置することができる。
実装基板１０は、ガラスエポキシ基板、セラミック多層基板等の絶縁基板からなり、ＬＥＤチップ３０に給電するためのＡｕ、Ｃｕ等の金属からなる導体配線１１が形成されており、この導体配線１１の端部にＬＥＤチップ３０を接合するための実装パッド１３が形成されている。実装パッド１３は、特定のサイズのＬＥＤチップ３０ではなく、複数のサイズのＬＥＤチップのうち任意のサイズのＬＥＤチップを実装できる形状を持つ。実装パッドの具体的な形状については後述する。なお、導体配線１１及び実装パッド１３は、金属の単層膜のほか、異なる金属からなる多層膜であってもよく、その構造に応じて、フォトリソブラフィ、スパッタリング、蒸着等の任意の方法で絶縁基板上に形成することができる。
接合材２０は、金属である実装パッド１３とＬＥＤチップ３０の電極面とを接合するもので、比較的低融点で溶融する金属材料、例えばＳｎＰｂ系、ＳｎＡｇＣｕ系、ＡｕＳｎ系、ＳｎＺｎ系、ＺｎＣｕ系などの合金を用いることができる。このような金属材料は溶融時（融点）において、金属からなる実装パッド１３に対するぬれ性に優れ、且つ絶縁基板に対するぬれ性が低いため、実装パッド１３に滴下したときに、実装パッド１３の外縁から、その外側である絶縁基板に広がることなく、実装パッド１３上に留まり、その上に置かれたＬＥＤチップ３０の移動を抑制する。
ＬＥＤチップ３０は、ｐ型半導体とｎ型半導体とを接合した構造を有し、片面に両電極が形成された片面タイプと、表面と裏面にそれぞれ電極が形成された両面タイプがある。本実施形態では、いずれのタイプも採用することが可能であるが、上面に両電極が形成された片面タイプの場合、裏面側に金属膜を形成しておくことが好ましい。図１では、裏面側にｎ電極が配置され、上面側の中央にｐ電極が配置された両面タイプを用いた例を示しており、ｎ電極が形成された裏面が、接合材２０により実装基板１０の実装パッド１３に接合され、ｐ電極が実装基板１０の導体配線１１（電極パッド）にＡｇ等の線材４０でワイヤーボンディングされている。なお半導体としては、限定されるものではないが、例えば、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＩｎＧａＮ等の化合物半導体が用いられる。また電極は、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ等の単層膜或いは積層膜からなる。
ＬＥＤチップ３０の形状は、特に限定されないが、一般には上面から見た形状が四角形のものが多用されており、それらを用いることができる。またＬＥＤチップ３０の大きさは、上面から見た四角形のサイズとして、１ｍｍ角、０．７ｍｍ角、０．５ｍｍ角などがある。本実施形態の半導体発光装置は、実装基板として複数のサイズのＬＥＤチップに対応した実装基板を用いており、特定のサイズに限定されることなく、複数のサイズのＬＥＤチップのうち任意のＬＥＤチップを用いることができる。
図２は、２つのサイズのＬＥＤチップ３０Ｌ、３０Ｓのいずれかを実装した状態を、それぞれ点線、破線で示している。ＬＥＤチップ３０Ｌを実装する場合には、実装パッド１３の外側の輪郭に合わせてＬＥＤチップ３０Ｌを固定し、ＬＥＤチップ３０Ｓを実装する場合には、外側の輪郭の内側に輪郭にあわせてＬＥＤチップ３０Ｓを固定する。いずれの場合も、実装パッド１３に供給された接合材２０は、溶融時のぬれ性が実装パッド１３に対しては良好であり絶縁基板に対しては乏しいため、実装パッド１３上に留まり、流動性を持つ状態でも上に載ったＬＥＤチップの移動を制限し、ＬＥＤチップ３０Ｌであれば外側の輪郭に、ＬＥＤチップ３０Ｓであれば内側の輪郭にほぼ沿った状態を保ち、接合材の硬化によりその位置に接合される。
次に上述した半導体発光装置に用いられる実装基板１０の実施形態を説明する。ここでは、一例としてサイズの異なる２つのＬＥＤチップ、ラージチップ３０Ｌ及びスモールチップ３０Ｓ、に対応した実装パッドの具体例を説明する。
＜第一実施形態＞
本実施形態の実装基板１０の実装パッド１３は、図３に示すように、ラージチップに対応する第一の領域１３１と、第一の領域に内側に位置し、スモールチップに対応する第二の領域１３２（斜線で示す）とを有する。また実装パッド１３は、上面から見た形状が、四角形の四辺のそれぞれ一部を切り欠いた形状を有し、第二の領域１３２は切り欠き部１３５で囲まれた領域であり、その外側の部分が第一の領域１３１である。図示するように第一の領域１３１と第二の領域１３２とは、第二の領域１３２の四隅において連続しており、これにより電気的に断続されていない、すなわち一体である。またこの連続部を通して、一方の領域に供給された接合材は他方の領域側に広がることができ、実装パッドと絶縁基板との接合材に対するぬれ性の相違による接合材の広がり防止効果と相まって、基板側へ広がるのを防止することができる。
本実施形態の実装基板１０の実装パッド１３は、図３に示すように、ラージチップに対応する第一の領域１３１と、第一の領域に内側に位置し、スモールチップに対応する第二の領域１３２（斜線で示す）とを有する。また実装パッド１３は、上面から見た形状が、四角形の四辺のそれぞれ一部を切り欠いた形状を有し、第二の領域１３２は切り欠き部１３５で囲まれた領域であり、その外側の部分が第一の領域１３１である。図示するように第一の領域１３１と第二の領域１３２とは、第二の領域１３２の四隅において連続しており、これにより電気的に断続されていない、すなわち一体である。またこの連続部を通して、一方の領域に供給された接合材は他方の領域側に広がることができ、実装パッドと絶縁基板との接合材に対するぬれ性の相違による接合材の広がり防止効果と相まって、基板側へ広がるのを防止することができる。
実装パッド１３の幅Ｗ１、すなわち第一の領域１３１の幅Ｗ１は、ラージチップの幅と同程度である。具体的にはラージチップの幅±１０％程度であることが好ましい。これにより、図４（Ａ）に示すようにラージチップ３０Ｌを載せたときに、切り欠き部１３５に対応する部分を除く裏面全面が、実装パッド１３全面に接合され、チップから発生する熱を、実装パッド１３を介して効果的に放散させることができ、且つ加熱された溶融した接合材２０が流動性を持つことにより、接合材２０上のラージチップ３０Ｌが移動したとしても、その移動範囲を実装パッド上に留めることができ、位置ずれを抑制することができる。
また第二の領域１３２の幅Ｗ２は、ラージチップの幅よりも小さく且つスモールチップの幅と同じか（図４（Ｂ））、それより若干大きいものとする。具体的には、Ｗ２はスモールチップの幅±１０％程度であれることが好ましく、これにより、ラージチップの場合と同様に、チップからの熱引きを良好にし、且つ接合時の位置ずれを防止することができる。Ｗ１はＷ２より大きく例えばＷ１はＷ２の√２倍、ないし２倍の幅となるように選択される。
さらに第二の領域１３２の外周を画定する切り欠き部１３５の幅Ｗ３は、第二の領域の幅Ｗ２の１／２以上であることが好ましい。この幅Ｗ３が狭い場合、第二の領域１３２と絶縁基板との境界によるスモールチップの移動制限効果が低下し、第一の領域と第二の領域とがつながっている部分（連続部）を使ってスモールチップが動きやすくなる、すなわち位置ずれが生じやすくなる。
実装パッドの一方向の幅のみを説明したが、この方向と直交する方向についても上述したＷ１～Ｗ３と同様に設計することが好ましい。
また図３では、切り欠き部１３５の形状として四角形のものを示したが、切り欠き部１３５は上述した条件を満たすものであれば、一部の辺が傾斜したり曲線状であったりしてもよい。
また図３では、切り欠き部１３５の形状として四角形のものを示したが、切り欠き部１３５は上述した条件を満たすものであれば、一部の辺が傾斜したり曲線状であったりしてもよい。
次に本実施形態の実装基板を用いた半導体発光装置の製造方法を、図５乃至図７を参照して説明する。
まず実装基板１０として、所定の導体配線１１と上述した形状の実装パッド１３を形成した実装基板を用意する（Ｓ５０１）。実装するＬＥＤチップのサイズに合わせて、実装パッド１３上の所定の領域に接合材を供給する（Ｓ５０２）。この状態において、接合材２０は、ＡｕＳｎ等の金属材料のほかにバインダーやフラックス剤などを含むペースト状であり、塗布やポッティングにより供給することができ、ＬＥＤチップがスモールチップ３０Ｓの場合には、図６（Ａ）に示すように、実装パッド１３の内側の輪郭内、すなわち第二の領域１３２内に供給する。供給する接合材２０の量は、接合材が溶融して広がった状態でＬＥＤチップの裏面を覆うことができる量であればよく、第二の領域１３２からはみ出す量が少ないことが好ましい。このような接合材の量は、ＬＥＤチップのサイズにより経験的に知ることができるので、それら経験値を元に適切に供給する。
またＬＥＤチップがラージチップ３０Ｌの場合には、図７（Ａ）に示すように、実装パッド１３の内側の輪郭内すなわち第二の領域１３２内と、その外側の領域すなわち第一の領域１３１に供給する。本実施形態では、外側の領域は第二の領域１３２の四隅に分割されて存在するので、それぞれに接合材２０を供給する。接合材２０の供給量は、ＬＥＤチップの裏面を覆うのに足りる量であって、第一の領域から外側に広がらない程度の量とする。なお図７（Ａ）では、第一の領域と第二の領域の両方に接合材を供給する例を示したが、第一の領域と第二の領域とは第二の領域の四隅で連続しているので、図６（Ａ）と同様に第二の領域１３２だけに、スモールチップの場合よりも多い量の接合材２０を供給し、第二の領域１３２から第一の領域１３１に移動する接合材２０によって、第一の領域上にあるＬＥＤチップの部分を接合することも可能である。
ついで実装パッド上にＬＥＤチップを配置する（Ｓ５０３）。スモールチップ３０Ｓであれば、第二の領域１３２の輪郭に沿って（図６（Ｂ））、ラージチップ３０Ｌであれば、第一の領域１３１の外側の輪郭に沿って（図７（Ｂ））、ＬＥＤチップを載せて押し当てる。ＬＥＤチップ３０を接合材２０により実装基板上に仮に固定した状態で、実装基板１０をリフロー炉に入れ、所定時間加熱した後、接合材２０を硬化させてＬＥＤチップ３０を接合する（Ｓ５０４）。リフロー時の加熱により、ペースト状の接合材２０は溶融し、流動性を持つが、接合材２０のぬれ性は、金属材料からなる実装パッド１３に比べ絶縁基板１０は乏しいため、接合材２０は実装パッド１３から外側（絶縁基板側）に広がりにくい。このため、実装パッド１３の内側に配置されたスモールチップ３０Ｓは、実装パッド１３の切り欠き部で画定される第二の領域１３２の外周の内側に移動範囲が制限される。これにより位置ずれが防止された状態で、接合材２０が硬化するのに伴い第二の領域１３２上に固定、接合される（図６（ｃ）、図７（ｃ））。スモールチップ３０Ｓであれば、第二の領域１３２の輪郭以内に実装され、ラージチップ３０Ｌであれば、第一の領域１３１の外側の輪郭以内に切り欠き部を覆いつつ実装される。
その後、ＬＥＤチップの上側に設けられた電極（不図示）を、実装基板１０の電極パッドにワイヤーボンディングすること（Ｓ５０５）、必要に応じて、ワイヤーボンディング後のＬＥＤチップを透光性樹脂で封止すること（Ｓ５０６）は、従来の半導体発光装置の製造と同様である。
本実施形態によれば、ラージチップに対応する大きさの領域を持つ実装パッドを、四角形の各辺を切り欠いた形状とし、内側に切り欠き部で囲まれた、スモールチップに対応する領域を設けことにより、ラージチップにもスモールチップにも対応可能な汎用の実装基板を提供することができる。そして、この実装基板を用いることにより、ＬＥＤチップの位置ずれがなく、且つＬＥＤチップが発する熱を放散させやすい構造の半導体発光装置が提供される。
なお以上説明した実施形態では、ＬＥＤチップとして裏面に一方の電極、上面に他方の電極を設けた両面タイプのものを用いる場合を説明したが、上面に両電極を配置したＬＥＤチップであっても同様に適用することができる。
また以上の実施形態では、絶縁基板上に単一のＬＥＤチップを実装する場合を説明したが、実装するＬＥＤチップの数は複数であってもよい。その場合、絶縁基板上に複数の実装パッドが形成された実装基板を用意する。複数の実装パッドのうち少なくとも一つの実装パッドが上述した汎用実装パッドである場合も本実施形態に包含される。
＜第二実施形態＞
第一実施形態では、実装パッドに切り欠き部を設けて、切り欠き部によって、スモールチップに対応する第二の領域の外周を画定したが、本実施形態では、第一の領域と第二の領域との間にスリットを形成する。本実施形態の実装基板及びそれを用いた半導体発光装置の構成は、上述した第一実施形態と同様であるので、以下、本実施形態の特徴である実装基板の実装パッドについてのみ説明する。
第一実施形態では、実装パッドに切り欠き部を設けて、切り欠き部によって、スモールチップに対応する第二の領域の外周を画定したが、本実施形態では、第一の領域と第二の領域との間にスリットを形成する。本実施形態の実装基板及びそれを用いた半導体発光装置の構成は、上述した第一実施形態と同様であるので、以下、本実施形態の特徴である実装基板の実装パッドについてのみ説明する。
本実施形態の実装パッド１３０は、図８に示すように、四角形の形状を有し、その四辺に沿って内側に４本のスリット１３７が形成されている。４本のスリット１３７で画定される内側の領域（斜線で示す領域）が、スモールチップに対する第二の領域１３２、外側の領域がラージチップに対応する第一の領域１３１である。本実施形態でも第一の領域１３１と第二の領域１３２は、スリットが設けられていない部分によって連続し、これにより電気的一体性が維持され、且つこの連続部を介して接合材の広がりを許容する。
実装パッド１３０の幅（第一の領域の幅）ｗ１、第二の領域の幅ｗ２、及びスリットの長さＬは、図３に示す第一実施形態における第一の領域の幅Ｗ１、第二の領域の幅Ｗ２、及び切り欠き部の幅Ｗ３と同様であり、ｗ１はラージチップの幅に対応し、ｗ２はスモールチップの幅に対応する。またスリットの長さＬは、ｗ２の１／２以上であることが好ましい。これにより、スモールチップを搭載した場合にも、溶融した接合材によってスモールチップが移動することが抑制され、チップの位置ずれのない半導体発光装置を得ることができる。
さらに本実施形態の実装基板では、第一実施形態の実装基板に比べ、ラージチップを搭載した場合にその裏面が実装基板に接合される面積が広いので、ＬＥＤチップからの熱引きが良好である。
本実施形態の実装基板を用いた半導体発光装置の製造方法も第一の実施形態の場合と同様であり、スモールチップを実装する場合には、図９（Ａ）に示すように、第二の領域１３２のみにペースト状の接合材２０を適量供給し、リフロー時の熱で接合材を溶融して第二の領域１３２全体に行き渡らせて、第二の領域１３２にスモールチップを固定する。このとき接合材は、ぬれ性の相違によって、スリット１３７によってむき出しになった絶縁基板側への移動が抑制され、流動範囲が限定されるため、その上に載っているスモールチップも第二の領域１３２からはみ出すことなく、第二の領域１３２に固定される。
またラージチップを実装する場合には、図９（Ｂ）に示すように、第二の領域１３２と第一の領域１３１のスリット１３７に沿った領域或いは四隅に接合材２０を適量供給し、リフロー時の熱で接合材を溶融して第一の領域１３１及び第二の領域１３２全体に行き渡らせて、実装パッド全体を覆うようにラージチップを固定する。
本実施形態によれば、ラージチップに対応する大きさの第一の領域の内側に、スリットを設け、外周がスリットで画定される第二の領域を設けることにより、複数のサイズのＬＥＤチップに対応することが可能であり、いずれの場合にも、ＬＥＤチップの位置ずれがなく且つ熱引きの良好な半導体発光装置を得ることができる。
本実施形態も、第一実施形態と同様に単一チップだけでなく複数チップの半導体発光装置にも適用することが可能である。
本実施形態も、第一実施形態と同様に単一チップだけでなく複数チップの半導体発光装置にも適用することが可能である。
＜第二実施形態の変形例＞
第二実施形態では、実装パッドの四辺に沿って、それぞれ１本のスリットを設けたが、スリットの形状や配置は、第一の領域と第二の領域との連続性を確保する、第二の領域の外周を画定できる、という条件を満たすものであれば、図８に示すものに限らず、種々の変形が可能である。
第二実施形態では、実装パッドの四辺に沿って、それぞれ１本のスリットを設けたが、スリットの形状や配置は、第一の領域と第二の領域との連続性を確保する、第二の領域の外周を画定できる、という条件を満たすものであれば、図８に示すものに限らず、種々の変形が可能である。
図１０（Ａ）、（Ｂ）に変形例を示す。図１０（Ａ）に示す変形例は、実装パッド１３０Ａの四辺に平行に形成されたスリットを複数のスリット１３７Ａで構成した例である。ここでは第二実施形態の１本のスリットを２本のスリットに分割しているが、分割数は２に限らず、それより多くても良いし、また四辺のスリット全てで同一でなくても良い。例えば、縦方向のスリットは１本のスリットとし、横方向のスリットは複数本のスリットで構成するなど任意の変更が可能である。
図１０（Ｂ）に示す変形例は、スリット形状をＬ字状としたものであり、図示する例では実装パッド１３０Ｂの四隅の内側に４つのスリット１３７Ｂを配置している。この変形例でも、さらに２つのＬ字状スリット１３７Ｂの間に、直線状のスリットを配置するなど種々の変更が可能である。
これら変形例の実装基板においても、第二実施形態と同様の効果が得られる。
これら変形例の実装基板においても、第二実施形態と同様の効果が得られる。
＜第三実施形態＞
第一実施形態及び第二実施形態では、スモールチップとラージチップの２種類のＬＥＤチップに対応した実装基板を説明したが、本実施形態の実装基板は、大きさが異なる３種以上のＬＥＤチップに対応するものである。
第一実施形態及び第二実施形態では、スモールチップとラージチップの２種類のＬＥＤチップに対応した実装基板を説明したが、本実施形態の実装基板は、大きさが異なる３種以上のＬＥＤチップに対応するものである。
図１１に、ラージチップ、ミドルチップ及びスモールチップの３種に対応した実装パッド１３００の一例を示す。図示するように、この実装基板１３００は、四角形の四辺に切り欠き部１３５を設けた第一実施形態の実装パッド１３と類似した形状を有しているが、第一実施形態の実装パッド１３の第二の領域に対応する領域（一点鎖線で囲まれた領域）１３２の内側に、その外周に沿って４本のスリット１３７が形成され、第三の領域（点線で囲まれた領域）１３３を画定している。即ち一点鎖線と点線とで挟まれた領域が第二の領域である。第一の領域１３１、第二の領域１３２及び第三の領域１３３は、それぞれ、外周の大きさがラージチップ、ミドルチップ及びスモールチップに対応している。
また第一の領域１３１、第二の領域１３２及び第三の領域１３３は、電気的には導通しており、且つ各領域を画定するスリット１３７や切り欠き部１３５が存在することにより、結合材を介して各領域に対応する大きさのＬＥＤチップを接合したときに、ＬＥＤチップの移動が抑制され位置ずれのない半導体発光装置を製造することができる。さらに適量の結合材を供給することで、ＬＥＤチップの裏面のほぼ全域が実装パッドに接合されるため、良好な熱引きが得られ、半導体発光装置の熱劣化を防止することができる。
なお本実施形態においても、スリット１３７の形状については第二実施形態の変形例と同様の変更が可能である。また図１２に示すように、スリット１３７と切り欠き部１３５とを結合して、３つの領域を実現することも可能である。
以上、本発明の半導体発光装置及びそれに用いる実装基板の実施形態を説明したが、各実施形態の説明に用いた図面は一例であって、半導体発光装置の構造、ＬＥＤチップのタイプや形状などは、これら図面に限定されることなく、本発明は公知の構造やタイプに適用することが可能である。
１０：実装基板、１１：導体配線、１３：実装パッド、２０：接合材、３０：ＬＥＤチップ（半導体発光素子）、３０Ｌ：ラージチップ、３０Ｓ：スモールチップ、３１：電極（金属膜）、４０：線材、５０：封止樹脂、６０：壁材、１３０：実装パッド、１３０Ａ：実装パッド、１３０Ｂ：実装パッド、１３１：第一の領域、１３２：第二の領域、１３３：第三の領域、１３５：切欠き部、１３７：スリット、１３７Ａ：スリット、１３７Ｂ：スリット、１３００：実装パッド
Claims (5)
- 金属膜からなる実装パッドを有する実装基板と、前記金属膜に対しぬれ性を持つ材料からなる接合材によって、裏面が前記実装パッドに接合された半導体発光素子と、を備え、
前記実装パッドは、第一の領域と、当該第一の領域に内側に位置する第二の領域と、を有し、前記第二の領域は一部が前記第一の領域に連続し、当該連続する部分を除く外周が前記第一の領域と接しておらず、
前記実装パッドは、上面から見た形状が、四角形の四辺のそれぞれ一部を前記四辺の中央部において矩形状に切り欠いた形状の切り欠き部を有し、
前記第二の領域は四辺が前記切り欠き部の内側端部と重なる矩形状の領域であり、
前記切り欠き部の、前記第二の領域と重なる内側端部の幅は、前記第二の領域の幅の１／２以上であり、
前記第一の領域の幅は前記半導体発光素子の幅の１１０％以下の幅であり、かつ前記第二の領域の幅の√２倍から２倍であり、
前記半導体発光素子は、前記第二の領域の前記外周の大きさより大きく、前記切り欠き部と重なり、かつ前記第一の領域の外側の輪郭に沿って実装され、
前記第一の領域および前記第二の領域まで広がるように前記接合材は設けられている
ことを特徴とする半導体発光装置。 - 金属膜からなる実装パッドを有する実装基板と、前記金属膜に対しぬれ性を持つ材料からなる接合材によって、裏面が前記実装パッドに接合された半導体発光素子と、を備え、
前記実装パッドは、第一の領域と、当該第一の領域に内側に位置する第二の領域と、を有し、前記第二の領域は一部が前記第一の領域に連続し、当該連続する部分を除く外周が前記第一の領域と接しておらず、
前記実装パッドは、上面から見た形状が四角形であって、
前記第一の領域と、前記第二の領域との間に、前記四角形の辺と平行なスリットを有し、前記第二の領域は前記スリットで囲まれた領域であり、
前記第一の領域の幅は前記半導体発光素子の幅の１１０％以下の幅であり、
前記半導体発光素子は前記第二の領域の前記外周の大きさより大きく、前記スリットと重なり、かつ前記第一の領域の外側の輪郭に沿って実装され、
前記第一の領域および前記第二の領域の前記スリットに沿った領域まで広がるように前記接合材は設けられている、
ことを特徴とする半導体発光装置。 - 請求項２に記載の半導体発光装置であって、
前記スリットの、前記四角形の辺と平行な方向の幅は、同方向における前記第二の領域の幅の１／２以上であることを特徴とする半導体発光装置。 - 表面に実装パッドが形成された実装基板に、裏面に電極面を持つ半導体発光素子の前記電極面を前記実装パッドに接合材により接合して半導体発光装置を製造する方法であって、
前記実装基板として、
前記実装パッドは、第一の領域と、当該第一の領域に内側に位置する第二の領域と、を有し、前記第二の領域は一部が前記第一の領域に連続し、当該連続する部分を除く外周が前記第一の領域と接しておらず
前記実装パッドは、上面から見た形状が、四角形の四辺のそれぞれ一部を前記四辺の中央部において矩形状に切り欠いた形状の切り欠き部を有し、
前記第二の領域は四辺が前記切り欠き部の内側端部と重なる矩形状の領域であり、
前記切り欠き部の、前記第二の領域と重なる内側端部の幅は、前記第二の領域の幅の１／２以上であり、
前記第一の領域の幅は前記半導体発光素子の幅の１１０％以下の幅であり、かつ前記第二の領域の幅の√２倍から2倍である、汎用実装基板を用意するステップと、
第二の領域の前記外周の大きさより大きい前記半導体発光素子を用意するステップと、
前記実装パッドの前記第一の領域および前記第二の領域に、前記電極面を覆うに足りる量の前記接合材を供給し、前記切り欠き部と重なるように前記半導体発光素子の電極面を載せるステップと、
前記接合材を加熱し、前記第一の領域および前記第二の領域で広がる前記接合材により前記電極面と前記実装パッドとを前記半導体発光素子を前記第一の領域の外側の輪郭に沿った状態で接合するステップと、を含む半導体発光装置の製造方法。 - 表面に金属膜からなる実装パッドが形成された実装基板に、裏面に電極面を持つ半導体発光素子の前記電極面を前記実装パッドに接合材により接合して、半導体発光装置を製造する方法であって、
前記実装基板として、
前記実装パッドは、第一の領域と、当該第一の領域に内側に位置する第二の領域と、を有し、前記第二の領域は一部が前記第一の領域に連続し、当該連続する部分を除く外周が前記第一の領域と接しておらず、
前記実装パッドは、上面から見た形状が四角形であって、
前記第一の領域と、前記第二の領域との間に、前記四角形の辺と平行なスリットを有し、前記第二の領域は前記スリットで囲まれた領域であり、
前記第1領域の幅は前記半導体発光素子の幅の１１０％以下の幅である、
汎用実装基板を用意するステップと、
第二の領域の前記外周の大きさより大きい前記半導体発光素子を用意するステップと、
前記実装パッドの前記第二の領域及び前記第一の領域に、前記電極面を覆うに足りる量の前記接合材を供給し、前記半導体発光素子の電極面を前記スリットと重なるように載せるステップと、
接合材により前記電極面と前記実装パッドとを前記半導体発光素子を前記第一の領域の外側の輪郭に沿った状態で接合するステップと、を含む半導体発光装置の製造方法。
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